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1、第四章第四章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定本章概要本章概要 本章所要解决的重点是本章所要解决的重点是:在现有的生产条件下在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。学习本章，首先需要掌握工序与安装、工位、学习本章，首先需要掌握工序与安装、工位、工步、走刀、基准、生产过程与机械加工过程等概工步、走刀、基准、生产过程与机械加工过程等概念，在此基础上将重点学习机械加工工艺规程的作念，在此基础上将重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法。用
2、、内容及编制方法。主要内容主要内容 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤定位基准的选择定位基准的选择工艺路线的拟定工艺路线的拟定加工余量的确定加工余量的确定尺寸链尺寸链工序尺寸的确定工序尺寸的确定时间定额及经济分析时间定额及经济分析零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程一、生产过程一、生产过程 生产过程是指原材料到成品之间相关联的各生产过程是指原材料到成品之间相关联的各个环节劳动过程的总和。对机器制造而言，它包个环节劳动过程的总和。对机器制造而言，它包括材料及零件的运输与保管，生产准备工作，毛括材料及零件的运输与保管，生产准备工作，毛坯制造。零件机
3、械加工与热处理、质检、装配、坯制造。零件机械加工与热处理、质检、装配、调整、油漆和包装。调整、油漆和包装。二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺过程1、工艺过程：在机械产品的生产过程中，那些与工艺过程：在机械产品的生产过程中，那些与原材料变为成品而直接有关的过程称为工艺过程。原材料变为成品而直接有关的过程称为工艺过程。如：毛坯制造、热处理、质检和装配等。如：毛坯制造、热处理、质检和装配等。二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺过程1、机械加工工艺过程：机械加工工艺过程：采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、精度和表面性质，使之成为零件产品的过程，寸
4、、精度和表面性质，使之成为零件产品的过程，称为机械加工工艺过程。例如齿轮加工。称为机械加工工艺过程。例如齿轮加工。2、组成：、组成：细分工序、安装、工位、工步、走刀。细分工序、安装、工位、工步、走刀。工序：工序：一个（或一组）工人在一个工作地点（如一个（或一组）工人在一个工作地点（如机床或钳台）对一个（或几个）工件连续完成的机床或钳台）对一个（或几个）工件连续完成的那份工艺过程，称为工序。它是组成工艺过程的那份工艺过程，称为工序。它是组成工艺过程的基本单元。一般以工作地点为主要特征，如车联基本单元。一般以工作地点为主要特征，如车联轴器。轴器。有如下几种加工方法：有如下几种加工方法：a：在一车一
5、钻床：在一车一钻床：车所有外圆及端面内孔钻六孔 A、B、D、C、E (C、D、EA、B)2个工序个工序b：两车一钻：两车一钻 车C、D、E车A、B钻六孔 3个工序个工序c：一车一钻：一车一钻 车C、D、E钻六孔车A、B 3个工序个工序d：一批工件：一批工件 先加工C、D、EA、B钻 2个工序个工序安装：一个工序有时在零件的几次装夹下完成，这时在零件每次装夹下所完成的那部分工作称为一次安装。如a方案，两次安装。工位：工件在机床上相对刀具所占据的每个加工位置所完成的那部分工作称为一个工位。1.装卸装卸 2.铣面铣面3.开槽开槽 4.钻孔钻孔如图：回转工作台如图：回转工作台工步：工步：工步是构成工序
6、的基本单元。工步是构成工序的基本单元。在加工表面在加工表面（钻、扩、铰钻、扩、铰）切削刀具和切削用量（不包括切切削刀具和切削用量（不包括切深）都不变的情况下完成的那一部分工作。深）都不变的情况下完成的那一部分工作。如安装如安装1：粗车：粗车C、精车、精车C、粗车外圆、精车外圆、粗车外圆、精车外圆、粗镗孔、精镗孔粗镗孔、精镗孔 有时有复合工步。（结合机床、大门）有时有复合工步。（结合机床、大门）走刀：走刀：有些工步，由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具在同一转速和进给量条件下对同一表面进行多次切削（多次走刀），这样刀具对工件的每次切削称为一次走刀。三、加工工艺规程的内容和作用三、加工工艺规程的
7、内容和作用 一个零件的加工工艺过程不是各种各样的，工艺一个零件的加工工艺过程不是各种各样的，工艺人员的任务就是要制定出一个最合实际的工艺人员的任务就是要制定出一个最合实际的工艺过程。过程。1定义：定义：把工艺过程的有关内容，用文件表格的形式把工艺过程的有关内容，用文件表格的形式固定下来，称为机械加工工艺规程。固定下来，称为机械加工工艺规程。2内容：内容：工艺规程一般包括：加工路线和经过车间工工艺规程一般包括：加工路线和经过车间工段，各工序内容及所用机床、刀具、工艺装备，段，各工序内容及所用机床、刀具、工艺装备，工件检验项目及方法，切削用量，工时定额及工件检验项目及方法，切削用量，工时定额及工人
8、等级等。工人等级等。三、加工工艺规程的内容和作用三、加工工艺规程的内容和作用3作用作用：工艺规程是指导生产的主要技术文件（计工艺规程是指导生产的主要技术文件（计划、调度、操作、检查）划、调度、操作、检查）工艺过程是生产准备的依据（刀、夹、量、工艺过程是生产准备的依据（刀、夹、量、材料、设备改造、毛坯）材料、设备改造、毛坯）是新建或扩建厂和车间的基本技术文件，以是新建或扩建厂和车间的基本技术文件，以确定下列问题：确定下列问题：机床种类和数量，车间工厂面积，机床布置，机床种类和数量，车间工厂面积，机床布置，生产工人的工种，技术等级和数量等。如新造汽生产工人的工种，技术等级和数量等。如新造汽车厂，参
9、考原来汽车厂。车厂，参考原来汽车厂。四、制订工艺规程和指导思想四、制订工艺规程和指导思想 保证质量保证质量 质量是企业的生命，产品的生命质量是企业的生命，产品的生命 降低成本降低成本在现有条件下在现有条件下 机床、效率、购买等机床、效率、购买等五、生产类型五、生产类型 生产类型对工艺过程有直接影响生产类型对工艺过程有直接影响 如一件、多件不同如一件、多件不同 1、机械行业有、机械行业有 见表见表6-2（P192）重型零件重型零件 200kg以上，中型零件以上，中型零件100200kg，轻型零件，轻型零件 100kg以下以下 各种生产类型的工艺特点见各种生产类型的工艺特点见 表表6-3表表6-5
10、（P197198）2、影响生产类型的因素、影响生产类型的因素品种、种类品种、种类产量、零件数产量、零件数工艺过程的工序数工艺过程的工序数工作地数工作地数各工序的劳动量各工序的劳动量3、工作地专业化程度、工作地专业化程度一个工作地点（机床）干工序数一个工作地点（机床）干工序数大量生产：大量生产：12种种大批生产：大批生产：210中批生产：中批生产：1020小批生产：小批生产：2040单件：单件：40以上以上工序大量系数：K=t工序时间，R节拍看一个工厂分类看一个工厂分类六、制订工艺规程和原始资料和步骤：六、制订工艺规程和原始资料和步骤：1、原始资料：、原始资料：产品的整套装配图和零件工作图产品的
11、整套装配图和零件工作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（年产量）和生产类型产品的生产纲领（年产量）和生产类型 N0=Nn(1+)(1+)P192毛坯的生产情况毛坯的生产情况车间现有条件车间现有条件当前先进工艺及工艺及生产技术发展情况当前先进工艺及工艺及生产技术发展情况2、制订步骤：、制订步骤：对零件图进行工艺分析，审查零件的结构工艺性对零件图进行工艺分析，审查零件的结构工艺性及及技术要求技术要求确定毛坯的种类和制造方法确定毛坯的种类和制造方法拟定工艺路线拟定工艺路线选择工艺基准，表面加工方法，选择工艺基准，表面加工方法，划分加工阶段，安排加工顺序划分加工阶段，安排加工顺序确定
12、加工余量，计算工序尺寸及公差确定加工余量，计算工序尺寸及公差确定机床、工艺装备和切削用量确定机床、工艺装备和切削用量计算工时定额和工人等级计算工时定额和工人等级确定重要工序的检查项目和方法确定重要工序的检查项目和方法填写工艺文件填写工艺文件1-2零件的零件的结构工构工艺性及毛坯的性及毛坯的选择一、结构工艺性：一、结构工艺性：关于这个问题，已在金属工艺学中讲过，所谓工艺性就是有加工的可能性。要便于加工，又能保证质量。这个从下面几个方面来看 1.被加工表面的加工可能性被加工表面的加工可能性 如：齿轮 空刀空刀或或2.保证位置精度的可能性保证位置精度的可能性 位置精度主要指同轴度、垂直度、平行度等。
13、另外主要保证位置精度，最好一次安装下就能加工所有的表面。AB同轴0.02安装安装3.零件安装时应有方便的定位基准零件安装时应有方便的定位基准 如车床子刀架 有的附加基准影响外有的附加基准影响外观、可去除（加工后）观、可去除（加工后）4.加工面的尺寸、形状及位置应便于加工加工面的尺寸、形状及位置应便于加工 零件结构布局零件结构布局 如箱体孔如箱体孔 小小 大大 小小 加工面位置加工面位置大大 中中 小小大大 小小 大大或或或或内面应改为外面 多个加工面的尺寸、位向一致多个加工面的尺寸、位向一致 结构尺寸、形状与刀具关系结构尺寸、形状与刀具关系5.减小加工表面的尺寸减小加工表面的尺寸二、毛坯的选择
14、二、毛坯的选择 毛坯的种类和质量对机加工的质量、劳动生产率和成本有着重要影响。人们总希望其尺寸形状与成品零件相接近，从而可减少加工余量，节约材料，提高生产率，但这样会使毛坯成本提高。为合理选择，应从下面几个方面考虑。1.零件的生产纲领零件的生产纲领 大批大量用高生产率和高精度的毛坯制造方法：如金属模机械造型、模锻、型材 单件小批生产费用高，如手工木模、自由锻2.零件的结构和外形 复杂铸造 简单锻3.零件的尺寸大小 大铸或自由锻 小模锻、型材4.零件机械性能 高锻 一般铸或型材5.充分利用新工艺、新技术、新材料 如精密铸造、精密锻造等三、毛坯的种类三、毛坯的种类1.锻件锻件2.型材型材 热轧、冷
15、轧热轧、冷轧3.组合毛坯。铆、焊、装组合毛坯。铆、焊、装4.冲压冲压 选择时可根据情况选择时可根据情况 特殊情况特殊情况一、加工时工件的安装方法一、加工时工件的安装方法1.找正法找正法 划线目的划线目的1-3 基准和基准的选择基准和基准的选择2.夹具安装夹具安装 通过夹具上的定位元件使工件获得正确位置并加紧的方法。这种方法比找正法安装迅速方便、定位精度稳定、广泛用于成批和大量生产。二、获得加工尺寸的几种方法二、获得加工尺寸的几种方法 1.试切法试切法 2.调整法调整法 半自动车半自动车 对刀块对刀块 3.尺寸刀具法尺寸刀具法 4.主动测量法主动测量法三、基准及其分类三、基准及其分类 零件在加工
16、之前往机床上安装，在装配时要往部件上安装，这些过程都涉及基准的问题。基准基准：确定零件或部件上某些点、线、面位置时所选作参照系的那些点、线、面称为基准。基准是测量和计算的起点和依据。因此也是研究机械制造程度的一个极为重要的问题。根据作用和应用的场合，基准可分为以下几类根据作用和应用的场合，基准可分为以下几类 1.设计基准：设计基准：在零件图上用以确定其他电、线、在零件图上用以确定其他电、线、面位置的基准，称为设计基准。面位置的基准，称为设计基准。2.加工基准：加工基准：在加工时，确定零件位置的点、线、面称为加工基准。A、B互为设计基准 D为C基准 加工基准：按基准面状态按功能按功能应用场合应用
17、场合导轨加工（图）导轨加工（图）3.装配基准装配基准 在装配时确定零件位置的点、线、面称为装配在装配时确定零件位置的点、线、面称为装配基准。基准。4.检查基准：检查基准：在检查时确定零件位置或零件上被在检查时确定零件位置或零件上被测表面位置的点、线、面称为检查基准。它与测表面位置的点、线、面称为检查基准。它与测量基准类似。前是检查基准，后为加工基准测量基准类似。前是检查基准，后为加工基准 5*.工序基准：工序基准：在工序图上确定零件位置或零件上在工序图上确定零件位置或零件上被测表面位置的点、线、面称为工序基准。被测表面位置的点、线、面称为工序基准。本课程研究的重点为加工基准及其选择。本课程研究
18、的重点为加工基准及其选择。四、粗基准的选择四、粗基准的选择 1.粗基准的作用粗基准的作用 粗基准主要用于开始加工阶段。零件均为毛面，误差较大，粗基准的作用可以通过如图所示的零件来说明，为回转体：可见：粗基准的选择，影响不加工面与被加工面间的相互位置及加工面的余量分配。且二者矛盾。因此在选择粗基准时，必须清楚哪一面是主要的，才能正确选择。壁厚均匀，余量不匀（三爪卡盘）余量均匀，壁厚不匀（四爪卡盘）2.粗基准的选择原则：粗基准的选择原则：应从以下几个方面考虑：1）相互位置要求原则：如果必须保证加工表面之间的相互位置要求，应以该不加工表面作为粗基准。如上例2）余量均匀原则：）余量均匀原则：如工件必须
19、保证其主要表面的加工余量均匀时，应选择该表面为粗基准：如导轨加工。3）选作粗基准的表面应平整，没有浇口，冒口）选作粗基准的表面应平整，没有浇口，冒口或飞边等缺陷或飞边等缺陷，以便定位可靠，加紧方便。如活塞。4）不重复使用粗基准原则：一般情况下，同一尺寸方向上粗基准只能使用一次，否则将产生较大的位置误差（因毛面，安装）这一原则并不是意味着粗基准只能在第一道工序使这一原则并不是意味着粗基准只能在第一道工序使用，后序工序亦可，只要这一方向不重复使用。用，后序工序亦可，只要这一方向不重复使用。要保证 ，355就不能自由公差，根据尺寸链封闭环上偏差 增环上偏差 减环下偏差封闭环下偏差 增环下偏差 减环上
20、偏差得出要求高）五、精基准的选择：五、精基准的选择：工件在精加工时是使用精基准（已加工面），选择时应从保证位置精度和加紧安装两方面考虑，一般原则是：1）基准重合原则：）基准重合原则：应尽量选择设计基准为精基准，以消除基准转换误差。如主轴孔如主轴孔2）最短路线原则）最短路线原则：当选用设计基准为精基准有困难时，可采用非设计基准作为精基准，但应尽量减小基准转换，以减小基准不重合误差。根据尺寸链原理，应尽量减小尺寸链长度，即减根据尺寸链原理，应尽量减小尺寸链长度，即减少组成环少组成环（尺寸链时讲）3）统一基准原则：）统一基准原则：当工件以某一精基准定位，可以当工件以某一精基准定位，可以较方便地加工所
21、有或多数共？表面时，则应尽早较方便地加工所有或多数共？表面时，则应尽早将共加工出来，达到一定精度，以后各工序都以将共加工出来，达到一定精度，以后各工序都以它作为精基准。如：常用的它作为精基准。如：常用的 轴类零件轴类零件顶尖孔顶尖孔*箱形零件箱形零件一面两销一面两销*盘类零件盘类零件大面短销大面短销*采用统一基准，可简化工艺和夹具设计工作，避免基准转换过多，有利于提高精度。但这样可能与设计基准不重合，也可能不是最短路线，因此不如直接用设计基准精度高。（图活塞加工、图定尖孔加工）4）所选精基准，应能保证工件定位准确稳定，加紧）所选精基准，应能保证工件定位准确稳定，加紧可靠。可靠。5）互为基准原则
22、：）互为基准原则：对某些空间位置精度要求很高的对某些空间位置精度要求很高的零件，通常采用互为基准，反复加工的原则。例零件，通常采用互为基准，反复加工的原则。例如主轴前后轴颈与前锥孔同轴。如主轴前后轴颈与前锥孔同轴。6）自为基准原则）自为基准原则:对于某些精度要求很高的表面，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工表面的余量很小且均匀，这通常以加工表面本身定位。如珩磨加工等。（导轨）以上论述了定位基准选择的原则，在实以上论述了定位基准选择的原则，在实际运用中应根据情况灵活掌握。际运用中应根据情况灵活掌握。（轴线为精度和经济性，一个工厂而例：质量、效益）一、加工方法的选择一、加工方法的选择 了解各
23、种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度是拟定零件加工工艺路线的基础。为此首先分析一下经济精度。1、经济精度、经济精度 加工过程中影响精度的因素很多，同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度会有所不同。例如在普车上车外圆，一般可达IT8-9和Ra1.252.5m。但工人水平高，细心操作可达IT6-7和Ra0.631.25。但这样成本高，不经济。1-4 加工工艺路线的拟定加工工艺路线的拟定*经济精度经济精度是指在正常的机床、刀具、工人等工作条件下，以最有利的消耗成本所能达到的加工精度。它是在正常条件，逐次精化原则，相对比较。根据统计，加工成本和加工误差是反比的。如图所示。4）B段加工精度和
24、成本是互相适应的，属于经济精度范围；5）随着技术的发展，加工方法的精度不断提高，成本不断降低，因此经济精度不是不变的，而是变化权值，如车床加数显。从曲线可以看出：1）同一种加工方法，精度愈高，成本愈高；2）精度有一定极限，当超过某点后，再增加成本，加工精度提高很少，A段；3）成本也有一定极限，到超过某点后，再降低精度，成本降低很小，C段；各种加工方法的经济精度和粗糙度如表6-36-5 P197198。不同的加工方法，其经济精度不同，可根据具体情况加以比较，从中选择最合适的加工方法。如图为车、磨外圆时误差与成本的曲线。加工误差小于A时磨；加工误差大于A时车。2、典型表面的加工路线选择、典型表面的
25、加工路线选择 零件是由许多表面组成的，典型表面有外圆、孔、平面及成形表面。掌握典型表面的加工路线对制订零件加工工艺过程是十分必要的：1）外圆表面的加工路线）外圆表面的加工路线请看P197 表6-32）孔的加工路线）孔的加工路线 孔分实或铸孔孔分实或铸孔30时时 不铸不铸50时铸时铸 3050看情况看情况典型工艺如典型工艺如P198 表表6-43）平面的加工路线）平面的加工路线 平面加工主要以铣刨磨为主要方法。铣刨精度相似，主要看效率。拉削用于大批量。典型路线如P198表6-5?4）成形表）成形表 具体情况而定具体情况而定 如齿轮:坯滚剃珩 有兴趣看一下齿轮 在确定加工方法时，要确定设备，根据本
26、题情 况成本，精度 二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分1、划分加工阶段、划分加工阶段 为了保证加工质量、生产率和经济性，通常将工艺路线划为了保证加工质量、生产率和经济性，通常将工艺路线划分成几个加工阶段。一般可分为如下：分成几个加工阶段。一般可分为如下：粗加工阶段粗加工阶段 目的：目的：高效地去除各表面上大部分余量，并为半精加工作出精基准；半精加工阶段半精加工阶段 任务：任务：完成次要表面加工，并为主要表面精加工作准备；精加工阶段精加工阶段 目的：目的：保证工件的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度精密加工和超精密加工阶段精密加工和超精密加工阶段 目的：目的：主要提高表面粗糙度及表面层的
27、机械物理性质，有的可以提高尺寸精度和形状精度，一般不能提高位置精度。2、划分加工阶段的目的遵循循序渐进的原则：遵循循序渐进的原则：粗加工切削用量大，工件内应力大，容易变形。精加工主要保证质量，所以粗精加工不能混。如某些表面已精加工，而有些表面还进行粗加工，这会影响这些表面精度；及时发现毛坯缺陷：及时发现毛坯缺陷：粗加工时去除量大，当发现缺陷时可以及粗加工时去除量大，当发现缺陷时可以及时报废，否则粗精混杂，工时废；时报废，否则粗精混杂，工时废；合理使用加工设备：合理使用加工设备：粗加工可安排在精度低、功率大、生产率高的机粗加工可安排在精度低、功率大、生产率高的机床进行。精加工安排在精度高、功率小
28、的机床上，床进行。精加工安排在精度高、功率小的机床上，使设备充分发挥自己特点，延长使用寿命；使设备充分发挥自己特点，延长使用寿命；便于组织生产：便于组织生产：各阶段生产条件不同，精加工要求洁净、恒温等，各阶段生产条件不同，精加工要求洁净、恒温等，这样分开便于组织生产，另外热处理一般安排在这样分开便于组织生产，另外热处理一般安排在粗精之间，用以消除应力，得到所要求的物理机粗精之间，用以消除应力，得到所要求的物理机械性能，如硬度。划分阶段便于组织安排这些热械性能，如硬度。划分阶段便于组织安排这些热处理工艺。处理工艺。3、划分加工阶段的条件、划分加工阶段的条件零件的技术要求零件的技术要求 一般零件分
29、粗、精两个阶段。高精度零件可分粗、半精、精、精密加工阶段；年生产纲领及生产条件年生产纲领及生产条件 大批量生产时，划分细；小批量生产时，有时混杂加工；毛坯的情况毛坯的情况 如毛坯质量差，则可以增加荒加工阶段，以暴露毛坯中的问题，如砂眼、气孔、夹渣、白口等；零件大小零件大小大型零件运输不便，安装不便，粗精同一工作地。例：粗：粗：粗车（去除大部分余量）粗车（去除大部分余量）半精：半精：精车（控制热处理变形尺寸）精车（控制热处理变形尺寸）淬火淬火精：精：粗磨（去掉变形量）粗磨（去掉变形量）精磨（给后面余量控制余量）精磨（给后面余量控制余量）精密：精密：研磨研磨 到要求到要求精度5级，Ra=0.01m
30、淬火HRC 60三、加工顺序的安排三、加工顺序的安排 加工顺序是指工序的排列先后，这与加工质量、加工顺序是指工序的排列先后，这与加工质量、生产率和经济性有密切关系。生产率和经济性有密切关系。1、安排工序顺序原则、安排工序顺序原则 先安排精基准面的加工先安排精基准面的加工，再以它为基准加工其再以它为基准加工其他表面，他表面，即先用粗基准加工精基准即先用粗基准加工精基准 例：轴类顶尖、箱体类零件箱体类零件、一般以主要孔为粗一般以主要孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔系。基准加工平面，再以平面为精基准加工孔系。先加工平面再加工孔先加工平面再加工孔 这是上条特例，平面为基准尺寸大、稳定；这是上
31、条特例，平面为基准尺寸大、稳定；先安排主要表面的加工，再把次要表面加先安排主要表面的加工，再把次要表面加工工序插入其中工工序插入其中 例如，箱体零件、轴孔系和底面是主要的，例如，箱体零件、轴孔系和底面是主要的，应首应首先安排它们的加工顺序，而固定通孔和螺纹孔等先安排它们的加工顺序，而固定通孔和螺纹孔等可以适当安排；可以适当安排；有些零件的精加工应在装配总成后进行有些零件的精加工应在装配总成后进行 如轴承座，连杆；如轴承座，连杆；注意加工阶段的划分，粗、精注意加工阶段的划分，粗、精 2、热处理工序的安排、热处理工序的安排为了改善切削性能而进行的热处理：正火、调质、为了改善切削性能而进行的热处理：
32、正火、调质、退火等应安排在切削加工之前；退火等应安排在切削加工之前；为消除应力而进行的热处理工序，如时效，应安为消除应力而进行的热处理工序，如时效，应安排在粗加工之后，精加工之前；排在粗加工之后，精加工之前；为了得到所要求的物理机械性能，进行淬火、渗为了得到所要求的物理机械性能，进行淬火、渗碳、渗氮等应安排在粗加工、半精加工之后，精碳、渗氮等应安排在粗加工、半精加工之后，精加工之前；加工之前；为了得到表面耐磨、耐腐、美观所进行的热处理，为了得到表面耐磨、耐腐、美观所进行的热处理，如镀铬、阳极氮化、发蓝、煮黑等，放在最后。如镀铬、阳极氮化、发蓝、煮黑等，放在最后。3、辅助工序安排、辅助工序安排
33、去毛刺、清洗、退磁、核检，一般安排在下列情去毛刺、清洗、退磁、核检，一般安排在下列情况况 关键工序或工时较长的工序前后；关键工序或工时较长的工序前后；转换车间的前后，特别是热处理前后；转换车间的前后，特别是热处理前后；加工阶段的前后；加工阶段的前后；零件全部加工完后。零件全部加工完后。加工顺序的安排是一个比较复杂的问题，影响因素也比较多，如产量、条件、零件要求，应灵活掌握，吸取生产经验。四、工序的集中和分散四、工序的集中和分散 工序分散是整个工艺安排工序数较多，每道工序工序分散是整个工艺安排工序数较多，每道工序加工内容较少，而工序集中则相反，整个工艺过加工内容较少，而工序集中则相反，整个工艺过
34、程集中在几个工序中，每道工序的加工内容较多。程集中在几个工序中，每道工序的加工内容较多。1、工序分散的特点、工序分散的特点 机床、工具、夹具比较简单，调整方便机床、工具、夹具比较简单，调整方便 如粗加工机床，功率大、精度低，精加工机床精度高；如粗加工机床，功率大、精度低，精加工机床精度高；生产适应性好，转换产品比较容易生产适应性好，转换产品比较容易箱体箱体 有利于选择合理的切削用量有利于选择合理的切削用量2、工序集中的特点、工序集中的特点 减小安装次数，易于保证位置精度，大型零件方便减小安装次数，易于保证位置精度，大型零件方便加工设备要求高，大量大批生产中工序集中应用，加工设备要求高，大量大批
35、生产中工序集中应用，方角车床、多刀车床、多轴自动车、组合机等，价方角车床、多刀车床、多轴自动车、组合机等，价格贵格贵设备较少，工人少，生产面积小，有利于生产计划设备较少，工人少，生产面积小，有利于生产计划和组织和组织 集中和分散应根据生产纲领、零件技术要求、工厂集中和分散应根据生产纲领、零件技术要求、工厂生产条件而定。一般，大批大量生产适于工序集中生产条件而定。一般，大批大量生产适于工序集中原则，单件小批生产适于工序分散原则，产品经常原则，单件小批生产适于工序分散原则，产品经常变换适于工序分散原则，零件加工质量技术要求高变换适于工序分散原则，零件加工质量技术要求高适于工序分散原则，零件尺寸、重
36、量大，易适于工适于工序分散原则，零件尺寸、重量大，易适于工序集中原则。但情况在变化，随着数控、加工中心、序集中原则。但情况在变化，随着数控、加工中心、FMS等发展，工序集中越来越多。等发展，工序集中越来越多。1-5 加工余量及工序尺寸、公差的确定加工余量及工序尺寸、公差的确定 一、加工余量及工序间尺寸公差对机械加工的影响一、加工余量及工序间尺寸公差对机械加工的影响1、加工余量对机械加工的影响、加工余量对机械加工的影响 由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机加工来达度，因此要留有加工余量，以便经过机加工来达到要求，当
37、然每道工序都有加工余量，加工余量到要求，当然每道工序都有加工余量，加工余量就是加工前后尺寸之差。就是加工前后尺寸之差。余量过大余量过大不能保留零件最耐磨的表层，降低不能保留零件最耐磨的表层，降低表层机械物理性能，增加切削工时，增加了材料、表层机械物理性能，增加切削工时，增加了材料、工具、电力的消耗，使成本提高。工具、电力的消耗，使成本提高。余量过小余量过小则不能保证去掉零件表面缺陷层，则不能保证去掉零件表面缺陷层，不能保证质量，同时对切削刀具不利，缩短了刀不能保证质量，同时对切削刀具不利，缩短了刀具寿命，余量不够会出废品。具寿命，余量不够会出废品。因此余量要适当，过大过小都不利。因此余量要适当
38、，过大过小都不利。2、工序间尺寸公差对机械加工的影响、工序间尺寸公差对机械加工的影响 零件注：经过若干道工序的加工，因此要确定各零件注：经过若干道工序的加工，因此要确定各道工序的尺寸及公差，以便互相配合，保证加工道工序的尺寸及公差，以便互相配合，保证加工顺利进行并达到要求。顺利进行并达到要求。工序间尺寸公差过大工序间尺寸公差过大使加工余量增加而造成使加工余量增加而造成不必要的加工，因为用夹具时因尺寸公差大而产不必要的加工，因为用夹具时因尺寸公差大而产生安装定位误差。生安装定位误差。工序间尺寸公差过小工序间尺寸公差过小则无形中提高了各工序则无形中提高了各工序的加工精度，增加了劳动量和消耗，成本提
39、高。的加工精度，增加了劳动量和消耗，成本提高。公差过大过小都不好。公差过大过小都不好。二、加工余量、工序间尺寸及公差的关系二、加工余量、工序间尺寸及公差的关系 如图表示被包容尺寸（外圆）的加工余量，工序间尺寸及公表示被包容尺寸（外圆）的加工余量，工序间尺寸及公差的关系，图中表示了三道工序，考虑到毛坯尺寸比较难于差的关系，图中表示了三道工序，考虑到毛坯尺寸比较难于控制，故用双向公差，可用对称或不对称，经一道工序后，控制，故用双向公差，可用对称或不对称，经一道工序后，采用了单向公差，轴和平面按基轴制，为负，即入体原则，采用了单向公差，轴和平面按基轴制，为负，即入体原则，最后一道工序，其公差按设计要
40、求。最后一道工序，其公差按设计要求。设第一道余量为Z1，第二道为Z2Z3 公称余量 总余量为Z=Z1+Z2+Z3 余量Z1=L坯-L1 Z2=L1-L2 Zi=Li-1-Li对于外圆，是双边余量，应取单边余量的对于外圆，是双边余量，应取单边余量的2倍倍即2Zi=Di-1-Di如图表示了包容尺寸的加工余量，工序尺寸及如图表示了包容尺寸的加工余量，工序尺寸及公差的关系，也为三工序。公差的关系，也为三工序。Z=Z1+Z2+Z3Z1=L1-L坯Z2=L2-L1 Zi=Li-Li-1双边余量双边余量2Zi=Di-Di-1最小余量从图可以看出最小余量从图可以看出=公称余量公称余量-上序公差上序公差（坯入）
41、（坯入）三、加工余量的组成三、加工余量的组成 加工余量的大小应合适，以保证既能纠正误差，又加工余量的大小应合适，以保证既能纠正误差，又有高的生产率。有高的生产率。余量组成如下余量组成如下1、前一工序的公差、前一工序的公差 （毛坯为入体部分）（毛坯为入体部分）2、前一工序遗留的表面粗糙度、前一工序遗留的表面粗糙度 和表面缺陷层深度和表面缺陷层深度 数值数值如表2-113、前一工序所形成的工件空间误差、前一工序所形成的工件空间误差 ，即没有包括在尺寸公，即没有包括在尺寸公差带内的形状误差和位置误差。如弯曲、位移、偏心、偏差带内的形状误差和位置误差。如弯曲、位移、偏心、偏 转、转、不平行、不垂直等。
42、不平行、不垂直等。4、本工序的安装误差、本工序的安装误差 安装误差安装误差 包括定位误差、夹紧误差及夹具本身误差等。如包括定位误差、夹紧误差及夹具本身误差等。如V型体型体 因为空间误差因为空间误差 和安装误差和安装误差 有方向性，为向量。有方向性，为向量。故单边余量故单边余量 孔、外圆孔、外圆 则双边则双边 这个公式在运用时应根据加工情况而定。如浮动镗孔、拉孔、铰孔时：不能纠正空间、位置 研磨、超精加工：研磨、超精加工：（不能去缺、量小）四、加工余量及工序间尺寸、公差的确定四、加工余量及工序间尺寸、公差的确定1、加工余量的确定、加工余量的确定分析计算法：分析计算法：根据上述公式及加工方法而定。
43、这根据上述公式及加工方法而定。这种方法比较科学和精确，但需数据多、烦，仅在种方法比较科学和精确，但需数据多、烦，仅在大批生产中的重要工序采用；大批生产中的重要工序采用；查表法：查表法：查有关手册。这种方法不能考虑具体情查有关手册。这种方法不能考虑具体情况，因此数值偏大；况，因此数值偏大；经验法：经验法：工程技术人员或工人根据经验确定，多工程技术人员或工人根据经验确定，多用于单件、小批。用于单件、小批。2、工序间尺寸、公差的确定、工序间尺寸、公差的确定拟定工艺路线，确定工序及工步；拟定工艺路线，确定工序及工步；按工序确定按工序确定经济精度经济精度和和表面粗糙度表面粗糙度；用计算法、查表法、用计算
44、法、查表法、经验法确定余量；经验法确定余量；计算计算工序间尺寸工序间尺寸，从后向前反推从后向前反推，轴、孔为轴、孔为例例；根据根据经济精度按入体原则确定公差经济精度按入体原则确定公差。例：某一阶梯轴，其中一段直径为例：某一阶梯轴，其中一段直径为50，要求，要求IT5，Ra0.04m，高频淬火，毛坯为锻件，计算加工表，高频淬火，毛坯为锻件，计算加工表面的工序尺寸及公差。面的工序尺寸及公差。拟定工艺路线拟定工艺路线 确定为：粗车确定为：粗车半精车半精车淬火淬火粗磨粗磨精精磨磨研磨研磨确定各工序的加工余量确定各工序的加工余量 查工艺人员手册：研磨查工艺人员手册：研磨0.01，精磨，精磨0.1，粗磨，
45、粗磨0.3，半精车半精车1.1，粗车，粗车4.5。取。取4.49确定经济精度和粗糙度确定经济精度和粗糙度确定各工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸确定各工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸工序工序名名工序工序间余间余量量工序间工序间工序尺寸工序尺寸工序间工序间经济精度经济精度表面粗糙度表面粗糙度尺寸、尺寸、公差公差表面粗糙表面粗糙度度研磨研磨0.01Ra0.04 50Ra0.04 精磨精磨0.1Ra0.1650+0.01=50.01Ra0.16粗磨粗磨0.3Ra1.2550.01+0.1=50.11Ra1.25半精半精车车1.1Ra2.550.11+0.3=50.41Ra2.5粗车粗车4.49
46、Ra1650.41+1.1=51.51Ra16锻造锻造51.51+4.49=561-6 工艺尺寸链工艺尺寸链 一、尺寸链的定义及组成一、尺寸链的定义及组成1、工艺尺寸链和装配尺寸链、工艺尺寸链和装配尺寸链 由若干尺寸形成封闭的尺寸联系叫做尺寸链。一由若干尺寸形成封闭的尺寸联系叫做尺寸链。一台机器中有许多尺寸联系，可分为工艺和装配尺台机器中有许多尺寸联系，可分为工艺和装配尺寸链。寸链。工艺尺寸链工艺尺寸链如图示：A1、A2、A3尺寸及公差在图上标注说明这几个尺寸是一定要保证的，而A0尺寸是由A1、A2、A3的具体尺寸决定的。*这种在一个零件上的封闭尺寸联系表示了零件精度的尺这种在一个零件上的封闭
47、尺寸联系表示了零件精度的尺寸关系，故称为工艺尺寸链。它的所有尺寸都在一个零寸关系，故称为工艺尺寸链。它的所有尺寸都在一个零件上。件上。装配尺寸链装配尺寸链这种封闭尺寸联系表示了装配精度的尺寸关系，称 为装配尺寸链。它的每个尺寸都分布在不同的零件上。装配尺寸链与工艺尺寸链分析方法类似此处仅讲工艺尺寸链，装配尺寸链在后面。A1A0A3A22、尺寸链的组成、尺寸链的组成 尺寸链由一个封闭环和若干个组成环所构成。封闭尺寸链由一个封闭环和若干个组成环所构成。封闭环的尺寸和公差有各组成环来决定。环的尺寸和公差有各组成环来决定。具体分类：具体分类：环列入工艺尺寸链中的每一个尺寸称为工艺尺寸链的环 封闭环尺寸
48、链中在加工过程最后间接获得的尺寸（环）成为封闭环 组成环尺寸链中直接获得的并对封闭环有影响的尺寸环都称为组成环。组成环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。增环尺寸链中的组成环。由于其变动引起封闭环同向变动，则该组成环为增环。用“”减环尺寸链中的组成环。由于其变动引起封闭环反向变动，则该组成环为减环。用“”3、尺寸链的分类、尺寸链的分类 按尺寸间相互关系，可分为：按尺寸间相互关系，可分为：直线尺寸链直线尺寸链全部组成环平行于封闭环的尺全部组成环平行于封闭环的尺寸链；寸链；平面尺寸链平面尺寸链全部组成环在一个或几个平行全部组成环在一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行封闭环的尺寸链；平面内，但某
49、些组成环不平行封闭环的尺寸链；空间尺寸链空间尺寸链组成环位于几个不平行的空间组成环位于几个不平行的空间平面内的尺寸链，平面和空间在装配中介绍。平面内的尺寸链，平面和空间在装配中介绍。二、尺寸链的计算方法二、尺寸链的计算方法 1、极值法、极值法 这种计算方法是指在各组成环出现极值（大、小）这种计算方法是指在各组成环出现极值（大、小）时，封闭环尺寸与各组成环的关系，是考虑同时出时，封闭环尺寸与各组成环的关系，是考虑同时出现极值的情况，很难出现，因此比较保守，但计算现极值的情况，很难出现，因此比较保守，但计算简单，广泛采用。简单，广泛采用。基本公式：基本公式：n增环数增环数 m-n减环数减环数 m总
50、组成环总组成环 例：阶梯轴例：阶梯轴 2.统计法统计法运用概率理论来求解封闭环尺寸与各组成运用概率理论来求解封闭环尺寸与各组成环尺寸间的关系。环尺寸间的关系。各尺寸公差正态分布各尺寸公差正态分布公差均公差均方差关系方差关系基本公式：基本公式：一般计算时先将各尺寸变为对称公差带分布在进行计算 三、工艺尺寸链的应用三、工艺尺寸链的应用 工艺尺寸链主要用于制定工艺规程中确定工序尺寸或工艺尺寸链主要用于制定工艺规程中确定工序尺寸或校对检验尺寸。校对检验尺寸。1.工艺基准与设计基准重合时工艺尺寸及公差的计算工艺基准与设计基准重合时工艺尺寸及公差的计算 零件上内孔或外圆多属于这种情况，当共面经多次加零件上