7.2 工艺规程设计.ppt

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1、3)3)时间定额的制定方法时间定额的制定方法合理合理的时间定额，能够调动工人的积极性，促进工人不的时间定额，能够调动工人的积极性，促进工人不断提高技术水平，对保证产品质量、提高劳动生产率、断提高技术水平，对保证产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本都有重大作用。降低生产成本都有重大作用。制定时间定额的基本方法有以下几种制定时间定额的基本方法有以下几种：（1 1）经验估工法）经验估工法（2 2）统计分析法）统计分析法 （3 3）类推比较法）类推比较法 （4 4）技术测定法）技术测定法 3)3)时间定额的制定方法时间定额的制定方法制定时间定额的基本方法有以下几种制定时间定额的基本方法有以下几种：（

2、1 1）经验估工法）经验估工法经验估工法是由定额员或三结合（工人、技术人员和定额经验估工法是由定额员或三结合（工人、技术人员和定额员）小组，参照产品图纸和工艺技术要求，并考虑使用的员）小组，参照产品图纸和工艺技术要求，并考虑使用的设备、工艺装备、原材料等有关生产技术条件，根据实践设备、工艺装备、原材料等有关生产技术条件，根据实践经验直接估算出定额的一种方法。经验直接估算出定额的一种方法。经验估工法一般适用于多品种生产或单件、小批量生产的经验估工法一般适用于多品种生产或单件、小批量生产的企业，以及新产品试制和临时性生产。企业，以及新产品试制和临时性生产。经验估工法的主要特点是经验估工法的主要特点

3、是方法简单方法简单，工作量小工作量小便于便于及时制及时制定和修订定和修订定额。但制定的定额准确性较差，难以保证质量。定额。但制定的定额准确性较差，难以保证质量。3)3)时间定额的制定方法时间定额的制定方法制定时间定额的基本方法有以下几种制定时间定额的基本方法有以下几种：（1 1）经验估工法）经验估工法（2 2）统计分析法）统计分析法 统计分析法就是根据过去生产同类型产品、零件的实作工统计分析法就是根据过去生产同类型产品、零件的实作工时或统计资料，经过整理和分析，考虑今后企业生产技术时或统计资料，经过整理和分析，考虑今后企业生产技术组织条件的可能变化来制定定额的方法。组织条件的可能变化来制定定额

4、的方法。统计分析法适用于大量生产或成批生产的企业。一般生产统计分析法适用于大量生产或成批生产的企业。一般生产条件比较正常、产品较固定、原始记录和统计工作比较健条件比较正常、产品较固定、原始记录和统计工作比较健全的企业均可采用统计分析法。全的企业均可采用统计分析法。统计分析法的主要特点是方法统计分析法的主要特点是方法简便易行简便易行，工作量也比较小工作量也比较小，由于有一定的资料做依据，制定定额的质量较之估工定额由于有一定的资料做依据，制定定额的质量较之估工定额要准确些。但如果原始记录和统计资料不准确，将会直接要准确些。但如果原始记录和统计资料不准确，将会直接影响定额的质量。影响定额的质量。3)

5、3)时间定额的制定方法时间定额的制定方法制定时间定额的基本方法有以下几种制定时间定额的基本方法有以下几种：（1 1）经验估工法）经验估工法（2 2）统计分析法）统计分析法 （3 3）类推比较法）类推比较法 类推比较法是以同类型产品的典型零件、典型工序的定额类推比较法是以同类型产品的典型零件、典型工序的定额或定额标准为依据，经分析比较后，推算出另一零件或工或定额标准为依据，经分析比较后，推算出另一零件或工序的定额的方法。序的定额的方法。类推比较法制定定额因有一定的依据和标准，其准确性和类推比较法制定定额因有一定的依据和标准，其准确性和平衡性较好。缺点是制定典型零件或典型工序的定额标准平衡性较好。

6、缺点是制定典型零件或典型工序的定额标准时，时，工作量较大工作量较大。同时，如果典型代表件选择不准，就会。同时，如果典型代表件选择不准，就会影响工时定额的可靠性。影响工时定额的可靠性。类推比较法制定定额应具备的条件是：结构上的相似性、类推比较法制定定额应具备的条件是：结构上的相似性、工艺上的同类性、条件上的可比性、变化的规律性。工艺上的同类性、条件上的可比性、变化的规律性。3)3)时间定额的制定方法时间定额的制定方法制定时间定额的基本方法有以下几种制定时间定额的基本方法有以下几种：（1 1）经验估工法）经验估工法（2 2）统计分析法）统计分析法 （3 3）类推比较法）类推比较法 （4 4）技术测

7、定法）技术测定法 技术测定法是通过对生产技术组织条件的分析，在挖掘生产技术测定法是通过对生产技术组织条件的分析，在挖掘生产潜力及操作合理化的基础上，采用实地预测和分析计算制定潜力及操作合理化的基础上，采用实地预测和分析计算制定定额的方法。定额的方法。技术测定法是一种较为先进和科学的方法。它的主要优点是，技术测定法是一种较为先进和科学的方法。它的主要优点是，重视现场调查研究和技术分析，有一定的科学技术依据，制重视现场调查研究和技术分析，有一定的科学技术依据，制定定额的准确性较好，定额水平易达到平衡，可发现和揭露定定额的准确性较好，定额水平易达到平衡，可发现和揭露生产中的实际问题；缺点是费时费力，

8、工作量较大，没有一生产中的实际问题；缺点是费时费力，工作量较大，没有一定的文化和专业技术水平难以胜任此项工作。定的文化和专业技术水平难以胜任此项工作。3)3)时间定额的制定方法时间定额的制定方法制定时间定额的基本方法有以下几种制定时间定额的基本方法有以下几种：（1 1）经验估工法）经验估工法（2 2）统计分析法）统计分析法 （3 3）类推比较法）类推比较法 （4 4）技术测定法）技术测定法 上述制定时间定额的基本方法各有其特点和适用范围，上述制定时间定额的基本方法各有其特点和适用范围，各企业可根据自身特点和具体情况，选择其中一种或几各企业可根据自身特点和具体情况，选择其中一种或几种方法并用。种

9、方法并用。2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径劳动生产率是一项综合性的技术经济指标。提高劳动生劳动生产率是一项综合性的技术经济指标。提高劳动生产率，必须正确处理好质量，生产率和经济性三者之间产率，必须正确处理好质量，生产率和经济性三者之间的关系。应在保证质量的前提下，提高生产率，降低成的关系。应在保证质量的前提下，提高生产率，降低成本。提高劳动生产率的措施很多，涉及到本。提高劳动生产率的措施很多，涉及到产品设计产品设计，制制造工艺造工艺和和组织管理组织管理等多方面，这里仅通过制造工艺方面等多方面，这里仅通过制造工艺方面（更具体讲，通过缩短（更具体讲，通过缩短单件时间单件时间

10、）的工艺途径来作一简）的工艺途径来作一简要分析。要分析。劳动生产率劳动生产率是指工人在单位时间内制造的合格产品的数是指工人在单位时间内制造的合格产品的数量或制造单件产品所消耗的劳动时间。量或制造单件产品所消耗的劳动时间。2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径由上式所示的由上式所示的单件时间单件时间组成，不难得知提高劳动生产率组成，不难得知提高劳动生产率的工艺措施可以有以下几个方面：的工艺措施可以有以下几个方面：T Tp p=T Tm m+T Ta a+T Ts s+T Tr r =T=Tb b+T Ts s+T Tr r =（1+1+）T Tb b 在大批大量生产时，由于基本

11、时间在单位时间中所占比在大批大量生产时，由于基本时间在单位时间中所占比重较大，因此通过缩短基本时间即可提高生产率。缩短基重较大，因此通过缩短基本时间即可提高生产率。缩短基本时间的主要途径有以下几种：本时间的主要途径有以下几种：1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间(1)(1)提高切削用量提高切削用量 增大切削速度、进给量和背吃刀量，都可缩短基本时间，但增大切削速度、进给量和背吃刀量，都可缩短基本时间，但切削用量的提高受到切削用量的提高受到刀具耐用度刀具耐用度和和机床功率机床功率、工艺系统刚度工艺系统刚度等方面

12、的制约。随着等方面的制约。随着新型刀具材料新型刀具材料的出现，切削速度得到了的出现，切削速度得到了迅速的提高，目前硬质合金车刀的切削速度可达迅速的提高，目前硬质合金车刀的切削速度可达200m/min200m/min，陶瓷刀具的切削速度达陶瓷刀具的切削速度达500m/min500m/min。近年来出现的聚晶人造金。近年来出现的聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀具切削普通钢材的切削速度达刚石和聚晶立方氮化硼刀具切削普通钢材的切削速度达900m/min900m/min。在磨削方面，近年来发展的趋势是在磨削方面，近年来发展的趋势是高速磨削高速磨削和和强力磨削强力磨削。国。国内生产的高速磨床和砂轮磨削速度

13、已达内生产的高速磨床和砂轮磨削速度已达60m/s60m/s，国外已达，国外已达9090120m/s120m/s；强力磨削的切入深度已达；强力磨削的切入深度已达6 612mm12mm，从而使生产率大，从而使生产率大大提高。大提高。式中式中 pZi1000VnD2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间(1)(1)提高切削用量提高切削用量 (2)(2)采用多刀同时切削采用多刀同时切削式中式中 pZi1000VnD2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间(1)(1)提高切削用量提高切削用量 (2)(2)

14、采用多刀同时切削采用多刀同时切削(3)(3)多件加工多件加工 式中式中 pZi1000VnD2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间(1)(1)提高切削用量提高切削用量 (2)(2)采用多刀同时切削采用多刀同时切削(3)(3)多件加工多件加工 式中式中 pZi1000VnD(4)(4)采用新技术、新工艺采用新技术、新工艺 采用精密铸造、压力铸造、精密锻造等先进工艺提高毛坯采用精密铸造、压力铸造、精密锻造等先进工艺提高毛坯制造精度，减少制造精度，减少机械加工余量机械加工余量，以缩短基本时间，有时甚，以缩短基本时间，有时甚至无需再进行机械加工，这样

15、可以大幅度提高生产效率。至无需再进行机械加工，这样可以大幅度提高生产效率。2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间辅助时间在单件时间中也占有较大比重，尤其是在大幅度辅助时间在单件时间中也占有较大比重，尤其是在大幅度提高切削用量之后，基本时间显著减少，辅助时间所占比提高切削用量之后，基本时间显著减少，辅助时间所占比重就更高。此时采取措施缩减辅助时间就成为提高生产率重就更高。此时采取措施缩减辅助时间就成为提高生产率的重要方向。的重要方向。缩短辅助时间有缩短辅助时间有两种不同两种不同的途径：的途径：一是使辅助动作一是

16、使辅助动作实现机械化和自动化实现机械化和自动化，从而直接缩减辅，从而直接缩减辅助时间；助时间；二是使辅助时间二是使辅助时间与基本时间重合与基本时间重合，间接缩短辅助时间。，间接缩短辅助时间。2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间（1 1）直接缩减辅助时间）直接缩减辅助时间 P65P65采用采用专用夹具专用夹具装夹工件，工件在装夹中不需找正，可缩短装夹工件，工件在装夹中不需找正，可缩短装卸工件的时间。大批大量生产时，广泛采用装卸工件的时间。大批大量生产时，广泛采用高效气动高效气动、液动夹具液动夹具来缩短装卸工件

17、的时间。单件小批生产中，由于来缩短装卸工件的时间。单件小批生产中，由于受专用夹具制造成本的限制，为缩短装卸工件的时间，可受专用夹具制造成本的限制，为缩短装卸工件的时间，可采用采用组合夹具组合夹具及及可调夹具可调夹具。1 1、2-2-工件工件 3-3-双工位夹具双工位夹具2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间（1 1）直接缩减辅助时间）直接缩减辅助时间提高机床的自动化程度提高机床的自动化程度 2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助

18、时间（2 2）间接缩短辅助时间间接缩短辅助时间 为减小加工中停机测量的辅助时间，可采用主动检测装为减小加工中停机测量的辅助时间，可采用主动检测装置或数字显示装置在加工过程中进行实时测量，以减少置或数字显示装置在加工过程中进行实时测量，以减少加工中需要的测量时间。主动检测装置能在加工过程中加工中需要的测量时间。主动检测装置能在加工过程中测量加工表面的实际尺寸，并根据测量结果自动对机床测量加工表面的实际尺寸，并根据测量结果自动对机床进行调整和工作循环控制，例如磨削自动测量装置（图进行调整和工作循环控制，例如磨削自动测量装置（图2-512-51）。数显装置能把加工过程或机床调整过程中机床）。数显装置

19、能把加工过程或机床调整过程中机床运动的移动量或角位移连续精确地显示出来，这些都大运动的移动量或角位移连续精确地显示出来，这些都大大节省了停机测量的辅助时间。大节省了停机测量的辅助时间。2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间（2 2）间接缩短辅助时间间接缩短辅助时间 为了使辅助时间和基本时间全为了使辅助时间和基本时间全部或部分地重合，可采用多工部或部分地重合，可采用多工位夹具和连续加工的方法位夹具和连续加工的方法 。1-1-工件工件 2-2-精铣刀精铣刀 3-3-粗铣刀粗铣刀立式连续回转工作台铣床立式连续回转工

20、作台铣床2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间3 3）缩短布置工作地时间）缩短布置工作地时间 布置工作地时间，大部分消耗在更换刀具上，因此必须减布置工作地时间，大部分消耗在更换刀具上，因此必须减少换刀次数并缩减每次换刀所需的时间，提高刀具的耐用少换刀次数并缩减每次换刀所需的时间，提高刀具的耐用度可减少换刀次数。而换刀时间的减少，则主要通过改进度可减少换刀次数。而换刀时间的减少，则主要通过改进刀具的安装方法和采用装刀夹具来实现。如采用各种刀具的安装方法和采用装刀夹具来实现。如采用各种快换快换刀夹刀夹，刀具微调机

21、构，专用对刀样板或对刀样件以及自动，刀具微调机构，专用对刀样板或对刀样件以及自动换刀装置等，以减少刀具的装卸和对刀所需时间。例如在换刀装置等，以减少刀具的装卸和对刀所需时间。例如在车床和铣床上采用可转位硬质合金刀片刀具，既减少了换车床和铣床上采用可转位硬质合金刀片刀具，既减少了换刀次数，又可减少刀具装卸，对刀和刃磨的时间刀次数，又可减少刀具装卸，对刀和刃磨的时间。快换刀夹快换刀夹1 1、2-2-可转位硬质合金刀片可转位硬质合金刀片2 2、提高提高劳动劳动生产率的生产率的工艺工艺途径途径1 1）缩短基本时间）缩短基本时间2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间3 3）缩短布置工作地时间）缩短布置工作地

22、时间 4 4）缩短准备与终结时间）缩短准备与终结时间 缩短准备与终结时间的途径有二：缩短准备与终结时间的途径有二：第一，扩大产品生产批量，以相对减少分摊到每个零件上第一，扩大产品生产批量，以相对减少分摊到每个零件上的准备与终结时间；的准备与终结时间；第二，直接减少准备与终结时间。第二，直接减少准备与终结时间。扩大产品生产批量，可以通过扩大产品生产批量，可以通过零件标准化和通用化零件标准化和通用化来实现，来实现，并可采用并可采用成组技术成组技术组织生产。组织生产。7 工艺过程的生产率与技术经济分析工艺过程的生产率与技术经济分析xbfjdttttt2.2.工艺过程方案的技术经济分析工艺过程方案的技

23、术经济分析工艺方案的技术经济分析可分为两种情况：工艺方案的技术经济分析可分为两种情况：一是对不同工艺方案进行工艺成本的分析和一是对不同工艺方案进行工艺成本的分析和比较；比较；二是按某些相对技术经济指标进行比较。二是按某些相对技术经济指标进行比较。1 1）工艺成本的组成）工艺成本的组成工艺成本由可变费用与不变费用两部分组成。工艺成本由可变费用与不变费用两部分组成。（1 1）可变费用）可变费用（2 2）不变费用）不变费用7 工艺过程的生产率与技术经济分析工艺过程的生产率与技术经济分析2 2）工艺方案经济性评定）工艺方案经济性评定 制定工艺规程时，对生产规模较大的主要零件制定工艺规程时，对生产规模较

24、大的主要零件的工艺方案应该通过计算工艺成本来评定其经济性；的工艺方案应该通过计算工艺成本来评定其经济性；对于一般零件，可以利用各种技术经济指标，结合对于一般零件，可以利用各种技术经济指标，结合生产经验，进行不同方案的经济论证，从而决定不生产经验，进行不同方案的经济论证，从而决定不同方案的取舍。同方案的取舍。一、成本管理概述一、成本管理概述1.费用费用 直接费用，包括直接人工、直接材料、商品进价和其它直接费用。间接费用，包括间接人工、间接材料、其它间接费用等。期间费用，包括财务费用、管理费用、销售费用。2.成本成本 企业为生产经营和提供劳务等发生的直接费用与间接费用之和，称为生产经营成本，也称产

25、品(制造)成本。3.成本管理成本管理 成本管理的目的在于挖掘企业各方面的潜力，在保证产品质量前提下，不断降低产品成本，取得较大的经济效益。2.成本预测方法成本预测方法(1)投产前设计阶段的成本预测投产前设计阶段的成本预测 直接人工成本的百分比制造费用占直接材料直接人工单位产品直接材料单位产品设计成本单位产品1(2)成本计划编制阶段的成本预测成本计划编制阶段的成本预测 1)目标成本的预测目标成本的预测 目标成本目标成本=预计销售收入预计应缴税金目标利润预计期间费用预计销售收入预计应缴税金目标利润预计期间费用2)成本降低的目标预测成本降低的目标预测(3)期中成本预测期中成本预测 成本控制措施成本控

26、制措施(1)材料费用的控制材料费用的控制1)采购成本的控制采购成本的控制 采购价应择优选廉，“货比三家”。控制出差费和运输费。严格控制实际采购成本与计划采购成本的差异范围。2)材料消耗量的控制材料消耗量的控制 改进消耗定额，实行限额发料。改进下料工艺，提高材料利用率。提高工艺水平，减少废品损失。(2)工资费用的控制工资费用的控制 制定和执行先进合理的劳动定额和定岗定编。正确编制工资基金计划，监督工资基金的合理使用。切实执行按劳分配的原则，充分调动职工积极性。(3)管理费用的控制管理费用的控制 制定费用定额和费用预算。实行费用指标“包干”控制。厂长签字控制。三、生产过程的分析三、生产过程的分析

27、1.工艺过程方案的技术分析工艺过程方案的技术分析(1)对新产品设计要求的满足程度对新产品设计要求的满足程度(2)技术的先进性与适用性技术的先进性与适用性(3)设备与工艺装备的选择设备与工艺装备的选择(4)劳动消耗量分析劳动消耗量分析(5)能源及物资消耗指标分析能源及物资消耗指标分析(6)工艺路线的选择工艺路线的选择(7)劳动安全与环境保护分析劳动安全与环境保护分析 2.生产过程的全面分析生产过程的全面分析7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.2 典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析典型零件材料和毛坯的选择及加工工艺分析 机械零件按形状和用途分为轴类、套类、轮盘类、箱机械零件按形状和用途分为轴类

28、、套类、轮盘类、箱座类零件四大类。座类零件四大类。7.2.1 轴类零件轴类零件 轴类是回转体零件，其长度远大于直径，常见的有光轴类是回转体零件，其长度远大于直径，常见的有光滑轴、阶梯轴、凸轮轴和曲轴等。轴类零件主要用来支承滑轴、阶梯轴、凸轮轴和曲轴等。轴类零件主要用来支承传动零件（如齿轮、带轮）和传递转矩，它是各种机械设传动零件（如齿轮、带轮）和传递转矩，它是各种机械设备中重要的受力零件。备中重要的受力零件。7 7 工艺规程设计工艺规程设计分析图分析图7.13所示的所示的C616车床主轴。车床主轴。图图7.13 C616车床主轴简图车床主轴简图7 7 工艺规程设计工艺规程设计1.车床主轴的工作

29、条件和性能要求车床主轴的工作条件和性能要求（1）承受交变的弯曲应力与扭切应力，有时受到冲击载荷作）承受交变的弯曲应力与扭切应力，有时受到冲击载荷作用。用。（2）主轴大端内锥孔和锥度外圆经常与卡盘、顶尖和刀具锥）主轴大端内锥孔和锥度外圆经常与卡盘、顶尖和刀具锥体有摩擦。体有摩擦。（3）花键部分与齿轮经常有磕碰或相对滑动。）花键部分与齿轮经常有磕碰或相对滑动。由于该主轴是在滚动轴承中运动，承受中等载荷，转由于该主轴是在滚动轴承中运动，承受中等载荷，转速中等，有装配精度要求，且受一定冲击力。由此确定其速中等，有装配精度要求，且受一定冲击力。由此确定其性能要求如下：性能要求如下：主轴应具有良好的综合力

30、学性能；主轴应具有良好的综合力学性能；内锥孔和外锥圆表面、花键部分应有较高的硬度和耐磨内锥孔和外锥圆表面、花键部分应有较高的硬度和耐磨性。性。7 7 工艺规程设计工艺规程设计2.材料选择材料选择 轴类零件的材料一般选碳素钢、合金钢或铸铁。根据轴类零件的材料一般选碳素钢、合金钢或铸铁。根据上述主轴的工作条件和性能要求，确定主轴材料选择上述主轴的工作条件和性能要求，确定主轴材料选择45钢钢。3.毛坯选择毛坯选择 该轴为阶梯轴，最大直径（该轴为阶梯轴，最大直径（100mm）与最小直径（）与最小直径（43mm）相差较大，选圆钢毛坯不经济，故应选锻造毛坯）相差较大，选圆钢毛坯不经济，故应选锻造毛坯为宜。

31、为宜。7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.4.2 轮盘类零件轮盘类零件 轮盘类零件的轴向尺寸一般小于径向尺寸，或两个方轮盘类零件的轴向尺寸一般小于径向尺寸，或两个方向尺寸相差不大，属于这一类的零件有齿轮、带轮、飞轮向尺寸相差不大，属于这一类的零件有齿轮、带轮、飞轮、锻造模具、法兰盘和联轴器等。、锻造模具、法兰盘和联轴器等。1.齿轮的工作条件和性能要求齿轮的工作条件和性能要求 (1)工作条件工作条件 由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力。由于传递扭矩，齿根承受较大的交变弯曲应力。齿的表面承受较大的接触应力，在工作中相互滚动和滑齿的表面承受较大的接触应力，在工作中相互滚动和滑动。动。由于换档、

32、启动或啮合不良，轮齿会受到冲击。由于换档、启动或啮合不良，轮齿会受到冲击。7 7 工艺规程设计工艺规程设计(2)性能要求性能要求 根据齿轮工作条件，要求齿轮材料应具备以下性能根据齿轮工作条件，要求齿轮材料应具备以下性能 齿面有高的硬度和耐磨性。齿面有高的硬度和耐磨性。齿面具有高的接触疲劳强度和齿根具有高的弯曲疲劳强齿面具有高的接触疲劳强度和齿根具有高的弯曲疲劳强度。度。轮齿心部要有足够的强度和韧度。轮齿心部要有足够的强度和韧度。2.齿轮材料和毛坯的选择齿轮材料和毛坯的选择 由以上分析可知，齿轮一般应选用具有良好力学性能的中由以上分析可知，齿轮一般应选用具有良好力学性能的中碳结构钢和中碳合金结构

33、钢；承受较大冲击载荷的齿轮，可碳结构钢和中碳合金结构钢；承受较大冲击载荷的齿轮，可选用合金渗碳钢；一些低速或中速低应力、低冲击载荷条件选用合金渗碳钢；一些低速或中速低应力、低冲击载荷条件下工作的齿轮，可选用铸钢、灰铸铁或球墨铸铁；一些受力下工作的齿轮，可选用铸钢、灰铸铁或球墨铸铁；一些受力不大或在无润滑条件下工作的齿轮，可选用塑料（如尼龙、不大或在无润滑条件下工作的齿轮，可选用塑料（如尼龙、聚碳酸脂等）。聚碳酸脂等）。7 7 工艺规程设计工艺规程设计3.典型齿轮材料和毛坯选择及加工工艺路线举例典型齿轮材料和毛坯选择及加工工艺路线举例(1)机床齿轮机床齿轮 C6132车床的变速箱齿轮，如图车床的

34、变速箱齿轮，如图7.14所示。该齿轮工作时受力不所示。该齿轮工作时受力不大，转速中等，工作较平稳且无强烈冲击，工作条件较好。大，转速中等，工作较平稳且无强烈冲击，工作条件较好。性能要求：对齿面和心部的强度、韧性要求均不太高；齿轮心部硬度性能要求：对齿面和心部的强度、韧性要求均不太高；齿轮心部硬度220250HBS，齿面硬度，齿面硬度4550HRC。7 7 工艺规程设计工艺规程设计 适用材料：根据齿轮的工作条件和性能要求，查表可知，该适用材料：根据齿轮的工作条件和性能要求，查表可知，该齿轮材料选齿轮材料选45钢或钢或40Cr、40MnB为宜。为宜。v 毛坯制造方法：该齿轮形状简单，厚度差别不大，

35、可选圆毛坯制造方法：该齿轮形状简单，厚度差别不大，可选圆钢作毛坯，但齿轮的性能稍差，故应选锻造毛坯为宜。在钢作毛坯，但齿轮的性能稍差，故应选锻造毛坯为宜。在单件小批生产时，可采用自由锻生产；在成批大量生产时单件小批生产时，可采用自由锻生产；在成批大量生产时，宜采用胎模锻等方法生产。，宜采用胎模锻等方法生产。v 工艺路线：齿轮毛坯采用锻件时，其加工工艺路线一般为工艺路线：齿轮毛坯采用锻件时，其加工工艺路线一般为：下料下料锻造锻造正火正火粗加工粗加工调质调质精加精加工工齿部表面淬火十低温回火齿部表面淬火十低温回火精磨。精磨。7 7 工艺规程设计工艺规程设计(2)汽车变速箱齿轮汽车变速箱齿轮 某载货

36、汽车变速箱一速齿轮，如图某载货汽车变速箱一速齿轮，如图7.15所示。所示。性能要求：齿轮表面有较高耐磨性和疲劳强度，心部较高的强度与韧度，性能要求：齿轮表面有较高耐磨性和疲劳强度，心部较高的强度与韧度，要求根部要求根部b1000MPa，k60Jcm2，齿面硬度，齿面硬度 5864HRC，心部，心部硬度硬度3045HRC之间。适用材料确定该齿轮材料为之间。适用材料确定该齿轮材料为20CrMnTi或或20MnVB。图图7.15 某载货汽车变速箱一速齿轮简图某载货汽车变速箱一速齿轮简图7 7 工艺规程设计工艺规程设计 毛坯生产方法：该齿轮形状比机床齿轮复杂，性能要求毛坯生产方法：该齿轮形状比机床齿轮

37、复杂，性能要求也高，故不宜采用圆钢毛坯，应采用模锻制造毛坯，以使也高，故不宜采用圆钢毛坯，应采用模锻制造毛坯，以使材料纤维合理分布，提高力学性能。单件小批生产时，也材料纤维合理分布，提高力学性能。单件小批生产时，也可用自由锻生产毛坯。可用自由锻生产毛坯。工艺路线及分析：根据所选材料，制定该齿轮的加工工工艺路线及分析：根据所选材料，制定该齿轮的加工工艺路线为：艺路线为：下料下料锻造锻造正火正火粗、半精切削粗、半精切削加工（内孔及端面留余量）加工（内孔及端面留余量）渗碳（内孔防渗碳（内孔防渗）、淬火、低温回火渗）、淬火、低温回火喷丸喷丸拉花键孔拉花键孔磨端面磨端面磨齿磨齿最终检验最终检验。7 7

38、工艺规程设计工艺规程设计该工艺路线中热处理工序的作用是：该工艺路线中热处理工序的作用是：正火。主要是为了消除毛坯的锻造应力，获得良好的切削正火。主要是为了消除毛坯的锻造应力，获得良好的切削加工性能；均匀组织，细化晶粒，为以后的热处理作组织上加工性能；均匀组织，细化晶粒，为以后的热处理作组织上的准备。的准备。渗碳渗碳 提高齿轮表面的碳含量，保证淬火后得到高硬度和良提高齿轮表面的碳含量，保证淬火后得到高硬度和良好耐磨性的高碳马氏体。好耐磨性的高碳马氏体。淬火。其目的是为了使齿轮表面具有高硬度，同时使心部淬火。其目的是为了使齿轮表面具有高硬度，同时使心部获得足够的强度和韧性。由于获得足够的强度和韧性

39、。由于20CrMnTi是细晶粒合金渗碳是细晶粒合金渗碳钢，故可在渗碳后经预冷直接淬火，也可采用等温淬火以减钢，故可在渗碳后经预冷直接淬火，也可采用等温淬火以减小齿轮的变形。小齿轮的变形。实例实例7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.4.3 箱座类零件箱座类零件 这类零件一般结构复杂，有不规则的外形和内腔，且这类零件一般结构复杂，有不规则的外形和内腔，且壁厚不均。这类零件包括各种机械设备的机身、底座、支架壁厚不均。这类零件包括各种机械设备的机身、底座、支架、横梁、工作台，以及齿轮箱、轴承座、阀体、泵体等。重、横梁、工作台，以及齿轮箱、轴承座、阀体、泵体等。重量从几千克至数十吨，工作条件也相差很大。

40、量从几千克至数十吨，工作条件也相差很大。中等尺寸的减速器箱体，如图中等尺寸的减速器箱体，如图7.16所示。由图可以看所示。由图可以看出，其上有三对精度较高的轴承孔，形状复杂。该箱体要求出，其上有三对精度较高的轴承孔，形状复杂。该箱体要求有较好的刚度、减振性和密封性，轴承孔承受载荷较大，故有较好的刚度、减振性和密封性，轴承孔承受载荷较大，故该箱体材料选用该箱体材料选用HT250，采用砂型铸造，铸造后应进行去应，采用砂型铸造，铸造后应进行去应力退火。单件生产也可用焊接件。力退火。单件生产也可用焊接件。7 7 工艺规程设计工艺规程设计图图12.16 双级圆柱齿轮减速器箱体结构简图双级圆柱齿轮减速器箱

41、体结构简图1-盖；盖；2-对合面；对合面；3-定位销孔；定位销孔；4-底座；底座；5-出油孔；出油孔；6-油面指示器孔油面指示器孔该箱体的工艺路线为：该箱体的工艺路线为：铸造毛坯铸造毛坯去应力退火去应力退火划线划线切切削加工。其中去应力退火是为了消除铸造内应力，稳削加工。其中去应力退火是为了消除铸造内应力，稳定尺寸，减少箱体在加工和使用过程中的变形定尺寸，减少箱体在加工和使用过程中的变形。实例实例7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.5 典型表面的加工分析典型表面的加工分析7.5.1 外圆表面的加工外圆表面的加工1.外圆表面的技术要求外圆表面的技术要求外圆表面的技术要求主要有：外圆表面的技术要求

42、主要有：（1）外圆表面本身的尺寸精度；）外圆表面本身的尺寸精度；（2）外圆表面的形状精度（圆度、圆柱度等）；）外圆表面的形状精度（圆度、圆柱度等）；（3）外圆表面与其他表面的位置精度（与内圆表面之间的同）外圆表面与其他表面的位置精度（与内圆表面之间的同轴度、与端面之间的垂直度等）；轴度、与端面之间的垂直度等）；（4)表面完整性（表面粗糙度、表面残余应力、表面硬度、表面完整性（表面粗糙度、表面残余应力、表面硬度、金相组织等）。金相组织等）。加工方法选择加工方法选择7 7 工艺规程设计工艺规程设计2.外圆表面加工方案的选择外圆表面加工方案的选择 外圆表面的加工方法主要有：车削、磨削、精密磨削、外圆

43、表面的加工方法主要有：车削、磨削、精密磨削、研磨和超级光磨。研磨和超级光磨。表表12.7 外圆表面加工方案外圆表面加工方案7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.5.2 孔的加工孔的加工1.孔的技术要求孔的技术要求（1）孔的尺寸精度和形状精度（圆度、圆柱度）孔的尺寸精度和形状精度（圆度、圆柱度）；（2）孔的位置精度（如孔与孔，）孔的位置精度（如孔与孔，孔与外圆的同轴度，孔的轴线与平面或端面孔与外圆的同轴度，孔的轴线与平面或端面之间的平行度或垂直度）；之间的平行度或垂直度）；（3）孔的表面完整性（如孔的表面粗糙度、表面）孔的表面完整性（如孔的表面粗糙度、表面残余应力、表面加工硬化等）。残余应力、表面

44、加工硬化等）。7 7 工艺规程设计工艺规程设计 孔的主要加工方法有：钻、扩、铰、镗、拉、磨、电解孔的主要加工方法有：钻、扩、铰、镗、拉、磨、电解加工、电火花加工、激光加工等。孔的各种加工方法所能加工、电火花加工、激光加工等。孔的各种加工方法所能达到的精度、表面粗糙度和加工顺序如图达到的精度、表面粗糙度和加工顺序如图12.18所示。对于所示。对于工件材料硬度大于工件材料硬度大于32 HRC的孔，一般采用特种加工，然后的孔，一般采用特种加工，然后根据需要进行光整加工。对于平底盲孔一般采用钻根据需要进行光整加工。对于平底盲孔一般采用钻-镗加工镗加工方案。方案。7 7 工艺规程设计工艺规程设计粗镗 I

45、T9 IT8，Ra=6.33.2精铰IT7，Ra=1.60.8半精镗IT8，Ra=3.21.6粗铰IT8，Ra=3.21.6粗磨IT8，Ra=1.60.8半精磨 IT8 IT7，Ra=0.80.4精镗 IT8 IT7，Ra=1.60.8拉 IT8 IT7，Ra=0.80.4精磨 IT7 IT6，Ra=0.20.1精拉 IT6，Ra=0.20.1研磨 IT6 IT3，Ra=0.10.006精细镗 IT7 IT6，Ra=0.40.1手铰 IT7 IT6，Ra=0.40.2珩磨 IT6 IT4，Ra=0.10.05钻IT10以下，Ra=5012.5扩 IT10 IT9，Ra=6.33.2图图12.1

46、8 孔加工顺序（单位：孔加工顺序（单位：m）7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.5.3 平面的加工方案选择平面的加工方案选择 平面是盘形、板形、箱体及支架零件的主要表面，是其他表平面是盘形、板形、箱体及支架零件的主要表面，是其他表面的基准面。面的基准面。（1）技术要求有：平面本身尺寸精度和形状精度；平面的位）技术要求有：平面本身尺寸精度和形状精度；平面的位置精度（如平面与平面、外圆轴线、内孔轴线的平行度或垂置精度（如平面与平面、外圆轴线、内孔轴线的平行度或垂直度）；平面的表面完整性，如表面粗糙度、表面残余应力直度）；平面的表面完整性，如表面粗糙度、表面残余应力、表面加工硬化等。、表面加工硬化等

47、。（2）加工方案选择）加工方案选择 平面的加工方法有：铣削、刨削、磨削、平面的加工方法有：铣削、刨削、磨削、车削、拉削等。平面的各种加工方法所能达到的精度、表面车削、拉削等。平面的各种加工方法所能达到的精度、表面粗糙度和加工顺序如图粗糙度和加工顺序如图7.19所示。加工方案见表所示。加工方案见表7.9。如果。如果需要光整加工，可采用表中序号为需要光整加工，可采用表中序号为3的加工方案，然后进行的加工方案，然后进行光整加工，如研磨、超级光磨或超精密磨削。光整加工，如研磨、超级光磨或超精密磨削。7 7 工艺规程设计工艺规程设计图图 12.19 平面加工顺序（单位：平面加工顺序（单位：m）一、外圆面

48、的加工一、外圆面的加工 外圆面加工方案的分析与选择外圆面加工方案的分析与选择 2.孔加工方案的选择孔加工方案的选择在实在实体材体材料上料上加工加工孔的孔的方案方案及其及其应用应用 根据毛坯种类、精度要求、平面的形状、材料性能和根据毛坯种类、精度要求、平面的形状、材料性能和生产规模来选择。生产规模来选择。二、平面加工二、平面加工方案的选择方案的选择7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.6 机械零件的结构工艺性机械零件的结构工艺性7.6.1 零件结构工艺性的概念零件结构工艺性的概念 零件结构工艺性是指制造和装配时的可行性和经济性。要零件结构工艺性是指制造和装配时的可行性和经济性。要使零件在切削加工过

49、程中具有良好的工艺性，应考虑以下使零件在切削加工过程中具有良好的工艺性，应考虑以下几个方面的问题。几个方面的问题。(1)满足使用要求。满足使用要求。(2)统筹兼顾、全面考虑产品的制造包括毛坯生产、切削加工统筹兼顾、全面考虑产品的制造包括毛坯生产、切削加工、热处理和装配等工艺过程。、热处理和装配等工艺过程。(3)零件结构工艺性的优劣随生产条件的不同而异：在进行零零件结构工艺性的优劣随生产条件的不同而异：在进行零件的结构设计时，必须考虑现有设备条件、生产类型和技件的结构设计时，必须考虑现有设备条件、生产类型和技术水平等生产条件。术水平等生产条件。7 7 工艺规程设计工艺规程设计 例如，图例如，图7

50、.20(a)所示的铣床工作台的所示的铣床工作台的T形槽，在单件、小批形槽，在单件、小批量生产时，其结构工艺性良好，但在大批、大量生产时，量生产时，其结构工艺性良好，但在大批、大量生产时，则不便在龙门刨床上一次同时加工若干个工件，若将结构则不便在龙门刨床上一次同时加工若干个工件，若将结构改为如图改为如图7.20(b)所示，则可多件同时加工，提高了生产效所示，则可多件同时加工，提高了生产效率。率。图图7.20 铣床工作台的结构工艺性铣床工作台的结构工艺性7 7 工艺规程设计工艺规程设计7.6.2 切削加工对零件结构工艺性的要求切削加工对零件结构工艺性的要求(1)加工表面的几何形状应尽量简单，尽可能