1、第二章机械制造工艺设计第一节 机械的生产过程和工艺过程一一 生产过程生产过程 1.生产过程生产过程 指把原材料转变为成品的全过程。指把原材料转变为成品的全过程。机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。热处理），产品装配，检验以及涂装等。二二 工艺过程及其组成工艺过程及其组成 1工艺过程l工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。把生产过程中改变生产对象的形状、尺
2、寸、相把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相 对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。的过程称为工艺过程。2 2工艺过程由工序组成工艺过程由工序组成 （1 1）工序：）工序：一个一个（或一组）工人，在（或一组）工人，在一一个个工作地点（或一台机床上），对同工作地点（或一台机床上），对同一个一个零件零件（或一组零件）进行加工所（或一组零件）进行加工所连续连续完成的那部分完成的那部分工艺过程工艺过程 （2 2）安装：）安装：定位夹紧定位夹紧 （3 3）工位：）工位：待加工位置待加工位置 （4 4）工步：）工步：在一道工序中，
3、当加工表面在一道工序中，当加工表面不变不变、切削工具、切削工具不变不变、切削用量中的进给量和、切削用量中的进给量和切削速度基本切削速度基本不变不变的情况下所完成的那部分工的情况下所完成的那部分工艺过程艺过程 （5 5）走刀：）走刀：切去一层金属，一个工步可切去一层金属，一个工步可以包括一次或几次走刀以包括一次或几次走刀图图2-1 阶梯轴阶梯轴 当加工批量较小时，其工序的划分见表2-1；当加工批量较大时，其工序划分见表2-2。表2-1 阶梯轴加工工艺过程（生产批量较小时）序号工序内容设备序号工序内容设备1车端面，钻中心孔；车全部外圆，车槽与倒角车床3粗磨各外圆外圆磨床4热处理高频淬火机2铣键槽，
4、去毛刺铣床5精磨外圆外圆磨床表2-2 阶梯轴加工工艺过程（成批生产时）序号工序内容设备序号工序内容设备1铣端面、钻中心孔铣端面钻中心孔机床5去毛刺钳工台2车一端外圆，车槽与倒角车床6粗磨外圆外圆磨床3车另一端外圆，车槽与倒角车床7热处理高频淬火机4铣键槽铣床8精磨外圆外圆磨床三三生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型(1%)NQnab1.生产纲领生产纲领 产品的年生产产品的年生产纲领就是产品的年纲领就是产品的年生产量。生产量。2生产类型生产类型 单件生产单件生产 成批生产成批生产 大量生产大量生产.单单 件件 生生 产产 产品品种不固定，每一品种产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多数工作
5、地的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常改变。例如，点的加工对象经常改变。例如，重型机械、造船业等一般属于单重型机械、造船业等一般属于单件生产。件生产。.大大 量量 生生 产产 产品品种固定，每种产品数产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点的加工量很大，大多数工作地点的加工的对象固定不变。例如，汽车、的对象固定不变。例如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产轴承制造等一般属于大量生产。.成批生产成批生产 产品品种基本固定，但数产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期性量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。的加工对
6、象是周期性的变换。表2-3 各种生产类型工艺过程的主要特点 生产类型生产类型工艺特征工艺特征单件生产单件生产成批生产成批生产大批量生产大批量生产工件的互换性工件的互换性一般是配对制造，一般是配对制造，没有互换性没有互换性，广泛，广泛用钳工修配用钳工修配大部分有互换大部分有互换性，少数用钳工性，少数用钳工修配修配全全部有互换性部有互换性，某些，某些精度较高的配合件用精度较高的配合件用分组选择装配法分组选择装配法毛坯的制造方法及加毛坯的制造方法及加工余量工余量铸造用木模手工造铸造用木模手工造型；锻件用自由型；锻件用自由锻。锻。毛坯精度低，毛坯精度低，加工余量大加工余量大部分铸件用金属部分铸件用金属
7、模；部分锻件用模；部分锻件用模锻。毛坯精度模锻。毛坯精度中等，加工余量中等，加工余量中等中等铸件广泛采用金属模铸件广泛采用金属模机器造型；锻件广泛机器造型；锻件广泛采用模锻及其他采用模锻及其他高生高生产率的毛坯制造方产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加法。毛坯精度高，加工余量小工余量小机床设备机床设备通用机床通用机床或数控机或数控机床或加工中心床或加工中心数控机床、加工数控机床、加工中心或柔性制造中心或柔性制造单元。设备条件单元。设备条件不够时，也采用不够时，也采用部分通用机床、部分通用机床、部分专用机床部分专用机床专用生产线、自动生专用生产线、自动生产线、柔制造生产线产线、柔制造生产线或数控机
8、床或数控机床 生产类型生产类型工艺特征工艺特征单件生产单件生产成批生产成批生产大批量生产大批量生产夹具夹具多采用标准附件，多采用标准附件，很少采用夹具很少采用夹具，靠，靠划线及试切法达到划线及试切法达到精度要求精度要求广泛采用夹具或组广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加合夹具，部分靠加工中心一次安装工中心一次安装广泛采用高生产率夹具广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精靠夹具及调整法达到精度要求度要求刀具与量具刀具与量具采用通用刀具和万采用通用刀具和万能量具能量具可以采用专用刀具可以采用专用刀具及专用量具或三坐及专用量具或三坐标测量机标测量机广泛采用高生产率刀具广泛采用高生产率刀具和量具，或采
9、用统计分和量具，或采用统计分析法保证质量析法保证质量对工人的要求对工人的要求需要熟练的技术工需要熟练的技术工人人需要一定熟练程序需要一定熟练程序的工人和编程技术的工人和编程技术人员人员对操作工人的技术要求对操作工人的技术要求较低较低，对生产线维护人，对生产线维护人员要求有高的素质员要求有高的素质工艺规程工艺规程有简单的工艺路线有简单的工艺路线卡卡有工艺规程，对关有工艺规程，对关键零件有详细的工键零件有详细的工艺规程艺规程有详细的工艺规程有详细的工艺规程（续）第二节 元件装夹和定位基准的选择一一 工件装夹方法工件装夹方法 工件的装夹包含两方面的内容：工件的装夹包含两方面的内容：（1）定位）定位
10、（2）夹紧）夹紧 1工件的装夹方法工件的装夹方法 （1）找正装夹法）找正装夹法 1）直接找正：用百分表、划线盘或目测）直接找正：用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法直接在机床上找正工件位置的装夹方法。图2-2 直接找正装夹 2）划线找正：在毛坯上按照划好的线在机床上）划线找正：在毛坯上按照划好的线在机床上用划针找正的装夹方法。用划针找正的装夹方法。图2-3 划线找正装夹 （2）夹具装夹法）夹具装夹法 用夹具装夹对刀或引导元件夹具体定位元件夹紧装置二二 机床夹具组成机床夹具组成 （1）定位元件。）定位元件。（2）夹紧装置。）夹紧装置。（3）联接元件。）联接元件。（4）对刀或导
11、向元件。）对刀或导向元件。（5）夹具体。）夹具体。（6）其他元件及装置。）其他元件及装置。三三 工件定位的基本原理工件定位的基本原理 1六点定位原则六点定位原则 工件在空间直角坐标系中有六个自由度。工件能工件在空间直角坐标系中有六个自由度。工件能沿沿x、y、z轴线移动，称为移动自由度；并能绕着轴线移动，称为移动自由度；并能绕着x、y、z轴转动，称为转动自由度。轴转动，称为转动自由度。3工件定位中的几种情况工件定位中的几种情况 （1）完全定位。）完全定位。（2）不完全定位。）不完全定位。（3）欠定位。（4）过定位。过定位造成的后果：过定位造成的后果：（1 1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；
12、）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；（2 2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。（2）工艺基准）工艺基准 1）定位基准：）定位基准：在加工时，用以确定工件的在加工时，用以确定工件的机床上或夹具中占据正确位置所采用的基准称为机床上或夹具中占据正确位置所采用的基准称为定位基准。定位基准。2）工序基准：）工序基准：在工序图上用以标注本工序在工序图上用以标注本工序加工尺寸和形位公差的基准，称为工序基准。加工尺寸和形位公差的基准，称为工序基准。3）测量基准：
13、）测量基准：零件检验时，用以测量已加零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。4）装配基准：）装配基准：装配时，用以确定零件在部装配时，用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。件或产品中位置的基准，称为装配基准。2定位基准的选择定位基准的选择 定位基准分为粗基准和精基准。定位基准分为粗基准和精基准。（1）精基准的选择）精基准的选择 1）基准重合原则：）基准重合原则：尽可能选用加工表面尽可能选用加工表面的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。设计基准
14、不重合而引起的基准不重合误差。基准不重合误差示例 3）互为基准原则：）互为基准原则：当对工件上位置精度要求高的当对工件上位置精度要求高的表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工的原则。的原则。4）自为基准原则：）自为基准原则：某些要求加工余量小而均匀的某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为基准原则。基准原则。（2）粗基准的选择）粗基准的选择 2）基准统一原则：）基准统一原则：应尽可能使多个加工表面应尽可能使多个加工表面和加工工序采用同一组定位基准，这就是基
15、准统和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统一原则。一原则。1）余量最小原则：）余量最小原则：为了保证零件各加工面都为了保证零件各加工面都有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。为粗基准。2）重要表面原则：）重要表面原则：为了保证工件上某些重要表为了保证工件上某些重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。图2-4 床身加工粗基准选择 3）非加工表面原则：）非加工表面原则：如果主要要求保证加如果主要要求保证加工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面为
16、粗基准，以求均匀，外形对称。为粗基准，以求均匀，外形对称。图2-5 选非加工面为粗基准 4）不重复使用原则：）不重复使用原则：粗基准在同一尺寸方粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。向上只能使用一次。图2-6 不应重复使用粗基准第三节第三节机械加工工艺规程机械加工工艺规程1.工艺规程的作用工艺规程的作用工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料2机械加工工艺规程的格式机械加工工艺规程的格式 生产类型不同，所有的工艺规程的
17、模式和内生产类型不同，所有的工艺规程的模式和内容也不相同。容也不相同。（1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片(工艺路线工艺路线)。（2）机械加工工艺卡片。）机械加工工艺卡片。（3）机械加工工序卡片。）机械加工工序卡片。机械加工工艺过程卡片的格式见表2-4；工序卡片格式见表2-5。表2-4 机械加工工艺过程卡片表2-5 机械加工工序卡片工序简图（工艺附图）绘制方法：工序简图（工艺附图）绘制方法：（1）视图中与本工序无关的次要结构和线条可略去不画，除加）视图中与本工序无关的次要结构和线条可略去不画，除加工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面外，其余线条均可省略。工面、定位面、夹紧面、主要轮廓面
18、外，其余线条均可省略。（2）直观，视图方向尽量与工件在机床上的）直观，视图方向尽量与工件在机床上的装夹方向装夹方向一致。一致。（3）工序图应该是工件在本工序完成之后所具有的形状和尺寸，）工序图应该是工件在本工序完成之后所具有的形状和尺寸，本工序加工表面用本工序加工表面用粗实线粗实线表示，工件的主要特征轮廓（如工件表示，工件的主要特征轮廓（如工件轮廓及特征表面）用轮廓及特征表面）用细实线细实线表示，不要将后面工序中才能形成表示，不要将后面工序中才能形成的结构形状在本工序的工序简图中反映出来。的结构形状在本工序的工序简图中反映出来。（4）标注）标注工序尺寸工序尺寸及其上下偏差、装夹定位相关尺寸及其
19、上下偏差、装夹定位相关尺寸/工序基工序基准、加工表面粗糙度、形状和位置公差等，必要时可用括号注准、加工表面粗糙度、形状和位置公差等，必要时可用括号注出工件外形尺寸作为参考用。其他工序不标粗糙度数值出工件外形尺寸作为参考用。其他工序不标粗糙度数值（5）图中应用符号表示出工件的）图中应用符号表示出工件的定位及夹紧情况定位及夹紧情况。包括定位符。包括定位符号及定位点数、夹紧符号及指向的夹紧面。其中定位符号附近号及定位点数、夹紧符号及指向的夹紧面。其中定位符号附近用阿拉伯数字表示出该处表面定位所能限制的自由度数。用阿拉伯数字表示出该处表面定位所能限制的自由度数。3 机械加工工艺规程制定的原则机械加工工
20、艺规程制定的原则（1）保证加工质量）保证加工质量（2）保证生产效率）保证生产效率（3）较低制造成本）较低制造成本（4）良好劳动条件）良好劳动条件产品整套装配图、零件图产品整套装配图、零件图质量标准质量标准生产纲领、生产类型生产纲领、生产类型毛坯情况毛坯情况本厂现有生产条件本厂现有生产条件先进技术、工艺先进技术、工艺有关手册、图册有关手册、图册4.制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程的原始资料5 步步 骤骤分析研究产品图纸分析研究产品图纸工艺性分析工艺性分析选择毛坯选择毛坯拟订工艺路线拟订工艺路线选择设备、工装选择设备、工装确定工序余量、工序尺寸确定工序余量、工序尺寸确定切削用量、
21、工时定额确定切削用量、工时定额技术经济分析技术经济分析填写工艺文件填写工艺文件第四节 零件的工艺分析一一 零件图的完整性和正确性零件图的完整性和正确性 检查零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐检查零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐全、合理、符合国家标准，若有错误或遗漏，应提出全、合理、符合国家标准，若有错误或遗漏，应提出修改措施。修改措施。二二零件的技术要求分析零件的技术要求分析 零件的技术要求包括下列几个方面：零件的技术要求包括下列几个方面：1）加工表面的尺寸精度。）加工表面的尺寸精度。2）主要加工表面的形状精度。）主要加工表面的形状精度。3）主要加工表面之间的相互位置精度。）主要加工
22、表面之间的相互位置精度。4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求。要求。5）热处理要求。）热处理要求。6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛剌、毛坯要求等）。毛剌、毛坯要求等）。三三零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析铸件：便于造型、拔模铸件：便于造型、拔模斜度斜度璧厚均匀、无尖边、尖角璧厚均匀、无尖边、尖角锻件：形状简单、无尖边、锻件：形状简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模尖角、飞刺，便于出模在毛坯制造方面在毛坯制造方面在装配方面在装配方面便于装配、减少修配量便于装配、减少修配量在加工方面在加工方面
23、合理标注零件的技术合理标注零件的技术 要求要求便于加工、减少加工便于加工、减少加工数控加工工艺性分析数控加工工艺性分析 表表2-6列出了一些零件结构工艺性示例。列出了一些零件结构工艺性示例。表2-6 零件结构工艺性示例序号结构工艺性差结构工艺性好1孔离箱壁太近，钻头在圆角处易引偏；箱壁高度尺寸大，需加长钻头方能钻孔加长箱耳，不需加长长头（见图a）；只要使用上允许将箱耳设计在某一端，则不需加长箱耳，即可方便加工(见图b)2车螺纹时，螺纹根部易打刀，且不能清根留有退刀槽，可使螺纹清根，避免打刀序号结构工艺性差结构工艺性好3插齿无退刀空间，小齿轮无法加工大齿轮可进行滚齿或插齿，小齿轮可进行插齿加工4
24、两端轴颈需磨削加工，因砂轮圆角而不能清根留有砂轮越程槽，磨削时可以清根5斜面钻孔，钻头易引偏只要结构允许留出平台，可直接钻孔6锥面加工时，易碰伤圆柱面，且不能清根可方便地对锥面进行加工7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（续）序号结构工艺性差结构工艺性好8三个退刀槽的宽度有三种尺寸，需用三把不同尺寸的刀具加工同一宽度尺寸的退刀槽，使用一把刀具即可加工9加工面大，加工时间长，平面度误差大加工面减小，节省工时，减少刀损耗且易保证平面度要求10内壁孔出口处易钻偏或钻头折断内壁孔出口处平整，钻孔方便，易保证孔中心位置11键槽设置在阶梯轴90方向上
25、，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（续）第五节 毛坯的选择 选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。制造精度。一一 毛坯的种类毛坯的种类 1铸件铸件 2锻件锻件 3型材型材 4焊接件焊接件二二 毛坯的选择原则毛坯的选择原则 1零件材料及力学性能要求。零件材料及力学性能要求。2零件的结构形状与大小零件的结构形状与大小 3生产类型生产类型 4现有生产条件现有生产条件 5充分利用新工艺、新材料充分利用新工艺、新材料三三 绘制毛坯图的步骤：绘制毛坯图的步骤：用用双点画线双点画线画出经简化了次要细节的零件图
26、的画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将已确定的加工余量加在各相应的主要视图，将已确定的加工余量加在各相应的被加工表面上，即得到毛坯轮廓。被加工表面上，即得到毛坯轮廓。毛坯轮廓用毛坯轮廓用粗实线粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取尽量取1:1。n在图上标出毛坯在图上标出毛坯主要尺寸及公差主要尺寸及公差，标出加工，标出加工余量的名义尺寸。余量的名义尺寸。n标明毛坯的标明毛坯的材料及技术要求材料及技术要求，如毛坯精度、，如毛坯精度、分模面、热处理及硬度、圆角尺寸、分型面、分模面、热处理及硬度、圆角尺寸、分型面、拔模斜度、表面质量要求等。拔模斜度、表面
27、质量要求等。第六节 工艺路线的拟定一一表面加工方法的选择表面加工方法的选择 1加工经济精度和经济表面粗糙度加工经济精度和经济表面粗糙度 表表2-7、表、表2-8、表、表2-9摘录了各种加摘录了各种加工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度及工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度及典型的加工方案。（典型的加工方案。（教材教材P13页页）表2-7 外圆表面加工方案的加工经济精度和经济表面粗糙度 序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/m适用范围1粗车IT11IT1312.550适用于淬火钢以外的各种金属2粗车半精车IT8IT103.26.33粗车半精车精车IT7IT80.81.64粗车半精车精车滚压（或抛光
28、）IT7IT80.0250.25粗车半精车磨削IT7IT80.40.8主要用于淬火钢，也可以用于淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车半精车粗磨精磨IT6IT70.10.47粗车半精车粗磨精磨超精加工（或轮式超精磨）IT50.0120.18粗车半精车精车精细车（金刚车）IT6IT70.0250.4主要用于要求较同的有色金属加工9粗车半精车粗磨精磨超精磨（或镜面磨）IT5以上0.0060.025极高精度的外圆加工10精车半精车粗磨精磨研磨IT5以上0.0060.1表2-8 孔加工方案的加工经济精度和表面粗糙度序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/m适用范围1钻IT11IT1312.5加工未淬火钢及铸铁的
29、实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径小于1520mm2钻铰IT8IT101.66.33钻粗铰精铰IT7IT80.81.64钻扩IT10IT116.312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，可用于加工有色金属，孔径大于1520mm5钻扩铰IT8IT91.63.26钻扩粗铰精铰IT70.81.67钻扩机铰手铰IT6IT70.20.48钻扩拉IT7IT90.11.6大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）9粗镗（或扩张）IT11IT136.312.5除淬火钢外各种材料，毛坯有预孔10粗镗（粗扩）半精镗（精扩）IT9IT101.63.211粗镗（粗扩）半精镗（精扩）精镗（铰）IT7IT80.81.612粗镗
30、（粗扩）半精镗（精扩）精镗浮动镗刀精镗IT6IT70.40.8序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/m适用范围13粗镗（扩）半精镗磨孔IT7IT80.20.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）半精镗粗磨精磨IT6IT70.10.215粗镗半精镗精镗精细镗（金刚镗）IT6IT70.050.4主要用于精度要求高的有色金属加工16钻（扩）粗铰精铰珩磨；钻（扩）拉珩磨；粗镗半精镗精镗珩磨IT6IT70.0250.2精度要求很高的孔（续）表2-9 平面工方案的加工经济精度和表面粗糙度序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/m适用范围1粗车IT11IT1312.550用于加工回转
31、体零件的端面2粗车半精车IT8IT103.26.33粗车半精车精车IT7IT80.81.64粗车半精车磨削IT6IT80.20.85粗铣（粗刨）IT11IT136.325一般不淬硬平面（端铣表面粗糙值较小）6粗铣（粗刨）精铣（精刨）I8IT101.66.37粗铣（粗刨）精铣（精刨）刮研IT6IT70.10.8精度要求较高的不淬火钢、铸铁、有色金属等材料8粗铣（粗刨）精铣（精刨）宽刀细刨IT60.80.2序号加工方案公差等级表面粗糙度Ra/m适用范围9粗铣（粗刨）精铣（精刨）磨削IT60.80.2用于加工不淬火钢、铸铁、有色金属等材料10粗铣（粗刨）精铣（精刨）粗磨精磨IT5IT60.40.11
32、1粗铣精铣磨削研磨IT4IT50.40.02512拉削IT6IT90.80.2用于大批量生产除淬火钢以外的各种金属（续）2选择加工方法时应考虑的因素选择加工方法时应考虑的因素 （1）应考虑能获得经济精度的加工方法）应考虑能获得经济精度的加工方法 （2）应考虑工件材料的性质）应考虑工件材料的性质 （3）应考虑工件的结构和尺寸）应考虑工件的结构和尺寸 （4）应考虑生产率和经济性）应考虑生产率和经济性 （5）应考虑现有条件）应考虑现有条件二二 加工阶段的划分加工阶段的划分 二、加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段光整加工阶段光整加工阶段精加工阶段精加工阶段半精加工阶段半精加工阶段加工阶段划分加工阶段的
33、原因划分加工阶段的原因切除大量多余材料，主要提高生产率。完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)主要表面达到一定要求，为精加工作好余量准备安排在热处理前。主要表面达到图纸要求。进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度1、保证加工质量2、合理使用设备3、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。三三工序的集中与分散工序的集中与分散 1工序集中原则工序集中原则 主要特点如下：主要特点如下：1）有利于采用高效机床和工艺装备，生产效率高。）有利于采用高效机床和工艺装备，生产效率高。2）工序数目少，设备数目少，可相应减少操作工人）工序数目少，设备数目少，可相应减少操作工
34、人数和生产面积。数和生产面积。3）工件装夹次数少，不但可缩短了辅助时间，而且）工件装夹次数少，不但可缩短了辅助时间，而且有利于保证各加工表面之间的相互位置精度。有利于保证各加工表面之间的相互位置精度。4）采用的专业设备和工艺装备较复杂，调整、维修）采用的专业设备和工艺装备较复杂，调整、维修费时，生产准备工作量大。费时，生产准备工作量大。2工序分散原则工序分散原则 主要特点如下：主要特点如下：）设备、工艺装备相对简单；）设备、工艺装备相对简单；）对工人技术水平要求低，转产困难。）对工人技术水平要求低，转产困难。四四 工序顺序的安排工序顺序的安排 基面先行基面先行先面后孔先面后孔先主后次先主后次先
35、粗后精先粗后精1.机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排进给路线短进给路线短换刀次数少换刀次数少2.热处理工序的安排退火：用于高碳钢、退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，合金钢等，降低硬度，便于切削；便于切削；正火：用于低碳钢，正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回调质：淬火后高温回火火预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理去除内应力处理去除内应力处理位置：粗加工前位置：粗加工前目的：改善切削性能，目的：改善切削性能，消除内应力消除内应力位置：半精加工后，精位置：半精加工后，精加工前加工前目的：提高强度、硬度目的：提高强度、硬度 位置：粗加工前、后，半位
36、置：粗加工前、后，半 精加工后，精加工前精加工后，精加工前 目的：消除内应力，防止目的：消除内应力，防止 变形、开裂。变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等淬火、渗碳、氮化等自然时效自然时效人工时效人工时效3.辅助工序的安排金属镀层非金属镀层氧化膜表面处理工序表面处理工序检验工序检验工序其它工序安排其它工序安排位置：工艺过程最后位置：工艺过程最后目的：美观目的：美观 位置：位置：去毛刺、倒钝锐边去毛刺、倒钝锐边应在淬火应在淬火前前目的：安全目的：安全 位置：粗加工后、位置：粗加工后、关键工序关键工序 后、送往外车间加工前后、后、送往外车间加工前后、零件全部加工结束之后零件全部加工结束之后 目的：质量控
37、制。目的：质量控制。质量检验特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油五五加工余量的确定加工余量的确定1加工余量的概念加工余量的概念 加工余量是指加工过程中从加工表面切去加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属层厚度。加工余量可分为工序余量和总的金属层厚度。加工余量可分为工序余量和总余量。余量。加工余量 （1）工序余量 金属层厚度（）。对于外表面 对于内表面 旋转表面的加工余量是对称加工余量 对于轴 对于孔 （2）总加工余量 其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件尺寸之差。bZbZabbZbabab2Zddbab2ZDD1niiZZ加工余量和加工尺寸分布图 2影
38、响加工余量的因素影响加工余量的因素 影响加工余量的因素如下：影响加工余量的因素如下：（1）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层。）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层。（2）前工序的工序尺寸公差。）前工序的工序尺寸公差。（3）前工序产生的开关误差和位置误差。）前工序产生的开关误差和位置误差。（4）本工序的装夹误差）本工序的装夹误差 3确定加工余量的方法确定加工余量的方法 （1）经验估计法）经验估计法 （2）查表修正法）查表修正法 （3）分析计算法）分析计算法第七节 工序尺寸及其公差的确定一一 基准重合时工序尺寸及其公差的确定基准重合时工序尺寸及其公差的确定 1）确定各工序的加工余量。）确定各工序的
39、加工余量。2）根据查得的余量计算各工序尺寸。）根据查得的余量计算各工序尺寸。3）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。4）确定各工序的上、下偏差。）确定各工序的上、下偏差。内孔工序尺寸计算表2-10 工序尺寸及公差的计算 (单位:mm)12345工序名称工序余量工序所能达到的精度等级工序尺寸(最小工序尺寸)工序尺寸及其上、下偏差磨孔0.460半精镗孔1.660-0.4=59.6粗镗孔759.6-1.6=58毛坯孔258-7=51二二工艺尺寸链工艺尺寸链 1工艺尺寸链的定义和特征工艺尺寸链的定义和特征 工艺尺寸链的主要特征如下：工艺尺寸链的主要特征如下：（1）封闭
40、性）封闭性 （2）关联性）关联性 尺寸链示例2、特征、特征3、组成组成 1、封闭性 2、关联性。环环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度封闭环封闭环在零件加工或装配过程中间接获得或最后形在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。成的环。组成环组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环。尺寸链中对封闭环有影响的全部环。组成环又可分为组成环又可分为增环和减环。增环和减环。增环增环若该环的变动引起封闭环的同向变动，若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环则该环为增环 减环减环若该环的变动引起封闭环的反向变动。若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减
41、环。则该环为减环。4、增、减环判别方法、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环封闭环减环减环增环增环举例：举例：.极值法极值法 （1 1）极值法各环基本尺寸之间的关系极值法各环基本尺寸之间的关系 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸A A0 0等于增环的基本尺寸之和减去减环的等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即基本尺寸之和，即1110nmiimiiAAA基基基11min1maxmax0nmiimiiAAA（2）各环极限尺寸之间的关系）各环极限尺寸之间的关系 封闭环的最大极限
42、尺寸封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即减环的最小极限尺寸之和，即5 5、尺寸链计算的基本公式、尺寸链计算的基本公式 封闭环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即11max1minmin0nmiimiiAAAminmiIiAEIAESAES1110)()()(1110)()()(nmiimiiAESAEIAEI(3)各环上、下偏差之间的关系各环上、下偏差之间的关系 封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即 封闭环的下偏差EI(A0)等于增环下偏
43、差之和减去减环的上偏差之和，即 （4）各环公差之间的关系）各环公差之间的关系 封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即 111110)()()()(niinmiimiiATATATAT 极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。计算封闭环的竖式 口诀：增环上下偏差
44、照抄；增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号减环上下偏差对调、反号第八节 机械加工生产率和工艺方案比较一一 时间定额时间定额 单件时间 ，它由下述部分组成：（1）基本时间 （2）辅助时间 （3）布置工作地时间 （4）休息和生理需要时间 （5）准备与终结时间dtjtftbtxtet二二提高机械加工生产率的工艺措施提高机械加工生产率的工艺措施 1缩减时间定额缩减时间定额 （1）缩减基本时间）缩减基本时间 1）提高切削用量。）提高切削用量。2）减小或重合切削行程长度。）减小或重合切削行程长度。减小或重合切削长度 3）多件加工。多件加工示意图 （2）缩减辅助时间零件的生产成本第一类费用（工艺成本）与
45、年产量有关的可变费用VV材V资V护V旧V刀V夹与年产量无关的不变费用CC调C专机C专夹第二类费用非生产人员的开支厂房折旧及维护费用照明、取暧和通风费运输费三三工艺方案比较工艺方案比较 为分析和比较各种方案方便起见，将工艺成本分为与年产量有关的可变费用V(元/件)和与年产量无关的不变费用C(元/件)。因此，有：S单V+C (1)因不变费用C与年产量无关，所以一般常按全年计算，以C年表示，上式写成：S单=V+C年/N零 (2)式中 N零零件的年产量。全年产品的工艺成本为：全年产品的工艺成本为：S年=N零V+C年 (3)从式(2)和式(3)看出，每个零件的工艺成本可用双曲线表示，如图(a)，全年的产
46、品工艺成本可用直线表示，如图(b)。在图(a)中，A为单件小批生产区，B为大批、大量生产区，A、B之间为中批生产区。年产量越大，则成本越低，当N年时，则S单V，即年产量很大时，S单的变化极小。在图(b)中，不变费用C年为投资定值，无论生产数量多少，其值不变，而S年却随产量N零的增加而增加，S年随N年成正比变化。见图3，两直线的相交处表明：当年产量为Nc时，则两种方案的全年工艺成本相等，即S年l=S年2，说明两种方案的经济性相同。Nc值可由下式求出：1221VVCCNc年年 当年产量小于Nc时，采用第一种方案比较经济，全年工艺成本为S年l；当年产量大于Nc时，采用第二种方案比较经济，全年工艺成本为S年2。
