第二章机械加工工艺规程

1、第二章第二章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 本章学习目标本章学习目标 1 1了解工艺规程制定的原则与步骤了解工艺规程制定的原则与步骤 2 2掌握工件定位基准的选择及其定位掌握工件定位基准的选择及其定位 3 3掌握工序加工余量和工序尺寸的确定方法掌握工序加工余量和工序尺寸的确定方法 4. 4. 掌握典型工艺尺寸链的解算方法掌握典型工艺尺寸链的解算方法 第一节第一节 机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程概述 零件加工工艺流程、零件加工工序内容、切削用量、零件加工工艺流程、零件加工工序内容、切削用量、 工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备 一、工艺规程的概

2、念一、工艺规程的概念 包括： 规定产品或零件规定产品或零件制造工艺过程制造工艺过程和和操作方法操作方法的的工艺文件工艺文件。 切削用量切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量。是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量。 工时定额工时定额是生产单位产品或完成一定工作量所规定的时间消耗量。如对车工是生产单位产品或完成一定工作量所规定的时间消耗量。如对车工 加工一个零件、装配工组装一个部件或一个产品所规定的时间。加工一个零件、装配工组装一个部件或一个产品所规定的时间。 工艺流程工艺流程指工业品生产中，从原料到制成成品各项工序安排的程序。指工业品生产中，从原料到

3、制成成品各项工序安排的程序。 二、工艺规程的作用二、工艺规程的作用 2 2、是生产组织和生产准备工作的基本依据、是生产组织和生产准备工作的基本依据 大批大量生产，工艺规程比较详细；单件小批生产，工艺规程较简单。大批大量生产，工艺规程比较详细；单件小批生产，工艺规程较简单。 无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键技无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键技 术研究、器材配置等都无法安排，生产将陷入混乱。术研究、器材配置等都无法安排，生产将陷入混乱。 3 3、是新建和扩建工厂（车间）的技术依据、是新建和扩建工厂（车间）的技术依据 生产计划的制订、原

4、材料的采购、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷生产计划的制订、原材料的采购、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷 的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订、成本的核算等的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订、成本的核算等 生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格，车间的面积、机床的布生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格，车间的面积、机床的布 置、生产工人的工种、技术等级及数量、辅助部门的安排等置、生产工人的工种、技术等级及数量、辅助部门的安排等 1 1、是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据、是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据 三、制

5、订工艺规程的原则三、制订工艺规程的原则 优质、高产和低成本优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，即在保证产品质量的前提下， 争取最好的经济效益。争取最好的经济效益。 1 1、技术上的先进性、技术上的先进性 在制定工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术在制定工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术 的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。 2 2、经济上的合理性、经济上的合理性 在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零 件技术要求的工艺方案。此时应通过成本

6、核算或相互对比，选择经济上最合件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合 理的方案，使产品生产成本最低。理的方案，使产品生产成本最低。 3 3、良好的劳动条件及避免环境污染、良好的劳动条件及避免环境污染 在制订工艺规程时，要注意保在制订工艺规程时，要注意保 证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要尽量采取机证工人操作时有良好而安全的劳动条件。因此，在工艺方案上要尽量采取机 械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。同时，要避免环境污染。械化或自动化措施，以减轻工人繁重的体力劳动。同时，要避免环境污染。 产品质量、生产率和经济性产品质量、生产率和经济性这

7、三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺规这三个方面有时相互矛盾，因此，合理的工艺规 程应该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。程应该处理好这些矛盾，体现这三者的统一。 四、制订工艺规程的原始资料四、制订工艺规程的原始资料 1 1、产品全套装配图和零件图、产品全套装配图和零件图 2 2、产品验收的质量标准、产品验收的质量标准 3 3、产品的生产纲领、产品的生产纲领 4 4、毛坯资料、毛坯资料 5 5、本企业现有的生产条件、本企业现有的生产条件 6 6、国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前景等相关信息、国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前景等相关信息 7 7、有关的工艺手册及图册、有关的工艺

8、手册及图册 五、工艺规程文件的格式五、工艺规程文件的格式 将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片将工艺规程的内容，填入一定格式的卡片，即成为生产准备，即成为生产准备 和施工依据的工艺文件。常用的工艺文件格式有下列几种：和施工依据的工艺文件。常用的工艺文件格式有下列几种： 1 1、机械加工工艺过程卡片、机械加工工艺过程卡片 这种卡片以这种卡片以工序为单位，简要地列出了整个加工所经过的工艺路线工序为单位，简要地列出了整个加工所经过的工艺路线（包括（包括 毛坯制造、机械加工和热处理等），它是制订其它工艺文件的基础，也是毛坯制造、机械加工和热处理等），它是制订其它工艺文件的基础，也是 生产技术准备、编排

9、作业计划和组织生产的依据。生产技术准备、编排作业计划和组织生产的依据。 在这种卡片中，各工序的说明不够具体，故一般不能直接指导工人操作，在这种卡片中，各工序的说明不够具体，故一般不能直接指导工人操作， 而多作生产管理方面使用。但是，在单件小批生产中，由于通常不编制其而多作生产管理方面使用。但是，在单件小批生产中，由于通常不编制其 它较详细的工艺文件，而是以这种卡片指导生产。它较详细的工艺文件，而是以这种卡片指导生产。 2 2、机械加工工艺卡片、机械加工工艺卡片 以以工序为单位，详细说明整个工艺过程工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。是用来指导工人的工艺文件。是用来指导工人 生产和帮助车

10、间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主 要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。 3 3、机械加工工序卡片、机械加工工序卡片 在机械加工工艺过程卡的基础上，在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序的工序内容所按每道工序的工序内容所 编制编制的一种工艺文件。更详细地说明整个零件的一种工艺文件。更详细地说明整个零件各个工序各个工序的加的加 工要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片工要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。在这种卡片 上，要画出

11、上，要画出工序简图工序简图，注明该工序每个工步的内容、工艺参，注明该工序每个工步的内容、工艺参 数、操作要求以及所用的设备和工艺装备。用于大批量生产数、操作要求以及所用的设备和工艺装备。用于大批量生产 的零件。的零件。 工序简图上表示出被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差工序简图上表示出被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差 和粗糙度及工件的安装方法。和粗糙度及工件的安装方法。 六、制订工艺规程的步骤六、制订工艺规程的步骤 1 1、熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，计算生产纲领，确定生产类型；、熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，计算生产纲领，确定生产类型； 2 2、分析零件图及产品装配图，对零件

12、结构进行工艺分析；、分析零件图及产品装配图，对零件结构进行工艺分析； 3 3、拟定工艺路线；、拟定工艺路线； 4 4、选择毛坯；、选择毛坯； 首先明确零件在产品中的作用、地位和工作条件，并找出其主要的技术首先明确零件在产品中的作用、地位和工作条件，并找出其主要的技术 要求和规定它的依据，然后对零件图进行工艺审查。如果在审查过程中要求和规定它的依据，然后对零件图进行工艺审查。如果在审查过程中 认为不合理或者是错误及遗漏，可提出修改意见。认为不合理或者是错误及遗漏，可提出修改意见。 与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生

13、产类型及毛坯 车间的具体生产条件有关。车间的具体生产条件有关。 包括：定位基准面的选择；各表面的加工方法；加工阶段的划分；各表包括：定位基准面的选择；各表面的加工方法；加工阶段的划分；各表 面的加工顺序；工序集中或分散的程度；热处理及检验工序的安排；其面的加工顺序；工序集中或分散的程度；热处理及检验工序的安排；其 它辅助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角它辅助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角 的安排等。的安排等。 1010、填写工艺文件。、填写工艺文件。 9 9、确定各工序的技术要求及检验方法；、确定各工序的技术要求及检验方法； 8 8、确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具；、确定各工序的设备、

14、刀夹量具和辅助工具； 7 7、确定切削用量和工时定额；、确定切削用量和工时定额； 6 6、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差； 5 5、选择定位基准；、选择定位基准； 一、工艺规程的概念一、工艺规程的概念 二、工艺规程的作用二、工艺规程的作用 三、制订工艺规程的原则三、制订工艺规程的原则 四、制订工艺规程的原始资料四、制订工艺规程的原始资料 五、工艺规程的文件格式五、工艺规程的文件格式 六、制订工艺规程的步骤六、制订工艺规程的步骤 小结小结 第二节第二节 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性零件的结构工艺性是指所设计的零件

15、在满足使用要求的前提是指所设计的零件在满足使用要求的前提 下，制造的下，制造的可行性和经济性可行性和经济性。即零件的结构应方便于加工时。即零件的结构应方便于加工时 工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。 良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又 有较低的制造成本。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材有较低的制造成本。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材 料和工时，有时甚至无法加工，所以应该对零件的结构进行料和工时，有时甚至无法加工，所以应该对零件的结构进行 工艺性审查，如发现零件结构不

16、合理之处，应与有关设计人工艺性审查，如发现零件结构不合理之处，应与有关设计人 员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。 一、铸造零件的工艺结构一、铸造零件的工艺结构 1 1、拔模斜度、拔模斜度 铸件在内外壁沿起模方向应有斜度，称为拔模斜度。当斜度铸件在内外壁沿起模方向应有斜度，称为拔模斜度。当斜度 较大时，应在图中表示出来，否则不予表示。较大时，应在图中表示出来，否则不予表示。 2 2、铸造圆角、铸造圆角 铸件表面相交处应有圆角，以免铸件冷却时产生缩孔或铸件表面相交处应有圆角，以免铸件冷却时产生缩孔或 裂纹，同时防止脱模时砂型落砂。裂

17、纹，同时防止脱模时砂型落砂。 3 3、铸件壁厚、铸件壁厚 铸件的壁厚应保持均匀或逐渐过渡。铸件的壁厚应保持均匀或逐渐过渡。 a a 所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便，所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便， b b 所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。 1 1、从零件方便装夹方面进行分析、从零件方便装夹方面进行分析 二、零件机械加工的工艺结构二、零件机械加工的工艺结构 左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧 的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬

18、的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬 运方便。运方便。 2 2、从零件加工方面进行分析、从零件加工方面进行分析 零件设计时尽量采用标准化数值；同时还应考虑加工时的进退刀、加工难 易程度等方面；尽量考虑一次装夹就能加工大部分工作表面；尽量减少不 必要的加工，既节约了材料，又减轻重量。 序序 号号（A）结构工艺性不好）结构工艺性不好（B）结构工艺性好）结构工艺性好说说 明明 1 键槽的尺寸、方位相同，可以在一次装键槽的尺寸、方位相同，可以在一次装 夹中加工出全部键槽，以提高生产率夹中加工出全部键槽，以提高生产率 2 结构结构B避免了深孔加工，节约了材料，避免了深孔加工，节约了材料，

19、 减轻质量减轻质量 3 结构结构B的底面接触面积小，加工量小，的底面接触面积小，加工量小， 稳定性好，有利于减小平面度误差稳定性好，有利于减小平面度误差 轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。若键槽布轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。若键槽布 置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度。置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度。 （1 1）尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时，）尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时， 提高切削效率，保证精度。提高切削效率，保证精度。 （2 2）避免深孔加工）避免深孔加工 避免深孔加工，提高连接强

20、度，节约材料，减少加工量。避免深孔加工，提高连接强度，节约材料，减少加工量。 （3 3）应尽量减小加工面积）应尽量减小加工面积 支座地面设计为中凹可减少加工量，提高稳定性，还可以支座地面设计为中凹可减少加工量，提高稳定性，还可以 保证装配时零件间的很好配合。保证装配时零件间的很好配合。 车床进给箱箱体零件。单件小批时，其同轴孔的直径应设计成单向递减的，车床进给箱箱体零件。单件小批时，其同轴孔的直径应设计成单向递减的， 以便在镗床上通过一次安装就能逐步加工出分布在同一轴线上的所有孔。大以便在镗床上通过一次安装就能逐步加工出分布在同一轴线上的所有孔。大 批生产中，为提高生产率，一般用双面联动组合机

21、床加工，这时应采用双向批生产中，为提高生产率，一般用双面联动组合机床加工，这时应采用双向 递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两端孔，以缩短加工工时。递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两端孔，以缩短加工工时。 3 3、要考虑生产类型与加工方法、要考虑生产类型与加工方法 4 4、尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸、尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸 零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，可减少刀具规格和换刀 次数。轮廓内圆弧半径决定着刀具直径的大小，因而内圆弧半径不应过小。 5 5、装配和维修对零件结构工艺性的要求、装配和维修对零件结构工艺性的要求 零件的结构设计应考虑便于装配和维修时的拆装。

22、左图所示螺钉装配空 间太小，螺钉装不进，改进后的结构如右图所示。 零件切削加工的结构工艺性零件切削加工的结构工艺性 小结小结 一、铸造零件的工艺结构一、铸造零件的工艺结构 二、零件机械加工的工艺结构二、零件机械加工的工艺结构 第三节 毛坯的选择 毛坯的选择主要是毛坯的选择主要是确定毛坯的种类、制造方法和制造精度等级确定毛坯的种类、制造方法和制造精度等级。 重点 毛坯的选择原则毛坯的选择原则 毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削余量就越小毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削余量就越小; ;但从加工成本但从加工成本 考虑，切削余量越小，制造毛坯和余量加工的成本相对而言就越考虑，切削余量越小，制造毛坯和余量

23、加工的成本相对而言就越 高。所以选择毛坯时应从高。所以选择毛坯时应从制造毛坯和机械加工制造毛坯和机械加工两方面来考虑。两方面来考虑。 一、毛坯的种类一、毛坯的种类 1 1、铸件、铸件 铸件是指将铸件是指将熔融的金属浇入铸型熔融的金属浇入铸型，凝固后所得到的金属毛，凝固后所得到的金属毛 坯。适用于形状坯。适用于形状较复杂较复杂的零件毛坯。铸件的材料可以是铸的零件毛坯。铸件的材料可以是铸 铁、铸钢、铸造铜合金和铸造铝合金。铁、铸钢、铸造铜合金和铸造铝合金。 砂型铸造的铸件砂型铸造的铸件 砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的80%80%以上。以上。 手

24、工造型手工造型 整模造型整模造型 分模造型分模造型 挖砂造型挖砂造型 活块造型活块造型 刮板造型刮板造型 全部用手全部用手 工或手工工或手工 工具完成工具完成 的造型的造型 整体模，平面分型面，型腔在一个砂箱内；造 型简单，铸件精度表面质量较好。 模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下 两个砂箱，造型简便。 模样为整体，但分型面不是平面，造型时手工 挖去阻碍取模的型砂，生产率低，技术水平高。 对铸件上妨碍起模的小部分做成活动部分，起 模时先取出主体部分，再取出活动部分。 用刮板代替模样造型。节约木材，缩短生产周 期，生产率低，技术水平高，精度较差。 机器造型机器造型 用机器全部或至少完成紧砂操

25、作的造型。用机器全部或至少完成紧砂操作的造型。 生产生产效率高效率高，劳动，劳动条件好条件好，砂型，砂型质量好质量好 （紧实度高而均匀，型腔轮廓清晰，铸件（紧实度高而均匀，型腔轮廓清晰，铸件 质量也好。但设备和工艺装备质量也好。但设备和工艺装备费用高费用高，生，生 产准备时间较长，适于产准备时间较长，适于中小铸件的成批或中小铸件的成批或 大量生产大量生产 2 2、锻件、锻件 锻件指金属材料经过锻件指金属材料经过锻造变形锻造变形而得到的毛坯。适用于力学性而得到的毛坯。适用于力学性 能高，材料又具有可锻性，能高，材料又具有可锻性，形状比较简单形状比较简单的零件。生产批量的零件。生产批量 大时，可用

26、大时，可用模锻模锻代替自由锻。锻件材料一般为碳钢、合金钢代替自由锻。锻件材料一般为碳钢、合金钢 和合金。和合金。 3 3、型材、型材 主要通过主要通过热轧或冷拉热轧或冷拉而成。如各种热轧和冷拉的圆钢、板而成。如各种热轧和冷拉的圆钢、板 材、异型材等，适用于材、异型材等，适用于形状简单、尺寸变化不大形状简单、尺寸变化不大的零件。的零件。 4 4、焊接件、焊接件 焊接件是用焊接件是用焊接焊接的方法将同种材料或不同种材料焊接在一起，的方法将同种材料或不同种材料焊接在一起， 从而获得的毛坯。如焊条电弧焊、氩弧焊、气焊等。焊接方从而获得的毛坯。如焊条电弧焊、氩弧焊、气焊等。焊接方 法特别适宜于实现法特别

27、适宜于实现大型毛坯大型毛坯、结构复杂毛坯结构复杂毛坯的制造。的制造。 焊条电弧焊过程焊条电弧焊过程 5 5、冲压件、冲压件 冲压件是通过冲压机床对薄钢板进行冲压件是通过冲压机床对薄钢板进行冷冲压加工冷冲压加工而得到的零而得到的零 件。它非常接近成品要求，精度高，适用于批量较大而件。它非常接近成品要求，精度高，适用于批量较大而零件零件 厚度较小厚度较小的的板材类板材类零件。材料一般为钢和其它塑性材料。零件。材料一般为钢和其它塑性材料。 6 6、粉末冶金件、粉末冶金件 粉末冶金件粉末冶金件是以金属粉末为原料，在高温下烧结而成。如激是以金属粉末为原料，在高温下烧结而成。如激 光熔覆技术等。主要用于成

28、品零件的光熔覆技术等。主要用于成品零件的表面补修和改性表面补修和改性。材料。材料 一般为各种金属和石墨。一般为各种金属和石墨。 二、毛坯的选择原则二、毛坯的选择原则 1 1、零件材料和性能要求、零件材料和性能要求 （1）铸铁、青铜、铸铝铸铁、青铜、铸铝等材料，除简单的小尺寸件用型材等材料，除简单的小尺寸件用型材 外，成形毛坯都采用外，成形毛坯都采用铸件铸件。 （2 2）强度较高的）强度较高的黄铜、锻铝、钢材黄铜、锻铝、钢材，除简单的小尺寸件用，除简单的小尺寸件用 型材外，成形毛坯用型材外，成形毛坯用锻件锻件，其强度较好。但形状复杂者也，其强度较好。但形状复杂者也 可以用铸钢铸造。可以用铸钢铸造

29、。 合理选择毛坯，大致要考虑五个方面的因素。合理选择毛坯，大致要考虑五个方面的因素。 2 2、零件的结构形状和尺寸、零件的结构形状和尺寸 （1 1）常见的阶梯轴，若台阶直径相差不大，可直接选取）常见的阶梯轴，若台阶直径相差不大，可直接选取圆棒料圆棒料； 对直径差大的，为减少材料消耗和加工量，宜选择对直径差大的，为减少材料消耗和加工量，宜选择锻件锻件毛坯。毛坯。 被加工件的结构形状是选择毛坯方案的主要依据，如：被加工件的结构形状是选择毛坯方案的主要依据，如： （2 2）尺寸较大尺寸较大的工件常用的工件常用砂型铸造或自由锻造砂型铸造或自由锻造；中小型零件中小型零件可选可选 择择模锻、精锻、精铸模锻

30、、精锻、精铸等方式；小尺寸工件除形状复杂、产量很大等方式；小尺寸工件除形状复杂、产量很大 外，尽量采用型材下料。外，尽量采用型材下料。 （3 3）某些特殊形状零件，）某些特殊形状零件，强度要求高强度要求高的如曲轴，应该采用的如曲轴，应该采用锻件锻件而而 不用板材；壳体、底座等不用板材；壳体、底座等强度要求不高，重量大、形状较复杂强度要求不高，重量大、形状较复杂的，的， 常选用常选用铸造铸造毛坯，兼具吸振的优点。毛坯，兼具吸振的优点。 3 3、生产类型、生产类型 （1 1）大批量大批量生产中，尽量采用生产中，尽量采用精度和生产率都比较高精度和生产率都比较高的毛坯的毛坯 制造方法。制造方法。这时毛

31、坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用这时毛坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用 及机械加工减少的费用来补偿。及机械加工减少的费用来补偿。 （2 2）单件小批量生产单件小批量生产中，以中，以型材型材为主，形状复杂、尺寸较大为主，形状复杂、尺寸较大 者用者用型材焊接件型材焊接件。只有形状很复杂、要求高的壳体、底座等大。只有形状很复杂、要求高的壳体、底座等大 件，采用自由锻或砂型铸造。件，采用自由锻或砂型铸造。 4 4、现有生产条件、现有生产条件 5 5、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料 选择毛坯时，应考虑现有生产条件，如现有选择毛坯时，应考虑现有生产条件，

32、如现有毛坯的制造水平毛坯的制造水平 和设备情况，外协的可能性和设备情况，外协的可能性等。在可能时，应尽量组织外协，等。在可能时，应尽量组织外协， 实现毛坯制造的社会专业化生产，以获得好的经济效益。实现毛坯制造的社会专业化生产，以获得好的经济效益。 目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多， 精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用日益日益 广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料并有十分广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料并有十分 显著的经济效益。显

33、著的经济效益。 毛坯种类毛坯种类制造精度制造精度加工加工 余量余量 原材料原材料工件尺寸工件尺寸工件形状工件形状适应生产适应生产 类型类型 适应生适应生 产成本产成本 型材型材大大各种材料各种材料各种尺寸各种尺寸简单简单各类型各类型低低 型材焊接件型材焊接件一般一般钢材钢材大、中大、中较复杂较复杂单件单件低低 砂型铸造砂型铸造13级以下级以下大大铸铁、青铜铸铁、青铜各种尺寸各种尺寸复杂复杂各类型各类型较低较低 自由锻造自由锻造13级以下级以下大大钢材为主钢材为主各种尺寸各种尺寸较简单较简单单件小批单件小批较低较低 普通模锻普通模锻11-15一般一般钢、铸铝、铜钢、铸铝、铜中、小中、小一般一般中

34、、大批中、大批一般一般 精密锻造精密锻造8-11较小较小锻材、锻铝锻材、锻铝小小较复杂较复杂大批大批较高较高 压力铸造压力铸造8-11小小铸铁、铸钢、铸铁、铸钢、 青铜青铜 中、小中、小复杂复杂中、大批中、大批较高较高 熔模铸造熔模铸造7-10很小很小铸铁、铸钢、铸铁、铸钢、 青铜青铜 小小复杂复杂中、大批中、大批高高 各类毛坯的特点及适用范围各类毛坯的特点及适用范围 小结小结 铸件铸件 锻件锻件 型材型材 焊接件焊接件 粉末冶金件粉末冶金件 冲压件冲压件 毛坯的种类毛坯的种类 毛坯的选择原则毛坯的选择原则 零件材料和性能要求零件材料和性能要求 零件结构形状和尺寸零件结构形状和尺寸 生产类型生

35、产类型 现有生产条件现有生产条件 新技术、新工艺、新材料新技术、新工艺、新材料 第四节第四节 机械加工的工艺过程设计机械加工的工艺过程设计 一、机械加工工艺过程的组成一、机械加工工艺过程的组成 一个零件的工艺过程可以有多种不同的加工方法和设备。为保一个零件的工艺过程可以有多种不同的加工方法和设备。为保 证被加工零件的精度和生产效率，便于工艺过程的执行和生产证被加工零件的精度和生产效率，便于工艺过程的执行和生产 组织管理，通常把机械加工工艺过程划分为不同层次的单元。组织管理，通常把机械加工工艺过程划分为不同层次的单元。 组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程的

36、基本单元是工序。机械加工工艺过程 是由一系列工序组成的，毛坯依次通过这些工序而变为成品。是由一系列工序组成的，毛坯依次通过这些工序而变为成品。 工序又由工步、走刀、安装和工位组成。工序又由工步、走刀、安装和工位组成。 一个或一组工人，在一个或一组工人，在一个工作地点一个工作地点上，对一个工件（或一组上，对一个工件（或一组 工件）进行加工所工件）进行加工所连续连续完成的那部分工艺过程称为完成的那部分工艺过程称为工序工序。 1 1、工序、工序 1 1、一个工人在一台车床上完成车外圆、端面、螺纹、一个工人在一台车床上完成车外圆、端面、螺纹、 切断；切断； 2 2、一组工人刮研一台机床的导轨；、一组工

37、人刮研一台机床的导轨； 3 3、一组工人对一批零件去毛刺；、一组工人对一批零件去毛刺； 举例： 4 4、在车床上加工一批阶梯轴，分两种情况来加工：、在车床上加工一批阶梯轴，分两种情况来加工： （1 1）对每一根轴连续进行粗车和精车外圆；）对每一根轴连续进行粗车和精车外圆； （2 2）先对整批轴进行粗车外圆，然后再依次精车外圆。）先对整批轴进行粗车外圆，然后再依次精车外圆。 生产规模不同，加工条件不同，其工艺过程及工序的划分也不同。生产规模不同，加工条件不同，其工艺过程及工序的划分也不同。 生产阶梯轴时，根据加工是否连续和变换机床的情况，小批量生产，三道工生产阶梯轴时，根据加工是否连续和变换机床

38、的情况，小批量生产，三道工 序；大批大量生产，五道工序。序；大批大量生产，五道工序。 在在被加工表面、加工工具被加工表面、加工工具不变的条件下所不变的条件下所连续完成连续完成的那部分的那部分 工序内容，称为工序内容，称为工步工步。 2、工步、工步 一个工序含有一个或几个工步。工步是划分工序的单元，一个工序含有一个或几个工步。工步是划分工序的单元，加加 工表面、加工工具和连续加工工表面、加工工具和连续加工3 3个要素中有一个发生变化就是个要素中有一个发生变化就是 另一个工步。另一个工步。 为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，

39、也看 作一个工步，并称为作一个工步，并称为复合工步复合工步。 对于在一次安装中连续加工的若干相同工步，可写成一个工步。对于在一次安装中连续加工的若干相同工步，可写成一个工步。 例如，在工件上钻削例如，在工件上钻削4个个 15mm孔，可写成：钻孔，可写成：钻4 15mm。 在一个工步内，如果要切除的金属层很厚，需要对同一表面进在一个工步内，如果要切除的金属层很厚，需要对同一表面进 行几次切削，这时行几次切削，这时刀具每切削一次刀具每切削一次称作称作一次走刀一次走刀。 3 3、走刀、走刀 一个工步又可分为几次走刀进行；一个工步又可分为几次走刀进行； 走刀是构成工艺过程的最小单元。走刀是构成工艺过程

40、的最小单元。 将工件在机床或夹具中将工件在机床或夹具中每定位、夹紧一次每定位、夹紧一次所完成的那一部分所完成的那一部分 工序内容称为工序内容称为安装安装。 4 4、安装、安装 在加工前，应先使工件在机床上或夹具中放在正确的位置上，在加工前，应先使工件在机床上或夹具中放在正确的位置上， 这一过程称为这一过程称为定位定位。 工件定位后将其固定住，使其在加工过程中保持定位位置不工件定位后将其固定住，使其在加工过程中保持定位位置不 变的操作称为变的操作称为夹紧夹紧。 注意：注意：在一道工序内，工件可能安装数次，安装次数越多，装夹误差越大。在一道工序内，工件可能安装数次，安装次数越多，装夹误差越大。 一

41、联轴器，其中工序一联轴器，其中工序30内容：在车床上加工出外圆、内容：在车床上加工出外圆、 30孔和三个端面。孔和三个端面。 安装一：车端面、车外圆、车安装一：车端面、车外圆、车 30孔、倒角孔、倒角245；安装二：车端面；安装二：车端面 、车端面、车端面B、倒角、倒角245。 工工 序序安安 装装工工 步步工工 序序 内内 容容设备设备 1010 铸造铸造 2020 时效时效 3030 一一 1 1 三爪卡盘夹三爪卡盘夹 5050外圆外圆 车端面车端面C C 车床车床 2 2车外圆保证尺寸车外圆保证尺寸 100100 3 3钻钻 3030至尺寸至尺寸 2828 4 4扩扩 3030孔至孔至

42、3030 5 5 倒角倒角 二二 6 6 调头、三爪卡盘夹调头、三爪卡盘夹 100100外圆外圆 车另一端面车另一端面A A 7 7 车端面车端面B B 8 8 倒角倒角 联轴器加工工艺过程（中批生产）联轴器加工工艺过程（中批生产） 工件在机床上工件在机床上所占据的每一个待加工位置都所占据的每一个待加工位置都称为一个称为一个工位工位。 5 5、工位、工位 下图所示为一利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、下图所示为一利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、 钻孔、扩孔和铰孔四工位加工的例子。钻孔、扩孔和铰孔四工位加工的例子。 工位工位装卸工件装卸工件 工位工位钻孔钻孔 工位工位扩孔扩

43、孔 工位工位铰孔铰孔 工序与工步、走刀、安装及工位之间的关系图工序与工步、走刀、安装及工位之间的关系图 二、定位基准的选择二、定位基准的选择 按工件上定位表面的不同，定位基准分为粗基准、精基准。按工件上定位表面的不同，定位基准分为粗基准、精基准。 用毛坯上用毛坯上未经加工的表面未经加工的表面作为定位基准，称为作为定位基准，称为粗基准粗基准。 而利用工件上而利用工件上已加工过的表面已加工过的表面作为定位基准面，称为作为定位基准面，称为精基准精基准。 在制订工艺规程时，采用粗基准定位，加工出精基准表面；然在制订工艺规程时，采用粗基准定位，加工出精基准表面；然 后采用精基准定位，加工零件的其他表面。

44、后采用精基准定位，加工零件的其他表面。 精基准的选择精基准的选择 粗基准的选择粗基准的选择 重点考虑如何减重点考虑如何减 少定位误差，提少定位误差，提 高加工精度和安高加工精度和安 装方便装方便 重点考虑如何保重点考虑如何保 证各加工表面有证各加工表面有 足够的余量足够的余量 1 1、精基准的选择原则、精基准的选择原则 基准重合原则基准重合原则 尽可能尽可能选用设计基准作为定位基准选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计，以避免定位基准与设计 基准不重合而引起的基准不重合误差。基准不重合而引起的基准不重合误差。 图图1 基准不重合误差示例基准不重合误差示例 图图2 2 基准重合工件示例基

45、准重合工件示例 图图1 1为保证尺寸为保证尺寸c c的精度的精度(Tc)(Tc)要求，应使：要求，应使： caj TT 图图2 2尺寸尺寸a a的误差对加工尺寸的误差对加工尺寸c c无影响，加工误差只需满足：无影响，加工误差只需满足： cj T 显然这种基准重合的情况能使工序允许出现的误差加大，经济性更好。显然这种基准重合的情况能使工序允许出现的误差加大，经济性更好。 b 公差公差Tc （2）基准统一原则）基准统一原则 指尽可能采用指尽可能采用同一个定位基准同一个定位基准来加工工件上的各个加工表面。来加工工件上的各个加工表面。 选作统一基准表面要求：选作统一基准表面要求： 面积大，精度高，孔距

46、远。面积大，精度高，孔距远。 常用的有：常用的有： 轴类（两顶尖孔）轴类（两顶尖孔） 箱体类（一面二孔）箱体类（一面二孔） 盘套类（一端面一孔）盘套类（一端面一孔） 平面 销孔1销孔2 基准重合原则基准重合原则 基准统一原则基准统一原则 矛盾？矛盾？ 对对尺寸精度较高尺寸精度较高的加工表面应服从的加工表面应服从基准重合原则基准重合原则，以免使，以免使 工序尺寸的实际公差减小，给加工带来困难；此外，一般工序尺寸的实际公差减小，给加工带来困难；此外，一般 主要考虑主要考虑基准统一原则基准统一原则。 一般这样处理：一般这样处理： 两个重要原则两个重要原则 （3）自为基准原则）自为基准原则 当某些当某

47、些精加工表面精加工表面要求要求加工余量小而均匀加工余量小而均匀时，可选择该时，可选择该加工表加工表 面本身面本身作为定位基准，以提高加工面本身的精度和表面质量。作为定位基准，以提高加工面本身的精度和表面质量。 床身导轨面自为基准床身导轨面自为基准 （4）互为基准原则）互为基准原则 指某个工件上有两个指某个工件上有两个相互位置精度要求很高相互位置精度要求很高的表面，采用的表面，采用 工件上的这工件上的这两个表面两个表面互相作为定位基准，反复进行加工。互相作为定位基准，反复进行加工。 可使两个加工表面间获得高的位置精度，加工余量小而均匀。可使两个加工表面间获得高的位置精度，加工余量小而均匀。 优点

48、：优点： 如：内外圆面同轴度要求比较高的套类零件如：内外圆面同轴度要求比较高的套类零件 2 2、粗基准的选择原则、粗基准的选择原则 为了保证工件加工表面与不加工表面的相互位置精度，选择为了保证工件加工表面与不加工表面的相互位置精度，选择 不加工表面不加工表面作为粗基准。如果零件有多个不加工表面，应选作为粗基准。如果零件有多个不加工表面，应选 择其中择其中与加工表面相互位置要求高的表面与加工表面相互位置要求高的表面作为粗基准。作为粗基准。 （1 1）工件表面间相互位置要求原则）工件表面间相互位置要求原则 粗基准选择实例粗基准选择实例 内孔和端面需要加工，外圆表面不需要加工。铸造时内孔内孔和端面需

49、要加工，外圆表面不需要加工。铸造时内孔B B与与 外圆外圆A A之间有偏心。要求保证内外圆同心度好。之间有偏心。要求保证内外圆同心度好。 拨杆粗基准的选择拨杆粗基准的选择 加工加工 2020 mmmm孔，要求保证孔，要求保证 2020 mmmm与不加工表面与不加工表面 4040 mmmm外圆有较外圆有较 高的同轴度。高的同轴度。 工件如果必须保证某重要表面的余量均匀，则选择工件如果必须保证某重要表面的余量均匀，则选择该重要表面该重要表面 为粗基准。为粗基准。 一机床床身，要求导轨面有较好的耐磨性，以保持其导向精度。一机床床身，要求导轨面有较好的耐磨性，以保持其导向精度。 （a a）（b b）

50、（2 2）重要表面余量均匀原则）重要表面余量均匀原则 若零件上各个表面均需加工，则以若零件上各个表面均需加工，则以加工余量最小的表面加工余量最小的表面为粗基为粗基 准，准，以保证各加工表面都有足够的加工余量，不至于造成废品。以保证各加工表面都有足够的加工余量，不至于造成废品。 加工铸造或锻造的轴套，通常孔的加工余量较大，而外圈表面的加工余量较小，加工铸造或锻造的轴套，通常孔的加工余量较大，而外圈表面的加工余量较小， 这时就应该以外圈表面作为粗基准来加工孔。这时就应该以外圈表面作为粗基准来加工孔。 轴套轴套 （3 3）余量足够原则）余量足够原则 阶梯轴的加工阶梯轴的加工 选择选择平整光洁的表面平

51、整光洁的表面作为粗基准（便于装夹）。作为粗基准（便于装夹）。 作为粗基准的表面不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，也作为粗基准的表面不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，也 不宜选用铸造分型面作粗基准。若无法避免，则应在使用前不宜选用铸造分型面作粗基准。若无法避免，则应在使用前 对其修整。这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。对其修整。这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。 （4 4）定位可靠性原则）定位可靠性原则 （5 5）不重复使用原则）不重复使用原则 在同一尺寸方向上在同一尺寸方向上粗基准只准使用一次粗基准只准使用一次。否则加工出的各表。否则加工出的各表 面之间会有较大的位置误差。面之间会有较

52、大的位置误差。 以表面以表面B B为粗基准加工表面为粗基准加工表面A A之后，若仍以表面之后，若仍以表面B B为粗基准来加工表面为粗基准来加工表面C C ？ 第一道工序先以不加工外圆表面第一道工序先以不加工外圆表面1 1定位，加工内孔定位，加工内孔2 2；第二道工；第二道工 序仍以外圆表面定位加工均布孔序仍以外圆表面定位加工均布孔4 4 ？ 粗、精基准的选择使用，必注意：粗、精基准的选择使用，必注意：精基准选择在前，精基准选择在前， 使用在后，粗基准选择在后使用在先。使用在后，粗基准选择在后使用在先。 粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要求，在具体粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提

53、出的要求，在具体 使用时常常会互相矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析，使用时常常会互相矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析， 抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。 小结小结 二、定位基准的选择二、定位基准的选择 1、精基准的选择（、精基准的选择（5原则原则） 2、粗基准的选择（、粗基准的选择（5原则原则） 一、机械加工工艺过程的组成一、机械加工工艺过程的组成 1 1、工序、工序 2 2、工步、工步 3 3、走刀、走刀 4 4、安装、安装 5 5、工位、工位 第五节 工艺路线的拟定 机械加工工艺路线机械加工工艺路线是指零件是指零件由毛坯到成品过程中加工各工序由毛坯到

54、成品过程中加工各工序 的先后顺序的先后顺序。 工艺路线的拟定主要工艺路线的拟定主要解决的问题解决的问题: : 选择加工方法选择加工方法 确定加工顺序确定加工顺序 划分加工工序划分加工工序 一、零件表面加工方法的选择一、零件表面加工方法的选择 基本原则：基本原则： 既要保证零件的加工质量既要保证零件的加工质量, ,又要使加工成本最低。又要使加工成本最低。 为此，必须熟悉各种为此，必须熟悉各种 加工方法所能达到的加工方法所能达到的 经济精度经济精度及及表面粗糙表面粗糙 度度。 1 1、加工经济精度和经济表面粗糙度的概念、加工经济精度和经济表面粗糙度的概念 加工经济精度加工经济精度是指在正常加工条件

55、下（采用符合质量标准的是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的 设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间） 所能保证的加工精度。相应的粗糙度称为所能保证的加工精度。相应的粗糙度称为经济表面粗糙度经济表面粗糙度。 对某种加工方法，用于加工何种等级的零件才经济合理？对某种加工方法，用于加工何种等级的零件才经济合理？ A B 误差误差 加 工 成 本 C CL L 加工误差与加工成本的关系加工误差与加工成本的关系 观察观察A A点左侧曲线，这说点左侧曲线，这说 明某种加工方法加工精明某种加工方法加工精 度的提高是有极限的。度的提高是有极限

56、的。 观察观察B B点右侧，这说明点右侧，这说明 对于一种加工方法，对于一种加工方法， 成本的下降也是有极成本的下降也是有极 限的，即有最低成本。限的，即有最低成本。 加工经济精度是加工经济精度是 指一个精度范围指一个精度范围 而不是一个值。而不是一个值。 一般加工 精密加工 1920 1960 2000 102 101 100 10-1 10-2 10-3 加工误差加工误差（m） 加工经济精度与年代的关系加工经济精度与年代的关系 超精密加工 2 2、各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度、各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度 外圆加工方法外圆加工方法 孔加工方法孔加工方法 平面加工

57、方法平面加工方法 加工方法加工方法加工性质加工性质加工经济精度加工经济精度(IT) 表面粗糙度表面粗糙度Ra 车车 粗车粗车13-1280-10 半精车半精车11-1010-2.5 精车精车8-75-1.25 金刚石车金刚石车6-51.25-0.02 外磨外磨 粗磨粗磨9-810-1.25 半精磨半精磨8-72.5-0.63 精磨精磨7-61.25-0.16 研磨研磨粗研粗研6-50.63-0.16 精研精研50.32-0.04 超精加工超精加工 精精50.32-0.08 精密精密50.16-0.01 外圆加工的方法外圆加工的方法 孔的加工方法孔的加工方法 加工方法加工方法加工性质加工性质加工

58、经济精度加工经济精度(IT)表面粗糙度表面粗糙度Ra 钻钻实心材料实心材料12-1120-2.5 扩扩粗扩粗扩1220-10 经扩经扩1010-2.5 铰铰 半精铰半精铰11-1010-5 精铰精铰9-85-1.25 细铰细铰7-61.25-0.32 拉拉粗拉粗拉10-95-2.5 精拉精拉9-72.5-0.63 镗镗 粗镗粗镗1220-10 半精镗半精镗1110-5 精镗精镗10-85-1.25 细镗细镗7-61.25-0.32 加工方法加工方法加工性质加工性质加工经济精度加工经济精度(IT)表面粗糙度表面粗糙度Ra 铣铣粗铣粗铣12-1120-5 精铣精铣10-95-0.63 刨刨粗刨粗刨

59、12-1120-10 精刨精刨10-910-2.5 平磨平磨半精磨半精磨8-72.5-1.25 精磨精磨70.63-0.16 精密磨精密磨60.16-0.016 研磨研磨粗研粗研7-60.63-0.32 精研精研50.32-0.08 平面加工方法平面加工方法 3 3、选择表面加工方法应考虑的主要因素、选择表面加工方法应考虑的主要因素 （2 2）工件材料的性质）工件材料的性质 （3 3）生产类型）生产类型 （4 4）具体生产条件）具体生产条件 （1 1）加工表面的精度和粗糙度要求）加工表面的精度和粗糙度要求 4 4、典型表面的加工路线、典型表面的加工路线 （1 1）外圆表面的加工路线）外圆表面的

60、加工路线 粗车粗车半精车半精车精车精车：常用材料（淬火钢除外），中等要：常用材料（淬火钢除外），中等要 求的表面；求的表面； 粗车粗车半精车半精车精车精车金刚石车金刚石车：有色金属，要求较高的：有色金属，要求较高的 表面；表面； 粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨：需要淬硬的材料，要求较高：需要淬硬的材料，要求较高 的表面；的表面； 粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨光整加工或（超）精密加工光整加工或（超）精密加工：黑色：黑色 金属材料，表面精度、粗糙度要求质量高的表面。金属材料，表面精度、粗糙度要求质量高的表面。 外圆表面加工路线如下图所示：外圆表面加工路线如下图所示： （2 2）孔加工路线）孔