编制机械加工工艺规程的方法与要点

【实验目的】

了解工艺规程的作用及编制原则，根据零件图样能进行工艺性分析，根据设备条件、生产类型等具体情况，能拟订出合理经济的机械加工工艺规程；熟悉提高劳动生产率的途径和成组加工技术。通过实验应达到以下要求：

（1）了解相关技术及资料如产品零件图等，确定生产纲领，了解生产条件及资源；

（2）设计加工工艺方案，对其进行合理性分析与选择；

（3）能定出零件加工工艺过程卡一套。

【实验仪器及设备】

1.原始资料

编制机械加工工艺规程前，应至少具备下列原始资料：

（1）产品的零件图；

（2）产品的生产类型或者是零件的生产纲领。

如有可能，收集产品的总装图、同类产品零件的加工工艺以及生产现场的情况（设备、人员、毛坯供应）等。

2.遵循原则

编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则：

（1）应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提；

（2）在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本；

（3）应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有的生产条件，并尽可能做到平衡生产；

（4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件；

（5）积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护的要求。

【实验内容】

（1）绘制零件图，分析零件特点，找出主要要求；

（2）确定零件各表面的成型方法及余量，绘制毛坯图；

（3）安排加工顺序，制定工艺路线；

（4）进行工序计算；

（5）填写工艺文件。

【实验步骤】

1.零件分析与确定毛坯

1）零件分析

零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求、工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。

（1）抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中的作用。

零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且不同精度、粗糙度的表面，对加工方法的要求也不同。

（2）确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及加工次数。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并计算得到该表面的总加工余量。

（3）确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面。主要表面的精度和粗糙度要求通常比较严格，在设计工艺规程时应首先保证。

零件分析时，重点注意主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面与其他表面的相互位置精度要求，做到心中有数。

2）确定毛坯

（1）选择毛坯制造方法。

毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的基础上，还要考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对于锻件，应合理确定其分模面的位置；对于铸件，应合理确定其分型面及浇冒口的位置，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。

（2）确定毛坯余量。

查毛坯余量表，确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。

余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则须调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，则考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。

（3）绘制毛坯图。

毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1∶1。毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。

2.工艺路线的拟定(https://www.xing528.com)

零件机械加工工艺过程是工艺规程设计的中心问题，其内容主要包括：选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。

零件的结构、技术特点和生产批量将直接影响所制定的工艺规程的具体内容和详细程度，这在制定工艺路线的各项内容时必须随时注意。

以上各方面与零件的加工质量、生产率和经济性有着密切的关系，“优质、高产、低耗”原则必须在此步骤中得到统一的解决。因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。

1）定位基准的选择

正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准（粗基准）。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准（精基准）。为了使工件便于装夹和易于获得所需的加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。

选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用的精基准和中间工序所用的精基准，然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准，把精基准面加工出来。

2）拟定零件加工工艺路线

在零件分析中确定了各个表面的加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定的一个重要环节。

通常，机加工顺序安排的原则可概括为十六个字：先粗后精、先主后次、先面后孔、基面先行。安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面的加工次序作为工艺路线的主干进行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工；如果还有光整加工，可以放在工艺路线的末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照和主要表面位置关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的工序是粗基准面的加工，最后面的工序可安排清洗、去毛刺及最终检验。

对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中应安排在适当的位置，防止遗漏。

对于工序集中与分散、加工阶段划分的选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开。如果主要表面和次要表面相互位置精度要求不高时，主要表面的加工尽量采取工序分散的原则，这样有利于保证主要表面的加工质量。

根据零件加工顺序安排的一般原则及零件的特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍的各种典型零件在不同产量下的工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段的划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到的现场工艺方案，皆可供设计时参考。

3）选择设备及工艺装备

设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型的选择应考虑下列因素：

（1）零件的生产类型；

（2）零件的材料；

（3）零件的外形尺寸和加工表面尺寸；

（4）零件的结构特点；

（5）加工质量要求、生产率、经济性等。

选择时还应充分考虑工厂的现有生产条件，尽量采用标准设备和工具。

设备及工艺装备的选择可参阅有关的工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。

4）工艺方案和内容的论证

根据设计零件的不同的特点，可有选择地进行以下几方面的工艺论证。

（1）对于比较复杂的零件，可考虑2个甚至更多的工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性。

（2）当零件的主要技术要求是通过两个甚至更多个工序综合加以保证时，应对有关工序进行分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证。

（3）对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂的重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面的要求。

（4）其他在设计中需要应加以论证分析的内容。

3.工序设计及填写工艺文件

1）工序设计

对于工艺路线中的工序，按照要求进行工序设计，其主要内容如下。

（1）划分工步。根据工序内容及加工顺序安排的一般原则，合理划分工步。

（2）确定加工余量。用查表法确定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯总余量已由毛坯（图）在设计阶段定出，故粗加工工序（工步）余量应由总余量减去精加工、半精加工余量得出。若某一表面仅需一次粗加工即成型，则该表面的粗加工余量就等于已确定出的毛坯总余量。

（3）确定工序尺寸及公差。对简单加工的情况，工序尺寸可由后续加工的工序尺寸加上名义工序余量简单求得，工序公差可用查表法按加工经济精度确定。对于加工时有基准转换的较复杂的情况，需用工艺尺寸链来求算工序尺寸及公差。

（4）选择切削用量。切削用量可用查表法或访问数据库方法初步确定，再参照所用机床实际转速、走刀量的挡数最后确定。

（5）确定加工工时。对加工工序进行时间定额的计算，主要是确定工序的机加工时间。对于辅助时间、服务时间、自然需要时间及每批零件的准备终结时间等，可按照有关资料提供的比例系数估算。

2）填写工艺文件

（1）填写机械加工工艺过程综合卡。工艺过程综合卡包含上面所述的有关选择、确定及计算的结果。机械加工以前的工序如铸造、人工时效等在工艺过程综合卡中可以有所记载，但不编工序号，工艺过程综合卡在课程设计中只填写本次课程设计所涉及的内容。

（2）填写指定工序的机械加工工序卡。该工序由指导教师指定，工序卡除包含上面所述的有关选择、确定及计算的结果之外，还要求绘制出工序简图。

工序简图按照缩小的比例画出，不一定很严格。如零件复杂不能在工序卡中表示时，可用另一页单独绘出。工序简图尽量选用一个视图，图中工件处在加工位置、夹紧状态，用细实线画出工件的主要特征轮廓。