《金屬工藝學(第2版)》教學講義 第20章 機械加工工藝規(guī)程的制訂

第20章機械加工工藝規(guī)程的制訂

課題名稱：生產過程的基本概念工藝規(guī)程及其制訂的原則

授課時數(shù)：2

教學目的、要求：

1.熟悉生產過程的基本概念；

2.了解工藝規(guī)程及其制訂原則、原始資料、制訂步驟；

教學重點、難點：

生產過程的基本概念

教學過程：

（一）復習提問

1、加工中心的主要加工對象及加工要點

2、電火花線切割加工與電火花成型加工的不同之處

（二）導入新課、授新課

20.1生產過程的基本概念

一、生產綱領與生產類型

1.生產綱領

工廠在一年中制造產品的數(shù)量，就是該產品的生產綱領。

2.生產類型

⑴單件生產

⑵大量生產

⑶批量生產

二、生產過程和加工工藝過程

1.生產過程

2.加工工藝過程

機械加工工藝過程是利用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，

使其轉變?yōu)槌善返倪^程。為便于敘述，以下將機械加工工藝過程簡稱為工藝過程。

三、工藝過程的組成

1.工序

一個（或一組）工人，在一個工作地點（或一臺機床上），對一個（或一組）零件連

續(xù)加工所完成的那部分工藝過程，稱為工序。

2.工步

在一個工序中，當加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不

變的情況下所完成的那部分工藝過程稱為工步。以上三種囚素中任一囚素改變后，即成為

新的工步。

3.走刀

在一個工步內，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可分為幾次切削，刀具每次工

件表層去一層金屬為一次走刀。

4.安裝

使工件在機床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。

5.工位

1.獲得尺寸精度的方法

⑴試切法通過試切一小段一測量一調刀一再試切，反復進行，達到規(guī)定尺寸的加

工方法稱為試切法。試切法的生產率低，加工精度取決于工人的技術水平，故常用于單件

小批生產。

⑵調整法先調整好刀具的位置，然后以不變的刀具位置加工一批零件的方法稱為

調整法，也稱為定距加工。調整法加工生產率較高，精度較穩(wěn)定，常用于批量和大量生產。

⑶定尺寸刀具法通過刀具的尺寸來保證加工表面的尺寸精度，這種方法叫定尺寸

刀具法。如鉆孔、較孔、拉孔均屬于定尺寸刀具法，這種方法生產率較高，操作簡便，加

工精度也較穩(wěn)定。

（4）自動控制法通過自動測量和數(shù)字控制裝置，在達到尺寸精度時自動停止加工的

一種加工尺寸控制方法。

2.獲得形狀精度的方法

⑴刀尖軌跡法通過刀尖的運動軌跡來獲得形狀精度的方法稱為刀尖軌跡法。所以

獲得的形狀精度取決于刀具和工件間相對成型運動的精度。

⑵成型法利用成型刀具對工件加工獲得形狀希度的方法稱為成型法。

⑶展成法利用刀具和工件作展成切削運動形成包絡面，從而獲得形狀精度的方法

稱為展成法（或瞬心包絡法）。

3.獲得位置精度的方法（工件安裝的定位方法）

⑴直接找正定位法一般只用于單件小批生產。

⑵劃線找正定位法一般用于批量不大、形狀復雜而笨重的工件或低精度毛坯的加

工。

⑶夾具定位法工件在夾具中定位，不需要找正，其定位精度高而且穩(wěn)定，裝卸方

便省時。應用于批量和大量生產。

20.2工藝規(guī)程及其制訂的原則

一、工藝規(guī)程

1.機械加工工藝過程卡

2.機械加工工藝卡

3.機械加工工序卡

二、工藝規(guī)程的作用

工藝規(guī)程是指導工人操作和用于生產、工藝管理二作及保證產品質量可靠性的主要技

術文件，又是新產品投產前進行生產準備和技術準備的依據(jù)和新建、擴建車間或工廠的原

始資料。此外，先進的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進經驗的作用。典型和標準的工藝規(guī)

程能縮短工廠的生產準備時間。

三、制訂工藝規(guī)程的原則

制訂工藝規(guī)程的基本原則是：所制訂的工藝規(guī)程，能在一定的生產條件下，以最快的

速度、最少的勞動量和最低的費用，可靠地加工出符合要求的零件。

四、制訂工藝規(guī)程的原始資料

⑴產品圖樣和產品驗收的質量標準。

⑵產品的生產綱領（年產量）。

⑶毛坯圖或毛坯供應資料。

（4）本廠的生產條件包括生產車間面積，加工設備的種類、規(guī)格、型號，現(xiàn)場起重

能力，工裝制造能力，工人的操作技術水平和操作習慣特點，質量控制和檢測手段等。

⑸國內外同類產品工藝技術的參考資料。

五、制訂工藝規(guī)程的步驟

⑴熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)和生產條件，確定零件的生產綱領和生產類

型，進行零件的結構工藝性分析。

⑵確定毛坯，包括選擇毛坯類型及其制造方法。

⑶擬定工藝路線。這是制訂工藝規(guī)程的關鍵。

⑷確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及其公差。

⑸確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。

⑹確定各工序的切削用量和時間定額。

⑺進行技術經濟分析，選擇最佳方案。

⑻填寫工藝文件。

（三）課堂小結

1、生產綱領與生產類型

2、工藝規(guī)程的作用

3、制訂工藝規(guī)程的原則

4、制訂工藝規(guī)程的原始資料

5、制訂工藝規(guī)程的步驟

（四）課堂作業(yè)

1、2、3、4、5

課題名稱：制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題

授課時數(shù)：2

教學目的、要求：

理解制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題

教學重點、難點：

制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題

教學過程：

（-）復習提問

1、生產綱領與生產類型

2、工藝規(guī)程的作用

3、制訂工藝規(guī)程的原則

4、制訂工藝規(guī)程的原始資料

5、制訂工藝規(guī)程的步驟

（二）導入新課、授新課

20.3制訂工藝規(guī)程時要解決的主要問題

一、零件的工藝分析

1.檢查產品圖樣的完整性和正確性

2.審查零件的結構工藝性

3.零件的技術要求分析

（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）加工表面的表面粗糙度以及表面質量方面的其他要求。

（5）熱處理要求。

（6）其他要求（如動平衡、未注圓角或倒角、去毛刺、毛坯要求等）。

二、毛坯的選擇

確定毛坯時要考慮下列因素：

1.零件的材料及其力學性能

2.零件的形狀和尺寸

3.生產類型

4.生產條件

5.充分考慮利用新工藝、新技術和新材料的可能性

三、基準的選擇

1.基準的概念及分類

基準：確定零件上的某些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面。它往往是計算、

測量或標注尺寸的起點。

⑴設計基準

⑵工藝基準在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準。按用

途不同又可分為定位基準、工序基準、測量基準和裝配基準等。

①定位基準在加工時，用以確定零件在機床上或夾具中的正確位置所采月的基準,

稱為定位基準。

②工序基準在工藝文件上用以標定被加工表面位置的基準，稱為工序基準。

③測量基準零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準，稱為測量基準。

④裝配基準裝配時用以確定零件在機器中位置的基準，稱為裝配基準。

2.定位基準的選擇

選擇定位基準時，是從保證零件加工精度要求出發(fā)的，囚此，定位基準的選擇應先選

擇精基準面，再選擇粗基準。

⑴精基準的選擇的原則

①基準重合的原則

②基準統(tǒng)一原則

③互為基準原則

@自為基準原則

⑵粗基準的選擇原則

①選擇與加工表面間有較高位置精度要求的毛面為粗基準，并盡可能在一次安裝中

加工較多的表面。

②選擇工件上余量較少的表面為粗基準，這樣可保證該表面在加工時有足夠的余量。

③以工件上某些要求余量均勻的重要表面為粗基準。

④作為粗基準的表面，應盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位準確、夾緊可

靠。

⑤粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。因為毛坯面粗糙且精度低，重復使用將

產生較大的誤差。

四、工藝路線的擬訂

1.表面加工方法的選擇

2.加工階段的劃分

3.工序的集中與分散

⑴工序集中工序集中是把零件上較多的加工內容集中在一道工序中進行，整個工

藝過程由數(shù)量較少的工序組成。。

⑵工序分散工序分散是將零件各個表面加工分得很細，在每道工序中加工內容很

少，最大限度的工序分散是每一工序只有簡單的一個工步，而整個工藝過程工序數(shù)量多。

⑶確定工序集中與分散的程度單件小批生產采用組織集中，以便簡化生產組織工

作。大批、大量生產可采用較復雜的集中，如多刀、多軸機床、各種高效組合機床和自動

機床加工；對一些結構較簡單的產品，如軸承生產，也可采用分散的原則。成批生產應盡

可能采用效率較高的機床，如六角車床、多刀半自動車床、數(shù)控機床、加工中心等，使工

序適當集中。

4.加工順序的安排

⑴切削加工順序的安排原則總的原則是前面工序為后續(xù)工序創(chuàng)造條件，作好基準

準備。具體原則有：

①先粗后精

②先主后次

③先面后孔

④基準先行

⑵熱處理工序的安排

①正火、退火一般安排在粗加工之前。

②時效處理一般安排在粗加工之前后，對于精密零件，要進行多次時效處理。

③調質一般安排在粗加工之后。

④最終熱處理常用的有：淬火、滲碳淬火、滲氮等。它們的主要目的是提高零件

的硬度和耐磨性。常安排在精加工（磨削）之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零

件變形很小，也可以安排在精加工之后。

⑶輔助工序的安排

五、設備與工藝裝備的選擇

1.設備的選擇

⑴機床精度與工件精度相適應

⑵機床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應

⑶與現(xiàn)有加工條件相適應

2.工藝裝備的選擇

⑴夾具的選擇單件小批生產應首先采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、虎鉗、

分度頭等。有組合夾具站的，可采用組合夾具。大批天量生產為了提勞動生產率應采用專

用高效夾具。多品種中、小批量生產可采用可調夾具或成組夾具。

⑵刀具的選擇一般優(yōu)先采用標準刀具。若采用機械集中時，應采用各種高效的專

用刀具、復合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應符合加工要求。

⑶量具的選擇單件小批生產應廣泛采用通用量具，如游標卡尺、百分尺和千分表

等。大批大量生產應采用極限量規(guī)和高效專用檢驗夾具和量儀等。

六、確定加工余量

確定工序余量應包括下列各項：

⑴工序余量必須大于上道工序的尺寸公差，才能保證消除上道工序的幾何形狀誤差。

⑵上道工序加工后各表面相互位置偏差（軸心