生產過程與工藝過程
1、生產過程
生產過程是指把原材料（半成品）轉變為成品的全過程。機械產品的生產過程，一般包括： ①生產與技術的準備,如工藝設計和專用工藝裝備的設計和製造、生產計劃的編制，生產資料的準備；②毛坯的製造，如鑄造、鍛造、衝壓等；③零件的加工，如切削加工、熱處理、表面處理等；④產品的裝配，如總裝，部裝、調試檢驗和油漆等；⑤生產的服務，如原材料、外購件和工具的供應、運輸、保管等。
2、工藝過程
工藝過程是指在生產過程中改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程。如毛坯的製造，機械加工、熱處理、裝配等均為工藝過程。 在工藝過程中，若用機械加工的方法直接改變生產對象的形狀、尺寸和表面質量，使之成為合格零件的工藝過程，稱為機械加工工藝過程。同樣，將加工好的零件裝配成機器使之達到所要求的裝配精度並獲得預定技術性能的工藝過程，稱為裝配工藝過程。
機械加工工藝過程和裝配工藝過程是機械製造工藝學研究的兩項主要內容。
機械加工工藝過程的組成
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，而工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀，毛坯就是依次通過這些工序的加工而變成為成品的。
1、工序
工序是指一個或一組工人，在一個工作地點對一個或同時對幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程。工序不僅是組成工藝過程的基本單元，也是制訂工時定額，配備工人，安排作業和進行質量檢驗的依據。
通常把僅列出主要工序名稱的簡略工藝過程稱為工藝路線。
2、安裝與工位
工件在加工前，在機床或夾具上先佔據一正確位置 (定位 )，然後再夾緊的過程稱為裝夾。工件(或裝配單元)經一次裝夾後所完成的那一部分工藝內容稱為安裝。在一道工序中可以有一個或多個安裝。工件加工中應儘量減少裝夾次數，因為多一次裝夾就多一次裝夾誤差，而且增加了輔助時間 。因此生產中常用各種迴轉工作臺、迴轉夾具或移動夾具等，以便在工件一次裝夾後，可使其處於不同的位置加工。為完成—定的工序內容，一次裝夾工件後，工件 (或裝配單元)與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備固定部分所佔據的每一個位置，稱為工位。
3、工步與走刀
1）工步
工步是指被加工表面(或裝配時的連接表面 )和切削(或裝配)工具不變的情況下所連續完成的那一部分工序。一個工序可以包括幾個工步，也可以只有一個工步。
2）走刀
在一個工步內，若被加工表面切去的金屬層很厚，需分幾次切削，則每進行一次切削就是一次走刀。一個工步可以包括一次走刀或幾次走刀。
機械加工工藝規程
1、概述
機械加工工藝規程是規定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規定的形式書寫成工藝文件，經審批後用來指導生產。機械加工工藝規程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗工程及檢驗方法、切削用量、時間定額等。
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2、機械加工工藝規程的作用
(1)是指導生產的重要技術文件
工藝規程是依據工藝學原理和工藝實驗，經過生產驗證而確定的，是科學技術和生產經驗的結晶。所以，它是獲得合格產品的技術保證，是指導企業生產活動的重要文件。正因為這樣，在生產中必須遵守工藝規程，否則常常會引起產品質量的嚴重下降，生產率顯著降低，甚至造成廢品。但是，工藝規程也不是固定不變的，工藝人員應總結工人的革新創造，可以根據生產實際情況，及時地汲取國內外的先進工藝技術，對現行工藝不斷地進行改進和完善，但必須要有嚴格的審批手續。
(2)是生產組織和生產準備工作的依據
生產計劃的制訂，產品投產前原材料和毛坯的供應、工藝裝備的設計、製造與採購、機床負荷的調整、作業計劃的編排、勞動力的組織、工時定額的制訂以及成本的核算等，都是以工藝規程作為基本依據的。
(3)是新建和擴建工廠（車間）的技術依據
在新建和擴建工廠（車間）時，生產所需要的機床和其它設備的種類、數量和規格，車間的面積、機床的佈置、生產工人的工種、技術等級及數量、輔助部門的安排等都是以工藝規程為基礎，根據生產類型來確定。除此以外，先進的工藝規程也起著推廣和交流先進經驗的作用，典型工藝規程可指導同類產品的生產。
3、工藝規程制訂的原則
工藝規程制訂的原則是優質、高產和低成本，即在保證產品質量的前提下，爭取最好的經濟效益。在具體制定時，還應注意下列問題：
1)技術上的先進性
2)經濟上的合理性
3)良好的勞動條件及避免環境汙染
4、制訂工藝規程的步驟
1) 計算年生產綱領，確定生產類型。
2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 選擇毛坯。
4) 擬訂工藝路線。
5) 確定各工序的加工餘量，計算工序尺寸及公差。
6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
7) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
9) 填寫工藝文件。
工藝文件的格式
將工藝規程的內容，填入一定格式的卡片，即成為生產準備和施工依據的工藝文件。常用的工藝文件格式有下列幾種：
(1)綜合工藝過程卡片
(2)機械加工工序卡片
零件的工藝規程
1、零件的工藝分析
在制訂零件的機械加工工藝規程時，首先要對照產品裝配圖分析零件圖，熟悉該產品的用途、性能及工作條件，明確零件在產品中的位置、作用及相關零件的位置關係；瞭解並研究各項技術條件制定的依據，找出其主要技術要求和技術關鍵，以便在擬定工藝規程時採用適當的措施加以保證。然後著重對零件進行結構分析和技術要求的分析。
2 、零件的結構分析
零件的結構分析主要包括以下三方面：
(1)零件表面的組成和基本類型
(2)主要表面與次要表面區分
(3)零件的結構工藝性
3 、零件的技術要求分析
零件圖樣上的技術要求，既要滿足設計要求，又要便於加工，而且齊全和合理。其技術要求包括下列幾個方面：
1）加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質量；
2）各加工表面之間的相互位置精度；
3）工件的熱處理和其它要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。
毛坯的選擇
毛坯的確定，不僅影響毛坯製造的經濟性，而且影響機械加工的經濟性。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環節中，降低零件的製造成本。
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1、機械加工中常用毛坯的種類
毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種製造方法，機械製造中常用的毛坯有以下幾種：
(1)鑄件
(2)鍛件
(3)型材
(4)焊接件
除此之外，還有衝壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。
2、毛坯種類選擇中應注意的問題
(1)零件材料及其力學性能
(2)零件的結構形狀與外形尺寸
(3)生產類型
(4)現有生產條件
(5)充分考慮利用新工藝、新技術和新材料
3、毛坯形狀和尺寸的確定
毛坯形狀和尺寸，基本上取決於零件形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別，在於在零件需要加工的表面上，加上一定的機械加工餘量，即毛坯加工餘量。毛坯製造時，同樣會產生誤差，毛坯製造的尺寸公差稱為毛坯公差。毛坯加工餘量和公差的大小，直接影響機械加工的勞動量和原材料的消耗，從而影響產品的製造成本。所以現代機械製造的發展趨勢之一，便是通過毛坯精化，使毛坯的形狀和尺寸儘量和零件一致，力求做到少、無切削加工。毛坯加工餘量和公差的大小，與毛坯的製造方法有關，生產中可參考有關工藝手冊或有關企業、行業標準來確定。
在確定了毛坯加工餘量以後，毛坯的形狀和尺寸，除了將毛坯加工餘量附加在零件相應的加工表面上外，還要考慮毛坯製造、機械加工和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時應考慮的問題。
(1)工藝搭子的設置
(2)整體毛坯的採用
(3)合件毛坯的採用
為了便於加工過程中的裝夾，對於一些形狀比較規則的小形零件，如 T 形鍵、扁螺母、小隔套等，應將多件合成一個毛坯，待加工到一定階段後或者大多數表面加工完畢後，再加工成單件。 圖A為 T815 汽車上的一個扁螺母。毛坯取一長六方鋼.圖B為T209吊環毛坯圖.
A
B
工藝路線的擬訂
工藝路線的擬訂是制訂工藝規程的關鍵，它制訂的是否合理，直接影響到工藝規程的合理性、科學性和經濟性。工藝路線擬訂的主要任務是選擇各個表面的加工方法和加工方案、確定各個表面的加工順序以及工序集中與分散的程度、合理選用機床和刀具、確定所用夾具的大致結構等。關於工藝路線的擬訂，經過長期的生產實踐已總結出一些帶有普遍性的工藝設計原則，但在具體擬訂時，特別要注意根據生產實際靈活應用。
1、表面加工方案的選擇
(1)各種加工方法所能達到的經濟精度及表面粗糙度
(2)選擇表面加工方案時考慮的因素
選擇表面加工方案，一般是根據經驗或查表來確定，再結合實際情況或工藝實驗進行修改。表面加工方案的選擇，應同時滿足加工質量、生產率和經濟性等方面的要求，具體選擇時應考慮以下幾方面的因素：
1）選擇能獲得相應經濟精度的加工方法
2）零件材料的可加工性能
3）工件的結構形狀和尺寸大小
4）生產類型
5）現有生產條件 充分利用現有設備和工藝手段，發揮工人的創造性，挖掘企業潛力，創造經濟效益。
2、加工階段的劃分
(1)劃分方法
零件的加工質量要求較高時，都應劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。如果零件要求的精度特別高，表面粗糙度很細時，還應増加光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務是：
1) 粗加工階段
2) 半精加工階段
3) 精加工階段
4) 光整加工階段
(2)劃分加工階段的原因
1) 保證加工質量的需要
2) 合理使用機床設備的需要
3) 及時發現毛坯缺陷
4) 便於安排熱處理
在零件工藝路線擬訂時，一般應遵守劃分加工階段這一原則，但具體應用時還要根據零件的情況靈活處理，例如對於精度和表面質量要求較低而工件剛性足夠，毛坯精度較高，加工餘量小的工件，可不劃分加工階段。又如對一些剛性好的重型零件，由於裝夾吊運很費時，也往往不劃分加工階段而在一次安裝中完成粗精加工。
還需指出的是，將工藝過程劃分成幾個加工階段是對整個加工過程而言的，不能單純從某一表面的加工或某一工序的性質來判斷。例如工件的定位基準，在半精加工階段甚至在粗加工階段就需要加工得很準確，而在精加工階段中安排某些鑽孔之類的粗加工工序也是常有的。
工序的劃分
工序集中就是零件的加工集中在少數工序內完成，而每一道工序的加工內容卻比較多；工序分散則相反，整個工藝過程中工序數量多，而每一道工序的加工內容則比較少。
1、工序集中的特點
① 有利於採用高生產率的專用設備和工藝裝備，如採用多刀多刃、多軸機床、數控機床和加工中心等，從而大大提高生產率。
② 減少了工序數目，縮短了工藝路線，從而簡化了生產計劃和生產組織工作。
③ 減少了設備數量，相應地減少了操作工人和生產面積。
④ 減少了工件安裝次數，不僅縮短了輔助時間，而且在一次安裝下能加工較多的表面，也易於保證這些表面的相對位置精度。
⑤ 專用設備和工藝裝置複雜，生產準備工作和投資都比較大，尤其是轉換新產品比較困難。
2、工序分散的特點
① 設備和工藝裝備結構都比較簡單，調整方便，對工人的技術水平要求低。
② 可採用最有利的切削用量，減少機動時間。
③ 容易適應生產產品的變換。
④ 設備數量多，操作工人多，佔用生產面積大。
工序集中和工序分散各有特點；在擬訂工藝路線時，工序是集中還是分散，即工序數量是多還是少，主要取決於生產規模和零件的結構特點及技術要求。在一般情況下，單件小批生產時，多將工序集中。大批量生產時，既可採用多刀、多軸等高效率機床將工序集中，也可將工序分散後組織流水線生產；目前的發展趨勢是傾向於工序集中。
工序順序的安排
1、機械加工工序的安排
1）基準先行
2）先粗後精
3）先主後次
4）先面後孔
2、熱處理工序的安排
熱處理可用來提高材料的力學性能，改善工件材料的加工性能和消除內應力，其安排主要是根據工件的材料和熱處理目的來進行。熱處理工藝可分為兩大類：預備熱處理和最終熱處理。
1) 預備熱處理
① 退火和正火。
② 時效處理。
③ 調質。
2) 最終熱處理 最終熱處理的目的是提高硬度、耐磨性和強度等力學性能。
① 淬火。
② 滲碳淬火。
③ 滲氮處理。
3、檢驗工序的安排
檢驗工序一般安排在粗加工後，精加工前；送往外車間前後；重要工序和工時長的工序前後；零件加工結束後，入庫前。
4、其它工序的安排
1）表面強化工序 如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程的最後。
2）表面處理工序 如發藍、電鍍等一般安排在工藝過程的最後。
3）探傷工序 如 X 射線檢查、超聲波探傷等多用於零件內部質量的檢查，一般安排在工藝過程的開始。磁力探傷、熒光檢驗等主要用於零件表面質量的檢驗，通常安排在該表面加工結束以後。
4）平衡工序 包括動、靜平衡，一般安排在精加工以後。
在安排零件的工藝過程中，不要忽視去毛刺、倒稜和清洗等輔助工序。在銑鍵槽、齒面倒角等工序後應安排去毛刺工序。零件在裝配前都應安排清洗工序，特別在研磨等光整加工工序之後，更應注意進行清洗工序，以防止殘餘的磨料嵌入工件表面，加劇零件在使用中的磨損。
加工餘量的確定
1、加工餘量的概念及其影響因素
在選擇了毛坯，擬訂出加工工藝路線之後，就需確定加工餘量，計算各工序的工序尺寸。加工餘量大小與加工成本有密切關係，加工餘量過大不僅浪費材料，而且增加切削工時，增大刀具和機床的磨損，從而增加成本；加工餘量過小，會使前一道工序的缺陷得不到糾正，造成廢品，從而也使成本增加，因此，合理地確定加工餘量，對提高加工質量和降低成本都有十分重要的意義。
(1)加工餘量的概念
在機械加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度稱為加工餘量。加工餘量分為工序餘量和加工總餘量。
工序餘量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。
加工總餘量是指由毛坯變為成品的過程中，在某加工表面上所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之差。
(2)確定加工餘量應考慮的因素
為切除前工序在加工時留下的各種缺陷和誤差的金屬層，又考慮到本工序可能產生的安裝誤差而不致使工件報廢，必須保證一定數值的最小工序餘量。為了合理確定加工餘量，首先必須瞭解影響加工餘量的因素。影響加工餘量的主要因素有：
1) 前工序的尺寸公差
2) 前工序的形狀和位置公差
3) 前工序的表面粗糙度和表面缺陷
4)本工序的安裝誤差
2、確定加工餘量的方法
確定加工餘量的方法有 3 種：分析計算法、經驗估算法和查表修正法。
(1)分析計算法
(2)經驗估算法
(3)查表修正法
典型的零件加工工藝過程
1、軸類零件加工分析
1)軸類零件加工的工藝路線
1)基本加工路線
外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條。
① 粗車—半精車—精車
對於一般常用材料，這是外圓表面加工採用的最主要的工藝路線。
② 粗車—半精車—粗磨—精磨
對於黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時，其後續工序只能用磨削而採用的加工路線。
③ 粗車—半精車—精車—金剛石車
對於有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因為有色金屬一般比較軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車
④ 粗車—半精—粗磨—精磨—光整加工
對於黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。
2)典型加工工藝路線
軸類零件的主要加工表面是外圓表面，也還有常見的特特形表面，因此針對各種精度等級和表面粗糙度要求，按經濟精度選擇加工方法。
對普通精度的軸類零件加工，其典型的工藝路線如下：
毛坯及其熱處理—預加工—車削外圓—銑鍵槽—（花鍵槽、溝槽）—熱處理—磨削—終檢。
(1)軸類零件的預加工
軸類零件的預加工是指加工的準備工序，即車削外圓之前的工藝。
校直 毛坯在製造、運輸和保管過程中，常會發生彎曲變形，為保證加工餘量的均勻及裝夾可靠，一般冷態下在各種壓力機或校值機上進行校值，
(2) 軸類零件加工的定位基準和裝夾
1）以工件的中心孔定位 在軸的加工中，零件各外圓表面，錐孔、螺紋表面的同軸度，端面對旋轉軸線的垂直度是其相互位置精度的主要工程，這些表面的設計基準一般都是軸的中心線，若用兩中心孔定位，符合基準重合的原則。中心孔不僅是車削時的定為基準，也是其它加工工序的定位基準和檢驗基準，又符合基準統一原則。當採用兩中心孔定位時，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個外圓和端面。
2）以外圓和中心孔作為定位基準（一夾一頂） 用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時不夠穩固，切削用量也不能太大。粗加工時，為了提高零件的剛度，可採用軸的外圓表面和一中心孔作為定位基準來加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見的一種定位方法。
3）以兩外圓表面作為定位基準 在加工空心軸的內孔時，（例如：機床上莫氏錐度的內孔加工），不能採用中心孔作為定位基準，可用軸的兩外圓表面作為定位基準。當工件是機床主軸時，常以兩支撐軸頸（裝配基準）為定位基準，可保證錐孔相對支撐軸頸的同軸度要求，消除基準不重合而引起的誤差。
4）以帶有中心孔的錐堵作為定位基準 在加工空心軸的外圓表面時，往往還採用代中心孔的錐堵或錐套心軸作為定位基準。
錐堵或錐套心軸應具有較高的精度，錐堵和錐套心軸上的中心孔即是其本身製造的定位基準，又是空心軸外圓精加工的基準。因此必須保證錐堵或錐套心軸上錐面與中心孔有較高的同軸度。在裝夾中應儘量減少錐堵的安裝此書，減少重複安裝誤差。實際生產中，錐堵安裝後，中途加工一般不得拆下和更換，直至加工完畢。
圖 10.1 錐堵和錐套心軸
a)錐堵 b）錐套心軸
結 論
畢業設計是一門綜合性很強的課程，也是最重要的一門課程，我在畢業設計中做的是車床後托架，雖然上學期曾接觸過這方面的知識，但卻不夠清楚明白，通過這次設計加深了對這方面的瞭解，而且通過設計使我瞭解了自身的不足之處。以下是我對自己這次設計的一些總結：
第一，畢業設計是一門綜合的課程設計，它綜合了三年中的學到的大部分專業知識，例如《機械製圖》、《機械製造》等等一系列的專業知識。由這次設計把三年來所學的大部分專業知識作了一個回顧和重新的學習。而且學習到了許多新的知識，特別是AUTO-CAD 軟件的操作使用和製圖的應用，使自己的知識又有了進一步的提高。
第二，畢業設計是每人一個課題，需要自己在指導老師的指導下獨立完成，這其中就涉及到找查資料、課題設計、繪圖、寫論文等等一系列看似繁瑣卻很重要的工作，從無到有一點一滴的完成設計，從中就可以體現出自己那方面還可以，哪方面還比較欠缺，也能反映出以前自己意識不到的不足和缺點，進而在設計中加以改進。
第三，在這次設計中感觸最深的就是做好一份設計甚至是一份工作都需要大家之間的團結合作。過去幾年沒有做過這種的正規的設計，基本上自己可以獨立的完成，對於合作只是聞而沒做。通過這次的設計。讓我意識到只有大家一起合作、努力、互相幫助，才能將工作做的更好。
第四，通過這次畢業設計，讓我受益匪淺，從中學習到了許多課本上和課本外的東西，改善和彌補了自身的不足，也更能體會到了團隊合作的重要性，給即將邁入社會和踏上工作崗位的我上了重要的一課。
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