模块6 零件加工工艺课件

1、模块6 零件加工工艺项目1 机械加工工艺过程项目2 加工工艺规程的设计步骤项目1 机械加工工艺过程机器都是由许多零件按照一定的设计要求制造和装配而成。一般的机械制造工艺过程是: 一、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称为生产过程。它包括生产的准备工作、毛坯的制造、零件的机械加工、零件的热处理、产品装配、试验、油漆和包装等一系列工作。下一页返回项目1 机械加工工艺过程(2)工艺过程。改变生产对象的形状、尺寸及相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。工艺就是制造产品的方法。工艺过程是指生产过程中由毛坯制造、到油漆、包装为止的过程。生产过程与工艺过程关系如下:二、工艺

2、规程用于指导和组织生产的各种技术文件称为工艺文件。工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。上一页下一页返回项目1 机械加工工艺过程1.工序工序是一个(或一组)工人在一个工作地(或一台机床上)对同一个(或一组)工件连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续。图6-1所示阶台轴零件，单件生产时的工艺过程见表6-1。成批生产时的工艺过程见表6-2。单件生产时，全部的车削加工与磨削加工内容分别集中在一台车床与一台磨床上完成，车削与磨削各只有一个工序。成批生产时，车削加工内容分别在三台车床上进行，三个外圆的磨削分别在三台磨床完成，机床发生了变动，因

3、此，车削与磨削各有三个工序。上一页下一页返回项目1 机械加工工艺过程2.安装使工件在机床上或夹具中占据正确位置的过程称为定位。工件定位后将其固定不动使其在加工时保持正确位置的过程称为夹紧。将工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为装夹。工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一个工序中可以有一个或几个安装。例如，表6-1的车工工序1，加工时需要调头装夹工件，有两个以上的安装;而铣键槽工序4只有一个安装。安装次数多，会增加工件装卸的时间，还会增加定位误差。上一页下一页返回项目1 机械加工工艺过程3.工步工步是在加工表面和加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所连续完成的那一

4、部分工艺过程。构成工步的任一因素(加工表面或加工工具)改变后，一般即成为另一新的工步。一个工序可以只有一个工步，也可以包括几个工步。例如，表6-1中的工序1，车2个端面、钻2个中心孔、车4个外圆表面、3个沟槽连倒角、2个倒角及车螺纹，共分14个工步。为简化工艺文件，对于几个形状尺寸完全相同的加工表面，用同一工具连续加工时，一般看成是一个工步。例如，图6-2所示工件上6个相同孔径孔的钻削，一般看成一个钻孔工步。上一页下一页返回项目1 机械加工工艺过程在批量生产中，用多把刀具或复合刀具同时加工几个表面，也可看成是一个工步，称为复合工步。4.走刀在一个安装内，如被加工表面需切去的金属层很厚，可分几次

5、切削，刀具每从工件表面切去一层金属称一次走刀。5.工位为了减少安装的次数，生产中常采用回转(或移位)夹具，使工件在一次装夹中，获得几个不同的加工位置。工件在设备上所占据的每一个加工位置称为工位。如图6-3所示，工件在第一工位铣削阶台I后，拔出定位销D，将夹具回转部分回转180，再插入定位销，使工件进入第二加工位置(第二工位)铣削阶台。采取多工位加工，可减少工件装夹次数，提高生产率。上一页下一页返回项目1 机械加工工艺过程(2)成批生产。生产的产品种类比较少，而同一产品的产量比较大，一年中产品周期地成批投入生产，工作地的加工对象周期性地更换，这种生产类型称为成批生产，一次投入或产出的同一产品(或

6、零件)的数量称为生产批量。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。小批生产工艺过程的特点与单件生产相似，大批生产工艺过程的特点与大量生产相似，中批生产工艺过程的特点则介于单件、小批生产与大批、大量生产之间。例如，通用机床、机车的制造等属于中批生产，飞机、航空发动机制造大多属于小批生产。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤一、制定工艺规程的技术依据制定机械加工工艺规程时，必须以下列原始资料为技术依据:(1)零件设计图样。必要时应有与零件相关的部件装配图样或产品装配图样。(2)毛坯的生产情况。如毛坯车间的生产能力与技术水平，各种材料、型材的品种规格。(3)生产纲领和

7、生产类型。(4)产品验收的质量标准。(5)企业、工厂(或车间)的生产条件。下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(8)确定各工序工时定额;(9)评价工艺路线;(10)填写或打印工艺文件。三、工艺规程设计1.分析零件工作图和产品装配图在制定零件机械加工工艺规程时，零件图样是制定工艺规程的最基本的原始资料对产品零件图进行细致的审查，熟悉产品的用途、性能及工作条件，了解和熟悉该零件在产品中的位置、功用及其主要的技术要求。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤除了检查尺寸、视图以及技术条件是否完整外，还应有以下几方面内容:(1)检查零件图的完整性和正确性。在了解零件形状和结构之后，应检查零件

8、视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。(2)零件的技术要求分析。分析零件的主要技术要求，研究并确定对主要技术要求的保证方法。零件的技术要求包括下列几个方面:加工表面的尺寸精度;主要加工表面的形状精度;主要加工表面之间的相互位置精度;加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求;热处理要求;上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤其他要求，如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等。要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因为主要表面的加工确定了零件工

9、艺过程的大致轮廓。(3)零件的材料分析。分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。所选的零件材料应经济合理，切削性能好，满足使用性能的要求。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(4)合理的标注尺寸。零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合，并符合尺寸链最短的原则。如图6-4中活塞环槽的尺寸为重要尺寸，其宽度应直接注出。零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准标注尺寸。如图6-5中轮毅键槽的深度，

10、只有尺寸c的标注才便于用卡尺或样板测量。零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。如图6-6所示，已标注了孔距尺寸aa和角度，则x,y轴的坐标尺寸就不能随便标注。有时为了方便加工，可按尺寸链计算出来，并标注在圆括号内，作为加工时的参考尺寸。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。如图6-7的齿轮轴，图(a)的表示方法大部分尺寸要经换算，且不能直接测量。而图(b)的标注方式，与加工顺序一致，又便于加工测量。零件上各非加工表面的位置尺寸应直接标注，而非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。如图6-8中所示，图(a)中的注法不合理，只

11、能保证一个尺寸符合图样要求，其余尺寸可能会超差。而图(b)中标注尺寸A在加工面时予以保证，其他非加工面的位置直接标注，在铸造时保证。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤保证位置精度的可能性。为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。如图6-9 (a)所示的结构，不能保证80 mm与内孔60 mm的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。(2)有利于减少加工劳动量。尽量减少不必要的加工面积。减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量，而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量

12、。图6-10 (b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了加工的工作量，保证配合面的接触。图6-11 (b)中减少了精加工的面积，同时避免了深孔加工。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤尽量避免或简化内表面的加工。因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图6-12所示箱体，将图(a)的结构改成图(b)所示的结构，这样不仅加工方便而且还有利于装配。再如图6-13所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。(3)有利于提高劳动生产率。零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具

13、加工。如图6-14 (b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图6-15 (b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图6-16 (b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削。如图6-22 (b)所示，避免了因钻头两边切削力不等使钻孔轴线倾斜或折断钻头的情况。便于多刀或多件加工。如图6-23 (b)所示，为适应多刀加工，阶梯轴各段长度应相似或成整数倍;直径尺寸应沿同一方向递增或递减，以便调整刀具。零件设计的结构要便于多件加工，如图6-24所示，图(b)结构可将毛坯排列成行便于多

14、件连续加工。3.确定毛坯的种类及选择(1)毛坯的种类:上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤铸件。铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。较常用的是砂型铸造，当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法;当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。锻件。锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批量生产。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤在制订机械加工工艺规程时，正确选择

15、合适的毛坯，对零件的加工质量、材料消耗和加工工时都有很大的影响。显然毛坯的尺寸和形状越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以应根据生产纲领，综合考虑毛坯制造和机械加工的费用来确定毛坯，以求得最好的经济效益。常用的机械零件的毛坯有铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件以及粉末冶金等。零件的毛坯种类有的已在图纸上明确，如焊接件。有的随着零件材料的选定而确定，如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等，此时毛坯必为铸件，且除了形状简单的小尺寸零件选用锻造、型材外，均选用单件造型铸件。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤对于材料为结构钢的零件，除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外

16、，大多数只规定了材料及其热处理要求，这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。如作用一般的阶梯轴，若各阶梯的直径差较小，则可直接以圆棒料做毛坯;重要的轴或直径差大的阶梯轴，为了减少材料消耗和切削加工量，则宜采用锻件毛坯。在大批和大量生产中，应使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品，以达到少切削或无切削。在单件和小批生产中，则应尽可能选择简单的毛坯制造工艺，允许毛坯有较大的加工余量。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(2)毛坯选择时应考虑的因素:零件的材料及机械性能要求。零件的材料是决定毛坯种类及其制造方法的主要因素。一般零件材料选定后，其毛坯种类大体就可确定。如

17、铸铁、青铜材料不能锻造，只能选铸件;钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用棒料，对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件;有色金属零件常用型材或铸造毛坯。零件的结构形状与外形尺寸。这是影响毛坯选择的重要因素。对于回转体零件，如阶台轴，各阶台直径相差不大，可采用型材圆棒料;若直径相差较大，则宜采用锻件。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤充分利用新工艺、新材料。为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需要进行加工，

18、经济效益非常显著。4.拟定机械加工工艺路线拟定机械加工工艺路线是机械加工工艺规程设计的核心部分，其主要内容有:选择定位基准;确定加工方法;安排加工顺序;安排热处理;检验和其他工序等。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(1)选择定位基准。在制定工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题

19、。因此，在研究和选择各类工艺基准时，首先应选择定位基准。基准及其分类。基准是确定零件上其他的点、线、面位置时所依据的那些点、线、面。基准常是尺寸标注、计算和测量的起点。根据基准的应用场合和功用的不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(a)设计基准。设计图样上所采用的基准称为设计基准。设计基准是根据零件(或产品)的安装和使用情况而确定的。如图6-25所示的轴套零件，各外圆和孔的设计基准是零件的轴线，左端面I是阶台端面和右端面的设计基准，孔D的轴线是外圆表面径向圆跳动的设计基准。对于一个零件来说，在每个坐标方向上往往只有一个主要的设计基准。如图6-26

20、所示的零件，径向的主要设计基准是外圆 mm的轴线，轴向的主要设计基准是端面M。标注尺寸最多的点、线、面常为零件的主要设计基准。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(b)工艺基准。在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准称为工艺基准。按其用途不同，工艺基准可分为定位基准、工序基准和测量基准。定位基准:在加工中用以保证工件在机床或夹具中正确位置的基准称为定位基准。是工件上与夹具定位元件相接触的点、线、面。图6-27所示为镗削机体轴承孔时的两种定位情形:按图6-27(a)所示定位时，表面B-B是定位基准;按图6-27(b )所示定位时，表面A-A是定位基准。工序基准:在工序图上用来确定本工

21、序所加工表面尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。图6-28所示为某零件钻孔工序的工序简图，图(a)和(b)分别选用端面M及N作为确定被加工孔轴线位置的工序基准。由于工序基准不同，工序尺寸也不同。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤测量基准:加工和检验工件测量时所采用的基准称为测量基准。图6-29所示为测量被加工平面的位置时，分别以小圆柱面的上素线A和大圆柱面的下素线B作为测量基准。选择测量基准与工序尺寸标注的方法关系密切，通常情况下测量基准与工序基准是重合的。定位基准的选择。(a)定位基准选择的基本原则:a.所选的定位基准应稳定性和可靠性，以确保工件在加工受力时不发生位置变化。b.所

22、选的定位基准应尽量与设计基准重合，以减小因基准不重合而引起的定位误差。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤c.所选的定位基准应使夹具结构简单，工件装卸和夹紧方便。(b)定位基准的分类。定位基准分为粗基准和精基准两类。选择时应先选精基准，后选粗基准。(c)精基准的选择。采用已加工表面作为定位基准表面，这种定位基准称为精基准。除了遵循上述定位基准选择的基本原则外，选择精基准时还必须遵循以下原则:a.基准重合原则。应尽量选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设基准不重合而引起的定位误差。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤如图6-30所示为车床主轴箱，车床主轴中心高为H1=2

23、050.1 mm,设计基准是底面M。镗削主轴支承孔时，如果以底面M为定位基准，定位基准与设计基准重合，镗孔时高度尺寸H1的误差控制在0.1 mm范围内即可。由于主轴箱底面M有凸缘不平整，批量生产时，为方便定位装夹，常以顶面N为定位基准镗孔，这时孔的高度尺寸为H。由于定位基准与设计基准不重合，主轴中心高H1须由主轴箱高度H2和H共同保证。尺寸H1, H2和H之间的关系可通过相关的尺寸链(图6-31)用极值法确定:因为上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤所以 (mm) (mm)得H得尺寸及其偏差为 mm。就是说:因设计基准与定位基准不重合而产生的定位误差，加工尺寸H的允许误差为0.08

24、mm，而原加工尺寸H1的允许误差为0.20 mm。提高了本道工序的加工精度。b.基准统一原则。应尽量选用同一定位基准来加工尽可能多的表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变换所引起的误差。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤例如，加工轴类零件时，采用两中心孔作为轴上各外圆表面的定位基准，这样有利于保证各外圆表面及端面的同轴度、垂直度、圆跳动、位置精度等。使用同一定位基准，还可以使各工序的夹具结构单一化，便于设计制造。c.互为基准原则。对于零件上两个相互位置精度要求较高的表面，采取互相作为定位基准、反复进行加工的方法来保证达到精度要求。d.自为基准原则。以被加工表面本身作

25、为定位基准进行精加工、光整加工，可以使加工余量小而且均匀，易于获得较高的加工质量，但被加工表面的相互位置精度应由前道工序保证。浮动铰孔、不磨内孔等均采用自为基准的原则。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤基准不重合误差最小条件。当实际生产中不宜选择设计基准作为定位基准时，则应选择因基准不重合而引起的误差最小的表面作定位基准。如图6-32所示零件，括号中尺寸为已由前面工序保证，本工序镗 mm孔，孔位置的设计基准是K面，由于K面位置不合适，且面积较小，不宜用作定位基准，从工件结构分析适于用作定位基准的表面有M面和N面，这时选择哪一个面作定位基准，则应按基准不重合误差最小条件来判定。如选择

26、M面作为定位基准，所引起的基准不重合定位误差为0.2 mm;如选N面作为定位基准，所引起的基准不重合定位误差为0.2+0.2=0.4mm。因此应选择M面作为定位基准。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(d)粗基准的选择。使用毛坯上未经加工的表面来定位，这种定位基准称为粗基准。粗基准的选择应遵循下列原则:a.尽可能在一次安装中加工尽量多的表面，如有不需加工的表面，应选择不加工的表面作为粗基准，以保证加工表面对不加工表面的相互位置要求。如图6-33所示的法兰零件;以不需加工的外圆表面I作为粗基准，可保证孔壁均匀，且可在一次装夹中将大部分要加工的表面加工出来，这样能更好地保证外圆与内孔同

27、轴及端面与孔轴线垂直。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤如零件上有几个不加工的表面，则应选与加工表面相互位置精度要求高的非加工表面作为粗基准。选取加工余量要求均匀表面作为粗基准，这样可保证加工该表面的加工余量均匀。例如车床床身(图6-34)要求导轨面耐磨性好，希望在加工时只切除较小且均匀的一层余量，使其保留铸件表面具有较高物理力学性能、均匀一致的浅层金相组织，应选择导轨面作为粗基准。先加工床腿的底平面图6-34(a),然后再以床腿的底平面为精基准加工导轨面图6-34(b)。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤c.选择加工余量最小的表面作为粗基准，这样可以保证加工余量最小的

28、表面有足够的加工余量。如图6-35所示的零件毛坯，表面A的余量比B的余量大，应选择外圆表面B为粗基准。d.选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定，平整、光洁，面积足够大的表面作为粗基准，可减小定位误差和使工件装夹可靠稳定。e.粗基准只能使用一次，不允许重复使用。(e)辅助定位基准。有时为便于工件安装和保证获得规定的加工精度，实际工程中常在制造毛坯时或在工件上允许的部位增设和加工出定位基准上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤如工艺凸台、工艺孔、中心孔等，这种定位基准称为辅助定位基准，这些结构在零件的使用中没有作用，只是为了加工方便而设置的。(2)确定加工方法。确定加工方法的主要内容有:表面

29、加工方法的选择;加工阶段的划分;工序的集中与分散。表面加工方法的选择。一般是采用“抓两头，凑中间”方式来选择表面加工方法，先根据所选的毛坯确定前面的工序，然后根据表面的精度和表面粗糙度要求选定最终加工方法，再由两头推出中间各加工工序的加工方法。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤加工同一类型的表面，可以有多种不同的加工方法，影响表面加工方法选择的因素有零件表面的形状、尺寸及其精度和表面粗糙度，以及零件的整体结构、质量、材料性能和热处理要求等。此外，还应考虑生产量和生产条件的因素，综合考虑确定零件表面的加工方案。目的是保证零件达到图样要求稳定可靠且生产率较高，加工成本经济合理。(a)根

30、据每个加工表面的技术要求。例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60 mm的孔不宜采用钻、扩、铰。(b)根据被加工材料的性质。如淬火钢制件，精加工采用磨削的方法加工，而有色金属制件精加工采用精车、精铣、精镗、滚压等方法。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(c)根据生产类型。单件小批量生产，一般采用通用设备、工艺装备和一般的加工方法;大批量生产，尽可能采用专用的高效率设备和专用工艺装备，毛坯生产也应采用高效的方法制造，如压铸、模锻、热轧、精密铸造、粉末冶金等。(d)根据现有设备和工艺手段。表6-

31、4、表6-5、表6-6、表6-7分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。经济精度和表面粗糙度是指在正常生产条件下(不采用特别的工艺方法，不延长加工时间)，所能达到的加工精度和表面粗糙度。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤加工阶段的划分。阶段一般分为粗加工、半精加工、精加工、光整加工阶段四个阶段。(a)各加工阶段主要任务:a.粗加工阶段。切除工件各加工表面的大部分余量。在粗加工阶段，主要是尽量提高生产率。b.半精加工阶段。完成次要表面的最终加工，并为主要表面的精加工做好准备。c.精加工阶段。完成各主要表面的最终加工，使零件的加工达到图样要求。在精加工阶段

32、，主要是要保证零件达到图样要求。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤d.光整加工阶段。对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行光整加工阶段。这个阶段的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形状精度和位置精度。常用的加工方法有金刚车(镗)、研磨、不磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。(b)划分加工阶段的作用:a.保证加工质量。粗加工时因切除余量大，切削力、夹紧力大产生的切削热也大，工件产生的内应力和由此而引起的变形较大，影响加工精度。划分加工阶段有利于消除或减小变形对加工精度的影响。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤b.有利于合理地选择和使用设备。粗

33、加工时可选用功率大、刚性好但精度不高的机床，提高生产率;精加工阶段则应选用精度高的机床。利于保持设备的精度。c.可尽早发现毛坯的缺陷。在粗加工阶段可及早发现毛坯的缺陷，以避免造成不必要的浪费。d.有利于合理组织生产和工艺布置。加工阶段的划分不是绝对的，必须根据工件的加工精度要求和工件的刚性来决定。一般说来，工件精度要求越高、刚性越差，划分阶段应越细;当工件批量小、精度要求不太高、工件刚性较好时也可以不分或少分阶段;重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工，为了弥补不分阶段带来的弊端，常常在粗加工工步后松开工件，然后以较小的夹紧力重新夹紧，再继续进行精加工工步。上一页下一页返回项

34、目2 加工工艺规程的设计步骤工序的集中与分散。工序集中与工序分散是拟定工艺路线的两个不同的原则。工序集中是把较多的加工内容集中在一道工序中完成，零件的加工工艺过程工序少。工序分散是把加工内容分散到更多的工序中完成，零件的加工工艺过程工序多。(a)工序集中的特点:工艺路线短，减少工序数，生产周期短;机床设备、操作工人和生产面积少;一次装夹后可加工许多表面，零件各表面之间的相互位置精度较易保证;专用设备、组合机床、自动机床和工艺装备多采用工序集中原则，劳动生产率高，但专用机床设备和工艺装备，设备费用大，机床和工艺装备生产准备工作量大，对调试、维修工人的技术水平要求高。上一页下一页返回项目2 加工工

35、艺规程的设计步骤但如在通用机床上采用工序集中方式加工，则由于换刀及试切时间较多，会降低生产率。(b)工序分散的特点:工序内容简单，可采用比较简单的机床设备和工艺装备，调整容易;对工人的技术水平要求低;生产准备工作量小，变换产品容易;机床设备数量多，工人数量多，生产面积大;由于工序数多，工件在工艺过程中装卸次数多，零件各表面间的相互位置精度不易保证。工序集中与工序分散各有优缺点，要根据零件的结构特点、技术要求、生产规模，结合现场生产条件，综合分析，确定工序集中和分散的程度。一般情况下，单件、小批量生产都采用工序集中原则，而大批量生产既可采用工序集中原则，也可采用工序分散原则。上一页下一页返回项目

36、2 加工工艺规程的设计步骤(3)加工顺序的确定。机械加工工序的顺序确定的原则安排:先粗后精。先进行粗加工，后进行精加工。先主后次。先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。先面后孔。对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤先基面后其他表面。先加工出基

37、准面，再以它为基准加工其他表面。如果基准面不止一个，则按照逐步提高精度的原则，先确定基准面的转换顺序，然后考虑其他各表面的加工顺序。(4)热处理工序的安排。热处理工序的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的及要求。热处理的目的:提高材料的力学性能(强度、硬度等)，改善材料的切削加工性，消除内应力，以及为后续热处理作组织准备等。常用钢、铸铁零件的热处理工序在工艺路线中的安排如下:安排在机械加工前的热处理工序有:退火、正火、人工时效等，作用是改善材料的切削加工性，消除内应力。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤安排在粗加工以后半精加工以前的热处理工序有:调质、时效等，调质的作用是为以后

38、表面火和渗氮做金相组织准备，时效的作用是消除内应力。安排在半精加工以后精加工以前的热处理工序有:淬火、渗碳、高频淬火，以及去应力退火等，是零件的最终热处理，作用是提高材料的力学性能(强度、硬度、耐磨性等)。安排在精加工以后的热处理工序有:氮化、接触电加热淬火(如铸铁机床导轨)等。(5)检验工序的安排。检验对保证产品质量有着极为重要的作用，检验工序属于机械加工工艺过程中的辅助工序。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤在实际生产中，很多工厂实行“三检”和“五检”制。所谓三检制，就是实行操作者的自检、工人之间的互检和专职检验人员的专检相结合的一种检验制度。这种三结合的检验制度是我国企业长期

39、检验工作的经验总结。所谓五检制，就是除“三检”外再加上大批量生产时首件的首检和专职检验人员的巡检。在下列情况下安排检验工序:粗加工后精加工前。重要零件的关键工序加工后。工件从一个车间转到另一个车间前后。最终检验工序安排在零件表面全部加工完后。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤其他辅助工序:表面强化和去毛刺、倒角、清洗、防锈等。在生产中辅助工序也是十分重要的。如果安排不当或遗漏，将会给后续工序和装配带来困难，甚至影响产品的质量，所以必须给予重视。5.确定各工序所需的机床和工艺装备工艺装备包括夹具、刀具、量具、辅具等。机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质

40、量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。对必须改装或重新设计的专用机床、专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(1)确定各工序的机床设备。机床设备的精度应与零件要求的加工精度相适应。机床设备的规格尺寸应与工件外形尺寸相适应。机床设备应与生产批量相适应。在单件、小批生产时选择通用机床，大批量生产时选择高生产率的半自动、自动机床及专用设备。机床设备应与零件加工消耗功率相适应。(2)确定各工序的刀、夹、量具。单件、小批生产一般选用通用刀具，大批量生产生产

41、则使用专用具和复合刀具上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤单件、小批生产应选用通用夹具、组合夹具;大批量生产使用专用夹具。单件、小批生产选用通用量具;大批量生产使用专用检具。量具的精度应高于工件的精度。6.确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差(1)加工余量的确定。在确定加工余量时，如果余量过大，不但浪费材料，而且增加机械加工的工作量，从而降低劳动生产率，增加产品的成本。余量太小，造成表面加工困难，甚至因毛坯表面缺陷不能完全切除而使工件报废。确定加工余量的原则是:在保证切除上道工序留下的缺陷的前提下，尽量减小加工余量。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤加工余量的基本概念

42、。加工余量分为工序(加工)余量和总(加工)余量。加工表面在某一道工序中切除的厚度，称为该工序的工序余量。工序余量是加工表面的前后两道工序尺寸之差。对于回转表面(外圆和孔)，有单面余量(半径上的余量)和双面余量(直径上的余量)两种。直径方向上的基本余量2z，如图6-36所示。总余量是加工表面毛坯尺寸与零件尺寸之差。总余量等于各工序余量之总和。影响加工余量的因素。在确定加工余量时，应考虑以下几方面的因素:上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(a)上道工序加工后，表面存在尺寸误差和形状误差，这些误差的总和一般不超过前工序的尺寸公差，这时工序余量必须大于前道工序的尺寸公差。(b)上道工序的相

43、互位置误差有时并不包括在尺寸公差范围内，这时工序余量必须大于前道工序的这些相互位置误差。(c)上道工序(或毛坯)表面的加工痕迹和缺陷层，如:毛坯表面，有铸铁的冷硬层、气孔、夹渣，锻件和热处理的氧化皮、脱碳层、表面裂纹等。及切削加工后的表面，有表面粗糙度和因切削而产生的塑性变形层(残余应力和冷作硬化层)等，这时工序余量必须大于加工痕迹和缺陷层厚度。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(d)加工时存在装夹误差，包括工件的定位误差、夹紧误差和夹具的制造与调整误差等。这些误差直接影响工件被加工表面与切削刀具之间的相对位置，这时工序余量必须考虑安装误差的因素。(e)工件热处理过程中会产生变形，

44、在确定工序余量时应考虑热处理变形量。确定加工余量的方法。确定加工余量的方法有分析计算法、查表修正法和经验估算法三种。(a)经验估算法。根据经验确定加工余量，为了避免余量不足产生废品，所确定的余量往往偏大，常用于单件、小批量生产。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤(b)查表修正法。在机械加工工艺手册中查找，查得的数据再结合实际加工情况进行修正，最后确定合理的加工余量。这是目前普遍采用的方法。常用的各种加工方法的加工余量见表6-8、表6-9、表6-10、表6-11、表6-12、表6-13、表6-14、表6-15和表6-16(c)分析计算法。对影响加工余量的各种因素这行分析，然后计算的方

45、法，由于工艺研究不够，缺少可靠的实验数据资料，计算较复杂，故目前应用极少。(2)工序尺寸及其公差的确定。工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小和工序基准的选择有关。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤基准重合时:(a)工序尺寸的确定。确定工序尺寸先根据加工工艺路线，查表确定各工序的加工余量，再计算各工序尺寸。被加工表面的最终工序的尺寸及公差直接按零件图样上的尺寸和公差确定。计算的顺序是由后向前推算，直到毛坯尺寸。图6-37为加工外表面时各工序尺寸之间的关系。其中D1为最终工序尺寸。对于外表面，本工序的工序尺寸加上本工序的加工余量，即是前工序的工序尺寸。计算方法如下:上一页下一页返回项

46、目2 加工工艺规程的设计步骤式中D1、D2, D3, D4,D5各工序的工序尺寸; z1、z2、z3、z4各工序的加工余量确定工序尺寸时，应注意内、外表面的区别和单面余量与双面余量的区别。(b)工序尺寸公差的确定。工序尺寸公差一般按该工序加工方法的经济加工精度选定，参阅表6-8表6-16。最终工序的公差，就是零件图样规定的尺寸公差;毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根据所选型材的品种规格确定。基准不重合时:工序尺寸及其公差的计算比较复杂，需用工艺尺链这行分析计算。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤7.确定切削用量小批量生产时，工艺规程中对切削用量不作规定，由操作者根据经验确定，但在一些

47、对尺寸精度及表面质量要求很高的工序，或在大量生产中使用组合机床、自动机床上加工的工序，以及流水线、自动线上的各道工序的切削用量，必须查工艺毛册这行确定。8.确定各工序工时定额工时定额是完成零件或工序加工所规定的时间，工时定额一般参照实际生产经验，并考虑有效地利用生产设备和工具这行估定。在大批量生产时则应依据有关手册资料进行分析、计算，并修正确定。它是制订生产计划、核算成本的重要依据，也是新建和扩建工厂(或车间)时决定设备和人员的重要资料。上一页下一页返回项目2 加工工艺规程的设计步骤9.评价工艺路线评价工艺路线应对所制订的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。10.填写或打印工艺文件。生产中应用最多和最主要的工艺文件是工艺规程。目前还没有统一的格式，各工厂根据生产情况自