第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

1、第3章  工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1概述機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成機(jī)械加工工藝過(guò)程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的。每一個(gè)工序又可分為若干個(gè)安裝、工位、工步和走刀。1.工序 工序是指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。劃分工序的依據(jù)是“三不變，一連續(xù)”。工人（操作者）、工作地（機(jī)床）和工件（加工對(duì)象）三個(gè)要素中任一要素的變更即構(gòu)成新的工序；連續(xù)是指工序內(nèi)對(duì)一個(gè)工件的加工內(nèi)容必須連續(xù)完成，否則即構(gòu)成另一工序。例如圖3.1所示的階梯軸，當(dāng)單件小批生產(chǎn)時(shí)，其加工工藝及工序劃分如表3.1所示。當(dāng)中批生產(chǎn)時(shí)，其工序劃分如表3.2所示。工序是工藝過(guò)

2、程的基本單元，又是生產(chǎn)計(jì)劃和成本核算的基本單元。圖3.1 階梯軸簡(jiǎn)圖表3.1 階梯軸加工工藝過(guò)程（單件小批生產(chǎn)）工 序 號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備102030車(chē)端面、鉆中心孔、車(chē)全部外圓、車(chē)槽與倒角銑鍵槽、去毛刺磨外圓普通車(chē)床立式銑床外圓磨床表3.2 階梯軸加工工藝（中批生產(chǎn)）工 序 號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備1020304050銑端面、鉆中心孔車(chē)外圓、車(chē)槽與倒角銑鍵槽去毛刺磨外圓銑端面鉆中心孔機(jī)床普通車(chē)床立式銑床鉗 工 臺(tái)外圓磨床2.安裝 工件在加工之前，在機(jī)床或夾具上先占據(jù)一正確的位置（定位），然后再予以?shī)A緊的過(guò)程稱(chēng)為裝夾。工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容稱(chēng)為安裝。在一道工序中

3、，工件可能只裝夾一次，也可能裝夾幾次，例如表3.2中，工序30中一次安裝即可加工出鍵槽，而工序20中，為了車(chē)出全部外圓至少需要兩次安裝。安裝次數(shù)多，既增加安裝誤差又增加裝夾輔助時(shí)間。故加工中應(yīng)盡可能減少安裝次數(shù)。3.工位 為減少工序中的裝夾次數(shù)，常常采用各種移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中可先后在機(jī)床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工。為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱(chēng)為工位。如圖3.2所示，在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在一次安裝中可連續(xù)完成每個(gè)工件的裝卸、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔四個(gè)工位的加工。

4、采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證加工表面間的相互位置精度。圖3.2 多工位加工工位裝卸工件 工位鉆孔 工位擴(kuò)孔 工位鉸孔4.工步與走刀 在一個(gè)工序內(nèi)，往往需要采用不同的工具對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述比較復(fù)雜的工序，更好地組織生產(chǎn)和計(jì)算工時(shí)，工序還可以進(jìn)一步劃分為工步。工步是指加工表面（或裝配時(shí)的聯(lián)接表面）和加工（或裝配）工具不變的條件下所完成的那部分工藝過(guò)程。一個(gè)工序可以包括幾個(gè)工步，也可以只包括一個(gè)工步。例如表3.2中，工序20包括車(chē)各外圓表面、車(chē)槽及倒角等較多工步，而工序30只包括銑鍵槽一個(gè)工步。構(gòu)成工步的任一因素（加工表面和刀具）改變后，則構(gòu)成另一個(gè)工步。但是，對(duì)于一次

5、安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步，通常算作一個(gè)工步。如圖3.3所示，用一把鉆頭連續(xù)鉆削四個(gè)15的孔，可寫(xiě)成一個(gè)工步鉆4-15孔。圖3.3 加工四個(gè)相同表面的工步為了提高生產(chǎn)效率，用幾把不同刀具或復(fù)合刀具同時(shí)加工一個(gè)零件的幾個(gè)表面的工步，也可看作是一個(gè)工步，稱(chēng)為復(fù)合工步。如圖3.4所示。在一個(gè)工步內(nèi)，若被加工表面需要切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進(jìn)行一次切削就稱(chēng)為一次走刀。一個(gè)工步可包括一次或幾次走刀。圖3.4 復(fù)合工步3.1.2工藝規(guī)程工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件。它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按規(guī)定的形式書(shū)寫(xiě)成工藝文件，經(jīng)審批后用

6、來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。 1工藝規(guī)程的作用工藝過(guò)程一般包括的內(nèi)容有：零件加工的工藝路線(xiàn)、各工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、時(shí)間定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。因此，工藝規(guī)程具有以下幾方面的作用：（1）工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件合理的工藝規(guī)程是在總結(jié)廣大工人和技術(shù)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，依據(jù)工藝?yán)碚摵捅匾墓に囋囼?yàn)，又結(jié)合具體的生產(chǎn)條件制定的，并在實(shí)踐過(guò)程中不斷地加以改進(jìn)和完善。按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，可以穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量和獲得較高得生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效果。因此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格地執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。但是，工藝規(guī)程也不是固定不變的，它可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行修改，但必須要有嚴(yán)格的審批手續(xù)。（2）工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織

7、和生產(chǎn)管理工作的依據(jù)從工藝規(guī)程所涉及的內(nèi)容可以看出，在生產(chǎn)組織和管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應(yīng)、通用工藝裝備的準(zhǔn)備、機(jī)床負(fù)荷的調(diào)整、專(zhuān)用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、生產(chǎn)計(jì)劃的制定、勞動(dòng)力的組織以及生產(chǎn)成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)的。（3）工藝規(guī)程是新建、擴(kuò)建或改建工廠(chǎng)及車(chē)間的基本資料在新建、擴(kuò)建或改建工廠(chǎng)及車(chē)間時(shí)，只有根據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確地確定：生產(chǎn)所需的機(jī)床和其它設(shè)備的種類(lèi)、規(guī)格和數(shù)量，車(chē)間的面積，機(jī)床的布置，生產(chǎn)工人的工種、技術(shù)等級(jí)及數(shù)量，以及輔助部門(mén)的安排等。2工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則是：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本。即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，以最少的勞動(dòng)量和最低

8、的成本，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，可靠地加工出符合圖樣及技術(shù)要求的零件。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：(1)技術(shù)上的先進(jìn)性 在進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)，要全面了解國(guó)內(nèi)外本行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展水平，積極采用適用的先進(jìn)工藝和裝備，使所設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)的穩(wěn)定性和先進(jìn)性，而不至于經(jīng)常作大的修改。（2）經(jīng)濟(jì)上的合理性 在采用高生產(chǎn)率的設(shè)備與工藝裝備時(shí)要注意與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。對(duì)于在一定條件下可能會(huì)出現(xiàn)的幾種能夠保證零件技術(shù)要求的工藝方案，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和對(duì)比，從中選出最經(jīng)濟(jì)合理的方案。（3）良好的勞動(dòng)條件 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)要注意保證生產(chǎn)安全，盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免環(huán)境污染。在工藝方案上可注意采用

9、機(jī)械化或自動(dòng)化措施，將工人從某些繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所需的原始資料設(shè)計(jì)工藝規(guī)程通常需要下列原始資料：產(chǎn)品的全套裝配圖和零件工作圖；產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；毛坯資料，包括各種毛坯制造方法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征，各種鋼型材的品種和規(guī)格，毛坯圖等；在無(wú)毛坯圖的情況下，需實(shí)地了解毛坯的形狀、尺寸及機(jī)械性能等；現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件，要了解毛坯的生產(chǎn)能力及技術(shù)水平，加工設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格及性能，工人的技術(shù)水平以及專(zhuān)用設(shè)備及工藝裝備的制造能力等；工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能多地了解國(guó)內(nèi)外相應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況，同時(shí)還要結(jié)合本廠(chǎng)實(shí)際，合理地引進(jìn)、采用新技術(shù)、新工藝；有關(guān)的工藝手冊(cè)及圖冊(cè)。 3.2

10、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.2.1零件工藝分析 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析產(chǎn)品的零件圖和所在部件的裝配圖，熟悉產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，并找出其主要的技術(shù)要求和規(guī)定它的依據(jù)，然后對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析。工藝分析主要有以下兩個(gè)方面內(nèi)容：1零件技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形狀精度；主要加工表面之間的相互位置精度；各加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求；熱處理要求及其它技術(shù)要求（如動(dòng)平衡等）。對(duì)零件圖具體的技術(shù)要求分析內(nèi)容有：（1）零件的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求等是否齊全 了解零件的各項(xiàng)技術(shù)要求，找出主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵，以便制訂相應(yīng)的加工工藝。

11、（2）零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理 如圖3.5所示的汽車(chē)鋼板彈簧吊耳，使用時(shí)鋼板彈簧與吊耳的內(nèi)側(cè)面是不接觸的，所以吊耳內(nèi)側(cè)面的表面粗糙度值，可由原設(shè)計(jì)要求的Ra3.2um增大到Ra12.5um，這樣就可以在銑削時(shí)增大進(jìn)給量，以提高生產(chǎn)率。圖3.5 汽車(chē)鋼板彈簧吊耳（3）零件的選材是否恰當(dāng)，熱處理要求是否合理 如圖3.6所示的方頭銷(xiāo)，方頭部分要求淬火硬度為5560HRC，所選材料為T(mén)8A，零件上有一個(gè)小孔2H7要求裝配時(shí)配作。由于零件全長(zhǎng)只有15mm，方頭部分長(zhǎng)為4mm，所以用T8A材料局部淬火勢(shì)必使全長(zhǎng)均被淬硬，以至裝配時(shí)2H7無(wú)法加工。若材料改用20Cr鋼，局部滲碳淬火，便能解決問(wèn)題。圖3

12、.6 方頭銷(xiāo)2零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析對(duì)零件的結(jié)構(gòu)分析主要注意以下問(wèn)題：（1）機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)，由于使用要求不同而具有各種形狀和尺寸。但是，如果從形體上加以分析，各種零件都是由一些基本的表面和成形表面組成的?；颈砻嬗袃?nèi)外圓柱表面，圓錐表面和平面等；成形表面主要有螺旋面、漸開(kāi)線(xiàn)齒形表面及其它一些成形表面等。在研究具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時(shí)，首先要分析該零件是由哪些表面組成的，因?yàn)楸砻嫘螤钍沁x擇加工方法的基本因素。例如，外圓表面一般是由車(chē)削和磨削加工出來(lái)；內(nèi)孔則多通過(guò)鉆、擴(kuò)、鉸、拉、鏜和磨削等加工方法獲得。除表面形狀外，尺寸對(duì)工藝也有重要的影響。以?xún)?nèi)孔為例，大孔與小孔，深孔與淺孔在工藝上均有不同特點(diǎn)。（2

13、）在分析零件的結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要注意零件的各個(gè)構(gòu)成表面本身的特征，而且還要注意這些表面的不同組合，正是這些不同的組合才形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。例如以?xún)?nèi)外圓為主的表面，既可組成軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件，也可組成套筒類(lèi)零件。對(duì)于套筒類(lèi)零件，既可是一般的軸套，也可以是形狀復(fù)雜或剛性很差的薄壁套筒。顯然，上述不同結(jié)構(gòu)的零件在工藝上往往有著較大的差異。在機(jī)械制造中，通常按照零件結(jié)構(gòu)和加工工藝過(guò)程的相似性，將各種零件大致分為軸類(lèi)零件、套筒類(lèi)零件、盤(pán)環(huán)類(lèi)零件、叉架類(lèi)零件以及箱體等。另外，特別要注意分析零件的剛度情況，對(duì)剛度特別薄弱的部位，在加工時(shí)要注意采取相應(yīng)的工藝措施以防止受力變形。同時(shí)還要注意分析零件剛度的方向，例如套

14、筒類(lèi)零件的軸向剛度大于徑向剛度，所以?shī)A緊時(shí)常將徑向夾緊改為軸向夾緊。（3）在研究零件的結(jié)構(gòu)時(shí)，還要注意審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)在保證使用要求的前提下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地制造出來(lái)的特性。使用性能完全不同的兩個(gè)零件，它們的制造方法和制造成本可能有很大的差別。在進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)分析時(shí)應(yīng)考慮到加工時(shí)的裝夾、對(duì)刀、測(cè)量、切削效率等。結(jié)構(gòu)工藝性不好會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)，浪費(fèi)材料，甚至無(wú)法加工。表3.3列出了零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)比的一些實(shí)例。表3.3 零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對(duì)比3.2.2毛坯的選擇毛坯是根據(jù)零件（或產(chǎn)品）所要求的形狀、工藝尺寸等而制成的供

15、進(jìn)一步加工用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯的種類(lèi)、形狀、尺寸及精度對(duì)機(jī)械加工工藝過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量、材料消耗和生產(chǎn)成本有著直接影響。因此，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)必須正確地選擇毛坯的種類(lèi)和確定毛坯的形狀。1毛坯種類(lèi)的選擇 機(jī)械加工中常用的毛坯種類(lèi)有：鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件和工程塑料件等。根據(jù)零件的材料和對(duì)材料力學(xué)性能的要求、零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件以及利用新工藝、新技術(shù)的可能性等因素，可參考表3.4確定毛坯的種類(lèi)。表3.4 機(jī)械制造業(yè)常用毛坯種類(lèi)及其特點(diǎn)毛坯種類(lèi)毛坯制造方法材 料形 狀復(fù)雜性公差等級(jí)（IT）特 點(diǎn) 及 適 應(yīng) 的 生 產(chǎn) 類(lèi) 型型材熱軋鋼、有色金屬（棒、

16、管、板、異形等）簡(jiǎn)單1112常用作軸、套類(lèi)零件及焊接毛坯分件，冷軋坯尺寸精度高但價(jià)格昂貴，多用于自動(dòng)機(jī)。冷軋（拉）910鑄件木模手工造型鑄鐵、鑄鋼和有色金屬?gòu)?fù)雜1214單件小批生產(chǎn)鑄造毛坯可獲得復(fù)雜形狀，其中灰鑄鐵因其成本低廉，耐磨性和吸振性好而廣泛用作機(jī)架、箱體類(lèi)零件毛坯。木模機(jī)器造型12成批生產(chǎn)金屬模機(jī)器造型12大批大量生產(chǎn)離心鑄造有色金屬、部分黑色金屬回轉(zhuǎn)體1214成批或大批大量生產(chǎn)壓鑄有色金屬可復(fù)雜910大批大量生產(chǎn)熔模鑄造鑄鋼、鑄鐵復(fù)雜1011成批以上生產(chǎn)失臘鑄造鑄鐵、有色金屬910大批大量生產(chǎn)鍛件自由鍛造鋼簡(jiǎn)單1214單件小批生產(chǎn)金相組織纖維化且走向合理，零件機(jī)械強(qiáng)度高。模鍛較復(fù)雜

17、1112大批大量生產(chǎn)精密模鍛1011沖壓件板料加壓鋼、有色金屬較復(fù)雜89適用于大批大量生產(chǎn)粉末冶金件粉末冶金鐵、銅、鋁基材料較復(fù)雜78機(jī)械加工余量極小或無(wú)機(jī)械加工余量，適用于大批大量生產(chǎn)粉末冶金熱模鍛67焊接件普通焊接鐵、銅、鋁基材料較復(fù)雜1213用于單件小批或成批生產(chǎn)，因其生產(chǎn)周期短、不需準(zhǔn)備模具、剛性好及材料省而常用以代替鑄件。精密焊接1011工程塑料件注射成型吹塑成型精密模壓工程塑料復(fù)雜910適用于大批大量生產(chǎn)2確定毛坯的形狀和尺寸現(xiàn)代機(jī)械制造發(fā)展的趨勢(shì)之一是精化毛坯，使其形狀和尺寸盡量與零件接近，從而進(jìn)行少切屑加工甚至無(wú)屑加工。但由于毛坯制造技術(shù)和成本的限制，產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)

18、量的要求越來(lái)越高，所以毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過(guò)機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯制造尺寸與零件相應(yīng)尺寸的差值稱(chēng)為毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差稱(chēng)為毛坯公差，二者都與毛坯的制造方法有關(guān)，生產(chǎn)中可參閱有關(guān)的工藝手冊(cè)來(lái)選取。毛坯的加工余量確定后，其形狀和尺寸的確定，還要考慮到毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理等工藝因素的影響。下面僅從機(jī)械加工工藝角度來(lái)分析一下，在確定毛坯形狀和尺寸時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。（1）為使加工時(shí)工件安裝穩(wěn)定，有些鑄件毛坯需要鑄出工藝搭子，如圖3.7所示。工藝搭子一般在零件加工后再行切除。圖3.7 具有工藝搭子的刀架毛坯A加工面 B工藝搭子 C定位面（2）為了保證零

19、件的加工質(zhì)量和加工方便，常將一些零件先做成一個(gè)整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。對(duì)于半圓形的零件一般應(yīng)合并成一個(gè)整圓的毛坯；對(duì)于一些小的、薄的零件（如軸套、墊圈和螺母等），可以將若干零件合成一件毛坯，待加工到一定階段后再切割分離。圖3.8所示車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)中的開(kāi)合螺母外殼，就是將其毛坯做成整體，待加工到一定階段后再切割分離。圖3.8 車(chē)床開(kāi)合螺母外殼簡(jiǎn)圖3.2.3定位基準(zhǔn)選擇3.2.3.1基準(zhǔn)的概念所謂基準(zhǔn)就是在零件上用以確定其他點(diǎn)、線(xiàn)、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線(xiàn)、面?；鶞?zhǔn)根據(jù)其功用不同可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)，前者用在產(chǎn)品零件的設(shè)計(jì)圖上，后者用在機(jī)械制造的工藝過(guò)程中。1設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖上

20、用以確定其他點(diǎn)、線(xiàn)、面位置的基準(zhǔn)稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。對(duì)于距離尺寸精度，基準(zhǔn)位于尺寸線(xiàn)的起點(diǎn)，對(duì)于相互位置精度，基準(zhǔn)就是基準(zhǔn)符號(hào)所處的位置。例如，在圖3.9a所示的鉆套，軸線(xiàn)O-O是各外圓表面及內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；端面A是端面B、C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；內(nèi)孔表面D的軸心線(xiàn)是46h6外圓表面的徑向跳動(dòng)和端面B端面跳動(dòng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。同樣，圖3.9b中的F面是C面及E尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是兩孔垂直度和C面平行度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；A面為B面尺寸及平行度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的點(diǎn)、線(xiàn)、面在工件上不一定具體存在，例如表面的幾何中心、對(duì)稱(chēng)線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)平面等。圖3.9 基準(zhǔn)分析示例2工藝基準(zhǔn)零件在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)稱(chēng)為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按

21、用途又可分為：（1）工序基準(zhǔn) 在工序圖上用來(lái)標(biāo)注本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。如圖3.10a的零件，加工端面B時(shí)的工序圖為圖3.10b，工序尺寸為l4，則工序基準(zhǔn)為端面A，而設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是端面C。（2）定位基準(zhǔn) 加工時(shí)，使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)一正確位置所用的基準(zhǔn)稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。例如加工圖3.9b中的孔時(shí)，底面F、側(cè)面A、D均應(yīng)作定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)除了是工件的實(shí)際表面外，也可以是表面的幾何中心、對(duì)稱(chēng)線(xiàn)或?qū)ΨQ(chēng)面，但必須由相應(yīng)的實(shí)際表面來(lái)體現(xiàn)，這些實(shí)際表面稱(chēng)為定位基面。工件以回轉(zhuǎn)面與定位元件接觸時(shí)，工件軸線(xiàn)為定位基準(zhǔn)，其軸心線(xiàn)由回轉(zhuǎn)面來(lái)體現(xiàn)，回轉(zhuǎn)面即為定位基面。如圖3.10

22、c所示,加工E面時(shí)工件是以外圓d放在V形塊1上定位，則其定位基準(zhǔn)就是外圓d的軸心線(xiàn)，定位基面是d的外圓表面。又如將圖3.9a零件的內(nèi)孔套在心軸上加工46h6外圓時(shí)，內(nèi)孔中心即為定位基準(zhǔn)，內(nèi)孔表面即為定位基面。（3）測(cè)量基準(zhǔn) 檢驗(yàn)時(shí)用以測(cè)量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)。一般情況下常采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為測(cè)量基準(zhǔn)。如圖3.10a中，當(dāng)加工端面A、B，并保證尺寸l1、l2時(shí)，測(cè)量基準(zhǔn)就是它的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)端面C。但當(dāng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為測(cè)量基準(zhǔn)不方便或不可能時(shí)，也可采用其它表面為測(cè)量基準(zhǔn)。如圖3.10d中，表面E的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心O（尺寸l3），而測(cè)量基準(zhǔn)為外圓D的母線(xiàn)F，則此時(shí)測(cè)量尺寸為l。圖3.10 工藝基準(zhǔn)

23、分析示例（4）裝配基準(zhǔn) 在裝配時(shí)，用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器中的位置所用的基準(zhǔn)稱(chēng)為裝配基準(zhǔn)。如齒輪裝在軸上，內(nèi)孔是它的裝配基準(zhǔn)；軸裝在箱體孔上，則支承軸頸的軸線(xiàn)是裝配基準(zhǔn)；主軸箱體裝在床身上，則箱體的底面是裝配基準(zhǔn)。3.2.3.2定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。在加工的起始工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，則該表面稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。利用已經(jīng)加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為精基準(zhǔn)。1精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)主要考慮應(yīng)可靠地保證主要加工表面間的相互位置精度并使工件裝夾方便、準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠。因此選擇精基準(zhǔn)時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則：（1）基準(zhǔn)重合原則為了較容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)

24、位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這一原則稱(chēng)為“基準(zhǔn)重合”原則。采用基準(zhǔn)重合原則，可以直接保證設(shè)計(jì)精度，避免基準(zhǔn)不重合誤差。如圖3.11a所示為一零件簡(jiǎn)圖，A面是B面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，B面是C面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在用調(diào)整法加工B面和C面時(shí)，先以A面定位加工B面，符合基準(zhǔn)重合原則。然后再加工C面，此時(shí)有兩種不同方案。a） b） c）圖3.11 定位基準(zhǔn)選擇第一種方案是以B面定位加工C面，直接保證尺寸c。這時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，影響加工精度的只有本工序的加工誤差，只要把此誤差控制在c范圍以?xún)?nèi)，就可以保證加工精度要求。但這種方案定位不方便且不穩(wěn)固。第二種方案是以A面定位加工C面，直接保證尺

25、寸b，如圖3.11b)。這時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，設(shè)計(jì)尺寸c是由尺寸a和尺寸b間接保證的，它取決于尺寸a和b的加工精度。影響尺寸c的精度，除了本工序的加工誤差b以外，還與前工序加工尺寸a的加工誤差a有關(guān)。很明顯，要保證尺寸c的精度，必須控制尺寸b和a的加工誤差，使兩者之和不超過(guò)c，即b+ac。其中，誤差a是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合引起的，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，其數(shù)值等于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間位置尺寸的公差。當(dāng)c為一定值時(shí)，由于基準(zhǔn)不重合誤差（即a）的存在，勢(shì)必要減小b值。故采用這種方案，雖定位比較方便，但增加了本工序的加工難度。因此在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵守“基準(zhǔn)重合”原則，即盡可能選設(shè)計(jì)

26、基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。應(yīng)當(dāng)指出，基準(zhǔn)重合原則對(duì)于保證表面間的相互位置精度（如平行度、垂直度、同軸度等）亦完全適用。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則可使各個(gè)工序所用的夾具統(tǒng)一，可減少設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用，提高生產(chǎn)率。另外，多數(shù)表面采用同一組定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過(guò)多而帶來(lái)的誤差，有利于保證各表面之間的相互位置精度。例如，軸類(lèi)零件加工過(guò)程中大多數(shù)工序采用兩個(gè)頂尖孔作為定位基準(zhǔn)；齒輪加工中大部分工序以基準(zhǔn)端面及內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)；箱體類(lèi)零件加工過(guò)程中大多數(shù)工序采用底面和

27、底面上相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)孔作為定位基準(zhǔn)。（3）保證工件定位穩(wěn)定準(zhǔn)確、夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的原則一般應(yīng)采用面積大、精度較高和表面粗糙度值較低的表面為精基準(zhǔn)。例如加工箱體類(lèi)和支架類(lèi)零件時(shí)常用底面為精基準(zhǔn)，因?yàn)榈酌嬉话忝娣e大、精度高、裝夾穩(wěn)定、方便，設(shè)計(jì)夾具也較簡(jiǎn)單。又如圖3.11a所示零件，當(dāng)加工表面C時(shí)，若采用“基準(zhǔn)重合”原則，選擇B面為定位基準(zhǔn)，工件定位不穩(wěn)、裝夾不便、夾具結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。因此，在加工精度允許的條件下，可選擇底面A為定位基準(zhǔn)，此時(shí)定位穩(wěn)定、裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。 （4）互為基準(zhǔn)原則為了獲得均勻的加工余量及較高的相互位置精度，可采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。例如，加工精

28、密齒輪，當(dāng)高頻淬火把齒面淬硬后，需進(jìn)行磨齒，因其淬硬層較薄，所以磨削余量應(yīng)小而均勻，這樣就得先以齒形分度圓為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以?xún)?nèi)孔為基準(zhǔn)磨齒形面，以保證齒面余量均勻，且孔與齒面間的相互位置精度也高；加工套筒類(lèi)零件，當(dāng)內(nèi)、外圓柱表面的同軸度要求較高時(shí)，先以孔定位加工外圓，再以外圓定位加工孔，反復(fù)加工幾次就可大大提高同軸度。（5）自為基準(zhǔn)原則當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時(shí)，可選擇加工表面本身為精基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。如磨削車(chē)床床身導(dǎo)軌面時(shí)，為了保證導(dǎo)軌面上耐磨層的一定厚度和均勻性，可用導(dǎo)軌面自身找正定位來(lái)進(jìn)行磨削。浮動(dòng)鏜刀鏜孔、圓拉刀拉孔、珩磨及無(wú)心磨床磨軸的外圓表面，都是采用

29、自為基準(zhǔn)原則進(jìn)行零件表面加工。應(yīng)用這種精基準(zhǔn)加工工件，只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的相互位置精度，后者應(yīng)由先行工序保證。工件定位時(shí)，為了保證加工表面的位置精度，多優(yōu)先選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)為主要定位基準(zhǔn)，這些定位基準(zhǔn)一般為零件上的重要工作表面。但有些零件的加工，為裝夾方便或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準(zhǔn)，如圖3.7所示零件上的工藝凸臺(tái)和軸類(lèi)零件加工的中心孔。這些表面不是零件上的工作表面，只是由于工藝需要而作出的，這種基準(zhǔn)稱(chēng)為輔助基準(zhǔn)。此外，零件上的某些次要表面（非配合表面），因工藝上選作定位基準(zhǔn)而要提高它的加工精度和表面質(zhì)量以便定位時(shí)使用，這種表面也稱(chēng)為輔助基準(zhǔn)。例如，

30、箱體零件加工中，為實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，采用底面與底面上的兩個(gè)緊固孔定位，為此必須提高兩個(gè)緊固孔的中心距離精度和本身的尺寸精度。2 粗基準(zhǔn)選擇選擇粗基準(zhǔn)，主要是為了可靠方便地加工出精基準(zhǔn)來(lái)。具體選擇時(shí)主要考慮以下原則：（1）為了保證不加工表面與加工表面之間的相互位置關(guān)系（壁厚均勻、對(duì)稱(chēng)、間隙大小等），應(yīng)首先選擇不加工表面作粗基準(zhǔn)，若零件上有多個(gè)不加工表面，則應(yīng)則選擇其中與加工面相對(duì)位置精度要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)。例如圖3.12a所示套類(lèi)零件，為保證零件加工后壁厚均勻，應(yīng)選擇不加工的外圓面1作為粗基準(zhǔn)。（2）為了使定位穩(wěn)定、可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)不是分型面，應(yīng)盡可能平整光潔

31、，且有足夠大的尺寸，無(wú)澆口、冒口或飛邊、毛刺等缺陷，必要時(shí)，應(yīng)對(duì)毛坯加工提出修光打磨的要求。（3）對(duì)于具有較多加工表面的工件，粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，應(yīng)考慮合理地分配各表面加工余量。1）應(yīng)保證各加工表面有足夠的余量。為滿(mǎn)足這個(gè)要求，應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作粗基準(zhǔn)。如圖3.12b所示的階梯軸，ø108mm外圓表面的余量比ø55mm外圓表面大，應(yīng)選擇ø55mm外圓表面作粗基準(zhǔn)，否則會(huì)造成加工余量的不足。 a） b）圖3.12 粗基準(zhǔn)的選擇2）對(duì)于某些重要表面（如導(dǎo)軌和重要孔等），為了盡可能使其加工余量均勻，應(yīng)選擇該重要表面作粗基準(zhǔn)。如圖3.13所示的車(chē)床床身，導(dǎo)軌面是重要表面

32、，要求硬度高且均勻，希望加工時(shí)只切去一小層均勻的余量，使其表面保留均勻致密的金相組織，具有較高且一致的物理力學(xué)性能，以增加導(dǎo)軌的耐磨性。因此加工時(shí)應(yīng)選導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)加工床腿底面（圖1.13a），然后以床腿底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌平面（圖3.13b）. a） b）圖3.13 床身加工粗基準(zhǔn)選擇（4）同一方向上的粗基準(zhǔn)原則上只允許使用一次。因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身都是未經(jīng)加工的表面，精度低，表面粗糙度數(shù)值大，在不同工序中重復(fù)使用同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)，則不能保證被加工表面之間的相互位置精度。應(yīng)該指出，上述粗、精基準(zhǔn)的選擇原則，只說(shuō)明了某一方面的問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中，常常不能同時(shí)兼顧，往往會(huì)出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就

33、要求選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)類(lèi)型及具體生產(chǎn)條件，并結(jié)合整個(gè)工藝路線(xiàn)進(jìn)行綜合考慮，分清主次，抓住主要矛盾，靈活運(yùn)用上述原則，正確選擇粗、精基準(zhǔn)。例題3.1 圖3.14所示支架零件，請(qǐng)選擇該零件加工時(shí)的精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。圖3.14 支架首先對(duì)零件圖紙進(jìn)行簡(jiǎn)單分析：零件的加工表面主要有：底面、頂面、16H7孔、2-10孔、直槽、圓弧槽。其中，16H7孔徑精度、直槽對(duì)16H7孔的對(duì)稱(chēng)度0.1mm、2-10孔至16H7孔的距離32±0.1 mm、28±0.1 mm、是主要加工要求。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)分析：底面是頂面、16H7孔在高度方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，16H7孔軸線(xiàn)是直槽、圓弧槽、2-10孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

34、。然后進(jìn)行定位基準(zhǔn)選擇。定位基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)先選精基準(zhǔn)，再選加工精基準(zhǔn)用的粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)選擇：底面限制3個(gè)自由度（、），選擇理由：基準(zhǔn)重合（底面是頂面、16H7孔等在高度方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）；基準(zhǔn)統(tǒng)一（在大多數(shù)工序中使用）；定位穩(wěn)定可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（定位面積大且平整）。16H7孔限制2個(gè)自由度（、），理由：基準(zhǔn)重合（16H7孔軸線(xiàn)是直槽、圓弧槽、2-10孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）；基準(zhǔn)統(tǒng)一（在大多數(shù)工序中使用）；定位穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。左邊10孔限制1個(gè)自由度（），理由：基準(zhǔn)重合（該孔中心與16H7孔中心連線(xiàn)是直槽、圓弧槽、以及右邊10孔位置夾角的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）；基準(zhǔn)統(tǒng)一（在大多數(shù)工序中使用）；定位穩(wěn)定可靠，離

35、16H7孔中心距離遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)角誤差小，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。粗基準(zhǔn)的選擇： 40外圓限制4個(gè)自由度（、），理由：以不加工表面為粗基準(zhǔn)保證加工表面與不加工表面之間的相互位置關(guān)系（保證孔16H7與40外圓之間壁厚均勻）；定位穩(wěn)定可靠、夾緊方便（定位面積平整且光潔、可用三爪卡盤(pán)裝夾）。K面限制1個(gè)自由度（），理由：以不加工表面為粗基準(zhǔn)保證加工表面與不加工表面之間的相互位置關(guān)系（保證尺寸12）；定位方便（直接靠在三爪卡盤(pán)卡爪上）。左邊R10外緣限制1個(gè)自由度（），理由：以不加工表面為粗基準(zhǔn)保證加工表面與不加工表面之間的相互位置關(guān)系（保證10孔的中心與其外圓對(duì)稱(chēng)）。3.2.4工藝路線(xiàn)的擬訂擬訂零件機(jī)械加工工藝路線(xiàn)時(shí)

36、，要解決的主要問(wèn)題有：零件各表面加工方法和加工方案的選擇，加工階段的劃分，確定工序集中與分散的程度，加工順序的安排等。1表面加工方法和加工方案的選擇機(jī)械零件是由大量的外圓、內(nèi)孔、平面或復(fù)雜的成形表面組合而成的，零件表面加工方案的選擇應(yīng)根據(jù)零件各表面所要求的加工精度、表面粗糙度和零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用相應(yīng)的加工方法和加工方案。選擇表面加工方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）根據(jù)加工表面的技術(shù)要求，盡可能采用經(jīng)濟(jì)加工精度方案。不同的加工方法如車(chē)、銑、刨、磨、鉆、鏜等，其用途各不相同，所能達(dá)到的精度和表面粗糙度值也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度值也不一樣，這是因?yàn)樵诩?/p>

37、工過(guò)程中，將有各種因素對(duì)精度和表面粗糙度產(chǎn)生影響，如工人的技術(shù)水平、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、機(jī)床的調(diào)整質(zhì)量等等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，某一種加工方法的加工誤差（或精度）和成本的關(guān)系如圖3.15。在段，當(dāng)零件加工精度要求很高時(shí)，零件成本將要提得很高，甚至成本再提高，其精度也不能再提高了，存在著一個(gè)極限的加工精度，其誤差為。相反，在段，雖然精度要求很低，但成本也不能無(wú)限降低，其最低成本的極限值為S。因此在、段應(yīng)用此方法加工是不經(jīng)濟(jì)的。在段，加工方法與加工精度是相互適應(yīng)的，加工誤差與成本基本上是反比關(guān)系，可以較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到一定的精度。段的精度范圍就稱(chēng)為這種加工方法經(jīng)濟(jì)精度的范圍。圖3.15 加工精度和加工成

38、本的關(guān)系所謂某種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，是指在正常的工作條件下（包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用）所能達(dá)到的加工精度。與經(jīng)濟(jì)加工精度相似，各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度值也有一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的范圍。各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度值以及表面形狀、位置精度可查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)。表3.5、表3.6、表3.7分別介紹了外圓表面、內(nèi)孔表面和平面較常用的加工方案及其能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，表3.8摘錄了用各種加工方法加工軸線(xiàn)平行孔系的位置精度（用距離尺寸誤差表示）。這些都是生產(chǎn)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)資料，可以根據(jù)對(duì)被加工零件加工表面的精度和表面粗糙度

39、要求、零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小以及車(chē)間工廠(chǎng)的具體條件，選取最經(jīng)濟(jì)合理的加工方案，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。當(dāng)然，這是在一般情況下可能達(dá)到的精度和表面粗糙度值，在具體條件下也會(huì)有差別。表3.5 外圓表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度序號(hào)加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)表面粗糙度Ra（um）適用范圍1粗車(chē)IT111312.550適用于除淬火鋼以外的金屬材料2粗車(chē)半精車(chē)IT8103.26.33粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)IT780.81.64粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)滾壓（或拋光）IT780.0250.25粗車(chē)半精車(chē)磨削IT780.400.80除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工6粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨IT670.100.40

40、7粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨超精磨IT50.0120.108粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)金剛石車(chē)IT670.0250.40主要用于有色金屬9粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨鏡面磨IT5以上RZ0.050.025主要用于高精度要求的鋼件加工10粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)精磨研磨IT5以上RZ0.050.1011粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)精磨粗研拋光IT5以上RZ0.050.40隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)提高。例如，外圓磨床一般可達(dá)IT7級(jí)公差和Ra0.4um的表面粗糙度，但在采取適當(dāng)措施提高磨床精度、抗振性和改進(jìn)磨削工藝后，可加工出IT5和Ra0.0120.1um的外圓表面。用金剛石車(chē)削，也能獲得R

41、a0.01um的表面。另外，在大批量生產(chǎn)中，為了保證高的生產(chǎn)率和高的成品率，常把原來(lái)能加工較小表面粗糙度值的方法用于加工表面粗糙度值要求較大的表面。例：連桿加工中用珩磨來(lái)獲得Ra0.8um的表面粗糙度值，曲軸加工中采用超精研磨來(lái)獲得Ra0.4um的表面粗糙度值。表3.6 內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度序號(hào)加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)表面粗糙度Ra（um）適用范圍1鉆IT111312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬（所得表面粗糙度Ra值稍大）2鉆擴(kuò)IT10116.312.53鉆擴(kuò)鉸IT891.603.24鉆擴(kuò)粗鉸精鉸IT70.801.65鉆鉸IT8101.606.36鉆粗鉸精鉸I

42、T780.801.607鉆（擴(kuò)）拉IT790.101.60大批量生產(chǎn)8粗鏜（或擴(kuò)孔）IT11136.312.5除淬火鋼外的各種鋼材，毛坯上已有鑄出或鍛出孔9粗鏜（擴(kuò)）半精鏜（精擴(kuò)）IT891.603.2010粗鏜（擴(kuò)）半精鏜（精擴(kuò)）精鏜（鉸）IT780.801.6011粗鏜（擴(kuò)）半精鏜（精擴(kuò)）精鏜浮動(dòng)鏜IT670.400.8012粗鏜（擴(kuò)）半精鏜磨IT780.200.80主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬。13粗鏜（擴(kuò)）半精鏜粗磨精磨IT670.100.2014粗磨半精磨精磨金剛鏜IT670.050.40主要用于有色金屬。15鉆（擴(kuò)）粗鉸精鉸珩磨IT670.0250.20精度要求很高的孔，若以研

43、磨代替珩磨，精度可達(dá)IT6以上，Ra可達(dá)0.100. 01。16鉆（擴(kuò)）拉珩磨IT670.0250.2017粗鏜半精鏜精鏜珩磨IT670.0250.20（2）工件材料的性質(zhì)及熱處理例如，鋼淬火后應(yīng)用磨削方法加工，不能用鏜削或鉸削；而有色金屬則不能用磨削，應(yīng)采用金剛鏜削或高速精細(xì)車(chē)削的方法進(jìn)行精加工。（3）工件的結(jié)構(gòu)和尺寸例如，對(duì)于回轉(zhuǎn)體類(lèi)零件的孔的加工常用用車(chē)削或磨削，而箱體類(lèi)零件的孔，一般采用鉸削或鏜削，孔徑小時(shí)，宜采用鉸削，孔徑大時(shí)，用鏜削。表3.7 平面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度序號(hào)加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)表面粗糙度Ra（um）適用范圍1粗車(chē)IT111312.550適用于工件的端面加工2粗車(chē)半

44、精車(chē)IT8103.26.33粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)IT780.81.64粗車(chē)半精車(chē)磨IT680.200.805粗刨（或粗銑）IT11136.325除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工6粗刨（或粗銑）半精刨（或半精銑）粗磨精磨IT570.100.407粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨超精磨IT50.0120.108粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)金剛石車(chē)IT560.0250.40主要用于有色金屬9粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨鏡面磨IT5以上0.0250.20主要用于高精度要求的鋼件加工10粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)精磨研磨IT5以上0.050.1011粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)精磨研磨拋光IT5以上0.0250.40表3.8 軸線(xiàn)平行的孔的位置精度（經(jīng)濟(jì)精度

45、）加工方法定位工具兩孔軸線(xiàn)間的距離誤差或從孔軸線(xiàn)到平面的距離誤差加工方法定位工具兩孔軸線(xiàn)間的距離誤差或從孔軸線(xiàn)到平面的距離誤差立鉆或搖臂鉆上鉆孔用鉆模0.10.2 臥式鏜床上鏜孔 用鏜模0.050.08按劃線(xiàn)1.03.0按定位樣板0.080.2立鉆或搖臂鉆上鏜孔用鏜模0.050.03按定位器的指示讀數(shù)0.040.06車(chē)床上鏜孔按劃線(xiàn)1.02.0用塊規(guī)0.050.1用帶有滑座的角尺0.10.3用游標(biāo)尺0.20.4坐標(biāo)鏜床上鏜孔用光學(xué)儀器0.0040.015用內(nèi)徑規(guī)或用塞尺0.050.25金剛鏜床上鏜孔0.0080.02用程序控制的坐標(biāo)裝置0.040.05多軸組合機(jī)床上鏜孔用鏜模0.030.05按

46、劃線(xiàn)0.40.6（4）結(jié)合生產(chǎn)類(lèi)型考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性大批量生產(chǎn)，應(yīng)采用高效的先進(jìn)工藝，如平面和孔采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔。甚至大批大量生產(chǎn)中可以從根本上改變毛坯的形態(tài)，大大減少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金來(lái)制造油泵齒輪、用失蠟鑄造柴油機(jī)上的小零件等。在單件小批生產(chǎn)中，常采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法，避免盲目地采用高效加工方法和專(zhuān)用設(shè)備而造成經(jīng)濟(jì)損失。（5）現(xiàn)有生產(chǎn)條件充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性，也考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，采用新技術(shù)和提高工藝水平，還考慮設(shè)備負(fù)荷的平衡。有時(shí)，還應(yīng)考慮一些其他因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求、

47、工件重量等。例如，某一孔的加工精度為IT7級(jí)，粗糙度值為Ra1.63.2um，查表3.6可有四種加工方案：鉆擴(kuò)鉸精鉸；粗鏜半精鏜精鏜；粗鏜半精鏜粗磨精磨； 鉆（擴(kuò)）拉。方案用得最多，在大批大量生產(chǎn)中常用在自動(dòng)機(jī)床或組合機(jī)床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖壁鉆、六角車(chē)床等連續(xù)進(jìn)行各個(gè)工步加工的機(jī)床上。該方案一般用于加工小于30mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過(guò)于笨重。方案用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種加工方案。方案適用于淬火的工件。方案適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未

48、淬火鋼、鑄鐵及有色金屬，且要求軸向剛性較好。2加工階段的劃分對(duì)于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過(guò)程劃分為粗加工、半精加工、精加工三個(gè)階段，當(dāng)加工精度和表面質(zhì)量要求特別高時(shí)，還應(yīng)增加光整加工和超精密加工階段。粗加工階段：這是加工的開(kāi)始階段，在這階段中應(yīng)盡快切除零件各個(gè)表面的大部分加工余量。這個(gè)階段的主要問(wèn)題是如何獲得高的生產(chǎn)率。半精加工階段：這個(gè)階段繼續(xù)減少加工余量，為主要表面的精加工作準(zhǔn)備，同時(shí)完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。精加工階段：本階段的任務(wù)是使各主要表面達(dá)到圖紙要求的加工精度。光整加工和超精密階段：該階段是對(duì)要求特別高的零件增設(shè)的加工階段，主要是

49、為了降低表面粗糙度值，進(jìn)一步提高尺寸精度。將工藝過(guò)程劃分粗、精加工階段的原因是：（1）保證加工質(zhì)量工件在粗加工時(shí)切除的余量大，產(chǎn)生的切削力和切削熱也大，同時(shí)需要的夾緊力也較大，因而造成工件受力變形和熱變形。另外，經(jīng)過(guò)粗加工后工件的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，也會(huì)使工件發(fā)生變形。若不分階段連續(xù)進(jìn)行加工，就無(wú)法避免和消除上述原因所引起的加工誤差。劃分加工階段后，粗加工造成的誤差，可以通過(guò)半精加工和精加工得以修正，并逐步提高零件的加工精度和表面質(zhì)量。（2）合理使用設(shè)備 粗加工階段可以使用功率大、剛性好、精度低、效率高的機(jī)床；精加工階段則要求使用精度高的機(jī)床。這樣各得其所，有利于充分發(fā)揮粗加工機(jī)床的動(dòng)力，又有利

50、于長(zhǎng)期保持精加工機(jī)床的精度。（3）便于安排熱處理工序 劃分加工階段可以在各個(gè)階段中插入必要的熱處理工序，使冷熱加工配合得更好。實(shí)際上，加工中常常是以熱處理作為加工分階段的界線(xiàn)。如在粗加工之后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)效處理，在半精加工后進(jìn)行淬火處理等。（4）便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，保護(hù)精加工表面 在粗加工階段，由于切除的金屬余量大，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（夾渣、氣孔、砂眼等），便于及時(shí)修補(bǔ)或決定報(bào)廢，避免繼續(xù)加工而造成工時(shí)和費(fèi)用的浪費(fèi)。而精加工表面安排在后面加工，可保護(hù)其不受損壞。當(dāng)然，加工階段的劃分不是絕對(duì)的，例如加工重型零件時(shí)，由于裝夾吊運(yùn)不方便，一般不劃分加工階段，在一次安裝中完成全部粗加工和精加

51、工。為提高加工的精度，可在粗加工后松開(kāi)工件，讓其充分變形，再用較小的力夾緊工件進(jìn)行精加工，以保證零件的加工質(zhì)量。另外，如果工件的加工質(zhì)量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯的質(zhì)量較好而切除的余量不多，則可不必劃分加工階段。應(yīng)當(dāng)指出，加工階段的劃分是針對(duì)零件加工的整個(gè)過(guò)程而言，是針對(duì)主要加工表面而劃分的，而不能從某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)來(lái)判斷。例如，工件的定位基準(zhǔn)，在半精加工甚至粗加工階段就應(yīng)加工得很精確，而某些鉆小孔的粗加工工序，又常常安排在精加工階段。3工序集中與工序分散在選定了各表面的加工方法和劃分加工階段之后，還要將工藝過(guò)程劃分為若干工序。劃分工序時(shí)有兩個(gè)不同的方法，即工序的集中和工序的

52、分散。 工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，此時(shí)工藝路線(xiàn)短，工序數(shù)目少，每道工序加工的內(nèi)容多。工序集中的工藝特點(diǎn)是減少了工件裝夾次數(shù)，在一次安裝中加工出多個(gè)表面，有利于提高表面間的相互位置精度，減少工序間運(yùn)輸，縮短生產(chǎn)周期，減少設(shè)備數(shù)量，相應(yīng)地減少操作工人和生產(chǎn)面積。工序集中有利于采用高生產(chǎn)率的先進(jìn)或?qū)Ｓ迷O(shè)備、工藝裝備，提高加工精度和生產(chǎn)率，但設(shè)備的一次性投資大，工藝裝備復(fù)雜。工序分散就是將工件的加工內(nèi)容分散在較多的工序內(nèi)完成，此時(shí)工藝路線(xiàn)長(zhǎng)，工序數(shù)目多，每道工序加工的內(nèi)容少。工序分散的工藝特點(diǎn)是設(shè)備、工裝比較簡(jiǎn)單，調(diào)整、維護(hù)方便，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少；每道工序的加工內(nèi)容少，便于選擇

53、最合理的切削用量；設(shè)備數(shù)量多，操作人員多，占用生產(chǎn)面積大，組織管理工作量大。工序集中和分散的程度應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后確定。例如在單件小批生產(chǎn)中，一般采用通用設(shè)備和工藝專(zhuān)備，盡可能在一臺(tái)機(jī)床上完成較多的表面加工，尤其是對(duì)重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運(yùn)的次數(shù)，多采用工序集中的原則，主要是為了便于組織管理。在大批、大量生產(chǎn)中，常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及專(zhuān)用機(jī)床等，使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。但有些工件（如活塞、連桿等）可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)用機(jī)床和工藝裝備，按工序分散原則進(jìn)行生產(chǎn)，這樣容易保證加工

54、質(zhì)量和使各工序的時(shí)間趨于平衡，便于組織流水線(xiàn)、自動(dòng)線(xiàn)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。面對(duì)多品種、中小批量的生產(chǎn)趨勢(shì)，也多采用工序集中原則，選擇數(shù)控機(jī)床、加工中心等高效、自動(dòng)化設(shè)備，使一臺(tái)設(shè)備完成盡可能多的表面加工。由于工序集中的優(yōu)點(diǎn)較多，現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展趨于工序集中。4工序順序的安排（1）機(jī)械加工順序的安排工件各表面的機(jī)械加工順序，一般按照下述原則安排：1）先基準(zhǔn)后其它被選定的零件的精基準(zhǔn)表面應(yīng)先加工，并應(yīng)加工到足夠的精度和表面粗糙度，以便定位可靠且使其他表面能達(dá)到一定的精度。例如軸類(lèi)零件先加工中心孔，齒輪零件應(yīng)先加工孔和基準(zhǔn)端面等。2）先粗后精 零件表面加工一般都需要分階段進(jìn)行，應(yīng)先安排各表面的粗加工，其次安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。3）先主后次、穿插進(jìn)行 根據(jù)零件功用和技術(shù)要求，往往先將零件各表面分為主要表面和次要表面，然后先著重考慮主要表面的加工順序，再把次