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1、第五章 机械加工工艺规程设计5.1 概述概述5.2 生产过程、工艺过程与工艺系统生产过程、工艺过程与工艺系统5.3 生产类型和工艺特点生产类型和工艺特点5.4 工艺路线的制定工艺路线的制定工艺路线的制定工艺路线的制定5.5 加工余量、工序间尺寸及公差的确定加工余量、工序间尺寸及公差的确定加工余量、工序间尺寸及公差的确定加工余量、工序间尺寸及公差的确定5.6 典型零件的加工工艺分析典型零件的加工工艺分析5.7 工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链 15.1 概述概述一、机械加工工艺规程一、机械加工工艺规程 把比较合理的机械加工工艺过程确定下来，成为施工依据的文件。也就是把工艺过程和操作方法按
2、一定的格式用文件的形式规定下来，成为工艺规程。机械加工的工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型是由产品的年生产纲领即年产量区别。2二、机械加工工艺规程的作用二、机械加工工艺规程的作用 2工工艺艺规规程程是是生生产产计计划划、调调度度、工工人人操操作作、质质量量检查的依据检查的依据1工工艺艺规规程程是是生生产产准准备备（包包括括技技术术准准备备）工工作作的的基基础础 1）技术关键分析与研究 2）专用工装设计和制造或采购 3）原材料及毛坯的供应 4）设备改造或新设备的购置或定做33工工艺艺规规程程是是设设计计新新建建和和扩扩建建车车间间（工工厂厂）的的基基础础 1）确定生产需要的机床种类
3、和数量 2）确定机床布置和动力配置 3）确定车间面积 4）确定工人的工种和数量4三、机械加工工艺规程的格式三、机械加工工艺规程的格式 5机械加工工序卡片如图所示 6四机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容四机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容四机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容四机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容（一）机械加工工艺规程的（一）机械加工工艺规程的设计原则设计原则 1必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。2在规定的生产纲领和生产批量，一般要求工艺成本最低。3充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。4尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件。7（二
4、）设计机械加工工艺规程的（二）设计机械加工工艺规程的步骤和内容步骤和内容 1 1阅读装配图和零件图阅读装配图和零件图 2 2工艺审查工艺审查 审查零件的结构工艺性：审查零件的结构工艺性：是指在满足使用要求的前提下制造该零件的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。8 加工表面形状应尽量简单，且应与所使用的刀具加工表面形状应尽量简单，且应与所使用的刀具形状相一致，以便于加工；形状相一致，以便于加工；下面为几种零件的结构工艺性举例9 应尽量减少加工表面的加工面积和零件重量应尽量减少加工表面的加工面积和零件重
5、量（如上图及下图所示）（如上图及下图所示）某些结构必须设置退刀槽某些结构必须设置退刀槽10a）a）车车螺螺纹纹时时，螺螺纹纹根根部部不不易易清清根根，且工人操作紧张，且工人操作紧张，易打刀易打刀 b）b）留留有有退退刀刀槽槽，可可使使螺螺纹纹清清根根，工人操作相对容易，可避免打刀工人操作相对容易，可避免打刀 a）插插齿齿无无退退刀刀空空间间，小小齿齿轮轮无无法加工法加工 a）b）b）留留出出退退刀刀空空间间，小小齿齿轮轮可可以插齿加工以插齿加工 11a）b）c）a）孔距箱壁太近孔距箱壁太近：需加长钻头才能加需加长钻头才能加工工钻头在圆角处容易钻头在圆角处容易引偏引偏 b）加加长长箱箱耳耳，不不
6、需需加加长长钻钻头头即即可加工可加工c）结结构构上上允允许许，将将箱箱耳耳设设计计在在某某一一端端，不不需需加加长长箱耳箱耳 12a）两两端端轴轴颈颈需需磨磨削削加加工工，但但砂砂轮圆角轮圆角不能清根不能清根 a）b）留有退刀槽，）留有退刀槽，磨削时可以清根磨削时可以清根b）a）锥锥面面磨磨削削加加工工时时易易碰碰伤伤圆圆柱柱面，且面，且不能清根不能清根 a）b）留留出出砂砂轮轮越越程程空空间间，可可方方便便地对锥面进行磨削加工地对锥面进行磨削加工 b）13a）a）斜面钻孔，斜面钻孔，钻头易引偏钻头易引偏 b）b）结结构构允允许许，留留出出平平台台，可可避避免钻头偏斜免钻头偏斜 a）孔孔壁壁出
7、出口口处处有有台台阶阶面面，钻钻孔时孔时钻头易引偏，易折断钻头易引偏，易折断 a）b）b）结结构构允允许许，内内壁壁出出口口处处作作成成平面，平面，钻孔位置容易保证钻孔位置容易保证 14a）a）加加工工面面高高度度不不同同，需需两两次次调整加工，调整加工，影响加工效率影响加工效率 b）b）加加工工面面在在同同一一高高度度，一一次次调调整可完成两个平面加工整可完成两个平面加工a）键键槽槽方方向向不不一一致致，需需两两次次装夹才能完成加工装夹才能完成加工 a）b）b）键键槽槽方方向向一一致致，一一次次装装夹夹即即可完成加工可完成加工153 3熟悉或确定毛坯熟悉或确定毛坯 毛坯的种类：铸件、锻件、型
8、材、焊接件、冲压件等 164 4拟订机械加工工艺路线拟订机械加工工艺路线 1）定位基准的选择 2）加工方法的确定 3）加工顺序的安排 4）热处理、检验及其他工序的安排 17 5确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计任务书。6确定各主要工序的技术要求和检验方法 7确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差 8确定切削用量 9确定时间定额 10填写工艺文件 18 5.25.2 生产过程、工艺过程与工艺系统一机械产品生产过程一机械产品生产过程 从原材料到机械产品出厂的全部劳动过程。包括：1）毛坯的制造 2）原材料的运输和保存 3）生产准
9、备和技术准备 4）零件的机械加工及热处理 5）产品的装配、检验、试车、油漆、包装等。19二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺过程（一）、机械加工工艺过程概念（一）、机械加工工艺过程概念（一）、机械加工工艺过程概念（一）、机械加工工艺过程概念 是生产过程的一部分，是对零件采用各种加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。工艺：使各种原材料、半成品成为成品的方法和过程工艺过程：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程20（二）机械加工工艺过程的组成（二）机械加工工艺过程的组成 1.工序工序工序
10、工序 一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据：工作地点是否改变和加工是否连续完成。21如图所示的阶梯轴的加工：如图所示的阶梯轴的加工：22加工内容：加工内容：1加工小头端面 2.小头端面钻中心孔3加工大头端面 4.大头端面钻中心孔5车大端外圆 6.对大端倒角7车小端外圆 8.对小端倒角9精车外圆 10铣键槽 11.去毛刺23工序方案工序方案1 1工序工序1：加工内容：加工内容1到到9车床车床工序工序2：加工内容：加工内容10、11铣床（手工去毛刺）铣床（手工去毛刺）24工序方案工序方案2 2 工序工序1：加工内容：加工内容
11、1、2、7、8加工小端加工小端 工序工序2：加工内容：加工内容3、4、5、6加工大端加工大端 工序工序3：加工内容：加工内容9 工序工序4：加工内容：加工内容10、11 25工序方案工序方案3 3 工序1：加工内容：1、2、3、4铣两端面打中心孔 工序2：加工内容：5、6、7、8仿形车外圆、倒角（两次 安装）工序3：加工内容：9精车外圆 工序4：加工内容：1铣键槽 工序5：加工内容：11去毛刺262 2、安装、安装 如果在一个工序中要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分加工内容称为一个安装。273、工位、工位 在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置
12、，我们把每一个加工位置上的安装内容称为工位。一个安装中可能只有一个工位，也可能有几个工位。28.如图为一回转工作台。该加工共有4个工位：29.30.指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。如上述第二种工序安排，工序1、2各有4个工步特例：1）、在液压仿形车床上用同一把车刀，依次将工件不同直径外圆连续车削出来，视为一个工步。2）、用成形车刀加工成形面，用齿轮刀具加工齿轮，用花键拉刀拉花键孔，是用同一刀具同时或依次加工多个或不同表面，视为一个工步。3）、复合工步：几把刀具同时加工几个不同的表面，视为一个工步，称为复合工步。4、工步、工步31复合工步举例复
13、合工步举例32.5 5 5 5、走刀、走刀、走刀、走刀 切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。一个工步可以包括一次或数次走刀。（用用同同一一把把刀刀具具以以及及同同一一切切削削用用量量对对同同一一表面表面进行的每一次切削）进行的每一次切削）335.3 5.3 生产类型和工艺特点生产类型和工艺特点 一、生产纲领一、生产纲领 企业在计划期内，应生产的产品产量和进度计划称为生产纲领，计划期为一年的生产纲领成为年生产纲领。二、生产批量二、生产批量 一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为批量。考虑因素：1）资金周转要快 2）零件加工、调整费用要少 3）保证装配和销售必要的储备
14、量34 三、生产类型三、生产类型 从工艺角度划分：从工艺角度划分：单件小批生产 成批（中批）生产 大批大量生产35 下表为按重型机械、中型机械和轻型机械的年生产量列出的不同生产类型的规范。36各种生产类型的工艺特征工艺特征单件小批量中批生产大批大量毛坯自由锻、木模手工造型；精度低、余量大模锻、金属模；精度和余量中等模锻、机器造型；精度高，余量小机床通用机床，机群式布置通用机床，部分专机，按零件类别分工段排列自动机床，专用机床生产流水线排列工装通用工装专用工装高效专用工装工艺文件简单工艺过程卡详细工艺过程卡详细工艺过程卡工序卡、调整卡发展趋势成组技术、数控技术、加工中心柔性制造系统(FMS)计算
15、机集成制造系统(CIMS)，加工自动化375.45.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 一定位基准的选择一定位基准的选择 （一）粗基准的选择（一）粗基准的选择 1 1粗基准粗基准重点考虑：各加工表面重点考虑：各加工表面有足够的余量。有足够的余量。保证保证加工表面与不加工表面的加工表面与不加工表面的相对位置精度相对位置精度；如下图说明粗基准的选择对零件的加工的影响：定位基准定位基准1、粗基准、粗基准2、精基准、精基准采用毛坯上未经加工采用毛坯上未经加工的表面作为定位基准的表面作为定位基准。采用经过加工的表面采用经过加工的表面作为定位基准作为定位基准。38a a）b b）c c）a)零件图；b)以不
16、加工的外圆1为粗基准（正确）：孔的余量不均，但加工后 壁厚均匀。c）以内圆2为粗基准（错误）：孔的余量均匀，但加工后壁厚不均匀。两种粗基准选择对比：粗基准选择不当时，会使加工后零件的壁厚不均匀：39 2 2粗基准的选择原则粗基准的选择原则 1 1）保证相互位置精度要求的原则）保证相互位置精度要求的原则 402 2）保证加工表面加工余量合理分配的原则）保证加工表面加工余量合理分配的原则 床身粗基准选择比较方案A工序1工序1方案A工序2工序2方案B:方案B:413 3）便于工件装夹的原则）便于工件装夹的原则4 4）粗基准一般不得重复使用的原则）粗基准一般不得重复使用的原则 若能采用精基准定位，粗基
17、准一般不应被重复的使用。粗粗基基准准通通常常只只允允许许使使用用一一次次，以以免免产产生生较较大的定位误差。大的定位误差。42 （二）精基准的选择（二）精基准的选择 2 2选择原则选择原则 1 1）基准重合原则：）基准重合原则：1出发点：出发点：保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。即：选用被加工面设计基准作为精基准即：选用被加工面设计基准作为精基准 基准不重合误差值基准不重合误差值等于等于设计基准与定位基准之间设计基准与定位基准之间尺寸的变化量尺寸的变化量。43例：图示零件加工台阶面例：图示零件加工台阶面基准重合原则基准重合原则（本道工序对刀精度）（本道工序对刀精度）设计基准（又是
18、定位基准）设计基准（又是定位基准）若本道工序的加工精度为若本道工序的加工精度为，则只要，则只要 A2，即可满即可满足加工要求，足加工要求，与与 的大小没有关系的大小没有关系。44基准不重合误差基准不重合误差设计基准设计基准定位基准定位基准称为基准不重合误差（称为基准不重合误差（定位和设计基准的变动量定位和设计基准的变动量）若要满足加工精度必须有：若要满足加工精度必须有：45主轴箱零件精基准选择主轴箱的统一基准：一面双孔2）基准统一原则：为为方方便便加加工工大大多多数数其其余余表表面面时时，应应尽尽早早将将这这个个基基准准面面加加工工出出来来，并并达达到到一一定定精精度度，以以后后大大多多数数其
19、其余余工工序序均均以以它它为精基准进行加工。为精基准进行加工。46在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。47采用统一基准原则好处：1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。483 3、互为基准原则 轴径轴径锥孔主轴零件精基准选择【例
20、例】主轴零件精基准选择 加工表面和定位表面互相转换加工表面和定位表面互相转换的原则。的原则。一般适用于精加工和光磨加工中。一般适用于精加工和光磨加工中。494 4、自为基准原则（以加工表面自身做为定位基准）以加工表面自身做为定位基准）【例1】床身导轨面磨削加工（按导轨面划线找正，使导轨面的加工余量均匀）导轨磨削基准选择505 5 5 5、便便于于装装夹夹原原则则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。【例2】铰孔、拉孔、研磨【例3】浮动镗刀块镗孔图：浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆51二加工经济精度与加工方法的选择二加工经济精度与加工方法的选择（一）加工
21、经济精度（一）加工经济精度 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度。一般应选择合理的加工经济精度。52（二）加工方法的选择（二）加工方法的选择 1）根据每个加工表面的精度要求，（尺寸、形状、位置、精度及表向粗造度对照各种加工方法能达到的精度及粗糙度，选择最合理的加工方法。例：例：加工一直经35H7 0.8的孔 a.钻孔扩孔铰 b.钻孔拉 c.钻孔粗镗半粗镗精镗1.选择原则选择原则532）加工材料的性质：（如如铸铸铁铁不不能能用用金金刚刚镗镗、有有色金属不能用磨削等）。色金属不能用磨削等）。3）考虑生
22、产类型：如：批量较大时，才考虑采用拉孔加工方式。4）考虑本厂（本车间）的现有设备及技术要求，能达到的加工经济精度。542 2、典型工件表面的加工工艺路线的选择、典型工件表面的加工工艺路线的选择 外圆表面加工外圆表面加工外圆车削所能达到的精度：外圆车削所能达到的精度：粗车：粗车：12.56.3 m 半精车：半精车：6.33.2m 精车：精车：1.6m 加工路线方案加工路线方案:表面粗糙度要求为表面粗糙度要求为 1.6m 时，应采用时，应采用：粗车粗车半精车半精车 精车精车 表面粗糙度要求为表面粗糙度要求为 0.80.2m 时：时：粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨55 孔系表面加工孔系表面加工
23、 对于中小直径的精密孔对于中小直径的精密孔 应采用：应采用：钻钻扩扩粗鉸粗鉸精鉸精鉸 对于毛坯是铸出或锻出的较大直径精密孔对于毛坯是铸出或锻出的较大直径精密孔 应采用：应采用：粗镗粗镗半精镗半精镗精镗精镗 对于直径较大的精密孔对于直径较大的精密孔 应采用：应采用：粗镗粗镗半精镗半精镗粗磨粗磨精磨精磨56 工件平面加工工件平面加工 单件小批生产单件小批生产中宜用粗刨、半中宜用粗刨、半精刨和宽刀精刨平面方案。精刨和宽刀精刨平面方案。成批生产成批生产中采用铣平面和磨平中采用铣平面和磨平面加工方案；面加工方案；成批生产一般的平面，应采用：成批生产一般的平面，应采用：粗铣粗铣半精铣半精铣精铣精铣 加工精
24、度较高的淬硬平面，应采用：加工精度较高的淬硬平面，应采用：粗铣粗铣半精铣半精铣热处理热处理 粗磨粗磨精磨精磨 单件小批生产斜面、平面，应采用：单件小批生产斜面、平面，应采用：粗刨粗刨半精刨半精刨精刨精刨57三典型表面的加工路线汇总三典型表面的加工路线汇总 1 1、外圆表面的加工路线、外圆表面的加工路线 研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.020.8滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.40
25、.2精 车IT78Ra 1.60.8粗 磨IT89Ra 0.8半 精 车IT1011Ra 6.33.2粗 车IT1213Ra 12.5 外圆表面的典型加工工艺路线 581粗车半精车精车；2粗车半精车粗磨精磨；3粗车半精车精车金刚石车；4粗车半精车粗磨精磨研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨、或抛光在2的基础上进一步精加工。59602 2、孔的加工路线、孔的加工路线 珩 磨IT56Ra0.040.4研 磨IT56Ra0.0080.63粗粗 镗镗IT1213Ra 12.5钻IT1013Ra 12.5半半 精精 镗镗IT1011Ra 6.46.43.23.2粗 拉IT910Ra 3.2扩扩IT913Ra
26、6.43.2精精 镗镗IT79Ra 1.60.8粗粗 磨磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.40.8推IT68Ra0.20.8粗铰粗铰IT69Ra 1.6金 刚 镗IT57Ra0.161.25精精 磨磨IT78Ra0.080.4滚 压IT68Ra0.011.25精精 铰铰IT5Ra 0.80.4孔的典型加工路线孔的典型加工路线61孔的研磨：孔的研磨：62孔的珩磨：孔的珩磨：63浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆浮动镗孔：641钻粗拉精拉：2钻扩粗铰精铰（常用）；3钻或粗镗半精镗精镗浮动镗或金刚镗（常用）65 1）单件小批量生产中箱体孔系加工。2）位置精度要求很高的孔系加工。3）直
27、径比较大的孔80mm以上，毛坯上已有铸孔或锻孔。4）有色金属有金刚镗来保证其尺寸，形状和位置精度以及表面粗糙度的要求。钻或粗镗半精镗精镗浮动镗或金刚镗的应用：664钻（粗镗）粗磨半精磨精磨研磨或衍磨 应用：淬硬零件加工或精度要求高的孔加工。说明：1)孔最终加工精度很大程度上取决于操作者的水平。2）特小孔加工采用特种加工方法。673.3.平面的加工路线平面的加工路线 平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半半 精精 铣铣IT811Ra 6.43.2精精 铣铣IT68Ra 1.60.8高 速 精 铣IT67Ra
28、 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精精 磨磨IT68Ra 0.80.2宽宽 刀刀 精精 刨刨IT6Ra 0.161.25粗粗 磨磨IT810Ra 0.8精精 刨刨IT68Ra 1.60.8半半 精精 刨刨IT811Ra 6.43.2半 精 车IT811Ra 6.43.2粗粗 铣铣IT1113Ra 12.5粗粗 刨刨IT1113Ra 12.5砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮刮 研研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.6粗 车IT1213Ra 12.5精 拉IT69Ra 1.60.8粗 拉IT1011Ra 12.5681
29、粗铣半精铣精铣高速铣2粗刨半精刨精刨宽刀精刨、刮研或研磨3铣（刨）半精铣（刨）粗磨精磨研磨、精密磨、砂带磨、抛光4拉精拉5车半精车精车金刚石车6970四工序顺序的安排四工序顺序的安排（一）工序顺序的安排原则（一）工序顺序的安排原则1先加工基准面再加工其他表面：先加工基准面再加工其他表面：基面先行基面先行 （如所示零件）（如所示零件）2加工平面后加工孔：加工平面后加工孔：先面后孔先面后孔（如箱体零件）（如箱体零件）713加工主要表面，后加工次要的表面：加工主要表面，后加工次要的表面：先主后次先主后次4安排粗加工工序，后安排精加工工序安排粗加工工序，后安排精加工工序 先粗后精先粗后精 72（二）热
30、处理工序及表面处理工序（二）热处理工序及表面处理工序 1为改善切削性而进行的热处理工序（退火、正火、调质）（预备热处理）用于切削加工前切削加工前。2为了消除内应力而进行的热处理（人工时效、退火、正火）安排用于粗加工之后粗加工之后。73五工序的集中与分散五工序的集中与分散 1、工序集中 1）含义）含义 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少。742）优点：）优点：1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；3）可减小生产面积，并有利于管理。752、工序分散 1、含义、含义 使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序
31、数目较多。2、工序分散优点：、工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高。763、工序集中与工序分散的应用 从生产类型考虑从生产类型考虑单件小批生产单件小批生产成批生产成批生产大批大量生产大批大量生产 一般采用通用加工机一般采用通用加工机床，此床，此时宜采用工序时宜采用工序 集中集中，但生产效率低；，但生产效率低；宜采用宜采用适当的工序分散适当的工序分散，以简化工序内容，以简化工序内容，使用专用高效机床。使用专用高效机床。采用自动加工机床或采用自动加工机床或自动加工生产线，自动加工生产线，又又必须采用工序集中必须采用工序集中。77从工件的
32、尺寸和重量方面考虑从工件的尺寸和重量方面考虑 若工件的结构形状若工件的结构形状复杂，复杂，不易安装定位不易安装定位时，时，又宜采用工序集又宜采用工序集中。中。对重型或大型工件，对重型或大型工件，运运输和安装费工费，输和安装费工费，宜采宜采用工序集中用工序集中。78六加工阶段划分的原因六加工阶段划分的原因（一）划分加工阶段的原因（一）划分加工阶段的原因 1粗加工时，切削余量大、切削热量大、工艺系统受力变形及内应力变形存在而无法消除。要在后续阶段逐步减少切削用量，逐步修正工件误差，阶段之间时间间隔用于自然时效，有利于工件消除内应力和部分变形。792防止后续工序把已加工好的加工面划伤。3有利于及时发
33、现毛坯的缺陷。4有利于合理使用设备。5有利于合理使用技术工人。80（二）加工阶段划分方法（二）加工阶段划分方法 粗加工阶段粗加工阶段半精加工阶段半精加工阶段精加工阶段精加工阶段光整加工阶段光整加工阶段切除大量多余材切除大量多余材料，料，主要提高生产率。完成次要表面加工完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)主要表面达到一定要求，为精为精加工作好余量准备加工作好余量准备，安排在热处理前。主要表面达到图纸要求主要表面达到图纸要求。如：精车、精铣、精磨如：精车、精铣、精磨。进一步提高尺寸精度进一步提高尺寸精度降低粗糙度，降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度。如：研磨、珩磨等如：研磨、珩磨等。815.5
34、5.5 加工余量、工序间尺寸及公差的确定加工余量、工序间尺寸及公差的确定 一加工余量的概念一加工余量的概念一加工余量的概念一加工余量的概念 余量的大小对零件的加工余量和生产率有较大影响。余量大会增大机加工劳动量，降低生产率，增加材料、工具、能源消耗、提高成本，余量小又不能消除前道工序留下的误差及其表面缺陷，甚至产生废品。因此必须合理确定加工余量。821、加工总余量（毛坯余量）与工序余量（1 1）总加工余量）总加工余量（2 2）工序余量）工序余量总加工余量是指零件加工过总加工余量是指零件加工过程中，程中，某加工表面所切去的某加工表面所切去的金属层总厚度金属层总厚度。是毛坯尺寸。是毛坯尺寸与零件图
35、样的设计尺寸之差与零件图样的设计尺寸之差。工序余量工序余量是一道工序内切除的是一道工序内切除的金属层厚度，金属层厚度，为相邻两工序的为相邻两工序的工序尺寸之差。工序尺寸之差。总加工余量总加工余量 与各工序余量与各工序余量 的关系：的关系：83单边余量单边余量 对于非对称表面，其加工余量对于非对称表面，其加工余量用单边余量用单边余量 Z Zb b 表示表示：Z Zb=b=l la-a-l lb b双边余量双边余量 对于外圆内圆等对称表面加工余量对于外圆内圆等对称表面加工余量用双边余量用双边余量 2 2Z Zb b 表示。表示。单边余量和双边余量单边余量和双边余量84单边余量单边余量 双边余量双边
36、余量 Zb=la-lb 外圆表面外圆表面 2 Zb=da-db；内圆表面内圆表面 2 Zb=Db-Da 85 公称余量公称余量 、工序尺寸公差工序尺寸公差公称余量公称余量Zb是指相邻两工序的基本尺寸之差。是指相邻两工序的基本尺寸之差。工序尺寸应给予一定大小的公差。工序尺寸应给予一定大小的公差。工序尺寸公差一般按工序尺寸公差一般按“入体原则入体原则”标注！标注！举例：举例：加工矩形工件如图。加工矩形工件如图。（半精加工半精加工精加工精加工）对于被包容尺寸对于被包容尺寸（指实指实体尺寸。体尺寸。例如：轴的外径，例如：轴的外径，长方体的长、宽、高长方体的长、宽、高）工序余量应标注成单向负偏差！工序余
37、量应标注成单向负偏差！Zb=la-lb 工序余量应标注成：工序余量应标注成：86 对于对于包容尺寸包容尺寸（指非实体尺寸。指非实体尺寸。例如：孔的直径，槽的宽度）例如：孔的直径，槽的宽度）工序余量应标注成单向正偏差！工序余量应标注成单向正偏差！举例：举例：粗镗粗镗半精镗图示孔。半精镗图示孔。Z Zb=b=l lb-b-l la a 工序余量应标注成：工序余量应标注成：和和即：即：87对于对于毛坯尺寸应标注成对称公差：毛坯尺寸应标注成对称公差：表示为：表示为：88二、加工余量的确定二、加工余量的确定 1计算法：2查表法：3经验法：89三、工序尺寸及其公差的确定三、工序尺寸及其公差的确定 确定确定
38、工序尺寸与公差的方法步骤：工序尺寸与公差的方法步骤：1）确定各加工工序的加工余量2）从最后工序开始，即从设计尺寸开始到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，得各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸）。3）除最后工序，其余工序按各自所采用加工方法的加工精度确定工序尺寸公差。4）按入体原则标注工序尺寸90【例例】某轴的直径为 ，其尺寸精度为IT5，表面粗糙度要求为 ，要求高频淬火，毛坯为锻件.工艺路线为：粗车半精车高频淬火粗磨精磨研磨 试计算各工序的工序尺寸和公差.911）查表确定加工余量：）查表确定加工余量：（下为双边余量（下为双边余量2Zb）研磨余量0.01mm，精磨余量0.1mm，粗磨余量0.3m
39、m，半精车余量1.1mm，粗车余量4.5mm，加工的总余量6.01mm，修正为6mm，粗车余量修正为4.49mm.922）计算各加工工序基本尺寸）计算各加工工序基本尺寸 研磨：50mm 精磨：50mm+0.01mm=50.01mm 粗磨：50.01mm+0.1mm=50.11mm 半精车：50.11mm+0.3mm=50.41mm 粗车：50.41mm+1.1mm=51.51mm 毛坯：51.51+4.49mm=56mm933)确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度 研磨：IT5，Ra 0.04m 精磨：IT6，Ra 0.2m 粗磨：IT8，Ra 0.8m 半
40、精车：IT11，Ra 3.2m 粗车：IT13，Ra 12.5m 4 4）按按入入体体原原则则标标注注工工序序尺尺寸寸和和公公差差，查查表表毛毛坯坯公公差为差为2mm2mm94下表是上面的计算结果和查表结果的汇总下表是上面的计算结果和查表结果的汇总。955.6 典型零件的加工工艺分析典型零件的加工工艺分析 一、箱体类零件一、箱体类零件 主轴箱体结构特点及技术条件分主轴箱体结构特点及技术条件分 箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量影响到机器的工作精度、使用性能和寿加工质量影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。命。主要加工面是平面和孔。主要加工面
41、是平面和孔。底面底面M和侧面和侧面N是装是装配基准、设计基准配基准、设计基准。大多数孔是轴承的支承孔大多数孔是轴承的支承孔，有较高尺寸精度和形位精度，有较高尺寸精度和形位精度，要求最高的是主轴要求最高的是主轴孔孔。9697 定位基准的选择定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择 根据基准重合原则，根据基准重合原则，选选M面和面和N面作精基准面作精基准 定位稳定可靠，且箱体开定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔时调整刀具、口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。测量孔径等方便。加加工工箱箱体体内内部部隔隔板板上上的的孔孔时时，只只能能使使用用活活动动结结构构的的吊吊架架镗镗模模，刚刚度度较较
42、差差，精精度度不不高高，且操作费事。且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。一般只在单件小批生产中应用。98 在成批生产中，用顶在成批生产中，用顶面面R和两定位销孔作统一和两定位销孔作统一的精基准。的精基准。定位可靠，中间导向支承定位可靠，中间导向支承刚度好，易保证系。刚度好，易保证系。位置精度，装卸工件方便。位置精度，装卸工件方便。加工中无法观察、测量和加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合调整刀具；存在基准不重合误差误差(为保证主轴孔至底面为保证主轴孔至底面MM的尺寸要求，须提高顶面的尺寸要求，须提高顶面R R至底面至底面MM的加工精度的加工精度)。99 2）粗基准的）粗基准的选择
43、选择 选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的轴孔作粗轴孔作粗基准。基准。保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件间有足够的间隙。壁与各装配件间有足够的间隙。100 一般箱体类零件的机械加工工艺过程一般箱体类零件的机械加工工艺过程（单件小批生产）（单件小批生产）01 划线划线 （保证主轴孔和箱体底平面的加（保证主轴孔和箱体底平面的加工余量足够）；工余量足够）；02 粗加工底平面粗加工底平面 （以箱体顶面为定位基（以箱体顶面为定位基准，按画线找正）；准，按画线找正）；03 粗加工箱体顶面及其他平面粗加工箱体顶面及其他平面（以
44、箱体（以箱体底面为定位基准）；底面为定位基准）；04 粗镗主轴孔和各轴承孔；粗镗主轴孔和各轴承孔；10105 时效处理时效处理（去内应力）；（去内应力）；06 精加工底平面；精加工底平面；07 半精加工其余各平面；半精加工其余各平面；08 半精镗、精镗各主要孔；半精镗、精镗各主要孔；09 加工其余各次要表面；加工其余各次要表面；10 检验入库。检验入库。102 二、典型轴类零件的加工工艺分析典型轴类零件的加工工艺分析（成批生产）（成批生产）103 工艺分析：工艺分析：各段直径相差不大，批量生产，选各段直径相差不大，批量生产，选5555热轧热轧4545圆钢料；圆钢料；在轴两端加工在轴两端加工B
45、B型中心孔为定位精基准面。型中心孔为定位精基准面。主要表面的加工顺序为：主要表面的加工顺序为：下料下料（同时）平两端面（同时）平两端面（同时）打中（同时）打中心孔心孔粗车粗车调质调质半精车半精车铣键槽铣键槽磨削；磨削；104 三三、工艺过程设计举例、工艺过程设计举例 工艺过程设计举例：工艺过程设计举例：试试拟定拟定成批生产成批生产图示拨叉图示拨叉零件的零件的工艺路线工艺路线，并，并画出各工序的工序图画出各工序的工序图。ACB105（单件）工艺路线（单件）工艺路线设计过程设计过程：选择选择25H7孔及端面孔及端面B作为精基准（基面先行原则）；作为精基准（基面先行原则）；加工加工25H7孔时，以孔
46、时，以40外圆为粗基准；外圆为粗基准；拟定工艺路线，并画工序图。拟定工艺路线，并画工序图。选择各加工表面的加工方法：选择各加工表面的加工方法：25H7孔：孔：钻钻扩扩铰；铰；端面端面A和和C：复合粗铣：复合粗铣复合半精铣；复合半精铣；R30半圆孔：镗削；半圆孔：镗削；M8螺纹孔：钻螺纹底孔螺纹孔：钻螺纹底孔攻丝；并锪攻丝；并锪M8螺孔端面；螺孔端面；注：也可两件连铸注：也可两件连铸一起加工。一起加工。106 解：解：拟定工艺路线如下拟定工艺路线如下（工序图见下页工序图见下页）10 车：车：钻、扩、鉸钻、扩、鉸 25H7 孔至图纸尺寸；车孔至图纸尺寸；车 端面端面B；20 铣：铣：复合粗铣复合粗
47、铣A、C端面；端面；30 铣：铣：复合半精铣复合半精铣A、C 面；面；40 铣：铣：半圆孔顶面；半圆孔顶面；50 镗：镗：粗镗、半精镗粗镗、半精镗R30 半圆弧至图纸尺寸；半圆弧至图纸尺寸；60钻：钻：钻钻M8 螺纹底孔至螺纹底孔至7；锪螺孔端面；攻；锪螺孔端面；攻 丝丝M8 70 钳工：钳工：去毛刺去毛刺80 检验入库。检验入库。（单件加工）工艺路线：（单件加工）工艺路线：107工序图的画法：工序图的画法：工序图工序图 工序图是表达：工序图是表达：本工序所要加工的工本工序所要加工的工件表面，以及加工这些表面所必须的件表面，以及加工这些表面所必须的定位和夹紧方法定位和夹紧方法。工序图的画法及工
48、序图的画法及要点如下要点如下：本工序所要加工的工件表面用本工序所要加工的工件表面用粗实线表示粗实线表示，其余表面，其余表面用细实线表示用细实线表示；用符号表达用符号表达本工序要加工的工件表面应限制的自由度本工序要加工的工件表面应限制的自由度和夹压点；和夹压点；标注标注本工序所要加工的工件表面的本工序所要加工的工件表面的有关尺寸有关尺寸、粗糙度粗糙度和形位公差。和形位公差。108工序图：工序图：109110111 5.75.7 工艺尺寸链工艺尺寸链 引例引例：如图所示40 ，20 的尺寸采用如图定位方式。本工序要保证刀具调整尺寸A+i ，则A+i应为多大才能满足零件要求。123112一工艺尺寸链
49、一工艺尺寸链（一）加工中的尺寸链与工序尺寸（一）加工中的尺寸链与工序尺寸 将单个零件中相互关联的尺寸，按一定的顺序联接成首尾相接的封闭图形称为工艺尺寸链图。如上引例：其中：A1、A2为设计尺寸，A3为工序尺寸（零件图上未标注，但调整铣刀位置时需知道的尺寸）。零件图上未标注但在加零件图上未标注但在加工过程中需要知道的工件尺工过程中需要知道的工件尺寸寸称为称为工序寸尺工序寸尺。113（二）（二）在装配中形成的尺寸链在装配中形成的尺寸链装配尺寸链装配尺寸链A1A2A0114（三）尺寸链的组成（三）尺寸链的组成 尺寸链图中：尺寸链中的每一个工件尺寸。它可以是长度或尺寸链中的每一个工件尺寸。它可以是长度
50、或 角度。角度。在零件加工或装配过程中在零件加工或装配过程中间接获得间接获得或或最后形成最后形成 的环。的环。尺寸链中除封闭环外其余全部的环。尺寸链中除封闭环外其余全部的环。1）增增环环：若若该该环环的的变变动动引引起起封封闭闭环环的的同同向向变变动动，则该环为增环则该环为增环 2）减减环环：若若该该环环的的变变动动引引起起封封闭闭环环的的反反向向变变动动。则该环为减环。则该环为减环。1、环：2封闭环：3、组成环：1154、增、减环判别方法、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中箭头顺序表示各尺寸环，其中与与封闭环箭头方向相反者为增环