2022年机械加工规程设计方案内容及步骤.docx

精品学习资源一：机械加工工艺规程设计的内容及步骤1. 分析零件图和产品装配图；2. 对零件图和装配图进行工艺审查；3. 由今生产纲领讨论零件生产类型；4. 确定毛坯；5. 拟定工艺路线；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 ，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书；7. 确定各工序的加工余量，运算工序尺寸及公差；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；二：工艺路线的拟订拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需次序完成以下几个方面的工作；内 原就原就说明详细实例容应尽可能挑选被加工表欢迎下载精品学习资源基准重合原就精 统一选 基 基准择 准 原就定 的位 选基 择 互为准 原 基准就 原就自为基准原就面的设计基准为精基 准，这样可以防止由于基准不重合引起的定位误差；应尽可能挑选用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系；当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采纳两个加工表面互为基准反复加工的方法；一些表面的精加工工 序，要求加工余量小而匀称，常以加工表面自身为基准例如，加工轴类零件时，一般都采纳两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的全部外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度；例如，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，最终达到图纸上规定的同轴度要求；图示为在导轨磨床上磨床身导轨表面，被加工床身1 通过楔铁 2 支承在工作台上，纵向移动工作台欢迎下载精品学习资源保证零件加工表面相对于不加工表面具有肯定位置精度的原粗 就基准的挑选原就 合理安排加工余量的原就被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置从保证重要表面加工余量匀称考虑，应挑选重要表面作粗基准；时，轻压在被加工导轨面上的百分表指针便给出了被加工导轨面相对于机床导轨的不平行度读数，依据此读数操作工人调整工件 1 底部的 4 个楔铁，直至工作台带动工件纵向移动时百分表指针基本不动为止，然后将工件 1 夹紧在工作台上进行磨削；图示套筒法兰零件，表面为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚匀称，应选表面作粗基准镗孔、车外圆、车端面；当零件上有几个不加工表面时，应挑选与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准；在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精度要求高，而且要求导轨面具有匀称的金相组织和较高的耐磨性；由于在铸造床身时，导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的，导轨面材料质地致 密，砂眼、气孔相对较 少，因此要求加工床身 时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而匀称，故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，此时从导轨面上去除的加工余量可较小而匀称；在导轨磨床上磨床身导轨面套筒法兰加工实例床身加工粗基准挑选欢迎下载精品学习资源便于 为使工件定位稳固，夹欢迎下载精品学习资源装夹的原就粗基准一般不得重复使用的原就在挑选加工方法时， 第一依据零件主要表面的技表 术要求面 和工厂加 详细条工 件，先方 选定它法 的最终的 工序方选 法，然后再逐择 一选定该表面各有关前导工序的加工方 法；粗加工加 阶段工半精加阶 工阶段段的 精加工阶段紧牢靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光滑，不答应有锻造飞 边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积；在同一尺寸方向上粗基准通常只答应使用一 次，这是由于粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用；同一种表面可以选用各种不同的加工方法加 工，但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的，工程技术人员的任务，就是要依据详细加工条件 生产类型、设备状况、工 人的技术水公平 选用最适当的加工方法，加工 出合乎图纸要求的机器 零件；具有肯定技术要 求的加工表面，一般都 不是只通过一次加工就 能达到图纸要求的，对 于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求；将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：(1) 保证零件加工质量；(2) 有利于及早发觉毛坯缺陷并得到准时处理；例如，加工一个精度等级为IT6、表面粗糙度 Ra为 0.2 m的钢质外圆表面，其最终工序选用精磨，就其前导工序可分别选为粗车、半精车和粗磨；主要表面的加工方案和加工工序选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工工序；欢迎下载精品学习资源划分光整加工阶段工 工序集序 中原就的集中与分散 工序分散原就机械加工工序的支配工序顺序 热处理的 工序及安 表面处排 理工序的支配其它工序的支配(3) 有利于合理利用机床设备；此外，将工件加工划分为几个阶段，仍有利于爱护精加工过的表面少受磕碰损坏；按工序集中原就组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将很多工序组成一个集中工序，最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件全部表面的加工；按工序分散原就组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简洁工步；先加工定位基准面，再加工其它表面先加工主要表面，后加工次要表面先支配粗加工工序，后支配精加工工序先加工平面，后加工孔为改善工件材料切削性能支配的热处理工序， 例如，退火、正火、调质等，应在切削加工之前进行；为保证零件制造质量， 防止产生废品，需在以下场合支配检验工序：传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原就组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难；采纳数控机床、加工中心按工序集中原就组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对简洁，虽然设备的一次性投资较高， 但由于有足够的柔性，仍旧受到愈来愈多的重视；为排除工件内应力支配的热处理工序，例 如，人工时效、退火等，最好支配在粗加 工阶段之后进行；为了削减运输工作量， 对于加工精度要求不高的工件也可支配在 粗加工之前进行；对于机床床身、立柱等 结构较为复杂的铸件，在粗加工前后都要 进行时效处理 人工时效或自然时效 ，使材料组织稳固，日后不再有较大的变形产 生；为提高工件表面耐磨性、耐蚀性支配 的热处理工序以及以装饰为目的而支配的 热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等， 一般都支配在工艺过程最终阶段进行；零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应支配去毛刺工序；零件在进入装配之前，一般都应支配欢迎下载精品学习资源1) 粗加工全部终止之 后； 2 送往外车间加工的前后； 3 工时较长和重要工序的前后； 4 最终加工之后；除了支配几何尺寸检验工序之 外，有的零件仍要支配探伤、密封、称重、平稳等检验工序；机床清洗工序；工件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要留意清 洗；在用磁力夹紧工件的工序之后，要支配去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线；欢迎下载精品学习资源设 所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，精度等级应与本工序备 加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自与 动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应；工艺装备的挑选将直接影响工 工件的加工精度、生产效率和制造成本，应依据不怜悯形适当挑选；在中小艺 批生产条件下，应第一考虑选用通用工艺装备 包括夹具、刀具、量具和辅装 具 ；在大批大量生产中，可依据加工要求设计制造专用工艺装备；机床备 设备和工艺装备的挑选不仅要考虑设备投资的当前效益，仍要考虑产品改型的 及转产的可能性，应使其具有足够的柔性；挑选三：加工余量 （一 概述用材料去除法制造机器零件时，一般都要从毛坯切除一层层材料之后最终 才能得到符合图纸规定要求的零件；坯上留作加工用的材料层，称为加工余量；加工余量又有 总余量和工序余量 之分；某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为 总余量，以 Zo 表示；该表面加工相邻两工序尺寸之差称为工序余量Zi ；总余量 Z0 与工序余量 Zi 的关系可用下式表示：欢迎下载精品学习资源式中： n某一表面所经受的工序数；单边余量与双边余量被包涵面加工工序余量及公差欢迎下载精品学习资源工序余量有单边余量和双边余量之分；对于非对称表面，其加工余量用单边余量 Zb 表示：Zb l a -l b式中： Zb本工序的工序余量；l b本工序的基本尺寸；l a上工序的基本尺寸；对于外圆与内圆这样的对称表面，其加工余量用双边余量2Zb 表欢迎下载精品学习资源示，对于外圆表面有： 2Zb da -d b；对于内圆表面有： 2Zb DbDa由于工序尺寸有偏差，故各工序实际切除的余量值式变化的， 因此工序余量有公称余量（简称余量）、最大余量Zmax、最小余量 Zmin 之分，对于上图所示被包涵面加工情形，本工序加工的公称余量：Zbl a-l b公称余量的变动范畴： TZ Zmax Zmin Tb Ta式中： Tb 本工序工序尺寸公差；T a上工序工序尺寸公差；工序尺寸公差一般按“入体原就”标注；对被包涵尺寸 轴径 ，上偏差为 0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包涵尺寸（孔径、键槽）、下偏差为 0，其最小尺寸就是基本尺寸； 二 影响加工余量的因素 （1）上工序留下的表面粗糙度值 Ry 表面轮廓最大高度 和表面缺陷层深度（2） ）上工序的尺寸公差 Ta（3） ） Ta 值没有包括的上工序留下的空间位置误差 ea（4） ）本工序的装夹误差 b（三）加工余量的确定 运算法、查表法 和体会估量法四、工序尺寸及其公差的确定零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所要求达到的尺寸要求，工艺过程中很多中间工序的尺寸公差，必需在设计工艺过程中予以确定；工序尺寸及其公差一般都是通过解算工艺尺寸链确定的，为把握工艺尺寸链运算规律，这里先介绍尺寸链的概念及尺寸链运算方法，然后再就工序尺寸及其公差的确定方法进行论述；（一）尺寸链及尺寸链运算公式欢迎下载精品学习资源1. 尺寸链的定义在工件加工和机器装配过程中，由相互连接的尺寸形成的封欢迎下载精品学习资源闭尺寸组，称为 尺寸链；图示工件如先以 A 面定位加工 C面，得尺寸 A1 然后再以 A 面定位用调整法加工台阶面 B，得尺寸 A2，要求保证B面与 C面间尺寸 A0；A1、A2 和 A0 这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链；组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环；尺寸链中凡属间接得到的尺寸称为 封闭环，在图 b 所示尺寸链中， A0 是间接得到的尺寸，它就是图 b 所示尺寸链的封闭环；尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸称为组成环，尺尺寸链示例欢迎下载精品学习资源寸链中 A1 与 A2 都是通过加工直接得到的尺寸，A1、A2 都是尺寸链的组成环；组成环按其对封闭环的影响又可分为增环和减环；当其它组成环的大小不变，如封闭环随着某组成环的增大而增大，就此组成环就称为 增环；如封闭环随着某组成环的增大而减小，就此组成环就称为 减环；在图 b 所示尺寸链中， A1是增环， A2 是减环；2. 尺寸链的分类按尺寸链在空间分布的位置关系，可分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链；3. 尺寸链的运算尺寸链运算有 正运算、反运算和中间运算 等三种类型；已知组成环求封闭环的运算方式称作 正运算；已知封闭环求各组成环称作 反运算；已知封闭环及部分组成环，求其余的一个或几个组成环，称为 中间运算 ；尺寸链运算有 极值法与统计法两种；用极值法解尺寸链是从尺寸链各环均处于极值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的；用统计法解尺寸 链就是运用概率论理论来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的；4. 极值法解尺寸链的运算公式机械制造中的尺寸公差通常用基本尺寸 A 、上偏差ES 、下偏差 EI 表示，仍可以用最大极限尺寸 Amax与最小极限尺寸 Amin 或基本尺寸 A 、中间偏差 与公差 T 表示，它们之间的关系参见图；（1）封闭环基本尺寸 Ao等于全部增环基本尺寸（ Ap） 之和减去全部减环基本尺寸（ Aq）之和，即欢迎下载精品学习资源式中： m组成环数；k 增环数；i 第 i 组成环的尺寸传递系数，对直线尺寸链而言，增环的 i 1，减环的 i 1；（2） ）环的极限尺寸AmaxAESAminA基本尺寸、极限偏差、公差与中间偏差欢迎下载精品学习资源EI（3） ）环的极限偏差ESAmaxAEI A Amin欢迎下载精品学习资源（4） 封闭环的中间偏差式中： i 第 i 组成环的中间偏差；（5） 封闭环公差（6） 组成环中间偏差i ESi EIi /2（7） 封闭环极限尺寸（8） ）封闭环极限偏差5. 统计法解直线尺寸链基本运算公式机械制造中的尺寸分布多数为正态分布，但也有非正态分布， 非正态分布又有对称分布与不对称分布；统计法解算尺寸链的基本运算公式除 可应用极限法解直线尺寸链的有些基本公式外，尚有以下两个基本运算公式：（1） 封闭环中间偏 差（2） 封闭环公差欢迎下载精品学习资源式中： ei 第 i 组成环尺寸分布曲线的不对称系数；e i Ti /2 第 i 组成环尺寸分布中心相对于公差带的偏移量；k o封闭环的相对分布系数；k i 第 i 组成环的相对分布系不同分布曲线的 e 值与 k 值欢迎下载精品学习资源数； 二 几种工艺尺寸链的分析与运算1. 定位基准与设计不重合时工序尺寸公差的运算2. 一次加工满意多个设计尺寸要求时工序尺寸及其公差的运算3. 用工艺尺寸图表追迹法运算工序尺寸和余量在制定工艺过程或分析现行工艺时，常常会遇到既有基准不重合得工艺尺寸换算，又有工艺基准的多次转换，仍有工序余量变化得影响，整个工艺过程中有着较复杂的基准关系和尺寸关系；为了经济合理地完成零件的加工工艺过程，必需制定一套正确而合理的工艺尺寸；在这种情形下，可以应用上述单个尺寸链来逐个解算，也可以用图表追迹法或称公差表法综合求出；工序尺寸追迹法详细过程图示一个套类零件有关轴向表面的工艺过程是：欢迎下载精品学习资源工序 1. 以大端面 A定位，车小端面 D，保证全长工序尺寸 A1±T（ A1）/2 ；车小外圆到 B, 保证 M；工序 2. 以小端面 D定位，精车大端面 A，保证全长工序尺寸为 A2 ±T（ A2）/2 ；镗大孔，保证到 C面的孔深工序尺寸为 A3±T（ A3/2 ；工序 3. 以小端面 D定位，磨大端面 A，保证全长尺寸 A4 L；FLASH动画）欢迎下载精品学习资源五：时间定额时间定额 指在肯定生产条件下规定生产一件产品和完成一道工序所需消耗的时间；由 基本时间 （ t m）、帮助时间 （t a 、布置工作地时间 （t s）、休息和生理需要时间 （t r ）和预备与终结时间 （t be）；其中： 单件时间t p=t m+t a+t s+t r，单件运算时间 t pc=t p+t be/m ；六：工艺方案的经济分析经济分析 即通过比较各种不同工艺方案的生产成本，选出其中最为经济的加工方案； 生产成本 包括两部分费用，一部分费用与工艺过程直接有关，另一部分费用与工艺过程不直接有关；与工艺过程直接有关的费用称为工艺成本，工艺成本约占零件生产成本的70% 75%；对工艺方案进行经济分析时，只欢迎下载精品学习资源要分析与工艺过程直接有关的工艺成本即可，由于在同一生产条件下与工艺过程不直接有关的费用两相比方案基本上是相等的；欢迎下载