【正文】 第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝過程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的。每一個(gè)工序又可分為若干個(gè)安裝、工位、工步和走刀。 工序是指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。劃分工序的依據(jù)是“三不變，一連續(xù)”。工人（操作者）、工作地（機(jī)床）和工件（加工對(duì)象）三個(gè)要素中任一要素的變更即構(gòu)成新的工序；連續(xù)是指工序內(nèi)對(duì)一個(gè)工件的加工內(nèi)容必須連續(xù)完成，否則即構(gòu)成另一工序。，當(dāng)單件小批生產(chǎn)時(shí)。當(dāng)中批生產(chǎn)時(shí)。工序是工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計(jì)劃和成本核算的基本單元。 階梯軸簡圖 階梯軸加工工藝過程（單件小批生產(chǎn)）工 序 號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備102030車端面、鉆中心孔、車全部外圓、車槽與倒角銑鍵槽、去毛刺磨外圓普通車床立式銑床外圓磨床 階梯軸加工工藝（中批生產(chǎn)）工 序 號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備1020304050銑端面、鉆中心孔車外圓、車槽與倒角銑鍵槽去毛刺磨外圓銑端面鉆中心孔機(jī)床普通車床立式銑床鉗 工 臺(tái)外圓磨床 工件在加工之前，在機(jī)床或夾具上先占據(jù)一正確的位置（定位），然后再予以夾緊的過程稱為裝夾。工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容稱為安裝。在一道工序中，工件可能只裝夾一次，也可能裝夾幾次，工序30中一次安裝即可加工出鍵槽，而工序20中，為了車出全部外圓至少需要兩次安裝。安裝次數(shù)多，既增加安裝誤差又增加裝夾輔助時(shí)間。故加工中應(yīng)盡可能減少安裝次數(shù)。 為減少工序中的裝夾次數(shù)，常常采用各種移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中可先后在機(jī)床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工。為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱為工位。，在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在一次安裝中可連續(xù)完成每個(gè)工件的裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔四個(gè)工位的加工。采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證加工表面間的相互位置精度。 多工位加工工位Ⅰ—裝卸工件 工位Ⅱ—鉆孔 工位Ⅲ—擴(kuò)孔 工位Ⅳ—鉸孔 在一個(gè)工序內(nèi)，往往需要采用不同的工具對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述比較復(fù)雜的工序，更好地組織生產(chǎn)和計(jì)算工時(shí)，工序還可以進(jìn)一步劃分為工步。工步是指加工表面（或裝配時(shí)的聯(lián)接表面）和加工（或裝配）工具不變的條件下所完成的那部分工藝過程。一個(gè)工序可以包括幾個(gè)工步，也可以只包括一個(gè)工步。，工序20包括車各外圓表面、車槽及倒角等較多工步，而工序30只包括銑鍵槽一個(gè)工步。構(gòu)成工步的任一因素（加工表面和刀具）改變后，則構(gòu)成另一個(gè)工步。但是，對(duì)于一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步，通常算作一個(gè)工步。，用一把鉆頭連續(xù)鉆削四個(gè)φ15的孔，可寫成一個(gè)工步——鉆4φ15孔。 加工四個(gè)相同表面的工步為了提高生產(chǎn)效率，用幾把不同刀具或復(fù)合刀具同時(shí)加工一個(gè)零件的幾個(gè)表面的工步，也可看作是一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面需要切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進(jìn)行一次切削就稱為一次走刀。一個(gè)工步可包括一次或幾次走刀。 復(fù)合工步工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)。 1．工藝規(guī)程的作用工藝過程一般包括的內(nèi)容有：零件加工的工藝路線、各工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、時(shí)間定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。因此，工藝規(guī)程具有以下幾方面的作用：（1）工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件合理的工藝規(guī)程是在總結(jié)廣大工人和技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，依據(jù)工藝?yán)碚摵捅匾墓に囋囼?yàn)，又結(jié)合具體的生產(chǎn)條件制定的，并在實(shí)踐過程中不斷地加以改進(jìn)和完善。按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，可以穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量和獲得較高得生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效果。因此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格地執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。但是，工藝規(guī)程也不是固定不變的，它可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行修改，但必須要有嚴(yán)格的審批手續(xù)。（2）工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理工作的依據(jù)從工藝規(guī)程所涉及的內(nèi)容可以看出，在生產(chǎn)組織和管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應(yīng)、通用工藝裝備的準(zhǔn)備、機(jī)床負(fù)荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、生產(chǎn)計(jì)劃的制定、勞動(dòng)力的組織以及生產(chǎn)成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)的。（3）工藝規(guī)程是新建、擴(kuò)建或改建工廠及車間的基本資料在新建、擴(kuò)建或改建工廠及車間時(shí)，只有根據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確地確定：生產(chǎn)所需的機(jī)床和其它設(shè)備的種類、規(guī)格和數(shù)量，車間的面積，機(jī)床的布置，生產(chǎn)工人的工種、技術(shù)等級(jí)及數(shù)量，以及輔助部門的安排等。2．工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則是：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本。即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最少的勞動(dòng)量和最低的成本，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，可靠地加工出符合圖樣及技術(shù)要求的零件。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意以下問題：(1)技術(shù)上的先進(jìn)性 在進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)，要全面了解國內(nèi)外本行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展水平，積極采用適用的先進(jìn)工藝和裝備，使所設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)的穩(wěn)定性和先進(jìn)性，而不至于經(jīng)常作大的修改。（2）經(jīng)濟(jì)上的合理性 在采用高生產(chǎn)率的設(shè)備與工藝裝備時(shí)要注意與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。對(duì)于在一定條件下可能會(huì)出現(xiàn)的幾種能夠保證零件技術(shù)要求的工藝方案，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和對(duì)比，從中選出最經(jīng)濟(jì)合理的方案。（3）良好的勞動(dòng)條件 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)要注意保證生產(chǎn)安全，盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免環(huán)境污染。在工藝方案上可注意采用機(jī)械化或自動(dòng)化措施，將工人從某些繁重的體力勞動(dòng)中解放出來。3．工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所需的原始資料設(shè)計(jì)工藝規(guī)程通常需要下列原始資料：①產(chǎn)品的全套裝配圖和零件工作圖；②產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；③產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；④毛坯資料，包括各種毛坯制造方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征，各種鋼型材的品種和規(guī)格，毛坯圖等；在無毛坯圖的情況下，需實(shí)地了解毛坯的形狀、尺寸及機(jī)械性能等；⑤現(xiàn)場的生產(chǎn)條件，要了解毛坯的生產(chǎn)能力及技術(shù)水平，加工設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格及性能，工人的技術(shù)水平以及專用設(shè)備及工藝裝備的制造能力等；⑥工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能多地了解國內(nèi)外相應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況，同時(shí)還要結(jié)合本廠實(shí)際，合理地引進(jìn)、采用新技術(shù)、新工藝；⑦有關(guān)的工藝手冊及圖冊。 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析產(chǎn)品的零件圖和所在部件的裝配圖，熟悉產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，并找出其主要的技術(shù)要求和規(guī)定它的依據(jù)，然后對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析。工藝分析主要有以下兩個(gè)方面內(nèi)容：1．零件技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面：①加工表面的尺寸精度；②主要加工表面的形狀精度；③主要加工表面之間的相互位置精度；④各加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求；⑤熱處理要求及其它技術(shù)要求（如動(dòng)平衡等）。對(duì)零件圖具體的技術(shù)要求分析內(nèi)容有：（1）零件的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求等是否齊全 了解零件的各項(xiàng)技術(shù)要求，找出主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵，以便制訂相應(yīng)的加工工藝。（2）零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理 ，使用時(shí)鋼板彈簧與吊耳的內(nèi)側(cè)面是不接觸的，所以吊耳內(nèi)側(cè)面的表面粗糙度值，這樣就可以在銑削時(shí)增大進(jìn)給量，以提高生產(chǎn)率。 汽車鋼板彈簧吊耳（3）零件的選材是否恰當(dāng)，熱處理要求是否合理 ，方頭部分要求淬火硬度為55～60HRC，所選材料為T8A，零件上有一個(gè)小孔φ2H7要求裝配時(shí)配作。由于零件全長只有15mm，方頭部分長為4mm，所以用T8A材料局部淬火勢必使全長均被淬硬，以至裝配時(shí)φ2H7無法加工。若材料改用20Cr鋼，局部滲碳淬火，便能解決問題。 方頭銷2．零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析對(duì)零件的結(jié)構(gòu)分析主要注意以下問題：（1）機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)，由于使用要求不同而具有各種形狀和尺寸。但是，如果從形體上加以分析，各種零件都是由一些基本的表面和成形表面組成的?；颈砻嬗袃?nèi)外圓柱表面，圓錐表面和平面等；成形表面主要有螺旋面、漸開線齒形表面及其它一些成形表面等。在研究具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時(shí)，首先要分析該零件是由哪些表面組成的，因?yàn)楸砻嫘螤钍沁x擇加工方法的基本因素。例如，外圓表面一般是由車削和磨削加工出來；內(nèi)孔則多通過鉆、擴(kuò)、鉸、拉、鏜和磨削等加工方法獲得。除表面形狀外，尺寸對(duì)工藝也有重要的影響。以內(nèi)孔為例，大孔與小孔，深孔與淺孔在工藝上均有不同特點(diǎn)。（2）在分析零件的結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要注意零件的各個(gè)構(gòu)成表面本身的特征，而且還要注意這些表面的不同組合，正是這些不同的組合才形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。例如以內(nèi)外圓為主的表面，既可組成軸類、盤類零件，也可組成套筒類零件。對(duì)于套筒類零件，既可是一般的軸套，也可以是形狀復(fù)雜或剛性很差的薄壁套筒。顯然，上述不同結(jié)構(gòu)的零件在工藝上往往有著較大的差異。在機(jī)械制造中，通常按照零件結(jié)構(gòu)和加工工藝過程的相似性，將各種零件大致分為軸類零件、套筒類零件、盤環(huán)類零件、叉架類零件以及箱體等。另外，特別要注意分析零件的剛度情況，對(duì)剛度特別薄弱的部位，在加工時(shí)要注意采取相應(yīng)的工藝措施以防止受力變形。同時(shí)還要注意分析零件剛度的方向，例如套筒類零件的軸向剛度大于徑向剛度，所以夾緊時(shí)常將徑向夾緊改為軸向夾緊。（3）在研究零件的結(jié)構(gòu)時(shí)，還要注意審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)在保證使用要求的前提下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地制造出來的特性。使用性能完全不同的兩個(gè)零件，它們的制造方法和制造成本可能有很大的差別。在進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)分析時(shí)應(yīng)考慮到加工時(shí)的裝夾、對(duì)刀、測量、切削效率等。結(jié)構(gòu)工藝性不好會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)，浪費(fèi)材料，甚至無法加工。 零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對(duì)比毛坯是根據(jù)零件（或產(chǎn)品）所要求的形狀、工藝尺寸等而制成的供進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯的種類、形狀、尺寸及精度對(duì)機(jī)械加工工藝過程、產(chǎn)品質(zhì)量、材料消耗和生產(chǎn)成本有著直接影響。因此，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)必須正確地選擇毛坯的種類和確定毛坯的形狀。1．毛坯種類的選擇 機(jī)械加工中常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件和工程塑料件等。根據(jù)零件的材料和對(duì)材料力學(xué)性能的要求、零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和現(xiàn)場生產(chǎn)條件以及利用新工藝、新技術(shù)的可能性等因素。 機(jī)械制造業(yè)常用毛坯種類及其特點(diǎn)毛坯種類毛坯制造方法材 料形 狀復(fù)雜性公差等級(jí)（IT）特 點(diǎn) 及 適 應(yīng) 的 生 產(chǎn) 類 型型材熱軋鋼、有色金屬（棒、管、板、異形等）簡單11～12常用作軸、套類零件及焊接毛坯分件，冷軋坯尺寸精度高但價(jià)格昂貴，多用于自動(dòng)機(jī)。冷軋（拉）9～10鑄件木模手工造型鑄鐵、鑄鋼和有色金屬復(fù)雜12～14單件小批生產(chǎn)鑄造毛坯可獲得復(fù)雜形狀，其中灰鑄鐵因其成本低廉，耐磨性和吸振性好而廣泛用作機(jī)架、箱體類零件毛坯。木模機(jī)器造型～12成批生產(chǎn)金屬模機(jī)器造型～12大批大量生產(chǎn)離心鑄造有色金屬、部分黑色金屬回轉(zhuǎn)體12～14成批或大批大量生產(chǎn)壓鑄有色金屬可復(fù)雜9～10大批大量生產(chǎn)熔模鑄造鑄鋼、鑄鐵復(fù)雜10～11成批以上生產(chǎn)失臘鑄造鑄鐵、有色金屬9～10大批大量生產(chǎn)鍛件自由鍛造鋼簡單12～14單件小批生產(chǎn)金相組織纖維化且走向合理，零件機(jī)械強(qiáng)度高。模鍛較復(fù)雜11～12大批大量生產(chǎn)精密模鍛10～11沖壓件板料加壓鋼、有色金屬較復(fù)雜8～9適用于大批大量生產(chǎn)粉末冶金件粉末冶金鐵、銅、鋁基材料較復(fù)雜7～8機(jī)械加工余量極小或無機(jī)械加工余量，適用于大批大量生產(chǎn)粉末冶金熱模鍛6～7焊接件普通焊接鐵、銅、鋁基材料較復(fù)雜12～13用于單件小批或成批生產(chǎn)，因其生產(chǎn)周期短、不需準(zhǔn)備模具、剛性好及材料省而常用以代替鑄件。精密焊接10～11工程塑料件注射成型吹塑成型精密模壓工程塑料復(fù)雜9～10適用于大批大量生產(chǎn)2．確定毛坯的形狀和尺寸現(xiàn)代機(jī)械制造發(fā)展的趨勢之一是精化毛坯，使其形狀和尺寸盡量與零件接近，從而進(jìn)行少切屑加工甚至無屑加工。但由于毛坯制造技術(shù)和成本的限制，產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，所以毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯制造尺寸與零件相應(yīng)尺寸的差值稱為毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差，二者都與毛坯的制造方法有關(guān)，生產(chǎn)中可參閱有關(guān)的工藝手冊來選取。毛坯的加工余量確定后，其形狀和尺寸的確定，還要考慮到毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理等工藝因素的影響。下面僅從機(jī)械加工工藝角度來分析一下，在確定毛坯形狀和尺寸時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題。（1）為使加工時(shí)工件安裝穩(wěn)定，有些鑄件毛坯需要鑄出工藝搭子。工藝搭子一般在零件加工后再行切除。 具有工藝搭子的刀架毛坯A—加工面 B—工藝搭子 C—定位面（2）為了保證零件的加工質(zhì)量和加工方便，常將一些零件先做成一個(gè)整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。對(duì)于半圓形的零件一般應(yīng)合并成一個(gè)整圓的毛坯；對(duì)于一些小的、薄的零件（如軸套、墊圈和螺母等），可以將若干零件合成一件毛坯，待加工到一定階段后再切割分離。，就是將其毛坯做成整體，待加工到一定階段后再切割分離。 車床開合螺母外殼簡圖所謂基準(zhǔn)就是在零件上用以確定其他點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面?；鶞?zhǔn)根據(jù)其功用不同可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類，前者用在產(chǎn)品零件的設(shè)計(jì)圖上，后者用在機(jī)械制造的工藝過程中。1．設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖上用以確定其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基