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1、机加工及其工艺培训教材本文编者俞群华九牧研发部前言部门现有设计中，不仅在打样过程中经常会有一些加工工艺性的问题，也有很多归档转产的零件存在加工困难的情况，不仅影响开发进度与量产，也影响结构件的质量。“一次做好，次次做对”，因此当收到外观工程师发来的外观效果图时，各工程师需要对产品首先进行模具成型及后加工的工艺分析，以避免产品先天不良。编写该教材的目的，就是为了方便工程师在结构设计时清晰一些常用的、基本的、关键的加工工艺知识，更好地保证工程师设计出的零件有较好的加工工艺性，统一结构要素，减少不必要的开模，加快加工进度，降低加工成本，提高产品质量。木来机械加工工艺知识是机械行业，特别是我司五金研发
2、部设计、制造、管理人员所必备的知识。为熟悉与解决加工工艺问题的方法，掌握加工工艺方面的基本理论与基本知识，熟悉机械加工方面的进展，结合我司现场的工艺设备重点介绍车削、钻削、铳削加工工艺过程的要紧问题。由于时间与实际经验有限，培训资料中错误在所难免，恳请大家批判指正，希望通过一定时间的实践检验，通过将来补充、修订、完善之后，能够成为一部非常有用的培训教程参考书，对我们的设计工作起到很好的指导作用。考虑培训资料手册的篇幅与有用性，与我们的设计要紧是五金铸造类零件设计，因此，本培训资料机加工艺要紧以车、钻、铳等为主。第一节机械加工工艺规程概述1.1 基础知识与术语1.1.1 工艺过程改变生产对象的形
3、状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为成品或者半成品的过程。1.1.2 工艺过程的构成由一个或者若干个顺序排列的工序构成的。工序是工艺过程的基本构成单位，也是生产组织与计划的基本单元。工序又可细划分若干个安装、工位、工步等，见图LlTo它们的含义见表1.1-1。工艺过程工序工序工序安装安装工步工步工位工位工位工步工步工步工步工步工步工步工步工步1.2.1区分工序的要紧根据是工 作地（或者设备）是否变动与完成的 那一部分工艺内容是否连续。图 L 2T所示的圆盘零件， 时其加工工艺过程如表1.2-1所 示；时其加工工艺过程如表 1. 2-2所示。1.2构成部分的区别图1.2-1圆盘零件图LlT工艺过
4、程的构成表1.1-1工艺过程各构成部分的含义名称含义工序一个或者一组工人，在一个工作地对同一个或者同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序工位为完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或者装配单元）与夹具或者设备的可动部分一起相对刀具或者设备的固定部分所占据的每一个位置所完成的那一部分工序工步在加工表面（或者装配时的连接表面）与加工（或者装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序走刀在一个工步内当加工表面切削余量较大，需分几次切削时,则每一次切削称之一次走刀表L2-1圆盘零件单件小批机械加工工艺过程工序号工序名称工装工步工序内容设备1车削I12
5、34（用三爪自定心卡盘夹紧毛坯小端外圆）车大端面车大端外圆至6100钻620孔倒角车床（工件调头，用三爪卡盘夹紧毛坏大端外圆）II5车小端端面，保证尺寸35m6车小端外圆至648,保证尺寸207倒角2钻削I12（用夹具装夹工件）依次加工三个68孔在夹具中修去孔口的锐边与毛刺钻床表1.2-2圆盘零件成批机械加工工艺过程工序号工序名称工装工步工序内容设备1车削I1234（用三爪自定心卡盘夹紧毛坯小端外圆）车大端面车大端外圆至6100钻20孔倒角车床12车削I123（以大端面涨胎心轴）车小端端面，保证尺寸35mm车小端外圆至648,保证尺寸20倒角车床23钻削I1（钻床夹具）钻三个68孔钻床4钳工I
6、1修孔口的锐边与毛刺由表1.2T可知，该零件的机彳成加工分车削与钻削两道工序。由于两者的操作工人、孔床及加工的连续性均已发生变化。而在车削加工序中，尽管含有多个加工表面与多种加工方法（如车、钻等），其划分工序的要素未改变，故属同一工序。而表1.2-2分为四道工序。尽管工序1与工序2同为车削，但考虑质量与效率等方面的因素分为两台机器加工，故加工的连续性己变化，因此应为两道工序；同样工序4修边口锐边及毛刺，由于场地与使用设备均发生变化,因此也应作为另一道工序。由此可见工序不仅是构成工艺过程的基本单元，也是制订时间定额，配备工人，安排作业与进行质量检验的基本单元。1.1.3 工步与走刀为了便于分析与
7、描述工序的内容,工序还能够进一步划分工步。一个工序能够包含几个工步，也能够只有一个工步。如表1.2T中的工序1。在安装I中进行车大端面、车外圆、钻20孔、倒角等加工，由于加工表面与使用刀具的不一致，即构成四个工步。通常来多，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。但下面指出一些的情况应视为一个工步：（1）关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。如图1.2T零件上级三个8孔钻削。能够作为一个工步。钻3-8（2）为了提高生产效率，有的时候用几把刀具同时加工几个表面，如今也应视为一个工步,图1.2-2复合工步称之复合工步。如图1.2-2的加工方案。
8、在一个工步内，若被加工表面切去的金属层很厚，需分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步能够包含一次走刀或者几次走刀。1.1.4 安装与工位工件在加工前，在机床或者夹具上先占据一正确位置（定位），然后再夹紧的过程称之装夹。工件（或者装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称之安装。在一道工序中能够有一个或者多个安装。表1.2-1中工序1即有两个安装，而工序2有一个安装。工件加工应尽量减少装夹次数，由于多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间。因此生产中常用各类PI转工作台、回转夹具或者移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不一致的位置加工。为完成一定的工序内容，一次装
9、夹工件后，工件（或者装配单元）与夹具或者设备固定部分所占据的每一个位置,称之工位。工位I-装卸工件工位H-钻孔工位In-扩孔工位Iv-较孔图1.2-3多工位加工图1.2-3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、扩孔与较孔四个工位加工的实例。 1.3 1.3工艺规程及其制订1.3.1 3.1工艺规程规定产品或者零件制造工艺过程与操作方法等的工艺文件。1.3.2 制定工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进,经济效率高，劳动条件良好。1.3.3 制定工艺规程的原始材料产品装配图及零件图；产品质量验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生
10、产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术进展状况。1.3.4 制定工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟定工艺路线（划分工艺过程的构成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等）；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。 1.4 生产纲领与生产类型1.4.1 生产纲领企业在计划期内企业应当生产的产品产量与进度计划。年生产纲领是包含备品与废品在内的某产品的年
11、产量。零件的生产纲领按下式计算：N=Qn（l+B）式中N一零件的生产纲领（件/年）；Q机器产品年产量（台/年）n每台产品中该零件的数量（件/台）；一备品的百分率；B一废品的百分率1.4.2 生产类型企业（或者车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。根据企业生产的产品特征（即产品属于重型、中型或者轻型零件）、年生产纲领、批量与投入生产的连续性，通常分为三种生产类型，即单件生产、成批生产与大量生产。1.4.3 生产批量一次投入或者产出的同一产品（或者零件）的数量。生产类型与生产纲领的关系见表L4-1,各类生产类型的特点见表L4-2。表1.4T生产类型与生产纲领的关系生产类型某类零件的年产量
12、（件/年）产品类型重型机械中型机械轻型机械单件生产5201000500050000表1.4-2生产类型的工艺特点工艺特点生产类型单件小批生产中批生产大批大量生产加工对象经常变换，很少重复周期性变换，重复固定不变零件的互换性用修配法，缺乏互换性多数互换，部分修配全部互换，高精度偶件使用分组装配毛坯情况锻件自由锻造，铸件木工手工造型，毛坯精度低锻件部分使用模锻，铸件部分用金属模，毛坯精度中等广泛使用锻模，机器造型等高效方法生产毛坯，毛坯精度高机床设备及其布置形式通用机床，机群式布置，也可用数控机床部分通用机床，部分专用机床，机床按零件类别分工段布置广泛使用自动机床，专用机床，按流水线、自动线排列设
13、备工件尺寸获得方法试切法，划线找正定程调整法，部分试切，找正调整法自动化加工工艺装置通用刀具、量具与夹具，或者组合夹具，找正法装夹工件广泛使用夹具，部分靠找正装夹工件，较多使用专用量具与刀具高效专用夹具，多用专用刀具，专用量具及自动检测装置对工人的技术要求高中等对调整工人的技术水平要求高，对操作工人技术水平要求低工艺文件仅要工艺过程卡工艺过程卡，关键零件的工序卡全面的工艺文件，工艺过程卡、工序卡、调整卡等加工成本较高中等低进展趋势使用成组工艺、数控机床、加工中心及柔性制造单元使用成组工艺、柔性制造系统或者柔性自动线使用计算机操纵的自动化系统、车间或者无人工厂，实现自习惯操纵第二节零件的工艺分析
14、 2.1 2.1审查零件图样与产品的装配图制订工艺规程时，通过分析零件图样与部件的装配图，要紧是明确被加工零件在产品中的位置与作用，找出该零件上有多少要紧加工表面，找出该零件要紧的技术要求与加工中的关键的技术问题，熟悉各项公差与技术要求制定的根据，在编制工艺过程中,有针对性的解决这些问题。具体内容包含：(1)审查零件图的视图、尺寸、公差与技术条件等是否完整。(2)审查各项技术要求是否合理。(3)审查零件材料及热处理选用是否合适。 2.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性与经济性。即零件的结构应方便于加工时工件的装夹、对刀、测量，能够提高切削效率等。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材料与工时，有的时候甚至无法加工。因此应该对零件的结构进行工艺性审查，如发现零件结构不合理之处.应与有关设计人员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。表2.2-1所示为便于加工零件结构示例
