机械制造工艺的基础知识（工序）

黑熊猫

机械制造工艺的基础知识（工序）

工艺过程的组成

一个零件的加工工艺往往是比较复杂的，根据它的技术要求和结构特点，在不同的生产条件下，常常需要采用不同的加工方法和设备，通过一系列的加工步骤，才能使毛坯变成零件。我们在分析研究这一过程时，为了便于描述，需要对工艺过程的组成单元给于科学的定义。

机械加工工艺过程是由一个或若干们匝序排列的工序组成，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。

1．工序

－个或一组工人，在一台机床或一个工作地，对一个或同时对几个工件所

连续完成的那部分工艺过程，称为工序。

区分工序的主要依据是工作地是否变动和加工是否连续。如图2－1所示阶梯轴，当加工数量较少时，可按表2－1划分工序；当加工数量较大时，可按表2－2划分工序。

从表2－1和2－2可以看出，当工作地点变动时，即构成另一工序。同时，在同一工序内所完成的工作必须是连续的，若不连续，也即构成另一工序。下面着重解释“连续”的概念。所谓“连续”有按批“连续”和按件“连续”之分，表2－1与表2－2中，整批零件先在磨床上粗磨外圆后，再送高频淬火机高频淬火，最后再到磨床上精磨外圆，即使是在同一台磨床上，工作地点没有变动，但由于对这一批工件来说粗磨外圆和精磨外圆不是连续进行的，所以，粗磨和精磨外圆应为二道独立工序。除此以外，还有一个按件“不连续”问题，

如表2－2中的工序2和工序3，先将一批工件的一端全部车好，然后调头在同一车床上再车这批工件的另一端，虽然工作地点没有变动，但对每一个工件来说，两端的加工已不连续，严格按着工序的定义也可以认为是两道不同工序。不过，在这种情况下，究竟是先将工件的两端全部车好再车另一阶梯轴，还是先将这批工件一端全部车好后再分别车工件的另一端，对生产率和产品质量均无影响，完全可以由操作者自行决定，在工序的划分上也可以把它当作一道工序。综上所述，我们知道，如果工件在同一工作地点的前后加工，按批不是连续进行的，肯定是两道不同工序；如果按批是连续的而按件不连续，究竟算一道工序还是两道工序，要视具体情况而定。

工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划和进行成本核算的基本单元。

2．安装

在同一工序中，工件的工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次。所谓安装是指工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。如表2－1所示的工序1要进行两次装夹：先夹工件一端，车端面、钻顶尖孔，称为安装；再调头车另一端面，钻顶尖孔，称为安装.

工件在加工中，应尽量减少装夹次数，以减少装夹误差和装夹工件所花费时间。

3．工位

为了减少工件装夹次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行加工。工件相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工艺过程，称为工位。如表2－2中工序1铣端面、钻顶尖孔，就有两个工位。

工件装夹后，先在工位 = 1 \* ROMAN I铣端面，然后移动到工位Ⅱ钻顶尖孔，如图2－2所示。

4．工步

在一道工序中，可能要加工几个不同表面，也可能用几把不同刀具进行加工，还有可能用几种不同切削用量分几次进行加工。为了描述这个过程，工序下面又可细分工步。工步是指加工表面、加工工具和切削用量(不包括背吃刀量)都不变的情况下，所完成的那一部分工序内容。一般情况下，上述三个要素任意改变一个，就认为是不同工步了。但下述两种情况可以作为一种例外。第一种情况，对那些连续进行的若干个相同的工步，可看作一个工步。如图2－3所示零件，连续钻四个15mm的孔，可看作一个工步钻4孔15mm，以简化工艺文件。另一种情况，有时为了提高生产率，用几把不同刀具，同时加工几个不同表面，如图2－4所示，也可看作一个工步，称为复合工步。

5．走刀

在一个工步内，如果被加表面需切去的金属层很厚，需要分几次切削，每进行一切削称为一次走刀。

三、生产纲领、生产类型及其工艺特征

机械产品的制造工艺不仅与产品的结构、技术要求有很大关系，而且也与企业的生产类型有很大关系，而企业的生产类型是由企业的生产纲领所决定的。

1．生产纲领

生产纲领是指计划期内产品的产量。计划期常定为一年，所以年生产纲领也就是年产量。

零件的生产纲领要计人备品和允许的废品数量，可按下式计算

式中N－－零件的年产量；

P－－产品的年产量；

－－每台产品中该零件的数量；

－－备品的百分率；

－－废品的百分率。

2．生产类型

根据生产纲领的大小和产品品种的多少，机械制造企业的生产可分为三种类型：单件生产、成批生产和大量生产。

(1)单件生产产品品种很多，同一产品的产量很少，而且很少重复生产，各工作地加工对象经常改变。如重型机械制造、专用设备制造和新产品试制等均属单件生产。

(2)大量生产产品的产量很大，大多数工作地长期重复地进行某一工件的某一工序的生产。如汽车、拖拉机、轴承和自行车等产品制造多属大量生产。

(3)成批生产一年中分批轮流制造几种产品，工作地的加工对象周期性地重复。如机床、机车、纺织机械等产品制造，多属成批生产。

同一产品(或零件)每批投人生产的数量称批量，批量可根据零件的年产量及一年中的生产批数计算确定。一年的生产批数需根据市场需要、零件的特征、流动资金的周转及仓库容量等具体情况确定。根据批量的大小和被加工零件的特征，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。小批生产的工艺特点与单件生产相似；大批生产的工艺特点与大量生产相似。中批生产介于单件生产和大量生产之间。

各种生产类型的工艺特征见表2－3（见课本P.54）。

表2－3各种生产类型的工艺特征

工艺特征零件的互换性

由表2－3可知，同一产品的生产，由于生产类型的不同，其工艺方法完全不一样。一般说来，生产同样一个产品，大量生产要比单件生产与成批生产的生产效率高，成本低，产品质量稳定、可靠。但市场对机械产品的需求是多元化的，需求量有多有少。据国内外统计表明：目前在机械制造中，单件和小批生产占多数。随着科学技术的发展，产品更新周期越来越短，产品的品种规格将会不断增加，多品种、小批量生产在今后还会有增长趋势。是否有可能对品种多而批量不大的产品也能按大批量的方式组织生产呢?可能性是存在的，办法是使产品的结构尽量标准化、系列化。如果产品结构的标准化、系列化系数达到70%～80%以上，那么就可以将多家工厂按协作方式组织专业化生产，将多品种小批量生产转化为大批量生产，可取得很高的经济效益。另外，采用成组加工技术，也可以将一个企业的多品种、小批量的生产类型转化为批量较大的生产类型。近年来，柔性加工系统的出现，为单件小批量生产提供了高效的先进设备，是机械制造工艺的一个重要发展方向。

生产类型的具体划分，可根据生产纲领和产品及零件的特征(轻重、大小、结构复杂程度、精度等)，参考表2－4确定。表2－4中的重型零件、中型零件、轻型零件可参考表2－5所列数据确定。