第二部分1 模具機械加工工藝基本理論

模具制造工藝福州大學機械工程學院*2模具機械加工的基本理論模具制造精度分析模具機械加工表面質量模具技術經濟分析模具制造工藝規(guī)程的編制福州大學機械工程學院*3模具制造工藝規(guī)程編制基本概念工藝規(guī)程制訂的原則和步驟產品圖樣的工藝分析毛坯設計定位基準的選擇零件工藝路線的分析與擬定加工余量與工序尺寸的確定工藝裝備的選擇目錄什么是工藝？如何制定工藝？制定工藝的步驟制造什么？用什么材料？怎么固定？如何制造？切除多少？用什么制造？福州大學機械工程學院*4基本概念模具生產過程與工藝過程生產過程生產過程是將原材料或半成品轉變成為成品的各有關勞動過程的總和。生產過程主要包括：生產技術準備過程毛坯制造過程零件的各種加工過程產品的裝配過程各種生產服務活動福州大學機械工程學院*5縮小基本概念模具生產過程與工藝過程工藝過程

在生產過程中，對于那些使原材料成為成品的直接有關的過程，稱為工藝過程。機械加工工藝過程機械加工工藝規(guī)程用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使之成為產品零件的那部分工藝過程，稱為機械加工工藝過程。將合理的機械加工工藝過程確定后，以文字和圖表形式作為加工的技術文件，即為機械加工工藝規(guī)程。實例福州大學機械工程學院*6基本概念模具機械加工工藝過程的組成

機械加工工藝過程是又若干個按順序排列的工序組成，而每一個工序又可依次細分為安裝、工位、工步和走刀。工序

一個（或一組）工人，在一個固定的工作地點，對一個工件（或同時幾個）所連續(xù)完成的那部分工藝過程。劃分的依據(jù)：工作地點不變加工對象不變加工連續(xù)完成福州大學機械工程學院*7基本概念工序實例方案一：方案二：福州大學機械工程學院*8基本概念安裝定位工件在機床商占據(jù)一個正確的位置，稱為定位。裝夾工件定位后再予以夾緊的過程成為裝夾。安裝工件在經一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。同一道工序中可能需要幾次安裝。福州大學機械工程學院*9基本概念安裝實例一道工序四次安裝福州大學機械工程學院*10基本概念工位在工件的一次安裝中，通過分度（或位移）裝置，使工件相對機床床身變換加工位置，我們把每一個加工位置上所完成的工藝過程稱為工位。多工位機床福州大學機械工程學院*11基本概念工步在一個工位中，加工表面、切削工具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的加工，稱為一個工步。工步實例：福州大學機械工程學院*12基本概念復合工步福州大學機械工程學院*13基本概念走刀在一個工序內切削在加工表面上切一次所完成的工步內容，稱為一次走刀。走刀實例：一個工步兩次走刀福州大學機械工程學院*14工序基本概念工藝過程實例工序、安裝、工位、工步、走刀的關系安裝工 位工 步走刀

工序1走刀1……安裝1安裝2…………工位i…………工步1……福州大學機械工程學院*15基本概念生產綱領與生產類型工廠制造產品（或零件）的年產量，稱為生產綱領。生產綱領福州大學機械工程學院*16基本概念生產綱領與生產類型生產類型1．單件、小批生產

①產品做得少，只做一件或數(shù)件；

②一個工作打進行多工序和多品種的作業(yè)；

③重型機器、大型船舶，新樣機制造屬此類型。2．成批生產

①產品生產數(shù)量較多，周期地成批投入生產；②順序地、分批地完成不同工件的某些工序；③通用機床，數(shù)量需求不大，常更新產品就屬此類型。福州大學機械工程學院*17基本概念模具制造業(yè)的生產類型主要可分為：單件生產和成批生產。3.大批、大量生產

①產品生產數(shù)量大，需連續(xù)不斷地進行生產；

②一個工作地重復不斷地進行某工序的加工；

③如汽車通用件（軸承、螺栓等）自行車等屬此類生

產類型。福州大學機械工程學院*18基本概念劃分生產類型的意義劃分生產類型有利于進行生產的規(guī)劃和管理。

大批、大量生產宜廣泛采用高產專用機床和自動化生產系統(tǒng)，按流小線或自動生產線排列進行生產，可大大提高生產率，從而降低成本，提高競爭力。

單件、小批生產宜采用通用性好的機床進行生產，以減少設備投資，從而降低成本。福州大學機械工程學院*19基本概念機械加工的經濟精度影響加工的精度的因素有很多，如機床本身的精度、切削余量、進給速度、刀具磨損情況等。也就是說，同一種加工方法，隨著加工條件的改變，所能達到的加工精度是不一樣的。所謂經濟精度是這樣定義的。

各種加工方法的加工誤差和加工成本之間存在一定的。這種關系呈負指數(shù)函數(shù)曲線形狀。福州大學機械工程學院*20基本概念經濟精度

是指在正常的機床、刀具、人工等工作條件下，以合適的工時消耗，某種加工方法所能達到的加工精度。在經濟精度范圍內，加工精度和加工成本是相互適應的。各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度可查閱手冊。經濟精度的重要性：①有利于合理地選擇加工方法；

②有利于準確地標注產品的技術要求。福州大學機械工程學院*21基本概念經濟精度局限性的表現(xiàn)

①有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜采用該加工方法；

如：車、銑、刨、鉆等加工方法不能加工已淬硬鋼；鉸孔不宜加工大孔；鏜孔不宜加工小孔。

②有時會碰到多種加工方法都能達到所需的加工要求，對此需進一步對加工成本進行定量分析，擇優(yōu)采用；

③經濟精度的數(shù)值不是一成不變的。

隨著技術進步，尤其是計算機技術在制造系統(tǒng)中的廣泛應用，使得一些加工方法的加工精度和生產不斷提高，成本不斷下降。經濟精度的數(shù)值不斷下降。福州大學機械工程學院*22工藝規(guī)程制訂的原則和步驟工藝規(guī)程的作用生產計劃、調度生產準備的依據(jù)刀具、夾具、量具、輔具等車間、廠房設計的依據(jù)經驗積累工藝規(guī)程是記述毛坯加工成為零件的一種工藝文件，它簡要規(guī)定了零件加工的順序、選用機床、工具、工序的技術要求及必要的操作方法等。福州大學機械工程學院*23工藝規(guī)程制訂的原則和步驟工藝文件及應用工藝文件的形式多種多樣，區(qū)別很大，主要決定于生產類型。

在單件小批生產中一般只編制綜合工藝過程卡。

在成批生產中多采用機械加工工藝卡片。

大批大量生產中則要求完整和詳細的文件，一般是工藝過程卡、工序卡片，有時甚至包括操作卡、調整卡以及檢驗卡。

各工廠采用的工藝文件并無須統(tǒng)一格式，但基本內容大同小異福州大學機械工程學院*24工藝規(guī)程制訂的原則和步驟工藝文件實例零件圖福州大學機械工程學院*25工藝規(guī)程制訂的原則和步驟福州大學機械工程學院*26返回工藝規(guī)程制訂的原則和步驟福州大學機械工程學院*27工藝規(guī)程制訂的原則和步驟制訂工藝規(guī)程的原則技術上的先進性經濟上的合理性有良好的勞動條件以最少的勞動量和最低的費用，可靠地加工出符合圖樣及技術要求的零件。福州大學機械工程學院*28工藝規(guī)程制訂的原則和步驟制訂工藝規(guī)程依據(jù)的原始資料零件工件圖、包括必要的裝配圖零件的生產綱領和生產類型毛坯的生產條件和供應條件本廠的生產條件如設備規(guī)格、性能和精度等級，刀具、夾具、量具的規(guī)格和使用情況，工人的技術水平等。各有關手冊、標準和指導性文件福州大學機械工程學院*29工藝規(guī)程制訂的原則和步驟制訂工藝規(guī)程的步驟對產品的裝備圖和零件圖進行分析與工藝審查確定生產類型確定毛坯的種類和尺寸選擇定位基準和主要表面的加工方法，擬定零件的加工工藝路線確定各工序余量，計算工序尺寸、公差，提出技術要求確定機床、工藝裝備、切削用量及時間定額填寫工藝文件福州大學機械工程學院*30產品圖樣的結構工藝分析結構工藝性產品圖樣的工藝分析同一產品可以有多種不同結構,所需花費的加工量也不大相同。所謂結構工藝性是指所設計的產品在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經濟性。也就是機器的和零件的結構是否便于加工，裝配和維修。即在滿足機器工作性能的前提下能適應經濟、高效制造過程的需要，達到優(yōu)質、高產、低成本。福州大學機械工程學院*31產品圖樣的工藝分析

因齒間的軸向距離很小、因而小齒圈不能用滾齒加工、只能用插齒加工；又因插斜齒需專用螺旋導軌，因而它的結構工藝性不好。

若能采用電子束焊，先分別滾切兩個齒輪，再將它們焊成一體，這樣的制造工藝就較好，且能縮短齒輪間的軸向尺寸。

由此可見，結構對工藝有著重要的影響。福州大學機械工程學院*32產品圖樣的工藝分析

結構工藝性衡量的主要依據(jù)

產品的加工量、生產成本及材料消耗。具體分析比較下述各項特征：

a.機器或零件結構的通用化，標準化程度；

b.老產品零部件的重復利用程度；

c.平均加工精度和表面粗糙度系數(shù);

d.關鍵零件工藝的復雜程度

e.材料利用率

f.采用自動化加工方法的可能性結構工藝性具有綜合性，必須對毛坯制造,機械加工到裝配調試的整個工藝過程進行綜合分析比較,全面評價。結構工藝性又具有相對性，不同生產規(guī)模,不同生產條件的工廠來說,對產品結構工藝性的要求是不同的。福州大學機械工程學院*33毛坯結構工藝性產品圖樣的工藝分析機械零件廣泛采用鑄件，占70%～85%；其次是鍛件、沖壓件、各種型材和焊件。（1）鑄造毛坯的工藝性主要考慮一下因素:

①鍛件形狀盡量簡單;避免不規(guī)則分型面

②鑄件的垂直壁或筋否應有拔模斜度,內表面斜度大于外表面;

③應防止?jié)沧⒉蛔?鑄件壁厚過渡不能太大。

④防止撓曲變形，盡量采用對稱截面布置。福州大學機械工程學院*34產品圖樣的工藝分析壁厚力求均勻，以免產生縮孔減少大的水平面，便于雜質和氣體排除，減少內應力。鑄件局部凸臺應連成一片鑄造毛坯的工藝性福州大學機械工程學院*35產品圖樣的工藝分析鑄造毛坯的工藝性分型面應盡量少鑄件結構不應阻礙材料收縮起模方向應有脫模斜度細長件收縮時易產生彎曲，應采用對稱截面或合理布置加強筋福州大學機械工程學院*36（2）鍛造毛坯的工藝性產品圖樣的工藝分析適用于各種生產批量和毛坯形狀尺寸的場合。

大批量→模鍛單批小批→自由鍛

鍛造毛坯的工藝性要素：①鍛造毛坯形狀應簡單、對稱、避免主體部分交貫和主要表面上有不規(guī)則凸臺。最大尺寸在分型面。

②鍛造毛坯應有拔模斜度和圓角;

③毛坯形狀不應引起模具側向移動，使上下模錯位;

④零件壁厚差不能太大。福州大學機械工程學院*37產品圖樣的工藝分析鍛造毛坯的工藝性形狀不對稱，上下模易錯位，影響鍛件質量截面形狀變化過大，模具壽命降低最大尺寸應在分型面上，以利于金屬填充毛坯在半模內成型，有利于提高質量，降低成本福州大學機械工程學院*38零件結構的工藝分析產品圖樣的工藝分析提高零件結構工藝性，應遵循以下原則：

(1)減輕零件重量

好處：省材、省工時。便于選用加工設備。便于運輸、裝卸和保存。

措施：減小鑄件壁厚。壁厚減小一倍，重量減小2/3倍。采用焊接件，重量下降20～30%、加工量減小30～50%。

大批量生產可采用沖壓件焊接結構。福州大學機械工程學院*39產品圖樣的工藝分析減輕零件重量1和2采用沖壓件代替鑄件，可節(jié)省材料和工時采用扎制型材，減少直徑，節(jié)省材料福州大學機械工程學院*40產品圖樣的工藝分析(2)保證加工的可能性和經濟性

要素：必須考慮加工時的安裝、對刀、測量和提高切削效率。

如：a.減小加工表面積；

b.正確規(guī)定加工要求；

c.保證刀具能自由地進刀和退刀及正常工作；

d.便于安裝，能減少對刀和安裝次數(shù)；福州大學機械工程學院*41產品圖樣的工藝分析保證加工的可能性和經濟性底座有凸臺，加工面積↓、加工量↓、平面不平度誤差↓、接觸精度↑。進、排氣（油）孔設在外圓上，加工相對容易，且易保證槽間距減少深螺紋孔的加工，使用更為方便減少配合表面的長度福州大學機械工程學院*42產品圖樣的工藝分析（3）零件尺寸規(guī)格標準化

好處：結構要素標準化，節(jié)約工具，減少工藝裝備的工作，簡化工藝裝備。工藝性差工藝性好

尺寸一致：加工尺寸應能采用標準刀具加工。減少刀具規(guī)格，避免專門制備工具。工藝性差工藝性好福州大學機械工程學院*43產品圖樣的工藝分析（4)正確標注尺寸及規(guī)定加工要求

a.尺寸標注應符合尺寸鏈最短原則；

b.不從軸線、銳邊假想平面或中心線等難于測量的基準標注尺寸（不易測量，需換算）；

c.避免從一個加工表面確定幾個非加工表面的位置；

d.合理規(guī)定加工要求，過高精度及表面粗糙度，必然導致增加工序。福州大學機械工程學院*44零件要保證位置精度，最好是一次安裝下能加工出所有相關表面（1）圖零件結構不易保證（2）圖和（3）圖都可在一次安裝下加工出60mm的內圓表面和80mm的外圓表面，以保證同軸度的要求。產品圖樣的工藝分析零件結構要素的工藝實例福州大學機械工程學院*45產品圖樣的工藝分析福州大學機械工程學院*46產品圖樣的工藝分析福州大學機械工程學院*47產品圖樣的工藝分析福州大學機械工程學院*48產品圖樣的工藝分析福州大學機械工程學院*49裝配結構的工藝性產品圖樣的工藝分析改善機器裝配結構的工藝性，應遵循以下原則：①結構應能分解成獨立裝配單元；好處：

a.以便于組織平行的流水裝配作業(yè)，縮短裝配期。

b.組件和具有獨立功能的部件可單獨進行檢驗和試車調整，更好地保證總裝質量并減少裝配時間和裝配的勞動強度。福州大學機械工程學院*50產品圖樣的工藝分析傳動軸的裝配工藝性福州大學機械工程學院*51產品圖樣的工藝分析②應使裝配操作和調整方便，減輕裝配勞動；措施：

a.使裝配和拆卸方便。

b.相配合零件有正確基面，避免找正。

c.對有嚴格相對位置要求的裝配結構，應設置防裝錯裝置。

d.應使裝配過程中的修配工作最少，所以，手工修配費時費力。

如：柴油機汽缸孔壓缸套后再精鏜和珩磨。

福州大學機械工程學院*52產品圖樣的工藝分析旁開工藝孔，便于裝配采用雙頭螺柱開辟裝配空間，方便拆卸福州大學機械工程學院*53產品圖樣的工藝分析③為簡化結構并使裝配容易，裝配結構中，必要的零件數(shù)目和規(guī)格應減至最少。方法：

a.應用成組技術。

b.盡量減少標準件的規(guī)格。

如:木工機床采用同一種螺栓連接，減少扳手，效率增大。④要有利于達到和提高裝配質量。福州大學機械工程學院*54產品圖樣的工藝分析裝配結構工藝性實例福州大學機械工程學院*55零件的技術要求分析主要加工表面的尺寸精度主要加工表面的幾何形狀精度主要加工表面之間的相互位置精度零件表面質量零件材料、熱處理要求及其它要求產品圖樣的工藝分析福州大學機械工程學院*56零件的技術要求分析位置精度表面質量尺寸精度高尺寸精度低尺寸精度技術要求：1、未注明圓角均為R32、去銳邊毛刺3、材料為：45鋼4、時效處理HBS187-220技術要求產品圖樣的工藝分析返回返回福州大學機械工程學院*57毛坯設計毛坯設計模具材料的類別模座多為45鋼，大型模具可采用鑄鐵或鑄鋼凸、凹模多采用模具鋼，精密重載的可采用高碳高合金鋼，對于高壽命的模具可考慮采用粉末冶金一般的結構件，則多選擇原型材毛坯形式福州大學機械工程學院*58毛坯設計模具零件毛坯形式鑄件在模具零件中常見的鑄件有沖壓模具的上模座和下模座，大型塑料模的框架等。常用材料有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵、鑄鋼、鑄造鋁合金等。毛坯設計福州大學機械工程學院*59鍛件毛坯經過鍛造可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質零件。模具零件毛坯形式毛坯設計福州大學機械工程學院*60原型材主要有板材、棒材線材等。主要用制造非標準的模架、凸凹模等。模具零件毛坯形式毛坯設計福州大學機械工程學院*61模具零件毛坯形式半成品件隨著模具專業(yè)化和專門化的發(fā)展以及模具標準化的提高，出現(xiàn)了大量商品化的冷沖模架、矩形凹模板、舉行模板、矩形墊板，以及塑料注射模標準模架等零件。這種半成品的毛坯形式應該是模具零件毛坯的主要形式。毛坯設計福州大學機械工程學院*62焊接件沖壓件冷擠壓件粉末冶金模具零件毛坯形式毛坯設計福州大學機械工程學院*63毛坯設計實例零件圖：技術要求：1、45鋼棒料2、硬度：HBS187-229毛坯圖：毛坯設計返回返回福州大學機械工程學院*64定位基準的選擇定位基準的選擇基準的概念基準設計基準工藝基準基準基準：零件上用于確定其它點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面。按照其作用不同可分為設計基準和工藝基準。福州大學機械工程學院*65定位基準的選擇基準的概念設計基準零件圖上用于確定其它點、線、面的基準?；鶞试O計基準工藝基準設計基準定位基準的選擇福州大學機械工程學院*66定位基準的選擇基準的概念工藝基準零件在加工裝配過程中所使用的基準。按用途不同可分為定位基準、測量基準和裝配基準?；鶞试O計基準工藝基準工藝基準定位基準測量基準裝配基準定位基準的選擇福州大學機械工程學院*67定位基準的選擇基準的概念工藝基準基準設計基準工藝基準定位基準測量基準裝配基準定位基準加工時使工件在機床或夾具中占據(jù)正確位置所用的基準。按其作用不同又可分為粗基準、精基準和附加基準。定位基準粗基準精基準附加基準定位基準的選擇福州大學機械工程學院*68定位基準的選擇基準的概念工藝基準基準設計基準工藝基準定位基準測量基準裝配基準測量基準零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準。測量基準粗基準精基準附加基準定位基準的選擇福州大學機械工程學院*69定位基準的選擇基準的概念工藝基準基準設計基準工藝基準定位基準測量基準裝配基準裝配基準裝配時用以確定零件在部件或產品中位置的基準。裝配基準粗基準精基準附加基準定位基準的選擇福州大學機械工程學院*70定位基準的選擇各種基準福州大學機械工程學院*71工件安裝的方式直接找正法在工件直接裝在機床上后，用千分表或劃針，以目測法校正工件的正確位置，一邊校正一邊找正，直至符合要求。定位基準的選擇福州大學機械工程學院*72工件安裝的方式劃線找正法在機床上用劃針按毛坯或半成品上所劃的線來找正工件，使其獲得正確位置的一種方法。定位基準的選擇福州大學機械工程學院*73工件安裝的方式采用夾具安裝夾具在機床上相對刀具的位置，在工件未安裝前已預先調整好，在成批和大量生產中廣泛應用。模具制造多屬于單件小批生產，常采用直接找正和劃線找正安裝方式。定位基準的選擇福州大學機械工程學院*74定位基準的選擇定位基準的選擇

粗基準：選用毛坯表面來定位的基準。

（在第一道工序中只能選用毛坯表面來定位）

精基準：采用已加工過的表面來定位的基準。

（在第一到工序之后的各工序中）

設計基準在零件的工程圖中已經標出，加工中是否就是以設計基準作為定位基準呢？回答是否定的。定位基準有粗、精、輔助基準之分。福州大學機械工程學院*75定位基準的選擇輔助基準：(有時回遇到這種情況)，工件上沒有能作為定位基準用的恰當表面，而在工件上專門設置或加工出定位表面。常用的有工藝孔和工藝塔子。

輔助基準在零件上不起作用，純粹是為了工藝上的需要。加工完畢后，若有需要（如有礙外觀等）可予以去除。粗基準和精基準所起作用不同，兩者的選擇原則也不一樣。福州大學機械工程學院*76定位基準的選擇粗基準的選擇原則(1)兩個出發(fā)點：

a.保證各加工表面有足夠余量。

b.保證不加工表面的尺寸和位置符合圖紙要求。(2)原則：

a.若工件必須首先保證某重要表面余量均勻，則應選該表面為粗基準。

如圖車床床身的加工。導軌表面要求硬度高，而且均勻。福州大學機械工程學院*77b.若工件必須首先保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應選不加工表面為粗基準，以達到壁厚均勻，外形對稱等要求。定位基準的選擇又如圖，若△A>△B，應選B面，否則選A面。福州大學機械工程學院*78定位基準的選擇c.若工件上每個表面都要加工，則應以余量最小的表面作為粗基準，以保證各表面都有足夠余量。

如圖若以大端為粗基準，由于大小端外圓偏心有5毫米，則上側單邊為34，下側單邊為24,加工余量不足。分析：毛坯：單邊29，零件：單邊25；由于偏移5，則一邊為24，另一邊為34，24的一邊加工不到。福州大學機械工程學院*79定位基準的選擇e.粗基準只允許使用一次。

∵粗基準究竟是毛坯表面比較粗糙，重復定位精度低。d.粗基準表面應盡可能平整光潔不能有飛邊，澆口，冒口或其它缺陷,以便使定位準確、夾緊可靠。若粗基準表面有飛邊，澆口，冒口等缺陷，在應用前應將其去除。福州大學機械工程學院*80定位基準的選擇精基準的選擇基準重合原則兩小孔中心以已加工的大孔為設計基準定位基準設計基準基準不重合零件圖：定位方案一：基準不重合，需計算尺寸鏈，難以保證精度。不合理定位基準的選擇福州大學機械工程學院*81定位基準的選擇精基準的選擇基準重合原則兩小孔中心以已加工的大孔為設計基準定位基準設計基準基準重合零件圖：定位方案二：基準重合，加工精度容易保證。合理定位基準的選擇福州大學機械工程學院*82基準統(tǒng)一原則采用基準統(tǒng)一原則，能用同一基面加工大多數(shù)表面，有利于保證各表面的相互位置要求，避免基準轉換帶來的誤差，而且簡化夾具設計和制造。發(fā)動機缸蓋的眾多的面和孔的加工，基本上都是以結合面，以及兩銷孔定位的。定位基準的選擇福州大學機械工程學院*83定位基準的選擇

基準統(tǒng)一的好處：

a.有利于保證各加工表面的相互位置要求，避免基準轉換帶來的誤差。

b.可簡化夾具的設計與制造，縮短生產準備周期。

典型方案：軸類零中加工采用中心孔和箱體類零中加工采用一面兩孔。注意：基準統(tǒng)一原則常常會帶來基準不重合的問題，此時應綜合考慮。福州大學機械工程學院*84定位基準的選擇精基準的選擇精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，這時應盡可能用加工表面自身為精基準。精磨床身導軌面時，通過千分表，并調節(jié)輔助支撐找正。定位基準的選擇返回返回注意：采用自為基準僅能提高表面質量，不能提高形位精度，該加工表面與其它表面之間形位精度則應由先行工序保證。自為基準原則福州大學機械工程學院*85互為基準原則采用互為基準原則，可提高加工表面間的相互位置精度。零件圖：位置精度高以外圓面定位，磨內圓面以內圓面定位，磨外圓面定位基準的選擇福州大學機械工程學院*86定位基準的選擇便于裝夾的原則應滿足定位準、穩(wěn)定可靠，夾緊機構簡單，操作方便的要求。措施：接觸面積和分布面積盡可能大。福州大學機械工程學院*87零件工藝路線分析與擬定方法零件工藝路線分析與擬定工藝路線擬定的主要任務是選擇各個表面的加工方法和加工方案。選擇合理的定位基準，確定表面加工方法、加工階段劃分、工序集中與分散和加工順序等。在具體工作中，應該在充分調查研究的基礎上，提出多種方案進行分析比較。①視工藝路線對加工質量和加工效率的影響。

②對工人勞動強度的影響。

③對設備投資，車間面積和生產成本的影響。工藝路線優(yōu)越性判斷依據(jù)福州大學機械工程學院*88零件工藝路線分析與擬定擬定工藝路線應考慮的問題（五個方面）1、合理選擇定位基準2、加工方法的選擇3、加工階段的劃分4、工序的集中與分散5、加工順序安排1、合理選擇定位基準如前面所述。福州大學機械工程學院*89零件工藝路線分析與擬定2、加工方法的選擇

(1)內容：根據(jù)每個加工表面的技術要求，確定其加工方法及分幾次加工。

(2)具體應考慮的因素

①各加工方法：經濟精度和表面粗糙度與表面加工技術要求相當。最好不低于加工技術要求，否則要進行特別處理，改進工藝措施。同時要注意：

a、表中數(shù)據(jù)為一般情況下的數(shù)值，在某些條中下會發(fā)生變化。

b、在大批大量生產中，為保證高的生產率和高的成品率。常把原用于高光潔度的加工方法用于獲得較差的表面粗糙度。

如：連桿孔表面粗糙度要求為Ra為0.8μm，采用Ra可達0.04～0.32的珩磨加工方法，用以獲得高質、高效率。福州大學機械工程學院*90零件工藝路線分析與擬定④本廠現(xiàn)有設備、技術不應一謂追求高精設備要充分利用現(xiàn)有設備,挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮職工的積極性和創(chuàng)造性。③生產類型

反映的是生產率與經濟性關系。大批→高效加工方法。如：采用拉削取代銑、刨、鏜孔以獲得高效率。又如：農用齒輪直接采用鍛造成型，無需切削加工。②材料的性質及可以加工性。

如：淬火鋼應采用磨削加工，而有色金屬磨削困難，一般應采用金剛鏜或高速車削來進行精加工。福州大學機械工程學院*91零件工藝路線分析與擬定3、加工階段的劃分（1）按加工性質和作用不同，工藝路線可分成如下幾個階段。

①粗加工階段

主要任務：切除大部分加工余量。

主要問題：如何獲得高的生產率。

特點：加工精度低，表面粗糙度大

②半精加工階段

主要任務：

a.主要表面消除粗加工留下的誤差。達到一定的精度及精加工余量。為精加工作準備。

b.完成一些次要表面如鉆孔、銑鍵槽等的加工。福州大學機械工程學院*92零件工藝路線分析與擬定⑤荒加工

毛壞余量特別大，表面極其粗糙。在粗加工前進行去皮加工。③精加工階段

任務：使各主要表面達到圖紙要求。④光整加工階段

a.主要任務：對IT6以上，Ra<0.2的表面進行加工。

如孔表面的珩磨，外圓面的拋光。

b.注意：光整加工不能糾正幾何形狀和相互位置誤差。福州大學機械工程學院*93零件工藝路線分析與擬定（2）劃分加工階段的理由①粗加工，切削余量大，工藝單位受力↑，熱變形↑，粗加工與精加工分開，可實現(xiàn)自然時效。

②有利于合理使用機床設備。

a.粗加工：功率大，切削效率高。

b.精加工：精度高，受力小，有利于延長等精度機床的壽命

③有利于插入必要的熱處理程序。

工藝過程以熱處理工序為界自然地劃分為各階段。

如：粗加工之后→去應力時效；精加工后→淬火；精加工后：冰冷處理及低溫回火。

④及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時報廢或修補，避免造成更大浪費。

⑤表面精加工安排在最后，可防止或減少損傷。福州大學機械工程學院*94零件工藝路線分析與擬定（3）不劃分加工階段的情況①加工要求不高，工件剛性足夠，毛坯質量高，切削余量小時，為減小夾緊力的影響，粗加工后應松開，以較小力重新夾緊。再進行精加工。

②有些重型零件中，為減少安裝運輸費用。福州大學機械工程學院*95零件工藝路線分析與擬定4、工序的集中與分散確定了加工方法和劃分加工階段之后，零件加工的各個工步也就確定了。如何將這些工步組合成工序呢？是將這些工步分散成各個單獨工序，還是將某些工步集中在一個工序中加工？如：福州大學機械工程學院*96加工余量與工序尺寸的確定1）工序集中的特點

優(yōu)點：①零件各加工表面的加工集中在少數(shù)幾道工序內完成，各工序內容多，工步多。

②有利于采用高效的專用設備和工藝裝備，生產效率高。

③生產面積和操作工人數(shù)減少，工藝路線短。

④可簡化生產計劃和生產組織工作。

⑤工件裝夾次數(shù)減少，輔助時間縮短，加工表面間的位置精度易于保證。

缺點：設備工藝裝備投資大、調整、維護復雜，生產準備工作量大，更換新產品困難，柔性差。福州大學機械工程學院*97加工余量與工序尺寸的確定2）工序分散的特點:

①工序多，工藝過程長，各工序加工內容少，有的情況只有一個工步。

②所使用的設備和工藝裝備較簡單，易于調整，掌握。

③有利于選用合理的切削用量，減少工序基本時間

④設備數(shù)量多，生產面積大，人員多，但不易于適應新產品的生產。福州大學機械工程學院*98加工余量與工序尺寸的確定

工序的集中與分散程度必須根據(jù)生產規(guī)模、零件的結構特點和技術要求、機床設備等具體生產條件進行綜合分析確定。

如：a.單件小批：在通用數(shù)控機床上實現(xiàn)工序集中

b.大批大量生產：宜采用專機來實現(xiàn)工序集中

c.成批生產：集中為宜，不宜采用昂貴設備和工藝裝備使工序集中，而是采用多刀多工位進行工序集中。工序集中與分散的選擇福州大學機械工程學院*99加工余量與工序尺寸的確定5、加工順序安排（1）遵循四個原則:

a.先粗后精精度逐步提高；

b.先主后次先行裝配基面和主要工作面的加工，與主要表面有聯(lián)系的槽、孔等，介于半精加工與精加工之間。

c.基面先行即首先應加工出選作定位基準的精基準表面，然后再以精基準定位加工其它表面。如打中心孔。

d.先面后孔平面輪廓大、定位穩(wěn)定可靠。

配套加工當部件精度很高時，某些表面精加工應安排在部件裝配或總裝過程中進行，否則將導致零件精度過高而無法加工。福州大學機械工程學院*100加工余量與工序尺寸的確定（2）熱處理工序安排①預備熱處理：

目的：改善切削性能，消除毛坯內應力。

安排：在加工之前。包括：退火、正火和調質等。

應用：

a.含碳>0.5%，退火降低硬度；

b.含碳<0.5%，正火增大硬度，使不粘刀；

c.調質，細化組織熱處理目的：改變材料的性能，消除內應力。福州大學機械工程學院*101加工余量與工序尺寸的確定②最終熱處理：目的：提高材料的強度和硬度。安排：在半精和精加工之間，包括：淬火、滲碳、氮化、調質等。

應用：

淬火：強度↑，塑性、鋼性↓，組織不穩(wěn)定，易變形，淬火后應進行回火。

滲碳：強度變動加大

氮化：氮化前后都應進行磨削加工，

a.前者：使氮化層厚度均勻。

b.后者：降低表面粗糙度Ra。

調質：用以獲得強度高，鋼性好的綜合性能要求。福州大學機械工程學院*102加工余量與工序尺寸的確定③去應力處理目的：消除應力，減小變形

方法：人工時效、退火、高溫去應力等

應用：

a.一般鑄件：在粗加工后進行；

b.精度要求高的鑄件：在半精加工之后，進行第二次……

c.高精度的絲桿、軸等，在粗車、粗磨、半精磨之后均需進行時效處理，為穩(wěn)定尺寸。還需進一步進行冰冷處理（-70～-80攝氏度，1～2小時）福州大學機械工程學院*103加工余量與工序尺寸的確定（3）輔助工序安排：

輔助工序是保證質量的重要措施，主要有檢驗工序。

包括：中間檢驗、特種檢驗、表面處理。

①中間檢驗：是主要的輔助工序。和保證質量的重要措施。

安排在：精加工前；送外廠或外車間加工前、后；花費大或重要工序前后；全部工序結束后。

②特種檢驗：如：

a.x射線、超聲波探傷。用于內部質量檢查，在工藝過程開始；

b.熒光檢驗、磁力探傷。用于檢驗表面質量，安排在精加工階段。

③表面處理：去毛刺、到棱邊、清洗、電鍍、發(fā)藍、涂防銹油。福州大學機械工程學院*104加工余量與工序尺寸的確定加工余量與工序尺寸的確定加工余量的概念單邊余量零件非對稱結構的非對稱表面，其加工余量一般為單邊余量，可表示為：Zi＝li－1li－其中，——本道工序的工序余量Zi——本道工序的基本尺寸li——上道工序的基本尺寸

li－1福州大學機械工程學院*105加工余量與工序尺寸的確定加工余量與工序尺寸的確定加工余量的概念加工總余量與工序余量毛坯尺寸與零件設計尺寸之差成為加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。余量過大：不僅浪費金屬，而且增加切削時機床和刀具的負荷。余量過?。簞t難以修正前一工序誤差，難以達道本工序的精度要求和表面質量要求。福州大學機械工程學院*