第章工藝規(guī)程的基本知識(shí)課件

第12章工藝規(guī)程

的基本知識(shí)第12章工藝規(guī)程

的基本一目的與要求理解掌握機(jī)械加工工藝的基本概念、基本理論。熟練掌握制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則和方法、步驟。一目的與要求理解掌握機(jī)械加工工藝的基本概念、基本理論。二教學(xué)內(nèi)容機(jī)械加工工藝過程的基本概念

機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂中的幾個(gè)主要問題

二教學(xué)內(nèi)容機(jī)械加工工藝過程的基本概念

三重點(diǎn)與難點(diǎn)生產(chǎn)過程和工藝過程，工藝過程及組成，工序、工步、工位、安裝等概念粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)的概念和粗精定位基準(zhǔn)的選擇原則加工余量的概念，工序順序安排的原則尺寸鏈及計(jì)算三重點(diǎn)與難點(diǎn)生產(chǎn)過程和工藝過程，工藝過程及組成，工序、工12.1機(jī)械加工工藝過程的基本概念12.1.1生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程的實(shí)質(zhì)是由原材料（或半成品）變?yōu)楫a(chǎn)品的過程。因此一個(gè)工廠的生產(chǎn)過程，又可按車間分成若干個(gè)車間的生產(chǎn)過程。生產(chǎn)過程包括：產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、原材料的運(yùn)輸和保管、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配和調(diào)試、檢驗(yàn)和試車、噴漆和包裝等。12.1機(jī)械加工工藝過程的基本概念12.1.1生產(chǎn)過程

12.1.2工藝過程及組成

1．機(jī)械加工工藝過程工藝過程：是指把生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和物理、力學(xué)性能等，使其成為成品或半成品的過程。機(jī)械加工工藝過程：用機(jī)械加工的方法，直接改變?cè)牧匣蛎鞯男螤?、尺寸和性能等，使之變?yōu)楹细窳慵?。將零件裝配成部件或產(chǎn)品的過程，稱為裝配工藝過程。12.1.2工藝過程及組成1．機(jī)械加工工藝過程

2．機(jī)械加工工藝過程的組成

機(jī)械加工工藝過程由一個(gè)或若干個(gè)順次排列的工序組成，每一個(gè)工序又可分為若干個(gè)安裝、工位、工步和走刀。（1）工序：一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)（或一臺(tái)機(jī)床），對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為一個(gè)工序。劃分工序的主要依據(jù)是工作地（或設(shè)備）是否變動(dòng)和加工是否連續(xù)。

2．機(jī)械加工工藝過程的組成機(jī)械加工工

圖12-1階梯軸當(dāng)單件小批生產(chǎn)時(shí)，其加工工藝及工序劃分如表12-1所示。當(dāng)中批量生產(chǎn)時(shí)，其工序劃分如表12-2所示。第章工藝規(guī)程的基本知識(shí)課件

表12-1階梯軸加工工藝過程（單件小批生產(chǎn)）表12-2階梯軸加工工藝過程（中批量生產(chǎn)）工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1車端面、打頂尖孔、車全部外圓、切槽與倒角車床2銑鍵槽、去毛刺銑床3磨外圓外圓磨床工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1銑端面、打頂尖孔銑端面打中心孔機(jī)床4去毛刺鉗工臺(tái)2車外圓、切槽與倒角車床5磨外圓外圓磨床3銑鍵槽銑床表12-1階梯軸加工工藝過程（單件小批生

（2）工步與復(fù)合工步

工步是工序的組成單位。在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，稱工步。圖12-2所示。當(dāng)同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的幾個(gè)表面進(jìn)行加工時(shí)，則為復(fù)合工步。圖12-3所示。（2）工步與復(fù)合工步工步是工序的組成單位。在被加工的表面

圖12-2底座零件的孔加工工序圖12-3復(fù)合工步圖12-2底座零件的孔加工工序

（3）走刀

在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面需切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進(jìn)行一次切削就是一次走刀。一個(gè)工步可包括一次或幾次走刀。（3）走刀

（4）安裝

工件在加工前，在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具應(yīng)有一個(gè)正確的位置（定位），然后再予以?shī)A緊的過程稱為安裝。每一個(gè)工序可能有一次安裝，也可能有幾次安裝。表12-2的工序3，一次安裝即銑出鍵槽；而在工序2中，為了車削全部外圓表面則最少需兩次安裝。在同一工序中，安裝次數(shù)應(yīng)盡量少，既可以提高生產(chǎn)效率，又可以減少由于多次安裝帶來(lái)的加工誤差。（4）安裝工件在加工前，在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具應(yīng)有一

（5）工位

為了減少工件安裝的次數(shù)，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后在幾個(gè)不同位置進(jìn)行加工。此時(shí)，工件在機(jī)床上占據(jù)的每一個(gè)加工位置稱為工位。如圖12-4所示，四個(gè)工位加工。

圖12-4多工位加工工位I-裝卸工件，工位Ⅱ-鉆孔工位Ⅲ-擴(kuò)孔，工位Ⅳ-鉸孔（5）工位為了減少工件安裝的次數(shù)，常采用各種回轉(zhuǎn)工作

12.1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1．生產(chǎn)綱領(lǐng)產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品和廢品的數(shù)量，因此對(duì)一個(gè)工廠來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的產(chǎn)量和零件的產(chǎn)量是不一樣的。12.1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1．生產(chǎn)綱領(lǐng)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算：

N=Q·n（1＋a%十β%）式中N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件／年）；

Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)／年）；

n——每臺(tái)產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量（件／臺(tái)）；

a——零件的備件百分率；

β——零件的廢品百分率。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算：

2．生產(chǎn)類型

生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類（可參照表12-3），一般分為：（1）單件生產(chǎn)

單個(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復(fù)。例如，重型機(jī)器制造、專業(yè)設(shè)備制造和新產(chǎn)品試制等。2．生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車

（2）

成批生產(chǎn)

一年中分批地生產(chǎn)相同的零件，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。每批投入或產(chǎn)出同一零件的數(shù)量稱為批量。

成批生產(chǎn)又可分為小批、中批、大批生產(chǎn)三種類型。（2）

成批生產(chǎn)一年中分批地生產(chǎn)相同的零件，

（3）大量生產(chǎn)

大量生產(chǎn)是在機(jī)床上長(zhǎng)期重復(fù)地進(jìn)行某一零件某一工序的加工。

例如，汽車、拖拉機(jī)、軸承和自行車等產(chǎn)品及零件的制造多屬于大量生產(chǎn)。

（3）大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)是在機(jī)床上長(zhǎng)期重復(fù)表12-3劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)表12-3劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)表12-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征表12-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征

12.2機(jī)械加工工藝規(guī)程12.2.1機(jī)械加工工藝規(guī)程概述

1．工藝規(guī)程的作用

①工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(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(kuò)建工廠或車間的基本資料12.2機(jī)械加工工藝規(guī)程12.2.1機(jī)械加工工

2．工藝文件的格式

將工藝規(guī)程的內(nèi)容填入一定格式的卡片，即成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和加工依據(jù)的工藝文件。（1）機(jī)械加工工藝過程綜合卡片在單件小批生產(chǎn)中，通常不編制其他較詳細(xì)的工藝文件，而是以這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。工藝過程綜合卡片的格式見表12-5。2．工藝文件的格式將工藝規(guī)程的內(nèi)容填入一定格式的

表12-5機(jī)械加工工藝過程綜合卡片表12-5機(jī)械加工工藝過程綜合卡片

（2）機(jī)械加工工藝卡片

（3）機(jī)械加工工序卡片

它是用來(lái)指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術(shù)人員掌握整個(gè)零件加工過程的一種主要技術(shù)文件，廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和小批生產(chǎn)中的重要零件。格式見表12-6。。

該卡片則更詳細(xì)地說(shuō)明零件的各個(gè)工序應(yīng)如何進(jìn)行加工。格式見表12-7。（2）機(jī)械加工工藝卡片（3）機(jī)械加工工序卡片它是用來(lái)表12-6機(jī)械加工工藝卡片表12-6機(jī)械加工工藝卡片表12-7機(jī)械加工工序卡片表12-7機(jī)械加工工序卡片

12.2.2制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟

1．制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則

即在保證質(zhì)量的前提下，爭(zhēng)取最好的經(jīng)濟(jì)效益。制訂時(shí)，應(yīng)從以下幾方面考慮：①技術(shù)上的先進(jìn)性②經(jīng)濟(jì)上的合理性③有良好的勞動(dòng)條件12.2.2制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟1．制定機(jī)

2．制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟

制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要步驟大致如下：①分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖；②確定毛坯的制造方法和形狀；③選擇定位基準(zhǔn)；

④擬定工藝路線；⑤確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差；⑥確定各工序的設(shè)備、刀、夾、量具和輔助工具；⑦確定切削用量和工時(shí)定額；⑧確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；⑨填寫工藝文件。2．制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程

12.3機(jī)械加工工藝規(guī)程制定中的幾個(gè)主要問題12.3.1零件圖的工藝分析

1．零件的技術(shù)要求分析包括下列幾個(gè)方面：1）加工表面的尺寸精度；2）主要加工表面的形狀精度；3）主要加工表面之間的相互位置精度；4）各加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求；5）熱處理要求及其他要求(如動(dòng)平衡等)。

2．零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析可參照表12-812.3機(jī)械加工工藝規(guī)程制定中的幾個(gè)主要問題12.表12-8零件機(jī)械加工工藝性對(duì)比的一些實(shí)例表12-8零件機(jī)械加工工藝性對(duì)比的一些實(shí)例

12.3.2毛坯的選擇

機(jī)械加工中常見的毛坯有鑄件、鍛件、型材、沖壓件、冷或熱軋件和焊接件等。合理地選擇毛坯，有利于降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率。具體選擇參見第4章。

毛坯尺寸與零件尺寸的差值稱為毛坯加工余量；毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差。

12.3.2毛坯的選擇機(jī)械加工中常見的

12.3.3定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩類。采用毛坯上未經(jīng)加工的表面來(lái)定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。采用已加工表面作為定位基準(zhǔn)表面，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。12.3.3定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩1．粗基準(zhǔn)的選擇遵循以下幾個(gè)原則：（1）某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)。如圖12-5所示。（2）選取零件上重要的加工表面作為粗基準(zhǔn)，以便在精加工時(shí)可以保證該表面余量均勻。如圖12-6所示。（3）對(duì)于所有表面都需要加工的零件，應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，這樣可以避免因加工余量不足而造成的廢品。如圖12-7所示。（4）選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)，不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可靠、誤差小。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，原則上只能使用一次。1．粗基準(zhǔn)的選擇遵循以下幾個(gè)原則：（1）某些表面不需加工，則圖12-5套的粗基準(zhǔn)選擇圖12-6床身加工圖12-7階梯軸的粗基準(zhǔn)選擇圖12-5套的粗基準(zhǔn)選擇圖12-6床身加工圖12-7

2．精基準(zhǔn)的選擇

選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度，特別是加工表面的相互位置精度，以及裝夾的方便可靠。選擇時(shí)應(yīng)遵循下列原則：(1)基準(zhǔn)重合原則(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則(3)互為基準(zhǔn)原則(4)自為基準(zhǔn)原則2．精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)是保證加工精度基準(zhǔn)重合原則

直接選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合原則。a）b）c）圖12-8設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位誤差

用調(diào)整法銑削C面時(shí)，B面是C面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),A面是C面的定位基準(zhǔn)，二者基準(zhǔn)不重合原則，則產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。大小為

基準(zhǔn)重合原則直接選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重

12.3.4工藝路線的擬定1．加工方法的選擇2．加工階段的劃分3.工序的劃分4．工序順序的安排12.3.4工藝路線的擬定1．加工方法的選擇

1．加工方法的選擇選擇時(shí)應(yīng)從以下幾方面加以考慮：①各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度②工件材料的性質(zhì)③工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸④根據(jù)生產(chǎn)類型⑤根據(jù)本企業(yè)（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)水平1．加工方法的選擇選擇時(shí)應(yīng)從以下幾方面加以考慮：

2．加工階段的劃分

工藝過程按加工性質(zhì)和目的的不同可劃分為下列幾個(gè)階段。①粗加工階段②半精加工階段③精加工階段④光整加工階段2．加工階段的劃分工藝過程按加工性質(zhì)和目的的不同可

3．工序的劃分工序集中工序分散將若干個(gè)工步集中在一個(gè)工序內(nèi)完成，因此一個(gè)工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。

采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機(jī)床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機(jī)床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作也較復(fù)雜。工序的數(shù)目多，工藝路線長(zhǎng)，每個(gè)工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一個(gè)工序內(nèi)只包括一個(gè)簡(jiǎn)單的工步。

工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整容易、操作簡(jiǎn)單，但專用性強(qiáng)。3．工序的劃分工序集中工序分散將若干個(gè)工步集中

4．工序順序的安排(1）機(jī)械加工順序的安排(2）熱處理工序的安排(3）輔助工序的安排

4．工序順序的安排(1）機(jī)械加工順序的安排(1）機(jī)械加工順序的安排①基面先行②先主后次③先粗后精④先面后孔⑤配套加工(1）機(jī)械加工順序的安排①基面先行(2）熱處理工序的安排

（1）預(yù)備熱處理它包括退火、正火、調(diào)質(zhì)等。其目的是改善切削加工性能，消除毛坯制造時(shí)的殘余應(yīng)力。其工序位置多在粗加工前后。（2）消除殘余應(yīng)力處理常用的有人工時(shí)效、退火等，一般安排在粗、精加工之間進(jìn)行。（3）最終熱處理常用的為淬火-回火，此外還有各種化學(xué)熱處理(滲碳淬火、滲氮、液體碳氮共滲等)。一般安排在精加工前后，目的是提高零件的強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。(2）熱處理工序的安排（1）預(yù)備熱處理它包括退火、正（3）輔助工序的安排

檢驗(yàn)工序在每個(gè)工序中，操作者都必須自行檢驗(yàn)。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場(chǎng)合還要安排獨(dú)立檢驗(yàn)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。

輔助工序包括工件的檢驗(yàn)、去毛刺、清洗和涂防銹油等。其中檢驗(yàn)工序?qū)ΡＷC產(chǎn)品質(zhì)量有極重要的作用。（3）輔助工序的安排檢驗(yàn)工序在每個(gè)工序中，操作者都必須自12.3.5加工余量的確定1．加工余量的概念

毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差稱為表面的加工總余量，而相鄰兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量，兩者關(guān)系如下：

（12-2）式中：——工序數(shù)量。12.3.5加工余量的確定1．加工余量的概念（1）單邊余量

圖12-9單邊基本余量

對(duì)于外表面(如圖12-9a)所示)：

z=a-b(12-3)對(duì)于內(nèi)表面(如圖12-9b)所示)：

z=b-a(12-4)式中：a--前工序的基本尺寸；b--本工序的基本尺寸。（1）單邊余量圖12-9單邊基本余量對(duì)于外表面(（2）雙邊余量

a）外表面加工b）內(nèi)表面加工圖12-10雙邊基本余量對(duì)于外表面(如圖12-10a)所示)：2z=da-db(12-5)對(duì)于內(nèi)表面(如圖12-10b)所示)：2z=Db-Da(12-6)式中：

da,Da--前工序的基本尺寸；db,Db—本工序的基本尺寸；

（2）雙邊余量對(duì)于外表面(如圖12-10a)所示)：

2．影響加工余量的因素影響加工余量的因素有：前工序（或毛坯）表面的加工痕跡和缺陷層前工序的尺寸公差前工序的相互位置公差本工序加工時(shí)的安裝誤差及熱處理變形量等。2．影響加工余量的因素影響加工余量的因素有：

3．確定加工余量的方法計(jì)算法經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法查表修正法

3．確定加工余量的方法計(jì)算法

12.3.6尺寸鏈1.尺寸鏈的基本概念

在一個(gè)零件或一臺(tái)機(jī)器的結(jié)構(gòu)中，總有一些相互聯(lián)系的尺寸，這些相互聯(lián)系的尺寸按一定順序連接成一個(gè)封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。如圖12-11所示。尺寸鏈具有封閉和相關(guān)兩大特性。a）b）圖12-11尺寸鏈12.3.6尺寸鏈1.尺寸鏈的基本概念

（2）尺寸鏈的分類（1）按應(yīng)用場(chǎng)合分類

尺寸鏈分為裝配尺寸鏈（見圖12-11a））、零件尺寸鏈（見圖12-11b））和工藝尺寸鏈（見圖12-11c））。（2）按各環(huán)所在空間位置分類

尺寸鏈分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。（3）按各環(huán)尺寸的幾何特性分類

尺寸鏈分為長(zhǎng)度尺寸鏈和角度尺寸鏈。

（2）尺寸鏈的分類（1）按應(yīng)用場(chǎng)合分類

2．分析計(jì)算尺寸鏈的方法

尺寸鏈計(jì)算是根據(jù)結(jié)構(gòu)或工藝上的要求，確定尺寸鏈中各