机械加工工艺规程设计

表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号10
工艺性好
分 析 零 件
加工面高度不同，需两次调 整刀具加工，影响生产率。 加工面在同一高度，一次调 整刀具，可加工两个平面。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号11
工艺性好
分 析 零 件
三个空刀槽的宽度有三种尺 寸，需用三把不同尺寸刀具 加工。 同一宽度尺寸的空刀槽，使 用一把刀具即可加工 。
铸铁 毛坯
毛 坯 的 确 定
尺寸大的宜采用砂型铸造
薄壁零件可采用压力铸造 中小型零件可用熔模铸造、压力铸造 阶梯轴直径相差不大 阶梯轴直径相差较大 板条零件
钢件 毛坯
棒料
锻件
多为锻件
1.毛坯种类的确定 确定毛坯材料需另外考虑的因素有：
（4）现有生产条件
考虑现场毛坯制造的实际水平，能力外协的可 毛 能性等 坯 （5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的 的 确 可能性 定 精铸、精锻、冷轧、冷挤、粉末冶金等，可大 大减少机加工量，甚至不加工。
（1）铸件 2）金属模砂型机器造型 铸件最大重量可达250Kg，毛坯的尺寸精度高， 加工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。
（1）铸件 （3）金属型铸造 铸件重量小于100 Kg，毛坯的尺寸精度高，机 械性能好，多用于大批大量生产。
（1）铸件 4）离心铸造 铸件重量达200Kg，效率高，材料消耗低，多用 于大批大量生产。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号12
工艺性好
分 析 零 件
同一端面上的螺纹孔尺寸相近 改为同一尺寸的螺纹孔，方 ，加工时需更换刀具，因此加 便加工和装配。 工不方便，装配时也不方便。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号13
工艺性好
分 析 零 件
加工面大，加工时间长，并 且零件尺寸愈大，平面度误 差愈大。 加工面减小，节省工时，减 少刀具损耗，并且容易保证 平面度要求。
（1）为使加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯需
毛 坯 的 确 定 铸出工艺凸台。
A—加工表面 B—工艺搭子 C—定位面
工艺搭子的应用图
2. 毛坯形状与尺寸的确定 （2）为保证零件的加工质量和加工方便，常将一些 分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再 切割分离。如发动机连杆。 毛 坯 的 确 定
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号18
工艺性好
分 析 零 件
钻孔过深，加工时间长，钻 钻孔的一端留空刀槽，钻孔时 头损耗大，并且钻头易引偏 间短，钻头寿命长，钻头不易 。 偏斜。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号19
工艺性好
分 析 零 件
进、排气（油）通道设计在 孔壁上，加工困难。 进、排气（油）通道设计在 轴的外圆上，加工相对容易 。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号4
工艺性好
分 析 零 件
键槽底与左孔母线齐平，插 键槽时易划伤左孔表面。 左孔尺寸稍大，可避免划伤 左孔表面，操作方便。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号5
工艺性好
分 析 零 件
小齿轮无法插齿，无退刀空 间。 大齿轮可插齿或滚齿，小齿 轮可插齿加工。
（2）锻件 2）模锻 可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精 度高，加工余量小。 3）精密模锻 锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。
（3）型材 型材：一般力学性能适中，常用件。 如钢板、管材、棒料等，便于实现自动上料。
（4）焊接件 焊接件：密封性能好，用于结构件。
（5）冲压件、压制件 冲压件、压制件：常用于壳体类零件。
1.产品的零件图与装配图的分析
图2 方头销零件图
分 析 如图2所示的方头销，方头部分要求淬火硬度为 零 件 55～60HRC,所选材料为T8A，零件上有一个小孔 ф2H7要求装配时配作。由于零件全长只有15mm,方 头部分长为4.5mm,所以用T8A材料局部淬火势必使全 长均被淬硬，以至装配时ф2H7无法加工。若材料改 用20Cr钢，局部渗碳淬火，便能解决问题。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号8
工艺性好
分 析 零 件
锥面需磨削加工，磨削时易 碰上圆柱面，并且不能清根 。 可方便地对锥面进行磨削加 工。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号9
工艺性好
分 析 零 件
加工面设计在向体内，加工 时调整刀具不方便，观察也 困难。 加工面设计在箱体外，加工 方便。
二、毛坯的确定
1.毛坯种类的确定 铸件
锻件
焊接件 毛 坯 的 确 定
毛坯种类
型材 冲压件 压制件
组合件
目前，精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压工艺、粉末
冶金、异型钢材、工程塑料等材料的应用都在迅速推广。
（1）铸件 铸件:流动性好，耐磨、减振，抗压强度较好， 用于结构形状复杂零件的毛坯。 1）木模砂型手工造型 铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工 余量大，生产效率低，多用于单件小批生产。
2. 毛坯形状与尺寸的确定 毛坯形状与尺寸与毛坯的制造方法有关。
（1）毛坯余量
（2）毛坯公差
毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差
毛坯尺寸的制造公差
毛 在第三节中将详细讲述毛坯加工余量及工序尺 坯 的 寸的确定方法。 确 定
2. 毛坯形状与尺寸的确定 如果从机械加工工艺角度来分析一下，在确定 毛坯和尺寸时应注意的几个工艺问题：
毛 法，制造毛坯的设备装备要求高，但制造毛坯的昂贵 坯 费用可由材料消耗的减少和机加工费用的降低来补偿。 的 用模锻、冷轧、冷拉、金属模机器造型或精铸等 确 定 分别来生产锻件、型材和铸件。 产量小时，则相反，用自由锻，木模手工造型等 来生产锻件及铸件。
1.毛坯种类的确定 确定毛坯材料需另外考虑的因素有： （3）零件的结构形状和尺寸 外形尺寸较大：用砂型铸造、自由锻造 中小型的：用特种铸造、金属模锻造
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号6
工艺性好
分 析 零 件
两端轴径需要磨削，因砂轮 圆角而无法清根。 留有退刀槽，磨削时可以请 根。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号7
工艺性好
分 析 零 件
斜面上钻孔，钻头易引偏。 只要结构允许，留出平台， 可直接钻孔。
机械制造工艺理论基础
第六章 机械制造工艺规程设计
机制教研室
第六章 机械制造工艺规程设计
第二节 机械加工工艺规程设计
第二节 机械加工工艺规程设计
一
二 本 节 教 学 内 容 三 四 五
分析零件 毛坯的确定
定位基准的选择 加工工艺路线的制定 设备与工艺装备的选择 主轴箱加工工艺路线分析
六
第二节 机械加工工艺规程设计
（8）尽量采用标准件、通用件和相似件。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号1
工艺性好
分 析 零 件
孔离箱壁太近：①钻头在 圆角处一引偏；②相比高 度尺寸大，需加长钻头方 能钻孔。 ①加长箱耳，不需要加长钻头 可钻孔②只要使用上允许，将 箱耳设计在某一端，既可方便 加工。
表11.1
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号14
工艺性好
分 析 零 件
外圆和内孔有同轴度要求， 由于外圆需在两次装夹下加 工，同轴度不易保证 。 可再一次装夹下加工外圆和内 孔，同轴度要求易保证。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号15
工艺性好
分 析 零 件
内壁孔出口处有台阶面，钻 孔时，孔易钻偏或钻头折断 。 内壁孔出口处平整，钻孔方 便，以保证孔中心位置。
（3）加工面与非加工表面应明显分开，加工面之 间也应明显分开。
2. 零件的结构工艺性分析 零件结构机械加工工艺性主要有以下要求：
（4）有便于装夹的基准。
（5）有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中 加工出来。
分 （6）零件要有足够的刚性，便于采用高速切削和 析 零 多刀切削。 件 （7）节省材料减轻重量。
1.产品的零件图与装配图的分析
分 析 零 件
图12.1 某车床主轴箱体零件图
2. 零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性——指所设计的零件在满足使
用要求的前提下，制造的可行性与经济性。
零件结构机械加工工艺性主要有以下要求： （1）各要素的形状应尽量简单、面积应尽量小、
分 析 规格应尽量标准和统一。 零 （2）尽量采用普通设备和标准刀具进行加工，且 件 刀具易进入，退出和顺利通过加工表面。
发动机连杆锻坯图
（3）为提高生产率，对一些类似垫圈类零件的小零 件，常将若干个零件合锻成一件毛坯，经过某些机加 工之后，再切割分离成单个零件。
3. 绘制毛坯图
毛 坯 的 确 定
毛坯图是毛坯制造和编制零件加工工艺规程的主 要文件。 用型材、棒料或板材为材料加工零件时不需设计 毛坯图； 毛坯为铸件或锻件时需要有毛坯图。 在决定毛坯的具体形状时，应考虑一下因素： （1）考虑该种毛坯制造的工艺特点 如：铸件毛坯——铸型分型面、浇口、冒口的 位置；模锻毛坯——锻模分模面、锻件的纤维方向等。 （2）考虑机械加工时的初次定位基准面（粗基准）
3. 绘制毛坯图 毛坯图的绘制方法： （1）实线——毛坯表面的轮廓 双点划线——经切削加工后的表面 网格线——加工余量 （2）毛坯图的尺寸包括加工余量；(成品尺寸加括 号并只标注基本尺寸) （3）需要检验的主要尺寸及公差应注出，次要尺 寸不注公差； （4）铸件标出分型面和浇铸位置；锻件标出分模 面。 （5）注明材料规格及必要的技术要求。
（3）零件的选材是否恰当（如图2）
1.产品的零件图与装配图的分析 如源自文库1所示的汽车钢板弹
簧吊耳，使用时钢板弹簧
与吊耳的内侧面是不接触 的，所以吊耳内侧面的表 面粗糙度值，可由原设计 要求的3.2μm增大到
分 析 零 件
12.5μm,这样就可以在铣削
时增大进给量，以提高生 产率。
图1 汽车钢板弹簧吊耳
本节教学难点：
定位基准的选择。
第二节 机械加工工艺规程设计
一、分析零件
1.产品的零件图与装配图的分析 目的：熟悉产品的用途、性能及工作条件，明 确零件在产品中的位置与功用，找出主要技术要求 与技术关键。 对零件图主要从以下三方面进行分析：
分 析 零 件
（1）零件图的完整性与正确性
（2）零件技术要求的合理性（如图1）
本节教学要求：
（1）会分析零件图与装配图，能进行零件结构工
艺性分析； 本 节 （2）会正确地确定毛坯的种类、制造方法、形状 教 学 和尺寸； 要 （3）熟练掌握定位基准的选择、加工方法的选择、 求 加工顺序的安排； （4）掌握工序集中与工序分散的特点。
第二节 机械加工工艺规程设计
本节教学重点：
本 节 教 学 重 点 难 点 定位基准的选择、加工方法的选择、加工顺 序的安排。
（1）铸件 5）熔模铸造 多用于形状复杂小型零件的毛坯，尺寸精度高， 无需或少许机械加工，生产周期长，成本高。
（1）铸件 6）压力铸造 采用专用设备把液态或半液态的金属压入金属型 腔而形成的毛坯，多用外形复杂或薄壁的零件。
（2）锻件 锻件：组织细密，强度、硬度和冲击韧性高， 用于力学性能要求较高、结构较简单零件的毛坯。 1）自由锻 锻件的形状简单，尺寸精度低，加工余量大。
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号2
工艺性好
分 析 零 件
车螺纹时，螺纹根部易打 刀；工人操作紧张，且不 能清根。 留有退刀槽，可使螺纹清根， 操作相对容易，可避免打刀。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号3
工艺性好
分 析 零 件
插键槽时，底部，无退刀 槽，易打刀。 留有退刀槽，可避免打刀。
（6）组合件毛坯 将型材、锻件等经组合在一起的毛坯。
1.毛坯种类的确定 确定毛坯材料需另外考虑的因素有：
（1）零件材料及其力学性能
铸铁——铸件 毛 坯 的 确 定 力学性能要求高时 锻件
钢材
力学性能要求低时
型材或铸件
1.毛坯种类的确定 确定毛坯材料需另外考虑的因素有：
（2）生产类型
产量大时，选精度、生产率均较高的毛坯制造方
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号16
工艺性好
分 析 零 件
加工B面时以A面未定为基准 附加定位基准，加工时，保 ，由于A面较小，定为不可靠 证A、 B面平行，加工后将附 。 加基准去掉。
表11.1
零件机械加工工艺性实例
零件结构
工艺性不好 序号17
工艺性好
分 析 零 件
键槽设置在阶梯轴90°方向 上，需两次装夹加工。 将阶梯轴的两个键槽设计在 同一方向上，一次装夹即可 对两个键槽加工。