二、工艺过程
改变生产对象的形状、尺寸、相对位置或性质等,使其成为成品或半成品的过程。用机械加工的方法,直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等,使之变为合格零件的过程,称为零件的机械加工工艺过程,又称工艺路线或工艺流程。
将零件装配成部件或产品的过程,称为装配工艺过程。
(一)工艺过程的组成
工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。
(1)工序。一个(或一组)工人,在一个固定的工作地点(一台机床或一个钳工台),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。它是工艺过程的基本单元,又是生产计划和成本核算的基本单元。
如图3-1(a)所示为阶梯轴的零件图。若生产批量比较小,则其加工工艺过程可由五个工序组成,如表3-1所示。图3-1(b)的棒料毛坯依次通过这五个工序就变成阶梯轴的产品零件。

图3-1 阶梯轴的零件图
表3-1 阶梯轴加工工艺过程

同样加工如图3-1(a)所示零件,若生产批量比较大,此时可将工序5变为两个工序,那就是将每个毛坯在一台车床上由一个工人车削一个端面和钻其上的中心孔,然后卸下来,转移到另一台车床上由另一个工人调头车削另一个端面和钻中心孔,这样对每个毛坯来说,左、右端面和中心孔不是连续加工的,因此表3-1中的工序5就分成了两个工序。
从表3-1可以看出,工序号的编制是不连续的,以方便更改。例如在批量生产中,工序5就可以方便地分为5、7两道工序:5车左端面,钻中心孔;7车右端面,钻中心孔。
(2)工步。工步是工序的组成单位。在加工的表面(或装配时的连接表面)和加工(或装配)工具不变的情况下,所连续完成的那部分工序,称工步。当同时对一个零件的几个表面进行加工时,则为复合工步。划分工步的目的是便于分析和描述比较复杂的工序,更好地组织生产和计算工时。
(3)走刀。被加工的某一表面,由于余量较大或其他原因,在切削用量不变的条件下,用同一把刀具对它进行多次加工,每加工一次,称一次走刀。
(4)安装。工件在加工前,在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定,这个过程称为装夹,工件(或装配单元)经一次装夹所完成的那一部分工序称为安装。安装是工序的一部分。
每一个工序可能有一次安装,也可能有几次安装。如表3-1中第5工序,若对一个工件的两端连续进行车端面、钻中心孔,就需要两次安装(分别对两端进行加工),每次安装有两个工步(车端面和钻中心孔)。(https://www.daowen.com)
在同一工序中,安装次数应尽量少,既可以提高生产效率,又可以减少由于多次安装带来的定位误差。
(5)工位。为了完成一定的工序部分,一次装夹工件后,工件(或装配单元)与夹具或设备的可转动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置,称为工位。
如图3-2(a)所示,两个齿轮零件装夹在回转夹具上,用两个压板夹紧,立式铣刀铣削齿轮端面的五个槽。每加工完一个槽,松开压板及两个定位销,转动齿轮回转72°,再加工下一个槽,直到将五个槽加工完毕。因此共有五个工位。
如图3-2(b)所示,在三轴钻床上利用回转工作台,按四个工位连续完成每个工件的装卸、钻孔、扩孔和铰孔。

图3-2 多工位加工
采用多工位加工,可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。
(二)生产类型对工艺过程的影响
工艺路线是零件加工工艺的步骤,其基本内容的组成和特征与工件的结构形状、技术条件、生产条件等有关,但是生产类型也对它有着重要的影响。当生产类型不同时,生产组织和生产管理、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备(刀、夹、量具、辅具等)、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同,因此在制订工艺路线之前必须明确该产品的生产类型。
生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类,一般分为以下几种。
(1)单件生产。单个地生产不同结构和不同尺寸的产品,并且很少重复,例如,重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。
(2)成批生产。一年中分批地制造相同的产品,制造过程有一定的重复性。例如,机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小,成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。小批生产工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似;大批生产工艺过程的工艺特点和大量生产相似;中批生产工艺过程的工艺特点则介于单件小批生产和大量生产之间。
(3)大量生产。产品数量很大,大多数工作地点长年累月地重复进行某一个零件的某一道工序的生产加工。例如,汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。
各种生产类型的工艺过程的特点可归纳成表3-2,利用它可判断已有工艺路线的生产类型。
表3-2 各种生产类型的工艺过程的主要特点
