第十二章機械制造工藝規(guī)程設(shè)計

第十二章機械制造工藝規(guī)程設(shè)計教學(xué)目的和要求：通過本章的學(xué)習(xí)，要求同學(xué)了解和掌握機械加工工藝規(guī)程制訂的原則、方法和步驟。其目的是便于今后工作中，能熟練編制零件的加工工藝規(guī)程，提高解決問題的能力。教學(xué)內(nèi)容：

1、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的原則與步驟；

2、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計；

3、加工余量的確定

4、數(shù)控加工工藝、成組技術(shù)與計算機輔助設(shè)計

5、裝配工藝規(guī)程設(shè)計

6、時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑教學(xué)重點：

1、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計；(定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)2、裝配工藝規(guī)程設(shè)計

§12.1

機械制造工藝規(guī)程概述一、工藝規(guī)程的內(nèi)容與作用：視頻工藝規(guī)程是在具體的生產(chǎn)條件下說明并規(guī)定工藝過程的工藝文件。它包括毛坯制造、零件機械加工、熱處理、表面處理以及裝配等工藝規(guī)程。其中規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程；（如圖）用于規(guī)定產(chǎn)品工或部件的裝配工藝過程和裝配方法的工藝文件是機械裝配工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程包括：工件加工工藝路線及所經(jīng)過的車間和工段、各工序的內(nèi)容及所采用的機床和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、工時定額及工人技術(shù)等級等內(nèi)容；機械裝配工藝規(guī)程包括裝配工藝路線、裝配方法、各工序的具體裝配內(nèi)容和所用的工藝裝備、技術(shù)要求及檢驗方法等內(nèi)容。

機械制造工藝規(guī)程的作用：

1、工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件；

2、工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)；

3、工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料；二、機械制造工藝規(guī)程的類型及格式1、機械加工工藝規(guī)程：（1）機械加工工藝過程卡片；如表11.1

填寫工件加工過程，主要用于單件小批生產(chǎn)或中批生產(chǎn)。（2）機械加工工序卡片：如表11.2

它是每道工序所編制的一種文件，必須畫出工序簡圖（定位基準(zhǔn)、工序尺寸及公差、形位公差和表面粗糙度等內(nèi)容。)2、機械裝配工藝規(guī)程：裝配工藝過程卡要求每一工序應(yīng)簡要說明該工序的工作內(nèi)容、所需設(shè)備及工藝裝備、時間定額等；裝配工序卡上應(yīng)配以裝配工序簡圖，并要詳細(xì)說明該工序的工藝內(nèi)容、裝配方法、所用工藝裝備及時間定額。三、工藝規(guī)程設(shè)計的原則與步驟：工藝規(guī)程設(shè)計的原則是：在保證產(chǎn)品的質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。工藝規(guī)程應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰所用術(shù)語、符號、計量單位、編號都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。1、工藝規(guī)程設(shè)計必須具備下列原始資料：

1）產(chǎn)品的裝配圖和零件的工作圖；

2）產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

3）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；

4）毛坯的生產(chǎn)條件或協(xié)作關(guān)系；

5）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料；

6）國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料2、機械工藝規(guī)程設(shè)計步驟：

1）分析零件圖和產(chǎn)品的裝配圖；

2）確定毛坯；3）選擇定位基準(zhǔn)；4）擬定工藝路線；

5）確定各工序的設(shè)備、刀具、量具和輔助工具；

6）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差；

7）確定各工序的切削用量和時間定額；

8）確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法；

9）進行技術(shù)經(jīng)濟分析，選擇最佳方案；

10）填寫工藝文件；§12.2

機械加工工藝規(guī)程設(shè)計一、零件圖的審查：零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，在制訂工藝時，必須認(rèn)真分析。主要包括以下兩個方面的內(nèi)容：1、產(chǎn)品的零件圖與裝配圖的分析通過認(rèn)真地分析與研究產(chǎn)品的零件圖與裝配圖，熟悉產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置和功用，找出主要技術(shù)要求與技術(shù)關(guān)鍵，以便在制訂工藝規(guī)程時，采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。分析時應(yīng)從下面三個方面進行：（1）零件圖的完整性與正確性；（2）零件技術(shù)要求的合理性；（3）零件的選材是否恰當(dāng)；2、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析分析零件結(jié)構(gòu)的合理性和經(jīng)濟性，如表12.3實例：某車床主軸箱，它的加工質(zhì)量直接影響機床的性能、精度和壽命，其主要的技術(shù)要求如下：如圖（1）孔徑的精度：尺寸精度和幾何形狀精度，要求公差等級為IT6，其余為IT6~IT7。（2）孔與孔的位置精度：主要是同軸度和端面對軸線的垂直度誤差，要求為最小孔尺寸公差的一半。（3）孔與平面的位置精度：平行度和垂直度要求在垂直和水平方向上，只允許主軸前端向上和向前偏。（4）主要平面的精度：裝配基面的平面度影響接觸剛度和主軸孔的加工精度。（5）表面粗糙度：它影響連接面接觸剛度，一般主軸孔Ra0.4um,其它為1.6um,其余為1.6~3.2um。二、毛坯的確定：毛坯制造是零件生產(chǎn)過程的一個重要環(huán)節(jié)，根據(jù)技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點、材料、生產(chǎn)綱領(lǐng)等方面情況，合理確定毛坯的類型、制造方法、形狀和尺寸。1、毛坯種類的確定：毛坯的種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。確定時要結(jié)合有關(guān)資料進行：（1）零件的材料及其力學(xué)性能；（2）生產(chǎn)類型；（3）零件的形狀和尺寸；（4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件；（5）充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性。2、毛坯形狀和尺寸的確定為了保證零件的加工精度，毛坯制作時要留有一定的余量，確定毛坯制造公差，可根據(jù)有關(guān)工藝手冊確定。對于一些特殊結(jié)構(gòu)的零件，還要考慮毛坯制造、機械加工、熱處理等方面工藝因素的影響，合理添加一些結(jié)構(gòu)。三、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)一般分為：粗基準(zhǔn)—開始加工時，只能用毛坯表面作為定位基準(zhǔn)。用已加工了的表面進行定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。為了便于安裝和保證加工精度，在工件上制出定位表面稱之為輔助基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量，同時要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，一般按下列原則選擇：（1）為保不加工面與加工面之間的位置，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。如圖12.2a（2）合理分配各加工面的余量；

①應(yīng)保證各主要加工面的余量如圖12.2b②對于重要表面，應(yīng)盡可能保證余量均勻；如圖12.3

動畫（3）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用；（4）選作粗基準(zhǔn)的表面要平整，以便定位、夾緊可靠；2、精基準(zhǔn)的選擇：選擇精基準(zhǔn)時主要是考慮工件的尺寸精度和位置精度，在選取時遵循的原則是：（1）基準(zhǔn)重合原則；加工表面設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，減少加工誤差；圖12.4（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：加工同一零件時，盡可能采用統(tǒng)一定位基準(zhǔn)；如圖12.4.1（3）自為基準(zhǔn)原則：當(dāng)加工余量小時，應(yīng)選擇本身作為基準(zhǔn)；如圖12.5

動畫（4）互為基準(zhǔn)原則：對于相互位置精度要求高的表面可采用；（5）便于裝夾原則：所選基準(zhǔn)要滿足定位準(zhǔn)確、安全可靠；基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是選擇精基準(zhǔn)的兩個重要原則，首先考慮基準(zhǔn)重合，再考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。3、輔助基準(zhǔn)的選擇：應(yīng)盡可能使工件安裝定位方便，便于實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，便于加工。一般結(jié)合實際情況合理選擇。四、加工工藝路線的擬定：視頻1、表面加工方法的選擇：零件上的各種典型表面都有許多加工方法，表面加工方法的選擇應(yīng)根據(jù)零件各表面所要求的加工精度和表面粗糙度，盡可能選擇與經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度相適應(yīng)的加工方法。不僅如此同時還要考慮：如表12.4

（1）工件材料的性質(zhì)；（2）工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸；（3）生產(chǎn)類型；加工同一個表面時，不同的生產(chǎn)類型選擇加工方法也就不同。（4）具體生產(chǎn)條件；應(yīng)充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和工藝手段，挖潛企業(yè)的潛力。（5）充分利用新工藝、新技術(shù)的可能性、加強協(xié)作。2、加工階段的劃分：為保證零件加工質(zhì)量和合理地使用設(shè)備、人力，機械加工工藝過程一般可分為以下幾個階段：

1）粗加工階段：主要任務(wù)切除大部分余量，采用較大的ap。

2）半精加工階段：修正上工序產(chǎn)生的誤差，為精加工作準(zhǔn)備

3）精加工階段：達到圖樣提出的技術(shù)要求；

4）光整加工階段：提高尺寸精度和減小表面粗糙度，但一般不能用以糾正形狀誤差和位置誤差。加工階段的劃分目的：

①可以逐步消除粗加工造成的加工誤差；

②可以合理使用機床設(shè)備；

③便于安排熱處理工序；

④可以及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時修補或決定報廢，以免因繼續(xù)盲目加工而造成工時浪費。應(yīng)當(dāng)說明的是，加工階段的劃分不是絕對的，在應(yīng)用時要靈活掌握。3、加工順序的安排零件的加工順序包括切削加工順序、熱處理先后順序及輔助工序。在擬定工藝路線時要綜合考慮。（1）機械加工順序的安排原則：

①基面先行；精基準(zhǔn)選定后，首先選定粗基準(zhǔn)將精基準(zhǔn)加工出來。

②先主后次；零件的主要工作表面、裝配基面應(yīng)先加工，可以盡早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷。

③先粗后精；通過加工階段的劃分，先粗加工，最后精加工和光整加工，從而提高加工精度與表面質(zhì)量

④先面后孔；對于箱體等零件，平面的輪廓尺寸較大，一般先加工平面以作精基準(zhǔn)，再加工孔和其它表面。有些表面的最后精加工安排在部裝或總裝過程中進行，以保證較高的配合精度。（2）熱處理工序的安排：該工序位置的安排，主要取決于零件的材料及熱處理的目的。預(yù)熱處理一般安排在粗加工之前，主要是改善切削加工性能或消除殘余應(yīng)力。其工序位置多安排在機械加工之前。而消除殘余應(yīng)力處理最好安排在粗加工之后精加工之前。對精度要求不太高的零件，一般將消除殘余應(yīng)力的人工時效和退火安排在毛坯進入機械加工之前進行。對精度要求較高的復(fù)雜鑄件，通常安排兩次時效處理。如正火、退火。調(diào)質(zhì)安排在粗與半精加工之間。最終熱處理是用來提高零件的強度、表面硬度和耐磨性、美觀等。如淬火、滲碳、氰化、氮化，它們一般安排在精加工之前表面裝飾的安排在之后。熱處理及表面處理工序的具體安排如下：

①退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進行，有時正火也安排在粗加工后進行。

②時效處理

對于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形常常在粗加工后進行人工時效處理。粗加工前最好采用自然時效

③調(diào)質(zhì)處理

可以改善材料的機械性能，許多中碳鋼和合金鋼常采用此方法，一般安排在粗加工之后，但也有安排在粗加工之前進行的。

④淬火處理或滲碳淬火處理

可以提高零件表面的硬度和耐磨性。一般安排在磨削之前進行，當(dāng)用高頻淬火時也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進行。

⑤表面處理(電鍍及氧化)

可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進行。（3）輔助工序的安排：輔助工序主要包括：檢驗、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊除防銹油及平衡等。檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個工序中，操作者都必須自行檢驗。在操作者自檢的基礎(chǔ)上在下列場合還要安排獨立檢驗工序：粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其它車間加工的前后(特別是熱處理工序的前后)；重要工序的前后；最終加工之后等。有些重要零件，不僅要進行幾何精度和表面粗糙度的檢驗還要進行了如X射線、超聲波探傷等材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗以及熒光檢驗、磁力探傷等材料表面質(zhì)量的檢驗。否則將會給最終的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良的甚至嚴(yán)重的后果。4、工序的集中與分散：在選定了零件上各個表面加工方法及加工順序后，制定工藝路線可以采用兩種不同的原則：一種是工序的分散原則；一種是工序集中的原則；按工序集中原則組織工藝過程的特點是：

1）有利于采用高效率機床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。

2）工序數(shù)少，設(shè)備數(shù)少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積。

3）工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間,而且由于在一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各加工表面之間的相互位置精度要求。按工序分散原則組織工藝過程的特點是：

l）所用機床和工藝裝備簡單，易于調(diào)整。

2）對操作工人的技術(shù)水平要求不高。

3）工序數(shù)多，設(shè)備數(shù)多，操作工人多,占用生產(chǎn)面積大。工序的集中或分散取決于零件本身，都可以使用，但集中是現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。5、工藝路線分析實例：如圖12.11）、主要表面的加工方法：主軸箱的主要表面是安裝基面、結(jié)合面的平面以及各種支承孔面。一般平面采用刨削、銑削孔采用鏜削加工（IT7），如果精度高時，通常采用磨、滾壓等超精加工。2）、定位基準(zhǔn)選擇：

①粗基準(zhǔn)選擇小批量采用劃線找正法，大量生產(chǎn)時采用夾具安裝法。如圖12.6這兩種方法均以主軸孔為基準(zhǔn)。

②精基準(zhǔn)選擇小批量選擇裝配基準(zhǔn)面，實現(xiàn)基準(zhǔn)重合；大量生產(chǎn)選擇頂面及工藝孔，實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一；3）擬訂工藝過程的原則：

①先面后孔的加工順序；②粗精加工分階段進行；

③合理安排熱處理工序；§12.3

加工余量與工序尺寸的確定工藝路線確定之后，就需要安排各個工序的具體加工內(nèi)容,更重要的是確定各工序的工序尺寸及上下偏差。一、加工余量的概念：加工余量—是指加工過程中從加工表面切去的材料層厚度。工序余量—是同一被加工表面相鄰兩工序尺寸之差；加工總余量—是某一表面毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計尺寸之差。如圖

Z0=Z1+Z2+????+Zn=

加工余量總余量工序余量工序余量單邊余量：圖a）雙邊余量：圖b）圖c）工序公差的標(biāo)注：

由于毛坯制造和各工序尺寸都有誤差，各工序?qū)嶋H切除的余量值是變動的，所以加工余量又分為公稱余量、最大余量和最小余量。相鄰兩工序的基本尺寸之差即是公稱余量。為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標(biāo)注極限偏差，即按被包容面取上偏差為零；包容面取下偏差為零。毛坯尺寸則按雙向布置上、下偏差。工序余量與工序尺寸及其公差的關(guān)系如圖12.7

Zmax—工序最大余量Zmin—工序最小余量

Ti—本工序尺寸的公差Ti-1—上工序尺寸公差正確規(guī)定加工余量的數(shù)值是十分重要的，加工余量規(guī)定得過大，不僅浪費材料而耗費機時、刀具和電力；但加工余量規(guī)定過小，余量過小，則本工序不能切除上工序留在加工表面上的缺陷層，因而也就沒有達到本工序的目的。

二、影響加工余量的因素為了合理確定加工余量，必須深入了解影響加工余量的各項因素。影響加工余量的因素有：

1．上工序留下的表面粗糙度值Ra和表面缺陷層深度Da

在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀粗糙度值Ra和表面缺陷層Da(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、Da的大小與所用的加工方法有關(guān)

2．上工序的尺寸公差Ti-1

它包括各種幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。Ta的大小可根據(jù)選用的加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查閱《金屬機械加工工藝人員手冊》確定。加工余量與工序尺寸公差之間的關(guān)系如圖12.73．上工序的形位誤差ρa

它包括軸線的直線度、位移及平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內(nèi)外圓的同軸度；平面的平面度等。為了保證加工質(zhì)量，必須在本工序中給予糾正。ρa的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用近似計算法或查有關(guān)資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時可用向量和表示。4．本工序的裝夾誤差εb

此誤差除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。它將直接影晌被加工表面與刀具的相對位置，因此有可能因余量不足而造成廢品，所以必須給予余量補償。綜上所述，本工序的加工余量應(yīng)大于Ra、Da、Ti-1

、ρa、εb之和。在具體確定時，要結(jié)合具體情況進行修正。確定加工余量的方法有三種1、計算法

根據(jù)上面所述各種因素對加工余量的影晌，并由圖11.7可得出下面的計算公式。對稱表面(雙邊，如孔或軸)的基本余量為：

非對稱表面(單邊，)的基本余量為：用計算法可確定出最合理的加工余量，既節(jié)省金屬，又保證了加工質(zhì)量。但必須要有可靠的實驗數(shù)據(jù)資料，且費時間，因此適用于大量生產(chǎn)。2、查表法工廠中廣泛應(yīng)用這種方法，表格是以工廠的生產(chǎn)實踐和試驗研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的，如《金屬機械加工工藝人員手冊》。3、經(jīng)驗法主要用于單件小批生產(chǎn)，靠經(jīng)驗確定加工余量，因此不夠準(zhǔn)確。為保證不出廢品，余量往往偏大。三、工序尺寸及公差的確定基準(zhǔn)重合時工序尺寸及其公差的確定當(dāng)加工某表面的各道工序都采用同一個工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)，并與設(shè)計基準(zhǔn)重合時，只需考慮各工序的加工余量，可由最后一道工序開始向前推算。例如：設(shè)計尺寸為ф100JS6的某箱體上的主軸孔，加工工序為：粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜

各工序尺寸及其公差的計算結(jié)果工序名稱工序余量工序的經(jīng)濟精度工序尺寸工序尺寸及公差浮動鏜0.1

JS6(±0.011）100ф100(±0.011）精鏜0.5

H7100-0.1=99.9

Ф99.9半精鏜2.4

H1099.9-0.5=99.4

Ф99.4粗鏜（5）

H1399.4-2.4=97

ф97毛坯8100-8=92（97-5=92）

ф92§12.4

數(shù)控加工工藝概述一、數(shù)控加工工藝的概念：數(shù)控加工工藝是使用數(shù)控機床加工零件的一種工藝方法。包括以下幾方面的內(nèi)容：（1）通過數(shù)控加工的適應(yīng)性分析，確定進行數(shù)控加工內(nèi)容；（2）結(jié)合表面的特點和數(shù)控設(shè)備的功能對零件進行工藝分析；（3）設(shè)計數(shù)控加工工藝；（4）根據(jù)編程的需要，對零件圖形進行數(shù)學(xué)處理和計算；（5）編寫加工程序；（6）檢驗修改加工程序；（7）編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件；二、數(shù)控加工工藝的特點：（1）工藝內(nèi)容十分具體；（2）工藝設(shè)計非常嚴(yán)密；（3）注重加工的適應(yīng)性；三、數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計數(shù)控加工工藝路線設(shè)計僅限于幾道數(shù)控加工工序的工藝過程，在設(shè)計時應(yīng)注意以下幾方面問題：1）工序的劃分方法如下：

①按安裝劃分一次安裝為一個工序

②按刀具劃分每換一把刀為一個工序

③按加工部位劃分每一個部位為一個工序

④按粗、精加工劃分

⑤按設(shè)備劃分；2）加工順序的安排保證定位夾緊時工件的剛性和加工精度。按下述原則進行：

①上道工序的加工不影響下道工序的裝夾；

②先進行內(nèi)型腔加工，后進行外表面加工；

③同裝夾方式或同一刀具加工的工序采用集中連續(xù)加工；

④同一次安裝中的加工內(nèi)容，對工件剛性影響小的先行；3）數(shù)控加工工藝過程與普通加工工藝的銜接；四、數(shù)控加工工序的設(shè)計工序設(shè)計的主要任務(wù)是：確定工序的加工內(nèi)容、切削用量、裝夾方式、刀具運動軌跡、選擇刀具、夾具等工藝裝備，為編制加工程序做好準(zhǔn)備。在設(shè)計工序時應(yīng)注意以下幾方面：

1）進給路線的選擇；

2）工件的裝夾方式；

3）刀具的選擇；

4）對刀點與換刀點的確定；

5）切削用量的確定；切削用量選擇原則：

①保證零件加工精度和表面粗糙度；

②充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；

③充分發(fā)揮機床的性能；

④最大限度地提高生產(chǎn)率，降低成本。五、數(shù)控加工工藝設(shè)計實例：

1）選擇加工方法；2）確定加工順序；3）確定裝夾方式；

4）選擇刀具；5）選擇切削用量；§12.5

成組技術(shù)與計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計一、成組技術(shù)：1、成組技術(shù)的基本原理成組技術(shù)的實質(zhì)是將工廠產(chǎn)品的所有零件，根據(jù)其形狀、結(jié)構(gòu)及加工工藝等方面的相似性進行分類編組，對同一組的零件制定統(tǒng)一的加工方案，并在同一機床組中稍加工調(diào)整后加工出來。2、零件分類編碼系統(tǒng)如圖12.6

編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，由名稱類別碼、形狀及加工碼、輔助碼三部分共15個碼位組成，每一碼位包括從0到9的10個特征項。1-2位為類別，如是回轉(zhuǎn)還是非回轉(zhuǎn)體；3-9位表示形狀與加工特征；10-15表示材料、毛坯、熱處理、尺寸精度等級有關(guān)的信息。其中第15位精度碼主要反映不加工、低精度、高精度和超高精度四檔。3、成組工藝過程設(shè)計成組工藝是為一組零件設(shè)計的，因此該工藝過程應(yīng)具有高質(zhì)量和高覆蓋性。成組工藝設(shè)計方法有兩種：

1）復(fù)合零件法：是利用一種所謂復(fù)合零件來設(shè)計成組工藝的方法。如圖12.8

2）復(fù)合工藝路線法：是在零件分類成組的基礎(chǔ)上，選取一個最復(fù)雜的零件工藝路線作為代表，然后比較，刪減而形成的。4、成組生產(chǎn)的組織形式：

1）單機成組生產(chǎn)單元；

2）多機成組生產(chǎn)單元；

3）流水成組生產(chǎn)單元；二、計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計（CAPP）

1、CAPP的概念：

是在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息和加工工藝信息，由計算機自動地輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。

2、CAPP系統(tǒng)的工作原理：

分三類：派生型、創(chuàng)成型、綜合型；

3、CAPP的結(jié)構(gòu)：如圖12.101）輸入模塊；

2）生成工藝規(guī)程模塊；

3）輸出模塊；

4）修改模塊；

5）存取模塊；

6）控制模塊；

7）各類庫存信息4、CAPP的功能：

1）接收輸入或生成零件圖的各種信息；

2）檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件；

3）選擇加工方法；

4）安排加工路線；

5）選擇機床、刀具、夾具等；

6）選擇切削用量；

7）計算切削參數(shù)，加工時間和加工費用；

8）進行工藝流程優(yōu)化，切削用量優(yōu)化；

9）確定工序尺寸、公差及選擇毛坯；

10）繪制工序圖；

11）產(chǎn)生刀具運動軌跡，自動進行NC編程；

12）模擬加工過程，顯示刀具運動軌跡；§12.6

裝配工藝規(guī)程設(shè)計裝配工藝規(guī)程不僅是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，而且是工廠組織生產(chǎn)、計劃管理及新建、擴建裝配車間的主要依據(jù).一、制訂裝配工藝規(guī)程的原則：

⑴保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量；合理選擇裝配方法，力求達到最佳效果

⑵提高生產(chǎn)率；合理安排裝配順序和工序，縮短裝配周期。

⑶降低裝配成本；二、制訂裝配工藝規(guī)程的步驟及其內(nèi)容：

1.研究產(chǎn)品裝配圖和驗收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

2.確定裝配方法；其一是根據(jù)生產(chǎn)類型選擇手工裝配還是采用機械裝配；其二是根據(jù)裝配精度達到等級，選擇不同的裝配工藝方法和計算尺寸鏈的方法。如表12.53.確定裝配組織形式；（1）固定裝配；（2）移動式裝配；4.劃分裝配單元，確定裝配順序；

⑴預(yù)處理工序先行；

⑵先基準(zhǔn)件、重大件的裝配，以便保證裝配過程的穩(wěn)定性；

⑶先復(fù)雜件、精密件和難裝配件的裝配，確保順利進行；

⑷先進行易破壞以后裝配質(zhì)量的工作；

⑸集中安排使用相同設(shè)備及工藝裝備的裝配；

⑹處于基準(zhǔn)件同一方位的裝配應(yīng)盡可能集中進行；

⑺電線、油氣管路的安裝應(yīng)與相應(yīng)工序同時進行；

⑻易燃、易爆、易碎、有毒物質(zhì)的安裝盡可能在最后；5.劃分裝配工序；裝配順序確定后還要將裝配工藝過程劃分為若干工序，并確定工序內(nèi)容、設(shè)備、工裝及時間定額；制定各工序裝配操作規(guī)范；制定各工序裝配質(zhì)量要求及檢測方法、檢測項目等。6.制訂裝配工藝文件；通常繪制裝配工藝系統(tǒng)圖，編制裝配工藝規(guī)程卡片，除此以外，還應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)性能和驗收技術(shù)條件制定產(chǎn)品的檢測與試驗規(guī)范。三、裝配實例：§12.7

時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑一、時間定額時間定額：是指在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時間。時間定額是安排作業(yè)計劃、進行成本核算的重要依據(jù),也是設(shè)計或擴建工廠（或車間）時計算設(shè)備和工人數(shù)量的依據(jù)。其組成有：

1．基本時間

基本時間：直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能和相對位置關(guān)系所消耗的時間稱為基本時間。對切削加工、磨削加工而言基本時間就是去除加工余量所花費的時間。

2．輔助時間

輔助時間：為實現(xiàn)基本工藝工作所作各種輔助動作所消耗的時間，稱為輔助時間；例如，裝卸工件、開停機床、改變切削用量、測量加工尺寸、引進或退回刀具等動作所花費的時間。

3．布置工作地時間布置工作地時間：為使加工正常進行，工人為照管工作地（例如更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時間，稱為布置工作地時間，又稱工作地服務(wù)時間。一般按作業(yè)時間的2％－7％估算。

4．休息和生理需要時間休息和生理需要時間：工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時間，稱為休息和生理需要時間；一般按作業(yè)時間的2％估算。單件時間是以上四部分時間的總和。

5．準(zhǔn)備與終結(jié)時間二、提高生產(chǎn)率的工藝途徑

1、縮減時間定額：（1）縮減基本時間的工藝途徑

①提高切削用量；

②縮減工作行程長度；

③多件加工；（2）縮減輔助時間的工藝途徑有兩種不同途徑：

①直接縮減輔助時間

②將輔助時間與基本時間重合（3）縮減布置工作地時間的工藝途徑（4）縮減準(zhǔn)備終結(jié)時間的工藝途徑

①擴大零件的批量；

②減少調(diào)整機床、刀具和夾具的時間；

2、采用先進工藝方法：（1）特種加工的應(yīng)用；電火花、線切割等（2）采用毛坯制造新工藝；如冷擠壓、粉末冶金等（3）改進加工方法；

3、提高機械制造自動化程度；

三、工藝過程的經(jīng)濟分析設(shè)計某一零件的工藝過程時，一般可擬定出幾種不同的方案，這些方案雖然都可以滿足加工質(zhì)量的要求，但從經(jīng)濟性來分析，它們的生產(chǎn)成本并不相同，因此，在給定的生產(chǎn)條件下要選擇最經(jīng)濟的方案，也就是成本最低的方案，這對工廠企業(yè)積累資金和加快國家的工業(yè)建設(shè)有重大意義。對方案進行經(jīng)濟分析，其目的是求得最有利的工藝過程或加工方法，因此對各種方案進行經(jīng)濟性比較時，并非準(zhǔn)確計算零件成本，而只需求出各種方案的相對值，即各種方案中相同的項目可略去不計。也就是說，若各個方案中的每個工序內(nèi)容均不相同，則應(yīng)全面進行經(jīng)濟性比較；若只有某些工序內(nèi)容不同，而其它均相同，則只就這些不同的工序進行經(jīng)濟性比較。

1、生產(chǎn)成本的組成

生產(chǎn)成本是制造一個零件或一臺產(chǎn)品需要的全部費用。其中與完成工序直接有關(guān)的費用稱為第一類費用，也稱工藝成本，一般占生產(chǎn)成本的70％～75％。與完成工序無關(guān)而與整個車間的全部生產(chǎn)條件有關(guān)的費用，稱為第二類費用。在進行各種方案經(jīng)濟分析時，因為在同一生產(chǎn)條件下，第二類費用是相等的，因此可以只分析占生產(chǎn)成本比重大的工藝成本S單，則有

S單＝V資十V護＋V舊(或C專機)＋V夾(或C專夾)＋V刀＋V材＋C調(diào)式中S單——單件的工藝成本(元／件)；

V資——機床操作工人的工資，它由單件時間和工人的工資決定；

V護—機床維護費，包括電、油料、切削液、棉紗等費用；

V舊—萬能機床折舊費，萬能機床可用于不同的工序，所以折舊費與機床的價格、機床的利用率及單件時間有關(guān)；

V刀—刀具維護及