机器制造工艺编制.ppt

机器制造工艺编制与实施,教师-喻百鸣 课时30,宁波职业技术学院海天学院,教学内容,基础知识轴类加工工艺编制与实施套类加工工艺编制与实施箱类加工工艺编制与实施齿轮类加工工艺编制与实施装配工艺编制与实施,课程目标,熟习机械制造工艺编制流程,熟练掌握各类零件的工艺特点,能够独立编制简单零件的工艺规程,能够独立完成简单零件的工艺实施,能够正确分析本岗位的生产工艺流程,能独立承担本岗位工作任务，有较好的技术交流能力,课程考核与评价,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械制造工艺编制概念认识,零件的工艺性分析,毛坯的选择,机械加工路线的拟订,机械加工工序内容的确定,工艺尺寸链的计算,本章要点,第一章机械制造工艺编制基础知识,技能目标根据零件图的加工技术要求,分析零件的工艺性根据零件的批量和结构特点,确定零件毛坯图根据零件的批量和结构特点要求,拟定加工工艺路线根据零件的加工顺序,确定重要加工工序内容,第一章机械制造工艺编制基础知识,某企业产品84002齿轮,材料为40Cr,中批量生产.作为工艺人员要做哪些准备工作?,工作场景导入,第一章机械制造工艺编制基础知识,分度圆直径=齿数*模数,任务要求,审查84002齿轮零件图样的工艺性选择84002齿轮毛坯，画毛坯图根据中批量生产和结构特点要求，确定零件加工顺序根据零件的加工顺序，确定23道重要加工工序的内容,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,制造一个产品通常分设计和制造二个阶段。设计：由科研机构、设计部门，按功能要求，通过理论分析、计算，最后以图样的形式来完成。制造：由工厂按图样要求进行加工生产,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械加工的目的是将毛坯加工成符合产品要求的零件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但其中总有一种工艺过程在某一特定条件下是最经济、最合理的。,第一章机械制造工艺编制基础知识,在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品要求的零件，这是本章所要解决的重点。,一、机械制造过程、工艺系统及生产系统,产品制造过程,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,工艺过程,生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为半成品或成品的过程称为工艺过程，工艺过程可以通过不同的工艺方法来完成。因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。,第一章机械制造工艺编制基础知识,生产过程,产品的生产过程是指将原材料变为成品的全过程。机械产品的生产过程一般包括：生产与技术的准备 如产品的开发与设计、工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制、生产资料的准备等；,第一章机械制造工艺编制基础知识,毛坯的制造 如铸造、锻造、冲压和焊接等；零件的加工如切削加工、热处理、表面处理等；产品的装配 如总装、部装、调试、检验、油漆和包装等；生产的服务 如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等；,生产过程,第一章机械制造工艺编制基础知识,现代机械工业的发展趋势是组织专业化生产，并以系统的观点看待生产过程和各个环节及它们之间的关系即将生产过程看成一个具有输入和输出的生产系统。,第一章机械制造工艺编制基础知识,生产系统,第一章机械制造工艺编制基础知识,二、机械加工工艺过程及其组成,机械加工工艺过程,采用机械加工的方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为半成品或成品的过程，称为机械加工工艺过程。同样，将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。,机械制造工艺过程,热加工工艺过程：,冷加工工艺过程：,包括铸造、塑性加工、焊接、热处理、表面处理等。,零件的机械加工工艺过程：研究如何利用切削的原理使工件成型而达到预定的设计要求（尺寸精度、形状、位置精度和表面质量）。,机器的装配工艺过程：研究如何将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品，并达到要求的装配精度的工艺过程。,生产过程,生产准备过程,工艺过程,生产辅助过程,产品设计,工艺规程编制及材料定额的确定,工、夹、刀、量具设计制造或购置,机床设备的设计制造或购置,生产计划的确定,铸造工艺过程、锻造、冲压工艺过程、焊接工艺过程、机械加工工艺过程、热处理、表面处理工艺过程、装配、试车工艺过程,原材料购置、运输及保管成件、附件的购置及保管工具的修磨和修理机床设备的维修及保管成本核算及统计、销售与服务,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械加工工艺过程的组成,机械加工工艺过程和装配工艺过程是机械制造工艺学研究的两项主要内容。机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，而工序又可分为若干个安装、工位、工步和行程。毛坯依次通过这些工序就成为成品。,第一章机械制造工艺编制基础知识,1、工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地（或设备）是否变动和完成的那部分工艺内容是否连续。这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段性加工。,第一章机械制造工艺编制基础知识,工序定义关键工人、地点、工件不变，连续完成。工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行质量检验和经济核算的基本单元。,第一章机械制造工艺编制基础知识,实例：阶梯轴的加工,阶梯轴工艺过程（生产量较小时）,第一章机械制造工艺编制基础知识,阶梯轴工艺过程（生产量较大时）,先车好一批工件一端、调头再车这批工件的另一端，加工不连续,第一章机械制造工艺编制基础知识,结论1：只要工人、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个工序。结论2：同一个零件、同样的加工内容可以有不同的工序安排。结论3：工序安排和工序数目的确定与零件的技术要求、生产类型和现有工艺条件等有关。,第一章机械制造工艺编制基础知识,2、安装定位：确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位 位置不变的过程。装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程。,第一章机械制造工艺编制基础知识,安装：指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。注意：一个工序中工件可能有多次安装。加工中应尽量减小装夹次数，避免增加装夹误差。,第一章机械制造工艺编制基础知识,3、工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置所完成那一部分工序称为工位。具体地说:为了减少工件的装夹次数,常采用各种回转工作台,回转夹具或移动夹具,使工件在一次装夹中先后处于几个不同的位置进行加工，每一个位置所完成那一部分工序为一个工位。,第一章机械制造工艺编制基础知识,右图所示为一种利用回转工作台在一次装夹后顺序完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工的实例。,第一章机械制造工艺编制基础知识,4、工步 为了便于分析和描述工序的内容，工序还可以进一步划分工步。工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。一个工序可以包括几个工步，也可以只有一个工步。工步是构成工序的基本单元。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,一般来说，构成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工连续性）改变后，即成为另一个工步。但下面指出的情况应视为一个工步。,六角转台车床,第一章机械制造工艺编制基础知识,六角转台车床,第一章机械制造工艺编制基础知识,习惯上:对于那些一次装夹中连续进行的若干相同的工步应视为一个工步。,同一工序中，连续钻四个15mm的孔，可作为一个工步,举例：,连续进行的若干相同工步,第一章机械制造工艺编制基础知识,为了提高生产率，有时用几把刀具同时加工几个表面，此时也应视为一个工步，称为复合工步。,复合工步用多把刀具同时加工多个表面,辅助工步由人和（或）设备连续完成的一部分工序，不改变工件的形状、尺寸、表面粗糙度等。如：更换工具。,第一章机械制造工艺编制基础知识,钻、扩孔复合工步,组合铣刀铣平面复合工步,第一章机械制造工艺编制基础知识,5、行程（走刀）工作行程：指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。空行程：指刀具以非加工速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分 举例：组合机床快进、工进、快退。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,三、生产纲领和生产类型,不同的生产类型，其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制定工艺路线时必须明确该产品的生产类型。,第一章机械制造工艺编制基础知识,1、生产纲领 生产纲领指包括备品、备件在内的该产品的年产量。产品的年生产纲领就是产品的年生产量。零件的年生产纲领由下式计算：N=Qn(1+)式中：N-零件的生产纲领（件/年）；Q-产品的年产量（台/年）；n-单台产品该零件的数量（件/年）；-备品率，以百分数计；-废品率，以百分数计。,第一章机械制造工艺编制基础知识,2、生产类型：指企业生产专业化程度的分类（1）单件生产：产品种类很多，同一产品量很少，各个工作地的加工对象经常改变，而且很少重复生产。例如：重型机械，专用设备，新产品试制。（2）大量生产：同一产品的产量很大，大多数工作地按照一定的生产节拍进行某种零件的某道工序的重复加工。例如：汽车、拖拉机、自行车等的制造。,第一章机械制造工艺编制基础知识,（3）成批生产：一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象周期性的重复。例如：机床、电机、纺织机械的制造等。批量是指每一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量，成批生产又可分为小批、中批和大批生产。,第一章机械制造工艺编制基础知识,小批生产：生产特点与单件生产基本相似，合称单件小批生产。中批生产：生产特点介于小批生产和大批生产之间。大批生产：生产特点与大量生产基本相似，合称大批大量生产。,同一企业可能同时存在多种生产类型的生产，判断企业或车间的生产类型应根据企业或车间中占主导地位的工艺过程的性质来确定。,第一章机械制造工艺编制基础知识,各种生产类型的划分,第一章机械制造工艺编制基础知识,四、机械加工工艺规程,1、工艺规程的概念 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。,第一章机械制造工艺编制基础知识,2、工艺规程的作用 工艺规程是指导工人操作和用于组织生产、管理生产的主要工艺文件，是加工、检验验收、生产调度与安排的主要依据，是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备，生产中用它做生产的指挥，生产后用它做生产的检验。,第一章机械制造工艺编制基础知识,3、工艺规程的类型和格式 为了适应工业发展的需要，加强科学管理和便于交流，原机械电子工业部还制订了指导性技术文件JB/Z187.388工艺规程格式，要求各机械制造厂按统一规定的格式填写。,第一章机械制造工艺编制基础知识,按照规定，属于机械加工工艺规程的有：1)机械加工工艺过程卡片。2)机械加工工序卡片。3)标准零件或典型零件工艺过程卡片。4)单轴自动车床调整卡片。5)多轴自动车床调整卡片。6)机械加工工序操作指导卡片。7)检验卡片等。,第一章机械制造工艺编制基础知识,最常用的是：机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。（1）机械加工工艺过程卡片 机械加工工艺过程卡片是以工序为单位，简要说明产品或零、部件的加工过程的一种工艺文件。它是生产管理的主要技术文件。适用范围：广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,（2）机械加工工序卡片 机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上按每道工序所编的一种工艺文件，一般具有工序简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。适用范围：主要用于大批大量生产中所有零件，中批生产中的重要零件和单件小批生产中的关键工序。,第一章机械制造工艺编制基础知识,单件时间定额由基本加工时间T基,辅助时间T辅、布置工作地时间T服务、休息和生理需要时间T休息、准备与终结时间T准终,等组成,第一章机械制造工艺编制基础知识,4、制订工艺规程的基本要求 工艺规程制定的原则是优质、高效、低成本，即在保证产品质量的前提下，尽量提高生产率和降低成本。在制订工艺规程时应注意下列问题：1）质量上的可靠性 在制订工艺规程时必须要能可靠保证零件图纸上所有技术要求。,第一章机械制造工艺编制基础知识,2）技术上的先进性 在制订工艺规程时，要了解国内外本行业的工艺技术的发展水平，通过必要的工艺试验，积极采用先进的工艺和工艺装备。3）经济上的合理性 在一定的生产条件下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案，此时应通过核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品的能源、材料消耗和生产成本最低。,第一章机械制造工艺编制基础知识,4）方案上的可行性 所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料。5）有良好的劳动条件 在制订工艺规程时，要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要注意采用机械化或自动化措施，以减轻工人繁杂的体力劳动。,第一章机械制造工艺编制基础知识,5、制订工艺规程的主要依据1）产品装配图、零件图；2）产品验收质量标准；3）产品的年生产纲领；4）毛坯材料与毛坯生产条件；,第一章机械制造工艺编制基础知识,5）制造厂的生产条件（包括机床设备和工艺装备的规格、性能和现在的技术状态，工人的技术水平，工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料）；6）工艺规程设计、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；7）国内外先进制造技术资料等。,第一章机械制造工艺编制基础知识,6、制订工艺规程的步骤1）分析零件图和产品装配图；了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用。2）对零件图和装配图进行工艺审查；审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一；找出主要技术要求和分析关键的技术问题；审查零件的结构工艺性。3）由零件生产纲领确定零件生产类型；4）确定毛坯种类；5）拟定零件加工工艺路线；,第一章机械制造工艺编制基础知识,6）确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等)。7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；8）确定各工序的技术要求及检验方法；9）确定各工序的切削用量和工时定额；10）编制工艺文件。,第一章机械制造工艺编制基础知识,零件的工艺性分析,一、分析研究产品的零件图和装配图,在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。,第一章机械制造工艺编制基础知识,分析零件表面的组成和基本类型,在零件结构分析时，根据机械零件不同的组合形成零件结构上的特点，就可选择与其相适应的加工方法和加工路线。外圆 车削或磨削 内孔 钻、扩、绞、镗和磨削,第一章机械制造工艺编制基础知识,主要表面和次要表面区分,根据零件各加工要求的不同，可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面。在拟订工艺路线时，先考虑主要表面的加工路线和方法，次要表面加工穿插在主要表面加工之间，做到主次分开以保证主要表面的加工精度。,第一章机械制造工艺编制基础知识,二、零件结构工艺性概念,结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过程的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。零件结构工艺性涉及面很广，必须全面综合分析。,第一章机械制造工艺编制基础知识,结构工艺性要根据具体的生产类型和生产条件分析,电子束焊,电子束焊是利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。,第一章机械制造工艺编制基础知识,如图所示的方头销，其头部要求淬火硬度5560HRC，所选用的材料为T8A，该零件上有一孔2H7要求在装配时配作。由于零件长度只有15mm，方头部长度仅有4mm，如用T8A材料局部淬火，势必全长均被淬硬，配作时，2H7孔无法加工。若建议材料改用20Cr进行渗碳淬火，便能解决问题。,图 方头销,第一章机械制造工艺编制基础知识,三、衡量零件结构工艺性的原则及实例,尽量采用标准化参数,第一章机械制造工艺编制基础知识,保证加工的可能性和方便性，有利于退刀和进刀,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,加工表面形状尽量简单，便于加工，并尽可能布置在同一表面或同一轴线上,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,便于测量,第一章机械制造工艺编制基础知识,便于工件装夹,鸡心夹头,第一章机械制造工艺编制基础知识,图a 所示零件，拟用顶尖和鸡心夹头装夹，但该结构不便于装夹。若改为图b结构，则可以方便地装置夹头。,图a,图b,第一章机械制造工艺编制基础知识,必要时可以增加工艺凸台,第一章机械制造工艺编制基础知识,有相互位置精度要求的的有关表面，尽可能地在一次装夹中加工完,第一章机械制造工艺编制基础知识,尽可能减轻零件重量，减少加工表面面积，并尽量减少内表面加工,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,零件的结构尽可能有利于提高生产效率,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,合理采用零件的组合，便于零件的加工,第一章机械制造工艺编制基础知识,四、工艺条件对零件结构工艺性的影响,生产批量对零件结构工艺性的影响,第一章机械制造工艺编制基础知识,数控加工对零件结构工艺性的影响,采用通用机床加工时，要求设计制造复杂的专用夹具或需很长调整时间的零件加工。小批量生产(100件以下)的零件加工。轮廓形状复杂、加工精度高或必须用数学方法决定的复杂曲线、曲面零件的加工。要求精密复制的零件加工。预备多次改型设计的零件加工。钻、镗、铰、锪、攻螺丝及铣削工序联合进行加工的零件，如箱体零件的加工。价值高的零件或要求百分之百检验的零件加工。,第一章机械制造工艺编制基础知识,特种加工对零件结构工艺性的影响,利用电火花加工-线切割(容易),第一章机械制造工艺编制基础知识,在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。,电火花加工,又称放电加工或电蚀加工,第一章机械制造工艺编制基础知识,毛坯的选择,一、常见的毛坯种类 常见的毛坯种类有以下几种：（一）铸件 包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件等形状较复杂的毛坯多用铸造方法制造。,第一章机械制造工艺编制基础知识,目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造和离心铸造等。,砂型铸造,第一章机械制造工艺编制基础知识,金属模砂型机器造型,木模砂型手工造型,第一章机械制造工艺编制基础知识,金属型铸造又称硬模铸造。用铸铁、碳钢或低合金钢等金属材料制成铸型，在重力作用下，金属液充填金属型型腔，冷却成形而获得铸件的工艺方法称为金属型铸造，也称为硬模铸造、铁模铸造、永久型铸造、冷硬铸造、冷激模铸造等。金属型铸造既可采用金属芯，也可以用砂芯取代难以抽拔的金属芯。金属型的铸型可反复使用。铸件组织致密，力学性能好,精度和表面质量较好。,第一章机械制造工艺编制基础知识,其中较为常用的是熔模铸造,也称失蜡铸造：选用适宜的熔模材料制(如石蜡)造熔模；在熔模上重复沾耐火涂料与撒耐火砂工序，硬化型壳及干燥；再将内部的熔模溶化掉，获得型腔；焙烧型壳以获得足够的强度，及烧掉残余的熔模材料，；浇注所需要的金属材料；凝固冷却,脱壳后清砂，从而获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理与冷加工和表面处理。,精密铸造,第一章机械制造工艺编制基础知识,压力铸造high pressure die casting（简称压铸）的实质是在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型(压铸模具)型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。,压力铸造,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法。,离心铸造,第一章机械制造工艺编制基础知识,（二）锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织,机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。自由锻锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。锻件的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。,第一章机械制造工艺编制基础知识,自由锻 锻件的形状简单，尺寸精度低，加工余量大。,第一章机械制造工艺编制基础知识,2)模锻 可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高，加工余量小。3)精密模锻 锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。,第一章机械制造工艺编制基础知识,（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材、管材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,（四）焊接件焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。,主油泵叶轮,第一章机械制造工艺编制基础知识,（五）其它毛坯其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件等。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,二、毛坯的选择原则 选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素：（一）零件的生产纲领大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。,第一章机械制造工艺编制基础知识,（二）零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如各段直径相差不大，可选用圆棒料；如各段直径相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯；尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。,第一章机械制造工艺编制基础知识,（三）零件材料的工艺性例如材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。（四）现有的生产条件选择毛坯时，还要考虑本厂的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等。（五）充分考虑利用新工艺、新技术、新材料的可能性,第一章机械制造工艺编制基础知识,三、毛坯形状和尺寸的确定 毛坏形状和尺寸，基本上取决于零件形状和尺寸零件和毛坯的主要差别：毛坯加工余量 毛坯制造的尺寸公差称为毛坯公差从机加角度确定毛坯的形状和尺寸时应考虑的问题：,工艺搭子的设置,便于装夹稳定、方便,第一章机械制造工艺编制基础知识,整体毛坯的采用,保证零件质量、加工方便，做成整体毛坯，加工到一定阶段后再切开,第一章机械制造工艺编制基础知识,合件毛坯的采用,第一章机械制造工艺编制基础知识,毛坯图：在零件图的基础上，在相应的加工表面上加上毛坯余量绘制时要考虑毛坯的具体制造条件（铸件上的孔、锻件上的孔和空档、法兰等的最小铸出和锻出条件；铸件和锻件表面的起模斜度（拔模斜度）和圆角；分型面和分模面等,第一章机械制造工艺编制基础知识,绘制毛坯图步骤,用粗实线绘出毛坯形状，比例1：1。标注毛坯的主要尺寸及公差，标出加工余量的名义尺寸标明毛坯的技术要求，如毛坯精度、热处理及硬度、圆角尺寸、起模斜度、表面质量要求(气孔、缩孔、夹砂)等和绘制一般的零件图一样，为表达清楚毛坯的某些内部结构，可画出必要的剖视、断面图，对于实体上加工出来的槽和孔，则可不必这样表达用双点画线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将已确定的加工余量叠加在各相应的被加工表面上，即得到毛坯轮廓 注明一些特殊的余块，如热处理工艺的夹头、机械试验和金相试验用试棒、机械加工用的工艺夹头等的位置,第一章机械制造工艺编制基础知识,轴的自由锻件图,第一章机械制造工艺编制基础知识,技术条件：1、合金牌号zLl042铸造方法：金属型铸造3、未注明的铸造起模斜度：34、未注明的铸造圆角：R35综合技术条件：HB963706铸造的精度等级：ZJ4(HB07-67）7铸件的交货状态：允许浇冒口残根不大于2。表面状态符合标准件8、进行液压试验(压力及时间等)9热处理后硬度70HBW,铸件毛坯图,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械加工工艺路线拟订,拟订工艺路线是指拟订零件加工所经过的有关部门和工序的先后顺序。工艺路线的拟订是制订工艺规程的重要内容，其主要任务是确定定位基准，选择各个加工表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容。它与零件的加工要求，生产批量及生产条件等多种因素有关。,第一章机械制造工艺编制基础知识,定位基准的选择,制订机械加工规程时，定位基准的选择是否合理，将直接影响零件加工表面的尺寸精度和相互位置精度。同时对加工顺序的安排也有重要影响。定位基准选择不同，工艺过程也将随之而异。,第一章机械制造工艺编制基础知识,基准的分类,根据基准功用的不同，可分为设计基准、工艺基准两大类。设计基准：零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准为设计基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,工艺基准：是加工、测量和装配过程中使用的 基准,工序基准：指在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。它与加工表面有尺寸、位置要求。所标注的加工面的位置尺寸称工序尺寸。工序基准也可以看作工序图中的设计基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,定位基准：加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴线、某两面之间的对称中心面等），在定位时是通过有关具体表面起定位作用的，这些表面称定位基面。例如在车床上用顶尖安装一根长轴，实际的定位表面（基面）是顶尖的锥面，但它体现的定位基准是这根长轴的轴线。因此，选择定位基准，实际上要选择恰当的定位基面。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,测量基准：加工中或加工后用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,装配基准：是装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,基准分类,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,定位基准的选择原则,根据定位基面表面状态，定位基准又可分为粗基准和精基准。粗基准：以未经过机械加工的毛坯表面作定位基准的。粗基准往往在第一道工序第一次装夹中使用。精基准：以加工过的表面作定位基准。,粗基准和精基准选择原则不同,第一章机械制造工艺编制基础知识,粗基准的选择,粗基准的选择，主要考虑如何保证加工表面与不加工面之间的位置和尺寸求，合理分配各加工面的加工余量，减少装夹次数，同时要为后续工序提供精基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选择不加工面为粗基准。如果零件上有多个不加工面，应选择其中与加工表面有较高位置精度要求的不加工表面作第一次装夹的粗基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择加工余量最小的毛坯表面作为粗基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,B面加工余量最小,第一章机械制造工艺编制基础知识,为了保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,粗基准应避免重复使用，同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。,车A面时就不要用B作基准了,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,粗基准要选择平整、面积大的表面，要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面、毛刺等缺陷，保证工件定位准确、夹紧可靠。,第一章机械制造工艺编制基础知识,选择精基准时，主要应考虑如何保证加工表面之间的位置精度、尺寸精度和装夹方便，其主要原则是：,基准重合原则 采用设计基准作为加工工序的定位基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。定位基准与设计基准相重合可避免因基准不重合而引起的定位误差。,第一章机械制造工艺编制基础知识,基准统一原则 在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个（或一组）定位基准来定位，称为基准统一原则。基准统一时容易保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，可以减少夹具的种类，简化夹具结构。,第一章机械制造工艺编制基础知识,如阶梯轴的加工,为保证各表面之间的位置精度应选择两端的中心孔作为统一的定位基准,进行加工。,第一章机械制造工艺编制基础知识,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，常以加工表面本身作为定位基准。如浮动镗孔、拉孔、珩磨等孔加工方法,第一章机械制造工艺编制基础知识,互为基准原则 若两表面间的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和形状精度又很高时，可以采用互为基准、反复加工的方法。,车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,表面加工方法的选择,选择表面加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，选择时还要考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和热处理要求及工厂的生产条件等。,第一章机械制造工艺编制基础知识,任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，而高精度的获得一般要以高成本为代价，不适当的高精度要求，会导致加工成本急剧上升。,加工精度与成本的关系,第一章机械制造工艺编制基础知识,经济精度就是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能达到的精度。相应的粗糙度称为经济粗糙度。,表 1-8 外圆柱面加工方法,表 1-8 孔加工方法,表 1-8 平面加工方法,第一章机械制造工艺编制基础知识,加工阶段的划分,第一章机械制造工艺编制基础知识,工序的集中与分散,工序集中：就是在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。这样，零件工艺过程中工序少，工艺路线短。工序分散：把加工表面分的很细，每个工序加工内容少，表现为工序多，工艺路线长。,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,由于工序的集中和分散各有特点，究竟按何种原则确定工序数量，这要根据生产纲领、机床设备及零件本身的结构和技术要求等作全面的考虑。但从技术的发展方向来看，随着数控机床、加工中心的发展和应用，今后将更多地趋向于工序集中。,第一章机械制造工艺编制基础知识,加工顺序的安排,要满足零件图样的全部技术要求及生产的高效率和低成本，不仅要正确选择定位基准和每个表面的加工方法，而且要合理地安排工序顺序。这不仅指安排好机械加工间的顺序，而且要合理地安排好机械加工与热处理、表面处理及与辅助工序（如清洗、检验等）间的工序顺序。,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械加工顺序安排,基面先行 作为其它表面加工的精基准一般安排在工艺过程一开始就进行加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。,第一章机械制造工艺编制基础知识,先主后次 零件的主要工作表面（一般是指加工精度和表面质量要求高的表面）、装配基面应先加工，从而及早发现毛坯中可能出现的缺陷。,机械加工顺序安排,第一章机械制造工艺编制基础知识,先粗后精 一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。,机械加工顺序安排,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械加工顺序安排,先面后孔 箱体、支架等类零件上具有轮廓尺寸远比其它表面尺寸为大的平面，用它作定位基准面稳定可靠，故一般先加工这些平面以作精基准，供加工孔和其它表面时使用。,第一章机械制造工艺编制基础知识,热处理工序的安排,热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的目的而定。,第一章机械制造工艺编制基础知识,应根据热处理的目的安排其在加工过程中的位置:最终热处理提高力学性能变形较大的-精加工前，以便纠正变形变形较小的-精加工后表面装钸性镀层和发蓝-机加工完毕预备热处理消除内应力、改善加工性能改善加工性能-粗加工前消除内应力-粗加工后和需要的地方,第一章机械制造工艺编制基础知识,辅助工序的安排,包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁、探伤、平衡等也要加以重视。检验工序的安排粗加工阶段结束后重要工序前后送往外车间加工的前后(特别是送热处理车间)全部加工工序完成后,第一章机械制造工艺编制基础知识,第一章机械制造工艺编制基础知识,其它辅助工序的安排,1）表面强化工序：如滚压、喷丸处理等，一般安排在工艺过程最后。2）表面处理工序：如发蓝、电镀等一般安排在工艺过程最后。3）探伤工序：如X射线检查、超声波探伤等一般安排在工艺过程的开始4）平衡工序：一般安排在精加工以后。,第一章机械制造工艺编制基础知识,机械加工工序的设计,加工余量的确定,零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。,第一章机械制造工艺编制基础知识,一、加工余量的概念由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量。,第一章机械制造工艺编制基础知识,（一）工序余量工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。1、工序余量的计算 工序余量等于相邻两工序的工序尺寸之差。,对于外表面Z=a-b 对于内表面 Z=b-a 式中Z本工序的工序余量 a前工序的工序尺寸 b本工序的工序尺寸,第一章机械制造工艺编制基础知识,上述加工余量均为非对称的单边余量，旋转表面的加工余量为双边对称余量。对于轴 Z=da-db 对于孔 Z=db-da 式中Z直径上的加工余量 da前工序的加工直径 db本工序的加工直径,第一章机械制造工艺编制基础知识,当加工某个表面的工序是分几个工步时，则相邻两工步尺寸之差就是工步余量。它是某工步在加工表面上切除的金属层厚度。,第一章机