机械加工工艺规程设计概述

第七章机械加工工艺规程设计第一节概述一、机械加工工艺过程及其组成1.机械加工工艺过程机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象（毛坯）的形状、尺寸和表面质量，使其成为零件的过程。又称工艺路线或工艺流程

。2.机械加工工艺过程的组成工艺过程是

由一个或若干个依次排列的工序所组成，工序是最基本的组成单元，每一个工序又依次细分为安装、工位、工步和走刀。

（1）工序一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。

（2）安装工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹；一次装夹所完成的那部分加工过程称为安装。安装是工序的一部分。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。（3）工位在工件的一次装夹中，通过分度（或位移）装置，使工件相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。此时工件在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序称一个工位。图7-2所示为立轴式回转工作台多工位加工的例子，共四个工位，依次为装卸、钻孔、扩孔、铰孔。

（4）工步在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。（5）走刀被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一次，称一次走刀。二、机械加工工艺过程定义：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称为工艺规程。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规程。工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺设备及工艺措施，切削用量及工时定额等内容。（1）

机械加工工艺过程卡片简要的说明零件整个工艺过程的一种卡片，包括工序名称和序号、实施车间和工段及各工序时间定额等。如表7-2（2）机机械加加工工工序卡卡片里里面详详细说说明该该工序序的工工艺过过程并并附有有工序序简图图，它它用于于指导导工人人的操操作。。如表7-3（3）机机械加加工工工艺卡卡片也也称称工艺艺卡，，以工工序为为单位位说明明工艺艺过程程，详详细规规定了了每一一工序序及其其工位位和工工步的的工作作内容容。如如表7-1第二节节零零件件结构构工艺艺性与与毛坯坯选择择一、零零件加加工结结构工工艺性性二、毛毛坯选选择1.毛坯选选择要要考虑虑的因因素（1）毛坯坯种类类的选选择铸铸铁零零件用用铸造造毛坯坯，钢钢质零零件简简单且力力学性性能要要求不不高时时用型材材毛坯坯，复复杂用用锻造造毛坯坯。（2）毛坯坯的结结构形形状与与尺寸寸毛毛坯坯的形形状应应力求求接近近零件形状状，以以减少少机械械加工工劳动动量。。（3）毛坯坯制造造精度度毛毛坯坯制造造精度度高（（如精精铸、、精锻锻、冷冷挤压等等）），材材料利利用率率高，，后续续机械械加工工费用用低，，但相相应的设备备投入入大。。毛坯种种类和和特点点如表表7-5所示。提问：：1、船用用发动动机箱箱体、、汽车车发动动机箱箱体是是什么么毛坯坯？2、发动动机连连杆、、发动动机传传动齿齿轮是是什么么毛坯坯？3、汽车车外壳壳是什什么毛毛坯？？2.常见零零件的的毛坯坯选择择（1）杆轴轴类零零件毛毛坯的的选择择杆杆轴类类零件件一般般都是是各种种机械中中的重重要受受力和和传动动零件件，要要求有有较好好的力力学性性能。。重载：锻锻造毛毛坯；；异形形：铸铸造毛毛坯；；轻载载直轴轴：圆圆钢毛毛坯加加工。。（2）盘套套类零零件毛毛坯的的选择择盘盘套类类零件件常见见有齿齿轮、、飞轮、手手轮、、法兰兰、套套环、、垫圈圈等。如齿轮轮有锻锻造毛毛坯、、铸造造毛坯坯、圆圆钢毛毛坯（3）箱体体机架架类零零件毛毛坯的的选择择这这类零零件的的结构构特点点是结构比比较复复杂，，且不不均匀匀形状状不规规则，，其工工作条条件时时以承承压为主，，要求求有较较好的的刚度度和减减振性性。有铸铁铁毛坯坯、铸铸钢毛毛坯等等第三节节工工艺路路线的的确定定拟定零零件的的机械械加工工工艺艺路线线时制制订工工艺规规程的的一项项重要要工作作。拟拟定工工艺路路线时时主要要解决决的问问题有有：加工方方法的的选择择、加工阶阶段划划分、、加工顺顺序安安排、、确定工工序集集中和和分散散程度度等。一、表表面加加工方方法选选择1.加工经经济精精度由于在在加工工过程程中有有很多多因素素影响加工工精度度，所所以同同一种种加工工方法法在不同同的工工作条条件得得到的的精度度不一一样。对对于某某一特特定的的加工工方法法，都都可以有有图7-4的加工成成本和和加工工误差差之间的的曲线线关系系。要点：：1、加工工方法法选择择时，，根据据零件件主要要表面面的技技术要要和工工厂具具体条条件，先先选定定它的的最终终工序序加工工方法法，然然后再再逐一一选定定该表表面各有关关前道道工序序的加加工方方法。。如加工工IT6级，Ra0.2m的圆柱柱表面面表面面，工工序过过程为为：精磨——粗车——半精车车——粗磨2、主要要表面面的加加工方方案和和加工工方法法选定定之后后，再再选定定次要要表面的的加工工方案案和加加工方方法。。在选择择加工工方法法同一表表面可可以有有不同同的加加工方方案，，但是是不同同的加加工方方法（（方案）所所能能获得得的加加工质质量、、生产产率、、费用用及生生产准准备和和设备备投入各各不相相同。。（1）表7-6——外圆加加工常常见加加工方方案（2）表7-7——加工孔孔常见见加工工方案案（3）表7-8——加工平平面常常见加加工方方案二、加工阶阶段划分当零件的加加工质量要要求较高时时，要经过过粗加工、、半精加工工和精加工三三个阶段，，甚至还要要经过光整整加工。（1）粗加工阶阶段此此阶阶段的主要要任务是高高效切除各各加工表面上的大部部分余量，，使毛坯在在形状和尺尺寸上接近近零件成品品，并加工出精精基准。粗粗加工所能能达到的精精度较低（（一般在IT12以下）、表表面粗糙度度值较大Ra50~12.5m。（2）半精加工工阶段此此阶段段的主要目目的是使主主要表面消消除粗加工后留下下的误差，，使其达到到一定的精精度，为精精加工做好好准备，并完成成一些次要要表面的加加工（如钻钻孔、攻螺螺纹、铣键键槽等）。表面面经半精加加工后，精精度可达IT10~12级，表面粗粗糙度Ra值为6.3~3.2m。（3）精加工阶阶段此此阶段段的任务是是保证各主主要加工表表面达到图图纸所规定定的质量要要求。经过过精加工的的表面可以以达到较高高的尺寸精精度和较小小的表面粗粗糙度值（（IT7~IT10、Ra1.6~0.4m）。（4）光整加工工阶段对对于于精度要求求很高（IT5级以上）、、表面粗糙糙度值要求求很小（Ra0.2um以下）的零零件，必须须要有光整整加工阶段段。光整加加工的典型型方法有研研磨、超精精加工以及及镜面磨削削等。其主主要任务是是降低表面面粗糙度或或进一步提提高尺寸精精度和形状状精度，但但多数不能能提高位置置精度。划分加工阶阶段的主要要目的1）保证零件件的加工质质量2）有利于合合理地使用用机床设备备和技术工工人3）有利于及及早发现毛毛坯缺陷并并得到及时时处理三、加工顺顺序安排零件上的全全部加工表表面应安排排在一个合合理的加工工顺序中加加工，这对对保证零件件质量，提提高生产率率，降低加加工成本都都至关重要要。1.机械加工工工序安排原原则（1）基面先行行作作为为其他表面面加工的精精基准一般般安排在工工艺过程一一开始就进进行加工。。如，箱体体零件一般般是以主要要孔为粗基基准来加工工平面，再再以平面为为精基准来来加工孔系系；轴类零零件一般是是以外圆为为粗基准来来加工中心心孔，再以以中心孔为为精基准来来加工外圆圆、端面等等。（2）先主后次次零零件的主要要工作表面面（一般是是指加工精精度和表面面质量要求求高的表面面）、装配配基面应先先加工，从从而早发现现毛坯中可可能出现的的缺陷。螺螺孔、键槽槽、光孔等等可穿插进进行，但一一般应放在在主要表面面加工到一一定精度之之后、最终终精度加工工之前进行行。分析轴：（3）先粗后精精一一个零件件的切削加加工过程，，总是先进进行粗加工工，再进行行半精加工工，最后是是精加工和和光整加工工。这有利利于加工误误差和表面面缺陷层的的逐步消除除，从而逐逐步提高零零件的加工工精度与表表面质量。。（4）先面后孔孔对对于箱箱体、支架架类零件，，将零件上上轮廓尺寸寸远比其他他表面尺寸寸大的平面面作为定位位基准面稳稳定可靠，，故一般先先加工这些些平面以作作精基准，，供加工孔孔和其他表表面时使用用。2.热处理工序序安排热处理的目目的在于改改变工件材材料的性能能和消除内内应力。（1）预备热处处理预备热处理理安排在机机械加工之之前进行，，改善工件件切削性能能。有退火和正正火（2）改善力学学性能热处处理目的：提高高材料的强强度、强度度和耐磨性性。有调调质、淬火火、渗碳淬火和渗渗氮等。安安排在精加加工或半精精加工之后后磨削之前前（3）时效热热处理人工时效效和自然然时效安排在——（4）表面处处理安排在——3.辅助工序序的安排排辅助工序序包括检检查、检检验工序序、去毛毛刺、平平衡、清清洗工序序等，也是是工艺规规程的重重要组成成部分。。检查、检检验工序序安排——去毛刺工工序安排排——清洗工序序安排——1.工序集中中工序集中中就是在在每个工工序中加加工内容容很多，，尽可能能在一次次安装中加工工多个表表面，或或尽量在在同一台台设备上上连续完完成较多多的加工要求求。这样样，零件件工艺过过程中工工序少，，工艺路路线短。。特点：1）减少工工件安装装次数，，有利于于保证位位置公差差要求较较高的工工件的加工工质量。。2）减少工工件的装装夹、运运输等辅辅助时间间，有利利于采用用高效专专用设备和和工装，，显著提提高劳动动生产率率。3）减少设设备数量量、操作作人员和和生产面面积，缩缩短工艺艺路线和和生产周期期，并简简化管理理4）采用复复杂、专专用设备备及工装装，投资资大、调调整和维维修费事，生产产准备工工作量大大。2.工序分散散工序分散散是把加加工表面面分得很很细，每每个工序序加工内内容少，，工序多，工工艺路线线长。1）工序多多，每个个工序内内容少；；工艺装装备简单单，容易易调整；；对工人技技术水平平要求不不高，能能较快地地适应产产品的变变换。2）有利于于选择最最合理的的切削用用量，减减少机动动时间。。3）机床结结构简单单，但数数量多，，占地面面积大，，工艺路路线长。。第四节定定位位基准的的选择在零件加加工过程程中，不不仅要保保证加工工面自身身的精度度，而且且还要保证零零件各表表面之间间的位置置精度。。一、基准准的概念念基准是用用来确定定生产对对象上几几何要素素见几何何关系所所依据的的那些点、、线、面面。基准可分分为设计基准准和工艺基准准两大类。。1.设计基准准设计人员员在零件件图上标标注尺寸寸或相互互位置关关系时所所依据的的那些点点、线、、面称为为设计基基准。在在同一张张零件工工作图中中，可以以有一个个或多个个设计基基准。2.工艺基准准零件在加工或装配过程中所所使用的的基准，，称为工工艺基准准（也称制造基基准）。。有工序序基准、、定位基基准、测测量基准准和装配配基准。（1）工序基基准在工序图图上，用用来确定定本工序序所加工工后的形形状、尺尺寸和位位置的基准。。（2）定位基基准工件在机机床上加加工时，，在工件件上用以以确定被被加工表表面相对对机床、、夹具、、刀具位位置的点点、线、、面称为为定位基基准。确确定位置置的过程程称为定定位。（3）测量基基准测量工件件已加工工表面的的尺寸和和位置时时所采用用的基准准。如测测量孔深度时时，孔端端面常作作为测量量基准。。测量基准准往往与与设计基基准和工工序基准准重合。。（4）装配基基准装配时用用来确定定零件或或部件在在产品中中的相对对位置所所用的基基准。如齿轮以以轴肩轴轴向定位位装配时时，与轴轴肩对应应的齿轮轮端面及及内孔为装配基基准。二、粗基基准选择择原则粗基准是是最初工工序中，，所选择择的未加加工的毛毛坯面作作为定位位的基准。选选择粗基基准应遵遵循以下下原则：：1）如果必必须首先先保证工工件上加加工表面面与不加加工表面面之间的的位置要求，，则应以以不加工工表面作作为粗基基准。如如果工件件上有很很多不加工表面面，则应应以其中中与加工工表面位位置精度度要求较较高的表表面作为粗基准准。确定粗基基准加工工机床导导轨2）如果工工件必须须首先保保证某重重要表面面的加工工余量均均匀，则则应选择该表表面作为为粗基准准。如图图7-10机床导轨轨面的加加工。3）零件上上有较多多加工面面时，为为使各加加工表面面都得到到足够的的加工余量量，应选选择毛坯坯上加工工余量最最小的表表面作为为粗基准准。4）选作粗粗基准的的表面，，应尽可可能平整整、光洁洁，不能能有飞边边、浇口、冒冒口及其其他缺陷陷，以便便定位准准确、可可靠。5）粗基准准应避免免重复使使用，在在同一尺尺寸方向向通常只只允许使使用一次次，否则则会造成成较大的的定位误误差。三、精基基准选择择原则（1）基准重重合原则则应尽量选选用被加加工表面面的设计计基准作作为精基基准，这这样可以以避免由于基基准不重重合而引引起的定定位误差差。（2）基准统统一原则则应尽可能能选择同同一组精精基准加加工工件件上尽可可能多的的加工表表面，以保保证各加加工表面面之间的的相对位位置关系系。箱体体零件采采用一面两孔孔的基准准。（3）互为基基准原则则当工件上上两个加加工表面面之间的的位置精精度要求求比较高高时，可可以采用两个个加工表表面反复复加工的的方法。。（4）自为基基准原则则一些表面面的精加加工工序序，要求求加工余余量小而而均匀，，常以加加工表面自身身作为精精基准。。浮动铰铰刀铰孔孔、圆拉拉刀拉孔孔、珩磨磨头珩孔、无无心磨床床磨外圆圆等都是是以加工工表面作作为精基基准的例例子例1、连杆小小头孔镗镗削加工工精基准准例2、在导轨轨磨床上上磨床身身导轨面面（5）便于装装夹原则则所选择的的精基准准，应能能保证定定位准确确、可靠靠，夹紧紧机构简简单，操作方方便。用用作定位位的表面面除应具具有较高高的精度度和较小小的表面粗糙糙度值外外，还应应具有较较大的面面积并尽尽量靠近近加工表表面。四、定位位基准选选择举例例粗基准的的选择侧侧重于获获得工件件表面之之间的正正确几何何关系，，保证各加工工面具有有足够的的余量，，夹紧可可靠，在在加工初初始阶段段采用；精基基准的选选择主要要考虑保保证加工工面的精精度，较较小定位位夹紧误差，，并尽可可能时装装夹方便便。1.传动轴基基准选择择图7-17所示为减减速箱输输出传动动轴。毛毛坯为45钢Φ90x400棒料调质处理理，要求求保留中中心孔。。2.圆柱齿轮轮基准选选择图7-18所示为一一圆柱齿齿轮，材材料HT200，精度等等级8-7-7GK，硬度190~217HBW，零件的的毛坯为为铸件。。3.车床拨叉叉基准选选择图7-19所示为一一车床拨拨叉，材材料为ZG310-570。根据零零件结构特点点，毛坯坯采用两两件合铸铸。第五节工工序序内容确确定工序内容容包括选选择机床床和工艺艺装备，，确定加加工余量量、工序序尺寸和公差差，确定定切削用用量、工工时定额额及工人人技术等等级等。。一、机床床与工艺艺装备选选择1.机床的选选择1）机床的的加工范范围应与与零件的的外廓尺尺寸相适适应。2）机床的的精度应应与工序序加工要要求的精精度相适适应。3）机床的的生产率率应与零零件的生生产类型型相适应应。2.工艺装备备的选择择工艺装备备包括夹夹具、刀刀具和量量具。（1）夹具选择择小批量生生产的选选择：大批量生生产的选选择：（2）刀具的的选择依据加工工方法、、加工表表面的尺尺寸、工工件材料料、加工工精度和和表面粗糙度度、生产产率及经经济性选选择。（3）量具的的选择小批量生生产的选选择：大批量生生产的选选择：二、加工工余量确确定1.加工余量量概念加工余量量指在加加工过程程中，从从被加工工表面上上切除的的金属层层厚度。相邻两工工序的工工序尺寸寸之差称称为工序序余量。。毛坯尺寸寸与零件件图的设设计尺寸寸之差称称为加工工总余量量。Z∑——加工总余余量；Zi——第i道工序余余量；n——该表面总总的加工工工序数数。加工余量量分单边边余量和和双边余余量。加工平面面等非对对称表面面时，加加工余量量为单边边余量，，即实际际切除的金属属层厚度度。用Zb表示加工轴、、孔等对对称表面面时，加加工余量量为双边边余量，，实际切切除的金属层层厚度为为工序余余量的一一半。用用2Zb表示单边余量量外外表面Zb=la－lb内表面Zb=lb－la双边余量量外外表面（（轴））2Zb=da－db双边余量量内内表面（（孔））2Zb=da－dba、b分别为上上工序和和本工序序由于毛坯坯和各工工序尺寸寸不可避避免地存存在误差差，各工工序余量量存在一定的的变动范范围。所所以加工工余量又又可分为为公称余余量（Zb）、最大余量量（Zmax）和最小小余量（（Zmin），工序尺寸寸按“入入体原则则”标注注（即外外表面工工序尺寸寸取上偏偏差为零，内表表面工序序尺寸下下偏差取取零），，按极值值法计算算，基本本加工余量为为上工序序基本尺尺寸与本本工序基基本尺寸寸之差。。多工序加加工时，，各工序序加工余余量与工工序尺寸寸关系：：工序加工工余量变变动值：：Tz=Zmax-Zmin=Ta+Tb2.影响加工余余量的因素素加工余量过过大，不仅仅浪费材料料，而且增增加切削工工时，增加加人力，机床，，刀具及电电力消耗，，导致加工工成本增加加；加工余余量过小，不能能保证切除除和修正前前道工序的的各种误差差及表面缺缺陷，以致产产生废品。。（1）加工表面面上的表面面粗糙度H1a和表面缺陷陷层的深度度H2a表面缺陷层层指铸件的的冷硬层、、气孔夹渣渣层、锻件件的氧化皮皮等（2）加工前或或上工序的的尺寸公差差Ta当加工表面面上存在着着各种几何形形状误差，，如平面度度、圆度、、圆柱度等等，这些误误差的总和不能能超过上工工序的尺寸寸公差Ta。为了纠正这这些误差，，应将Ta计入本工序序的加工余余量之中。。（3）加工前或或上工序各各表面间相相互位置的的空间偏差差ea有轴的轴心心线弯曲、、偏移，阶阶梯轴轴颈颈中心线的的同轴度，，平面的平行度度、垂直度度误差等。。需要单独考考虑它们对对加工余量量的影响。。（4）本工序加加工时的装装夹误差b确定工序余余量时，应应将b计入在内，，如图所示示，当存在在偏心e，在考虑磨磨削余量时时，应加大大2e。3.加工余量的的确定方法法（1）经验估计计法经验估计法法是根据积积累的生产产经验来确确定加工余余量的方法法。估计的加工工余量一般般偏大，常常用于单件件、小批量量的生产。。（2）查表修正正法查表法是以以生产实践践和试验研研究积累的的有关加工工余量的资资料数据为基础础，并按具具体生产条条件加以修修正来确定定加工余量量的方法。相关关数据可在在金属机械械加工工艺艺人员手册册等资料找找到。三、切削用用量的确定定切削用量的的确定要考考虑切削生生产率、加加工质量（（粗糙度））和加工成本（（刀具类型型）等。3.切削用量的的合理制定定（以车削削为例）（1）背吃刀量量p的选择粗加工（表面粗糙糙度为Ra50~12.5m），在中等等功率机床床上，背吃刀刀量可达8～10mm。一次走刀刀应尽可能能切除全部部余量。半精加工（表面粗糙糙度为Ra6.2~3.2m），背吃刀刀量取为0.5~2mm。精加工（表面粗糙糙度为Ra1.6~0.8m），背吃刀刀量取为0.1~0.4mm。精加工时如如需两次走走刀则第一一次走刀的的背吃刀量量尽量取大大些，第二次次取小些，，以延长刀刀具寿命、、高的加工工精度及较较低的加工表面面粗糙度。。（2）进给量f的选择粗加工时，对工件件表面质量量没有太高高要求，进进给量可选选择工艺系统所能能承受的最最大进给量量。按表7-11选择半精加工和和精加工时，最大进进给量受加加工精度和和表面粗糙糙度的限制。当当表面粗糙糙度要求一一定时，增增大刀尖圆圆弧半径、、提高切削速度度，可以选选择较大的的进给量。。按表7-12选择（3）切削速度度vc的确定根据选定的的背吃刀量量p、进给量f及刀具寿命命T，按表7-13中公式及表表7-14中系数进行行计算。或直接按表表7-15选择切削速vc确定后，机机床转速n（r/mm）为所选定转速速n应按机床说说明书最后后确定。切削用量选选择举例（（以车削为为例）工件材料45钢（热轧）），σb=637MPa，毛坯尺寸寸dw×lw=50mm×350mm，装夹如图图7-27所示。要求求车外圆至44mm，表面粗糙糙度Ra3.2mm，加工长度度lw=300mm。试确定外圆车车削时，拟拟采用的机机床、刀具具以及切削削用量。四、时间定定额的确定定在一定生产产条件下，，规定生产产一件产品品或完成一一道工序所消耗的时时间称为时时间定额。。时间定额的的组成：1）基本时间间直接改变生生产对象的的尺寸、形形状、相对对位置，表表面状态或或材料性质等等工艺过程程所消耗的的时间。包包括刀具切切入、切削削加工和切出出时间。2）辅助助时间间为实现现工艺艺过程程所必必须进进行的的各种种辅助助动作作所消消耗的的时间间。如装卸卸工件件、启启动和和停开开车床床、改改变切切削用用量、、测量量工件件、引进及及退出出刀具具等所所消耗耗的时时间。。3）布置置工地地时间间如更换换刀具具、润润滑机机床、、清理理切屑屑、收收拾工工具等等所消消耗的的时间。该该时间间很难难精确确估计计，按按作业业时间间的α%（2%~7%）计算。4）休息息和生生理需需要时时间指工人人在工工作时时间内内为恢恢复体体力和和满足足生理理需要要所消消耗的的时间。按按操作作时间间的β%（约2%）计算算。上述时时间1）+2）+3）+4）的总总和称称为单单件时时间。。5）准备备终结结时间间工人为为了生生产一一批产产品或或零、、部件件，进进行准准备和和结束束工作作所消耗的的时间间。如如熟悉悉工艺艺文件件、领领取毛毛坯、、安装装刀具具和夹夹具等。第六节节工工序尺尺寸计计算对应机机械加加工过过程的的零件件图，，一些些工序序尺寸寸在零零件图图上往往往不标出出或不不存在在，为为了计计算出出各工工序的的工序序尺寸寸，这这就需需要用工艺艺尺寸寸链去去计算算。即即定位位基准准与设设计基基准不不重合合时的的工序尺寸寸计算算，测测量基基准与与设计计基准准不重重合时时的工工序尺尺寸计计算。。如：一、工工艺尺尺寸链链基本本概念念1.工艺尺尺寸链链的定定义尺寸链链是互互相联联系且且按一一定顺顺序构构成的的封闭闭尺寸寸组。。尺寸寸链中的每每一个个尺寸寸称为为环。。2、工艺艺尺寸寸链的的组成成尺寸链链中环环又分分为封封闭环环（或或称终终结环环）和和组成成环，，而组组成环又有有增环环和减减环之之分。。封闭环环——指在零零件加加工过过程中中最终终形成成或间间接得得到的的环。。增环——若组成成环尺尺寸增增大或或减小小，使使得封封闭环环尺寸寸也增增大或减小小，则则此组组成环环称为为增环环。减环——若组成成环尺尺寸增增大或或减小小，使使得封封闭环环尺寸寸减小小或增大，，则此此组成成环称称为减减环。。3、工艺艺尺寸寸链的的判别别增、减减环的的判别别，环环数较较少时时，可可以根根据定定义判判别；；环数数较多时，，通常常先给给封闭闭环任任定一一个方方向画画上箭箭头，，然后后沿此此方向环绕绕尺寸寸链依依次给给每一一个组组成环环画出出箭头头，凡凡是组组成环环箭头方向向与封封闭环环箭头头相同同的，，为减减环，，相反反的为为增环环。图图7-29所示，，A5、A3、A1为减环环，其其余为为增环环。4、尺寸寸链分分类①直线线尺寸寸链尺尺寸链链中各各环位位于同同一平平面内内且彼彼此平平行。。②平面面尺寸寸链尺寸链链中各各环位位于同同一平平面或或彼此此平行行的平平面内内，各各环之之间可以不不平行行。③空间间尺寸寸链尺寸链链中各各环不不在同同一平平面或或彼此此平行行的平平面内内。④角度度尺寸寸链尺寸链链中各各环均均为角角度量量。5、直线线尺寸寸链的的计算算方法法（1）极值值法用用极值值法解解工艺艺尺寸寸链是是从尺尺寸链链各环环均处处于极值值条件件来求求解封封闭环环尺寸寸与组组成环环尺寸寸之间间关系系的。。但当封闭闭环公公差较较小，，环数数较多多时，，则各各组成成环公公差就就相应应地减小，，造成成了加加工困困难，，成本本增加加。通通常优优先选选用这这种方方法。。在具体体使用用尺寸寸链计计算中中，常常遇到到正计计算、、反计计算和和中间间计算三种种类型型。已已知组组成环环求封封闭环环的计计算方方法称称为正正计算算，已知封封闭环环求组组成环环称为为反计计算，，已知知封闭闭环及及部分分组成成环，求求其余余的一一个或或几个个组成成环，，称为为中间间计算算。极值法法计算算公式式（7-21）例1：定位基基准与与设计计基准准不重重合时时的工工序尺尺寸计计算A0M=A2M+A3M-A1MA3M=A0M+A1M-A2M=(100+280.05-79.97mm=300.08mmT0=T1+T2+T3=（0.3-0.1-0.06）mm=0.14mmA3=300.08±0.07mm=mm例2：测量基基准与与设计计基准准不重重合时时的工工序尺尺寸计计算例2：测量基基准与与设计计基准准不重重合时时的工工序尺尺寸计计算例3：一次次加工工满足足多个个设计计尺寸寸时的的工序序尺寸寸计算算内孔及及键槽槽的加加工顺顺序是是：1）镗内内孔至至2）插键键槽至至尺寸寸A；3）热处处理：：淬火火；4）磨内内孔至至，，间接接保证证键槽槽深度度。。试确确定工工序尺尺寸A及其公差。。4、零件进行行表面处理理时的工序序尺寸换算算例7-6图示圆环，，表面镀铬铬，镀层双双边厚度为为0.05~0.08mm,（）），镀前进进行磨削加加工，试确确定磨削时时的工序尺寸及及其偏差差。5、精加工余余量校核例7-8图示小轴的的加工过程程为：（1）车端面1；（2）车肩面2；保证与1的距离；；（3）车端面3，保证总长长；；（4）以端面3定位，磨肩肩面2，工序尺寸。。试校核端面面2磨削余量。。可以看出，，Z最小为0，这样势必必导致有些零零件因磨削削余量不足足而难以达到加加工要求。。6、平面尺寸寸链的工序序尺寸换算算平面尺寸链链：尺寸链中各各环位于同同一平面或或彼此平行行的平面内，各环之之间可以不不平行。图7-37为箱体零件件孔系加工工的工序图图。O1孔的坐标位位置为x1,y1，试确定O2孔及孔O2相对于O1孔的坐标尺尺寸。（2）概率法用用概率法解解尺寸链是是运用概率率论理论来来求解封闭闭环尺寸与与组成环尺尺寸之间关关系的。此此法允许组组成环相对对于极值法法时的公差差大一些，，易于加工工，但会出出现极少量量废品。这这种方法在在尺寸链环环数较多，，以及大批批大量自动动化生产中中采用。同样有正计计算、反计计算和中间间计算三种种类型。已已知组成环环求封闭环环的计算方方法称为正正计算，已已知封闭环环求组成环环称为反计计算，已知知封闭环及及部分组成成环，求其其余的一个个或几个组组成环，称称为中间计计算。（2）概率法计计算公式机机械制制造中尺寸寸分布大多多为正态分分布。对于正正态分布，，可以采用用平均尺寸寸标注的方方法来求解解。将工艺尺寸寸链中各环环的基本尺尺寸改用平平均尺寸标标注，且公公差变为对称分分布的形式式。这时组组成环的平平均尺寸为为：封闭环的平平均尺寸为为：封闭环的公公差为：采用概率法法，各环尺尺寸及偏差差可标注如如下形式：：二、基准重重合时工序序尺寸的计计算不必列出尺尺寸链，按按以下步骤骤和方法进进行：1、按工艺方方法查表确确定加工余余量，即工工序加工余余量。2、计算各工工序基本尺尺寸。从设设计尺寸开开始，到第第一道加工工工序，逐渐减减去上工序序加工余量量，可分别别得到各工工序基本尺尺寸。3、除最终加加工公差、、表面粗糙糙度取设计计要求值外外，其余加加工工序的公差差及表面粗粗糙度按所所采用加工工方法的加加工经济精精度选取。例7-2在某一钢制制零件上加加工一内孔孔。其设计计尺寸为mm，表面粗糙糙度为Ra0.4um。毛坯为锻锻件，孔预预制。工艺艺路线定为：：粗镗—半精镗—精镗—粗磨—精磨。试确确定各工序的工序尺尺寸与公差差。7.工艺尺寸跟跟踪图表法法确定工序序尺寸对工序多、、基准不重重合或基准准多次变换换的零件，，需要采用用整体联系计计算的方法法。工艺尺尺寸跟踪图图表法就是是整体联系系计算的方法法。它把全全部工序尺尺寸和工序序余量画在在一张图表表上，根据加加工经济精精度确定工工序加工精精度和工序序余量，建建立全部工序序尺寸间的的联系，并并依此计算算工序尺寸寸和工序余余量的方法。。例7-10套筒零件有有关轴向尺尺寸加工工工序如下：：工序1：轴向以D面定位，粗粗车A面，然后以以A面为基准粗粗车C面，保证工工序尺寸A1和A2；工序2：轴向以A面定位，粗粗车、精车车B面，以保证证工序尺寸寸A3；粗车D面，以保证证工序A4；工序3：轴向以B面定位，精精车A面，，以以保保证证工工序序尺尺寸寸A5；精车车C面，，以以保保证证工工序序尺尺寸寸A6；工序序4：热处处理理；；工序序5：用靠靠火火花花磨磨削削法法磨磨B面，，控控制制磨磨削削量量Z7。第九九节节典典型型零零件件的的加加工工工工艺艺一、、轴轴类类零零件件的的加加工工工工艺艺（一一））概概述述1.轴类类零零件件及及其其技技术术要要求求在机机器器中中，，轴轴类类零零件件主主要要用用来来支支承承传传动动零零件件、、传传递递运运动动和和转转矩矩。。轴轴类类零零件件是是回回转转体体零零件件，，其其长长度度大大于于直直径径，，加加工工表表面面通通常常有有内内外外圆圆柱柱面面、、圆圆锥锥面面以以及及螺螺纹纹、、花花键键、、键键槽槽、、横横向向孔孔、、沟沟槽槽等等。。根根据据其其结结构构形形状状特特点点，，可可将将轴轴分分为为光光滑滑轴轴、、阶阶梯梯轴轴、、空空心心轴轴和和异异形形轴轴。。轴类类零零件件技技术术要要求求（1）尺尺寸寸精精度度和和几几何何形形状状精精度度轴轴劲劲是是轴轴类类零零件件的的主主要要表表面。。轴轴颈颈的的几几何何形形状状精精度度是是指指圆圆度度、、圆圆柱柱度度。。一一般般轴轴颈颈的的几几何形形状状精精度度应应限限制制在在其其直直径径公公差差范范围围内内。。（2）相相互互位位置置精精度度保保证证配配合合轴轴颈颈对对于于支支承承轴轴颈颈的的同同轴轴度，，是是轴轴类类零零件件相相互互位位置置精精度度的的普普遍遍要要求求。。普普通通精精度度的的轴轴对对支承承轴轴颈颈的的径径向向圆圆跳跳动动一一般般为为0.01~0.03mm，高高精精度度轴轴为为0.001~0.005mm。（3）表表面面粗粗糙糙度度支支承承轴轴颈颈表表面面粗粗糙糙度度比比其其他他轴轴颈颈要要求求严严格，，取取Ra0.63~0.16um，其其他他轴轴颈颈Ra2.5~0.63um。2.轴类类零零件件的的材材料料、、毛毛坯坯及及热热处处理理（1）轴轴类类材材料料一一般般选选用用45钢，，并并根根据据不不同同的的工工作作条条件件采采用用不不同同的的热热处处理理工工艺艺，，以以获获得得一一定定的的强强度度、、韧韧性性和和耐耐磨磨性性；；对对中中等等精精度度、、转转速速较较高高的的轴轴类类零零件件，，可可选选用用40Cr等合合金金结结构构钢钢，，经经调调质质和和表表面面淬淬火火处处理理后后，，具具有有较较高高的的综综合合力力学学性性能能，，等等等等。。（2）轴轴类类零零件件的的毛毛坯坯轴轴类类零零件件最最常常用用的的毛毛坯坯是是轧轧制制圆圆棒棒料料和和锻锻件件。。只只有有某某些些大大型型的的、、结结构构复复杂杂的的轴轴，，才才采采用用铸铸件件。。（3）轴轴类类零零件件的的热热处处理理轴轴的的锻锻造造毛毛坯坯在在机机械械加加工工前前需需精精细细正正火火或或退退火火处处理理，，以以使使晶晶粒粒细细化化、、消消除除锻锻造造内内应应力力、、降降低低硬硬度度和和改改善善切切削削加加工工性性能能。。3.轴类类零零件件的的一一般般加加工工工工艺艺路路线线轴类类零零件件的的加加工工主主要要是是轴轴颈颈表表面面的的加加工工，，其其常常见见工工艺艺路路线线有有：：渗碳碳钢钢轴轴类类零零件件：：备料料—锻造造—正火火—钻中中心心孔孔—粗车车—半精精车车、、精精车车—渗碳碳（（或或碳碳氮氮共共渗渗））—淬火火、、低低温温回回火火—粗磨磨—次要要表表面面加加工工—精磨磨一般般精精度度调调质质钢钢轴轴类类零零件件：：备料—锻造—正火（退退火）—钻中心孔孔—粗车—调质—半精车、、精车—表面淬火火、回火火—粗磨—次要表面面加工—精磨（二）轴轴类零件件加工工工艺过程程及分析析1.主轴的技技术要求求在图7-49所示的车车床主轴轴中，支支承轴颈颈A、B为装配基基准，圆度，同同轴度要要求很高高。主轴莫氏氏6号锥孔为为顶尖、、工具锥锥柄的安安装面，，必须与与支承轴颈的中中心线严严格同轴轴；主轴轴前端圆圆锥面C和端面D是安装卡卡盘的表面面，该圆圆锥表面面必须与与支承轴轴颈同轴轴，端面面应与支支承轴颈垂直直。2.主轴加工工工艺过过程分析析（1）加工阶阶