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1、加工工艺基本概念与零件的工艺分析 刘茂福本堂课学习目标本堂课学习目标知识目标：掌握铣床、磨床、钻床的组成、运动、工艺范围及常用刀具类型。技能目标：能识别常用机床类别，能区分铣床、磨床、钻床的加工方法、加工运动和辅助运动。态度目标：主动积极、勤于思考、认识自我。(一一)生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程 1 1生产过程：生产过程：将原材料转变为产品的全过程。将原材料转变为产品的全过程。运输与管理运输与管理技术准备技术准备毛坯制造毛坯制造零件制造零件制造装配调试检验装配调试检验 2 2工艺过程工艺过程 工艺过程：工艺过程：生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、表生产过程中直接改变加工对象的尺寸
2、、形状、表面质量、性能以及相对位置关系、使其成为成品或半成品的面质量、性能以及相对位置关系、使其成为成品或半成品的过程。过程。铸造、锻造、冲压、焊接、热处理过程均为工艺过程铸造、锻造、冲压、焊接、热处理过程均为工艺过程 机械加工工艺过程机械加工工艺过程:采用机械加工方法的工艺过程。采用机械加工方法的工艺过程。辅助过程：辅助过程：将原材料（或半将原材料（或半成品）成品）转变为转变为成品成品（或半（或半成品）成品）间接有关间接有关的过程。如运输、保管、机修等。的过程。如运输、保管、机修等。一、基本概念一、基本概念工艺过程及其组成工艺过程的分类工艺过程的分类毛坯制造工艺过程零件的机械加工工艺过程产品
3、的装配工艺过程以改变原材料形以改变原材料形状为主，将原材状为主，将原材料经过铸造或锻料经过铸造或锻造制成铸件毛坯造制成铸件毛坯或锻件毛坯的工或锻件毛坯的工艺过程艺过程用各种工具和设用各种工具和设备将毛坯加工成备将毛坯加工成零件，以改变其零件，以改变其形状和尺寸为主形状和尺寸为主的工艺过程的工艺过程以确定各零件之以确定各零件之间的相对位置为间的相对位置为主，将加工好的主，将加工好的零件按一定的装零件按一定的装配技术要求装配配技术要求装配成产品的工艺过成产品的工艺过程程一、基本概念一、基本概念.机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成1)工序工序 是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个是指
4、一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。工人、工作地工人、工作地和和工件工件三不变加上三不变加上连续完成连续完成是构成工序的是构成工序的 四个要素四个要素。工序是工艺过程的基本组成部分，是制订生产计划和进工序是工艺过程的基本组成部分，是制订生产计划和进行成本核算的基本单元。行成本核算的基本单元。机械零件的机械加工工艺过程就机械零件的机械加工工艺过程就是由若干工序组成，毛坯依次通过这些工序，就被加工成是由若干工序组成，毛坯依次通过这些工序，就被加工成合乎图样规定要求的零件。合乎图样规定要求的零件。工序数
5、目的确定与零件的技术要求、零件的数量和现工序数目的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。一、基本概念一、基本概念工序号工序号工序内容工序内容设备设备1车车端面，打中心孔端面，打中心孔车床车床2车两车两外圆及倒角外圆及倒角车床车床3铣铣键槽，去毛刺键槽，去毛刺铣床铣床大批量生产的工艺过程大批量生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程工序号工序号工序内容工序内容设备设备1铣端面，打中心孔铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床铣端面打中心孔机床2车车大外圆及倒角大外圆及倒角车床车床3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车
6、床车床4铣键槽铣键槽铣床铣床5去毛刺去毛刺钳工台钳工台2)2)安装安装 指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部 分工序内容。分工序内容。在一个工序中可以有多次安装，应尽量减少安装次数，以在一个工序中可以有多次安装，应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间和安装误差。免增加辅助时间和安装误差。3)3)工位工位 工件在机床上占据每一个位置所完成的加工工件在机床上占据每一个位置所完成的加工为了减少工件的安装次数为了减少工件的安装次数,提高生产效率，常采用多提高生产效率，常采用多工位夹具（或多工位）机床，工位夹具（或多工位）机床，使工件在一次安装后先后经过使工
7、件在一次安装后先后经过若干个不同位置顺次进行加工。若干个不同位置顺次进行加工。4)4)工步工步 指在指在加工表面、刀具和切削速度和进给量加工表面、刀具和切削速度和进给量均保持均保持 不变不变的情况下完成的部分内容。的情况下完成的部分内容。有时为提高生产率，常用几把刀具同时加工几个表面，该有时为提高生产率，常用几把刀具同时加工几个表面，该工步称为复合工步。工步称为复合工步。为简化工艺文件，复合工步视为一个工步。为简化工艺文件，复合工步视为一个工步。example对8个12mm的孔进行钻削加工。虽然加工时分8次完成，但在工序中可以写成一个工步钻8-12mm孔。example5)5)走刀走刀 刀具在
8、加工表面上切削一次所完成的内容。刀具在加工表面上切削一次所完成的内容。走刀是构成工艺过程的最小单元。走刀是构成工艺过程的最小单元。综上分析可知，工艺过程的组成是很复综上分析可知，工艺过程的组成是很复杂的。工艺过程由许多工序组成，一个工杂的。工艺过程由许多工序组成，一个工序可能有几个安装，一个安装可能有几个序可能有几个安装，一个安装可能有几个工位工位,一个工位可能有几个工步，一个工步一个工位可能有几个工步，一个工步可能有几次走刀。可能有几次走刀。(三三)生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征1.生产纲领生产纲领 企业在计划期内应生产的产品产量（年产量）和进度计划。N=Qn(1+a)(1+b)式
9、中式中 N 零件的年产量；零件的年产量；Q产品的年产量；产品的年产量；n单台产品中该零件的数量；单台产品中该零件的数量；a备品率，以百分数计；备品率，以百分数计；b废品率，以百分数计。废品率，以百分数计。2.生产类型生产类型 是指企业是指企业(或车间、工段、班组、工作地）生产或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，可按产品的年生产纲领来划分。专业化程度的分类，可按产品的年生产纲领来划分。三种生产类型：三种生产类型：单件生产单件生产产品种类很多，同一种产品的数量不多，生产很少重复，产品种类很多，同一种产品的数量不多，生产很少重复，如如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。重型机械、大型
10、船舶制造、新产品试制等。成批生产成批生产成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。大量生产大量生产产品的产量很大，每台设备经常重复地进行某一工件的某一产品的产量很大，每台设备经常重复地进行某一工件的某一工序的加工，工序的加工，如自行车、洗衣机、汽车等生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。批量批量 每批制造的相同零件的数量每批制造的相同零件的数量3工艺规程的作用工艺规程：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
11、为工艺规程。工艺规程的作用 它是新产品投入制造前进行生产准备和技术准备的依据。有了工艺规程，在产品投产之前就可以根据它准备与供应原材料和毛坯，做好机床设备的准备和负荷的调整，安排专用工艺装备的设计和制造。工艺规程的作用工艺规程的作用 是组织生产和计划管理的重要资料。新产品的生产安排和调度及对外协作联系均以此作为依据。有了工艺规程，可以根据它进行生产作业计划的安排、劳动力的组织及生产成本的核算等，使整个生产有计划地进行。工艺规程的作用工艺规程的作用 它是规定新产品制造过程中具体操作方法的指导性文件。指导各环节按工艺规程制定的顺序和确定的工序尺寸及加工精度、加工余量和切削用量等对零件进行加工。工艺
12、规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料。在新建或扩建工厂、车间的工作中，根据产品零件的工艺规程及其他资料，可以统计出所建车间应配备机床设备的种类和数量，算出车间所需面积和各类人员的数量，确定车间的平面布置和厂房基建的具体要求，从而提出有根据的筹建或扩建计划。零件的机械加工工艺规程零件的机械加工工艺规程 零件的机械加工工艺规程一般应规定工件加工的工艺路线、工序的加工内容、检验方法、切削用量、时间定额以及所采用的设备和工艺装备等。不同的生产类型对工艺规程的要求也不相同，大批、大量生产的工艺规程比较详细，单件、小批生产则比较简单。零件的机械加工工艺规程零件的机械加工工艺规程 编制工艺规程是生产准备工作
13、的重要内容之一，合理的工艺规程对保证产品质量、提高劳动生产率、降低原材料及动力消耗、改善工人的劳动条件等都有十分重要的意义。在保证相同加工质量的前提下，不同的工艺规程，在生产率和经济性方面会有明显的差别。对于同一个零件，可制定出不同的加工工艺规程。因此为了保证零件质量，提高生产率，降低因此为了保证零件质量，提高生产率，降低成本，在制定工艺规程时，应该根据零件技术要成本，在制定工艺规程时，应该根据零件技术要求和工厂的生产条件，确定最合理的工艺过程和求和工厂的生产条件，确定最合理的工艺过程和方法。方法。2制定加工工艺规程的原则与要求制定加工工艺规程的原则与要求产品质量的可靠性 工艺规程首先要充分考
14、虑和采取一切确保产品质量的必要措施，保证产品能全面、可靠和稳定地达到设计图样上所要求的精度、表面质量和其他技术要求。工艺技术的先进性 在工厂现有条件下，所制定的工艺规程在采用本厂成熟的工艺方法的基础上，应尽可能吸收适合工厂情况的国内外同行的先进技术和工艺装备，以提高工艺技术水平。2制定加工工艺规程的原则与要求制定加工工艺规程的原则与要求经济性 在一定的生产条件下，要采用劳动量、物资 和能源消耗最少的工艺方案，在保证产品质量的 前提下，使生产成本最低，从而使企业获得良好 的经济效益。有良好的劳动条件 制定的工艺规程必须保证工人具有良好而安 全的劳动条件。尽可能采用机械化或自动化措 施，以减轻某些
15、繁重的体力劳动。3 3 制订工艺规程的原始资料与步骤制订工艺规程的原始资料与步骤3 3制订工艺规程的原始资料与步骤制订工艺规程的原始资料与步骤 分析研究装配图和审查零件图 制定零件加工工艺规程时，首先应分析该零件所在的产品装配图，了解该零件在产品中的位置和功用，由此找出该零件关键的技术要求，然后对产品零件图进行工艺分析。选择毛坯 毛坯的种类及制造方法，对零件的质量、加工方法、材料利用率、机械加工劳动量和制造成本都有很大的影响。毛坯的选择包扩确定毛坯的种类（铸件、锻件、型材）、形状、尺寸及其精度。3 3制订工艺规程的原始资料与步骤制订工艺规程的原始资料与步骤拟定工艺路线 工艺路线是指零件在加工过
16、程中，按选定的一系列加工方法，将各工序从毛坯到成品所排列出的先后顺序。拟定工艺路线即按一定的加工顺序制定出零件由粗到精全部的加工工艺过程。确定工序具体内容 工艺路线确定之后，还要确定各工序的具体内容，其中，主要包括：确定各工序所采用的设备及工艺装备；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；确定各工序的工步和切削用量，确定各主要工序的技术检验要求及检验方法。制定加工工艺规程的步骤制定加工工艺规程的步骤5 填写工艺卡 机械加工工艺过程卡片:是以工序为单位、简要说明零件机械加工过程的一种工艺文件，主要用于单件、小批生产，以供生产管理和生产调度使用。机械加工工序卡片:是在工艺过程卡片的基础上，进一
17、步按每道工序编制的一种工艺文件，一般具有工序简图，并祥细说明该工序中每一工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备。主主要用于大批大量生产。二、零件的工艺分析二、零件的工艺分析 零件的工艺分析零件结构的工艺性分析零件图上的技术要求分析1零件图及技术要求分析 目的：了解产品结构、功用、装配关系，从加工的角度对零件的技术要求进行审查。对零件进行工艺分析，就是要从加工制造的角度来研究图样上所表达的机械零件是否存在不利于加工制造的因素，并将这些不利因素在制造开始前予以消除，这是确保后续制造过程顺利、高效及高质量实施的前提与基础，也是及其关键的环节。二、零件的工艺分析二、零件的工艺分析二、
18、二、零件的工艺分析零件的工艺分析 零件的技术要求是指所设计的机械零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、材料及热处理等。在满足使用要求的前提下，如果认为图样上零件标注的尺寸及其公差、形位公差和表面粗糙度不合理，这时应与模具设计人员共同研究，提出修改意见，进行必要的修改，以提高零件制造的可行性和经济性。二、零件的工艺分析二、零件的工艺分析2零件结构工艺性零件结构工艺性机械加工零件结构工艺性机械加工零件结构工艺性 （1）被加工表面形状应尽量简单）被加工表面形状应尽量简单（2）尽量减少加工面积）尽量减少加工面积机械加工零件结构工艺性机械加工零件结构工艺性（3）尽量减少加工过程的装夹次数）尽量减少加工过
19、程的装夹次数 c机械加工零件结构工艺性机械加工零件结构工艺性（4）尽量减少工作行程次数）尽量减少工作行程次数 机械加工零件结构工艺性机械加工零件结构工艺性(5)保证刀具能正常工作保证刀具能正常工作零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较结构的工艺性不好结构的工艺性好 说明：同一轴上各轴段退刀槽应取相同宽度尺寸，以减少刀具种类和换刀时间零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较说明：当同一轴上多处有键槽时，各键槽的方位 应相同，以便将所有键槽在一次装夹中全 部加工出来结构的工艺性不好结构的工艺性好零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较说明：当同一方向多处有凸台时，各凸台的表面 应在同一平面上，以
20、便在一次进给中完成 加工结构的工艺性不好结构的工艺性好零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较说明：小孔与壁面间的距离应适当，以便引进刀具结构的工艺性不好结构的工艺性好零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较说明：为便于装配，保证装配时的配合关系，方 形凹坑的四周应便于清角结构的工艺性不好结构的工艺性好零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较说明：型腔类零件的定位销孔在淬硬后无法钻 铰，所以，不宜采用骑缝销孔。结构的工艺性不好结构的工艺性好零件结构的工艺性比较零件结构的工艺性比较说明：销孔与螺纹孔不宜太深，否则将增加铰孔 或攻螺纹的工作量。结构的工艺性不好结构的工艺性好课堂小结：课堂小结：1主要的基本概念：生产过程、工艺过程、工序、安装、工步、走刀、工位、生产纲领、生产类型、工艺规程2工艺规程制订的原则、要求、步骤3工艺文件的格式4零件的工艺分析：技术要求分析和工艺分析 作业布置：作业布置：P126 31、2