第9章机械加工工艺规程概述

1、1过程装备制造工艺学过程装备制造工艺学学学 院：机械工程与自动化学院院：机械工程与自动化学院教教 师师： 刘刘 波波专专 业：过程装备与控制工程业：过程装备与控制工程2022年年6月月8日日第一节第一节 概述概述v生产过程生产过程：是指从原材料到该产品出厂的全部劳动过：是指从原材料到该产品出厂的全部劳动过程。它既包括毛坯的制造，零件的机械加工和热处理程。它既包括毛坯的制造，零件的机械加工和热处理，机器的装配、检验、测试和涂装等主要劳动过程，机器的装配、检验、测试和涂装等主要劳动过程，还包括专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机器的还包括专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机器的包装、工件和成品的储

2、存和运输、加工设备的维修，包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以及动力（电、压缩空气、液压等）供应等辅助劳动以及动力（电、压缩空气、液压等）供应等辅助劳动过程。由过程。由直接生产过程直接生产过程和和辅助生产过程辅助生产过程组成组成。v工艺工艺是指产品制造（加工和装配）的方法和手段。是指产品制造（加工和装配）的方法和手段。v机械加工工艺过程机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于是对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性

3、能，使之成为合格零件的全部劳动过程。性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。v 机械加工工艺机械加工工艺过程由若干个过程由若干个工序工序组成，机械加组成，机械加工中的每一个工序又可依次细分为工中的每一个工序又可依次细分为安装安装、工位工位、工步工步和和走刀走刀。v工序是指工序是指同同一个或一组工人一个或一组工人，在，在同一台机床或同同一台机床或同一场所一场所，对，对同一个或同时对几个工件所连续完成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。即的那一部分工艺过程。即“三同一，一连续三同一，一连续”。v工作地工作地、工人工人、零件零件和和连续作业连续作业是构成工序的四是构成工序的四个要素，若

4、其中任一要素的变更即构成新的工序个要素，若其中任一要素的变更即构成新的工序。连续作业是指该工序内的全部工作要不间断地。连续作业是指该工序内的全部工作要不间断地连续完成。连续完成。v 一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工一个工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件零件结构复杂的程度结构复杂的程度，加工要求加工要求及及生产类型生产类型来决来决定，如图定，如图1-41-4的阶梯轴，在不同生产类型的工艺过的阶梯轴，在不同生产类型的工艺过程如表程如表1.21.2及表及表1.31.3所示。所示。工序号工序内容设备1加工小端面，钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工小端面，钻中心孔，粗车小端外圆，对小

5、端倒角；加工大端面，钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；加工大端面，钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；精车外圆精车外圆车床车床2铣键槽，手工去毛刺铣键槽，手工去毛刺铣床铣床工序号工序内容设备1加工小端面，钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工小端面，钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；车床车床2加工大端面，钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；加工大端面，钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；车床车床3精车外圆精车外圆车床车床4铣键槽，手工去毛刺铣键槽，手工去毛刺铣床铣床v 有些零件加工时，需要经过几次不同的装夹。有些零件加工时，需要经过几次不同的装夹。第一次装夹所用的夹紧面必须经第二次装夹才

6、能第一次装夹所用的夹紧面必须经第二次装夹才能得以加工。我们将每次装夹后所完成的那部分工得以加工。我们将每次装夹后所完成的那部分工序称为一次安装。序称为一次安装。 例如表例如表1-41-4中的工序中的工序1 1，在一次装夹后尚需有，在一次装夹后尚需有3 3次调头装夹，才能完成全部工序内容，因此该工次调头装夹，才能完成全部工序内容，因此该工序共有序共有4 4个安装；表个安装；表1-41-4中工序中工序2 2是在一次装夹下完是在一次装夹下完成全部工序内容，故该工序只有成全部工序内容，故该工序只有1 1个安装。个安装。 可见安装是工序的一个部分，但在一可见安装是工序的一个部分，但在一个工序中应尽量减少

7、安装次数，以免增加辅个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间及安装误差。助时间及安装误差。工序号工序号安装号安装号工序内容工序内容设备设备11加工小端面，钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工小端面，钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；车床车床2加工大端面，钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；加工大端面，钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；车床车床3精车大端外圆精车大端外圆4精车小端外圆精车小端外圆车床车床2铣键槽，手工去毛刺铣键槽，手工去毛刺铣床铣床v 为了减少工件的安装次数，常采用多工位夹具为了减少工件的安装次数，常采用多工位夹具或多轴或多轴( (或多工位或多工位) )机床，使工件在

8、一次安装中先机床，使工件在一次安装中先后经过若干个不同位置顺次进行加工。此时后经过若干个不同位置顺次进行加工。此时工件工件在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序称为工位。称为工位。v 工步是指在工步是指在加工表面不变加工表面不变、加工工具不变加工工具不变、主主要切削用量不变要切削用量不变的条件下所连续完成的那一部分的条件下所连续完成的那一部分工序内容，即所谓工序内容，即所谓“三不变、一连续三不变、一连续”。v 有时，同一加工表面往往要用同一工具加工几次有时，同一加工表面往往要用同一工具加工几次才能完成，每次加工所完成的一部分工步称为一个才能完成，每

9、次加工所完成的一部分工步称为一个工作行程或走刀。工作行程或走刀。v 例如车外圆表面例如车外圆表面, ,连续车削三次，每次切削其切连续车削三次，每次切削其切削用量中仅切削深度这一项逐渐递减，我们将这三削用量中仅切削深度这一项逐渐递减，我们将这三次切削作为同一工步，每次切削为一次走刀，即该次切削作为同一工步，每次切削为一次走刀，即该工步包含三次走刀。工步包含三次走刀。 v 按照工步的定义，带回转刀架的机床（转塔车按照工步的定义，带回转刀架的机床（转塔车床、加工中心）其回转刀架一次转位所完成的工床、加工中心）其回转刀架一次转位所完成的工位内容应属一个工步，此时若有几把刀具同时参位内容应属一个工步，此

10、时若有几把刀具同时参与切削，该与切削，该 工步称为复合工步。如图工步称为复合工步。如图1-61-6、1-71-7、1-81-8、1-91-9所示。所示。v 零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，零件进行机械加工时，必须具备一定的条件，即要有一个系统来支持，称之为即要有一个系统来支持，称之为机械制造工艺系机械制造工艺系统统。通常，一个系统是由。通常，一个系统是由物质分系统物质分系统、能量分系能量分系统统、信息分系统信息分系统所组成。所组成。v 机械制造工艺系统的物质分系统是由工件、机机械制造工艺系统的物质分系统是由工件、机床、夹具和工具所组成。机械加工工艺系统可以是床、夹具和工具所组成。机械加

11、工工艺系统可以是单台机床，如自动机床、数控机床和加工中心，也单台机床，如自动机床、数控机床和加工中心，也可以是多台机床组成的生产线。可以是多台机床组成的生产线。v 现代的数控机床、加工中心和生产线，和信息技现代的数控机床、加工中心和生产线，和信息技术关系密切，因此，有了信息分系统。术关系密切，因此，有了信息分系统。v 能量分系统是指动力供应。能量分系统是指动力供应。第三节第三节 生产类型与生产类型与工艺特点工艺特点v 企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划。在计划期内应当生产的产品产量和进度计计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领

12、划称为生产纲领。计划期一般定为一年。所以生。计划期一般定为一年。所以生产纲领就是产品的年产量。零件的生产纲领应计产纲领就是产品的年产量。零件的生产纲领应计入废品和备品的数量。入废品和备品的数量。零件的年生产纲领可按下式计算零件的年生产纲领可按下式计算N NQnQn(1(1十十a a十十b)b)NN零件的年产量，单位为件年；零件的年产量，单位为件年；QQ产品的年产量，台年；产品的年产量，台年；nn每台产品中该零件数量，单位为件台每台产品中该零件数量，单位为件台a a备品的百分率；备品的百分率；b b废品的百分率。废品的百分率。v 生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零生产批量是指一次投入或产出

13、的同一产品或零件的数量。零件生产批量的计算公式如下：件的数量。零件生产批量的计算公式如下：式中式中 n n每批中的零件数量每批中的零件数量 N N零件的年生产纲领规定的零件数量零件的年生产纲领规定的零件数量 A A零件应该储备的天数零件应该储备的天数 F F一年中工件日天数一年中工件日天数FNAn v 生产类型是衡量一个生产单位生产类型是衡量一个生产单位( (企业、车间、企业、车间、班组等班组等) )生产某一产品的专业化程度的指标，其实生产某一产品的专业化程度的指标，其实质是某一个产品生产规模的大小，通常可分为：质是某一个产品生产规模的大小，通常可分为：单件小批量生产单件小批量生产、批量生产批

14、量生产、大量生产大量生产。 v 单个地或少量重复生产某一产品。常用于新产单个地或少量重复生产某一产品。常用于新产品试制，专用设备制造，大型、重型机器制造。品试制，专用设备制造，大型、重型机器制造。 v 一年中分批制造相同产品。例如一、三季度生一年中分批制造相同产品。例如一、三季度生产产A A产品，二、四季度生产产品，二、四季度生产B B产品。产品。v 长年地重复生产相同产品。例如汽车、拖拉机长年地重复生产相同产品。例如汽车、拖拉机、发动机及一些通用件（如轴承）等都以此种生、发动机及一些通用件（如轴承）等都以此种生产方式组织生产。产方式组织生产。v 生产纲领和生产类型的关系随产品的大小和复生产纲

15、领和生产类型的关系随产品的大小和复杂程度而不同。杂程度而不同。9.2 9.2 机械加工工艺规程机械加工工艺规程v 机械机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法等的技术文件，一般包括下列内容：和操作方法等的技术文件，一般包括下列内容：零件的加工基准零件的加工基准、加工工艺路线加工工艺路线、各工序具体加各工序具体加工内容及工内容及精度精度、切削切削用量用量、时间定额时间定额及及所用的设所用的设备备和和工艺装备工艺装备等。等。v 通常通常，机械加工工艺规程应填写成表格（卡片），机械加工工艺规程应填写成表格（卡片）的形式的形式工艺卡片工艺卡片。在单件小批生产中

16、，一般。在单件小批生产中，一般只编写简单的机械加工工艺过程卡片；在中批生只编写简单的机械加工工艺过程卡片；在中批生产中，多采用机械加工工艺卡片；在大批大量生产中，多采用机械加工工艺卡片；在大批大量生产中，则要求有详细和完整的工艺文件，要求各产中，则要求有详细和完整的工艺文件，要求各工序都要有机械加工工序卡片。工序都要有机械加工工序卡片。v指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件v组织和管理生产的基本依据组织和管理生产的基本依据v新建和扩建工厂或车间的基本资料新建和扩建工厂或车间的基本资料v进行技术交流的重要手段进行技术交流的重要手段v零件图零件图和装配图和装配图；v产品产品的生产纲领的生产

17、纲领；v产品产品验收的质量标准验收的质量标准；v现场现场生产条件。生产条件。v 零件零件的工艺分析的工艺分析；v 毛坯毛坯的确定的确定；v 拟定拟定加工工艺路线加工工艺路线；v 选择选择加工设备加工设备；v 确定确定刀具、夹具、量具和必需的辅助刀具、夹具、量具和必需的辅助设备设备v 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其偏差确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其偏差v 确定关键工序的技术要求及检验方法；确定关键工序的技术要求及检验方法；v 确定切削用量及时间定额；确定切削用量及时间定额；v 填写有关工艺文件。填写有关工艺文件。v加工加工表面的尺寸精度表面的尺寸精度v主要主要加工表面的形状精度加

18、工表面的形状精度v主要主要加工表面的相互位置精度加工表面的相互位置精度v加工加工表面的粗糙度、力学性能、物理性能表面的粗糙度、力学性能、物理性能v热处理热处理及其他要求及其他要求v 零件零件的结构工艺性，是指其在不同的生产类型的结构工艺性，是指其在不同的生产类型的具体生产条件下，从毛坯的制造、零件加工到的具体生产条件下，从毛坯的制造、零件加工到产品的装配和维修，在保证制造的使用要求的前产品的装配和维修，在保证制造的使用要求的前提下，能被经济方便地制造出来。提下，能被经济方便地制造出来。v 工艺工艺人员应根据零件的人员应根据零件的 结构特点结构特点 和和使用要求使用要求 正确选择毛坯类型及其制造

19、方法，设计出毛坯的正确选择毛坯类型及其制造方法，设计出毛坯的结构并制订有关的技术要求。结构并制订有关的技术要求。v铸件铸件：形状形状复杂的零件，一般采用。复杂的零件，一般采用。v锻件：单锻件：单件小批或大型零件。件小批或大型零件。v型材：中小型型材：中小型零件零件v焊接焊接件：结构件：结构复杂的零件复杂的零件v生产类型生产类型v零件的结构形状和尺寸零件的结构形状和尺寸v零件的力学性能要求零件的力学性能要求v零件的功用零件的功用v现有生产条件现有生产条件v新工艺、新材料和新技术的应用新工艺、新材料和新技术的应用制订工艺路线时需要考虑的主要问题有：制订工艺路线时需要考虑的主要问题有：怎样选择定位基

20、准怎样选择定位基准怎样确定加工方法怎样确定加工方法怎样安排加工顺序以及热处理、检验等其他工序怎样安排加工顺序以及热处理、检验等其他工序v 在制订零件加工工艺规程时，正确选择定位在制订零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证零件的位置精度和尺寸精度，合理安基准对保证零件的位置精度和尺寸精度，合理安排加工顺序都是十分重要的，选择的定位基准不排加工顺序都是十分重要的，选择的定位基准不同，工艺过程也随之而异。同，工艺过程也随之而异。v 所谓基准就是零件上用以确定其他点、线、所谓基准就是零件上用以确定其他点、线、面的位置所依据的点、线、面。分为：面的位置所依据的点、线、面。分为：（1 1）设计基准设计

21、基准（2 2）工艺基准工艺基准：工序基准、定位基准、测量基准和：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。装配基准。粗基准的选择将影响到加工面与不加工面的相互粗基准的选择将影响到加工面与不加工面的相互位置，影响到加工余量的分配。选择粗基准时，一般位置，影响到加工余量的分配。选择粗基准时，一般应遵循下列原则：应遵循下列原则：v保证相互位置要求的原则（图保证相互位置要求的原则（图9-69-6）v保证余量合理分配的原则（图保证余量合理分配的原则（图9-79-7）v便于装夹的原则便于装夹的原则v粗基准一般不得重复使用的原则（图粗基准一般不得重复使用的原则（图9-89-8） 精基准选择时主要考虑是如何保证

22、加工质量减少定位误精基准选择时主要考虑是如何保证加工质量减少定位误差。一般遵循以下五条原则：差。一般遵循以下五条原则：v基准重合原则基准重合原则 （图（图9-99-9）v基准统一原则基准统一原则 v互为基准的原则互为基准的原则v自为基准的原则自为基准的原则v便于装夹原则便于装夹原则 除了上述讨论的原则方法以外，精基准的选择还应考虑到除了上述讨论的原则方法以外，精基准的选择还应考虑到相应的夹具设计和工人操作，应保证足够的装夹刚度，使工相应的夹具设计和工人操作，应保证足够的装夹刚度，使工件变形尽量小，件变形尽量小， 第四节第四节 工件加工时的工件加工时的定位和基准定位和基准v 在零件加工时，要将工

23、件正确地装夹在机床或夹具在零件加工时，要将工件正确地装夹在机床或夹具中，有两个含义：即定位和夹紧。中，有两个含义：即定位和夹紧。( (引言引言) )v 定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具中占定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具中占有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形位精度刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形位精度的要求。的要求。v 夹紧是指工件在定位后将其固定，使其在加工过程夹紧是指工件在定位后将其固定，使其在加工过程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不变的操作中能承受重力、切削力等

24、而保持定位位置不变的操作。v 定位定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具中是指确定工件在机床（工作台）上或夹具中占有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于占有正确位置的过程，通常可以理解为工件相对于切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形切削刀具或磨具的一定位置，以保证加工尺寸和形位精度的要求。位精度的要求。v 夹紧夹紧是指工件在定位后将其固定，使其在加工过是指工件在定位后将其固定，使其在加工过程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不变的程中能承受重力、切削力等而保持定位位置不变的操作。操作。O Oy yx xz z1 12 23 34 45 56 6 根据工件加工时被加工面的尺寸和形

25、位要根据工件加工时被加工面的尺寸和形位要求，有的需要限制求，有的需要限制6 6个自由度，有的不需要将个自由度，有的不需要将6 6个自由度均限制住。个自由度均限制住。v完全定位完全定位：限制了：限制了6 6个自由度。个自由度。v不完全定位不完全定位：仅限制了：仅限制了1 15 5个自由度。个自由度。v附加自由度附加自由度v在加工时根据加工面的尺寸、形状和位置要求，应在加工时根据加工面的尺寸、形状和位置要求，应限制的自由度未被限制，即约束点不足，这样的情限制的自由度未被限制，即约束点不足，这样的情况称为欠定位。况称为欠定位。欠定位的情况下是不能保证加工要欠定位的情况下是不能保证加工要求的，因此是绝

26、对不允许的。求的，因此是绝对不允许的。v值得注意的是：不完全定位时不一定就是欠定位，值得注意的是：不完全定位时不一定就是欠定位，只是不完全定位时应注意可能会有欠定位。只是不完全定位时应注意可能会有欠定位。v工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的工件定位时，一个自由度同时被两个或两个以上的约束点（夹具定位元件）所限制，称为过定位，或约束点（夹具定位元件）所限制，称为过定位，或重复定位，也称之为定位干涉。重复定位，也称之为定位干涉。v由于过定位可能会破坏定位，因此一般也是不允许由于过定位可能会破坏定位，因此一般也是不允许的。但如果工件定位面的尺寸、形状和位置精度高的。但如果工件定位面的尺寸、

27、形状和位置精度高，表面粗糙度值小，而夹具的定位元件制造质量又，表面粗糙度值小，而夹具的定位元件制造质量又高，则这时不但不会影响定位，而且还会提高加工高，则这时不但不会影响定位，而且还会提高加工时工件的刚度，在这种情况下过定位是允许的。时工件的刚度，在这种情况下过定位是允许的。5. 定位分析方法v（1 1）总体分析法）总体分析法 是从工件定位的总体来分析限是从工件定位的总体来分析限制了哪些自由度。制了哪些自由度。v（2 2）分件分析法）分件分析法 是分别从各个定位面的所受约是分别从各个定位面的所受约束来分析所限制的自由度。束来分析所限制的自由度。一、工件的定位v（一）工件的装夹（一）工件的装夹v

28、 工件在机床或夹具中的装夹主要有工件在机床或夹具中的装夹主要有3 3种方法：种方法：v夹具中装夹夹具中装夹v直接找正装夹直接找正装夹v划线找正装夹划线找正装夹1.夹具中装夹v 这种装夹是将工件装夹在夹具中，由这种装夹是将工件装夹在夹具中，由夹具上的定位元件来确定工件的位置，由夹具上夹具上的定位元件来确定工件的位置，由夹具上的夹紧装置进行夹紧。夹具则通过定位元件安装的夹紧装置进行夹紧。夹具则通过定位元件安装在机床的一定位置，并用夹紧元件夹紧。在机床的一定位置，并用夹紧元件夹紧。v 这种装夹方法是由夹具来保证定位夹这种装夹方法是由夹具来保证定位夹紧，易于保证加工精度要求，操作简单方便，效紧，易于保

29、证加工精度要求，操作简单方便，效率高，应用十分广泛。但需要制造或购买夹具，率高，应用十分广泛。但需要制造或购买夹具，因此多用于成批、大批和大量生产中。因此多用于成批、大批和大量生产中。v 图图1-111-11是双联齿轮工件装夹在插齿机是双联齿轮工件装夹在插齿机夹具上加工齿形的情况。夹具上加工齿形的情况。2. 直接找正装夹v 由操作工人直接在机床上利用百分表由操作工人直接在机床上利用百分表、划线盘等工具进行工件的定位，俗称找正，然、划线盘等工具进行工件的定位，俗称找正，然后夹紧工件，称之为直接找正装夹。后夹紧工件，称之为直接找正装夹。v 这种装夹方法通常可省去夹具的定位元这种装夹方法通常可省去夹

30、具的定位元件部分，比较经济，但必须要有夹紧装置，装夹件部分，比较经济，但必须要有夹紧装置，装夹效率低，大多用于单件、小批生产中。效率低，大多用于单件、小批生产中。3. 划线找正装夹v 这种装夹方法是事先在工件上划出位这种装夹方法是事先在工件上划出位置线、找正线和加工线，找正线和加工线通常相置线、找正线和加工线，找正线和加工线通常相距距5mm5mm，装夹时按找正线进行找正，即为定位，然，装夹时按找正线进行找正，即为定位，然后再进行夹紧。后再进行夹紧。v 划线装夹所需设备比较简单，适应性划线装夹所需设备比较简单，适应性强，但精度和生产效率均较低，通常划线精度为强，但精度和生产效率均较低，通常划线精

31、度为0.1mm0.1mm左右，因此多适用于单件、小批生产中的复左右，因此多适用于单件、小批生产中的复杂铸件或铸件精度较低的粗加工工序。杂铸件或铸件精度较低的粗加工工序。v工件定位以后，必须用夹紧装置将工件固定，使工件定位以后，必须用夹紧装置将工件固定，使其在加工过程中不致因切削力及离心力等作用，其在加工过程中不致因切削力及离心力等作用，使定位位置改变，这种操作称为夹紧。使定位位置改变，这种操作称为夹紧。2022-6-8.84.v在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的正确位置位置v夹紧应可靠和适当夹紧应可靠和适当v夹紧装置应操作方便、省力、安全夹紧装置应

32、操作方便、省力、安全v夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。产批量和生产方式相适应。2022-6-8.85.v夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们夹紧力包括大小、方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要考虑的和解决的的确定是夹紧机构设计中首先要考虑的和解决的问题。问题。2022-6-8.86.v夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。不能破坏定位。v夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大方向相夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大方向相一致，以减小工件

33、变形。一致，以减小工件变形。v夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减少所需的夹紧力。方向一致，以减少所需的夹紧力。2022-6-8.87.v夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所夹紧力的作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件所获得的定位不变。形成的支承面内，以保证工件所获得的定位不变。v夹紧力的作用点应处在工件刚性较好的部位，以减夹紧力的作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。小工件的夹紧变形。v夹紧力的作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小夹紧力的作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对

34、工件造成的翻转力矩。切削力对工件造成的翻转力矩。2022-6-8.88.v夹紧力的大小可以在加工中实测，也可根据切削夹紧力的大小可以在加工中实测，也可根据切削力、工件重力等影响通过力学公式进行估算，估力、工件重力等影响通过力学公式进行估算，估算夹紧力的一般方法是将工件视为分离体，并分算夹紧力的一般方法是将工件视为分离体，并分析作用在工件上的各种力；再根据力系平衡条件析作用在工件上的各种力；再根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力；最后将，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力；最后将此最小夹紧力乘以一适当的安全系数，即可得到此最小夹紧力乘以一适当的安全系数，即可得到所需要的夹紧力。所需要

35、的夹紧力。2022-6-8.89.v 确定零件的机械加工工艺路线，主要包括选择确定零件的机械加工工艺路线，主要包括选择各个表面的加工方法，安排各个表面的加工顺序各个表面的加工方法，安排各个表面的加工顺序，确定工序集中与分散的程度，合理选用机床、，确定工序集中与分散的程度，合理选用机床、刀具等。刀具等。v 在确定机械加工工艺路线时应考虑：在确定机械加工工艺路线时应考虑：加工经济加工经济精度精度、工件材料和物理力学性能工件材料和物理力学性能、工件的结构形工件的结构形状和尺寸状和尺寸、生产类型生产类型、现场设备条件现场设备条件。 v 所谓加工经济精度是指在正常加工条件下（采用所谓加工经济精度是指在正

36、常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表面粗糙度面粗糙度QQ极极AB加工误差与加工成本的关系加工误差与加工成本的关系工件材料和物理力学性能工件材料和物理力学性能v不同的材料、或同一种材料、具有不同物理力学不同的材料、或同一种材料、具有不同物理力学性能的，其加工方法均不尽相同。例如对淬火钢性能的，其加工方法均不尽相同。例如对淬火钢应采用磨削加工，对有色金属采用磨削加工就会应采用磨削加工，对有色金属采用磨削加工就会产生困难，一般宜采用金刚镗削或高

37、速车削。产生困难，一般宜采用金刚镗削或高速车削。工件的结构形状和尺寸工件的结构形状和尺寸v一般回转类工件可以用车削或磨削等方法加工孔一般回转类工件可以用车削或磨削等方法加工孔，而箱体上，而箱体上IT7IT7级公差孔，一般不宜采用车削或磨级公差孔，一般不宜采用车削或磨削，通常采用镗削或铰削加工。削，通常采用镗削或铰削加工。工件材料和物理力学性能工件材料和物理力学性能v不同的材料、或同一种材料、具有不同物理力学不同的材料、或同一种材料、具有不同物理力学性能的，其加工方法均不尽相同。例如对淬火钢性能的，其加工方法均不尽相同。例如对淬火钢应采用磨削加工，对有色金属采用磨削加工就会应采用磨削加工，对有色

38、金属采用磨削加工就会产生困难，一般宜采用金刚镗削或高速车削。产生困难，一般宜采用金刚镗削或高速车削。生产类型生产类型v为了满足生产率和经济性要求，大批量生产时，为了满足生产率和经济性要求，大批量生产时，应采用高效率的先进工艺，如平面和孔的加工采应采用高效率的先进工艺，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的铣、刨和镗孔等加工方法。也用拉削代替普通的铣、刨和镗孔等加工方法。也可采用组合铣和组合磨来同时加工几个表面；单可采用组合铣和组合磨来同时加工几个表面；单件小批生产则一般采用通用的机床加工方法，以件小批生产则一般采用通用的机床加工方法，以降低成本。降低成本。现场设备条件现场设备条件v选择加工方法时应

39、考虑充分利用现有设备，挖掘选择加工方法时应考虑充分利用现有设备，挖掘企业潜力，发挥工人和技术人员的积极性和创造企业潜力，发挥工人和技术人员的积极性和创造性。不断改进现有的加工方法和设备，采用新技性。不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术提高工艺水平。术提高工艺水平。三、典型表面的加工路线三、典型表面的加工路线（一）外圆表面的加工路线（一）外圆表面的加工路线 零件的外圆表面主要采用下列四条基本零件的外圆表面主要采用下列四条基本加工路线来加工（图加工路线来加工（图4-94-9）：）：三、典型表面的加工路线三、典型表面的加工路线（二）孔的加工路线（二）孔的加工路线 孔的加工可采用下列四条基本加工路

40、线孔的加工可采用下列四条基本加工路线来加工（图来加工（图4-134-13）：）：三、典型表面的加工路线三、典型表面的加工路线（三）平面的加工路线（三）平面的加工路线 平面的加工可采用下列五条基本加工路平面的加工可采用下列五条基本加工路线来加工（图线来加工（图4-174-17）：）：v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v一般情况下，先加工平面，后加工孔一般情况下，先加工平面，后加工孔v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v先安排粗加工工序，后安排精加工工序先安排粗加工工序，后安排精加工工序v改善切削性能的热处理（如退火、正火、调质等）改善切削性能的热

41、处理（如退火、正火、调质等），应安排在切削加工之前，应安排在切削加工之前v消除内应力的热处理（如人工时效、退火、正火等消除内应力的热处理（如人工时效、退火、正火等）最好安排在粗加工之后）最好安排在粗加工之后v改善材料的力学物理性质，半精加工之后，精加工改善材料的力学物理性质，半精加工之后，精加工之前安排淬火、渗碳等工序之前安排淬火、渗碳等工序v高精度精密零件，淬火后安排冷处理以稳定零件的高精度精密零件，淬火后安排冷处理以稳定零件的尺寸尺寸v表面耐磨、耐腐蚀的零件表面处理工序放在最后表面耐磨、耐腐蚀的零件表面处理工序放在最后v检查、检验工序检查、检验工序v去毛刺去毛刺v清洗清洗 同一个工件，同样

42、的加工内容，可以安排两种同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序分散，一种是不同形式的工艺规程：一种是工序分散，一种是工序集中。工序集中。v（1 1）工序分散）工序分散 每个工序中包括尽可能多的工步每个工序中包括尽可能多的工步内容内容v（2 2）工序集中）工序集中 将工艺路线中的工步内容分散在将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成更多的工序中去完成高精度零件，常将其工艺过程划分为几个阶段：高精度零件，常将其工艺过程划分为几个阶段：v（1 1）粗加工阶段）粗加工阶段v（2 2）半精加工阶段）半精加工阶段v（3 3）精加工阶段）精加工阶段v（4 4）精密、光整

43、加工阶段）精密、光整加工阶段 高精度零件的中间热处理工序，自然地把工艺高精度零件的中间热处理工序，自然地把工艺过程划分为几个加工阶段。过程划分为几个加工阶段。第三节第三节 加工余量、工序尺寸加工余量、工序尺寸及公差的确定及公差的确定v机械加工时，从工件表面切去的一层金属称为机械加工时，从工件表面切去的一层金属称为加加工余量工余量。v工序余量工序余量：在一个工序中从工件表面切去的一层：在一个工序中从工件表面切去的一层金属厚度，它等于相邻两工序的工序尺寸之差。金属厚度，它等于相邻两工序的工序尺寸之差。v加工总余量加工总余量：各道工序余量之和（即毛坯余量）：各道工序余量之和（即毛坯余量），它等于毛坯

44、尺寸与零件图样上的设计尺寸之差，它等于毛坯尺寸与零件图样上的设计尺寸之差。v工序余量又可分为单边余量和双边余量工序余量又可分为单边余量和双边余量。平面加工。平面加工余量为单边余量，等于被切除的金属层厚度；对于余量为单边余量，等于被切除的金属层厚度；对于回转表面，如外圆、内孔等，加工余量是从直径上回转表面，如外圆、内孔等，加工余量是从直径上考虑的，称为双边余量考虑的，称为双边余量( (对称余量对称余量) )，等于实际切除，等于实际切除的金属层的两倍。的金属层的两倍。 对于外表面 ZiLi-1-Li对于内表面 ZiLi-1-Li对于轴 2ZiDi-1- Di 对于孔 2ZiDi-Di-1 一、加工

45、余量的基本概念v对于外表面对于外表面 ZiZiLi-1-LiLi-1-Liv对于内表面对于内表面 ZiZiLi-1-LiLi-1-Liv对于轴对于轴 2Zi2ZiDi-1- Di Di-1- Di v对于孔对于孔 2Zi2ZiDi-Di-1 Di-Di-1 v v由于工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某一公由于工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某一公差范围内变化。其变动范围差范围内变化。其变动范围( (即余量的公差即余量的公差) )等于本道等于本道工序工序尺寸公差工序工序尺寸公差TiTi与上道工序工序尺寸公差与上道工序工序尺寸公差Ti-1Ti-1之之和。如图和。如图1-171-17所示，通

46、常所指的工序余量是上道工序所示，通常所指的工序余量是上道工序与本道工序工序基本尺寸之差，称为公称余量。对于与本道工序工序基本尺寸之差，称为公称余量。对于被包容面来说，上道工序最大工序尺寸与本道工序最被包容面来说，上道工序最大工序尺寸与本道工序最小工序尺寸之差为最大余量小工序尺寸之差为最大余量ZmaxZmax，上道工序最小工序，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尺寸与本道工序最大工序尺寸之差称为最小余量ZminZmin。对于包容表面则正相反。对于包容表面则正相反。 影响加工余量的因素比较复杂，现将其主要影响加工余量的因素比较复杂，现将其主要因素分析如下：因素分析如下：v上

47、道工序产生的表面粗糙度上道工序产生的表面粗糙度v上道工序产生的上道工序产生的表面表面陷陷层深度层深度v上道工序的尺寸公差上道工序的尺寸公差v上道工序留下的空间位置误差上道工序留下的空间位置误差v本工序的装夹误差本工序的装夹误差aRaDaTab一、加工余量的基本概念一、加工余量的基本概念（二）工序余量的影响因素（二）工序余量的影响因素 由于空间位置误差和装夹误差都是有方由于空间位置误差和装夹误差都是有方向的，所以应采用矢量相加的方法。向的，所以应采用矢量相加的方法。 综上所述，工序余量的组成可用下式来综上所述，工序余量的组成可用下式来表示：表示：1 1）对于单边余量）对于单边余量 Z Zminm

48、inTi-1Ti-1十十RyRy十十Hi-1Hi-1十十i-i-1 1十十ii2 2）对于双边余量）对于双边余量 2Zi2ZiTi-1Ti-1十十2(Ry +Hi-1)+22(Ry +Hi-1)+2i-1i-1十十iiv经验估计法经验估计法v查表修正法查表修正法v分析计算法分析计算法v基准重合时基准重合时工序尺寸及其公差的计算工序尺寸及其公差的计算 a.a.定定毛坯总余量和工序余量。毛坯总余量和工序余量。b.b.定定工序公差最终工序尺寸公差等于设计尺寸公差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。，其余工序公差按经济精度确定。c.c.求求工序基本尺寸从零件图上的设计

49、尺寸开始，一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后道工序余量。道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。d.d.标注标注工序尺寸公差最后一道工序的公差按设计尺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人体原则标注。寸标注，其余工序尺寸公差按人体原则标注。v基准不重合时：工艺尺寸链基准不重合时：工艺尺寸链第四节第四节 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，由相互联系的尺相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。根据尺寸链的。根据尺寸链的使用场合，可分为：使用场合，可分为：v工艺尺寸链工艺尺寸链 在零件加工过程中，由同一零件在零件加工过程中，由同一零件有关工序尺寸形成的尺寸链。有关工序尺寸形成的尺寸链。v装配尺寸链装配尺寸链 在机器设计和装配过程中，由若在机器设计和装配过程中，由若干