第一章机械加工工

1、绪论绪论一一.模具工业分为两大领域模具工业分为两大领域:二二.模具制造的基本要求模具制造的基本要求精度高精度高寿命长寿命长制造周期短制造周期短模具成本低模具成本低三三.我国模具制造水平我国模具制造水平四四 本课程的设置目的本课程的设置目的五五 本课程的主要内容本课程的主要内容机加工工艺规程的基本知识机加工工艺规程的基本知识模具加工中常用方法模具加工中常用方法典型零件的加工工艺典型零件的加工工艺模具的装配模具的装配六六 本课程学习应达到的要求本课程学习应达到的要求 独立编制模具制造的工艺规程独立编制模具制造的工艺规程第一章第一章 机械加工工艺规程的编制机械加工工艺规程的编制第一节第一节 概述概述

2、一、生产过程一、生产过程1.产品投产前的生产技术准备工作产品投产前的生产技术准备工作2.毛坯制造毛坯制造3.零件的加工过程零件的加工过程4.产品的装配过程产品的装配过程5.各种生产服务活动各种生产服务活动二、制造工艺过程及组成二、制造工艺过程及组成 生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等位置和性质等,使其成为半成品或者成品的过程称为使其成为半成品或者成品的过程称为工艺过程工艺过程. 如果用机加工方法来完成上述过程如果用机加工方法来完成上述过程,我们称为机械我们称为机械加工工艺过程加工工艺过程. 机加工工艺过程的组成机加工工艺过程的组成:若干

3、工序若干工序,工序又分为安工序又分为安装装,工位工位,工步和走刀等工步和走刀等.1. 工序工序:工艺过程的基本单元工艺过程的基本单元 一个或一组工人一个或一组工人,在一个工作地点对同一个或者在一个工作地点对同一个或者同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程工艺过程. 划分依据划分依据:工作地工作地,加工对象是否改变及加工是加工对象是否改变及加工是否连续完成否连续完成.2.安装安装: 工件具有正确的位置及夹紧的过程称为装夹工件具有正确的位置及夹紧的过程称为装夹.工工件经一次装夹后所完成的那部分工序成为安装件经一次装夹后所完成的那部分工序成为安装

4、. 工序中应尽量减少安装次数工序中应尽量减少安装次数. 3.工位工位: 为完成一定的工序内容为完成一定的工序内容,一次装夹工件后一次装夹工件后,工工件与夹具或者设备的可动部分一起件与夹具或者设备的可动部分一起,相对于刀具或相对于刀具或者设备的固定部分所占据的每一位置者设备的固定部分所占据的每一位置. 工位的改变工位的改变: 例万能分度头改变工位例万能分度头改变工位4.工步工步: 工步是在加工表面工步是在加工表面,主要切削参数和加工工具主要切削参数和加工工具不变的情况下不变的情况下,所连续完成的那部分工序所连续完成的那部分工序. 目的目的:便于分析和描述工序内容便于分析和描述工序内容,把工序划分

5、把工序划分为工步为工步. 5.走刀走刀: 刀具从工件表面每切削下的一层金属层称为刀具从工件表面每切削下的一层金属层称为走刀走刀.通常用厚度表示通常用厚度表示. 三、生产纲领和生产类型三、生产纲领和生产类型1、生产纲领、生产纲领 企业在计划期内应该生产的产品数量和进度企业在计划期内应该生产的产品数量和进度计划称为生产纲领计划称为生产纲领. 公式公式: n=qn(1+%+ %)2、生产类型的确定、生产类型的确定:按年产量分按年产量分: 单件生产单件生产:品种多品种多, 仅生产一件或者数件仅生产一件或者数件, 工作工作地的加工对象经常改变地的加工对象经常改变, 很少重复生产很少重复生产 成批生产成批

6、生产: 产品种类多产品种类多, 同一产品有一定数量同一产品有一定数量,成批生产或者一段时间后重复生产成批生产或者一段时间后重复生产. 大量生产大量生产:产品种类单一产品种类单一,同一产品产量很大同一产品产量很大,工工作地长期只完成某道工序作地长期只完成某道工序 四、工艺规程四、工艺规程 规定产品或者零部件制造工艺过程和操作方法等的规定产品或者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工艺文件称为工艺规程.1、工艺规程的作用、工艺规程的作用指导生产的重要技术文件指导生产的重要技术文件生产组织和生产管理工作的基本依据生产组织和生产管理工作的基本依据新建或者扩建工厂或车间的基本资料新建或者

7、扩建工厂或车间的基本资料 制定工艺规程的基本原则制定工艺规程的基本原则: 保证低成本和高效率保证低成本和高效率 加工出符合图样要求的产品加工出符合图样要求的产品 2.工艺规程的种类工艺规程的种类 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片: 以工序为单位简要说明零件加工过程的一以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件种工艺文件 主要用于单件小批量和中批量生产主要用于单件小批量和中批量生产 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片的基础上在机械加工工艺过程卡片的基础上,按每一道工序编制的工按每一道工序编制的工艺文件艺文件.3.对工艺规程的要求对工艺规程的要求 产品质量可靠产

8、品质量可靠 工艺技术的先进性工艺技术的先进性 经济性经济性 有良好的劳动条件有良好的劳动条件4.编制工艺规程的步骤编制工艺规程的步骤研究产品的装配图和零件图进行工艺分析研究产品的装配图和零件图进行工艺分析确定生产类型确定生产类型确定毛坯确定毛坯拟订工艺路线拟订工艺路线确定加工余量确定加工余量,计算工序尺寸及其公差计算工序尺寸及其公差选择机床设备选择机床设备,刀具刀具,夹具和辅助工具夹具和辅助工具确定切削用量及时间定额确定切削用量及时间定额填写工艺文件填写工艺文件1 1在一道工序中只能有一次安装。在一道工序中只能有一次安装。 ( )( )2.2.用三把外圆车刀，同时车削阶梯轴的三个台阶，因用三把

9、外圆车刀，同时车削阶梯轴的三个台阶，因为加工表面和加工工具均不相同，所以称为三个工步。为加工表面和加工工具均不相同，所以称为三个工步。3一组工人在同一个工作地点加工一批阶梯轴，先车好一组工人在同一个工作地点加工一批阶梯轴，先车好一端，然后调头再车这批轴的另一端，即使在同一台一端，然后调头再车这批轴的另一端，即使在同一台车床上加工，也应算作两道工序。车床上加工，也应算作两道工序。4零件机械加工工艺过程组成的基本单元是（零件机械加工工艺过程组成的基本单元是（ ）。）。 ( )a工步工步 b工序工序 c安安装装 d走刀走刀5下面（ ）的结论是正确的。a一道工序只能有一次安装 b一次安装只能有一个工位

10、c一个工位只能完成一个工步 d一道工序只能在一台设备上完成6在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为：（ ）a、工序b、工步c、共位d、安装第二节零件的工艺分析第二节零件的工艺分析一、零件的几何形状分析一、零件的几何形状分析 基本表面基本表面 特殊表面特殊表面零件表面的形状是选择加工方法的基本依据之一零件表面的形状是选择加工方法的基本依据之一.二、零件结构的工艺分析二、零件结构的工艺分析 零件结构的工艺分析是指设计的零件在满足使用要求零件结构的工艺分析是指设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性的前提下制造的可行性和经济性.零件除了满足使用要求零件除了满足使用

11、要求还必须便于制造还必须便于制造,便于提高加工效率便于提高加工效率,节约成本。包括两个节约成本。包括两个方面方面:材料使用得当材料使用得当: 便于加工和装配便于加工和装配: 三、零件的技术要求分析三、零件的技术要求分析各加工表面的尺寸精度和形状精度各加工表面的尺寸精度和形状精度各加工表面之间以及不加工表面和加工表面间的位置精度各加工表面之间以及不加工表面和加工表面间的位置精度表面粗糙度和其它表面要求表面粗糙度和其它表面要求热处理及其它要求热处理及其它要求 零件的各个面的作用不同零件的各个面的作用不同,分为主要表面分为主要表面(配合面配合面,工作表工作表面面)和次要表面和次要表面(螺纹孔面螺纹孔

12、面,螺钉孔面等螺钉孔面等)第四节毛坯的选择第四节毛坯的选择毛坯毛坯: 根据零件所要求的形状和工艺尺寸而制成的供进一步根据零件所要求的形状和工艺尺寸而制成的供进一步加工用的生产对象。加工用的生产对象。 正确选择毛坯具有重要的经济意义正确选择毛坯具有重要的经济意义.一、毛坯的种类和选择一、毛坯的种类和选择1.种类种类: 各种型材及板材各种型材及板材、锻件、铸件、焊接件及其它毛坯。锻件、铸件、焊接件及其它毛坯。2.选择选择: 零件材料的工艺性及力学性能零件材料的工艺性及力学性能零件的结构和尺寸大小零件的结构和尺寸大小生产类型生产类型工厂的生产条件工厂的生产条件充分利用新工艺、新材料充分利用新工艺、新

13、材料二、毛坯形状和尺寸的确定二、毛坯形状和尺寸的确定1、毛坯尺寸、毛坯尺寸毛坯尺寸毛坯尺寸=零件设计尺寸零件设计尺寸+毛坯余量毛坯余量(加工总尺寸加工总尺寸)2、毛坯余量和公差、毛坯余量和公差第三节第三节 定位基准定位基准一一、基准及其分类基准及其分类 基准：基准：用来确定生产对象几何要素间几何关系所用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面。依据的那些点、线、面。 基准可分为：基准可分为：设计基准、工艺基准。设计基准、工艺基准。 工艺基准又可分为：工艺基准又可分为：工序基准、定位基准、测量基工序基准、定位基准、测量基准和装配基准等。准和装配基准等。1、设计基准设计基准 在设计图

14、样上所采用的基准称为设计基准。2、工艺基准、工艺基准工序基准：工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面尺寸在工序图上用来确定本工序被加工表面尺寸、形状和位置所依据的基准、形状和位置所依据的基准 定位基准：定位基准：在加工中工件上用作定位的点在加工中工件上用作定位的点、线线、面面 粗基准粗基准 精基准精基准测量基准：测量基准：工件在加工中或加工后，测量尺寸和形位误工件在加工中或加工后，测量尺寸和形位误 差所依据的基准差所依据的基准装配基准：装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位装配时用来确定零件或部件在产品中相对位 置所依据的基准。置所依据的基准。 如下图所示的定位环孔如下图所示的

15、定位环孔d（h7）的轴线是设计基准，）的轴线是设计基准，在进行模具装配时又是模具的装配基准。在进行模具装配时又是模具的装配基准。 二、工件定位的基本原理二、工件定位的基本原理1、工件定位、工件定位 确定工件在机床上或者夹具中占有正确位置的过程称确定工件在机床上或者夹具中占有正确位置的过程称为定位。为定位。工件正确定位应满足的要求工件正确定位应满足的要求:应使工件相对于机床处于一个正确的位置应使工件相对于机床处于一个正确的位置应使位于机床或者夹具上的工件相对于刀具有一个正应使位于机床或者夹具上的工件相对于刀具有一个正确位置确位置 工件刀具间的正确位置通常通过试切法和调整法保证工件刀具间的正确位置

16、通常通过试切法和调整法保证 试切法试切法:是一种通过试切是一种通过试切-测量测量-调整调整- 再试切再试切,反反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法. 调整法调整法:是先调整好刀具和工件在机床上的相对是先调整好刀具和工件在机床上的相对位置位置,并在一批零件的加工过程中保持这个位置不并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变变,来保证工件的加工尺寸来保证工件的加工尺寸2.工件定位的基本原理工件定位的基本原理六个自由度六个自由度:六点定则六点定则: 用合理分布的六个支丞点来限制六个自由度用合理分布的六个支丞点来限制六个自由度,使使工件在机床上或者夹具中完全

17、确定下来工件在机床上或者夹具中完全确定下来.完全定位完全定位:六个自由度全部限制六个自由度全部限制不完全定位不完全定位:欠定位欠定位:必限自由度必限自由度: 实际加工中实际加工中,工件必须限制的自由度工件必须限制的自由度.三、定位基准的选择三、定位基准的选择 定位基准的选择不仅影响工件加工精度定位基准的选择不仅影响工件加工精度,而且定位而且定位基准不同基准不同,其加工工艺路线也不可能相同其加工工艺路线也不可能相同. 粗基准：粗基准：用毛坯上未经加工的表面作定位基准，用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准这种定位基准称为粗基准。选者粗基准时应该便于加。选者粗基准时应该便于加工出

18、精基准工出精基准,而且应该有利于提高精基准的精度而且应该有利于提高精基准的精度. 精基准：精基准：用加工过的表面作定位基准，这种定位用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准基准称为精基准。 在选择定位基准时一般都是先根据零件的在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准，然后再考虑用那一组加工要求选择精基准，然后再考虑用那一组表面作粗基准才能把精基准加工出来。表面作粗基准才能把精基准加工出来。 1粗基准的选择原则粗基准的选择原则 工件加工的第一道工序所用基准都是粗工件加工的第一道工序所用基准都是粗基准基准,粗基准选择得正确与否，不但与第一道粗基准选择得正确与否，不但与第一道工

19、序的加工有关，而且还将对该工件加工的工序的加工有关，而且还将对该工件加工的全过程产生重大影响。选择粗基准，一般应全过程产生重大影响。选择粗基准，一般应遵循以下几项原则：遵循以下几项原则：（1）保证不加工表面位置正确原则：选不加工面为）保证不加工表面位置正确原则：选不加工面为粗基准。粗基准。 这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有一定的相对位置关系定的相对位置关系 零件加工实例零件加工实例不加工表不加工表面面加工余量加工余量（2）余量均匀原则）余量均匀原则 从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准

20、，床身加工就是一个很好的实例。表面作粗基准，床身加工就是一个很好的实例。 在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精度要求高度要求高,而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性。由于在铸造床身时的耐磨性。由于在铸造床身时,导轨面是倒扣在砂箱的导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的，导轨面材料质地致密，砂眼、气最底部浇铸成型的，导轨面材料质地致密，砂眼、气孔相对较少，因此要求在加工床身时，导轨面的实际孔相对较少，因此要求在加工床身时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀；故应选导轨面作粗基准切除量要尽可能地小而

21、均匀；故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，这样做可以保证从导轨面上切除的加工加工导轨面，这样做可以保证从导轨面上切除的加工余量少而均匀。余量少而均匀。为了保证主要加工表面有足够余量为了保证主要加工表面有足够余量,应选毛坯上余应选毛坯上余 量最小的表面作为粗基准量最小的表面作为粗基准.(3)粗基准不重复使用粗基准不重复使用 粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差

22、会相当大，所以，粗基准一般不面之间的位置误差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。得重复使用。(4)粗基准表面应该平整粗基准表面应该平整,不能有飞边不能有飞边,浇注系统浇注系统,冒口冒口或其它缺陷或其它缺陷 上述选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只上述选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次决择。能根据主次决择。2精基准的选择原则精基准的选择原则 选择精基准一般应遵循以下几项原则：选择精基准一般应遵循以下几项原则： （1）基准重合原则）基准重合原则 应尽可能选择所加工表面的设计基准为应尽可能选择所加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引精基准，这样可以避免由于基准不

23、重合引起的定位误差。起的定位误差。 基准重合与不重合的示例12312）统一基准原则）统一基准原则 应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。的相对位置关系。 （3）自为基准原则）自为基准原则 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。，常以加工表面自身为精基准进行加工。4）互为基准原则）互为基准原则 当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，当工件上两个加工表面之间的

24、位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。 上述四项选择精基准的原则，有时不可能同时满上述四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。足，应根据实际条件决定取舍。四、工件的装夹方法四、工件的装夹方法1、找正法装夹工件找正法装夹工件n直接找正法直接找正法: 用百分表及其他定位仪器或者目测在机床上使用百分表及其他定位仪器或者目测在机床上使工件具有正确的位置的方法工件具有正确的位置的方法n划线找正法划线找正法: 按毛坯或者半成品上预先划好的线找正工件按毛坯或者半成品上预先划好的线找正工件,使工件有正确的位置的方

25、法使工件有正确的位置的方法.2.用夹具装夹用夹具装夹: 利用夹具上的定位元件使工件获得正确的利用夹具上的定位元件使工件获得正确的位置位置第五节工艺路线的拟订第五节工艺路线的拟订一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择1.面的加工方法选择的依据面的加工方法选择的依据u零件结构形状的组成零件结构形状的组成 机器零件的结构形状虽然多种多样，但它们机器零件的结构形状虽然多种多样，但它们都是由一些最基本的几何表面（外圆、孔、平面都是由一些最基本的几何表面（外圆、孔、平面等）组成的，机器零件的加工过程实际就是获得等）组成的，机器零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的过程。这些几何表面的过程。u面的加

26、工要求面的加工要求 同一种表面可以选用各种不同的加工方法加同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的加工质量、加工时间和所工，但每种加工方法的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的。花费的费用却是各不相同的。 经济精度经济精度:在正常条件下在正常条件下(采用符合质量标准的设采用符合质量标准的设备备,工艺装备和标准等级技术工人工艺装备和标准等级技术工人,不延长时间不延长时间) 所能所能保证的加工精度保证的加工精度.面加工的次数与面的加工阶段面加工的次数与面的加工阶段 具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图样

27、要求的，对于精密零件的过一次加工就能达到图样要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。质量要求。2.加工方法的选择加工方法的选择 首先根据零件主要表面的技术要求和工首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该表面最终加工工厂具体条件，先选定该表面最终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。主要表面的有关前导工序的加工方法。主要表面的加工方案和加工方法选定之后加工方案和加工方法选定之后,再选定次再选定次要表面的加工方案和加工方法。要表面的加工方案和加工

28、方法。选择加工方法应该注意的问题选择加工方法应该注意的问题:零件的结构形状零件的结构形状和被加工表面的精度和被加工表面的精度零件材料的性质及热处理要求零件材料的性质及热处理要求生产效率和经济性要求生产效率和经济性要求现有生产条件现有生产条件二、加工阶段的划分加工阶段的划分 粗加工粗加工、半精加工和精加工半精加工和精加工、光整加工阶段等光整加工阶段等阶段阶段.各个加工阶段的主要任务是：各个加工阶段的主要任务是：1.粗加工阶段粗加工阶段 任务任务:切除大部分余量切除大部分余量 特点特点:精度低精度低. 切削用量大切削用量大,主要考虑提高生产主要考虑提高生产效率效率2.半精加工阶段半精加工阶段 任务

29、任务:为精加工表面做好准备为精加工表面做好准备,完成次要表面的完成次要表面的加工加工 特点特点:精度要求不高表面的最后加工方法精度要求不高表面的最后加工方法3.精加工阶段精加工阶段 任务任务:各主要表面达到零件图规定的加工质量要各主要表面达到零件图规定的加工质量要求。求。4.精整和光整加工阶段精整和光整加工阶段 对于精度要求很高（对于精度要求很高（it5以上）、表面粗糙度值以上）、表面粗糙度值要求很小（要求很小（ra02）的表面，尚需安排精整和光）的表面，尚需安排精整和光整加工阶段整加工阶段 任务任务:减小表面粗糙度和进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度和进一步提高尺寸精度和形状精度，但一般没有

30、提高表面间位置精度的作用。形状精度，但一般没有提高表面间位置精度的作用。加工过程划分为几个加工阶段的主要目的是：加工过程划分为几个加工阶段的主要目的是：（1）保证零件加工质量）保证零件加工质量 粗加工阶段要切除加工表面上的大部分余量，切削粗加工阶段要切除加工表面上的大部分余量，切削力和切削热量都比较大，装夹工件所需夹紧力亦较大力和切削热量都比较大，装夹工件所需夹紧力亦较大，被加工工件会产生较大的受力变形和受热变形；此，被加工工件会产生较大的受力变形和受热变形；此外，粗加工阶段从工件上切除大部分余量后，残存在外，粗加工阶段从工件上切除大部分余量后，残存在工件中的内应力要重新分布，也会使工件产生变

31、形。工件中的内应力要重新分布，也会使工件产生变形。 如果加工过程不划分阶段，把各个表面的粗、精加工如果加工过程不划分阶段，把各个表面的粗、精加工工序混在一起交错进行，那么安排在工艺过程前期通工序混在一起交错进行，那么安排在工艺过程前期通过精加工工序获得的加工精度势必会被后续的粗加工过精加工工序获得的加工精度势必会被后续的粗加工工序所破坏，这是不合理的。加工过程划分为几个阶工序所破坏，这是不合理的。加工过程划分为几个阶段以后，粗加工阶段产生的加工误差，可以通过半精段以后，粗加工阶段产生的加工误差，可以通过半精加工和精加工阶段逐步予以修正，这样安排，零件的加工和精加工阶段逐步予以修正，这样安排，零

32、件的加工质量容易得到保证。加工质量容易得到保证。（2）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 粗加工各表面后，由于切除了各加工表面的大部分粗加工各表面后，由于切除了各加工表面的大部分加工余量，可及早发现毛坯的缺陷（气孔、砂眼、裂加工余量，可及早发现毛坯的缺陷（气孔、砂眼、裂纹和加工余量不够），以便及时报废或修补，不会浪纹和加工余量不够），以便及时报废或修补，不会浪费后续精加工工序的制造费用。费后续精加工工序的制造费用。（3）有利于合理利用机床设备）有利于合理利用机床设备 粗加工工序需选用功率大、精度不高的机床加工粗加工工序需选用功率大、精度不高的机床加工，精

33、加工工序则应选用高精度机床加工。在高精度机，精加工工序则应选用高精度机床加工。在高精度机床上安排做粗加工工作，机床精度会迅速下降床上安排做粗加工工作，机床精度会迅速下降,将某将某一表面的粗、精加工工作安排在同一机床上加工是不一表面的粗、精加工工作安排在同一机床上加工是不合理的。合理的。4.便于热处理的安排便于热处理的安排 合理安排热处理工序合理安排热处理工序,有利于改善切削性能有利于改善切削性能,有有利于保证工件的加工精度利于保证工件的加工精度,有利于保证工件的对有利于保证工件的对力学性能的要求力学性能的要求. 应当指出，将工艺过程划分为几个阶段进行是对整个应当指出，将工艺过程划分为几个阶段进

34、行是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工，例如，加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工，例如，工件的定位基准工件的定位基准,在半精加工阶段（有时甚至在粗加工阶在半精加工阶段（有时甚至在粗加工阶段）中就需要加工得很精确；而在精加工阶段中安排某段）中就需要加工得很精确；而在精加工阶段中安排某些钻、攻螺纹孔之类的粗加工工序也是常见的些钻、攻螺纹孔之类的粗加工工序也是常见的。三三 工序的划分工序的划分 确定加工方法和加工阶段后确定加工方法和加工阶段后,将同一阶段中各个面将同一阶段中各个面的加工的加工,组合成不同的工序称为工序划分组合成不同的工序称为工序划分.工序划分的原则工序划分的原则:工

35、序集中原则工序集中原则: 同一加工阶段同一加工阶段,加工内容安排在少数几道工序中完加工内容安排在少数几道工序中完成成.因此因此,每道工序中安排的加工内容多每道工序中安排的加工内容多.工序分散原则工序分散原则: 同一加工阶段同一加工阶段,加工内容安排在多道工序中完成加工内容安排在多道工序中完成.因此因此,每道工序中安排的加工内容少每道工序中安排的加工内容少.按工序集中原则组织工艺过程的特点是：按工序集中原则组织工艺过程的特点是： （1）工件在一次装夹后，可以加工多个）工件在一次装夹后，可以加工多个表面。能较好地保证表面之间的相互位置精表面。能较好地保证表面之间的相互位置精度；可以减少装夹工件的次

36、数和辅助时间；度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。短生产周期。 （2）可减少机床数量、操作工人，节省车）可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。 （3）采用的设备和工装结构复杂、投资大，）采用的设备和工装结构复杂、投资大，调节和维修的难度大，对工人的技术水平要调节和维修的难度大，对工人的技术水平要求高。求高。 （4）单件小批生产采用工序集中）单件小批生产采用工序集中 按工序分散原则组织工艺过程的特点按工序分散原则组织工艺过程的特点是：

37、是： （1）机床设备及工装比较简单，调整方便，）机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。生产工人易于掌握。（2）设备数量多，操作工人多，生产面积）设备数量多，操作工人多，生产面积大。大。（3）大批、大量生产采用工序分散）大批、大量生产采用工序分散（五）工序先后顺序的安排（五）工序先后顺序的安排 1切削加工工序的安排切削加工工序的安排 机械加工工序先后顺序的安排，机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则：一般应遵循以下几个原则： l）先粗后精。先粗后精。 2）先主后次。先主后次。 3）基面先行。基面先行。 4）先面后孔。先面后孔。 先粗后精零件图（1）打中心孔（2）钻孔（3

38、）装芯轴（4）最后加工外圆2热处理工序及表面处理工序的安排热处理工序及表面处理工序的安排 为改善工件材料切削性能和金属组织所为改善工件材料切削性能和金属组织所安排的热处理工序安排的热处理工序,例如退火、正火，应在例如退火、正火，应在切削加工之前进行。切削加工之前进行。 为了提高零件的综合机械性能所安排的为了提高零件的综合机械性能所安排的热处理热处理,如调质应安排在粗加工后面半精加如调质应安排在粗加工后面半精加工前工前. 提高零件硬度和耐磨性的热处理如淬火、提高零件硬度和耐磨性的热处理如淬火、渗碳淬火等渗碳淬火等,一般安排在半精加工之后一般安排在半精加工之后,精加精加工工. 提高零件表面的耐磨性

39、、耐腐蚀性、耐提高零件表面的耐磨性、耐腐蚀性、耐磨性的热处理如渗氮出理应该安排在精加工磨性的热处理如渗氮出理应该安排在精加工之后之后,光整加工之前光整加工之前. 对于大型、高精度模具对于大型、高精度模具,消除内应消除内应力的时效处理应该安排在半精加工、力的时效处理应该安排在半精加工、淬火处理之后淬火处理之后,精加工之前精加工之前. 表面镀络或涂镀处理表面镀络或涂镀处理,应该安排在应该安排在试模之后试模之后.3.花纹、文字及图案加工工序的安排花纹、文字及图案加工工序的安排 该工序一般设在半精加工之后该工序一般设在半精加工之后,热处理之前热处理之前,若若该工序是用化学腐蚀或者电火花加工时该工序是用

40、化学腐蚀或者电火花加工时,可安可安排在热处理后或着试模后排在热处理后或着试模后.4.其它辅助工序的安排其它辅助工序的安排辅助工序包括辅助工序包括:检验检验,去毛刺去毛刺,清洗清洗,防锈等防锈等 辅助工序一般安排在辅助工序一般安排在: 零件粗加工或者半精加工之后零件粗加工或者半精加工之后,精加工之前精加工之前 零件外送之前零件外送之前 重要工序加工前后重要工序加工前后零件加工结束之后零件加工结束之后第六节第六节 加工余量加工余量 （一）概述（一）概述 用去除材料方法制造机器零件时，一用去除材料方法制造机器零件时，一般都要从毛坯上切除一层层材料般都要从毛坯上切除一层层材料,最后才能最后才能制得符合

41、图样规定要求的零件。制得符合图样规定要求的零件。 加工余量：加工余量：毛坯上留作加工用的材料毛坯上留作加工用的材料层，称为加工余量。层，称为加工余量。加工加工余量余量总余量总余量工序余量工序余量单边余量：如图单边余量：如图a）双边余量：如图双边余量：如图b）、）、c） 对于非对称表面，其加工余量用单边余对于非对称表面，其加工余量用单边余量量 表示。对于外圆与内圆这样的对称表表示。对于外圆与内圆这样的对称表面，其加工余量用双边余量面，其加工余量用双边余量2 表示。表示。 由于工序尺寸有偏差，各工序实际切除由于工序尺寸有偏差，各工序实际切除的余量值是变化的，故工序余量又有公称余的余量值是变化的，故

42、工序余量又有公称余量（简称余量）、最大余量和最小余量之分量（简称余量）、最大余量和最小余量之分。bzbz 工序尺寸偏差一般按工序尺寸偏差一般按“入体原则入体原则”标注。对被包容尺寸标注。对被包容尺寸（例如轴径），上偏差为（例如轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（例如孔径、槽宽）容尺寸（例如孔径、槽宽）,下偏差为下偏差为0，其最小尺寸就是基，其最小尺寸就是基本尺寸。本尺寸。 加工总余量 从毛坯上去除全部多余金属层的厚度用 z总表示 正确规定加工余量的数值是十分重要的，正确规定加工余量的数值是十分重要的，加工余量规定得过大，不仅浪费材料而巨耗费加工

43、余量规定得过大，不仅浪费材料而巨耗费机时、刀具和电力；但加工余量也不能规定得机时、刀具和电力；但加工余量也不能规定得过小，如果加工余量留得过小，则本工序加工过小，如果加工余量留得过小，则本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷层，因而也就没有达到设置这道工序的目的。层，因而也就没有达到设置这道工序的目的。 （二）影响加工余量的因素（二）影响加工余量的因素 为了合理确定加工余量，必须深入了解为了合理确定加工余量，必须深入了解影响加工余量的各项因素。影响加工余量的影响加工余量的各项因素。影响加工余量的因素有以下四个方面：因素有以下四个方面： ！ 1

44、上工序留下的表面粗糙度值上工序留下的表面粗糙度值 （表（表面轮廓的最大高度）和表面缺陷层深度面轮廓的最大高度）和表面缺陷层深度 本工序必须把上工序留下的表面粗糙本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层全部切去，如果连上一道度和表面缺陷层全部切去，如果连上一道工序残留在加工表面上的表面粗糙度和表工序残留在加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷层都清除不干净，那就失去了设置面缺陷层都清除不干净，那就失去了设置本工序的本意了。由此可知本工序的本意了。由此可知,本工序加工余本工序加工余量必须包括量必须包括 和和 这两项因素。这两项因素。 zrah 2上工序的尺寸公差上工序的尺寸公差 由于上工序加工表面

45、存在尺寸误差，由于上工序加工表面存在尺寸误差，为了使本工序能全部切除上工序留下的表为了使本工序能全部切除上工序留下的表面粗糙度面粗糙度 和表面缺陷层和表面缺陷层 ，本工序加工，本工序加工余量必须包括余量必须包括 项。项。 zrahat 3 值没有包括的上工序留下的空间位值没有包括的上工序留下的空间位置误差置误差 工件上有一些形状误差和位置误差是没工件上有一些形状误差和位置误差是没有包括在加工表面的工序尺寸公差范围之内有包括在加工表面的工序尺寸公差范围之内的。在确定加工余量时，必须考虑它们的影的。在确定加工余量时，必须考虑它们的影响，否则本工序加工将无法全部切除上工序响，否则本工序加工将无法全部

46、切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷层。留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷层。atae 4本工序的装夹误差本工序的装夹误差 如果本工序存在装夹误差如果本工序存在装夹误差 （包括定位（包括定位误差、夹紧误差），则在确定本工序加工余量误差、夹紧误差），则在确定本工序加工余量时还应考虑时还应考虑 的影响。的影响。 为保证本工序能切除上工序留在加工表为保证本工序能切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度缺陷层以及各种误差，本工面上的表面粗糙度缺陷层以及各种误差，本工序应设置的工序余量值序应设置的工序余量值 。 对于单边余量：对于单边余量： 对于双边余量：对于双边余量： bbbbzbaazabehrtz

47、baazabehrtz2)(22 （三）加工余量的确定（三）加工余量的确定 确定加工余量有计算法、查表法和经确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法等三种方法，分述如下：验估计法等三种方法，分述如下： 1计算法计算法 在掌握上述各影响因素具体数据的条在掌握上述各影响因素具体数据的条件下，用计算法确定加工余量是比较科学件下，用计算法确定加工余量是比较科学的；可惜的是的；可惜的是,目前所积累的统计资料尚不目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此法目前应用较少。多，计算有困难，此法目前应用较少。 2经验估计法经验估计法 加工余量由一些有经验的工程技术加工余量由一些有经验的工程技术人员和工人根据经验

48、确定。由于主观上人员和工人根据经验确定。由于主观上有怕出废品的思想，故所估加工余量一有怕出废品的思想，故所估加工余量一般都偏大，此法只用于单件小批生产。般都偏大，此法只用于单件小批生产。 3查表法查表法 此法以工厂生产实践和实验研究积此法以工厂生产实践和实验研究积累的数据为基础制定的各种表格为依据累的数据为基础制定的各种表格为依据，再结合实际加工情况加以修正。用查，再结合实际加工情况加以修正。用查表法确定加工余量，方法简便，比较接表法确定加工余量，方法简便，比较接近实际，生产上广泛应用。近实际，生产上广泛应用。 第七节第七节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 零件图上所标注的尺寸零

49、件图上所标注的尺寸、公差是零件加公差是零件加工最终所要求达到的尺寸要求，工艺过程工最终所要求达到的尺寸要求，工艺过程中许多中间工序的尺寸中许多中间工序的尺寸、公差，必须在设计公差，必须在设计工艺规程中予以确定。工艺规程中予以确定。一、引用法一、引用法直接引用零件图上的设计尺寸和公差作为工序尺直接引用零件图上的设计尺寸和公差作为工序尺寸及其公差就是引用法寸及其公差就是引用法应用条件：应用条件：u应用于表面最后的加工工序应用于表面最后的加工工序u工序基准和设计基准重合工序基准和设计基准重合二余量法二余量法利用余量确定工序的基本尺寸，在从经济精度的角度利用余量确定工序的基本尺寸，在从经济精度的角度来

50、确定其公差就叫余量法来确定其公差就叫余量法应用条件：工艺基准和设计基准重合应用条件：工艺基准和设计基准重合方法：由零件图零件的设计尺寸，依次从后往方法：由零件图零件的设计尺寸，依次从后往前推算即后一道工序的基本尺寸加前推算即后一道工序的基本尺寸加 上或减去该工序的余量就是前一道工序的上或减去该工序的余量就是前一道工序的基本尺寸基本尺寸 具体步骤：具体步骤：确定毛坯的总余量和工序余量确定毛坯的总余量和工序余量确定工序公差确定工序公差求各工序的工序尺寸求各工序的工序尺寸标注工序尺寸公差标注工序尺寸公差 三尺寸链法三尺寸链法 1尺寸链的定义尺寸链的定义 尺寸链：尺寸链： 在工件加工和机器装配过程中，

51、由相互在工件加工和机器装配过程中，由相互联系的并按一定顺序排列的尺寸形成的封闭尺寸联系的并按一定顺序排列的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。组，称为尺寸链。514b 环：环：组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。寸链的环。 封闭环：封闭环：尺寸链中凡属间接得到的尺寸尺寸链中凡属间接得到的尺寸称为封闭环称为封闭环，在图，在图514b所示尺寸链中，所示尺寸链中， 是间接得到的尺寸，它就是图是间接得到的尺寸，它就是图514b所示尺所示尺寸链的封闭环。寸链的封闭环。0a 组成环：组成环：尺寸链中凡属通过加工直尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸称为组成环接得到的尺寸称为组

52、成环，图，图514b所所示尺寸链中示尺寸链中 与与 都是通过加工直接都是通过加工直接得到的尺寸得到的尺寸,它们都是图它们都是图514b所示尺所示尺寸链的组成环。组成环按其对封闭环的寸链的组成环。组成环按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。影响又可分为增环和减环。 增环：增环：当其他组成环的大小不变，当其他组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则此组成环就称为增环；则此组成环就称为增环； 1a2a！ 减环：减环：若封闭环随着某组成环的增大若封闭环随着某组成环的增大而减小，则此组成环就称为减环而减小，则此组成环就称为减环；在图；在图514b所示尺寸链

53、中，所示尺寸链中， 是增环，是增环， 是减环。是减环。 尺寸链具有尺寸链具有封闭性封闭性和和关联性关联性 尺寸链图的画法：尺寸链图的画法： 1）首先根据工艺过程，找出间接保证）首先根据工艺过程，找出间接保证的尺寸的尺寸 ，作为封闭环；，作为封闭环； 2）从封闭环两端出发，按照工件表面）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺寸联系，一次画出直接获得的尺寸间的尺寸联系，一次画出直接获得的尺寸 形成一封闭图形。形成一封闭图形。1a2a1a2a0a！2尺寸链的分类尺寸链的分类尺尺 寸寸 链链 直线尺寸链：由彼此平行的直线尺寸直线尺寸链：由彼此平行的直线尺寸 组成组成 平面尺寸链：由位于一个或几个平行平面

54、尺寸链：由位于一个或几个平行 平面内但相互不都平行平面内但相互不都平行 的尺寸组成的尺寸组成空间尺寸链：由位于几个不平行平面空间尺寸链：由位于几个不平行平面 内的尺寸组成内的尺寸组成 由于最常见的是直线尺寸链，而且平面由于最常见的是直线尺寸链，而且平面尺寸链和空间尺寸链都可以通过坐标投影方尺寸链和空间尺寸链都可以通过坐标投影方法转换为直线尺寸链求解。法转换为直线尺寸链求解。 3尺寸链计算形式尺寸链计算形式尺寸链尺寸链计算计算 正计算正计算 反计算反计算 中间计算中间计算 正计算：正计算：已知组成环尺寸、公已知组成环尺寸、公差求封闭环尺寸、公差差求封闭环尺寸、公差 反计算：反计算：已知封闭环尺寸

55、、公已知封闭环尺寸、公差反求各组成环尺寸、公差差反求各组成环尺寸、公差 中间计算：中间计算：已知封闭环及部分已知封闭环及部分组成环的尺寸、公差，求其余的一个组成环的尺寸、公差，求其余的一个或几个组成环尺寸、公差或几个组成环尺寸、公差尺寸尺寸链计链计算算 用极值法解尺寸链：用极值法解尺寸链：是按尺寸链是按尺寸链各环均处于极值条件来分析计算封各环均处于极值条件来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的 用统计法解尺寸链：用统计法解尺寸链：是运用概率是运用概率论理论来分析计算封闭环尺寸与组论理论来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的成环尺寸之间关系的 4用极值法解算

56、直线尺寸链基本计算用极值法解算直线尺寸链基本计算公式公式 机械制造中的尺寸公差通常用基本尺寸机械制造中的尺寸公差通常用基本尺寸（a）、上偏差（）、上偏差（es）、下偏差（）、下偏差（ei）表）表示，可以用最大极限尺寸（示，可以用最大极限尺寸（ ）与最小极）与最小极限尺寸（限尺寸（ ）或基本尺寸（）或基本尺寸（a）、中间偏）、中间偏差（差（）与公差（）与公差（t）表示。用极值法解算尺）表示。用极值法解算尺寸链的计算公式主要有：寸链的计算公式主要有： maxamina （1）封闭环基本尺寸）封闭环基本尺寸 n为所有尺寸链总数为所有尺寸链总数 i为所有增环的数目为所有增环的数目 n-1所有组成环的数

57、目所有组成环的数目分析上式可知，分析上式可知，封闭环基本尺寸封闭环基本尺寸 等于所等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。之和。a111nmjjmiiaaa(2)封闭环的最大极限尺寸封闭环的最大极限尺寸 封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸减去所有减环的最小极限尺寸极限尺寸减去所有减环的最小极限尺寸. 封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸减去所有减环的最大极限尺寸极限尺寸减去所有减环的最大极限尺寸. (3)封闭环的上偏差封闭环的上偏差 和下偏差和下偏差

58、 封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差减封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差减去所有减环的下偏差去所有减环的下偏差 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差减去封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差减去所有减环的上偏差所有减环的上偏差(4)封闭环的公差封闭环的公差 封闭环的公差等于所有组成环的公差之和封闭环的公差等于所有组成环的公差之和esaeia5 计算实例计算实例计算步骤计算步骤: 确定封闭环确定封闭环 建立工艺尺寸链建立工艺尺寸链,画出尺寸链图画出尺寸链图 带入公式带入公式 验证精加工余量是否合适验证精加工余量是否合适 1测量基准与设计基准不重合时工序测量基准与设计基准不重合时工序尺寸公差的计算尺寸公

59、差的计算2定位基准与设计基准不重合时工序尺寸公定位基准与设计基准不重合时工序尺寸公差的计算差的计算 第八节第八节 机床设备与工艺装备的选择机床设备与工艺装备的选择一一、机床的选择机床的选择 正确选择机床设备是一件很重要的工正确选择机床设备是一件很重要的工作，它不但直接影响工件的加工质量，而且作，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。还影响工件的加工效率和制造成本。u机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应;u机床精度等级应与本工序加工要求相适应机床精度等级应与本工序加工要求相适应;u电动机功率应与本工序加工所需功率相适应电

60、动机功率应与本工序加工所需功率相适应;u机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应类型相适应. 选用机床设备应立足于国内，必须进口选用机床设备应立足于国内，必须进口的机床设备，须经充分论证，严格履行审批的机床设备，须经充分论证，严格履行审批手续。手续。 如果工件尺寸太大（或太小）或工件的如果工件尺寸太大（或太小）或工件的加工精度要求过高，没有现成的机床设备可加工精度要求过高，没有现成的机床设备可供选择时，可以考虑采用自制专用机床。可供选择时，可以考虑采用自制专用机床。可根据工序加工要求提出专用机床的设计任务根据工序加工要求提出专用机床的设计任