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上海凯士比泵有限公司工艺文件
上海凯士比泵有限公司
加工工艺规范
该工艺规范适用于本公司普通车床、数控机床、钻床、磨床、刨床、铣床等。
§概述
一．机械加工工艺过程的组成
1.工序——工人，在工作地对工件所连续完成的工艺过程。
2．安装——经一次装夹后所完成的工序内容
装夹——定位——加工前工件在机床或夹具上占据一正确的位置
夹紧——使正确位置不发生变化
增加安装误差
增加装夹时间——应尽量减少安装次数
3．工位——工件与工装可动部分相对工装固定部分所占的位置
多工位加工——提高生产率、保证加工面间的相互位置精度
4．工步——加工表面和加工工具不变条件下所完成的工艺过程
一次安装中连续进行的若干相同的工步→1个工步
用几把不同刀具或复合刀具加工→复合工步
5．走刀——每进行一次切削——1次走刀

二．工艺规程
1．工艺规程的作用——①指导生产
②组织生产和管理生产
③新建、扩建或改建工厂及车间
2．工艺规程的设计原则——①技术上的先进性
②经济上的合理性
③良好的劳动条件

§机械加工工艺规程设计
一．零件的工艺分析
1．零件技术要求分析
①加工表面的尺寸精度
②主要加工表面的形状精度
③主要加工表面之间的相互位置精度
④各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求
⑤热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）。
1）零件的视图、技术要求是否齐全——主要技术要求和加工关键
2）零件图所规定的加工要求是否合理
3）零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理
2．零件结构及其工艺性分析
①结构组成——内外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、齿形面、成形面
②结构组合——轴类、套筒类、盘环类、叉架类、箱体类
★分析刚度及其方向
③结构工艺性——保证使用要求的前提下，能否以高生产率和低成本制造
二．毛坯的选择
1．毛坯种类的选择
铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件
2．确定毛坯的形状和尺寸——尽量与零件接近
毛坯加工余量——毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值——加工总余量
毛坯公差——毛坯制造尺寸的公差
①为工件安装稳定，有些毛坯需工艺凸台
②为加工方便，一些零件作整体毛坯——半圆形零件→合成整圆
小零件（垫圈）→合成1件
3．选择毛坯时应考虑的问题
①零件的材料及力学性能要求——铸铁、有色金属→铸
重要件→锻
②零件的结构形状与尺寸——复杂件→铸
小台阶轴→棒料，大台阶轴→锻
③生产纲领的大小——大批量→先进方法
④现有生产条件
⑤采用新工艺、新技术、新材料
三．定位基准选择
1．基准的概念——确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面
(1)设计基准——零件图上的基准——尺寸→尺寸线的起点
相互位置→基准符号
(2)工艺基准——工艺中用的基准——①工序基准
②定位基准
③测量基准
④装配基准
2.定位基准的选择——毛坯面定位→粗基准
已加工面定位→精基准
(1)精基准的选择——可靠保证主要加工表面间的相互位置精度
1）基准重合原则——选设计基准为定位基准
2）基准统一原则——尽可能在多数工序中用一组精基准定位
3）定位稳定准确，简单方便的原则——选面大、精度高的面为精基准
4）互为基准原则——为加工余量均匀，位置精度高——反复加工
5）自为基准原则——要求余量小而均匀——选加工面本身为精基准
●辅助基准——人为制造的基准——工艺需要而作的工艺凸台、中心孔
提高精度——一面两孔定位
(2)粗基准选择——可靠方便地加工精基准
1）保证不加工面与加工面间的位置关系——选择不加工面作粗基准
2）定位稳定可靠，简单方便——选大面、平整面，无缺陷
3）合理分配各面加工余量——①应保证各加工面有足够的余量
②某些重要面使其加工余量均匀
4）同一方向上的粗基准原则上只允许使用一次
●基准选择——具体情况具体分析，综合考虑，灵活运用，正确选择

【例】选择支架零件的精基准和粗基准
◆零件分析——加工面——底面、顶面、φ16H7孔、2-φ10孔、直槽、圆弧槽
主要加工要求——φ16H7、对称度0.1、32±0.1、28±0.1
◆基准分析——底面——顶面、φ16H7孔高度方向的设计基准
φ16H7孔轴线——直槽、圆弧槽、2-φ10孔的设计基准。
◆精基准选择：
底面——限制3个自由度（、、）
①基准重合（底面是顶面、φ16H7孔高度方向的设计基准）
②基准统一（在大多数工序中使用）
③定位稳定可靠、夹具结构简单（定位面积大且平整）。
φ16H7孔——限制2个自由度（、）
①基准重合（直槽、圆弧槽、2-φ10孔的设计基准）
②基准统一（在大多数工序中使用）
③定位稳定可靠，夹具结构简单。
左边φ10孔——限制1个自由度（）
①基准重合（与φ16H7中心连线是直槽、圆槽、右φ10夹角的设计基准）
②基准统一（在大多数工序中使用）
③定位稳定可靠，离φ16H7中心远，转角误差小，夹具结构简单
◆粗基准的选择：
φ40外圆——限制4个自由度（、、、）
①保证加工面与不加工面间的位置关系（φ16H7与外圆壁厚均匀）
②定位稳定可靠、夹紧方便（定位面平整光洁、可用三爪卡盘装夹）
K面——限制1个自由度（）
①保证加工面与不加工面间的位置关系（保证尺寸12）
②定位方便（直接靠在三爪卡盘卡爪上）。
左边R10外缘——限制1个自由度（）
①保证加工面与不加工面间的位置关系（φ10孔中心与外圆对称）

四．工艺路线的拟订
1．表面加工方法和加工方案的选择
（1）加工面的技术要求——经济精度——正常工作条件下所达到的加工精度
（2）工件材料的性质及热处理
（3）工件的形状和尺寸
（4）结合生产类型考虑生产率和经济性
（5）现有生产条件
2．加工阶段的划分
粗加工阶段——尽快切除余量——高生产率
半精加工阶段——继续减少加工余量，为精加工作准备，次要面加工
精加工阶段——达到要求的加工精度和表面粗糙度
光整加工和超精密阶段——降低表面粗糙度值
原因：①保证加工质量
②合理使用设备
③便于安排热处理
④及时发现毛坯缺陷，保护精加工表面
★加工阶段划分——针对零件加工的整个过程、针对主要加工面
3．工序集中与工序分散
工序集中——工序少，内容多
——装夹次数少，位置精度高，设备数量少，工人少
工序分散——工序多，内容少
——设备工装简单，调整方便，切削用量合理；设备多，工人多
4．加工顺序的安排
（1）机械加工顺序的安排——①先基准后其它
②先粗后精
③先主后次、穿插进行
④先面后孔
●基准加工→主要面粗加工→次要面加工→主要面半精加工
→次要面加工→修基准→主要面精加工
（2）热处理工序的安排
1）预备热处理——正火和退火——粗加工前
时效处理——粗加工前、后
调质处理——粗加工后，半精加工前
2）最终热处理——淬火——精加工、磨削前
渗碳淬火——半精加工后
渗氮——尽量靠后
表面处理（电镀及氧化）——最后
●毛坯制造→退火或正火→主要面粗加工→次要面加工
→调质（或时效）→主要面半精加工→次要面加工
→淬火（或渗碳淬火）→修基准→主要面精加工
（3）辅助工序的安排
检验——粗加工后，精加工0前；转车间前后；重要工序前后，完工后
去毛刺——钻、铣、刨、拉后，淬火前
辅助工序——清洗、防锈、去磁、平衡等
五．加工余量的确定
1．加工余量的概念
（1）工序余量——切除的金属层厚度——等于前后工序尺寸之差
被包容面：Zb=a-b
包容面：Zb=b-a
外圆表面：2Zb=da-db
内孔表面：2Zb=db-da
（2）总加工余量ZΣ =各工序加工余量之和 =毛坯尺寸与零件尺寸之差 =毛坯余量
●单向入体原则——被包容面——基本尺寸为最大极限尺寸，上偏差为零
包容面——基本尺寸为最小极限尺寸，下偏差为零
孔与孔（平面）间距离尺寸——对称分布
毛坯尺寸——正负分布
●工序余量的变动范围 =前后工序尺寸公差之和

2．影响最小加工余量的因素
（1）前工序的表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Ha
（2）前工序的尺寸公差Ta
（3）前工序的相互位置偏差ρa
（4）本工序加工时的安装误差εb
3．确定加工余量的方法——①计算法
②查表修正法
③经验估算法

六．工序尺寸的确定
●余量法
①确定各工序基本余量及各工序经济加工精度
②从后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸
③按“单向入体原则”确定各工序尺寸公差
●基准不重合时，必须用尺寸链的原理进行分析计算
七．机床及工艺装备的确定
1.机床的确定
1）机床规格尺寸应与工件尺寸相适应
2）机床的精度应与加工精度相适应
3）机床生产率应与生产类型相适应——单件小批生产→通用设备
大批量生产→高效专用设备
4）机床的选择应结合现场的实际情况——类型，设备负荷，排列等
2.工艺装备的确定
(1)夹具的选择
单件小批生产→通用夹具，组合夹具
大批量生产→高效和自动化专用夹具
多品种中小批量生产→可调夹具、成组夹具
◆夹具的精度——与工件加工精度相适应
(2)刀具的选择——优先选用标准刀具 高效复合刀具、专用刀具
◆刀具的类型、规格及精度——与工件加工要求相适应
(3)量具的选择
单件小批量生产——通用量具
大批量生产——高效专用量具--极限量规、专用量具和测量仪器
◆量具的量程和精度——与工件结构尺寸和精度相适应
八．确定切削用量和时间定额
1.切削用量的选择
单件小批生产——不规定 批量较大——严格地确定
粗加工——保证高生产率
大的背吃刀量，较大的进给量，合理的切削速度
精加工——保证加工精度和表面质量
较小的背吃刀量和进给量、合理的切削速度。
组合机床、自动机床——比一般低一些
2．时间定额——生产1件产品或完成1道工序所耗的时间
（1）单件时间定额Tp
①基本时间Tb——直接改变对象的尺寸形状、位置、状态或性质所耗的时间
直接切除余量所耗时间（含切入切出时间）
②辅助时间Ta——实现基本工艺所进行的各种辅助动作所耗的时间
装卸、开停机、进退刀、改变切削用量、试切和测量等
◆基本时间+辅助时间=作业时间
③布置工作地时间Ts——工作班内照管工作地所耗的时间，作业时间2～7%
调整更换刀具、修整砂轮、润滑擦试机床、清理切屑
④休息与生理需要时间Tr——工作班内满足生理需要所耗的时间，
作业时间2～4%
⑤准备和终结时间Te——为生产一批产品准备和结束工作所耗的时间
Tp =Tb+Ta+Ts+Tr+

（2）提高生产率的措施
1)缩减基本时间Tb 外圆车削：Tb=
①增大切削用量——硬质合金——200m/min，陶瓷刀具——500m/min
金刚石、立方氮化硼刀具——普通钢材——900m/min
↘淬火钢或高镍合金钢——90m/min
高速磨削——80m/s；强力磨削深度——6～30mm
②减少或重合切削行程长度——多刀多刃加工
多件加工——顺序加工
平行加工
平行顺序加工
③减小切削加工余量Z——毛坯精化
粉末冶金、压力铸造、精密铸造、精锻、冷挤压、热挤压等
冷挤压齿轮代替剃齿
2）缩短辅助时间——直接缩减、间接缩减
①直接缩减辅助时间——大批量生产——先进高效夹具
单件小批量生产——成组夹具或通用夹具
主动测量法——加工过程中测量工件实际尺寸，并主动控制
数字显示装置——显示尺寸变化、刀具位移量
②间接缩减辅助时间——使辅助时间与基本时间重合
转位移位工作台或多根心轴——加工时间内装卸工件
主动测量或数字显示装置——使测量时间与基本时间重合
（3）缩短布置工件地时间——减少调刀对刀时间
快换刀夹、刀具微调机构、专用对刀样板、对刀块
（4）缩短准备和终结时间——扩大零件批量和减少调整机床、工装的时间
成批生产——缩短安装刀具、调整机床的时间，扩大零件批量
中小批生产——零件通用化和标准化，或采用成组技术
十．编制工艺规程文件
①机械加工工艺过程卡片——成批生产
工艺路线——工序名称、内容、车间工段、机床工艺装备名称、时间定额
②机械加工工序卡片——大批量生产、中批关键件、小批关键工序
工序加工要求——细实线画工件外形（加工面用粗实线表示）
本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技术要求
定位基准、夹压位置和方式

§3-3工艺尺寸链
一．工艺尺寸链的概念
1．尺寸链的定义——互相联系的，按一定顺序排列成的封闭尺寸图形
①封闭性——首尾相接
②工艺性——随工艺方案变化而变
2．工艺尺寸链的组成: 封闭环——最后自然形成的尺寸，A0
组成环——直接获得的尺寸
↘增环——该环增大，封闭环相应增大，
减环——该环增大，封闭环相应减小，
3．增、减环的判定方法——设封闭环为减环方向，沿减环方向绕尺寸链顺次画箭头，
即为各组成环方向
4．工艺尺寸链的建立
①封闭环的确定——间接得到
②组成环的查找——从定位面到加工面的尺寸——直接得到
二．工艺尺寸链计算的基本公式
1．封闭环基本尺寸=所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和

2．封闭环上偏差=所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和

3．封闭环下偏差=所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和
4．封闭环公差=各组成环公差之和

三．工艺尺寸链的应用
1.基准不重合时工序尺寸及公差的确定
（1）测量基准与设计基准不重合时尺寸的换算
【例】尺寸不便测量，改测量孔深A2 ，通过（A1）间接
保证尺寸（A0），求工序尺寸A2及偏差。
解:①画尺寸链
②封闭环A0=， 增环A1=， 减环A2
③计算封闭环基本尺寸： 10 = 50 - A2 ∴ A2=40
封闭环上偏差： 0 = 0 - EI2 ∴ EI2=0
封闭环下偏差： 0.36 = -0.17 - ES2 ∴ ES2=0.19

④验算封闭环公差 T0=0.36 ， T1+ T2 =0.17+0.19=0.36 计算正确
（2）定位基准与设计基准不重合时尺寸的换算
【例】A、B、C面已加工。以A面定位镗孔，求工序尺寸及偏差。
解:①画尺寸链
②封闭环A0=
增环A2= ，A3
减环A1=
③计算封闭环基本尺寸： 100 = 40 + A3 - 240 ， ∴ A3=300
封闭环上偏差： 0.15 = 0 + ES3 - 0 ， ∴ ES3=0.15
封闭环下偏差： -0.15 =-0.06+EI3 - 0.1 ， ∴ EI3=0.01
=300.08±0.07
④验算封闭环公差 T0=0.3 ， T1+ T2+ T3=0.10+0.06+0.14=0.30 计算正确
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