机械加工工艺规程的制定.ppt

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第五章机械加工工艺规程的制定本章内容讲述了制定机械加工工艺规程的步骤和方法；重点讨论了机械加工工艺过程设计中的主要问题（定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的确定）；简要分析了工艺过程的经济性。

学习要求学习要求:

掌握机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法（定位基准的选择原则，加工方法的选择原则，工序划分及加工顺序安排的原则，确定余量的原则和方法，确定工序尺寸及公差的方法，工艺尺寸链原理及应用等）。

第一节概述一、工艺规程的作用一、工艺规程的作用1、定义定义：

规定产品或零部件制造工艺过程和操规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为作方法等的工艺文件称为工艺规程工艺规程。

其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程机械加工工艺规程。

工艺规程工艺规程是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。

工艺规程工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。

2、工艺规程的作用：

、工艺规程的作用：

（1）指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件：

起生产的指导作用；

（2）是生产组织和生产管理的依据是生产组织和生产管理的依据：

即生产计划、调度、工人操作和质量检验等的依据；（3）是新建或扩建工厂或车间主要技术资料是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。

总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。

生产前用它做生产的准备生产的准备，生产中用它做生产的指挥生产的指挥，生产后用它做生产的检验。

生产的检验。

二、工艺规程的设计步骤二、工艺规程的设计步骤1、准备阶段、准备阶段2、工艺分析阶段、工艺分析阶段3、毛坯的选用、毛坯的选用4、工艺路线拟定、工艺路线拟定5、确定工序所用设备及工装、确定工序所用设备及工装6、确定各工序的加工余量、加工尺寸及其公差、确定各工序的加工余量、加工尺寸及其公差7、确定切削用量和时间定额、确定切削用量和时间定额8、确定关键工序的检验方法、确定关键工序的检验方法9、填写工艺文件、填写工艺文件表5-4各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件13级以下13级以下1115101281181171081079911大一般大大一般较小较小小很小小很小较小各种材料钢材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量第二节机械加工路线的制定一、定位基准的选择定位基准的选择定位基准又分为粗定位基准粗定位基准和精定位基准。

精定位基准。

粗基准粗基准：

以未加工过的表面进行定位的基准称粗以未加工过的表面进行定位的基准称粗基准，也就是第一道工序所用的定位基准为基准，也就是第一道工序所用的定位基准为粗基粗基准准。

精基准精基准：

以已加工过的表面进行定位的基准称以已加工过的表面进行定位的基准称精精基准基准。

选择定位基准主要是为了保证零件加工表面之间以及加工表面与未加工表面之间的相互位置精度，因此定位基淮的选择应从有相互位置精度要求的表面间去找。

1、粗基准的选择粗基准的选择在零件加工过程的第一道工序，定位基准必然是毛坯表面，即粗基准。

选择粗基准时应从以下几个方面考虑：

（1）某些表面不需加工，则应选择其中与加工某些表面不需加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。

（此原则简称：

相互位置原则此原则简称：

相互位置原则）

（2）选择要求加工余量小而均匀的重要表面为选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量工余量。

（此原则简称：

余量均匀原则此原则简称：

余量均匀原则）（3）选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为选择比较平整、光滑、有足够大面积的表面为粗基准。

粗基准。

该表面不允许有浇、冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。

（此原则简称：

光滑此原则简称：

光滑平整原则平整原则）（4）粗基准在同一定位方向上只允许在零件加工工粗基准在同一定位方向上只允许在零件加工工序中使用一次，不允许重复使用序中使用一次，不允许重复使用。

（此原则简称：

此原则简称：

一次使用原则一次使用原则）因为粗基准的精度和粗糙度都很差，如果重复使用，则不能保证工件相对刀具的位置在重复使用粗基准的工序中都一致，因而影响加工精度。

2、精基准的选择、精基准的选择选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。

因此，要遵循以下几个原则：

（1）基准重合的原则基准重合的原则尽量选择工序基准（或设计基准）为定尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准位基准。

这样可以减少由于定位基准转化引起的加工误差。

（2）基准统一的原则基准统一的原则尽可能使各个工序的定位基准相同尽可能使各个工序的定位基准相同。

如轴类零件的整个加工过程中大部分工序都以两个顶尖孔为定位基准；齿轮加工的工艺过程中大部分工序以内孔和端面为定位基准；箱体加工中，若批量较大，大部分工序以平面和两个销孔为定位基准。

基准不变的好处是，可使各工序所用的夹具统一，从而减少了设计和制造夹具的时间和费用，加速了生产准备工作，降低了生产成本；多数表面用同一组定位基准进行加工，避免因基准转换过多带来的误差，有利于保证其相互位置精度；由于基准不变就有可能在一次装夹中加工许多表面，使各表面之间达到很高的位置精度，又可避免由于多次装夹带来的装夹误差和减少多次装载工件的辅助时间，有利于提高生产率。

图5-7以顶面和两销孔定位镗孔支架（3）互为基准，反复加工的原则互为基准，反复加工的原则当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个表面互当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度个表面之间相互位置精度。

如加工套筒类，当内、外圆柱表面的同轴度要求较高时，先以孔定位加工外圆，再以外圆定位加工孔，反复加工几次就可大大提高同轴度精度。

又如加工精密齿轮，当齿面经高频淬火后磨削时，因轮齿表面淬火层很薄，为保证磨削余量均匀，采用先以齿面为基准磨削内孔，再以内孔表面定位磨削齿面。

轴径轴径主轴零件精基准选择（4）自为基准的原则自为基准的原则当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。

如精铰孔时，铰刀与主轴采用浮动连接，加工时是以孔本身为定位基准。

又如磨削车床床身导轨面车床床身导轨面时，常在磨头上装百分表以导轨面本身为基准来找正工件，或者用观察火花的方法来找正工作。

再如精镗连杆小头孔，以自身定位自身定位。

先在小头孔中安装活动定位销，定位夹紧后，再将定位销从孔中拔出来。

应用这种精基准加工工件，只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面间的相互位置精度，后者应由先行工序保证。

（5）应能使工作装夹稳定可靠、夹具简单应能使工作装夹稳定可靠、夹具简单一般常采用面积大、精度较高和粗糙度较一般常采用面积大、精度较高和粗糙度较低的表面为精基准低的表面为精基准。

加工箱体类和支架类零件时常选用装配基准为精基准，因为装配基准多数面积大、装夹稳定、方便，设计夹具也较简单。

上述有关粗、精基准选择原则中的每一项，上述有关粗、精基准选择原则中的每一项，只说明某一方面问题，在实际应用中，有只说明某一方面问题，在实际应用中，有时不能同时兼顾。

因此要根据零件的生产时不能同时兼顾。

因此要根据零件的生产类型及具体的生产条件，并结合整个的工类型及具体的生产条件，并结合整个的工艺路线进行全面考虑，抓住主要矛盾，灵艺路线进行全面考虑，抓住主要矛盾，灵活运用上述原则，正确选择粗、精基准。

活运用上述原则，正确选择粗、精基准。

二、表面加工方法的选择

（1）各种加工方法的经济加工精度和粗糙度各种加工方法的经济加工精度和粗糙度不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用途各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。

即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。

（2）加工方法和加工方案的选择加工方法和加工方案的选择首先要根据每个加工表面的技术要求，首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案确定加工方法及加工方案。

研磨IT5Ra0.0080.32超精加工IT5Ra0.010.32砂带磨IT5Ra0.010.16精密磨削IT5Ra0.0080.08抛光Ra0.0081.25金刚石车IT56Ra0.021.25滚压IT67Ra0.161.25精磨IT67Ra0.161.25精车IT78Ra1.255粗磨IT89Ra1.2510半精车IT1011Ra2.512.5粗车IT1213Ra1080外圆表面的典型加工工艺路线珩磨IT56Ra0.041.25研磨IT56Ra0.0080.63粗镗IT1213Ra520钻IT1013Ra580半精镗IT1011Ra2.510粗拉IT910Ra1.255扩IT913Ra1.2540精镗IT79Ra0.635粗磨IT911Ra1.2510精拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra0.3210金刚镗IT57Ra0.161.25精磨IT78Ra0.080.63滚压IT68Ra0.011.25手饺IT5Ra0.081.25孔的典型加工工艺路线平面典型加工工艺路线抛光Ra0.0081.25研磨IT56Ra0.0080.63精密磨IT56Ra0.040.32半精铣IT811Ra2.510精铣IT68Ra0.635高速精铣IT67Ra0.161.25导轨磨IT6Ra0.161.25精磨IT68Ra0.161.25宽刀精刨IT6Ra0.161.25粗磨IT810Ra1.2510精刨IT68Ra0.635半精刨IT811Ra2.510半精车IT811Ra2.510粗铣IT1113Ra520粗刨IT1113Ra520砂带磨IT56Ra0.010.32金刚石车IT6Ra0.021.25刮研Ra0.041.25精车IT68Ra1.255粗车IT1213Ra1080精拉IT69Ra0.322.5粗拉IT1011Ra520决定加工方法时要考虑被加工材料的性质决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。

例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。

选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题济性的问题。

在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。

例如，平面和孔可用拉削加工，轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工，盘类或套类零件可用单能车床加工等。

甚至在大批、大量生产中可以从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工的工作量。

例如，用粉末冶金制造的油泵齿轮，用失蜡浇注制造柴油机上的小尺寸零件等。

在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。

提高单件小批生产的生产率亦是目前机械制造工艺的研究课题之一。

例如，在车床上装液压仿型刀架，采用数控车床或采用成组加工方法，单件试制新产品时，甚至采用加工中心机床等。

选择加工方法还要