机械制造工艺与装备 课件 第5章 编制机械加工工艺规程

机械制造工艺与装备《机械制造工艺与装备》

第5章

编制机械加工工艺规程5.1机械加工工艺规程的基本概念THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES

机械加工工艺规程是指规定零件的机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，具体是指将合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经过审批后用来指导生产。

常用的机械加工工艺规程有以下三种形式。工艺过程卡工艺卡工序卡基本概念3机械加工工艺规程4机械加工工艺过程卡片

以工序为单位，简要说明零件加工过程，主要用于生产管理，作为生产准备、编制生产计划和组织生产的依据。5机械加工工艺卡片

按产品或零、部件的某一加工工艺阶段而编制的一种工艺文件。以工序为单位详细说明产品（零、部件）某一工艺阶段的工序号、工序名称工序内容、工序参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等，主要用于生产。6机械加工工序卡片

针对机械加工工艺过程卡中的某一道工序制订的，在这种卡片上，要画出工序简图，注明该工序每一道工步的内容、工艺参数、操作要求以及工艺装备等，一般在大量生产或单件小批生产中的关键工序或成批生产中的重要零件，主要用来指导工人进行生产。7机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程是指采用机械加工的方法，直接改变毛坯形状、尺寸、表面粗糙度以及物理力学性能，使之成为合格零件的全部加工过程。如图所示，阶梯轴零件的加工是由坯料经过车削、铣削和磨削最终变成成品的。8机械加工工艺过程的组成单件小批量生产时，可划分为表5-4所示的4道工序；大批量生产时，则可划分为表5-5所示的6道工序。机械加工工艺过程的组成以上表明，机械加工工艺过程由一个或若干个顺序排列的工序组成工序一个（或一组）工人，在一个工作地点（或一台机床上），对同一个零件（或一组零件）进行加工所连续完成的那部分工艺过程划分工序的主要依据工作地点（或机床）是否改变加工是否连续机械加工工艺过程的组成安装加工前，使工件在机床上（或夹具中）定位后（即占据正确位置）然后夹紧（即保持位置不变）的过程工位工件在机床上所占据的每一个待加工位置（在一次安装中先后对工件处于不同的位置进行加工称为多工位加工）工步在一道工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程机械加工工艺过程的组成工序划分不同，工步可能相同，也可能不同一次安装中连续进行的若干相同多工位加工的工步，通常算作一个工步用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，也看作一个工步，称为复合工步进给（走刀）切削刀具在工件表面上每切削去一层金属所完成的那部分工艺过程；一个工步可以包括一次或几次进给或走刀机械加工工艺过程的组成钻扩铰多工位加工装卸

工件在一次装夹中先后处于几个不同的位置进行加工，这称为多工位加工，利用回转工作台，工件在一次安装中具有4个工位，即装卸、钻孔、扩孔和铰孔工位。机械加工工艺过程的组成复合工步

在批量生产中，为了提高生产率，常采用多刀多刃刀具或复合刀具同时加工零件的几个表面，这样的工步称为复合工步。5.1基本概念小结

1、机械加工工艺规程

2、机械加工工艺过程的组成

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第5章

编制机械加工工艺规程5.1机械加工工艺规程的基本概念——基准THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES

基准就是依据，是确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面（或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面）

零件上各个表面之间、零件与零件之间均有一定的位置和距离尺寸的要求，因此在分析研究加工表面的位置精度时，首先应了解加工表面的标定问题，也就是基准在哪儿，基准是谁，基于哪儿开始。基准基准基准设计基准工艺基准零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。零件图上可以有一个或多个设计基准。零件在工艺过程中(加工、测量、装配)所采用的基准。工序基准定位基准测量基准装配基准基准

图5-3中齿轮的外圆和分度圆的设计基准是齿轮内孔的中心线A，而表面C、D的设计基准是表面B。基准工序基准在工序图上，用来确定本工序中待加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。图5-4为在阶梯轴上铣键槽的工序图，要求其底面与B平行，两侧相对于Φd的中心线C对称，并与A、B保持距离尺寸分别为l和h。因此，A、B、C均为本工序的工序基准。基准定位基准工件在机床上或夹具中进行加工时，用作定位的基准。有工序图情况下，选尽量以工序基准作为定位基准；若无工序图时，则尽可能选择设计基准作为定位基准。图5-5所示的零件在加工内孔时，其位置是由与夹具上的定位元件相接触的底面A和侧面B所确定的，故A、B为该工序的定位基准。基准测量基准在测量时所采用的基准。

图5-6所示为根据不同工序要求（工序尺寸不同），测量已加工表面时所使用的2个不同的测量基准。一个是小圆的上母线，如图5-6(a)所示；另一个则为大圆的下母线，如图5-6(b)所示。基准装配基准机器在装配时，用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准。图5-7为齿轮的装配工序图。由于齿轮是以其内孔A及端面B装配到与其配合的轴上,故齿轮内孔A和端面B即为装配基准。基准问题的分析基准是制订工艺的依据，因此必然客观存在，但不一定具体存在：有的是轮廓要素，可直接接触；有的是中心要素，不可触摸。01当作为基准的要素无法触及时，常常由某些具体存在的基面来体现。02基准可以是没有面积的点以及面积很小的面，但工件上的基面必定有接触面积。03表示位置关系的基准与表示尺寸的一样。04基准5.1基本概念小结

1、基准的概念

2、设计基准与工艺基准3、工艺基准包括：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准

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第5章

编制机械加工工艺规程5.1机械加工工艺规程的基本概念——定位基准的选择THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES定位基准的选择

定位基准选择的正确与否，关系到拟订工艺路线和夹具结构设计是否合理，并将影响到工件的加工精度、生产率和加工成本，因此定位基准的选择是制定工艺规程的主要内容之一。定位基准分为未加工表面作为定位基准者粗基准已加工表面作为定位基准者精基准粗基准重点考虑如何保证各加工表面有足够的余量精基准重点考虑如何减少误差，提高定位精度31

当毛坯制作完成后，零件进入机械加工过程的第一道工序，其定位基准必然是毛坯表面，即粗基准，下面首先介绍粗基准如何选择。铸造毛坯锻造毛坯焊接毛坯粗基准的选择选择粗基准时一般应遵循的基本原则1.选择重要表面为粗基准为保证重要表面加工余量均匀，就选择该表面为粗基准。

车床床身加工中，导轨面是最重要的工作表面，第一道工序中，应选择导轨表面作为车床床身的粗基准加工床脚。在第二道工序中，再以第一道工序已加工的床脚底平面作为精基准加工导轨面，这样导轨面的加工余量可以小而均匀。2.选择加工余量小的表面为粗基准

若多个表面都要加工，则以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够的余量。选择粗基准时一般应遵循的基本原则

如图5-9所示为阶梯轴毛坯，毛坯大小头的同轴度误差为3mm，小头的加工余量为5mm，而大头的加工余量为8mm，以加工余量最小的小头作粗基准加工大头，加工余量足够。如果反过来采用大头作粗基准加工小头，则小头的加工余量不足，继续加工时会导致工件报废。3.选择不需加工并且与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。（a）以外圆表面为粗基准（b）以内孔表面为粗基准如图5-10所示为连接盘零件，如果采用非加工面A作粗基准加工内孔（见图(a)），则加工后内孔与非加工表面Ａ的同轴度好；如果采用内孔B面作粗基准加工内孔（见图(b)），则加工后内孔与非加工表面Ａ的同轴度不好。选择粗基准时一般应遵循的基本原则5.不得重复使用原则

粗基准在同一尺寸方向上只允许在第一道工序中使用一次，不得重复使用，以避免产生较大的定位误差。4.便于装夹原则

选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准，不允许有锻造飞边和铸造浇道、冒口或其他缺陷，以确保定位准确，夹紧可靠。选择粗基准时一般应遵循的基本原则精基准的选择基准重合原则选择设计基准为定位基准基准统一原则采用同一基准加工尽可能多的表面自为基准原则精加工某些余量小而均匀的重要表面时，以其自身作为基准互为基准原则加工位置精度要求高的两表面以二表面互相作为基准反复进行加工准确可靠原则保证定位准确，夹紧可靠，设计简单，操作方便选择精基准时，主要考虑如何保证零件的加工精度，应遵循以下基本原则。1.基准重合原则：以设计基准作为定位基准的原则。采用调整法加工C面基准不重合误差示例顶紧基准重合工件安装示例选择精基准应遵循的原则一次定位后，利用夹具和分度盘依次加工3个孔选择精基准应遵循的原则2.基准统一原则：在多道加工工序中，尽量采用同一基准的原则。先以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面选择精基准应遵循的原则3.互为基准原则：两个表面间互为基准加工彼此。磨削机床导轨时，先通过调整机床地脚，使上部导轨面水平后，再进行磨削加工选择精基准应遵循的原则4.自为基准原则：以自身加工面为定位基准。如图所示为镗连杆小头孔时，以待加工表面小头孔作为定位基准的夹具。工件除以大头孔中心线和端面为定位基准外，以小头孔中心线为定位基准，用削边销定位，消除绕大头孔轴线转动自由度，并在小头孔两侧用浮动夹紧装置夹紧后，拔出定位销，伸入镗杆对小头孔进行加工，这样能保证加工余量小面均匀。选择精基准应遵循的原则4.自为基准原则：以自身加工面为定位基准。5.1基本概念小结

1、粗基准与精基准的概念

2、粗基准的选择3、精基准的选择

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第5章

编制机械加工工艺规程5.1机械加工工艺规程的基本概念——生产纲领与生产类型等THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES生产纲领与生产类型生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。计划期通常为一年，所以生产纲领也称为年产量。零件的生产纲领还应包括备品和废品，可按下式计算：N=Qn(1+a%)(1+b%)N——零件年产量（件/年），Q——产品年产量（台/年），n——每台产品中该零件的数量（件/台），a——该零件的备品率，b——该零件的废品率生产纲领与生产类型生产类型企业生产专业化程度的分类：单件生产、大量生产和批量生产单件生产单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至不重复特点是：品种多；产量小；工作地点的加工对象经常改变大量生产同一产品生产数量很大，大多数工作地点按一定节奏重复进行某一零件的某道工序的加工特点是：产量大；工作地点的加工对象较少改变；加工过程重复生产纲领与生产类型批量生产

一年中分批轮流制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性重复（同一产品每批投入的数量称为批量）特点是：有一定的生产数量；加工对象周期性改变；加工过程周期性重复生产类型和生产纲领的关系以及各种生产类型的工艺特点参见表5-3、5-4生产类型和生产纲领的关系生产类型和生产纲领的关系各种生产类型的工艺特点

各种生产类型的工艺特点编制工艺规程的原则

制订工艺规程的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制订时，应注意下列问题：1.技术上的先进性采用先进实用的工艺和工艺装备2.经济上的合理性几种工艺方案，对比后选择经济上最合理的方案3.良好的劳动条件及避免环境污染以人为本，为岗位工人创造良好而安全的工作条件；符合国家环境保护法的有关规定，避免环境污染5.1基本概念小结

1、生产纲领

2、生产类型3、编制工艺规程的原则

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编制机械加工工艺规程5.2

编制机械加工工艺过程卡--准备、分析零件图、选择毛坯THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES编制机械加工工艺过程卡片以图5-16所示的传动齿轮为例，中批生产，介绍编制机械加工工艺过程卡片的方法和步骤。收集原始资料1收集实践经验2做工艺试验357编制机械加工工艺规程前的准备工作1）装配图和零件图2）零件的生产纲领、投产批量3）本单位现有的生产条件、加工能力、设备及工装资料4）国内外有关工艺技术的发展情况5）与编制规程有关的工艺手册、图册

深入现场调查研究，收集本单位以往机械加工工艺规程方面的资料，并召开岗位工人座谈会，听取大家的意见，集思广益，集中广大群众的经验与智慧，以便选择出合理的工艺路线与加工方法，编制出科学的机械加工工艺规程。

如果准备在编制规程时采用新工艺、新技术，则应先做工艺试验，以保证在投入生产后能加工出质量稳定的合格产品。1)零件结构分析基本表面：外圆柱表面、内圆柱表面、平面（齿轮两端面）、内孔键槽（由3个平面组成）特形表面：渐开线齿形表面2)确定主要表面与次要表面主要加工表面;渐开线齿形表面、内圆柱表面、外圆柱表面、齿轮右端面;其余为次要加工表面。3)分析零件的结构工艺性图5-16所示的传动齿轮的结构工艺性合理，不需修改。58分析零件图1.零件结构分析1)精度要求

2)表面粗糙度齿面和内孔表面粗糙度为0.8μm；B、C两端面表面粗糙度为1.6μm；齿顶圆柱表面粗糙度为3.2um。3)其他要求齿面高频淬火52~54HRC。59分析零件图2.分析零件的技术要求（模数m=3.5mm，齿数z=63，齿形角=20°）毛坯的选择

本案例的传动齿轮所使用的材料为塑性好的40Cr，零件的直径相差较大，该齿轮主要用作传递动力和运动，对力学性能要求较高，因此选择锻件毛坯。5.2编制工艺过程卡的准备工作等小结

1、编制机械加工工艺规程前的准备工作2、分析零件图3、毛坯的选择

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第5章

编制机械加工工艺规程5.2

编制机械加工工艺过程卡——拟定工艺路线、选择机床和工装、确定切削用量THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES编制机械加工工艺过程卡片以图5-16所示的传动齿轮为例，中批生产，本节介绍编拟定工艺路线。拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择

1）首先了解各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度

加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间），所能保证的加工精度和表面粗糙度。外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度详见表5-6、表5-7、表5-8。拟订工艺路线的主要内容各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及工序集中与分散的程度，合理安排热处理工序和其他辅助工序。67拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择表5-6外圆柱面加工方法序号加工方法经济精度(以公差等级表示)经济表面粗糙度Ra/μm适用范围1粗车IT13~IT1150~12.5适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车IT10~IT86.3~3.23粗车—半精车—精车IT8~IT71.6~0.84粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT8~IT70.2~0.0255粗车—半精车—磨削IT8~IT70.8~0.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车—半精车—粗磨—精磨IT7~IT60.4~0.27粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（轮式超精磨）IT50.1~0.0128粗车—半精车—精车—精细车（金刚车）IT7~IT60.4~0.025主要用于要求较高的有色金属加工9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（镜面磨）IT5以上0.025~0.006极高精度的外圆加工10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨IT5以上0.1~0.00668拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择表5-7孔加工方法序号加工方法经济精度(以公差等级表示)经济表面粗糙度Ra/μm适用范围1钻IT13~IT1112.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属。孔径小于15~20mm2钻—铰IT10~IT86.3~1.63钻—粗铰—精铰IT8~IT71.6~0.84钻—扩IT11~IT106.3~3.2加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属。孔径大于15~20mm5钻—扩—铰IT9~IT83.2~1.66钻—扩—粗铰—精铰IT71.6~0.87钻—扩—机铰—手铰IT7~IT60.4~0.28钻—扩—拉IT9~IT70.6~0.1大批大量生产(精度由拉刀的精度而定)9粗镗（扩孔）IT13~IT116.3~3.2除淬火钢以外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）IT10~IT93.2~1.611粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗IT8~IT61.6~0.812粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗IT7~IT60.8~0.413粗镗（扩）—半精镗—磨孔IT8~IT70.8~0.2主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨IT7~IT60.2~0.115粗镗—半精镗—精镗—精细镗（金刚镗）IT7~IT60.4~0.05主要用于精度要求高的有色金属加工16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉—磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨IT7~IT60.2~0.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的珩磨IT6~IT50.1~0.00669拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择表5-8平面加工方法序号加工方法经济精度(以公差等级表示)经济粗糙度Ra/μm适用范围1粗车IT13~IT1150~12.5端面2粗车—半精车IT10~IT86.3~3.23粗车—半粗车—精车IT8~IT71.6~0.84粗车—半精车—磨削IT8~1T60.8~0.25粗刨（粗铣）IT13~IT1112.5~6.3一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度Ra值较小）6粗刨（粗铣）—精刨（精铣）IT10~IT86.3~1.67粗（粗铣）—精刨（精铣）—刮研IT7~IT60.8~0.1精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案8以宽刃精代替上述刮研IT70.8~0.29粗刨（粗铣）—精刨（精铣）—磨削IT70.8~0.2精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面10刨（粗铣）—精刨（精铣）—粗磨—精磨IT7~IT60.8~0.211粗铣—拉IT9~IT70.8~0.2大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）12粗铣—精铣—磨削—研磨IT5以上0.1~0.006高精度平面70拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择

毛坯制造—毛坯热处理（正火）—齿坯粗加工—调质热处理—齿坯精加工—齿面粗加工—齿面精加工（剃齿、珩齿）。1.只需调质热处理的齿轮的加工方案为：毛坯制造—毛坯热处理（正火）—齿坯粗加工—调质热处理—齿坯半精加工—齿面半精加工—齿面淬火—齿坯精加工（磨削）—齿面精加工（磨齿、珩齿）。2.齿面需经表面淬火的中碳结构钢、合金结构钢齿轮的加工方案为：毛坯制造—毛坯热处理（正火）—齿坯粗加工—调质热处理—齿坯半精加工—齿面粗加工—齿面热处理（渗碳、渗氮和淬火）—齿坯精加工（磨削）—齿面精加工(磨齿、珩齿）。3.齿面需经渗碳或渗氮的齿轮的加工方案为：一般圆柱齿轮的三种常用加工方案：71拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择

本厂条件充分利用现有的生产条件。生产类型大批量生产时，应采用高效率的先进工艺及装备（如专用刀具和专用夹具）。工件的结构形状和尺寸大小

例如，对于加工精度要求为IT7的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到要求，但箱体上的孔，一般不宜选用拉孔或磨孔，而宜选择镗孔(大孔)或铰孔(小孔)。

例如，加工精度为IT7，表面粗糙度为0.4μm的外圆柱面，虽然通过精细车削可以达到要求，但不如磨削经济。选择能获得相应经济精度的加工方法零件材料的加工性能

例如，淬火钢的精加工要用磨削；而有色金属圆柱面精加工时，为避免磨削时堵塞砂轮，则应采用高速精细车或精细镗（金刚镗）。（1）选择表面加工方案时应考虑的因素

2）零件各表面加工方案的选择①②③④⑤72拟订工艺路线——1.零件各表面加工方案的选择

2）零件各表面加工方案的选择z齿轮内孔基准表面IT6级，Ra0.8μm，齿轮表面进行淬火热处理，内孔最终工序选磨削，加工方案为：粗车—调质—半精车—磨孔01z

IT6级，Ra3.2μm，其加工方案为：粗车—调质—半精车—精车02z

其加工方案为：粗车—调质—半精车03z齿轮的渐开线齿面IT5级，Ra0.8μm，齿面进行高频淬火热处理，其加工方案为：滚齿—齿面高频淬火—磨齿05z齿轮两端面Ra1.6μm，其加工方案为：粗车—调质—半精车—磨削04（2）零件表面加工方案的选择—实例粗加工阶段切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此应采取措施尽可能地提高生产率半精加工阶段达到一定的精度，留有一定的加工余量精加工阶段保证零件各主要表面达到图样规定的技术要求光整加工阶段对精度要求很高（IT6以上），表面粗糙度值很小（小于0.2μm）的零件，需安排光整加工加工过程化分为四大阶段73拟订工艺路线——2.加工阶段的划分

74拟订工艺路线——3.工序的集中与分散

工序集中是指零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序的加工内容又比较多。工序分散是指零件整个工艺过程中工序数量多，而每一道工序的加工内容又比较少。大批量生产时大批量生产时，既可采用多刀、多轴等高效率机床将工序集中，也可将工序分散后组织流水线生产。单件小批量生产在一般情况下，单件小批量生产时，多采用工序集中。综上所述，图5-16所示的传动齿轮宜采用工序分散方案进行加工。75拟订工艺路线——4.工序顺序的安排

基准先行以齿顶圆为粗基准加工内孔及右端面，再以内孔及右端面作为精基准加工φ110

mm外圆、齿顶圆和齿形表面。010203041）机械加工工序的安排先粗后精先主后次先面后孔作为精基准的表面加工好以后，按先粗后精的原则，在对重要表面进行精加工之前，有时需对精基准进行修整，以利于保证重要表面的加工精度。首先安排主要表面加工，把次要表面的加工工序插入其中。次要表面加工一般放在主要表面半精加工后、精加工前一次加工完成。对于箱体、底座、支架等类零件，平面的轮廓尺寸较大，用它作为精基准加工孔比较稳定可靠，也容易加工，有利于保证孔的精度。本案例磨齿本案例键槽加工内孔及右端面本案例齿顶圆76拟订工艺路线——4.工序顺序的安排

2）热处理方法的选用及工序安排热处理工序安排正火—安排在毛坯加工（锻造）之后，切削加工之前。调质—安排在齿坯粗加工之后，半精加工之前。表面淬火—安排在齿面半精加工之后，精加工之前。热处理方法的选用图5-16中的传动齿轮采用锻件毛坯，材料为40Cr，技术要求齿面高频淬火。因此，选择旨在消除毛坯内应力和改善材料工艺性能的正火热处理，采用旨在提高零件材料力学性能的调质和旨在提高齿面硬度的表面淬火热处理。77拟订工艺路线——4.工序顺序的安排

3）其他工序的安排平衡工序去毛刺工序表面强化工序检验工序一般安排在粗加工后，精加工前，送往外车间前，重要工序和工时长的工序前，零件加工结束后，入库前。检验工序表面处理工序探伤工序（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）如滚压、喷丸处理等，一般安排在工艺过程的最后。如发蓝、电镀等，一般安排在工艺过程的最后。如X射线检查、超声波探伤等，多用于零件内部质量的检查，一般安排在工艺过程的开始。包括动平衡、静平衡，一般安排在精加工之后。通常安排在切削加工之后。清洗工序一般安排在零件加工结束之后、装配之前。78拟订工艺路线——5.确定零件的工艺路线

综合以上分析，图5-16所示的传动齿轮的工艺路线确定为：毛坯加工（锻造）

正火热处理

粗车端面、外圆、内孔

调质热处理

精车端面、外圆、内孔、倒角

滚齿

去毛刺

齿面淬火热处理

精磨齿轮两端面

插键槽

磨孔

精磨齿面

去毛刺

检验。79选择机床和工艺装备——1.机床的选择

选择机床其实就是选择机床的类型、规格和精度。选择机床的类型图5-16中的传动齿轮所需用到的机床有车床、插床、滚齿机、平面磨床、内圆磨床和磨齿机。选择机床的主要规格选择机床的精度机床尺寸应与加工零件外轮廓尺寸相适应，加工小零件选小机床，加工大零件选大机床，做到设备的合理使用。机床的加工精度应与工序要求的加工精度相适应。本案例中可选择CA6140车床、M1432型万能外圆磨床、M7130型平面磨床、B5030插床、滚齿机和磨齿机等。80选择机床和工艺装备——2.工艺装备的选择

夹具的选择单件小批量生产应尽量选用通用夹具；大批量生产应采用高生产率的气动、液压传动的专用夹具。刀具的选择量具的选择一般采用标准刀具，必要时也可采用高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。单件小批量生产采用通用的量具，大批量生产应采用各种量规和一些高生产率的专用检具。夹具、刀具和量具的精度必须与加工精度相适应81切削用量的确定——1.粗加工切削用量的选择

背吃刀量的选择粗加工时，在保留后续工序余量的前提下，尽可能将粗加工余量一次切除掉；若总余量太大，可分几次进给。进给量的选择切削速度的选择一般可选用较大的进给量。具体可用查表法，根据工件材料和尺寸大小、刀杆尺寸和初选的背吃刀量选取。切削速度主要受刀具寿命的限制，在背吃刀量及进给量选定后，可按公式计算得到。背吃刀量、进给量和切削速度三者决定切削功率，确定时应考虑机床的许用功率。82切削用量的确定——2.精加工切削用量的选择

背吃刀量的选择由粗加工后留下的余量决定，一般背吃刀量不能太大，否则会影响加工质量。进给量的选择切削速度的选择限制进给量的主要因素是表面粗糙度。应根据Ra要求、刀尖圆弧半径、工件材料、主偏角及副偏角等选取进给量。考虑表面粗糙度要求和工件的材料种类。当表面粗糙度要求较高时，切削速度也较大。计算工时定额完成零件一道工序的时间定额称为单件时间。基本时间Tb辅助时间Ta布置工作场地时间Tsw生理和自然需要时间Tr准备与终结时间Te组成部分Tc=Tp+Te／n=Tb+Ta+Tsw+Tr+Te／n

计算工时定额基本时间Tb直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置与表面质量或材料性质等工艺过程所消耗的时间。85表5-9传动齿轮机械加工工艺过程卡片产品型号零件号零件名称台件材料牌号备料规格每毛坯重量材料消耗定额毛坯种类共页

齿轮

45Cr234mm×64mm

锻件第页工序号工序名称及内容车间名称机床名称编号工艺装备工时/min准终单件

锻造

正火

1粗车小端端面、外圆及台阶端面

CA6132车床三爪自定心卡盘

32粗车大端端面、外圆及内孔

CA6132车床三爪自定心卡盘

5.4

调质，硬度30HRC

3半精车小端端面、外圆及台阶端面，内、外圆倒角

CA6132车床三爪自定心卡盘

1.94半精车大端端面、外圆，车内孔，内、外圆倒角

CA6132车床三爪自定心卡盘

3.15滚齿

Y3150E滚齿机心轴

426去毛刺

钳工台

齿面淬火热处理52-54HRC

7精磨齿轮两端面

M7130平面磨床专用夹具

68键槽划线

钳工台、划针

9插键槽达图样要求

B5030插床专用夹具

0.210磨孔

M1432万能外圆磨床三爪自定心卡盘

1.511精磨齿面

磨齿机心轴

1112去毛刺

钳工台

13检验

拟定日期工人代表日期审核日期批准日期

更改原因及内容更改者日期

86实践项目——1.阶梯轴加工工艺

Ra6.387表5-10阶梯轴机械加工工艺过程卡片产品型号零件号零件名称台件材料牌号备料规格每毛坯重量材料消耗定额毛坯种类共页

阶梯轴

45钢

锻件第页工序号工序名称及内容车间名称机床名称编号工艺装备工时/min准终单件1下料下料：Φ35x125金工锯床

2热处理热处理：调质220~250HBS热处理

3车1）车端面车平即可；钻中心孔金工CA613245°、90°外圆车刀，A2中心钻

三爪卡盘、顶尖

游标卡尺、螺旋千分尺

4）倒角C1、锐边倒钝

4车1）车端面保证总长120±0.18金工CA613245°、90°外圆车刀

三爪卡盘、铜皮

3）倒角C1、锐边倒钝游标卡尺、螺旋千分尺

5检按零件图各项要求检验

拟定日期工人代表日期审核日期批准日期

标记更改原因及内容更改者日期

88实践项目——2.轴承套加工工艺

89表5-11轴承套机械加工工艺过程卡片产品型号零件号零件名称台件材料牌号备料规格每毛坯重量材料消耗定额毛坯种类共页

轴承套

锡青铜

铸件第页工序号工序名称及内容车间名称机床名称编号工艺装备工时/min准终单件1下料棒料，按5件合一下料金工锯床

2钻中心孔1）车端面，钻中心孔金工CA613245°外圆车刀、A2中心钻、三爪卡盘

2）调头，车另一端面，钻中心孔

3粗车（5件同时加工，尺寸均相同）1）车外圆F42，长度³45金工CA613245°、90°外圆车刀，槽刀、三爪卡盘、顶尖、游标卡尺、螺旋千分尺

2）车分割槽F20×3，总长40.5

3）车外圆34js7至F35，保证F42长6.5

4）车退刀槽2×0.5

5）两端倒角C1.5

4钻钻F22H7至F20成单件

普通钻床软夹

5车、铰1）车大端面，总长40至尺寸金工CA613245°、90°外圆车刀，内槽刀、三爪卡盘及软夹、顶尖、游标卡尺、螺旋千分尺

2）车内孔F22，留0.2的铰削余量

3）车内槽F24×16至尺寸

4）粗、精铰孔F22H7至尺寸

5）倒角（孔两端）

6精车精车F34js7至尺寸，车台阶平面6至尺寸，倒角金工CA6132小锥度心轴，两顶尖装夹

7钻钻径向F4油孔

普通钻床钻夹具（内孔及大端面定位）

8检验检验入库

拟定日期工人代表日期审核日期批准日期

标记更改原因及内容更改者日期

5.1基本概念小结

1、拟定工艺路线

2、选择机床和工艺装备3、切削用量的确定

4、计算工时定额

5、工艺过程卡片

掌握工艺理论，理论结合实践，合理改进工艺过程，增效、节能、降耗、降低劳动强度。主讲教师：感谢您们的观看Thankyouforwatching主讲教师：机械制造工艺与装备精品在线开放课程《机械制造工艺与装备》

第5章

编制机械加工工艺规程5.3机械加工工序卡——加工余量的概念、工序尺寸、工序卡THEFORMULATIONOFMACHININGPROCESSRULES加工余量的概念1.加工余量的基本概念加工余量加工时从加工表面切去的金属层厚度工序余量相邻两工序的工序尺寸之差（或某一表面在一道工序中切除的金属层厚度）95加工余量的概念1）非对称表面外表面的加工余量：外表面内表面内表面的加工余量：非对称表面的工序余量是单边余量，它等于实际切除的金属层厚度。96加工余量的概念1）对称表面被包容的加工余量：被包容面包容面包容面的加工余量：对称表面的工序余量是双边余量，实际切除的金属层厚度是加工余量的一半。

加工余量是个变动值（毛坯制造和各个工序尺寸都存在误差）基本余量（公称加工余量）工序尺寸用基本尺寸计算时所得的加工余量最大加工余量该工序余量的最大值最小加工余量保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度余量公差前工序与本工序的工序尺寸公差之和加工余量的概念加工余量的概念2.总余量指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。即毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。总余量等于该表面各工序余量之和总加工余量对工艺过程的影响总余量不够，质量得不到保证总余量太大，增加劳动量、消耗、成本总余量与毛坯精度、生产类型、批量大小有关工艺分析选表5-9中第4道工序编制工序卡，计算各加工表面的工序尺寸。100工艺分析●

第4道工序的工艺基准是小端外圆轴心线，与设计基准（设计图中的齿轮中心线）重合。●

接下来，只有了解半精车工序的前后各工序情况，才能推算半精车各加工表面的工序尺寸，先以内孔为例。在表5-9机械加工工艺过程卡中已经确定齿轮内孔的加工方案为：毛坯→粗车→半精车→磨削（并在半精车与磨削之间安排了插键槽工序）图5-22齿轮内孔加工工序（工艺过程卡截图）101基准重合时，(半精车)工序尺寸的确定

工序尺寸是指在加工过程中各工序所要求达到的尺寸，也就是在工序图上所标注的尺寸。在编制机械加工工序卡时，需要画出工序简图，并在工序简图中标注本道工序的尺寸，因此需要进行工序尺寸的计算。在工厂，这个工作一般由你们（车间工艺师或技术员）完成。1.确定内孔半精车工序的基本尺寸当零件的工艺基准与设计基准重合时，零件工序基本尺寸的确定方法是由成品基本尺寸逆着加工顺序逐步往前推算而得到（也称倒推法）。图5-23齿轮内孔加工余量如图，内孔半精车工序的基本尺寸为D0，则102基准重合时，(半精车)工序尺寸的确定103基准重合时，(半精车)工序尺寸的确定计算齿轮两端面半精车工序的基本尺寸

计算大端外圆半精车工序的基本尺寸

同理：104（半精车）工序尺寸公差的确定内孔半精加工工序尺寸的公差取内孔半精加工公差等级IT9，其基本尺寸D0=84.7mm，查表得其公差值0.087mm。齿轮端面半精加工工序尺寸的公差取齿轮端面半精加工公差等级IT9，其基本尺寸60.3mm，查表得其公差值0.074mm。工序的基本尺寸确定之后，需要确定工序尺寸的公差。工序尺寸的公差等级可按各种加工方法的经济精度，然后查阅有关标准公差数值表。齿轮大端外圆半精加工工序尺寸的公差取齿轮大端外圆半精加工公差等级IT9，其基本尺寸227.8mm，查表得其公差值0.115mm。105确定（半精车）工序尺寸公差的位置内孔半精车工序尺寸公差的位置（下偏差为0）D0=Φ84.70+0.087齿轮端面半精加工工序尺寸公差的位置（上偏差为0）齿轮两端面距离=60.30-0.074工序尺寸公差规定按“入体原则”标注：即对于外尺寸（轴），其尺寸偏差按h配置（即上偏差为0），对于内尺寸（孔），其尺寸偏差按H配置（即下偏差为0）。齿轮大端外圆半精加工工序尺寸公差的位置（上偏差为0）齿轮大端外圆直径=227.80-0.115mmmmmm106图5-26基准不重合情况前面提到，齿轮内孔的加工方案为：毛坯→粗车→半精车→磨削（并在半精车与磨削之间安排了插键槽工序）基准不重合时，如何确定工序尺寸？如图5-26，插内孔键槽时，工艺基准与设计基准不重合，如何确定工序尺寸A2?解决这个问题需要应用工艺尺寸链知识，有关工艺尺寸链计算方法详见5.4节。设计基准工艺基准107半精车内孔时，选择Φ110mm外圆表面作为装夹定位基面（其轴心线即定位基准）。采用该表面作定位基面，可以在一次装夹中加工内孔和右端面，有利于保证右端面与内孔的垂直度。确定定位基准108背吃刀量的选择粗加工时，应选取尽可能大的背吃刀量，一般表面粗糙度在Ra80~10μm范围时，一次进给应尽可能切除全部余量，在中等功率机床上，背吃刀量可达10~8mm；半精加工时，Ra10~1.25μm时，背吃刀量取2~0.5mm；精加工时，Ra3.2~1.25μm时，背吃刀量取0.4~0.1mm。确定切削用量进给量的选择粗加工时要根据机床功率和刚度的限制条件，选取尽可能大的进给量；半精加工和精加工时，则按表面粗糙度，根据工件材料、刀尖圆弧半径、切削速度选择。切削速度的选择根据已经选定的背吃刀量、进给量及刀具寿命选择。相关内容参考《机械加工工艺手册》。109编制机械加工工序卡机械加工工艺规程的制定小结