过程装备制造技术讲义

1、 过程装备制造技术讲义 王昌 内蒙古科技大学机械学院 119 11 过程装备制造技术讲义 讲义编号：1 课 题 绪论、机械加工工艺规程的制订 授课时数 2 教学目的要求 了解课程研究对象、主要内容、课程特点、学习本课程的目的、要求。掌握机械加工工艺过程的组成工序、工步、走刀、安装、工位的概念、生产类型及工艺特点、机械加工工艺规程的概念、作用、内容、格式、制订原则、依据、步骤。 教学重点难点 重点：1工序、工步、走刀、安装、工位的概念； 2机械加工工艺规程的概念、制定机械加工工艺规程的步骤 难点：工序、工步、走刀、安装、工位的概念 教学方法手段 教学方法：以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导

2、式和提问式教学方法；授课顺序按自编学习指导书为主。 教学手段：以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。 教学内容和步骤、课时分配 1.绪论（15 min）； 2.机械加工工艺过程组成（工序、工步、走刀、安装、工位）（45 min）； 3.生产类型及工艺特点 （10 min）； 4.机械加工工艺规程的概念、作用、内容、格式、制订原则、依据、步骤（15 min）； 5.小结及作业布置（3min） 6.机动（2 min）； 思考题及作业 l 思考题： 1.学习本课程的目的、要求是什么？本课程的特点是什么？ 2.什么是机械加工的工艺过程，工艺规程？工艺规程在生产中起什么作用？ 3.工序、工步、走

3、刀、安装、工位的定义是什么？ 4.什么叫生产纲领？生产类型有哪些？了解各种生产类型的工艺特征 l 作业： 1.自编习题：一、二、三大题中相关填空、选择、是非题； 2.教材P57：2-4成批生产如图齿轮，按表中的加工顺序将其工序、安装、工位、工步和数码区分开来。 基本教材、主要参考书 和相关网站 基本教材：机械制造工艺学陈明，机械工业出版社，2008年4月 机械制造工艺学学习指导书叶泳东，自编，2009年9月 主要参考书：机械制造工艺学 郑修本，机械工业出版社，1999年5月 相关网站：机械制造工艺与装备课程网http：/ 教学后记 通过课堂讲授，同学们初步了解了本课程在专业课程体系中的重要 1

4、2第一章 绪 论 11机械制造业的重要地位、作用与发展 主要任务：设计和制造各种工艺装备 地位：国民经济的基础和支柱 发展：第一次工业革命（蒸汽机） 第二次工业革命（电力） 第三次工业革命（先进制造技术） 表现：工艺优化；新型加工方法；高新技术与工艺紧密结合 12机械制造工艺及装备的研究对象 机械制造工艺及装备是以机械制造过程中的工艺问题为研究对象的一门技术学科。 工艺：是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程 机械制造工艺：各种机械的制造方法和过程的总称 机械制造工艺的内容：包括毛坯制造、机械加工、热处理、产品装配等，机械制造工艺学主要研究机械加工和装配两部分。 工艺问题：质量、生产率、经

5、济性。可概括为TQCS（Time、Quality、Cost、Sevice) 13课程的主要任务 1理解和掌握机械制造工艺过程的基本理论和基本知识； 2学会制订机械加工工艺规程，理解和掌握典型零件加工工艺； 3掌握机床夹具的设计基本原理和方法； 4了解影响机械加工质量的各种因素，学会分析和控制加工质量的方法； 5理解和掌握装配工艺基础知识。 14课程的主要内容 1机械加工工艺规程的制订 2典型零件加工工艺分析 3机床夹具的设计 4机械加工精度、机械加工表面质量 5装配工艺基础等。 15学习本课程的目的和要求 1. 掌握机械加工与机械装配工艺的基本规律和基本理论知识； 2. 熟悉制订工艺规程的原则

6、、步骤及方法； 3. 具有制订零件加工工艺规程和机床夹具设计的基本能力； 4. 分析解决生产中一般工艺问题的能力。 16课程的特点 1实践性强。注意掌握基本概念及其在实际中的应用。 2涉及面广。它与金工、机械加工基础、公差、刀具、机床、夹具，企业管理等课程都有联系。 3灵活性大。工艺理论与工艺方法的应用具有很大的灵活性，在不同的条件甚至在相同的条件下可以有不同的处理方法，因此必须根据具体情况进行辩证的分析。 本课程只能涉及工艺理论中最基本的内容，不管工艺水平发展到何种程度，都和这些基本内容有着密切的关系。因此，要掌握最基本的内容，为今后通过工作实践和继续学习，不 13断增加工艺知识和提高分析、

7、解决工艺问题的能力打好基础。 第二章 机械加工工艺规程的制订 【本章提要】 机械加工工艺规程的制订是机械制造工艺学的基本内容之一，具有制订机械加工工艺规程的初步能力是学习本课程的主要任务之一。本章研究零件机械加工工艺规程的设计问题，介绍工艺规程的组成、功用的制订程序，说明零件分析方法、定位基准的选择、零件表面加工方法的选择、加工顺序的安排、工序集中与分散的处理、机床和工艺装备的选择、加工余量与工序尺寸及公差的确定、工艺尺寸链的分析与解算等工艺过程设计和工序设计中的主要问题。 【讲授新课】 21 基本概念 211 机械的生产过程和工艺过程 生产过程：将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总

8、和。包括： 1生产技术准备过程； 2毛坯制造过程； 3机械加工和热处理； 装配过程； 生产服务过程。 其中，2、3、4为工艺过程，3、4为机制工艺过程，3为机加工工艺过程。 212 机械加工工艺过程组成 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。 1工序 一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序 。 区分工序的主要依据，是设备（或工作地）是否变动和完成的那一部分工艺内容是否连续。 工序是制订工艺过程的基本单元，也是制订劳动定额、配备工人、安排作业计划和进行质量检验的基本单元。 2工步与走刀 工序还

9、可以进一步划分工步。 工步指加工表面（或装配时的联接表面）、加工（或装配）工具和切削用量（切削速度和进给量）不变的条件下所完成的那部分工艺过程。 但在一次安装中连续进行若干相同的工步的复合工步称一个工步。几把刀具同时加工几个表面也可看作一个工步。 在一个工步内，若加工表面需切去的金属层很厚，需要分几次切削，则每进行一次切削 14就是一次走刀。一个工步可包括一次或几次走刀。 3安装与工位 工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再予以夹紧的过程称装夹。 工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。 在一个工序中，工件可能只需一次安装，也可能需要几次安装。工件

10、加工中应尽量减少安装次数，以减少安装误差及辅助时间。 工位：一次装夹后，工作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加工位置。为提高效率，可采用多工位。 例：成批生产如下图所示的齿轮，按表中的加工顺序，工序、安装、工位、工步区分如下： 顺序 加 工 内 容 工序 安装 工位 工步 1 2 3 4 在立钻上钻孔 在同一立钻上锪端面A 在同一立钻上倒角 调头，倒角 1 1 2 1 1 1 2 3 4 5 在拉床上拉孔 2 1 1 1 6 7 在插床上插一键槽 再插另一键槽（夹具回转120） 3 1 1 2 1 8 在多刀车床上粗车外圆、台阶、端面B 4 1 1 1 9 10

11、 在卧式车床上精车外圆 再精车端面B 5 1 1 1 2 1511 在滚齿机上滚齿 v=25mm/min, ap=4mm,f=0.8mm/r v=35mm/min, ap=2mm,f=0.5mm/r 6 1 1 1 2 12 在钳工台上去毛刺 7 13 检验 8 213 生产类型及工艺特点 企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领。零件的年生产纲领指包括备品和废品在内的年产量。 N=Qn(1+a%)(1+b%) 式中 N-零件的生产纲领 Q-产品的生产纲领 n-每台产品中该零件的数量 a%-备品率 b%-废品率 根据生产纲领确定生产类型,不同的生产类型有不同的工艺特征。 214 机

12、械加工工艺规程的概念、内容、格式 概念：机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的技术文件 内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目用检验方法、切削用量、时间定额等。 格式：机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡、机械加工工序卡等 215 机械加工工艺规程的作用 是指导生产的主要技术文件，是生产组织和管理工作的基本依据，是新建和扩建工厂或车间的基本资料。 216 工艺规程制订的原则 在优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。注意技术上的先进性，经济上的合理性，有良好的劳动条件。 217 工艺规程制订的主要依据 产品的全

13、套装配图和零件工作图，产品的验收的质量标准，产品的生产纲领（年产量），毛坯资料，现场的生产条件，国内外的工艺技术发展的情况，有关的工艺手册及图册。 218 制订工艺规程的步骤 1计算年生产纲领，确定生产类型。 2分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3选择毛坯。 4拟订工艺路线。 5确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 6确定设备、刀、夹、量具和辅助工具。 7确定切削用量及时间定额。 8确定各主要工序的技术要求及检验方法。 9填写工艺文件。 【小结】 1.机械加工工艺过程是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，使之成为合格零件的过程；装配工艺过程是把零件装配成机

14、器并达到装配要求的过程。机械 16加工工艺过程和装配工艺过程是本课程研究的两项主要内容。 2.机加工过程的基本单元是工序，工序以下安装、工位、工步、走刀的层级关系是： 工序工位安装工步走刀。各部分加工过程的划分都有明确的定义。 3.企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领，包括备品和废品在内。根据生产纲领确定生产类型, 生产类型有大量、大批、中批、小批、单件五种，不同的生产类型有不同的工艺特征。 4.工艺规程有过程卡、工艺卡、工序卡三种格式，是指导生产的主要技术文件，是生产组织和管理工作的基本依据，是新扩建工厂和车间的基本资料，制订工艺规程时，以优质、高产、低成本、高效为原则，具备

15、各种原始资料，按规定的步骤进行。 17过程装备制造技术讲义 讲义编号：2 课 题 零件的工艺分析、毛坯的选择 授课时数 2 教学目的要求 掌握零件分析的具体内容、零件结构工艺性概念、切削加工工艺性的分析方法；复习常用毛坯的种类，掌握毛坯选择的原则。 教学重点难点 重点：1零件分析的具体内容； 2毛坯选择的原则 难点：切削加工工艺性的分析 教学方法手段 教学方法：以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、引导式、提问式和讨论式教学方法；授课顺序按自编学习指导书为主。 教学手段：以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。 教学内容和步骤、课时分配 l 零件的工艺分析 1.对零件图的具体分析内容（15

16、 min）； 2.零件的结构工艺性（45min）； l 毛坯的选择 1. 机械零件常用毛坯的种类（10min） 2. 毛坯的选择原则（15min） l 小结及作业布置（3min） l 机动（2 min）； 思考题及作业 l 思考题： 1.如何理解结构工艺性的概念？零件结构工艺性有哪些要求？ 2.应该怎样选择毛坯类型、制造方法和毛坯精度？ l 作业： 1.自编习题：一、二、三大题中相关填空、选择、是非题 2.自编习题：四、分析题：指出下列各零件图中结构工艺性方面存在什么问题，如何改进？ 基本教材、主要参考书 和相关网站 基本教材：机械制造工艺学陈明，机械工业出版社，2008年4月 机械制造工艺学

17、学习指导书叶泳东，自编，2009年9月 主要参考书：机械制造工艺学 郑修本，机械工业出版社，1999年5月 相关网站：机械制造工艺与装备课程网http：/ 教学后记 通过课堂讲授，同学们初步了解零件分析与毛坯选择的方法。本人在讲解时，突出采用以下教法以提高教学效果： 零件分析部分需要用大量的例子来讲解，特别是在结构工艺性方面，学生对零件尺寸标注、零件结构设计缺乏足够的意识，是最易犯错的知识点。案例法教学起到很好的效果。 毛坯的选择原则也是采用案例教学。最后一定要求学生学会思考毛坯的造型方法、外形特征，这对后续课粗基准的选择有较大关系。 18 【复习与导入】 上节课讲到机械加工工艺规程的制订的按

18、9个步骤进行，分别是： 1计算年生产纲领，确定生产类型； 2分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析； 3选择毛坯； 4拟订工艺路线； 5确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差； 6确定设备、刀、夹、量具和辅助工具； 7确定切削用量及时间定额； 8确定各主要工序的技术要求及检验方法； 9填写工艺文件。 本章以下内容的讲解就按这个步骤进行，今天讲解第2、3步，零件分析及毛坯选择。 【讲授新课】 22 零件的工艺分析 零件图是制订工艺规程最主要的原始资料，通过分析零件图及产品总装图、部件装配图以及验收标准，理解零件的功用、结构、技术要求。 221 对零件图的具体分析内容 1. 零件的视图、尺寸

19、、公差、和技术要求等是否齐全。 2. 零件图所规定的加工要求是否合理。如图1-6所示的汽车钢板弹簧吊耳。 3. 零件的选材是否恰当，热处理要求是否合理。如图1-7所示方头销。 4. 零件的结构工艺性。 5. 零件的技术要求分析。 222 零件的结构工艺性 零件的结构工艺性指零件的结构在保证使用要求的前提下是否能以较高的生产率和最低的成本方便地制造出来的特性。 结构工艺性是多方面的，有铸造工艺性、锻造工艺性、冲压工艺性、热处理工艺性、切削加工工艺性、装配工艺性等。 图1-6 加工要求不合理图1-7 选材不恰当 19结构工艺性的分析，可从零件尺寸标注、零件结构要素两方面阐述。 1合理标注零件的尺寸

20、、公差和表面粗糙度。按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证。如图1-8a中磨削A、B两面时要多尺寸同时保证，会增加零件的加工精度要求，若按照加工顺序改成图1-8b所示的尺寸标注，就没有多尺寸同时保证问题，不增加加工难度，结构工艺性好。 2零件要素的工艺性 1) 形状尽量简单，面积尽量小，规格尽量统一和标准，以减少加工时调整刀具的次数（举例）。 2) 能采用普通设备和标准刀具进行加工，刀具易进入、退出和顺利通过，避免内端面加工，防止碰撞已加工表面（举例）。 3) 加工面与非加工面应明显分开（举例）。 3零件的技术要求分析 1）加工表面的尺寸精度。 2）主要加工表面的形状精度。 3）主要加工表面

21、之间的相互位置精度。 4）各加工表面的粗糙度以及表面质量方面的要求。 5）热处理及其它要求。 其中1）、2）、4）决定了加工方法、加工方案，3）决定了加工顺序，5）对工艺有较大影，所以分析了零件的技术要求后，对编制零件加工工艺路线便有了一个初步的轮廓。 23 毛坯的选择 毛坯的选择,不仅影响着毛坯制造的工艺、设备及其制造费用，而且对零件机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大影响，所以要正确选择毛坯（种类、制造方法）。 231 机械零件常用毛坯的种类 型材：热轧型材、冷拉型材 铸件：砂型铸造（木模手工造型、金属模机器造型）、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等 锻件：自由锻件、模锻件、

22、精锻件 焊接件 其它：冲压、粉末冶金、冷挤、塑料压制等 图1-8 合理标注零件的尺寸 a) b) 20232 毛坯的选择原则 1 零件材料及其力学性能：即零件材料的工艺性（可铸性、可锻性、可塑性、可焊性）和对材料组织的性能要求。如钢质零件当形状不复杂、力学性能要求不高时可选型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻件毛坯 2 零件的结构形状及外形尺寸 如：形状复杂，采用铸造；薄壁件，不宜砂型铸造；中小型零件，采取模锻、特种铸造； 大尺寸零件，采取砂型铸造或自由锻造；阶梯轴：各台阶直径相差不大，采用圆棒料；各台阶直径相差较大，采用锻件。 3 生产纲领 产量大，选择精度和生产率都比较高的毛坯

23、制造方法。 产量小，选择精度和生产率都比较低的毛坯制造方法 。 现有生产条件：如毛坯制造的工艺水平、设备状况以及对外协作的可能性等。 充分考虑利用新工艺、新技术的可能性 在确定了毛坯的制造方法后，应当了解和熟悉毛坯的特点，如铸件的分型面、浇注系统的位置、余量和拔模斜度等。画零件-毛坯合图。 【小结】 1. 零件的工艺分析，从结构分析和技术要求分析两方面进行： 结构方面：分析形体、尺寸、加工面的组合、结构工艺性； 技术要求方面：分析尺寸、形状、位置精度、表面质量、热处理及其它要求。 2. 毛坯的选择包括种类、形状、大小，种类的选择是关键。 种类选择原则：考虑零件材料及其力学性能；零件的结构形状与

24、外形尺寸、生产纲领、现有生产条件、利用新工艺、新技术的可能性。 形状选择原则：接近零件形状为好，也可作特殊处理。 尺寸选择原则：按生产率要求确定余量大小，可用经验法、查表法。 21过程装备制造技术讲义 讲义编号：3 课 题 工件的装夹 授课时数 3 教学目的要求 掌握基准、定位的概念，定位要求、定位方法、定位原理。能判断定位元件对工件限制了哪些自由度，加工一个面时需限制哪些自由度。 教学重点难点 重点：六点定位原理 难点：六点定位原理的应用 教学方法手段 教学方法：以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、讨论式和提问式教学方法；授课顺序按自编学习指导书为主。 教学手段：以多媒体课件为主，其中穿插图

25、示，配合适当板书。 教学内容和步骤、课时分配 l 第一次课（2节） 1.基准及其分类（10 min） 2.工件定位的概念（5 min） 3.定位的要求（5 min） 4.工件定位的方法（10 min） 5.定位的基本原理 （1）六点定位原理 （15 min） （2）常用定位元件所能限制的自由度（20min） （3）工件定位时需要限制的自由度（20min） 小结（5min） l 第二次课（1节） 复习（5min） （4）完全定位与不完全定位（10min） （5）欠定位和过定位（重复定位）（15min） 小结与作业布置（需要提示）（15min） 思考题及作业 l 思考题： 1. 什么是设计基准、工

26、艺基准、工序基准、定位基准、测量基准、装配基准？ 2.工件定位的方法有哪几种？ 3. 什么是“六点定位原理”？什么是完全定位与不完全定位？什么是欠定位与过定位？欠定位与过定位均不允许存在吗？ 4. 工件夹紧后，位置不动了，其所有自由度都被限制了，这种说法对吗？5. 工件定位后夹紧前，在定位支承点反方向仍有移动的可能性，因此其位置不定，这种说法对吗？ l 作业（自编习题）： 1. 一、二、三大题中相关填空、选择、是非题； 2. 五、分析下面各定位元件都限制了哪几个自由度 3. 六、根据工件加工要求、分析理论上应该限制哪几个自由度。 基本教材、主要参考书 和相关网站 基本教材：机械制造工艺学陈明，

27、机械工业出版社，2008年4月 机械制造工艺学学习指导书叶泳东，自编，2009年9月 主要参考书：机械制造工艺学郑修本，机械工业出版社，1999年5月 机械制造工艺学朱焕池，机械工业出版社，1998年5月 机械制造工艺学（含机床夹具设计）徐嘉元，机械工业出版社，1998年5月 相关网站：机械制造工艺与装备课程网http：/ 22教学后记 通过课堂讲授，同学们初步了解了基准的概念、工件定位的原理、方法。本人在讲解时，强调采用以下教法以提高教学效果： 1讲透六点定位原理，关键词：接触。 2层层推进法讲解六点定位原理，第一层，定位对工件限制了哪些自由度，从单一定位元件到简单组合定位，再到复杂的组合定

28、位；第二层，加工某个面时需限制哪些自由度，这里可加深对欠定位、过定位的认识；第三层，怎样选择定位基准来限制这些自由度，这实际是对定位基准选择原则的应用，将在下堂课讲授。这三层分别用一组案例来列举讲解，并安排三组作业练习。 3本课以案例式为主，始终贯穿讨论式、启发式教学，充分激活学生的思维展开教学互动。 【复习与导入】 上节课讲到机械加工工艺规程的制订按9个步骤进行，在零件分析、毛坯选择之后应该是第4步拟订工艺路线，工艺路线拟订的一个重要方面是要确定加工顺序，而加工顺序的确定是要以保证加工面之间的相互位置为前提的，正确选择定位基准对各加工面之间的相互位置有重要影响。因此，在介绍第4步拟订工艺路线

29、之前，必须先了解定位基准的选择。 【讲授新课】 24 工件的装夹 工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再予以夹紧的过程称装夹。 工件装夹时必须依据一定的基准，基准的选择影响零件加工的尺寸精度、相互位置精度和加工顺序。 241基准及其分类 基准：用以确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。 根据功用不同，可分为： 设计基准：零件图上的基准。 工艺基准：在加工和装配过程中使用的基准。 按用途不同又可分为 工序基准：工序图上的基准。 定位基准：加工时，使工件在机床或夹具中占据一正确的位置的基准。 测量基准：测量已加工表面尺寸及位置的基准。 装配基准：装配时，用以确定零件或部

30、件在产品中的位置的基准。 242工件定位的概念 2421 定位的概念 定位：工件在机床或夹具中占据某一正确位置的过程。 说明：）工件的定位应该有的一个实在的元件来限定它的位置。 ）定位应该有一定的精度要求。定位精度的概念通常是指一批零件的限定位置的分布范围。 243定位的要求 1工件加工表面的设计基准相对于机床占据一正确的位置，以保证加工表面与其设计 23基准间的相对位置精度。 工件加工表面的设计基准相对于刀具占据一正确的位置，以保证加工表面与其设计基准间的相对距离精度。 244 工件定位的方法 直接找正法：用百分表、划针或目测在机床上直接找正工件。 划线找正法：用划针按毛坯或半成品上所划的线

31、找正工件。 采用夹具定位：用夹具上的定位元件使工件获得正确位置。 245 定位的基本原理 2451 六点定位原理 任何一个未被约束的刚体，在空间可以向任何方向移动和转动，在三维坐标系中即 X、Y 、Z、X、Y、Z。 这称为六个自由度。要使工件在空间处于相对固定不变的位置，必须限定其六个自由度。限制方法是：用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基面相“接触”来限制。 2452 常用定位元件所能限制的自由度举例 1常见典型定位方式及其定位分析，见教材表1-3。 2组合定位中各定位元件限制自由度分析 组合定位：工件以两个及以上定位基准的定位。 判断准则 定位元件单个定位时，限制转动自由度的作用在组

32、合定位中不变； 组合定位中各定位元件单个定位时限制的移动自由度，相互间若无重复，则在组合定位中该元件限制该移动自由度的作用不变；若有重复，其限制自由度的作用要重新分析判断，方法如下： 1)在重复限制移动自由度的元件中，按各元件实际参与定位的先后顺序，分首参和次参定位元件，若实际分不出，可假设； 2)首参定位元件限制移动自由度的作用不变； 3)让次参定位元件相对首参定位元件在重复限制移动自由度的方向上移动，引起工件的动向就是次参定位元件限制的自由度。 例：如图工件以外圆柱在3个短V形块上定位，分析各元件限制的自由度。 单个定位时： V1 限制了：X、Z V2 限制了：X、Z V3 限制了：Y、Z

33、 两次重复限制X， 叁次重复限制Z，按上准则分析，实际V1、V2较V3先参与，V1、V2参与分不出先后，假设1为首参限制了X、Z，V2次参限制了Z、X ；V3最后限制了Y。 24再举两个例子。 2453 在生产实践中，工件定位时需要限制的自由度数目应根据加工表面的尺寸及位置要求来确定。 图1-18为加工压板导槽的示例。由于要求槽深方向的尺寸A2，故要限制Z，由于要求槽底面与C面平行，故要限制X、Y，由于要保证槽长A1，故要限制X，由于导向槽要在压板中心，与长圆孔一致，故要限制Y 和Z。 2454 完全定位与不完全定位 完全定位：限制了工件的全部自由度。 不完全定位：根据加工要求，限制少于六个自

34、由度的方法。如三爪卡盘、平面电磁吸盘等。 对不必限制的自由度，一般不必布置支承点，但有时也不尽然，主要是可以抵挡部分切削力。 2455 欠定位和过定位（重复定位） 欠定位：根据加工要求，未能满足其限制的自由度数目，举例。 过定位：重复限制工件自由度的定位，举例。 欠定位不允许，过定位一般是不允许的，因为它可能产生破坏定位、工件不能装入、工件变形或夹具变形等后果。但如果工件与夹具定位面的精度都较高，过定位不仅是允许的，而且能增加定位的稳定性。 【小结】 基准分设计基准、工艺基准，工艺基准分装配基准、测量基准、定位基准、工序基准。五类基准可一致也可不一致； 定位概念、工件定位的两个要求：工件对机床

35、，工件对刀具； 3工件定位的方法 ：直接找正、划线找正、夹具定位； 4定位原理：六点定位原理。 5.常见定位元件所能限制的自由度； 6工件定位时需要限制的自由度； 7完全、不完全定位，欠定位、过定位。 25过程装备制造技术讲义 讲义编号：4 课 题 定位基准的选择 授课时数 2 教学目的要求 掌握定位基准的选择原则，正确选择定位基准。 教学重点难点 重点：定位基准的选择原则 难点：定位基准的选择 教学方法手段 教学方法：以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、讨论式和提问式教学方法；授课顺序按自编学习指导书为主。 教学手段：以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。 教学内容和步骤、课时分配

36、复习导入（5min） 新课： 1.粗基准的选择（20min） 2.精基准的选择（40min） 3.辅助基准的应用（10min） 4.定位基准选择示例（10min） 小结及作业布置（5min） 思考题及作业 思考题： 1. 粗、精基准的选择原则有哪些？如何分析这些原则之间出现的矛盾？ 2.什么是基准重合原则？基准重合的优点是什么？叫基准不重合误差？如何计算？ 3. 什么是基准统一原则？基准统一的优点是什么？ 4. 什么是自为基准原则？自为基准的优点是什么？ 作业： 1. 第一、二、三大题相关填空、选择、是非题； 2. 八、某零件主要工艺过程已知，选择各工序的定位基面、各定位基面所限制的自由度，所

37、使用的定位元件。 基本教材、主要参考书 和相关网站 基本教材：机械制造工艺学陈明，机械工业出版社，2008年4月 机械制造工艺学学习指导书叶泳东，自编，2009年9月 主要参考书：机械制造工艺学郑修本，机械工业出版社，1999年5月 机械制造工艺学朱焕池，机械工业出版社，1998年5月 机械制造工艺学（含机床夹具设计）徐嘉元，机械工业出版社，1998年5月 相关网站：机械制造工艺与装备课程网http：/ 教学后记 通过课堂讲授，同学们初步掌握了定位基准的选择方法。本人在讲解时，突出以下教点： 1.层层推进法讲解定位原理，第一层，定位元件对工件限制了哪些自由度；第二层，加工某个面时需限制哪些自由

38、度；第三层，怎样选择定位基准来限制这些自由度。前两层在上节课有过详细的阐述，这节课所讲的第三层是对前两层的深入应用，讲课时要与上节课的内容密切联系起来。 2.对精基准选择原则的讲解一定要强调辩证关系，提示学生不应强求选择基准重合或基准统一的定位方式。 3.设计一个定位基准选择实例对自由度限制、粗精基准选择、定位元件选择进行综合应用，安排学生做同类习题。 4.精基准选择的一个核心问题是基准不重合误差的计算，应通过例子，采用对比法说明效果较好。 26【复习与导入】 案例： 图1-18为加工压板导槽的示例。由于要求槽深方向的尺寸A2，槽长A1，故要限制六个自由度（复习分析过程）。这是上节课介绍的内容

39、，上节课讲了工件定位时需要限制哪些自由度。本课所要讲述的问题是这些自由度应该选择哪些定位基面来限制。 【讲授新课】 怎样选择定位基面，生产中已总结出一些规律，下面再顺次讨论起始工序所用的粗基准和中间、最终工序所用的精基准的选择问题。 25 定位基准的选择 粗基准：在加工的起始工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，则该表面称为粗基准。 精基准：利用已经加工过的表面作定位基准，称为精基准。 251粗基准的选择 考虑两个问题： 一是合理分配各加工表面的加工余量。 二是保证加工面与不加工面之间的相互位置关系。 原则有： 选择不加工面为粗基准，以保证不加工面与加工面之间的相互位置关系。当零件上存

40、在若干个不加工表面时，应选择与加工表面的相对位置有紧密联系的不加工表面作为粗基准。 对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理地分配各表面的加工余量。 1）应保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的表面作粗基准。 ）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其加工余量均匀，则应选择重要表面作粗基准。 一般情况下同一尺寸方向上的粗基准只能使用一次，以免产生较大的定位误差。 选作粗基准的表面应平整，以便定位可靠。 252 精基准的选择 考虑两个问题： 一是保证零件加工精度 二是考虑装夹方便、夹具结构简单。 原则有： 基准重合原则 基准重合原则指选择加工面的设

41、计（工序）基准作为定位基准，以较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求。 27 基准重合 基准不重合 加工误差 jc jb+Ta 加工精度 高 低 精度获得 易 难 (jc=Tc) (jb=Tc-Ta) 夹具 复杂 简单 工件装卸 不便 方便 加工误差j的来源： 夹具在机床上的安装误差，刀具的对刀导向误差，加工方法误差（机床几何误差，刀具质量、工件材质、工艺系统弹性变形、热变形引起的误差） 基准不重合时比基准重合时多了一项误差Ta，这完全由基准不重合引起，称基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准到设计基准间的距离尺寸的公差（相互位置公差）。 选择定位方案的原则：合理性、经济性。即

42、在保证加工要求的前提下，采用可简化夹具，方便装卸之方案。 若基准重合时，夹具简单，装卸方便，则采用基准重合； 若基准重合时，夹具复杂，装卸不便，则考虑采用基准不重合。 不应强求重合。 若jb+Ta Tc (TaTc(TaTc/3)，若减小Ta(=Tc/3)可行，选B（不重合），若减小Ta(=Tc/3)不可行，选A（重合） 如 Tc Ta 100+ 0.220 160+0.063 TaTc/3 ，可减少Ta 至 160 +0.063 (IT8) ，则选B面定位 100+0.054 160+0.063 TaTc/3 ，减少Ta 至 160 +0.018 (IT5) ，则选A面定位 2基准统一原则

43、基准统一原则指在多数工序中采用同一组精基准定位。 如图1-25：加工M、N两面， 统一用1面定位（基准统一）时： b=c+x 28加工M面用1面定位，加工N面用2面定位（基准不统一）时： b= cyq 显然， bb 因此，基准统一的优点是： （）能减少因基准变换带来的加工面间的距离尺寸误差或相互位置误差，换言之，能提高加工面间的距离尺寸和相互位置精度。 （）能统一夹具的定位、夹紧装置，减少设计制造费用。 3自为基准原则 选择加工表面本身为定位基准，使加工余量小而均匀。如拉孔、珩孔、浮动镗孔。 253 辅助基准的应用 为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准，这种基准不是零件上的工作

44、表面，或是一些次要表面（非配合表面），因工艺上的需要作出或提高它们的精度作定位用（图1-27b），这种基准称为辅助基准。如工艺凸台、顶尖孔、丝杠外圆等。 254 定位基准选择示例 例1：加工上例压板导槽，由于要求槽深方向的尺寸A2，槽长A1，故要限制六个自由度 根据基准重合原则，选C面限制Z、X、Y三个自由度，选前或后侧面限制Y、Z自由度，选右侧面限制X自由度 例2：图1-28所示车床进刀轴架工艺路线如下： 1.划线：以不加工表面R22外圆和R15外圆为精基准，同时兼顾不加工的上平面与底面距离18的要求。 2.粗精刨底面和凸台：按划线找正 3.粗精镗32H7孔：根据基准重合，以底面和凸台定位

45、4.钻、扩、铰16H9孔： 图1-25 基准统一原则 图1-28 车床进刀轴架 29定位方案1： 以底面和凸台定位，基准统一，但水平方向基准不重合，基准不重合误差（0.2）超差（0.21/3），不可行。 定位方案2： 以32H7孔限制4个自由度，底面1 个，垂直方向基准不重合，基准不重合误差（0.2）超差（0.21/3），且安装刚度差，不可行。 定位方案3： 以底面限制3个自由度和32H7孔限制2个自由度定位，基准基本重合（只有垂直方向的平行度基准不重合），夹具结构不太复杂，装夹方便，应采用。 【小结】 1.粗基准可选择不加工表面性，以保证加工面与不加工面间的相互位置关系；选择加工余量最小的表

46、面、重要表面、大面积表面、形状复杂表面、加工劳动量较大表面，以保证合理分配各加工面的加工余量；粗基准应避免重复使用，选作粗基准的表面应平整。 2.精基准的选择原则有基准重合原则，基准统一原则和自为基准原则，三个原则各有优点，选择基准重合还是不重合，基准重合还是基准统一，在于是否能保证加工精度并降低加工成本，不是一味地按基准重合或基准统一来确定定位方式。 3.辅助基准是为装夹方便或易于实现基准统一而人为制造的一种定位基准，实际中很常用。 30过程装备制造技术讲义 讲义编号：5 课 题 拟订工工艺路线 授课时数 2 教学目的要求 掌握加工方法、加工方案、加工顺序、工序数目的确定原则和方法，能拟定简

47、单零件的工艺路线。 教学重点难点 重点：加工方法选择、加工顺序的安排、工序集中与分散的选择 难点：以上原则的应用 教学方法手段 教学方法：以课堂讲授、启发式为主，穿插案例式、讨论式和提问式教学方法；授课顺序按自编学习指导书为主。 教学手段：以多媒体课件为主，其中穿插图示，配合适当板书。 教学内容和步骤、课时分配 导入（5min） 新课： 1. 表面加工方法和加工方案的选择（15min） 2. 零件各表面加工顺序的确定（30min） 3. 工序数目的确定-工序集中与分散（15min） 4. 案例（20min） 小结及作业布置（5min） 思考题及作业 思考题： 1. 何谓经济精度？如何选择加工方

48、法？ 2. 机械加工工艺过程划分加工阶段的原因是什么？ 3. 机加工工序安排的原则是什么？ 4. 热处理工序的目的及其安排顺序是怎样的？ 5. 工序集中与分散的特点是什么？选用原则有哪些？ 作业： 1. 第一、二、三大题相关填空、选择、是非题； 2. 五（3）、图示联轴器加工工艺过程已知,详细划分单件小批、大批两种生产类型下方案的工艺过程的组成(工序、安装、工位、工步、走刀等)。 基本教材、主要参考书 和相关网站 基本教材：机械制造工艺学陈明，机械工业出版社，2008年4月 机械制造工艺学学习指导书叶泳东，自编，2009年9月 主要参考书：机械制造工艺学郑修本，机械工业出版社，1999年5月 相关网站：机械制造工艺与装备课程网http：/ 教学后记 通过课堂讲授，同学们初步掌握了拟订工艺路线的原则、方法。本人在讲解时，突出以下教点： 原则方面的理解并不难，难在如何应用。留1520分钟时间举例讲解一个简单的加工过程如何在不同的生产条件下编排工艺路线，对三先三后原则、工序集中与分散原则就有一个具体化的阐述，学生的理解就不只停留在概念化，当然，更全面的应用还是要在典型零件加工一章中。 31 【导入】 拟订工艺路线是制订工艺规程的关键一步，拟订工工艺路线的主要内容除选择定位基准外，还应包括确定各表面的加工方法和加工方案、加工顺序、工序数目。关于工艺路线的拟订，目前还没有一套普