新版机械加工工艺规程设计

工艺

§概述

一.机械加工工艺过程组成

1.工序一一工人，在工作地对工件所连续完成工艺过程。

2.安装一一经一次装夹后所完成工序内容

装夹一一定位一一加工前工件在机床或夹具上占据一正确位置

夹紧一一使正确位置不发生改变

增加安装误差

增加装夹时间一一应尽可能降低安装次数

3.工位一一工件和工装可动部分相对工装固定部分所占位置

多工位加工——提升生产率、确保加工面间相互位置精度

4.工步一一加工表面和加工工具不变条件下所完成工艺过程

一次安装中连续进行若干相同工步一1个工步

用几把不一样刀具或复合刀具加工一复合工步

5.走刀一一每进行一次切削一一1次走刀

二.工艺规程

1.工艺规程作用一一①指导生产

②组织生产和管理生产

③新建、扩建或改建工厂及车间

2.工艺规程设计标准一一①技术上优异性

②经济上合理性

③良好劳动条件

§机械加工工艺规程设计

一.零件工艺分析

1.零件技术要求分析

①加工表面尺寸精度

②关键加工表面形状精度

③关键加工表面之间相互位置精度

④各加工表面粗糙度和表面质量方面其它要求

⑤热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）。

1）零件视图、技术要求是否齐全一一关键技术要求和加工关键

2）零件图所要求加工要求是否合理

3）零件选材是否合适，然处理要求是否合理

2.零件结构及其工艺性分析

①结构组成一一内外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿形面、成形面

②结构组合一一轴类、套筒类、盘环类、叉架类、箱体类

★分析刚度及其方向

③结构工艺性——确保使用要求前提下，能否以高生产率和低成本制造

二.毛坯选择

1.毛坯种类选择

铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件

2.确定毛坯形状和尺寸一一尽可能和零件靠近

毛坯加工余量一一毛坯制造尺寸和零件对应尺寸差直一一加工总余量

毛坯公差一一毛坯制造尺寸公差

①为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台

②为加工方便，部分零件作整体毛坯一一半圆形零件一合成整圆

小零件(垫圈)-＞合成1件

3.选择毛坯时应考虑问题

①零件材料及力学性能要求一一铸铁、有色金属一铸

关键件一锻

②零件结构形状和尺寸复杂件铸

小台阶轴一棒料，大台阶轴一锻

③生产纲领大小一一大批量一优异方法

④现有生产条件

⑤采取新工艺、新技术、新材料

三.定位基准选择

1.基准概念一一确定其它点、线、面位置所依据点、线、面

(1)设计基准一一零件图上基准一一尺寸一尺寸线起点

相互位置一基准符号

(2)工艺基准一一工艺中用基准一一①工序基准

②定位原准

③测量基准

④装配基准

2.定位基准选择一一毛坯而定位一粗基准

已加工面定位一精基准

（1）精基准选择一一可靠确保关键加工表面间相互位置精度

1）基准重合标准一一选设计基准为定位基准

2）基准统一标准一一尽可能在多数工序中用一组精基准定位

3）定位稳定正确，简单方便标准一一选面大、精度高面为精基准

4）互为基准标准---为加工余量均匀，位置精度高----反复加工

5）自为基准标准一一要求余量小而均匀一一选加1L面本身为精基准

・辅助基准一一人为制造基准一一工艺需要而作工艺凸台、中心孔

提升精度------面两孔定位

（2）粗基准选择一一可靠方便池加工精基准

1）确保不加工面和加工面间位置关系---选择不加工面作粗基准

2）定位稳定可靠，简单方便一一选大面、平整面，无缺点

3）合理分配各面加工余量一一①应确保各加工面有足够余量

②一些关键面使其加工余量均匀

4）同一方向上粗基准标准上只许可使用一次

・基准选择一一具体情况具体分析，综合考虑，灵活利用，正确选择

【例】选择支架零件精基准和粗基准

♦零件分析——加工面一一底面、顶面、小16H7孔、2-610孔、直槽、圆弧槽

关键加工要求——316H7、对称度0.1、32±0.1、28±0.1

♦基准分析一一底面一一顶面、4H6H7孔高度方向设计基准

616H7孔轴线一一直槽、圆弧槽、2-610孔设计基准。

♦精基准选择：

底面——限制3个自由度（彳、x.y）

①基准重合（底而是顶面、616H7孔高度方向设计基准）

②基准统一（在大多数工序中使用）

③定位稳定可靠、夹具结构简单（定位面积大且平整）。

616H7孔一一限制2个自由度（工、y）

①基准重合（直槽、圆弧槽、2-610孔设计基准）

②基准统一（在大多数工序中使用）

③定位稔定可靠，火具结构简单。

左边小1（）孔一一限制1个自由度（与）

①基准重合（和小16H7中心连线是直槽、圆槽、右小10夹角设计基准）

②基准统一（在大多数工序中使用）

③定位稳定可嵬，离4,16H7中心远，转角误差小，夹具结构简单

♦粗基准选择：

640外圆----限制4个自由度（元、y.工、y）

①确保加工面和不加工面间位置关系（小16H7和外圆壁厚均匀）

②定位稔定可靠、夹紧方便（定位面平整光洁、可用三爪卡盘装夹）

K面一一限制1个自由度（2）

①确保加工面和不加工面间位置关系（确保尺寸12）

②定位方便（直接靠在三爪卡盘卡爪上）。

左边R10外缘一一限制1个自由度（z）

①确保加工面和不加工面间位置关系（小10孔中心和外圆对称）

四.工艺路线拟订

1.表面加工方法和加工方案选择

（1）加工面技术要求——经济精度一一正常工作条件下所达成加工精度

（2）工件材料性质及热处理

（3）工件形状和尺寸

（4）结合生产类型考虑生产率和经济性

（5）现有生产条件

2.加工阶段划分

粗加工阶段一一立即切除余量一一高生产率

半精加工阶段一一继续降低加1L余量，为特加1L作准备，次要面加工

精加工阶段一一达成要求加工精度和表面粗糙度

光整加工和超精密阶段一一降低表面粗糙度值

原因：①确保加工质量

②合理使用设备

③便于安排热处理

④立即发觉毛坯缺点，保护精加工表面

★加工阶段划分一一针对零件加工整个过程、针对关键加工面

3.工序集中和工序分散

工序集中一一工序少，内容多

一一装夹次数少，位置精度高，设备数量少，二人少

工序分散一一工序多，内容少

一一设备工装简单，调整方便，切削用量合理：设备多，工人多

4.加工次序安排

（I）机械加T次序安排一一①先基准后其它

②先粗后精

③先主后次、穿插进行

④先面后孔

•基准加工f关键而粗加工f次要面加工f关键面半精加工

一次要面加工一修基准一关键面精加工

（2）热处理工序安排

1）预备热处理一一正火和退火一一粗加工前

时效处理一一粗加工前、后

调质处理一一粗加工后，半精加工前

2）最终热处理一一淬火一一精加工、磨削前

渗碳淬火一一半精加工后

渗氮一一尽可能靠后

表面处理（电镀及氧化）一一最终

・毛坯制造f退火或正火一关键面粗加工一次要面加工

一调质（或时效）一关键面半精加工一次要面加工

—淬火（或渗碳淬火）一修基准一关键用精加工

（3）辅助工序安排

检验一一粗加工后，精加工0前；转车间前后；关健工序前后，完工后

去毛刺一一钻、铳、刨、拉后，淬火前

辅助工序一一清洗、防锈、去磁、平衡等

五.加工余量确实定

1.加工余量概念

（1）工序余量一一切除金属层厚度一一等于前后工序尺寸之差

被包容面：Zb=a-b

包容面：Zh=b-a

外圆表面:2Zb=d「db

内孔表面:2Zb=db-da

（2）总加工余量Z，=各工序加工余量之和=毛坯尺寸和零件尺寸之差=毛坯余量

・单向入体标准一一被包容面一一基础尺寸为最大极限尺寸，上偏差为零

包容面一一基础尺寸为最小极限尺寸，下偏差为零

孔和孔（平面）间距离尺寸一一对称分布

毛坯尺寸一一正负分布

•工序余量变动范围=前后工序尺寸公差之和

2.影响最小加工余量原因

（1）前工序表面粗糙度Ra和表面缺点层深度Ha

（2）前工序尺寸公差Ta

（3）前工序相互位置偏差Pa

（4）本工序加工时安装误差£b

3.确定加工余量方法一一①计算法

②查表修正法

③经验估算法

六.工序尺寸确实定

・余量法

①确定各工序基础余量及各工序经济加工精度

②从后向前推算各工序基础尺寸及毛坏尺寸

③按“单向人体标准”确定各工序尺寸公差

•基准不重合时，必需用尺寸链原理进行分析计算

七.机床及工艺装备确实定

1.机床确实定

1)机床规格尺寸应和工件尺寸相适应

2)机床精度应和加工精度相适应

3)机床生产率应和生产类型相适应一一单件小批生产一通用设备

大批量生产一高效专用设备

4)机床选择应结合现场实际情况一一类型，设备负荷，排列等

2.工艺装备确实定

(1)夹具选择

单件小批生产通用夹具，组合夹具

大批量生产~高效和自动化专用夹具

多品种中小批量生产一可调夹具、成组夹具

♦夹具精度一一和工件加工精度相适应

(2)刀具选择一一优先选择标准刀具高效复合刀具、专用刀具

♦刀具类型、规格及精度一一和工件加工要求相适应

(3)量具选择

单件小批量生产一一通用量具

大批量生产一一高效专用量具一极限量规、专用量具和测量仪器

♦量具量程和精度一一和工件结构尺寸和精度相适应

八.确定切削用量和时间定额

1.切削用量选择

单件小批生产一一不要求批量较大一一严格地确定

粗加T一一确保高生产率

大背吃刀量，较大进给量，合理切削速度

精加工一一确保加工精度和表面质量

较小背吃刀量和进给量、合理切削速度。

组合机床、自动机床一一比通常低部分

2.时间定额一一生产1件产品或完成I道工序所耗时间

（1）单件时间定额Tp

①基础时间Tb一—直接改变对象尺寸形状、位置、状态或性质所耗时间

直接切除余量所耗时间（含切入切出时间）

②辅助时间Ta一一实现基础工艺所进行多种辅助动作所耗时间

装卸、开停机、进退刀、改变切削用量、试切和测量等

♦基础时间+辅助H寸间=作业时间

③部署工作地时间Ts一一工作班内照管工作地所耗时间，作业时间2-7%

调整更换刀具、修整砂轮、涧滑擦试机床、清理切屑

④休息和生理需要时间Tr——工作班内满足生理需要所耗时间,

作业时间2〜4%

⑤准备和终止时间Te一一为生产一批产品准备和结束工作所耗时间

（2）提升生产率方法

1）缩减基础时间Tb外圆车削：Tb=型Z

1000匕再

①增大切削用量---硬质合金----200m/min,陶瓷刀具----500m/min

金刚石、立方氮化硼刀具------般钢材一一900m/min

、淬火钢或高集合金钢---90m/min

高速磨削---80m/s：强力磨削深度----6〜3)mm

②降低或重合切削行程长度一一多刀多刃加工

多件加工一一次序加工

平行加工

平行次序加工

③减小切削加工余量Z——毛坯精化

粉末冶金、压力铸造、精密铸造、精锻、冷挤压、热挤压等

冷挤压齿轮昔换剃臼

2)缩短辅助时间一一直接缩减、间接缩减

①直接缩减辅助时间一一大批量生产一一优异高效夹具

单件小批量生产一一成组夹具或通用夹具

主动测量法一一加工过程中测量工件实际尺寸，并主动控制

数字显示装置一一显示尺寸改变、刀具位移量

②间接缩减辅助时间一一使辅助时间和基础时间重合

转位移位工作台或多根心轴一一加工时间内装卸工件

主动测量或数字显示装置一一使测量时间和基础时间重合

(3)缩短部署工件地时间一一降低调刀对刀时间

快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板、对刀块

(4)缩短准备和终止时间一一扩大零件批量和降低调整机床、工装时间

成批生产——缩短安装刀具、调整机床时间，扩大零件批量

中小批生产一一零件通用化和标准化，或采取成组技术

十.编制T艺规程文件

①机械加工工艺过程卡片一一成批生产

工艺路线——工序名称、内容、车间工段、机床工艺装备名称、时间定额

②机械加工工序卡片一一大批量生产、中批关键件、小批关健工序

工序加工要求一一细实线面工件外形（加工面用粗实线表示）

本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技术要求

定位基准、夹压位置和方法

§3-3工艺尺寸链

一.工艺尺寸链概念

1.尺寸链定义一一相互联络，按一定次序排列成封闭尺寸图形

①封闭性——首尾相接

②工艺性一一随工艺方案改变而变

2.工艺尺寸链组成：封闭环一一最终自然形成尺寸，Ao

组成环一一直接取得尺寸

、增环一一该环增大，封闭环对应增大，4

减环一一该环增大，封闭环对应减小，4

3.增、减环判定方法一一设封闭环为减环方向，沿减环方向绕尺寸链顺次画箭头，

即为各组成环方向

4.工艺尺寸链建立

①封闭划、确实定一一间接得到

②组成环查找一一从定位面到加工面尺寸一一直接得到

二.工艺尺寸链计算基础公式

1.封闭环基础尺寸=全部增环基础尺寸之和减去全部减环基础尺寸之和

4=£4-Z4

r=li=n-4-l

2.封闭环上偏差=全部增环上偏差之和减去全部减环下偏差之和

ES0=£E*-EEL

Z=1f=n+l

3.封闭环下偏差=全部增环下偏差之和减去全部减环上偏差之和