项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 项目项目5 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.1 概述概述 5.2 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 工艺规程内容设计工艺规程内容设计 5.4 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 项目项目5 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.1 概述概述1生产过程生产过程5.1.1 生产过程和机械加工工艺过程生产过程和机械加工工艺过程原材料原材料 毛坯毛坯 机器零件机器零件 检验检验 试车试车 油漆油漆 包装包装 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2.2.工工艺过艺过程程 在生产过程中凡属直接改变生产对象的尺寸、在生产过程中凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程。称为工艺过程。 工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。械加工、热处理、装配等工艺过程。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.1.2 械加工工艺过程的组成械加工工艺过程的组成l工序工序 一个工人一个工人或一或一组组工人，工人，在一个工作地在一个工作地对对同一同一工件工件或同或同时对时对几个工件所几个工件所连续连续完成完成的那一部分工的那一部分工艺过艺过程，称程，称为为工序。工序。 2安装安装 安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。工艺过程。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3 3工位工位 工位是在工件的一次安装中，工件相工位是在工件的一次安装中，工件相对对于机床于机床（或刀具）每占据一个（或刀具）每占据一个确切位置中确切位置中所完成的那一部所完成的那一部分工分工艺过艺过程。程。 4工步工步 工步是在工步是在加工表面、切削刀具和切削用量加工表面、切削刀具和切削用量（仅（仅指机床主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成指机床主轴转速和进给量）都不变的情况下所完成的那一部分工艺过程。的那一部分工艺过程。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 零件的生零件的生产纲领产纲领可按下式可按下式计计算：算： N=Qn(1+a%)(1+b%) N=Qn(1+a%)(1+b%)式中式中 N零件的生产纲领，单位为件零件的生产纲领，单位为件/年；年； Q机器的生产纲领，单位为台机器的生产纲领，单位为台/年；年； n每台机器中该零件的数量，单位为件每台机器中该零件的数量，单位为件/台；台； a%备品率；备品率； b%废品率。废品率。2. 2. 生生产类产类型型 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 根据加工零件的年根据加工零件的年产纲领产纲领和零件本身的特性（和零件本身的特性（轻轻重、重、大小、大小、结结构复构复杂杂程度、精密程度等），可以将零件的生程度、精密程度等），可以将零件的生产产类类型划分型划分为为单单件生件生产产、成批生成批生产产和和大量生大量生产产三种生三种生产类产类型。型。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.2 机械加工工艺规程机械加工工艺规程5.2.1 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 机械加工工机械加工工艺规艺规程是程是规规定定产产品或零部件制造工品或零部件制造工艺过艺过程和操作方法等的工程和操作方法等的工艺艺文件。其作用是：文件。其作用是： 1工工艺规艺规程是工厂程是工厂进进行生行生产产准准备备工作的主要依据工作的主要依据 2工工艺规艺规程是企程是企业组织业组织生生产产的指的指导导性文件性文件 3工工艺艺规规程程是是新新建建和和扩扩建建机机械械制制造造厂厂（或或车车间间）的的重要技重要技术术文件文件 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.2.2 机械加工工机械加工工艺规艺规程的程的设计设计原原则则 l、所所设设计计的的工工艺艺规规程程必必须须保保证证机机器器零零件件的的加加工工质质量量和和机机器器的的装装配配质质量量，达达到到设设计计图图样样上上规规定定的的各各项项技技术术要求。要求。 2、工工艺艺过过程程应应具具有有较较高高的的生生产产效效率率，使使产产品品能能尽尽快投放市快投放市场场。 3、尽量降低制造成本。、尽量降低制造成本。 4、注意减、注意减轻轻工人的工人的劳动劳动强强度，保度，保证证生生产产安全。安全。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.2.3 5.2.3 机械加工工机械加工工艺规艺规程程设计设计所需原始所需原始资资料料 l、产产品装配品装配图图、零件、零件图图。 2、产产品品验验收收质质量量标标准。准。 3、产产品的年生品的年生产纲领产纲领。 4、毛坯材料与毛坯生、毛坯材料与毛坯生产产条件。条件。 5、制制造造厂厂的的生生产产条条件件，包包括括机机床床设设备备和和工工艺艺装装备备的的规规格格、性性能能和和当当前前的的技技术术状状态态，工工人人的的技技术术水水平平，工工厂厂自自制制工工艺艺装装备备的的能能力力以以及及工工厂厂供供电电、供供气气的的能能力等有关力等有关资资料。料。 6、工工艺艺规规程程设设计计、工工艺艺装装备备设设计计所所用用设设计计手手册册和和有有关关标标准。准。 7、国内外有关制造技、国内外有关制造技术资术资料等。料等。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3 工艺规程内容设计工艺规程内容设计5.3.1 零件的工艺性分析和工艺编制零件的工艺性分析和工艺编制1）加工表面的尺寸精度和形状精度。）加工表面的尺寸精度和形状精度。2）各各加加工工表表面面之之间间以以及及加加工工表表面面和和不不加加工工表表面面之之间间的的相互位置精度。相互位置精度。3）加工表面粗糙度以及表面）加工表面粗糙度以及表面质质量方面的其它要求。量方面的其它要求。4）热热处处理理及及其其它它要要求求（如如动动平平衡衡、未未注注圆圆角角、去去毛毛刺刺、毛坯要求等）毛坯要求等）1.零件的技零件的技术术要求分析要求分析 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2.2.零件的零件的结结构工构工艺艺性分析性分析 零件的零件的结结构工构工艺艺性分析是指所性分析是指所设计设计的零件在的零件在满满足使用要求的前提下制造的可行性和足使用要求的前提下制造的可行性和经济经济性。它包性。它包括零件的整个工括零件的整个工艺过艺过程的工程的工艺艺性，如性，如铸铸造、造、锻锻造、造、冲冲压压、焊焊接、接、热处热处理、切削加工等的工理、切削加工等的工艺艺性，涉及性，涉及面很广，具有面很广，具有综综合性。合性。 3.3.零件的工零件的工艺编艺编制制1 1）分析零件）分析零件图图和和产产品装配品装配图图2）对对零件零件图图和装配和装配图进图进行工行工艺审查艺审查 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3）由）由产产品的年生品的年生产纲领产纲领研究确定零件生研究确定零件生产类产类型。型。4）确定毛坯）确定毛坯5）拟订拟订工工艺艺路路线线 7）确定各工序的加工余量，）确定各工序的加工余量，计计算工序尺寸及公差。算工序尺寸及公差。 6）确定各工序所用机床）确定各工序所用机床设备设备和工和工艺艺装装备备 8）确定各工序的技）确定各工序的技术术要求及要求及检验检验方法。方法。 9）确定各工序的切削用量和工）确定各工序的切削用量和工时时定定额额。 10）编编制工制工艺艺文件。文件。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.2 工艺基准工艺基准 用来确定生用来确定生用来确定生用来确定生产对产对产对产对象几何要素象几何要素象几何要素象几何要素间间间间几何关系所依据几何关系所依据几何关系所依据几何关系所依据的那些点、的那些点、的那些点、的那些点、线线线线、面，称、面，称、面，称、面，称为为为为基准。基准。基准。基准。 基准可分基准可分基准可分基准可分为设计为设计为设计为设计基准和工基准和工基准和工基准和工艺艺艺艺基准两大基准两大基准两大基准两大类类类类；工；工；工；工艺艺艺艺基准又可分基准又可分基准又可分基准又可分为为为为工序基准、定位基准、工序基准、定位基准、工序基准、定位基准、工序基准、定位基准、测测测测量基准和装量基准和装量基准和装量基准和装配基准等。配基准等。配基准等。配基准等。 设计设计设计设计基准是在机器工作基准是在机器工作基准是在机器工作基准是在机器工作时时时时确定零件位置的一些面、确定零件位置的一些面、确定零件位置的一些面、确定零件位置的一些面、线线线线或点。或点。或点。或点。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5 5走刀走刀 在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚，可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀。可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀。 5.1.3 生产纲领产和生类型生产纲领产和生类型1.生产纲领生产纲领 企业在计划期内应当生产的产品产量和进度企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，称为该产品的生产纲领计划，称为该产品的生产纲领 . 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 如上图的设计所示的设计基准：如上图的设计所示的设计基准：a）图：外圆表面）图：外圆表面和和的设计基准为中心线，平面的设计基准为中心线，平面 的设计基准为母线的设计基准为母线C。b）图：端面）图：端面和和的设计基准为端面的设计基准为端面，外圆表面，外圆表面D2 的设计基准是内孔的设计基准是内孔D1。 工工工工艺艺艺艺基准是在加工或基准是在加工或基准是在加工或基准是在加工或测测测测量量量量时时时时确定零件位置的一确定零件位置的一确定零件位置的一确定零件位置的一些面、些面、些面、些面、线线线线或点。如下或点。如下或点。如下或点。如下图图图图所示所示所示所示 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1.选择选择定位基准定位基准 用毛坯上未用毛坯上未经经加工的表面作定位基准，加工的表面作定位基准，这这种种定位基准称定位基准称为为粗基准；用加工粗基准；用加工过过的表面作定位基的表面作定位基准，准，这这种定位基准称种定位基准称为为精基准。精基准。 1）精基准的选择原则）精基准的选择原则（1）基准重合原则）基准重合原则 应应尽可能尽可能选择选择所加工表面的工序基准所加工表面的工序基准为设计为设计基准，基准，这样这样可以避免由于基准不重合引起的定位可以避免由于基准不重合引起的定位误误差。差。（2）统一基准原则）统一基准原则 应应尽可能尽可能选择选择用同一用同一组组精基准加工工件上尽可能精基准加工工件上尽可能多的表面，以保多的表面，以保证证所加工的各个表面之所加工的各个表面之间间具有正确的具有正确的相相对对位置关系。位置关系。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （3）互）互为为基准原基准原则则 当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。 （4）自为基准原则）自为基准原则 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2）粗基准的）粗基准的选择选择原原则则 （1）保）保证证零件加工表面相零件加工表面相对对于不加工表面具有一定于不加工表面具有一定位置精度的原位置精度的原则则。如下。如下图图所示所示 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （2）合理分配加工余量的原）合理分配加工余量的原则则 从保从保证证重要表面加工余量均匀考重要表面加工余量均匀考虑虑，应选择应选择重重要表面作粗基准，床身加工就是一个很好的要表面作粗基准，床身加工就是一个很好的实实例例 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3） 便于装夹的原则便于装夹的原则 为为使工件定位使工件定位稳稳定，定，夹紧夹紧可靠，要求所可靠，要求所选选用的用的粗基准尽可能平也光粗基准尽可能平也光洁洁，不允，不允许许有有锻锻造造飞边飞边、铸铸造造浇浇冒口切痕或其他缺陷，并有足冒口切痕或其他缺陷，并有足够够的支承面的支承面积积。 4）粗基准一般不得重复使用的原）粗基准一般不得重复使用的原则则 粗基准通常只允粗基准通常只允许许使用一次，使用一次，这这是因是因为为粗基准粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组组表面之表面之间间的位置的位置误误差会相当大，所以，粗基准一般差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。不得重复使用。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.3 毛坯的确定毛坯的确定 毛坯的毛坯的选择对选择对零件工零件工艺过艺过程的程的经济经济性有很大影响性有很大影响,而且而且还还会影响零件的力学性能和使用性能。零件加工会影响零件的力学性能和使用性能。零件加工过过程中的材料消耗、工序数量、加工工程中的材料消耗、工序数量、加工工时时,以及零件的以及零件的机械机械强强度、金属度、金属纤维组织纤维组织、内部缺陷等都与毛坯的、内部缺陷等都与毛坯的选选择择有很大关系。有很大关系。 1.毛坯的种类毛坯的种类铸件、锻件铸件、锻件 、型材、焊接件、冲压件、型材、焊接件、冲压件 、粉末冶金件等。、粉末冶金件等。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2.选择选择毛坯毛坯应应考考虑虑的的问题问题 毛坯的种毛坯的种类类与与质质量量对对加工加工质质量、材料消耗、生量、材料消耗、生产产率、率、成本密切相关。在成本密切相关。在选择选择毛坯毛坯时时必必须须考考虑虑以下以下问题问题: 1) 零件的生零件的生产纲领产纲领当零件的当零件的产产量量较较大大时时,应选择应选择精度精度较较高和生高和生产产率都率都较较高的毛坯制造方法。高的毛坯制造方法。 2) 毛坯材料及其工毛坯材料及其工艺艺特性材料是决定毛坯制造方法的特性材料是决定毛坯制造方法的重要因素。重要因素。 3) 零件形状和尺寸零件的尺寸和形状也是决定毛坯制零件形状和尺寸零件的尺寸和形状也是决定毛坯制造方法的重要因素。造方法的重要因素。4）采取先）采取先进进的毛坯制造方法。的毛坯制造方法。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.4 工工艺艺路路线线的的拟拟定定1.表面加工方法的选择表面加工方法的选择 在在选择选择加工方法加工方法时时，一般，一般总总是首先根据零件主是首先根据零件主要表面的技要表面的技术术要求和工厂具体条件，先要求和工厂具体条件，先选选定定该该表面表面终终加工工序加工方法，然后再逐一加工工序加工方法，然后再逐一选选定定该该表面各有表面各有关前关前导导工序的加工方法。参照表工序的加工方法。参照表5-6、5-7、5-8、5-9。 在在选择选择加工表面的加工方法和加工方案加工表面的加工方法和加工方案时时，应应综综合考合考虑虑下列因素：加工表面的技下列因素：加工表面的技术术要求、工件材要求、工件材料的性能、工件的形状和尺寸、生料的性能、工件的形状和尺寸、生产类产类型、具体生型、具体生产产条件特殊要求等条件特殊要求等 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2. 加工加工阶阶段的划分段的划分 划分加工划分加工阶阶段的原因：有利于合理利用机床段的原因：有利于合理利用机床设备设备、有利于及早有利于及早发现发现毛坯缺陷并得到及毛坯缺陷并得到及时处时处理、保理、保证证零零件加工件加工质质量量 。 加工阶段一般分为粗加工，半精加工和精加工等加工阶段一般分为粗加工，半精加工和精加工等三个阶段。三个阶段。 1）粗加工阶段）粗加工阶段 高效地切除加工表面上的大部分余量，提高生产率，高效地切除加工表面上的大部分余量，提高生产率，使毛坯在形状和尺寸接近成品零件的要求。使毛坯在形状和尺寸接近成品零件的要求。2）半精加工）半精加工阶阶段段 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 切除粗加工后留下的切除粗加工后留下的误误差，使被加工工件达到一定差，使被加工工件达到一定精度，精度，为为精加工作准精加工作准备备，并完成一些次要表面的加工，并完成一些次要表面的加工，例如，例如，钻钻孔、攻螺孔、攻螺纹纹、铣键铣键槽等。槽等。 保证各主要表面的尺寸精度、形状精度、位置保证各主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求，达到零件图规定的加工质精度及表面粗糙度要求，达到零件图规定的加工质量要求。量要求。 3）精加工阶段）精加工阶段4）精整和光整加工阶段）精整和光整加工阶段 主要任务是减小表面粗糙度和进一步提高尺寸精主要任务是减小表面粗糙度和进一步提高尺寸精度和形状精度，但一般没有提高表面间位置精度的作度和形状精度，但一般没有提高表面间位置精度的作用用 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3.工序的集中与分散工序的集中与分散 确定零件加工确定零件加工过过程有工序集中原程有工序集中原则则，工序分散原，工序分散原则则。 按工序集中原按工序集中原则组织则组织工工艺过艺过程，就是使每个工程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，序所包括的加工内容尽量多些，组组成一个集中工序；成一个集中工序；最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。所有表面的加工。 4.工序先后顺序的安排工序先后顺序的安排 机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则：几个原则： 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （l）先加工定位基面，再加工其他表面。）先加工定位基面，再加工其他表面。选为经选为经济济准的表面，准的表面，应应安排在起始工序先安排在起始工序先进进行加工，以便行加工，以便尽快尽快为为后后续续工序的加工提供精基准。工序的加工提供精基准。（4）先加工平面，后加工孔。）先加工平面，后加工孔。 （2）先加工主要表面，后加工次要表面。）先加工主要表面，后加工次要表面。 （3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2）热处理工序及表面处理工序的安排）热处理工序及表面处理工序的安排 为消除工件内应力、改善切削性能而安排的为消除工件内应力、改善切削性能而安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行；在粗加工阶段之后进行； 为为改善工件材料力学性能的改善工件材料力学性能的热处热处理工序，例理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之精加工之间进间进行。行。 为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处为提高工件表面耐磨性、耐蚀性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，理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。程最后阶段进行。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3其他工序的安排其他工序的安排 为为保保证证零件制造零件制造质质量，防止量，防止产产生生废废品，需在下列品，需在下列场场合安排合安排检验检验工序：工序：l）粗加工全部）粗加工全部结结束之后；束之后；2）送）送往外往外车间车间加工的前后；加工的前后；3）工）工时较长时较长工序和重要工序的工序和重要工序的前后；前后；4）最）最终终加工之后。加工之后。 零件在零件在进进人装配之前，一般都人装配之前，一般都应应安排清洗工序。安排清洗工序。 零件表零件表层层或内腔的毛刺或内腔的毛刺对对机器装配机器装配质质量影响甚大，量影响甚大，切削加工之后，切削加工之后，应应安排去毛刺工序。安排去毛刺工序。 在用磁力在用磁力夹紧夹紧的工序之后，要安排去磁工序，的工序之后，要安排去磁工序，不不让带让带有剩磁的工件有剩磁的工件进进人装配人装配线线。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 4.机床设备与工艺装备的选择机床设备与工艺装备的选择 机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有更大的柔性。应使其具有更大的柔性。 正确正确选择选择机床机床设备设备是一件很重要的工作，它不是一件很重要的工作，它不但直接影响工件的加工但直接影响工件的加工质质量，而且量，而且还还影响工件的加影响工件的加工效率和制造成本。工效率和制造成本。 工工艺艺装装备备的的选择选择将直接影响工件的加工精度、生将直接影响工件的加工精度、生产产效率和制造成本，效率和制造成本，应应根据不同情况适当根据不同情况适当选择选择。在中。在中小批生小批生产产条件下，条件下，应应首先考首先考虑选虑选用通用工用通用工艺艺装装备备（包（包括括夹夹具、刀具、量具和具、刀具、量具和辅辅具）；在大批大量生具）；在大批大量生产产中，中，可根据加工要求可根据加工要求设计设计制造制造专专用工用工艺艺装装备备。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.5 加工余量的确定加工余量的确定 工序尺寸偏差一般按工序尺寸偏差一般按“入体原入体原则则”标标注。注。对对被被包容尺寸（例如包容尺寸（例如轴轴径），上偏差径），上偏差为为0，其最大尺寸，其最大尺寸就是基本尺寸；就是基本尺寸；对对包容尺寸（例如孔径、槽包容尺寸（例如孔径、槽宽宽），），下偏差下偏差为为0，其最小尺寸就是基本尺寸。，其最小尺寸就是基本尺寸。 1.概述概述 毛坯上留作加工用的材料毛坯上留作加工用的材料层层，称，称为为加工余量。加工余量。加工余量有加工余量有总总余量和工序余量之分。余量和工序余量之分。 工序余量有工序余量有单边单边余量和双余量和双边边余量之分。余量之分。对对于非于非对对称表面，其加工余量用称表面，其加工余量用单边单边余量表示。余量表示。对对于外于外圆圆与内与内圆这样圆这样的的对对称表面，其加工余量用双称表面，其加工余量用双边边余量余量2表示。表示。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2.影响加工余量的因素影响加工余量的因素影响加工余量的因素有以下四个方面：影响加工余量的因素有以下四个方面： 1）上工序留下的表面粗糙度）上工序留下的表面粗糙度值值（表面（表面轮轮廓的最大廓的最大高度）和表面缺陷高度）和表面缺陷层层深度深度 Ha2）上工序的尺寸公差）上工序的尺寸公差Ta 3）Ta值值没有包括的上工序留下的空没有包括的上工序留下的空间间位置位置误误差差ea 4）本工序的装夹误差）本工序的装夹误差 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3.加工余量的确定加工余量的确定2) 经验估计法经验估计法 加工余量由一些有经验的工程技术人员和工人加工余量由一些有经验的工程技术人员和工人根据经验确定。由于主观上有怕出废品的思想，故根据经验确定。由于主观上有怕出废品的思想，故所估加工余量一般都偏大，此法只用于单件小批生所估加工余量一般都偏大，此法只用于单件小批生产。产。 确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法等三种方法。等三种方法。 1) 计算法计算法 在掌握上述各影响因素具体数据的条件下，用在掌握上述各影响因素具体数据的条件下，用计算法确定加工余量是比较科学的；可惜的是，目计算法确定加工余量是比较科学的；可惜的是，目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前应用较少。前应用较少。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3)查表法查表法 此法以工厂生产实践和实验研究积累的数据为基此法以工厂生产实践和实验研究积累的数据为基础制定的各种表格为依据，再结合实际加工情况加以础制定的各种表格为依据，再结合实际加工情况加以修正。用查表法确定加工余量，方法简便，比较接近修正。用查表法确定加工余量，方法简便，比较接近实际，生产上广泛应用。实际，生产上广泛应用。5.3.6 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 例例5-1：某零件上一孔的设计要求为：某零件上一孔的设计要求为mm，Ra08，毛坯为铸铁件，其加工工艺路线为：毛坯，毛坯为铸铁件，其加工工艺路线为：毛坯粗镗粗镗半精镗半精镗精镗精镗浮动镗。求个工序尺寸及浮动镗。求个工序尺寸及公差。公差。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 解：按上述方法解：按上述方法 （1）确定加工总余量和各工序余量）确定加工总余量和各工序余量 浮动镗余量浮动镗余量0.1 mm，精镗余量，精镗余量0.5 mm，半精镗余量，半精镗余量2.4 mm，粗镗，粗镗余量余量5 mm，加工总余量，加工总余量=（0.1+0.5+2.4+5）mm=8 mm。 （2）确定工序尺寸公差）确定工序尺寸公差 最后一次加工浮动镗的公最后一次加工浮动镗的公差即为设计尺寸公差差即为设计尺寸公差H7，其余工序尺寸公差按经济，其余工序尺寸公差按经济精度查表确定，并按精度查表确定，并按“入体原则入体原则”确定偏差：精镗确定偏差：精镗H9，半精镗，半精镗H11，粗镗，粗镗H13，毛坯，毛坯1.2 mm。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （3）各工序尺寸）各工序尺寸 从零件图上的设计尺寸开始往前从零件图上的设计尺寸开始往前一直推算到毛坯尺寸。一直推算到毛坯尺寸。浮动镗的工序尺寸即为设计尺寸浮动镗的工序尺寸即为设计尺寸100 mm精镗：（）精镗：（） mm=99.9 mm半精镗：（）半精镗：（） mm=99.4 mm粗镗：（）粗镗：（） mm=97 mm毛坯：（毛坯：（97-5） mm=92 mm （4）标注工序尺寸公差）标注工序尺寸公差 。最后一次加工浮动镗的公。最后一次加工浮动镗的公差按设计尺寸公差标注，即差按设计尺寸公差标注，即 mm，精镗，精镗 mm，半精镗，半精镗 mm，粗镗，粗镗 mm，毛坯，毛坯 （92） mm。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.7 工艺尺寸链工艺尺寸链 1.尺寸链及尺寸链计算公式尺寸链及尺寸链计算公式 1）尺寸）尺寸链链的定的定义义在工件加工和机器装配过程中，由在工件加工和机器装配过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。环环：组组成尺寸成尺寸链链的每一个尺寸，称的每一个尺寸，称为为尺寸尺寸链链的的环环。封封闭环闭环：尺寸：尺寸链链中凡属中凡属间间接得到的尺寸称接得到的尺寸称为为封封闭环闭环增增环环：当其他：当其他组组成成环环的大小不的大小不变变，若封，若封闭环闭环随着某随着某组组成成环环的增大而增大，的增大而增大，则则此此组组成成环环就称就称为为增增环环；减减环环：若封：若封闭环闭环随着某随着某组组成成环环的增大而减小，的增大而减小，则则此此组组成成环环就称就称为为减减环环； 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 尺寸链图的画法：尺寸链图的画法： 直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链 2）尺寸链的分类）尺寸链的分类 1）首先根据工艺过程，找出间接保证的尺寸）首先根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0，作为封闭环；，作为封闭环； 2）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺寸）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺寸联系，一次画出直接获得的尺寸联系，一次画出直接获得的尺寸A1、A2，形成一封，形成一封闭图形。闭图形。3）尺寸链计算）尺寸链计算正计算正计算 、反计算、反计算 、中间计算、中间计算 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 4）用极值法解算直线尺寸链基本计算公式）用极值法解算直线尺寸链基本计算公式用极用极值值法解算尺寸法解算尺寸链链的的计计算公式主要有：算公式主要有： （1）封闭环基本尺寸）封闭环基本尺寸A。 封封闭环闭环基本尺寸基本尺寸A。等于所有增。等于所有增环环基本尺寸基本尺寸之和减去所有减之和减去所有减环环基本尺寸之和。基本尺寸之和。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （2）环的极限尺寸）环的极限尺寸（4）环的中间偏差）环的中间偏差（3）环的极限偏差）环的极限偏差 ES=十T2 EI=一T2 AmaxAES AminAEI=（ESEI）2 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （5）封闭环中间偏差）封闭环中间偏差 （7）封闭环极限尺寸）封闭环极限尺寸（6）封闭环公差）封闭环公差 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （8） 封闭环极限偏差封闭环极限偏差1）封闭环中间偏差 5）用统计法解算直线尺寸链基本计算公式）用统计法解算直线尺寸链基本计算公式 用统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极值法解直线尺寸链的有些基本公式外，尚有以下两个基本计算公式： 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2）封闭环公差 例例 52 加工图514a所示工件，设1面已加工好，现以1面定位加工3面和2面，其工序简图如图514b所示，试求工序尺寸A1与A2。 2.工艺尺寸及其公差的计算实例工艺尺寸及其公差的计算实例1）定位基准与设计基准不重合时工序尺寸公差的计）定位基准与设计基准不重合时工序尺寸公差的计算算 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 解：1.因为加工3面时工序基准与设计基准重合，所以，不重合误差等于0 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2. 因为加工2面时工序基准与设计基准 重合，利用尺寸链计算公式可计算： 2）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及其公差的计算寸及其公差的计算 由10=30 - A2 得A2=20mm由0.3=0- EI (A2) 得由-0.3=-0.2- ES (A2) 得即A2=mm 答：工序尺寸及其公差A1按加工，工序尺寸及其公差A2为mm 例例53 一带有键槽的内孔要淬火及磨削，其设计尺寸如图515所示，内孔及键槽的加工顺序是： 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1）镗内孔至中mm；2）插键槽至尺寸A； 3）淬火；4）磨内孔，同时保证内孔直径mm和键槽深度 mm两个设计尺寸的要求。 要求确定工序尺寸A及其公差（假定淬火后内孔没有胀缩）。由43.6=A +20-19.8 得由0.34=ES(A)+0.025-0 得由0=EI(A)+0-0.05 得即A=mm答：工序尺寸A及其公差为mm。解：利用尺寸链计算公式可计算 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.8 工艺卡片的填写工艺卡片的填写2机械加工工序卡片机械加工工序卡片 1机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 此卡片以工序为单元简要说明工作的加工工艺此卡片以工序为单元简要说明工作的加工工艺路线，包括工序号、工序名称、工序内容、所经车路线，包括工序号、工序名称、工序内容、所经车间工段、所用机床与工艺装备的名称、时间定额等，间工段、所用机床与工艺装备的名称、时间定额等，如表如表56所示。它主要用来表示工件的加工流向，所示。它主要用来表示工件的加工流向，供安排生产计划、组织生产调度用。供安排生产计划、组织生产调度用。 工序卡片的填写内容如表工序卡片的填写内容如表57所示。此卡片是所示。此卡片是在机械加工工艺过程卡片的基础上分别为每一工序在机械加工工艺过程卡片的基础上分别为每一工序编制的一种工艺文件，它指导操作工人完成某一工编制的一种工艺文件，它指导操作工人完成某一工序的加工。序的加工。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.3.9 机械加工的生产率与经济性分析机械加工的生产率与经济性分析 1）基本时间）基本时间 直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间称为基本时间。对切削加工、位置关系所消耗的时间称为基本时间。对切削加工、磨削加工而言，基本时间就是去除取加工余量所花磨削加工而言，基本时间就是去除取加工余量所花费的时间。费的时间。1.时间定额时间定额 所谓时间定额是指在一定生产条件下规定生产所谓时间定额是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算的重要依据，额是安排作业计划、进行成本核算的重要依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设备和工也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。人数量的依据。时间定额由以下几个部分组成：时间定额由以下几个部分组成： 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2）辅助时间）辅助时间 为使加工正常进行，工人为照管工作地（例如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间，称为布置工作地时间，又称工作地服务时间。一般按作业时间的27估算。 为实现基本工艺工作所作各种辅助动作所消耗的时间，称为辅助时间；例如，装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加工尺寸、引进或退回刀具等动作所花费的时间。3）布置工作地时间）布置工作地时间4）休息和生理需要时间）休息和生理需要时间 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间，称为休息和生理需要时间；一般按作业时间的2估算。2）缩减辅助时间的工艺途径）缩减辅助时间的工艺途径 2.提高生产率的工艺途径提高生产率的工艺途径提高切削用量、缩减工作行程长度、多件加工 1）缩减基本时间的工艺途径）缩减基本时间的工艺途径直接缩减辅助时间、将辅助时间与基本时间重合 3）缩减布置工作地时间的工艺途径）缩减布置工作地时间的工艺途径 减少换刀次数和缩短换刀时间 ，如采用各种快换刀夹、刀具微调装置、专用对刀样板和自动换刀装置等 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 4）缩减准备终结时间的工艺途径）缩减准备终结时间的工艺途径 1）工艺成本的组成及计算）工艺成本的组成及计算 采用可换刀架或刀夹、采用刀具微调和快调机构、运用成组工艺原理，把结构形状、技术要求和工艺过程相类似的零件划归为一组等。 3.工艺方案的经济分析工艺方案的经济分析 所谓经济分析就是通过比较各种不同工艺方案的生产成本，选出其中最为经济的加工方案。 工艺成本由可变费用与不变费用两部分组成。可变费用与零件的年产量有关，它包括材料费（或毛坯费）、工人工资、通用机床和通用工艺装备维护折旧费。不变费用与零件年产量无关，它包括专用机床、专用工艺装备的维护折旧费以及与之有关的调整费等； 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 2）工艺方案的经济评比）工艺方案的经济评比 1当需评比的工艺方案均采用现有设备或其基本投资相近时，可用工艺成本评比其优劣。 2两种工艺方案的基本投资差额较大时，则在考虑工艺成本的同时，还要考虑基本投资差额的回收期限。 1）两加工方案中少数工序不同，多数工序相同时，可通过计算少数不同工序的单件成本进行评比； 2）两加工方案中，多数工序不同，少数工序相同时，则以该零件加工全年工艺成本进行比较。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 5.4 数控加工工艺基础数控加工工艺基础5.4.1 基本概念基本概念 数字控制机床（简称数控机床）是一种用数字数字控制机床（简称数控机床）是一种用数字化的代码作为指令，有数字控制系统进行处理而实化的代码作为指令，有数字控制系统进行处理而实现自动控制的机床。现自动控制的机床。数控加工工数控加工工艺艺主要包括以下几主要包括以下几个方面：个方面： 1）通过数控加工的适应性分析，选择适合在数控机）通过数控加工的适应性分析，选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。床上加工的零件，确定工序内容。 2）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，并结合数控设备的功能，确定零件的加工方案，制定数并结合数控设备的功能，确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。控加工工艺路线。 3）设计数控加工工序。如工步的划分，零件的定位，）设计数控加工工序。如工步的划分，零件的定位，选择夹具、刀具及切削用量等。选择夹具、刀具及切削用量等。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 4）设计和调整数控加工工序的程序，选择对刀点、）设计和调整数控加工工序的程序，选择对刀点、换刀点，确定刀具补偿量。换刀点，确定刀具补偿量。 5）分配数控加工中的容差。）分配数控加工中的容差。 6）处理数控机床上部分工艺指令。）处理数控机床上部分工艺指令。1. 数控加工工艺的特点数控加工工艺的特点 数控加工工艺内容更具体，更复杂、工艺数控加工工艺内容更具体，更复杂、工艺设计更严密、更注重加工的适应性设计更严密、更注重加工的适应性5.4.2 数控加工工艺设计的基本原则数控加工工艺设计的基本原则2. 数控加工工艺分析与设计数控加工工艺分析与设计 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1） 数控加工的合理性分析数控加工的合理性分析 数控加工的合理性包括：哪些零件适合数控加数控加工的合理性包括：哪些零件适合数控加工，适合于在那一类数控机床上加工，即数控机床工，适合于在那一类数控机床上加工，即数控机床的选择。通常合理考虑的因素有：零件的技术要求的选择。通常合理考虑的因素有：零件的技术要求能否保证；对提高生产率是否有利；经济上是否合能否保证；对提高生产率是否有利；经济上是否合算。算。 在实际加工中，要根据机床性能的不同和对在实际加工中，要根据机床性能的不同和对零件要求的不同，对数空加工零件进行分类，零件要求的不同，对数空加工零件进行分类，不同类别的零件分配在不同类别的数控机床不同类别的零件分配在不同类别的数控机床 上上加工，以获得较高的生产率和经济效益。加工，以获得较高的生产率和经济效益。2）数控机床的选择）数控机床的选择 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 3）零件的工艺分析 （1）零件图上的尺寸标注应便于数值计算，符合数控编程的可能性与方便性的原则。 （2）零件加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点4）确定工艺过程和工艺路线（1）工序的划分 按粗、精加工划分工序 按先面后孔原则划分工序 按所用的刀具划分工序 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （4）工艺路线的确定编程时加工路线的确定原则是： （1）保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 （2）使数值计算简单，以减少编程工作量。 （3）以加工路线最短，这样即可减少程序段，又能减少空行程时间。 5）确定零件的安装方法和对刀点、换刀点（1）零件的安装 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 尽量采用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具，必要时才设计、使用专用夹具 减少装夹次数，尽量作到一次装夹便能完成全部表面加工。 便于讯速装卸零件，以减少数控机床停机时间。 零件定位基准应与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。 加紧力应尽量靠近主要支承点和切削部位，以防止加紧力引起零件变形对加工产生不良影响。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （2）对刀点与换刀点的确定 6）选择刀具和切削用量 对刀点就是在数控机床上加工零件时，刀具相对与工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点又称为程序起点或起刀点。 对刀点的选择原则是： 在机床上容易找正，加工中便于检查了。 便于用数字处理和简化程序编制。 引起的加工误差小。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 （1）刀具选择（2）切削用量选择 车削用刀具：通常有尖型车刀，如各种外圆偏刀、端面车刀、切槽刀等；圆弧型车刀，主要用于车削各种光滑连接的成型面；还有成型车刀，如螺纹车刀。 铣削用的刀具，通常铣削平面时，选择硬质合金刀片铣刀；铣削凸台和凹槽时选择立铣刀；如果加工余量小，并且要求表面粗糙度值较小时，常用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的端铣刀；铣削毛坯表面或进行孔的粗加工时，可选用镶硬质合金的棒铣刀进行强力切削。 切削用量包括主轴转速（切削速度）、背吃刀量（旧时称切削深度）、进给速度（进给量）。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并编入程序中。 项目五项目五 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 背吃刀（mm），在机床、夹具、刀具和零件等的刚度允许条件下，尽可能选较大的背吃刀量，以减少走刀次数，提高生产率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量。一般取0.20.5 mm。 进给速度（进给量）f(mm/min或mm/r)主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件的材料性质来选择。当加工精度和表面粗糙度要求高时，进给速度数值应小些，一般取2050 mm/min。最大进给速度则受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。 主轴转速n(r/min) 根据最佳的切削速度v选取，主轴转速n应根据计算值在机床说明书中选取标准值，编入程序中。