机械制造工艺学第2章

工序简图上表示出被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差 和粗糙度及工件的安装方法。
六、制订工艺规程的步骤
1、熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，计算生产纲领，确定生产类型；
2、分析零件图及产品装配图，对零件结构进行工艺分析；
首先明确零件在产品中的作用、地位和工作条件，并找出其主要的技术 要求和规定它的依据，然后对零件图进行工艺审查。如果在审查过程中 认为不合理或者是错误及遗漏，可提出修改意见。 3、拟定工艺路线； 包括：定位基准面的选择；各表面的加工方法；加工阶段的划分；各表 面的加工顺序；工序集中或分散的程度；热处理及检验工序的安排；其 它辅助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角}的安排等。 4、选择毛坯； 与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯 车间的具体生产条件有关。
3、型材 主要通过热轧或冷拉而成。如各种热轧和冷拉的圆钢、板 材、异型材等，适用于形状简单、尺寸变化不大的零件。
4、焊接件 焊接件是用焊接的方法将同种材料或不同种材料焊接在一起， 从而获得的毛坯。如焊条电弧焊、氩弧焊、气焊等。焊接方 法特别适宜于实现大型毛坯、结构复杂毛坯的制造。
焊条电弧焊过程
5、冲压件 冲压件是通过冲压机床对薄钢板进行冷冲压加工而得到的零 件。它非常接近成品要求，精度高，适用于批量较大而零件 厚度较小的板材类零件。材料一般为钢和其它塑性材料。
的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。
2、经济上的合理性 在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零
件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合 理的方案，使产品生产成本最低。
3、良好的劳动条件及避免环境污染 在制订工艺规程时，要注意保
证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要尽量采取机 械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。同时，要避免环境污染。 产品质量、生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺 规程应该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。
序 号 （A）结构工艺性不好 （B）结构工艺性好 说 明
1
键槽的尺寸、方位相同，可以在一次装 夹中加工出全部键槽，以提高生产率
2
结构B避免了深孔加工，节约了材料， 减轻质量
3
结构B的底面接触面积小，加工量小， 稳定性好，有利于减小平面度误差
（1）尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时， 提高切削效率，保证精度。
车床进给箱箱体零件。单件小批时，其同轴孔的直径应设计成单向递减的， 以便在镗床上通过一次安装就能逐步加工出分布在同一轴线上的所有孔。 大批生产中，为提高生产率，一般用双面联动组合机床加工，这时应采用 双向递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两端孔，以缩短加工工时。
4、尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
6、粉末冶金件 粉末冶金件是以金属粉末为原料，在高温下烧结而成。如激 光熔覆技术等。主要用于成品零件的表面补修和改性。材料 一般为各种金属和石墨。
二、毛坯的选择原则
合理选择毛坯，大致要考虑五个方面的因素。
1、零件材料和性能要求 （1）铸铁、青铜、铸铝等材料，除简单的小尺寸件用型材 外，成形毛坯都采用铸件。 （2）强度较高的黄铜、锻铝、钢材，除简单的小尺寸件用 型材外，成形毛坯用锻件，其强度较好。但形状复杂者也 可以用铸钢铸造。
2、零件的结构形状和尺寸 被加工件的结构形状是选择毛坯方案的主要依据，如： （1）常见的阶梯轴，若台阶直径相差不大，可直接选取圆棒料； 对直径差大的，为减少材料消耗和加工量，宜选择锻件毛坯。 （2）尺寸较大的工件常用砂型铸造或自由锻造；中小型零件可选 择模锻、精锻、精铸等方式；小尺寸工件除形状复杂、产量很大 外，尽量采用型材下料。 （3）某些特殊形状零件，强度要求高的如曲轴，应该采用锻件而 不用板材；壳体、底座等强度要求不高，重量大、形状较复杂的， 常选用铸造毛坯，兼具吸振的优点。
分模造型
模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下 两个砂箱，造型简便。
手工造型
挖砂造型
模样为整体，但分型面不是平面，造型时手工 挖去阻碍取模的型砂，生产率低，技术水平高。 对铸件上妨碍起模的小部分做成活动部分，起 模时先取出主体部分，再取出活动部分。 用刮板代替模样造型。节约木材，缩短生产周 期，生产率低，技术水平高，精度较差。
这种卡片以工序为单位，简要地列出了整个加工所经过的工艺路线（包括 毛坯制造、机械加工和热处理等），它是制订其它工艺文件的基础，也是 生产技术准备、编排作业计划和组织生产的依据。 在这种卡片中，各工序的说明不够具体，故一般不能直接指导工人操作， 而多作生产管理方面使用。但是，在单件小批生产中，由于通常不编制其 它较详细的工艺文件，而是以这种卡片指导生产。
大批大量生产，工艺规程比较详细；单件小批生产，工艺规程较简单。 无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键 技术研究、器材配置等都无法安排，生产将陷入混乱。
2、是生产组织和生产准备工作的基本依据
生产计划的制订、原材料的采购、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷 的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订、成本的核算等
a 所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便， b 所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。
左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧 的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬 运方便。
2、从零件加工方面进行分析
零件设计时尽量采用标准化数值；同时还应考虑加工时的进退刀、加工难 易程度等方面；尽量考虑一次装夹就能加工大部分工作表面；尽量减少不 必要的加工，既节约了材料，又减轻重量。
零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，可减少刀具规格和换刀 次数。轮廓内圆弧半径决定着刀具直径的大小，因而内圆弧半径不应过小。
5、装配和维修对零件结构工艺性的要求
零件的结构设计应考虑便于装配和维修时的拆装。左图所示螺钉装配空 间太小，螺钉装不进，改进后的结构如右图所示。
零件切削加工的结构工艺性
轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。若键槽布 置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度。
（2）避免深孔加工
避免深孔加工，提高连接强度，节约材料，减少加工量。
（3）应尽量减小加工面积
支座地面设计为中凹可减少加工量，提高稳定性，还可以 保证装配时零件间的很好配合。
3、要考虑生产类型与加工方法
5、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料
目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多， 精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用日益 广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料并有十分 显著的经济效益。
第二章
机械加工工艺规程
本章学习目标 1．了解工艺规程制定的原则与步骤 2．掌握工件定位基准的选择及其定位 3．掌握工序加工余量和工序尺寸的确定方法 4. 掌握典型工艺尺寸链的解算方法
第一节
机械加工工艺规程概述
一、工艺规程的概念
规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。 包括： 零件加工工艺流程、零件加工工序内容、切削用量、 工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备
活块造型
刮板造型
机器造型
用机器全部或至少完成紧砂操作的造型。 生产效率高，劳动条件好，砂型质量好 （紧实度高而均匀，型腔轮廓清晰，铸件 质量也好。但设备和工艺装备费用高，生 产准备时间较长，适于中小铸件的成批或 大量生产
2、锻件 锻件指金属材料经过锻造变形而得到的毛坯。适用于力学性 能高，材料又具有可锻性，形状比较简单的零件。生产批量 大时，可用模锻代替自由锻。锻件材料一般为碳钢、合金钢 和合金。
一、铸造零件的工艺结构 1、拔模斜度 铸件在内外壁沿起模方向应有斜度，称为拔模斜度。当斜度 较大时，应在图中表示出来，否则不予表示。
2、铸造圆角 铸件表面相交处应有圆角，以免铸件冷却时产生缩孔或 裂纹，同时防止脱模时砂型落砂。
3、铸件壁厚 铸件的壁厚应保持均匀或逐渐过渡。
二、零件机械加工的工艺结构 1、从零件方便装夹方面进行分析
5、选择定位基准； 6、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差； 7、确定切削用量和工时定额； 8、确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具； 9、确定各工序的技术要求及检验方法； 10、填写工艺文件。
一、工艺规程的概念
二、工艺规程的作用
小 结
三、制订工艺规程的原则 四、制订工艺规程的原始资料
五、工艺规程的文件格式
3、生产类型 （1）大批量生产中，尽量采用精度和生产率都比较高的毛坯 制造方法。这时毛坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用 及机械加工减少的费用来补偿。 （2）单件小批量生产中，以型材为主，形状复杂、尺寸较大 者用型材焊接件。只有形状很复杂、要求高的壳体、底座等大 件，采用自由锻或砂型铸造。
4、现有生产条件 选择毛坯时，应考虑现有生产条件，如现有毛坯的制造水平 和设备情况，外协的可能性等。在可能时，应尽量组织外协， 实现毛坯制造的社会专业化生产，以获得好的经济效益。
2、机械加工工艺卡片
以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。是用来指导工人 生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主 要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。
3、机械加工工序卡片 在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序的工序内容所 编制的一种工艺文件。更详细地说明整个零件各个工序的加 工要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片 上，要画出工序简图，注明该工序每个工步的内容、工艺参 数、操作要求以及所用的设备和工艺装备。用于大批量生产 的零件。
六、制订工艺规程的步骤
第二节
零件的结构工艺性分析
零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提 下，制造的可行性和经济性。即零件的结构应方便于加工时 工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。 良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又 有较低的制造成本。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材 料和工时，有时甚至无法加工，所以应该对零件的结构进行 工艺性审查，如发现零件结构不合理之处，应与有关设计人 员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。