1、第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计第一节第一节 概述概述第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计第三节第三节 成组加工工艺规程设计成组加工工艺规程设计 第四节第四节 计算机辅助机械加工工艺规程设计计算机辅助机械加工工艺规程设计第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计第六节第六节 机械产品设计的工艺性评价机械产品设计的工艺性评价第一节第一节 概概 述述 在生产过程中凡直接改变生产对象的尺寸、形状、性能以及相对位置关系的过程，称为工艺过程。工艺过程可以分为铸造、锻造、焊接、机械加工、装配等。仅列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程，称为工艺路线。第一节第一节 概
2、概 述述 一台相同结构相同要求的机器，一个相同要求的机器零件，可以采用一台相同结构相同要求的机器，一个相同要求的机器零件，可以采用多种工艺过程完成，但总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理多种工艺过程完成，但总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的，把合理工艺过程的内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些工艺的，把合理工艺过程的内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些工艺文件就是工艺规程。文件就是工艺规程。工艺规程是在总结前人实践经验的基础上，依据科学理论和必要的工艺规程是在总结前人实践经验的基础上，依据科学理论和必要的工工艺试验制订的。它不是一成不变的，会有新的更为合理的工艺规程来代艺试验制
3、订的。它不是一成不变的，会有新的更为合理的工艺规程来代替旧的。替旧的。第一节第一节 概概 述述一、工艺规程的作用一、工艺规程的作用二、工艺规程的设计原理二、工艺规程的设计原理三、工艺规程设计所需原始资料三、工艺规程设计所需原始资料 1、工艺规程是工厂进行生产准备工作的主要依据；2、工艺规程是企业组织生产的指导性文件；3、工艺规程是新建和扩建机械制造厂（或车间）的重要技术文件。1、所设计的工艺规程必须保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到设计图纸上规定的各项技术要求；2、工艺过程应具有较高的生产效率，使产品能尽快投放市场；3、尽量降低制造成本；4、注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。产品
4、装配图、零件图；产品装配图、零件图；产品验收质量标准；产品验收质量标准；产品的年生产纲领；产品的年生产纲领；毛坯材料与毛坯生产条件；毛坯材料与毛坯生产条件；制造厂的生产条件；制造厂的生产条件；工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；国内外有关制造技术资料等。国内外有关制造技术资料等。第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计一、一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤机械加工工艺规程设计的内容及步骤二、二、工艺路线的拟定工艺路线的拟定三、三、加工余量加工余量四、四、工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定五、五、工艺过程的
5、生产率工艺过程的生产率六、六、工艺方案的经济分析工艺方案的经济分析七、七、编制工艺规程文件编制工艺规程文件一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤 分析零件图和产品装配图；对零件图和装配图进行工艺审查；由产品的年生产纲领研究确定零件生产类型；确定毛坯；拟订工艺路线；确定各工序所用机床设备和工艺装备（含刀具、夹具、量具、辅具等）；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；确定各工序的技术要求及检验方法；确定各工序的切削用量和工时定额；编制工艺文件。二、工艺路线的拟定二、工艺路线的拟定（一）（一）选择定位基准选择定位基准（二）（二）表面加工方法的选择表面加工方法的选
6、择（三）（三）加工阶段的划分加工阶段的划分（四）（四）工序的集中与分散工序的集中与分散（五）（五）工序先后顺序的安排工序先后顺序的安排（六）（六）机床设备与工艺装备的选择机床设备与工艺装备的选择（七）（七）实例实例（一）选择定位基准（一）选择定位基准粗基准粗基准精基准精基准1、精基准的选择原则、精基准的选择原则2、粗基准的选择原则、粗基准的选择原则用毛坯上未经加工的表面作定位基准称为粗基准；用毛坯上未经加工的表面作定位基准称为粗基准；用加工过的表面作定位基准称为精基准；用加工过的表面作定位基准称为精基准；辅助基准辅助基准：为了方便加工而设置的基准，在零件装配和使：为了方便加工而设置的基准，在零
7、件装配和使用时无用处。用时无用处。通常，首先根据加工要求选择精基准，然后考虑如何选择通常，首先根据加工要求选择精基准，然后考虑如何选择粗基准。粗基准。基准重合原则，以避免由于基准不重合引起的误差；统一基准原则，以保证所加工的各表面之间具有相对准确的位置；互为基准原则，以保证两个加工表面较高的位置精度要求；自为基准原则，以保证精加工时加工余量小而均匀；这些原则往往不能同时满足，根据实际情况选择。以被加工表面自身（床身以被加工表面自身（床身1）为基准，通过调整楔块）为基准，通过调整楔块2保证。保证。保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原
8、则，以保证两者一定的相对位置关系；的原则，以保证两者一定的相对位置关系；合理分配加工余量的原则，以保证重要表面的加工余量合理分配加工余量的原则，以保证重要表面的加工余量均匀；均匀；便于装夹的原则，以使工件定位稳定，夹紧可靠；便于装夹的原则，以使工件定位稳定，夹紧可靠；粗基准一般不得重复使用的原则，粗基准通常只允许使粗基准一般不得重复使用的原则，粗基准通常只允许使用一次，以避免重复使用后两组表面之间的位置误差太大；用一次，以避免重复使用后两组表面之间的位置误差太大；同样，它们一般不能同时兼顾，根据具体情况选择。同样，它们一般不能同时兼顾，根据具体情况选择。以不加工表面以不加工表面1为粗基准，保证
9、孔为粗基准，保证孔2加工后壁厚均匀。加工后壁厚均匀。以不加工表面以不加工表面40为粗基准，保证孔为粗基准，保证孔22H9加工后壁厚均匀。加工后壁厚均匀。以导轨面为粗基准加工底面，再以加工过的底面作精基准加工导以导轨面为粗基准加工底面，再以加工过的底面作精基准加工导轨面，合理分配加工余量。轨面，合理分配加工余量。（二）（二）表面加工方法的选择表面加工方法的选择 表面加工方法的选择顺序表面加工方法的选择顺序 表5-1，5-2，5-3中分别列出了外圆表面、孔表面、平面的各种加工方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度。图中分别列出了加工外圆表面、孔表面、平面的各种加工图中分别列出了加工外圆表面、孔表面
10、、平面的各种加工方案所能达到的加工经济精度和表面粗糙度值。方案所能达到的加工经济精度和表面粗糙度值。机器零件的结构形状千变万化，但都是由一些基本的几何表面组成的，零件的加工过程就是获得这些表面的过程。同一种表面可以选用不同的加工方法，根据具体的加工要求和加工条件，总有一种是最适当的方法。先选定表面的终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法；主要表面的加工方案和加工方法选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工方法。（三）加工阶段的划分（三）加工阶段的划分 各加工阶段的主要任务各加工阶段的主要任务 划分加工阶段的主要目的划分加工阶段的主要目的 粗加工阶段：切除加工表面上大部
11、分余量；半精加工阶段：切除粗加工后留下的误差；精加工阶段：保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求；精整和光整加工阶段：降低表面粗糙度和进一步提高尺寸精度与形状精度。保证零件加工质量；有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；有利于合理利用机床设备。需要注意的是：划分加工阶段是对整个加工过程而言的，每个表面不能一概而论；划分加工阶段不是绝对的；一般在粗加工后要松夹，重新夹紧后再精加工，有利于保证加工精度。（四）工序的集中与分散（四）工序的集中与分散 工序集中是指将许多工序组成一个集中工序，最大限度的工序集中，在一个工序内完成工件所有表面的加工；工序分散则截然相反，最大限度的工序分散就是每个工序只
12、包括一个简单工步。按工序集中原则组织工艺过程的特点按工序分散原则组织工艺过程的特点 有利于采用自动化程度较高的高效率机床和工艺装备，生产效率高；工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积；工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。所用机床和工艺装备简单，易于调整；对操作工人的技术水平要求不高；工序数多，设备数多，操作工人多，占用生产面积大。工序集中和工序分散各有特点，实际生产中均有使用，从机械加工的发展趋势看，工序集中优于工序分散。（五）（五）工序先后顺序的安排工序先后顺序的安排 机械加工工序的安排机械加工工序
13、的安排 热处理工序及表面处理工序的安排热处理工序及表面处理工序的安排 其他工序的安排其他工序的安排 先加工定位基准面，再加工其它表面（基准先行）；先加工主要表面，后加工次要表面（先主后次）；先安排粗加工工序，后安排精加工工序（先粗后精）；先加工平面，后加工孔（先面后孔）。为改善工件材料切削性能，切削加工前安排退火、正火、调质等热处理工序；为消除工件内应力，粗加工阶段之后安排时效（人工时效、自然时效）、退火等热处理工序；为改善工件材料机械性能，在半精加工和精加工之间安排淬火、渗碳淬火等热处理工序；为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序（镀铬、镀锌、发兰等），一般都安排在工艺过程最后阶段进行
14、。检验工序的安排：粗加工全部结束之后；送往外车间加工的前后；工时较长工序和重要工序的前后；最终加工之后。零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大时，切削加工后，应安排去毛刺工序；零件进入装配之前，一般应安排清洗工序；在用磁力夹紧的工序之后，要安排去磁工序。（六）机床设备与工艺装备的选择（六）机床设备与工艺装备的选择 机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应；机床精度等级应与本工序加工要求相适应；机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应；机床设备和工艺装备应具有更大的柔性。（七）（七）实实 例例 1、主轴箱箱体的结构特点及技术条件分析 主轴箱箱体零件的主要加工面是平面和孔；底面A
15、和小侧面N既是主轴箱部件的装配基准，又是主轴孔VI的设计基准；主轴孔VI相对于A、N面有平行度要求；各主要平面对A、N面有垂直度要求；孔系有较高的尺寸精度（IT6、IT7）、几何形状精度（圆度）和相互位置要求（同轴度），其中主轴孔VI的技术要求最高。2、定位基准的选择、定位基准的选择 精基准的选择，根据基准重合原则，选择主轴箱的精基准的选择，根据基准重合原则，选择主轴箱的装配基准和主轴孔装配基准和主轴孔VI的设计基准的设计基准A和和N面作精基准，面作精基准，定位稳定可靠；镗孔时刀具的安装、调整、测量都定位稳定可靠；镗孔时刀具的安装、调整、测量都比较方便；比较方便；粗基准的选择，选择主轴孔的毛坯
16、面和距离较远的粗基准的选择，选择主轴孔的毛坯面和距离较远的 I 孔作粗基准；孔作粗基准；箱体开口朝上，安装、调整刀具方便，测量方便；箱体开口朝上，安装、调整刀具方便，测量方便；在单件小批生产中应用。在单件小批生产中应用。箱体开口朝下，方便工件装卸，定位可靠，刚性好；箱体开口朝下，方便工件装卸，定位可靠，刚性好；在大批量生产中应用。在大批量生产中应用。3、加工方法的选择、加工方法的选择 平面加工，根据主要表面的平面度要求为平面加工，根据主要表面的平面度要求为0.04mm，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra1.6um，采用铣，采用铣磨的磨的加工方案（大批量）；加工方案（大批量）；孔系加工，根据轴孔系加
17、工，根据轴VI的要求为的要求为IT6，表面粗糙度，表面粗糙度为为Ra0.2um，采用粗镗，采用粗镗半精镗半精镗精镗精镗金刚镗金刚镗加工方案，其它孔采用粗镗加工方案，其它孔采用粗镗半精镗半精镗精镗方精镗方法。法。表表 列出了大批量生产列出了大批量生产CA6140型车床主轴箱箱体型车床主轴箱箱体的机械加工工艺路线。的机械加工工艺路线。4 4、加工阶段的划分和工序先后顺序安排、加工阶段的划分和工序先后顺序安排 加工精基准面，铣顶面R 和钻、铰R 面上的两个定位销孔，并顺便加工R 面上的其它小孔；主要表面的粗加工，粗铣底平面（A）、侧平面（O、N）和两端面（P、Q），粗镗、半精镗主轴孔和其它孔；人工时
18、效处理；次要表面加工，在两侧面上钻孔、攻螺纹，在两端面上和底面上钻孔、攻螺纹；精加工精基准面，磨顶面R；主要表面精加工，精镗主轴孔及其它孔，金刚镗（高速细镗）主轴孔，磨箱体主要表面。三、三、加工余量加工余量（一）（一）概述概述加工余量，总余量，工序余量加工余量，总余量，工序余量公称余量（简称余量）公称余量（简称余量）工序尺寸偏差工序尺寸偏差（二）（二）影响加工余量的因素影响加工余量的因素上工序留下的表面粗糙度上工序留下的表面粗糙度上工序的尺寸公差上工序的尺寸公差上工序留下的空间位置误差上工序留下的空间位置误差本工序的装夹误差本工序的装夹误差（三）（三）加工余量的确定加工余量的确定计算法，计算困
19、难，应用较少计算法，计算困难，应用较少经验估计法，仅用于单件小批生产经验估计法，仅用于单件小批生产查表法，方法简便，生产上广泛使用查表法，方法简便，生产上广泛使用 余量：毛坯上留作加工用的材料层；总余量：工件某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸的差值；工序余量：最大余量；最大余量；最小余量；最小余量；余量变动范围。余量变动范围。工序尺寸偏差一般按“入体原则”标注；对被包容尺寸（例如轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（例如孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。四、工序尺寸及其公差的确定四、工序尺寸及其公差的确定（一）尺寸链及尺寸链计算公式（一）尺寸链及尺寸链计算公式（
20、二）工艺尺寸及其公差的计算实例（二）工艺尺寸及其公差的计算实例（一）尺寸链及尺寸链的计算公式（一）尺寸链及尺寸链的计算公式1、尺寸链的定义、尺寸链的定义环环封闭环封闭环组成环组成环增环增环减环减环2、尺寸链的分类、尺寸链的分类3、尺寸链计算、尺寸链计算4、用极值法解直线尺寸链的基本计算公式、用极值法解直线尺寸链的基本计算公式由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链；由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链；组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。尺寸链中凡属间接得到的尺寸称为封闭环；尺寸链中凡属间接得到的尺寸称为封闭环；尺寸链中凡属通过加工直接得
21、到的尺寸称为组成环；尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸称为组成环；当其它组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的当其它组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则此组成环就称为增环；增大而增大，则此组成环就称为增环；若封闭环随着某组成环的增大而减小，则此组成环就若封闭环随着某组成环的增大而减小，则此组成环就称为减环。称为减环。直线尺寸链；直线尺寸链；平面尺寸链；平面尺寸链；空间尺寸链；空间尺寸链；由于平面尺寸链和空间尺寸链都可以通过坐标投由于平面尺寸链和空间尺寸链都可以通过坐标投影方法转换为直线尺寸链求解，所以只介绍直线尺影方法转换为直线尺寸链求解，所以只介绍直线尺寸链的计算方法。寸
22、链的计算方法。尺寸链常见的计算类型：尺寸链常见的计算类型：正计算正计算已知组成环求封闭环；已知组成环求封闭环；反计算反计算已知封闭环求各组成环；已知封闭环求各组成环；中间计算中间计算已知封闭环和部分组成环，求其它组成环。已知封闭环和部分组成环，求其它组成环。尺寸链常见的计算方法：尺寸链常见的计算方法：极值法极值法尺寸链各环处于极值条件，即考虑最危险状尺寸链各环处于极值条件，即考虑最危险状态；态；统计法统计法用概率论理论求解，比较合理。用概率论理论求解，比较合理。用极值法解直线尺寸链的基本计算公式：用极值法解直线尺寸链的基本计算公式：A0=Ap-Aq，封闭环的基本尺寸等于各增环，封闭环的基本尺寸
23、等于各增环基本尺寸基本尺寸Ap之和减去各减环基本尺寸之和减去各减环基本尺寸Aq之和；之和；ES0=ESp-EIq，封闭环的上偏差等于各增环，封闭环的上偏差等于各增环上偏差之和减去各减环下偏差之和；上偏差之和减去各减环下偏差之和；EI0=EIp-ESq，封闭环的下偏差等于各增环，封闭环的下偏差等于各增环下偏差之和减去各减环上偏差之和；下偏差之和减去各减环上偏差之和；T0=Ti，封闭环的公差等于各组成环的公差之，封闭环的公差等于各组成环的公差之和；和；其中：其中：A尺寸；尺寸；ES上偏差；上偏差；EI下偏差；下偏差；T公差。公差。（二）工艺尺寸及其公差的计算实例（二）工艺尺寸及其公差的计算实例1
24、1、定位基准与设计基准不重合时工序、定位基准与设计基准不重合时工序尺寸公差的计算尺寸公差的计算例例512、一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及其公差的、一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及其公差的计算计算例例523、用综合图表跟踪法计算工序尺寸及其公差（略）、用综合图表跟踪法计算工序尺寸及其公差（略）（1）基本时间）基本时间（2）辅助时间）辅助时间（3）布置工作地时间）布置工作地时间（4）休息和生理需要时间）休息和生理需要时间（5）准备与终结时间）准备与终结时间提高生产率的途径提高生产率的途径五、工艺过程的生产率五、工艺过程的生产率 时间定额是指在一定生产条件下规定生时间定额是指在一定
25、生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所需要消耗产一件产品或完成一道工序所需要消耗的时间；合理制订时间定额对保证产品的时间；合理制订时间定额对保证产品加工质量、提高劳动生产率、降低生产加工质量、提高劳动生产率、降低生产成本具有重要意义。成本具有重要意义。直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间称为基本时间。infllltj21为实现基本工艺工作所做各种辅助动作所消耗的时间，为实现基本工艺工作所做各种辅助动作所消耗的时间，为辅助时间；为辅助时间；基本时间与辅助时间的总和称为作业时间；基本时间与辅助时间的总和称为作业时间；为使加工正常进行，工人为照管工作地，（例如更换刀为使加
26、工正常进行，工人为照管工作地，（例如更换刀具，润滑机床，清理切屑，收拾工具等）所消耗的时间，具，润滑机床，清理切屑，收拾工具等）所消耗的时间，称为布置工作地时间；称为布置工作地时间；为使加工正常进行，工人为照管工作地，（例如更换为使加工正常进行，工人为照管工作地，（例如更换刀具，润滑机床，清理切屑，收拾工具等）所消耗的刀具，润滑机床，清理切屑，收拾工具等）所消耗的时间，称为布置工作地时间；时间，称为布置工作地时间；工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间，称为休息和生理需要时间；时间，称为休息和生理需要时间；上述四项时间总和：上述四项时间
27、总和：每加工一批工件，工人需要熟悉工艺文件，领取毛坯每加工一批工件，工人需要熟悉工艺文件，领取毛坯材料，安装刀具和夹具等，称为准备与终结时间，即材料，安装刀具和夹具等，称为准备与终结时间，即为单件时间。为单件时间。xbfjdttttt提高生产率的途径：提高生产率的途径：缩减基本时间的工艺途径（提高切削用量；缩减行程长缩减基本时间的工艺途径（提高切削用量；缩减行程长度；多件加工等）；度；多件加工等）；缩减辅助时间的工艺途径（采用高效夹具；将辅助时间缩减辅助时间的工艺途径（采用高效夹具；将辅助时间与基本时间重合等）；与基本时间重合等）；缩减布置工作地时间的工艺途径（缩短换刀时间和次数缩减布置工作地
28、时间的工艺途径（缩短换刀时间和次数等）；等）；缩减准备终结时间的工艺途径（减少调整机床、刀具、缩减准备终结时间的工艺途径（减少调整机床、刀具、夹具的时间；缩短编程时间和调试时间等）。夹具的时间；缩短编程时间和调试时间等）。六、工艺方案的经济分析 所谓经济分析就是通过比较各种不同工艺方案的生产成本，选出其中最为经济的加工方案。生产成本包括两部分费用，一部分费用与工艺过程直接有关，即工艺成本；另一部分费用与工艺过程不直接有关。（一）工艺成本的组成及计算（一）工艺成本的组成及计算NCVSCVNSt 七、七、编制工艺规程文件编制工艺规程文件（1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片（2）机械加工
29、工序卡片）机械加工工序卡片第三节第三节 成组加工工艺规程设计成组加工工艺规程设计（一）概述（一）概述（二）零件的分类编码（二）零件的分类编码零件的分类编码零件的分类编码编码示例编码示例 成组技术是利用事物之间的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法来解决这一组研究对象的设计和制造问题；应用成组技术组织生产，可以扩大同类零件的生产数量，故能用规模生产方式组织中小批量产品的生产；本章重点讨论成组技术在工艺规程设计中的应用。对所加工零件实施分类编码是推行成组技术的基础；对所加工零件实施分类编码是推行成组技术的基础；所谓零件编码就是用数字表示零件的特征，代表零件特所谓零件编码
30、就是用数字表示零件的特征，代表零件特征的每一个数字码称为特征码；征的每一个数字码称为特征码；我国机械行业于我国机械行业于1984 年制订了年制订了“机械零件编码系统机械零件编码系统”。第四节第四节 计算机辅助机械加工工艺规程设计计算机辅助机械加工工艺规程设计一、计算机辅助工艺规程设计方法一、计算机辅助工艺规程设计方法二、派生法计算机辅助工艺规程设计原理二、派生法计算机辅助工艺规程设计原理工艺信息数字化工艺信息数字化计算机辅助工艺规程设计系统数据库计算机辅助工艺规程设计系统数据库计算机辅助工艺规程设计计算机辅助工艺规程设计 派生法，在成组工艺的基础上，将编码相同或相近的零件组成许多零件组，并为其
31、中每一个零件组设计一个能集中反映该组零件结构特征和工艺特征的综合零件，然后再为综合零件设计适合本厂生产条件的典型工艺规程，并以典型工艺文件的形式存储在计算机中。当需要设计某一零件的工艺规程时，根据该零件的编码计算机会自动识别它所属的零件组别，并检索出该零件组的典型工艺文件；此时只要进一步输入所设计零件的形面编码及各有关表面的尺寸公差、表面粗糙度要求等数据，并对检索出的典型工艺进行修改和编辑，便可求得该零件的工艺规程；创成法，创成法只要求输入零件的图形和工艺信息（材料、毛坯、加工精度和表面质量要求等），计算机便会自动地利用按工艺决策制定的逻辑算法语言，自动生成工艺规程；综合法，是一种以派生法为主
32、、创成法为辅的设计方法，综合法兼取两者之长，因此是很有发展前途的。零件编码矩阵化；零件编码矩阵化；零件组特征的矩阵化；零件组特征的矩阵化；综合零件设计；综合零件设计；零件上各种形面的数字化；零件上各种形面的数字化；工序工步名称编码；工序工步名称编码；综合加工工艺路线的数字化；综合加工工艺路线的数字化；工序工步内容矩阵。工序工步内容矩阵。特征矩阵文件；综合工艺路线；工序、工步文件 工艺数据文件。第五节第五节 机器装配工艺规程设计机器装配工艺规程设计一、概述一、概述二、保证加工精度的四种装配方法二、保证加工精度的四种装配方法三、装配工艺规程设计三、装配工艺规程设计 一、一、概概 述述1、机器装配与
33、装配工艺系统图、机器装配与装配工艺系统图 装配过程使零件、套件、组件和部件间获得一定装配过程使零件、套件、组件和部件间获得一定的相互位置关系，所以装配过程也是一种工艺过的相互位置关系，所以装配过程也是一种工艺过程；程；机器质量最终是通过装配保证的，装配质量在很机器质量最终是通过装配保证的，装配质量在很大程度上决定了机器的最终质量，装配工艺过程大程度上决定了机器的最终质量，装配工艺过程在机械制造中占有十分重要的地位；在机械制造中占有十分重要的地位；装配单元有零件、套件、组件、部件；装配工艺装配单元有零件、套件、组件、部件；装配工艺有组装、部装、总装；有组装、部装、总装；装配工艺系统图表示零、部件
34、的装配流程和零、装配工艺系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间相互装配关系。部件间相互装配关系。一、一、概概 述述2、装配精度与装配尺寸链、装配精度与装配尺寸链 机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的；的；机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、部件制造精度直接有关，可以从查找影响此项装部件制造精度直接有关，可以从查找影响此项装配精度的有关尺寸入手，建立以此项装配要求为配精度的有关尺寸入手，建立以此项装配要求为封闭环的装配尺寸链。封闭环的装配尺寸链。二、保证加工精度的四种装配方法二、保证加工精度的
35、四种装配方法（一）互换装配法（一）互换装配法（二）分组装配法（二）分组装配法（三）修配装配法（三）修配装配法（四）调整装配法（四）调整装配法1、完全互换装配法（用极值法公式解尺寸链）、完全互换装配法（用极值法公式解尺寸链）例例5-4完全互换装配的优点完全互换装配的优点完全互换装配的不足之处完全互换装配的不足之处完全互换装配的应用范围完全互换装配的应用范围2、统计互换装配法（用统计法公式解尺寸链）、统计互换装配法（用统计法公式解尺寸链）例例5-5统计互换装配法的优点统计互换装配法的优点统计互换装配法的不足之处统计互换装配法的不足之处统计互换装配法的应用范围统计互换装配法的应用范围（一）互换装配法
36、（一）互换装配法 采用互换装配法装配时，被装配的每采用互换装配法装配时，被装配的每一个零件不需作任何挑选、修配和调一个零件不需作任何挑选、修配和调整就能达到规定的装配精度要求。整就能达到规定的装配精度要求。装配质量稳定可靠；装配过程简单，装配效率高；易于实现自动装配；产品维修方便。组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工成本高；成本高；适于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较适于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。统计互换装配法又称不完全互换装配法
37、；统计互换装配法又称不完全互换装配法；不考虑零件尺寸同时出现极值的情况；不考虑零件尺寸同时出现极值的情况；统计互换装配法的实质是将组成环的制造公差适当统计互换装配法的实质是将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加工，但这会使极少数产品的装放大，使零件容易加工，但这会使极少数产品的装配精度超出规定要求。配精度超出规定要求。组成环的制造公差较大，零件制造成本低；装配过程组成环的制造公差较大，零件制造成本低；装配过程简单，生产效率高；简单，生产效率高；装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须采取相应的返修措施；采取相应的返修措施；适于在大批大量生产
38、中装配那些装配精度要求较高且适于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。组成环数又多的机器结构。活塞销与活塞的装配关系活塞销与活塞的装配关系 分组法装配的主要优点分组法装配的主要优点 分组法装配的不足之处分组法装配的不足之处 分组法装配的应用范围分组法装配的应用范围（二）分组装配法（二）分组装配法 采用分组装配法装配时，组成环仍采用分组装配法装配时，组成环仍按加工经济精度制造，不同的是要对组按加工经济精度制造，不同的是要对组成环的实际尺寸逐一进行测量并按尺寸成环的实际尺寸逐一进行测量并按尺寸大小分组，装配时被装零件按对应组号大小分组，装配时被装零件按对应组号配对装配，
39、达到规定的装配精度要求。配对装配，达到规定的装配精度要求。零件的制造精度不很高，但却可获得很高的装配精度；零件的制造精度不很高，但却可获得很高的装配精度；组内零件可以互换，装配效率高；组内零件可以互换，装配效率高；额外增加了零件测量、分组和存贮的工作量；额外增加了零件测量、分组和存贮的工作量；适于在大批大量生产中装配那些组成环数少而装配精适于在大批大量生产中装配那些组成环数少而装配精度又要求特别高的机器结构。度又要求特别高的机器结构。例例5-6 修配装配法的主要优点修配装配法的主要优点 修配装配法的不足之处修配装配法的不足之处 修配装配法的应用范围修配装配法的应用范围 （三）修配装配法 采用修
40、配法装配时，各组成环均按加工经济精度加工，装配时封闭环所积累的误差通过修配装配尺寸链中某一组成环尺寸（此组成环称为修配环）的办法，达到规定的装配精度要求。组成环均能以加工经济精度制造，但却可获得较高的组成环均能以加工经济精度制造，但却可获得较高的装配精度；装配精度；增加了修配工作量，生产效率低，对装配工人技术水增加了修配工作量，生产效率低，对装配工人技术水平要求高；平要求高；常用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配常用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度及要求较高的机器结构。精度及要求较高的机器结构。（四）调整装配法（四）调整装配法调整装配法调整装配法1、可动调整法、可动调整法
41、可动调整法的优点可动调整法的优点可动调整法的不足之处可动调整法的不足之处可动调整法在生产中应用甚广可动调整法在生产中应用甚广2、固定调整法、固定调整法例例5-7固定调整装配法的应用范围固定调整装配法的应用范围3、误差抵消调整法、误差抵消调整法误差抵消调整法的主要优点误差抵消调整法的主要优点误差抵消调整法的不足之处误差抵消调整法的不足之处误差抵消调整法应用范围误差抵消调整法应用范围装配时用改变调整件在机器结构中的相对位置或选用装配时用改变调整件在机器结构中的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的装配方法，称为调整合适的调整件来达到装配精度的装配方法，称为调整装配法。装配法。组成环的制造精度虽
42、不高，但却可获得比较高的装配精度；在机器使用中可随时通过调节调整件的相对位置来补偿由于磨损、热变形等原因引起的误差；它比修配法操作简便，易于实现；需增加一套调整机构，增加了结构复杂程度。在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，组在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，组成环均按加工经济精度制造，由于扩大组成环制造公成环均按加工经济精度制造，由于扩大组成环制造公差带来的封闭环尺寸超差，可通过更换不同尺寸的固差带来的封闭环尺寸超差，可通过更换不同尺寸的固定调整环进行补偿，最终达到装配精度要求，这种装定调整环进行补偿，最终达到装配精度要求，这种装配方法，称为固定调整装配方法。配方法，称为固定
43、调整装配方法。适于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高适于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高的机器结构。的机器结构。在机器装配中，通过调整被装零件的相对位置，使误差在机器装配中，通过调整被装零件的相对位置，使误差相互抵消，相互抵消，可以提高装配精度，这种装配方法称为误差可以提高装配精度，这种装配方法称为误差抵消调整法；抵消调整法；在机床装配中应用较多，如在车床主轴装配中通过调整在机床装配中应用较多，如在车床主轴装配中通过调整前后轴承的径向跳动方向来抵消误差等；前后轴承的径向跳动方向来抵消误差等；组成环均能以加工经济精度制造，但却可获得较高的装组成环均能以加工经济精度制造，但却可获得较
44、高的装配精度；配精度；装配效率比修配装配法高；装配效率比修配装配法高；要另外增加一套调整装置。要另外增加一套调整装置。可动调整法和误差抵消调整法适于在成批生产中应用；可动调整法和误差抵消调整法适于在成批生产中应用；固定调整法主要用于大批量生产。固定调整法主要用于大批量生产。（1）固定式装配）固定式装配（2）移动式装配）移动式装配装配形式的选择装配形式的选择3、划分装配单元，确定装配顺序，绘制装配工艺系统图、划分装配单元，确定装配顺序，绘制装配工艺系统图4、划分装配工序，进行工序设计、划分装配工序，进行工序设计5、编制装配工艺文件、编制装配工艺文件 三、装配工艺规程设计 1、研究产品装配图和装配
45、技术条件 2、确定装配的组织形式 集中式固定装配，装配周期长，对工人技术水平要求高，工作地面积大；分散式固定装配，产品的装配周期短，装配工作专业化程度较高；固定流水装配，在成批生产中装配那些重量大、装配精度要求较高的产品。移动式装配分为自由移动式和强制移动式两种；自由移动式，适于在大批大量生产中装配那些尺寸和重量都不大的产品或部件；强制移动式，分为连续移动和间隙移动两种，连续移动装配不适于装配那些装配精度要求较高的产品。装配组织形式的选择主要取决于产品结构特点（包括尺寸、重量和装配精度）和生产类型。将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的装配单元，是设计装配工艺规程中最重要的一项工作。装
46、配基准件应有较大的体积和重量，应有足够大的承压面。安排装配顺序的原则：先下后上；先内后外；先难后易；先精密后一般。划分装配工序，确定工序内容；确定各工序所需设备及工具，如需专用夹具与设备，须提交设计任务书；制订各工序装配操作规范，例如过盈配合的压入力、装配温度、拧紧固件的额定扭矩等；规定装配质量要求与检验方法；确定时间定额，平衡各工序的装配节拍。单件小批生产中，通常只绘制装配工艺系统图；成批生产中，通常还要编制部装、总装工艺卡，按工序标明工序工作内容、设备名称、工夹具名称与编号、工人技术等级、时间定额等；在大批量生产中，不仅要编制装配工艺卡，还要编制装配工序卡，用它指导工人做装配工作。第六节第
47、六节 机械产品设计的工艺性评价机械产品设计的工艺性评价一、一、概述概述二、二、机械产品设计的机械加工工艺性评价机械产品设计的机械加工工艺性评价三、三、机械产品设计的装配工艺性评价机械产品设计的装配工艺性评价 机械产品除了应满足使用性能外，还应满足制造工艺的要求，一个好的产品设计师必须同时是一个好的工艺师；机械产品设计的工艺性评价实际就是评价所设计的产品在满足使用要求的前提下制造、维修的可行性和经济性；这里所说的经济性是一个含意宽广的术语，它应是材料消耗要少、制造劳动要少、生产效率要高和生产成本要低的综合；对机械产品设计进行工艺性评价须与具体生产条件相联系。在大批量生产中，认为a）方案的结构工艺
48、性好，可以用专用双面组合镗床加工孔系，效率高，成本低；在单件小批量生产中，则认为b）的结构工艺性好。零件结构要素必须符合标准规定螺纹、齿轮、中心孔等的结构和尺寸都应符合国家标准规定，可以简化设计工作，采用通用工艺装备加工，降低成本；尽量采用标准件和通用件可以简化设计，避免重复工作，降低成本；在满足产品使用性能的条件下，零件图上标注的尺寸精度等级和表面粗糙度值应取经济值表面粗糙度值与加工精度等级应当对应；尽量选用切削加工性好的材料粗加工时，要求具有较高的切削效率；精加工时要求能获得较高的加工精度和加工表面质量；材料强度大，切削加工性差；塑性较大的材料切削加工性较差；零件上有便于装夹的定位基准面和
49、夹紧面设计零件时，要充分考虑加工时采用的定位面和夹紧面；有时根据需要设置辅助基面；保证能以较高的生产率加工被加工表面形状应尽量简单；尽量减少加工面积；尽量减少加工过程的装夹次数；尽量减少工作行程次数；保证刀具能正常工作避免孔加工的入口和出口是斜面或曲面；加工时工件应有足够的刚性为避免工件刚性不足而产生变形，设计零件结构时要布置加强筋。用键槽铣刀加工，生产率较低；用键槽铣刀加工，生产率较低；用三面刃铣刀加工，生产率较高。用三面刃铣刀加工，生产率较高。机器结构应能划分成几个独立的装配单元便于组织平行装配流水作业，可以缩短装配周期；便于组织厂际协作生产；便于组织专业化生产；有利于机器的维护修理和运输。尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工劳动量在机器设计中，采用调整法装配代替修配法装配可以减少修配工作量。机器装配过程中要尽量减少机械加工量。机器结构应便于装配和拆卸谢谢！
