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机械制造设计基础 工艺规程6-1 6-1 机械加工工艺概述机械加工工艺概述一、生产过程和机械加工工艺过程一、生产过程和机械加工工艺过程1.1.机器的生产过程机器的生产过程 机器的生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。机器的生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。一般机器的生产过程包括：一般机器的生产过程包括：原材料的运输、保管；原材料的运输、保管；生产技术准备生产技术准备；毛坯的制造毛坯的制造；零件的加工零件的加工（含热处理）；（含热处理）；机器的装配机器的装配；机器的油漆、包装等。机器的油漆、包装等。2021/2/282一、生产过程和机械加工工艺过程一、生产过程和机械加工工艺过程1.1.机器的生产过程机器的生产过程2.2.工艺过程工艺过程 在生产过程中，直接改变生产对象的尺寸、形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过在生产过程中，直接改变生产对象的尺寸、形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。程。工艺过程是生产过程的一部分，它包括毛坯的制造、热处理、机械加工和产品的装配。工艺过程是生产过程的一部分，它包括毛坯的制造、热处理、机械加工和产品的装配。2021/2/283一、生产过程和机械加工工艺过程一、生产过程和机械加工工艺过程1.1.机器的生产过程机器的生产过程2.2.工艺过程工艺过程3.3.机械加工工艺过程机械加工工艺过程 用机械加工方法，按一定顺序逐步地改变生产对象（原材料或毛坯）的尺寸、形状和表面质量、材用机械加工方法，按一定顺序逐步地改变生产对象（原材料或毛坯）的尺寸、形状和表面质量、材料性能，使其成为合格零件的过程。料性能，使其成为合格零件的过程。2021/2/284一、生产过程和机械加工工艺过程一、生产过程和机械加工工艺过程1.1.机器的生产过程机器的生产过程2.2.工艺过程工艺过程3.3.机械加工工艺过程机械加工工艺过程4.4.辅助过程（辅助工艺过程）辅助过程（辅助工艺过程）指将原材料变为成品间接相关的过程。指将原材料变为成品间接相关的过程。如如:生产准备、工艺装备的制造维修生产准备、工艺装备的制造维修机床维修机床维修运输、保管等。运输、保管等。2021/2/2856-1 6-1 机械加工工艺概述机械加工工艺概述二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序 机械加工工艺过程是由若干工序组成。每一工序又可依次细分为安装、工位、工步和工作行程。机械加工工艺过程是由若干工序组成。每一工序又可依次细分为安装、工位、工步和工作行程。是指一个（或一组）工人，在一台设备上（或一个工作地点），对同一个（或同时对几个）工件所是指一个（或一组）工人，在一台设备上（或一个工作地点），对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程（加工过程）。连续完成的那部分工艺过程（加工过程）。工序是组成机械加工工艺过程的基本单元。工序是组成机械加工工艺过程的基本单元。2021/2/2862021/2/2872021/2/2882021/2/289二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序2.2.安装安装 在同一工序中，工件在机床上每装夹一次所完成的那部分工序内容，称为安装。在同一工序中，工件在机床上每装夹一次所完成的那部分工序内容，称为安装。一个工序可以包括一次或几次安装。一个工序可以包括一次或几次安装。2021/2/28102021/2/2811二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序 2.2.安装安装3.3.工步工步 指加工表面、切削工具和切削用量中的转速、进给量均不变的条件下所完成的那部分工序内容。指加工表面、切削工具和切削用量中的转速、进给量均不变的条件下所完成的那部分工序内容。一道工序可以包括几个工步，一道工序可以包括几个工步，也可以只有一个工步。也可以只有一个工步。如：粗车、精车如：粗车、精车切削速度、进给量改变，切削速度、进给量改变，则为两个工步则为两个工步2021/2/2812特例：特例：用用同一把刀具一次加工完全相同的多个表面同一把刀具一次加工完全相同的多个表面，且切削用量不变，则，且切削用量不变，则视为一个工步视为一个工步；如，如，一次钻削发兰盘上的多个孔，为一个工步。一次钻削发兰盘上的多个孔，为一个工步。2021/2/2813特例：特例：用同一把刀具一次加工完全相同的多个表面，且切削用量不变，则视为一个工步；用同一把刀具一次加工完全相同的多个表面，且切削用量不变，则视为一个工步；采用复合刀具同时切削时，称为采用复合刀具同时切削时，称为复合工步复合工步；2021/2/28142021/2/2815特例：特例：用同一把刀具一次加工完全相同的多个表面，且切削用量不变，则视为一个工步；用同一把刀具一次加工完全相同的多个表面，且切削用量不变，则视为一个工步；采用复合刀具同时切削时，称为复合工步；采用复合刀具同时切削时，称为复合工步；辅助工步：辅助工步：由人（或设备）连续完成的不改变工件尺寸、形状、表面粗度等，但它由人（或设备）连续完成的不改变工件尺寸、形状、表面粗度等，但它是完成工步所必须的是完成工步所必须的工序内容。工序内容。如，如，换刀过程换刀过程2021/2/2816二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序 2.2.安装安装 3.3.工步工步4.4.工作行程（走刀）工作行程（走刀）加工工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工步内容称为工作行程（或走刀）。加工工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工步内容称为工作行程（或走刀）。由于余量过大，或由于其他原因，需要同一由于余量过大，或由于其他原因，需要同一刀具用相同转速和进给量（切削深度可能不同）刀具用相同转速和进给量（切削深度可能不同）对同一表面进行多次切削。对同一表面进行多次切削。2021/2/2817二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序 2.2.安装安装 3.3.工步工步 4.4.工作行程工作行程5.5.工位工位 在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床变换加工位置，工件在机床上在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床变换加工位置，工件在机床上所占据的每一个位置所完成的那部分工序内容称为工位。所占据的每一个位置所完成的那部分工序内容称为工位。采用多工位加工可以减少工件安装次数，缩短辅助时采用多工位加工可以减少工件安装次数，缩短辅助时间，提高生产效率。间，提高生产效率。2021/2/2818二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序 2.2.安装安装 3.3.工步工步 4.4.工作行程工作行程5.5.工位工位 在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床变换加工位置，工件在机床上在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床变换加工位置，工件在机床上所占据的每一个位置所完成的那部分工序内容称为工位。所占据的每一个位置所完成的那部分工序内容称为工位。采用多工位加工可以减少工件安装次数，缩短辅助时采用多工位加工可以减少工件安装次数，缩短辅助时间，提高生产效率。间，提高生产效率。2021/2/28196-1 6-1 机械加工工艺概述机械加工工艺概述三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点1.1.生产纲领生产纲领 企业在计划期内，生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。企业在计划期内，生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。生产批量：指一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。生产批量：指一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。2021/2/2820三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点1.1.生产纲领生产纲领 零件的年生产纲领零件的年生产纲领 零件的生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。零件的生产纲领是包括备品和废品在内的年产量。N=Qn(1 N=Qn(1)式中式中:N-:N-零件的年生产纲领，年零件的年生产纲领，年/件；件；Q-Q-产品的年产量，台产品的年产量，台/年；年；n-n-每台产品中，该零件的数量，件每台产品中，该零件的数量，件/台；台；-零件的备品率，零件的备品率，%；-零件的废品率，零件的废品率，%。2021/2/2821三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点2.2.生产类型生产类型 指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。单件生产单件生产成批生产：成批生产：小批生产、中批生产、大批生产小批生产、中批生产、大批生产大量生产大量生产 依据生产批量的大小、产品投入生产的连续性，可大致分为三种生产类型：依据生产批量的大小、产品投入生产的连续性，可大致分为三种生产类型：2021/2/2822三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点2.2.生产类型生产类型2021/2/2823三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点3.3.不同生产类型的工艺特点不同生产类型的工艺特点 1 1）单件小批生产）单件小批生产 如，如，重型机器、造船、专用设备的制造和新产品试制等。重型机器、造船、专用设备的制造和新产品试制等。企业单个或少量地制造不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。企业单个或少量地制造不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。2021/2/2824三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点3.3.不同生产类型的工艺特点不同生产类型的工艺特点 1 1）单件小批生产）单件小批生产 2 2）大批大量生产）大批大量生产 如，如，汽车、轴承、标准件等的制造。汽车、轴承、标准件等的制造。产品的数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。产品的数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。2021/2/2825三、生产类型及工艺特点三、生产类型及工艺特点3.3.不同生产类型的工艺特点不同生产类型的工艺特点 1 1）单件小批生产）单件小批生产 2 2）大批大量生产）大批大量生产 3 3）成批生产）成批生产 如，如，机床、工程机械、通用产品等的制造。机床、工程机械、通用产品等的制造。一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。2021/2/28266-1 6-1 机械加工工艺概述机械加工工艺概述四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程1.1.工艺规程工艺规程 工艺规程是规定产品或零部件的制造工艺过程和操作方法等的工艺文件（生产技术文件）。工艺规程是规定产品或零部件的制造工艺过程和操作方法等的工艺文件（生产技术文件）。主要内容：主要内容：工艺路线工艺路线；各工序的具体加工内容、要求及说明；各工序的具体加工内容、要求及说明；切削用量；切削用量；时间定额；时间定额；使用的机床设备；使用的机床设备；使用的使用的工艺装备工艺装备等。等。2021/2/2827四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程1.1.工艺规程工艺规程工艺路线：工艺路线：指产品或零部件在生产过程中，由指产品或零部件在生产过程中，由毛坯毛坯准备到准备到成品成品入库经过企业各部门或工序入库经过企业各部门或工序的先后顺序的先后顺序。工艺装备：工艺装备：指产品制造过程中所用各种工具的总称。包括刀具、量具、磨具、夹具、辅助工具等。指产品制造过程中所用各种工具的总称。包括刀具、量具、磨具、夹具、辅助工具等。2021/2/2828四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程1.1.工艺规程工艺规程2.2.工艺规程的作用工艺规程的作用指导生产指导生产：生产计划、调度；：生产计划、调度；生产技术准备、生产管理的依据生产技术准备、生产管理的依据：工夹量具、组织安排、成本核算等；：工夹量具、组织安排、成本核算等；工厂、车间、厂房等设计的依据；工厂、车间、厂房等设计的依据；技术交流、经验积累的主要文件形式。技术交流、经验积累的主要文件形式。2021/2/2829工艺过程综合卡片工艺过程综合卡片 以以工序为单位工序为单位，简要说明产品或零部件的加工过程。，简要说明产品或零部件的加工过程。适宜单件小批生产适宜单件小批生产四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程3.3.工艺规程的格式工艺规程的格式2021/2/2830 3.3.工艺规程的格式工艺规程的格式工艺过程综合卡片工艺过程综合卡片机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片 以以工序为单位工序为单位，详细说明零件的加工机械工艺过程。，详细说明零件的加工机械工艺过程。广泛用于广泛用于成批生产成批生产、单件小批生产中较重要的零件或工序。、单件小批生产中较重要的零件或工序。四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程2021/2/2831 3.3.工艺规程的格式工艺规程的格式工艺过程综合卡片工艺过程综合卡片机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片机械加工工序卡片机械加工工序卡片 以以工步为单位工步为单位，详细说明零件，详细说明零件单道工序单道工序加工所需的资料，一般附有工序简图。加工所需的资料，一般附有工序简图。广泛用于广泛用于大批大量生产大批大量生产、成批生产中较重要的零件或工序。、成批生产中较重要的零件或工序。四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程2021/2/28322021/2/28332021/2/28342021/2/2835 4.4.工艺规程的设计原则工艺规程的设计原则 在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的工作量、最低的成本，安全可靠的加工出符合图纸要在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的工作量、最低的成本，安全可靠的加工出符合图纸要求的工件。求的工件。四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程技术上的先进性技术上的先进性经济上的合理性经济上的合理性使用（生产）上的安全性使用（生产）上的安全性2021/2/2836 5.5.制定工艺规程的原始资料制定工艺规程的原始资料产品的零件图，必要的装配图产品的零件图，必要的装配图产品的质量验收标准产品的质量验收标准产品的生产纲领和生产类型产品的生产纲领和生产类型毛坯的生产条件和供应情况毛坯的生产条件和供应情况本厂的生产条件本厂的生产条件同类产品的生产技术状况同类产品的生产技术状况各有关的手册、标准、指导性文件各有关的手册、标准、指导性文件四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程2021/2/2837 6.6.制定工艺规程的步骤制定工艺规程的步骤准备各种必要的技术资料准备各种必要的技术资料图纸的工艺性分析和工艺性审查图纸的工艺性分析和工艺性审查计算生产纲领、确定生产类型计算生产纲领、确定生产类型确定毛坯种类、形状、尺寸及公差确定毛坯种类、形状、尺寸及公差 四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程主要阶段：主要阶段：准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。2021/2/2838 6.6.制定工艺规程的步骤制定工艺规程的步骤确定加工方法及加工路线确定加工方法及加工路线选择定位基准选择定位基准确定加工工作顺序确定加工工作顺序进行工序组合进行工序组合插入热处理及辅助工序，完善工艺过程插入热处理及辅助工序，完善工艺过程四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程主要阶段：主要阶段：准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。2021/2/2839 6.6.制定工艺规程的步骤制定工艺规程的步骤确定各工序的加工余量确定各工序的加工余量确定工序尺寸和公差确定工序尺寸和公差选择机床及工艺装配选择机床及工艺装配确定切削用量确定切削用量确定时间定额确定时间定额四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程主要阶段：主要阶段：准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。2021/2/2840 6.6.制定工艺规程的步骤制定工艺规程的步骤四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程主要阶段：主要阶段：准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。准备工作、拟定工艺过程、工序设计、技术经济分析、填写工艺文件。2021/2/28416-2 6-2 零件的工艺性与毛坯的选择零件的工艺性与毛坯的选择审查技术要求是否合理审查技术要求是否合理 主要指加工表面尺寸、形状、位置精度、表面粗糙度等是否合理。主要指加工表面尺寸、形状、位置精度、表面粗糙度等是否合理。审查结构工艺性是否合理审查结构工艺性是否合理一、零件的工艺性一、零件的工艺性 含义：含义：指在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。指在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。零件的加工工艺性分析主要包括：零件的加工工艺性分析主要包括：2021/2/28422021/2/28432021/2/28442021/2/28452021/2/28462021/2/28472021/2/28482021/2/28492021/2/28502021/2/28512021/2/28522021/2/28536-2 6-2 零件的工艺性与毛坯的选择零件的工艺性与毛坯的选择 机械制造中所用毛坯，主要有以下几种：机械制造中所用毛坯，主要有以下几种：铸件铸件 、锻件、型材、锻件、型材 、焊接件、焊接件 二、毛坯的选择二、毛坯的选择 毛坯毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工的生产对象。是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工的生产对象。1.1.毛坯的种类毛坯的种类2021/2/2854 选择毛坯制造方法时应考虑下列因素：选择毛坯制造方法时应考虑下列因素：生产类型生产类型工件的结构和尺寸工件的结构和尺寸 工件的机械加工性能要求工件的机械加工性能要求 工件的工艺性能（可锻性及可塑性）要求工件的工艺性能（可锻性及可塑性）要求 二、毛坯的选择二、毛坯的选择 2.2.毛坯制造方法的选择毛坯制造方法的选择 2021/2/2855说明：说明：双点划线双点划线经切削加工后的表面，交叉剖面经切削加工后的表面，交叉剖面线线加工余量；加工余量；尺寸包括加工总余量。为清楚起见，可在毛坯尺寸包括加工总余量。为清楚起见，可在毛坯图上标出成品尺寸，但应加括号，并只标注基本尺寸图上标出成品尺寸，但应加括号，并只标注基本尺寸（如（如300300）；）；二、毛坯的选择二、毛坯的选择 2.2.毛坯图毛坯图 可用符号表示初次机械加工工序的基准面；可用符号表示初次机械加工工序的基准面；注出材料的规格及其必要的技术条件；注出材料的规格及其必要的技术条件；标注需检验的主要尺寸及其公差，一些次要尺寸可不标注公差。标注需检验的主要尺寸及其公差，一些次要尺寸可不标注公差。2021/2/2856