第5章 机械加工过程与工艺规程

1、 基本概念基本概念5.1机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程概述5.2零件图的研究和工艺分析零件图的研究和工艺分析 5.3毛坯的选择毛坯的选择 5.4工艺路线的拟订工艺路线的拟订 5.6定位基准的选择定位基准的选择 5.5工序内容的设计工序内容的设计 5.7机械加工生产率和技术经济分析机械加工生产率和技术经济分析5.8生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程 生产纲领和生产类型生产纲领和生产类型 生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程 1生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程 (1)生产过程 指把原材料转变为成品的全过程。 机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保机械工厂的生产过程一般包括原材料的验

2、收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。热处理），产品装配，检验以及涂装等。 指改变生产对象的形状、尺寸、相对位指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。它是生产过程的一部分。工艺过程可程。它是生产过程的一部分。工艺过程可分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配等工艺过程。等工艺过程。 (2)工艺过程 组成机械加工工艺过程的基本单元是工组成机械加工工艺过程的基本单元是工序，工序又由安装、工位、工步和走刀

3、等序，工序又由安装、工位、工步和走刀等组成。组成。 一个或一组工人，在一个工作地点对一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程，称之为工序。完成的那部分工艺过程，称之为工序。 由定义可知，判别是否为同一工序的由定义可知，判别是否为同一工序的主要依据是工作地点是否变动和加工是否主要依据是工作地点是否变动和加工是否连续。连续。 （1）工序）工序 生产规模不同、加工条件不同，其生产规模不同、加工条件不同，其工艺过程及工序的划分也不同。工艺过程及工序的划分也不同。 图图5-1所示阶梯轴零件图，表所示阶梯轴零件图，表5-1

4、为单件小批量的工序安排为单件小批量的工序安排；表；表5-2为中大批量的工序安排。为中大批量的工序安排。 （2）安装安装 在加工前,应先使工件在机床上或夹具中占有正确的位置，这一过程称为定位定位；工件定位后，将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。夹紧。 工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。 一道工序中，工件可能被安装一次或多次。（3）工位工位 为了完成一定的工序内容，一次安装为了完成一定的工序内容，一次安装工件后，工件与夹具或设备的可动部分一工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每起相对刀具或

5、设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。一个位置称为工位。 为减少由于多次安装带来为减少由于多次安装带来的误差和时间损失，加工中常的误差和时间损失，加工中常采用回转工作台、回转夹具或采用回转工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次安装移动夹具，使工件在一次安装中，先后处于几个不同的位置中，先后处于几个不同的位置进行加工，称为多工位加工。进行加工，称为多工位加工。 （4）工步工步 工序又可分成若干工步。加工表面不工序又可分成若干工步。加工表面不变、切削刀具不变、切削用量中的进给量变、切削刀具不变、切削用量中的进给量和切削速度基本保持不变的情况下所连续和切削速度基本保持不变的情况下所连续完成的那

6、部分工序内容，称为工步。完成的那部分工序内容，称为工步。 以上三个不变因素中只要有一个因素以上三个不变因素中只要有一个因素改变，即成为新的工步，一道工序包括一改变，即成为新的工步，一道工序包括一个或几个工步。个或几个工步。 为提高生产率，常将几个待加工表面为提高生产率，常将几个待加工表面用几把刀具同时加工，这种由刀具合并用几把刀具同时加工，这种由刀具合并起来的工步，称为复合工步，如图起来的工步，称为复合工步，如图5-3所所示。示。 （5）走刀）走刀 在一个工步中，若需切去的金属层很在一个工步中，若需切去的金属层很厚，则可分为几次切削，每一次切削称为厚，则可分为几次切削，每一次切削称为一次走刀，

7、一个工步可以包括一次或几次一次走刀，一个工步可以包括一次或几次走刀。走刀。 图图5-4为阶梯轴同一工步的不同走刀为阶梯轴同一工步的不同走刀的示意图，在加工直径的示意图，在加工直径80直径时为一直径时为一个工步走刀一次，在此之后加工个工步走刀一次，在此之后加工60时时分走刀两次完成第二个工步。分走刀两次完成第二个工步。 1.生产纲领生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期通常为产品产量和进度计划。计划期通常为1年，年，所以生产纲领也称为年产量。所以生产纲领也称为年产量。 生产纲领按下列公式计算：生产纲领按下列公式计算： 2.生产类

8、型生产类型 生产类型是指企业生产专业化程度生产类型是指企业生产专业化程度的分类。人们按照产品的生产纲领、投的分类。人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量，可将生产分为单件生产、入生产的批量，可将生产分为单件生产、大量生产和批量生产三种类型。大量生产和批量生产三种类型。（1）单件生产）单件生产（2）大量生产）大量生产（3）批量批量生产生产5.2.2机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用5.2.3机械加工工艺规程的类型机械加工工艺规程的类型5.2.5制订工艺规程的步骤制订工艺规程的步骤 机械加工工艺规程是将产品或零部件机械加工工艺规程是将产品或零部件的制造工艺过程和操作方法按一定格式固的制造

9、工艺过程和操作方法按一定格式固定下来的技术文件。它是在具体生产条件定下来的技术文件。它是在具体生产条件下，本着最合理、最经济的原则编制而成下，本着最合理、最经济的原则编制而成的法规性文件，经审批后用来指导生产。的法规性文件，经审批后用来指导生产。 机械加工工艺规程包括零件加工工艺机械加工工艺规程包括零件加工工艺流程、加工工序内容、切削用量、采用设流程、加工工序内容、切削用量、采用设备及工艺装备、工时定额等。备及工艺装备、工时定额等。1组织和管理生产的基本依据组织和管理生产的基本依据2指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件3新建和扩建工厂的原始资料新建和扩建工厂的原始资料4进行技术交流、开

10、展技术革新的基本资进行技术交流、开展技术革新的基本资料料5.2.2机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用5.2.35.2.3机械加工工艺规程的类型机械加工工艺规程的类型根据原机械电子工业部指导性技术文件根据原机械电子工业部指导性技术文件JB/Z338.5工艺管理导则工艺管理导则 工艺规程设计工艺规程设计中规定，工艺规程的类型有：中规定，工艺规程的类型有：（1）专用工艺规程）专用工艺规程 针对每一个产品和零针对每一个产品和零件所设计的工艺规程；件所设计的工艺规程；（2）通用工艺规程。）通用工艺规程。 机械加工工艺规程：机械加工工艺规程：（1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片 ；（

11、2）机械加工工序卡片；）机械加工工序卡片；（3）标准零件或典型零件工艺过程卡片；）标准零件或典型零件工艺过程卡片；（4）单轴自动车床调整卡片；）单轴自动车床调整卡片；（5）多轴自动车床调整卡片；）多轴自动车床调整卡片；（6）机械加工工序操作指导卡片；）机械加工工序操作指导卡片；（7）检验卡片等。）检验卡片等。属于装配工艺规程：属于装配工艺规程：（1）工艺过程卡片；）工艺过程卡片；（2）工序卡片。）工序卡片。1制订工艺规程的原则制订工艺规程的原则(1)充分利用本企业现有的生产条件；充分利用本企业现有的生产条件；(2)可靠地加工出符合图纸要求的零件，保证产品可靠地加工出符合图纸要求的零件，保证产品

12、质量；质量；(3)保证良好的劳动条件，提高劳动生产率；保证良好的劳动条件，提高劳动生产率；(4)在保证产品质量的前提下，尽可能降低消耗、在保证产品质量的前提下，尽可能降低消耗、降低成本；降低成本；(5)尽可能采用国内外先进工艺技术。尽可能采用国内外先进工艺技术。2制订工艺规程的主要依据制订工艺规程的主要依据(1)产品的装配图和零件的工作图；产品的装配图和零件的工作图；(2)产品的生产纲领；产品的生产纲领；(3)本企业现有的生产条件，包括毛坯的生产条件本企业现有的生产条件，包括毛坯的生产条件或协作关系、工艺装备和专用设备及其制造能或协作关系、工艺装备和专用设备及其制造能力、工人的技术水平以及各种

13、工艺资料和标准力、工人的技术水平以及各种工艺资料和标准等；等；(4)产品验收的质量标准；产品验收的质量标准；(5)国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前国内外同类产品的新技术、新工艺及其发展前景等的相关信息。景等的相关信息。5.2.55.2.5制订工艺规程的步骤制订工艺规程的步骤（1）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型；生产纲领和生产类型；（2）分析零件工作图和产品装配图，进行零件结构工艺）分析零件工作图和产品装配图，进行零件结构工艺性分析；性分析；（3）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法；）确定毛坯，包括选择毛坯

14、类型及其制造方法；（4）选择定位基准或定位基面；）选择定位基准或定位基面；（5）拟定工艺路线；）拟定工艺路线；（6）确定各工序需用的设备及工艺装备；）确定各工序需用的设备及工艺装备；（7）确定工序余量、工序尺寸及其公差；）确定工序余量、工序尺寸及其公差；（8）确定各主要工序的技术要求及检验方法；）确定各主要工序的技术要求及检验方法；（9）确定各工序的切削用量和时间定额，并进行技术经）确定各工序的切削用量和时间定额，并进行技术经济分析，选择最佳工艺方案；济分析，选择最佳工艺方案；（10）填写工艺文件。）填写工艺文件。 5.2.65.2.6制定工艺规程时要解决的主要问题制定工艺规程时要解决的主要问

15、题制定工艺规程时，主要解决以下几个问题：制定工艺规程时，主要解决以下几个问题：(1)零件图的研究和工艺分析；零件图的研究和工艺分析；(2)毛坯的选择；毛坯的选择；(3)位基准的选择；位基准的选择；(4)工艺路线的拟订；工艺路线的拟订；(5) 工序内容的设计，包括机床设备及工艺装备工序内容的设计，包括机床设备及工艺装备的选择、加工余量和工序尺寸的确定、切削用的选择、加工余量和工序尺寸的确定、切削用量的确定、热处理工序的安排、工时定额的确量的确定、热处理工序的安排、工时定额的确定等。定等。5.3.3零件工艺分析应重点研究的几个问题零件工艺分析应重点研究的几个问题零件图的分析包括三项内容：零件图的分

16、析包括三项内容：（1）检查零件图的完整性和正确性）检查零件图的完整性和正确性;（2）分析零件材料选择是否恰当）分析零件材料选择是否恰当;（3）分析零件的技术要求）分析零件的技术要求。1.审查各项技术要求审查各项技术要求2.审查零件结构的工艺性审查零件结构的工艺性1主次表面的区分和主要表面的保证主次表面的区分和主要表面的保证 2重要技术条件分析重要技术条件分析 3零件图上表面位置尺寸的标注零件图上表面位置尺寸的标注 5.4.1毛坯的种类毛坯的种类5.4.2确定毛坯时应考虑的因素确定毛坯时应考虑的因素5.4.3确定毛坯时的几项工艺措施确定毛坯时的几项工艺措施。 选择毛坯，主要是确定毛坯的种类、选择

17、毛坯，主要是确定毛坯的种类、制造方法及其制造精度。制造方法及其制造精度。 毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，从而可以提高材料的利加工余量就越少，从而可以提高材料的利用率和生产效率，但这样往往会使毛坯制用率和生产效率，但这样往往会使毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备而造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备而增加毛坯的制造成本。增加毛坯的制造成本。所以选择毛坯时应从机械加工和毛坯制造所以选择毛坯时应从机械加工和毛坯制造两方面出发，综合考虑以求最佳经济效益两方面出发，综合考虑以求最佳经济效益 。 1铸件铸件 2锻件锻件3焊接件焊接件4冲压件冲压件5型材

18、型材6冷挤压件冷挤压件7粉末冶金件粉末冶金件在确定毛坯时应考虑以下因素：在确定毛坯时应考虑以下因素：1零件的材料及力学性能零件的材料及力学性能2零件的结构和尺寸零件的结构和尺寸 3生产类型生产类型 4现有生产条件现有生产条件 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 1.确定毛坯类型及成形方法时应考虑以下确定毛坯类型及成形方法时应考虑以下几个方面几个方面：（1）零件生产纲领的大小）零件生产纲领的大小;（2）生产类型）生产类型;（3）零件的结构形状与外形尺寸）零件的结构形状与外形尺寸;（4）现有生产条件）现有生产条件;（5）充分考虑利用新技术、新工艺和新材充分考虑利

19、用新技术、新工艺和新材料料。为便于安装，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。为便于安装，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。装配后需要形成同一工作表面的两个相关偶件装配后需要形成同一工作表面的两个相关偶件，为保证加工质量并使加工方便，常常将这些分，为保证加工质量并使加工方便，常常将这些分离零件先制作成一个整体毛坯，加工到一定阶段离零件先制作成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。后再切割分离。对于形状比较规则的小型零件，为便于安装和对于形状比较规则的小型零件，为便于安装和提高机械加工的生产率，可将多件合成一个毛坯提高机械加工的生产率，可将多件合成一个毛坯，加工到一定阶段后，再分离成单件。，加工到一定阶段后

20、，再分离成单件。5.5.1基准的概念及其分类基准的概念及其分类5.5.2定位基准的选择定位基准的选择 基准是指确定零件上某些点、线、面基准是指确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，或者说位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间几何关是用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面。系所依据的那些点、线、面。 按其作用的不同，基准可分为设计基按其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。准和工艺基准两大类。 1设计基准设计基准 设计基准是指零件设设计基准是指零件设计图上用来确定其他点、计图上用来确定其他点、线、面位置关系所采用的线、面位

21、置关系所采用的基准，它是标注设计尺寸基准，它是标注设计尺寸的起点。的起点。 如图5-5所示的钻套零件，轴心线OO是各外圆和内孔的设计基准，端面A是端面B、C的设计基准。 2工艺基准工艺基准 工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准是指在加工或装配过程中所使用的基准。（1）工序基准工序基准 在工序图上，用来确定本工序所加工表面加在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，即工序图上的基准。工后的尺寸、形状、位置的基准，即工序图上的基准。（2）定位基准定位基准 在加工时用作定位的基准。它是工件上与夹在加工时用作定位的基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线

22、、面。如图具定位元件直接接触的点、线、面。如图5-5所示，磨削所示，磨削钻套的外圆钻套的外圆40h6时，内孔时，内孔D就是定位基准。就是定位基准。（3）测量基准测量基准 在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准。如图用的基准。如图5-5所示钻套，用心棒定位内孔来测量钻所示钻套，用心棒定位内孔来测量钻套套40h6外圆的径向跳动及端面外圆的径向跳动及端面B的端面跳动时，内孔的端面跳动时，内孔D即为测量基准。即为测量基准。（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装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，如图位置所采用的基

23、准，如图5-5所示钻套，在安装时其外圆所示钻套，在安装时其外圆40h6及端面及端面B即为钻套的装配基准。即为钻套的装配基准。 选择定位基准时应符合两点要求：选择定位基准时应符合两点要求：各加工表面应有足够的加工余量，非加各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、位置符合设计要求；工表面的尺寸、位置符合设计要求；定位基面应有足够大的接触面积和分布定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受大的切削力，保证定面积，以保证能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。位稳定可靠。 定位基准定位基准1、粗基准、粗基准2、精基准、精基准采用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。采用经过加工的表面作为定位

24、基准。1精基准的选择精基准的选择 选择精基准应考虑如何保证加工精度和装选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹可靠方便，一般应遵循以下原则：夹可靠方便，一般应遵循以下原则：（1）基准重合原则）基准重合原则 ；（2）基准统一原则；）基准统一原则；（3）互为基准原则；）互为基准原则；（4）自为基准原则；）自为基准原则；（5）准确可靠原则。）准确可靠原则。（1）基准重合原则 应尽可能选择设计基准作为定位基准，这样可以避免基准不重合引起的误差。 如图5-6所示轴套上的45轴要求对25孔的轴线有圆柱度要求，在加工时应以25孔的轴线为定位基准来加工45轴外圆，以保证形状精度要求，此时符合基准重合原则。同理在

25、加工内螺纹的长度12和外圆60的宽度20时，应以右侧端面为定位基准符合基准重合原则。 应尽可能采用同一定位基准来加工工应尽可能采用同一定位基准来加工工件上的各表面。采用基准统一原则，可以件上的各表面。采用基准统一原则，可以简化工艺规程的制定、减少夹具数量、节简化工艺规程的制定、减少夹具数量、节约夹具设计和制造费用；同时由于减少了约夹具设计和制造费用；同时由于减少了基准的转换，更有利于保证各表面间的相基准的转换，更有利于保证各表面间的相互位置精度。互位置精度。 即加工工件上相互位置精度要求比即加工工件上相互位置精度要求比较高的两个表面时，可利用这两个表面较高的两个表面时，可利用这两个表面互相作为

26、基准反复进行加工，以保证位互相作为基准反复进行加工，以保证位置精度要求。例如图置精度要求。例如图5-7所示铣床主轴，所示铣床主轴，锥孔锥孔3对支承轴颈对支承轴颈1、2的要求很高，在加的要求很高，在加工过程中，以工过程中，以1、2为精基准联合定位加为精基准联合定位加工前端锥孔，然后以两锥孔联合定位精工前端锥孔，然后以两锥孔联合定位精加工两轴颈表面，再以加工精度较高的加工两轴颈表面，再以加工精度较高的轴颈表面为定位，加工锥孔。轴颈表面为定位，加工锥孔。 在精加工或光整加工中，要求加工余量小而在精加工或光整加工中，要求加工余量小而均匀，则加工时就应选择加工表面本身作为基准均匀，则加工时就应选择加工表

27、面本身作为基准，称为自为基准，而该表面与其他表面之间的位，称为自为基准，而该表面与其他表面之间的位置精度则由先行工序保证。图置精度则由先行工序保证。图5-8为机床导轨加为机床导轨加工的示意图，在最后一道工序中，导轨磨削时采工的示意图，在最后一道工序中，导轨磨削时采用的加工方法是以导轨自身为基准面通过调整床用的加工方法是以导轨自身为基准面通过调整床身底部，使刀具与导轨面的距离相同后，然后进身底部，使刀具与导轨面的距离相同后，然后进给加工，以实现精加工去除表面余量很小的目的给加工，以实现精加工去除表面余量很小的目的。即所选基准应保证工件定位准确、安即所选基准应保证工件定位准确、安装可靠；夹具设计简

28、单、操作方便。装可靠；夹具设计简单、操作方便。2 2粗基准的选择粗基准的选择（1）以不加工表面为粗基准；）以不加工表面为粗基准；（2）加工余量最小的原则；）加工余量最小的原则；（3）重要表面余量均匀原则；）重要表面余量均匀原则；（4）粗粗基只能有效使用一次的原则；）粗粗基只能有效使用一次的原则；（5）粗基准平整光洁、定位可靠的原则。）粗基准平整光洁、定位可靠的原则。 如果零件的多个表面需要加工，应选多个表如果零件的多个表面需要加工，应选多个表面中加工余量最小的作为粗基准。图面中加工余量最小的作为粗基准。图5-10为阶梯为阶梯轴毛坯的零件图，轴毛坯的零件图，180外圆要加工得到尺寸外圆要加工得到

29、尺寸100，另一端为外径是，另一端为外径是55，加工后直径，加工后直径50，在毛坯制造时，轴线不重合度是在毛坯制造时，轴线不重合度是3mm。若以。若以180外径为粗基准，加工外径为粗基准，加工55的外圆，摆动量为的外圆，摆动量为6，而，而55加工余量为加工余量为5，加工余量小，加工到，加工余量小，加工到50的余量不足；以的余量不足；以55的外圆为粗基准加工的外圆为粗基准加工180到到100，则余量足够，再以加工好的，则余量足够，再以加工好的100外圆加工细轴端余量也足够。外圆加工细轴端余量也足够。 在加工重要表面时，为保证重要表面在加工重要表面时，为保证重要表面的金相组织一致，耐磨性基本接近，

30、应以的金相组织一致，耐磨性基本接近，应以重要表面为粗基准。图重要表面为粗基准。图5-11为床身加工图为床身加工图，在粗基准的选择时，以床身导轨表面为，在粗基准的选择时，以床身导轨表面为粗基准加工底面，以便于下一步以加工好粗基准加工底面，以便于下一步以加工好的底面为定位加工导轨表面时，导轨表面的底面为定位加工导轨表面时，导轨表面在加工时去除的余量是均匀的，在使用时在加工时去除的余量是均匀的，在使用时因导轨表面的金相组织接近，其磨损量也因导轨表面的金相组织接近，其磨损量也会很接近，则提高了设备的使用寿命。会很接近，则提高了设备的使用寿命。 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯表因为粗基准本身都是未

31、经机械加工的毛坯表面，其精度和表面粗糙度都较差，如果重复使用面，其精度和表面粗糙度都较差，如果重复使用粗基准，则不能保证在两次装夹时工件与机床、粗基准，则不能保证在两次装夹时工件与机床、刀具的相对位置完全保持一致，因而使得两次装刀具的相对位置完全保持一致，因而使得两次装夹下加工出来的表面之间位置精度大大降低。夹下加工出来的表面之间位置精度大大降低。 粗基准选择时应当选的表面尽量平整、粗基准选择时应当选的表面尽量平整、光洁、无飞边、毛刺等。光洁、无飞边、毛刺等。 5.6.2加工阶段的划分加工阶段的划分5.6.3加工顺序的安加工顺序的安 5.6.4工序的集中与分散工序的集中与分散1.加工方法选择时

32、考虑的因素：加工方法选择时考虑的因素：（1）根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法和分几次加工。）根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法和分几次加工。（2）选择相应的能获得经济精度和经济粗糙度的加工方法。）选择相应的能获得经济精度和经济粗糙度的加工方法。（3）考虑工件材料的性质。）考虑工件材料的性质。（4）考虑工件的结构和尺寸。）考虑工件的结构和尺寸。（5）根据生产类型选择加工方法。）根据生产类型选择加工方法。（6）考虑本企业的现有设备情况和技术条件以及充分利用新工艺、）考虑本企业的现有设备情况和技术条件以及充分利用新工艺、新技术的可能性。新技术的可能性。（7）其他特殊要求。如工件表面纹路

33、要求、表面力学性能要求等。）其他特殊要求。如工件表面纹路要求、表面力学性能要求等。主要的加工阶段：主要的加工阶段：(1)粗加工阶段。粗加工阶段主要任务是切除毛坯粗加工阶段。粗加工阶段主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品。和尺寸上接近零件成品。(2)半精加工阶段。半精加工阶段。通常在热处理前进行，主要是通常在热处理前进行，主要是为一些重要表面的精加工做准备，及一些次要表为一些重要表面的精加工做准备，及一些次要表面的终结工序加工面的终结工序加工(如钻孔、攻丝，铣键槽等如钻孔、攻丝，铣键槽等)。对于重要表面，应保留

34、有一定的精加工余量，并对于重要表面，应保留有一定的精加工余量，并保证一定的加工精度。保证一定的加工精度。 (3)精加工阶段。全面达到图纸设计要求，精加工阶段。全面达到图纸设计要求，主要完成零件的形状精度要求、位置精度主要完成零件的形状精度要求、位置精度要求和精度较高表面的尺寸要求。要求和精度较高表面的尺寸要求。 (4)光整加工阶段。对于一些精度特别高光整加工阶段。对于一些精度特别高(主主要指尺寸精度和表面粗糙度要指尺寸精度和表面粗糙度)的加工表面，的加工表面，还需经过光整加工。该阶段以提高尺寸精还需经过光整加工。该阶段以提高尺寸精度、降低表面粗糙度为主，而几何形状精度、降低表面粗糙度为主，而几

35、何形状精度和位置精度应依靠前道工序保证。度和位置精度应依靠前道工序保证。1切削加工工序顺序的安排原则切削加工工序顺序的安排原则（1）基准先行；）基准先行； （2）先主后次；）先主后次； （3）先粗后精）先粗后精 ；（4）先面后孔。）先面后孔。 2热处理的安排热处理的安排（1）预备热处理）预备热处理 （退火、正火、调质退火、正火、调质）（2）最终热处理（）最终热处理（有淬火、回火及一些特有淬火、回火及一些特定的热处理方法如氮化、发蓝等定的热处理方法如氮化、发蓝等 ）（3）消除内应力热处理）消除内应力热处理 3辅助工序的安排辅助工序的安排 辅助工序包括工件的检验、去毛刺、辅助工序包括工件的检验、去

36、毛刺、清洗、去磁和防锈等。清洗、去磁和防锈等。 检验是最主要的辅助工序，它对保证产品质量有重检验是最主要的辅助工序，它对保证产品质量有重要的作用。要的作用。 检验工序应安排在：检验工序应安排在：（ 1）粗加工阶段结束后；）粗加工阶段结束后；（2）转换车间的前后，特别是进入热处理工序的前后；）转换车间的前后，特别是进入热处理工序的前后；（3）重要工序之前或加工工时较长的工序前后；）重要工序之前或加工工时较长的工序前后；（4）特种性能检验，如磁力探伤、密封性检验等之前；）特种性能检验，如磁力探伤、密封性检验等之前；（5）全部加工工序结束之后。）全部加工工序结束之后。1工序集中与工序分散的概念工序集

37、中与工序分散的概念 工序集中工序集中就是将工件的加工集中在少数几就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中又可分为采用技术措施集中的。工序集中又可分为采用技术措施集中的机械集中。机械集中。 工序分散工序分散则是将工件的加工分散在较多的则是将工件的加工分散在较多的工序内完成，每道工序的加工内容很少，工序内完成，每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工序只有一个工步。有时甚至每道工序只有一个工步。2 2工序集中的特点工序集中的特点便于一次安装完成多个表面加工。因为每道工便于一次安装完成多个表面加工。因为每道工序包含许多加工内容，需加

38、工多表面，若这些序包含许多加工内容，需加工多表面，若这些表面的定位基准符合统一基准原则，可以通过表面的定位基准符合统一基准原则，可以通过一次装夹一起完成；一次装夹一起完成；可以减少机床、操作工人的数量，从而节省车可以减少机床、操作工人的数量，从而节省车间面积、简化生产计划和生产组织工作；间面积、简化生产计划和生产组织工作；采用高效专用设备及工艺装备，以提高生产率采用高效专用设备及工艺装备，以提高生产率；投资较大，专用设备多，调整复杂，生产准备投资较大，专用设备多，调整复杂，生产准备量较大，更换产品困难。量较大，更换产品困难。3. 3. 工序分散的特点工序分散的特点机床设备及工装结构简单、便于调

39、整。由于每一机床设备及工装结构简单、便于调整。由于每一工序只需完成少量的加工内容，因此相应的设备工序只需完成少量的加工内容，因此相应的设备较简单，更新产品所需的调整工作量较小。较简单，更新产品所需的调整工作量较小。工人技术要求高。由于每一个工人需掌握该工序工人技术要求高。由于每一个工人需掌握该工序很多的加工内容及所需的技术，相对技术要求较很多的加工内容及所需的技术，相对技术要求较高。高。可以根据零件的实际尺寸选择合适的切削用量。可以根据零件的实际尺寸选择合适的切削用量。4 4工序集中与工序分散的选择工序集中与工序分散的选择 一般地，单件小批生产宜采用组织集中，一般地，单件小批生产宜采用组织集中

40、，以便简化生产组织工作；大批大量生产宜采用以便简化生产组织工作；大批大量生产宜采用较复杂的机械集中；结构简单的产品宜采用工较复杂的机械集中；结构简单的产品宜采用工序分散的原则；批量生产宜尽可能采用高效机序分散的原则；批量生产宜尽可能采用高效机床，使工序适当集中。重型零件为减少装卸运床，使工序适当集中。重型零件为减少装卸运输工作量工序应适当集中；而刚性较差且精度输工作量工序应适当集中；而刚性较差且精度高的精密工件则工序应适当分散。随着科学技高的精密工件则工序应适当分散。随着科学技术的不断进步及先进制造技术的向前发展，工术的不断进步及先进制造技术的向前发展，工序的发展趋势是倾向于工序集中。序的发展

41、趋势是倾向于工序集中。5.7工序内容的设计工序内容的设计5.7.1设备及工艺装备的选择设备及工艺装备的选择5.7.2加工余量的确定加工余量的确定5.7.3工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定5.7.15.7.1设备及工艺装备的选择设备及工艺装备的选择1设备的选择设备的选择确定了工序集中或工序分散的原则后，基确定了工序集中或工序分散的原则后，基本上也就确定了设备的类型。如采用工序集中本上也就确定了设备的类型。如采用工序集中，则宜选用高效自动加工设备；若采用工序分，则宜选用高效自动加工设备；若采用工序分散，则加工设备可较简单。此外，选择设备时散，则加工设备可较简单。此外，选择设备时还应考虑

42、以下因素：还应考虑以下因素：机床精度与工件精度相适应；机床精度与工件精度相适应；机床规格与工件的外形尺寸相适应；机床规格与工件的外形尺寸相适应；机床与现有加工条件相适应，如设备负荷的平机床与现有加工条件相适应，如设备负荷的平衡状况等。衡状况等。 2 2工艺装备的选择工艺装备的选择 （1）夹具的选择；）夹具的选择； （2）刀具的选择；）刀具的选择； （3）量具的选择。）量具的选择。 5.7.25.7.2加工余量的确定加工余量的确定1加工余量的基本概念加工余量的基本概念加工余量加工余量：机械加工时，从工件表面切：机械加工时，从工件表面切去的一层金属称为加工余量。去的一层金属称为加工余量。工序余量工

43、序余量：在一个工序中从工件表面切：在一个工序中从工件表面切去的一层金属厚度称为工序余量，它等去的一层金属厚度称为工序余量，它等于相邻两工序的工序尺寸之差。于相邻两工序的工序尺寸之差。 工序余量又可分为工序余量又可分为单边余量单边余量和和双边双边余量余量。平面加工余量为单边余量，等于。平面加工余量为单边余量，等于被切除的金属层厚度；而对于回转表面被切除的金属层厚度；而对于回转表面（如外圆、内孔等），加工余量是从直（如外圆、内孔等），加工余量是从直径上考虑的，称为双边余量径上考虑的，称为双边余量(对称余量对称余量)，等于实际切除的金属层的两倍等于实际切除的金属层的两倍 在毛坯制造和各工在毛坯制造和

44、各工序加工中，都不可避免序加工中，都不可避免地存在着误差，这就使地存在着误差，这就使得实际上的加工余量成得实际上的加工余量成为一个变动值，其变动为一个变动值，其变动范围范围(即余量的公差即余量的公差)等等于本道工序尺寸公差于本道工序尺寸公差Tb与上道工序尺寸公与上道工序尺寸公差差Ta之和。之和。 如图如图5-13所示，通常所指的工序余量是上所示，通常所指的工序余量是上道工序与本道工序基本尺寸之差，称为公称余道工序与本道工序基本尺寸之差，称为公称余量（量（Zb）。对于被包容面（轴）来说，上道工）。对于被包容面（轴）来说，上道工序最大工序尺寸与本道工序最小工序尺寸之差序最大工序尺寸与本道工序最小工

45、序尺寸之差为最大余量（为最大余量（Zmax），上道工序最小工序尺），上道工序最小工序尺寸与本道工序最大工序尺寸之差称为最小余量寸与本道工序最大工序尺寸之差称为最小余量（Zmin），对于包容表面（孔）则正相反。），对于包容表面（孔）则正相反。在工序尺寸的偏差标注时，一般采用在工序尺寸的偏差标注时，一般采用“入体原则入体原则”，对于包容面如图，对于包容面如图5-13所示。所示。2 2影响加工余量的因素影响加工余量的因素影响加工余量的因素比较复杂，其主要因影响加工余量的因素比较复杂，其主要因素分析如下：素分析如下：上道工序产生的表面粗糙度上道工序产生的表面粗糙度Rz和表面缺陷层深和表面缺陷层深度度H

46、a；上道工序的尺寸公差上道工序的尺寸公差Ta；上道工序所留空间位置误差上道工序所留空间位置误差a；本工序装夹误差本工序装夹误差b；由于空间位置误差和装夹误差都有方向性由于空间位置误差和装夹误差都有方向性，所以应采用矢量相加的方法。，所以应采用矢量相加的方法。工序余量的组成可用下式来表示：工序余量的组成可用下式来表示：3 3加工余量的确定加工余量的确定（1）查表法查表法 根据有关手册提供的加工余量数据根据有关手册提供的加工余量数据，并结合本厂生产实际情况加以修正后确定加，并结合本厂生产实际情况加以修正后确定加工余量。这是一种工厂广泛采用的方法。工余量。这是一种工厂广泛采用的方法。 （2）经验估计

47、法经验估计法 根据工艺人员本身积累的经验根据工艺人员本身积累的经验确定加工余量。确定加工余量。 （3）分析计算法分析计算法 根据理论公式和一定的试验资根据理论公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各因素进行分析、计算料，对影响加工余量的各因素进行分析、计算来确定加工余量来确定加工余量 5.7.35.7.3工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定1工艺尺寸链工艺尺寸链在零件加工或机器装配过程中，由在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。为尺寸链。根据使用场合尺寸链可分为：工根据使用场合尺寸链可分为：工艺尺寸链艺尺寸链 装配尺

48、寸装配尺寸 尺寸链也可以根据各尺寸的几何特尺寸链也可以根据各尺寸的几何特征或空间位置分为：征或空间位置分为： 直线尺寸链直线尺寸链 角度尺寸链角度尺寸链 平面尺寸链平面尺寸链 空间尺寸链空间尺寸链 如图如图5-14为直线尺寸链的示意图，在图纸为直线尺寸链的示意图，在图纸中只给定三个尺寸中只给定三个尺寸A1、A2、A0，于是就构成，于是就构成了了5-14(b)的尺寸链。在这个尺寸链中的尺寸链。在这个尺寸链中A3就被间就被间接地确定了，构成了一个封闭尺寸组，称为尺接地确定了，构成了一个封闭尺寸组，称为尺寸链。寸链。 2.2.工艺尺寸链的组成工艺尺寸链的组成组成尺寸链的每一尺寸称为组成尺寸链的每一尺

49、寸称为尺寸链尺寸链的环的环。每个尺寸按其在尺寸链中形成的。每个尺寸按其在尺寸链中形成的形式不同可分为形式不同可分为封闭环封闭环和和组成环组成环两种。两种。在零件加工中间接保证的或在机器装配在零件加工中间接保证的或在机器装配中最后形成的尺寸称为封闭环，封闭环中最后形成的尺寸称为封闭环，封闭环只有一个；尺寸链中除封闭环以外的环只有一个；尺寸链中除封闭环以外的环称为组成环。称为组成环。 在图在图5-15所示的尺寸链中，所示的尺寸链中，A1、A2、A3三个尺寸给定之后，其尺寸链也就三个尺寸给定之后，其尺寸链也就形成了，这个尺寸链与图形成了，这个尺寸链与图5-14(b)相似，相似，只不过尺寸的形成顺序有

50、所不同，而导只不过尺寸的形成顺序有所不同，而导致封闭环不同，图致封闭环不同，图5-15中封闭环为中封闭环为A。 根据对封闭环尺寸大小变化的影响，组成环可分为增环和减环。增环：凡该环变动(增大或减小)引起封闭环同向变动(增大或减小)的环称为增环。减环：凡该环变动(增大或减小)引起封闭环反向变动(减小或增大)的环称为减环。通常一个尺寸链由一个封闭环和至少两个组成环构成，其中可能只有增环或减环或两者都有。在绘出尺寸链图后，一种简单的判在绘出尺寸链图后，一种简单的判定封闭环的方法是：以逆时针方向从封定封闭环的方法是：以逆时针方向从封闭环开始依次环绕尺寸链画出相应的箭闭环开始依次环绕尺寸链画出相应的箭头

51、方向，再看箭头方向，与封闭环同向头方向，再看箭头方向，与封闭环同向的为减环（如图中的的为减环（如图中的A3），与封闭环方），与封闭环方向相反的为增环（如图中的向相反的为增环（如图中的A1、A2）。）。 3.3.尺寸链的计算方法尺寸链的计算方法（1）极值算法的基本尺寸计算公式）极值算法的基本尺寸计算公式表达式的含义是封闭环的基本尺寸等于各增环基本尺寸之和减去各减环基本尺寸之和。（2 2）极值算法的偏差计算公式）极值算法的偏差计算公式 （3 3）各环极限尺寸的计算）各环极限尺寸的计算封闭环的最大尺寸等于各增环的最大尺寸之和减去封闭环的最大尺寸等于各增环的最大尺寸之和减去各减环的最小尺寸之和；封闭环

52、的最小尺寸等于各增各减环的最小尺寸之和；封闭环的最小尺寸等于各增环的最小尺寸之和减去各减环的最大尺寸之和。环的最小尺寸之和减去各减环的最大尺寸之和。（4 4）各环公差的计算）各环公差的计算封闭环的公差等于各组成环公差之和。封闭环的公差等于各组成环公差之和。 4.4.尺寸链的计算举例尺寸链的计算举例（1）基准重合时工序尺寸及其公差的计算）基准重合时工序尺寸及其公差的计算对零件表面进行多次加工，当工序基准、定位基准或测量基对零件表面进行多次加工，当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合时，工序尺寸及公差的计算比较容易。例如轴准与设计基准重合时，工序尺寸及公差的计算比较容易。例如轴、孔和某些平面

53、的加工计算时只需考虑各工序的加工余量和所、孔和某些平面的加工计算时只需考虑各工序的加工余量和所能达到的精度。其计算顺序是由最后一道工序开始向前推算，计能达到的精度。其计算顺序是由最后一道工序开始向前推算，计算步骤为：算步骤为：确定毛坯总余量和工序余量；确定毛坯总余量和工序余量；确定工序公差，最终工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余工序确定工序公差，最终工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余工序公差按经济精度确定；公差按经济精度确定；求工序基本尺寸，从零件图上的设计尺寸开始一直往前推算到毛求工序基本尺寸，从零件图上的设计尺寸开始一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上（或减去）坯

54、尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上（或减去）后道工序余量；后道工序余量；标注工序尺寸公差，最后一道工序的公差按设计尺寸标注，其余标注工序尺寸公差，最后一道工序的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按入体原则标注。工序尺寸公差按入体原则标注。 例例5-1 加工一根加工一根100Js6、Ra0.8的轴孔，加工的轴孔，加工工序为粗镗工序为粗镗半精镗半精镗精镗精镗浮动镗，根据手浮动镗，根据手册和工厂实际选定各工序的加工余量和各个工册和工厂实际选定各工序的加工余量和各个工序的经济精度。经过反向计算，从零件最后加序的经济精度。经过反向计算，从零件最后加工尺寸的加工余量反推到毛坯的制造加工余量工尺

55、寸的加工余量反推到毛坯的制造加工余量，在确定各道工序的加工余量时可按照实际工，在确定各道工序的加工余量时可按照实际工作经验或查阅机械工艺师手册有关数据进行确作经验或查阅机械工艺师手册有关数据进行确定，将所计算结果填表定，将所计算结果填表5-11如下：如下： （2 2）基准不重合时工序尺寸及其公差的计算）基准不重合时工序尺寸及其公差的计算例例5-2 如图如图5-14(a)所示，零件镗孔时需保证设计尺寸所示，零件镗孔时需保证设计尺寸A0=1000.15mm，镗孔前，镗孔前A1、A2已加工完成，求本已加工完成，求本道工序的工序尺寸。道工序的工序尺寸。分析如下：尺寸的形成过程中分析如下：尺寸的形成过程

56、中A1、A2已完成，最后一已完成，最后一道工序是以底面定位加工孔，孔的要求由道工序是以底面定位加工孔，孔的要求由A0尺寸给出尺寸给出，图纸的设计基准是，图纸的设计基准是C表面，工序基准为表面，工序基准为A表面，设计表面，设计基准与工序基准不重合。基准与工序基准不重合。解：连接A0、A1、A2、A3形成一个封闭尺寸环，形成次序为A1、A2、A3、A0，A0是经过A3加工好之后自然形成的，所以A0是封闭环。建立尺寸链如图5-14(b)所示，其中A1是减环、A2、A3是增环。 例例5-3 如图如图5-16所示，加工零件的内孔所示，加工零件的内孔和键槽，其加工次序为：先加工孔至和键槽，其加工次序为：先

57、加工孔至；插键槽；插键槽A1160.013mm；磨内孔；磨内孔至，在磨内孔时保证尺寸。要求确定工至，在磨内孔时保证尺寸。要求确定工序尺寸序尺寸A3及公差。及公差。5.85.8机械加工生产率和技术经济分析机械加工生产率和技术经济分析5.8.1时间定额时间定额5.8.2提高机械加工生产率的工艺措施提高机械加工生产率的工艺措施5.8.3工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析5.8.15.8.1时间定额时间定额机械加工生产率机械加工生产率指工人在单位时间指工人在单位时间内生产的合格产品的数量，或者指制造内生产的合格产品的数量，或者指制造单件产品所消耗的劳动时间。机械加工单件产品所消耗的劳动时间。机械加工生产率是劳动生产率的指标，通