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1、第七章第七章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程(guchng)(guchng)的制定的制定第一页，共64页。第三节第三节 工序工序(gngx)(gngx)具体内容具体内容的确定的确定加工余量及工序尺寸加工余量及工序尺寸设备设备(shbi)与工艺装备与工艺装备切削用量切削用量时间定额时间定额第二页，共64页。第三节第三节 工序工序(gngx)(gngx)具体内容具体内容的确定的确定一、加工余量及工序一、加工余量及工序(gngx)尺寸尺寸第三页，共64页。一、加工余量及工序一、加工余量及工序(gngx)尺寸尺寸1.加工余量加工余量(ylin)加工余量加工余量(ylin)Z加工总余量加工总余量(yl
2、in)Z0工序余量工序余量(ylin)Zi第四页，共64页。工序工序(gngx)余量余量Zi轴：轴：Zi=di1di孔：孔：Zi=DiDi1轴孔第五页，共64页。工序工序(gngx)余量余量Zi加工加工(jigng)B面：面：Z1=A0A1加工加工(jigng)C面：面：Z2=A1A2外表面(biomin)BC第六页，共64页。加工加工(jigng)总余量总余量Z0式中 n某一表面(biomin)的工序（或工步）数目。第七页，共64页。一、加工余量及工序一、加工余量及工序(gngx)尺寸尺寸2.工序尺寸工序尺寸(chcun)及偏差及偏差第八页，共64页。2.工序尺寸工序尺寸(chcun)及偏差
3、及偏差对于(duy)轴类零件的外尺寸：工序尺寸偏差取单向负偏差（h），工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如，对于(duy)孔类等零件的内尺寸：工序尺寸偏差取单向正偏差（H），工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，对于(duy)毛坯的制造偏差：取正负偏差。第九页，共64页。2.工序尺寸工序尺寸(chcun)及偏差及偏差图7-16 工序尺寸(ch cun)与余量间的关系粗车半精车精车毛坯(mop)i第十页，共64页。3.工序工序(gngx)余量的确定余量的确定经验法查表法分析(fnx)计算法第十一页，共64页。影响影响(yngxing)加工余量的加工余量的因素：因素：图7-17 上工序尺寸公差Ti1
4、的影响1）上 工 序 的 尺 寸 公 差(gngch)Ti1、形 状 公 差(gngch)fi1和位置公差(gngch)wi1（与定位有关）；第十二页，共64页。影响影响(yngxing)加工余量的加工余量的因素：因素：图7-18 直线度误差对加工精度 的影响1）上工序的尺寸公差Ti1、形状公差fi1和位置公差wi1（与定位(dngwi)有关）；0.05第十三页，共64页。影响影响(yngxing)加工余量的加工余量的因素：因素：2）上工序加工表面的粗糙度Ri1以及(yj)表面缺陷层的深度Hi1；图7-19 上工序表面粗糙度和缺陷层的影响第十四页，共64页。影响影响(yngxing)加工余量的
5、加工余量的因素：因素：图7-20 三爪卡盘的装夹误差3）本工序的装夹误差i，包括定位(dngwi)误差和夹紧误差。第十五页，共64页。3.工序余量工序余量(ylin)的确定的确定对于平面加工对于平面加工(ji gng)(ji gng)的单边余量：的单边余量：Zi=Ti1+fi1+wi-1+Ri1+Hi1+Zi=Ti1+fi1+wi-1+Ri1+Hi1+i i 对于外圆和内孔加工对于外圆和内孔加工(ji gng)(ji gng)的双边余量：的双边余量：Zi=Ti1+2Zi=Ti1+2（fi1+wi-1+Ri1+Hifi1+wi-1+Ri1+Hi1+1+i i）第十六页，共64页。3.工序工序(g
6、ngx)余量的确定余量的确定用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：Zi=Ti1+2（Ri1+Hi1）对于对于(duy)研磨、超精加工等光整加工工序：研磨、超精加工等光整加工工序：Zi=2Ri1第十七页，共64页。4.简单工序简单工序(gngx)尺寸及公差的尺寸及公差的确定确定图7-21 小轴例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料车端面车端面(dunmin)(dunmin)钻中心孔钻中心孔粗车外圆粗车外圆精车外圆精车外圆磨削外圆。
7、磨削外圆。第十八页，共64页。表7-11 工序(gngx)尺寸及公差的计算（单位：mm）第十九页，共64页。表7-11 工序尺寸及公差(gngch)的计算（单位：mm）第二十页，共64页。表7-11 工序(gngx)尺寸及公差的计算（单位：mm）第二十一页，共64页。表7-11 工序尺寸(ch cun)及公差的计算（单位：mm）第二十二页，共64页。表7-11 工序尺寸及公差(gngch)的计算（单位：mm）第二十三页，共64页。表7-11 工序尺寸及公差(gngch)的计算（单位：mm）第二十四页，共64页。表7-11 工序尺寸及公差的计算(j sun)（单位：mm）第二十五页，共64页。某
8、齿轮(chln)内孔工序尺寸及公差的计算（单位：mm）第二十六页，共64页。二、工艺装备二、工艺装备(zhungbi)(zhungbi)的选择的选择工艺装备：机床(jchung)、夹具、量具、刀具、辅具第二十七页，共64页。1.机床(jchung)的选择(1)机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；(2)机床精度机床精度(jnd)要与被加工零件的加工要求相适应；要与被加工零件的加工要求相适应；(3)机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；(4)机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展机床的选用要考虑节省投资
9、和适当考虑生产的发展;(5)改（扩）建车间，要充分利用原有设备。改（扩）建车间，要充分利用原有设备。第二十八页，共64页。2.机床(jchung)夹具的选择 机床夹具的选择机床夹具的选择(xunz)(xunz)主要考虑生产类型。主要考虑生产类型。（1 1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；（2 2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具；用机床夹具；此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。应。第二十九页，共64页。3.刀具(doj)的选择 刀具的选择主要取决于：刀具的选择主
10、要取决于：工序所采用的加工工序所采用的加工(ji gng)(ji gng)方法方法 加工加工(ji gng)(ji gng)表面的尺寸大小表面的尺寸大小 工件材料工件材料 要求的加工要求的加工(ji gng)(ji gng)精度精度 表面粗糙度表面粗糙度 生产率生产率 经济性经济性 在选择时应尽量采用标准刀具。在选择时应尽量采用标准刀具。第三十页，共64页。4.量具(lingj)的选择 量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。对于尺寸误差：1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺(yubio kch)、千分尺等）；2）成批生产多采用极限量规；3）大量生产多采用自动化程度高的量仪
11、，如电动或气动量仪等。对于形位误差：1)在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的；2）在成批大量生产中，多采用专用检具。第三十一页，共64页。三、切削液的选择三、切削液的选择(xunz)(xunz)1.切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑(rnhu)作用（3）清洗作用第三十二页，共64页。三、切削液的选择三、切削液的选择(xunz)(xunz)2.切削液的种类(zhngli)（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油第三十三页，共64页。3.切削液的选用(xunyng)(1)(1)按加工性质选用：按加工性质选用：1)1)粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液
12、；粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；2)2)精精加加工工时时，应应选选用用润润滑滑为为主主的的极极压压切切削削油油或或高高浓浓度的极压乳化液。度的极压乳化液。3)3)钻钻削削、铰铰削削、拉拉削削和和深深孔孔加加工工时时，应应选选用用粘粘度度(zhn(zhn d)d)较较小小的的极极压压水水溶溶液液、极极压压乳乳化化液液和和极极压压切切削削油，并应加大流量和压力。油，并应加大流量和压力。第三十四页，共64页。3.切削液的选用(xunyng)(2)按刀具按刀具(doj)材料选用：材料选用：1)高高速速钢钢刀刀具具(doj)粗粗加加工工，用用极极压压水水溶溶液液或或极极压压乳乳化化液液。高
13、高速速钢钢刀刀具具(doj)精精加加工工，用用极极压压乳乳化化液液或或极极压压切切削削油油，以以减减小小摩摩擦擦，提提高高表表面面质质量量和和精精度度，延长刀具延长刀具(doj)寿命。寿命。2)硬硬质质合合金金刀刀具具(doj)高高速速切切削削，一一般般，不不使使用用切切削削液；液；3)使使用用立立方方氮氮化化硼硼刀刀具具(doj)或或砂砂轮轮时时，不不宜宜使使用用水水质切削液。质切削液。第三十五页，共64页。3.切削液的选用(xunyng)(3)按工件材料选用按工件材料选用要注意以下几点：要注意以下几点：1)铸铸铁铁、黄黄铜铜及及硬硬铝铝等等脆脆性性材材料料，由由于于切切屑屑碎碎末末会会堵堵
14、塞塞冷冷却却系系统统，容容易易使使机机床床磨磨损损，一一般般不不加加切切削削液液。但但精精加加工工时时为为了了降降低低表表面面粗粗糙糙度度，可可采采用用粘粘度度较较小小的煤油或的煤油或7%10%乳化液。乳化液。2)切切削削有有色色金金属属和和铜铜合合金金时时，不不宜宜采采用用含含硫硫的的切切削削液液，以免腐蚀以免腐蚀(fsh)工件。工件。3)切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。第三十六页，共64页。四、时间定额四、时间定额(dng)(dng)的确定的确定什么(shnme)是时间定额？第三十七页，共64页。1.1.时间定额时间定额(dng)
15、(dng)的组成的组成图7-22 车削外圆的基本(jbn)时间（1）基本(jbn)时间tm（单位：min）第三十八页，共64页。1.1.时间定额时间定额(dng)(dng)的组成的组成（2）辅助时间ta（单位：min）如:装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具(doj)、测量工件等 第三十九页，共64页。1.1.时间时间(shjin)(shjin)定额的组成定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min）如:装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具(doj)、测量工件等 基本时间+辅助时间=工序作业时间 第四十页，共64页。1.1.时间时间(shjin)(shjin)定额的组成定额的组成（3
16、）布置(bzh)工作地时间ts（单位：min）如：更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等 布置(bzh)工作地时间ts=工序作业时间%第四十一页，共64页。1.1.时间定额时间定额(dng)(dng)的组成的组成（4）休息与生理需要时间tr（单位：min）休息与生理需要时间=工序(gngx)作业时间%上述四部分的时间上述四部分的时间(shjin)之和称为单件工时，即之和称为单件工时，即第四十二页，共64页。1.1.时间定额时间定额(dng)(dng)的组成的组成（5）准备与终结时间(shjin)tsu（单位：min）第四十三页，共64页。2 2、提高、提高(t go)(t go)生产率的措施
17、生产率的措施(1)(1)缩短基本时间：缩短基本时间：1 1）采采用用精精铸铸、精精锻锻的的毛毛坯坯(mop)(mop)件件，实实施施无无切切屑或少切屑加工；屑或少切屑加工；2 2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；3 3）采用多刀多刃切削，多件同时加工；）采用多刀多刃切削，多件同时加工；4 4）缩短工作行程；缩短工作行程；5 5）在在可可行行条条件件下下，采采用用先先进进切切削削技技术术，如如高高速速切削、强力切削与大进给切削等。切削、强力切削与大进给切削等。第四十四页，共64页。2 2、提高、提高(t go)(t go)生产率的措施生产率的措施(2
18、)(2)缩短辅助时间：缩短辅助时间：1 1）采用高度自动化的机床或数控机床；）采用高度自动化的机床或数控机床；2 2）采用先进的检测设备，实施在线主动检测；）采用先进的检测设备，实施在线主动检测；3 3）采采用用连连续续加加工工，如如采采用用带带回回转转工工作作台台的的组组合合机机床床或或者者在在万万能能机机床床上上设设置置多多工工位位夹夹具具，使装卸使装卸(zhungxi)(zhungxi)时间和加工时间相重合。时间和加工时间相重合。第四十五页，共64页。2 2、提高、提高(t go)(t go)生产率的措施生产率的措施(3)(3)合合理理采采用用先先进进制制造造技技术术(jsh)(jsh)
19、（AMTAMT），例如例如CAPPCAPP、CAMCAM、GTGT及及CIMSCIMS等。等。(4)(4)合合理理采采用用科科学学管管理理模模式式，提提高高管管理理效效率率和和劳劳动动生生产产率率，使使制制造造系系统统管管理理组组织织机机构构合合理理化化，使使制制造造系系统统以以最最优优化化的的方方式式运运行。行。第四十六页，共64页。五、切削用量的合理五、切削用量的合理(hl)(hl)选择选择 什么是合理的切削用量？它是指在保证加工(ji gng)质量的前提下，充分利用刀具和机床的性能，能获得高的生产率和低的加工(ji gng)成本的切削用量。第四十七页，共64页。五、切削用量的合理五、切削
20、用量的合理(hl)(hl)选择选择1.切削用量选择(xunz)的原则 第四十八页，共64页。（1 1）aspasp、f f、vcvc对切削对切削(qixio)(qixio)生产生产率的影响率的影响 材料材料(cilio)(cilio)切除率切除率 P17 P17 Q=1000vcaspf Q=1000vcaspf（mm3/smm3/s）第四十九页，共64页。（2 2）aspasp、f f、vcvc对表面对表面(biomin)(biomin)粗粗糙度的影响糙度的影响 表面表面(biomin)(biomin)粗糙度粗糙度 进给量进给量f f 影响最大影响最大 切削速度切削速度vcvc次之次之 被吃
21、刀量被吃刀量aspasp影响最小影响最小第五十页，共64页。（3 3）aspasp、f f、vcvc对刀具寿命对刀具寿命(shumng)(shumng)的影响的影响 刀具刀具(doj)(doj)寿命：寿命：P103 P103 第五十一页，共64页。五、切削用量的合理五、切削用量的合理(hl)(hl)选择选择1.切削用量选择的原则 在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下:1)首先选择尽可能大的背吃刀量asp;2)其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量f;3)最后再按刀具寿命的要求确定(qudng)一个合适的切削速度vc。第五十二页，共64页。五、切削用量的合理五、切削用量的
22、合理(hl)(hl)选择选择 2.刀具寿命的确定 1)刀具的经济寿命TC（min）：按工序加工成本最低的原则(yunz)确定的刀具寿命。2)刀具的最高生产率寿命TP（min）：按工序加工时间最少的原则(yunz)确定的刀具寿命。第五十三页，共64页。2.刀具寿命的确定 表7-12 计算刀具寿命的近似(jn s)公式 第五十四页，共64页。五、切削用量的合理五、切削用量的合理(hl)(hl)选择选择 3.切削用量的合理(hl)制定 第五十五页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (1)(1)背吃刀量背吃刀量aspasp和走刀次数的选择和走刀次数的选择(xunz)(xunz)1 1）粗加工时
23、，首先应将精加工的和半精粗加工时，首先应将精加工的和半精加工的余量留下来，剩下的余量尽可能加工的余量留下来，剩下的余量尽可能在一次走刀下切除。在一次走刀下切除。第五十六页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (1)(1)背吃刀量背吃刀量aspasp和走刀次数的选择：和走刀次数的选择：2 2）精加工时的最小背吃刀量的确定，）精加工时的最小背吃刀量的确定，取决于刀具刃口的锋利程度，对于刃取决于刀具刃口的锋利程度，对于刃口较锋利的高速钢刀具不应小于口较锋利的高速钢刀具不应小于0.005mm0.005mm；对于刃口不太锋利的硬质；对于刃口不太锋利的硬质合金合金(yn zh h jn)(yn zh
24、 h jn)刀具，背吃刀具，背吃刀量要略大一点。刀量要略大一点。第五十七页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (2)(2)进给量进给量f f的选择：的选择：1 1）粗加工时，主要考虑工艺系统的承受）粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。能力。选择进给量的限制条件有：机床进给选择进给量的限制条件有：机床进给机构的强度、车刀刀杆强度、车刀刀杆刚机构的强度、车刀刀杆强度、车刀刀杆刚度、刀片强度以及工件装夹刚度等，每个度、刀片强度以及工件装夹刚度等，每个限制条件给出一个允许的进给量，在这几限制条件给出一个允许的进给量，在这几个允许的进给量中选取最小的一个。个允许的进给量中选取最小的一个。在制定
25、在制定(zhdng)(zhdng)大批大量生产的工大批大量生产的工艺规程时，应该按照上述限制条件，通过艺规程时，应该按照上述限制条件，通过计算和比较，来确定合理的进给量。计算和比较，来确定合理的进给量。第五十八页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (2)(2)进给量进给量f f的选择：的选择：2 2）半精加工和精加工时，最大进给量主）半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。要受加工精度和表面粗糙度的限制。当车刀的刀尖圆弧半径当车刀的刀尖圆弧半径r r 较大或车较大或车刀具有副偏角很小的修光刃，且切削速度刀具有副偏角很小的修光刃，且切削速度较高时，进给量可以较高时
26、，进给量可以(ky)(ky)选得大一些。选得大一些。第五十九页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (2)(2)进给量进给量f f的选择：的选择：3 3）在生产）在生产(shngchn)(shngchn)中，进给量常中，进给量常常是按实际经验确定的。常是按实际经验确定的。P247 P247 表表7-157-15第六十页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (2)(2)进给量进给量f f的选择：的选择：4 4）受已加工表面粗糙度限制）受已加工表面粗糙度限制(xinzh)(xinzh)的半精加工和精加工的进给的半精加工和精加工的进给量经验值，可按表量经验值，可按表7-167-16选取。
27、选取。第六十一页，共64页。3.切削用量的合理(hl)制定 (1)(1)切削速度切削速度vcvc的选择：的选择：1 1）首先，应该根据已确定的背吃刀）首先，应该根据已确定的背吃刀量量aspasp、进给量、进给量f f以及刀具以及刀具(doj)(doj)寿命寿命T T，再按刀具，再按刀具(doj)(doj)寿命与切削用量寿命与切削用量关系式计算，得出的计算值。关系式计算，得出的计算值。所选定的这个刀具所选定的这个刀具(doj)(doj)寿命寿命T T，一般都在刀具，一般都在刀具(doj)(doj)的经济寿命的经济寿命TcTc和最高生产率寿命和最高生产率寿命TpTp之间。之间。第六十二页，共64页
28、。3.切削用量的合理(hl)制定 (3)(3)切削速度切削速度vcvc的选择：的选择：2 2）计算）计算vcvc后，应根据加工工件直径计算后，应根据加工工件直径计算相应的转速，相应的转速，转速转速n n 再按照机床的转速表，确定一个可再按照机床的转速表，确定一个可实现的转速实现的转速n n。然后，再计算在这个实际。然后，再计算在这个实际(shj)(shj)转速转速n n下的实际下的实际(shj)(shj)的切削速度的切削速度vcvc。通常要求实际。通常要求实际(shj)(shj)的切削速度的切削速度vcvc尽尽量接近（一般为略小于）初始计算值。量接近（一般为略小于）初始计算值。第六十三页，共64页。3）校验机床功率）校验机床功率(gngl)及扭矩。及扭矩。切削功率切削功率(gngl)Pc：（Kw）机床的有效功率机床的有效功率(gngl)：（Kw）若若则机床效验合格则机床效验合格(3)(3)切削速度切削速度vcvc的选择的选择(xunz)(xunz)：第六十四页，共64页。