機械制造工藝學教案

1、 1 第四章 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 §40 學習指南及預備知識 一、學習內(nèi)容：首先講明兩個概念，即機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和機械加工工藝過程，從而引入機械加工工藝規(guī)程的概念；然后介紹制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法，重點討論機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的主要問題，包括定位基準的選擇，加工路線的擬定，工序尺寸及公差的確定等；再后對工藝過程經(jīng)濟性進行討論，包括時間定額與提高生產(chǎn)率的方法，工藝方案比較與經(jīng)濟技術(shù)分析等。 二、學習方法：本課程是一門實踐性相當強的課程，在牢牢把握機械加工工藝過程設(shè)計的基本原理、原則和方法的基礎(chǔ)上，通過一定的實踐（生產(chǎn)實習、課程設(shè)計等），初步掌握制訂零件機械加工工藝規(guī)程的步驟

2、和方法。 §41 概述 §410 新概念定義及老概念回顧 一、機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程 是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程，它既包括毛坯的制造，零件的機械加工和熱處理，機器的裝配、檢驗、測試和涂裝等主要勞動過程，還包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設(shè)備的維修，以及動力供應(yīng)等輔助勞動過程。 生產(chǎn)技備原毛坯機械裝配設(shè)計信息產(chǎn)品生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)管理、制造工藝 教學要求： 了解本章的學習內(nèi)容和方法 了解并掌握基本的概念； 圖41 機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程圖 術(shù)準備材料制造加工檢驗工藝裝備設(shè)計、制造或備置 2 二、機械加工工藝過程 機械加工工藝過程

3、是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來加工工件，使之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過程。由于制造技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在所說的加工方法除切削和磨削外，還包括其他加工方法，如電加工、超聲加工、電子束加工、離子束加工、激光束加工，以及化學加工等幾乎所有的加工方法。 三、機械加工工藝規(guī)程 是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件。 四、機械加工工藝過程的組成 圖42 工藝過程、工序、安裝、工位、工步、走刀之間的關(guān)系 五、回顧如下幾個概念以方便本章的學習 1、

4、工序 一個或一組工人，在一個工作地對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，稱為工序。 工序是組成工藝過程的基本單元。 劃分工序的主要依據(jù)是工作地是否變動和工作是否連續(xù)以及操作者和加工對象是否改變，共四個要素。在加工過程中，只要有其中一個要素發(fā)生變化，即換了一個工序。 2、安裝 在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分工序內(nèi)容稱 由機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程引出機械加工工藝過程的概念，再到機械加工工藝規(guī)程。 正確理解工序、安裝、工位、工步、走刀的概念； 理解要點：三定一連續(xù)（四要素） 3 為一個安裝。 3、工位 在工件的一次安裝中，通過分度（或移位）裝置，使工件相對于機床床身變換加

5、工位置，則把每一個加工位置上的安裝內(nèi)容稱為工位。 4、工步 加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的工位內(nèi)容，稱為一個工步。 按照工步的定義，帶回轉(zhuǎn)刀架的機床（轉(zhuǎn)塔車床等）其回轉(zhuǎn)刀架的一次轉(zhuǎn)位所完成的工位內(nèi)容應(yīng)屬一個工步，此時若有幾把刀具同時參與切削，該工步稱為復合工步。 5、走刀 切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。一個工步可包括一次或數(shù)次走刀。當需要切去的金屬層很厚，不能在一次走刀下切完，則需分幾次走刀，走刀次數(shù)又稱行程次數(shù)。 §411 機械加工工藝規(guī)程的作用 一、工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 機械加工車間生產(chǎn)的計劃、調(diào)度，工人的操作

6、，零件的加工質(zhì)量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產(chǎn)中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。 二、工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù) 車間生產(chǎn)新零件，需要根據(jù)工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備。如：關(guān)鍵工序的分析研究；準備所需刀、夾、量具；原材料及毛坯采購或制造；新設(shè)備購置或舊設(shè)備改裝等，均需根據(jù)工藝規(guī)程來進行。 三、工藝規(guī)程是新建機械制造廠（車間）的基本技術(shù)文件 新建（擴建）批量或大批量機械加工車間（工段）時，應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機床的種類和數(shù)量以及在車間的布置，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設(shè)備配置以及所需工人的工種、技術(shù)等級、數(shù)量等。 了解工藝規(guī)程的三個主要作用。 4 §

7、;412 機械加工工藝規(guī)程的格式 卡片形式，我國未作統(tǒng)一的規(guī)定，但各機械制造廠使用表格的基本內(nèi)容是相同的。機械加工工藝規(guī)程的詳細程度與生產(chǎn)類型、零件的設(shè)計精度和工藝過程的自動化程度有關(guān)。對應(yīng)形式見表41。具體格式見圖43、44及45。 表41 機械加工工藝規(guī)程格式特點對比 生產(chǎn)類型 詳細程度 備注 機械加工 工藝過程卡片 單件小批（普通加工方法） 簡單 對于數(shù)控工序，則需作出詳細規(guī)定，填寫數(shù)控加工工序卡、刀具卡等必要的與編程有關(guān)的工藝文件，以利于編程。 機械加工工藝卡片 中批生產(chǎn) 較詳細 機械加工工序卡片 大批大量 （單件小批中技術(shù)要求高的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序） 詳細（調(diào)整卡、 檢驗卡） 圖43

8、 機械加工工藝過程卡 知道機械加工工藝規(guī)程的特點和應(yīng)用場合 單件小批（普通加工方法） 中批生產(chǎn) 5 圖44 機械加工工藝卡 圖45 機械加工工序卡 大批大量 （單件小批中技術(shù)要求高的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序） 要求能夠正確填寫幾種卡片的內(nèi)容 6 §413 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計原則、步驟和內(nèi)容 一、設(shè)計原則 1、以保證零件加工質(zhì)量，達到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提； 2、滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)要求； 3、工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本； 4、充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能做到平衡生產(chǎn)； 5、盡量減輕工人的勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好文明的勞動條件； 6、積極采用先進技術(shù)和工藝，減少材料和能

9、源的消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。 二、制訂機加工規(guī)程所需原始資料 1、產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖； 2、產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標準； 3、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型； 4、零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況； 5、本廠（車間）的生產(chǎn)條件； 6、各種相關(guān)手冊、標準等技術(shù)資料； 7、國內(nèi)外先進工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況。 三、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計步驟和內(nèi)容 1、閱讀裝配圖和零件圖； 了解產(chǎn)品的用途，零件在產(chǎn)品中的地位。 2、工藝審查； 審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。 零件結(jié)構(gòu)工藝性正誤舉例，見圖46： 掌握加工工藝規(guī)程的設(shè)計原則、步驟； 通過裝

10、配圖，了解零件在機器中的地位、作用及受載荷情況等信息。 重要！ 7 正確項： b) d) f) h) j) 8 圖46 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 l) n) p) r) t) v) 能正確分析常見的零件結(jié)構(gòu)的工藝性優(yōu)劣； 9 3、熟悉或確定毛坯 主要依據(jù)：零件在產(chǎn)品中的作用和生產(chǎn)綱領(lǐng)，零件的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸，零件材料工藝特性等。常見的毛坯種類見表42。 表42 各類毛坯的種類及適用范圍 4、選擇定位基準（見§421）； 5、擬定加工路線（見§423）； 6、確定滿足各工序要求的工藝裝備； ? 包括機床、夾具、刀具、量具和輔具等； ? 應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并充分利用現(xiàn)有

11、條件，以降低生產(chǎn)準備費用； ? 對需要改裝或重新設(shè)計的專用工藝裝備應(yīng)提出具體設(shè)計任務(wù)書。 7、確定各主要工序技術(shù)要求和檢驗方法； 8、確定各工序加工余量，計算工序尺寸和公差； 9、確定切削用量； 10、確定時間定額； 11、編制數(shù)控加工程序（對于數(shù)控加工）； 12、評價工藝路線； 對工藝方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析，確定最優(yōu)方案。 13、填寫或打印工藝文件； 要求：熟悉機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的步驟和內(nèi)容。 10 §42 工藝路線的制訂 制訂工藝路線時需要考慮的主要問題有： 1、如何選擇定位基準； 2、怎樣確定加工方法； 3、怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序； §421 定位基準

12、的選擇 一、基本概念 1、基準的定義及分類 1）確定生產(chǎn)對象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準。基準分類見下圖： 圖47 基準分類圖 2）定位基準：在加工時用于工件定位的基準叫定位基準。分：粗基準、精基準和輔助基準。 ? 粗基準 使用未經(jīng)機械加工表面作為定位基準，稱為粗基準。 ? 精基準 使用經(jīng)過機械加工表面作為定位基準，稱為精基準。 ? 輔助基準 思考并解決提出的問題； 回憶各基準的定義（上學期教學內(nèi)容），明確定位機械化在整個基準體系中的地位。 11 零件上根據(jù)機械加工工藝需要而專門設(shè)計的定位基準。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。 二、

13、定位基準選擇的一般原則 1、選最大尺寸的表面為安裝面（限3個自由度），選最長距離的表面為導向面（2個自由度），選最小尺寸的表面為支撐面（限1個自由度）。 2、首先考慮保證零件的空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。因為在加工中保證空間位置精度有時比保證尺寸精度困難的多。 3、應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準，因為主要表面是決定該零件其他表面的設(shè)計基準，也就是主要設(shè)計基準。 4、定位基準應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。 三、粗基準的選擇 1、粗基準選擇的出發(fā)點（見圖48） 圖48 兩種粗基準選擇對比 左a)以外圓1為粗基準：孔的余量不均，加工后壁厚均勻 右b)以內(nèi)孔3為粗基準：孔的余量均勻，但

14、加工后壁厚不均勻 1外圓 2加工面 3孔 由此得出結(jié)論：粗基準的選擇將影響到加工面與不加工面的相互位置（不同軸/偏心），或影響到加工余量的分配（均勻否？）。 2、粗基準的選擇原則 （1）保證相互位置要求的原則：如果必須保證工件上加工面與不加工面之間的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準。除了圖48例子外，圖49例子同理。 補充內(nèi)容：方便學生的理解！ 適用于粗基準及精基準，具有通用性！ 如何做到以內(nèi)孔3為定位基準？ 四爪單動卡盤/劃線找正 分析為什么得到這樣的結(jié)論？ 12 圖49 粗基準的選擇 （2）保證加工表面加工余量合理分配的原則：如果必須首先保證工件上某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面的

15、毛坯面為粗基準。圖410 床身加工粗基準選擇正誤對比 a)正確 b)不正確 說明：在車床床身加工中，導軌面是最重要的表面，它不僅精度要求高，而且要求導軌面有均勻的金相組織和較高的耐磨性，因此希望加工時導軌面去除余量要小而且均勻。此時應(yīng)以導軌面為粗基準，先加工底面，然后再以底面為精基準，加工導軌面（見圖410a）。 3）便于工件裝夾的原則：要求選用的粗基準面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分 分析圖中兩種方案哪種好,為什么? 導軌面如磨損，最好能夠等速磨損！ 13 型面作粗基準。 4）粗基準一般不得重復使用的原則。 圖411 不重復使用

16、粗基準舉例 圖412 利用粗基準補充定位的a)工件簡圖 b)加工簡圖 說明：此例中，是利用粗基準進行補充定位，并不屬于粗基準的重復使用。 總結(jié)：上述四條原則，每一原則都只是說明一個方面的問題，在實際應(yīng)用中，劃線裝夾有時可以兼顧這四條原則，而夾具裝夾則不能同時兼顧，這就要根據(jù)實 注意：兩個零件圖的區(qū)別。 第二個零件的兩個小孔第二個零件的兩個小有對稱性要求，必須限定繞大孔轉(zhuǎn)動的自由度，而第一個零件不需要限定繞大孔轉(zhuǎn)動的自由度。 14 際情況，抓主要矛盾，解決主要問題。 四、精基準的選擇 1、基準重合原則：選用被加工面的設(shè)計基準作為精基準。 說明：在對加工面位置尺寸有決定作用的工序中，特別是當位置公

17、差要求很小的時候，一般不應(yīng)違反此原則，否則產(chǎn)生基準不重合誤差，增大加工難度。 2、統(tǒng)一基準原則：當工件以某一表面作精基準定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時，應(yīng)盡早將這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準進行加工。 在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準； 3）盤套類零件常使用止口面（大端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準； 4）套類零件用一長孔和一止推面（小平面）作統(tǒng)一基準； 優(yōu)點： ? 可以簡化夾具設(shè)計； ? 可以減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)

18、。 缺點： ? 會帶來基準不重合誤差 解決辦法： ? 具體問題具體分析，以滿足設(shè)計技術(shù)要求為前提。 4、 互為基準原則：某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準，反復加工的辦法來達到位置度要求。 圖413 主軸加工互為基準示例 在實際應(yīng)用中要根據(jù)實際情況，抓主要矛盾，解決主要問題。 實際生產(chǎn)中經(jīng)常使用統(tǒng)一基準 主軸為機床的主要零部件，其精度直接影響加工零件的精度。 15 說明：以保證車床主軸前后支承軸頸與前錐孔（含后錐孔）的同軸度要求為例，說明互為基準。 4、自為基準原則：旨在減小表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準進行加工。圖414 床身導軌面自為基準定位

19、1工件 2調(diào)整用楔鐵 3找正用百分表 5、便于裝夾的原則：所選擇的精基準，應(yīng)保證定位準確、可靠、夾緊機構(gòu)簡單，操作方便。 說明：此條始終不可違背，因在定位基準的選擇原則上已經(jīng)給出了。 俗稱：自干自 要求掌握粗、精基準的選擇原則； 16 §422 加工方法的選擇 一、加工經(jīng)濟精度 在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標準的設(shè)備和工藝裝備，使用標準技術(shù)等級工人，不延長加工時間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖中AB段）。 圖415 加工誤差與成本的關(guān)系 圖416 加工精度發(fā)展趨勢 圖415說明：加工誤差；S加工成本。從圖中可以看出：對一種加工方法來說，加工誤差小到一定程度后（如

20、曲線中A點的左側(cè)），加工成本提高很多，加工誤差卻降低很少；加工誤差大到一定程度后（如曲線中B點的右側(cè)），即使加工誤差增大很多，加工成本卻降低很少。說明一種加工方法在AB段的外側(cè)應(yīng)該都是不經(jīng)濟的。 圖416說明：20世紀40年代的精密加工精度大約只相當于80年代的一般加工精度。各種加工方法的加工經(jīng)濟精度的概念在發(fā)展，其指標在不斷提高。 二、加工方法的選擇 1、加工方法的選擇原則 1）所選加工方法的加工經(jīng)濟精度范圍要與加工表面精度、粗糙度要求相適應(yīng)； 2）保證加工面的幾何形狀精度、表面相互位置精度的要求； 3）與零件材料的可加工性相適應(yīng)。如淬火鋼宜采用磨削加工； 4）與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，大批量生產(chǎn)時

21、，應(yīng)采用高效的機床設(shè)備和先進的加工方法；單件小批生產(chǎn)時，多采用通用機床和常規(guī)的加工方法。 2、外圓表面、孔及平面加工方案參見表4-3，4-4，4-5（20世紀90 各種加工方法的加工經(jīng)濟精度的概念在發(fā)展，其指標在不斷提高。 90年代的一般加工精度，相當于50年代的精密加工水平，相當于30年代的超精密加工。 要求能夠正確地選用加工方法 17 年代）： 表4-3 外圓加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度 加工方法 加 工 情 況 加工經(jīng)濟精度 （IT） 表面粗糙度 Ra /m 車 粗 車 半精 車 金剛石車（鏡面車） 1213 1011 78 56 1080 2.510 1.255 0.0

22、21.25 銑 粗 銑 半精 銑 1213 1112 89 1080 2.510 1.255 車 槽 一次二次行程 1112 1011 1020 2.510 外 磨 粗 半精磨 精 磨 精密磨（精修整砂鏡 面 磨 89 78 67 56 5 1.2510 0.632.5 0.161.25 0.080.32 0.0080.08 拋 光 0.0081.25 研 磨 粗 研 精 精密研 56 5 5 0.160.63 0.040.32 0.0080.08 超精加工精 密 5 5 0.080.32 0.010.16 砂帶磨 精 精密磨 56 5 0.020.16 0.010.04 滾 壓 67 0.1

23、61.25 注：加工有色金屬時，表面粗糙度 Ra 取小值。 要求熟悉每種加工方法能達到的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度。 表4-4 孔加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度 加工方法 加 工 情 況 加工經(jīng)濟精度（IT） 表面粗糙度Ra /m 鉆 15mm15mm以上 1113 1012 580 2080 擴 粗 擴 一次擴孔（鑄孔或沖孔） 精 擴 1213 1113 911 520 1040 1.2510 鉸 半精鉸 精 手 鉸 89 67 5 1.2510 0.325 0.081.25 拉 粗 拉 一次拉孔（鑄孔或沖孔） 精 拉 910 1011 79 1.255 0.322.5 0.16

24、0.63 鏜 粗 鏜 半精鏜（浮動鏜） 金剛鏜 1213 1011 79 57 520 2.510 0.635 0.161.25 內(nèi) 磨 粗 磨 半精 磨 精密磨（精修整砂輪） 911 910 78 67 1.2510 0.321.25 0.080.63 0.040.16 研 磨 粗 研 精 精密研 56 5 5 0.160.63 0.040.32 0.0080.08 擠 滾珠滾柱擴孔器，擠壓頭 68 0.011.25 注：加工有色金屬時，表面粗糙度 Ra 取小值。 18 19 表4-5 平面加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度 加工方法 加工情況 加工經(jīng)濟精度（IT） 表面粗糙度Ra

25、 /m 端 銑 粗 銑 半精 銑 1113 811 68 520 2.510 0.635 車 半精車 精 細車（金剛石車) 811 68 6 2.510 1.255 0.021.25 拉 粗拉（鑄造或沖壓表面） 精 拉 1011 69 520 0.322.5 平 磨 粗 磨 半精 精密磨 810 89 68 6 1.2510 0.632.5 0.161.25 0.040.32 刮 25×25mm2 內(nèi)點數(shù) 1013 1316 1620 2025 0.320.63 0.160.32 0.080.16 0.040.08 研 磨 粗 研 精 精密研 6 5 5 0.160.63 0.040

26、.32 0.0080.08 砂帶磨 精 精密磨 56 5 0.040.32 0.010.04 滾 壓 710 0.162.5 注：加工有色金屬時，表面粗糙度 Ra 取小值。 20 三、機床的選擇 1、數(shù)控機床與普通機床 ? 產(chǎn)品變換周期短數(shù)控機床； ? 形狀復雜、普通機床加工困難數(shù)控機床； ? 加工精度要求較高的重要零件數(shù)控機床； ? 產(chǎn)品基本不變、大批大量生產(chǎn)組合機床； 2、零件加工表面形狀與機床類型相適應(yīng) 3、零件加工表面尺寸、精度與機床規(guī)格相適應(yīng) §423 典型表面的加工路線 外圓、內(nèi)孔和平面加工量大而面廣，習慣上把機器零件的這些表面稱作典型表面。根據(jù)這些表面的精度要求選擇一個

27、最終的加工方法，然后輔以先導工序的預加工方法，就組成一條加工路線。以下是一些比較成熟的加工路線，供編制工藝規(guī)程時參考使用： 一、 外圓表面的加工路線 圖417 外圓表面的加工路線 粗 銑 IT1214 Ra 1080 半IT1011 Ra 6.310 精 銑 IT89 Ra1.255 數(shù)控機床與普通機床各有什么特點? 21 根據(jù)上圖，下列方案可供選用： 1、粗車 除淬硬鋼以外，各種零件上精度要求低，表面粗度值較大的外圓表面都適用粗車。 2、 粗車半精車 對于中等精度和中等表面粗糙度要求的未淬硬工件的 外圓面，均可采用此方案。 3、粗車半精車（粗磨和半精磨） 此方案最適合加工精度要求較高，表面粗

28、糙度要求較小，且淬硬的鋼件外圓面；也廣泛用于加工未淬硬的鋼件和鑄鐵 4、粗車半精車粗磨精磨 當鋼件或鑄件的外圓面要求的精度更高，表面粗糙度更小時，需將磨削分為粗磨和精磨才能達到要求，可采用此方 5、粗車半精車粗磨精磨超精磨（研磨或超級光磨） 此方案可達到很高的精度和很小的表面粗糙度要 6、粗車精車精細車 此方案主要適用于有色金屬零件的加工。 7、粗銑（半精銑精銑） 此方案主要適用于除淬硬鋼零件的各種精度的加工。 二、 孔的加工路線 22 圖418 孔的加工路線 根據(jù)上圖，下列方案可供選用： 1、對于IT10以下精度的孔，一般小孔可鉆孔，直徑較大的孔，可采用鉆孔后擴孔。 2、對于IT9精度的孔，

29、孔徑小于20mm，可采用鉆模鉆孔，或鉆孔后擴孔；孔徑大于3的孔一般采用鉆后鏜孔。 3、 對于IT8精度的孔，孔徑小于20mm，可采用鉆鉸方案；孔徑大于20mm，可根據(jù)具體情況，選用下述方案： ? 鉆擴鉸； ? 鉆粗鏜精鏜； ? 鉆拉。 4、對于IT7精度的孔，孔徑小于12mm，一般采用鉆粗鉸精鉸方案；孔徑大于12mm時，可選用下述方案： ? 鉆擴粗鉸精鉸； ? 鉆拉精拉； ? 鉆擴（或鏜）粗磨精磨； ? 鉆粗鏜半精鏜精鏜。 5、對于IT6精度的孔，可在加工IT7精度孔的順序后進行精加工，如精細 23 鏜、研磨、珩磨、超精磨等。對于已鑄出或鍛出的孔可用擴孔和粗鏜代替鉆孔粗加工。 三、 平面的加工

30、路線圖419 平面的加工路線 根據(jù)上圖，下列方案可供選用： 1、粗刨（或粗銑） 用于加工精度低的非結(jié)合面。 2、粗刨（銑）精刨（銑） 用于加工有一定精度要求的表面，如箱體蓋與箱體的固定聯(lián)接表面等。 3、粗刨（銑）精刨（銑）磨 用于加工精度要求高且淬硬的表面，對于不淬硬的鋼件或鑄鐵件上較大平面的精加工，也廣泛采用此方案。但不宜加工塑性大的有色金屬工件。 4、粗銑半精銑高速精銑 最適宜加工高精度的有色金屬工件。 5、粗車半精車精車 主要用于加工軸、套、盤等回轉(zhuǎn)類工件上的端面。淬硬的端面，通 24 常還需要在萬能外圓磨床或端面磨床上進行磨削。 6、粗刨精刨刮研（寬刃精刨） 主要用于精度要求較高有平面

31、間貼合度要求的配合表面，如車床導軌面等，批量較大時，可以采用寬刃精刨代替刮研，但不適于淬硬的工件表面。 7、拉削 大批量生產(chǎn)時，加工技術(shù)要求較高、面積不大的平面或內(nèi)平面常用拉削的方法，以保證高的生產(chǎn)率。 §424 工藝順序的安排及加工階段的劃分 一、工藝順序的安排 零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個合理的加工順序中加工，這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)重要。 1、工藝順序的安排原則 （1）先基準后其他先加工基準面，再加工其他表面 （2）先面后孔有兩層含義： ? 當零件上有較大的平面可以作定位基準時，先將其加工出來， 再以面定位，加工孔，可以保證定位準確、穩(wěn)定； ? 在毛

32、坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生； （3）先主后次也有兩層含義： ? 先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常從加 工方便與經(jīng)濟角度出發(fā)進行安排； ? 次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進行加工； （4）先粗后精 對于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件，其粗精加工應(yīng)該分開。 2、熱處理和表面處理工序的安排 （1）為改善工件材料切削性能而進行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進行； 合理的加工工藝順序?qū)ΡＷC零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低加工成本都至關(guān)重要； 工藝順序的安

33、排原則： 先基準后其他 先面后孔 先主后次 先粗后精 25 （2）為消除內(nèi)應(yīng)力而進行的熱處理工序（如退火、人工時效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前； （3）為了改善工件材料的力學物理性質(zhì)而進行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進行； （4）為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過程的最后。 3、檢驗工序的安排 除操作工人自檢外，下列情況應(yīng)安排檢驗工序：

34、（1） 零件加工完畢后； （2） 從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間前后； （3） 重要工序前后； 5、其他工序的安排 （1） 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后； （2） 清洗工序 在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應(yīng)對工件進行認真地清洗； 二、工序的集中與分散 同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。 1、工序集中的概念與特點 使每個工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少，夾具的數(shù)目和工件的安裝次數(shù)也相應(yīng)地減少。 優(yōu)點： ? 有利于保證工件各加工面之間的位置精度； ? 有利于采用高效機床

35、，可節(jié)省工件裝夾時間，減少工件搬運次數(shù)； ? 可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。 2、工序分散的概念與特點 使每個工序的工步內(nèi)容相對較少，從而使總的工序數(shù)目較多，工藝路線長。 了解工序的集中與分散的特點和應(yīng)用 優(yōu)點： ? 每個工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對簡單； ? 調(diào)整、對刀比較容易； ? 對操作工人技術(shù)水平要求不高。 3、工序集中與工序分散的應(yīng)用 ? 傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個別工序亦有相對集中的情況）； ? 多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式； ? 由于市場需求的多變性，對生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進設(shè)備的采用，工序集中將越

36、來越成為生產(chǎn)的主流方式。 三、加工階段的劃分 1、加工階段劃分的意義： ? 有利于保證零件的加工精度； ? 有利于設(shè)備的合理使用和精密機床的精度保持； ? 有利于人員的合理安排； ? 可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以減少損失。 2、加工階段的劃分 ? 粗加工階段主要任務(wù)是去除加工面多余的材料； ? 半精加工階段使加工面達到一定的加工精度，為精加工作好準備； ? 精加工階段使加工面精度和表面粗糙度達到要求； ? 光整加工階段對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求。 26 27 §43 加工余量、工序尺寸及公差的確定 §431 加工余量的概念 一、加工總余量（毛坯余量）與工

37、序余量 1、加工余量加工過程中從加工表面切去材料層厚度。 2、工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度；或定義為相鄰兩工序基本尺寸之差。 分單邊余量和雙邊余量，見圖42： 圖420 單邊余量與雙邊余量 a) 零件非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面，其加工余量為單邊余量，則有： iiillZ?1 式中 iZ本工序余量； 1?il 前工序尺寸； il 本工序尺寸； b) 零件對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面，其加工余量為雙邊余量，則有： 看圖理解單邊余量和雙邊余量的含義 牢記并能應(yīng)用公式計算余量和余量公差 28 iiillZ?12 c) 回轉(zhuǎn)體外圓表面，其加工余量為雙邊余量，則有： iiiddZ?12

38、 d) 回轉(zhuǎn)體內(nèi)圓表面，其加工余量為雙邊余量，則有： 12?iiiDDZ 3、余量公差 上道工序尺寸公差。本道工序尺寸公差；工序最小余量；工序最大余量；工序余量公差；式中：?abzabzTTZZTTTZZTminmaxminmax 4、工序余量尺寸 圖422 工序余量示意圖 a)被包容件粗、半精、精加工的工序余b)包容件粗、半精、精加工的工序余量； 圖421 被包容件的加工余量及公差 29 ?；精加工工序尺寸公差差；半精加工工序尺寸公；粗加工工序尺寸公差毛坯工序尺寸公差；精加工工序尺寸；半精加工工序尺寸；粗加工工序尺寸；）毛坯工序尺寸；（坯坯坯3213322112/TTTTDdDdDdDd?

39、毛坯余量；精加工工序標稱余量量；半精加工工序標稱余；粗加工工序標稱余量0321ZZZZ 二、工序余量的影響因素 圖423最小加工余量構(gòu)成 1、上工序的尺寸公差aT； 2、上工序產(chǎn)生的表面粗糙度yR（輪廓最大高度）和表面缺陷層深度aH；（參考機制工藝學王先逵第二版P168表410） 3、上工序留下的空間誤差ae，包括形狀誤差a?（為圓柱度形狀誤差）和位置誤差a?（軸線歪斜所形成的位置誤差）； 工序余量的影響因素有哪些？ 30 4、本工序的裝夾誤差b?； 結(jié)論：工序加工余量計算公式（組成）： 對于單邊余量： ?14cosmin?baayaeHRTZ對于雙邊余量： ?24cos2/min?baaya

40、eHRTZ上式中?為ae、b?的矢量和與minZ之間的夾角。 §432 加工余量的確定 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。 一、計算法 在影響因素清楚的情況下，計算法比較準確。必須具備一定的測量手段和必要的統(tǒng)計分析資料，才能進行余量的計算。 在應(yīng)用式（41）和式（42）時，要針對具體的加工方法進行簡化： 1、采用浮動鏜刀塊鏜孔或采用浮動鉸刀鉸孔或采用拉刀拉削孔，這些加工方法不能糾正孔的位置誤差，所以式42簡化為： ayaHRTZ?2/min 2、無心外圓磨床磨外圓無裝夾誤差，故： 3、研磨、珩磨、超精加工、拋光等光整加工工序，其主要任務(wù)是去掉前一工序所留下的表面痕跡，

41、故： yRZ?min 總之，計算法不能離開具體的加工方法和條件。不準確的計算會使加工余量過大或過小。余量大不僅浪費材料，而且增加加工時間，增大機床和刀具的負荷。余量過小則不能糾正上工序的誤差，造成局部加工不到的情況，影響加工質(zhì)量，甚至會造成廢品。 ?cos2/minaayaeHRTZ? 會靈活運用單邊余量和雙邊余量的計算公式。 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。 計算法不能離開具體的加工方法和條件。 二、查表法 此法主要以工廠生產(chǎn)實踐和試驗研究積累的經(jīng)驗所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實際加工情況加以修正，確定加工余量。這種方法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛。 三、經(jīng)驗法 由一些有經(jīng)驗的

42、工程技術(shù)人員和工人根據(jù)經(jīng)驗確定加工余量的大小。由于主觀上怕出廢品，所以此法確定的加工余量往往偏大。多用于單件小批生產(chǎn)中。 §433 工序尺寸與公差確定 一、確定工序尺寸一般方法（工藝基準和設(shè)計基準重合的前提下） 1、確定各工序加工余量； 2、從最終加工工序開始，即從設(shè)計尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸； 3、除最終加工工序取設(shè)計尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應(yīng)的加工經(jīng)濟精度確定工序尺寸公差； 4、除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標注工序尺寸公差； 5、毛坯余量通常由毛坯圖給出。 在工藝基準無法同

43、設(shè)計基準重合的情況下，確定了工序余量之后，需要通過工藝尺寸鏈進行工序尺寸和公差的換算。 二、實例 1、軸徑加工，要求直徑50mm，精度IT5，表面粗糙度Ra0.04m，高頻淬火，毛坯鍛件。加工過程：粗車半精車高頻淬火粗磨精磨研磨。 思考若工藝基準和設(shè)計基準不重合應(yīng)怎樣計算？ 31 32 §44 工藝尺寸鏈 §440 尺寸鏈內(nèi)容補充 一、概述（問題的提出） 在設(shè)計機器時，除了需要進行運動、強度和剛度等計算外，還需要進行幾何量分析計算，以確定機器零件的尺寸公差、形狀和位置公差等。其目的是保證機器能順利地進行裝配，并能滿足預定的功能要求，為此，提出尺寸鏈的問題。 二、尺寸鏈的分類

44、 1、按應(yīng)用場合分： 工藝尺寸鏈 裝配尺寸鏈 2、按尺寸鏈之間的聯(lián)系方式分：并聯(lián)尺寸鏈 了解尺寸鏈的分類 串聯(lián)尺寸鏈 混合尺寸鏈 3、按尺寸鏈在空間的位置分：線性尺寸鏈各環(huán)平行直線分布 平面尺寸鏈不是平行線，但在同一平面 空間尺寸鏈不在同一平面 4、按尺寸鏈的不同計量單位分：長度尺寸鏈 角度尺寸鏈 三、計算尺寸鏈的基本內(nèi)容 1、 尺寸鏈的概念 在零件的加工或產(chǎn)品的裝配過程中,經(jīng)常遇到一些相互聯(lián)系且按一定順序排列著的,封閉的尺寸組合,就形象地,把這些相互聯(lián)系又按一定順序排列著的,封閉的尺寸組合,稱為尺寸鏈。如圖4-23所示： 圖423 尺寸鏈圖 及概念 33 2、尺寸鏈的組成 為簡便起見，把尺寸

45、鏈中的每一個尺寸，簡稱為尺寸鏈中的一個環(huán)。“環(huán)”又分為封閉環(huán)和組成環(huán)。 （1）封閉環(huán) 在零件的加工或產(chǎn)品的裝配過程中，間接形成的，其精度是被間接保證的環(huán),稱為封閉環(huán)。 （2）組成環(huán) 直接影響封閉環(huán)精度的各環(huán)，稱為組成環(huán)。根據(jù)影響程度的不同，組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。 1) 增環(huán) 組成環(huán)中，某環(huán)的變動會引起封閉環(huán)同向變動環(huán)，稱為增環(huán)。 2) 減環(huán) 組成環(huán)中，某環(huán)的變動會引起封閉環(huán)反向變動環(huán)，稱為減環(huán)。 尺寸鏈的畫法（封閉性規(guī)律） 從封閉環(huán)兩端任一相連的組成環(huán)開始，依次查找相互聯(lián)系而又影響封閉環(huán)大小的尺寸，直至封閉環(huán)的另一端為止。 1、 封閉環(huán)基本尺寸的計算（線性尺寸鏈） ?1110nmiimiiAAA? 2、 計算尺寸鏈的基本任務(wù) 為了正確地確定有關(guān)尺寸的公差和極限偏差，分三種： （1）正計算已知各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，求封閉環(huán)。 用途：用于尺寸鏈的驗算。 （2）反計算已知封閉環(huán)的基本尺寸及極限偏差，和各組成環(huán)的基本尺寸，求各組成環(huán)的極限偏差。 用途：用于設(shè)計機器時，合理地給定各零件的極限偏差。 （3）中間計算已知封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及極限