第五章 機械加工工藝規(guī)程111

第五章機械加工工藝規(guī)程王鳳花現(xiàn)代農業(yè)工程學院第五章機械加工工藝規(guī)程5.1機械加工工藝過程的基本概念5.2工件的安裝與基準5.3機械加工工藝規(guī)程的制訂5.4制訂工藝規(guī)程要解決的幾個主要問題5.5工序尺寸及其公差的確定5.6機械加工的生產率與經濟性分析5.1機械加工工藝過程的基本概念5.1.1生產過程與工藝過程(1)生產過程制造機器時，由原材料到成品之間的所有勞動過程的總和稱為生產過程。原材料成品（機器）生產過程包括：

1)

原材料的運輸、保管和準備；

2)

生產的準備工作；

3)

毛坯的制造；

4)

零件的機械加工與熱處理；

5)

零件裝配成機器；

6)

機器的質量檢查及運行試驗；

7)

機器的油漆、包裝和入庫。5.1機械加工工藝過程的基本概念5.1.1生產過程與工藝過程（2）工藝過程1）定義：在機械產品的生產過程中，那些與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P的過程稱為工藝過程。2）分類：

1)毛坯制造工藝過程

2)機械加工工藝過程

3)熱處理工藝過程

4)裝配工藝過程機械加工工藝過程

采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量，使之成為合格零件的全部勞動過程。5.1.2機械加工工藝過程的組成工藝過程是由若干個按一定順序排列的工序組成。毛坯順次通過這些工序就變成了成品或半成品。工序是工藝過程的基本單元，工序又可分為安裝、工步、走刀和工位。（1）工序一個（或一組）工人，在一個固定的工作地點（一臺機床或一個鉗工臺），對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的主要依據是工作地點是否改變和加工過程是否連續(xù)。圖5.1階梯軸簡圖圖5.1階梯軸簡圖工序號工序名稱工作地點1銑端面打中心孔銑端面打中心孔機床2車外圓，切槽，倒角普通車床3銑鍵槽立式銑床4去毛刺鉗工臺5磨外圓外圓磨床表5.1階梯軸的工藝過程階梯軸的加工工藝過程可由五個工序組成，如表5．1所示。棒料毛坯依次通過這五個工序就變成階梯軸的產品零件。

（2）安裝

工件在加工前，在機床或夾具中相對刀具應有一個正確的位置并給予固定，這個過程稱為裝夾，一次裝夾所完成的那部分加工過程稱為安裝。應盡可能減少裝夾次數，因為多裝夾一次就多一次誤差，同時增加了裝夾工件的輔助時間。（3）工步在同一道工序內，當加工表面不變、切削用量（指切削速度、背吃刀量和進給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，稱工步。當其中有一個因素變化時，則為另一個工步。當同時對一個零件的幾個表面進行加工時，則為復合工步。（如圖7-3）（4）走刀在一個工步內，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，用同一把刀具對它進行多次加工，每加工一次，稱一次走刀。（5）工位為了減少工序中的裝夾次數，常采用回轉工作臺或回轉夾具，使工件在一次安裝中，可先后在機床上占有不同的位置進行連續(xù)加工，每一個位置所完成的那部分工序，稱一個工位。（如圖7-4）

5.1.3生產類型及其工藝特點（1）生產綱領

某種產品（或零件）的年產量稱為該產品（或零件）的生產綱領。

零件的生產綱領N可按下式計算：式中

Q——產品的年產量，單位：臺/年；

n——每臺產品中所含該零件的數量，單位：件/臺；

α%——備品率，對易損件應考慮一定數量的備品，以供用戶修配的需要；

β%——廢品率。

5.1.3生產類型及其工藝特點（2）生產類型在機械制造業(yè)中，根據生產綱領的大小和產品的特點，可以分為三種不同的生產類型：單件生產、大量生產、成批生產。1）單件生產

單個地生產不同結構和不同尺寸的產品，并且很少重復。

例如，重型機器制造、專業(yè)設備制造和新產品試制等。2）大量生產產品數量很大，大多數工作地點經常重復地進行某一個零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機、軸承等的制造通常都是以大量生產的方式進行。3）成批生產一年中分批地制造相同的產品，工作地點的加工對象周期性重復。例如，機床制造就是比較典型的成批生產。每批制造的相同產品的數量稱為批量。根據批量的大小，成批生產又可分為：小批生產---其工藝過程的工藝特點和單件生產相似，常將兩者合稱為單件小批生產；大批生產---其工藝過程的特點和大量生產相似，常將兩者合稱為大批大量生產；中批生產-----其工藝過程的特點則介于單件小批生產和大批大量生產之間。劃分生產類型的參考數據表5.2劃分生產類型的參考數據

生產類型零件年產量重型零件質量大于2000kg中型零件質量100~2000kg輕型零件質量小于100kg單件生產<5<20<100成批生產小批5~10020~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生產>1000>5000>50000各種生產類型的工藝過程的特點可歸納成表5．3

特點單件生產成批生產大量生產工件的互換性一般是配對制造，沒有互換性，廣泛用鉗工修配大部分有互換性，少數用鉗工修配。全部有互換性，有些精度較高的配合件用分組選擇裝配法毛坯的制造方法及加工余量鑄件用木模手工鑄造，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器造型；鍛件廣泛采用模鍛以及其他高生產率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小特點單件生產成批生產大量生產機床設備通用機床。按機床種類及大小采用“機群式”排列部分通用機床和部分高生產率專用機床。按加工零件類別分工段排列廣泛采用高生產率的專用機床及自動機床。按流水線形式排列夾具多用通用夾具，極少采用專用夾具，靠劃線法和試切法達到精度要求廣泛采用專用夾具，部分靠劃線法達到精度要求廣泛采用高生產率專用夾具及調整法達到加工精度特點單件生產成批生產大量生產刀具與量具采用通用刀具和萬能量具較多采用專用刀具及專用量具廣泛采用高生產率刀具和量具對工人的要求需要技術熟練的工人需要一定熟練程度的工人對操作工人的技術要求較低，對調整工人的技術要求較高工藝規(guī)程有簡單的工藝路線卡有工藝規(guī)程，對關鍵零件有詳細的工藝規(guī)程有詳細的工藝規(guī)程特點單件生產成批生產大量生產生產率低中高成本高中低發(fā)展趨勢箱體類復雜零件采用加工中心采用成組技術，數控機床或柔性制造系統(tǒng)等進行加工在計算機控制的自動化制造系統(tǒng)中加工，并可能實現(xiàn)在線故障診斷，自動報警和加工誤差自動補償5.2工件的安裝與基準5.2.1工件的安裝定位：加工前，使工件在機床上或夾具上占有正確的加工位置的過程，稱為定位。夾緊：用施加外力的形式，把工件已確定的定位位置固定下來的過程，稱為夾緊。裝夾或安裝：工件定位、夾緊的全過程，稱為裝夾或安裝。例：在墻上貼畫

小結：定位在前，夾緊在后定位是首要的

定位+夾緊=安裝由于工件大小、加工精度和批量的不同，工件的找正安裝有三種方式：1）直接找正法：是用百分表、劃針或用目測，在機床上直接找正工件，使工件獲得正確位置的方法。圖5-2

直接找正法示例a）磨內孔時工件的找正b）刨槽時工件的找正直接找正安裝的精度與工作效率，取決于要求的找正精度、所采用的找正方法、所使用的找正工具和工人的技術水平。此法的缺點：費時較多，因此一般只適合于工件批量小，采用專用夾具不經濟或工件定位精度要求特別高，采用專用夾具也不能保證，只能用精密量具直接找正定位的場合。2)劃線找正法：當零件形狀很復雜時，可先用劃針在工件上畫出中心線、對稱線或各加工表面的加工位置，然后再按劃好的線來找正工件在機床上的位置的方法。此法要增加劃線工序，定位精度也不高。因此多用于批量小，零件形狀復雜、毛坯制造精度較低的場合，以及大型鑄件和鍛件等不宜使用專用夾具的粗加工。

圖5-3

劃線找正法示例3）用專用夾具安裝工件在夾具內定位并夾緊，不需要找正。此法的安裝精度較高，而且裝卸方便，可以節(jié)省大量輔助時間。但制造專用夾具成本高，周期長，因此適用于成批和大量生產。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5.4），不用找正就能保證工件相對刀具的位置，只要用壓板夾緊工件，便可進行銑鍵槽的工作。圖5.4銑鍵槽工序的安裝5.2.2基準及其分類基準：在零件圖上或實際的零件上，用來確定一些點、線、面位置時所依據的那些點、線、面稱為基準。根據基準的用途，基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。（1）設計基準定義：設計時在零件圖紙上所使用的基準。如圖7-6和圖7-7。（2）工藝基準定義：在制造零件和裝配機器的過程中所使用的基準。工藝基準又分為工序基準、定位基準、度量基準和裝配基準，分別用于工序圖中的工序尺寸的標注、工件加工時的定位、工件的測量檢驗和零件的裝配。1）工序基準在工序圖中，用以標注被加工表面位置的面、線、點稱為工序基準。（所標注的加工面的位置尺寸是工序尺寸）。如圖7-82）定位基準加工時確定零件在機床或夾具中位置所依據的那些點、線、面稱為定位基準，及確定被加工表面位置的基準。如圖7-6定位基準面——工件上作為定位基準的點或線，總是由具體表面來體現(xiàn)，這個表面稱為定位基準面。3）測量基準測被加工表面尺寸、位置所依據的基準稱為測量基準。如圖7-94）裝配基準在裝配時，確定零件位置的面、線、點稱為裝配基準，即裝配中用來確定零件、部件在機器中位置的基準。如圖7-10一般情況下，設計基準是在圖紙上給定的，定位基準則是工藝人員根據不同的工藝順序與裝夾方法確定的，因此可以選出不同的定位基準。正確的選擇定位基準是制訂工藝規(guī)程的主要內容之一，也是夾具設計的前提?；鶞手睾显趯嶋H生產中，應盡量使以上各種基準重合，以消除基準不重合誤差。

1）設計零件時應盡量以裝配基準作為設計基準，以便保證裝配技術要求；

2）在制定加工工藝路線時，應盡量以設計基準作工序基準，以保證零件加工精度；

3）在加工和測量零件時，要盡量使定位基準、測量基準和工序基準重合，以減少加工誤差和測量誤差。5.2.3機床夾具的基本概念機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。夾具是指夾持工件的工具，如卡盤、頂尖、平口鉗等。輔具是指夾持刀具的工具，如鉆夾頭、絲錐夾頭及刀夾等。（1）夾具的分類1）按使用范圍分通用夾具、專用夾具、可調夾具、組合夾具、隨行夾具2）按使用機床的類型分鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具、鏜床夾具、齒輪機床夾具3）按夾緊動力源分手動夾具、電動夾具、電磁夾具、真空夾具、自夾緊夾具機床夾具通常按夾具的應用范圍進行分類。①通用夾具指已經標準化了的夾具，適用于不同工件的裝夾。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。通用夾具的結構復雜，適用于大批量生產，也適用于單件小批生產，是使用最廣泛的一類夾具。②專用夾具為加工某一零件某一道工序專門設計的夾具。其結構簡單、緊湊、操作迅速方便，因設計和制造的周期較長，批量少，所以成本較高。當產品變更時，因無法使用而報廢，因此專用夾具適用于產品固定的成批或大量生產中。③可調夾具：是指經調整或更換個別元件，即可加工多種工件的夾具。這種夾具主要用于形狀相似，尺寸相近的工件的加工。④組合夾具（拼裝夾具）：這種夾具是在夾具零部件完全標準化的基礎上，根據積木化原理，針對不同的工件對象和加工要求，拼裝組合則成夾具。構成夾具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成各種元件，組合成適用其它產品加工要求的夾具。⑤隨行夾具：是適用于自動線上的一種移動式夾具。工件安裝在隨行家具上，隨行夾具由自動線運輸裝置從一個工序運送到另一個工序，完成全部工序的加工。隨行夾具主要用于自動生產線﹑加工中心、柔性生產線中。

（2）專用夾具的組成

(1)定位元件：(2)夾緊裝置：(3)對刀和導引元件：(4)夾具體：

(5)其它元件及裝置：（2）專用夾具的組成(1)定位元件：用來確定工件在夾具中的正確位置的元件。(2)夾緊裝置：用于夾緊工件，使其保持在正確的定位位置上的夾緊裝置和夾緊元件。(3)對刀和導引元件：用于確定刀具位置或引導刀具方向的元件。(4)夾具體：用于聯(lián)接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床相結合，使夾具相對機床具有確定的位置。(5)其它元件及裝置：有些夾具根據工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件“定準、夾牢”。(3)專用夾具的功用

(1)保證加工精度，降低工人等級加工精度包括：①尺寸精度、②幾何形狀精度、③表面相互位置精度。使用夾具最有利于保證表面相互位置精度。

如：在搖臂鉆加工孔系①夾具：可達0.10～0.20mm

②劃線找正：0.4～1.0mm(2)提高勞動生產率，降低加工成本

無找正，對刀等時間，工件裝卸迅速，從而大大減少了工件安裝的輔助時間，同時易于實現(xiàn)多件加工，多工位加工，特別適用于加工時間短，輔助時間長的中、小工件的加工。

(3)擴大機床工藝范圍

擴大機床的功能，實現(xiàn)一機多用。如在車床上利用鏜夾具，進行鏜孔。利用銑夾具，進行銑槽。

(4)減輕工人勞動強度，保證安全生產。5.2.4工件在夾具中的定位及定位誤差（1）六點定位原理

一個自由的物體相對于三個相互垂直的空間坐標系，有六種活動的可能性(三種是移動，三種是轉動)。習慣把這種活動的可能性稱為自由度，因此空間任一自由物體共有六個自由度。未定位工件在空間有六個自由度，定位就是限制其自由度。

六點定位原理：布置六個定位支承點，使工件上的定位基面與其接觸，一個支承點限制工件一個自由度，使工件六個自由度被完全限制，在空間得到唯一確定的位置，此即六點定位原理。長方體工件定位示例：根據加工要求決定所需限制的自由度

考慮定位方案時，需根據零件加工要求而定，應限制哪幾個自由度，再以相應定位點去限制。由此，引出兩種常見的兩種定位類型：完全定位：工件的六個自由度需完全被限制的定位情況。如圖7-15不完全定位：工件的六個自由度不需完全被限制的定位情況。如圖7-16欠定位與過定位工件應限制的自由度未被限制的定位，為欠定位，在實際生產中是絕對不允許的。如圖7-15工件一個自由度被兩個或以上支承點重復限制的定位稱為過定位或重復定位。一般來說也是不合理的。如圖7-17常用定位元件限制自由度的情況1、在圓柱體上銑貫穿鍵槽長V形塊限制四個自由度，短V形塊限制兩個自由度。2、兩頂尖定位車外圓固定的短錐面相當于三個定位點，活動的短錐面相當于兩個定位點。3、頂尖磨削長錐面相當于五個定位點。4、圓柱體用三爪夾頭定位并夾緊鉆一通孔長三爪夾頭相當于四個定位點，而短三爪夾頭相當于兩個定位點。(2)典型定位方式和定位元件定位元件要滿足的共同要求：1）定位工作面精度要求高；2）要有足夠的強度和剛度；3）定位工作表面要有較好的耐磨性，以便長期保持定位精度；4）結構工藝性要好，以便制造、裝配、更換及排屑。(2)典型定位方式和定位元件1)工件以平面定位主要支承

輔助支承固定支承可調支承自位支承支承釘支承板

主要支承用來限制工件的自由度，是真正具有獨立定位工作的定位元件；而輔助支承是用來加強工件的剛性，不起限制工件自由度的作用。（1）固定支承（支承釘、支承板）

1）、支承釘(a)平頂支承釘，與工件接觸面大，適用于精基準定位；

(b)圓頂支承釘，與工件接觸面小，適用于粗基準定位，以減小裝夾誤差，但支承釘容易磨損和壓傷工件基準面；

(c)花紋頂面支承釘，用于工件的側面定位，增大摩擦系數，但清除切屑不方便，不易用在水平面定位；

(d)帶襯套支承釘，批量大、磨損快時使用，便于拆卸。（1）固定支承（支承釘、支承板）

2）支承板A型適用于側面和頂面定位:平板式支承板結構簡單、緊湊，但不易清除落入沉頭螺釘孔內的碎屑；B型適用于底面的定位:臺階式支承板，裝夾螺釘的平面低于支承面3～5mm，克服了不易清屑的缺點，但結構不緊湊；不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝入夾具體后，為使各支承面在一個水平面內，應再修磨一次。

（2）可調支承

支承位置可在一定范圍內調整，并用螺母鎖緊。主要用于粗基準定位。每批調整一次，以補償各批毛坯誤差。（2）自位支承（浮動支承）在定位過程中自位支承的位置是隨著定位基準面位置的變化而自動與之適應的。如圖7-21。(a)、(b)是兩點浮動式支承；

(c)是三點浮動支承；這種支承只能限制一個自由度，只起一個定位支承點的作用。一般用于毛坯表面或不連續(xù)的表面的定位中。②輔助支承工件在裝夾加工時，為了增加工件的剛性和穩(wěn)定性，但又要避免過定位，此時經常采用輔助支承。一般輔助支承是在工件定位后才參與工作，故不起定位作用。平面定位常用定位元件支承板可調支承自位支承輔助支承

平面型支承板：側面和頂面定位帶斜槽型支承板：適于作底面定位準面平頭支承釘：用于支承精基準面球頭支承釘：用于支承粗基準面網紋頂面支承釘：用在工件以粗基準定位且要求較大摩擦力的表面定位支承釘2）工件以外圓柱面定位①支承定位(v形塊)用于以外圓表面為定位基準的工件。應用實例：用V形塊定位，工件的定位基準始終在V形塊兩定位面的對稱中心平面內，對中性能好。一個短V形塊限制兩個自由度；兩個短V形塊組合或一個長V形塊限制四個自由度；浮動式V形塊只限制一個自由度。②定心定位(定位套筒

)三爪自定心卡盤、彈簧夾頭、套筒。

在工件以端面為主要定位基面的場合，短定位套孔限制工件的兩個自由度；在工件以外圓柱表面為主要定位基面的場合，長定位套孔限制工件的四個自由度。③半圓定位座

常用于大型軸類工件的定位

當工件尺寸較大，用圓柱孔定位不方便時，可將圓柱孔改成兩半，下半孔用作定位，上半孔用于壓緊工件。短半圓孔定位限制工件的二個自由度；長半圓孔定位限制工件的四個自由度。3）工件以圓孔定位①定位銷

分固定式和可換式用定位銷定位時，短圓柱銷限制兩個自由度；長圓柱銷可以限制四個自由度。②心軸幾種常用的心軸結構形式如下圖：

a)過盈配合心軸，依靠過盈量產生的夾緊力來傳遞扭矩，限制工件四個自由度；

b)間隙配合心軸，限制工件五個自由度（心軸外圓部分限制四個自由度，軸肩面限制一個自由度）；

c)小錐度心軸，裝夾工件時，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，它可以限制五個自由度。③圓錐銷

常用于工件孔端的定位，可限制三個自由度

3）組合表面定位

在實際生產中，為滿足加工要求，有時采用幾個定位面相組合的方式進行定位。常見的組合形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等，與之相對應的定位元件也是組合式的。幾個表面同時參與定位時，各定位基準（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，軸以兩頂尖孔在車床前后頂尖上定位的情況，前頂尖孔為主要定位基面，前頂尖限制三個自由度，后頂尖只限制兩個自由度。

一面兩銷的組合定位①一個平面和與其垂直的兩個孔組合這種定位屬于過定位解決辦法是：將銷2做成削邊銷②一個平面和與它垂直的孔的組合

如圖7-34帶臺階面的心軸定位，及一個定位銷和一個與它垂直的環(huán)形平面的組合。常用定位元件及定位方式

以平面定位以圓柱孔定位以外圓柱面定位支承釘支承板浮動支承圓柱銷各種心軸V型塊定位套輔助支承5.3機械加工工藝規(guī)程的制定5.3.1機械加工工藝規(guī)程的作用什么是工藝過程？什么是工藝規(guī)程？優(yōu)質、高產、低成本

工藝文件

規(guī)定產品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，稱工藝規(guī)程。其中規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。5.3.1機械加工工藝規(guī)程的作用(1)

機械加工工藝規(guī)程是機械加工工藝過程的主要技術文件，是指揮現(xiàn)場生產的依據。(2)機械加工工藝規(guī)程是新產品投產前，進行有關的技術準備和生產準備的依據。(3)

機械加工工藝規(guī)程是新建、擴建或改建廠房（車間）的依據。(4)機械加工工藝規(guī)程有助于技術交流和推廣先進經驗。5.3.2機械加工工藝規(guī)程的格式

(1)工藝過程卡片工藝過程卡片是以工序為單位簡要說明零件加工過程的一種工藝文件。

P208表7-6(2)工序卡片工序卡片是為每一道工序編制的一種工藝文件。

P209表7-7205.3.3制定機械加工工藝規(guī)程的原始資料1）零件工作圖及其產品裝配圖；2）產品驗收的質量標準；3）零件的生產綱領；4）現(xiàn)場的生產條件（毛坯制造能力、機床設備、工藝裝備、工人技術水平，專用設備和工裝的制造能力）；5）國內外有關的先進制造工藝及今后生產技術的發(fā)展方向等；6）有關的工藝、圖紙、手冊及技術書刊等資料。

5.3.4制定機械加工工藝規(guī)程的步驟1.根據零件的生產綱領確定生產類型2.對被加工零件進行工藝分析（零件分析）

功用零件表面的技術要求結構工藝性5.3.4制定機械加工工藝規(guī)程的步驟1.根據零件的生產綱領確定生產類型2.對被加工零件進行工藝分析3.確定毛坯

1）毛坯的制造類型；

2）毛坯的制造精度；

3）毛坯圖種類特點鑄件多用于形狀復雜、尺寸較大的零件。其吸振性能好，但力學性能低。鑄造方法有砂型鑄造、離心鑄造等，有手工造型和機器造型。模型有木模和金屬模。木模手工造型用于單件小批生產或大型零件，生產效率低，精度低。金屬模用于大批大量生產，生產效率高、精度高。離心鑄造用于空心零件，壓力鑄造用于形狀復雜、精度高、大量生產、尺寸小的有色金屬零件鍛件用于制造強度高、形狀簡單的零件（軸類和齒輪類）。用模鍛和精密鍛造，生產效率高，精度高。單件小批生產用自由鍛沖壓件用于形狀復雜、生產批量較大的板料毛坯。精度較高，但厚度不宜過大型材用于形狀簡單或尺寸不大的零件。材料為各種冷拉和熱軋鋼材冷擠壓件）用于形狀簡單、尺寸小和生產批量大的零件。如各種精度高的儀表件和航空發(fā)動機中的小零件焊接件用于尺寸較大、形狀復雜的零件，多用型鋼或鍛件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易變形，尺寸誤差大工程塑料用于形狀復雜、尺寸精度高、力學性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料損失少，用于大批量生產、成本高。不適于結構復雜、薄壁、有銳邊的零件表7-6常用毛坯種類和特點1.根據零件的生產綱領確定生產類型2.對被加工零件進行工藝分析3.確定毛坯4.擬定工藝路線什么是工藝路線？工藝路線就是零件從毛坯到成品所經過工序的先后順序。

定位基準的選擇表面加工方法的選擇加工階段的劃分工序順序的安排工序集中與分散的安排

5.3.4制定機械加工工藝規(guī)程的步驟5.3.4制定機械加工工藝規(guī)程的步驟1.根據零件的生產綱領確定生產類型2.對被加工零件進行工藝分析3.確定毛坯4.擬定工藝路線5.確定各工序所用的設備和工藝裝備6.確定加工余量、工序尺寸及公差7.確定切削用量及時間定額8.填寫工藝文件5.4制定工藝規(guī)程要解決的幾個主要問題5.4.1定位基準的選擇定位基準粗基準精基準用毛坯表面作的定位基準用已經加工過的表面作的定位基準5.4.1定位基準的選擇

1.精基準的選擇

選擇精基準時，應從整個工藝過程來考慮，如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并使工件裝夾方便可靠。“基準重合”原則

“基準統(tǒng)一”原則“互為基準”原則“自為基準”原則1.精基準的選擇1)“基準重合”原則

應盡量選擇被加工表面的設計基準作為精基準，這樣可以避免基準不重合而引起的定位誤差。如圖7-461.精基準的選擇2)“基準統(tǒng)一”原則

應選擇各加工表面都能共同使用的定位基準作為精基準。這樣，便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準轉換所產生的定位誤差，并簡化夾具的設計和制造工作。

1.精基準的選擇3)“互為基準”原則

當兩個表面相互位置精度要求很高，可以采取互為精基準的原則，反復多次進行精加工。

1.精基準的選擇4)“自為基準”原則

在有些精加工或光整加工工序中，要求余量盡量小而均勻，在加工時就盡量選擇加工表面本身作為基準。如圖7-47

2.粗基準的選擇1)若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準。圖7-11床身加工粗基準的兩種方案比較2.粗基準的選擇2)在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件的所有表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。

圖7-12階梯軸粗基準的選擇2.粗基準的選擇圖7-13以不加工表面為粗基準3)在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。

2.粗基準的選擇4)選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、裝夾可靠。5)使用毛坯表面作粗基準一般只能用一次，以后不再重復使用。5.4.2表面加工方法的選擇選擇加工方法應考慮的因素：

1）各加工表面所要達到的加工技術要求；

2）工件所用材料的性質、硬度和毛坯的質量；

3）零件的結構形狀和加工表面的尺寸；

4）生產類型；

5）車間現(xiàn)有設備情況；

6）各種加工方法所能達到的經濟精度和表面粗糙度等。5.4.2表面加工方法的選擇加工方法選擇的原則

1.所選的最終加工方法的經濟精度及表面粗糙度要與加工表面的精度和表面粗糙度要求相適應。

2.所選加工方法要能保證加工表面的幾何形狀精度和表面相互位置精度要求。

P211表7-8（外圓加工）

P212表7-9（內孔加工）

P213表7-10（平面加工）5.4.2表面加工方法的選擇加工方法選擇的原則3.所選加工方法要與零件的結構、加工表面的特點和材料等因素相適應。4.所選加工方法要與企業(yè)的生產類型相適應。5.加工方法要與工廠現(xiàn)有生產條件相適應。5.4.3加工階段的劃分

零件加工，總是先粗加工后精加工，有時還需光整加工。劃分加工階段就是把整個工藝過程劃分為幾個階段，做到粗精加工分開進行。

粗加工的目的為切去大部分加工余量；

精加工的目的為保證被加工零件達到規(guī)定的質量要求。

1.粗加工階段

2.半精加工階段

3.精加工階段

4.光整加工階段5.4.3加工階段的劃分劃分加工階段的原因有：1）為了保證加工質量。2）可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以便及時報廢或修補，避免繼續(xù)加工造成浪費。3）可以合理使用機床設備。5.4.4工序的集中與分散1.工序集中如果在每道工序中所安排的加工內容多，則一個零件的加工就集中在少數幾道工序里完成，這樣，工藝路線短，工序少，稱為工序集中。2.工序分散如果在每道工序中所安排的加工內容少，把零件的加工內容分散在很多工序里完成，則工藝路線長，工序多，稱為工序分散。5.4.4工序的集中與分散工序集中的特點：1)

在工件的一次裝夾中，可以加工多個表面。這樣，可以減少安裝誤差，較好地保證這些表面之間的位置精度；同時可以減少裝夾工件的次數和輔助時間。2)

可以減少機床的數量，并相應地減少操作工人，節(jié)省車間面積，簡化生產計劃和生產組織工作。3）由于要完成多種加工，機床結構復雜、精度高、成本也高。5.4.4工序的集中與分散工序分散的特點：

1)

機床設備、工裝、夾具等工藝裝備的結構比較簡單，調整比較容易，能較快地更換、生產不同的產品。2)

對工人的技術水平要求較低。5.4.5安排加工順序的原則1.機械加工工序的安排

1）先粗后精

2）先主后次

3）先面后孔

4）基準先行5.4.5安排加工順序的原則2.熱處理工序的安排1）預備熱處理：為了改善工件材料機械性能和切削加工性能的熱處理（正火、退火、調質），應安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前進行；2）時效處理：為了消除工件內應力的熱處理，安排在粗加工以后，精加工以前進行；3）最終熱處理：為了提高工件表面硬度的淬硬處理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前進行；

5.4.5安排加工順序的原則3.輔助工序的安排如：檢驗工序動平衡去磁去毛刺倒鈍銳角邊5.4.7確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差（1）基本概念在切削加工過程中，為了使零件得到所要求的形狀、尺寸和表面質量，必須從毛坯表面上切除的金屬層厚度稱為機械加工余量。大型齒輪毛坯總加工余量Z：從毛坯表面切去全部多余的金屬層厚度，稱為總加工余量。也就是毛坯尺寸與零件設計尺寸之差,也等于各道工序余量之和。工序余量：每一工序中所切除的金屬層厚度，也等于相鄰兩工序的基本尺寸之差。

Z＝Z1+Z2+……Zi+…..Zn

式中Zo－加工總余量

Zi－工序余量

n－機械加工工序數目對于非對稱的加工表面，加工余量是單邊余量。其中對于外表面:Zb=a–b，對于內表面:Zb=b–a。式中：Zb——本工序的工序余量；a——前工序的工序尺寸；b——本工序的工序尺寸。對于內孔、外圓等回轉表面，其加工余量是雙邊余量，即相鄰兩工序的直徑差。其中對于外圓:2Zb=da-db，而對于內孔:2Zb=db-da，式中：2Zb——直徑上的加工余量；da——前工序加工直徑；db——本工序加工直徑。余量公差：

本道工序工序尺寸公差

與上道工序工序尺寸公差之和。

Tz＝Zmax－Zmin

＝Tb+Ta

式中Tz---工序余量公差

Zmax---工序最大余量

Zmin---工序最小余量

Tｂ---加工面在本道工序的工

序尺寸公差

Tａ---加工面在上道工序的工

序尺寸公差基本余量(余量):上道與本道工序基本尺寸之差。被包容件（軸）的加工余量及公差(2)加工余量的確定工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質量、生產率和經濟性。例如加工余量太小時，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；加工余量太大時，會造成加工工時和材料的浪費，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產生變形，影響加工質量。影響加工余量的主要因素1）前工序產生的表面粗糙度Ry和表面缺陷層深度Ha影響加工余量的主要因素2）上工序的尺寸公差Ta3）前工序的各表面間相互位置的空間誤差ρa4）本工序加工時的安裝誤差εb。綜上所述，加工余量的計算公式為式7-14、7-15.(3)加工余量的確定

1）用浮動鏜刀塊鏜孔或浮動鉸刀鉸孔或采用拉刀拉孔（這些方法不能糾正孔的位置誤差）

2Zb＝Ta+2(Ra+Da)2）無心外圓磨磨外圓（無裝夾誤差）

2Zb=2Tα+2(Ra+Da)+2ρα3）研磨，珩磨，超精加工，拋光等加工方法（去除上道工序留下的痕跡），僅用于減少工件表面粗糙度值

2Zb＝

2Ra(一)計算法，少采用(二)查表法以生產實踐和經驗為基礎，多采用(三)經驗法單件小批5.5工序尺寸及其公差的確定工序尺寸是指每道工序加工后應達到的加工尺寸。其公差即工序尺寸公差。合理確定工序尺寸及其公差是制訂工藝規(guī)程的重要工作之一，也是保證加工精度的重要基礎。工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標注方法以及定位基準的選擇與變換有密切的關系，一般有兩種情況：1）在加工過程中工藝基準及設計基準重合的情況下，某一表面需要多次加工所形成的工序尺寸，可稱為簡單的工序尺寸。2）當制訂表面形狀復雜的零件的工藝過程，或零件在加工過程中需要多次轉換工藝基準或工序尺寸需從尚待繼續(xù)加工的表面標注時，工序尺寸的計算就比較復雜了，需要利用尺寸鏈原理來分析和計算。5.5.1簡單的工序尺寸簡單工序尺寸確定的步驟：1)確定各加工工序的加工余量2)從終加工工序(即從設計尺寸開始),到第一道加工工序,逐次加上每道加工工序余量可得到各工序基本尺寸,(包括毛坯尺寸)3)除終加工工序尺寸公差按設計要求確定外，其余工序按經濟加工精度確定工序尺寸公差4)按“入體原則”標注工序尺寸公差，孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差帶標注1）查工藝手冊，確定工序加工余量研磨余量0.01ｍｍ精磨余量0.1ｍｍ粗磨余量0.3ｍｍ半精車余量1.1ｍｍ粗車余量4.5ｍｍ總余量0.01+0.1+0.3+1.1+4.5＝6.01mm

將粗車余量改為4.49mm，總余量取6ｍｍ

例1

某軸直徑為Φ50ｍｍ其尺寸精度要求I