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1、第七章第七章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计第一节第一节 概述概述 一、机械加工工艺过程及其组成一、机械加工工艺过程及其组成 1.机械加工工艺过程机械加工工艺过程 机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象象（毛坯）的形状、尺寸和外表质量，使其成为零件的过程。（毛坯）的形状、尺寸和外表质量，使其成为零件的过程。又称工艺路线或工艺流程又称工艺路线或工艺流程。2.机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成工艺过程是工艺过程是 由一个由一个或假设干个依次排列或假设干个依次排列的工序所组成，工的工序所组成，工序是最基本的组成序是最基本的组
2、成单元，每一个工序单元，每一个工序又依次细分为安装、又依次细分为安装、工位、工步和走刀。工位、工步和走刀。（1 1）工序）工序 一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那局部工艺过程，称为工序。续完成的那局部工艺过程，称为工序。（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工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹；确的位置并给予固定，这个过程称为装夹；一次装夹所完成的那局部加工
3、过程称为安装。一次装夹所完成的那局部加工过程称为安装。安装是工序的一局部。每一个工序可能有一次安装，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。也可能有几次安装。（3）工位）工位在工件的一次装夹中，通过分度（或位移）装置，使工件在工件的一次装夹中，通过分度（或位移）装置，使工件相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。此时工件在机相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。此时工件在机床上占据每一个位置所完成的那一局部工序称一个工位。床上占据每一个位置所完成的那一局部工序称一个工位。图图7-2所示为立轴式回转工作台多工位加工的例子，共四所示为立轴式回转工作台多工位加工的例子，共四个工
4、位，依次为装卸、钻孔、扩孔、铰孔。个工位，依次为装卸、钻孔、扩孔、铰孔。（4 4）工步）工步 在被加工的外表、切削用量（指切削速度、背吃刀量和在被加工的外表、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，称工步。当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。序，称工步。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表进行加工时，则为复合工步。当同时对一个零件的几个外表进行加工时，则为复合工步。（5 5）走刀）走刀 被加工的某一外表，由于余量较大或其它原因，在切削被加工的某一外表，由于余量较
5、大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行屡次加工，每加用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行屡次加工，每加工一次，称一次走刀。工一次，称一次走刀。二、机械加工工艺过程二、机械加工工艺过程 定义：定义：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法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工艺规程。其中，规定零件机械加工工等的工艺文件称为工艺规程。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。艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。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，
6、工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。额等内容。（1）机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 简要的说明零件整个工艺过简要的说明零件整个工艺过程的一种卡片，包括工序名称和序号、实施车间和工段及程的一种卡片，包括工序名称和序号、实施车间和工段及各工序时间定额等。如表各工序时间定额等。如表7-2（2）机械加工工序卡片机械加工工序卡片 里面详细说明该工序的工艺过里面详细说明该工序的工艺过程并附有工序简图，它用于指导工人的操作。程并附有工序简图，它用于指导工人的操作。如表如表7-3（3）机械加工工艺卡片机械加工工艺卡片 也称工艺卡，以工序为单
7、位说也称工艺卡，以工序为单位说明工艺过程，详细规定了每一工序及其工位和工步的工作明工艺过程，详细规定了每一工序及其工位和工步的工作内容。如表内容。如表7-1第二节第二节 零件结构工艺性与毛坯选择零件结构工艺性与毛坯选择 一、零件加工结构工艺性一、零件加工结构工艺性 二、毛坯选择二、毛坯选择 1.1.毛坯选择要考虑的因素毛坯选择要考虑的因素（1 1）毛坯种类的选择）毛坯种类的选择 铸铁零件用铸造毛坯，钢质零件简铸铁零件用铸造毛坯，钢质零件简单且力学性能要求不高时单且力学性能要求不高时用型材毛坯，复杂用锻造毛坯。用型材毛坯，复杂用锻造毛坯。（2 2）毛坯的结构形状与尺寸）毛坯的结构形状与尺寸 毛坯
8、的形状应力求接近零毛坯的形状应力求接近零件形状，以减少机械加工劳动量。件形状，以减少机械加工劳动量。（3 3）毛坯制造精度）毛坯制造精度 毛坯制造精度高（如精铸、精锻、冷毛坯制造精度高（如精铸、精锻、冷挤压等挤压等 ），材料利用率高，后续机械加工费用低，但相应），材料利用率高，后续机械加工费用低，但相应的设备投入大。的设备投入大。毛坯种类和特点如表毛坯种类和特点如表7-57-5所示所示。提问：提问：1 1、船用发动机箱体、汽车发动机箱体是什么毛坯？、船用发动机箱体、汽车发动机箱体是什么毛坯？2 2、发动机连杆、发动机传动齿轮是什么毛坯？、发动机连杆、发动机传动齿轮是什么毛坯？3 3、汽车外壳是
9、什么毛坯？、汽车外壳是什么毛坯？2.2.常见零件的毛坯选择常见零件的毛坯选择（1 1）杆轴类零件毛坯的选择）杆轴类零件毛坯的选择 杆轴类零件一般都是各种杆轴类零件一般都是各种机械中的重要受力和传动零件，要求有较好的力学性能。重机械中的重要受力和传动零件，要求有较好的力学性能。重载：锻造毛坯；异形：铸造毛坯；轻载直轴：圆钢毛坯加工。载：锻造毛坯；异形：铸造毛坯；轻载直轴：圆钢毛坯加工。（2 2）盘套类零件毛坯的选择）盘套类零件毛坯的选择 盘套类零件常见有齿轮、飞盘套类零件常见有齿轮、飞轮、手轮、法兰、套环、垫圈等轮、手轮、法兰、套环、垫圈等。如齿轮有锻造毛坯、铸造毛坯、圆钢毛坯如齿轮有锻造毛坯、
10、铸造毛坯、圆钢毛坯（3 3）箱体机架类零件毛坯的选择）箱体机架类零件毛坯的选择 这类零件的结构特点是这类零件的结构特点是结构比较复杂，且不均匀形状不规则，其工作条件时以承压结构比较复杂，且不均匀形状不规则，其工作条件时以承压为主，要求有较好的刚度和减振性。为主，要求有较好的刚度和减振性。有铸铁毛坯、铸钢毛坯等有铸铁毛坯、铸钢毛坯等第三节第三节 工艺路线确实定工艺路线确实定 拟定零件的机械加工工艺路线时制订工艺规程的一项重要工作。拟定零件的机械加工工艺路线时制订工艺规程的一项重要工作。拟定工艺路线时主要解决的问题有：加工方法的选择、加工阶段划分、拟定工艺路线时主要解决的问题有：加工方法的选择、加
11、工阶段划分、加工顺序安排、确定工序集中和分散程度等。加工顺序安排、确定工序集中和分散程度等。一、外表加工方法选择一、外表加工方法选择 1.加工经济精度加工经济精度 由于在加工过程中有很多因素影由于在加工过程中有很多因素影 响加工精度，所以同一种加工方法响加工精度，所以同一种加工方法 在不同的工作条件得到的精度不一在不同的工作条件得到的精度不一 样。对于某一特定的加工方法，都样。对于某一特定的加工方法，都 可以有图可以有图7-4的加工本钱和加工误差的加工本钱和加工误差 之间的曲线关系。之间的曲线关系。要点：要点：1、加工方法选择时，根据零件主要外表的技术要和工厂具、加工方法选择时，根据零件主要外
12、表的技术要和工厂具体条体条件，先选定它的最终工序加工方法，然后再逐一选定该外表件，先选定它的最终工序加工方法，然后再逐一选定该外表各有关前道工序的加工方法。各有关前道工序的加工方法。如加工如加工IT6级，级，Ra0.2 m的圆柱外表外表，工序过程为：的圆柱外表外表，工序过程为：精磨精磨粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨2、主要外表的加工方案和加工方法选定之后，再选定次要、主要外表的加工方案和加工方法选定之后，再选定次要外表的加工方案和加工方法。外表的加工方案和加工方法。在选择加工方法在选择加工方法同一外表可以有不同的加工方案，但是不同的加工方法（方同一外表可以有不同的加工方案，但是不同的加工方法（方
13、案）案）所能获得的加工质量、生产率、费用及生产准备和设备所能获得的加工质量、生产率、费用及生产准备和设备投入各不相同。投入各不相同。（1）表）表7-6 外圆加工常见加工方案外圆加工常见加工方案（2）表）表7-7 加工孔常见加工方案加工孔常见加工方案（3）表）表7-8 加工平面常见加工方案加工平面常见加工方案 二、加工阶段划分二、加工阶段划分 当零件的加工质量要求较高时，要经过粗加工、半精加工当零件的加工质量要求较高时，要经过粗加工、半精加工和精加工三个阶段，甚至还要经过光整加工。和精加工三个阶段，甚至还要经过光整加工。（1）粗加工阶段）粗加工阶段 此阶段的主要任务是高效切除各加工表此阶段的主要
14、任务是高效切除各加工表面上的大局部余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，面上的大局部余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，并加工出精基准。粗加工所能到达的精度较低（一般在并加工出精基准。粗加工所能到达的精度较低（一般在IT12以下）、外表粗糙度值较大以下）、外表粗糙度值较大Ra5012.5 m。（2）半精加工阶段）半精加工阶段 此阶段的主要目的是使主要外表消除粗此阶段的主要目的是使主要外表消除粗加工后留下的误差，使其到达一定的精度，为精加工做好准加工后留下的误差，使其到达一定的精度，为精加工做好准备，并完成一些次要外表的加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽备，并完成一些次要外表的加工（如钻孔、攻螺
15、纹、铣键槽等）。外表经半精加工后，精度可达等）。外表经半精加工后，精度可达IT1012级，外表粗糙级，外表粗糙度度Ra值为值为6.33.2 m。（3）精加工阶段）精加工阶段 此阶段的任务是保证各主要加工外表到此阶段的任务是保证各主要加工外表到达图纸所规定的质量要求。经过精加工的外表可以到达较达图纸所规定的质量要求。经过精加工的外表可以到达较高的尺寸精度和较小的外表粗糙度值（高的尺寸精度和较小的外表粗糙度值（IT7IT10、Ra1.60.4 m）。）。（4）光整加工阶段）光整加工阶段 对于精度要求很高（对于精度要求很高（IT5级以上）、外级以上）、外表粗糙度值要求很小（表粗糙度值要求很小（Ra0
16、.2um以下）的零件，必须要有以下）的零件，必须要有光整加工阶段。光整加工的典型方法有研磨、超精加工以光整加工阶段。光整加工的典型方法有研磨、超精加工以及镜面磨削等。其主要任务是降低外表粗糙度或进一步提及镜面磨削等。其主要任务是降低外表粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度，但多数不能提高位置精度。高尺寸精度和形状精度，但多数不能提高位置精度。划分加工阶段的主要目的划分加工阶段的主要目的1）保证零件的加工质量）保证零件的加工质量2）有利于合理地使用机床设备和技术工人）有利于合理地使用机床设备和技术工人3）有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理）有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理 三、加工顺序安排
17、三、加工顺序安排 零件上的全部加工外表应安排在一个合理的加工顺序零件上的全部加工外表应安排在一个合理的加工顺序中加工，这对保证零件质量，提高生产率，降低加工本钱中加工，这对保证零件质量，提高生产率，降低加工本钱都至关重要。都至关重要。1.机械加工工序安排原则机械加工工序安排原则 （1）基面先行）基面先行 作为其他外表加工的精基准一般安排在作为其他外表加工的精基准一般安排在工艺过程一开始就进行加工。如，箱体零件一般是以主要工艺过程一开始就进行加工。如，箱体零件一般是以主要孔为粗基准来加工平面，再以平面为精基准来加工孔系；孔为粗基准来加工平面，再以平面为精基准来加工孔系；轴类零件一般是以外圆为粗基
18、准来加工中心孔，再以中心轴类零件一般是以外圆为粗基准来加工中心孔，再以中心孔为精基准来加工外圆、端面等。孔为精基准来加工外圆、端面等。（2）先主后次）先主后次 零件的主要工作外表（一般是指加工精度零件的主要工作外表（一般是指加工精度和外表质量要求高的外表）、装配基面应先加工，从而早和外表质量要求高的外表）、装配基面应先加工，从而早发现毛坯中可能出现的缺陷。螺孔、键槽、光孔等可穿插发现毛坯中可能出现的缺陷。螺孔、键槽、光孔等可穿插进行，但一般应放在主要外表加工到一定精度之后、最终进行，但一般应放在主要外表加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行。精度加工之前进行。分析轴：分析轴：（3）先粗后精）
19、先粗后精 一个零件的切削加工过程，总是先进行粗一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。这有加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。这有利于加工误差和外表缺陷层的逐步消除，从而逐步提高零利于加工误差和外表缺陷层的逐步消除，从而逐步提高零件的加工精度与外表质量。件的加工精度与外表质量。（4）先面后孔）先面后孔 对于箱体、支架类零件，将零件上轮廓对于箱体、支架类零件，将零件上轮廓尺寸远比其他外表尺寸大的平面作为定位基准面稳定可靠，尺寸远比其他外表尺寸大的平面作为定位基准面稳定可靠，故一般先加工这些平面以作精基准，供加工孔和其他外表故一般先加工这些平面以
20、作精基准，供加工孔和其他外表时使用。时使用。2.热处理工序安排热处理工序安排 热处理的目的在于改变工件材料的性能和消除内应力。热处理的目的在于改变工件材料的性能和消除内应力。（1）预备热处理）预备热处理预备热处理安排在机械加工之前进行，改善工件切削性能。预备热处理安排在机械加工之前进行，改善工件切削性能。有退火和正火有退火和正火（2）改善力学性能热处理）改善力学性能热处理目的：提高材料的强度、强度和耐磨性。有目的：提高材料的强度、强度和耐磨性。有 调质、淬火、渗调质、淬火、渗碳淬火和渗氮等。安排在精加工或半精加工之后磨削之前碳淬火和渗氮等。安排在精加工或半精加工之后磨削之前 （3）时效热处理）
21、时效热处理人工时效和自然时效人工时效和自然时效安排在安排在（4）外表处理）外表处理安排在安排在3.辅助工序的安排辅助工序的安排辅助工序包括检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序辅助工序包括检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序等，也是工艺规程的重要组成局部。等，也是工艺规程的重要组成局部。检查、检验工序安排检查、检验工序安排去毛刺工序安排去毛刺工序安排清洗工序安排清洗工序安排 1.工序集中工序集中工序集中就是在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安工序集中就是在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安装中加工多个外表，或尽量在同一台设备上连续完成较多的装中加工多个外表，或尽量在同一台设备上连续完
22、成较多的加工要求。这样，零件工艺过程中工序少，工艺路线短。加工要求。这样，零件工艺过程中工序少，工艺路线短。特点：特点：1）减少工件安装次数，有利于保证位置公差要求较高的工）减少工件安装次数，有利于保证位置公差要求较高的工件的加工质量。件的加工质量。2）减少工件的装夹、运输等辅助时间，有利于采用高效专）减少工件的装夹、运输等辅助时间，有利于采用高效专用设备和工装，显著提高劳动生产率。用设备和工装，显著提高劳动生产率。3）减少设备数量、操作人员和生产面积，缩短工艺路线和）减少设备数量、操作人员和生产面积，缩短工艺路线和生产周期，并简化管理生产周期，并简化管理4）采用复杂、专用设备及工装，投资大、
23、调整和维修费）采用复杂、专用设备及工装，投资大、调整和维修费事，生产准备工作量大。事，生产准备工作量大。2.工序分散工序分散工序分散是把加工外表分得很细，每个工序加工内容少，工工序分散是把加工外表分得很细，每个工序加工内容少，工序多，工艺路线长。序多，工艺路线长。1）工序多，每个工序内容少；工艺装备简单，容易调整；）工序多，每个工序内容少；工艺装备简单，容易调整；对工人技术水平要求不高，能较快地适应产品的变换。对工人技术水平要求不高，能较快地适应产品的变换。2）有利于选择最合理的切削用量，减少机动时间。）有利于选择最合理的切削用量，减少机动时间。3）机床结构简单，但数量多，占地面积大，工艺路线
24、长。）机床结构简单，但数量多，占地面积大，工艺路线长。第四节第四节 定位基准的选择定位基准的选择 在零件加工过程中，不仅要保证加工面自身的精度，而且还在零件加工过程中，不仅要保证加工面自身的精度，而且还要保证零件各外表之间的位置精度。要保证零件各外表之间的位置精度。一、基准的概念一、基准的概念 基准是用来确定生产对象上几何要素见几何关系所依据的基准是用来确定生产对象上几何要素见几何关系所依据的那些点、线、面。那些点、线、面。基准可分为设计基准和工艺基准两大类。基准可分为设计基准和工艺基准两大类。1.设计基准设计基准 设计人员在零件图上标注尺寸或相互位置关系时所依设计人员在零件图上标注尺寸或相互
25、位置关系时所依据的那些点、线、面称为设计基准。在同一张零件工作图据的那些点、线、面称为设计基准。在同一张零件工作图中，可以有一个或多个设计基准。中，可以有一个或多个设计基准。2.工艺基准工艺基准 零件在加工或零件在加工或装配装配过程中所使用的基准，称为工艺基准（也过程中所使用的基准，称为工艺基准（也称制造基准）。有工序基准、定位基准、测量基准和装配基称制造基准）。有工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。准。（1）工序基准）工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工后的形状、尺寸和位置在工序图上，用来确定本工序所加工后的形状、尺寸和位置的基准。的基准。（2）定位基准）定位基准 工件在机床上加工
26、时，在工件上用以确定被加工外表相对机工件在机床上加工时，在工件上用以确定被加工外表相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准。确定位床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准。确定位置的过程称为定位。置的过程称为定位。（3）测量基准）测量基准 测量工件已加工外表的尺寸和位置时所采用的基准。如测量测量工件已加工外表的尺寸和位置时所采用的基准。如测量孔深度时，孔端面常作为测量基准。孔深度时，孔端面常作为测量基准。测量基准往往与设计基准和工序基准重合。测量基准往往与设计基准和工序基准重合。（4）装配基准）装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所用的基准。装配时用来确定零件或部件在
27、产品中的相对位置所用的基准。如齿轮以轴肩轴向定位装配时，与轴肩对应的齿轮端面及内孔如齿轮以轴肩轴向定位装配时，与轴肩对应的齿轮端面及内孔为装配基准。为装配基准。二、粗基准选择原则二、粗基准选择原则 粗基准是最初工序中，所选择的未加工的毛坯面作为定位的粗基准是最初工序中，所选择的未加工的毛坯面作为定位的基准。选择粗基准应遵循以下原则：基准。选择粗基准应遵循以下原则：1）如果必须首先保证工件上加工外表与不加工外表之间的位）如果必须首先保证工件上加工外表与不加工外表之间的位置要求，则应以不加工外表作为粗基准。如果工件上有很多不置要求，则应以不加工外表作为粗基准。如果工件上有很多不加工外表，则应以其中
28、与加工外表位置精度要求较高的外表作加工外表，则应以其中与加工外表位置精度要求较高的外表作为粗基准。为粗基准。确定粗基准加工机床导轨确定粗基准加工机床导轨2）如果工件必须首先保证某重要外表的加工余量均匀，则应）如果工件必须首先保证某重要外表的加工余量均匀，则应选择该外表作为粗基准。如图选择该外表作为粗基准。如图7-10机床导轨面的加工。机床导轨面的加工。3）零件上有较多加工面时，为使各加工外表都得到足够的）零件上有较多加工面时，为使各加工外表都得到足够的加工余量，应选择毛坯上加工余量最小的外表作为粗基准。加工余量，应选择毛坯上加工余量最小的外表作为粗基准。4）选作粗基准的外表，应尽可能平整、光洁
29、，不能有飞边、）选作粗基准的外表，应尽可能平整、光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，以便定位准确、可靠。浇口、冒口及其他缺陷，以便定位准确、可靠。5）粗基准应防止重复使用，在同一尺寸方向通常只允许使用）粗基准应防止重复使用，在同一尺寸方向通常只允许使用一次，否则会造成较大的定位误差。一次，否则会造成较大的定位误差。三、精基准选择原则三、精基准选择原则（1）基准重合原则）基准重合原则 应尽量选用被加工外表的设计基准作为精基准，这样可以避应尽量选用被加工外表的设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合而引起的定位误差。免由于基准不重合而引起的定位误差。（2）基准统一原则）基准统一原则 应尽
30、可能选择同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表应尽可能选择同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工外表之间的相对位置关系。箱体零件采用面，以保证各加工外表之间的相对位置关系。箱体零件采用一面两孔的基准。一面两孔的基准。（3）互为基准原则）互为基准原则 当工件上两个加工外表之间的位置精度要求比较高时，可以当工件上两个加工外表之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工外表反复加工的方法。采用两个加工外表反复加工的方法。（4）自为基准原则）自为基准原则一些外表的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工一些外表的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工外表自身作为精基准。浮动铰刀铰
31、孔、圆拉刀拉孔、珩磨头外表自身作为精基准。浮动铰刀铰孔、圆拉刀拉孔、珩磨头珩孔、无心磨床磨外圆等都是以加工外表作为精基准的例子珩孔、无心磨床磨外圆等都是以加工外表作为精基准的例子例例1、连杆小头孔镗削加工精基准、连杆小头孔镗削加工精基准例例2、在导轨磨床上磨床身导轨面、在导轨磨床上磨床身导轨面（5）便于装夹原则）便于装夹原则所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单，操作方便。用作定位的外表除应具有较高的精度和较小的，操作方便。用作定位的外表除应具有较高的精度和较小的外表粗糙度值外，还应具有较大的面积并尽量靠近加工外表。外表粗糙度值
32、外，还应具有较大的面积并尽量靠近加工外表。四、定位基准选择举例四、定位基准选择举例粗基准的选择侧重于获得工件外表之间的正确几何关系，保粗基准的选择侧重于获得工件外表之间的正确几何关系，保证各加工面具有足够的余量，夹紧可靠，在加工初始阶段采证各加工面具有足够的余量，夹紧可靠，在加工初始阶段采用；精基准的选择主要考虑保证加工面的精度，较小定位夹用；精基准的选择主要考虑保证加工面的精度，较小定位夹紧误差，并尽可能时装夹方便。紧误差，并尽可能时装夹方便。1.1.传动轴基准选择传动轴基准选择图图7-177-17所示为减速箱输出传动轴。毛坯为所示为减速箱输出传动轴。毛坯为4545钢钢90 x40090 x
33、400棒料棒料调质处理，要求保存中心孔。调质处理，要求保存中心孔。2.圆柱齿轮基准选择圆柱齿轮基准选择 图图7-18所示为一圆柱齿轮，材料所示为一圆柱齿轮，材料HT200，精度等级，精度等级8-7-7GK，硬度，硬度190217HBW，零件的毛坯为铸件。，零件的毛坯为铸件。3.车床拨叉基准选择车床拨叉基准选择 图图7-19所示为一车床拨叉，材料为所示为一车床拨叉，材料为ZG310-570。根据零件。根据零件结构特点，毛坯采用两件合铸。结构特点，毛坯采用两件合铸。第五节第五节 工序内容确定工序内容确定工序内容包括选择机床和工艺装备，确定加工余量、工序尺工序内容包括选择机床和工艺装备，确定加工余量
34、、工序尺寸和公差，确定切削用量、工时定额及工人技术等级等。寸和公差，确定切削用量、工时定额及工人技术等级等。一、机床与工艺装备选择一、机床与工艺装备选择 1.机床的选择机床的选择1）机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应。）机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应。2）机床的精度应与工序加工要求的精度相适应。）机床的精度应与工序加工要求的精度相适应。3）机床的生产率应与零件的生产类型相适应。）机床的生产率应与零件的生产类型相适应。2.工艺装备的选择工艺装备的选择工艺装备包括夹具、刀具和量具。工艺装备包括夹具、刀具和量具。（1 1）夹具选择夹具选择小批量生产的选择：小批量生产的选择：大批量生产的选
35、择：大批量生产的选择：（2）刀具的选择）刀具的选择 依据加工方法、加工外表的尺寸、工件材料、加工精度和表依据加工方法、加工外表的尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度、生产率及经济性选择。面粗糙度、生产率及经济性选择。（3）量具的选择）量具的选择小批量生产的选择：小批量生产的选择：大批量生产的选择：大批量生产的选择：二、加工余量确定二、加工余量确定1.加工余量概念加工余量概念加工余量指在加工过程中，从被加工外表上切除的金属层厚加工余量指在加工过程中，从被加工外表上切除的金属层厚度。度。相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加
36、工总余量。毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量。Z加工总余量；加工总余量；Zi第第i道工序余量；道工序余量；n该外表总的加工工序数。该外表总的加工工序数。加工余量分单边余量和双边余量。加工余量分单边余量和双边余量。加工平面等非对称外表时，加工余量为单边余量，即实际切加工平面等非对称外表时，加工余量为单边余量，即实际切除的金属层厚度。用除的金属层厚度。用Zb表示表示加工轴、孔等对称外表时，加工余量为双边余量，实际切除加工轴、孔等对称外表时，加工余量为双边余量，实际切除的金属层厚度为工序余量的一半。用的金属层厚度为工序余量的一半。用2Zb表示表示 单边余量单边余量 外外表外外表 Zb=la
37、 lb 内外表内外表 Zb=lbla 双边余量双边余量 外外表（轴外外表（轴 ）2Zb=dadb 双边余量双边余量 内外表（孔内外表（孔 ）2Zb=dadb a、b分别为上工序和本工序分别为上工序和本工序 由于毛坯和各工序尺寸不可防止地存在误差，各工序余量存由于毛坯和各工序尺寸不可防止地存在误差，各工序余量存在一定的变动范围。所以加工余量又可分为公称余量（在一定的变动范围。所以加工余量又可分为公称余量（Zb）、）、最大余量（最大余量（Zmax）和最小余量（）和最小余量（Zmin），），工序尺寸按工序尺寸按“入体原则入体原则”标注（即外外表工序尺寸取上偏差标注（即外外表工序尺寸取上偏差为为零，内
38、外表工序尺寸下偏差取零），按极值法计算，基本加零，内外表工序尺寸下偏差取零），按极值法计算，基本加工余量为上工序基本尺寸与本工序基本尺寸之差。工余量为上工序基本尺寸与本工序基本尺寸之差。多工序加工时，各工序加工余量与工序尺寸关系：多工序加工时，各工序加工余量与工序尺寸关系：工序加工余量变动值：工序加工余量变动值：Tz =Zmax-Zmin=Ta+Tb 2.影响加工余量的因素影响加工余量的因素 加工余量过大，不仅浪费材料，而且增加切削工时，增加人加工余量过大，不仅浪费材料，而且增加切削工时，增加人力，机床，刀具及电力消耗，导致加工本钱增加；加工余量力，机床，刀具及电力消耗，导致加工本钱增加；加工
39、余量过小，不能保证切除和修正前道工序的各种误差及外表缺过小，不能保证切除和修正前道工序的各种误差及外表缺陷，以致产生废品。陷，以致产生废品。（1）加工外表上的外表粗糙度）加工外表上的外表粗糙度H1a和外表缺陷层的深度和外表缺陷层的深度H2a 外表缺陷层指铸件的冷硬层、气孔夹渣层、锻件的氧化皮等外表缺陷层指铸件的冷硬层、气孔夹渣层、锻件的氧化皮等（2）加工前或上工序的尺寸公差）加工前或上工序的尺寸公差Ta 当加工外表上存在着当加工外表上存在着各种几何形状误差，如平面度、圆度、圆柱度等，这些误差各种几何形状误差，如平面度、圆度、圆柱度等，这些误差的总和不能超过上工序的尺寸公差的总和不能超过上工序的
40、尺寸公差Ta。为了纠正这些误差，应将为了纠正这些误差，应将Ta计入本工序的加工余量之中。计入本工序的加工余量之中。（3）加工前或上工序各外表间相互位置的空间偏差）加工前或上工序各外表间相互位置的空间偏差ea有轴的轴心线弯曲、偏移，阶梯轴轴颈中心线的同轴度，平有轴的轴心线弯曲、偏移，阶梯轴轴颈中心线的同轴度，平面的平行度、垂直度误差等。面的平行度、垂直度误差等。需要单独考虑它们对加工余量的影响。需要单独考虑它们对加工余量的影响。（4）本工序加工时的装夹误差）本工序加工时的装夹误差 b确定工序余量时，应将确定工序余量时，应将 b计入在内，如下图，当存在偏心计入在内，如下图，当存在偏心e，在考虑磨削
41、余量时，应加大，在考虑磨削余量时，应加大2e。3.加工余量确实定方法加工余量确实定方法（1）经验估计法）经验估计法经验估计法是根据积累的生产经验来确定加工余量的方法。经验估计法是根据积累的生产经验来确定加工余量的方法。估计的加工余量一般偏大，常用于单件、小批量的生产。估计的加工余量一般偏大，常用于单件、小批量的生产。（2）查表修正法）查表修正法查表法是以生产实践和试验研究积累的有关加工余量的资料查表法是以生产实践和试验研究积累的有关加工余量的资料数据为基础，并按具体生产条件加以修正来确定加工余量的数据为基础，并按具体生产条件加以修正来确定加工余量的方法。相关数据可在金属机械加工工艺人员手册等资
42、料找到。方法。相关数据可在金属机械加工工艺人员手册等资料找到。三、切削用量确实定三、切削用量确实定切削用量确实定要考虑切削生产率、加工质量（粗糙度）和切削用量确实定要考虑切削生产率、加工质量（粗糙度）和加工本钱（刀具类型）等。加工本钱（刀具类型）等。3.切削用量的合理制定（以车削为例）切削用量的合理制定（以车削为例）（1）背吃刀量）背吃刀量 p的选择的选择粗加工（外表粗糙度为粗加工（外表粗糙度为Ra5012.5 m），在中等功率机床），在中等功率机床上，背吃刀量可达上，背吃刀量可达810mm。一次走刀应尽可能切除全部。一次走刀应尽可能切除全部余量。余量。半精加工（外表粗糙度为半精加工（外表粗糙
43、度为Ra6.23.2 m），背吃刀量取为），背吃刀量取为0.52mm。精加工（外表粗糙度为精加工（外表粗糙度为Ra1.60.8 m），背吃刀量取为），背吃刀量取为0.10.4mm。精加工时如需两次走刀则第一次走刀的背吃刀量尽量取大精加工时如需两次走刀则第一次走刀的背吃刀量尽量取大些，第二次取小些，以延长刀具寿命、高的加工精度及较低些，第二次取小些，以延长刀具寿命、高的加工精度及较低的加工外表粗糙度。的加工外表粗糙度。（2）进给量）进给量 f 的选择的选择粗加工时，对工件外表质量没有太高要求，进给量可选择工粗加工时，对工件外表质量没有太高要求，进给量可选择工艺系统所能承受的最大进给量。艺系统所能
44、承受的最大进给量。按表按表7-11选择选择半精加工和精加工时，最大进给量受加工精度和外表粗糙度半精加工和精加工时，最大进给量受加工精度和外表粗糙度的限制。当外表粗糙度要求一定时，增大刀尖圆弧半径、提的限制。当外表粗糙度要求一定时，增大刀尖圆弧半径、提高切削速度，可以选择较大的进给量。高切削速度，可以选择较大的进给量。按表按表7-12选择选择 （3）切削速度）切削速度vc确实定确实定根据选定的背吃刀量根据选定的背吃刀量 p、进给量、进给量 f 及刀具寿命及刀具寿命 T，按表，按表7-13中公式及表中公式及表7-14中系数进行计算。中系数进行计算。或直接按表或直接按表7-15选择选择切削速切削速
45、vc 确定后，机床转速确定后，机床转速n（r/mm）为）为所选定转速所选定转速n应按机床说明书最后确定。应按机床说明书最后确定。切削用量选择举例（以车削为例）切削用量选择举例（以车削为例）工件材料工件材料4545钢（热轧），钢（热轧），b b=637MPa=637MPa，毛坯尺寸，毛坯尺寸d dw wl lw w =50mm50mm350mm350mm，装夹如图，装夹如图7-277-27所示。要求车外圆所示。要求车外圆至至 44mm44mm，外表粗糙度，外表粗糙度Ra3.2mmRa3.2mm，加工长度，加工长度l lw w=300mm=300mm。试。试确定外圆车削时，拟采用的机床、刀具以及切
46、削用量。确定外圆车削时，拟采用的机床、刀具以及切削用量。四、时间定额确实定四、时间定额确实定 在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间称为时间定额。所消耗的时间称为时间定额。时间定额的组成：时间定额的组成：1）基本时间）基本时间 直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置，外表状态或直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置，外表状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。包括刀具切入、切削材料性质等工艺过程所消耗的时间。包括刀具切入、切削加工和切出时间。加工和切出时间。2）辅助时间）辅助时间 为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的
47、时间。为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。如装卸工件、启动和停开车床、改变切削用量、测量工件、如装卸工件、启动和停开车床、改变切削用量、测量工件、引进及退出刀具等所消耗的时间。引进及退出刀具等所消耗的时间。3）布置工地时间）布置工地时间如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等所消耗的时如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等所消耗的时间。该时间很难精确估计，按作业时间的间。该时间很难精确估计，按作业时间的%（2%7%）计）计算。算。4）休息和生理需要时间）休息和生理需要时间 指工人在工作时间内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时指工人在工作时间内为恢复体力和满足生理需要所消耗
48、的时间。按操作时间的间。按操作时间的%（约（约2%）计算。）计算。上述时间上述时间1）+2）+3）+4）的总和称为单件时间）的总和称为单件时间 。5）准备终结时间）准备终结时间工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装刀具和夹具消耗的时间。如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装刀具和夹具等。等。第六节第六节 工序尺寸计算工序尺寸计算 对应机械加工过程的零件图，一些工序尺寸在零件图上往往对应机械加工过程的零件图，一些工序尺寸在零件图上往往不标出或不存在，为了计算出各工序的工序尺寸，这就需要不标出或不存
49、在，为了计算出各工序的工序尺寸，这就需要用工艺尺寸链去计算。即定位基准与设计基准不重合时的工用工艺尺寸链去计算。即定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算，测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算。序尺寸计算，测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算。如：如：一、工艺尺寸链基本概念一、工艺尺寸链基本概念 1.工艺尺寸链的定义工艺尺寸链的定义尺寸链是互相联系且按一定顺序构成的封闭尺寸组。尺寸链尺寸链是互相联系且按一定顺序构成的封闭尺寸组。尺寸链中的每一个尺寸称为环。中的每一个尺寸称为环。2、工艺尺寸链的组成、工艺尺寸链的组成尺寸链中环又分为封闭环（或称终结环）和组成环，而组成尺寸链中环又分为封闭
50、环（或称终结环）和组成环，而组成环又有增环和减环之分。环又有增环和减环之分。封闭环封闭环指在零件加工过程中最终形成或间接得到的环。指在零件加工过程中最终形成或间接得到的环。增环增环假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸也增假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸也增大大或减小，则此组成环称为增环。或减小，则此组成环称为增环。减环减环假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸减小假设组成环尺寸增大或减小，使得封闭环尺寸减小或或增大，则此组成环称为减环。增大，则此组成环称为减环。3、工艺尺寸链的判别、工艺尺寸链的判别增、减环的判别，环数较少时，可以根据定义判别；环数较增、减环的判别，环数较少时，可