机械加工工艺规程设计大纲

机械加工工艺规程设计大纲

机械加工工艺规程设计大纲

机械加工工艺规程：是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件

第一节基本概念

一、机械产品生产过程与机械加工工艺过程

机械产品生产过程：是指从原材料到该产品出厂的全部劳动过程。

机械加工工艺过程：是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。

二、机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程由工序组成，

工序又分为：安装、工步、工位、走刀。

1.工序

工序：是指一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程

2.安装

如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容。

3.工位

在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，我们把每一个加工位置的安装内容称为工

位。 1-2.jpg

4.工步

加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。

5.走刀

切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。 三、生产类型与机械加工工艺规程

用工艺文件规定的机械加工工艺过程，称为机械加工工艺规程。

（一）年生产纲领和生产批量

企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。

生产纲领：在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。

年生产纲领：计划期为一年的生产纲领。

N=Qn(1+ %+ %) 件/年

生产批量：是指一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。

（二）生产类型

根据工厂（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的不同，可将生产类型分为：大量生产，成批生产和单件生产。

（三）机械加工工艺规程的作用

（四）机械加工工艺规程的格式

通常，机械加工工艺规程被填写成表格（卡片）的形式。在我国各厂使用的表格的形式不尽一致，但是其基本内容是相同的。

四、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

设计机械加工工艺规程应遵循如下原则：

1）必须可靠地保证零件图纸上所有的技术要求的实现。

2）在规定的生产纲领和生产批量下，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）尽量减轻工人的劳动强度，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

2）工艺审查

3）熟悉或确定毛坯

4）拟定机械加工工艺路线

5）确定工艺装备

6）确定各工序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）确定其雪用量

9）确定时间定额

10）填写工艺文件

第二节工件加工时的定位及基准

一、工件的定位

（一）工件的装夹

装夹有两个含义，即定位和夹紧。

定位：是指确定工件在机床或夹具中占有正确位置过程。

夹紧：是指工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。

在生产实际中常用的装夹方式有三种：

1.直接找正装夹

工件的定位过程可以由操作工人直接在机床上利用千分表、划线盘等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夹紧工件，称之为直接找正装夹。

2.划线找正装夹图

3.夹具装夹

（二）定位原理

1.六点定位原理

采用6个按一定规则布置的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。

2.用定位元件代替约束点限制自由度

3.完全定位和不完全定位

根据工件加工面的位置（包括位置尺寸）要求，有时需要限制6个自由度，有时仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度。前者称作完全定位，后者称作不完全定位。

4.欠定位和过定位

（1）欠定位

根据工件加工面位置尺寸要求必须限制的自由度没有得到全部限制，或者说在完全定位和不完全定位中，约束点不足，这样的定位称为欠定位。

（2）过定位

工件在定位时，同一个自由度被两个以上约束点约束，这样的定位被称为过定位（或称定位干涉）。

二、基准

基准是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的哪些点、线或面。

（一）设计基准

设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称作设计基准。

（二）工艺基准

零件在加工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。

1.工序基准

在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。称为工序基准。

2.定位基准

在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。

1）粗基准和精基准

2）附加基准

3.测量基准

在加工中或加工后用来测量工件形状、位置和尺寸误差，测量时采用的基准，称为测量基准。

4.装配基准

在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。

第三节工艺路线的制定

一、定位基准的选择

(一)粗基准的选择

1.保证相互位置要求的原则 2.保证加工表面加工余量合理分配的原则

3.便于工件装夹的原则

4.粗基准一般不得重复使用的原则.

（二）精基准的选择

选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。

1.基准重合原则

应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。

2. 基准统一原则

当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数（或所有）其它表面，则应尽早地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它表面。

3.互为基准原则

某些位置度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。

4.自为基准原则

旨在减少表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工面本身为基准进行加工。

5.便于装夹原则

所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠。夹紧机构简单，操作方便。

二、加工经济精度与加工方法的选择

（一）加工经济精度

加工经济精度：是指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

（二）加工方法的选择

一般情况下，根据零件的精度（包括尺寸精度，形状精度和位置精度以及表面粗糙度）要求，考虑本车间（或本厂）现有工艺条件，考虑加工经济精度的因素选择加工方法。

三、典型表面的加工路线 （一）外圆表面的加工路线

1.粗车—半精车—精车

2.粗车—半精车—粗磨—精磨

3.粗车—半精车—精车—金刚石车

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

（二）孔的加工路线

1.钻—粗拉—精拉

2.钻—扩—铰—手铰

3.钻或粗镗—半精镗—精镗—浮动镗或金刚镗

4.钻（或粗镗）—粗磨—半精磨—精磨—研磨

（三）平面的加工路线

1.粗铣—半精铣—精铣—高速铣

2.粗刨—半精刨—精刨—宽刀精刨、刮研或研磨

3.粗铣（刨）—半精铣（刨）—粗磨—精磨—研磨、精密磨、砂带磨或抛光

4.粗拉—精拉

5.粗车—半精车—精车—金刚石车

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，再加工其它表面

2.一般情况下，先加工平面，后加工孔

3.先加工主要表面，后加工次要表面

4.先安排粗加工工序，后安排精加工工序

（二）热处理工序及表面处理工序的安排

（三）其它工序的安排

检查、检验工序，去毛刺、平衡、清洗工序等也是工艺规程的重要组成部分。

五、工序的集中与分散

工序集中：是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装数目也相应地减少。

工序分散：是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。

六、加工阶段的划分

当零件的精度要求比较高时，若将加工面从毛坯面开始到最终的精加工或精密加工都集中在一个工序中连续完成，则难以保证零件的精度要求，或浪费人力、物力资源。

第四节加工余量、工序间尺寸及公差的确定

一、加工余量的概念

（一）加工总余量（毛坯余量）与工序余量

毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为加工总余量

余量公差:

其中为加工面在本道工序的工序尺寸公差

加工面在上道工序的工序尺寸公差

（二）工序余量的影响因素

1.上工序的尺寸公差Ta

2.上道工序产生的表面粗糙度Ry（表面轮廓最大高度）和表面缺陷层深度Ha在本道工序加工时，应将它们切除掉。

3.上工序留下的需要单独考虑的空间误差，用符号ea表示。

4.本工序的装夹误差综上所述,

1)对于单边余量

2)对于双边余量

二、加工余量的确定

1. 计算法

1) 镗孔、铰孔、拉孔

2) 磨外圆

3) 光整加工

2.查表法

3.经验法

三、工序尺寸与公差的确定 生产上绝大部分加工面都是在基准重合的情况下进行加工。所以，掌握基准重合情况下工序尺寸与公差的确定过程非常重要。

第五节工艺尺寸链

一、直线尺寸链的基本计算公式

（一）极值法计算公式

1. 封闭环的基本尺寸等于各组成环基本尺寸的代数和

2. 封闭环的公差等于各组成环的公差之和

3. 封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和

4. 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环

的上偏差之和

（二）概率法计算公式

1.将极限尺寸换算成平均尺寸：

2.将极限偏差换算成中间偏差：

3.封闭环中间偏差的平方等于各组成环中间偏差平方之和：二、直线尺寸链在工艺过程中的应用

（一）工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算

1.测量基准和设计基准不重合

2.定位基准和设计基准不重合

（二）一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算

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（三）表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺尺寸链

对那些要求淬火或渗碳处理，加工精度要求又比较高的表面，常常在淬火或渗碳处理之后安排磨削加工，为了保证磨后有一定厚度的淬火层或渗碳层，需要进行有关的工艺尺寸计算。

（四）余量校核

校核加工余量，对加工余量进行必要的调整是制定工艺规程时不可少的工艺工作。

二、工序尺寸与加工余量计算图表法

（一）绘制加工过程尺寸联系图