第3章 机械加工工艺规程的制订 学习指导

第3章 机械加工艺规程的制订

一、本章知识要点及要求

3.1 基本概念

1．了解生产过程和工艺过程的概念。

2．掌握机械加工工艺过程的组成部分及其工序、安装、工位、工步及走刀的概念。 3．掌握生产纲领和生产类型的概念，掌握各种生产类型的特点和确定生产类型的条件。 4．了解工件的装夹方法和获得尺寸精度、形状精度、位置精度的方法。 5．了解工艺规程的概念、作用、类型和文件格式。 6．了解制订工艺规程的基本要求、主要依据和制订步骤。

例题3.1 在成批生产条件下，加工如例题3.1图所示零件，其机械加工工艺过程如下所述：

⑴在车床上加工整批工件的小端端面、小端外圆（粗车、半精车）、台阶面、退刀槽、小端孔（粗车、精车）、内外倒角；

⑵调头，在同一台车床上加工整批工件的大端端面、大端外圆及倒角； ⑶在立式钻床上利用分度夹具加工四个螺纹孔； ⑷在外圆磨床上粗、精磨?120h6外圆。

试列出其工艺过程的组成，并确定各工序的定位基准，画出各工序的工序简图，用符号

标明加工面，

标明定位基准面，用数字注明所消除的不定度（自由度）数，其它用文字说明、工艺过程分析到工步。

例题3.1图

解：工序I车，（见例题3.1解答图a），一次安装，工步为：(1)车端面； (2)粗车外圆；(3)车台阶面；(4)车退刀槽；(5)粗车孔；(6)半精车外圆； (7)精车孔； (8)外圆倒角； (9)内圆倒角。

工序Ⅱ车（见例题3.1解答图b），一次安装，工步为：(1)车端面；(2)车外圆；(3)车内孔；(4)倒角。 工序Ⅲ钻（见例题3.1解答图c），一次安装，4个工位，工步为：(1)钻4个孔；(2)攻4个螺纹孔。 工序Ⅳ磨（见例题3.1解答图d），一次安装，工步为：(1)粗磨外圆；(2)精磨外圆。

1

例题3.1解答图

3.2 零件的工艺性分析

1．了解产品的工作原理和主要性能、明确零件在机器中的安装位置及作用。

2．能根据零件图上主要表面的尺寸公差和技术要求，明确主要技术条件的合理性及关键性技术问题；能够对图纸的完整性、技术要求的合理性等方面问题提出必要的改进意见。

3．了解零件的结构对其机械加工工艺过程的影响，并对零件的结构进行改进。

4．了解毛坯类型、特点和制造方法；了解选择毛坯时应考虑的因素，能够依据零件图和使用性能要求合理选择毛坯的类型。

例题 3.2 指出例题3.2图零件结构工艺性不合理的地方，并提出改进建议。

例题3.2图

2

答：例题3. 2图a 底面较大，加工面积较大，加工量较大且不易保证加工质量，建议减少底面加工面的尺寸，如开一通槽。例题图3.2b 中孔的位置距直壁的尺寸太小，钻孔时刀具无法切入，安装也不方便，故应该增大其距离。

3.3 定位基准的选择

1．了解粗、精定位基准的概念。

2．掌握粗、精基准选择原则，能够根据零件图的技术要求，从保证零件精度要求出发，合理选择定位基准。

例题3.3 如例题3.3图所示零件，若孔及底面B已加工完毕，在加工导轨上平面A时，应选择哪个面作为定位基准较合理？试列出两种可能的定位方案进行比较。

例题3.3图

解：加工导轨上平面A时，可能有两种定位方案：

方案1：以孔作为定位基准，符合基准重合的原则，但夹具结构复杂，刚性较差，工件安装不便。 方案2：以底面B定位，工件定位稳定，装夹简便可靠，刚性好。由于基准不重合，会产生基准不重合误差（Δjb=0.2mm），显然加工质量不能保证。为此可提高前道工序的加工精度，即按尺寸20±0.05来控制孔轴线到底面距离，本道工序尺寸按40±0.05（A面到B面距离）加工。比较两方案，方案2比较合理。

?0.027?0.033例题3.4 例题3.4图所示零件的A、B、C面，?100mm及?300mm孔均已加工。试分析加?0.018工?120mm孔时，选用哪些表面定位最合理？为什么？

例题3.4图

?0.018?0.033解：由例题3.4图可以看出两?120mm孔的位置尺寸的设计基准是底面A和孔?300mm，同

3

?0.018?0.033?0.027时还隐含两?120mm孔同轴度及其孔心连线与?300、?100孔心连线的垂直度要求，因此，根?0.033?0.027据基准重合原则，应选底面A（定位元件为支承板）、?300mm（定位元件为圆柱销）和?100mm

（定位元件为削边销）作为定位基准。

例题3.5 加工活塞的辅助精基准（例题3.5图的端面和止口）时，试选择合适的粗基准，并以两种可能的定位方案进行比较。要求活塞的壁厚差不大于0.9mm。

例题3.5图

解：加工活塞的端面及止口时，可采用的粗基准有两种方案：

方案1：以活塞不加工的内腔定位来加工止口及端面，再以止口和端面定位加工外圆时，可以保证壁厚差较小，但夹具结构复杂，工件安装不便。

方案2：以活塞外圆为粗基准加工止口及端面，再以止口及端面加工外圆时，可使外圆的加工余量均匀，且夹具结构简单、可靠。但若毛坯精度不高时，可能难以保证壁厚差小于0.9mm的要求。

因此，方案2只适用于大批生产中用金属模铸造的活塞。若为小批生产的活塞，因毛坯精度较低，只能采用方案1。

3.4 工艺路线的拟订

拟定零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作。拟定工艺路线时需要解决的主要问题是：表面加工方法选择，划分加工阶段，组合工序，安排工序的先后顺序。

1．了解加工经济精度和表面粗糙度，能够综合考虑加工表面本身加工要求、零件材料的可加工性、生产类型、工件的形状和尺寸和现有生产条件等因素，依据零件各加工表面的技术要求来确定表面加工方法。

2．了解零件的加工工艺过程粗加工、半精加工、精加工和光整加工阶段的概念；理解划分加工阶段有利于保证加工质量、便于合理使用机床、便于安排热处理工序的作用。

3．了解工序分散和工序集中的特点；理解工序分散和工序集中原则的应用场合；能够根据生产纲领、技术要求、现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑合理采用工序分散、工序集中原则。

4．理解先基准面后功能面、先面后孔、先粗后精和先主后次的机械加工工序安排的原则；了解热处理工序和辅助工序安排的原则。

例3.6 试拟定例题3.6图所示小轴的单件小批生产和大批大量生产的机械加工工艺规程，并分析每种方案的工艺过程组成。

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例题3.6图

解：零件的机械加工工艺规程如例题3.6表a和b所示。

工序 1 例题3.6表a 阶梯轴加工工艺过程（单件小批生产） 工序内容 所用设备 车一端端面，打中心孔 调头车另一端面，打中心孔 车大端外圆及倒角 2 3 调头车小端外圆及倒角 铣键槽、去毛刺 车床 车床 铣床 工序 1 2 3 4 5 例题3.6表 b 阶梯轴加工工艺过程（大批大量生产） 工序内容 铣端面，打中心孔 车大端外圆及倒角 调头车小端外圆及倒角 铣键槽 去毛刺 所用设备 铣端面打中心孔机床 车床 车床 键槽铣床 钳台 从表中可看出，随零件生产类型的不同，工序的划分及每一个工序所包含的加工内容是不同的。在例题表3.6a中，车完一个工件的大端外圆和倒角后，立即调头车小端外圆及倒角，这是一个工序。而在例题表3.6b中，是在车完一批工件的大端外圆和倒角后再调头车小端外圆和倒角，加工内容没有连续进行，故是两个工序。另外，去毛刺的工作在单件小批生产中由铣工在加工后顺便进行。而在大批大量生产中，由于生产率较高，铣工忙于装卸工件及操作机床，因此，需另设一道工序来专门清除毛刺。

例3.7 试拟订例题3.7图所示零件加工的工艺路线。

例题3.7图

分析：该零件属于典型的轴类零件。零件使用性能没有提出特殊要求，材料为 40Cr，且生产10件属

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