第5章零件制造工藝過程制定

1、內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要本章內(nèi)容本章內(nèi)容:介紹了生產(chǎn)過程、工藝過程；引入了工藝過程組成的概念；講述了制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和方法；重點(diǎn)討論了機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)中的主要問題(定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)；簡要分析了工藝過程的經(jīng)濟(jì)性。 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求:熟悉機(jī)械加工工藝過程；理解工序、安裝、工位、工步及走刀的含義；掌握機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)的基本原理、原則和方法(定位基準(zhǔn)的選擇原則，加工方法的選擇原則，工序劃分及加工順序安排的原則，確定余量的原則和方法，確定工序尺寸及公差的方法，工藝尺寸鏈原理及應(yīng)用等)。生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程5.1.1 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 從原材料或半成品到成

2、品制造出來的各有關(guān)勞動(dòng)過從原材料或半成品到成品制造出來的各有關(guān)勞動(dòng)過程的總和稱為程的總和稱為生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程。相關(guān)的過程： 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)； 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造等； 原材料（或設(shè)備、工裝、標(biāo)準(zhǔn)件等）的購置、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、保管； 毛坯制造； 零件的機(jī)械加工及熱處理； 產(chǎn)品裝配與調(diào)試、性能試驗(yàn)以及產(chǎn)品的包裝、發(fā)運(yùn)等工作。 提示 生產(chǎn)過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成，這有利于專業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。 5.1 零件制造的工藝過程零件制造的工藝過程5.1.2 機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程 用機(jī)械加工的方

3、法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱為等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱為機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程，又，又稱稱工藝路線工藝路線或或工藝流程工藝流程。 將零件裝配成部件或產(chǎn)品的過程，稱為將零件裝配成部件或產(chǎn)品的過程，稱為裝配工藝過程。裝配工藝過程。5.1.2.1 工藝過程工藝過程 組成組成機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程 工藝過程工藝過程是由一個(gè)或若干個(gè)依次排列的工序所組成，毛坯依次通過這些工序就變成了成品或半成品。（1）工序）工序 一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)固定的工作地點(diǎn)（一臺(tái)機(jī)床或一個(gè)鉗工一個(gè)（或一組）工人，在一

4、個(gè)固定的工作地點(diǎn)（一臺(tái)機(jī)床或一個(gè)鉗工臺(tái)），對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工作所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為臺(tái)），對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工作所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工工序序。它是工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計(jì)劃和成本核算的基本單元。工序的安排和組成與零件的生產(chǎn)批量有關(guān) (單件小批、大批大量單件小批、大批大量)。工藝過程組成工藝過程組成工藝過程組成工藝過程組成（2）安裝）安裝 工件在加工前，在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具應(yīng)有一個(gè)正確工件在加工前，在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具應(yīng)有一個(gè)正確的位置并給予固定，這個(gè)過程稱為的位置并給予固定，這個(gè)過程稱為裝夾裝夾； 一次裝夾所完成的那部分加工過程稱為一次裝夾所完成的那部

5、分加工過程稱為安裝安裝。 安裝是工序的一部分。每一個(gè)工序可能有一次安裝，也可能有幾次安裝。 如表5.1中第一工序，若對(duì)一個(gè)工件的兩端連續(xù)進(jìn)行車端面、鉆中心孔，就需要兩次安裝(分別對(duì)兩端進(jìn)行加工)，每次安裝有兩個(gè)工步(車端面和鉆中心孔)。 在同一工序中，安裝次數(shù)應(yīng)盡量少，既可以提高生產(chǎn)效率，又可以減少由于多次安裝帶來的加工誤差。工藝過程組成工藝過程組成（3）工位）工位 為減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)夾具、多軸機(jī)床，使工件在一次安裝中，可先工件在一次安裝中，可先后在機(jī)床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工，每一個(gè)位置所完成后在機(jī)床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工，每一個(gè)位置

6、所完成的那部分工序，稱一個(gè)的那部分工序，稱一個(gè)工位工位。 工藝過程組成工藝過程組成 采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證被加工表面間的相互位置精度。工藝過程組成工藝過程組成（4）工步）工步 工步是工序的組成單位。 在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和進(jìn)在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，稱稱工步工步。 當(dāng)其中有一個(gè)因素變化時(shí)，則為另一個(gè)工步。當(dāng)同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的幾個(gè)表面進(jìn)行加工時(shí)，則為復(fù)合工步。 劃分工步的目的，是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

7、工時(shí)。（5）走刀）走刀 被加工的某一表面，由于余量較大或其它原因，在切削用被加工的某一表面，由于余量較大或其它原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對(duì)它進(jìn)行多次加工，每加工一量不變的條件下，用同一把刀具對(duì)它進(jìn)行多次加工，每加工一次，稱次，稱一次走刀一次走刀。5.1.2.2生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響 當(dāng)生產(chǎn)類型不同時(shí)，生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理、車間的機(jī)床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備（刀、夾、量具）、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的不同，因此在制訂工藝路線之前必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。 生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車

8、間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為：單件生產(chǎn)單件生產(chǎn) 、成批生產(chǎn)成批生產(chǎn) 、大量大量生產(chǎn)。生產(chǎn)。 單件生產(chǎn)單件生產(chǎn) 單個(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并單個(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復(fù)。且很少重復(fù)。 例如，重型機(jī)器制造、專業(yè)設(shè)備制造和新產(chǎn)品試制等。生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響 成批生產(chǎn)成批生產(chǎn) 一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一定的重復(fù)性。一定的重復(fù)性。 例如，機(jī)床制造就是比較典型的成批生產(chǎn)。 每批制造的相同產(chǎn)品的數(shù)量稱為批量。每批制造的相同產(chǎn)品的數(shù)量稱為批量。 根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)又可分

9、為：小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。 小批生產(chǎn)的工藝過程的工藝特點(diǎn)和單件小批生產(chǎn)相似；大批生產(chǎn)的工藝過程的特點(diǎn)和大量生產(chǎn)相似；中批生產(chǎn)的工藝過程的特點(diǎn)則介于單件小批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)之間。 大量生產(chǎn)大量生產(chǎn) 產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)地產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行某一個(gè)零件的某一道工序的加工。進(jìn)行某一個(gè)零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機(jī)、軸承等的制造通常都是以大量生產(chǎn)的方式進(jìn)行。5.2 各種生產(chǎn)類型工藝過程的主要特點(diǎn)各種生產(chǎn)類型工藝過程的主要特點(diǎn)工藝過程特點(diǎn)工藝過程特點(diǎn)生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)工件的互換性工件的互換性一般

10、是配對(duì)制造，沒有互換性，廣泛用鉗工修配大部分有互換性，少數(shù)用鉗工修配全部有互換性。某些精度較高的配合件用分組選擇裝配法毛坯的制造方法毛坯的制造方法及加工余量及加工余量鑄件用木模手工造型；鍛件用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大部分鑄件用金屬模；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等。鑄件廣泛采用金屬模機(jī)器造型，鍛件廣泛采用模鍛，以及其他高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。機(jī)床設(shè)備機(jī)床設(shè)備通用機(jī)床，或數(shù)控機(jī)床，或加工中心。數(shù)控機(jī)床加工中心或柔性制造單元。設(shè)備條件不夠時(shí)，也采用部分通用機(jī)床、部分專用機(jī)床。專用生產(chǎn)線、自動(dòng)生產(chǎn)線、柔性制造生產(chǎn)線或數(shù)控機(jī)床。夾具夾具多用標(biāo)準(zhǔn)附件，極少采用夾

11、具，靠劃線及試切法達(dá)到精度要求。廣泛采用夾具或組合夾具，部分靠加工中心一次安裝。廣泛采用高生產(chǎn)率夾具，靠夾具及調(diào)整法達(dá)到精度要求。刀具與量具刀具與量具采用通用刀具和萬能量具?？梢圆捎脤Ｓ玫毒呒皩Ｓ昧烤呋蛉鶚?biāo)測量機(jī)。廣泛采用高生產(chǎn)率刀具和量具，或采用統(tǒng)計(jì)分析法保證質(zhì)量。對(duì)工人的要求對(duì)工人的要求需要技術(shù)熟練的工人。需要一定熟練程度的工人和編程技術(shù)人員。對(duì)操作工人的技術(shù)要求較低，對(duì)生產(chǎn)線維護(hù)人員要求有高的素質(zhì)。工藝規(guī)程工藝規(guī)程有簡單的工藝路線卡。有工藝規(guī)程，對(duì)關(guān)鍵零件有詳細(xì)的工藝規(guī)程。有詳細(xì)的工藝規(guī)程。生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響生產(chǎn)類型對(duì)工藝過程的影響工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟

12、5.2 工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟1、 定義定義： 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為藝文件稱為工藝規(guī)程工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程。 工藝規(guī)程工藝規(guī)程是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)的。 工藝規(guī)程工藝規(guī)程中包括各個(gè)工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。 工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟2、工藝規(guī)程的

13、作用：、工藝規(guī)程的作用： （1） 指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用； （2） 是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)； （3） 是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。 總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個(gè)機(jī)械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。生產(chǎn)的檢驗(yàn)。3、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟 (P130)在機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)中講解。生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)4、生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)綱領(lǐng)：

14、根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可以確定零件的生產(chǎn)類型。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算： N零=Nn（1）（1）式中 N零零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)(件/年)； N產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)(臺(tái)/年)； n每臺(tái)產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量(件/臺(tái))； 該零件備件的百分率； 該零件廢品的百分率。 生產(chǎn)類型零件年產(chǎn)量重型零件中型零件輕型零件單件生產(chǎn)510100成批生產(chǎn)小批51010200100500中批1003002005005005000大批30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000500050000生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng) 表5.6為劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)。 劃分生產(chǎn)類型，既要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，同時(shí)還要考慮零件的體積、質(zhì)量等因素。

15、值得注意的是生產(chǎn)類型將直接影響工藝過程的內(nèi)容和生產(chǎn)的組織形式，并在一定程度上對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有重要影響。表表5.6 劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)5、確定毛坯的種類、確定毛坯的種類： 鑄件：鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。 鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能較好，但鑄件的機(jī)械性能較低，一般殼體零件的毛坯多用鑄件。 鍛件：鍛件：機(jī)械性能較好，有較高的強(qiáng)度和沖擊韌性，但毛坯的形狀不宜復(fù)雜，如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛件。 型材：型材：包括圓形、方形、六角形及其它斷面形狀的棒包括圓形、方形、六角形及其它斷面形

16、狀的棒料、管料及板料。料、管料及板料。 棒料常用在普通車床、六角車床及自動(dòng)和半自動(dòng)車床上加工軸類、盤類及套類等中小型零件。冷拉棒料比熱軋棒料精度高且機(jī)械性能好，但直徑較小。板料常用冷沖壓的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜過大。生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng) 焊接件：焊接件：對(duì)尺寸較大、形狀較復(fù)雜的毛坯，可采用型鋼或鍛件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易變形，尺寸誤差大。 工程塑料：工程塑料：它是近年來在機(jī)械制造業(yè)中普遍推廣的一種毛坯，其形狀可以很復(fù)雜，尺寸精度高，但機(jī)械性能差。 在大批、大量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率較高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造、精密鑄造、模鍛、冷沖壓、粉末冶金等，使毛坯的形狀更接近于零

17、件的形狀。因此可大量誠少切削加工的勞動(dòng)量，甚至可不需要進(jìn)行切削加工（少無（少無切屑加工），切屑加工），從而提高了材料的利用率，降低了機(jī)械加工的成本。 在單件小批生產(chǎn)中，一般采用木模手工砂型鑄造和自由鍛造，因此毛坯的精度低，成本高、廢品率高、切削加工勞動(dòng)量大。生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)5.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定一些點(diǎn)、線、面位在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定一些點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)基準(zhǔn)。5.3.1 基準(zhǔn)的分類基準(zhǔn)的分類根據(jù)基準(zhǔn)的用途，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)兩大類。5.3.1.1 設(shè)計(jì)

18、基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)人員在零件圖上標(biāo)注尺寸或相互位置關(guān)系時(shí)所依據(jù)的設(shè)計(jì)人員在零件圖上標(biāo)注尺寸或相互位置關(guān)系時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為那些點(diǎn)、線、面稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖5.3(a)，端面C是端面A、B的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；中心線O-O是外圓柱面D和d的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；中心O是E面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇5.3.1.2 工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)零件在加工或裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為零件在加工或裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)(也稱制造基準(zhǔn))。 工藝基準(zhǔn)按用途又可分為：（1）工序基準(zhǔn)）工序基準(zhǔn)在工序圖上標(biāo)注被加工表面尺寸在工序圖上標(biāo)注被加工表面尺寸(稱工序尺寸稱工序尺寸)和相互位置關(guān)系時(shí)，

19、所和相互位置關(guān)系時(shí)，所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)。如圖5.3(a)的零件，若加工端面B時(shí)的工序圖為圖5.3(b)，工序尺寸為l4，則工序基準(zhǔn)為端面A，而其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是端面C。（2）定位基準(zhǔn)）定位基準(zhǔn) 工件在機(jī)床上加工時(shí)，在工件上用以確定被加工表面相對(duì)機(jī)床、夾工件在機(jī)床上加工時(shí)，在工件上用以確定被加工表面相對(duì)機(jī)床、夾具、刀具位置的點(diǎn)、線、面稱為定位基準(zhǔn)。確定位置的過程稱為定位。具、刀具位置的點(diǎn)、線、面稱為定位基準(zhǔn)。確定位置的過程稱為定位。圖圖5.3(c)，加工E面的工件是以外圓d在v形塊1上定位時(shí)，其定位基準(zhǔn)則是外圓d的兩條母線。加工軸類零件時(shí)，常以頂尖孔為定位基準(zhǔn)。

20、加工齒輪外圓或切齒時(shí)，常以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)常用的是“面”，所以也稱為定位面，常以符號(hào)“v”表示，其尖端指向定位面。如圖5.4為切齒輪時(shí)的定位基準(zhǔn)表示法。定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇（3）測量基準(zhǔn)）測量基準(zhǔn)在工件上用以測量己加工表面位置時(shí)所依據(jù)的點(diǎn)、線、面在工件上用以測量己加工表面位置時(shí)所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為稱為測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)。一般情況下常采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為測量基準(zhǔn)。如圖5.3(a)，當(dāng)加工端面A、B，并保證尺寸l1、l2時(shí)，測量基準(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)為測量基準(zhǔn)不方便或不可能時(shí)，也可采用其它表面為測量基準(zhǔn)。如圖5.3(c)，表面E的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心O，而測量基準(zhǔn)為外

21、圓D的母線F，則此時(shí)的測量尺寸為l。（4）裝配基準(zhǔn)）裝配基準(zhǔn)在裝配時(shí)，用來確定零件或部件在機(jī)器中的位置時(shí)所依據(jù)在裝配時(shí)，用來確定零件或部件在機(jī)器中的位置時(shí)所依據(jù)的點(diǎn)、線、面稱為裝配基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面稱為裝配基準(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，則軸頸是裝配基準(zhǔn)；主軸箱體裝在床身上，則箱體的底面是裝配基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇獲得加工精度的方法工件的裝夾獲得加工精度的方法工件的裝夾5.3.2 工件的裝夾與獲得加工精度的方法工件的裝夾與獲得加工精度的方法5.3.2.1 工件的裝夾工件的裝夾(1)直接找正定位的裝夾直接找正定位的裝夾 將工件直接放在機(jī)床上，工人可用百分表、劃

22、線盤、直角將工件直接放在機(jī)床上，工人可用百分表、劃線盤、直角尺等對(duì)被加工表面進(jìn)行找正，確定工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的正尺等對(duì)被加工表面進(jìn)行找正，確定工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的正確位置之后再夾緊。確位置之后再夾緊。 如圖5.5，在大型滾齒機(jī)上滾切齒形時(shí)，若被加工齒輪的分度圓與已加工的外圓表面有較高的同軸度要求時(shí)，工件放在支座上之后，用百分表找正，使齒坯外圓的中心與工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)中心重合，然后進(jìn)行夾緊。 這種裝夾方法，找正困難且費(fèi)時(shí)間，找正的精度要依靠生產(chǎn)工人的經(jīng)驗(yàn)和量具的精度，因此多用于單件、小批生產(chǎn)或某些相互位置精度要求很高、應(yīng)用夾具裝夾又難以達(dá)到精度的零件加工。（2）按劃線找正裝夾）按劃線找正裝夾 工

23、件在切削加工前，預(yù)先在毛坯表面上劃出要加工表面工件在切削加工前，預(yù)先在毛坯表面上劃出要加工表面的輪廓線，然后按所劃的線將工件在機(jī)床上找正、夾緊。的輪廓線，然后按所劃的線將工件在機(jī)床上找正、夾緊。 劃線時(shí)要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。 這種裝夾方法被廣泛用于單件、小批生產(chǎn)，尤其是用于形狀較復(fù)雜的大型鑄件或鍛件的機(jī)械加工，可以使各加工表面余量基本均勻。 這種方法的缺點(diǎn)是增加了劃線工序，另外由于劃的線條本身有一定的寬度，劃線時(shí)又有劃線誤差，因此它的裝夾精度低，一般在0.20.5 mm 之間。工件的裝夾工件的裝夾（3）在夾具中裝夾）在夾具中裝夾夾具固定在機(jī)床上，夾具本身

24、有使工件定位和夾緊的裝夾具固定在機(jī)床上，夾具本身有使工件定位和夾緊的裝置。工件在夾具上固定以后便獲得了相對(duì)刀具的正確位置。置。工件在夾具上固定以后便獲得了相對(duì)刀具的正確位置。這種裝夾方法方便、迅速、精度高且穩(wěn)定，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。如圖5.1階梯軸的銑鍵槽工序，可將工件直接放在夾具體的v形塊上(見圖5.6)，不用找正就保證了工件相對(duì)刀具的位置，然后用壓板夾緊工件，便可進(jìn)行銑鍵槽的工作。對(duì)于某些零件(例如連桿、曲軸)，即使批量不大，但是為了達(dá)到某些特殊的加工要求，仍需要設(shè)計(jì)制造專用夾具。 工件的裝夾工件的裝夾尺寸精度的獲得方法尺寸精度的獲得方法5.3.2.2 獲得加工精度的方法獲得加工

25、精度的方法(1)機(jī)械加工中獲得工件尺寸精度的方法機(jī)械加工中獲得工件尺寸精度的方法試切法試切法 即先試切出很小的一部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，再試切，再測量，如此經(jīng)過兩三次試切和測量，當(dāng)被加工尺寸達(dá)到要求后，再切削整個(gè)待加工表面。定尺寸刀具法定尺寸刀具法 用具有一定尺寸精度的刀具(如鉸刀、擴(kuò)孔鉆、鉆頭等)來保證工件被加工部位(如孔)的精度。調(diào)整法調(diào)整法 利用機(jī)床上的定位裝置或預(yù)先調(diào)整好的刀架，使刀具相對(duì)于機(jī)床或夾具達(dá)到一定的位置精度，然后加工一批工件。尺寸精度的獲得方法尺寸精度的獲得方法 自動(dòng)控制法自動(dòng)控制法 使用一定的裝置，在工件達(dá)到要求的尺寸時(shí)，自動(dòng)停止加工。

26、 具體方法有兩種： 自動(dòng)測量自動(dòng)測量 即機(jī)床上有自動(dòng)測量工件尺寸的裝置，在工作達(dá)到要求時(shí)，自動(dòng)測量裝置即發(fā)出指令使機(jī)床自動(dòng)退刀并停止工作。 數(shù)字控制數(shù)字控制 即機(jī)床中有控制刀架或工作臺(tái)精確移動(dòng)的步進(jìn)馬達(dá)、滾動(dòng)絲桿螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得(刀架的移動(dòng)或工作臺(tái)的移動(dòng))由預(yù)先編制好的程序通過計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置自動(dòng)控制。形狀精度的獲得方法形狀精度的獲得方法(2)機(jī)械加工獲得工件形狀精度的方法機(jī)械加工獲得工件形狀精度的方法軌跡法軌跡法 利用切削運(yùn)動(dòng)中刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡形成被加工表面的形狀。這種加工方法所能達(dá)到的形狀精度，主要取決于這種成形運(yùn)動(dòng)的精度。成形法成形法 利用成形刀具刀刃的幾何形狀切削出

27、工件的形狀。這種加工方法所能達(dá)到的精度，主要取決于刀刃的形狀精度與刀具的裝夾精度。展成法展成法 利用刀具和工件作展成切削運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀刃在被加工表面上的包絡(luò)面形成成形表面。這種加工方法所能達(dá)到的精度，主要取決于機(jī)床展成運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈精度與刀具的制造精度等因素。形狀精度的獲得方法形狀精度的獲得方法(3)位置精度的獲得方法位置精度的獲得方法 一次裝夾獲得法一次裝夾獲得法 零件表面的位置精度在一次安裝中，由刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)位置關(guān)系保證。 多次裝夾獲得法多次裝夾獲得法 通過刀具相對(duì)工件的成形運(yùn)動(dòng)與工件定位基準(zhǔn)面之間的位置關(guān)系來保證零件表面的位置精度。 非成形運(yùn)動(dòng)法非成形運(yùn)動(dòng)法 利用人工，而不是依靠機(jī)

28、床精度，對(duì)工件的相關(guān)表面進(jìn)行反復(fù)的檢測和加工，使之達(dá)到零件的位置精度要求。 定位基準(zhǔn)的分類定位基準(zhǔn)的分類5.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)又分為粗定位基準(zhǔn)粗定位基準(zhǔn)、精定位基準(zhǔn)精定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn)輔助定位基準(zhǔn)，分別簡稱為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)輔助基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)：以未加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱粗基準(zhǔn)，也以未加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱粗基準(zhǔn)，也就是第一道工序所用的定位基準(zhǔn)為就是第一道工序所用的定位基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)：以已加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱以已加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)。 輔助基準(zhǔn)輔助基準(zhǔn)：該基準(zhǔn)在零件的裝配和使用過

29、程中無用處，只該基準(zhǔn)在零件的裝配和使用過程中無用處，只是為了便于零件的加工而設(shè)置的基準(zhǔn)稱是為了便于零件的加工而設(shè)置的基準(zhǔn)稱輔助基準(zhǔn)輔助基準(zhǔn)。如軸加工用的頂尖孔等。 選擇定位基準(zhǔn)主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度，因此定位基淮的選擇應(yīng)從有相互位置精度要求的表面間去找。 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇5.3.3.1 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí)主要考慮應(yīng)保證加工精度并使工件裝夾得方便、準(zhǔn)確、可靠。因此，要遵循以下幾個(gè)原則：(1)基準(zhǔn)重合的原則基準(zhǔn)重合的原則 盡量選擇工序基準(zhǔn)（或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)盡量選擇工序基準(zhǔn)（或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。這樣可以減少由于定

30、位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化引起的加工誤差。 圖5.7(a)是在鉆床上成批加工工件孔的工序簡圖，N面為尺寸B的工序基準(zhǔn)。若選N面為尺寸B的定位基準(zhǔn)并與夾具1面接觸，鉆頭相對(duì)1面位置已調(diào)整好且固定不動(dòng)見圖5.7(b)，則加工這一批工件時(shí)尺寸B不受尺寸A變化的影響，從而提高了加工尺寸B的精度。若選擇M面為定位基準(zhǔn)并與夾具2面接觸，鉆頭相對(duì)2面已調(diào)整好且固定不動(dòng)見圖5.7(c)，則加工的尺寸B要受到尺寸A變化的影響，使尺寸B精度下降。 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇(2)基準(zhǔn)不變的原則基準(zhǔn)不變的原則 盡可能使各個(gè)工序的定位基準(zhǔn)相同盡可能使各個(gè)工序的定位基準(zhǔn)相同。如軸類零件的整個(gè)加工過程中大部分工序都以兩個(gè)頂尖孔為定位基準(zhǔn)；

31、齒輪加工的工藝過程中大部分工序以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)；箱體加工中，若批量較大，大部分工序以平面和兩個(gè)銷孔為定位基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)不變的好處是，可使各工序所用的夾具統(tǒng)一，從而減少了設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用，加速了生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，降低了生產(chǎn)成本；多數(shù)表面用同一組定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多帶來的誤差，有利于保證其相互位置精度；由于基準(zhǔn)不變就有可能在一次裝夾中加工許多表面，使各表面之間達(dá)到很高的位置精度，又可避免由于多次裝夾帶來的裝夾誤差和減少多次裝載工件的輔助時(shí)間，有利于提高生產(chǎn)率。 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇(3)互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度要求較高時(shí)

32、，則兩個(gè)表面互為當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度要求較高時(shí)，則兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，可以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證兩個(gè)表基準(zhǔn)反復(fù)加工，可以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證兩個(gè)表面之間相互位置精度面之間相互位置精度。 如加工套筒類，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精度。 又如加工精密齒輪，當(dāng)齒面經(jīng)高頻淬火后磨削時(shí)，因輪齒表面淬火層很薄，為保證磨削余量均勻，采用先以齒面為基準(zhǔn)磨削內(nèi)孔，再以內(nèi)孔表面定位磨削齒面。 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇(4)自為基準(zhǔn)的原則自為基準(zhǔn)的原則 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小且均勻時(shí)，可選擇當(dāng)精加工或光整

33、加工工序要求余量小且均勻時(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。 如精鉸孔時(shí)，鉸刀與主軸采用浮動(dòng)連接，加工時(shí)是以孔本身為定位基準(zhǔn)。 又如磨削車床床身導(dǎo)軌面車床床身導(dǎo)軌面時(shí)，常在磨頭上裝百分表以導(dǎo)軌面本身為基準(zhǔn)來找正工件，或者用觀察火花的方法來找正工作。 再如精鏜連桿小頭孔，以自身定位自身定位。先在小頭孔中安裝活動(dòng)定位銷，定位夾緊后，再將定位銷從孔中拔出來。 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。 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇(5)應(yīng)能使工作裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單應(yīng)能

34、使工作裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單一般常采用面積大、精度較高和粗糙度較低的表面為精一般常采用面積大、精度較高和粗糙度較低的表面為精基準(zhǔn)基準(zhǔn)。 如圖5.8為機(jī)床主軸箱加工簡圖，一般是先加工裝配基準(zhǔn)面A，再以A面為精基準(zhǔn)加工主軸孔B及其它孔。加工箱體類和支架類零件時(shí)常選用裝配基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，因?yàn)檠b配基準(zhǔn)多數(shù)面積大、裝夾穩(wěn)定、方便，設(shè)計(jì)夾具也較簡單。 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇5.3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇 在零件加工過程的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯表面，即粗基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：(1)選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠而選擇要求加工余量小而均勻的重

35、要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量均勻的加工余量。 (此原則簡稱：余量均勻原則此原則簡稱：余量均勻原則) 例如，導(dǎo)軌面是車床床身的主要工作表面，要求在加工時(shí)切去薄而均勻的一層金屬，使其保留鑄造時(shí)在導(dǎo)軌面上所形成的均勻而細(xì)密的金相組織，以便增加導(dǎo)軌的耐磨性。另外，小而均勻的加工余量將使切削力小而均勻，因此引起的工件變形小，而且不易產(chǎn)生振動(dòng)，從而有利于提高導(dǎo)軌的幾何精度和降低表面粗糙度。因此對(duì)加工床身來說，保證導(dǎo)軌面的加工余量小而均勻是主要的。在加工時(shí)，應(yīng)先選取導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)，加工床腳的底平面，如圖5.9(a)，再以床腳的底平面為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，此時(shí)導(dǎo)軌面的加工余量可以小而均勻見

36、圖5.9(c)。如果先以床腳底平面為粗基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，如圖5.9(b)，則床腳底平面誤差全部反映到導(dǎo)軌面上，使其加工余量不均勻。此時(shí)，在余量較大處，會(huì)把要保留的機(jī)械性能較好的一層金屬切掉，而且由于余量不均勻而影響了加工精度。 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇(2)某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)要求的表面為粗基準(zhǔn)。(此原則簡稱：相互位置原則此原則簡稱：相互位置原則) 如圖5.10(a)所示，為保證皮帶的輪緣厚度均勻，以不加工表面1為粗基準(zhǔn)，車外圓表面。又如圖5.10(b)所示，為保證零件的壁厚均勻，應(yīng)以不加工

37、的外圓表面A為粗基準(zhǔn)，鏜內(nèi)孔。余量不均勻同軸零件余量均勻不同軸粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇(3)選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)。選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)。該表面不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可靠、誤差小。(此原此原則簡稱：光滑平整原則則簡稱：光滑平整原則)(4)粗基準(zhǔn)在同一定位方向上只允許在零件加工工序中使用一次，不粗基準(zhǔn)在同一定位方向上只允許在零件加工工序中使用一次，不允許重復(fù)使用允許重復(fù)使用。(此原則簡稱：一次使用原則此原則簡稱：一次使用原則) 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的精度和粗糙度都很差，如果重復(fù)使用，則不能保證工件相對(duì)刀具的位置在重復(fù)使用粗基準(zhǔn)的工序中都

38、一致，因而影響加工精度。 上述有關(guān)粗、精基準(zhǔn)選擇原則中的每一項(xiàng)，只說明某一方面問上述有關(guān)粗、精基準(zhǔn)選擇原則中的每一項(xiàng)，只說明某一方面問題，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)不能同時(shí)兼顧。因此要根據(jù)零件的生產(chǎn)類題，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)不能同時(shí)兼顧。因此要根據(jù)零件的生產(chǎn)類型及具體的生產(chǎn)條件，并結(jié)合整個(gè)的工藝路線進(jìn)行全面考慮，抓住型及具體的生產(chǎn)條件，并結(jié)合整個(gè)的工藝路線進(jìn)行全面考慮，抓住主要矛盾，靈活運(yùn)用上述原則，正確選擇粗、精基準(zhǔn)。主要矛盾，靈活運(yùn)用上述原則，正確選擇粗、精基準(zhǔn)。工藝路線的擬定工藝路線的擬定5.4 工藝路線的擬定工藝路線的擬定 擬定零件機(jī)械加工工藝路線時(shí)，要解決的主要問題有：零件各表面加工方法和設(shè)備

39、的選擇；加工階段的劃分；工序的集中與分散；工序的安排等。5.4.1 零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇5.4.1.1 加工方法的選擇加工方法的選擇(1)各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度 不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用途各不相同，所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也大不一樣。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也大不一樣，這是因?yàn)樵诩庸み^程中，將有各種因素對(duì)精度和粗糙度產(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

40、度）和成本的關(guān)系如圖5.11。在I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，但成本也不能無限降低，其最低成本的極限值為S。因此在I、段應(yīng)用此法加工是不經(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，段的精度范圍就稱為這種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)精度。加工方法的選擇加工方法的選擇圖圖5.11 加工成本與精度的關(guān)系加工成本與精度的關(guān)系 所謂某種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)精度，是指在正常的工作條是指在正常的工作條件下（包括完好的機(jī)床設(shè)備

41、、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工件下（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、表面粗糙度以及表面形狀以及位置精度可查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)。 加工方法的選擇加工方法的選擇 加工方法的選擇加工方法的選擇(2)加工方法和加工方案的選擇加工方法和加工方案的選擇首先要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工首先要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案方案。 選擇零

42、件表面的加工方案必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟(jì)合理的。 表5.7、表5.8、表5.9分別介紹了機(jī)器零件的三種最基本的表面(外圓表面、內(nèi)孔表面和平面)的較常用的加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。 這都是生產(chǎn)實(shí)際中的統(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粗糙度要求、零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小以及車間工廠的具體條件，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。 加工方法的選擇加工方法的選擇 但必須指出，這是在一般情況下可能達(dá)到的精度和表面粗糙度，在具體條件下是會(huì)有差別的。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

43、法所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量也會(huì)提高。加工方法所達(dá)到的精度變化的曲線見圖。 例如，過去在外圓磨床上精磨外圓僅能達(dá)到IT6的公差和Ra0.20m的表面粗糙度。但是在采用適當(dāng)?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M(jìn)磨削工藝后，現(xiàn)在已能在普通外圓磨床上進(jìn)行鏡面磨削，可達(dá)IT5以上精度、Ra0.100.012 m的表面粗糙度。用金剛石刀車削，也能獲得Ra0.01m的表面。另外，在大批、大量生產(chǎn)中，為了保證高的生產(chǎn)率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。例如，在連桿加工中用珩磨達(dá)到Ra0.020m的表面粗糙度；在曲軸加工中用超精磨獲得Ra0.40m的表面。決定加工方法時(shí)

44、要考慮被加工材料的性質(zhì)決定加工方法時(shí)要考慮被加工材料的性質(zhì)。例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的問題性的問題。在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動(dòng)液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。甚至在大批、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，用粉末冶金制造的油泵齒輪，用失蠟澆注制造柴油機(jī)上的小尺寸零件等。在單件小批生產(chǎn)中，就采

45、用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。提高單件小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率亦是目前機(jī)械制造工藝的研究課題之一。例如，在車床上裝液壓仿型刀架，采用數(shù)控車床或采用成組加工方法，單件試制新產(chǎn)品時(shí)，甚至采用加工中心機(jī)床等。 加工方法的選擇加工方法的選擇 選擇加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備選擇加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件情況及技術(shù)條件。 應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人群眾的積極性和創(chuàng)造性。有時(shí)雖有該項(xiàng)設(shè)備，但因負(fù)荷的平衡問題，還得改用其它的加工方法。 此外，選擇加工方法還應(yīng)該考慮一些其它因素，例如，工件的形狀和質(zhì)量以及加工方法所能達(dá)到的表面物理機(jī)械性能等。

46、關(guān)于加工方案可參考與表5.7相類似的表格來進(jìn)行選擇。 加工方法的選擇加工方法的選擇【例題【例題51】 表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級(jí)，粗糙度Ra=1.63.2m，確定孔的加工方案。查表58可有下面四種加工方案：鉆擴(kuò)粗鉸精鉸；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、搖臂鉆、六角車床等連續(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80mm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

47、影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。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，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。加工方法的選擇舉例加工方法的選擇舉例5.4.1.2 設(shè)備的選擇設(shè)備的選擇各表面的加工方法確定以后，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床以滿足各表面的加工要求。機(jī)床設(shè)備的選擇除考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件外，還要根據(jù)以下四個(gè)方面考慮：機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。也就是根據(jù)零件的外廓尺寸來選擇機(jī)床的形式和規(guī)格，以便充分發(fā)揮機(jī)床的使用性能。如直徑不太大的軸、套、盤類零件一般在普通機(jī)床上加工。直徑大而短的盤、套類客件一般在端面機(jī)床或立

48、式機(jī)床上加工。機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機(jī)床精度過低，不能滿足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費(fèi)。機(jī)床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)機(jī)床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工時(shí)選擇有足夠功率和足夠剛度的機(jī)床，以免切削深度和進(jìn)給量的選用受限制；精加工時(shí)選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機(jī)床，以保證零件的加工精度和粗糙度。機(jī)床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)機(jī)床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對(duì)于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床；對(duì)于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機(jī)床。工藝

49、路線的擬定工藝路線的擬定5.4.2 加工階段的劃分加工階段的劃分 對(duì)于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過程劃分為粗加工和精加工兩個(gè)階段；對(duì)于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，則常劃分為粗加工階段粗加工階段、半精加工階段半精加工階段、精加工階段精加工階段和光整加工階段光整加工階段。 粗加工階段粗加工階段：是加工開始階段，在這個(gè)階段中，盡量將零件各個(gè)被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個(gè)階段主要問題是如何提高生產(chǎn)率。 半精加工階段半精加工階段：這一階段為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達(dá)到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。在此

50、階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。 精加工階段精加工階段：在這個(gè)階段將切去很少的余量，保證各主要表面達(dá)到較高的精度和較低的粗糙度值(精度710級(jí)，Ra0.83.2m)。 光整加工階段光整加工階段：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度59級(jí)，Ra0.32m)，只從被加工表面上切除極少的余量。 工藝路線的擬定工藝路線的擬定將工藝過程劃分粗、精加工階段的原因是劃分粗、精加工階段的原因是：在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(夾渣、裂紋、氣孔等)，以便及時(shí)處理，避免過多浪費(fèi)工時(shí)。粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內(nèi)

51、應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工作的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時(shí)間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。劃分加工階段可以合理使用機(jī)床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機(jī)床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機(jī)床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機(jī)床的動(dòng)力，又有利于長期保持精加工機(jī)床的精度。 加工階段的劃分加工階段的劃分劃分加工階段可在各個(gè)階段中插入必要的熱處理工序。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。在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對(duì)的，例如加工重型工件時(shí)

52、，由于不便于多次裝夾和運(yùn)輸，因此不必劃分加工階段，可在一次裝夾中完成全部粗加工和精加工。為提高加工的精度，可在粗加工后松開工作，讓其充分變形，再用較小的力量夾緊工件進(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。 加工階段的劃分加工階段的劃分5.4.3 工序的劃分工序的劃分在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計(jì)劃和均衡機(jī)床的負(fù)荷，常將工藝過程劃分為若干個(gè)工序。劃分工序時(shí)有兩個(gè)原則，即工序的工序的集中集中和工序的分散工序的分散。工序集中：工序集中：將若干個(gè)工步集中在一個(gè)工序內(nèi)完成，一個(gè)工件的加將若干個(gè)工步

53、集中在一個(gè)工序內(nèi)完成，一個(gè)工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成工，只須集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。例如在一臺(tái)組合機(jī)床上可同時(shí)完成縫紉機(jī)殼體14個(gè)孔的加工。采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機(jī)床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機(jī)床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作也較復(fù)雜。工序分散：工序分散：工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個(gè)工序所包括的工步工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個(gè)工序所包括的工步少少。最大限度的分散是在一個(gè)工序內(nèi)只包括一個(gè)簡單的工步。工序分散可以使所需

54、要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易、操作簡單，但專用性強(qiáng)。工序的劃分工序的劃分 在確定工序集中或分散的問題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件主要根據(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。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。 在單件小批生產(chǎn)中在單件小批生產(chǎn)中：一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，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多采用工序集中的原則。 在成批生產(chǎn)中：在成批生產(chǎn)中：盡可能采用效率高的通用機(jī)床（如六角機(jī)床）和專用機(jī)床，使工序集中使工序集中。 在大批、大量生產(chǎn)中：在大批、大

55、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)床及專用機(jī)床等，使工序集中使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。但因工件特殊結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個(gè)表面不便于集中加工。如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工藝裝備，按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)。這樣易于保證加工質(zhì)量和使各工序的時(shí)間趨于平衡，便于組織流水生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。 工序的劃分工序的劃分5.4.4 工序的安排工序的安排5.4.4.1 加工順序的確定加工順序的確定 工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：按照下述原則安排：先粗先粗加工后精加工加工后精加工；先基準(zhǔn)面加工后其它面加工先基準(zhǔn)面加工后其它面

56、加工；先主要表面加先主要表面加工后次要表面加工工后次要表面加工；先平面加工后孔加工先平面加工后孔加工。 根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過程開始時(shí)加工。精基準(zhǔn)面加工好后，接著對(duì)精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，并穿插進(jìn)行一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進(jìn)行，這樣可避免已加工表面在運(yùn)輸過程中碰傷，有利于保證加工精度。有時(shí)也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固螺釘孔等。 工序的安排工序的安排5.4.4.2 熱處理及表面處理工序的安排熱處理及表面處理工序的安排 為了改善工件材料的機(jī)械性能和切削性能，在加工過程中常常需要安排熱

57、處理工序。采用何種熱處理工序以及如何安排熱處理工序在工藝過程中的位置，要根據(jù)熱處理的目的決定。退火和正火退火和正火 可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)行，有時(shí)正火也安排在粗加工后進(jìn)行。時(shí)效處理時(shí)效處理 對(duì)于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進(jìn)行人工時(shí)效處理。粗加工前最好采用自然時(shí)效。調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理 可以改善材料的機(jī)械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。淬火處理或滲碳淬火處理淬火處理或滲碳淬火處理 可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)

58、也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。表面處理表面處理(電鍍及氧化電鍍及氧化) 可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。 工序的安排工序的安排5.4.4.3 檢驗(yàn)工序的安排檢驗(yàn)工序的安排 檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個(gè)工序中，操作者都必須自行檢驗(yàn)。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場合還要安排獨(dú)立檢驗(yàn)工序：粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其它車間加工的前后（特別是熱處理工序的前后）；重要工序的前后；最終加工之后等。5.4.4.4 其它工序的安排其它工序的安排 在工序過程中，還可根據(jù)需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁

59、、清洗等工序。 工序的安排工序的安排55 加工余量的確定加工余量的確定551 加工余量的確定加工余量的確定 為了保證零件圖上某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛為了保證零件圖上某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為坯表面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為該該表面的加工總余量表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余稱為工序余量量?？梢娔潮砻娴募庸た傆郱總與該表面余量Zi之間的關(guān)系為：Z總=Z1+ Z2+ +Zi+Zn式中 n一加工該表面的工序（或工步）數(shù)目。工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)

60、量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。例如加工余量太小時(shí)，不易去掉上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太太時(shí)，會(huì)造成加工工時(shí)和材料的浪費(fèi)，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。 加工余量的確定加工余量的確定5.5.2 影響加工余量的因素影響加工余量的因素5.5.2.1 上工序表面質(zhì)量上工序表面質(zhì)量Ra、ta的影響的影響在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀粗糙度值Ra和表面缺陷層ta(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、ta的大小與所用的加工方法有關(guān)，Ra的數(shù)值可參考表5.7，表5.8，表5.9；ta的數(shù)值可參考表