【正文】 第3章工藝規(guī)程設(shè)計機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成的。每一個工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀。 工序是指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(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（機床）和工件（加工對象）三個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)對一個工件的加工內(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。當(dāng)中批生產(chǎn)時。工序是工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計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床普通車床立式銑床鉗 工 臺外圓磨床 工件在加工之前，在機床或夾具上先占據(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)，常常采用各種移動或轉(zhuǎn)動工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中可先后在機床上占有不同的位置進行連續(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)備的可動部分相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置稱為工位。，在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺在一次安裝中可連續(xù)完成每個工件的裝卸、鉆孔、擴孔和鉸孔四個工位的加工。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—擴孔 工位Ⅳ—鉸孔 在一個工序內(nèi)，往往需要采用不同的工具對不同的表面進行加工。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)和計算工時，工序還可以進一步劃分為工步。工步是指加工表面（或裝配時的聯(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。一個工序可以包括幾個工步，也可以只包括一個工步。，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)成另一個工步。但是，對于一次安裝中連續(xù)進行的若干相同的工步，通常算作一個工步。，用一把鉆頭連續(xù)鉆削四個φ15的孔，可寫成一個工步——鉆4φ15孔。 加工四個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)合刀具同時加工一個零件的幾個表面的工步，也可看作是一個工步，稱為復(fù)合工步。在一個工步內(nèi)，若被加工表面需要切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進行一次切削就稱為一次走刀。一個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)人員的實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，依據(jù)工藝?yán)碚摵捅匾墓に囋囼?，又結(jié)合具體的生產(chǎn)條件制定的，并在實踐過程中不斷地加以改進和完善。按照工藝規(guī)程進行生產(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)實際情況進行修改，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、機床負荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計和制造、生產(chǎn)計劃的制定、勞動力的組織以及生產(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、擴建或改建工廠及車間的基本資料在新建、擴建或改建工廠及車間時，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)所需的機床和其它設(shè)備的種類、規(guī)格和數(shù)量，車間的面積，機床的布置，生產(chǎn)工人的工種、技術(shù)等級及數(shù)量，以及輔助部門的安排等。2．工藝規(guī)程的設(shè)計原則工藝規(guī)程的設(shè)計原則是：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本。即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最少的勞動量和最低的成本，在規(guī)定的時間內(nèi)，可靠地加工出符合圖樣及技術(shù)要求的零件。在設(shè)計工藝規(guī)程時，應(yīng)注意以下問題：(1)技術(shù)上的先進性 在進行工藝規(guī)程設(shè)計時，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工藝和裝備，使所設(shè)計的工藝規(guī)程在一定時間內(nèi)保持相對的穩(wěn)定性和先進性，而不至于經(jīng)常作大的修改。（2）經(jīng)濟上的合理性 在采用高生產(chǎn)率的設(shè)備與工藝裝備時要注意與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。對于在一定條件下可能會出現(xiàn)的幾種能夠保證零件技術(shù)要求的工藝方案，應(yīng)進行經(jīng)濟性分析和對比，從中選出最經(jīng)濟合理的方案。（3）良好的勞動條件 設(shè)計工藝規(guī)程時要注意保證生產(chǎn)安全，盡量減輕工人的勞動強度，避免環(huán)境污染。在工藝方案上可注意采用機械化或自動化措施，將工人從某些繁重的體力勞動中解放出來。3．工藝規(guī)程設(shè)計所需的原始資料設(shè)計工藝規(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，需實地了解毛坯的形狀、尺寸及機械性能等；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)計時應(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，同時還要結(jié)合本廠實際，合理地引進、采用新技術(shù)、新工藝；⑦有關(guān)的工藝手冊及圖冊。 設(shè)計工藝規(guī)程時，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)，然后對零件圖進行工藝分析。工藝分析主要有以下兩個方面內(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（如動平衡等）。對零件圖具體的技術(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增大進給量，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，零件上有一個小孔φ2H7要求裝配時配作。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)及其工藝性分析對零件的結(jié)構(gòu)分析主要注意以下問題：（1）機械零件的結(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。基本表面有內(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)特點時，首先要分析該零件是由哪些表面組成的，因為表面形狀是選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、鉸、拉、鏜和磨削等加工方法獲得。除表面形狀外，尺寸對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。（2）在分析零件的結(jié)構(gòu)時，不僅要注意零件的各個構(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。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，對剛度特別薄弱的部位，在加工時要注意采取相應(yīng)的工藝措施以防止受力變形。同時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，所以夾緊時常將徑向夾緊改為軸向夾緊。（3）在研究零件的結(jié)構(gòu)時，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零件，它們的制造方法和制造成本可能有很大的差別。在進行零件的結(jié)構(gòu)分析時應(yīng)考慮到加工時的裝夾、對刀、測量、切削效率等。結(jié)構(gòu)工藝性不好會使加工困難，浪費工時，浪費材料，甚至無法加工。 零件機械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對比毛坯是根據(jù)零件（或產(chǎn)品）所要求的形狀、工藝尺寸等而制成的供進一步加工用的生產(chǎn)對象。毛坯的種類、形狀、尺寸及精度對機械加工工藝過程、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)計工藝規(guī)程時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。 機械制造業(yè)常用毛坯種類及其特點毛坯種類毛坯制造方法材 料形 狀復(fù)雜性公差等級（IT）特 點 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格昂貴，多用于自動機。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架、箱體類零件毛坯。木模機器造型～12成批生產(chǎn)金屬模機器造型～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，零件機械強度高。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機械加工余量極小或無機械加工余量，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，以便通過機械加工達到零件的技術(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、機械加工及熱處理等工藝因素的影響。下面僅從機械加工工藝角度來分析一下，在確定毛坯形狀和尺寸時應(yīng)注意的幾個問題。（1）為使加工時工件安裝穩(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整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。對于半圓形的零件一般應(yīng)合并成一個整圓的毛坯；對于一些小的、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、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面?；鶞?zhǔn)根據(jù)其功用不同可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類，前者用在產(chǎn)品零件的設(shè)計圖上，后者用在機械制造的工藝過程中。1．設(shè)計基準(zhǔn)在零件圖上用以確定其他點、線、面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計基