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1、机械制造工艺基础机械制造工艺基础主讲教师：周世权主讲教师：周世权1第第7章机械加工工艺规程章机械加工工艺规程Process EngineeringProcess Engineering7.1基本概念与术语基本概念与术语7.1.1生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程1生产过程生产过程 我们通常所讲的生产过程是将我们通常所讲的生产过程是将原材料或半成品转原材料或半成品转变为成品所进行的全部过程变为成品所进行的全部过程。任何一种机械都是由零件、组件、部件装配而成，任何一种机械都是由零件、组件、部件装配而成，其制造是一个复杂的过程。对一个机械产品来说，其制造是一个复杂的过程。对一个机械产品来说，要满足
2、与适应市场的需求，其设计与制造应分为要满足与适应市场的需求，其设计与制造应分为以下几个阶段：以下几个阶段：23 工艺过程-加工对象性能的变化，包括几何形状、硬度、状态、信息量等等。如锻压、铸造、机械加工、冲压、焊接、热处理、表面处理、装配和试车等。所以，具体地说，工艺过程是与改变原材料或半成品使之成为成品直接有关的全部过程。2工艺过程47.1.2工艺过程的组成工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一系列工序组成的，毛坯依次通机械加工工艺过程是由一系列工序组成的，毛坯依次通过这些工序而变为成品。工序是工艺过程的基本组成部分。过这些工序而变为成品。工序是工艺过程的基本组成部分。1工序工序在在一个工作地
3、点一个工作地点上、对上、对一个工件一个工件(或或组工件组工件)进行加工进行加工所进行的所进行的连续工作过程连续工作过程，叫工序。，叫工序。工序的划分依靠两个基本要素：工序的划分依靠两个基本要素：一是工序中的工人、工一是工序中的工人、工件和所用的机床或工作地点是否改变件和所用的机床或工作地点是否改变；二是加工过程是否连二是加工过程是否连续完成续完成。比如，即使粗加工和精加工都是在同一机床上进行，。比如，即使粗加工和精加工都是在同一机床上进行，如果中间插入其它处理，失去了工序的连续性，则应把这两如果中间插入其它处理，失去了工序的连续性，则应把这两次加工分成两道工序。次加工分成两道工序。56表表7-
4、1齿轮的单件小批生产加工工序齿轮的单件小批生产加工工序工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备10粗车大端面、大外圆，钻孔；调头，粗粗车大端面、大外圆，钻孔；调头，粗车小端面、小外圆、台阶端面，精车小车小端面、小外圆、台阶端面，精车小端面、小外圆、台阶端面，倒角，调头端面、小外圆、台阶端面，倒角，调头精车大端面、大外圆，精镗孔，精车大端面、大外圆，精镗孔，倒角倒角车车 床床20磨小端面磨小端面磨磨 床床30滚齿滚齿滚齿机滚齿机40插键槽插键槽插插 床床50检验检验检验台检验台工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备10粗车大端面、大外圆，钻孔；调头，粗粗车大端面、大外圆，钻孔；调头，粗
5、车小端面、小外圆、台阶端面，精车小车小端面、小外圆、台阶端面，精车小端面、小外圆、台阶端面，倒角，调头端面、小外圆、台阶端面，倒角，调头精车大端面、大外圆，精镗孔，精车大端面、大外圆，精镗孔，倒角倒角车车 床床20磨小端面磨小端面磨磨 床床30滚齿滚齿滚齿机滚齿机40插键槽插键槽插插 床床50检验检验检验台检验台7表表7-2 齿轮的大批生产加工工序齿轮的大批生产加工工序 工序号工序号工序内容工序内容设设 备备10粗车大端面、大外圆，钻孔；粗车大端面、大外圆，钻孔；内倒角内倒角车床车床120粗车小端面、小外圆、台阶端面，内倒粗车小端面、小外圆、台阶端面，内倒角角车床车床230拉孔拉孔 拉拉 床床
6、40精车小端面、小外圆、台阶端面，外倒精车小端面、小外圆、台阶端面，外倒角角车床车床350精车大端面、大外圆，钻孔；精车大端面、大外圆，钻孔；内倒角内倒角车床车床460滚齿滚齿滚齿机滚齿机70拉键槽拉键槽拉拉 床床90检验检验检验台检验台8 工步。当加工表面不变，切削刀具不变，切削用量中的切削速度和进给量不变的情况下所完成的那一部分工艺过程称为工步。粗车大端面、粗车大外圆，钻孔；倒角。为了简化工艺文件，对于在一次安装中连续进行的若干相同的工步，常可看为一个工步(称为合并工步)。如用一把钻头连续钻削几个相同尺寸的孔。就认为是个工步，而不看成是几个工步。为了提高生产效率，用几把不同的刀具或复合刀具
7、同时加工个工件上的几个表面，也看成是一个工步，称为复合工步。9103走刀 在一个工步中，用同一刀具、同一切削用量，对同一表面进行多次切削时，相对被加工表面移动一次，切去一层金属的过程，称为走刀，一个工步可包括一次或几次走刀。4安装 工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。在一个工序内，工件的加工可能只需安装一次也可能需要安装几次。工件加工中应尽量减少安装次数，因为多一次安装就多一次安装误差，且增加安装工件的辅助时间。1112 为了减少工件的安装次数，在加工中常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具及多轴机床。工件在一次安装中，在机床上所占有的每一个位置上所完成的那一部分工作称为工位。利用回
8、转工作台，在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔等四工位加工实例。采用多工位加工可以减少工件安装次数，缩短辅助时间，提高生产率，有利于保证加工精度。5 5工位工位13147.1.3生产纲领、生产类型及其工艺特征生产纲领、生产类型及其工艺特征1生产纲领生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期通常为度计划。计划期通常为1年，所以生产纲领也称产品的年生年，所以生产纲领也称产品的年生产量。产量。零件的生产纲领要计入备品及废品的数量，一般按下式零件的生产纲领要计入备品及废品的数量，一般按下式计算：计算：式中式中N零件年
9、产量，单位为件年；零件年产量，单位为件年；Q产品的年产量单位为台年；产品的年产量单位为台年；N每台产品中，该零件的数量，单位为件台；每台产品中，该零件的数量，单位为件台；备品的百分率（）；备品的百分率（）；一废品的百分率（）；一废品的百分率（）；15 生产类型是指企业生产专业化程度的分类。产品的生产纲领决定了工厂的生产规模和生产方式。根据生产纲领、产品的复杂程度和质量的大小，其生产方式可分为大量生产、成批生产（根据批量的大小又可分为大批、中批与小批生产）和单件生产三种类型。2生产类型161)单件生产 单件生产的基本持点是生产的产品品种繁多，每种产品仅制造一个或少数几个少再重复生产。例如，船用大
10、型柴油机、大型汽轮机、重型机械产品制造及新产品试制等，都属于单件生产类型。2)成批生产 一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象 周期性地重复，例如，机床、机车、电机和纺织机械的制造常同成批生产。同一产品(或零件)每批投入生产的数量称为批量。批量可根据零件的年产量及一年中 的生产批数计算确定。一年的生产批数根据用户的需要、零件的特征、流动资金的周转、仓库容量等具体情况确定。17 产品的数量很大，大多数工作地按照一定的生产节拍进行某种零件的某道工序的重复加工。例如，汽车、拖拉机、自行车、缝纫机和手表的制造均采用大量生产方式。表7-3生产类型与生产纲领的关系3)
11、大量生产18表表7-4各种生产类型工艺过程的特点各种生产类型工艺过程的特点特点特点单件、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、大量生产加工对象加工对象经常换，经常换，不固定不固定周期性更换周期性更换固定不变固定不变零件互换性零件互换性配对制造，配对制造，无互换性，无互换性，广泛用于钳工修配。广泛用于钳工修配。普遍具有互换性，一般不用普遍具有互换性，一般不用试配试配全部互换，全部互换，某些高精度配合件采用某些高精度配合件采用分组装配、配研或配磨分组装配、配研或配磨毛坯制造与毛坯制造与加工余量加工余量木模手工造型或自由锻造，木模手工造型或自由锻造，毛坯精度低，毛坯精度低，加工余
12、量大加工余量大部分用金属模或模锻，部分用金属模或模锻，毛坯毛坯精度及加工余量中等精度及加工余量中等广泛采用金属模机器造型、精密铸广泛采用金属模机器造型、精密铸造、模锻或其它高效成型方法，造、模锻或其它高效成型方法，毛毛坯精度高及加工余量较小坯精度高及加工余量较小机床设备及机床设备及布置布置通用设备，通用设备，极少用数控机极少用数控机床，床，按机群布置按机群布置通用机床及部分高效专用机通用机床及部分高效专用机床和数控机床等，床和数控机床等，按零件类按零件类别分工段布置别分工段布置广泛采用高效专用机床信自动机床，广泛采用高效专用机床信自动机床，按流水线排列或采用自动线按流水线排列或采用自动线夹具与
13、安装夹具与安装多用通用夹具，多用通用夹具，极少用专极少用专用夹具，通常用划线找正用夹具，通常用划线找正广泛使用专用夹具，部分用广泛使用专用夹具，部分用划线找正，划线找正，广泛使用高效能的专用夹具广泛使用高效能的专用夹具尺寸获得方尺寸获得方法法试切法试切法调整法调整法调整法及自动化调整法及自动化刀具与量具刀具与量具多用通用刀具与万能量具多用通用刀具与万能量具 较多采用专用夹具与量具较多采用专用夹具与量具广泛使用高效能的专用刀具与量具广泛使用高效能的专用刀具与量具对工人的技对工人的技术要求术要求熟练熟练中等熟练中等熟练对操作工人一般要求，对操作工人一般要求，调整工人技调整工人技术要求较高术要求较高
14、工艺规程工艺规程有简单的工艺路线卡有简单的工艺路线卡有工艺规程，对关键工序有有工艺规程，对关键工序有详细的工艺规程详细的工艺规程有详细的工艺规程有详细的工艺规程生产率生产率低低中中高高成本成本高高中中低低197.2.1工件的安装与基准工件的安装与基准1工件的安装工件的安装 定位定位-使工件相对与机床、刀具占据一个正确位置使工件相对与机床、刀具占据一个正确位置的过程。的过程。夹紧夹紧-使工件在加工过程中保持所占据的确定位置使工件在加工过程中保持所占据的确定位置不变的过程。不变的过程。安装安装-定位与夹紧总称为工件的安装，常称为工件定位与夹紧总称为工件的安装，常称为工件的装夹。的装夹。直接找正安装
15、直接找正安装-是用划针或百分表等直接在机床上是用划针或百分表等直接在机床上找正工件的位置。找正工件的位置。用四爪单动卡盘装夹套筒，先用百分表按工件外圆用四爪单动卡盘装夹套筒，先用百分表按工件外圆A进行找正后，再夹紧工件进行外圆面进行找正后，再夹紧工件进行外圆面B的车削，的车削，以保证套筒的以保证套筒的A、B圆柱面的同轴度。圆柱面的同轴度。7.2工件的定位与夹紧工件的定位与夹紧 Location and Fixture2021 使用工具为划线盘时，定位精度在0105mm；找正工具为千分表时，定位精度在0010005mm。这种安装方式的特点是：生产率低，适用于单件、小批量生产，形状简单的零件，对工
16、人技术水平要求高。2)按划线找正装夹-是用划针根据毛坏或半成品上所划的线为基准，找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。车床床身毛坯，为保证床身各加工面和非加工面的尺寸及各加工面的余量，先在钳工台上划好线，然后在龙门刨床工作台上用千斤顶顶起床身毛坯，用划针按线找正并夹紧，再对床身底平面进行粗刨。由于划线既费时，又需技术水平高的划线工，划线找正的定位精度也不高，所以用于批量不大、形状复杂而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而无法采用夹具装夹的工件。22233)采用专用夹具装夹-夹具的定位夹紧元件能使工件迅速获得正确位置，便使其固定在夹具和机床上。因此，工件定位方便，定位精度高而且稳定装夹效率也高。当
17、以精基准定位时，工件的定位精度一般可达001mm。所以，用专用夹具装夹工件广泛用于中、大批和大量生产。241)设计基准 在设计零件图样时，用以确定其他点、线、面位置的基准称为设计基准。即零件图纸上标注尺寸的起点，或中心线、对称线、圆心等。2)工艺基准 在制造过程（包括、度量、装配）中采用的各种基准总称工艺基准，也称制造基准。基准就是“依据”的意思。在零件工作图或实际零件上，总要依据一些指定的点、线、面，来确定另一些点、线、面的位置。这些作为依据的点、线、面，称为基准。2基准及其分类25图711 设计基准分析 26(1)工序基准 工序尺寸的起点称为工序基准。也称为原始基准，是在工序简图上用来确定
18、本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。工序基准与工序尺寸可用于工艺过程的任一工序中。27齿轮毛坯和端面齿轮毛坯和端面E E及及F F的工序中，的工序中，B B面及轴面及轴线线O-OO-O是是E E及及F F的工序的工序基准。基准。尺寸尺寸a a及及FF是是工序尺寸。工序尺寸。对于齿轮端面对于齿轮端面D D及外及外圆圆C C来说，来说，E E面轴线面轴线O-O-O O是是D D及及C C的工序基准，的工序基准，而尺寸而尺寸b b及及CC是工序是工序尺寸。尺寸。28 工件在夹具或机床上定位时，用以确定工件在工序尺寸方向上相对于刀具的正确位置的基准。(2)定位基准加工齿轮的端面加工齿轮的端面
19、E E及内孔及内孔FF时，以毛坯外圆面时，以毛坯外圆面A A及及端面端面B B确定工件在夹具上的确定工件在夹具上的位置，所以位置，所以A A、B B面即为此面即为此工序的定位基准。加工外工序的定位基准。加工外圆圆C C及端面及端面D D时，则以已加时，则以已加工的内孔工的内孔F F及端面及端面E E确定工确定工件的位置，则内孔件的位置，则内孔F F及端面及端面E E即为此工序的定位基准。即为此工序的定位基准。对不同的工序尺寸，其定对不同的工序尺寸，其定位基准的表面也不同。位基准的表面也不同。29用于检验已加工表用于检验已加工表面的尺寸及各表面面的尺寸及各表面之间位置精度的基之间位置精度的基准，
20、称为度量基准。准，称为度量基准。如图如图7-137-13所示，所示，利用锥度心轴检验利用锥度心轴检验齿轮外圆和两个端齿轮外圆和两个端面相对孔轴线的圆面相对孔轴线的圆跳动时，跳动时，孔的轴线孔的轴线即为度量基准。即为度量基准。(3)(3)度量基准度量基准30 在机器装配中，用于确定零件或部件在机器中正确位置的基准。(4)(4)装配基准装配基准轴套，其孔以一定的配合精度安装轴套，其孔以一定的配合精度安装在轴上决定其径向位置，并以端面在轴上决定其径向位置，并以端面A A紧贴轴肩决定其轴向位置，轴套紧贴轴肩决定其轴向位置，轴套孔的轴线和该端面即为装配基准。孔的轴线和该端面即为装配基准。作为定位基准的点
21、或线，总是以具作为定位基准的点或线，总是以具体表面来体现的，这种表面就称为体表面来体现的，这种表面就称为基面。基面。轴套孔的轴线并不具体存在，而是轴套孔的轴线并不具体存在，而是由孔的表面来体现的，因而孔是该由孔的表面来体现的，因而孔是该零件的定位基面。零件的定位基面。317.2.2工件在夹具中的定位工件在夹具中的定位1工件定位的基本原理工件定位的基本原理（1）六点定位原理：）六点定位原理：在空间有六个独立运动，即沿在空间有六个独立运动，即沿x、y、z轴的移动轴的移动(分别用分别用X、Y、Z表示表示)，和绕这三个轴的转动，和绕这三个轴的转动(分别用分别用x、y、z表示表示)。通常将这六个运动称为
22、六个自由度。通常将这六个运动称为六个自由度。当工件的六个自由度均被限当工件的六个自由度均被限制后，工件在空间的位置就制后，工件在空间的位置就唯一地被确定下来。此称为唯一地被确定下来。此称为六点定位原理。六点定位原理。32 这样，1、2、3就限制了x、y、Z三个自由度；约束点4、5可以限制Y、z两个自由度；约束点6则限制了一个自由度X。可见，六个按一定规则布置的约束点，就可以限制六个自由度，使工件在空间的位置完全确定，这就是六点定位原理。对一长方体工件进行定位，可在其底面布置三个不共线的约对一长方体工件进行定位，可在其底面布置三个不共线的约束点束点1 1、2 2、3 3，在侧面布置两个约束点，在
23、侧面布置两个约束点4 4、5 5，在端面布置一，在端面布置一个约束点个约束点6 6。33 圆盘的端面为主要定位圆盘的端面为主要定位基准，由定位支承点基准，由定位支承点1 1、2 2、3 3限制了工件限制了工件Z Z、x x、y y三个自由度，定位销三个自由度，定位销的定位支承点的定位支承点5 5、6 6限制限制了工件的两个自由度了工件的两个自由度X X、Y Y；防转支承点；防转支承点4 4限制了限制了工件的一个自由度工件的一个自由度z z。六点定位也适用于其他形状的工件，只是定位支承点的分布六点定位也适用于其他形状的工件，只是定位支承点的分布方式有所不同。方式有所不同。34（2）定位元件 用于
24、定位元器件称为定位元件；轴类零件六点定位情况。长V形块为一个定位元件，限制了工件的X、Z、x、z四个自由度；定位支承钉3限制了工件的Y自由度；销6限制工件绕Y轴回转方向的自由度y，共限制六个自由度。35完全定位完全定位-工件的工件的六个自由度全部限六个自由度全部限制。制。不完全定位不完全定位-工件工件的六个自由度有一的六个自由度有一个或几个没有被限个或几个没有被限制，但并不影响工制，但并不影响工件的加工质量。件的加工质量。2 2限制工件自由度与加工技术要求的关系限制工件自由度与加工技术要求的关系36 在小轴上铣通槽。由于槽有深度与宽度要求，所以应限制自由度Z及X两个自由度。同时，应保证槽两侧面
25、的中心平面对轴线的重合，及侧面与底面对轴线的平行度要求，则应限制x、z两个自由度。而加工的为通槽，对槽的长度没有要求，即在Y轴方向的移动没有要求，所以Y可以不限制，又因为加工的是轴，且在其圆周周向并没有相对角度与位置要求，所以y也不必限制。因此，归纳起来，在小轴上加工通槽时，应限制Z、X、x、z四个自由度，属于不完全定位。若将工件加工改为加若将工件加工改为加工不通槽，且周向有工不通槽，且周向有两个键槽则两个键槽则Y Y、y y都应都应被限制，即应限制六被限制，即应限制六个自由度，为完全定个自由度，为完全定位。位。371)欠定位 欠定位是一种定位不足而欠定位是一种定位不足而影响加工质量的现象。影
26、响加工质量的现象。在在工件上铣不通槽，工件沿工件上铣不通槽，工件沿X X方向的自由度没有被限方向的自由度没有被限制，故加工出来的键槽在制，故加工出来的键槽在沿沿x x方向的长度尺寸方向的长度尺寸l l不能不能保证一致。可见，欠定位保证一致。可见，欠定位不能保证工件的加工技术不能保证工件的加工技术要求，欠定位是不允许出要求，欠定位是不允许出现的。现的。3 3过定位与欠定位过定位与欠定位38 两个或两个以两个或两个以上的定位支承点上的定位支承点同时限制工件的同时限制工件的同一个自由度的同一个自由度的定位形式称为过定位形式称为过定位，也常称为定位，也常称为超定位或重复定超定位或重复定位。位。过定位过
27、定位心轴限制了工件的心轴限制了工件的Y Y、Z Z、y y、z z四个自由度，大支承板限制了四个自由度，大支承板限制了工件工件y y、z z、X X自由度。自由度。工件内孔与端面垂直度误差较大且内孔与心轴配合间隙很小工件内孔与端面垂直度误差较大且内孔与心轴配合间隙很小时，工件端面与大定位支承板只有极少部分接触，夹紧后，时，工件端面与大定位支承板只有极少部分接触，夹紧后，工件和心轴将会产生变形，影响加工精度。过定位严重时，工件和心轴将会产生变形，影响加工精度。过定位严重时，还可能使工件无法进行装卸。因此，一般情况下、应尽量避还可能使工件无法进行装卸。因此，一般情况下、应尽量避免采用过定位形式。免
28、采用过定位形式。39 图722b采用定位销(圆柱销)，仅限制工件两个自由度Y、Z，而没有像心轴那样限制工件Y、Z、y、z四个自由度，大支承板限制工件y、z、X三个自由度，共限制工件五个自由度，没有出现过定位。图722c采用心轴和小支承面定位。心轴限制工件Y、Z、y、z四个自由度，小支承面限制工件X自由度，共限制工件五个自由度，也没有出现过定位。一般情况下，当加工表面与工件的大端面有较高的位置精度要求时，可采用图722b所示的定位方案；当加工表面与工件内孔有较高的位置精度要求时，则应采用722c所示的定位方案。407.2.3定位基准的选择定位基准的选择定位基准又有粗基准和精基准两种。定位基准又有
29、粗基准和精基准两种。用毛坯表用毛坯表面作为定位基准的称为粗基准，而用已加工面作为面作为定位基准的称为粗基准，而用已加工面作为定位基准的则称为精基准。定位基准的则称为精基准。411）保证加工表面加工余量合理分配）保证加工表面加工余量合理分配 为保证重要表面的加工余量小而均匀；应选择重要加工面为粗基准。如图7-23所示，为保证导轨面有均匀的组织和一致耐磨性，应使其加工余量均匀。粗基准的选择粗基准的选择选择导轨面为粗基准加工床腿底面，选择导轨面为粗基准加工床腿底面，然后再以底面为基准加工导轨面。可然后再以底面为基准加工导轨面。可使加工量最小，最经济，成本最低。使加工量最小，最经济，成本最低。当工件上
30、有多个重要加工面要求保证当工件上有多个重要加工面要求保证余量均匀时，则需选余量要求最严的余量均匀时，则需选余量要求最严的面为粗基准。面为粗基准。42 为保证各个加工面具有足够的加余量，应选择毛坯余量最小的面为粗加工基准。如图724所示，自由锻件毛坯大外圆M的余量小，小外圆N余量大，且N、M轴线的偏差较大。若以M为粗基准车削外圆N，则在调头车削外圆M时，可使其得到足够而均匀的余量。反之，若以N为粗基准，则外圆M可能因余量过小无法满足加工要求而致使工件报废。43 如加工表面与非加工表面有位置要求，则应以此非加工面作粗基准，这样可如加工表面与非加工表面有位置要求，则应以此非加工面作粗基准，这样可使加
31、工表面与不加工表面之间的位置误差最小，有时还可能在一次装夹中加使加工表面与不加工表面之间的位置误差最小，有时还可能在一次装夹中加工出更多的表面。工出更多的表面。当工件上有多个不加面与加工面之间有位置要求时，则应以其中要求较高的当工件上有多个不加面与加工面之间有位置要求时，则应以其中要求较高的不加工面为粗基准。不加工面为粗基准。2 2）保证相互位置要求）保证相互位置要求如图如图725725所示铸铁件，用所示铸铁件，用不需要加工的小外圆不需要加工的小外圆A A作粗作粗基准，不仅能保证基准，不仅能保证90H790H7孔壁厚薄均匀，而且能在孔壁厚薄均匀，而且能在一次装夹中车削出除小端一次装夹中车削出除
32、小端面以外的全部加工表面，面以外的全部加工表面，使使160Js6160Js6孔与孔与90H790H7孔孔同轴，大端面、内台阶端同轴，大端面、内台阶端面与孔的轴线垂直。面与孔的轴线垂直。443）方便工件装夹与定位可靠 为保证定位准确、夹紧可靠，粗基准表面应尽量平整光洁，有足够大的面积，避开飞边、浇道、冒口等缺陷。4）粗基准不重复使用 粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用。因为作为粗基准的表面粗糙而不规则，多次使用易导致较大的定位误差，无法保证各加工表面之间的位置精度。45精基准的选择 选择精基准一般应遵循如下原则，“基准重合”原则。定位基准应与设计基准重合，如加工为中间工序，则
33、应尽量采用工序基准。如图如图7 72626所示箱体件，所示箱体件，最终镗孔时应以底面最终镗孔时应以底面为定位基准，因底面为定位基准，因底面为设计基准，从而直接为设计基准，从而直接保证尺寸，以及孔轴线保证尺寸，以及孔轴线对底面的平行度。对底面的平行度。46 如果设计基准与定位基准不重合，则会影响定位精度，从而影响加工精度。如图727所示，当工件表面间尺寸按图727a标注时，如果选择设计基准A为定位基准，并按调整法加工表面B和表面c，对于B面来说，是符合“基准重合”原则的，而对于c面来说，定位基准与设计基准不重合，这样尺寸c要通过尺寸a间接得到。47基准统一原则基准统一原则 在工件加工过程中应尽可
34、能选用统一的定位基准称为基在工件加工过程中应尽可能选用统一的定位基准称为基准统一原则。准统一原则。工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准。工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准。耍遵循基准重合原则，就会有较多定位基准，因而夹具种耍遵循基准重合原则，就会有较多定位基准，因而夹具种类也较多。常见的辅助基准有轴类工件的中心、箱体工件类也较多。常见的辅助基准有轴类工件的中心、箱体工件的两工艺孔、工艺凸台和活塞类工件的内止口和中心孔。的两工艺孔、工艺凸台和活塞类工件的内止口和中心孔。在自动化加工中，为了减少工件的装夹次数也须遵循在自动化加工中，为了减少工件的装夹次数也须遵循基准统一原则。例如
35、柴油机机体加工自动线上，常以一面基准统一原则。例如柴油机机体加工自动线上，常以一面两孔作为统一基准进行平面和孔系的加工两孔作为统一基准进行平面和孔系的加工48自为基准原则 在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定位基准这就称为自为基准。镗连杆小头孔时，以加工表面小头孔作为定位基准。工件除以大头孔轴线和端面为定位基准外，还以小头孔中心线为定位基准，用削边销定位，消除绕大头孔轴线转动自由度，并在小头孔两侧用浮动夹紧装置夹紧后拔出定位销，伸入镗杆对小头孔进行加工。能保证加工余量小而均匀。互为基准原则互为基准原则 对于相互位置精度要求较高对于相互位置精度要求较高的表面
36、，往往用互为基准，反复的表面，往往用互为基准，反复加工的方法予以保证。加工的方法予以保证。浮动镗孔、浮动铰孔和珩磨等孔加工浮动镗孔、浮动铰孔和珩磨等孔加工方法都是自为基准的实例方法都是自为基准的实例49 精密齿轮的加工通常是在齿面淬硬以后再磨齿面及内孔的，因齿面淬硬层较薄，磨齿余量应力求小而均匀，所以应先以齿面为基准磨内孔(图730)，然后再以内孔为基准磨齿面。这样，不但可以做到磨齿余量小而均匀，而且还能保证轮齿基圆对内孔有较高的同轴度。507.3零件加工的结构工艺性零件加工的结构工艺性 零件的结构工艺性-是指设计的零件进行机械加工的难易程度、生产率和经济性。结构工艺性不合理的零件会造成无法加
37、工，即使能够被加工出来，但会给加工带来困难；结构工艺性良好的零件，可以较经济地、高效地、合理地加工。517.3.1零件的结构便于加工零件的结构便于加工1应留有空刀槽和退刀槽应留有空刀槽和退刀槽 为避免刀具或砂轮与工为避免刀具或砂轮与工件某一部分相碰，使加工无法进行，有时在双联齿轮中间件某一部分相碰，使加工无法进行，有时在双联齿轮中间和变径轴中间应留有退刀槽和空刀槽。插齿轮时的退刀槽。和变径轴中间应留有退刀槽和空刀槽。插齿轮时的退刀槽。磨削时的越程槽。磨削时的越程槽。522 2凸台的孔要留有加工空间凸台的孔要留有加工空间 若孔的轴线距若孔的轴线距S S小于钻头小于钻头外径外径D D的一半，则难以
38、加工。一般的一半，则难以加工。一般S SD/2+D/2+（2525）mm mm 533 3避免弯曲孔避免弯曲孔 1515、1616加工不出来，加工不出来，1717虽能加工，但虽能加工，但还需加一个塞柱。还需加一个塞柱。544 4孔轴线应与其端面垂直孔轴线应与其端面垂直 如如表表7.6.97.6.9,表表7.6.117.6.11所示。所示。孔轴线应该与端面垂直，避免使钻头钻入和钻出时，不产生孔轴线应该与端面垂直，避免使钻头钻入和钻出时，不产生引偏或折断。引偏或折断。555同类要素要统一 同一工件上的退刀槽、过渡圆尺寸及形状应该一致可减少换刀时间减少辅助时间。566尽量减少走刀次数 同一面上的凸台
39、应设计得一样高，从而减少工件安装次数和对刀时间。因22需多次对刀，改成23结构后只需对刀一次加工出三个小凸台。577将零件中难加工的部位进行合理的拆分。零件其内部为球面凹坑，很难加工，改为37所示的两个零件，凹坑变为外部加工，比较方便。587.3.2尽量减少不必要的加工面积尽量减少不必要的加工面积29比比28结构减少了加工面积，又能保证装配时零件很好结合。结构减少了加工面积，又能保证装配时零件很好结合。591 1增加工艺凸台增加工艺凸台 刨平面时，经常将工件直接安装在工刨平面时，经常将工件直接安装在工作台上。如果要刨上平面使加工面水平。作台上。如果要刨上平面使加工面水平。26 26零件较难安装
40、，零件较难安装，将将2626改为改为2727，增加一个工艺凸台容易找正安装，加工完上，增加一个工艺凸台容易找正安装，加工完上面可将凸台切去。面可将凸台切去。7.3.37.3.3零件的结构应便于安装零件的结构应便于安装602 2增加辅助安装面增加辅助安装面 B B面为曲面，在车床上无法安装，面为曲面，在车床上无法安装，改为改为(b)b)中的中的C C或或(c)c)中中D D面后便于安装。面后便于安装。7.3.37.3.3零件的结构应便于安装零件的结构应便于安装617.3.4提高标准化程度提高标准化程度1应尽量采用标准件和标准化参数设计，降低成本。应尽量采用标准件和标准化参数设计，降低成本。a设计
41、设计的锥孔锥度值和尺寸都是非标准的，既不能采用标准锥度塞的锥孔锥度值和尺寸都是非标准的，既不能采用标准锥度塞规检验，又不能与标准外锥面配合使用。改进后，锥面和直规检验，又不能与标准外锥面配合使用。改进后，锥面和直径都采用标准值。径都采用标准值。b为莫氏锥度；为莫氏锥度；c为米制锥度。为米制锥度。627.3.4提高标准化程度提高标准化程度2尽量选用标准刀具加工工件，不用特制刀具。尽量选用标准刀具加工工件，不用特制刀具。例如当例如当加工不通孔时由一直径到另直径的过渡最好做成与钻头顶加工不通孔时由一直径到另直径的过渡最好做成与钻头顶角相同的锥面。角相同的锥面。631 1何谓零件的结构工艺性何谓零件的
42、结构工艺性?2 2设计零件时，考虑零件结构工艺性的一般原则有设计零件时，考虑零件结构工艺性的一般原则有哪几项哪几项?3 3增加工艺凸台或辅助安装面，可能会增加加工的增加工艺凸台或辅助安装面，可能会增加加工的工作量，为什么还要它们工作量，为什么还要它们?复习思考题复习思考题644齿齿轮轮轮轮毂毂的的形形状状共共有有三三种种不不同同的的结结构构设设计计方方案案，试试从从你你所所选选定定的的齿齿形形加加工工方方法法对对零零件件结结构构的的要要求求，比比较较出出哪哪种种结结构构工艺性较好工艺性较好?哪种较差哪种较差?为什么为什么?复习思考题复习思考题655分分析析教教材材中中图图7-68所所示示各各零零件件的的结结构构，找找出出哪哪些些部部位位结结构构工艺性不妥当，为什么？绘出改进后的图形。工艺性不妥当，为什么？绘出改进后的图形。复习思考题复习思考题666指出指出图图7-69所示零件难以加工或无法加工的部位，并提出所示零件难以加工或无法加工的部位，并提出改进意见。改进意见。复习思考题复习思考题67 主要内容：工艺过程的组成，生产纲领与生产类型，工件的安装与基准，六点定位原理，完全定位与不完全定位，欠定位与过定位，定位基准的选择。零件机械加工的结构工艺性。重点内容：工件的安装与基准，完全定位与不完全定位，欠定位与过定位，定位基准的选择，零件机械加工的结构工艺性。本讲小结本讲小结68