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1、第五章第五章 典型表面加工分析典型表面加工分析 组组成成零零件件的的典典型型表表面面有有外外圆圆柱柱面面、孔孔、平平面面、成成形形面面、螺螺纹纹表表面面和和齿齿轮轮齿齿面面加加工工等等。这这些些表表面面不不仅仅有有形形状状和和尺尺寸寸的的要要求求，还还有有如如尺尺寸寸精精度度、形形位位精精度度和和表表面面质量等的技术要求。质量等的技术要求。1典型表面加工的技术要求：典型表面加工的技术要求：1）工件的形状和尺寸的精度要求，包括尺寸精度，形状精度和位置精度。）工件的形状和尺寸的精度要求，包括尺寸精度，形状精度和位置精度。2）加加工工表表面面质质量量：表表面面粗粗糙糙度度，加加工工硬硬化化程程度度和
2、和深深度度，残残余余应应力力的的性性质质和和大大小等。小等。2选择零件加工方法的基本原则：选择零件加工方法的基本原则：为了保证工件加工的技术要求，在选用不同加工方法时应遵循以下原则：为了保证工件加工的技术要求，在选用不同加工方法时应遵循以下原则：1）加工方法的经济精度及表面粗糙度与加工表面的技术要求要相适应。）加工方法的经济精度及表面粗糙度与加工表面的技术要求要相适应。2）加工方法要与零件材料的加工性及产品的生产类型相适应。）加工方法要与零件材料的加工性及产品的生产类型相适应。3）加加工工方方法法应应与与本本单单位位的的设设备备条条件件，技技术术装装备备条条件件（包包括括工工人人的的技技术术水
3、水平平，工装卡具，量具等条件）相适应。工装卡具，量具等条件）相适应。4）几种加工方法配合使用。）几种加工方法配合使用。5）对对于于要要求求较较高高的的工工件件（指指精精度度高高的的表表面面），表表面面加加工工要要分分阶阶段段进进行行，即即粗粗加工，半精加工和精加工等三个阶段进行。加工，半精加工和精加工等三个阶段进行。1常用加工方法的精度及表面粗糙度常用加工方法的精度及表面粗糙度加工方法加工精度表面粗糙度()车削粗车：半精车：精车：（精细车有色金属）IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5Ra2512.5Ra6.33.2Ra1.60.8Ra0.10.4铣削粗铣：（半精铣）：精铣：I
4、T12IT11IT10IT9IT8IT7Ra2512.5mRa6.33.2mRa3.21.6m刨削粗刨：（半精刨）精刨：宽刀精刨（龙门）：IT12IT11IT10IT9IT8IT7平面度0.02/1000Ra2512.5mRa6.33.2mRa3.21.6mRa=0.40.8m磨削粗磨：精磨：IT8IT7IT6IT5Ra=0.80.4mRa=0.40.2m2拉削IT8IT7Ra0.40.8钻削IT10Ra12.5扩孔IT10IT9Ra6.33.2铰孔IT9IT7Ra0.41.6镗孔粗镗精镗精细镗IT9IT8IT8IT7IT7IT6Ra3.21.6Ra1.60.8Ra0.80.2（接上）常用加工
5、方法的精度及表面粗糙度常用加工方法的精度及表面粗糙度3第一节第一节 外圆柱面的加工外圆柱面的加工 外圆柱面是轴类、盘类、套类零件的主要表面。外圆柱面是轴类、盘类、套类零件的主要表面。主要加工方法：车削加工和磨削加工。主要加工方法：车削加工和磨削加工。4）表面粗糙度、表面硬度、残余应力、显微组织等。1外圆柱面的技术要求：1）尺寸精度：圆的直径和长度的尺寸精度。2）形状精度：圆度和圆柱度。3）位置精度：外圆柱面之间的同轴度，圆柱面与端面的垂直度等。42外圆柱面的外圆柱面的加工方案分析：加工方案分析：1)有色金属：粗车有色金属：粗车精车精车(IT8IT7,Ra1.60.8)精细车精细车(IT6IT5
6、,Ra0.10.4)；2）其它钢铁材料的零件；）其它钢铁材料的零件；粗车 半精车（非淬火钢）（IT9-10，Ra 3.2-6.3）粗磨半精磨(IT7-6,Ra0.4-0.8)精磨(IT6,Ra0.2-0.4)研磨（或超级光磨）(IT6-5,Ra0.008-0.1)第二节孔加工1孔加工的技术要求：1）孔的直径和长度等尺寸精度。2）孔本身的形状精度，即圆度、圆柱度、轴线的直线度等。3）位置精度：孔与孔、孔与外圆、孔与其它表面的尺寸精度、平行度、垂直度、角度等。4）表面质量：粗糙度、硬度和残余主力等。5 2孔加工的主要设备有钻床、车床、镗床、磨床、拉床、铣床等。6 3孔的加工方案分析：钻孔钻孔(IT
7、10以下，以下，Ra12.5-50)；扩孔扩孔(IT10-9,Ra3.2-6.3)；铰孔铰孔(IT8-7,Ra1.6-0.8);镗孔镗孔(IT8-6,Ra1.6-0.8)；磨孔磨孔(IT7-6;Ra1.6-0.1)；拉孔拉孔(IT8-6;Ra0.8-0.4)第三节 平面加工1主要加工设备：车床（端面）、铣床、刨床、磨床、拉床等。镗孔（粗镗精镗）钻孔粗磨精磨研磨（淬硬的孔）扩孔铰孔（粗铰精铰）拉孔（粗拉精拉）未淬硬的中、小直径的孔中等直径以上的孔72技术要求技术要求 （简介）简介）1）尺寸精度一般要求不高）尺寸精度一般要求不高2）形状精度，如平面度、直线度等。）形状精度，如平面度、直线度等。3）
8、位置精度，平面之间、平面与孔）位置精度，平面之间、平面与孔或外圆的轴线间平行度、垂直度。或外圆的轴线间平行度、垂直度。4）表面质量，表面粗糙度精度、）表面质量，表面粗糙度精度、表层硬度、残余应力、显微组织。表层硬度、残余应力、显微组织。粗加工粗加工 粗铣粗铣 精铣精铣 高速精铣（有色金属）高速精铣（有色金属）粗刨（铣）粗刨（铣）精刨（铣）精刨（铣）粗车粗车 精车精车宽刀精刨（宽刀精刨（0.8,大型工件上狭长的精密平面，大型工件上狭长的精密平面，导轨磨床）导轨磨床）粗刨粗刨(Ra 12.5-50);精刨精刨(Ra 1.6);粗铣粗铣(Ra 12.5-50);精铣精铣(Ra 1.6);粗车粗车(R
9、a 12.5-50);精车精车(Ra 1.6);磨磨(Ra 0.2-0.8);刮研刮研(Ra 0.2-0.8)3平面加工方案分析：精度要求不高的平面采用刨削加工或铣削加工，回转体的端面用车削加工；精精度要求不高的平面采用刨削加工或铣削加工，回转体的端面用车削加工；精度要求较高的平面用刨削、铣削或车削加工作为粗加工，再用磨削加工作为精加度要求较高的平面用刨削、铣削或车削加工作为粗加工，再用磨削加工作为精加工；精度要求很高的平面，磨削加工后还用研磨或超级光磨进行加工工；精度要求很高的平面，磨削加工后还用研磨或超级光磨进行加工。刮研刮研磨磨 研磨或超级光磨（研磨或超级光磨（0.0080.1）黑色金属
10、和淬）黑色金属和淬硬表面硬表面8第四节第四节 成形面加工成形面加工 成成形形面面加加工工可可分分别别在在车车床床、铣铣床床、刨刨床床、拉拉床床和和磨磨床床上上进进行行，其其刀刀具具的的切切削刃形状和切削运动应满足成形表面形状的要求，一般有以下削刃形状和切削运动应满足成形表面形状的要求，一般有以下2 2种基本方式：种基本方式：一一 成形加工方法的两种基本形式成形加工方法的两种基本形式1）成成形形刀刀具具加加工工法法：适适用用于于加加工工成成形形面面较较窄窄的的工工件件表表面面，其其成成形形面面直直接接由由刀刀具具的切削刃形状产生。的切削刃形状产生。92）利用刀具与工件之间的相对运动形成工件的成形
11、表面。）利用刀具与工件之间的相对运动形成工件的成形表面。靠模装置靠模装置 数控装置其它加工方法(划线铣成形面)（利用回转工作台成形面）（小刀架转位法）（尾架偏移法）10第五节第五节 螺纹加工螺纹加工 一一 螺纹的种类和技术要求螺纹的种类和技术要求 螺纹一般有两类：螺纹一般有两类：1）紧固螺纹：应用于零件间的固定连接，一般牙型为三角形。）紧固螺纹：应用于零件间的固定连接，一般牙型为三角形。2）传动螺纹：应用于传递动力、运动和位移，一般牙型为梯形或锯齿形。）传动螺纹：应用于传递动力、运动和位移，一般牙型为梯形或锯齿形。螺纹也和其它类型的表面一样，有一定尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量的要求。
12、螺纹用途不同，技术要求也不同。一般紧固螺纹或无传动精度的传动螺纹，只要求中径与顶径（外螺纹大径，内螺纹小径）的精度；对于有传动精度要求的传动螺纹，除要求中径与顶径（外螺纹大径，内螺纹小径）的精度外，还有螺距、牙型角的精度要求和螺纹表面粗糙度、耐磨性和硬度的要求。11 二二 螺纹加工方法及其典型特点螺纹加工方法及其典型特点：(1)攻丝和套扣(2)车螺纹(4)磨螺纹(3)铣螺纹124)各种螺纹加工方法的加工精度和表面粗糙度（各种螺纹加工方法的加工精度和表面粗糙度（表表5-4）攻攻 丝：丝：IT 68 Ra 1.66.3m 套套 扣：扣：IT 78 Ra 1.63.2m 车螺纹：车螺纹：IT 48
13、Ra 0.41.6m 铣螺纹：铣螺纹：IT 68 Ra 3.26.3m 磨螺纹：磨螺纹：IT 46 Ra 0.10.4m 研研 磨：磨：IT 4 Ra 0.1m第六节第六节 齿轮加工齿轮加工 1）传递运动的准确性准确性要求：在齿轮的一转范围内，最大转角误差必须在一定的范围以内。2）传动的平稳性平稳性要求：齿轮瞬时传动比的变化不宜过大，以免产生冲击，振动、噪声。3）载荷分布的均匀性均匀性要求：齿轮啮合时，齿面接触良好，以免产生局部应力集中，造成齿面局部磨损。4）传动侧隙要求侧隙要求：即啮合时非工作齿面要有一定的间隙，以便存储润滑油，补偿因温度变化和弹性变形引起的尺寸变化，以及安装、加工误差造成的
14、影响。齿轮是机械中传递运动和动力的重要零件，随着产品性能要求的提高，其加工作精度，传递功率，转动速度等都有更高的要求。因此，对齿轮加工要求除精度和表面质量要求外，还有以下几个方面的要求：131 1、齿轮齿形的加工方法：、齿轮齿形的加工方法：展成法（范成法）：利用齿轮刀具与被切齿轮啮合运动，切出齿形的加工方法，如插齿、滚齿、剃齿，展成法磨齿等。齿轮齿形加工是齿轮加工的最关键环节。目前制造齿轮的主要方法是切削加工（铸造齿轮和碾压齿轮虽然生产率高、成本低，但制造精度低）。齿轮齿形加工方法有：成形法（仿形法）：用与被切齿轮齿间形状相等的刀具，直接切出齿形的加工方法，如铣齿，成形法磨齿。142齿轮齿形加
15、工方法：齿轮齿形加工方法：1）铣齿：（成形法）铣齿：（成形法）刀具：盘形齿轮成形铣刀或指形齿轮成形铣刀（铣刀应与被切齿轮齿间形状刀具：盘形齿轮成形铣刀或指形齿轮成形铣刀（铣刀应与被切齿轮齿间形状相同）。相同）。铣床：万能铣床。铣床：万能铣床。工件：置于分度头上，加工完一个齿，利用分度头分度再加工下一个齿。工件：置于分度头上，加工完一个齿，利用分度头分度再加工下一个齿。铣齿特点：可在通用铣床上加工，刀具简单，加工成本低成本低。生产率低生产率低，因为每铣一个齿都要进行一次分度，增加了辅助工艺时间。加工精度较低精度较低，主要原因如下：15 因因为为，模模数数相相同同而而齿齿数数不不同同的的齿齿轮轮，
16、其其齿齿形形渐渐开开线线形形状状是是不不同同的的。齿齿数数愈愈多多，渐渐开开线线的的曲曲率率半半径径愈愈大大。因因此此，从从理理论论上上讲讲，同同一一模模数数而而不不同同齿齿数数的的齿齿轮轮都都应应该该用用不不同同的的专专门门铣铣刀刀加加工工，这这样样就就需需要要很很多多不不同同规规格格的的铣铣刀刀，加加大大了了生生产产成成本本。因因此此，在在生生产产中中，把把同同一一模模数数的的齿齿轮轮按按齿齿数数多多少少划划分分为为8 8个个组组或或1515个个组组，每每组组采采用用同同一一刀刀号号的的刀刀具具加加工工，各各号号铣铣刀刀的的齿齿形形按按该该组组内内最最小小齿齿数数的的齿齿轮轮齿齿形形设设计
17、计刀刀具具。所所以以，同同一一刀刀号号的的刀刀具具加加工工其其它它齿齿数数的的齿齿形形，只只能能是是近近似似的的齿齿形形，会产生齿形加工误差。因此，会产生齿形加工误差。因此，A)A)同一模数的齿轮按不同齿数分为同一模数的齿轮按不同齿数分为8 8组或组或1515组，每组一把铣刀。组，每组一把铣刀。B)B)每每号号铣铣刀刀的的齿齿形形是是根根据据该该组组内内齿齿数数最最小小的的齿齿形形设设计计的的，所所以以加加工工其其它它齿数的齿轮时，其齿形必然有误差。齿数的齿轮时，其齿形必然有误差。C)C)利用分度头分度各齿，分度精度不高。因此加工精度低。利用分度头分度各齿，分度精度不高。因此加工精度低。2 2
18、）插齿：（展成法加工）插齿：（展成法加工）插齿原理：在插齿机上用插齿刀加工齿轮的齿形，插齿刀和被加工齿轮按一对圆柱齿轮啮合运动的原理进行加工的。16插直齿圆柱齿轮时的运动：插直齿圆柱齿轮时的运动：A：主运动：插齿刀往复直线运动。B：分齿运动：维持插刀与工件之间的啮合关系的运动。C：径向进给运动：在分齿运动的同时，插刀要沿工件半径方向作进给运动，插刀每往复一次作径向移动的距离，称径向进给量。D：让刀运动，为防止插齿刀在返程时，刀齿后刀面与工件的齿面发生摩擦，在插齿刀返回时，工件要让开一些，而当插齿刀在工作行程时，工件又要恢复原位，这个运动称让刀运动。3）滚齿加工滚齿加工原理：利用滚齿刀在滚齿机上
19、加工齿轮的轮齿，称为滚齿。滚齿其实质是按一对螺旋齿轮相啮合的原理进行加工的。如图，其中一个齿轮的螺旋角很大，齿数很少，则齿轮就变得很长，变成了蜗杆，若这个蜗杆制造成刀具，就变成了滚齿刀。17滚齿运动：滚齿运动：A：主运动：滚刀的旋转运动，其转速为n。；B：分齿运动：维持滚刀与被切齿轮之间的啮合关系的运动；。其运动关系：nw/no=k/zw滚刀头数为k，被切齿轮齿数zw，滚刀转速n。，被切齿轮转速为nwC：轴向进给运动：滚动沿工件的轴向作进给运动。如果加工斜齿时，工件还需要有一个附加的转动，就可以切出斜齿来。4）插齿与滚齿的比较：插齿与滚齿两者的精度相当，都比铣齿高。其中：插齿刀制造、刃磨、检验
20、均比滚刀方便，且制造精度准确。但插齿的分齿传动机构较滚齿复杂，增加了传动误差。因此，两者的加工精度相当。插齿与滚齿的加工精度可以达到7 8级精度。最高可达到6级。另外：因为插齿和滚齿都是在专门齿轮机床上进行，刀具精度高，分齿运动机构精度均比分度头高。因此，插齿和滚齿精度比铣齿高。铣齿一般只能达到9级精度。插齿的齿面粗糙度值较小。插齿时，插齿刀沿齿宽连续切下切屑，而滚齿与铣齿沿齿宽是由刀具多次断续切削而成；另外，插齿时，包络齿形的切线数量比较多，所以插齿的齿面粗糙度值小。18 插齿的生产率低于滚齿，但高于铣齿。插齿的生产率低于滚齿，但高于铣齿。由由于于插插齿齿的的主主运运动动为为往往复复直直线线
21、运运动动，切切削削速速度度慢慢，有有空空回回行行程程，故故生生产产率率低低于于滚滚齿齿；插插齿齿和和滚滚齿齿的的分分齿齿运运动动是是在在切切削削过过程程中中进进行行的的，省省去去铣铣齿齿时时单单独独分分度度时时间间，所所以以，插插齿齿、滚齿较铣齿生产率高。滚齿较铣齿生产率高。插插齿齿刀刀和和滚滚齿齿刀刀加加工工范范围围广广，同同一一模模数数的的插插齿齿刀刀和和滚滚齿齿刀刀可可以以加加工工不不同同齿齿数数的的齿齿轮轮，不象铣齿刀每号刀只能加工少数范围齿数的齿轮。不象铣齿刀每号刀只能加工少数范围齿数的齿轮。在齿轮加工方法中：在齿轮加工方法中：滚滚齿齿加加工工应应用用最最广广：可可加加工工直直齿齿，
22、斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮和和蜗蜗轮轮等等，但但不不能能加加工工内内齿齿轮轮和和相相距距很近的多联齿轮。很近的多联齿轮。插插齿齿加加工工应应用用较较广广：可可加加工工直直齿齿、斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮和和内内齿齿轮轮，多多联联齿齿轮轮和和带带有有台台肩肩的的齿齿轮轮。但但插插齿齿生生产产率率没没有有滚滚齿齿高高。所所以以，插插齿齿多多用用于于加加工工那那些些用用滚滚齿齿难难于于加加工工的的内内齿齿轮轮，多多联齿轮和带有台肩的齿轮。联齿轮和带有台肩的齿轮。插插齿齿、滚滚齿齿的的设设备备、刀刀具具比比较较复复杂杂、成成本本高高，但但由由于于加加工工精精度度高高，生生产产效效率率高高等等优优点点，广泛
23、应用于批量生产和单件小批量中精度要求较高的齿轮加工中。广泛应用于批量生产和单件小批量中精度要求较高的齿轮加工中。3齿轮精加工方法：齿轮精加工方法：精精度度6级级以以上上、齿齿面面粗粗糙糙度度Ra值值小小于于0.4m的的齿齿轮轮，插插齿齿和和滚滚齿齿加加工工后后还还要要进进行行精精加加工，齿轮精加工的方法有：工，齿轮精加工的方法有：1）剃齿（属展成法）（可达）剃齿（属展成法）（可达5 6级精度）级精度）；2）珩齿（齿形精度改善不大，但表面粗糙度可小到）珩齿（齿形精度改善不大，但表面粗糙度可小到0.4 m以下）；以下）；3）磨齿）磨齿（可达（可达4 6级精度）；级精度）；4）研齿）研齿（可有效提高
24、齿面质量和稍微修正齿形与齿向误差，其它精度改善不大）。（可有效提高齿面质量和稍微修正齿形与齿向误差，其它精度改善不大）。19第六章第六章 工艺过程的基本知识工艺过程的基本知识 在在生生产产中中，由由于于零零件件的的生生产产类类型型不不同同，零零件件的的材材料料、结结构构、形形状状、尺尺寸寸和和加加工工精精度度等等技技术术条条件件不不同同，所所选选用用的的加加工工方方法法不不同同，多多数数情情况况下下一一个个零零件件要要经经过过一一定定的的加加工工工工艺艺过过程程才才能能完完成成。因因此此，零零件件进进行行加加工工前前，应应结结合合零零件件的的具具体体技技术术要要求求和和生生产产现现场场的的设设
25、备备条条件件、技技术术条条件件，选选用用合合理理的的经经济济的的加加工工方方法法，确确定定合理的加工顺序来完成零件的加工。合理的加工顺序来完成零件的加工。第一节第一节 机械加工的基本概念机械加工的基本概念一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程 1生生产产过过程程：由由原原材材料料制制成成各各种种合合格格零零件件并并装装配配成成机机器器的的全全过过程程，称称为为生生产产过过程程，其其中中包括：包括：原材料的采购、运输、保管、生产准备；原材料的采购、运输、保管、生产准备；毛坯的制造准备；毛坯的制造准备；零件的切削加工；零件的切削加工；零部件的装配、整机的安装、调试、检验及试车；零部件的装配、
26、整机的安装、调试、检验及试车；油漆和包装等。油漆和包装等。毛坯制造生产准备切削加工装配检验油漆包装生产过程20 2 2工工艺艺过过程程：在在生生产产过过程程中中，直直接接改改变变原原材材料料（毛毛坯坯）的的形形状状、尺尺寸寸或或性能，使其变为成品的过程，称为工艺工程。性能，使其变为成品的过程，称为工艺工程。如如：铸铸造造工工艺艺、锻锻造造工工艺艺、焊焊接接工工艺艺，毛毛坯坯生生产产的的工工艺艺过过程程、切切削削加加工工工工艺、热处理工艺等。艺、热处理工艺等。一一个个工工艺艺过过程程又又分分为为若若干干道道工工序序。工工序序是是最最基基本本的的组组成成单单元元。每每一一个个工工序序又可分为安装、
27、工位、工步和走刀。又可分为安装、工位、工步和走刀。工工序序：在在一一个个工工作作地地点点，对对一一个个或或一一组组工工件件所所完完成成的的那那部部分分工工艺艺过过程程称称为为工序。一个工序中，工件可能要经过几次安装。工序。一个工序中，工件可能要经过几次安装。安装：在一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。安装：在一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。若干安装若干安装工序工序 若干工序若干工序工艺过程工艺过程 若干工艺过程若干工艺过程生产过程生产过程安装工序工艺过程生产过程在一次安装中所完成的工序在一个地点连续完成的工艺过程直接改变材料的形状、尺寸、性质使成为成品由原材料准备一直到机器出厂的整
28、个过程。21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，每一个加工位置上的安装内容称为工位22工步加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。复合工步:若有几把刀具同时参与切削，该工步称为复合工步23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。24第一节第一节 基本概念基本概念毛坯制造毛坯制造生产准备生产准备切削加工切削加工装配检验装配检验油漆包装油漆包装工艺过程工艺过程工序工序1工序工序n在一个工作地点在一个工作地点安装安装1安装安装n在一次装夹后在一次装夹后工位工位1 工位工位n工件在机床上占据
29、的每一个位置所完成的那部工件在机床上占据的每一个位置所完成的那部分工序分工序工步工步1 工步工步n走刀走刀1 走刀走刀n加工表面、加工工具、主要切削用量不变的条加工表面、加工工具、主要切削用量不变的条件下所连续完成的那一部分工序件下所连续完成的那一部分工序同一表面往往要用同样的条件加工数次才能同一表面往往要用同样的条件加工数次才能完成，每一次加工完成的那部分工步完成，每一次加工完成的那部分工步25 例题：例题：看图思考半联轴器（外圆、端面、内孔和孔倒角和看图思考半联轴器（外圆、端面、内孔和孔倒角和6个螺钉孔）的加工工艺过程个螺钉孔）的加工工艺过程可以分为三道工序：可以分为三道工序：工序1：在车
30、床上车外圆、端面、内孔和孔倒角；工序2：在钻床上钻六个20孔；工序3：在插床上插键槽。在工序1中，一般要安装两次：第一次安装：用三爪卡盘夹住102外圆，车端面、外圆（223）、内孔（60）和孔倒角等；第二次安装：用三爪卡盘夹住223外圆，车端面A、B，孔倒角。如果生产批量大，可能这两次安装中的加工任务安排在两台车床上完成，那就变成了两道工序。（生产类型生产类型不同，同一零件的工艺过程有可能不同。）因此，根据不同的零件，一个工序可能含多个安装。26 二、生产类型：二、生产类型：某某工工厂厂一一年年制制造造的的合合格格产产品品数数量量称称年年产产量量，即即生产纲领。计算公式如下生产纲领。计算公式如
31、下 式中式中 N年生产纲领年生产纲领 Q产品的年生产纲领产品的年生产纲领 n每个每个产品产品上零件的数量上零件的数量 a%备品百分率备品百分率 b%废品百分率废品百分率27根据年产量和产品零件的大小，机械制造生产一般分为三种不同生产类型：根据年产量和产品零件的大小，机械制造生产一般分为三种不同生产类型：1）单件生产：单个制造某个零件，很少重复，甚至不重复的生产。）单件生产：单个制造某个零件，很少重复，甚至不重复的生产。如重型机如重型机器厂的生产，产品试制和维修车间的生产，属于单件生产。器厂的生产，产品试制和维修车间的生产，属于单件生产。2）成批生产：成批生产相同零件，每隔一定时间又重复生产，称
32、成批生产。）成批生产：成批生产相同零件，每隔一定时间又重复生产，称成批生产。每批制造相同零件的数量称为批量，按批量大小又分为小批量，中批量和大批量每批制造相同零件的数量称为批量，按批量大小又分为小批量，中批量和大批量生产。生产。3）大量生产：同一产品制造数量很多，在大多数工作地点，经常重复进行一）大量生产：同一产品制造数量很多，在大多数工作地点，经常重复进行一种零件的某一工序的生产，称为大量生产。种零件的某一工序的生产，称为大量生产。由于单件生产和小批量生产的工艺特点十分接近，而大批量生产与大量生产由于单件生产和小批量生产的工艺特点十分接近，而大批量生产与大量生产的工艺特点也十分接近，因此，生
33、产中往往称为单件小批量生产或大批大量生产的工艺特点也十分接近，因此，生产中往往称为单件小批量生产或大批大量生产，而成批生产仅指中批量生产。，而成批生产仅指中批量生产。4）多品种变批量生产：产品的品种多，每种产品的批量不同，或每批产品的）多品种变批量生产：产品的品种多，每种产品的批量不同，或每批产品的数量是变化的这种生产方式称为多品种变批量生产。数量是变化的这种生产方式称为多品种变批量生产。前三种属于传统的生产方式。随着市场供需的变化，目前生产中多品种变批前三种属于传统的生产方式。随着市场供需的变化，目前生产中多品种变批量的生产类型很多。量的生产类型很多。28总结表总结表6-16-1的规律：同一
34、零件，不同的生产类型，其生产纲领不同；的规律：同一零件，不同的生产类型，其生产纲领不同；同一种生产类型，不同大小的零件，其生产同一种生产类型，不同大小的零件，其生产纲领也不同；纲领也不同；不不同同的的生生产产类类型型对对组组织织、管管理理生生产产和和确确定定不不同同的的生生产产过过程程、生生产产工工艺艺有着十分重要的影响。例如：有着十分重要的影响。例如：单 件 生 产 成 批 生 产大 量 生 产机床设备通用设备通用及部分专用设备广泛使用专用设备卡具通用卡具广泛使用专用卡具广泛使用高效专用卡具刀具和量具一般刀具和通用量具部分地采用专用刀具和量具高效率专用刀具和量具毛坯木模铸造和自由锻部分采用金
35、属模铸造和模锻机器造型，压力铸造，模锻，滚锻等对工人的技术要求需要技术熟练的工人需要技术熟练的工人调整工要求技术熟练，操作工要求熟练程度较低第二节第二节 工件的安装和夹具工件的安装和夹具 在进行机械加工时，工件必须牢固地装夹在机床上并占有一个正确的位置。这种操作称为安装。工件的安装包括工件的定位和夹紧。29二、工件安装方法和夹具种类：工件安装方法归纳起来有两类：直接安装法直接安装法 和专用夹具安装法和专用夹具安装法 。1直接安装法工件直接置于机床的工作台上，（磨床的电磁吸盘）工件安装在机床通用卡具上，如三爪、四爪、平口钳,分度头、回转工作台等。特点：不用准备专用夹具；操作简单、方便；定位精度的
36、高低决定于夹具本身的精度以及找正用的工具、仪表和工人的技术水平；找正时费时，生产率低。所以只适用于单件小批量或多品种变批量的生产。直接安装法使用通用夹具。工件定位：工件置于机床上，在夹具之间应占有一个正确的位置工件夹紧：在切削过程中，工件在切削力作用下仍能保持其正确位置不变。一、工件的安装：一、工件的安装：工件的安装：302专用夹具安装法：专用夹具安装法：工工件件安安装装到到为为其其专专门门设设计计制制造造的的夹夹具具，称称为为专专用用夹夹具具。专专用用夹夹具具具具有有无无需需找找正正、定定位位准准确确，夹夹紧紧牢牢靠靠、迅迅速速，操操作作方方便便等等特特点点。但但是是：夹夹具具的的设设计计、
37、制制造造、维维护护需需要要投投资资，夹夹具具的的设设计计、制制造造周周期期较较长长等等因因素素，一一般般只只适适用用于于批批量量生生产产；对对于于单单件件小小批批量量生生产产中中，那那些些由由于于通通用用夹夹具具保保证证不不了了精精度度或或无无法法正正确确安安装装时也可以考虑使用专用夹具。时也可以考虑使用专用夹具。31三、夹具的组成和设计要求：三、夹具的组成和设计要求：装装夹夹工工件件的的机机床床附附件件称称为为夹夹具具。一一般般夹夹具具设设计计时时应应重重点点考考虑虑工工件件的的定定位位方方法法和夹紧机构，以达到装夹方便，操作简单，通用性强等特点。和夹紧机构，以达到装夹方便，操作简单，通用性
38、强等特点。1 1）夹夹具具的的组组成成：一一个个夹夹具具包包括括定定位位元元件件、夹夹紧紧机机构构、导导向向机机构构和和夹夹具具本本体体及及其其它部分等四部分。它部分等四部分。定位元件；确定工件在夹具中的正确位置。定位元件；确定工件在夹具中的正确位置。夹紧机构：定位后，将其紧固，夹紧机构：定位后，将其紧固，保证在切削力作用下其位置不变。保证在切削力作用下其位置不变。32导导向向机机构构：用用于于对对刀刀，或或引引导导刀刀具具进进入入正正确确的的切切削削位位置置，如如钻钻模模上上的的导导向向套套等。等。装夹灵活、方便，便于清理和维护。具有良好的结构工艺性结构紧凑、合理，制造方便。足够的强度、刚度
39、；定位准确、夹紧牢固，稳定地保证工件的加工质量；2）设计要求：工件的加工精度在很大程度上决定于夹具的精度和结构。因此，技术工艺人员必须根据零件的生产批量、加工方法和加工精度的要求，设计夹具。夹具本体及其它部分：用于连接并固定定位元件，夹紧机构和导向套等，并通过它将夹具安装到机床上。（分析图6-3）33第三节第三节 工艺规程的拟定工艺规程的拟定 把把工工艺艺过过程程的的有有关关内内容容，用用文文字字或或图图表表的的形形式式写写出出来形成文件，就是工艺规程。来形成文件，就是工艺规程。它它是是连连接接产产品品设设计计和和制制造造过过程程的的桥桥梁梁，是是企企业业组组织织生产活动和进行生产管理的重要依
40、据。生产活动和进行生产管理的重要依据。在在生生产产过过程程中中，由由于于工工艺艺性性质质不不同同，有有毛毛坯坯制制造造、切切削削加加工工、热热处处理理和和装装配配等等不不同同的的工工艺艺规规程程。本本节节只只介介绍拟订机械加工工艺规程要解决的一些基本问题。绍拟订机械加工工艺规程要解决的一些基本问题。34产品的全套装配图及零件图产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况零件毛坯图及毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及
41、生产技术的发展与应用情况国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况 制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 351阅读装配图和零件图了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。2工艺审查审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。3熟悉或确定毛坯确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见下表。机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤36
42、各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件13级以下13级以下1115101281181171081079911大一般大大一般较小较小小很小小很小较小各种材料钢材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好
43、较好较好较好较好好一般一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量374.选择定位基准5.拟定加工路线6.确定满足各工序要求的工艺装备包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。工工艺艺装装备备的的选选择择在在满满足足零零件件加加工工工工艺艺的的需需要要和和可可靠靠地地保保证证零零件件加加工工质质量量的的前前提提下下，应应与与生生产产批批量量和和生生产产节节拍拍相相适适应应，并并应应充充分分利利用用现现有有条条件件，以以降低生产准备费用。降低生产准备费用。对对必必须须改改装装或或重重新新设设计计的的专专用用
44、或或成成组组工工艺艺装装备备，应应在在进进行行经经济济性性分分析析和和论论证证的的基基础础上上提提出出设设计计任任务书。务书。387.确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差8.确定切削用量9.确定时间定额10.编制数控加工程序（对数控加工）11.评价工艺路线对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。12.填写和打印工艺文件 机加工工艺规程的设计，大体上分为两块：第一，拟定零件加机加工工艺规程的设计，大体上分为两块：第一，拟定零件加工工艺路线；第二，确定每一工序的工艺尺寸、所用设备、工艺工工艺路线；第二，确定每一工序的工艺尺寸、所用设
45、备、工艺装备以及切削规范和工时定额等。装备以及切削规范和工时定额等。39一、零件的工艺分析一、零件的工艺分析：在拟订机械加工工艺规程之前，技术人员首先要熟悉整个产品的用途、工作条件、性能要求；根据产品的装配图了解各零件在产品中的位置、功用、它们之间的装配关系和技术精度等。然后从机械加工的角度对零件进行工艺性分析，为制订切实可行的机械加工工艺规程提供依据。工艺分析主要内容包括以下方面：1）检查零件的图纸是否完整、正确。（包括视图、尺寸、公差、粗糙度、技术要求等）。40 3）审查零件结构工艺性的优劣情况（应从零件应加工的表面、加工方法以及现有的生产条件等方面综合分析）。2）审查零件材料选择的是否恰
46、当（应从零件的使用性能和加工工艺性、成本、来源等方面考虑）。（铸件或锻件）41 42 若发现有问题，或需要更改，应与有关设计人员共同研究，按规定程序进行必要的修改。43二、毛坯的选择与加工余量的确定二、毛坯的选择与加工余量的确定 1毛毛坯坯的的选选择择：根根据据零零件件所所采采用用的的材材料料、结结构构、尺尺寸寸、力力学学性性能能要要求求和和生产规模等选择毛坯的生产方法和毛坯的类型。生产规模等选择毛坯的生产方法和毛坯的类型。常用的毛坯类型有：型材、铸件、锻件、冲压件和焊接件。常用的毛坯类型有：型材、铸件、锻件、冲压件和焊接件。1）型材类毛坯：冶金工厂将钢铸锭用轧制方法制成各种带材、板材、棒材、
47、线材或管材等，需要时可以根据规格型号和材料种类直接购买使用。2）铸件类毛坯：用铸造方法生产零件毛坯，一般为铸铁件、铸钢件和有色金属铸件等。铸件类毛坯应用最为广泛。5）焊接件类毛坯：焊接件一般用于结构件，采用低碳钢或低合金钢材料。4）冲压件类毛坯：用冲压方法生产零件毛坯。冲压材料在常温下必须具有很好的塑性，一般为一些塑性很好的带材和板材用冲压方法制成零件毛坯。3）锻件类毛坯：用锻造方法生产零件毛坯。锻件材料必须具有很好的塑性，所以一般为中低碳钢、部分有色金属等。44 2加工余量的确定加工余量的确定 加加工工余余量量，进进行行机机械械加加工工时时，从从工工件件表表面面切切去去的的那那层层材材料料称
48、称为为加加工工余余量量。从从毛毛坯坯到到成成品品的的各各个个加加工工工工序序都都需需要要有有加加工工余余量量，某某工工序序中中需需切切除除的的那那层层材材料料称称为为工序余量，从毛坯到成品总的切除余量称为总余量。总余量等于各工序余量之和。工序余量，从毛坯到成品总的切除余量称为总余量。总余量等于各工序余量之和。工序间留加工余量的目的：切除上一道工序留下的加工误差。提高工件的表面质量。确定加工余量应充分考虑毛坯的种类、各种不同的加工方法和加工特点。一般应注意以下几点：1）毛坯所留的加工余量大小应满足零件加工技术的要求，不宜过大或过小。2）在保证加工质量的前提下，尽量取小的加工余量。3）粗加工的加工
49、余量较大，越是精加工，加工余量应越小。4）加工余量大小的确定方法有估计法、查表法和计算法等。45三、定位基准的选择：三、定位基准的选择：1六点定位原理：六点定位原理：XOY平面约束3个自由度：尚有三个自由度：若再加X0Z平面内的两点，再约束：若再加YOZ平面内的一点、约束了 物体的位置就确定了。因此，为了保证工件在机床上有正确的位置，必须有六个相应的支承点来限制工件的六个自由度。但是，根据工件加工方法和加工尺寸的要求，有时并不一定都要限制所有的六个自由度，下面介绍三种不同的定位形式。任何一个物体，在空间中都有沿任何一个物体，在空间中都有沿x轴轴、y轴轴、z轴的轴的三个移动和绕三个移动和绕x轴轴
50、、y轴轴、z轴的三个转动，共有六个不轴的三个转动，共有六个不受约束的自由度。要让一个物体在空间中有一个确定的受约束的自由度。要让一个物体在空间中有一个确定的位置，就必须将这六个自由度全部约束，称为六点定位位置，就必须将这六个自由度全部约束，称为六点定位原理。原理。46下列安装方法限制工件哪几个自由度？下列安装方法限制工件哪几个自由度？1）完全定位：如图，在铣床上铣沟槽，为了保证沟槽的三个尺寸X,Y,Z,就要限制这六个自由度，使工件在安装中有一个正确的位置。超定位超定位X,Z移动移动472 2）不完全定位：）不完全定位：没有完全限制六个自由度。没有完全限制六个自由度。3 3）超定位：）超定位：某