第二章 机械加工工艺规程的设计

第2章 机械加工工艺规程 的设计第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 机械加工的工艺过程设计 机械加工的工序设计 计算机辅助工艺过程设计 工艺过程的生产率和经济性

第一节 概述一、机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作 方法等的工艺文件。 通常，机械加工工艺规程是用规定的表格或卡片等形式描述了某 种具体生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法。 机械加工工艺规程是指导机械零件生产的技术文件，而且是一切 有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的具有约束力文件。工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的 工艺实验后制定的，反映了加工中的客观规律。 经过审批确定下来的机械加工工艺规程，不得随意变更，若要修 改与补充，则必须经过认真讨论和重新审批。

1.机械加工工艺规程的作用 机械工艺规程在指导生产上发挥重要作用，主要体现在如下几个方 面：

(1)工艺规程是指导生产的主要技术文件 机械加工工艺规程是指导现场生产的根据，所有从事机械零件生产 的人员都要严格、认真地贯彻执行，用它指导生产可以实现优质、高产 和低成本。 (2)工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据 在生产管理中，产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的 准备、机床负荷调整、专用工艺装备设计制造、作业计划编排、劳动力 的组织及生产成本核算等都要以工艺规程作为基本依据。 工艺装备是指机械零件加工时所使用的刀具、夹具、量检具、模具 等各种工具的总称。 (3)工艺规程是新、扩建工厂或车间的基本资料 在新建或扩建工厂、车间时，需要工艺规程才能准确地确定所需机 床种类和数量，工厂或车间的面积，机床的平面布置，生产工人的工种 、等级、数量，以及各辅助部门的安排。

2. 制定机械加工工艺规程的原则 通常，制定机械加工工艺规程应遵循如下原则： (1)机械加工工艺规程制定应保证零件设计图样上所有技术要求能

够实现。在编制机械加工工艺规程时，如果发现设计图样上某一技术要求不 适当，需向设计部门提出建议并与之协商，不可擅自修改设计图样或不 按设计图样上的要求去做。 (2)机械加工工艺规程制定应必须能满足生产纲领的要求。 (3)在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，所制定机械加工工 艺规程应使生产成本最低。

(4)机械加工工艺规程制定应注意减轻工人的劳动强度，保障生产安全。

3. 制定机械加工工艺规程的原始资料 制定机械加工工艺规程需要依据必要原

始资料，主要包括如下 几个方面： (1)产品的设计图(包括装配图、零件图及必要设计技术文件 等); (2)产品的验收质量标准； (3)产品的生产纲领和生产类型； (4)现有生产条件； (5)各种有关技术手册、标准及其它指导性文件资料。

二、 机械加工工艺规程的制订程序 机械加工工艺规程是指导生产的约束性技术文件，它的编制须按照 一定的程序步骤，并包含特定内容。机械加工工艺规程制定过程与步骤 大体如下： (1)机械加工工艺性审查 阅读机器产品设计图纸，了解机器产品的用途、性能和工作条件， 熟悉零件在机器中的地位和作用。审查设计图纸的完整性、统一性；审 查设计图纸的结构工艺性；审查图样标注的合理性；审查材料选用的合 理性。 (2)毛坯选择 毛坯选择需要考虑零件的结构、作用、生产纲领，还必需注意零件 毛坯制造的经济性和生产条件。 (3)机械加工工艺路线拟定 这是制订机械加工工艺规程的核心。 其主要内容有：确定加工定位基准；确定工序划分采用工序集中原 则还是工序分散原则；确定各加工表面的加工方法；将机械加工工艺过 程划分为几个加工阶段；安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工 序等。

(4)工序设计 为各工序选择机床及工艺装备，对需要改装或重新设计的专用工艺 装备应提出具体设计任务书；确定零件加工过程中工序或工步的切削用 量；依据图纸要求和工艺路线，确定各工序的加工余量、计算工序尺寸 和公差；绘制工序简图。依据图纸和技术要求，确定各主要工序的技术 要求和检验方法。确定生产过程中各道工序的时间定额。 (5)填写工艺文件 依据规定工艺文件格式，填写工艺规程内容。包括对工艺规程审查 和批准签字等内容。

机械加工工艺规程形式 机械加工工艺规程的详尽程度与生产类型、零件的设计精度、零件 加工工艺过程的自动化程度、零件及工序的重要程度等有关。 一般情况，采用普通加工方法的单件小批生产机械加工工艺设计， 只需编制简单的机械加工工艺过程卡，工艺过程卡见表2.1。 大批大量生产类型要求进行严密、细致的机械加工工艺设计工作， 因此各工序都要编制工序卡，工序卡参见表2.2。 对有调整要求的工序要编制调整卡，检验工序要编制检验卡。在批 量生产零件的机械加工工艺设计中，依据生产组织管理的完备程度和产 品的批量适当确定机械加工工艺规程的复杂程度。 对于加工精度要求高的关键零件的关键工序，即使是普通加工方法 的单件小批生产也应制定较详细的机械加工工艺规程(包括填写工序卡 和检验卡等),

以确保产品质量。 不论生产类型如何，数控加工工艺过程设计都必须编制详细的数控 加工工艺文件，完成数控加工编程工作。

三、 零件的结构工艺性及毛坯选择(一)、结构工艺性 同一产品可以有多种不同结构,所需花费的加工量也不 大相同。所谓结构工艺性是指所设计的产品在能满足使用

要求的前提下，制造的可行性和经济性。也就是机器的和零件的结构是否便于加工，装配和维 修。即在满足机器工作性能的前提下能适应经济、高效制 造过程的需要，达到优质、高产、低成本。

例如双联斜齿轮的加工整体结构

因齿间的轴向距离很小、因而小 齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加 工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因 而它的结构工艺性不好。若能采用电

子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将它们焊成一体，这样的制造工艺就较 好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。 由此可见，结构对工艺有着重要 的影响。焊接处

零件尺寸规格标准化 好处：结构要素 标准化，节约工具， 减少工艺装备的工作， 简化工艺装备。 尺寸一致：加工尺 寸应能采用标准刀具2 3 3 3

工艺性差

工艺性好

加工。减少刀具规格，避免专门制备工具。

工艺性差

工艺性好

1. 零件结构无法加工或几乎无法加工 零件结构工艺性最差的情况是零件结构致使零件无法加工或几乎无 法加工，表2.3给出了两个例子。这种情况是不能接受的，必须对零件结 构进行修改。

2. 零件结构可以加工，但是加工非常困难 零件结构工艺性较差的情况是零件可以加工，但是零件结构致使零 件加工非常困难，表2.4给出了两个例子。 由于客观原因造成零件难加工情况出现在原理验证样机或单件生产 中，有时这种难加工零件结构是可以接受的。但是对于批量生产，这种 情况是不能接受的。难加工零件结构必须进行修改。

零件结构可以加工，但是加工非常困难