机械制造工艺学工艺规程设计
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机械制造工艺学第2版课件第四章 机械加工工艺规程设计
第四章 机械加工工艺规程设计 第一节 概述
一、机械加工工艺规程的作用 二、机械加工工艺规程的格式 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作用 机械加工工艺规程的作用
1）机械加工工艺规程是生产的 计划 、 调度 ， 工人的 操作 、 ） 机械加工工艺规程是生产的计划 调度，工人的操作 计划、 操作、 质量检查等活动的依据 检查等活动的依据。 质量检查等活动的依据。 2）机械加工工艺规程是 生产准备 工作 （ 包括技术准备工作） ） 机械加工工艺规程是生产准备工作（包括技术准备工作） 生产准备工作 的依据。 的依据。 3）机械加工工艺规程是 新建或扩建车间 （ 或工段 ） 的原始 ） 机械加工工艺规程是新建或扩建车间 或工段） 新建或扩建车间（ 依据。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量， 依据 。 根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量， 布置和动力配置 确定机床的布置和动力配置， 确定机床的 布置 和动力配置 ， 确定生产面积和工人的数 量等。 量等。
种类 零件重量 (kg)
毛重 净重 每批件数
第页 共页
（工厂名）
工时定额min 技 术 等 级 单件
工 安 工 序 装 步
工序 内容
背吃 刀量 (mm)
切削 速度 （m/ min)
进给量 （mm/r 或mm/ min)
量具 夹具 刀具
准备—终 结
更 改 内 容 编制
抄写
校对
审核
批准
（工厂名）
机械加工工序卡片
粗基准选择 精基准选择
（一）粗基准的选择 粗基准的选择主要解决将影响到加工面与不加工面的 相互位置， 相互位置，或影响到加工余量的分配的问题
选择粗基准遵循原则
一、机械加工工艺规程的作用 二、机械加工工艺规程的格式 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作用 机械加工工艺规程的作用
1）机械加工工艺规程是生产的 计划 、 调度 ， 工人的 操作 、 ） 机械加工工艺规程是生产的计划 调度，工人的操作 计划、 操作、 质量检查等活动的依据 检查等活动的依据。 质量检查等活动的依据。 2）机械加工工艺规程是 生产准备 工作 （ 包括技术准备工作） ） 机械加工工艺规程是生产准备工作（包括技术准备工作） 生产准备工作 的依据。 的依据。 3）机械加工工艺规程是 新建或扩建车间 （ 或工段 ） 的原始 ） 机械加工工艺规程是新建或扩建车间 或工段） 新建或扩建车间（ 依据。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量， 依据 。 根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量， 布置和动力配置 确定机床的布置和动力配置， 确定机床的 布置 和动力配置 ， 确定生产面积和工人的数 量等。 量等。
种类 零件重量 (kg)
毛重 净重 每批件数
第页 共页
（工厂名）
工时定额min 技 术 等 级 单件
工 安 工 序 装 步
工序 内容
背吃 刀量 (mm)
切削 速度 （m/ min)
进给量 （mm/r 或mm/ min)
量具 夹具 刀具
准备—终 结
更 改 内 容 编制
抄写
校对
审核
批准
（工厂名）
机械加工工序卡片
粗基准选择 精基准选择
（一）粗基准的选择 粗基准的选择主要解决将影响到加工面与不加工面的 相互位置， 相互位置，或影响到加工余量的分配的问题
选择粗基准遵循原则
机械制造工艺学-工艺规程设计4
组成尺寸链的要素 ——封闭环
加工方法（1）：
• 车端面① • 车大外圆③ • 车小外圆②，工方法（2）：
• 车端面① • 车大外圆③ • 车小外圆②，保持A2，
切断 • 掉头，装夹②，平大端
面，保持A3
组成尺寸链的要素 ——组成环
按各尺寸对封闭环的作用，划分为： 增环：尺寸链中，在其它各组成尺寸不变 时，某一组成环增大或减小时，封闭环尺 寸也随之增大或减小，该组成环叫“增 环”，并以符合“”表示。 减环：与上述相反，用符号“”表示。
2）工艺基准与设计基准不重合
必须通过工艺尺寸的计算才能得到。
（一）表面（外园、内孔以及某些重要平面）要进 行多次加工时，该表面的工序尺寸及公差的计算
[例1]
某工件上有孔
72
.5
0.03 0
，加工工序：
毛坯—扩孔—粗镗孔—半精镗—精镗—磨
孔，计算各工序尺寸及公差。
查表
查经济 精度
计算
查
标注
表
工序名称 工序余量 工序公差 (公差值)
Zmax= la – (lb –Tb)= Zb + Tb Zmin =( la – Ta ) – lb= Zb – Ta
工序余量变动范围
Tz = Zmax–Zmin = Tb + Ta
对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸
就是基本尺寸，本工序的公称余量 Zb =lb-la
Zmax= (lb +Tb) – la= Zb + Tb Zmin = lb – (la +Ta) = Zb – Ta
三、 加工余量的确定
1）计算法
掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下， 计算法比较科学，但目前统计资料较少。
机械制造工艺学专业课程设计--CA6140车床齿轮机械加工工艺规程设计
序言《机械制造工艺学》课程设计是在《机械制造工艺学》等专业课程所学的理论知识，发展专业知识解决时间生产问题的依次实践训练。
通过这次设计以巩固我们所学的理论知识和专业技能，提高自己解决实际生产问题的能力。
在设计中能逐步掌握查阅手册，查阅有关书籍的能力。
在设计中逐步培养了我们一丝不苟的工作态度，严谨的工作作风，对我们今后参加工作有极大的帮助。
一.零件分析1.零件的作用零件图：零件是CA6140卧式车床齿轮，它位于车床变速箱传动轴，主要作用是传递力矩，改变速度进而实现调速作用。
1.11审查零件的工艺性齿轮零件的图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。
但基准孔φ68K7mm 要求Ra0.8μm有些偏高。
本零件各表面的加工并不困难。
关于4个φ5mm的小孔，其位置是在外圆柱面上6mmX1.5mm的沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面距离为3mm。
由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要较精确地保证上述要求比较困难。
分析该小孔是做油孔之用，位置精度不需要太高，只要钻到沟槽之内，即能使油路畅通，因此4个φ5mm的孔加工亦不成问题。
1.12零件的工艺性分析1、ø68K7外圆表面精度等级为IT7,表面粗糙度为Ra0.8。
并且槽相对ø68K7孔的轴线成90度均匀分布。
2、16mm宽槽口相对ø68K7孔的轴线成90度均匀分布，其径向设计基准是ø68K7mm 孔的轴线，轴向设计基准是ø106.5mm外圆的左端平面。
3、4×ø5mm孔在6×1.5mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离是3mm。
圆锥角度为90度。
4个ø5mm孔分别与16mm槽宽错开45度均匀分布。
4、由于加工时不能选用沟槽的侧面定位基准，故要精确地保证上述要求比较空难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。
5、ø90外圆表面精度等级为IT14，表面粗糙度为Ra3.2.6、左端外圆表面ø106.50-0。
《机械制造工艺学》工艺规程制订
《机械制造工艺学》工艺规程 制订
制订机械加工工艺规程
• 主要依据（即原始资料） • 1）产品的装配图样和零件图样。 • 2）产品的生产纲领。 • 3）现有生产条件和资料 • 4）国内、外同类产品的有关工艺资料等。 • 制订步骤 • 1）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生
产类型，进行零件的结构工艺性分析。 • 2）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法。 • 3）拟定工艺路线。这是制订工艺规程的关键一步。 • 4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差。 • 5）确定各主要工序的技术要求及检验方法。 • 6）确定各工序的切削用量和时间定额。 • 7）进行技术经济分析，选择最佳方案。 • 8）填写工艺文件。
毛坯的选择
• 毛坯 根据产品或其零件所要求的工艺尺寸、形 状等制成的坯形，供进一步加工用的劳动对象。
• 选择毛坯考虑的因素：
• 1）零件的材料及其力学性能 • 2）零件的形状及其尺寸 • 3）生产类型 • 4）具体生产条件 • 5）充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可行性
基准的概念及其分类
• 基准用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、 线、面。一个几何关系就有一个基准。
加工阶段的划分
• 各加工阶段及其任务 • 1.粗加工阶段：从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面 质量较
低的加工过程。 • 2.半精加工阶段：在粗加工和精加工之间所进行的切削加工过程。 • 3.精加工阶段：从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都 比较高
的加工过程。 • 4.光整加工阶段：精加工后，从工件上不切除或切除极薄金属 层，用以
加工技术要求所确定的。
•
5）一般来说，一个定位支承点只能限制一个自由度，工件
制订机械加工工艺规程
• 主要依据（即原始资料） • 1）产品的装配图样和零件图样。 • 2）产品的生产纲领。 • 3）现有生产条件和资料 • 4）国内、外同类产品的有关工艺资料等。 • 制订步骤 • 1）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生
产类型，进行零件的结构工艺性分析。 • 2）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法。 • 3）拟定工艺路线。这是制订工艺规程的关键一步。 • 4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差。 • 5）确定各主要工序的技术要求及检验方法。 • 6）确定各工序的切削用量和时间定额。 • 7）进行技术经济分析，选择最佳方案。 • 8）填写工艺文件。
毛坯的选择
• 毛坯 根据产品或其零件所要求的工艺尺寸、形 状等制成的坯形，供进一步加工用的劳动对象。
• 选择毛坯考虑的因素：
• 1）零件的材料及其力学性能 • 2）零件的形状及其尺寸 • 3）生产类型 • 4）具体生产条件 • 5）充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可行性
基准的概念及其分类
• 基准用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、 线、面。一个几何关系就有一个基准。
加工阶段的划分
• 各加工阶段及其任务 • 1.粗加工阶段：从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面 质量较
低的加工过程。 • 2.半精加工阶段：在粗加工和精加工之间所进行的切削加工过程。 • 3.精加工阶段：从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都 比较高
的加工过程。 • 4.光整加工阶段：精加工后，从工件上不切除或切除极薄金属 层，用以
加工技术要求所确定的。
•
5）一般来说，一个定位支承点只能限制一个自由度，工件
机械制造工艺学第四章 机械加工工艺规程设计
（3）应尽量减小加工面积 支座底面设计为中凹可减少加工量，提高支撑精度和稳定性。
三、要考虑生产类型与加工方法
箱体零件： 单件小批时（a），其同轴孔的直径应设计成单向递减的，以便 在镗床上通过一次安装就能逐步加工出各孔。 大批生产时（b），为提高生产率，一般用双面联动组合机床加 工，这时应采用双向递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两 端孔，以缩短加工工时。
床身导轨面自为基准
（4）互为基准原则
对工件上的两个相互位置精度要求很高的表面，互相作为 定位基准，反复进行加工。
优点： 可使两个加工表面间获得高的位置精度。 如：内外圆面同轴度要求比较高的套类零件的加工安排
第二节 机械加工工艺路线的制订
一、定位基准的选择
2、粗基准的选择原则 （1）保证位置精度原则
0.16-0.01
加工方法 钻 扩
铰 拉
镗
孔的加工方法
加工性质
加工经济精度(IT)
实心材料
12-11
粗扩
12
精扩
10
半精铰
11-10
精铰
9-8
细铰
7-6
粗拉
10-9
精拉
9-7
粗镗
12
半精镗
11
精镗
10-8
细镗
7-6
表面粗糙度Ra
20-2.5 20-10 10-2.5 10-5 5-1.25 1.25-0.32 5-2.5 2.5-0.63 20-10 10-5 5-1.25 1.25-0.32
加工方法
外圆加工的方法
加工性质
加工经济精度(IT) 表面粗糙度Ra（um）
车 外磨 研磨 超精加工
粗车 半精车
精车 金刚石车
《机械制造工艺学》工艺规程的制订
目的和意义
目的
通过制订合理的工艺规程，提高机械加工质量和效率，降低 生产成本。
意义
为生产组织和管理提供依据，促进企业技术进步和经济效益 提升。
02
机械制造工艺学概述
机械制造工艺学简介
定义
机械制造工艺学是一门研究机械制造过程的学科，涉及从原材料 到成品机械产品的全过程中的工艺问题。
主要内容
包括工艺过程的基本理论、工艺装备、加工方法、加工设备、工艺 过程设计等。
保证质量
工艺规程的制定可以保证零件加工的质量稳定，通过规定 检验方法和质量控制措施，确保产品质量符合要求。
促进技术创新
制定工艺规程的过程也是技术革新的过程，通过不断优化 和完善工艺规程，可以促进技术创新和产业升级。
03
工艺规程的制定流程
零件的分析
零件的结构分析
了解零件的结构特点、材料、精度要求等，为后续工艺制定提供基础。
05
实际应用案例分析
案例一：轴类零件的工艺规程制定
总结词
轴类零件是机械制造中常见的零件类型，其工艺规程 制定需要考虑多方面因素，如材料、热处理、加工设 备等。Fra bibliotek详细描述
在轴类零件的工艺规程制定中，首先需要确定毛坯材 料和热处理要求，以确保零件具有足够的机械性能。 其次，根据零件的尺寸和形状，选择合适的加工设备 和工艺参数，如车床、铣床、钻床等。同时，需要考 虑加工过程中的定位和装夹方式，以保证零件的加工 精度和表面质量。最后，需要进行必要的检验和测量 ，以确保零件的尺寸和形状符合设计要求。
实践应用与效果
分析了工艺规程制订在实际生产中的应用情况，包括成功案例和实施 效果，以及存在的问题和改进方向。
展望
预测了工艺规程制订未来的发展方向，如大数据、人 工智能、物联网等技术在工艺规程制订中的应用前景。
工艺规程_精品文档
较好 中、大批量
较好
大批量
较好 中、大批量
较好 中、大批量
好
大批量
一般 中、大批量
一般 中、大批量
17
3.1.6 机械加工工艺规程设计步骤
4. 选择定位基准 5. 拟定加工路线 6. 确定满足各工序要求的工艺装备
➢ 包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。 ➢ 工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可
3
2
4
1
图3-1 多工位加工
1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔
5
3.1.1 机械加工工艺过程及其组成
➢ 工步：指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连 续完成的那部分工序。
a）立轴转塔车床的一个复合工步
b）钻孔、扩孔复合工步
图3-2 复合工步
➢ 走刀：同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作 进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。
23
工艺基准
Φ62 4-Φ7 6.3
3.2.1 基 准
4-Φ11 6.3
7
Φ62
安装I
安装II
图3-6 支座零件第3工序（钻、锪 4 分布孔）
24
工艺基准
0
Φ12.45-0.2
3.2.1 基 准
0
Φ12.45-0.2
0.02 A 0.8
Φ0.015 A
1.6
1.6 Φ50 -+0.0.002251
6
3.1.2 生产类型及其工艺特点
➢ 生产纲领 企业在计划期内应当生产的产品数量和进度
计划称生产纲领。零件的年生产纲领指包括备品 和废品在内的年产量。
N = Q n（1+α% +β% ） 式中 Q — 产品年产量（件/年）；
机械制造工艺学第一章第二部分机械加工工艺规程设计
31
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3.3 工艺路线的拟定 拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序
完成以下几个方面的工作。 1、选择定位基准 2、加工方法的选择 3、机床设备与工艺装备的选择 4、加工阶段的划分 5、工序的划分 6、工序顺序的安排
32
1.3.3 工艺路线的拟定
1.3.2 定位基准选择
2．基准不重合误差
一次安装加工两孔A和B，孔B在X方向定位基准C与设计基 准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差0.2。
15
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3.2 定位基准选择 2．基准不重合误差
分析定位误差时需注意：
定位误差仅出现在调整法加工当中； 定位误差应控制在工序公差的1/3～1/5之内； 基准不重合误差不仅指定位过程而言，对度量也有类似的
1 加工方法选择
加工经济精度
➢ 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（图中AB段）
➢ 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高
102
C
101
加工误差 /μm
A
100
10-1
B
10-2
超精密加工
10-3
工序基准
工序图上用来确定本工序加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。
7
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3.2 定位基准选择 1．基准的概念与分类
测量基准
测量基准
测量基准
在测量工件已加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。
8
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3.3 工艺路线的拟定 拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序
完成以下几个方面的工作。 1、选择定位基准 2、加工方法的选择 3、机床设备与工艺装备的选择 4、加工阶段的划分 5、工序的划分 6、工序顺序的安排
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1.3.3 工艺路线的拟定
1.3.2 定位基准选择
2．基准不重合误差
一次安装加工两孔A和B，孔B在X方向定位基准C与设计基 准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差0.2。
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1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3.2 定位基准选择 2．基准不重合误差
分析定位误差时需注意：
定位误差仅出现在调整法加工当中； 定位误差应控制在工序公差的1/3～1/5之内； 基准不重合误差不仅指定位过程而言，对度量也有类似的
1 加工方法选择
加工经济精度
➢ 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（图中AB段）
➢ 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高
102
C
101
加工误差 /μm
A
100
10-1
B
10-2
超精密加工
10-3
工序基准
工序图上用来确定本工序加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。
7
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题
1.3.2 定位基准选择 1．基准的概念与分类
测量基准
测量基准
测量基准
在测量工件已加工表面的尺寸和位置时所依据的基准。
8
1.3 制定机械加工工艺过程的主要问题