第7章机械加工工艺的制定

1、1机械制造技术机械制造技术Mechanical Manufacturing Technology第第7 7章章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定2第7章 机械加工工艺规程的制定7.1 基本概念7.2 机械加工工艺规程的设计步骤 7.3 零件结构工艺性7.4 确定毛坯类型7.5 定位基准的选择7.6 工艺路线的拟定7.7 加工余量的确定7.8 工艺尺寸链7.9 工艺方案的生产率和技术经济性分析37.1 基本概念一、机械制造工艺方法分类1材料成形法：进入工艺过程的物料，初始重量近似等于加工后的最终重量铸造、锻压、冲压、粉末冶金、注塑成形，用于毛坯制造。2材料去除法：零件的最终几何形状局

2、限在毛坯的初始几何形状范围内，零件的几何形状改变是通过除去一部分材料，减少一部分重量来实现的。 产生机械变化过程机械加工、部分特种加工方法 产生热过程电火花、电子束、激光加工 产生化学过程电解加工、化学铣削、电铸 产生复合过程电解磨削(机械-化学)、加热切削(机械-热)、电解电火花(热-化学)、超声切削(机械-机械)第7章 机械加工工艺规程的制定43材料累加法 通过不可拆卸的连接方法使物料结合成一整体，成为零件。传统的累加方法焊接、粘结、铆接新发展的累加方法快速原型制造技术7.1 基本概念5二、生产过程和工艺过程1生产过程：将原材料转变为成品的全过程。 机械制造的全过程包括：直接生产过程、辅助

3、生产过程。 原材料、半成品和成品（产品）的运输和保管； 生产和技术准备工作 产品的设计和开发、专用设备和工艺装备的设计和制造、 生产资料的准备及生产组织的准备工作； 毛坯的制造：铸造、锻造、冲压、焊接等； 零件的机械加工、热处理和其它表面处理； 部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装等。7.1 基本概念62工艺过程： 改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程，是生产过程的主要部分。机械加工工艺过程： 采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为合格零件的过程。机械装配工艺过程：

4、将零件装配成部件或产品（机器）的过程。7.1 基本概念7 三、机械加工工艺过程的组成 工序安装、工位、工步、走刀 （一）工序 一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 组成工艺过程的基本单元，也是生产计划和成本核算的基本单元。 划分工序依据：工作地是否变动、工作是否连续。7.1 基本概念8大批大量生产时：1铣端面，打中心孔（铣端面钻中心孔机床或在两台车床上分别完成）；2车一端外圆（车床）；3车另一端外圆（车床）；4铣键槽（铣床）；5磨外圆（磨床）；6去毛刺（钳工台）。示例：阶梯轴的加工单件小批量生产：1车端面，钻中心孔（车床）：车一端面，钻中心孔；调头

5、，车另一端面，钻中心孔。2车外圆（车床）；3铣键槽，去毛刺（铣床）；4磨外圆（磨床）。7.1 基本概念9（二）工步和行程（走刀） 1工步在加工表面、切削用量（切削速度和进给量）、切削刀具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。 组成工序的基本单元，一个工序可由一个或若干个工步组成。如：在车床上车端面、钻中心孔工序由两个工步组成复合工步：用几把刀具同时加工几个表面的工步。组合工步：为简化工艺文件，对那些连续进行的若干个相同的工步，通常也记作一个工步。 7.1 基本概念10组合工步示例： 在摇臂钻床上钻4-15孔7.1 基本概念11复合工步示例：7.1 基本概念12 2行程（进给次数） 工作行

6、程、空行程，反映工步中的进给次数。工作行程：刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。空行程：刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。 3走刀 在一个工步内，因加工余量较大，在切削用量不变的条件下（转速、进给量），用同一把刀具对同一表面进行多次加工，每加工一次，称为一次走刀构成加工工艺过程的最小单元。7.1 基本概念13多次走刀示例7.1 基本概念14（三）安装和工位1安装在一道工序中，工件经一次定位夹紧后所完成的那一部分工序内容。 一道工序中可以是一次安装或多次安装。但是在工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间和装夹误差。2工位为完成一定的工序部分，一次装

7、夹工件后，工件（或装配单元）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一个位置。7.1 基本概念15例： 柴油机机体、汽缸盖上定位销孔的加工常采用两工位专用机床：工位钻定位销孔 工位铰定位销孔凸轮轴铣端面钻中心孔机床： 工位铣端面 工位钻中心孔7.1 基本概念16多工位加工7.1 基本概念17综合示例：7.1 基本概念18工序10：下料（锯床）；工序20：车端面钻中心孔（A车床）车一端面钻中心孔；调头，车另一端面钻中心孔两个工步（两次安装）工序30：车整批工件螺纹一边至 （B车床）；工序40：调头，车削整批工件 外圆（B车床）；工序50：车 外圆（C车床）；工序60：铣两平面

8、，转 后，铣另外两平面（铣床）两个工位（一次安装）工序70：车螺纹，倒角（在车床上）两个工步mm30mm18mm20907.1 基本概念19四、生产纲领、生产类型及工艺特点1生产纲领（年产量）：企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划计划期常定为1年 零件的生产纲领要计入备品和废品的数量： N零件的年产量（件/年） Q产品的年产量（台/年） n每台产品中该零件的数量（件/台） a备品率（%） b废品率（%）7.1 基本概念N=Qn(1+a)/(1-b) 202生产类型企业（或车间）生产专业化程度的分类。单件生产单个地生产不同结构、尺寸的产品，且很少重复或完全不重复。成批生产一年中分批地制造相

9、同的产品，制造过程有一定的重复性周期性的重复生产。大量生产产品的数量很大，大多数工作地按照一定的生产节拍进行某种零件的某道工序的重复加工。如机械配件加工、专用设备制造、如机械配件加工、专用设备制造、重型机械制造、新产品试制。重型机械制造、新产品试制。 如通用机床制造。如通用机床制造。 7.1 基本概念如汽车、拖拉机、轴承、发如汽车、拖拉机、轴承、发动机、自行车、洗衣机等的动机、自行车、洗衣机等的生产。生产。217.1 基本概念对成批生产，又可按批量的大小分为小批生产、中批生产和大批生产三种，其中小批生产与单件生产类似，而大批生产又与大量生产相近，因此，生产中通常按工艺特点把生产类型划分为如下三

10、种： 单件小批生产 中批生产 大批大量生产223工艺特点生产类型不同，零件和产品制造工艺、所用设备及工艺装备、对工人的技术要求、采取的技术措施和达到技术经济效果也会不相同。各种生产类型的工艺特点如表8-4所示。7.1 基本概念237.2 机械加工工艺规程的设计步骤 一、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程：规定零件机械加工工艺过程和操作方法 等的工艺文件。 1机械加工工艺规程作用是指导生产的主要技术文件；是生产组织和生产管理工作的依据：组织原材料和毛坯的供应、机床调整、专用工艺装备设计和制造、编制生产作业计划等，制定产品进度计划及相应的调度计划；是新建、扩建或改建机械制造厂或车间的主要技术资料：

11、机床种类、数量，工厂或车间面积，机床的布置，生产工人工种、等级和数量等。第7章 机械加工工艺规程的制定24以工序为单位简要说明零件机械加以工序为单位简要说明零件机械加工工艺过程的一种工艺文件。主要工工艺过程的一种工艺文件。主要用于单件小批量生产或大批大量生用于单件小批量生产或大批大量生产的管理性文件。产的管理性文件。 2机械加工工艺规程的格式机械加工工艺过程卡片：机械加工工序卡片：调整卡片：检验卡片：操作指导卡片（作业指导书）：标准零件或典型零件工艺过程卡片。在工艺过程卡片的基础上，以工序为单位详在工艺过程卡片的基础上，以工序为单位详细说明每个工步的加工内容、工艺参数、操细说明每个工步的加工内

12、容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等的工艺作要求以及所用的设备和工艺装备等的工艺文件（工序简图）。主要用于大批大量生产文件（工序简图）。主要用于大批大量生产和单件小批量生产的关键工序。和单件小批量生产的关键工序。用于自动与半自动机床和锥齿轮、弧用于自动与半自动机床和锥齿轮、弧齿轮机床加工。如单轴自动车床调整齿轮机床加工。如单轴自动车床调整卡片、多轴自动车床调整卡片。卡片、多轴自动车床调整卡片。 用于建立工序质量用于建立工序质量控制点的工序。控制点的工序。 用于关键工序的检查。用于关键工序的检查。 7.2 机械加工工艺规程的设计步骤25 二、机械加工工艺规程的设计原则 全面合理地加工

13、出符合图样要求的零件，并充分注意技术的先进性和经济的合理性，且保证工人有良好而安全的劳动条件。 优质、高效、低消耗。 三、原始资料 产品图纸 产品质量验收标准 产品年产量计划 现有生产条件 有关手册、标准及指导性文件7.2 机械加工工艺规程的设计步骤26生产类型的划分依据：生产类型的划分依据：根据生产纲领和产品及零件的特征（重量）；根据生产纲领和产品及零件的特征（重量）；工作地每月担负的工序数。工作地每月担负的工序数。工序数工序数20204040：小批生产；：小批生产；工序数工序数10102020：中批生产；：中批生产；工序数工序数1 11010：大批生产；：大批生产；工序数工序数1 1：大量

14、生产。：大量生产。四、机械加工工艺规程的设计步骤1研究和分析产品的零件图及装配图2根据零件的生产纲领确定零件的生产类型 3确定毛坯的种类4拟定零件机械加工工艺路线工艺过程设计5工序设计确定各工序的具体内容 6技术经济分析 7填写工艺文件 明确零件在产品中的作用、地位和工作条件；找出其明确零件在产品中的作用、地位和工作条件；找出其主要的技术要求和规定它的依据；对零件图进行工艺主要的技术要求和规定它的依据；对零件图进行工艺审查。审查。审查的内容主要是零件的结构工艺性审查。审查的内容主要是零件的结构工艺性审查。关键阶段，核心内容关键阶段，核心内容定位基准的选择；定位基准的选择；各表面加工方法的选择；

15、各表面加工方法的选择；加工阶段的划分；加工阶段的划分；工序的划分（确定工序的分散和集中）；工序的划分（确定工序的分散和集中）；工序的安排（机械加工工序、热处理工序、辅助工序）。工序的安排（机械加工工序、热处理工序、辅助工序）。（1 1）确定各工序所用的设备及工艺装备：）确定各工序所用的设备及工艺装备：机床、夹具、刀具、量具、辅助工具；机床、夹具、刀具、量具、辅助工具；（2 2）确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；）确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；（3 3）确定各工序的切削用量及工时定额。）确定各工序的切削用量及工时定额。对几种不同的方案进行分析比较，对几种不同的方案进行分析比较，选择最

16、佳方案。选择最佳方案。 7.2 机械加工工艺规程的设计步骤277.2 机械加工工艺规程的设计步骤机械加工工序卡片的编制：绘制工序简图：按大致比例，画出大致轮廓。加工表面用粗实线画出、标出工序尺寸及公差、表面粗糙度、几何公差；定位基准、定位方式、夹紧部位及夹紧方式；该工序同时装夹的件数、排列方式、进给方向；若需要还应表示出工件或工具的回转方向、进给方向。填写工序内容、切削用量、设备和工艺装备的名称及型号、时间定额。例：2829一、分析零件技术要求及合理性零件图上的视图是否完整和正确；零件图上所标注的技术要求、尺寸、公差、表面粗糙度是否 齐全、合理；零件材料是否立足于国内，而且资源丰富又容易加工。

17、7.3 零件结构工艺性第7章 机械加工工艺规程的制定30二、零件的结构工艺性审查1合理标注尺寸：适应加工工艺要求加工顺序、检验与测量。2零件的结构便于加工，有利于达到所要求的加工质量；3有利于减少加工和装配劳动量；4有利于提高劳动生产率，与生产类型相适应；5与先进的加工方法相适应：如箱体零件的同轴孔系如箱体零件的同轴孔系单件小批量生产单件小批量生产单向递减；单向递减；大批大量生产大批大量生产双向递减。双向递减。数控机床、加工中心数控机床、加工中心曲线、曲面加工；曲线、曲面加工；特种加工：如方孔、异形孔、小孔、小深孔、特种加工：如方孔、异形孔、小孔、小深孔、窄缝窄缝电火花穿孔、电火花线切割工艺。

18、电火花穿孔、电火花线切割工艺。7.3 零件结构工艺性31结构工艺性分析示例：阶梯表面过渡部位、轴的磨削终端留砂轮越程槽7.3 零件结构工艺性32双联或多联齿轮留退刀槽，齿轮模数应相同：7.3 零件结构工艺性33避免曲面或斜面上钻孔防止刀具损坏，提高加工精度。7.3 零件结构工艺性34钻孔位置与铸件壁应离开一定距离： 7.3 零件结构工艺性35减少装夹次数提高位置精度：7.3 零件结构工艺性36凸台等高一次走刀加工：7.3 零件结构工艺性37设计工艺凸台作为加工时的定位基准方便加工： 7.3 零件结构工艺性38减少加工工作量：7.3 零件结构工艺性39连轴齿轮 轴径和齿轮直径相差太大，废工废料，

19、也不便于锻造分体结构7.3 零件结构工艺性40P191P2247.3 零件结构工艺性41常用毛坯类型：铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材（棒料、管料、板料等）。应考虑的因素： 零件的材料 通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。例如，零件若采用HT200、QT600-2等材料，其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢等材料，常采用锻压成形；若零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法。 生产类型的影响 要与生产类型相适应。如大批大量生产时适宜用高生产率和高精度的毛坯制造方法。7.4 确定毛坯的类型第7章 机械加工工艺规程的制定42 零件机械性能的影响 多数情况下，零件的机械性能要求也就

20、决定了毛坯的种类。如对于需要有较高强度的零件，通常选用锻钢件毛坯。 零件结构形状和尺寸的影响 其在很大程度上决定了毛坯制造方法的可能性和经济性。如结构复杂的零件宜采用铸件；大型轴类宜采用自由锻件而非模锻；重型复杂件则宜采用铸（铸钢）-焊、锻-焊等联合结构的毛坯。第7章 机械加工工艺规程的制定43 考虑毛坯生产的实际条件，使所选毛坯制造方法切实可行。 注意利用新工艺、新技术、新材料的可能性 在改进了毛坯的制造工艺和提高了毛坯质量后，往往可以大大减少机械加工劳动量，比采用某些高生产率的机械加工工艺措施更为有效。如精密铸造、精密锻造、粉末冶金等方法制造的毛坯，只要经过少量的机械加工甚至不需加工即可达

21、到要求少无切屑加工。 第7章 机械加工工艺规程的制定44 基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的 那些点、线、面。 一、基准的分类(按用途分)（一）设计基准 设计图样（或零件图）上所采用的基准 零件图上标注尺寸或位置关系所依据的那些点、线、面。7.5 定位基准的选择第7章 机械加工工艺规程的制定457.5 定位基准的选择设计基准示例46加工中用作定位的基准。加工中用作定位的基准。用夹具装夹时用夹具装夹时工件上直工件上直接与夹具的定位元件相接接与夹具的定位元件相接触的点、线、面。触的点、线、面。如图示齿轮零件：用内孔如图示齿轮零件：用内孔装在心轴上磨削装在心轴上磨削50h850h8

22、外外圆表面圆表面内孔中心线就是内孔中心线就是定位基准。定位基准。（二）工艺基准：在工艺过程中所采用的基准 按用途不同分为：工序基准： 定位基准： 测量基准： 装配基准： 在工序图上标注被加工表面尺寸（工在工序图上标注被加工表面尺寸（工序尺寸）和相互位置关系（位置公差）序尺寸）和相互位置关系（位置公差）所依据的点、线、面所依据的点、线、面工序图上所采工序图上所采用的基准。用的基准。测量时所采用的基准。测量时所采用的基准。 装配时用来确定零件或部件在产品（机器）中的装配时用来确定零件或部件在产品（机器）中的相对位置所采用的基准。相对位置所采用的基准。如齿轮装在轴上，内孔中心线就是它的装配基准；如齿

23、轮装在轴上，内孔中心线就是它的装配基准；轴装在箱体上，则轴颈轴线是装配基准。轴装在箱体上，则轴颈轴线是装配基准。7.5 定位基准的选择47二、定位基准的选择 制定工艺规程的主要内容之一定位基准分类(按用途)粗基准用毛坯表面作为定位基准精基准用已加工的表面作为定位基准 选择顺序：精基准粗基准 7.5 定位基准的选择48（一）精基准的选择考虑主要的问题：保证加工精度； 工件装夹方便，夹具结构简单。 应遵循的原则：基准重合原则 基准统一原则（基准不变原则）互为基准的原则 自为基准的原则便于装夹的原则7.5 定位基准的选择49 1基准重合原则尽量选择被加工表面的设计基准作为定位基准。目的：避免基准不重

24、合引起的基准不重合误差。7.5 定位基准的选择50 尺寸B的变化范围：基准重合基准不重合ACBTTAACCBBT)()(minmaxminmaxminmax7.5 定位基准的选择minmaxmaxACBmaxminminACB512基准统一原则在工件的加工过程中尽可能使各个工序的定位基准相同。常用的统一基准轴类零件常用其端面的两个中心孔；盘套类零件常用其端面和与端面垂直孔（中心线）组合定位；箱体类零件常用“一面两孔” 或三个互相垂直平面组合定位。7.5 定位基准的选择52采用统一基准的优点： 减少夹具种类，简化夹具结构，简化夹具的设计与制造；避免因基准多次转换带来的误差，有利于保证其相互位置精

25、度；在自动线加工中，减少装夹次数，有利于提高生产效率；简化工艺过程的制定工作。7.5 定位基准的选择533互为基准的原则对于两个表面间位置精度要求很高，同时其自身尺寸与形状精度都要求很高的表面加工（加工余量小而均匀），常采用“互为基准，反复加工”的原则。 例1：加工精密齿轮时，用高频淬火把齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，要求磨削余量小而均匀。就先以齿面为基准磨孔，再以孔为基准磨齿面。7.5 定位基准的选择547.5 定位基准的选择轴颈轴颈锥孔主轴零件精基准选择【例2】主轴精基准选择机床主轴前端锥孔与轴颈外圆的加工，常以锥孔为基准加工外圆轴颈，再以外圆轴颈为基准加工锥孔保证二者间的同轴度

26、要求。554自为基准的原则 对于加工精度要求高（精加工、光整加工），要求余量小而 均匀的表面，加工中常用加工表面本身作为定位基准。 例1：磨削机床床身导轨面，为保证导轨面上余量小而均匀 以导轨面本身找正定位磨削导轨面。7.5 定位基准的选择56例2：拉刀、浮动镗刀、浮动铰刀和珩磨等加工孔的方法，加工时是以孔中心线本身作为定位基准。遵循自为基准的原则时，不能提高加工面的位置精度。加工面的位置精度需由先行工序保证5便于装夹原则精基准应选择支承面积大、精度高、表面粗糙度值小的表面。所选择的精基准应使夹具结构简单、操作方便。7.5 定位基准的选择57（二）粗基准的选择： 考虑的主要问题：保证加工面和非

27、加工面的尺寸和位置要求；合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。 7.5 定位基准的选择58 遵循的原则：1保证相互位置要求原则 选非加工面为粗基准保证加工面与非加工面间的相互位置要求。2余量均匀分配原则选重要的加工面为粗基准保证该表面加工余量小而均匀。有多个重要加工面都要求保证余量均匀以要求最高的面（余量最小的面）为粗基准。7.5 定位基准的选择597.5 定位基准的选择603若所有表面都需加工，应选毛坯余量最小的表面为粗基准 保证各加工面都有足够的加工余量例：阶梯轴的加工 锻造毛坯，存在2mm的偏心量： 以小外圆为粗基准时小外圆处余量均匀，大外圆处余量不均匀，最小处为0.5mm。 以

28、大外圆为粗基准时大外圆处余量均匀，小外圆处余量不均匀，最小处为-0.5mm。 7.5 定位基准的选择614便于工件装夹原则选较平整、光滑，无分型面、浇冒口和飞边，有足够大面积的表面保证定位准确、可靠、装夹方便。5粗基准应避免重复使用原则 在同一尺寸方向上，只允许用一次只要有精基准可用，就不应重复使用粗基准。 粗基准是毛坯面，表面较粗糙，形状误差大，重复使用会 产生较大的定位误差。7.5 定位基准的选择627.6 工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择1经济加工精度和表面粗糙度经济加工精度：在正常加工条件下（用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理工时定额）所能达到的加工精度。 尺

29、寸公差：IT01、IT0、IT1IT18，几何公差：112级。经济表面粗糙度：在正常加工条件下（用符合质量标准的设备、工艺装备、和标准技术等级的工人，合理工时定额）所能达到的表面粗糙度值。 各种加工方法所能达到的经济加工精度、经济表面粗糙度值可查机械加工工艺手册第7章 机械加工工艺规程的制定63 2加工方法的选择（1）零件上加工表面的加工精度和表面粗糙度要求（2）零件的材料和热处理要求：采用与之相适应的加工方法。（3）零件的形状和尺寸（4）生产类型、生产率和经济性问题 所选加工方法要与生产类型相匹配，保持良好的经济性。（5）本厂现有技术水平和生产条件 充分利用本厂现有生产设备和工艺手段，挖掘企

30、业潜力。先选主要表面的最终加工方法，依次再推出前面一系列工序的先选主要表面的最终加工方法，依次再推出前面一系列工序的加工方法、顺序和次数；加工方法、顺序和次数；再选其它次要表面的加工方法。再选其它次要表面的加工方法。例例1 1：发动机气缸盖底面：平面度公差为：发动机气缸盖底面：平面度公差为0.04 0.04 mmmm，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa为为0.80.8mm。磨削磨削精铣精铣粗铣；粗铣；例例2 2：箱体零件上：箱体零件上20H720H7孔的加工：铰孔的加工：铰扩扩钻。钻。例例1 1：孔的精加工：镗、铰、拉、磨等方法完成精加工。：孔的精加工：镗、铰、拉、磨等方法完成精加工。对于箱体上的

31、孔：镗（大孔）、铰（小孔）；而不用拉和磨，对于箱体上的孔：镗（大孔）、铰（小孔）；而不用拉和磨，拉削拉刀费用高，箱体零件无回转中心，无法磨削。拉削拉刀费用高，箱体零件无回转中心，无法磨削。大批大量生产：应选用生产率高，质量稳定的加工方法。如平大批大量生产：应选用生产率高，质量稳定的加工方法。如平面和孔的加工采用拉削加工。面和孔的加工采用拉削加工。单件小批量生产：平面采用刨削等。单件小批量生产：平面采用刨削等。例例1 1：淬火钢的精加工：淬火钢的精加工磨削；磨削；例例2 2：有色金属的精加工：有色金属的精加工金刚镗、高速精细车。金刚镗、高速精细车。7.6 工艺路线的拟定643.典型表面的加工方法

32、外圆表面的典型加工方法 图8-22内孔表面的典型加工方法 图8-23平面的典型加工方法 图8-247.6 工艺路线的拟定65二、加工阶段的划分 由粗到精进行加工加工精度逐步提高1粗加工阶段：从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表 面质量较低的加工过程。2半精加工阶段：在粗加工和精加工之间进行的加工过程。3精加工阶段：从表面上切除较少余量，所得精度和表面质量 都比较高的加工过程。4光整(精密和超精密)加工阶段：从工件上不切除或切除极薄 的金属层，用以获得很光洁的表面或强化其表面的加工过程。一般在热处理前进行。目的：一般在热处理前进行。目的：使工件上次要表面达到技术要求使工件上次要表面达到技术要

33、求次要表面的最终次要表面的最终加工；加工；为工件上主要表面的精加工作好准备，使主要表面为工件上主要表面的精加工作好准备，使主要表面消除粗加工时留下的误差，并达到一定的精度和表消除粗加工时留下的误差，并达到一定的精度和表面粗糙度面粗糙度为精加工提供合适精加工余量。为精加工提供合适精加工余量。目的：使主要表面达到图样上规定的目的：使主要表面达到图样上规定的技术要求技术要求最终加工。最终加工。特点：生产率高，精度低，表面粗糙度值大。特点：生产率高，精度低，表面粗糙度值大。目的：切除各加工表面的大部分余量；提供目的：切除各加工表面的大部分余量；提供精基准。精基准。7.6 工艺路线的拟定66划分加工阶段

34、的好处（原因）：（1）及时发现毛坯缺陷，避免浪费工时。 （2）有利于保证加工质量。 （3）有利于合理使用设备和安排操作工人。（4）便于组织生产（安排热处理工序）。（5）精加工和光整加工安排在后，避免表面磕碰损坏。毛坯的各种缺陷毛坯的各种缺陷气孔、砂眼、加工余量不足等，在气孔、砂眼、加工余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工造成工时和费用的浪费。继续加工造成工时和费用的浪费。粗加工造成的误差可通过半精加工粗加工造成的误差可通过半精加工和精加工逐步得到纠正。和精加工逐步得到纠正。粗加工可在功率大，刚性好，生产率高的设备上进

35、粗加工可在功率大，刚性好，生产率高的设备上进行，可充分发挥设备的潜力（旧设备的利用）；行，可充分发挥设备的潜力（旧设备的利用）；精加工余量较小，利用精度高的设备，容易保证加精加工余量较小，利用精度高的设备，容易保证加工精度，利于长期保持设备的精度。工精度，利于长期保持设备的精度。划分加工阶段是对整个工艺过程而言，应以主要加工面来分析。划分加工阶段是对整个工艺过程而言，应以主要加工面来分析。并不是所有的零件都要划分加工阶段，应用时应灵活掌握。并不是所有的零件都要划分加工阶段，应用时应灵活掌握。如对于加工质量要求不高，刚性好，毛坯精度较高，余量小的如对于加工质量要求不高，刚性好，毛坯精度较高，余量

36、小的工件可少划分或不划分加工阶段；工件可少划分或不划分加工阶段；对于刚性好的重型工件，由于装夹及运输费时，常在一次装对于刚性好的重型工件，由于装夹及运输费时，常在一次装夹下完成粗精加工。夹下完成粗精加工。精密加工精密加工恒温洁净环境；恒温洁净环境；粗加工前可安排退火或正火；粗加工前可安排退火或正火；粗加工后可安排时效处理（消除残余应力）；粗加工后可安排时效处理（消除残余应力）；半精加工后可进行淬火处理，热处理引起的变半精加工后可进行淬火处理，热处理引起的变形可在精加工中消除。形可在精加工中消除。7.6 工艺路线的拟定67三、工序的集中和分散 为便于组织生产、安排计划和均衡机床负荷，常将工艺过程

37、划分为若干个工序。有两种不同的原则：工序集中：工序数少而各工序的加工内容多将零件的加工内容集中在少数几道工序中完成。工序分散：工序数多而各工序的加工内容少将零件的加工内容分散到很多道工序中完成。7.6 工艺路线的拟定68 工序集中特点：（1）有利于采用高效的专用设备和工艺装备，提高生产率。 如自动化机床、组合机床等。（2）机床数量少、操作工人人数少、生产面积少易于管理；（3）工件装夹次数少。一次装夹可加工多个表面，有利于保证 各表面间的位置精度；降低辅助时间和工序间的运输量。（4）设备和工艺装备复杂生产技术准备工作量大，周期长； 投资大，调整、维修复杂；产品更新换代费时。7.6 工艺路线的拟定

38、69 工序分散特点：可采用结构简单设备和工艺装备调整、维修方便；生产技术准备工作量少；容易适应产品更新换代；易于平衡工序时间，组织流水作业。有利于采用最合理的切削用量，减少机动时间。设备数量多，操作工人多，占用生产面积大；工艺路线和生产周期长（在制品占用量大）。7.6 工艺路线的拟定703选用：根据生产类型、零件的结构特点、技术要求、生产条件（如设备）选用。单件小批量生产：大批大量生产：中批生产：重型零件：刚性差，精度高的零件：目前倾向工序集中采用工序集中，可简化生产组织工作，一采用工序集中，可简化生产组织工作，一般采用通用设备和工艺装备，尽可能在一般采用通用设备和工艺装备，尽可能在一台机床上

39、完成较多的表面加工。台机床上完成较多的表面加工。如摇臂钻可完成多个平行孔系的加工、采如摇臂钻可完成多个平行孔系的加工、采用数控机床、加工中心等，特别是重型零用数控机床、加工中心等，特别是重型零件的加工。件的加工。对结构较复杂零件采用工序集中对结构较复杂零件采用工序集中使用使用 高效的组合机床、自动机床，提高生产率。高效的组合机床、自动机床，提高生产率。对结构简单的零件，可采用工序分散的原对结构简单的零件，可采用工序分散的原 则则如轴承的生产。如轴承的生产。工序分散和工序集中相结合，尽可工序分散和工序集中相结合，尽可能采用高效机床。能采用高效机床。 工序应适当集中工序应适当集中减少装卸和减少装卸

40、和运输工作量。运输工作量。 工序应适当分散工序应适当分散使加工精度使加工精度逐步提高。逐步提高。 7.6 工艺路线的拟定71四、工序的安排1机械加工工序的安排原则：先基准面后其它(基准先行)先粗后精先主后次先面后孔各表面的加工按照由粗到精的加工阶各表面的加工按照由粗到精的加工阶段进行，加工精度逐步提高。先安排段进行，加工精度逐步提高。先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工或光整加工。排精加工或光整加工。优先考虑基准面的加工，为后续工序提供精基准。对于箱体、连杆、支架、底座等零件，先加工好平面，以面定位加工孔，易于保证平面与孔的位置精度定位稳定、可靠、刀具

41、的切削条件好。加工精基准粗加工主要面次要面加工精加工主要表面光整加工。先安排零件主要表面加工装配基面、工作表面；后安排零件次要表面加工键槽、紧固件的光孔、螺孔、退刀槽、倒角。 次要表面的加工可穿插在各阶段间进行（在主要表面的半精加工后进行）增加了阶段间的时间间隔，便于工件有足够时间让残余应力重新分布并引起变形，以便在后续工序纠正其变形。7.6 工艺路线的拟定722热处理工序的安排 热处理工序的安排，主要决定于零件材料和热处理的目的。退火和正火： 一般安排在粗加工前进行属于预备热处理。 作用：改善切削加工性能；消除毛坯中的残余内应力，细化 晶粒，均匀组织。 毛坯（铸件、锻件）退火或正火机械加工

42、C0.5%：采用退火，降低硬度； C0.5%：采用正火，提高硬度，如凸轮轴45，锻件。7.6 工艺路线的拟定73人工时效处理：大而复杂的铸件粗加工后安排人工时效处理（去应力退火），以消除内应力。大件粗加工前最好安排自然时效处理调质：淬火高温回火 改善零件的机械性能（综合机械性能高）中碳钢和合金钢 可作为预备热处理或最终热处理。 一般安排在粗加工之后，精加工或半精加工之前进行。7.6 工艺路线的拟定74淬火、渗碳淬火、渗氮：最终热处理 目的：提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火：安排在半精加工后、磨削前进行。 淬火回火（中温、低温）工件的变形比较大。 表面淬火：中频淬火（2mm）、高频淬火（2mm）

43、。渗碳淬火：一般安排在半精加工后、磨削前进行。 磨削量0.150.4mm 低碳钢20、20Cr渗氮（氮化）：工件变形小，安排在精磨、研磨、抛光之前进行。渗氮后硬度9501200HV，疲劳强度15%35%，抗腐蚀能力。如38CrMoAlA,27900的镗杆变形0.005mm ；发动机飞块20Cr45进行氮化处理，加工质量。7.6 工艺路线的拟定75表面处理：电镀（镀Cr、镀Zn）、发蓝一般安排在机械加工完毕后进行。 目的：抗腐蚀能力（防锈）；耐磨性；装饰性（表 面美观，如装饰镀Cr）7.6 工艺路线的拟定763辅助工序的安排 检验：每道工序要安排自检，下列情况应安排检验工序：去毛刺：清洗：去掉切

44、屑、油污安排在精加工前、完工后进行。防锈：涂防锈油。去磁：平面磨削磁力夹紧；磁力探伤应在去磁机上进行去磁处理。特种检验探伤检验工件内部质量安排在精加工阶段；密封性、工件平衡性检验安排在工艺过程最后进行。l粗加工阶段之后；l关键工序加工前、后；l零件跨车间转序时（如热处理前后）；l特种性能（探伤、密封性）检验之前；l零件全部加工完后。对后续加工无影响集中去毛刺；对后续加工有影响在工序中去毛刺（为工序的一个工步）。常用去毛刺方法：手工锉刀、机动、钢丝毛刷。7.6 工艺路线的拟定77五、选择机床设备与工艺装备机床设备的选择机床的主要规格尺寸应与被加工零件的外廓尺寸相适应。机床的精度应与工序要求的加工

45、精度相适应。机床的功率、刚度和工作参数应与最合理的切削用量相适应。机床的生产率应与被加工零件的生产类型相适应：大批大量生产高效率的组合机床、自动机床；单件小批量生产通用设备（立铣、卧铣、车床、摇臂钻床）。机床的选择应适应工厂现有的生产条件（设备条件）设备的负荷平衡情况。7.6 工艺路线的拟定78工艺装备的选择 确定各工序所需刀具、夹具、量具和辅助工具。夹具夹具精度应与工件的加工精度相适应。刀具优先用标准刀具；若用工序集中的原则可用高效的复合刀具和专用刀具；注重推广新型刀具材料和先进刀具。刀具的类型、规格和精度应符合零件的加工要求。量具量具的精度必须与加工精度相适应。单件小批量生产尽量选通用夹具

46、和机床夹具附件（卡盘、平口虎钳、分度头），有组合夹具站的可用组合夹具。大批大量生产采用高效率的液压、气动等专用夹具；中批生产可采用可调夹具，成组夹具（配合成组技术）。单件小批量生产采用通用量具，如游标卡尺、内径千 分尺、外径千分尺；大批大量生产采用各种量规（光滑极限量规、螺纹量 规、位置量规）、高效率的检验工具、各种量仪。7.6 工艺路线的拟定797.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定一、加工余量的概念1加工总余量：从加工表面上切除的金属层总厚度 等于同一表面上毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。2工序余量：每一工序所切除的金属层厚度 等于相邻两工序的工序尺寸之差。第7章 机械加工工艺规程的制定80被

47、包容面（轴）包容面（孔）加工总余量与工序余量关系7.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定81被包容面（轴）包容面（孔）工序余量与工序尺寸及其公差的关系7.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定82 加工总余量等于各工序余量之和： 工序余量的公称尺寸（公称余量） 被包容面（轴）：Z=上工序公称尺寸a-本工序公称尺寸b； 包容面（孔）： Z=本工序公称尺寸b-上工序公称尺寸a。Zmax 、 Zmin和工序尺寸公差 ： 余量公差 ：余量的变动范围（工序余量公差）niZZZZZZ 3210baTT 、aTZZminbabTTZTZZminmaxZTbaZTTZZTminmax7.7 加工余量、工序尺寸及公差

48、的确定834.影响加工余量的因素上工序产生的表面粗糙度Rz和表面缺陷层深度Ha ：上工序留下的表面粗糙度Rz 全部切除；切除上工序表面上留下的一层金属组织已破坏的缺陷层Ha（冷硬层、氧化层、裂纹）。 各种加工方法所得的试验数据Rz 和Ha 可查表。上工序的尺寸公差Ta ：工序公称余量中包含了Ta 。如轴线、平面本身的形状误差（直线度、平面度）及其位置误差（平行度、垂直度、同轴度），具有矢量性质，与加工方法和热处理方法有关，通过工艺资料查得或试验确定。a7.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定上工序的几何误差（空间误差） ：不由尺寸公差所控制的几何公差。847.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定本

49、工序加工时的装夹误差 ：定位误差、夹紧误差。加工外圆和孔时： 双边余量加工平面时： 单边余量baaabRzHTZ2)(22b在无心磨床上磨削销轴、用浮动铰刀、镗刀和拉刀加工孔时，是采用自为基准的原则，不计 ，只有形状误差，则： 研磨、珩磨、超精磨和抛光等光整加工，主要降低表面粗糙度值，则：baaabRzHTZ)(b85二、确定加工余量的方法1分析计算法：工序余量计算公式、一定的试验资料。2查表法：以工厂生产实践和试验研究积累的经验制成的表格为基础，结合本厂实际加工情况加以修正。3经验法：用于单件小批量生产。 根据实际经验确定工序加工余量加工余量偏大。7.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定86三

50、、工序尺寸及其公差的确定工艺基准与设计基准重合工序尺寸及公差的计算在设计基准、定位基准、测量基准、工序基准重合的情况下，某一表面需经多次加工，才能达到设计要求工件上外圆、内孔、平面的多工序加工，工序尺寸与公差仅与工序余量有关。方法：1确定加工表面的总余量2确定各工序的公称余量3确定各工序公称尺寸4确定各工序尺寸公差及偏差查表法查表法加以修正。加以修正。 由最后一道工序向前推算。从设计尺寸由最后一道工序向前推算。从设计尺寸开始，由最后一道工序逐一向前推算工开始，由最后一道工序逐一向前推算工序的公称尺寸，直到毛坯尺寸。序的公称尺寸，直到毛坯尺寸。按各工序的经济加工精度确定工序按各工序的经济加工精度

51、确定工序尺寸公差尺寸公差查表法。查表法。孔、轴按孔、轴按“入体原则入体原则”确定上、确定上、下偏差下偏差对于孔：对于孔：H H，轴：，轴：h h；毛坯和距离尺寸按双向对称布置毛坯和距离尺寸按双向对称布置毛坯：毛坯：JSJS、jsjs。TL217.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定87例1： 主轴箱体主轴孔的设计要求 。试确定加工方法和工序尺寸？查表确定加工方法：毛坯孔（铸坯）粗镗半精镗精镗浮动镗；工序尺寸（加工余量、工序公称尺寸、公差、偏差、表面粗糙度）：浮动镗精镗半精镗 粗镗毛坯孔（铸件）加工余量加工余量0.1，经济加工精度，经济加工精度Js6，工序尺寸，工序尺寸 ，图样上标注图样上标注 ，

52、 。100011. 06100JsmRa8 . 0250HT011. 06100JsDmRa8 . 0加工余量加工余量2.4，经济加工精度，经济加工精度H9，工序尺寸，工序尺寸 ，图样上标注图样上标注 ， 。4 .99087. 0094 .99HmRa2 . 3加工余量加工余量5，经济加工精度，经济加工精度H12，工序尺寸，工序尺寸 ，图样上标注图样上标注 ， 。9735. 001297HmRa3 . 6毛坯余量或加工总余量毛坯余量或加工总余量8，铸件精度铸件精度 ，工序尺寸工序尺寸 ，图样上标注，图样上标注 。6 . 13 . 1923 . 192 加工余量加工余量0.5，经济加工精度，经济

53、加工精度H7，工序尺寸，工序尺寸 ，图样上标注图样上标注 ， 。9 .99035. 0079 .99HmRa6 . 17.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定88基准不重合时工序尺寸及公差的计算：工艺尺寸链工序尺寸及其公差与零件上某设计尺寸或其它工序尺寸相关。7.7 加工余量、工序尺寸及公差的确定89一、尺寸链的概念1尺寸链：加工（或机器装配）过程中，由相互连接的尺寸形 成的封闭尺寸组。示例：图示零件图的设计尺寸A1、A0，加工时以表面A 定位加工B，得到尺寸A2（按A2对刀），间接保证A0 ， A1 、 A2 、 A0在加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭尺寸组加工工艺尺寸链。工艺尺寸链示例7

54、.8 工艺尺寸链第7章 机械加工工艺规程的制定902组成：环列入尺寸链中的每一个尺寸（A0，A1、A2）。封闭环：加工过程中间接（自然）形成的尺寸A0、B0表示。加工工艺尺寸链中的封闭环是由零件的加工顺序决定的。组成环：尺寸链对封闭环有影响的全部环。l 增环该环变动，引起封闭环同向变动；l 减环该环变动，引起封闭环反向变动。l 用以下角标“1、2、3、4”表示，如A1、A2、A3、A4，同一尺寸链中的各环应用同一个字母表示，增环在字母上加符号， ；减环在字母上加符号， 。1A2A7.8 工艺尺寸链91判断增、减环的方法：l 根据定义；l 顺着尺寸链的一个方向，向着尺寸线的终端画箭头，则与封闭环

55、同向的为减环；与封闭环反向的为增环。3特征封闭性：一个封闭环就有一个尺寸链；关联性：尺寸链中各环相互关联，组成环是自变量，封闭环是因变量；一个尺寸链只有一个封闭环。7.8 工艺尺寸链924.尺寸链的分类按尺寸链的应用范围： 零件尺寸链 工艺尺寸链 装配尺寸链按各环所处的空间位置和各环的几何特征： 线性尺寸链（直线尺寸链） 平面尺寸链 空间尺寸链 角度尺寸链同一个零件的设计尺寸所形成的尺寸链。 同一个工件的工艺尺寸所形成的尺寸链。 不同零件的设计尺寸所形成的尺寸链。 尺寸链中各环位于同一平面内且相互平行。 尺寸链中各环位于同一平面或相互平行的平面内，各环之间可以不平行转化为两个相互垂直的线性尺寸

56、链。尺寸链中各环不在同一平面或相互平行的平面内转化为三个相互垂直的平面尺寸链。尺寸链中各环均为角度量（包括了平行度和垂直度的尺寸链）。 7.8 工艺尺寸链93二、线性尺寸链的计算方法确定封闭环与组成环的公称尺寸、公差及极限偏差之间的关系。极值法利用其组成环加工成最不利的情况来确定封闭环极限尺寸的方法；概率法以概率理论和数理统计原理为基础进行尺寸链分析 计算。1.极值法解尺寸链基本公式封闭环与组成环公称尺寸、极限尺寸、极限偏差、公差关系式。公称尺寸：封闭环的公称尺寸等于所有增环的公称尺寸之和减去所有减环的公称尺寸之和： jiAAA07.8 工艺尺寸链94极限尺寸：封闭环的上极限尺寸等于所有增环的

57、上极限尺寸之和减去所有减环的下极限尺寸之和： 封闭环的下极限尺寸等于所有增环的下极限尺寸之和减去所有减环的上极限尺寸之和： minmaxmax0jiAAAmaxminmin0jiAAA7.8 工艺尺寸链95极限偏差：封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的 下偏差之和： 封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的 上偏差之和： jiAEIAESAAESA0max00jiAESAEIAAEIA0min007.8 工艺尺寸链96公差：封闭环公差等于各组成环公差之和 结论: 一定： 环数， 封闭环精度； 一定： 环数， 加工容易。 inTTTTTEIAESAT1321000iT

58、0T0TiT7.8 工艺尺寸链97平均尺寸 封闭环的平均尺寸等于所有增环的平均尺寸之和减去所有 减环的平均尺寸之和 jMiMMAAA07.8 工艺尺寸链982.尺寸链的计算形式正计算形式：已知组成环的公称尺寸、公差、极限偏差求封闭环的公称尺寸、公差、极限偏差。 用于校核计算属于公差控制问题，如产品设计的校验工作。反计算形式：已知封闭环的公称尺寸、公差、极限偏差，组成环的公称尺寸求各组成环的公差、极限偏差。 要将封闭环的公差值合理地分配给各组成环，结果不是唯一的属于公差分配问题，用于设计计算： 公差值分配 确定极限偏差7.8 工艺尺寸链99 （1）分配公差值的方法等公差法：按等公差值的原则分配封

59、闭环的公差值，即使各组成环公差相等，其大小： 根据公称尺寸大小、加工的难易程度进行调整（靠标准公差值）。 调整后应满足当各组成环公称尺寸大小、加工的难易程度相近时采用该法较为合适。等精度法：按等精度级的原则分配封闭环的公差值，即使各组成环精度等级相等。各组成环的公差值根据公称尺寸大小等比例分配，然后再给予适当调整。 10nTTm7.8 工艺尺寸链0TTi100常用尺寸（公称尺寸500，IT5IT18） （a与精度等级有关，i与公称尺寸有关） 由am查表确定公差等级IT：IT5IT18；根据公称尺寸、公差等级IT查表确定公差值Ti ，该方法在工艺上是合理的。aiT imiiiaiaT0imiTa

60、0DDi001. 045. 037.8 工艺尺寸链101（2）确定极限偏差选一个环作为协调环，其余组成环按“入体原则”标注偏差:对于孔：对于轴：按偏差关系式求出协调环的极限偏差0EIhTES0essTei7.8 工艺尺寸链102中间计算形式： 已知封闭环和部分组成环的公称尺寸、公差、极限偏差，求其余组成环的公差、极限偏差。 工艺尺寸链多属于此种计算形式 7.8 工艺尺寸链103反计算形式例题：如图所示 利用等公差法或等精度法求各组成环的公差、极限偏差。381A102A123A45. 0160A7.8 工艺尺寸链104分配公差值用等公差法分配公差： 对于 取 （ 尺寸大）； 对于 取 （ 尺寸小