第5章机械加工工艺规程设计 51基本概念 52工件加工时的装夹与基准 53工艺路线的制定 54零件的工艺性分析与毛坯选择 5.5典型零件加工工艺过程举例
第5章 机械加工工艺规程设计 5.1 基本概念 5.2 工件加工时的装夹与基准 5.3 工艺路线的制定 5.4 零件的工艺性分析与毛坯选择 5.5 典型零件加工工艺过程举例
5.1基本概念 ·5.1.1机械应产品的生过程和机械加工工艺 过程 5.1.2生产纲领和生产类型 5.1.3机械加工艺规程
5.1 基本概念 • 5.1.1 机械产品的生产过程和机械加工工艺 过程 • 5.1.2 生产纲领和生产类型 • 5.1.3 机械加工工艺规程
5.1.1机械产品的生产过程和机械加 ZZ艺过程 机械产品的生产过程是指由原材料到生产出成品的全部劳动过程的总和,它包括 料垤癫、保管、生产准备、毛坯的制造、机械加工、装配、检验及试车、油 和包装等 在生产过程中,直接改变原材料(坯料)的性能、尺寸和形状,使之变为成品的过 程称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步 和是万等组成 1.工序 机械加工工艺过程中 在 或骚工得连余 完成的那部含工过程称为工序 对象 和加工的连 要素中有一项发生改变, 则成为另 口 的加工肉 谷 1×45 不同的工序安排。如图5.1所示的阶梯轴, 根据生产批可采用两种不同的 在单件小 可将粗加 成,而存天 应将粗加工和精加工分在两道工序 中完成。其加工过程 图5
5.1.1 机械产品的生产过程和机械加 工工艺过程 • 机械产品的生产过程是指由原材料到生产出成品的全部劳动过程的总和，它包括 原材料运输、保管、生产准备、毛坯的制造、机械加工、装配、检验及试车、油 漆和包装等。 • 在生产过程中，直接改变原材料(坯料)的性能、尺寸和形状，使之变为成品的过 程称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步 和走刀等组成。 •1．工序 •机械加工工艺过程中，一个或一组工人 在一个工作地点，对一个或一组工件连续 完成的那部分工艺过程，称为工序。据此 可知，只要操作者、工作地点、加工对象 和加工的连续性等要素中有一项发生改变， 则成为另一工序。同样的加工内容可以有 不同的工序安排。如图5.1所示的阶梯轴， 根据生产批量可采用两种不同的工序安排， 在单件小批量生产时可将粗加工和精加工 安排在一道工序中完成；而在大批大量生 产中则应将粗加工和精加工分在两道工序 中完成。其加工过程见表５-1。 图5－1
工序是工艺过程的基本组成部分。由零件加工的工序数,就可以知道工作面积的 大小、工人的数量和设备的数量。因此,工序是制订劳动定额、配备工人和设备 数量,安排生产计划和进行质量检验的基本单元 表5-1阶梯轴工序安排方案 方案1:单件小批量生产工序安排 方案2:大批大量生产工序安排 工序号 工序名称 1车端面,打中心子孔,车外圆,切退刀槽铣端面,打中心孔 铣键槽 粗车外圆 2345 磨外圆,去毛剌 精车外圆,倒角,切退刀槽 铣键槽 磨外圆 6 去毛刺
• 工序是工艺过程的基本组成部分。由零件加工的工序数，就可以知道工作面积的 大小、工人的数量和设备的数量。因此，工序是制订劳动定额、配备工人和设备 数量，安排生产计划和进行质量检验的基本单元
2.安装 安装是工件经一次装夹后所完成的那部分工序内容。一道工序中工件的安装可能 是一次,也可能要装夹数次。例如表5.的方案1中的工序1,在一次装夹后尚需 三次调头装夹,才能完成全部的工序内容,因此该工序共有四个安装;表51的方 案2的工序2,在一次装夹中完成全部工序内容,故该工序只有一个安装 由于安装将会增加零件各加工表面间的位置误差及装卸辅助时间,故每一工序中 安装次数要尽可能少 3.工位 在工件的一次安装中,工件在相对机床所占据一固定位置中完成的那部分安装的 内容称为工位。在一次安装中可以只有一个工位,也可能有多个工位。图5-2所 示为在三轴钻床上利用回转夹具,在一次安装中连续完成钻孔、扩孔、铰孔等工 艺过程。采用多工位加工,可减少安装次数,缩短辅助时间。 图5-2
• 2．安装 • 安装是工件经一次装夹后所完成的那部分工序内容。一道工序中工件的安装可能 是一次，也可能要装夹数次。例如表5.1的方案１中的工序１，在一次装夹后尚需 三次调头装夹，才能完成全部的工序内容，因此该工序共有四个安装；表5.1的方 案２的工序２，在一次装夹中完成全部工序内容，故该工序只有一个安装。 • 由于 安装将会增加零件各加工表面间的位置误差及装卸辅助时间，故每一工序中 安装次数要尽可能少。 • 3．工位 • 在工件的一次安装中，工件在相对机床所占据一固定位置中完成的那部分安装的 内容称为工位。在一次安装中可以只有一个工位，也可能有多个工位。图5－2所 示为在三轴钻床上利用回转夹具，在一次安装中连续完成钻孔、扩孔、铰孔等工 艺过程。采用多工位加工，可减少安装次数，缩短辅助时间。 图5－2
4.工步 在不改变加工表面、切削刀具和切削用量的条件下所完成的那部分工位的内容称 为工步。如图5-3所示为在六角自动车床上加工零件的工序,它包括六个工步。 用几把刀同时分别加工几个表面的工步称为复合工步。复合工步在工艺规程中写 作一个工步 第一工步 在g5 第二工步 第二次走刀 第一次走刀 图5-3 图5-4 5.走刀 在一个工步中,当加工表面、刀具和切削用量中的转速与送进量保持不变时,切 去一层金屑的加工过程称为走刀。一个工步可包括一次或数次走刀。图5-4所示为 通过三次走刀加工出阶梯轴的过程
• 4．工步 • 在不改变加工表面、切削刀具和切削用量的条件下所完成的那部分工位的内容称 为工步。如图5-3所示为在六角自动车床上加工零件的工序，它包括六个工步。 • 用几把刀同时分别加工几个表面的工步称为复合工步。复合工步在工艺规程中写 作一个工步。 • 5．走刀 • 在一个工步中，当加工表面、刀具和切削用量中的转速与送进量保持不变时，切 去一层金屑的加工过程称为走刀。一个工步可包括一次或数次走刀。图5-4所示为 通过三次走刀加工出阶梯轴的过程 图5－3 图 5－4
5.1.2生产纲领和生产类型 1.生产纲领 的集产级效期年生售数理连座多不,业暑型匙持的专过程 用的工艺方法、机 床设备等亦不相同 年生产纲领的计算如下式 N=Qn(1+a%+b%) 件/年 式中:N-年生产纲领(件/年 Q-产品的年生产纲领(台/年); ·n-每台设备上该零件的数量 a%备品的百分率 b%-废品的百分率。 生产纲领确定以后,还应该确定生产批量。 生产批量是一次投入或产出的同一零件的数量
5.1.2 生产纲领和生产类型 • 1．生产纲领 • 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期为一年 的生产纲领称为年生产纲领。生产纲领不同，企业各生产地点的专业化程度、所 用的工艺方法、机床设备等亦不相同。 • 年生产纲领的计算如下式： • N=Qn(1+a%+b%) （件/年） • 式中：Ｎ－年生产纲领（件/年）； • Ｑ－产品的年生产纲领（台/年）； • n－每台设备上该零件的数量； • a%-备品的百分率； • b%-废品的百分率。 • 生产纲领确定以后，还应该确定生产批量。 • 生产批量是一次投入或产出的同一零件的数量
2.生产类型 壘侏奇犁美血4歲半和魏点 述如 1)单件生产 粗量帮不同留盛A镯法是晶衔 少重 全不 造、新产制及维移军間的生 等均属单件生产。 单件集用的体设餚丝除了耷持味王作红·總态多螯罢用菅机索 天的技未 2)成批生 成制造同的工件生产呈周期悱的重复人称为成批生产批赳相同工件 按批 瓶星逼常指中批生产 轴生 搭面史聲 故实际全 成批生产中,既采用通用机床和通用工艺装备也有专甩高效机床和大量的专用 列机床 采用调整法 法因而对工人的操作术水平可较单件生 为低。各种零件一般均有 较译细的艺规程文件,对孑关键零件则有细的工艺规程卡
• 2．生产类型 • 根据产品零件大小和年生产纲领大小的不同，将企业（或车间、工段、班组）生 产分为三种不同的生产类型，即单件生产、成批生产和大量生产，其工艺特点分 述如下。 • 1）单件生产 • 单个地制造不同结构或不同尺寸的产品，并且很少重复，甚至完全不重复的生产， 称为单件生产。如重型机械制造厂、大型船舶制造、新产品试制及维修车间的生 产等均属单件生产。 • 单件生产中所用的机床设备，除了有特殊要求的工作外，绝大多数采用普通机床， 按机床种类及大小采用“机群式”排列。多用标准附件，极少采用专用夹具，靠 划线及试切法保证尺寸精度。零件的加工质量和生产率主要取决于工人的技术熟 练程度。所用的工艺规程文件比较简单，一般只有工艺过程综合卡。 • 2）成批生产 • 成批制造相同的工件，生产呈周期性的重复，称为成批生产。每批制造相同工件 的数量称为批量。按批量大小，成批生产又分为大批、中批和小批生产三种。大 批生产在工艺方面类似大量生产，小批生产在工艺方面类似单件生产，故实际生 产中，成批生产通常仅指中批生产。 • 成批生产中，既采用通用机床和通用工艺装备，也有专用高效机床和大量的专用 工艺设备。车间中按加工零件类别分工段排列机床。广泛采用调整法加工，部分 采用划线法，因而对工人的操作技术水平可较单件生产为低。各种零件一般均有 较详细的工艺规程文件，对于关键零件则有详细的工艺规程卡
3)大量生产 种产品的生产纲领很大,多数工作地点经常重复地进行一种工件某一工序的加 工,称为大量生产。如汽车、拖拉机、轴承等制造厂都属大量生产 大量生产中,广泛采用专用机床、自动机床、自动生产线及专用工艺装备。车间 内机床设备按零件加工工艺先后顺序排列,采用流水线生产的组织形式。对工人 的技术水平要求较低。各种加工零件都有详细的工艺规程卡。 目前,生产类型的划分尚无严格标准,表5.2可供参考 表52各种生产类型的生产纲领 生产类型 零件的年生产纲领〔件〕 重型机械φ 中型机械φ 轻型机械 单件生产4 ≤5 ≤20 ≤1004 小批生产4 >5~1004 20~200 100~5004 中批生产4 100~3004 200~5004 500~5000 大批生产4 300~10004 500~50004 5000~500004 大量生产 10004 50004 50000
• 3）大量生产 • 一种产品的生产纲领很大，多数工作地点经常重复地进行一种工件某一工序的加 工，称为大量生产。如汽车、拖拉机、轴承等制造厂都属大量生产。 • 大量生产中，广泛采用专用机床、自动机床、自动生产线及专用工艺装备。车间 内机床设备按零件加工工艺先后顺序排列，采用流水线生产的组织形式。对工人 的技术水平要求较低。各种加工零件都有详细的工艺规程卡。 • 目前，生产类型的划分尚无严格标准，表5.2可供参考
5.1.3机械加艺规程 嘏茄过堡窥蓊降裡昃亐荤产奘若奕写出来,称为机械加工艺规程:机 工艺规程的种类 机械加工工艺规程被填写成表格(卡片)形式,各厂所用的机械加工工艺规程的 县体贅式不统、,但大同 教材表5 对于关键零件或复杂零存则编制较详细的工老规程片:在 成批生产中多采用机械加工工艺卡(参见配套教材表54);在大批大量生产中 则要求有完整详细的工艺规程文件 往每一个工序都要编制机械加工工序卡片 配套教材老53对自动及半百动机床,则要求有机床调整卡,对检验上 序 寺。 2.机械加工工艺规程的作用 正确的机械加工工艺规程是根据长期的生产实践和科学实验的经验总结,结合具 体的生产条件而制定的,并通过生产实践不断改进和完善。其作用主要表现在 机械加工工艺规程是生产的计划、调度、工人操作、质量检査的依据。一切生j 人员都应严格执行、认真贯彻机械加工工艺规程,不得违反工艺规程或任意改变 内窒。在新产品投入生产之前,必须根据工艺规程进行有关的 备工 作 ·在新建或扩建、改建杋械制造厂的工作中,根据产品零件的工艺规程及其他资料, 可以统计出所建车间应配备的机床设备的种类和数量,进一步计算出所需的车间 面积和人员数量,确定车间的平面布置、和广房基建的具体要求,从而提出有根 据的筹建、扩建计划
5.1.3 机械加工工艺规程 • 把工艺过程的有关内容，用工艺文件的形式写出来，称为机械加工工艺规程。机 械加工工艺规程的详细程度与生产类型有关。 • 1．工艺规程的种类 • 机械加工工艺规程被填写成表格（卡片）形式，各厂所用的机械加工工艺规程的 具体格式虽不统一，但大同小异。单件小批生产中，一般只编制工艺过程卡（参 见配套教材表5.3），对于关键零件或复杂零件则编制较详细的工艺规程卡片；在 成批生产中多采用机械加工工艺卡（参见配套教材表5.4）；在大批大量生产中， 则要求有完整详细的工艺规程文件，往往每一个工序都要编制机械加工工序卡片 （参见配套教材表5.5）。对自动及半自动机床，则要求有机床调整卡，对检验工 序则要求有检验工序卡等。 • 2．机械加工工艺规程的作用 • 正确的机械加工工艺规程是根据长期的生产实践和科学实验的经验总结，结合具 体的生产条件而制定的，并通过生产实践不断改进和完善。其作用主要表现在： • 机械加工工艺规程是生产的计划、调度、工人操作、质量检查的依据。一切生产 人员都应严格执行、认真贯彻机械加工工艺规程，不得违反工艺规程或任意改变 工艺规程所规定的内容。在新产品投入生产之前，必须根据工艺规程进行有关的 技术准备和生产准备工作。 • 在新建或扩建、改建机械制造厂的工作中，根据产品零件的工艺规程及其他资料， 可以统计出所建车间应配备的机床设备的种类和数量，进一步计算出所需的车间 面积和人员数量，确定车间的平面布置、和厂房基建的具体要求，从而提出有根 据的筹建、扩建计划