机械制造工艺学PPT

表5.2 各种生产类型的工艺过程的主要特点
5.2 工艺规程的作用及设计步骤
工艺规程： 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。 包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工 艺装备及工艺措施，切削用量及工时定额、工人等级等。
5.2.1 工艺规程的格式
常用的机械加工工艺规程有以下三种形式：
4）自为基准原则
举例：浮动铰刀精铰孔。
5）使工件装夹稳定可靠、夹具结构简单原则
选择面积大、精度高、粗糙度低的表面为基准。 举例：箱体和支架类，装配基准（底面）。教材图5.8 A面。
5）使工件装夹稳定可靠、夹具结构简单原则 选择面积大、精度高、粗糙度低的表面为基准。 举例：箱体和支架类，装配基准（底面）。教材图 5.8 A面。
为了减少工件的安装次数, 提高生产效率，常采用多
工位夹具或多轴（或多工
位）机床，使工件在一次 安装后先后经过若干个不 同位置顺次进行加工。
工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：
5.1.2.2.生产类型对工艺过程的影响
生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生 产纲领来划分。
生产纲领
N = Q n (1+a) (1+b)
5.3.2 工件的装夹与获得加工精度的方法
5.3.2.2 获得加工精度的方法
(2) 机械加工中获得工件形状精度的方法 ① 轨迹法 利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工表面的形状。
形状精度主要取决于成形运动精度。 ② 成形法 利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。 形状精度主要取决于成形刀具刀刃的形状精度与刀具的装夹精度 ③ 展成法(范成法)
利用刀具和工件作展成运动时，刀刃在被加工表面上的包络面形成 成形 表面。
形状精度主要取决于机床展成运动的传动链精度与刀具的制造精度
举例：齿轮加工。
5.3.3 定位基准的选择
定位基准选择得正确与否是关系到工艺路线和夹具结构设计是否合理 的主要因素之一，并将影响工件的加工精度、生产率和加工成本。
5.3.3.1 精基准的选择
走刀是构成工艺过程的最小单元。
(4)安装
工件经一次装夹后所完成的那部分加工过程。 装夹：加工前使工件在机床或夹具中相对刀具确定 正确的加工位置并给予固定的过程。
在一个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助 时间,提高生产效率，减少安装误差。
(5)工位
工件在一次安装中，在机床上占据每一个位置所连续完 成的那部分工序。
●精基准：以工件上已加工过的表面进行定 位的基准。 错误理解：精加工用的基准。 举例。
5.3.1.2 工艺基准（制造基准）
（2） 定位基准 a.粗基准和精基准
b.辅助基准： 在零件的装配和使用过程中无用处，仅仅为 了零件的加工方便而设置的基准。 举例：顶尖孔 工艺孔等。 选择定位基准的一般方法——从零件上 有相互位置精度要求的表面间去寻找。 选择定位基准的目的——保证零件各 加工表面之间以及加工表面与不加工表面 之间的相互位置精度。
（3）机械加工工序卡片
根据每一道工序制定的，详细地标识该工序的加 工表面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、 刀具、工艺参数等信息，绘有工序简图和工艺内容
的符号，是指导工人操作的重要工艺文件。主要用
于大批量生产或成批生产中较重要的零件。 表5.5 机械加工工序卡片
表5.5 机械加工工序卡片
5.2.2 工艺规程的作用
5.3.1.2 工艺基准（制造基准）
（3）测量基准 工件上用以测量已加工表面位置时所依据的那些
点、线、面。 教材图5.3(a) (d)。图5.3 (a)的C面，图5.3 (c)的ФD的母线F
（4）装配基准 装配时用来确定零件或部件在机器中的位置时所
依据的那些点、线、面。 教材上的例子。
基准分类归纳如下：
5.3.2.2 获得加工精度的方法
(1) 机械加工中获得工件尺寸精度的方法 ① 试切法 试切——测量——再试切——再测量——……——切削。 ② 定尺寸刀具法 用具有一定尺寸精度的刀具来保证工件被加工部位的精度。
举例：钻头、扩孔钻、铰刀、键槽铣刀等。
③ 调整法 利用机床上的定程装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或 夹具达到一定的位置精度，然后加工一批工件。 举例：铣台阶。 ④ 自动控制法 采用一定的装置，在工件达到要求的尺寸时，自动停止加工。 a 自动测量 自动测量工件尺寸装置。 b 数字控制 步进马达、滚动丝杠螺母副及数字控制装置(编程)。
（1）机械加工工艺过程卡片（过程卡）
以工序为单位，主要列出零件加工的工艺路线和工序内
容的概况，指导零件加工的流向。在单件小批生产中，通 常不编制较详细的工艺文件，而以这种卡片指导生产。
表5.3 工艺过程综合卡片
（2）机械加工工艺卡片
以工序为单位，除详细说明零件加工过程，还具体表示
各工序、工步的顺序和内容。是指导工人操作和生产管理 主要工艺文件，用于成批生产零件和小批生产的重要零件。 表5.4 机械加工工艺卡片
机械制造工艺学
授课教师：杨 军
第5章 机械加工工艺规程的制定
5.1 零件制造的工艺过程 5.1.1 生产过程
生产过程：
制造机器或零部件所经历的劳动过程（相互关联） 的总和。
包括 产品设计、生产准备、原材料的运输和保管、 毛坯制造、机械加工、热处理、装配和调试、检验和试 车、喷漆和包装等子过程。
实质：将原材料转变为产品的全过程
机械加工工艺过程是由若干个依次排列的工序组成。
工序又可分为安装、工位、工步和走刀。 （1）工序
一个（或一组）工人在一个固定的工作地点对一个 （或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。 工序是组成工艺过程的基本单元。工人、工作地和工 件 三不变加上连续完成是构成工序的四个要素。 工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的 数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。 小批量生产：五个工序。 大批量生产：七个工序（工序1和工序2均可分为两个序）。
合理的工艺规程是依据工艺理论和必要的工艺实验及 实践制订出来的。 其作用有： （1）是指导生产的主要技术文件 （2）是生产组织和生产管理工作的依据 （3）是保证产品质量，稳定生产秩序的重要工艺文件 （4）是新建、扩建或改建机械制造工厂或车间的主要 技术资料
5.2.3 工艺规程设计的步骤
工艺规程设计所需的原始资料：
主要应保证加工精度和装夹方便、准确、可靠。
选择精基准一般应遵循以下原则：
1）基准重合原则
举例：教材图5.7(a)
尽量选择设计(工序)基准为定位基准。
2）基准统一原则 尽可能使各工序的定位基准相同。 举例： 轴类， 两顶尖孔； 齿轮， 内孔＋端面； 箱体， 一面两孔。
3）互为基准原则
当两个表面位置精度要求高时，互工表面本身为基准，使加工余量小而均 匀，以保证加工质量和提高生产率。
指在被加工表面、切削刀具和切削用量（仅限切削速度和进给 量，不含背吃刀量）均保持不变的情况下完成的那部分工序。 工步是工序的组成单位。 有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几个表面，该 工步称为复合工步。
(3)走刀
在切削用量和切削刀具不变的条件下，刀具在加工表 面上切削一次所完成的内容。
5.1.2 工艺过程
铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程
热处理工艺过程 机械加工工艺过程 装配工艺过程等。
机械加工工艺过程（工艺路线或工艺流程）：
采用机械加工方法，直接改变原材料或毛坯的形状、 尺寸、表面质量、性能等，使之变为合格零件的过程。
装配工艺过程：将零件装配成部件或产品的过程。
5.1.２.1 工艺过程的组成
定义：设计人员在零件图上标注尺寸或相互位置关 系时所依据的那些点、线、面。图a、c。
图(a)的C面和
OO中心线。
5.3.1.2 工艺基准（制造基准）
定义：零件在加工或装配过程所使用的基准。 （1） 工序基准 在工序图上用来标注
被加工表面加工后的尺寸（工序尺寸）和 相互位置关系时所依据的那些点、线、面
9 ）确定各工序的切削用量和工时定额； 10) 编制工艺文件。
５.工艺规程的设计原则
(1) 质量第一原则
(2) 效益优先原则 (3) 效率争先原则
5.3 定位基准的选择
基准：在零件图上或实际的零件上，用来确定一些
点、线、面位置时所依据的那些点、线、面。
5.3.1 基准的分类（按用途） 5.3.1.1 设计基准
（1）产品装配图、零件图； （2）产品验收质量标准； （3）产品的生产纲领及生产批量； （4）毛坯材料与毛坯生产条件； （5）制造厂的生产条件，包括机床设备、工艺装备的规 格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装 备能力、能源状况等资料；
（6）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；
（7）国内外先进制造技术资料等。
小批量生产的工艺过程
工序号 工序内容 设备 单件小批生产的工艺过程 铣端面，打中心孔 工序内容 车外圆及倒角 车端面，打中心孔 铣键槽 车两外圆及倒角 磨外圆 铣键槽，去毛刺 去毛刺 铣端面打中心孔机床 设备 车床 车床 铣床 车床 磨床 铣床 钳工台
1 工序号
2 1 3 2 4 3 5
（2)工步
式中 Q——产品的年产量；
n——单台产品中该零件的数量； a——废品率，以百分数计；
b——备品率，以百分数计。
根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性， 产品的制造可分为三种生产类型
三种生产类型：
1、单件生产 单个地生产不同结构、不同尺寸的产品，且很少重复 的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。 2、成批生产 一年中分批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如 机床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中 批和大批生产三种。 3、大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常按照一定的节拍重复 地进行某一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如 汽车、洗衣机、轴承等生产。