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1、内内 容容 提提 要要本章内容本章内容:本章在介绍基础知识及术语的基础上，按照零件机械加工工艺规程制定的步骤，介绍了零件的工艺性分析、毛坯的选择、工艺路线的拟定、加工余量确实定、工序尺寸及其公差确实定等内容。重点讨论了机械加工工艺过程设计中的主要问题(定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差确实定)；简要分析了工艺过程的经济性。学习要求学习要求:熟悉机械加工工艺过程；理解工序、工位、工步及走刀的含义；掌握机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法(定位基准的选择原则，加工方法的选择原则，工序划分及加工顺序安排的原则，确定余量的原则和方法，确定工序尺寸及公差的方法，工艺尺寸链原理及应用等)
2、。生产过程生产过程一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程 机械产品制造时，将原材料或半成品转变为成品的机械产品制造时，将原材料或半成品转变为成品的全过程称为全过程称为生产过程。生产过程。相关的过程：产品的设计，包括产品的研究、开辟、设计；生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等；原材料（或设备、工装、标准件等）的购置、运输、检验、保管；毛坯制造；零件的机械加工及热处理；产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。提示生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于专业化生产，提高生产率、保证产品质量、降低生产本钱。第一节第一节 基础知识及术语基础知识及术
3、语 用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和外表质量用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和外表质量等，使其转变为成品的过程，称为等，使其转变为成品的过程，称为机械加工工艺过程，又称机械加工工艺过程，又称工艺路线或工艺流程。工艺路线或工艺流程。将零件装配成部件或产品的过程，称为将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程装配工艺过程。二、二、工艺过程工艺过程 组成组成机械加工工艺过程机械加工工艺过程工艺工艺 使原材料（或者半成品）成为产品的方法和过程使原材料（或者半成品）成为产品的方法和过程 。工艺过程工艺过程改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质
4、，使其称为产品或者半成品的过程。使其称为产品或者半成品的过程。（1）工序）工序一个（或一组）工人，在一个工作地（一台机床或一个钳工台），对一一个（或一组）工人，在一个工作地（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工作所连续完成的那局部工艺过程，称为个（或同时对几个）工作所连续完成的那局部工艺过程，称为工序工序。它是工艺过程的基本单元，又是生产方案和本钱核算的基本单元。工序的安排和组成与零件的生产批量有关(单件小批单件小批、大批量大批量)。工艺过程组成工艺过程组成工艺过程组成工艺过程组成（2）安装）安装工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应
5、有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为的位置并给予固定，这个过程称为装夹装夹；工件经一次装夹所完成的那局部工序称为工件经一次装夹所完成的那局部工序称为安装安装。安装是工序的一局部。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。如表5.1中第一工序，假设对一个工件的两端连续进行车端面、钻中心孔，就需要两次安装(分别对两端进行加工)，每次安装有两个工步(车端面和钻中心孔)。在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于屡次安装带来的加工误差。工艺过程组成工艺过程组成采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工外表间的相互位置精度。（3）工位）工位为减少工序中的装夹次数，常采用转位
6、（或移位）夹具、回转工作台或回转夹具、多轴机床，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那局部工序，称一个进行连续加工，每一个位置所完成的那局部工序，称一个工位工位。工艺过程组成工艺过程组成（4）工步）工步工步是工序的组成单位。在被加工的外表、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进在被加工的外表、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那局部工序，给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那局部工序，称称工步工步。当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一个零件的几个外
7、表进行加工时，则为复合工步。（5）走刀）走刀 走刀是走刀是切削工具在加工外表切削工具在加工外表上每切削一次所完成的那一局部上每切削一次所完成的那一局部工步。工步。一个工步可以包括一次或屡一个工步可以包括一次或屡次走刀。次走刀。三、三、生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型生产类型对工艺过程的影响生产类型对工艺过程的影响1 1、生产纲领、生产纲领 企业在方案期内（常为一年）生产的产品数量和进度方案。企业在方案期内（常为一年）生产的产品数量和进度方案。又称为年产量。又称为年产量。零件的生产纲领零件的生产纲领:式中 N零件的生产纲领(件/年)；Q产品的生产纲领(台/年)；n每台产品中包含该零件的数量(
8、件/台)；a该零件备件的百分率；b该零件废品的百分率。根据零件的生产纲领可以确定零件的生产类型。生产类型对工艺过程的影响生产类型对工艺过程的影响生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为：单件生产单件生产、成批生产成批生产、大量大量生产。生产。单件生产单件生产单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。很少重复。例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。2、生产类型、生产类型 成批生产成批生产一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。一定的重复性。例如，
9、机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产、中批生产和大批生产。生产类型对工艺过程的影响生产类型对工艺过程的影响 大量生产大量生产产品数量很大，大多数工作地点经常重复地产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。进行某一个零件的某一道工序的加工。例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。表4.3为划分生产类型的参考数据。划分生产类型划分生产类型，既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积、质量等因素。生产类型零件年产量重型零件中型零件轻型零件单件生产
10、510100成批生产小批51010200100500中批1003002005005005000大批30010005005000500050000大量生产1000500050000表表4.3 划分生产类型的参考数据划分生产类型的参考数据生产类型对工艺过程的影响生产类型对工艺过程的影响工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤四、四、工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤1、定义定义：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为艺文件称为工艺规程工艺规程。其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程机
11、械加工工艺规程。工艺规程工艺规程是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。工艺规程工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤2、工艺规程的作用：、工艺规程的作用：（1）指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用；（2）是生产准备和方案调度的主要依据是生产准备和方案调度的主要依据：即生产方案、调度、工人操作和质量检验等的依据；（3）是新建或扩建工厂或车间基本技术文件是新建或扩建工厂或车间基本技术文
12、件。（4）是进行技术交流的主要文件。是进行技术交流的主要文件。总之，零件的机械加工工艺规程是每个机械制造厂或加工车间必不可少的技术文件。生产前用它做生产的准备生产的准备，生产中用它做生产的指挥生产的指挥，生产后用它做生产的检验。生产的检验。3、工艺规程的设计步骤、工艺规程的设计步骤 (见教材见教材P285)机械制造技术。机械制造技术。机机械械加加工工工工艺艺规规程程编编制制的的基基本本步步骤骤(1)(1)机械加工工艺规程制订的准备性工作机械加工工艺规程制订的准备性工作机械加工工艺规程制订的准备性工作主要包括：机械加工工艺规程制订的准备性工作主要包括：机械加工工艺规程制订的准备性工作主要包括：机
13、械加工工艺规程制订的准备性工作主要包括：零件的生产纲领计算零件的生产纲领计算零件的生产纲领计算零件的生产纲领计算毛坯种类确定毛坯种类确定毛坯种类确定毛坯种类确定零件主要加工外表和技术要求分析零件主要加工外表和技术要求分析零件主要加工外表和技术要求分析零件主要加工外表和技术要求分析零件设计工艺性审查等零件设计工艺性审查等零件设计工艺性审查等零件设计工艺性审查等(2)零件机械加工工艺路线的拟定1 1）定位基准的选择）定位基准的选择2 2）零件外表加工方法的选择）零件外表加工方法的选择被加工外表的几何特点被加工外表的几何特点 被加工外表的技术要求被加工外表的技术要求 零件结构形状和尺寸大小零件结构形
14、状和尺寸大小 生产纲领和投产批量生产纲领和投产批量 3 3）加工顺序确实定）加工顺序确实定 选定零件外表加工方法及定位基准后，即可确定各加工工作的选定零件外表加工方法及定位基准后，即可确定各加工工作的先后顺序。这时主要应考虑如下几点：先后顺序。这时主要应考虑如下几点：划分加工阶段，要按先粗后精的原则大致安排机械加工的进行顺序。划分加工阶段，要按先粗后精的原则大致安排机械加工的进行顺序。先加工基准外表后加工其它外表，即基准先行原则。先加工基准外表后加工其它外表，即基准先行原则。先主后次的加工顺序安排原则。先主后次的加工顺序安排原则。先面后孔的加工顺序。先面后孔的加工顺序。4)4)工序划分及工艺路
15、线确实定工序划分及工艺路线确实定（33）工序设计）工序设计确定加工余量、工序尺寸及其公差确定加工余量、工序尺寸及其公差确定加工余量、工序尺寸及其公差确定加工余量、工序尺寸及其公差机床及工艺装备的选择机床及工艺装备的选择机床及工艺装备的选择机床及工艺装备的选择 切削用量确实定切削用量确实定切削用量确实定切削用量确实定 时间定额确实定时间定额确实定时间定额确实定时间定额确实定试切法：适用于单件、小批生产调整法：适用于成批、大量生产定尺寸刀具法：常用于孔、螺纹和成形外表的加工自动操作法：尺寸精度位置精度获得加工精度的方法轨迹法：刀具与工件相对运动轨迹成形刀具法：成形刀具展成法：刀具与工件作展成运动直
16、接找正法划线找正法夹具定位法形状精度五、获得加工精度的方法五、获得加工精度的方法(尺寸、形状、位置尺寸、形状、位置)尺寸精度的获得方法尺寸精度的获得方法(1)机械加工中获得工件尺寸精度的方法机械加工中获得工件尺寸精度的方法试切法试切法即先试切出很小的一局部加工外表，测量试切所得的尺寸，按照加工要求作适当的调整，再试切，再测量，如此经过两三次试切和测量，当被加工尺寸到达要求后，再切削整个待加工外表。定尺寸刀具法定尺寸刀具法用具有一定尺寸精度的刀具(如铰刀、扩孔钻、钻头等)来保证工件被加工部位(如孔)的精度。调整法调整法利用机床上的定位装置或预先调整好的刀架，使刀具相对于机床或夹具到达一定的位置精
17、度，然后加工一批工件。尺寸精度的获得方法尺寸精度的获得方法 自动操作法自动操作法利用测量装置或数控装置等自动操作加工过程的加工方法。生产率高，加工质量稳定，能适应多品种中小批量生产，是目前机械加工的开展方向之一。具体方法有两种：自动测量自动测量数字操作数字操作(2)机械加工获得工件形状精度的方法机械加工获得工件形状精度的方法刀尖刀尖轨迹法轨迹法利用切削运动中刀尖的运动轨迹形成被加工外表的形状。成形法成形法利用成形刀具刀刃的几何形状切削出工件的形状。仿形法仿形法 仿形装置仿形装置展成法展成法利用刀具和工件作展成切削运动时，刀刃在被加工外表上的包络面形成成形外表。形状精度的获得方法形状精度的获得方
18、法(3)位置精度的获得方法位置精度的获得方法（工件的定位方法）一次装夹获得法一次装夹获得法零件外表的位置精度在一次安装中，由刀具相对于工件的成形运动位置关系保证。屡次装夹获得法屡次装夹获得法通过刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系来保证零件外表的位置精度。非成形运动法非成形运动法利用人工，而不是依靠机床精度，对工件的相关外表进行反复的检测和加工，使之到达零件的位置精度要求。第第 二二 节节 零零 件件 的的 工工 艺艺 分分 析析一一.零件的技术要求分析零件的技术要求分析包括包括4 4点：点：1 1、加工外表尺寸精度、形状精度；、加工外表尺寸精度、形状精度；2 2、各外表相互位
19、置精度；、各外表相互位置精度；3 3、加工外表粗糙度及外表质量的其他要求；、加工外表粗糙度及外表质量的其他要求；4 4、热处理及其它要求（如动平衡、未注倒角等）、热处理及其它要求（如动平衡、未注倒角等）零件的工艺分析零件的工艺分析二二.零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析零件的结构应有制造的可行性和经济性。零件的结构应有制造的可行性和经济性。见表见表4 49 9，讲义，讲义293293页的切削加工工艺性例如。主要涉及以下几点：页的切削加工工艺性例如。主要涉及以下几点：1 1、便于装夹；、便于装夹；2 2、刀具易于接近加工部位；、刀具易于接近加工部位；3 3、尽量减少刀具调整和走到次数；、尽
20、量减少刀具调整和走到次数；4 4、尽量减少加工面积及空行程；、尽量减少加工面积及空行程；5 5、便于采用标准刀具；、便于采用标准刀具；6 6、尽量减少工件和刀具受力变形；、尽量减少工件和刀具受力变形；7 7、改善加工条件；、改善加工条件；8 8、有适宜的定位基准，且便于测量。、有适宜的定位基准，且便于测量。零件的工艺分析零件的工艺分析第三节第三节 毛坯的选择毛坯的选择 一.毛坯种类的选择1.轧制件；2.铸件；3.锻件；4.焊接件；5.其他件(冲压件、粉末冶金、塑料件)轧制件：主要包括各种热轧和冷拉圆钢、方钢等型材轧制件：主要包括各种热轧和冷拉圆钢、方钢等型材。热轧毛坯精度较低，冷拉毛坯精度高。
21、铸件：铸件：包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件的毛坯多用铸件。锻件：锻件：机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。型材：型材：包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。料及板料。毛坯的选择毛坯的选择焊接件：焊接件：对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差大。工程塑料：工程塑料：它是近年来在
22、机械制造业中普遍推广的一种毛坯，其形状可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能差。在大批、大量生产中，常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。因此可大量诚少切削加工的劳动量，甚至可不需要进行切削加工（少无（少无切屑加工），切屑加工），从而提高了材料的利用率，降低了机械加工的本钱。在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造，因此毛坯的精度低，本钱高、废品率高、切削加工劳动量大。毛坯的选择毛坯的选择二二.毛坯形状与尺寸确实定毛坯形状与尺寸确实定 毛坯尺寸与零件设计的尺寸之差称为加工总余量，又称毛坯余量。毛坯尺寸与零
23、件设计的尺寸之差称为加工总余量，又称毛坯余量。确定余量的原则：确定余量的原则：1 1、保证毛坯及半成品的装夹；、保证毛坯及半成品的装夹；2 2、保证加工质量，如开合螺母先做成整体毛坯，加工到一定阶段在、保证加工质量，如开合螺母先做成整体毛坯，加工到一定阶段在切割别离；切割别离；3 3、提高生产效率、提高生产效率。三三.选择毛坯时应考虑的因素选择毛坯时应考虑的因素1.1.零件的材料及其力学性能，铸铁、钢；零件的材料及其力学性能，铸铁、钢；2.2.零件的结构形状与尺寸，薄壁零件不能铸造，轴类各台阶直径相零件的结构形状与尺寸，薄壁零件不能铸造，轴类各台阶直径相差不大，可用棒料，相差大时，可用自由锻；
24、差不大，可用棒料，相差大时，可用自由锻；3.3.生产纲领（批量）的大小；生产纲领（批量）的大小；4.4.现有的生产条件；现有的生产条件；5.5.充分考虑采用新技术、新工艺、新材料的可能性，充分考虑采用新技术、新工艺、新材料的可能性，精铸、精锻、冷轧精铸、精锻、冷轧，实现少切屑、无切屑，实现少切屑、无切屑 四四.毛坯零件综合图毛坯零件综合图零件综合图简化零件图与简化的毛坯的叠加图。零件综合图简化零件图与简化的毛坯的叠加图。包括：毛坯的结构形状、加工余量、尺寸及公差、机械包括：毛坯的结构形状、加工余量、尺寸及公差、机械加工的粗基准以及毛坯的组织、硬度、外表及内部缺加工的粗基准以及毛坯的组织、硬度、
25、外表及内部缺陷等技术要求陷等技术要求。1 1、零件图的简化、零件图的简化 见图见图 4 48 8所示。所示。以双点划线按照制图标准绘制成简化零件图，见图以双点划线按照制图标准绘制成简化零件图，见图4 49 9 所示。所示。2 2、附加余量（、附加余量（Z Z）层用网络线表示。见图）层用网络线表示。见图4 49 9所示。所示。3 3、标注尺寸及技术要求。见讲义、标注尺寸及技术要求。见讲义297297。工艺路线的拟定工艺路线的拟定第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定拟定零件机械加工工艺路线时，要解决的主要问题有：零件各外表加工方法和设备的选择；加工阶段的划分；工序的集中与分散；工序的安排等。
26、一、一、加工方法及加工方案的选择加工方法及加工方案的选择1、各种加工方法的经济加工精度和粗糙度各种加工方法的经济加工精度和粗糙度不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用途各不相同，所能到达的精度和外表粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和外表粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。所谓某种加工方法的经济精度经济精度，是指在正常的工作条是指在正常的工作条件下（包括符合质量标准的机床设备、必要的工艺装备、件下（包括符合质量标准的机床设备、必要的工艺装备、标准技
27、术等级的工人、不延长加工时间）所能保证的加工标准技术等级的工人、不延长加工时间）所能保证的加工精度精度。与经济加工精度相似，各种加工方法所能到达的外表粗糙度也有一个较经济的范围。各种加工方法所能到达的经济精度、外表粗糙度以及外表形状以及位置精度可查阅金属机械加工工艺人员手册。加工方法的选择加工方法的选择 加工方法的选择加工方法的选择2 2、加工方法和加工方案的选择、加工方法和加工方案的选择首先要根据每个加工外表的技术要求，确定加工方法及加工方案首先要根据每个加工外表的技术要求，确定加工方法及加工方案。表4.10、表4-11、表4-12分别介绍了机器零件的三种最基本的外表(外圆外表、内孔外表和平
28、面)的较常用的加工方案及其所能到达的经济精度和外表粗糙度。决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般采用镗或高速精密车削的方法进行精加工。选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。在大批、大量生产中可以从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工的工作量。在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件
29、。选择加工方法还要考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件。关于加工方案可参考与表表4.10等相类似的表格来进行选择。【例题【例题51】表格应用的举例：要求孔的加工精度为IT7级，粗糙度Ra=1.63.2m，确定孔的加工方案。查表4-12可有下面四种加工方案：钻扩粗铰精铰；粗镗半精镗精镗；粗镗半精镗粗磨精磨；钻(扩)拉。方案用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。加工方法的选择举例加工方法的选择举例【例题
30、【例题51】表格应用的举例：要求孔的加工精度为IT7级，粗糙度Ra=1.63.2m，确定孔的加工方案。查表58可有下面四种加工方案：粗镗半精镗精镗；粗镗半精镗粗磨精磨；钻(扩)拉。方案用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。方案适用于淬火的工件。方案适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。加工方法的选择举例加工方法的选择举例二、二、加工顺序的安排加工顺序的安排1、加工阶段的划分、加工阶段的划分（1）加工阶段）加工阶段对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低的零件，通常将工艺过程划分为粗
31、加工和精加工两个阶段；对于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，则常划分为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和光整加工阶段光整加工阶段。粗加工阶段粗加工阶段：是加工开始阶段，在这个阶段中，尽量将零件各个被加工外表的大局部余量从毛坯上切除。这个阶段主要问题是如何提高生产率。半精加工阶段半精加工阶段：这一阶段为主要外表的精加工做好准备，切去的余量介于粗加工和精加工之间，并到达一定的精度和粗糙度值，为精加工留有一定的余量。在此阶段还要完成一些次要外表的加工，如钻孔、攻丝、铣键槽等。工艺路线的拟定工艺路线的拟定(2)划分粗、精加工阶段的原因是划分粗、精加工阶段的原
32、因是：保证加工质量。合理使用机床。便于安排热处理。划分便于及时发现毛坯缺陷，以及防止损伤已加工外表。加工阶段的划分加工阶段的划分精加工阶段精加工阶段：在这个阶段将切去很少的余量，保证各主要外表到达较高的精度和较低的粗糙度值(精度710级，Ra0.83.2m)。光整加工阶段光整加工阶段：主要是为了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度59级，Ra0.32m)，只从被加工外表上切除极少的余量。2、工序集中和工序分散、工序集中和工序分散在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排方案和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为假设干个工序。划分工序时有两个原则，即工序的集中工序的集中和工序的分散工序的分散。工序
33、集中：工序集中：将假设干个工步集中在一个工序内完成，一个将假设干个工步集中在一个工序内完成，一个工件的加工，只须集中在少数几个工序内完成工件的加工，只须集中在少数几个工序内完成。最大限度的集中是在一个工序内完成工件所有外表的加工。例如在一台组合机床上可同时完成缝纫机壳体14个孔的加工。工序分散：工序分散：工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括工序的数目多，工艺路线长，每个工序所包括的工步少的工步少。最大限度的分散是在一个工序内只包括一个简单的工步。工序分散可以使所需要的设备和工艺装备结构简单、调整容易、操作简单，但专用性强。工序的划分工序的划分3 加工工序的安排加工工序的安排 复杂件要经过切
34、削加工、热处理和辅助工序。复杂件要经过切削加工、热处理和辅助工序。（1）切削加工工序的安排原则）切削加工工序的安排原则工件各外表的加工顺序，一般按照下述原则安排：按照下述原则安排：先基先基准面加工后其它面加工准面加工后其它面加工；先粗加工后精加工先粗加工后精加工；先主要外表加先主要外表加工后次要外表加工工后次要外表加工；先平面加工后孔加工；工序集中；热处先平面加工后孔加工；工序集中；热处理理。工序的安排工序的安排（2）热处理及外表处理工序的安排）热处理及外表处理工序的安排退火和正火：退火和正火：粗加工前；时效处理时效处理：对于大而复杂的铸件，为了尽量减少由于内应力引起的变形，常常在粗加工后进行
35、人工时效处理。粗加工前最好采用自然时效。调质处理：调质处理：租加工与半精加工之间；淬火处理或渗碳淬火处理：淬火处理或渗碳淬火处理：半精加工与精加工之间；外表处理外表处理(电镀及氧化电镀及氧化)：精加工或光整加工之前。（3）辅助工序的安排原则）辅助工序的安排原则辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等，检验工序是保证产品质量和防止产生废品的重要措施。在每个工序中，操作者都必须自行检验。在操作者自检的基础上，在以下场合还要安排独立检验工序：粗加工全部结束后，精加工之前；送往其它车间加工的前后（特别是热处理工序的前后）；重要工序的前后；最终加工之后等。一般应安排在：1)粗加工全部结束后，精加
36、工之前；2）工件从一个车间转到另一个车间前后；3）重要工序加工前后；4）零件全部加工结束之后。工序的安排工序的安排第五节第五节 加工余量确实定加工余量确实定一、一、加工余量的概念加工余量的概念工序余量和加工总余量为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要从其毛坯为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要从其毛坯外表上切去全部多余的金属层，这一金属层的总厚度称为外表上切去全部多余的金属层，这一金属层的总厚度称为该外表该外表的加工总余量的加工总余量。每一工序所切除的金属层厚度每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量称为工序余量。可见某外表的加工总余Z总与该外表Zi之间的关系为：Z总=Z1+Z2+
37、Zi+Zn式中n一加工该外表的工序（或工步）数目。加工余量确实定加工余量确实定二二 影响加工余量的因素影响加工余量的因素1 上工序外表粗糙度上工序外表粗糙度Ra、外表缺陷层、外表缺陷层ta的影响的影响2 前工序的尺寸公差。前工序的尺寸公差。3 前工序的形位误差。前工序的形位误差。4、本工序的装夹误差。、本工序的装夹误差。5、其他特殊因素。、其他特殊因素。加工余量确实定加工余量确实定二、二、确定加工余量的方法确定加工余量的方法1、经验估计法、经验估计法主要用于单件小批生产，靠经验确定加工余量。2 查表修正法查表修正法如金属机械加工工艺人员手册。3 分析计算法分析计算法 通过对影响加工余量的各种因
38、素进行分析，然后根据一定的计算关系式并按具体生产条件加以修正来确定加工余量的方法。影响加工余量的因素-图第六节第六节 工序尺寸及其公差确实定工序尺寸及其公差确实定尺寸链的概念尺寸链的概念一一.引用法直接使用零件图的尺寸及公差。引用法直接使用零件图的尺寸及公差。适应一次加工零件或者零件的最终加工工序。适应一次加工零件或者零件的最终加工工序。二二.余量法余量法 加工余量按照上节所述（经验、查表、分析）确定，尺寸公加工余量按照上节所述（经验、查表、分析）确定，尺寸公差：最终工序按照零件图尺寸公差；中间工序按照经济公差差：最终工序按照零件图尺寸公差；中间工序按照经济公差处理。处理。三三.工艺尺寸链法工
39、艺尺寸链法 通过计算工艺尺寸链的方法，确定工序尺寸及其公差。使用通过计算工艺尺寸链的方法，确定工序尺寸及其公差。使用于工艺基准与设计基准不重合的工件。于工艺基准与设计基准不重合的工件。在机器装配或零件加工过程中，由相互关联的尺寸且按在机器装配或零件加工过程中，由相互关联的尺寸且按一定顺序排列的尺寸形成的封闭尺寸图形，称为一定顺序排列的尺寸形成的封闭尺寸图形，称为尺寸链尺寸链。图图5.14 加工尺寸链加工尺寸链图5.15为主轴部件，为保证弹性挡圈装入，要保持轴向间隙A0，由图中看到A0与Al、A2、A3为有关，按照一定顺序构成尺寸链。尺寸链的概念尺寸链的概念尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。环
40、又分为封闭环尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。环又分为封闭环（或称终结环）和组成环，而组成环又有增环和减环之分（或称终结环）和组成环，而组成环又有增环和减环之分。封闭环封闭环其尺寸是在机器装配或零件加工中间接得到的其尺寸是在机器装配或零件加工中间接得到的。如上两例A0尺寸均为封闭环，封闭环在一个线性尺寸链中只有一个。组成环组成环在尺寸链中，除封闭环以外，其它环均为组成在尺寸链中，除封闭环以外，其它环均为组成环，它是在加工中直接得到的尺寸，将直接影响封闭环尺寸环，它是在加工中直接得到的尺寸，将直接影响封闭环尺寸的大小的大小。增环增环假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸也假设组成环尺寸增大或
41、减小，使得封闭环尺寸也增大或减小，则此组成环称为增大或减小，则此组成环称为增环增环，如上两例中的A1环。减环减环假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸减假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸减小或增大，则此组成环称为减环小或增大，则此组成环称为减环，如上两例中的A2、A3环。尺寸链的概念尺寸链的概念同一个尺寸链中的各个环最好用同一个字母表示，如Al、A2、A3A0，下标1、2、表示组成环的序号，0表示封闭环。对于增环，在字母的上边加符号；对于减环在字母的上边加符号。如：尺寸链的概念尺寸链的概念在尺寸链中判断增、减环的方法，一是根据定义；二是在尺寸链中判断增、减环的方法，一是根据定义；二是顺
42、着尺寸链的一个方向，向着尺寸线的终端画箭头，则与封顺着尺寸链的一个方向，向着尺寸线的终端画箭头，则与封闭环同向的组成环为减环，反之则为增环闭环同向的组成环为减环，反之则为增环。尺寸链的分类尺寸链的分类(1)按尺寸链的应用范围分按尺寸链的应用范围分工艺尺寸链工艺尺寸链在加工过程中，全部组成环为同一个零件工艺尺寸所形成的尺寸链。工艺尺寸（零件的设计图上没有，而在加工的工序图上需要标注，或者在测量工件时需要直接测量的尺寸）。工艺尺寸由设计尺寸确定，通过保证工艺尺寸间接实现（保证）工件的设计尺寸。见讲义314315页。装配尺寸链装配尺寸链在机器设计和装配过程中，全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸
43、链。设计尺寸链（零件尺寸链）设计尺寸链（零件尺寸链）尺寸链上的环为同一个零件上的设计尺寸。见图416所示。2 尺寸链的分类尺寸链的分类式中n包括封闭环在内的尺寸链总环数；m尺寸链中组成环环数。尺寸链的计算极值法尺寸链的计算极值法（2）尺寸链计算的基本公式尺寸链计算的基本公式A：极限值法：极限值法(1)封闭环基本尺寸计算封闭环基本尺寸计算图图520的尺寸链计算的尺寸链计算(2)封闭环最大和最小尺寸计算封闭环最大和最小尺寸计算(3)封闭环上偏差封闭环上偏差ESA0(或或esA0)和下偏差和下偏差EIA0(或或eiA0)的计算的计算尺寸链的计算极值法尺寸链的计算极值法由式(5.11)减式(5.10)
44、，得：由式(5.12)减式(5.10)，得：(5.13)(5.14)(4)封闭环公差封闭环公差T0或中间偏差或中间偏差0的计算的计算由式(5.11)减式(5.12)，得：(5)平均尺寸平均尺寸Aav的中间偏差的中间偏差的计算的计算尺寸链的计算概率法尺寸链的计算概率法B：概率法概率法应用极值法解尺寸链，具有简便、可靠等优点。但当封闭环公差较小，环数较多时，则各组成环公差就相应地减小，造成了加工困难，本钱增加。生产实践说明，加工一批工件所获得的尺寸，处于公差带中部的较多，处于极值的较少，尤其是尺寸链中各组成环都恰好出现极值的情况更少见，因此封闭环的实际误差比用极值法计算出来的公差小得多。为了扩大组
45、成环的公差，以便加工容易，可采用概率法解尺寸链以确定组成环的公差，而不用极值法公式T0与Ti的关系式确定。适用于组成环数较多的尺寸。4、工序尺寸确实定工序尺寸确实定工序尺寸确实定工序尺寸确实定零件图上的尺寸、公差是毛坯经过加工之后最终到达的尺寸。在在加工过程中，各工序所到达的尺寸称工序尺寸，也就是在工序图上所加工过程中，各工序所到达的尺寸称工序尺寸，也就是在工序图上所标注的尺寸。标注的尺寸。1）用计算法确定工序尺寸用计算法确定工序尺寸工序尺寸的计算可分为四种，分别举例如下：(1)经过几道工序加工所形成的外表的工序尺寸计算经过几道工序加工所形成的外表的工序尺寸计算例题例题5.7图5.27为一平面
46、经过粗加工、精加工和光整加工三道工序到达零件上规定尺寸和公差，要求计算各工序尺寸。解：解：加工该外表时定位基准不变，各工序尺寸都从同一基准标出。对这一类的工序尺寸，只要将各工序的基本余量及公差，根据现场经验或查有关手册确定后，就可按工艺过程的顺序由后向前逐步计算得到。某工序的工序尺寸等于下一个工序的工序尺寸加上某工序的工序尺寸等于下一个工序的工序尺寸加上(对内外表是减去对内外表是减去)下一工序的基本余量。下一工序的基本余量。这种工序尺寸的计算，只牵涉余量，不涉及基准转换，可不用尺寸链来计算可不用尺寸链来计算。在图5.27中，假设光整加工、精加工、粗加工等各工序的基本余量和精加工、粗加工、毛坯的
47、公差，查手册分别为Z3、Z2、Zl和T3、T2、T1，且已知光整加工的工序尺寸为A4、T4(零件图上的尺寸)，则得：精加工工序尺寸A3=A4Z4；公差T3粗加工工序尺寸A2=A3Z3；公差T2毛坯尺寸A1=A2Z2；公差T1铸造和锻造的毛坯都规定双向偏差，但当计算毛坯尺寸时只取入体方向的偏差值T1。工序尺寸确实定工序尺寸确实定工序尺寸确实定工序尺寸确实定(2)工序基准与设计基准不重合而引起的工序尺寸计算工序基准与设计基准不重合而引起的工序尺寸计算在加工过程中，有时为了定位、加工、测量或调整方便，将零件图上的尺寸改变注法，由此而引起的工序尺寸计算，又称为尺寸换算。它是由设计基准与工序基准不重合而
48、造成的，因此这种工序尺寸只牵涉基准转换而不涉及余量，可用工艺尺寸链来计算。工序尺寸确实定工序尺寸确实定例题例题5.8图5.28(a)是皮带运输机滚筒零件图。尺寸720+0.6的标注方法不便于测量，因此可改为图5.28(b)的标注方法，通过测量A2、A3的尺寸来保证A0720+0.6，且A2=A3的尺寸。要求确定工序尺寸A2、A3。解：解：画出尺寸链图图5.28c。A0720+0.6为封闭环，是由尺寸Al、A2、A3间接得到的，A1750+0.4为增环，A2、A3为减环。计算工序尺寸确实定工序尺寸确实定5.7.2 用图表法综合确定工序尺寸用图表法综合确定工序尺寸在加工过程中，当同一个方向上的尺寸
49、较多而又需要屡次转换定位基准，或者当设计基准与其它基准不重合而需要进行尺寸换算时，确定相应的各工序尺寸、公差和余量的工作就显得很杂乱、很麻烦。如果采用图表法来解决这类问题，就比较方便、明了、有次序。关于图表的制作和应用的例子，请读者自行参阅有关资料。第七节工艺卡片的填写工艺卡片的填写工艺卡片的填写一、机床的选择各外表的加工方法确定以后，应选择适当的机床以满足各外表的加工要求。机床设备的选择除考虑现有生产条件外，还要根据以下四个方面考虑：机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应。机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应。也就是根据零件的外廓尺寸来选择机床的形式和规格，以便充分发挥机床的使
50、用性能。如直径不太大的轴、套、盘类零件一般在一般机床上加工。直径大而短的盘、套类客件一般在端面机床或立式机床上加工。机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求；过高，则是一种浪费。机床的功率、刚度和工作参数应该与最合理的切削用量相适应机床的功率、刚度和工作参数应该与最合理的切削用量相适应。粗加工时选择有足够功率和足够刚度的机床，以免切削深度和进给量的选用受限制；精加工时选择有足够刚度和足够转速范围的机床，以保证零件的加工精度和粗糙度。机床生产率应该与工件的生产类型相适应机床生产率应该与工件的生产类型相适应。对于大