第五章工藝過程的基本知識§5-1生產過程與工藝過程

§5-2生產綱領與生產類型

§5-3基準

§5-4機械加工工藝規程設計

§5-5機器裝配工藝規程設計

§5-6機械零件的結構工藝性第一節生產過程與工藝過程生產過程：將原材料或半成品變為成品的所有勞動過程的總和。

產品的設計，包括產品的研究、開發、設計；生產準備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設備的設計與制造等；原材料的購置、運輸、檢驗、保管；

毛坯制造；零件的機械加工及熱處理；產品裝配與調試、性能試驗以及包裝、發運等工作。相關的過程：[提示]生產過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯合完成，這有利于專業化生產，提高生產率、保證產品質量、降低生產本錢。工藝過程：在生產過程中按一定順序直接改變生產對象的尺寸、形狀、物理化學性能以及相對位置關系的過程。第一節工藝過程和工藝規程工藝過程的有關內容用文件的形式固定下來，稱為工藝規程。

工藝過程的組成工藝過程是由一個或假設干個依次排列的工序所組成。工序是組成工藝過程的根本單元，也是制定生產方案、進行經濟核算的根本單元。工序又可細分為安裝、工位、工步、走刀等組成局部。工序：指一個〔或一組〕工人在一個工作地點〔或一臺機床上〕，對一個〔或一組〕零件進行加工所連續完成的那局部工藝過程。

它包括在這個工件上連續進行的直到轉向加工下一個工件為止的全部動作。

區分工序的主要依據是：工作地點固定和工作連續。第一節工藝過程和工藝規程第一節工藝過程和工藝規程表1單件小批生產的工藝過程工序號工序內容設備1車一端面，鉆中心孔*；

調頭，車另一端面，鉆中心孔車床I

2車大外圓及倒角；調頭，車小外圓、切槽及倒角車床II3銑鍵槽、去毛刺銑床表2大批大量生產的工藝過程工序號工序內容設備1銑兩端面，鉆兩端中心孔*銑端面鉆中心孔機床2車大外圓及倒角車床I3車小外圓、切槽及倒角車床II4銑鍵槽專用銑床

5去毛刺鉗工臺圖階梯軸工序的安排與零件的生產批量有關。第一節工藝過程和工藝規程安裝：在同一工序中，安裝次數應盡量少，既可以提高生產效率，又可以減少由于屢次安裝帶來的加工誤差。

安裝是指工件通過一次裝夾后所完成的那局部加工過程。工件加工前，使其在機床或夾具中相對刀具占據正確位置并給予固定的過程，稱為裝夾。〔裝夾包括定位和夾緊兩過程〕第一節工藝過程和工藝規程表1單件小批生產的工藝過程工序號工序內容設備1車一端面，鉆中心孔*；

調頭，車另一端面，鉆中心孔車床I

2車大外圓及倒角；調頭，車小外圓、切槽及倒角車床II3銑鍵槽、去毛刺銑床表2大批大量生產的工藝過程工序號工序內容設備1銑兩端面，鉆兩端中心孔*銑端面鉆中心孔機床2車大外圓及倒角車床I3車小外圓、切槽及倒角車床II4銑鍵槽專用銑床

5去毛刺鉗工臺圖階梯軸兩次兩次一次一次一次一次一次第一節工藝過程和工藝規程安裝為了提高生產率，常常用幾把刀具同時加工幾個外表，這樣的工步稱為復合工步。工步：當加工外表、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的那局部工序。工步是構成工序的根本單元。第一節工藝過程和工藝規程表7-1單件小批生產的工藝過程工序號工序內容設備1車一端面，鉆中心孔*；

調頭，車另一端面，鉆中心孔車床I

2車大外圓及倒角；調頭，車小外圓、切槽及倒角車床II3銑鍵槽、去毛刺銑床表7-2大批大量生產的工藝過程工序號工序內容設備1銑兩端面，鉆兩端中心孔*銑端面鉆中心孔機床2車大外圓及倒角車床I3車小外圓、切槽及倒角車床II4銑鍵槽專用銑床

5去毛刺鉗工臺圖階梯軸四個五個一個兩個三個兩個一個第一節工藝過程和工藝規程工步

每個工步可包括一次走刀或幾次走刀。走刀：被加工的某一外表，由于余量較大或其它原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對它進行屢次加工，每加工一次，稱一次走刀。指刀具相對工件加工外表進行一次切削所完成的那局部工作，又稱工作行程。第一節工藝過程和工藝規程第二節生產綱領與生產類型生產綱領：指企業制訂的方案期內某產品的產量。零件在方案期一年中的生產綱領N可按下式計算：〔包括備品、廢品在內〕式中

Q——產品的年生產綱領，單位：臺/年；

n——每臺產品中所含零件的數量，單位：件/臺；a%——備品率，對易損件應考慮一定數量的備品，以供用戶修配的需要；b%——廢品率。

生產類型：指企業〔或車間、工段、班組、工作地〕生產專業化程度的分類。根據生產綱領的大小，可分為三種類型：１、單件生產：單個的生產不同結構和不同尺寸的產品。例如，重型機器、大型船舶制造及新產品試制等常屬于這種生產類型。

特點：產品數量少，但種類、規格較多，多數產品只能單個或少數幾個地生產，很少重復。第二節生產綱領與生產類型2、成批生產：一年中分批地制造相同的產品，制造過程有一定的重復性。特點：生產品種較多，每種品種均有一定數量，各種產品分批、分期輪番進行生產。根據批量的大小，成批生產又可分為小批生產、中批生產和大批生產。例如，通用機床〔一般為車、銑、刨、鉆、磨床〕等產品制造往往屬于這種生產類型。第二節生產綱領與生產類型2、大量生產：產品數量很大，大多數工作地點經常重復地進行某一個零件的某一道工序的加工。特點：產品品種少、產量大，長期重復進行同一產品的加工，大局部工作地的加工對象是單一不變的。例如，汽車、拖拉機、軸承等產品的制造，通常是以大量生產方式進行的。第二節生產綱領與生產類型表劃分生產類型的參考數據生產類型零件年產量重型零件中型零件輕型零件單件生產＜5＜10＜100成批生產小批5~1010~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生產＞1000＞5000＞50000第二節生產綱領與生產類型工藝過程特點生產類型單件生產成批生產大批量生產工件的互換性一般是配對制造，沒有互換性，廣泛用鉗工修配大部分有互換性，少數用鉗工修配全部有互換性。某些精度較高的配合件用分組選擇裝配法毛坯的制造方法及加工余量鑄件用木模手工造型；鍛件用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大部分鑄件用金屬模；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等。鑄件廣泛采用金屬模機器造型，鍛件廣泛采用模鍛，以及其他高生產率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。機床設備通用機床。或數控機床，或加工中心。數控機床加工中心或柔性制造單元。設備條件不夠時，也采用部分通用機床、部分專用機床。專用生產線、自動生產線、柔性制造生產線或數控機床。夾具多用標準附件，極少采用夾具，靠劃線及試切法達到精度要求。廣泛采用夾具或組合夾具，部分靠加工中心一次安裝。廣泛采用高生產率夾具，靠夾具及調整法達到精度要求。刀具與量具采用通用刀具和萬能量具。可以采用專用刀具及專用量具或三座標測量機。廣泛采用高生產率刀具和量具，或采用統計分析法保證質量。對工人的要求需要技術熟練的工人。需要一定熟練程度的工人和編程技術人員。對操作工人的技術要求較低，對生產線維護人員要求有高的素質。工藝規程有簡單的工藝路線卡。有工藝規程，對關鍵零件有詳細的工藝規程。有詳細的工藝規程。第二節生產綱領與生產類型基準：用來確定生產對象幾何要素間幾何關系所依據的那些點、線、面。第三節基準基準設計基準：設計圖樣上標注設計尺寸所依據的基準。工藝基準：工藝過程中所使用的基準。工序基準定位基準測量基準裝配基準

第三節基準裝配基準：裝配時用來確定零件或部件在產品中相對位置所依據的基準。工序基準：在工序圖上用來確定本工序加工外表尺寸、形狀和位置所依據的基準。測量基準：工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據的基準。定位基準：在加工中用作定位的基準。第三節基準第三節基準

在設計機器零件時，應盡量選用裝配基準作為設計基準；在編制零件的加工工藝規程時，應盡量選用設計基準作為工序基準；在加工及測量工作時，應盡量選用工序基準作為定位基準及測量基準；以消除由于基準不重合引起的誤差。第三節基準工藝規程：規定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。工藝規程的作用：第四節機械加工工藝規程設計一、工藝規程制訂工藝規程的原始資料:1〕零件工作圖及其產品裝配圖；3〕零件的生產綱領；2〕產品驗收的質量標準；第四節機械加工工藝規程設計

3．確定零件生產類型機械加工工藝規程設計步驟：2．工藝審查1．分析裝配圖和零件圖4．確定毛坯制造方法5．擬定工藝路線6．確定滿足各工序要求的工藝裝備7．確定各工序加工余量，計算工序尺寸和公差9．確定各工序的切削用量和工時定額10．編制工藝文件第四節機械加工工藝規程設計粗基準沒經過切削加工就被用作定位基準的外表。精基準經過切削加工才用作定位基準的外表。二、工藝路線的擬訂〔一〕選擇定位基準輔助基準零件上根據機械加工工藝需要而專門設計的定位基準。(如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。)第四節機械加工工藝規程設計1、精基準的選擇原那么“基準〞重合原那么盡量選用設計基準為定位基準，防止由于基準不重合而引起的定位誤差。A0第四節機械加工工藝規程設計“基準統一〞原那么應盡可能選擇用同一組精基準加工工件上盡可能多的外表，以保證各加工外表之間的相對位置精度。第四節機械加工工藝規程設計“互為基準〞原那么“自為基準〞原那么當工件上兩個加工外表之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工外表互為基準反復加工的方法。一些外表的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工外表自身作為精基準。第四節機械加工工藝規程設計假設工件必須首先保證某重要外表的加工余量均勻，那么應選擇該外表為粗基準。選取不加工外表為粗基準注：假設零件上有好幾個不加工外表，應選擇與加工外表相互位置精度要求高的外表為粗基準。2、粗基準的選擇原那么工件加工的第一道工序要用粗基準。第四節機械加工工藝規程設計假設零件上所有外表都要加工，應選擇余量最小的外表為粗基準。在同一尺寸方向上，粗基準只允許使用一次。選作粗基準的外表應便于工件裝夾。盡量平整、光潔，不應有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、夾緊可靠。粗基準一般都很粗糙，重復使用同一粗基準所加工的兩組外表之間的位置誤差會相當大。第四節機械加工工藝規程設計

典型表面加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT10～11Ra2.5～12.5粗車IT12～13Ra10～80圖5-5外圓外表的典型加工工藝路線〔二〕選擇加工方法第四節機械加工工藝規程設計

圖5-6孔的典型加工工藝路線珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗鏜IT12～13Ra5～20鉆IT10～13Ra5～80半精鏜IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5擴IT9～13Ra1.25~40精鏜IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25餃IT6～9Ra0.32~10金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滾壓IT6～8Ra0.01~1.25手餃IT5Ra0.08~1.25第四節機械加工工藝規程設計圖5-7平面典型加工工藝路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25導軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨IT6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂帶磨IT5～6Ra0.01?0.32金剛石車IT6Ra0.02?1.25刮研Ra0.04?1.25精車IT6～8Ra1.25～5粗車IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20第四節機械加工工藝規程設計⑷光整加工階段

：⑴粗加工階段：切除粗加工留下的誤差，為主要外表的精加工作好準備，并完成一些次要外表的加工。保證各主要外表到達圖紙規定的要求。進一步減小外表粗糙度、提高精度。

切除各加工外表上的大局部余量，提高生產率。

⑵半精加工階段

：⑶精加工階段

：〔三〕選擇加工階段第四節機械加工工藝規程設計工序分散：工序中含有工步較少的加工方案，總的工序數目較多。優點：1〕有利于保證工件各加工面之間的位置精度；2〕有利于采用高效機床，可節省工件裝夾時間，減少工件搬運次數；3〕可減小生產面積，并有利于管理。工序集中：工序中含有工步較多的加工方案，總的工序數目較少。〔四〕工序集中與工序分散第四節機械加工工藝規程設計

傳統的流水線、自動線生產，多采用工序分散的組織形式〔個別工序亦有相對集中的情況〕。工序集中與工序分散的應用

由于市場需求的多變性，對生產過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進設備的采用，工序集中將越來越成為生產的主流方式。

多品種、中小批量生產，為便于轉換和管理，多采用工序集中方式。第四節機械加工工藝規程設計1)切削加工工序的安排﹡先平面，后內孔2)熱處理工序的安排﹡先粗后精；﹡先基準面，后其它面﹡先主要面，后次要面3)檢驗工序的安排〔五〕安排加工順序第四節機械加工工藝規程設計所選機床設備的尺寸規格應與工件形狀尺寸相適應。精度等級應與本工序加工要求相適應。電機功率應與本工序加工所需功率相適應。機床設備自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。〔六〕機床設備與工藝裝備的選擇第四節機械加工工藝規程設計加工余量：為了得到一個合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬。毛坯尺寸與零件圖的相應設計尺寸之差。相鄰兩道工序的工序尺寸之差。總余量:工序余量：總余量=工序余量之和三、加工余量第四節機械加工工藝規程設計加工余量總余量工序余量單邊余量：如圖a〕雙邊余量：如圖b〕、c〕第四節機械加工工藝規程設計余量的大小①與生產類型有關②與生產方法有關③與零件的形狀和尺寸有關④與工序有關加工外圓面：粗車：3~5mm精車：1~1.6mm磨削粗磨：0.3~0.5mm精磨：0.1mm以下第四節機械加工工藝規程設計1)估算法2)查表法3)計算法僅適用單件、小批量生產。適用一般的加工生產，應用最廣泛。適用大批量生產和自動機床及數控機床加工。確定加工余量的方法：第四節機械加工工藝規程設計尺寸鏈：在工件加工和機器裝配過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。工序尺寸及其公差一般通過解算工藝尺寸鏈確定的。四、工序尺寸第四節機械加工工藝規程設計增環：當其他組成環的大小不變，假設封閉環隨著某組成環的增大而增大，那么此組成環就稱為增環。減環：假設封閉環隨著某組成環的增大而減小，那么此組成環就稱為減環。組成環：尺寸鏈中通過加工直接得到的尺寸稱為組成環，組成環按其對封閉環的影響又可分為增環和減環。環：組成尺寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環。封閉環：尺寸鏈中間接得到的尺寸稱為封閉環。第四節機械加工工藝規程設計圖示尺寸鏈中，尺寸A0是加工過程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環。其中，A1為增環，A2為減環。

a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C工藝尺寸鏈例如：工件A、C面已加工好，現以A面定位用調整法加工B面，要求保證B、C面距離A0。【例】尺寸鏈方程為：第四節機械加工工藝規程設計③中間計算：封閉環及局部組成環的尺寸、公差，求其余的一個或幾個組成環尺寸、公差。尺寸鏈計算②反計算：封閉環尺寸、公差反求各組成環尺寸、公差。①正計算：組成環尺寸、公差求封閉環尺寸、公差。第四節機械加工工藝規程設計根本時間：直接改變生產對象的性質，使其成為合格產品或到達工序要求所需時間〔包括切入、切出時間〕。時間定額組成輔助時間：為實現工藝過程必須進行的各種輔助動作時間，如裝卸工件、啟停機床、改變切削用量及進退刀等。五、工藝過程的生產率

定義:

在一定生產條件下，生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。第四節機械加工工藝規程設計布置工作地時間：包括更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要時間：工人在工作班內，為恢復體力和滿足生理需要所需時間。準備終結時間：如熟悉工藝文件、領取毛坯、安裝夾具、調整機床、發送成品等。第四節機械加工工藝規程設計

單件時間與單件工時定額計算◆

單件時間：〔5-24〕◆

單件工時定額：式中tj——根本時間tf——輔助時間tb——布置工作地時間tx——休息和生理需要時間tz——準備終結時間m——批量〔5-25〕第四節機械加工工藝規程設計提高生產效率的工藝途徑縮短根本時間：①提高切削用量〔切削速度、進給量、切削深度等〕；②采用多刀多刃進行加工〔如以銑削代替刨削，采用組合刀具等〕；③采用復合工步，使多個外表加工根本時間重合〔如多刀加工，多件加工等〕。縮短輔助時間：①使輔助動作實現機械化和自動化〔如采用自動上下料裝置、先進夾具等〕；②使輔助時間與根本時間重疊〔如采用多位夾具或多位工作臺，使工件裝卸時間與加工時間重疊〕。第四節機械加工工藝規程設計縮短布置工作地時間：

縮短準備終結時間：主要是減少換刀時間和調刀時間。采用自動換刀裝置或快速換刀裝置使用不重磨刀具采用樣板或對刀塊對刀采用新型刀具材料以提高刀具耐用度第四節機械加工工藝規程設計

工藝規程的形式〔1〕綜合工藝過程卡片〔2〕機械加工工藝卡片〔3〕機械加工工序卡片〔4〕調整卡〔5〕檢驗卡六、編制工藝規程文件第四節機械加工工藝規程設計1.

機械加工工藝過程卡片2.

機械加工工序卡片3.

綜合工藝過程卡片用于單件、小批生產中。用于大批大量生產中。用于成批生產中。以工序為單位，簡要說明零件機械加工過程。按每道工序詳細說明加工過程，一個工序一個卡。以工序為單位，詳細說明各工序內容，第四節機械加工工藝規程設計第四節機械加工工藝規程設計工藝規程的設計原那么1〕保證加工質量2〕保證生產效率3〕較低制造本錢4〕良好勞動條件第四節機械加工工藝規程設計

機器裝配機器裝配根本作業

機器裝配精度清洗連接校正、調整與配作平衡驗收、試驗相互位置精度相互運動精度相互配合精度第五節機器裝配工藝規程設計

裝配工藝系統圖為了便于裝配，通常將機器分成假設干個獨立的裝配單元。圖裝配單元通常可劃分為五個等級，即零件、套件、組件、部件和機器。零件：組成機器的根本元件。套件：假設干零件永久連接或連接在某個基準零件上少數幾個零件組合。組件：一個或幾個合件和幾個零件組合。部件：一個或幾個組件、合件或零件的組合。機器：即產品，全部裝配單元結合而成的整體。第五節機器裝配工藝規程設計套件與組件例如圖6-3套件和組件示例a）套件b）組件第五節機器裝配工藝規程設計組件裝配工藝系統圖第五節機器裝配工藝規程設計部件裝配工藝系統圖第五節機器裝配工藝規程設計總裝裝配工藝系統圖第五節機器裝配工藝規程設計裝配組織形式確定固定式裝配：移動式裝配：全部的裝配工作在一個固定的工作地上進行。裝配過程中裝配對象的位置不變，裝配所需要的零部件都聚集在工作地附近。裝配過程在裝配對象的連續或間歇的移動中完成。第五節機器裝配工藝規程設計裝配方法適用范圍應用舉例完全互換裝配法適用于零件數較少、批量很大、零件可用經濟精度加工時。汽車、拖拉機、中小型柴油機、縫紉機及小型電機的部分部件。統計互換裝配法適用于零件數稍多、批量大、零件加工精度可適當放寬時。機床、儀器儀表中的某些部件。分組法適用于成批或大量生產中，裝配精度很高，零件數很少，又不采用調整裝配時。中小型柴油機的活塞與缸套、活塞與活塞銷、滾動軸承的內外圈與滾子。修配法單件