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1、第七章第七章机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程是生产技术与管理的重要技术文机械加工工艺规程是生产技术与管理的重要技术文件，直接影响零件加工质量、成本及生产效率。件，直接影响零件加工质量、成本及生产效率。本章主要介绍本章主要介绍:机械加工工艺过程的组成；机械加工工艺过程的组成；零件结构工艺性与零件结构工艺性与毛坯选择毛坯选择；工艺路线拟定工艺路线拟定；定位基准选择定位基准选择；工序设计工序设计（工序尺寸计算（工序尺寸计算;切削用量选择）；切削用量选择）；提高生产率的工艺措施、工艺方案技术经济分析提高生产率的工艺措施、工艺方案技术经济分析.2021/9/231第一节第一节概述
2、概述一、机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成 1机械加工工艺过程机械加工工艺过程v机械加工工艺过程是指用机械加工的方法机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象改变生产对象（毛坯）（毛坯）的形状、尺寸、相的形状、尺寸、相对位置以及性能，使其对位置以及性能，使其成为零件成为零件的过程的过程:2021/9/232零零件件图图单单件、小批量生件、小批量生产产工工艺过艺过程程大批、大量生大批、大量生产产工工艺过艺过程程工序号工序号工序内容工序内容设备设备工序号工序号工序内容工序内容设备设备1车车端面、端面、钻钻中心中心孔（两孔（两头头）车车床床1两两边边同同时铣时铣端面、端面、钻钻中
3、心孔中心孔组组合合机床机床2粗、精粗、精车车外外圆圆，切槽、倒角切槽、倒角车车床床2粗粗车车外外圆圆车车床床3铣键铣键槽、去毛刺槽、去毛刺铣铣床床3精精车车外外圆圆、倒角、倒角、切退刀槽切退刀槽车车床床4磨外磨外圆圆磨床磨床4铣键铣键槽槽铣铣床床5去毛刺去毛刺钳钳工工台台6磨外磨外圆圆磨床磨床表表7-机械加工工艺过程机械加工工艺过程2021/9/233机械加工工艺过程工序1工序2工序3安装1安装2工位1工位2工步1工步2工步1工步1工步2工步1走刀1走刀2走刀3走刀1走刀2图7-1机械加工工艺过程组成:2机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成工艺过程由若干工序组成工艺过程由若干工序组成,
4、每一个工序又可依次细分为安每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀装、工位、工步和走刀,如下图如下图7-1所示所示:2021/9/234v工序工序:一个一个或一组工人，在或一组工人，在一个工作地一个工作地对同一个或同时对对同一个或同时对几个工件所几个工件所连续完成连续完成的那一部分工艺过程。的那一部分工艺过程。v安装安装:工件经一次装夹后所完成的那部分工序。在一个工工件经一次装夹后所完成的那部分工序。在一个工序中，可以是一次或多次装夹。一次装夹即为一个安装。序中，可以是一次或多次装夹。一次装夹即为一个安装。v工位工位:在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，在工件的一次安装中，通过分
5、度（或移位）装置，使工件相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。使工件相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。v此时工件在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序此时工件在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序称为工位。称为工位。）v工步工步:加工表面、加工工具、主要切削用量（切削速度、加工表面、加工工具、主要切削用量（切削速度、进给量）不变的条件下所连续完成的那一部分工序进给量）不变的条件下所连续完成的那一部分工序。采用。采用多刀同时切削的方法，这样的工步称为复合工步。多刀同时切削的方法，这样的工步称为复合工步。v走刀走刀:加工同一表面时加工同一表面时,刀具每进给一次所完成的工艺过程刀具每进给
6、一次所完成的工艺过程。2021/9/235安装安装 在一道工序中，工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装（setup）。工位工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位（position）。图3.2多工位加工1装卸工件2钻孔3扩孔4铰孔2021/9/236二、二、机械加工工艺规程机械加工工艺规程 将工艺过程用工艺文件形式加以规定，由此得到的将工艺过程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺文件统称工艺规程工艺规程。工艺规程的内容因生产类。工艺规程的内容因生产类型的不同而详略不一，批量越大越详细具体。
7、型的不同而详略不一，批量越大越详细具体。v1工艺规程的作用工艺规程的作用v是是生产准备、生产组织、计划调度生产准备、生产组织、计划调度的主要依据的主要依据;v是是指导工人操作指导工人操作的主要技术文件的主要技术文件;v是是工厂和车间进行设计或技术改造工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。的重要原始资料。2021/9/2372工艺规程制订原则总体原则总体原则:技术上先进，经济上合理技术上先进，经济上合理:v保证产品质量保证产品质量;v获得较高的生产率获得较高的生产率;v良好的经济效益良好的经济效益;v使工人具有良好而安全的劳动条件使工人具有良好而安全的劳动条件。2021/9/2383制订工
8、艺规程的原始资料v产品装配图及零件工作图产品装配图及零件工作图，v有关产品有关产品质量验收标准质量验收标准，v产品产品产量计划产量计划，v产品产品零件毛坯生产技术零件毛坯生产技术水平，水平，v本厂现有本厂现有生产设备能力和精度与外协条件生产设备能力和精度与外协条件，v工艺设计及工艺设计及夹具夹具设计手册及技术资料，设计手册及技术资料，v国内外同类产品的国内外同类产品的参考工艺资料参考工艺资料等。等。2021/9/2394工艺文件的类型v零件机械加工工艺规程确定后，应按零件机械加工工艺规程确定后，应按相关标准（相关标准（JB/Z187.3-1988），将有），将有关内容填入各种不同的关内容填入各
9、种不同的卡片卡片，以便，以便贯贯彻执行彻执行。这些卡片总称为工艺文件。这些卡片总称为工艺文件。经常使用的工艺文件有下列几种：经常使用的工艺文件有下列几种：2021/9/2310v(1)机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡v按工序名称简要说明零件按工序名称简要说明零件整个工艺过程整个工艺过程的一种的一种工艺文件称机械加工工艺工艺文件称机械加工工艺过程卡过程卡，如下表，如下表7-1所所示示,工艺过程卡用於工艺过程卡用於单件小批量生产单件小批量生产.v(2)机械加工工艺卡机械加工工艺卡v按工序名称说明零件整个工艺过程的一种工艺按工序名称说明零件整个工艺过程的一种工艺文件称机械加工文件称机械加工工艺卡
10、工艺卡，如下表，如下表7-2所示所示,工艺工艺过程卡用於过程卡用於批量生产批量生产.v(3)机械加工工序卡机械加工工序卡v按工步内容说明工序的详细工艺过程并附有工按工步内容说明工序的详细工艺过程并附有工序简图的工艺文件称序简图的工艺文件称工序卡工序卡,如表如表7-3所示所示,工序工序卡用於卡用於大批量生产大批量生产。2021/9/2311(工厂)机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共 页第 页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸数量备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时/min准终单件.设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签(日期)标记处数更 改文件号签字日期标记处数更
11、 改文号签字日期表表7-1机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡2021/9/2312(工厂)机械加工工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共 页第 页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸数量备注工序号工序名称工序内容切削用量工艺装备工时/min准终单件主轴转速（）切削速度（m）进给量（m）背吃刀量(m)夹具刀具量具.设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签(日期)标记处数更 改文件号签字日期标记处数更 改文件号签字日期表表7-2机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片2021/9/2313（工厂）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共 页第 页（工序简图）车间工序号工序名称材料牌号设备名称设备
12、型号设备编号同 时加工数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步名称工艺装备主轴转速（）切削速度（m）进给量（m）背吃刀量(m)设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签 (日期)表表7-3机械加工工序卡片机械加工工序卡片2021/9/23145制订工艺规程的步骤、内容v(1)根据零件的根据零件的生产纲领决定生产类生产纲领决定生产类型型v(2)分析零件加工的分析零件加工的工艺性工艺性v(3)选择选择毛坯毛坯的种类和制造方法的种类和制造方法v(4)拟订拟订工艺过程工艺过程v(5)工序设计工序设计v(6)编制工艺文件。编制工艺文件。2021/9/2315第二节第二节
13、零件结构工艺性与毛坯制造零件结构工艺性与毛坯制造v一、零件加工结构工艺性一、零件加工结构工艺性v零件的工艺性分析包括以下两方面内容。零件的工艺性分析包括以下两方面内容。v1审查零件的审查零件的各项技术要求各项技术要求是否合理，提是否合理，提出必要的改进意见出必要的改进意见;v2审查零件审查零件结构的工艺性结构的工艺性v工艺性：零件结构制造的可行性和经济性工艺性：零件结构制造的可行性和经济性2021/9/23163.结构工艺分析的具体方法1)工件应便于在机床或夹具上工件应便于在机床或夹具上装夹装夹，尽量减少装夹次数；，尽量减少装夹次数；2)刀具易于接近加工部位，便于刀具易于接近加工部位，便于进刀
14、、退刀、越程和测量进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等；以及便于观察切削情况等；3)尽量减少刀尽量减少刀具调整和走刀次数具调整和走刀次数；4）尽量减少加工面积及空行程；）尽量减少加工面积及空行程；5）便于采用标准刀具，尽可能）便于采用标准刀具，尽可能减少刀具种类减少刀具种类；6）尽量减少工件和刀具的）尽量减少工件和刀具的受力变形受力变形；7）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工；多件加工；8)有适宜的定位基准，且定位基准至加工面的标注尺寸应有适宜的定位基准，且定位基准至加工面的标注尺寸应便于测量。便于测量。2021/9
15、/2317常见的零件结构工艺性示例常见的零件结构工艺性示例(表表7-4):2021/9/2318钻钻孔孔表表面面应应与与孔孔的的轴轴线线垂垂直直，否否则则会会引引起起两两边边切切削削力力不不等等，致致使使钻钻孔孔轴轴线线倾倾斜斜或或打打断断钻钻头头，设设计计时时应应尽尽量量避避免免钻钻孔孔表表面面是是斜面或圆弧面，如图斜面或圆弧面，如图3.10所示。所示。图3.10钻孔表面应与孔轴线垂直2021/9/2319 零件外表面比内表面的加工方便容易，应尽量将加工表面放在零件外部。如果不能把内表面加工转化为外表面加工时，应简化内表面形状，如图3.11所示。图3.11内加工表面转化为外加工表面2021/
16、9/2320减少零件的加工表面面积，这样可降低刀具消耗，减少装配时的修配工作量，并能保证配合表面接触良好，如图3.13所示。图3.13减少加工面积2021/9/2321减少加工的安装次数。如零件加工表面应尽量分布在相互平行或相互垂直的表面上；次要表面应尽可能分布在主要表面的相同方向上，以便加工主要表面时，将次要表面也同时加工出来；孔端的加工表面应为圆形凸台或止口，以便在加工孔时，同时将凸台或止口刮出来，如图3.14所示。图3.14孔在箱体零件上的分布2021/9/2322零件加工要求和零件材料选择不当的示例2021/9/2323表表7-5常见毛坯种类和特点常见毛坯种类和特点毛坯种毛坯种类类特特
17、 点点铸铸 件件（常用材料（常用材料为为灰灰铸铁铸铁、球墨、球墨铸铁铸铁、合金合金铸铁铸铁、铸钢铸钢和有色金属）和有色金属）多用于形状复多用于形状复杂杂、尺寸、尺寸较较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸铸造方法造方法有砂型有砂型铸铸造、离心造、离心铸铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于模手工造型用于单单件小批生件小批生产产或大型零件，生或大型零件，生产产效率低，精度低。金属模用于效率低，精度低。金属模用于大批量生大批量生产产，生，生产产效率高、精度高。离心效率高、精度高。
18、离心铸铸造用于空心零件，造用于空心零件，压压力力铸铸造用于形造用于形状复状复杂杂、精度高、大量生、精度高、大量生产产、尺寸小的有色金属零件。、尺寸小的有色金属零件。锻锻 件件（常用材料（常用材料为为碳碳钢钢和合金和合金钢钢）用于制造用于制造强强度高、形状度高、形状简单简单的零件（的零件（轴类轴类和和齿轮类齿轮类）。）。模模锻锻和精密和精密锻锻造造精度高、精度高、生生产产率高，率高，单单件小批生件小批生产产用用自由自由锻锻冲冲压压件件用于形状复用于形状复杂杂、生、生产产批量批量较较大的板料毛坯，精度大的板料毛坯，精度较较高，但高，但厚度厚度不宜不宜过过大大型型 材材（圆圆形、六角形、方形截面等）
19、形、六角形、方形截面等）用于用于形状形状简单简单或尺寸不大的零件或尺寸不大的零件，热轧钢热轧钢材尺寸材尺寸较较大、大、规规格多、精度低，冷拉格多、精度低，冷拉钢钢材尺寸材尺寸较较小、精度小、精度较较高，但高，但规规格不多、价格格不多、价格较贵较贵冷冷挤压挤压件件（材料（材料为为有色金属和有色金属和钢钢材）材）用于用于形状形状简单简单、尺寸小和生、尺寸小和生产产批量大批量大的零件。如各种精度高的的零件。如各种精度高的仪仪表件和航空表件和航空发发动动机中的小零件机中的小零件焊焊接件接件用于尺寸用于尺寸较较大、形状复大、形状复杂杂的零件，多用型的零件，多用型钢钢或或锻锻件件焊焊接而成，其制造接而成，
20、其制造简单简单、周、周期短、成本低，但抗振性差、容易期短、成本低，但抗振性差、容易变变形，尺寸形，尺寸误误差大差大工程塑料工程塑料用于形状复用于形状复杂杂、尺寸精度高、尺寸精度高、力学性能要求不高力学性能要求不高的零件的零件粉末冶金粉末冶金尺寸精度高、材料尺寸精度高、材料损损失少，用于大批量生失少，用于大批量生产产、成本高，不适合、成本高，不适合结结构复构复杂杂、薄壁、薄壁、有有锐边锐边的零件的零件二、二、毛坯选择毛坯选择2021/9/23241.毛坯选择考虑因素毛坯选择考虑因素v(1)毛坯种类毛坯种类v(2)毛坯结构形状与尺寸毛坯结构形状与尺寸v(3)毛坯制造精度毛坯制造精度v(4)毛坯制造
21、条件毛坯制造条件2常用零件毛坯选择常用零件毛坯选择(1)杆轴类零件毛坯杆轴类零件毛坯的选择的选择v安装齿轮和轴承的轴安装齿轮和轴承的轴:常选用常选用中碳调质钢中碳调质钢(其轴颈处要求有其轴颈处要求有较好的力学性能较好的力学性能)；v承受重载或冲击载荷以及要求耐磨性较高的轴承受重载或冲击载荷以及要求耐磨性较高的轴:选用选用合金合金结构钢结构钢,多数采用锻造毛坯多数采用锻造毛坯。v异形断面或弯曲轴；采用球墨铸铁铸造成型。异形断面或弯曲轴；采用球墨铸铁铸造成型。v直径变化不大的轴可采用圆钢直接切削加工直径变化不大的轴可采用圆钢直接切削加工2021/9/2325 v(3)盘套类零件毛坯的选择盘套类零件
22、毛坯的选择v承受冲击载荷的重要齿轮，选综合机械性能好的承受冲击载荷的重要齿轮，选综合机械性能好的中碳钢中碳钢或合金钢，采用型材锻造或合金钢，采用型材锻造而成；而成；v结构复杂的大型齿轮可采用结构复杂的大型齿轮可采用铸钢件毛坯或球墨铸铁铸钢件毛坯或球墨铸铁件毛件毛坯；坯；v对单件小批量生产的小齿轮可选用对单件小批量生产的小齿轮可选用圆钢圆钢为毛坯；为毛坯；v对批量大的中小型齿轮宜采用对批量大的中小型齿轮宜采用模锻件模锻件；v对于低速轻载的齿轮可采用对于低速轻载的齿轮可采用灰铸铁灰铸铁铸造；铸造；v对高速、轻载、低躁声的普通小齿轮，可选用对高速、轻载、低躁声的普通小齿轮，可选用铜合金、铜合金、铝合
23、金、工程塑料铝合金、工程塑料等材料的棒料作毛坯或采用挤压、冲等材料的棒料作毛坯或采用挤压、冲压或压铸件毛坯。压或压铸件毛坯。v带轮、手轮、飞轮等受力不大的零件可选用灰铸铁或铸带轮、手轮、飞轮等受力不大的零件可选用灰铸铁或铸钢件毛坯，钢件毛坯，v法兰、套环法兰、套环等零件可采用等零件可采用铸铁铸铁件，锻件或圆钢作毛坯。件，锻件或圆钢作毛坯。v垫圈一般采用垫圈一般采用低碳钢板冲压件低碳钢板冲压件。2021/9/2326v(4)箱体机架类零件毛坯的选择箱体机架类零件毛坯的选择v一般选一般选铸铁件或铸钢件铸铁件或铸钢件；v单件小批生产时也有采用单件小批生产时也有采用焊接件焊接件毛坯。毛坯。v航空、军舰
24、发动机中的这类零件通常航空、军舰发动机中的这类零件通常采用采用铝合金铸件毛坯铝合金铸件毛坯，以减轻重量。，以减轻重量。2021/9/2327第三节工艺路线确定第三节工艺路线确定 拟定工艺路线时主要解决的问题有：拟定工艺路线时主要解决的问题有：v选定各选定各加工表面的加工方法加工表面的加工方法；v划分划分加工阶段加工阶段；v合理安排各工序的合理安排各工序的先后顺序先后顺序；v确定工序的确定工序的集中和分散程度集中和分散程度。2021/9/2328一、表面加工方法选择一、表面加工方法选择1加工加工经济精度经济精度v在正常加工件下在正常加工件下(采采用符合质量标准的用符合质量标准的设备、工艺装备和设
25、备、工艺装备和标准技术等级的工标准技术等级的工人，不延长加工时人，不延长加工时间间)所能保证的加工所能保证的加工精度。精度。图7-4加工成本与加工误差的关系2021/9/23292加工方法选择v表表7-6、表、表7-7、表、表7-8分别列出了外圆加分别列出了外圆加工、孔加工和平面加工的各种常见加工工、孔加工和平面加工的各种常见加工方案，供选择加工方法时参考，各种加方案，供选择加工方法时参考，各种加工方法的详细资料可参考相关的工艺人工方法的详细资料可参考相关的工艺人员手册。员手册。2021/9/2330表表7-6 外圆表面加工方案外圆表面加工方案 序序号号加加 工工 方方 案案 经济经济加工精度
26、加工精度等等级级（IT）加工表面粗加工表面粗糙度糙度Ra/m适适 用用 范范 围围1粗粗车车11 1250 12.5适用于淬火适用于淬火钢钢以外的各种金以外的各种金属属2粗粗车车半精半精车车8 106.3 3.23粗粗车车半精半精车车精精车车671.60.84粗粗车车半精半精车车精精车车滚压滚压（或抛（或抛光）光）560.20.0255粗粗车车半精半精车车磨削磨削670.80.4主要用于淬火主要用于淬火钢钢，也可用于，也可用于未淬火未淬火钢钢，但，但不宜加工非不宜加工非铁铁金属的加工金属的加工6粗粗车车半精半精车车粗磨粗磨精磨精磨560.40.17粗粗车车半精半精车车粗磨粗磨精磨精磨超精超精加
27、工（或加工（或轮轮式超精磨）式超精磨）560.10.0128粗粗车车半精半精车车精精车车金金刚刚石石车车560.40.025主要用于要求主要用于要求较较高的非高的非铁铁金金属的加工属的加工9粗粗车车半精半精车车粗磨粗磨精磨精磨超精超精磨（或磨（或镜镜面磨）面磨）5级级以上以上0.025极高精度的极高精度的钢钢或或铸铁铸铁的外的外圆圆加工加工10粗粗车车半精半精车车粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨5级级以上以上0.12021/9/2331表表7-7 孔加工方案孔加工方案 序号序号加加 工工 方方 案案经济经济加工精度等加工精度等级级（IT）加工表面粗糙度加工表面粗糙度Ra/m适适 用用 范范 围围1钻钻
28、111212.5加工未淬火加工未淬火钢钢及及铸铁铸铁的的实实心毛坯，也可用于加工非心毛坯，也可用于加工非铁铁金属（但粗糙度稍高），金属（但粗糙度稍高），孔径孔径20mm5钻钻扩扩铰铰893.21.66钻钻扩扩粗粗铰铰精精铰铰71.60.87钻钻扩扩机机铰铰手手铰铰670.40.18钻钻（扩扩）拉（或推）拉（或推）791.60.1大批大量生大批大量生产产中小零件的中小零件的通孔通孔9粗粗镗镗（或（或扩扩孔）孔）111212.56.3除淬火除淬火钢钢外各种材料，毛外各种材料，毛坯有坯有铸铸出孔或出孔或锻锻出孔出孔10粗粗镗镗（粗（粗扩扩）半精半精镗镗（精（精扩扩）9103.21.611粗粗镗镗（粗
29、（粗扩扩）半精半精镗镗（精（精扩扩）精精镗镗（铰铰）781.60.812粗粗镗镗（扩扩）半精半精镗镗（精（精扩扩）精精镗镗浮浮动镗动镗刀刀块块精精镗镗670.80.413粗粗镗镗（扩扩）半精半精镗镗磨孔磨孔780.80.2主要用于加工淬火主要用于加工淬火钢钢，也，也可用于不淬火可用于不淬火钢钢，但不宜，但不宜用于非用于非铁铁金属金属14粗粗镗镗（扩扩）半精半精镗镗粗磨粗磨精磨精磨670.20.115粗粗镗镗半精半精镗镗精精镗镗金金刚镗刚镗670.40.05主要用于精度要求主要用于精度要求较较高的高的非非铁铁金属加工金属加工16钻钻（扩扩）粗粗铰铰精精铰铰珩磨珩磨钻钻（扩扩）拉拉珩磨珩磨粗粗镗镗
30、半精半精镗镗精精镗镗珩磨珩磨670.20.025精度要求很高的孔精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨以研磨代替上述方案中的珩磨560.118钻钻（或粗（或粗镗镗）扩扩（或半精（或半精镗镗）精精镗镗金金刚镗刚镗脉冲脉冲滚挤滚挤670.1成批大量生成批大量生产产的非的非铁铁金属金属零件中的小孔，零件中的小孔，铸铁铸铁箱体箱体上的孔上的孔2021/9/2332表表7-8 平面加工方案平面加工方案序号序号加加 工工 方方 案案经济经济加工精度等加工精度等级级（IT）加工表面粗糙度加工表面粗糙度Ra/m适适 用用 范范 围围1粗粗车车半精半精车车896.33.2端面加工端面加工2粗粗车车半精半
31、精车车精精车车671.60.83粗粗车车半精半精车车磨削磨削790.80.24粗刨（粗刨（铣铣）9105012.5一般不淬硬的平面粗一般不淬硬的平面粗加工加工5粗刨（或粗粗刨（或粗铣铣）精刨（或精精刨（或精铣铣）796.31.6一般不淬硬的平面半一般不淬硬的平面半精加工（端精加工（端铣铣粗糙度粗糙度可可较较低）低）6粗刨（或粗粗刨（或粗铣铣）精刨（或精精刨（或精铣铣）刮研刮研560.80.1精度要求精度要求较较高的不淬高的不淬硬表面，批量硬表面，批量较较大宜大宜采用采用宽宽刃精刨刃精刨7粗刨（或粗粗刨（或粗铣铣）精刨（或精精刨（或精铣铣）宽宽刃精刨刃精刨670.80.28粗刨（或粗粗刨（或粗铣
32、铣）精刨（或精精刨（或精铣铣）磨削磨削670.80.2精度要求精度要求较较高的淬硬高的淬硬表面或不淬硬表面表面或不淬硬表面9粗刨（或粗粗刨（或粗铣铣）精刨（或精精刨（或精铣铣）粗磨粗磨精磨精磨560.40.2510粗粗铣铣拉拉690.80.2大量生大量生产产，较较小的平小的平面面11粗粗铣铣精精铣铣磨削磨削研磨研磨5级级以上以上355881212进给进给量量f/mmrr-1-1碳素碳素结结构构钢钢、合金合金结结构构钢钢及及耐耐热钢热钢1625200.30.4400.40.50.30.4600.50.70.40.60.30.51000.60.90.50.70.50.60.40.51400.81.
33、20.71.00.60.80.50.620302525200.30.4400.40.50.30.4600.60.70.50.70.40.61000.81.00.70.90.50.70.40.74001.21.41.01.20.81.00.60.90.40.6铸铁铸铁及及铜铜合金合金1625400.40.5600.60.80.50.80.40.61000.81.20.71.00.60.80.50.74001.01.41.01.20.81.00.60.820302525400.40.5600.60.90.50.80.40.71000.91.30.81.20.71.00.50.84001.21.81
34、.21.61.01.30.91.10.70.92021/9/2392v3）切削速度的确定）切削速度的确定v根据选定的背吃刀量根据选定的背吃刀量aP、进给量、进给量f及刀具寿命及刀具寿命T，按表按表7-13中公式及表中公式及表7-14中系数进行计算。生产中系数进行计算。生产中常将表中常将表7-15作为确定速度的依据。作为确定速度的依据。v切削速度切削速度vc确定后，机床转速确定后，机床转速n(r/mm)为为v(7-13)v所选定转速所选定转速n应按机床说明书最后确定。应按机床说明书最后确定。2021/9/2393v确定切削速度注意点：确定切削速度注意点：1)精加工时应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生区域
35、；精加工时应尽量避开积屑瘤和鳞刺产生区域；2)断续断续切削时，应适当切削时，应适当降低切削速度降低切削速度，避免切削力冲击和，避免切削力冲击和切削热冲击；切削热冲击；3)在易发生振动的情况下，所确定的切削速度应避开在易发生振动的情况下，所确定的切削速度应避开自激自激振动的临界区域振动的临界区域；4)加工大件、细长件和薄壁件时，所确定的加工大件、细长件和薄壁件时，所确定的切削速度应适切削速度应适当降低当降低。降低切削速度的意义，对于大件是为了延长刀。降低切削速度的意义，对于大件是为了延长刀具寿命，避免加工时中途换刀；对于细长件和薄壁件是具寿命，避免加工时中途换刀；对于细长件和薄壁件是为了减小可能
36、引发的振动，这样，可有效地保证加工精为了减小可能引发的振动，这样，可有效地保证加工精度。度。5)加工带有铸造或锻造外皮的工件时，加工带有铸造或锻造外皮的工件时，切削速度应适当降切削速度应适当降低。低。v切削用量选定后，应校核机床的功率和扭矩。切削用量选定后，应校核机床的功率和扭矩。2021/9/23944).切削用量选择举例切削用量选择举例例例7-1工件材料工件材料45钢（热轧），钢（热轧），b=637MPa,毛坯尺寸毛坯尺寸,装夹如图装夹如图7-21所示。要求车外圆至所示。要求车外圆至44mm，表面粗糙度表面粗糙度R a3.2mm，加工长度，加工长度=300mm。试确定外圆车削时，拟采用的机
37、床、。试确定外圆车削时，拟采用的机床、刀具，以及切削用量。刀具，以及切削用量。图7-21外圆车削尺寸图2021/9/2395解机床：根据工件尺寸及加工要求，选用解机床：根据工件尺寸及加工要求，选用CA6140车床，车床，v刀具：焊接式硬质合金外圆车刀，材料刀具：焊接式硬质合金外圆车刀，材料为为YT15，刀杆截面尺寸，刀杆截面尺寸16mm25mm，几何参数：几何参数：o=15，o=8，r=75，r=10，s=6，r=1mm，b1=0.3mm，o=152021/9/2396v切削用量选择：因粗糙度有一定要求，故分切削用量选择：因粗糙度有一定要求，故分粗车粗车和半精车和半精车两道工步加工。两道工步加
38、工。（1）粗车工步）粗车工步v1)背吃刀量背吃刀量aP单边加工余量为单边加工余量为3mm，粗车取，粗车取aP1=2.5mm，半精车，半精车aP2=0.5mm。v2)确定进给量确定进给量f从表从表7-9中查得中查得f=0.40.5mm/r。按机床说明书实有的进给量，取。按机床说明书实有的进给量，取f=0.51mm/r。2021/9/2397v3)确定切削速度确定切削速度vc:v 切削速度可以由表切削速度可以由表7-11中的公式计算，也可中的公式计算，也可查表得到。现根据已知条件，查表查表得到。现根据已知条件，查表7-13，得，得vc=90m/min;v然后由式（然后由式（7-13）求出机床主轴转
39、速为）求出机床主轴转速为:vN=573r/minv按机床说明书选取实际机床转速为按机床说明书选取实际机床转速为:560r/min，故实际切削速度为，故实际切削速度为:vVc=87.9m/min2021/9/2398v(2)半精车工步半精车工步v1)确定背吃刀量确定背吃刀量aP aP=0.5mm。v2)确定进给量确定进给量f根据表面粗糙度根据表面粗糙度R a3.2mm，r=1mm，从表，从表7-10中查得（估计中查得（估计v50m/min）f=0.30.35mm/r。按机床说明书实。按机床说明书实有的进给量，取有的进给量，取f=0.30mm/r。v3)确定切削速度确定切削速度vc 查表查表7-1
40、3，得，得vc=130m/min，然后由式（，然后由式（7-13）求出机床主轴转速为）求出机床主轴转速为n=920r/min按机床说明书选取实际机床转速为按机床说明书选取实际机床转速为900r/min，故，故实际切削速度为实际切削速度为Vc=127.2m/min2021/9/2399第六节 工序尺寸计算零件机械加工工艺过程中，各工序的工序零件机械加工工艺过程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不断地变化，其中一些工序尺寸及工序余量在不断地变化，其中一些工序尺寸在零件图上往往不标出或不存在，需要在尺寸在零件图上往往不标出或不存在，需要在制定工艺过程时予以确定。而这些不断变化的制定工艺过程时予以确定。
41、而这些不断变化的工序尺寸之间又存在着一定的联系，需要掌握工序尺寸之间又存在着一定的联系，需要掌握它们的变化规律，正确地计算出各工序的工序它们的变化规律，正确地计算出各工序的工序尺寸。尺寸。计算工序尺寸的方法计算工序尺寸的方法:工艺尺寸链法工艺尺寸链法和和加减法（前面已讲过）加减法（前面已讲过）2021/9/23100 一、工艺尺寸链一、工艺尺寸链1 工艺尺寸链定义、组成及判别工艺尺寸链定义、组成及判别v工艺尺寸工艺尺寸是根据加工的需要，在工艺附图或工艺规程中所给出的是根据加工的需要，在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸。尺寸。v尺寸链尺寸链是互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组。是互相联系且按一
42、定顺序排列的封闭尺寸组。v工艺尺寸链工艺尺寸链是在零件加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸是在零件加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸组。尺寸链中的每一个工艺尺寸称为组。尺寸链中的每一个工艺尺寸称为环环。v封闭环、组成环封闭环、组成环:零件加工过程中最终形成或间接得到的环称为零件加工过程中最终形成或间接得到的环称为封闭环封闭环;尺寸链的其余各环称为尺寸链的其余各环称为组成环组成环。组成环分二类，一类叫。组成环分二类，一类叫增环、减环增环、减环:增环是本身的变动引起封闭环同向变动，即该环增增环是本身的变动引起封闭环同向变动，即该环增大（其余组成环不变）时，封闭环增大；反之，该环减小时封闭大（
43、其余组成环不变）时，封闭环增大；反之，该环减小时封闭环也减小。减环是本身的变化引起封闭环反向变动，即该环增大环也减小。减环是本身的变化引起封闭环反向变动，即该环增大时封闭环减小或该环减小时封闭环增大。时封闭环减小或该环减小时封闭环增大。v图图7-22所示为一工艺尺寸链示例所示为一工艺尺寸链示例:2021/9/23101 图图7-22 7-22 工艺尺寸链工艺尺寸链2021/9/231022 尺寸链分类尺寸链分类尺寸链按链中各环所处的空间位置及几何特征尺寸链按链中各环所处的空间位置及几何特征分成以下四类：分成以下四类：v平面尺寸链平面尺寸链尺寸链全部尺寸位于同一平面内，尺寸链全部尺寸位于同一平面
44、内，但其中有一个或几个尺寸不平行但其中有一个或几个尺寸不平行:v直线尺寸链直线尺寸链尺寸链全部尺寸位于同一平面，且尺寸链全部尺寸位于同一平面，且相互平行如图相互平行如图7-22、图、图7-23所示所示;v角度尺寸链角度尺寸链尺寸链的各环均为角度量。尺寸链的各环均为角度量。v空间尺寸链空间尺寸链尺寸链的全部尺寸不在同一平面内，尺寸链的全部尺寸不在同一平面内，并且相互不平行。并且相互不平行。v尺寸链中最基本的形式是简单的直线尺寸链，尺寸链中最基本的形式是简单的直线尺寸链，因此，此处主要介绍直线尺寸链的计算方法。因此，此处主要介绍直线尺寸链的计算方法。2021/9/23103v3尺寸链计算尺寸链计算
45、v计算尺寸链有两种方法：极值法、概率法计算尺寸链有两种方法：极值法、概率法v1）极值法）极值法极值法解工艺尺寸链是从尺寸链各环极值法解工艺尺寸链是从尺寸链各环均处于极值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸均处于极值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。此法简便、可靠，但当封闭环公差之间关系的。此法简便、可靠，但当封闭环公差小、小、组成环数较多时，会使组成环的公差过于严组成环数较多时，会使组成环的公差过于严格。格。此方法通常情况下优先选用。此方法通常情况下优先选用。v2）概率法，概率法解尺寸链是运用概率论理论来）概率法，概率法解尺寸链是运用概率论理论来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。此法
46、求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。此法允许组成环相对于极值法时的允许组成环相对于极值法时的公差大一些，易于公差大一些，易于加工，但会出现极少量废品加工，但会出现极少量废品。此方法在尺寸链环。此方法在尺寸链环数较多，以及大批大量自动化生产中采用。数较多，以及大批大量自动化生产中采用。2021/9/23104v4.尺寸链计算公式尺寸链计算公式v1）极值法计算公式）极值法计算公式2021/9/231052）概率法计算公式）概率法计算公式组成环的平均尺寸：组成环的平均尺寸：2021/9/23106三、基准不重合时工序尺寸计算1.定位基准与设计基准不定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计重合时的工序
47、尺寸计算算例例7-3如图如图7-25a所示零所示零件，件，A、B及及C面已加面已加工。现进行镗孔作业，工。现进行镗孔作业，由于装夹原因，选由于装夹原因，选A面面为工序定位基准。但为工序定位基准。但原该孔设计基准为原该孔设计基准为C面，面，出现基准不重合，故出现基准不重合，故需对该工序尺寸需对该工序尺寸A3进进行计算。行计算。图图7-257-25 定定位位基基准准与与设设计计基基准准不不重重合合时时的的工工序序尺尺寸寸计计算算2021/9/23107例:A B C面在镗孔前已加工,确定A3尺寸2021/9/23108v根据尺寸之间相互关系建立尺寸链如图根据尺寸之间相互关系建立尺寸链如图7-25b
48、所示。所示。尺寸尺寸A1、A2和和A3均为前面及本工序直接得到的均为前面及本工序直接得到的尺寸，属于组成环，尺寸，属于组成环，A0为最后间接获得的尺寸，为最后间接获得的尺寸，属于封闭环。从尺寸链简图可判断，属于封闭环。从尺寸链简图可判断，A2和和A3是增是增环，环，A1是减环。是减环。v为计算方便，本题采用平均尺寸计算。由前述计为计算方便，本题采用平均尺寸计算。由前述计算公式可得：算公式可得：vA3m=100+280.05-79.97=300.08mmvT3=0.3-0.10-060=0.14mmvA3=(300.080.07)mm2021/9/23109解：构成的直线尺寸链，如图所示解：构成
49、的直线尺寸链，如图所示。由竖式法（见下表）计算可得：环的名称基本尺寸上偏差下偏差A1（减环）-2800-0.1A2（增环）800-0.06A3（增环）300+0.15+0.01A0100+0.15-0.152021/9/231102.测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算例例7-4如图如图7-26a所示的套筒零件。如果按设计要求建立设计尺所示的套筒零件。如果按设计要求建立设计尺寸链如图寸链如图7-26b所示，大孔深度尺寸未知，为封闭环，以所示，大孔深度尺寸未知，为封闭环，以A0表示，表示，尺寸尺寸10和和50为组成环。不难求得为组成环。不难求得A0等于
50、等于40。这说明从设计角度。这说明从设计角度看，大孔深度在此范围内都是合理的。而在实际加工中，尺寸看，大孔深度在此范围内都是合理的。而在实际加工中，尺寸10不便测量，用大孔深度测量来代替，大孔深度不便测量，用大孔深度测量来代替，大孔深度A1作为工序尺寸直作为工序尺寸直接获得。因此，在工艺尺寸链图接获得。因此，在工艺尺寸链图7-26c中，尺寸中，尺寸10间接保证，为间接保证，为封闭环。封闭环。a)b)c)图图7-26 测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 a）零件图）零件图 b）设计尺寸链）设计尺寸链 c)工艺尺寸链工艺尺寸链2021/9/231112