机械制造技术基础B 第五章 第二、三、四节

1、 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 第五节第五节 工艺尺寸链工艺尺寸链 第六节第六节 装配工艺规程设计装配工艺规程设计 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 本节内容本节内容 一、分析和审查产品的装配图和零件图一、分析和审查产品的装配图和零件图 二、衡量机械零件结构工艺性的原则及实例二、衡量机械零件结构工艺性的原则及实例 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 熟悉产品的用途、性能及工作条件；熟悉产品的用途、性能及工作条件； 明确被加工

2、零件在产品中的位置和作用；明确被加工零件在产品中的位置和作用； 了解各项技术要求的作用，分析关键的技术要求；了解各项技术要求的作用，分析关键的技术要求； 审查图纸的完整性和正确性；审查图纸的完整性和正确性； 初步分析产品的装配和零件的结构工艺性。初步分析产品的装配和零件的结构工艺性。 一、分析和审查产品的装配图和零件图一、分析和审查产品的装配图和零件图 要制定合理的零件加工工艺规程，必须做好下列工作。要制定合理的零件加工工艺规程，必须做好下列工作。 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 二、衡量机械零件结构工艺性的原则及实例二、衡量机械零件结构工艺性的原则及实例 零件结构工艺性零件结

3、构工艺性 是指在满足使用要求的前提下，在现有技是指在满足使用要求的前提下，在现有技术水平和资源约束下，制造该零件的可靠性和经济性。术水平和资源约束下，制造该零件的可靠性和经济性。 进行零件工艺分析的主要内容是进行零件工艺分析的主要内容是“审核零件的结构工艺性审核零件的结构工艺性” 衡量机械产品的结构工艺性应考虑的因素衡量机械产品的结构工艺性应考虑的因素 1 1）零件的总数及通用性零件的数量；零件的总数及通用性零件的数量； 2 2）机械零件的平均精度；机械零件的平均精度； 3 3）材料的种类及需求量；材料的种类及需求量； 4 4）机械零件各种制造方法的比例。机械零件各种制造方法的比例。 第二节第

4、二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 零件结构工艺性的分析举例零件结构工艺性的分析举例孔离箱壁太近，不便钻孔孔离箱壁太近，不便钻孔螺孔根部无退刀槽，易打刀螺孔根部无退刀槽，易打刀键槽底部无退刀槽，易打刀键槽底部无退刀槽，易打刀 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 键槽与孔发生工艺干涉键槽与孔发生工艺干涉无退刀槽，小齿轮无法加工无退刀槽，小齿轮无法加工无退刀槽，砂轮不能清根无退刀槽，砂轮不能清根斜面上钻孔，钻头易引偏斜面上钻孔，钻头易引偏 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 磨锥面时易损伤圆柱面磨锥面时易损伤圆柱面加工面在箱体内，不便调刀加工面在箱体内，不便调刀加工面不

5、等高，需两次调刀加工加工面不等高，需两次调刀加工三个退刀槽不等宽三个退刀槽不等宽 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 孔出口遇阶梯面，易折断钻头孔出口遇阶梯面，易折断钻头加工表面大，加工时间长加工表面大，加工时间长同一面的螺孔直径不一样同一面的螺孔直径不一样外圆需两次装夹加工外圆需两次装夹加工 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 基准基准 A A面太小，定位不可靠面太小，定位不可靠两键槽不在同一方，需装夹两次两键槽不在同一方，需装夹两次基准面太小，定位不可靠基准面太小，定位不可靠增加附加基准增加附加基准 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 铣刀直径太小，且大

6、小不同铣刀直径太小，且大小不同孔过深，加工时间长孔过深，加工时间长 第二节第二节 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 本节内容本节内容 一、粗基准的选择一、粗基准的选择 二二、精基准的选择、精基准的选择 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准及其分类定位基准及其分类 定位基准定位基准 是指确定工件相对刀具正确位置的是指确定工件相对刀具正确位置的工件表面工件表面。 粗粗基准基准 加工第一道工序时，以毛坯上未加工的表面为定位加工第一道工序时，以毛坯上未加工的表面为定位基准，此基准称为粗基准。基准，此基准称为粗基准。 精精基准基准 以已加工的表

7、面为加工工序定位基准，称为精基准。以已加工的表面为加工工序定位基准，称为精基准。 辅助辅助基面基面 当工件上没有合适的定位基准时，需要在工件上当工件上没有合适的定位基准时，需要在工件上专门设置或加工出一定位基面，这种基面称为辅助基面。专门设置或加工出一定位基面，这种基面称为辅助基面。 制定零件加工工艺规程时，首先考虑选择精基准加工各个主制定零件加工工艺规程时，首先考虑选择精基准加工各个主要表面，然后再考虑选择粗基准加工精基准。要表面，然后再考虑选择粗基准加工精基准。 1. 1. 粗基准的选择及其原则粗基准的选择及其原则 以毛坯镗孔为例分析粗基以毛坯镗孔为例分析粗基准选择对加工的影响。准选择对加

8、工的影响。 b图，以内孔为粗基准用四爪卡盘夹持镗孔图，以内孔为粗基准用四爪卡盘夹持镗孔 孔的余量均匀，孔的余量均匀，但加工后内孔与外圆不同轴，且壁厚不均匀。但加工后内孔与外圆不同轴，且壁厚不均匀。 a图，以外圆为粗基准用三爪卡盘夹持镗孔图，以外圆为粗基准用三爪卡盘夹持镗孔 孔的余量不均孔的余量不均匀，但是加工后工件的内孔与外圆同轴，且壁厚均匀。匀，但是加工后工件的内孔与外圆同轴，且壁厚均匀。 粗基准的选择是否合适，会影响加工面与不加工面的相互位粗基准的选择是否合适，会影响加工面与不加工面的相互位置，或影响加工余量的分配。置，或影响加工余量的分配。 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （

9、1 1）保护相互位置要求的原则）保护相互位置要求的原则 如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，应以不加工面作为粗基准。以不加工面作为粗基准。 要求壁厚均匀，要求壁厚均匀，应以外圆为粗基准应以外圆为粗基准 钻钻22H922H9孔时应选择孔时应选择4040外圆作外圆作为粗基准为粗基准 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （2 2）保证加工表面加工余量合理分配的原则）保证加工表面加工余量合理分配的原则 如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。面的

10、毛坯面为粗基准。 床身导轨面加工，要求有均匀的金相组床身导轨面加工，要求有均匀的金相组织和较高耐磨性，希望去除的余量小而且织和较高耐磨性，希望去除的余量小而且均匀，则应以导轨面为粗基准。均匀，则应以导轨面为粗基准。 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （3 3）便于工件装夹的原则）便于工件装夹的原则 要保证定位准确，夹紧可靠，选用的粗基准应尽可能平整、要保证定位准确，夹紧可靠，选用的粗基准应尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸。光洁和有足够大的尺寸。 加工连杆大头孔加工连杆大头孔时，以大头外圆为时，以大头外圆为粗基准定位。粗基准定位。 以小头外圆为定位以小头外圆为定位基准和夹紧面、基准和夹

11、紧面、 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （4 4）粗基准不重复使用的原则）粗基准不重复使用的原则 如图，法兰件加工，若如图，法兰件加工，若外端外端面面、16H7孔和孔和37孔孔都是以都是以3030外圆粗定位加工外圆粗定位加工，则，则1616孔孔中心线与中心线与37孔中心线的位置孔中心线的位置必然有较大偏心。必然有较大偏心。注意注意 上述四个原则不能同时兼顾时，应以解决主要问题为主。上述四个原则不能同时兼顾时，应以解决主要问题为主。 加工加工3 37 7孔时，应孔时，应该选择以该选择以1616为精基准。为精基准。 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 2. 2. 精基准的选择及

12、其原则精基准的选择及其原则 选择精基准时主要考虑：选择精基准时主要考虑：如何实现设计要求，实现装夹准确、如何实现设计要求，实现装夹准确、可靠、方便。可靠、方便。 （1 1）基准重合原则）基准重合原则 尽可能选择被加工表面的设计基准为加工精基准。尽可能选择被加工表面的设计基准为加工精基准。 尽可能以某一个精基准定位，加工大多数（或所有）其它表尽可能以某一个精基准定位，加工大多数（或所有）其它表面，以简化夹具设计和减少工件翻转次数。面，以简化夹具设计和减少工件翻转次数。 （2 2）统一基准原则）统一基准原则 注意：注意：统一基准也会影响基准不重合，要根据具体情况分析，统一基准也会影响基准不重合，要

13、根据具体情况分析，在满足设计要求的前提下，选择精基准。在满足设计要求的前提下，选择精基准。 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （3 3）互为基准原则）互为基准原则 某些位置要求很高的表面，常采用互为基准反复加工，来达某些位置要求很高的表面，常采用互为基准反复加工，来达到位置精度。到位置精度。 例如例如 机床主轴的前后支承轴颈与前锥孔有严格的同轴度要求，机床主轴的前后支承轴颈与前锥孔有严格的同轴度要求，为达到这一要求，加工中一般都遵循互为基准的原则。为达到这一要求，加工中一般都遵循互为基准的原则。 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （4 4）自为基准原则）自为基准原则 指在减

14、小表面粗糙度，保证加工余量均匀的工序中，常以加指在减小表面粗糙度，保证加工余量均匀的工序中，常以加工面本身为基准进行加工。工面本身为基准进行加工。如如 铰孔、拉孔、珩磨。铰孔、拉孔、珩磨。 例如例如：磨削床身导轨面时，磨削床身导轨面时，常采用固定在磨头上的百分常采用固定在磨头上的百分表找正工件上的导轨面。调表找正工件上的导轨面。调整工件下的楔铁，使百分表整工件下的楔铁，使百分表的指针对中。的指针对中。即以被磨导轨即以被磨导轨面自身为基准进行加工。面自身为基准进行加工。百分表百分表调整用楔铁调整用楔铁工件工件 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （5 5）便于装夹原则）便于装夹原则 所选

15、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。操作方便。 注意：注意：精基准选择的五条原则中，前四条都有其各自的应用精基准选择的五条原则中，前四条都有其各自的应用条件，但便于装夹的原则是始终不能违反的。条件，但便于装夹的原则是始终不能违反的。 钻轴套零件钻轴套零件6H96H9孔，孔，以内孔为主要精基准。以内孔为主要精基准。 第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 本节内容本节内容 一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择 二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分 三、组织工序三、组织工序 四、工序顺序的安排四、工序顺序的安

16、排 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择 表面加工方法选择的原则表面加工方法选择的原则 在保证加工质量的前提下，应该同时满足生产率和经济性的在保证加工质量的前提下，应该同时满足生产率和经济性的要求。要求。 （1 1）加工方法的经济精度及表面粗造度）加工方法的经济精度及表面粗造度 加工经济精度加工经济精度 是指在正常加工条件下，即加工装备、工艺是指在正常加工条件下，即加工装备、工艺装备和技术工人均符合要求，所能保证的加工精度。装备和技术工人均符合要求，所能保证的加工精度。 选择加工表面应考虑的因素选择加工表面应考虑的因素 零件表

17、面加工误差和其加工成本成反比关系。即加工精度零件表面加工误差和其加工成本成反比关系。即加工精度越高，加工成本越高，故精度应有一定的极限。越高，加工成本越高，故精度应有一定的极限。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 从加工误差与加工成本关系曲线得知：从加工误差与加工成本关系曲线得知：加工方法在加工方法在A点的左点的左侧和侧和B点的右侧应用都是不经济的。点的右侧应用都是不经济的。成本成本误差误差 生产中加工精度的高低，常采用可控加工误差的大小来表示。生产中加工精度的高低，常采用可控加工误差的大小来表示。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 第四节第

18、四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 （3 3）加工方法的选择步骤）加工方法的选择步骤 首先确定零件主要表面的最终加工方法。然后再选择其首先确定零件主要表面的最终加工方法。然后再选择其前面预备工序的加工方法和顺序。前面预备工序的加工方法和顺序。 提出几个加工方案，根据零件加工表面的结构特点和产提出几个加工方案，根据零件加工表面的结构特点和产量，再决定采用何种方案。量，再决定采用何种方案。 主要表面的加工方法选定后，再选定各次要表面的加工主要表面的加工方法选定后，再选定各次要表面的加工方法。方法。 （2 2）加工表面的技术要求、定位基准的要求）加工表面的技术要求、定位基准的要求 表

19、面的技术要求是决定表面加工方法的首要因素。表面的技术要求是决定表面加工方法的首要因素。 （5 5）生产类型）生产类型 考虑生产率和经济性，来配置机床和采用先进的加工方法。考虑生产率和经济性，来配置机床和采用先进的加工方法。 （6 6）零件结构、加工表面的特点和材料性质等因素）零件结构、加工表面的特点和材料性质等因素 根据零件的结构考虑加工方法，根据材料考虑热处理方式。根据零件的结构考虑加工方法，根据材料考虑热处理方式。 （4 4）采取工艺措施保证加工表面的位置精度）采取工艺措施保证加工表面的位置精度 尽量对工件一次装夹，来保证有位置度要求的内外表面。尽量对工件一次装夹，来保证有位置度要求的内外

20、表面。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 （4 4）光整加工阶段）光整加工阶段 主要是提高零件的尺寸精度和形状精度，主要是提高零件的尺寸精度和形状精度，降低表面粗造度值。降低表面粗造度值。二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分 （1 1）粗加工阶段）粗加工阶段 主要满足切除加工表面的大部分多余金属主要满足切除加工表面的大部分多余金属层。加工精度层。加工精度IT12。 （2 2）半精加工阶段）半精加工阶段 主要是消除工件主要表面粗加工后留下主要是消除工件主要表面粗加工后留下的误差。精度可达的误差。精度可达IT10IT12，粗造度为，粗造度为Ra6.33.2m。 （3 3）

21、精加工阶段）精加工阶段 主要是保证各主要表面达到图纸规定的质主要是保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。精度可达量要求。精度可达IT7IT19，粗造度为，粗造度为Ra1.60.4m。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 划分加工阶段的必要性划分加工阶段的必要性 （1 1）保证加工质量）保证加工质量 减小切削力和切削热对加工精度的影响。减小切削力和切削热对加工精度的影响。 （2 2）合理使用机床设备）合理使用机床设备 充分发挥机床的效能，利于长期保充分发挥机床的效能，利于长期保持机床的精度。持机床的精度。 （3 3）粗、精加工分开）粗、精加工分开 便于及时发挥毛坯的缺陷，

22、及时修补便于及时发挥毛坯的缺陷，及时修补或报废。或报废。 （4 4）表面精加工安排在最后）表面精加工安排在最后 可避免或减少在夹紧和运输过可避免或减少在夹紧和运输过程中损伤已精加工过的表面。程中损伤已精加工过的表面。 加工阶段的划分，要根据加工件的大小、加工内容和机床性加工阶段的划分，要根据加工件的大小、加工内容和机床性能灵活确定。能灵活确定。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 三、组织工序三、组织工序 组织工序组织工序 根据选定的加工方法和划分的加工阶段，来确定根据选定的加工方法和划分的加工阶段，来确定零件的加工工序数目和内容。零件的加工工序数目和内容。 组织工序的

23、两种原则组织工序的两种原则 工序集中工序集中 在每道工序中安排的加工内容多，零件的加工在每道工序中安排的加工内容多，零件的加工集中在少数几道工序里完成，工艺路线短，工序少。集中在少数几道工序里完成，工艺路线短，工序少。 工序分散工序分散 在每道工序中所安排的加工内容少，一个零件在每道工序中所安排的加工内容少，一个零件的加工分散在很多工序里完成，工艺路线长，工序多。的加工分散在很多工序里完成，工艺路线长，工序多。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 1. 1. 工序集中的特点工序集中的特点 （1 1）采用高效率专用加工装备和工艺装备）采用高效率专用加工装备和工艺装备 减少

24、机床数量和减少机床数量和工件的搬运量。工件的搬运量。 （2 2）减少工件的装夹次数）减少工件的装夹次数 工件一次装夹可加工多个表面，工件一次装夹可加工多个表面，保证加工表面间的位置精度。保证加工表面间的位置精度。 （3 3）减少工序数目）减少工序数目 简化生产计划和组织工作。简化生产计划和组织工作。 （4 4）专用装备和工艺装备较复杂）专用装备和工艺装备较复杂 生产准备周期长，装备的生产准备周期长，装备的柔性较差。柔性较差。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 2. 2. 工序分散的特点工序分散的特点 （1 1）加工和工艺装备比较简单）加工和工艺装备比较简单 调整比较容

25、易。调整比较容易。 （2 2）工艺路线长）工艺路线长 需要的设备和工人数量多。需要的设备和工人数量多。 （3 3）可按工序要求采用最合理的切削用量）可按工序要求采用最合理的切削用量 （4 4）加工装备和工艺装备可简化）加工装备和工艺装备可简化 容易变换产品。容易变换产品。 拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度取决于生产类型、拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度取决于生产类型、零件的结构特点及技术要求。零件的结构特点及技术要求。 现代的生产大多趋向于采用工序集中。现代的生产大多趋向于采用工序集中。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 四、工序顺序的安排四、工序顺序的安排

26、1. 1. 机械加工工序的安排机械加工工序的安排 零件机械加工工序的安排原则零件机械加工工序的安排原则 （1 1）先基准面，后其他面。先基准面，后其他面。 （2 2）先主要表面，后次要表面。先主要表面，后次要表面。 （3 3）先平面，后圆孔。先平面，后圆孔。 （4 4）先粗加工，后精加工。先粗加工，后精加工。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 2. 2. 热处理工序的安排热处理工序的安排 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 1）预备热处理）预备热处理 用于改善工件材料的切削性能、消除毛坯用于改善工件材

27、料的切削性能、消除毛坯制造的内应力。制造的内应力。包括粗加工之前的退火与正火，粗加工以后的调包括粗加工之前的退火与正火，粗加工以后的调质处理。质处理。 （2 2）最终热处理）最终热处理 用于提高材料的强度、表面硬度和耐磨性。用于提高材料的强度、表面硬度和耐磨性。包括半精加工以后和磨削之前的调质、淬火、渗碳淬火。包括半精加工以后和磨削之前的调质、淬火、渗碳淬火。 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 （3 3）时效处理）时效处理 用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。力。包括粗加工以后的一次包括粗加工以后的一次时效时效处理，半精加工以后的