机械加工工艺规程的制订[1]

机械加工工艺过程的组成
工序： n
一个或一组工人，在一个工作地，对一个或同时对几
个工件连续完成的那一部分工艺过程
工步： n
加工表面、加工工具不变，连续完成的那一部分工序
n 工作行程：走刀
n 安装：
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生产纲领和生产类型
n 生产纲领：产量、进度计划 n 生产批量：一次投入或产出的同一产品
3. 改变加工方式（如放弃调整法改用试切法加工）
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确定各表面的加工方法
n 加工方法的选择：
外圆：车、磨 孔： 钻、扩、铰、车、磨、拉 平面：铣、刨、磨、车
n 选择依据： 1) 零件材料性质及热处理要求 2) 零件加工表面的尺寸公差等级和表面粗糙度 3) 零件加工表面的位置精度要求 4) 零件的形状与尺寸 5) 生产类型 6) 具体生产条件
取最优方案
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选择定位基准
n 定位基准的概念 1. 装夹：定位与夹紧 2. 基准：作为“依据”的点线面 1) 设计基准： 2) 工艺基准：定位基准、装配基准、测量基准
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精基准的选择
n 基准重合原则：设计基准与定位基准重合，消除基准不
机械加工工艺规程的制 订
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2020/11/18
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生产过程
n 原材料准备与储存 n 毛坯的生产：型材（棒料、方料、管料）、铸
坯、锻坯、焊坯 n 毛坯经过机械加工、热处理而成为零件 n 零件装配成机械 n 机械的质量检查及运行试验 n 机械的油漆和包装
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机械加工工艺规程的制订[过程卡，关键工 序要工序卡 较高
需一定技术水平的 工人
有工艺过程卡，关 键零件要工序卡
中等
对调整工的技术水平要 求高，对操作工的技术 水平要求低
有工艺过程卡和工序卡， 关键工序要调整卡和检 验卡
较低
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制定工艺规程的基本步骤
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不作规定
小批生产 ＞100~500
＞10~150 ＞5~100 ＞20~40
中批生产 ＞500~5000 ＞150~500 ＞100~300 ＞10~20
大批生产 ＞5000~50000 ＞500~5000 ＞300~1000 ＞1~10
大量生产 ＞50000
＞5000
＞1000
1
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基本概念
n 工艺过程:改变生产对象的形状、相对位置和性质等，
使其成为成品或半成品的过程。如：热加工工艺过程、 机械加工工艺过程、热处理工艺过程、装配工艺过程 等
n 机械加工工艺过程 n 装配工艺过程
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工艺规程的概念与作用
n 工艺规程的概念
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
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几种工艺文件出现的场合及使用范围
过程卡
出 单件小批 √
现 场
成批
√
合 大批大量 √
使
工厂设计
用
计划调度
范 围
材料供应
工具供应
工艺卡 〤 〤
√ 车间 技术科 检验科
工序卡 〤 重要零件 √ 工序工人
检验卡 〤 重要零件 √ 检验工人
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各种生产类型的工艺特征
工艺特征 零件的互换性
毛坯的制造方 法与加工余料
机床设备极其 布置形式
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生产类型
单件小批
中批
大批大量
用修配法钳工修配，缺乏 互换性
大部分具有互换 性。装配精度要 求高时，灵活应 用分组装配法和 调整法，同时还 保留某些装配法
具有广泛的互换 性。少数装配精 度较高处，采用 分组装配法和调 整法。
1) 检验工序：粗加工后； 重要工序前后；送往外车间之前…… 2) 去毛刺，清洗， 涂防锈油
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举例：活塞刀杆技术要求分析
n 活塞刀杆零件图
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活塞刀杆加工路线
n 退火（一条热处理曲线）→粗车（基准先行） n →半精车（两顶尖定位）→钳（定位？）→淬
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外圆柱面加工方法
序 加工方法 号
1 粗车 2 粗车—半精车 3 粗车—半精车—精车 4 粗车—半精车—精车—滚
压（或抛光） 5 粗车—半精车—磨削 6 粗车—半精车—粗磨—精
磨 7 粗车—半精车—粗磨—精
磨—超精加工（或轮式超 精磨）
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经济精度（以 经济表面粗 公差等级表示） 糙度Ra值
木模手工造型或自由锻造， 部分采用金属模 毛坯精度低，加工余量大 铸造或模锻。毛
坯精度和加工余 量中等
广泛采用金属模 机器造型、模锻 或其他高效方法。 毛坯精度高，加 工余量小
通用机床。按机床类别采 用机群式布置
部分通用机床和 高效机床。按工 件类别分工段排 列设备
广泛采用高效专 用机床及自动机 床。按流水线和 自动线排列设备
n 合理确定余量的意义
1) 过大：增加了劳动量，最耐磨的表面金属层被切除 2) 过小：毛坯或上道工序的缺陷去不了 3) 精加工余量要合理：增加了时间，破坏了精度
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确定各工序的加工余量
n 影响加工余量的因素
1) 上道工序表面粗糙度与缺陷 2) 上道工序尺寸公差 3) 上道工序形位误差 4) 本道工序的装夹误差
n 工艺规程的作用
① 组织车间生产的主要技术文件 ② 生产准备和计划调度的主要依据 ③ 新建或扩建工厂、车间的基本技术文件
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工艺规程的格式（JB/Z187.3-88)
n 工艺过程卡片：以工序为单位简要说明产品或零件的加工（或
装配）过程的一种工艺文件。(工艺路线）
重合误差
n 基准统一：选择尽可能多的表面加工时都能使用的基准
1. 易保证各加工表面的相对位置精度 2. 简化了工艺过程，使各工序所用夹具比较统一
n 互为基准，反复加工 n 自为基准：选加工表面本身为基准，仅能提高加工面本身
的尺寸、形状精度
n 装夹可靠
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消除基准不重合误差
（或零件）的数量 n 生产类型：单件小批、成批、大批大量
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生产类型和生产纲领等的关系
生产类型 生产纲领/（台·年-1 或件·年-1 ）
小型机械或 中型机械或 重型机械或
轻型零件
中型零件 重型零件
工作地每月 担负的工序
数
工序数·月-1
单件生产 ≤100
≤10
≤5
火回火（两条热处理曲线）→ 磨（两顶尖定位） →线切割（定位？）
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确定各工序所采用的设备
n 机床规格与零件外形尺寸相适应 n 机床精度与工序要求的精度相适应 n 机床的效率与零件的生产类型相适应 n 与现有的设备条件相适应
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n 确定余量的方法
1) 分析计算 2) 经验估计法 3) 查表法
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确定工序尺寸和工序公差（基准重合时）
1. 方法：往前推算法 2. 顺序：先确定各工序余量的基本尺寸，再有后往前逐
个工序推算，即由零件上的设计尺寸开始，有最后一 道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸。 3. 公差等级：中间各工序尺寸公差等级都按经济精度。 4. 极限偏差：按“入体原则”确定，即轴类取负偏差， 孔类取正偏差，长度及毛坯取正负偏差双向标注
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各种生产类型的工艺特征
工艺设备
大多采用通用夹具、标 准附件、通用刀具和万 能量具。靠划线和试切 法达到精度要求
广泛采用夹具，部 分靠找正装夹达到 精度要求。较多采 用专用刀具和量具
广泛采用专用高效夹具、 复合刀具、专用量具或 自动检验装置。靠调整 法达到精度要求
对工人的 技术要求 工艺文件
n 分析原始资料 n 确定原始毛坯 n 拟定工艺方案 n 确定各工序所采用的设备 n 选择工艺装备 n 确定各工序的技术检验要求及检验方法 n 确定各工序的加工余量 n 确定工序尺寸和工序公差 n 填写工艺文件
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分析原始资料
n 有关图纸：装配图、零件图、毛坯图 n 生产纲领 n 现场条件：设备规格、负荷、精度、工
IT5以上
0.006~0.1 (或Rz0.05)
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确定工序的集中和分散
n 工序集中
1) 工件在一次装夹后，可以加工多个表面，能较好地保证加工表面之间相互位 置精度;可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次 数，有利于缩短生产周期。
2) 可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织 工作。
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外圆柱面加工方法
8 粗车—半精车—精
IT6~IT7
车—精细车（或金刚
车）
0.025~0.4
主要用于要 求较高的有 色金属加工
9 粗 车 — 半 精 车 — 粗 IT5以上 磨—精磨—超精磨 （或镜面磨）
0.006~0.025 极高精度外 (或Rz0.05) 圆加工
10 粗车—半精车—粗 磨—精磨—研磨
n 机械加工工艺卡片：以工序为单位，详细说明产品或零件在
某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工序参数，操 作要求以及采用的设备和工艺装备。
n 机械加工工序卡片：在工艺卡或过程卡的基础上，按 每道工序所编制的一种工艺文件，一般有工序简图， 并详细说明该工序的每一个工步的加工（或装配）内 容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备。
YJ190液压剪整体结构动画演示
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YJ190液压剪工作原理动画演示
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举例：活塞刀杆零件的结构特点分析
回转沟 槽的加 工
大孔 的加 工
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外圆面 的加工
沟槽的 加工
小孔 的加 工
外圆面的 加工
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3) 采用的设备（加工中心）与工装结构复杂、投资大，调整和维修的难度大， 对工人的技术水平要求高
n 工序分散
1) 机床设备（专用设备）及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。
2) 可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。
3) 设备数量多，操作工人多，生产面积大。
n 工序分散：20世纪20年代，设备密集型 ，流水自动线
选择工艺装备
n 即确定各工序所需的刀、夹、量、辅具。 n 需要采用专用工艺装备，应提出设计任
务书。
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确定各工序的加工余量
n 加工总余量和工序余量
1) 加工总余量：毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差 2) 工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差 a) 对称余量：外圆、孔 b) 单边余量：平面 由于工序尺寸有公差，实际切除的余量大小不等
/μm
IT11~IT13
12.5~50
IT8~IT10
3.2~6.3
IT7~IT8
0.8~1.6
IT7~IT8
0.025~0.2
适用范围
适用于淬火 钢以外的各 种金属
IT7~IT8 IT6~IT7
IT5
0.4~0.8 0.1~0.4
0.012~0.1 (或Rz0.1)
主要用于淬 火钢，也可 以用于未淬 火钢，但不 宜加工有色 金属
工序集中：20世纪50年代后，信息密集型，加工中心，多品种小 批量特点
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安排加工顺序
n 安排原则：基准先行，先主后次，先粗后精，先面后孔 n 热处理工序的安排：
1) 预备热处理：退火、正火，加工之前，调整工件的切
削加工性，消除应力。
2) 调质处理：粗加工之后 3) 最终热处理：淬火、回火，半精加工后，磨之前 n 辅助工序的安排：
如图：尺寸A、B是设计要求尺寸，而（调整法）加工中 直接保证的尺寸是A、C尺寸，则：
Bmax=Amax-Cmin
Cmin=Amax-Bmax
Bmin=Amin-Cmax
Cmax=Amin-Bmin
ΔC= ΔB- ΔA
ΔC< ΔB
1. 提高了加工精度（有时则需采用更高精度的加工方 法，如由铣改磨）
2. 如果精度太高，迫使重新考虑定位方案（使定位基 准与设计基准一致）
夹量具 n 国内外先进经验及有关技术手册
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机械加工工艺规程的制订[1]
确定原始毛坯
n 型材：棒料、方料、管料、 n 铸坯：复杂的箱体类、曲轴（球墨铸铁） n 锻坯：综合性能好 n 焊坯：奇异件、尺寸变化较大件
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拟定工艺方案（核心内容）
n 选择定位基准 n 确定定位夹紧方法 n 确定各表面的加工方法 n 确定工序的集中和分散 n 安排加工顺序 一般需要提出几个方案进行分析比较，选