第八章 工艺过程设计讲稿.pdf

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1、工艺过程设计8.1 工艺过程的基本概念生产过程与工艺过程生产过程是指将原材料转变成为成品的全过程。它包括原材 料的运输和保管、生产的准备，毛坯的制造、零件的加工、部件 和产品的装配以及检验、油漆、包装等。工艺过程是指生产过程中，直接改变对象的形状（铸造、锻 造）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热处理）使其 成为预期产品的这部分主要过程。工艺过程一个零件完整的工艺过程往往是在不同的机床上采用各种不同的 加工方法逐步完成的。组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。而 工序又可细分为安装、工位、工步及走刀。具体分述如下。工序工序是指一个（或一组）工人，在一个工作地点（或一台机床），对 同一个零

2、件（或一组零件）进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是加工中的工作地点（或机床）是否改变和工作 是否连续。工序如图所示阶梯轴，毛坯为棒料，若外圆表面粗车后直接就进行 精车，则整个粗、精车外圆为一个工序（如表所示）；如果阶梯轴 的生产批量很大，宜将粗车与精车分开，先完成这批零件的粗车，然后再进行精车。由于粗、精车外圆中间有了间断，因此成为两个 工序。工序工序工序工序内容工序内容设备设备1车端面，打中心孔车端面，打中心孔专用机床专用机床2粗车外圆粗车外圆车床车床3精车外圆精车外圆,倒角，切退刀槽，倒角，切退刀槽，车床车床4铣键槽铣键槽铣床铣床5磨外圆，磨外圆，磨床磨床6去毛刺去

3、毛刺钳工台钳工台如图所示阶梯轴，毛坯为棒料，若外圆表面粗车后直接就进行精车，则整个粗、精车外圆为一个工序（如表所示）；如果阶梯轴的生产批量很 大，宜将粗车与精车分开，先完成这批零件的粗车，然后再进行精车。由 于粗、精车外圆中间有了间断，因此成为两个工序。安装安装是指工件一次装夹（定位、夹紧）后所完成的那一 部分工序。在一个工序中，有的工件只需装夹一次，也有需 要多次装夹的。表8-1中，工序1要经过两次安装。工位为了减少工件装夹次数，避免装夹误差，加工中经常采用移动 夹具或回转工作台。工件在夹具或回转工作台上，一次装夹中每一 个位置所完成的那一部分工序，称为工位。工位又如图为在多工位机床上加工I

4、T7级精度孔。在该工序中工件 仅装夹一次，但利用六工位的回转工作台使每个工件依次进行钻、扩、铰加工。采用多工位机床加工可以减少装夹次数和安装误差，提高生产率。工步工步是指在加工表面、加工工具和切削用量不变的情况下，所 连续完成的那一部分工序。表中，工序1的每次安装中都有车端 面，倒角，钻中心孔三个工步。工步图8-4所示车削阶梯轴85mm外圆为第一工步，车削65mm外圆 为第二工步。这是因为加工表面变了。有时为了提高生产率，把几 个待加工表面用几把刀具同时加工，这也可看作一个工步，称为复 合工步走刀在一个工步中，有时被切削的材料层较厚，需分几次切除，则 每切去一层材料称为一次走刀。表8中，工序2

5、（粗、精车外圆），在粗车小外圆时，因切去的金属层比比较厚，此时就分为几次走刀 来完成。显然，一个工步可包括一次或几次走刀。生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应生产的产品产量。计划期通常为 一年，所以生产纲领也称年产量。零件的生产纲领要计入备品和 废品的数量，计算公式如下：N=Qn(1+%)(1+%)式中 N零件的年产量Q产品的年产量n每台产品中该零件的数量，单位为：（件/台）%备品的百分率%废品的百分率生产纲领与生产类型当产品的零件年生产纲领确定后，还需要根据车间的具体情况 按一定期限分批投产，每批投产的数量，称为生产批量。生产类型生产类型是指企业（或车间、

6、工段、班组等）生产专业化程度 的分类。一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。生产类型生产类型的划分主要取决于生产纲领，但也要考虑产品本身的大小 和结构的复杂程度。此外，不同生产类型的零件加工工艺、工艺装备、毛坯制造方法以及对工人的技术要求等都有很大的不同生产类型1单件生产单件生产是指产品品种多，而每一品种的结构、尺寸不同，且产量很 少，各工作地点的加工对象经常改变，很少重复的生产类型。例如：重 型机械、专用设备制造和新产品的试制等都属于单件生产。2大量生产大量生产是指产品数量很大，大多数工作地点长期地按一定的节拍进 行某一零件的某一个工序的加工。例如：汽车、拖拉机、自行车、轴承 等的制

7、造。生产类型3成批生产成批生产是指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，工作地点的加工对象周期性地重复。例如：通用机床、光 学仪器、液压传动装置等的制造。按成批生产中的每一批产品数量（即批量）不同，成批生产又可分为 小批生产、中批生产和大批生产三种。在工艺过程上，小批生产与单件 生产相似，大批生产与大量生产相似，常合称为单件小批生产、大批大 量生产。8.2 机械加工工艺规程内容工艺规程文件的内容与形式工艺规程是把工艺过程和操作方法按一定的格式书写成的工艺文 件。常用的工艺文件有机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺 卡片、机械加工工序卡片等。工艺规程设计原始资料制订工艺规程

8、时，一般应具备以下资料：1.被加工零件的零件图，包括必要的部装图和总装图。2.零件的生产纲领和投产批量。3.毛坯的形式和供应情况。4.现有的生产条件和资料，包括设备的规格、数量、性能、精度等 级以及工人的技术水平、专用设备和工装的设计制造能力等。5.国内外同类产品的有关工艺资料。6.各种有关手册、标准及指导性文件。8.3 机械加工工艺规程设计方法零件图审查和零件毛坯确定零件图是制订工艺规程最主要的原始资料，在制订工艺时，必须首 先加以认真分析。对零件进行工艺分析，主要包括以下两个方面内容：1.产品的零件图与装配图的分析(1)零件图的完整性与正确性(2)零件技术要求的合理(3)零件的选材是否恰当

9、2零件的结构工艺性分析零件结构工艺性，是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制 造的可行性和经济性。结构工艺性的问题比较复杂，它涉及毛坯制造、机械加工、热处理和装配等各方面的要求。确定毛坯确定毛坯的主要任务是：根据零件的技术要求、结构特点、材料、生产 纲领等方面的情况，合理地确定毛坯的种类、毛坯的制造方法、毛坯的形状 和尺寸毛坯的确定，不仅影响到毛坯制造的经济性，而且影响到机械加工的经 济性。所以在确定毛坯的时候。既要考虑到热加工方面的因素，也要兼顾冷 加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造成本。毛坯种类的确定毛坯的种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。具

10、体确定时可结合有关资料进行，同时还要全面考虑下列因素的影响：1.零件的材料及其力学性能2.生产类型3.零件的形状和尺寸4.现有生产条件5.充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性毛坯形状和尺寸的确定毛坯某些表面仍留有一定的加工余量，以便通过机械加工来达到质量要 求。这样，毛坯的尺寸与零件尺寸就不同，其差值称为毛坯加工余量，毛 坯制造尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯加工余量及公差同毛坯制造方法有 关，生产中可参照有关工艺手册和部门或企业的标准来确定。毛坯加工余量确定以后，毛坯的形状和尺寸，在除了将毛坯加工余量 附加在零件相应的加工表面之外，还要考虑毛坯制造、机械加工和热处理 等多方面工艺因素的影响

11、。毛坯形状和尺寸的确定如为了加工时安装工件的方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子，如图8-7所示。工艺搭子在零件加工好后一般均应切除。毛坯形状和尺寸的确定如图8-8所示的车床进给系统中的开合螺母的外壳及图8-9所示的 发动机连杆等零件，为了保证加工质量，同时也为了加工方便，常将 这些分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。此外，为了提高机械加工的生产率和便于加工过程中的装夹，对于形 状比较规则的小型零件，应将多件合成一个毛坯，当加工到一定阶段 后，再分离成单件。设备的选择选择设备时，应考虑：(l)机床主要规格尺寸与工件的外形尺寸相适应。(2)机床精度与工序要求的加工精度相适应。(3

12、)机床的生产率与零件的生产类型相适应。(4)与现有加工条件相适应，如设备负荷的平衡状况等。工艺装备的选择工艺装备的选择主要指夹具、刀具和量具的选择，它们对工序的 加工精度、生产率和经济性有直接影响。可根据生产类型、具体加工 条件、工件结构特点和技术要求等进行选择。(l)夹具的选择单件小批生产，应尽量选用通用夹具和机床附件，如各种卡盘、虎钳和分度头等。为提高生产率应积极推广使用组合夹具。大批大量 生产为提高劳动生产率应采用专用高效夹具。多品种中、小批生产可 采用可调夹具或成组夹具。夹具的精度应与加工精度相适应。工艺装备的选择(2)刀具的选择一般应先采用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀

13、具 及其它一些专用刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加 工要求。同时要合理地选择刀具几何参数。(3)量具的选择单件小批生产中应采用通用量具，如游标卡尺、百分尺等。大批大 量生产中应采用各种量规和一些高生产率的专用检具与量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。如果需要采用专用工艺装备，则应提出设计任务书。工序切削用量和时间定额单件小批生产中为了简化工艺文件及生产管理，常不具体规定切 削用量，但要求操作工人技术熟练。大批大量生产中对组合机床、自 动机床及某些精密工序，应科学、严格地选择切削用量，用以保证节 拍均衡及加工质量要求。确定主要工序的技术要求及检验方法进行技术经济分析，选择最佳方案填

14、写工艺文件工艺路线的拟定拟订工艺路线拟订工艺路线即订出全部加工由粗到精的加工工序，其主要内容 包括选择定位基准、定位夹紧方法及各表面的加工方法，安排加工顺 序等。这是关键的一步，一般需要提出几个方案进行分析比较。拟订工艺路线拟定工艺路线是制订工艺规程的关键阶段，其主要内容除选择定 位基准外，还应包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺 序、确定工序集中与分散程度以及选择设备与工艺装备等。表面加工方法的选择就是为零件上每一个有质量要求的表面，选择一套合理的加工方 法。在选择加工方法时，首先要满足加工质量，同时也要兼顾生产 率和经济性。为了正确选择加工方法，应了解各种加工方法的特点、掌握加工

15、经济精度及经济粗糙度的概念。各种加工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度等级，以及各 种典型表面的加工方法均已制成表格，在机械加工的各种手册中都 能查到表面加工方法的选择工件材料的性质例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应 采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。工件的结构和尺寸例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不宜采用拉或磨，而常常采用铰孔（孔小时）和镗 孔（孔大时）。表面加工方法的选择生产类型选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率高 和质量稳定的加工方法。例如，平面和孔采用拉削加工。单件小批生

16、产 则采用刨削、铣削加工平面，用钻、扩、铰加工孔。又如为保证质量可 靠和稳定，保证有高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工 工艺加工较精密零件。表面加工方法的选择具体生产条件应充分利用现有设备和工艺手段，发挥群众的创造性，挖掘企业潜 力。还要重视新工艺和新技术，提高工艺水平。有时，因设备负荷的原 因。需改用其它加工方法。特殊要求如表面纹路方向的要求等。加工顺序的安排复杂零件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助 工序三者一起加以考虑，现分别阐述如下。机械加工工序顺序的安排原则（1）先基准面，后其它面首先应加

17、工选为精基准的表面，以便尽快为后续工序的加工提供可靠 的基准表面，这是确定加工顺序的一个重要原则。（2）先粗加工，后精加工工件的加工质量要求较高时，一般很难用一道工序的加工来满足其要 求，也不应采用一道工序来完成，而应分为几道工序逐渐地达到应有的 加工质量。机械加工工艺路线按工序的性质不同，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。零件的加工质量要求特别高时，还应增设 光整加工和超精密加工阶段。机械加工工序顺序的安排原则（3）先加工面，后加工孔具有平面轮廓尺寸较大的零件（如：箱体、支架和连杆等），因其上 平面的轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，若先加工好平面，就能以平 面定位加工孔（即先面后

18、孔），保证平面和孔的位置精度。此外，先加工 好平面，对于平面上孔的加工带来方便，刀具的初始工作条件也能得到改 善。机械加工的顺序（4）先主要面，后次要面零件的主要表面是加工精度和表面质量要求较高的面，它的工序较 多，且加工的质量对零件质量的影响很大，因此应先进行加工。而次要 表面（如螺孔、键槽等）一般加工量都较少，加工比较方便。若把次要 表面穿插在各阶段之间进行，就能使加工阶段更加明显，又增加了阶段 之间的间隔时间，便于工件有足够的时间让残余应力重新分布并引起变 形，以便在后续工序中纠正其变形。机械加工工序顺序的安排原则综上所述，一般机械加工的顺序是：先加工精基准 粗加工主要面 精加工主要面

19、光整加工主要面 超 精密加工主要面，次要表面的加工穿插在各阶段之间进行。划分加工阶段的目的保证加工质量工件划分阶段后，粗加工因加工余量大、切削力大等因素造成的加工 误差，可以在以后的加工阶段中得到纠正，有利于保证加工质量。有利于合理使用设备粗加工要求功率大、刚性好、生产率高的设备。精加工则要求精度高 的设备。划分加工阶段后，就可充分发挥各类设备的优点，满足加工的要 求。便于安排热处理工序，使冷热加工配合得更好例如，粗加工后工件残余应力大，可安排时效处理；热处理引起的变 形又可在精加工中消除。各加工阶段的主要任务粗加工阶段是尽快切去各表面的大部分余量，所能达到的精度和表 面质量都比较低的加工过程

20、。半精加工阶段是在粗加工和精加工之间所进行的切削加工过程。在 这个阶段内，可完成一些次要表面的终加工，同时为主要表面的精加工 做准备。精加工阶段是从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都比较 高的加工过程。各加工阶段的主要任务光整加工阶段是精加工后，从工件上不切除或切除极薄金属层，用 以获得很小表面粗糙度的表面或强化其表面的加工过程。一般不用来提 高位置精度。超精密加工阶段是按照超稳定、超微量切除等原则，实现加工尺寸 误差和形状误差在0.1m以下的加工技术。当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工阶段前还应安排去 皮加工阶段。为能及时发现毛坯缺陷，减少运输量，去皮加工阶段常在 毛坯准备车间

21、进行。划分加工阶段的目的便于及时发现毛坯缺陷毛坯的各种缺陷如气孔、夹砂和余量不足等，在粗加工后即可发现。便 于及时修补或决定报废，以免对有缺陷的工件继续加工而造成浪费。精加工、光整加工安排在最后，可保护精加工和光整加工过的表面少受 磕碰损坏。划分加工阶段的目的上述划分加工阶段并非所有工件都应如此，而应根据零件的质量要求、结构特点和生产纲领灵活掌握。例如，对于加工质量要求不高，工件刚性 好，毛坯精度较高、余量小，生产纲领不大时，就可不必严格地划分加工 阶段；有些刚性好的重型工件，由于装夹及运输很费时，也常在一次装夹 下完成全部粗精加工。为了减少粗加工中产生的各种变形对加工质量的影 响，在粗加工后

22、，松开夹紧机构，停留一段时间，让工件充分变形，然后 再用较小的夹紧力重新夹紧工件，进行精加工。热处理工序的安排热处理可以提高材料的力学性能，改善金属的切削性能以及消除残余应 力。在制订工艺路线时，应根据零件的技术要求和材料的性质，合理地安 排热处理工序。按照热处理的目的，可将热处理分为预备热处理和最终热 处理。预备热处理预备热处理的目的是改善材料的切削加工性、消除残余应力和为最终 热处理作好组织准备，如正火、退火、调质和时效处理等。它应安排在粗 加工前、后和需要消除应力时。放在粗加工前，可改善粗加工时材料的加 工性能，并可减少车间之间的运输工作量；放在粗加工后，有利于粗加工 后的残余应力的消除

23、。最终热处理最终热处理的目的是达到零件设计要求的力学性能，如淬火、渗碳淬 火、氰化和氮化等都属最终热处理。它应安排在精加工前后。变形较大的 热处理如渗碳淬火应安排在精加工磨削前进行，以便在精加工磨削时纠正 热处理的变形。变形较小的热处理如氮化等应安排在精加工后。调质处理 有时也可作为最终热处理，此时其工序位置应安排在精加工前进行。表面装饰性镀层和发兰处理，一般都安排在机械加工完毕后进行。辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、防锈、去磁和平衡等。辅 助工序也是必要的工序，若安排不当或遗漏，将会给后续工序和装配带来 困难，影响产品质量，甚至使机器不能使用。其中检验工序是最主要的辅 助

24、工序，它对保证产品质量有极重要的作用。检验工序应安排在：1）粗加工全部结束后，精加工之前；2）重要工序前后；3）从一个车间转向另一个车间前后；4）全部加工结束之后。确定工序集中与分散的程度工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目的两种不同的 原则，它和设备的类型选择有密切的关系。1工序集中和工序分散的概念工序集中就是将工件的加工，集中在少数几道工序内完成，每道工序的 加工内容较多。工序集中可采用技术上的措施集中称为机械集中，如多刀、多刃加工，多轴机床和自动机床加工等；也可采用人为的组织措施集中称 为组织集中，如卧式车床的顺序加工。2.工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行。每

25、道工序 的加工内容很少。工序集中和工序分散的特点工序集中的特点（指机械集中而言）1）便于采用高效的专用设备和工艺装备及数控加工技术进行生产，生产率高。2）由于工序数目少、工艺路线短，可减少机床数量、操作工人数和 生产面积，便于生产计划和生产组织工作。（本特点也适用于组织集中）。3）工件装夹次数减少，一次装夹中可以加工出较多的工件表面，有 利于保证这些表面间相互位置精度，还能减少工序间的运输量，缩短生产 周期。4）因采用结构复杂的专用设备及工艺装备，使投资大，调整和维修 复杂，生产准备工作量大，不利于转产；但采用数控设备加工时，虽然设 备投资大，但由于调整方便，生产准备工作量相对较小，因而易于产

26、品品 种的转换，是现代机械加工的发展方向之一。工序分散的特点1）设备及工艺装备结构简单，调整和维修方便，工人容易掌握操作技 术，生产准备简单，易于平衡工序时间，易适应产品更换。2）可采用最合理的切削用量，既可缩减机动时间，又可更好地保证各个 表面的加工质量。3）设备数量多，操作工人多，占用生产面积大，生产组织工作量大。工序集中与工序分散的选用工序集中与工序分散各有利弊，选用时应考虑生产类型、现有生产条 件、工件结构特点和技术要求等因素，使制订的工艺路线适当地集中，合 理地分散。工序集中与工序分散的选用单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作。大批大量生产 可采用较复杂的机械集中，如各种高

27、效组合机床、自动机床等加工；对一 些结构较简单的产品，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率 较高的机床，如转塔车床、多刀半自动车床等，使工序适当集中。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集 中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。目前的发展趋势是倾向于工序集中。加工余量的确定在工艺路线中，各工序的工序尺寸确定与加工余量有密切关系，本 节讨论加工余量问题。（一）加工余量的概念加工余量是指加工过程中，所切去的金属层厚度。余量有工序余量 和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之 差；加工总余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。由于工序尺

28、寸有公差，故实际切除的余量大小不等，出现最小加工 余量和最大加工余量。图8-16表示工序余量与工序尺寸的关系。由图可知，工序余量的基 本尺寸（简称基本余量或公称余量）可按以下式表示；加工余量的确定在工艺路线中，各工序的工序尺寸确定与加工余量有密切关系，本 节讨论加工余量问题。（一）加工余量的概念加工余量是指加工过程中，所切去的金属层厚度。余量有工序余量 和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之 差；加工总余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故实际切除的余量大小不等，出现最小加工 余量和最大加工余量。图8-16表示工序余量与工序尺寸的关系。由图可知，

29、工序余量的基 本尺寸（简称基本余量或公称余量）可按以下式表示；加工余量的确定对于被包容面Z a b对于包容面Z b a式中：Z工序余量的基本尺寸；a上道工序基本尺寸；b本工序基本尺寸。加工余量的确定为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差，即被包容面的工 序尺寸取上偏差为零；包容面的工序尺寸取下偏差为零。毛坯尺寸则按双 向布置上、下偏差。工序余量和工序尺寸之公差的计算公式如下：Z Zmin TaZmax Z+Tb=Zmin Ta Tb式中:Zmin 最小工序余量；Zmax 最大工序余量；Ta 上道工序尺寸的公差；Tb 本工序尺寸的公差。工序基准的选择定位基准的选择零件一般具有尺寸精度

30、和相互位置精度要求，在制订零件加工 的工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对其有很大影响，而且 对零件各表面间的加工顺序也有很大影响。根据作为定位基准的工 件表面状态不同，定位基准有粗基准（未经过机加工）和精基准（经过机加工）两种粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求和合理 分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。具体选择时应考虑 下列原则：(1)为保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面 为粗基准。当工件上有多个不加工表面与加工表面之间有位置要求时，则 应选择与加工表面的相对位置有紧密联系的不加工表面为粗基准。(2)粗基准的选择，应合理分配各

31、加工表面的加工余量。在分配余量 时，应考虑以下两点：为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面 为粗基准。为了保证重要加工面的余量均匀，应选重要加工面为粗基准。粗基准的选择(3)作为粗基准的表面应平整光洁，没有浇口、冒口或飞边等其它表面缺 陷，以便使工件定位可靠，夹紧方便。(4)粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上（即同一自由度方向 上），通常只允许使用一次。否则，因重复使用所产生的定位误差，会 引起相应加工表面间出现较大的位置误差。粗基准的选择例如，图8-11所示的阶梯轴，因55mm外圆的余量较小，故应选 55mm外圆为粗基准。如果选108mm外圆为粗基准加工55mm外圆

32、时，当两外圆有3mm的偏心时，则有可能因55mm的余量不足而使工件报 废。粗基准的选择例如，床身加工时，为保证导轨面有均匀的金相组织和较高的耐磨 性，应使其加工余量小而均匀。为此，应选择导轨面为粗基准，先加工 床腿底面，如图8-12a所示。然后，再以底面为精基准，加工导轨面，保 证导轨面的加工余量小而均匀，如图8-12b所示。当工件上有多个重要加 工面都要求保证余量均匀时，则应选择余量要求最严的面为粗基准粗基准的选择例如，图8-13所示的小轴，如重复使用毛坯面B定位去加工表面A和C，则必然会使A和C表面的轴线产生较大的同轴度误差。以上原则，每一条都只说明一个方面的问题，实际应用时往往会出现相

33、互矛盾的情况，这时，应根据零件的技术要求，保证主要方面，兼顾次要方 面，合理地选择粗基准。精基准的选择在零件的机械加工过程中，除起始工序采用粗基准外，其余工序均应采 用精基准定位，因此，应合理选择精基准。选择精基准时，应能保证加工 精度和装夹可靠方便。可按下列原则选择。基准重合原则选择加工表面的设计基准作为定位基准，称为基准重合原则。采用 基准重合原则，可以直接保证设计精度，避免基准不重合误差。例如，图8-14所示的活塞，活塞销孔轴线垂直方向的设计基准是活塞 顶面M。镗削活塞销孔时，采用顶面作定位基准，能直接保证设计尺寸A 的精度，即遵循了基准重合原则。为简化夹具结构，现采用活塞裙部的止 口端

34、面N定位，当用调整法加工时，直接保证的是尺寸C，而设计要求是尺 寸A，两者不同。这时，尺寸A只能通过控制尺寸C和尺寸B来间接保证。控制尺寸C和B就是控制它们的误差变化范围。设尺寸C和B可能的误差变 化范围分别为它们的公差值TC和TB，当调整好镗杆的位置后，加工一批 活塞上的销孔，则尺寸A可能的误差变化范围为：Amax=BmaxCminAmin=BminCmaxAmax=BmaxCminAmin=BminCmax将上两式相减，可得到：图8-14活塞的设计基准与定位基准AmaxAmin=BmaxCmin(BminCmax)=(BmaxBmin)(CmaxCmin)即 TA=TC+TB此式说明：用这

35、种方法加工，尺寸A所产生的误差变化范围是尺寸C和尺寸 B误差变化范围之和。基准统一原则当工件以某一组精基准可以比较方便地加工其它各表面时，应尽可能在 多数工序中采用此同一组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如，轴类零件的大多数工序都采用中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和 齿形加工多采用齿轮的内孔及基准端面为定位基准。采用基准统一原则有以下优点：简化了工艺过程，使各工序所用夹具比较统一，从而减少了设计和制造夹 具的时间和费用。采用基准统一原则，可减少基准变换所带来的基准不重合误差。自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选择加工表面本身作为 定位基准称为自为基准原则。例如图8-15所

36、示的导轨面磨削。在导轨磨床 上，用百分表找正导轨面相对机床运动方向的正确位置，然后加工导轨面 保证导轨面余量均匀，以满足对导轨面的质量要求。另外，如浮动镗刀、浮动铰刀和珩磨等加工孔的方法也都是自为基准的实例。互为基准原则为了使加工面间有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均 匀，可采取反复加工、互为基准的原则。例如，加工精密齿轮时，齿面 高频感应加热淬火后需进行磨削。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余 量小而均匀。这时，就得先以齿面为基准磨孔，再以孔为基准磨齿面，从而保证了齿面余量均匀，且孔和齿面又有较高的位置精度。除上述四个原则外，选择精基准时，还应考虑所选精基准能使工件 定位准确和稳定，夹

37、紧方便可靠，进而使夹具结构简单、操作方便。辅助基准的应用工件定位时，为了保证加工表面的位置精度，一般应以其设计基准 或装配基准为定位基准。这些定位基准大多数是零件上的重要表面。但 有些零件的加工，为了安装方便或易于实现基准统一，人为地造成一种 定位基准，称为辅助基准。作为辅助基准的表面不是零件的工作表面，在零件的工作中不起任何作用，只是由于工艺上的需要而作出的。例 如，轴类零件加工所用的两中心孔、箱体类零件加工时专门加工出的两 工艺孔、箱体加工的工艺原则“先面后孔”的原则。因为作为精基面的平面在最初的工序中应该 首先加工出来。而且，平面加工以后，使平面上的支承孔的加工更方 便，钻孔时可减少钻头

38、的偏斜，扩孔和铰孔时可防止刀具崩刃。“先粗后精”，粗精分开的原则。由于箱体结构复杂，主要表面的 精度要求高，为减少或消除粗加工时产生的切削力、夹紧力和切削热对 加工精度的影响，一般应尽可能把粗精加工分开，并分别在不同机床上 进行。至于要求不高的平面则可将粗精两次走刀安排在一个工序内完 成，以缩短工艺过程，提高工效。此外，对于保证箱体部件装配关系的螺钉孔、销孔以及与轴承孔相 交的润滑油孔，须在轴孔精加工后钻铰。前者是因为要以轴孔为定位基 准，而后者会影响轴孔精细镗时的加工质量。（3）主要表面加工方法的选择箱体的主要表面为平面和轴承支承孔。箱体平面的粗加工和半精加 工，主要采用刨削和铣削，铣削的生

39、产率一般比刨削高，在成批和大量生 产中，多采用铣削。箱体平面的精加工，单件小批生产时，除一些高精度 的箱体仍需采用手工刮研外，一般多以精刨代替手工刮研；当生产批量大 而精度又较高时，多采用磨削。为了提高生产效率和平面间的相互位置精 度，可采用专用磨床进行组合磨削。箱体上精度为IT7的轴承支承孔，一般用钻一扩一粗铰一精铰或镗一半精镗 一精镗的工艺方案进行加工。前者用于加工直径较小的孔，后者用于加工直径较大的孔。当孔的精度超过IT7、表面粗糙度小于0.63m 时，还应增加一道最后的精 加工或精密加工工序，如精细镗、珩磨、滚压等。车床主轴箱体的工艺过程，按照生产类型的不同而有不同的方案，分别 如表8-7和表8-8所示。概念?工序?安装?工位?工步?工作行程（走刀）?批量与工序安排关系基准示例工序设计例工序设计例工序设计例加工路线拟定外圆加工常用方法孔加工常用方法平面加工常用方法