new机械制造技术基础(第6章)

1、1了解制订机械加工工艺规程的步骤和方法；了解制订机械加工工艺规程的步骤和方法；掌握机械加工工艺过程设计中的主要问题，包括掌握机械加工工艺过程设计中的主要问题，包括定定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的确定确定等；等；了解计算机辅助工艺过程设计了解计算机辅助工艺过程设计（CAPP）原理和工原理和工艺过程的经济性分析；艺过程的经济性分析；本章学习要求：本章学习要求：2l生产过程的概念生产过程的概念 产品制造时，将原材料转变为产品的所有劳动过程产品制造时，将原材料转变为产品的所有劳动过程 生产过程包括：生产过程包括：生产技术准备过程生产技术准

2、备过程毛坯的制造过程毛坯的制造过程零件的机械加工、热处理和其他表面处理零件的机械加工、热处理和其他表面处理产品的装配过程产品的装配过程。产品的装配、调试、检验和油漆产品的装配、调试、检验和油漆产品的辅助劳动过程产品的辅助劳动过程。原材料和成品的运输与保管原材料和成品的运输与保管产品销售和服务产品销售和服务6.1 概述概述3l工艺过程工艺过程 在生产过程中在生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的按一定顺序逐渐改变生产对象的形形状状（铸造、锻造等）、（铸造、锻造等）、尺寸尺寸（机械加工）、（机械加工）、位置位置（装配）和（装配）和性质性质（热处理），使其成为（热处理），使其成为预期产品预期产品的

3、的这部分主要过程称为工艺过程。这部分主要过程称为工艺过程。铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配配等工艺过程。等工艺过程。“”课只研究课只研究机机械加工工艺过程和装配工艺过程械加工工艺过程和装配工艺过程。工艺过程又可分为：工艺过程又可分为：4生产纲领：生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，即一年中制造产品的数量。进度计划，即一年中制造产品的数量。零件的生产纲领还应包括备品和废品，可按下式计零件的生产纲领还应包括备品和废品，可按下式计算：算：N = Qn(1+a%)(1+b%)l 批量批量: 零

4、件在一年中分批投产，每批投产的数量零件在一年中分批投产，每批投产的数量生产类型：生产类型：企业生产专业化程度企业生产专业化程度(规模）规模）的分类的分类 根据零件的结构尺寸、特征、生产纲领和批量，根据零件的结构尺寸、特征、生产纲领和批量，生产类型可分三种生产类型可分三种.5l单件生产：单件生产：单个生产不同结构和尺寸的单个生产不同结构和尺寸的产品，各个工作地的加工对象经常改变，产品，各个工作地的加工对象经常改变，且很少重复甚至不重复且很少重复甚至不重复特点是：特点是：品种多；产量小；工作地点的品种多；产量小；工作地点的加工对象经常改变加工对象经常改变l大量生产：大量生产：是指相同产品数量很大，

5、大多数工作是指相同产品数量很大，大多数工作地点长期重复地进行某一零件的某一工序的加工。地点长期重复地进行某一零件的某一工序的加工。 特点是：特点是：产量大；工作地点的加工对象较少改变；产量大；工作地点的加工对象较少改变；加工过程重复加工过程重复6小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产：l成批生产成批生产 ：是指一次成批地制造相同的产品，每是指一次成批地制造相同的产品，每隔一定时间又重复进行生产，即分期、分批地生产各隔一定时间又重复进行生产，即分期、分批地生产各种产品。种产品。 工作地点的加工对象周期性重复工作地点的加工对象周期性重复特点是：特点是：有一定的生产数量；加工对象周期性改变

6、；有一定的生产数量；加工对象周期性改变；加工过程周期性重复加工过程周期性重复单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产单件小批生产单件小批生产大批量生产大批量生产小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产8生产类型的划分：生产类型的划分：生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复生产类型不仅决定于生产纲须，而且和产品的大小和复杂程度有关。杂程度有关。划分依据可参照下表：划分依据可参照下表：表表6-16-1生产类型与生产纲领（年产量）的关系生产类型与生产纲领（年产量）的关系- -单件生产单件生产 5 10 100小批生产小批生产 510010-200 100-500中批生产中批

7、生产 100 300 200-500 500-5000大批生产大批生产 3001000 500-5000 5000-50000大量生产大量生产 1000 5000 50000- - - 9 划分生产类型划分生产类型有利于进行生产的规划和管理。有利于进行生产的规划和管理。 大批、大量生产大批、大量生产 宜广泛采用宜广泛采用高产专用机床和自高产专用机床和自动化生产系统动化生产系统，按，按流水线流水线或或自动生产线排列自动生产线排列进行生产，进行生产，可大大提高生产率，从而降低成本，提高竞争力。可大大提高生产率，从而降低成本，提高竞争力。单件、小批生产单件、小批生产 宜采用宜采用通用性好的机床通用性

8、好的机床进行生进行生产，以减少设备投资，从而降低成本。产，以减少设备投资，从而降低成本。划分生产类型的意义划分生产类型的意义表表6-2 各种生产类型的工艺过程特征各种生产类型的工艺过程特征 随着科技的发展和人民生产水平的提高，人们对产品的样随着科技的发展和人民生产水平的提高，人们对产品的样式要求越来越高，而同一样式的数量越来越少，同一产品获取式要求越来越高，而同一样式的数量越来越少，同一产品获取较高利润；较高利润；“有效寿命有效寿命”愈来愈短，因此要求愈来愈短，因此要求制造系统具有高制造系统具有高效效生产。能力又具快速转产的生产。能力又具快速转产的“柔性柔性”特性。特性。 传统的传统的专用机和

9、生产线专用机和生产线，对一种产品有较高的生产效率，对一种产品有较高的生产效率，但但很难适应新产品很难适应新产品的需要。因此，它是有很大的的需要。因此，它是有很大的 刚性刚性 。 而数控机床，加工中心能很好地适用于当今产品多品种，而数控机床，加工中心能很好地适用于当今产品多品种，少批量生产自动化的要求。少批量生产自动化的要求。12技术人员根据零件的生产类型、设备条件和工人技术技术人员根据零件的生产类型、设备条件和工人技术水平等情况，规定零件机械加工工艺过程和操作方法水平等情况，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等的工艺文件称为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程。 一个同样要求的零

10、件，可以采用几种不同的工艺过一个同样要求的零件，可以采用几种不同的工艺过程来加工，但其中总有一种工艺过程在给定的条件程来加工，但其中总有一种工艺过程在给定的条件下是最合理的。下是最合理的。13l工艺规程的作用工艺规程的作用 是是指导企业生产的重要指导企业生产的重要技术文件技术文件； 是是企业进行企业进行生产管理和组织的重要依据生产管理和组织的重要依据； 是是新建或扩建工厂或车间的新建或扩建工厂或车间的基本资料基本资料。 机械加工工艺规程是连接产品设计和制造过程的桥梁，机械加工工艺规程是连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。是企业组织生产活动和进行生产管理的重

11、要依据。具具有以下作用：有以下作用：14 确定零件的生产纲领和生产类型确定零件的生产纲领和生产类型，分析研究产品的装配图和零，分析研究产品的装配图和零件图，进行零件的结构工艺性分析。件图，进行零件的结构工艺性分析。 确定毛坯，确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法，确定毛坯尺寸。包括选择毛坯类型及其制造方法，确定毛坯尺寸。 拟定工艺过程，拟定工艺过程，包括划分工艺过程的组成、选择定位基准、选包括划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等。择零件表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等。 工序设计，工序设计，包括选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工包括

12、选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等。序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等。 进行技术经济分析，选择最佳方案。进行技术经济分析，选择最佳方案。 填写工艺文件。填写工艺文件。 156.2 机械加工工艺规程的设计机械加工工艺规程的设计 它由按一定的顺序排列的若干个它由按一定的顺序排列的若干个工序工序组成组成，而每一个，而每一个工序工序又可细分为又可细分为安装安装、工位工位、工步工步及及走刀走刀等。等。 采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置及表面质量，使之成尺寸、各表面间相互位置及表面质

13、量，使之成为合格零件的过程。为合格零件的过程。l 机械加工工艺过程机械加工工艺过程l 组成：组成：161. 1. 工序工序 一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时几个一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工件所连续完成的那一部分工艺过程。 它是组成工艺过程的基本单元。它是组成工艺过程的基本单元。工序包括三要素工序包括三要素 三要素任何一个改变都将视为不同工序。三要素任何一个改变都将视为不同工序。（如热处理后再一次回到同（如热处理后再一次回到同一工作地）。一工作地）。200.07210.8图2-3 阶梯轴3240250.07350-0.0170.

14、80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash2134多工位加工多工位加工1 1：装卸工件：装卸工件 2 2：钻孔：钻孔 3 3：扩孔：扩孔 4 4：绞孔：绞孔flash4.4.工步：工步：在一个安装或工位中，在在一个安装或工位中，在被加工的表面被加工的表面、切削切削用量用量（指切削速度和进给量）、（指切削速度和进给量）、切削刀具切削刀具均保持不变均保持不变的情况下所连续完成的那一部分工序，称工步。的情况下所连续完成的那一部分工序，称工步。 工工步步包包括括三三要要素素 Flash a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步复合工步图2123表表6-3

15、 阶梯轴加工工艺过程（单件小批量生产）阶梯轴加工工艺过程（单件小批量生产）工序工序号号工序内容工序内容工工 步步设备设备1车端面、钻车端面、钻中心孔中心孔（1）车左端面；）车左端面；（2）钻左中心孔；）钻左中心孔；（3）调头车右端面；）调头车右端面；（4）钻右中心孔）钻右中心孔车床车床2车外圆、倒车外圆、倒角角（1）车大端外圆；）车大端外圆；（2）倒角；）倒角；（3）调头车小端外圆；）调头车小端外圆；（4）倒角）倒角车床车床3铣键槽、去铣键槽、去毛刺毛刺（1）铣键槽；）铣键槽；（2）去毛刺）去毛刺铣床铣床4热处理热处理5磨外圆磨外圆磨外圆磨外圆磨床磨床801302540R6其余4025材料：4

16、0Cr热处理：调质HRC50阶梯轴简图阶梯轴简图工序号工序号工序内容工序内容工工 步步设设 备备1铣端面、打中心孔铣端面、打中心孔（1）铣两端面；）铣两端面；（2）钻两端中心孔）钻两端中心孔铣端面钻中心孔机床铣端面钻中心孔机床2车大端外圆、倒角车大端外圆、倒角（1）车大端外圆；）车大端外圆；（2）倒角）倒角车床车床3车小端外圆、倒角车小端外圆、倒角（1）车小端外圆；）车小端外圆；（2）倒角）倒角车床车床4铣键槽铣键槽铣键槽铣键槽铣床铣床5去毛刺去毛刺去毛刺去毛刺去毛刺机去毛刺机6热处理热处理7磨外圆磨外圆磨外圆磨外圆磨床磨床251. 1. 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片2. 2. 机

17、械加工工序卡片机械加工工序卡片2627l l）保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达保证机器零件的加工质量和机器的装配质量，达到设计图样上规定的各项技术要求。到设计图样上规定的各项技术要求。2 2） 应使工艺过程具有较高的生产效率，使产品能尽应使工艺过程具有较高的生产效率，使产品能尽快投放市场。快投放市场。3 3） 尽量降低制造成本。尽量降低制造成本。4 4） 注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。工艺规程设计必须遵循以下原则：工艺规程设计必须遵循以下原则：。281 1分析研究产品的装配图和零件图分析研究产品的装配图和零件图审查图纸上的尺寸、视图和技术

18、要求是否完整、审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一；正确、统一；分析主要技术要求是否合理、适当；分析主要技术要求是否合理、适当；审查零件结构工艺性。审查零件结构工艺性。l了解该零件在部件或总体中的位置和功用以及部件了解该零件在部件或总体中的位置和功用以及部件或总体对该零件提出的技术要求；或总体对该零件提出的技术要求；l分析主要分析主要关键关键技术和应相应采取的工艺措施；技术和应相应采取的工艺措施；l形成工艺规程设计的总体构思。形成工艺规程设计的总体构思。2. 2. 根据零件的年生产纲领确定生产类型根据零件的年生产纲领确定生产类型3. 3. 确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法

19、确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法 选择毛坯时应考虑的因素选择毛坯时应考虑的因素：l 零件的材料及机械性能要求零件的材料及机械性能要求l 零件的结构形状与尺寸零件的结构形状与尺寸l 生产类型生产类型l 现有生产条件现有生产条件l 充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性30l 常用毛坯常用毛坯（1 1）型材：）型材：棒料、管材、异型材、板材等棒料、管材、异型材、板材等（2 2）铸件：）铸件：砂铸、永久型铸、离心铸造、熔模（精密）砂铸、永久型铸、离心铸造、熔模（精密）铸造、压铸等铸造、压铸等（3 3）锻件：）锻件：自由锻、模锻、精锻自由锻、模锻、精

20、锻（4 4）焊接件）焊接件（5 5）冲压件）冲压件（6 6）冷挤压件）冷挤压件（7 7）粉末冶金件）粉末冶金件大批大量生产大批大量生产 常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如金属模铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金金属模铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。 单件小批量生产单件小批量生产 一般采用一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造木模手工砂型铸造和自由锻造，因此，因此毛坯的精度低，成本高、废品率高、切削加工劳动毛坯的精度低，成本高、废品率高、切削加工劳动量大。量大。32改进示例

21、改进示例: :l 方头销材料方头销材料T8A,方头部分局部方头部分局部淬火淬火HRC55-60,直径为直径为2H7的的小孔在装配时与另一零件配作。小孔在装配时与另一零件配作。 分析上述技术条件是否合理。分析上述技术条件是否合理。改进意见改进意见:材料改为材料改为20Cr钢，方头局部局部渗碳钢，方头局部局部渗碳 ,对对2H7的小孔处镀铜保护。的小孔处镀铜保护。改进后改进后,既能满足原要求既能满足原要求,又能在装配时又能在装配时,能够与另一能够与另一零件配作。零件配作。显然显然, ,由于零件较小由于零件较小, ,局部淬火时局部淬火时, ,会整体淬硬会整体淬硬, ,则在则在装配时装配时, ,不能与另

22、一零件配作不能与另一零件配作 。4 4拟订工艺路线拟订工艺路线包括：包括：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，确定工序顺加工阶段，确定工序集中和分散程度，确定工序顺序等。序等。5 5确定各工序所用机床设备和工艺装备确定各工序所用机床设备和工艺装备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。 8 8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。 7 7确定各工序的切削用量和工时定额。确定各工序的切削用量和工时定额。 1010编制工艺文件。编制工艺文件。9. 9

23、. 技术经济分析技术经济分析 34工艺路线拟订是制订工艺规程最为关键的一工艺路线拟订是制订工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作：步，需顺序完成以下几个方面的工作：定位基准的选择；定位基准的选择；表面加工方法的确定；表面加工方法的确定；加工阶段的划分；加工阶段的划分；工序集中与分散的确定；工序集中与分散的确定；加工工序的安排；加工工序的安排；热处理工序的安排；热处理工序的安排；35零件的加工精度（特别是位置精度）要求。零件的加工精度（特别是位置精度）要求。将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量。将直接影响所制订的零件加工工艺规程的质量。在加工时用于工件定位的基准。在加工时用于工

24、件定位的基准。工序数目；工序数目；工艺路线的合理性；工艺路线的合理性；夹具设计的复杂性夹具设计的复杂性；36使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。先根据零件的加工要先根据零件的加工要求选择求选择精基准精基准，然后，然后再考虑用那一组表面再考虑用那一组表面作作粗基准粗基准才能把精基才能把精基准加工出来。准加工出来。定位基准选择顺序：定位基准选择顺序：1精基准的选择精基准的选择保证零件的加工精度；保证零件的加工精度；减少定位误差；减少定位误差；加工余量均

25、匀；加工余量均匀；l重点考虑的因素：重点考虑的因素：如下图所示如下图所示: :加工支架零件上的孔。孔的设计基准是加工支架零件上的孔。孔的设计基准是1 1平面平面如定位基准则是底平面如定位基准则是底平面, ,定位定位基准与设计基准不重合基准与设计基准不重合, ,存在存在基准不重合误差基准不重合误差B38加工销孔时以止口面加工销孔时以止口面（一大平面加一短圆一大平面加一短圆柱面柱面）定位，直接保）定位，直接保证的尺寸是证的尺寸是C2。 在大批量生产中，常以在大批量生产中，常以顶面定位加工销孔，以顶面定位加工销孔，以使尺寸使尺寸C1容易保证。容易保证。 活塞零件简图活塞零件简图 39当工件以某一表面

26、当工件以某一表面作精基准定位，可作精基准定位，可以方便地加工大多以方便地加工大多数（或全部）其余数（或全部）其余表面时，应尽早将表面时，应尽早将这个基准面加工出这个基准面加工出来，并达到一定精来，并达到一定精度，以后大多数（度，以后大多数（或全部）工序均以或全部）工序均以它为精基准进行加它为精基准进行加工工 在工件的加工过程中尽可能地采用统一的一组定位基准加工工在工件的加工过程中尽可能地采用统一的一组定位基准加工工件上尽可能多的表面，称为基准统一。件上尽可能多的表面，称为基准统一。主轴箱零件精基准选择采用基准统一原则的目的：采用基准统一原则的目的：有利于保证各加工表面之间的位置精度；有利于保证

27、各加工表面之间的位置精度；减少夹具种类及设计制造费用。减少夹具种类及设计制造费用。可减少基准转换带来的误差，有利于保证加工精度。可减少基准转换带来的误差，有利于保证加工精度。可在一次装夹中加工出较多的表面，提高了生产率。可在一次装夹中加工出较多的表面，提高了生产率。41 注意：注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。实际情况选择精基准。 在实际生产中，经常使用的基准统一形式有：在实际生产中，经常使用的基准统一形式有：轴类零件常使用两轴类零件常使用两顶

28、尖孔顶尖孔作统一基准；作统一基准；箱体类零件常使用箱体类零件常使用一面两孔一面两孔（一个较大的平面和（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；两个距离较远的销孔）作统一基准；盘套类零件常使用盘套类零件常使用止口面止口面（一端面和一短圆孔）（一端面和一短圆孔）作统一基准作统一基准；套类零件用套类零件用一长孔和一止推面一长孔和一止推面作统一基准。作统一基准。图示图5-9 导轨磨削基准选择【例】【例】床身导轨面磨削加工床身导轨面磨削加工Flash 采用自为基准原则加工时，只能提高加工表面本身的采用自为基准原则加工时，只能提高加工表面本身的尺寸、形状精度，而不能提高加工表面的位置精度，尺寸、形

29、状精度，而不能提高加工表面的位置精度，加工表面的位置精度应由前面的工序保证。加工表面的位置精度应由前面的工序保证。43轴径轴径锥孔【例】【例】例如，车床主轴前、后支撑轴颈与主轴锥孔间有严格例如，车床主轴前、后支撑轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，选择主轴零件精基准。的同轴度要求，选择主轴零件精基准。当工件上两个加工表面之间的位置精度以及它们自身当工件上两个加工表面之间的位置精度以及它们自身尺寸和形状精度要求都很高时，则可采取两个加工表尺寸和形状精度要求都很高时，则可采取两个加工表面互为基准的方法进行加工。面互为基准的方法进行加工。以齿形表面定位加工以齿形表面定位加工 1卡盘；卡盘；2滚柱；滚

30、柱；3齿轮齿轮45所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。462.2. 粗基准的选择原则粗基准的选择原则l加工表面与不加工表面的相对位置精度；加工表面与不加工表面的相对位置精度；l各加工表面的余量是否均匀、足够。各加工表面的余量是否均匀、足够。如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。位置要求，则应以不加工面作为粗基准。 图示图示粗基准影响：粗基准影响：47图6-9 床身粗基准选择比较工序1工序1工

31、序2工序2 如果要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，如果要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。应选择该表面的毛坯面作为粗基准。Flash 导轨面是床身的重要表面，不但精度要求高，而且要求材料的组织致密，金相组织均匀。 要求选用的粗基准面尽可能要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁平整、光洁，且有足，且有足够够大的尺寸大的尺寸，不允许有，不允许有锻造飞边锻造飞边、铸造浇铸造浇、冒口冒口或其或其它缺陷。也不宜选用它缺陷。也不宜选用铸造分型铸造分型面作粗基准。面作粗基准。3) 同一方向上的粗基准应避免重复使用原则同一方向上的粗基准应避免重复使用原则 【例【例1】加工图加

32、工图5-63所示三个零件，其粗所示三个零件，其粗精基准如何选择。精基准如何选择。a）齿轮，毛坯为热轧棒料；）齿轮，毛坯为热轧棒料；b）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。）液压油缸，毛坯为铸铁件，孔已铸出。c）飞轮，毛坯为铸件。）飞轮，毛坯为铸件。均为批量生产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工均为批量生产。图中除了有不加工符号的表面外，均为加工表面。表面。 应选孔应选孔 A为精基准为精基准;基准重合原则，基准统一原则。基准重合原则，基准统一原则。选外圆表面为粗基准选外圆表面为粗基准保证加工内孔时获得较均匀的余量保证加工内孔时获得较均匀的余量 精基准精基准 - - 粗基准粗基准 - -按基准

33、重合原则，应选孔按基准重合原则，应选孔B为精基准。以为精基准。以B为精基准也为精基准也可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。可以方便地加工其他表面，与统一基准原则相一致。故选孔故选孔B 为统一精基准。为统一精基准。图图b： 精基准精基准- 粗基准粗基准-孔孔B是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，是重要加工面，从保证其余量均匀的角度出发，应选孔应选孔B的毛坯孔作定位粗基准。的毛坯孔作定位粗基准。为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不为保证飞轮旋转时的平衡，大外圆与不加工孔要求同轴，加工孔要求同轴，故应选不加工孔及内故应选不加工孔及内端面作定位粗基准。端面作定位粗基准。飞轮的设计基准是孔

34、飞轮的设计基准是孔C。按基准重。按基准重合原则，合原则，应选孔应选孔C为精基准。为精基准。图图c： 精基准精基准 粗基准粗基准- -例例2：图示锻造轴毛坯，两段外圆加工余量不同，图示锻造轴毛坯，两段外圆加工余量不同，且有且有1mm的偏心量。试选择加工该零件的定位粗的偏心量。试选择加工该零件的定位粗基准、精基准。说明理由。基准、精基准。说明理由。（A A）毛坯图）毛坯图 （B B）零件图）零件图55定位基准的选择定位基准的选择 通常先选择精基准，后选择粗基准通常先选择精基准，后选择粗基准。 精基准的选择精基准的选择（减少误差，提高定位精度）：（减少误差，提高定位精度）：基准重合原则：基准重合原则

35、：选择设计（工序）基准作为定位基准选择设计（工序）基准作为定位基准基准统一原则：基准统一原则：采用同一基准加工尽可能多的表面采用同一基准加工尽可能多的表面自为基准原则：自为基准原则：精加工某些余量小而均匀的重要表面精加工某些余量小而均匀的重要表面时，以其自身作为基准时，以其自身作为基准互为基准原则：互为基准原则：加工位置精度要求高的两表面时，以加工位置精度要求高的两表面时，以二表面互相作为基准，反复进行加工二表面互相作为基准，反复进行加工便于装夹原则：便于装夹原则：保证定位准确，夹紧可靠，设计简单，保证定位准确，夹紧可靠，设计简单，操作方便操作方便 粗基准的选择粗基准的选择（保证加工余量均匀，

36、保证非加工面（保证加工余量均匀，保证非加工面符合要求）符合要求）加工表面与非加工表面间有位置要求时，应加工表面与非加工表面间有位置要求时，应选非加工表面作为粗基准选非加工表面作为粗基准要求保证工件某重要表面加要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准选尺寸、位置可靠，平整光洁，有选尺寸、位置可靠，平整光洁，有一定面积，方便夹紧的表面作基准一定面积，方便夹紧的表面作基准选择粗、精基准时，如上述原则互相矛盾，应具体选择粗、精基准时，如上述原则互相矛盾，应具体情况具体分析，权衡利弊，保证主要要求情况具体分析，权衡利弊，保证主要要求

37、57 定位基准选择实例分析定位基准选择实例分析摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545选择如图所示摇选择如图所示摇杆零件的定位基杆零件的定位基准。准。零件材料为零件材料为HT200，毛坯为毛坯为铸件，生产批量：铸件，生产批量：5000件。件。 58以以20H7孔及底面孔及底面A定位可以方便地加工其他表面定位可以方便地加工其他表面1. 1.精基准的选择：精基准的选择：零件的设计基准零件的设计基准: : 20H7孔及底面孔及底面A根据基准重合原则应选根据基准重合原则应选: : 20H

38、7孔及底面孔及底面A作定位精基准。作定位精基准。从统一基准的原则出发：从统一基准的原则出发：在本例中在本例中基准重合与统一基准原则相一致基准重合与统一基准原则相一致。图示图示5920H7孔要求与孔要求与40外圆同轴，因此在加工外圆同轴，因此在加工20H7孔孔时，应以时，应以40外圆和顶面外圆和顶面D作为粗基准。作为粗基准。2. 2. 粗基准的选择：粗基准的选择：毛坯为一般铸件，毛坯为一般铸件，20H7孔及孔及12H7孔均较小，孔均较小，一般不铸出；一般不铸出；加工面与不加工面的相对位置精度要求。加工面与不加工面的相对位置精度要求。故不存在重要加工面加工余量均匀问题。故不存在重要加工面加工余量均

39、匀问题。应着重考虑：应着重考虑：图示图示60影响加工的精度的因素有很多，如机床本身的精度、切削影响加工的精度的因素有很多，如机床本身的精度、切削余量、进给速度、刀具磨损情况等。也就是说，余量、进给速度、刀具磨损情况等。也就是说，同一种加工方同一种加工方法，随着加工条件的改变，所能达到的加工精度是不一样的法，随着加工条件的改变，所能达到的加工精度是不一样的 各种加工方法的加各种加工方法的加工误差和加工成本之工误差和加工成本之间存在一定的。这种间存在一定的。这种关系呈关系呈负指数函数负指数函数曲曲线形状。线形状。图6-11 加工误差与成本关系C0AB 有利于合理地选择加工方法；有利于合理地选择加工

40、方法； 有利于准确地标注产品的技术要求有利于准确地标注产品的技术要求 。v 在正常加工条件下在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间）艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），某种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度某种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度l在经济精度范围内，加工精度和加工成本是相互适应的。在经济精度范围内，加工精度和加工成本是相互适应的。经济精度局限性的表现：经济精度局限性的表现：有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜采用该加工方法；

41、采用该加工方法； 如：车、铣、刨、钻等加工方法不能加工已淬硬钢；铰孔如：车、铣、刨、钻等加工方法不能加工已淬硬钢；铰孔不宜加工大孔；镗孔不宜加工小孔。不宜加工大孔；镗孔不宜加工小孔。有时会碰到有时会碰到多种加工方法都能达到所需的加工要求，多种加工方法都能达到所需的加工要求，对对此需进一步对加工成本进行定量分析，择优采用；此需进一步对加工成本进行定量分析，择优采用；经济精度的数值不是一成不变的。经济精度的数值不是一成不变的。随着技术进步，尤其是计算机技术在制造系统中的广泛应随着技术进步，尤其是计算机技术在制造系统中的广泛应用，使得一些加工方法的加工精度和生产不断提高，成本不断用，使得一些加工方法

42、的加工精度和生产不断提高，成本不断下降。经济精度的数值不断下降。下降。经济精度的数值不断下降。 63v 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图6-12）加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图6-12 加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工64表表6-8 外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度65表表6-9 孔加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度孔加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度66v内容：内容：根据每个加工表面的技

43、术要求，确定其根据每个加工表面的技术要求，确定其最终的加工最终的加工方法方法再确定前面一系列再确定前面一系列工序的加工方法工序的加工方法（1）加工方法的经济精度和表面粗糙度要与零件加）加工方法的经济精度和表面粗糙度要与零件加工表面的技术要求相适应工表面的技术要求相适应. 最好不低于加工技术要求，否则要进行特别处理，改进工艺最好不低于加工技术要求，否则要进行特别处理，改进工艺措施。措施。同时要注意：同时要注意：v具体应考虑的因素具体应考虑的因素67a、表中数据为一般情况下的数值，在某些条件下会、表中数据为一般情况下的数值，在某些条件下会发生变化。发生变化。b、在大批大量生产中，为保证高的生产率和

44、高的成、在大批大量生产中，为保证高的生产率和高的成品率。常把原用于低粗糙度的加工方法用于获得较差品率。常把原用于低粗糙度的加工方法用于获得较差的表面粗糙度。的表面粗糙度。如：连杆孔表面粗糙度要求为如：连杆孔表面粗糙度要求为Ra为为0.8m，采，采用用Ra可达可达0.040.32的珩磨加工方法，用以获得高质、的珩磨加工方法，用以获得高质、高效率。高效率。（2）加工方法要与零件材料的切削加工性相适应）加工方法要与零件材料的切削加工性相适应如：淬火钢应采用磨削加工，而有色金属磨削困难，一如：淬火钢应采用磨削加工，而有色金属磨削困难，一般应采用金刚镗或高速车削来进行精加工般应采用金刚镗或高速车削来进行

45、精加工。（3）加工方法要与零件的结构形状相适应）加工方法要与零件的结构形状相适应例如，例如，回转类零件上的内孔回转类零件上的内孔可采用铰孔、镗孔、拉孔或磨孔等可采用铰孔、镗孔、拉孔或磨孔等加工方法，而加工方法，而箱体上的孔则箱体上的孔则一般不宜采用拉孔或磨孔，而常用一般不宜采用拉孔或磨孔，而常用镗孔（孔大时）或铰孔（孔小时）。镗孔（孔大时）或铰孔（孔小时）。（5）加工方法要与工厂（或车间）的现有生产条件）加工方法要与工厂（或车间）的现有生产条件相适应相适应要充分利用现有设备要充分利用现有设备, ,挖掘企业潜力，发挥职工的积极性和创挖掘企业潜力，发挥职工的积极性和创造性。造性。 （4）加工方法要

46、与零件的生产类型相适应）加工方法要与零件的生产类型相适应生产类型生产类型反映的是生产率与经济性关系。反映的是生产率与经济性关系。大批大批高效加工方法。高效加工方法。 如：采用拉削取代铣、刨、镗孔以获得高效率。如：采用拉削取代铣、刨、镗孔以获得高效率。单件小批生产中单件小批生产中通用机床和常规加工方法通用机床和常规加工方法 706.2.6.3 6.2.6.3 加工阶段的划分加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段工艺过程工艺过程任务：任务：高效率地去除各表面的高效率地去除各表面的大部分加工余量大部分加工余量，并并加工出精基准加工出精基准。半精加工阶段半精加工阶段精加工阶段精加工阶段(1) (1) 粗加

47、工阶段粗加工阶段光整加工光整加工阶段阶段1. 1. 加工阶段的主要任务加工阶段的主要任务l关键问题：关键问题：是如何获得高的生产率是如何获得高的生产率 l保证加工质量、生产率和经济性保证加工质量、生产率和经济性l合理利用设备、人力、技术资源合理利用设备、人力、技术资源v特点：特点：加工精度低，表面粗糙度大加工精度低，表面粗糙度大v主要任务：主要任务：a)各各主要表面主要表面消除粗加工后留下的误差，使被加工消除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为工件达到一定精度，为精加工作准备精加工作准备;b)完成一些完成一些次要表面次要表面的加工，使其的加工，使其达到图纸要求达到图纸要求,例例如，

48、钻孔、攻螺纹、铣键槽等。如，钻孔、攻螺纹、铣键槽等。(2) (2) 半精加工阶段半精加工阶段(3) (3) 精加工阶段精加工阶段任务：任务：使各主要表面达到图纸要求。使各主要表面达到图纸要求。大多数零件的加工，经过这一阶段都可完成大多数零件的加工，经过这一阶段都可完成 72用于：用于：精度要求很高（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（Ra0.2m）的表面。的表面。主要任务主要任务: 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形状精度l注意：注意：光整加工不能纠正几何形状和相互位置误差。光整加工不能纠正几何形状和相

49、互位置误差。73不划分加工阶段的情况不划分加工阶段的情况加工要求不高，工件刚性足够，毛坯质量高，切加工要求不高，工件刚性足够，毛坯质量高，切削余量小时削余量小时 为减小夹紧力的影响，粗加工后应松开，以较为减小夹紧力的影响，粗加工后应松开，以较小力重新夹紧。再进行精加工。小力重新夹紧。再进行精加工。有些重型零件中，为减少安装运输费用。有些重型零件中，为减少安装运输费用。 粗加工，切削余量大，切削力粗加工，切削余量大，切削力，受力变形、热变形，受力变形、热变形，精，精加工可以纠正变形，表面精加工安排在最后，可防止或减少加工可以纠正变形，表面精加工安排在最后，可防止或减少损伤损伤及早发现毛坯缺陷，及

50、早发现毛坯缺陷，及时报废或修补，避免造成及时报废或修补，避免造成更大浪费。更大浪费。有利于合理安排加工设备和操作工人有利于合理安排加工设备和操作工人 a.粗加工：功率大，切削效率高粗加工：功率大，切削效率高，对精度和工人的技术对精度和工人的技术水平要求不高水平要求不高 。b.精加工：精度高，受力小，有利于延长等精度机床的精加工：精度高，受力小，有利于延长等精度机床的寿命，对工人的技术水平要求高寿命，对工人的技术水平要求高 便于安排热处理工序便于安排热处理工序。工艺过程以热处理工序为界自然地划分为各阶段。工艺过程以热处理工序为界自然地划分为各阶段。如：粗加工之后如：粗加工之后去应力时效；精加工后

51、去应力时效；精加工后淬火；淬火； 便于组织生产。便于组织生产。76 确定加工方法与加工阶段之后，就可按生产类型确定加工方法与加工阶段之后，就可按生产类型和工厂具体条件将同一阶段中的各加工表面的加工和工厂具体条件将同一阶段中的各加工表面的加工组组合成若干个工序合成若干个工序。v使每个工序中包括的加工内容尽可能多些，从而使每个工序中包括的加工内容尽可能多些，从而使总的工序数目减少。使总的工序数目减少。v 使每个工序中包括的加工内容尽可能少些，从而使每个工序中包括的加工内容尽可能少些，从而使总的工序数目较多使总的工序数目较多 工件装夹次数减少，在一次安装中加工多个表面，工件装夹次数减少，在一次安装中

52、加工多个表面，易于保证易于保证相互位置精度。相互位置精度。 有利于采用高效的专用机床和工艺装备，有利于采用高效的专用机床和工艺装备，可以大大提高生产可以大大提高生产率。率。 所用机器设备的数量少，所用机器设备的数量少，减少了生产的占地面积和操作工人减少了生产的占地面积和操作工人数。数。 工序数目减少，缩短了工艺路线，工序数目减少，缩短了工艺路线，简化了生产计划工作简化了生产计划工作，易，易于管理。于管理。 加工时间减少，减少了运输路线，加工时间减少，减少了运输路线，缩短了加工周期缩短了加工周期。 专用机床和工艺装备成本高专用机床和工艺装备成本高，机床结构通常较为复杂，其调，机床结构通常较为复杂

53、，其调整、维修费时费事，生产准备工作量大，整、维修费时费事，生产准备工作量大，转换新产品比较费时转换新产品比较费时。工序集中的主要特点：工序集中的主要特点：78工序分散的主要特点：工序分散的主要特点： 设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，生设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，生产准备工作量少，生产工人也便于掌握操作技术，容产准备工作量少，生产工人也便于掌握操作技术，容易适应产品更换。易适应产品更换。 有利于选择合理的切削用量，又易于平衡工序时有利于选择合理的切削用量，又易于平衡工序时间间 设备数量多，占地面积大，工人数量也多。设备数量多，占地面积大，工人数量也多。 工序数目较多，工艺路

54、线长，生产周期长。工序数目较多，工艺路线长，生产周期长。79 趋势：工序集中（趋势：工序集中（MCMC、FMCFMC等）等）806.2.6.5 工序顺序的安排工序顺序的安排先加工基准面，再加工其他表面先加工基准面，再加工其他表面,有两层含义：有两层含义：减少粗基准的使用次数，以保证加工质量减少粗基准的使用次数，以保证加工质量 次要表面次要表面主要表面主要表面相互位置相互位置基准进行基准进行半精加工以后、最终精加工半精加工以后、最终精加工以前一次加工完毕以前一次加工完毕先加工主要表面，后加工次要表面先加工主要表面，后加工次要表面 主要表面主要表面主要表面主要表面先安排粗加工工序，后安排精加工工序

55、。先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 主要表面主要表面是指装配表面、工作表面；是指装配表面、工作表面；次要表面次要表面是指键糟、联接用的光孔等。是指键糟、联接用的光孔等。 82 为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（退火、正火、调质等）（退火、正火、调质等） 安排在切削加工之前进行安排在切削加工之前进行为消除内应力而进行的热处理工序（退火、人工时为消除内应力而进行的热处理工序（退火、人工时效等）效等）最好安排在粗加工之后，也可安排在半精加工后最好安排在粗加工之后，也可安排在半精加工后，精加工前；，精加工前；退火：退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度

56、，便于切削；用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；用于低碳钢，提高硬度，便于切削； 为了提高零件为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处而进行的热处理工序以及以理工序以及以装饰为目的装饰为目的的热处理工序或的热处理工序或表面处理表面处理工工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等） 安排在工艺过程的最后。安排在工艺过程的最后。为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等工序（如调质、淬火等) ) 安排在粗加工后、精加工前进行。安排在粗加工后、

57、精加工前进行。渗碳淬火渗碳淬火: 在切削加工后，磨削加工前。在切削加工后，磨削加工前。表面淬火和渗氮表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行精加工后进行84 除了安排几何尺寸检验工序之外除了安排几何尺寸检验工序之外, ,有的零件还要安有的零件还要安排排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。探伤、密封、称重、平衡等检验工序。 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：场合安排检验工序： l l）粗加工全部结束之后；）粗加工全部结束之后； 2 2）送往外车间加工的前后；）送往外车间加工的前后；

58、3 3）关键工序之后；）关键工序之后； 4 4）最终加工之后。）最终加工之后。通常安排在切削加工之后通常安排在切削加工之后 在零件切削加工、研磨、珩磨等光整在零件切削加工、研磨、珩磨等光整加工工序之后，装配之前应对工件进行认真地清洗。加工工序之后，装配之前应对工件进行认真地清洗。采用磁力夹紧加工后采用磁力夹紧加工后vx x射线、超声波探伤。射线、超声波探伤。用于内部质量检查，在工用于内部质量检查，在工艺过程开始；艺过程开始；v荧光检验、磁力探伤。荧光检验、磁力探伤。用于检验表面质量，安排用于检验表面质量，安排在精加工阶段。在精加工阶段。86 研研 磨磨IT5Ra 0.0080.32超超 精精

59、加加 工工IT5Ra 0.010.32砂砂 带带 磨磨IT5Ra 0.010.16精精 密密 磨磨 削削IT5Ra 0.0080.08抛抛 光光Ra 0.0081.25金金 刚刚 石石 车车IT56Ra 0.021.25滚滚 压压IT67Ra 0.161.25精精 磨磨IT67Ra 0.161.25精精 车车IT78Ra1.255粗粗 磨磨IT89Ra 1.2510半半 精精 车车IT1011Ra 2.512.5粗粗 车车IT1213Ra 1080图6-13 外圆表面的典型加工工艺路线 1. 1. 外圆表面的加工路线外圆表面的加工路线（1）粗车）粗车半精车半精车精车精车滚压滚压 适用于淬火钢除

60、外的各种金属。适用于淬火钢除外的各种金属。根据加工精度要求，可选择最终的加工工序。根据加工精度要求，可选择最终的加工工序。（2）粗车）粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨l主要适用于淬火钢件，特别是结构钢零件和半精车主要适用于淬火钢件，特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。后有淬火要求的零件。l表面精度要求不高于表面精度要求不高于IT6、粗糙度、粗糙度Ra值不小于值不小于0.16 m的外圆表面，均可安排此工艺路线。的外圆表面，均可安排此工艺路线。l不适用于有色金属的加工。不适用于有色金属的加工。（3）粗车）粗车半精车半精车精车精车金刚石车金刚石车l主要适用于工件材料不宜采用磨削加工的高精度外