1、模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系第二章第二章 機械零件加工工藝過程的機械零件加工工藝過程的 基本知識基本知識 在制造生產(chǎn)過程中，由于零件的要求和生產(chǎn)條在制造生產(chǎn)過程中，由于零件的要求和生產(chǎn)條件等不同，其制造工藝方案也不相同。相同的零件件等不同，其制造工藝方案也不相同。相同的零件采用不同的工藝方案生產(chǎn)時，其生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效采用不同的工藝方案生產(chǎn)時，其生產(chǎn)效率、經(jīng)濟效益也是不相同的。益也是不相同的。在確保零件質(zhì)量的前提下，擬定在確保零件質(zhì)量的前提下，擬定具有良好的綜合技術經(jīng)濟效益、合理可行的工藝方具有良好的綜合技術經(jīng)濟效益、合理可行的工藝方案的過程稱為零件的工藝過程設計。案的過程稱為零

2、件的工藝過程設計。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系一一、生產(chǎn)過程和工藝過程、生產(chǎn)過程和工藝過程 1.生產(chǎn)過程 由設計圖紙變?yōu)楫a(chǎn)品，要經(jīng)過一系列的制造過程。通常將原材料或半成品轉變成為產(chǎn)品所經(jīng)過的全部過程稱作生產(chǎn)過程。生產(chǎn)過程通常包括: (1)技術準備過程包括產(chǎn)品投產(chǎn)前的市場調(diào)查、預測、新產(chǎn)品鑒定、工藝設計、標準化審查等。第一節(jié)第一節(jié) 機械零件加工工藝過程的基本概念機械零件加工工藝過程的基本概念模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 (2) 或工藝過程指直接改變原材料半成品的尺寸、形狀、表面的相互位置、表面粗糙度或性能，使之成為成品的過程。例如液態(tài)成形、塑變成形、焊接、粉末成形

3、、切削加工、熱處理、表面處理、裝配等，都屬于工藝過程。 將合理的工藝過程編寫成用以指導生產(chǎn)的技術文件，這份技術文件稱作工藝規(guī)程。 (3)輔助生產(chǎn)過程指為了保證基本生產(chǎn)過程的正常進行所必須的輔助生產(chǎn)活動。 (4)生產(chǎn)服務過程指原材料的組織、運輸、保管、儲存、供應及產(chǎn)品包裝、銷售等過程。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 零件的切削加工工藝過程由許多工序組合而成，每個工序又由工位、工步、走刀和安裝組成。 (1)工序指在一臺機床上或在同一個工作地點對一個或一組工件連續(xù)完成的那部分工藝過程。劃分工序的依據(jù)是工作地點是否變化和工作是否連續(xù)。 圖2-1所示階梯軸的加工工藝過程見表2-1。2.工藝

4、過程的組成模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系圖2一1 階梯軸零件圖模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系表2一1 階梯軸的加工工藝過程 表2一1工序的劃分，是由一個人在一臺車床上連續(xù)完成車兩端面、鉆兩頂尖孔后，便換一個工件加工，重復以上內(nèi)容，則這部分工藝過程為一個工序。該人又在同一臺車床上連續(xù)完成粗車各外圓、半精車各外圓、倒角后，便換一個工件加工，重復以上內(nèi)容，則這部分工藝過程又為一個工序。如果是由一個人在一臺車床上連續(xù)完成車兩端面、鉆兩頂尖孔、粗車各外圓、半精車各外圓、倒角后再換第二個工件重復這些內(nèi)容，則這部分工藝過程是一個工序，而不是兩個工序。模 具 制 造 學長江大學工程

5、技術學院機械系 (2)工步工步指在一個工序中，當工件的加工表面、切指在一個工序中，當工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的轉速與進給量均保持不變時所削刀具和切削用量中的轉速與進給量均保持不變時所完成的那部分工序。加工表面較多的工序，可分為若完成的那部分工序。加工表面較多的工序，可分為若干工步。干工步。工步是構成工序的基本單元。工步是構成工序的基本單元。 (3)走刀刀具從被加工表面每切去一層余量，就稱走刀刀具從被加工表面每切去一層余量，就稱作一次走刀作一次走刀。待切除的余量太大而不可能或不適合一。待切除的余量太大而不可能或不適合一次切下時，可分成幾次切削完成。次切下時，可分成幾次切削完成。 (4

6、)安裝工件經(jīng)一次裝夾安裝工件經(jīng)一次裝夾(定位和夾緊定位和夾緊)后所完成的后所完成的那部分工序稱為安裝。那部分工序稱為安裝。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 (5)工位工位相對刀具或設備的固定部分，工件相對刀具或設備的固定部分，工件所占有的每一個加工位置稱為工位。多數(shù)情況所占有的每一個加工位置稱為工位。多數(shù)情況下，一個工序中工件僅安裝一次，有時也可能下，一個工序中工件僅安裝一次，有時也可能安裝多次。如圖安裝多次。如圖2-1所示階梯軸，在所示階梯軸，在0號工序中號工序中一般需兩次安裝，夾住一端車另一端，然后調(diào)一般需兩次安裝，夾住一端車另一端，然后調(diào)頭。調(diào)頭后又形成一個新的工位。頭。調(diào)頭

7、后又形成一個新的工位。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系一、基準的概念一、基準的概念 零件的各種不同的形狀，是由許多表面以各種不同的組合零件的各種不同的形狀，是由許多表面以各種不同的組合形式構成的，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。基形式構成的，各表面之間有一定的尺寸和相互位置要求。基準是確定零件準是確定零件(或部件或部件)上某些點、線、面的位置時所依據(jù)的上某些點、線、面的位置時所依據(jù)的點、線、面，即基準是零件本身上的或者與零件有關的面、點、線、面，即基準是零件本身上的或者與零件有關的面、線或點，根據(jù)這些面、線或點來確定零件上的另一些面、線線或點，根據(jù)這些面、線或點來確定零件上的

8、另一些面、線或點的位置。或點的位置。 按其作用的不同，按其作用的不同，基準基準可分為可分為設計基準設計基準和和工藝基準工藝基準，工，工藝基準又可分為藝基準又可分為定位基準定位基準、測量基準測量基準和和裝配基準裝配基準，定位基準，定位基準又可分為又可分為粗基準粗基準和和精基準精基準。 第二節(jié)第二節(jié) 基準與定位基準與定位模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 1.設計基準設計基準 如圖所示的軸套中，如圖所示的軸套中，軸線軸線0一一0是內(nèi)孔的設是內(nèi)孔的設計基準，端面計基準，端面a是端面是端面c及臺階面及臺階面b的設計基的設計基準，內(nèi)圓表面準，內(nèi)圓表面d的軸線的軸線是外圓表面的設計基準是外圓表面

9、的設計基準 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系2.工藝基準工藝基準 工藝基準是在制造零件和安裝機器的過程中所使用的基準。 (1)定位基準 是指在加工時，工件在機床或夾具中定位用的基準。 (2)測量基準 是指零件檢驗時，用于測量被加工表面的尺寸和位置的基準。 (3)裝配基準 是指裝配時用于確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系二、基準的選擇原則二、基準的選擇原則 1.粗基準的選擇 為使所有加工表面都有足夠的加工余量和保證各加工表面對不加工表面具有一定的位置精度，粗基準選擇應遵守以下原則。 法蘭的粗基準法蘭的粗基準模 具 制 造 學長江大學工程技術

10、學院機械系 1.粗基準的選擇(續(xù))(1)選擇工件上的不加工表而作為粗基準。 (2)選擇重要表而或加工余量最小的表面作為粗基準。 (3)選擇較為平整光潔、面積較大的表面作粗基準(4)粗基準一般只能使用一次，盡量避免重復使用車床床身的粗基準車床床身的粗基準 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系2.精基準的選擇精基準選擇應遵守以下原則: (1)基準重合原則 即盡量選擇設計基準作為定位基準，以避免因基準不重合而引起的定位誤差。 (2)基準同一原則 應使盡可能多的表面加工采用同一個精基準。 (3)一般要求 選擇精基準時，要求定位準確、穩(wěn)定可靠，并能使夾具結構簡單、操作方便。 模 具 制 造 學長

11、江大學工程技術學院機械系三、工件的定位原理三、工件的定位原理定位定位： 在加工時，首先要使工件占有正確的位置。夾緊夾緊： 工件定位后，為使工件在加工中不受外力的影響而始終保持正確的位置。安裝安裝： 工件從定位到夾緊的整個過程。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系1六點定位原則六點定位原則 任一剛體，在空間任一剛體，在空間直角坐標系中均有六個直角坐標系中均有六個自由度自由度. 工件在夾具中獲得工件在夾具中獲得準確的位置，必須限制準確的位置，必須限制其相應的自由度。其相應的自由度。 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系2.定位中的幾種情況 (1)完全定位 工件六個自由度全部被限制的

12、定位。 (2)不完全定 根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度的定位。 (3)過定位 兩個或兩個以上的定位元件，重復限制工件的同一個自由度的定位。 (4)欠定位 根據(jù)工件的加工要求，應該限制的自由度沒有完全限制的定位。 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系第三節(jié)第三節(jié) 工藝規(guī)程的擬訂工藝規(guī)程的擬訂 工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的技術文件，工藝規(guī)程必須經(jīng)濟合理。一、制訂工藝規(guī)程的要求和步驟一、制訂工藝規(guī)程的要求和步驟 零件的工藝規(guī)程就是零件的加工方法和步驟。內(nèi)容:加工工藝(熱處理工序)，確定各工序所用的機床、裝夾方法、度量方法、加工余量、切削用量和工時定額等。將各項內(nèi)容填寫在一定形式的卡

13、片上，這就是機械加工工藝的規(guī)程，即機械加工工藝卡片。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 1.制訂工藝規(guī)程的要求制訂工藝規(guī)程的要求 不同的零件，由于結構、尺寸、精度和表而粗糙度等要求不同，其加工工藝也隨之不同。一個零件可能有幾種工藝方案，但其中總有一個是更為合理的。 合理的加工工藝必須能保證零件的全部技術要求 。制訂一個合理的加工工藝，并非輕而易舉。往往要經(jīng)過反復實踐、反復修改，使其逐步完善的過程。 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系制訂工藝規(guī)程的步驟大致如下制訂工藝規(guī)程的步驟大致如下: (1)對零件進行工藝分析; (2)毛坯的選擇; (3)定位基準的選擇; (4)工藝路線的

14、制訂; (5)選擇或設計、制造機床設備; (6)選擇或設計、制造刀具、夾具、量具及其他輔助工具; (7)確定工序的加工余量、工序尺寸及公差; (8)確定工序的切削用量; (9)估算時間定額; (10)填寫工藝文件。2.制訂工藝規(guī)程的步驟制訂工藝規(guī)程的步驟模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系二、制訂工藝規(guī)程時所要解決的主要問題二、制訂工藝規(guī)程時所要解決的主要問題 1.零件的工藝分析，其主要內(nèi)容有零件的工藝分析，其主要內(nèi)容有: (1)檢查零件的圖紙是否完整和正確，分析零件主要表而的精度、表而完整性、技術要求等在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下能否達到。 (2)檢查零件材料的選擇是否恰當，是否會使工藝變得困難

15、和復雜。 (3)審查零件的結構工藝性，檢查零件結構是否能經(jīng)濟地、有效地加工出來。 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系2.毛坯的選擇毛坯的選擇 毛坯的選擇對經(jīng)濟效益影響很大。因為工序的安排、材料的消耗、加工工時的多少等，都在一定程度上取決于所選擇的毛坯。 3.定位基準的選擇定位基準的選擇 (1)傳動用的階梯軸，一般選用兩端的中心孔作為主要精基準。 (2)盤套類零件一般以中心部位的孔作為主要精基準 。 a)在一次裝夾中精車齒輪坯的孔、大外圓和大端而，以保證 這些表面的位置精度要求 。 b)先精加工孔，然后以孔作為精基準，加工其他各表面。 c)外圓與孔互為基準。 (3)支架箱體類零件，一般

16、采用機座上的主要平面作為主要精 基準加工各軸承支承孔。 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 4.工藝路線的擬訂工藝路線的擬訂(1)加工方案的確定加工方案的確定: a)被加工材料的性能及熱處理要求。 b)加工表面的形狀和尺寸。 c)還應考慮本廠和本車間的現(xiàn)有設備情況、技術條件 和工人技術水平。(2)加工階段的劃分加工階段的劃分: a)粗加工階段。 b)半精加工階段。 c)精加工階段。 模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系劃分加工階段的目的劃分加工階段的目的 (i)有利于保證加工質(zhì)量。 (ii)有利于合理使用設備。 (iii)有利于安排熱處理工序。 (iv)可避免損傷己加工好的主

17、要表面 。(3)加工順序的安排加工順序的安排 1)機械加工工序的安排 (i)基準先行。 (ii)先粗后精。 (iii)先主后次。 (iv)先面后孔。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系 2)熱處理工序的安排。 (i)預備熱處理。 (ii)時效處理。 (iii)最終熱處理。 熱處理工序安排位置熱處理工序安排位置模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系3)檢驗工序的安排 (i)粗加工之后。 (ii)工件在轉換車間之前。 (iii)關鍵工序的前后。 (iv)特種檢驗之前。 (v)全部加工結束之后。4)輔助工序的安排 (i)零件表面處理工序。 (ii)特種檢驗。 (iii)去毛刺、去磁、清洗等。(4)工序的集中與分散工序的集中與分散: 1)工序集中原則。 2)工序分散原則。工序集中分散條件工序集中分散條件： a)生產(chǎn)類型。 b)工件的尺寸和重量。 c)工藝設備條件。模 具 制 造 學長江大學工程技術學院機械系5.確定加工余量確定加工余量 加工余量加工余量：從毛坯表面上所切除的金屬層 。 總總 余余 量量：從毛坯到成品總共需要切除的余量。 工序余