机械加工工艺规程设计

第一讲 教学目的 整体掌握机械加工工艺规程的作用和制订步骤 教材分析 重点：机械加工工艺规程的作用 难点：零部件的工艺性和机械加工工艺规程的制订步骤 课时安排 1课时 教学方法 讲授法 教学内容： 第四章 机械加工工艺规程设计 §概述

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。 一、机械加工工艺规程的作用 1、工艺规程是生产计划、调度、工人操作、质量检查的依据； 2、工艺规程是生产准备（包括技术准备）工作的基础 1）技术关键分析与研究 2）专用工装设计和制造或采购 3）原材料及毛坯的供应 4）设备改造或新设备的购置或定做 3、工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）的基础 1）确定生产需要的机床种类和数量 2）确定机床布置和动力配置 3）确定车间面积 4）确定工人的工种和数量 二、机械加工工艺规程的格式

机械加工的工艺过程卡片 机械加工工序卡片 三、机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容

（一）机械加工工艺规程的设计原则 1．必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。 2．在规定的生产纲领和生产批量，一般要求工艺成本最低。 3．充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。 4．尽量减轻上人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件。 （二）设计机械加工工艺规程的步骤和内容

1．阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用。 2．工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技求要求是否完整、正确、统一，找出主要的技术要求和分析关键的技术问题；审查零件的结构工艺性。 零件的结构工艺性：是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。 零件的结构工艺性举例： 3. 熟悉或确定毛坯 确定毛坯的主要依据是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。 毛坯的种类：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等 4．拟订机械加工工艺路线 1）定位基准的选择 2）加工方法的确定 3）加工顺序的安排 4）热处理、检验及其他工序的安排 5．确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计任务书。 6．确定各主要工序的技术要求和检验方法 7．确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差 8．确定切削用量 9．确定时间定额 10．填写工艺文件

节小结 整体介绍机械加工工艺规程的作用和制订步骤；掌握零部件的工艺性分析方法和机械加工工艺规程的制订步骤。 第一讲 教学目的 学习掌握机械加工工艺规程制订的主要步骤及其主要内容 教材分析 重点：各主要步骤的作用、目标和方法 难点：定位基准的选择，加工方法的选择，加工顺序的安排 课时安排 1课时 教学方法 讲授法 教学内容： 第四章 机械加工工艺规程设计 §工艺路线的制定

一．定位基准的选择 （一）粗基准的选择 1．粗基准 未经机械加工的定位基准称为粗基准。机械加工工艺规程中第一道加工工序所采用的定位基准都是粗基准。 2．选择原则 1）保证相互位置精度要求的原则 如要保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应以不加工面为粗基准。如图所示。 2）保证加工表面加工余量合理分配的原则 如要首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。 3）便于工件装夹的原则 选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等。这样要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和足够大的尺寸，不允许有锻造飞边，浇铸浇口，或其他缺陷。 4）粗基准一般不得重复使用的原则 若能采用精基准定位，同一方向上的粗基准一般不应被重复的使用。 （二）精基准的选择 1．精基准 以机械加工过的表面作为定位基准。 2．出发点 保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。 3．选择原则 （1）基准重合原则 尽可能的选择被加工表面的设计（工序）基准为精基准。 （2）基准统一原则 工件以某一精基准定位，可以比较方便的加工大多数或所有其他表面，则应尽可能的把这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后工序均以它为精基准加工其他表面。 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准； 3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准； 4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。 采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。 ★注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。 （3）互为基准原则 a、b两个表面有较为严格的位置精度要求时，以 a为定位基准加工b，再以b 为定位基准加工 a，如此反复进行。 （4）自为基准原则 对于以降低表面粗糙度值、减小加工余量或保证余量均匀为目的的工序，常以加工表面自身为基准进行加工。 （5）便于装夹原则—所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。 需分别举例说明。 二．加工经济精度与加工方法的选择 （一）加工经济精度 指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。 各种加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度，都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量，加工精度就可以提高、表面粗糙度就可以减小，但所耗费的时间与成本也会愈大。 随技术进步，加工经济精度会逐步提高。 （二）加工方法的选择 1．根据每个加工表面的精度要求（尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度），对照各种加工方法能达到的精度及粗糙度，选择最合理的加工方法。 例：加工一直经φ35H7、 的孔有多种方案 a.钻孔→扩孔→铰 b.钻孔→拉 c.钻孔→粗镗→半粗镗→精镗 应根据工件加工表面特点和产量选择采用。 各种加工方法能达到的要求参考P31-35.表 2．考虑加工材料的性质 如淬火钢专用磨削，有色金属常用金刚镗或者高速精密车削。 3．考虑生产类型 即生产率和经济性问题。在大批大量生产中可用专用高效设备，如平面和孔可采用拉削加工代替铣、刨、镗。 4．考虑本厂（本车间）的现有设备及技术要求，能达到的加工经济精度。 三．典型表面的加工路线 1、外圆表面的加工路线 1）粗车→半精车→精车： 应用最广，满足IT≥IT7，Ra ≥外圆可以加工。 2）粗车→半精车→粗磨→精磨： 用于有淬火要求IT≥IT6，Ra ≥ 的黑色金属。 3）粗车→半精车→精车→金刚石车： 用于有色金属、不宜采用磨削加工的外用表面。 4）粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨、或抛光在2）的基础上进一步精加工，目的为了减少粗糙度，提高尺寸、形状和位置精度。 2、孔的加工路线 1）钻→粗拉→精拉： 用于大批大量生产盘套类零件的内孔，单键孔和花键孔加工，加工质量稳定，生产效率高。 2）钻→扩→铰→手铰： 用于中小孔加工，扩孔前纠正位置精度，铰孔保证尺寸、形状精度和表面粗糙度。 3）钻或粗镗→半精镗→精镗→浮动镗或金刚镗： 应用：（1）单件小批量生产中箱体孔隙加工。 （2）位置精度要求很高的孔系加工。 （3）直径比较大得孔ф80mm以上，毛坯上已有铸孔或锻孔。 （4）有色金属由金刚镗来保证其尺寸、形状和位置精度以及表面粗糙度的要求。 4）钻（粗镗）粗磨→半精磨→精磨→研磨或衍磨 应用：淬硬零件加工或精度要求高的孔加工。 说明：（1）孔最终加工精度很大程度上取决于操作者的水平。 （2）特小孔加工采用特种加工方法。 3．平面的加工路线 1）粗铣→半精铣→精铣→高速铣 平面加工中常用，视被加工面精度和表面粗糙度技术要求，灵活安排工序。 2）粗刨→半精刨→精刨→宽刀精刨、刮研或研磨 应用广泛，生产率低，常用于窄长面的加工，最终工序安排也视加工表面的技术要求而定。 3）铣（刨）→半精铣（刨）→粗磨→精磨→研磨、精密磨、砂带磨、抛光 加工表面淬火，最终工序视加工表面的技术要求而定。 4）拉→精拉 大批量生产有沟槽或台阶表面。 5）车→半精车→精车→金刚石车 有色金属零件的平面加工。 四．工序顺序的安排 （一）工序顺序的安排原则 1．先加工基准面再加工其他表面（先基面后其他） 含义：1）工艺路线开始安排的加工面应是选作定位基准的精基准面，然后再以精基准定位加工其他表面； 2）为保证一定的定位精度，当加工面的精度要求高时，精加工前一般应先精修一下精基准。 2．加工平面后加工孔（先面后孔） 含义：1）零件有较大平面可作为定位基准时，先加工定位面，以面定位加工孔。 2）毛坯面上钻孔钻夹易偏，若该平面需要加工则在钻孔前加工。 3．加工主要表面，后加工次要的表面（先主后次） 设计基准面、主要工作面等称为主要表面，螺纹、键槽等称为次要表面。 4．安排粗加工工序，后安排精加工工序（先粗后精） （二）热处理工序及表面处理工序 1．为改善切削性而进行的热处理工序（退火、正火、调质）→（预备热处理）用于切削加工前。 2．为了消除内应力而进行的热处理（人工时效、退火、正火）安排用于粗加工之后。 3．为改善材料力学物理性质，半精加工后精加工前安排淬火。淬火→回火→渗碳淬火等热处理工序。 4．精密零件在淬火后安排冷处理以稳定零件尺寸。 5．提高零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处理工序，以及以装饰为目的而安排的热处理工序（镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝）一般放在工艺过程最后。 （三）其他工序的安排