引入了工藝過程組成的概念；講述了制定機械加工工藝規(guī)程

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1、第9章 機械制造工藝規(guī)程設計,,本章內容: 介紹了生產過程、工藝過程； 引入了工藝過程組成的概念； 講述了制定機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法； 重點討論了機械加工工藝過程設計中的主要問題(定位基準的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)； 簡要分析了工藝過程的經(jīng)濟性。 學習要求: 熟悉機械加工工藝過程； 理解工序、安裝、工位、工步及走刀的含義； 掌握機械加工工藝過程設計的基本原理、原則和方法(定位基準的選擇原則，加工方法的選擇原則，工序劃分及加工順序安排的原則，確定余量的原則和方法，確定工序尺寸及公差的方法，工藝尺寸鏈原理及應用等)。,內 容 提 要,生產過程,11.1.1 生產過程,從原

2、材料或半成品到成品制造出來的各有關勞動過程的總和稱為生產過程。,相關的過程： 產品的設計，包括產品的研究、開發(fā)、設計； 生產準備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設備的設計與制造等； 原材料(或設備、工裝、標準件等)的購置、運輸、檢驗、保管； 毛坯制造； 零件的機械加工及熱處理； 產品裝配與調試、性能試驗以及產品的包裝、發(fā)運等工作。 提示 生產過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成，這有利于專業(yè)化生產，提高生產率、保證產品質量、降低生產成本。,11.1 零件制造的工藝過程,11.1.2 機械加工工藝過程,用機械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱

3、為機械加工工藝過程，又稱工藝路線或工藝流程。 將零件裝配成部件或產品的過程，稱為裝配工藝過程。,11.1.2.1 工藝過程 組成,機械加工工藝過程,,工藝過程是由一個或若干個依次排列的工序所組成，毛坯依次通過這些工序就變成了成品或半成品。,(1)工序 一個(或一組)工人，在一個固定的工作地點(一臺機床或一個鉗工臺)，對一個(或同時對幾個)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。它是工藝過程的基本單元，又是生產計劃和成本核算的基本單元。工序的安排的組成與零件的生產批量有關 (單件小批、大批大量)。,工藝過程組成,工藝過程組成,(2)安裝 工件在加工前，在機床或夾具中相對刀具應有一個正

4、確的位置并給予固定，這個過程稱為裝夾，一次裝夾所完成的那部分加工過程稱為安裝。安裝是工序的一部分。 在同一工序中，安裝次數(shù)應盡量少，既可以提高生產效率，又可以減少由于多次安裝帶來的加工誤差。 (3)工位 為減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉工作臺或回轉夾具，使工件在一次安裝中，可先后在機床上占有不同的位置進行連續(xù)加工，每一個位置所完成的那部分工序，稱一個工位。,工藝過程組成,采用多工位加工，可以提高生產率和保證被加工表面間的相互位置精度。,工藝過程組成,(4)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、背吃刀量和進給量)、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序

5、，稱工步。 當其中有一個因素變化時，則為另一個工步。當同時對一個零件的幾個表面進行加工時，則為復合工步。 劃分工步的目的，是便于分析和描述比較復雜的工序，更好地組織生產和計算工時。 (5)走刀 被加工的某一表面，由于余量較大或其它原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對它進行多次加工，每加工一次，稱一次走刀。,11.1.2.2生產類型對工藝過程的影響,生產類型對工藝過程的影響,生產類型是指企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產專業(yè)化程度的分類，一般分為： 單件生產 單個地生產不同結構和不同尺寸的產品，并且很少重復。 成批生產 一年中分批地制造相同的產品，制造過程有一定的重復性

6、。 每批制造的相同產品的數(shù)量稱為批量。 成批生產又可分為：小批生產、中批生產和大批生產。 大量生產 產品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點經(jīng)常重復地進行某一個零件的某一道工序的加工。,生產類型對工藝過程的影響,工藝規(guī)程的作用及設計步驟,11.2 工藝規(guī)程的作用及設計步驟,1、 定義： 規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。 2、工藝規(guī)程的作用： (1) 指導生產的主要技術文件：起生產的指導作用； (2) 是生產組織和生產管理的依據(jù)：即生產計劃、調度、工人操作和質量檢驗等的依據(jù)； (3)

7、是新建或擴建工廠或車間主要技術資料。 生產前用它做生產的準備，生產中用它做生產的指揮，生產后用它做生產的檢驗。 3、工藝規(guī)程的設計步驟,生產綱領,4、生產綱領： 零件的生產綱領可按下式計算： N零=Nn(1)(1) 式中: N零零件的生產綱領(件/年)； N產品的生產綱領(臺/年)； n每臺產品中包含該零件的數(shù) 量(件/臺)； 該零件備件的百分率； 該零件廢品的百分率。 表5.6為劃分生產類型的參考數(shù)據(jù)。,表5.6 劃分生產類型的參考數(shù)據(jù),11.3 定位基準的選擇,在零件圖上或實際的零件上，用來確定一些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準。 11.3.1

8、基準的分類 11.3.1.1 設計基準 設計人員在零件圖上標注尺寸或相互位置關系時所依據(jù)的那些點、線、面稱為設計基準。見圖5.3(a) 。 11.3.1.2 工藝基準 零件在加工或裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準(也稱制造基準)。工藝基準按用途又可分為： (1)工序基準 在工序圖上標注被加工表面尺寸(稱工序尺寸)和相互位置關系時，所依據(jù)的點、線、面稱為工序基準。見圖5.3(b) 。,定位基準的選擇,(2)定位基準 工件在機床上加工時，在工件上用以確定被加工表面相對機床、夾具、刀具位置的點、線、面稱為定位基準。確定位置的過程稱為定位。見圖5.3(c) 加工軸類零件時，常以頂尖孔為定位基準。

9、加工盤類零件時，常以孔和端面為定位基準。見圖5.4。 (3)測量基準 在工件上用以測量己加工表面位置時所依據(jù)的點、線、面稱為測量基準，見圖5.3(c) 。 (4)裝配基準 在裝配時，用來確定零件或部件在機器中的位置時所依據(jù)的點、線、面稱為裝配基準。 如齒輪裝在軸上，內孔是它的裝配基準；軸裝在箱體孔上，則軸頸是裝配基準；主軸箱體裝在床身上，則箱體的底面是裝配基準。,定位基準的選擇,獲得加工精度的方法工件的裝夾,11.3.2 工件的裝夾與獲得加工精度的方法,11.3.2.1 工件的裝夾 (1)直接找正定位的裝夾 將工件直接放在機床上，工人可用百分表、劃線盤、直角尺等對被加工表面進行找正，確定工

10、件在機床上相對刀具的正確位置之后再夾緊。見圖5.5。 這種裝夾方法，找正困難且費時間，找正的精度要依靠生產工人的經(jīng)驗和量具的精度，因此多用于單件、小批生產或某些相互位置精度要求很高、應用夾具裝夾又難以達到精度的零件加工。,(2)按劃線找正裝夾 工件在切削加工前，預先在毛坯表面上劃出要加工表面的輪廓線，然后按所劃的線將工件在機床上找正、夾緊。 劃線時要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。 這種裝夾方法被廣泛用于單件、小批生產，尤其是用于形狀較復雜的大型鑄件或鍛件的機械加工。這種方法的缺點是增加了劃線工序，另外由于劃的線條本身有一定的寬度，劃線時又有劃線誤差，因此它

11、的裝夾精度低，一般在0.20.5 mm 之間。,工件的裝夾,(3)在夾具中裝夾 夾具固定在機床上，夾具本身有使工件定位和夾緊的裝置。工件在夾具上固定以后便獲得了相對刀具的正確位置。 這種裝夾方法方便、迅速、精度高且穩(wěn)定，廣泛用于成批生產和大量生產中。如圖5.1階梯軸的銑鍵槽工序，可將工件直接放在夾具體的v形塊上(見圖5.6)，不用找正就保證了工件相對刀具的位置，然后用壓板夾緊工件，便可進行銑鍵槽的工作。 對于某些零件(例如連桿、曲軸)，即使批量不大，但是為了達到某些特殊的加工要求，仍需要設計制造專用夾具。,工件的裝夾,尺寸精度的獲得方法,11.3.2.2 獲得加工精度的方法 (1)機械加工中

12、獲得工件尺寸精度的方法 試切法 即經(jīng)過數(shù)次試切、測量，直至達到要求尺寸。 定尺寸刀具法 用刀具的尺寸保證工件的加工尺寸。 調整法 預先調整好的刀具位置，然后加工一批工件。 自動控制法 自動測量 在工件達到要求時，自動測量裝使機床自動退刀并停止工作。 數(shù)字控制 尺寸的獲得(刀架的移動或工作臺的移動)由預先編制好的程序通過計算機數(shù)字控制裝置自動控制。,形狀精度的獲得方法,(2)機械加工獲得工件形狀精度的方法 軌跡法 由切削運動中刀尖軌跡形成被加工表面的形狀。 成形法 由成形刀具刀刃的幾何形狀切削出工件的形狀。 展成法 刀具和工件作展成切削運動時，由刀刃在被加工表面上的包絡面

13、形成成形表面。 (3)位置精度的獲得方法 一次裝夾獲得法 零件表面的位置精度在一次安裝中，由刀具相對于工件的成形運動位置關系保證。 多次裝夾獲得法 通過刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面之間的位置關系來保證零件表面的位置精度。 非成形運動法 利用人工，而不是依靠機床精度，對工件的相關表面進行反復的檢測和加工，使之達到零件的位置精度要求。,定位基準的分類,11.3.3 定位基準的選擇,定位基準又分為粗定位基準、精定位基準和輔助定位基準，分別簡稱為粗基準、精基準和輔助基準。 粗基準：以未加工過的表面進行定位的基準稱粗基準，也就是第一道工序所用的定位基準為粗基準。 精基準：以已加工過

14、的表面進行定位的基準稱精基準。 輔助基準：該基準在零件的裝配和使用過程中無用處，只是為了便于零件的加工而設置的基準稱輔助基準。如軸加工用的頂尖孔等。 選擇定位基準主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度，因此定位基淮的選擇應從有相互位置精度要求的表面間去找。,精基準的選擇,11.3.3.1 精基準的選擇 選擇精基準時主要考慮應保證加工精度并使工件裝夾得方便、準確、可靠。因此，要遵循以下幾個原則： (1)基準重合的原則 盡量選擇工序基準(或設計基準)為定位基準。這樣可以減少由于定位基準轉化引起的加工誤差。 圖5.7(a)是在鉆床上成批加工工件孔的工序簡圖

15、。 若選N面為尺寸B的定位基準 見圖5.7(b) ，鉆頭相對1面位置已調整好且固定不動，則加工這一批工件時尺寸B不受尺寸A變化的影響。 若選擇M面為定位基準 見圖5.7(c) ，鉆頭相對2面已調整好且固定不動，則加工的尺寸B要受到尺寸A變化的影響，使尺寸B精度下降。,精基準的選擇,(2)基準不變的原則 盡可能使各個工序的定位基準相同。 如軸類多以兩個頂尖孔為定位基準；齒輪加工以內孔和端面為定位基準；箱體加工以平面和兩個銷孔為定位基準。 各工序所用的夾具統(tǒng)一，減少了設計和制造夾具的時間和費用； 避免因基準轉換過多帶來的誤差，有利于保證其相互位置精度； 各表面之間達到很高的位置精度；

16、 避免多次裝夾帶來的裝夾誤差和減少多次裝載工件的輔助時間。 (3)互為基準，反復加工的原則 兩個表面互為基準反復加工，可以不斷提高定位基準的精度，保證兩個表面之間相互位置精度。 如加工套筒類，先以孔定位加工外圓，再以外圓定位加工孔，反復加工幾次就可大大提高同軸度精度。,精基準的選擇,(4)自為基準的原則 當精加工或光整加工工序要求余量小且均勻時，可選擇加工表面本身為精基準，以保證加工質量和提高生產率。 精鉸孔時，鉸刀與主軸采用浮動連接，加工時是以孔本身為定位基準。 磨削車床床身導軌面時，常在磨頭上裝百分表以導軌面本身為基準來找正工件，或者用觀察火花的方法來找正工件。 精鏜

17、連桿小頭孔，以自身定位。 自為基準加工只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的相互位置精度，后者應由先行工序保證。 (5)應能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單(圖5.8) 。,粗基準的選擇,11.3.3.2 粗基準的選擇 (1)選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。 (此原則簡稱：余量均勻原則) 例如，導軌面是車床床身的主要工作表面，要求在加工時切去薄而均勻的一層金屬，使其保留鑄造時在導軌面上所形成的均勻而細密的金相組織，以便增加導軌的耐磨性。另外，小而均勻的加工余量將使切削力小而均勻，因此引起的工件變形小，而且不易產生振動，從而有利于提高導軌

18、的幾何精度和降低表面粗糙度。見圖5.9,粗基準的選擇,(2)某些表面不需加工，則應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。(此原則簡稱：相互位置原則) 見下圖及圖5.10,余量不均勻 同軸,零件,余量均勻 不同軸,粗基準的選擇,(3)選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準。該表面不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可靠、誤差小。(此原則簡稱：光滑平整原則) (4)粗基準在同一定位方向上只允許在零件加工工序中使用一次，不允許重復使用。(此原則簡稱：一次使用原則) 因為粗基準的精度和粗糙度都很差，如果重復使用，則不能保證工件相對刀具的位置在重復使用粗基準的工序中都

19、一致，因而影響加工精度。,工藝路線的擬定,11.4 工藝路線的擬定,11.4.1 零件各表面的加工方法及使用設備的選擇 11.4.1.1 加工方法的選擇 (1)各種加工方法的經(jīng)濟加工精度和粗糙度 不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用途各不相同，所能達到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一樣，這是因為在加工過程中，將有各種因素對精度和粗糙度產生影響，如工人的技術水平、切削用量、刀具的刃磨質量、機床的調整質量等等。,在I、段應用此法加工是不經(jīng)濟的。 在段，加工方法與加工精度是相互適應的，加工誤差與成本基本上是反比

20、關系，可以較經(jīng)濟地達到一定的精度，段的精度范圍就稱為這種加工方法的經(jīng)濟精度。,加工方法的選擇,圖5.11 加工成本與精度的關系,某種加工方法的經(jīng)濟精度，是指在正常的工作條件下(包括完好的機床設備、必要的工藝裝備、標準的工人技術等級、標準的耗用時間和生產費用)所能達到的加工精度。 與經(jīng)濟加工精度相似，各種加工方法所能達到的表面粗糙度也有一個較經(jīng)濟的范圍。各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度、表面粗糙度以及表面形狀以及位置精度可查閱金屬機械加工工藝人員手冊。,加工方法的選擇,加工方法的選擇,(2)加工方法和加工方案的選擇 首先要根據(jù)每個加工表面的技術要求，確定加工方法及加工方案。 選擇零件表

21、面的加工方案必須在保證零件達到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產率和加工成本方面是最經(jīng)濟合理的。 表5.7、表5.8、表5.9分別介紹了機器零件的三種最基本的表面(外圓表面、內孔表面和平面)的較常用的加工方案及其所能達到的經(jīng)濟精度和表面粗糙度。,加工方法的選擇,隨著生產技術的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法所能達到的精度和表面質量也會提高。加工方法所達到的精度變化的曲線見圖。 例如，過去在外圓磨床上精磨外圓僅能達到IT6的公差和Ra0.20m的表面粗糙度。但是在采用適當?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M磨削工藝后，現(xiàn)在已能在普通外圓磨床上進行鏡面磨削，可達IT5以上精度、Ra0.100.0

22、12 m的表面粗糙度。 用金剛石刀車削，也能獲得Ra0.01m的表面。 在大批、大量生產中，為了保證高的生產率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。,決定加工方法時要考慮被加工材料的性質。 淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進行精加工。 選擇加工方法要考慮到生產類型，即要考慮生產率和經(jīng)濟性的問題。 在大批、大量生產中可采用專用的高效率設備和專用工藝裝備。 在大批、大量生產中可以從根本上改變毛坯的形態(tài)，大大減少切削加工的工作量。 在單件小批生產中，就采用通用設備、通用工藝裝備

23、及一般的加工方法。提高單件小批生產的生產率亦是目前機械制造工藝的研究課題之一。,加工方法的選擇,選擇加工方法還要考慮本廠(或本車間)的現(xiàn)有設備情況及技術條件。 關于加工方案可參考與表5.7相類似的表格來進行選擇。 【例題5.1】 表格應用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級，粗糙度Ra=1.63.2m，確定孔的加工方案。 查表5.8可有下面四種加工方案： 鉆擴粗鉸精鉸； 粗鏜半精鏜精鏜； 粗鏜半精鏜粗磨精磨； 鉆(擴)拉。,加工方法的選擇,方案用得最多，在大批、大量生產中常用在自動機床或組合機床上，在成批生產中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進行各個工步加工的機床上。該方案一般用

24、于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。 方案用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。 方案適用于淬火的工件。 方案適用于成批或大量生產的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。,加工方法的選擇舉例,11.4.1.2 設備的選擇 機床工作區(qū)域的尺寸應當與零件的外廓尺寸相適應。 機床的精度應該與工件要求的加工精度相適應。機床精度過低，不能滿足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費。 機床的功率、剛度和工作參數(shù)應該與最合理的切削用量相適應。 粗加工時選擇有

25、足夠功率和足夠剛度的機床，以免切削深度和進給量的選用受限制； 精加工時選擇有足夠剛度和足夠轉速范圍的機床，以保證零件的加工精度和粗糙度。 機床生產率應該與工件的生產類型相適應。 對于大批、大量生產，宜采用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床； 對于單件小批生產，一般選擇通用機床。,工藝路線的擬定,11.4.2 加工階段的劃分,粗加工階段：是加工開始階段，在這個階段中，盡量將零件各個被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個階段主要問題是如何提高生產率。 半精加工階段：這一階段為主要表面的精加工做好準備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。

26、在此階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。 精加工階段：在這個階段將切去很少的余量，保證各主要表面達到較高的精度和較低的粗糙度值(精度710級,Ra0.83.2m)。 光整加工階段：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度59級，Ra0.32m)，只從被加工表面上切除極少的余量。,工藝路線的擬定,將工藝過程劃分粗、精加工階段的原因是： 在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(夾渣、裂紋、氣孔等)； 粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內應力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工件

27、的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應在粗加工之后留有一定的時間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。 劃分加工階段可以合理使用機床，有利于長期保持精加工機床的精度。,加工階段的劃分,劃分加工階段可在各個階段中插入必要的熱處理工序。如在粗加工之后進行去除內應力的時效處理；在半精加工后進行淬火處理等。 在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對的。 例如加工重型工件時，不必劃分加工階段。由于不便于多次裝夾和運輸，可在粗加工后松開工件，讓其充分變形，再夾緊工件進行精加工，以提高加工的精度。 另外，如果工件的加工質量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯的質量較好而切除的余量不多，

28、則可不必劃分加工階段。,加工階段的劃分,11.4.3 工序的劃分,工序集中：將若干個工步集中在一個工序內完成，一個工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個工序內完成。最大限度的集中是在一個工序內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，也可以減少機床的數(shù)量，相應地減少工人的數(shù)量和機床的占地面積。但所需要的設備復雜，操作和調整工作也較復雜。 工序分散：工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個工序所包括的工步少。最大限度的分散是在一個工序內只包括一個簡單的工步。 工序分散可以使所需要的設備和工藝裝備結構簡單、調整容易、操作簡單，

29、但專用性強。,工序的劃分,在確定工序集中或分散的問題上，主要根據(jù)生產規(guī)模、零件的結構特點、技術要求和設備等具體生產條件綜合考慮后確定。 在單件小批生產中：一般采用通用設備和工藝裝備，盡可能在一臺機床上完成較多的表面加工，尤其是對重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運的次數(shù)，多采用工序集中的原則。 在成批生產中：盡可能采用效率高的通用機床(如六角機床)和專用機床，使工序集中。 在大批、大量生產中：常采用高效率的設備和工藝裝備，如多刀自動機床、組合機床及專用機床等，使工序集中，以便提高生產率和保證加工質量。但因工件特殊結構關系，各個表面不便于集中加工。如活塞、連桿等可采用效率高、結構簡單

30、的專用機床和工藝裝備，按工序分散的原則進行生產。,工序的劃分,11.4.4 工序的安排,11.4.4.1 加工順序的確定 工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基準面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。 根據(jù)上述原則，作為精基準的表面應安排在工藝過程開始時加工。精基準面加工好后，接著對精度要求高的主要表面進行粗加工和半精加工，并穿插進行一些次要表面的加工，然后進行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進行，這樣可避免已加工表面在運輸過程中碰傷，有利于保證加工精度。有時也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固

31、螺釘孔等。,工序的安排,11.4.4.2 熱處理及表面處理工序的安排 退火和正火 可以消除內應力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進行，有時正火也安排在粗加工后進行。 時效處理 對于大而復雜的鑄件，為了盡量減少由于內應力引起的變形，常常在粗加工后進行人工時效處理。粗加工前最好采用自然時效。 調質處理 可以改善材料的機械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進行，但也有安排在粗加工之前進行的。 淬火處理或滲碳淬火處理 可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進行，當用高頻淬火時也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進行。 表面處理

32、(電鍍及氧化) 可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進行。,工序的安排,11.4.4.3 檢驗工序的安排 檢驗工序是保證產品質量和防止產生廢品的重要措施。在每個工序中，操作者都必須自行檢驗。在操作者自檢的基礎上，在下列場合還要安排獨立檢驗工序： 粗加工全部結束后，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。 11.4.4.4 其它工序的安排 在工序過程中，還可根據(jù)需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。,工序的安排,11.5 加工余量的確定,11.5.1 加工余量的確定,為了保證零件圖上

33、某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為該表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。某表面的加工總余量Z總與該表面余量Zi之間的關系為： Z總=Z1+ Z2+ +Zi++Zn 式中 n--加工該表面的工序(或工步)數(shù)目。 工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質量、生產率和經(jīng)濟性。例如加工余量太小時，不易去掉上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太太時，會造成加工工時和材料的浪費，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產生變形，影響加工質量。,加工余量的確定,11.5.2 影響加工余量的因

34、素,11.5.2.1 上工序表面質量Ra、ta的影響 在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀粗糙度值Ra和表面缺陷層ta(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、ta的大小與所用的加工方法有關，Ra的數(shù)值可參考表5.7，表5.8，表5.9；ta的數(shù)值可參考表5.10。,加工余量的確定,11.5.2.2 上工序尺寸公差(Ta)的影響 它包括各種幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。Ta的大小可根據(jù)選用的加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查閱金屬機械加工工藝人員手冊確定。加工余量與工序尺寸公差之間的關系見圖5.12。 圖5.12(a)為外表面(被包容面)加工，有 本工序的基本

35、余量Zb 為： Zb=La-Lb (5.1) 式中 La 上工序的基本尺寸； Lb 本工序的基本尺寸。 本工序的最大余量Zbmax為： Zbmax=Lamax-Lbmin (5.2) 本工序的最小余量Zbmin為： Zbmin=Lamin-Lbmax (5.3) 圖5.12(b)為內表面(包容面)加工，則有： Zb=Lb-La (5.4) Zbmax=Lbmax-Lamin (5.5) Zbmax=Lbmin-Lamax (5.6) 從圖5.12(a)、(b)可看出，

36、上工序的尺寸公差將影響本工序基本余量和最大余量的數(shù)值。,影響加工余量的因素,影響加工余量的因素,11.5.2.3 上工序各表面相互位置空間偏差(a)的影響 它包括軸線的直線度、位移及平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內外圓的同軸度；平面的平面度等。為了保證加工質量，必須在本工序中給予糾正。a的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結構有關，可用近似計算法或查有關資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時可用向量和表示。 11.5.2.4 本工序加工時裝夾誤差(b)的影響 此誤差除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。它將直接影晌被加工表面與刀具的相對位置，因此有可能因余

37、量不足而造成廢品，所以必須給予余量補償。 空間偏差與裝夾誤差在空間是有不同方向的，二者對加工余量的影響應該是向量和。圖5.13為上述各種因素對車削軸類零件加工余量影響的示意圖。,11.5.3 確定加工余量的方法,(5.7) 或,(5.8),非對稱表面(單邊，如平面)的基本余量為：,(5.9),上述兩個公式，實際應用時可根據(jù)具體加工條件簡化。如在無心磨床上加工軸時，裝夾誤差可忽略不計；用浮動鉸刀或用拉刀拉孔時空間偏差對加工余量無影響，且無裝夾誤差；研磨、超精加工、拋光等加工方法，主要是降低表面粗糙度值，困此加工余量只需要去掉上工序的表面粗糙度值就可以了。,加工余量的確定,11.5.3.1 計算

38、法 根據(jù)上面所述各種因素對加工余量的影晌，并由圖5.13可得出下面的計算公式。對稱表面(雙邊，如孔或軸)的基本余量為：,確定加工余量的方法,用計算法可確定出最合理的加工余量，既節(jié)省金屬，又保證了加工質量。但必須要有可靠的實驗數(shù)據(jù)資料，且費時間，因此適用于大量生產。 11.5.3.2 查表法 工廠中廣泛應用這種方法，表格是以工廠的生產實踐和試驗研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎，并結合具體加工情況加以修正后制定的，如金屬機械加工工藝人員手冊。 11.5.3.3 經(jīng)驗法 主要用于單件小批生產，靠經(jīng)驗確定加工余量，因此不夠準確。為保證不出廢品，余量往往偏大。,11.6機械加工工藝規(guī)程的作用,一般說來

39、，大批大量生產類型要求有細致和嚴密的組織工作，因此要求有比較詳細的機械加工工藝規(guī)程。單件小批生產由于分工上比較粗糙，因此其機械加工工藝規(guī)程可以簡單些。但是，不論生產類型如何，都必須有章可循，即都必須有機械加工工藝規(guī)程。這是因為： （1） 指導生產的主要技術文件：起生產的指導作用；（2） 是生產組織和生產管理的依據(jù)：即生產計劃、調度、工人操作和質量檢驗等的依據(jù)；（3） 是新建或擴建工廠或車間主要技術資料。 總之，零件的機械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術文件。生產前用它做生產的準備，生產中用它做生產的指揮，生產后用它做生產的檢驗。,11.6機械加工工藝規(guī)程的格式,為了

40、適應工業(yè)發(fā)展的需要，加強科學管理和便于交流，原機械電子工業(yè)部還制訂了指導性技術文件JB/Z187.388工藝規(guī)程格式，要求各機械制造廠按統(tǒng)一規(guī)定的格式填寫。 按照規(guī)定，屬于 機械加工工藝規(guī)程的有： 1)機械加工工藝過程卡片。2)機械加工工序卡片。3)標準零件或典型零件工藝過程卡片。4)單軸自動車床調整卡片。5)多軸自動車床調整卡片。6)機械加工工序操作指導卡片。7)檢驗卡片等。最常用的是： 機械加工工藝過程卡片和 機械加工工序卡片。,,,(1) 機械加工工藝過程卡片： 其格式見表。 此卡片的特點：是以工序為單位，簡要說明產品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。它是生產管理的主要技術文件。 適用

41、范圍：廣泛用于成批生產和單件小批生產中比較重要的零件。 (2)機械加工工序卡片： 其格式見表。 此卡片的特點：在工藝過程卡片的基礎上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并詳細說明該工序的每一個工步的加工內容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設備和工藝裝備等。 適用范圍：主要用于大批大量生產中所有零件，中批生產中的重要零件和單件小批生產中的關鍵工序。,11.7工藝規(guī)程設計所需原始資料,（1）產品裝配圖、零件圖；（2）產品驗收質量標準；（3）產品的年生產綱領；（4）毛坯材料與毛坯生產條件； （5）制造廠的生產條件（包括機床設備和工藝裝備的規(guī)格、性能和現(xiàn)在的技術狀態(tài)，工人的技術水平，工廠自制

42、工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關資料）；（6）工藝規(guī)程設計、工藝裝備設計所用設計手冊和有關標準；（7）國內外先進制造技術資料等。,11.8 機械加工藝規(guī)程的設計原則、步驟和內容,10.2.1機械加工藝規(guī)程的設計原則 （1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術要求的實現(xiàn)：即保證質量，并要提高工作效率； （2）保證經(jīng)濟上的合理性：即要成本低，消耗要小； （3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動強度，保障生產安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境； （4）要從本廠實際出發(fā)：所制訂的工藝規(guī)程應立足于本企業(yè)實際條件，并具有先進性，盡量采用新工藝、新技術、新材料。 （5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實踐的檢驗和工藝技術的發(fā)展與設備的更新，應能不斷地修訂完善。,11.9機械加工工藝規(guī)程的設計內容和步驟,1.分析零件圖和產品裝配圖；2.對零件圖和裝配圖進行工藝審查；3.由零件生產綱領確定零件生產類型；4.確定毛坯種類；5.擬定零件加工工藝路線；6.確定各工序所用機床設備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。7.確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差；8.確定各工序的技術要求及檢驗方法；9.確定各工序的切削用量和工時定額；10.編制工藝文件。,