机械制造技术基础(5-7章,重庆大学,刘英)综述

1、 一、平面加工的技术要求一、平面加工的技术要求1. 1. 平面的形状精度平面的形状精度 tt一、平面加工的技术要求一、平面加工的技术要求1. 1. 平面的形状精度平面的形状精度2. 2. 平面的位置精度平面的位置精度 tBtA A B二、平面加工方法的选择（二、平面加工方法的选择（重点重点）选择平面加工方法的依据：选择平面加工方法的依据：1 1）表面粗糙度；）表面粗糙度；2 2）表面的形状、位置精度）表面的形状、位置精度3 3）工件材料的切削加工性能；）工件材料的切削加工性能；4 4）工件的形状结构特点；）工件的形状结构特点；5 5）工厂现有设备情况。）工厂现有设备情况。 二、平面加工方法的选

2、择（二、平面加工方法的选择（重点重点）车平面；车平面；铣平面；铣平面；刨平面；刨平面；拉平面；拉平面；磨平面；磨平面；刮研平面；刮研平面；研磨平面。研磨平面。 常用的粗加工方法常用的精加工方法平面的光整加工方法图5-2 平面的加工方法及顺序 粗 铣 IT1113 Ra520 粗 磨 IT810 Ra1.2510 高速精铣IT68 Ra0.161.25 精 铣 IT68 Ra0.635 抛 光 Ra0.0081.25 半精铣 IT811 Ra2.510 研 磨 IT56 Ra0.0080.63 半精刨 IT811 Ra2.510 粗 刨 IT1113 Ra520 精 磨 IT68 Ra0.161

3、.25 导轨磨 IT6 Ra0.161.25 宽刀精刨 IT6 Ra0.161.25 精 刨 IT68 Ra0.635 金刚石车 IT6 Ra0.021.25 精密磨 IT56 Ra0.010.32 刮 研 Ra0.041.25 砂带磨 IT56 Ra0.010.32 粗 车 IT1213 Ra1080 半精车 IT811 Ra2.510 精 车 IT68 Ra1.255 精 拉 IT69 Ra0.322.5 粗 拉 IT1011 Ra520 二、常用铣床二、常用铣床床身底座主轴工作台床鞍（滑座）升降台一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点1. 1. 常用铣刀的类型及用途常用铣刀的类型及用途1

4、1）加工平面的铣刀）加工平面的铣刀 图5-3 圆柱铣刀加工图5-4 面铣刀加工一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点1. 1. 常用铣刀的类型及用途常用铣刀的类型及用途2 2）加工沟槽的铣刀）加工沟槽的铣刀 图5-5 加工沟槽的铣刀角度铣刀键槽铣刀立铣刀三面刃铣刀一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点1. 1. 常用铣刀的类型及用途常用铣刀的类型及用途3 3）其他类型的铣刀）其他类型的铣刀 图5-7 成形铣刀及锯片铣刀一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点2. 2. 铣削用量要素铣削用量要素 1 1）背吃刀量）背吃刀量a aspsp 一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点2. 2. 铣削用量要素铣削用

5、量要素 1 1）背吃刀量）背吃刀量a aspsp 图5-8 铣削用量要素一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点2. 2. 铣削用量要素铣削用量要素 2 2）侧吃刀量）侧吃刀量a asese 图5-8 铣削用量要素一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点2. 2. 铣削用量要素铣削用量要素 3 3）铣削速度）铣削速度V VC C （m / minm / min） (5-1) (5-1)式中，式中，dodo铣刀直径，单位：铣刀直径，单位：mmmm； nono铣刀转速，单位：铣刀转速，单位：r/minr/min。100000ndvc一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点2. 2. 铣削用量要素铣削用量要素

6、4 4）进给运动速度与进给量）进给运动速度与进给量 a.a.每齿进给量每齿进给量f fZ Z图5-8 铣削用量要素一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点2. 2. 铣削用量要素铣削用量要素 4 4）进给运动速度与进给量）进给运动速度与进给量 a.a.每齿进给量每齿进给量f fZ Z （mm/zmm/z）b.b.每转进给量每转进给量f f（mm/rmm/r）c.c.进给运动速度进给运动速度（mm/minmm/min）Vf = nf = n0zfz 一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点3. 3. 铣削方式铣削方式 1 1）周铣法（）周铣法（用圆柱铣刀加工平面用圆柱铣刀加工平面） a.a.逆铣逆铣b.

7、b.顺铣顺铣图5-9 逆铣与顺铣一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点3. 3. 铣削方式铣削方式 2 2）端铣法（）端铣法（用面铣刀加工平面用面铣刀加工平面） a.a.对称铣削对称铣削b.b.不对称逆铣不对称逆铣c.c.不对称顺铣不对称顺铣图5-10 面铣刀的铣削方式一、铣削过程及特点一、铣削过程及特点4. 4. 铣削特点铣削特点 1 1）断续切削，冲击、振动大；）断续切削，冲击、振动大；2 2）多刀多刃切削；多刀多刃切削；3 3）半封闭式切削；）半封闭式切削；4 4）切削负荷呈周期变化。）切削负荷呈周期变化。二、常用铣床二、常用铣床1.1.卧式升降台铣床卧式升降台铣床床身悬梁主轴刀杆支架工作

8、台滑座升降台底座二、常用铣床二、常用铣床2.2.立式升降台铣床立式升降台铣床床身底座主轴工作台床鞍（滑座）升降台二、常用铣床二、常用铣床3.3.圆台铣床圆台铣床床身主轴箱工作台床鞍（滑座）立柱二、常用铣床二、常用铣床4.4.龙门铣床龙门铣床主轴箱工作台床身立柱顶梁横梁立铣头卧铣头卧铣头立柱 一、刨削加工特点一、刨削加工特点1. 1. 机床和刀具结构简单，通用性好；机床和刀具结构简单，通用性好； 一、刨削加工特点一、刨削加工特点一、刨削加工特点一、刨削加工特点1. 1. 机床和刀具结构简单，通用性好；机床和刀具结构简单，通用性好；2. 2. 生产率低；生产率低；3. 3. 刨削加工精度一般可达刨

9、削加工精度一般可达IT8IT8IT7IT7，表面粗糙度可表面粗糙度可控制在控制在Ra6.3 Ra6.3 1.61.6。 因刨削的切削速度、加工表面质量、几何精度和生产率，在一般条件下都不太高，所以在批量生产中常被铣削、拉削和磨削所取代。但在加工一些中小型零件上的槽时（如V形槽、T形槽、燕尾槽），刨削也有突出的优点。二、刨床和插床二、刨床和插床 床身刀架工作台滑枕床鞍（滑座）工作台二、刨床和插床二、刨床和插床 分度装置工作台滑枕溜板床鞍 一、平面磨削方法一、平面磨削方法 1. 1. 周边磨削周边磨削 一、平面磨削方法一、平面磨削方法 1. 1. 周边磨削周边磨削2. 2. 端面磨削端面磨削 二、

10、平面磨床二、平面磨床 图图5-20 5-20 卧轴矩台平面磨床外形卧轴矩台平面磨床外形立柱工作台砂轮架床身滑座二、平面磨床二、平面磨床 立柱工作台砂轮架床身床鞍 一、孔的分类一、孔的分类按孔的形状分：按孔的形状分： 圆柱形孔圆柱形孔 一般孔和深孔（长径比一般孔和深孔（长径比55） 圆锥孔圆锥孔 螺纹孔螺纹孔 成型孔成型孔 方孔、六边形孔、花键孔方孔、六边形孔、花键孔二、孔的技术要求二、孔的技术要求1. 1. 孔的尺寸精度孔的尺寸精度 二、孔的技术要求二、孔的技术要求2. 2. 孔的形状精度孔的形状精度 二、孔的技术要求二、孔的技术要求3. 3. 孔的位置精度孔的位置精度 二、孔的技术要求二、孔

11、的技术要求 4. 孔的表面质量三、孔加工方法的选择（三、孔加工方法的选择（重点重点）钻孔；钻孔；扩孔；扩孔；铰孔；铰孔；镗孔；镗孔；拉孔；拉孔；磨孔；磨孔； 1.钻 IT13IT11 Ra 252.钻铰 IT9 Ra 6.33.23.钻粗铰精铰 IT8IT7 Ra 3.21.64.钻扩 IT11 Ra 2512.55.钻扩铰 IT9IT7 Ra 6.33.26.钻扩粗铰精铰 IT7 Ra 3.21.67.钻扩机铰手铰 IT7IT6 Ra 0.80.28.钻扩拉 IT9IT7 Ra 3.20.2 大批大量生产9.粗镗（或扩孔） IT13IT11Ra 2512.510.粗镗（粗扩）半精镗（精扩）

12、IT9IT8 Ra 6.33.211.粗镗（粗扩）半精镗（精扩）精镗（铰）IT8IT7Ra 3.21.612.粗镗半精镗精镗浮动镗刀精镗 IT7IT6 Ra 1.60.813.粗镗半精镗精镗浮动镗刀精镗挤压 IT7IT6 Ra 1.60.414.粗镗半精镗磨孔 IT8IT7 Ra 1.60.415.粗镗半精镗粗磨精磨 IT7IT6 Ra 0.40.216.粗镗半精镗精镗金刚镗 IT7IT6 Ra 0.80.117.钻扩粗铰精铰珩磨 IT7IT6 Ra 0.40.051.钻 IT13IT11 Ra 252.钻铰 IT9 Ra 6.33.23.钻粗铰精铰 IT8IT7 Ra 3.21.64.钻扩

13、IT11 Ra 2512.55.钻扩铰 IT9IT7 Ra 6.33.26.钻扩粗铰精铰 IT7 Ra 3.21.67.钻扩机铰手铰 IT7IT6 Ra 0.80.28.钻扩拉 IT9IT7 Ra 3.20.2 大批大量生产9.粗镗（或扩孔） IT13IT11Ra 2512.510.粗镗（粗扩）半精镗（精扩） IT9IT8 Ra 6.33.211.粗镗（粗扩）半精镗（精扩）精镗（铰）IT8IT7Ra 3.21.612.粗镗半精镗精镗浮动镗刀精镗 IT7IT6 Ra 1.60.813.粗镗半精镗精镗浮动镗刀精镗挤压 IT7IT6 Ra 1.60.414.粗镗半精镗磨孔 IT8IT7 Ra 1.6

14、0.415.粗镗半精镗粗磨精磨 IT7IT6 Ra 0.40.216.粗镗半精镗精镗金刚镗 IT7IT6 Ra 0.80.117.钻扩粗铰精铰珩磨 IT7IT6 Ra 0.40.0517.钻扩粗铰精铰珩磨18.钻扩拉珩磨 IT7IT6 Ra 0.40.0519.粗镗半精镗精镗珩磨20.钻扩粗铰精铰研磨21.钻扩拉研磨 IT6以上 Ra 0.20.01222.粗镗半精镗精镗研磨 一、钻孔一、钻孔工件钻模板钻套钻头一、钻孔一、钻孔1. 1. 工艺特点工艺特点1 1）钻孔是孔的粗加工方法；）钻孔是孔的粗加工方法；2 2）可加工直径）可加工直径0.050.05125125mmmm的孔；的孔；3 3）孔

15、的尺寸精度在）孔的尺寸精度在IT10IT10以下；以下；4 4）孔的表面粗糙度一般只能控制在）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5mRa12.5m。 对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。 一、钻孔一、钻孔2. 2. 高速钢麻花钻的结构高速钢麻花钻的结构一、钻孔一、钻孔2. 2. 高速钢麻花钻的结构高速钢麻花钻的结构钻头钻头切削切削部分部分5个刀刃个刀刃6个刀面个刀面两条主切削刃两条主切削刃两条副切削刃两条副切削刃一条横刃一条横刃两个螺旋形前刀面两个螺旋形前刀面两个经刃磨获得的后刀面两

16、个经刃磨获得的后刀面两个圆弧段的副后刀面两个圆弧段的副后刀面一、钻孔一、钻孔3. 3. 钻削用量钻削用量1 1） 背吃刀量背吃刀量aspasp 单位单位：mmmmdospa一、钻孔一、钻孔3. 3. 钻削用量钻削用量2 2）钻削速度钻削速度vcvc 单位：单位：m/minm/min1000ndocv一、钻孔一、钻孔3. 3. 钻削用量钻削用量3 3）钻削进给量与进给速度：钻削进给量与进给速度： f f 单位单位：mm/r mm/r fz fz 单位单位：mm/z mm/z V Vf f 单位单位：mm/min mm/min 二、扩孔二、扩孔1. 1. 工艺特点工艺特点1 1）扩孔是孔的半精加工

17、方法；）扩孔是孔的半精加工方法；2 2）一般加工精度为）一般加工精度为IT10IT10IT9IT9；3 3）孔的表面粗糙度可控制在）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 Ra6.3 3.2m 3.2m。 当钻削当钻削d dw w30mm30mm直径的孔时，为了减小钻削力直径的孔时，为了减小钻削力及扭矩，提高孔的质量，一般先用（及扭矩，提高孔的质量，一般先用（0.50.50.70.7）dwdw大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率比直接用大钻头一次钻出时还要高。比

18、直接用大钻头一次钻出时还要高。二、扩孔二、扩孔2. 2. 扩孔钻的结构扩孔钻的结构图6-10 扩孔钻1)齿数多（齿数多（3、4齿）；齿）；2）不存在横刃；）不存在横刃；3）切削余量小，排屑容易。）切削余量小，排屑容易。三、铰孔三、铰孔 1. 1. 铰刀的类型铰刀的类型图6-14 铰刀的类型直柄机用铰刀锥柄机用铰刀硬质合金锥柄机用铰刀手用铰刀可调节手用铰刀套式机用铰刀直柄莫氏圆锥铰刀锥度铰刀手用1：50三、铰孔三、铰孔 2.2.铰削过程的实质铰削过程的实质铰削过程不完全铰削过程不完全是一个切削过程，是一个切削过程，而是包括切削、刮而是包括切削、刮削、挤压、熨平和削、挤压、熨平和摩擦等效应的一个摩

19、擦等效应的一个综合作用过程。综合作用过程。三、铰孔三、铰孔3. 3. 铰削用量铰削用量 1 1）铰削余量铰削余量 粗铰余量为粗铰余量为0.100.10mmmm0.350.35mmmm； 精铰余量为精铰余量为0.040.04mmmm0.06mm0.06mm。2 2）切削速度和进给量切削速度和进给量 铰削速度为铰削速度为 1.5 1.5m/minm/min5m/min5m/min； 铰削钢件时，进给量为铰削钢件时，进给量为 0.3 0.3mm/rmm/r2mm/r2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为铰削铸铁件时，进给量为 0.5 0.5mm/rmm/r3mm/r3mm/r。 三、铰孔三、铰孔4. 4

20、. 工艺特点工艺特点1 1）铰孔是孔的精加工方法；）铰孔是孔的精加工方法；2 2）可加工精度为）可加工精度为IT7IT7、IT8IT8、IT9IT9的孔；的孔；3 3）孔的表面粗糙度可控制在）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2 Ra3.2 0.2m 0.2m；4 4）铰刀是定尺寸刀具；铰刀是定尺寸刀具；5 5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。）切削液在铰削过程中起着重要的作用。 三、铰孔三、铰孔5. 5. 铰刀的结构铰刀的结构图6-13 手铰刀结构四、镗孔四、镗孔1. 1. 工艺特点工艺特点1 1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；2 2）加工精

21、度可达为）加工精度可达为IT7IT7IT6IT6；3 3）孔的表面粗糙度可控制在）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 Ra6.3 0.8m 0.8m。4 4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状位置误差；状位置误差； 四、镗孔四、镗孔2. 2. 镗刀结构镗刀结构五、拉孔五、拉孔1. 1. 拉削过程拉削过程 五、拉孔五、拉孔1. 1. 拉削过程拉削过程 图图6-27 6-27 拉削圆孔拉削圆孔五、拉孔五、拉孔1. 1. 拉削过程拉削过程 图6-26 拉削键槽五、拉孔五、拉孔1. 1. 拉削过程拉削过程 齿升量 图6-22 常见的拉削截形（A为内拉拉削，

22、为外拉削） 2. 拉削工艺范围五、拉孔五、拉孔3. 3. 拉刀结构拉刀结构 图6-25 圆拉刀结构五、拉孔五、拉孔4. 4. 工艺特点工艺特点1)1)拉削生产率高。拉削生产率高。 2)2)拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达IT9-IT9-IT7IT7级，表面粗糙度一般可控制到级，表面粗糙度一般可控制到RaRa1.61.6m mm mRaRa0.80.8m mm m，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。3)3)拉削成本低，经济效益高。拉削成本低，经

23、济效益高。4) 4) 拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产，造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产，最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批生最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批生产产。六、内圆磨削六、内圆磨削六、内圆磨削六、内圆磨削1. 1. 工艺特点工艺特点1）磨削是零件精加工的主要方法之一；2）对长径比小的，内孔磨削的经济精度可达IT5IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mmRa0.2mm；3）可加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬火钢、硬质合金和陶瓷等。 六、内圆磨削六、内圆磨削 内圆

24、磨削与外圆磨削相比，存在如下一些主要问题：1)1) 内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。2)2) 生产率较低。生产率较低。3) 3) 磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液冲刷困难。冲刷困难。 因此内孔磨削一般仅适用于淬硬工件的精加工，因此内孔磨削一般仅适用于淬硬工件的精加工，在单件、小批生产中和在大批大量生产中都有应用。在单件、小批生产中和在大批大量生产中都有应用。 七、高精度孔的珩磨七、高精度孔的珩磨1. 1. 珩磨头及珩磨原理珩磨头及珩磨原理 图6-29 珩磨原理与珩磨头结构 绝大多数孔都是在钻床和镗床上加工的

25、。 一、钻削加工设备（钻床）一、钻削加工设备（钻床）图6-30 钻床上经常使用的加工方法一、钻削加工设备（钻床）一、钻削加工设备（钻床）钻床的主要类型： 台式钻床 立式钻床 摇臂钻床 各种专门化钻床一、钻削加工设备（钻床）一、钻削加工设备（钻床）1. 台式钻床 只能加工小孔（一般，孔径12mm）。 一、钻削加工设备一、钻削加工设备1. 立式钻床 底座工作台主轴箱立柱手柄一、钻削加工设备一、钻削加工设备2. 摇臂钻床 底座手柄外立柱内立柱摇臂主轴箱二、镗床二、镗床图6-34 卧式镗床的工艺范围二、镗床二、镗床镗床的主要类型： 卧式镗床 立式镗床 坐标镗床 金刚镗床二、镗床二、镗床1. 卧式镗床

26、图6-35 T68型卧式镗床外观图后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座二、镗床二、镗床2. 坐标镗床 床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱图6-38立式双柱坐标镗床外观图二、镗床二、镗床2. 坐标镗床主要特点：1）主要零部件的制造精度和装配精度都很高，而且还具有良好的刚性和抗振性；2）机床对使用环境温度和工作条件提出了严格要求；3）机床上配备有精密的坐标测量装置，能精确地确定主轴箱、工作台等移动部件的位置，一般定位精度可达2mm。 二、镗床二、镗床2. 坐标镗床 坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位置精度坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔

27、及孔系的加工中，如钻模、镗模和量具上的都要求很高的孔及孔系的加工中，如钻模、镗模和量具上的精密孔的加工。精密孔的加工。 二、镗床二、镗床3. 金刚镗床 主轴头床身工作台主轴二、镗床二、镗床 3. 金刚镗床主要特点：1) 切削速度高，背吃刀量较小,进给量也很小,在高速、小切深及小进给的加工过程中可获得很高的加工精度和很细的表面粗糙度。镗孔的尺寸精度可达IT6级，表面粗糙度可控制到Ra0.8mmRa 0.2mm。2) 主轴端部设有消振器，且结构粗短，刚性高，故主轴运转平稳而精确。 金刚镗床广泛地用于汽车、拖拉机制造中，常用于镗削发动机气缸、油泵壳体、连杆、活塞等零件上的精密孔。 一、零件的生产过程

28、一、零件的生产过程1. 什么是生产过程？原材料原材料成品（机器）成品（机器）一、零件一、零件( (产品）的生产过程产品）的生产过程 生产过程包括：1)1)原材料的运输、保管和准备；原材料的运输、保管和准备；2)2)生产的准备工作；生产的准备工作；3)3)毛坯的制造；毛坯的制造；4)4)零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；5)5)零件装配成机器；零件装配成机器；6)6)机器的质量检查及运行试验；机器的质量检查及运行试验；7)7)机器的油漆、包装和入库。机器的油漆、包装和入库。例、汽车产品的生产过程例、汽车产品的生产过程铸铁铸铁废钢废钢铝锭铝锭辅助材料辅助材料热处理热处理机械加工机械加

29、工部件装配部件装配铸铸造造铁粉铁粉碳粉碳粉粉末冶金粉末冶金烧结烧结粉末冶金件粉末冶金件铸件铸件锻件锻件钢板钢板冲冲压压铆、焊接铆、焊接装装配配油油漆漆缸体缸体曲轴曲轴变速箱壳体变速箱壳体齿轮齿轮发动机发动机变速器变速器转向器转向器驱动桥驱动桥协作件、协作件、电器系统电器系统轮胎轮胎其它部件其它部件总装配总装配试试车车汽汽车车钢材钢材锻锻造造图图汽车生产过程汽车生产过程2.2.工艺过程工艺过程1) 1) 概念概念 一、零件一、零件( (产品）的生产过程产品）的生产过程 生产过程包括：1)1)原材料的运输、保管和准备；原材料的运输、保管和准备；2)2)生产的准备工作；生产的准备工作；3)3)毛坯的

30、制造；毛坯的制造；4)4)零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；5)5)零件装配成机器；零件装配成机器；6)6)机器的质量检查及运行试验；机器的质量检查及运行试验；7)7)机器的油漆、包装和入库。机器的油漆、包装和入库。2.2.工艺过程工艺过程1) 1) 概念概念2) 2) 毛坯制造工艺过程毛坯制造工艺过程3) 3) 机械加工工艺过程机械加工工艺过程4) 4) 热处理工艺过程热处理工艺过程5) 5) 装配工艺过程装配工艺过程 二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1. 1. 工序工序 一个或一组工人在一个工作地（机一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几

31、个工件所械设备）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，称为工连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。序。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴讨论：讨论：生产规模生产规模不同，工序不同，工序的划分不一的划分不一样。样。

32、二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成2. 2. 安装安装 工件经一次装夹后所完成的那一部工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。分工序内容，称为安装。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴两次两次两次两次

33、一次一次一次一次一次一次一次一次一次一次讨论：讨论：安装次数多安装次数多好还是少好？好还是少好？二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成3. 3. 工步工步工步是指在加工表面和加工工具不工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。序内容。 例：例：表7-1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面，钻中心孔*；调头，车另一端面，钻中心孔车床I2 车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣 床表7-2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣

34、端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图71 阶梯轴四个四个五个五个一个一个两个两个三个三个两个两个一个一个二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成4. 4. 走刀走刀在一个工步中，有时因所需切除的在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。切削，则每一次切削称为一次走刀。 二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成5. 5. 工位工位 为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹

35、具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。定部分所占据的每一个位置称为工位。 二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成5. 5. 工位工位图73 在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：例：三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型1. 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产品生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。产量。零件在计划期一年中的生产纲领零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：可按下式计算： %)1%)(1 (baQn

36、N式中式中 Q Q产品的年生产纲领，单位：台产品的年生产纲领，单位：台/ /年；年；n每台产品中所含零件的数量，单位：件每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；台；a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；b%废品率。废品率。三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。生产专业化程度的分类。一般分为：一般分为：1 1）大量生产）大量生产2 2）成批生产

37、）成批生产3 3）单件生产）单件生产 2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征1 1）大量生产）大量生产 产品的数量很大，产品的结构和规格产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。通常是以大量生产方式进行的。2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征2 2）成批生产）成批生产产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以产品数量较多，每年生产的产品结

38、构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。的。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。品制造往往属于这种生产类型。2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征3 3）单件生产）单件生产 产品数量少，但种类、规格较多，产品数量少

39、，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。很少重复。 例如，重型机器、大型船舶制造及例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。新产品试制等常属于这种生产类型。2. 2. 生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征 P P217 217 表表7-37-3四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程1. 1. 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用什么是工艺过程？什么是工艺规程？什么是工艺过程？什么是工艺规程？优质、高产、低成本优质、高产、低成本 工艺文件工艺文件 规定产品或零件

40、制造工艺过程和操作方法的工规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，称工艺规程。其中规定零件机械加工工艺文件，称工艺规程。其中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机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。艺规程。 四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程1. 1. 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用(1)(1)机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。件，是指挥现场生产的依据。 (2)(2)机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术机械加工工艺规程是新产品投产前，进行

41、有关的技术准备和生产准备的依据。准备和生产准备的依据。 (3)(3)机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。的依据。 四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程2. 2. 机械加工工艺规程的格式机械加工工艺规程的格式(1)(1)工艺过程卡片工艺过程卡片 工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。过程的一种工艺文件。 P P220 220 表表7-47-4(2)(2)工序卡片工序卡片 工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。 P P2

42、21 221 表表7-57-5 四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程3. 3. 制定机械加工工艺规程的原始资料制定机械加工工艺规程的原始资料1 1）零件工作图及其产品装配图；）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；）产品验收的质量标准；3 3）零件的生产纲领；零件的生产纲领；4 4）现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；5 5）国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；方向等；6

43、6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。 五、制定机械加工工艺规程的步骤五、制定机械加工工艺规程的步骤1.1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 （零件分析）（零件分析） 功用功用 零件表面的技术要求零件表面的技术要求 结构工艺性结构工艺性五、制定机械加工工艺规程的步骤五、制定机械加工工艺规程的步骤1.1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 3.3.确定毛坯确定毛坯 1 1）毛坯的制

44、造类型；）毛坯的制造类型； 2 2）毛坯的制造精度；）毛坯的制造精度； 3 3）毛坯图）毛坯图种类特 点铸件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件锻件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不

45、宜过大型材用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件）用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件焊接件用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大工程塑料用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件表7-6 常用毛坯种类和特点铸件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于

46、空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件锻件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大型材用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件）用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件焊接件用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大工程塑料用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料损失少，用于大批

47、量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件五、制定机械加工工艺规程的步骤五、制定机械加工工艺规程的步骤1.1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 3.3.确定毛坯确定毛坯 4.4.拟定工艺路线拟定工艺路线 什么是工艺路线？什么是工艺路线？工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。 定位基准的选择定位基准的选择 表面加工方法的选择表面加工方法的选择 加工阶段的划分加工阶段的划分 工序顺序的安排工序顺序的安排 工序集中与分散的安排工序集中与分散的安排

48、 五、制定机械加工工艺规程的步骤五、制定机械加工工艺规程的步骤1.1.根据零件的生产纲领确定生产类型根据零件的生产纲领确定生产类型 2.2.对被加工零件进行工艺分析对被加工零件进行工艺分析 3.3.确定毛坯确定毛坯 4.4.拟定工艺路线拟定工艺路线 5.5.确定各工序所用的设备和工艺装备确定各工序所用的设备和工艺装备 6.6.确定加工余量、工序尺寸及公差确定加工余量、工序尺寸及公差7.7.确定切削用量及时间定额确定切削用量及时间定额8.8.填写工艺文件填写工艺文件 一、定位基准的选择一、定位基准的选择定位基准定位基准粗基准粗基准精基准精基准用毛坯表面作用毛坯表面作的定位基准的定位基准用已经加工

49、过用已经加工过的表面作的定的表面作的定位基准位基准一、定位基准的选择一、定位基准的选择1.精基准的选择 选择精基准时，应从整个工艺过程选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。位置精度，并使工件装夹方便可靠。1 1. .精基准的选择1) “基准重合基准重合”原则原则 应尽量选择被加工表面的设应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位避免基准不重合而引起的定位误差。误差。 1 1. .精基准的选择1) “基准重合基准重合”原则原则 图7-8 车床床头箱1

50、 1. .精基准的选择2) “基准统一基准统一”原则原则 应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造工作。设计和制造工作。 1 1. .精基准的选择2) “基准统一基准统一”原则原则 图7-9 柴油机机体1 1. .精基准的选择3) “互为基准互为基准”原则原则 当两个表面相互位置精度要求很高，当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多可以

51、采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。次进行精加工。 1 1. .精基准的选择4) “自为基准自为基准”原则原则 在有些精加工或光整加工工序中，在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。尽量选择加工表面本身作为基准。 1 1. .精基准的选择4) “自为基准自为基准”原则原则 图7-10 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面2 2. .精基准的选择5) 一定要保证工件定位准确，夹紧稳定一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。可靠，夹具结构简单，工人操作简便。 2 2. .粗基准的选择1

52、) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。选择该表面为粗基准。 图7-11 床身加工粗基准的两种方案比较2 2. .粗基准的选择1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。选择该表面为粗基准。 图7-11 床身加工粗基准的两种方案比较2 2. .粗基准的选择2) 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基的所有表面都要加工，则应以加

53、工余量最小的表面作为粗基准。准。 图7-12 阶梯轴粗基准的选择图7-13 以不加工表面为粗基准2 2. .粗基准的选择3)3)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。 2 2. .粗基准的选择4)4)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。浇口、冒口及其它缺陷，以便定

54、位准确、装夹可靠。 2 2. .粗基准的选择5)5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不再重复使用。一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不再重复使用。 二、加工方法的选择二、加工方法的选择选择加工方法应考虑的因素：1）各加工表面所要达到的加工技术要求；）各加工表面所要达到的加工技术要求；2）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；3）零件的结构形状和加工表面的尺寸；）零件的结构形状和加工表面的尺寸；4）生产类型；）生产类型；5）车间现有设备情况；）车间现有设备情况；6）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度等。

55、糙度等。加工方法选择的原则加工方法选择的原则1.所选的最终加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应 P298 表8-6 （内孔加工） P286 表8-3 （外圆加工）P172 图5-2 （平面加工） 二、加工方法的选择二、加工方法的选择2.所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求 P229 表7-7 表7-8 表7-9二、加工方法的选择二、加工方法的选择3.所选加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应 二、加工方法的选择二、加工方法的选择4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应 二、加工方法的选择二、加工方法的选择5.加工方

56、法要与工厂现有生产条件相适应 三、加工阶段的划分三、加工阶段的划分1.粗加工阶段2.半精加工阶段3.精加工阶段4.光整加工阶段划分加工阶段的原因有：划分加工阶段的原因有：1 1）为了保证加工质量。）为了保证加工质量。2 2）可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废）可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。或修补，避免继续加工造成浪费。3 3）可以合理使用机床设备。）可以合理使用机床设备。四、工序内容的合理安排四、工序内容的合理安排1.工序集中 如果如果在每道工序中所安排的加工内容多，则一个在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成，这样，工零件

57、的加工就集中在少数几道工序里完成，这样，工艺路线短，工序少，称为工序集中。艺路线短，工序少，称为工序集中。 四、工序内容的合理安排四、工序内容的合理安排2.工序分散 如果如果在每道工序中所安排的加工内容少，把零件在每道工序中所安排的加工内容少，把零件的加工内容分散在很多工序里完成，则工艺路线长，的加工内容分散在很多工序里完成，则工艺路线长，工序多，称为工序分散。工序多，称为工序分散。 四、工序内容的合理安排四、工序内容的合理安排工序集中的特点：1)1) 在工件的一次装夹中，可以加工多个表面。这样，在工件的一次装夹中，可以加工多个表面。这样，可以减少安装误差，较好地保证这些表面之间的位置可以减少

58、安装误差，较好地保证这些表面之间的位置精度；同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。精度；同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。2)2) 可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。3 3） 由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、成成本也高。本也高。 四、工序内容的合理安排四、工序内容的合理安排工序分散的特点： 1)1) 机床设备、工装、夹具等工艺装备的机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构比较简单，调整比较容易，能较结构比较简单

59、，调整比较容易，能较快地更换、生产不同的产品。快地更换、生产不同的产品。2)2) 对工人的技术水平要求较低对工人的技术水平要求较低。五、安排加工顺序的原则五、安排加工顺序的原则1.机械加工工序的安排 1 1）先基面后其它）先基面后其它 2 2）先主后次）先主后次 3 3）先粗后精）先粗后精 4 4）先面后孔）先面后孔五、安排加工顺序的原则五、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排1 1）预备热处理预备热处理：为了改善工件材料机械性能和切削加：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排在粗在粗加工以前或粗加工以后，半精加工

60、之前进行加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行；2 2）时效处理时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排：为了消除工件内应力的热处理，安排在在粗加工以后，精加工以前进行粗加工以后，精加工以前进行； 3 3）最终热处理最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行在半精加工之后，磨削等精加工之前进行； 五、安排加工顺序的原则五、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排4 4）当工件需要）当工件需要渗碳淬火渗碳淬火时，由于高温渗碳会使工件产时，由于高温渗碳会使工件产生较大的变形，故常生较大的变形，故常将渗碳工序