第7章工艺规程设计

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零件结构机械加工工艺性： ① 设计结构要能够加工。如有足够
的加工空间，刀具能够接近加工部位， 留必要的退刀槽和越程槽等。
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② 便于保证加工质量。如孔端表 面最好与钻头钻入钻出方向垂直，精 加工孔表面大圆周方向上要连续无间 断，加工部位刚性要好等。
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③ 尽量减少加工面积。如尽量使 用形状简单的表面，对大的安装平面 或长孔加空刀，通过合并或分拆零件 减少加工面积等。
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② 在规定的生产纲领和生产 批量下，能以最经济的方法获得 所要求的生产率和生产纲领，一 般要求工艺成本最低。
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③ 充分利用现有生产条件，少 花钱，多办事，并要便于组织生 产。
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④ 尽量减轻工人的劳动强 度，保障生产安全，创造良好、 文明的生产条件。
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五、制定工艺规程的原始资料与步骤
以工序为单位简要说明产品或零 部件的加工过程的一种工艺文件。它 是编制其他工艺文件的基础，也是生 产准备、编制作业计划和组织生产的 依据。只有在单件小批生产中才用它 来直接指导工人的加工操作。
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② 工序卡片
在工艺过程卡片的基础上，按每道 工序所编制的一种工艺文件。一般具 有工序简图，并详细说明该工序的每 个工步的加工内容、工艺参数、操作 要求以及所用设备装备等。多用于大 批大量生产及重要零件的成批生产。
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④ 要能提高生产效率。如结构中的 几个加工面尽量安排在同一平面上或位 于同一轴线，轴上作用相同的结构要素 尺寸要尽量一致(如空刀槽)或加工方向要 一致(如键槽)，要便于多刀、多件加工或 使用高生产率加工方法或刀具等。
⑤ 零件结构要便于安装夹紧，等等。
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工艺装备(工装)是产品制造过程 中所用的各种工具的总称，包括刀 具、夹具、模具、量具、检具、辅 具、钳工工具等。
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2. 工艺规程的作用
① 工艺规程是指导生产的主要技 术文件。合理的工艺规程是在总结长 期生产实践经验基础上，依据工艺理 论和必要的工艺试验而拟定的，是保 证产品质量和生产经济的指导性文 件。因此，生产中应严格执行既定的 工艺规程。
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二、毛坯的选择
毛坯是根据零件(或产品)所要求的形 状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用 的生产对象。毛坯的种类、形状、尺寸及 精度对机械加工工艺过程、产品质量、材 料消耗和生产成本有着直接影响。
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Hale Waihona Puke (1) 确定毛坯种类常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接 件、冲压件以及粉末冶金件和工程塑料 等。根据零件的实际工况来确定零件对材 料组织和性能的要求，以及零件结构及外 形尺寸、零件生产纲领及现有生产条件， 从而确定毛坯的种类。
成批生产时，每批投入生产的同一产品 的数量称为投产批量。根据批量大小， 成批生产还要分为小批生产、中批生产 和大批生产。小批生产的工艺特征接近 于单件生产，而大批生产的工艺特征接 近于大量生产。
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③ 大量生产 其基本特点是产品的 产量大、品种少，大多在工作地长期 地重复进行一种零件的某一工序的加 工。轴承、自行车、缝纫机、汽车、 拖拉机等产品的制造即属于这种类型。
工艺规程的制定工作主要包括准备、工艺过程 拟定、工序设计三个阶段。即在准备阶段工作基 础上，拟定出以工序为单位的加工工艺过程，再 对每工序的详细内容予以确定。由于该工作前后 阶段的内容确定有相互影响和联系，所以对某些 局部需要反复修改。最后对制定出的工艺规程还 要进行综合分析评价，看是否能满足生产率及生 产节拍的要求，是否能做到机床设备负荷大致均 衡，以及经济性如何等。如果这一分析评价不能 通过，则需要重新制定工艺规程。也可预先同时 编制出几个工艺规程进行分析对比。对最终确定 的规程内容需要填入工艺卡片，形成工艺文件。
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⑤ 工位 为提高生产率、减少工件装 夹次数，常采用回转工作台、回转夹 具或移位夹具，使工件在一次装夹后 能在机床上依次占据不同的加工位置 进行多次加工。为了完成一定的工序 部分，一次装夹工件后，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每一个位置称 为一个工位。
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对不同生产类型，为获得最佳技术 经济效果，其生产组织、车间布置、毛 坯制造方法、工夹具使用、加工方法及 对工人的技术要求等各方面均不相同， 即具有不同的工艺特征。例如，大批大 量生产采用高生产率的工艺及高效专用 自动化设备，而单件小批生产则采用通 用设备及工艺装备。
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四、机械加工工艺规程
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由人和(或)设备连续完成的不改变 工件形状、尺寸和表而粗糙度，但它 是完成工步所必须的那一部分工序称 为辅助工步，如更换刀具等。辅助工 步一般不在工艺规程中列出，而由操 作者自行完成。
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④ 工作行程 生产中也称为走刀，是 指加工工具在加工表而上切削一次所完成 的工步部分。整个工艺过程由若干个工序 组成。每一个工序可包括一个或几个工步。 每一个工步通常包括一个工作行程，也可 包括几个工作行程。当所切金属层很厚时， 不能在一次走刀下切完，需分几次走刀， 走刀次数又称行程次数。
第七章 机械加工工艺规程设计
第一节 机械加工工艺概述 第二节 零件结构工艺性与毛坯的选择 第三节 机械加工工艺规程设计 第四节 工艺尺寸的计算 第五节 工艺方案的技术经济分析
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第一节 机械加工工艺概述
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一、生产过程与机械加工工艺过程
机械产品制造时，将原材料转变 为成品的全过程称为生产过程。机械 制造工厂的产品，可以是整台机器、 某一部件或某一零件。其生产过程是 包括产品设计、生产准备、制造和装 配等一系列相互关联的劳动过程的总 和。
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机械加工工艺规程的制定、修改 与补充是一项严肃的工作，它必须经 过认真讨论和严格的审批手续。不 过，所有的机械加工工艺规程几乎都 要经过不断的修改与补充才能得以完 善，只有这样，才能不断吸收先进经 验，保证其合理性。
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3. 常用工艺规程的格式
① 工艺过程卡片 (工艺卡片)
② 工序卡片
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① 工艺过程卡片
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第二节 零件结构工艺性与毛坯的选择
一、零件的结构工艺性 所设计的产品在能满足使用要求的前提
下，制造、维修的可行性和经济性称为产 品结构工艺性。而所设计的零件在能满足 使用要求的前提下，制造的可行性和经济 性则称为零件结构工艺性。根据制造方法 的不同，零件结构工艺性还分为铸造工艺 性、锻造工艺性、焊接工艺性、机械加工 工艺性等。
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年生产纲领是设计或修改工艺规程的重 要依据，是车间或企业设计的基本文件，其确 定后方可确定生产批量。生产批量是指一次投 入或产出的同一产品(零件)的数量。
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按零件的生产纲领或生产批量可以把生 产划分成几种不同的生产类型。所谓生产 类型即企业(或车间、工段、班组、工作地) 生产专业化程度的分类。一般分为大量生 产、成批生产和单件生产。
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① 单件生产
其基本特点是产品品种繁多，每种 产品仅制造一个或少数几个，而且很 少再重复生产，甚至完全不重复。重 型机器制造、大型船舶制造、非标准 专用设备产品及设备修理、产品试制 时零件的加工等通常属于这种类型。
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② 成批生产 其基本特点是生产某几种 产品，每种产品均有一定数量，各种产 品是分期分批地轮番投产，生产过程有 一定的重复性。机床、工程机械等许多 标准通用产品的生产均属于这种类型。
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③ 工步 是指在加工表面和加 工工具不变的情况下，所连续完成 的那一部分工序。加工表面可以是 一个，也可以是由复合刀具同时加 工的几个。采用复合刀具同时切削 时，该工步称为复合工步。
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在机械加工工艺过程中，为提高 工作效率而使复合工步有了广泛的应 用。用同一刀具对零件上完全相同的 几个表面顺次进行加工(如依次钻法兰 盘上的几个孔)，且切削用量不变的加 工也视为一个工步。
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通常，把仅列出主要工序名 称的简略工艺过程称为工艺路 线。对于同一零件，随着生产规 模和加工条件的不同，工序的划 分以及每一工序内所加工的内容 也有所不同。
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② 安装 是指工件经一次装 夹后所完成的那一部分工序。将 工件在机床上或夹具中定位、夹 紧的过程为装夹。一个工序的工 件至少要经一次装夹，有时要经 多次装夹才能完成，这时工序中 则包括有多个安装。
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工艺就是制造产品的方法。机 械制造工艺过程一般是指零件的 机械加工工艺过程和装配工艺过 程。
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二、机械加工工艺过程的组成
机械加工工艺过程是由一系列 工序组成的，毛坯依次通过这些 工序而成为成品，而工序又可细 分为安装、工步和工作行程(走 刀)。
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① 工序
是指一个或一组工人，在一 台机床或一个工作地点对一个或 同时对几个工件所连续完成的那 一部分工艺过程。工序是工艺过 程的基本组成单元，是安排生产 作业计划、制定劳动定额和配备 工人数量的基本计算单元。
④ 工艺规程还是工艺技术交流的主要文 件形式。
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工艺规程是机械制造企业的最主要的 技术文件之一。一般说来，大批大量生产 类型要求有细致和严密的组织工作，因此 要求有比较详细的机械加工工艺规程。
单件小批生产由于分工比较粗糙，因 此其机械加工工艺规程可以简单一些。但 是，不论生产类型如何，都必须有章可 循，即都必须有机械加工工艺规程。
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(2) 确定毛坯的形状 从减少机械加工工作量和节约金属材料 出发，毛坯应尽可能接近零件形状，最终 确定的毛坯形状除取决于零件形状、各加 工表面总余量和毛坯种类外，还要考虑： ① 是否需要制出工艺凸台，以利于工 件的装夹；
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② 是一个零件制成一个毛坯还是多个 零 件合制成一个毛坯；
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改变生产对象的形状、尺寸、相对 位置和性质等，使其成为成品或半成品 的过程，称为工艺过程。这是一个将原 材料改变为成品直接相关的过程，包括 毛坯制造、切削与磨削加工、热处理、 装配等。
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与原材料改变为成品间接相关的 过程，如生产准备、运输、保管、机 床维修和工艺装备制造修理等，则称 之为辅助过程。
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② 工艺规程是生产准备和生产管 理的基本依据。工夹量具的设计制造 或采购，原材料、半成品及毛坯的准 备，劳动力及机床设备的组织安排， 生产成本的核算等，都要以工艺规程 为基本依据。
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③ 工艺规程是新建扩建工厂或车间时 的基本资料。只有依据工艺规程和生产纲 领才能确定生产所需机床类型和数量、机 床布置、车间面积及工人工种、等级及数 量等。
(1) 制定工艺规程的原始资料 ① 产品的整套装配图和零件图； ② 产品质量验收标准； ③ 产品的生产纲领和生产类型； ④ 毛坯的情况； ⑤ 本厂的生产能力和生产条件； ⑥ 了解国内外同种类型产品的生产技术状 况，便于引进消化、吸收和创新，以保证 生产出优质高效、低成本的产品。
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(2) 制定工艺规程的步骤
1. 工艺规程的概念 工艺规程是规定产品或零部件的制造
工艺过程和操作方法等的工艺文件。零件 机械加工工艺规程包括：工艺路线，各工 序的具体加工内容、要求及说明，切削用 量，时间定额及使用的机床设备与工艺装 备等。
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工艺路线是指产品或零部件在生 产过程中，由毛坯准备到成品包装入 库经过企业各部门或工序的先后顺 序。
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单件 大批量
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三、生产类型与工艺特征
企业在计划期内应当生产的产品产 量和进度计划称为生产纲领。
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机器产品中某零件的年生产纲领应将备 品及废品也计入在内，并可按下式计算；
N＝Q·n (1 +α％)(1 +β％) N——零件的年生产纲领，件／年； Q——机器产品的年产量，台／年； n——每台机器产品中包括的该零件数量， 件／台； α％——该零件的备品百分率； β％——该零件的废品百分率。
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在成组加工技术中，还有应用典 型工艺过程卡片、典型工艺卡片和典 型工序卡片；对自动、半自动机床或 某些齿轮加工机床调整，应用调整卡 片；而对检验工序则有检验工序卡片 等其他类型的工艺规程格式。
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4. 工艺规程的设计原则
① 必须可靠地保证零件图纸上 所有技术要求的实现。在设计机械 加工工艺规程时，如果发现图纸某 一技术要求规定得不适当，只能向 有关部门提出建议，不得擅自修改 图纸或不按图纸要求去做。