12第二章 机械加工工艺规程的设计PPT课件

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2、安装和工位
① 安装：同一工序中，工件在机床或夹具中定位和夹紧一 次，称为一次安装。
② 工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹后，工件与 夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据 的某一个位置。
工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就 会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。
④拟定零件加工工艺路线； 订出全部由粗到精的加工工序，内容包括选择定位基准，
定位夹紧方案，各表面加工方法；可提出几个方案对比。
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⑤选择和确定机床设备，刀具及工时定额，对于专用工艺设 备，应提出设计任务书。
⑥确定工序尺寸及其公差；
⑦确定切削用量；
⑧确定时间定额；
⑨填写工艺文件；
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三、 结构工艺性及毛坯选择
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孔的位置距离壁太近
槽与沟的表面不应与其 它加工表面重合
封闭平面应有与刀 具尺寸和刀具形状相适 应的过渡面
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§2.2 机械加工的工艺过程设计
工艺路线的拟定是拟定工艺规程的关键性一步。其实质就 是选择合适的加工方法和加工方案。
1、方法：在具体工作中，应该在充分调查研究的基础上， 提出多种方案进行分析比较。
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3.对工艺规程的要求 (1)保证可靠地达到产品图纸所提出的全部技术要求。 (2)能获得高质量、高生产效率。 (3)有利于节约原材料和工时消耗，不断降低成本。 (4)有利于减轻工人劳动强度，保证安全和良好的工作条件。
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二、制订工艺规程的原始资料 制订工艺规程的原始资料主要有：
（1）产品整套装配图和零件工作图； （2）产品年产量； （3）本厂生产条件：设备、工装、工人技术水平等情况； （4）毛坯生产和供应条件； （5）产品的验收质量标准；
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三、制订机械加工工艺规程的制订程序
(1)原则： 在保证质量的前提下，用最先进的、最经济合理的加工 方案。
(2)方法： ①认真研究、分析原始资料。 ②参照国内外文献、结合现场实际编程。 ③虚心征求工人意见。
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(3)步骤： ①确定生产类型； ②分析研究产品的装配图和零件图,进行工艺审查;熟悉产品,性
采用该加工方法； 如：车、铣、刨、钻等加工方法不能加工已淬硬钢；铰孔
不宜加工大孔；镗孔不宜加工小孔。 ②有时会碰到多种加工方法都能达到所需的加工要求，对
此需进一步对加工成本进行定量分析，择优采用； ③经济精度的数值不是一成不变的。 随着技术进步，尤其是计算机技术在制造系统中的广泛应
用，使得一些加工方法的加工精度和生产不断提高，成本不断 下降。经济精度的数值不断下降。
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减轻零件重量
1和2采 用冲压 件代替 铸件， 可节省 材料和 工时
采用扎制型材，减少直径，节省材料
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(2)保证加工的可能性和经济性
要素：必须考虑加工时的安装、对刀、测量和提高切削 效率。
如：a.减小加工表面积； b.正确规定加工要求； c.保证刀具能自由地进刀和退刀及正常工作； d.便于安装，能减少对刀和安装次数；
细长件收缩时易产生
弯曲，应采用对称截 面或合理布置加强筋17
(2)锻造毛坯的工艺性：
适用于各种生产批量和毛坯形状尺寸的场合。 大批量→模锻
小批→自由锻 锻造毛坯的工艺性要素：
①锻造毛坯形状应简单、对称、避免主体部分交贯和主
要表面上有不规则凸台。最大尺寸在分型面。
②锻造毛坯应有拔模斜度和圆角;
③毛坯形状不应引起模具侧向移动，使上下模错位 ;
机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序 排列的工序组成，而工序又可细分为工步或走 刀。
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1. 工序、工步和走刀
① 工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几 个工件所连续完成的那一部分工艺过程。它是组成工艺过程 的基本单元。
工序包括三要素
一组（个）工人 一个工作地（指机床）
连续地加工
（如热处理后再一次回
加工方案一 小批量生产：车—铣、去毛刺
加工方案二 大批量生产： 1、粗车小端面、外圆、倒角 2、粗车大端面、外圆、倒角 3、精车小外圆 4、精车大外圆
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5、铣键槽同的工步，通常都看 作一个工步。如图加工的零件，在同 一工序中，连续钻四个Ф 5mm的孔， 就可看作一个工步。
为了提高生产率，用几把刀具同时参与切削几个表面，这 也可看作一个工步，称为复合工步。 例如：铣端面、钻中心孔，每个工位都是用两把刀具同时铣两
端面或钻两端中心 孔，它们都是复合 工步。
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立轴转塔车床回转刀架 上的复合工步
刨平面复合工步
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钻、扩孔复合工步
组合铣刀铣平面复合工步
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提示： 小批量生产：产量少效率不是主要问题，主要应减少设备 使的台数及人员分配，所以不宜采取工序分散的办法。 大批大量生产：主要问题是要提高生产率，所以宜采 用高效专业用设备，工序也较多。
2、工艺路线优越性判断依据：
①视工艺路线对加工质量和加工效率的影响。 ②对工人劳动强度的影响。 ③对设备投资，车间面积和生产成本的影响。
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3、拟定工艺路线应考虑的问题（五个方面） 1、合理选择定位基准
2、加工方法的选择 3、加工阶段的划分 4、工序的集中与分散
5、加工顺序安排
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一、机械加工工艺过程的组成 （一）机械加工工艺过程
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例如双联斜齿轮的加工 因齿间的轴向距离很小、因而小
齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加 工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因 而它的结构工艺性不好。若能采用电 子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将 它们焊成一体，这样的制造工艺就较 好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。
由此可见，结构对工艺有着重要 的影响。
整体结构
2.工艺规程的作用
工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必 要的工艺试验后制订的，反映了加工中的客观规律。因此，工艺 规程的作用是（1）指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主 要技术文件，（2）又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的 依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料，（3）此外，先进的工 艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。
c.审查材料选用是否恰当；
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③确定毛坯的种类和尺寸；(应考虑生产批量，零件材料及毛坯 生产条件）
a.一般采用：铸件、锻件、焊接件； b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大节约机械加工工时， 但毛坯精度过高往往使毛坯制造困难。 因此，毛坯种类和制造方法的选择要根据生产类型和具体 生产条件而定。达到高质量，降低生产产品的生产成本。
外表面; ③应防止浇注不足，铸件壁厚过渡不能太大。 ④防止挠曲变形，尽量采用对称截面布置。
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铸造毛坯的工艺性
缩孔
壁厚力求均匀，以免产生缩孔 减少大的水平面，便于杂质和气体排除，减少内应力。
铸件局部凸台应连成一片
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铸造毛坯的工艺性
上
中
上
下
下
分型面应尽量少
铸件结构不应阻碍材料收缩
起模方向应有脱模斜度
能,用途和工作条件,零件在产品中的作用；了解零件图上各项技术 条件的依据,确定关键性技术问题。检查尺寸，视图及技术条件是 否合理，主要:
a.审查各项技术要求是否合理；过高的精度，表面粗糙度及 其它要求会使工艺过程复杂化，成本提高;
b.审查零件的结构工艺性是否好；便于加工的安装，尽可能 减少加工和转配的劳动量；
到同一工作地）。
三要素任何一个改变都将视为不同工序。
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② 工步：在加工表面（或装配时的连接表面）不变、加工 （或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工 序。
加工表面不变（可以是单个表面或组合表面） 工步包括三要素 工具不变（四角刀架，换刀）
连续性（一个工序通常包含几个工步）。
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③ 走刀：(工作行程) 在一个工步中，有时材料要分几次去除，则 其切去一层材料称为一次走刀。工艺规程中常不包含走刀，但对 加工量影响大的场合，应规定走刀（余量） 。
焊接处
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2、结构工艺性衡量的主要依据
产品的加工量、生产成本及材料消耗。具体分析比较下 述各项特征：
a.机器或零件结构的通用化，标准化程度； b.老产品零部件的重复利用程度； c.平均加工精度和表面粗糙度系数; d.关键零件工艺的复杂程度 e.材料利用率 f.采用自动化加工方法的可能性
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3、结构工艺性具有综合性 必须对毛坯制造，机械加工到装配调试的整个工艺
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第二章 机械加工工艺规程的设计
重点：
1、概述； 2、机械加工工艺设计； 3、机械加工的工序设计。
难点：
1、机械加工工艺设计； 2、机械加工的工序设计；
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第二章 机械加工工艺规程的设计
§2.1 概述
一、工艺规程的作用
1.工艺规程: 把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成书面文件就 叫做工艺规程。
工艺性差
工艺性好
尺寸一致：加工尺 寸应能采用标准刀具 加工。减少刀具规格， 避免专门制备工具。
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工艺性差
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工艺性好 24
4)正确标注尺寸及规定加工要求 a.尺寸标注应符合尺寸链最短原则； b.不从轴线、锐边假想平面或中心线等难于测量的基准标
注尺寸（不易测量，需换算）； c.避免从一个加工表面确定几个非加工表面的位置；
减少装夹次数的有效办法是采用多工位夹具。
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多工位加工的好处： ① 减少工件的安装次数
② 减少辅助时间，缩 短工时，提高效率。
③可实现加工时间与辅助
时间重叠。
多工位加工
工序1：装卸工件 工序2：钻孔
工序3：扩孔
工序4：铰孔39
（二）工艺文件
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经济精度： 是指在正常的机床、刀具、人工等工作条件下，以合适的
过程进行综合分析比较，全面评价。 4、结构工艺性又具有相对性
对不同生产规模，不同生产条件的工厂来说，对产品 结构工艺性的要求是不同的。
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二）、毛坯结构工艺性
机械零件广泛采用铸件，占70%～ 85%；其次是锻件、冲 压件、各种型材和焊件。
(1)铸造毛坯的工艺性主要考虑以下因素: ①铸件形状尽量简单，避免不规则分型面； ②铸件的垂直壁或筋是否应有拔模斜度，内表面斜度大于
④零件壁厚差不能太大。
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锻造毛坯的工艺性
形状不对称，上下模易错 位，影响锻件质量
截面形状变化过大，模具寿 命降低
分型面
分型面
最大尺寸应在分型面上， 以利于金属填充
毛坯在半模内成型，有利 于提高质量，降低成本
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三）、零件结构工艺性
提高零件结构工艺性，应遵循以下原则： (1)减轻零件重量 好处：省材、省工时。便于选用加工设备。便于 运输、装卸和保存。 措施：减小铸件壁厚。壁厚减小一倍，重量减小 2/3倍。采用焊接件，重量下降20～30%、加工量减小 30～50%。 大批量生产采用冲压件焊接结构。
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保证加工的可能性和经济性
底座有凸台，加工面积↓、加 工量↓ 、平面不平度误差↓ 、 接触精度↑ 。
减少深螺纹孔的加 工，使用更为方便
进、排气（油）孔设在外圆上，加 工相对容易，且易保证槽间距
0.4
0.4
减少配合表面的长度
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3) 零件尺寸规格标准化
好处：结构要素标 准化，节约工具，减 少工艺装备的工作， 简化工艺装备。
一）、结构和工艺的联系
1、结构工艺性
同一产品可以有多种不同结构，所需花费的加工量也 不大相同。所谓结构工艺性是指所设计的产品在能满足使 用要求的前提下，制造的可行性和经济性。
也就是机器的和零件的结构是否便于加工，装配和维 修。即在满足机器工作性能的前提下能适应经济、高效制 造过程的需要，达到优质、高产、低成本。
第二章 机械加工工艺规程的设计
学习的目的与基本要求:
掌握：机械加工工艺规程设计的基本概念、基本原理和 基本方法。
熟悉：工艺过程的生产率和经济性。 了解：计算机辅助工艺过程设计和工艺过程优化的基本
知识。 学时数：8学时
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
工时消耗，某种加工方法所能达到的加工精度。在经济精度范 围内，加工精度和加工成本是相互适应的。
各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度可查阅手册。
经济精度的重要性： ① 有利于合理地选择加工方法； ② 有利于准确地标注产品的技术要求 。
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经济精度局限性的表现： ①有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜
d. 合理规定加工要求，过高精度及表面粗糙度，必然导致 增加工序。
a
c
b a b c
1.6
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四）、零件结构要素的工艺性实例
加工面积应尽量小 减少加工量、材料消耗和工具磨损
避免钻孔入端和出端是斜面 避免刀具磨损、提高钻孔精度 和加工效率
避免斜孔 简化夹具结构、使多个平行孔 同时加工、减少孔的加工余量