机械制造与工艺全书－5 机械加工工艺规程编制

第一节 工艺规程概述

一、生产过程与工艺过程

(一)生产过程

生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。一台产品的生产过程包括原材料、半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备的购置、运输、检验、保管，专用工具、专用工装、专用设备的设计与制造等生产准备工作和毛坯制造、零件加工、热处理、表面处理、产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。

(二)工艺过程

生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，称为工艺过程，可以通过不同的工艺方法来完成。因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。

采用机械加工方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为成品的过程，称为机械加工工艺过程。

机械加工工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。

 1．工序

 工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

 划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。

 这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段性加工。

 工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分。

 2．安装

 安装是指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。

3．工位

工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。

4．工步

 工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。工步是构成工序的基本单元。

 5．走刀

 走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。

二、工艺规程的作用和类型

 (一)工艺规程的作用

 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程.工艺规程是指导生产组织生产、管理生产的主要工艺文件，是加工、检验验收、生产调度与安排的主要依据。

(二)生产纲领和生产类型

 1.生产纲领，是指包括备品和废品在内的年产量.

 2.生产类型

生产管理部门按批量或生产的连续性，把生产规模分为三种类型，即单件生产，成批生产和大量生产。

 三、编制工艺规程的原则、方法和步骤

(一)编制工艺规程的原则

先进性、可行性、合理性、劳动条件的良好性。

(二)编制工艺规程的主要依据

产品的装配图和零件图、生产纲领和类型等等。

(三)编制工艺规程的方法和步骤

 四、零件结构工艺性

 结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。零件可以采用不同的工艺方法来制造，每种工艺方法都具有该工艺方法特点所决定的评定零件结构工艺性的依据。如何来分析用机械加工工艺方法制作的零件的结构工艺性。归纳起来，可从以下几个方面来分析：

1.零件应由一些简单或者有规律的表面，如平面、回转面、螺旋面、渐开线面等组成，避免奇异无规律的表面，否则将给加工带来困难。

2.零件表面的有关尺寸应标准化和规格化。例如孔、螺纹、轴径等的尺寸标准化、规格化，可采用标准刀具加工，也便于与标准件配合和便于加工、装配及用户的使用。

3.零件有关表面形状应与加工刀具形状相适应。否则将增加加工难度。

4.尽量减小加工面积。既减小了加工工作量，又保证接触良好。

5.零件的结构应保证加工时刀具的引进和退出。

6.零件的结构应能尽量减少加工时的装夹以及换刀次数。

7.不需要加工的毛坯表面不要设计成加工面，要求不高的面不要设计成高精度、粗糙度值小的表面。

8.应能定位准确，夹紧可靠，便于加工，便于测量。

第二节  定位基准的选择

 一、基准的概念及分类

 零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的那些点、线、面称为基准。根据其功用的不同，可分为设计基准、工艺基准两大类。

 (一)设计基准

 在零件图上用以确定其它点、线、面的基准，称为设计基准。

 (二)工艺基准

 零件在加工、测量、装配等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。工艺基准又可分为：

 1．装配基准   在零件或部件装配时用以确定它在机器中相对位置的基准。

 2．测量基准   用以测量工件已加工表面所依据的基准。例如以内孔定位用百（千）分表测量外圆表面的径向跳动，则内孔就是测量外圆表面径向跳动的测量基准。

 3．工序基准   在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。所标注的加工面的位置尺寸称工序尺寸。工序基准也可以看作工序图中的设计基准。图6-1 所示为钻孔工序的工序图，图a、b分别表示两种不同的工序基准和相应的工序尺寸。

 4．定位基准   用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。如轴类零件的中心孔就是车、磨工序的定位基准。如图6-2所示的齿轮加工中，从图a可看出，在加工端面E及内孔F的第一道工序中，是以毛坯外圆面A及端面B确定工件在夹具中的位置的，故A、B面就是该工序的定位基准。图b是加工齿轮端面B及外圆A的工序，用E、F面确定工件的位置，故E、F面就是该工序的定位基准，由于工序尺寸方向的不同，作为定位基准的表面也就不同。

 作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴线、某两面之间的对称中心面等），在定位时是通过有关具体表面起定位作用的，这些表面称定位基面。例如在车床上用顶尖拨盘安装一根长轴，实际的定位表面（基面）是顶尖的锥面，但它体现的定位基准是这根长轴的轴线。因此，选择定位基准，实际上既选择恰当的定位基面。

二、定位基准的选择原则

 根据定位基面表面状态，定位基准又可分为粗基准和精基准。凡是以未经过机械加工的毛坯表面作定位基准的，称为粗基准，粗基准往往在第一道工序第一次装夹中使用。如果定位基准是经过机械加工的，称为精基准。精基准和粗基准的选择原则是不同的。

 (一)粗基准的选择

 粗基准的选择，主要考虑如何保证加工表面与不加工表面之间的位置和尺寸要求，保证加工表面的加工余量均匀和足够，以及减少装夹次数等。具体原则有以下几方面：

 1．如果零件上有一个不需加工的表面，在该表面能够被利用的情况下，应尽量选择该表面作粗基准。

 2．如果零件上有几个不需要加工的表面，应选择其中与加工表面有较高位置精度要求的不加工表面作第一次装夹的粗基准。

 3．如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择加工余量最小的毛坯表面作粗基准。

 4．同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。

 5．粗基准要选择平整、面积大的表面。

 (二)精基准的选择

 选择精基准时，主要应考虑如何保证加工表面之间的位置精度、尺寸精度和装夹方便，其主要原则是：

1．基准重合原则  即选设计基准作本道加工工序的定位基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可避免因基准不重合而引起的定位误差。

2．基准统一原则  在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个（或一组）定位基准来定位，称为基准统一原则。

3．互为基准原则  若两表面间的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和形状精度又很高时，可以采用互为基准、反复加工的方法。

4．自为基准原则  如果只要求从加工表面上均匀地去掉一层很薄的余量时，可采用以加工表面本身作定位基准。