机械制造工艺基础

第7章机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的重要性7.1基本概念7.2定位基准及选择7.3工艺路线的制订7.4加工余量、工序间尺寸及公差的确定7.5工艺尺寸链7.6时间定额和提高生产率的工艺途径7.7工艺方案的比较与技术经济分析7.8自动生产线和柔性制造系统机械加工工艺规程的重要性1）是产品或零部件制造过程必须遵守的工艺文件；2）是保证工厂质量、成本、效益统一的技术“法规”；3）体现一个国家、一个工厂制造水平的技术资料。机械加工工艺规程设计是非常重要、非常严肃的技术工作。

要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。回首页7.1基本概念1）机械产品生产过程指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。2）机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，加工一合格零件的全部劳动。注意：它们的相互关系7.1.1机械产品生产过程与机械加工工艺过程机械加工工艺过程分为工序、安装、工位、工步和走刀。1.工序机械加工工艺过程中的工序：指一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工件，连续完成的那一部分加工过程。同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排。例如：加工如图7-1工件的工序安排如下。7.1.2机械加工工艺过程的组成加工要求：①加工小端面；②小端面钻中心孔；③加工大端面；④大端面钻中心孔；⑤车大端外圆；⑥对大端倒角；⑦车小端外圆；⑧对小端倒角；⑨铣键槽；⑩去毛刺。返回图7-1阶梯轴零件图方法二表7-1阶梯轴第一种工序安排方案工序号工序内容设备1车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角；大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角；精车外圆车床2铣键槽，手工去毛刺铣床表7-2阶梯轴第二种工序安排方案小结：工序的主要特征是工作地点和工人，由零件加工的工序数就可以知道工作面积的大小，工人人数和设备数量，因此，工序是非常重要的。工序号工序内容设备1车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角车床2车大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角车床3精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣床下一部分2.安装

在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分加工称为一个安装。一个工序中工件可安装一次或几次。阶梯轴第一种工序安排方案的安装次数如表7-3。工序号安装号工序内容设备11车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角车床2车大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角车床3精车大端外圆车床4精车小端外圆车床21铣键槽，手工去毛刺铣床表7-3工序和安装3.工位

在工件的一次安装中，每一个加工位置上所完成的工艺过程称为工位。如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，则工序内容就是安装内容，同时也就是工位内容。一次安装完成多个工位的例子：如图7-2图7-2共有4个工位，工位1：装卸工件，工位2：钻孔工位3扩孔工位4和铰孔，图7-2多工位安装4.工工步步在一一个个工工位位中中，，加加工工表表面面、、切切削削刀刀具具、、切切削削速速度度和和进进给给量量都都不不变变的的情情况况下下所所完完成成的的加加工工，，称称为为一一个个工步步。。带回回转转刀刀架架的的机机床床(转转塔塔车车床床，，加加工工中中心心)，，回回转转刀刀架架（（图7-3）的的一一次次转转位位所所完完成成的的工工位位内内容容属属一一个个工工步步，，若若有有多多把把刀刀具具同同时时参参与与切切削削，，该该工工步步称称为为复合工工步。应用复复合工工步主主要是是为了了提高高工作作效率率。复合工工步的的例子子：如如图7-4、图7-5、图7-6、图7-7所示。。返回图7-3立立轴转转塔车车床回回转刀刀架图7-4立立轴转转塔的的一个个复合合工步步返回返回图7-5刨刨平面面复合合工步步返回图7-6钻钻孔、、扩孔孔复合合工步步图7-7组组合铣铣刀铣铣平面面复合合工步步5.走走刀切削刀刀具在在加工工表面面上切切削一一次所所完成成的工工步内内容，，称为为一次次走刀。。走刀是是构成成工艺艺过程程的最最小单单元。。一个工工步可可包括括一次次或数数次走走刀。。当需需要切切去的的金属属层很很厚，，不能能在一一次走走刀下下切完完，则则需分分几次次走刀刀。7.1.3生生产产类型型与机机械加加工工工艺规规程用工艺艺文件件规定定的机机械加加工工工艺过过程，，称为为机械械加工工工艺艺规程程。其详细细程度度与生生产类类型有有关，，生产产类型型由产产品的的生产产纲领领即年年产量量来确确定。。1.生生产纲纲领产品的的年产产纲领领就是是年生生产量量，计算公公式如如下N———零件件的生生产纲纲领，，件/年；；Q———产品品的年年产量量，台台/年年；n———每台台产品品中该该零件件的数数量，，件/台；；α———备品品率；；β———废品品率。。(7-1)式中2.生生产类类型1）分分类：：大量生生产，成批生生产和单件生生产。其中中，成批生生产又可分分为大批生产，，中批生产和和小批生产。。按年生生产量量列出出了不不同生生产类类型的的规范范，可可供编编制工工艺规规程时时参考考（表7-4）。2）划划分的的依据据：a、生生产纲纲领即即年生生产量量；b、产产品本本身的的大小小和结结构的的复杂杂性。。3）三三种生生产类类的工工艺特特点，，见表7-5。表7-4各各种种生生产产类类型型的的规规范范返回回生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产≤5>5~100>100~300>300~1000>1000≤20>20~200>200~500>500~5000>5000≤100>100~500>500~5000>5000~50000>50000生产类型特点单件生产成批生产打量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变机床通用机床通用机床和专用机床专用机床机床布局机群式布置按零件分类的流水线布置按流水线布置夹具通用夹具或组合夹具必要时采用专用夹具广泛使用专用量具广泛使用高效率专用夹具刀具通用刀具通用刀具和专用刀具广泛使用高效率专用刀具量具通用量具通用量具和专用量具广泛使用高效率专用量具毛坯制造方法木模造型或自由锻(精度低)金属模造型和模锻金属模机器造型，压力铸造，特种铸造，模锻，特制型材(高精度)表7-5各各种种生生产产纲纲领领的的工工艺艺特特点点生产类型特点单件生产成批生产打量生产安装方法划线找正划线找正和广泛使用夹具不需划线，全部使用夹具装配方法零件不能互换广泛采用修配法普遍采用互换或选配完全互换或分组互换生产周期没有一定周期重复长时间连续生产生产率低一般高成本高一般低生产工人等级高一般低，调整工人技术水平要求高工艺文件简单，一般为加工过程卡片比较详细详细编制表7-5各各种种生生产产纲纲领领的的工工艺艺特特点点3.机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的作作用用1)是生生产产的的计计划划、、调调度度，，工工人人的的操操作作、、质质量量检检查查等等的的依依据据。。2)是生生产产准准备备工工作作(包包括括技技术术准准备备工工作作)的的根根据据。。3)是中中批批或或大大批批大大量量生生产产中中新新建建或或扩扩建建车车间间(或或工工段段)的的原原始始依依据据。。机械械加加工工工工艺艺规规程程的的修修改改与与补补充充必须须经过过认认真真讨讨论论和和严严格格的的审审批批手手续续，并并通通过过不不断断的的修修改改、、补补充充、、吸吸取取先先进进经经验验得得以以完完善善。。4.机机械械加加工工工工艺艺规规程程的的格格式式1））机机械械加加工工工工艺艺规规程程填填写写成成卡卡片片的的形形式式。。2））机机械械加加工工工工艺艺规规程程卡卡片片的的形形式式不不尽尽一一致致，，但但是是其其基基本本内内容容是是相相同同的的。。3））单单件件小小批批生生产产中中，，编编写写卡卡片片(参参见见表7-6)，，中中批批生生产产中中，，多多卡卡片片(参参见见表7-7)，，大大批批大大量量生生产产中中，，工工序序卡卡(参参见见表7-8)4））半半自自动动及及自自动动机机床床，，则则要要求求有有机机床床调调整整卡卡，，对对检检验验工工序序则则要要求求有有检检验验工工序序卡卡等等。。下一部分分返回表7-6机械械加工工工艺过程程卡片表7-7机机械械加工工工艺艺卡片片返回表7-8机机械械加工工工序序卡片片返回制订机机械加加工工工艺规规程是是工艺艺准备备中最最重要要的一一项工工作。。其主主要内内容和和顺序序包括括以下下几方方面。。1.制制订机机械加加工工工艺规规程的的原始始资料料1)零零件工工作图图，包包括必必要的的装配配图。。2)零零件的的生产产纲领领和生生产类类型。。3)毛毛坯的的生产产条件件和供供应条条件。。4)本本厂的的生产产条件件，如如厂房房面积积、设设备的的规格格、性性能和和精度度等级级；刀刀具、、夹具具、量量具的的规格格和使使用情情况；；工人人技术术水平平；专专用设设备和和工装装的制制造能能力。。5)各各有关关手册册、标标准和和指导导性文文件。。有了上上述原原始资资料即即可制制订工工艺规规程。。7.1.4机机械械加工工工艺艺规程程的设设计原原则、、步骤骤和内内容2.设设计机机械加加工工工艺规规程的的步骤骤和内内容1)工艺审审查2)阅读装装配图和零零件图3)熟悉或或确定毛坯坯4)拟定机机械加工工工艺路线5)确定满满足各工序序要求的工工艺装备2.设计机机械加工工工艺规程的的步骤和内内容6)确定各各主要工序序的技术要要求和检验验方法7)确定各各工序的加加工余量、、计算工序序尺寸和公公差8)确定切切削用量9)确定时时间定额10)填写写工艺文件件下一部分回首页1)工艺审审查内容①审查图纸纸上的尺寸寸、视图和和技术要求求是否完整整、正确、、统一、标标准；②找出主要要技术要求求和分析关关键的技术术问题（尺尺寸公差、、形位公差差、粗糙度度）及特殊殊要求；③审查零件件的结构工工艺性。所所谓零件的的结构工艺艺性是指在在满足使用用要求的前前提下，制制造该零件件的可行性性和经济性性。功能相相同的零件件，其结构构工艺性可可以有很大大差异。所所谓结构工工艺性好，，是指在现现有工艺条条件下既能能方便制造造，又有较较低的制造造成本。如如果在工艺艺审查中发发现了问题题，应同产产品设计部部门联系，，共同研究究解决办法法；④材料、热热处理、重重量；⑤修改图纸纸。返回2)阅读装装配图和零零件图掌握产品的的用途、性性能和工作作条件；熟熟悉零件在在产品中的的地位和作作用。3)熟悉或或确定毛坯坯确定毛坯的的主要依据据是零件在在产品中的的作用和生生产纲领以以及零件本本身的结构构，还有充充分考虑国国情和厂情情。常用毛坯的的种类有：：铸件、锻锻件、型材材、焊接件件、冲压件件等。毛坯坯的材料是是由产品设设计者选择择的，工艺艺人员在设设计机械加加工工艺规规程之前，，要确定并并熟悉毛坯坯的特点。。返回4)拟定机机械加工工工艺路线———核心其主要内容有有：选择定位基基准、确定定加工方法法、安排加加工顺序（包括安排排热处理、、检验和其其它工序））等。机械械加加工工工工艺艺路路线线的的最最终终确确定定，，要要通通过过一一定定范范围围的的论论证证即即通通过过对对几几条条工工艺艺路路线线的的分分析析与与比比较较，，从从中中选选出出一一条条适适合合本本厂厂条条件件的的、、确确保保加加工工质质量量、、高高效效和和低低成成本本的的最最佳佳工工艺艺路路线线。。5)确定定满足各各工序要要求的工工艺装备备工艺装备备(包括括机床、、夹具、、刀具和和量具等等)，对对需要改改装或重重新设计计的专用用工艺装装备应提提出具体体设计任任务书。。返回6)确定定各主要要工序的的技术要要求和检检验方法法。7)确定定各工序序的加工工余量、、计算工工序尺寸寸和公差差。8)确定定切削用用量目前，在在单件小小批生产产广，切切削用量量多由操操作者自自行决定定，机械械加下工工艺过程程卡中一一般不作作明确规规定。在在中批，，特别是是在大批批大量生生产厂，，为了保保证生产产的合理理性和节节奏均衡衡，则要要求必须须规定切切削用量量，并不不得随意意改动。。9)确定定时间定定额。10)填填写工艺艺文件。。返回7.2定定位位基准及及选择7.2.1基基准基准：用来确定定生产对对象上几几何要素素之间几几何关系系所依据据的那些些点、线线或面。。基准分为为两大类类即设计基准准和工艺艺基准。1.设计计基准是设计图图样上所所采用的的基准，设计基基准可以以是点、、线或者者面。例如：图7-8中阶梯轴轴的端面面和中心心线基准准。图7-8设设计基准准举例端面1和和中心线线22.工艺艺基准零件在加加工、测测量和装装配过程程中所采采用的基基准。分类：定位基准准、测量量基准、、装配基基准1)定位位基准在加工时时用于工工件定位位的基准准，称为为定位基基准。分类：粗基准、、精基准准、附加加基准粗基准：未经机机械加工工的定位位基准，，第一道道机械加加工工序序所采用用的定位位基准都都是粗基基准；精基准准：经过过机械械加工工的定定位基基准称称为。。附加基基准：零件件上根根据机机械加加工工工艺需需要而而专门门设计计的定定位基基准。。2)测测量基基准在加工工中或或加工工后用用来测测量工工件的的形状状、位位置和和尺寸寸误差差所采采用的的基准准。3)装装配基基准在装配配时用用来确确定零零件或或部件件在产产品中中的相相对位位置所所采用用的基基准。。为了便便于掌掌握上上述关关于基基准的的分类类，可可以用用框图图归纳纳如下下(图7-9)：图7-9基基准准的分分类1.一一般原原则1)选选最大大尺寸寸的表表面为为安装装面，，例：：图7-102)首首先考考虑保保证空空间位位置精精度，，再考考虑保保证尺尺寸精精度。。因为为在加加工中中保证证空间间位置置精度度有时时要比比尺寸寸精度度困难难得多多，例例：图7-113)应应尽量量选择择零件件的主主要表表面为为定位位基准准，例例：图7-11；4)定定位基基准应应有利利于夹夹紧，，在加加工过过程中中稳定定可靠靠。。7.2.2定定位位基准准的选选择下一部部分要求所所加工工的孔孔与端端面M垂直直，显显然用用N1面定定位时时加工工精度度高。。图7-10选最长长距离的面面为导向面面返回图7-11空间位位置精度的的保证返回图7-11要以M面为安装面限制，，，三个自由度，以N面为导向面限制，，两个自由度，要保证这些空间位置，M面与N面必须有较高的加工精度。图7-11空间位位置精度的的保证选主要要表面面为定定位基基准，，可使使设计计基准准与定定位基基准重重合，，图中中的M面、、N面面。返回2.粗基基准的选选择1)选加加工余量量小的、、较准确确的、光光洁的、、面积较较大的毛毛面做粗粗基准；；（砂型铸铸造最底底面）2)选重重要表面面为粗基基准；如如图7-123)选不不加工的的表面做做粗基准准；如图7-134)粗基基准一般般只能使使用一次次。注意：a、第一一、二道道工序一一般都是是为了加加工出精精基准；；b、在在实际应应用中，，尽量兼兼顾这四四条原则则，不能能同时兼兼顾的要要根据具具体情况况，抓住住主要矛矛盾，解解决问题题。下一部分分图7-12床床身零件件加工时时的粗基基准选择择返回图7-13选选不加工工表面为为粗基准准返回3.精基基准的选选择1)基准准重合原原则，选设计基基准为定定位基准准，可以以消除基基准不重重合误差差，例：：图7-142)基准准单一原原则，为了减少少夹具类类型和数数量或为为了进行行自动化化生产，，例：图7-14(b)3)互为为基准原原则，对空间位位置精度度要求很很高的零零件常采采用，例例：图7-154)自为为基准原原则，对于其些些精度要要求很高高、余量量很小并并且均匀匀的表面面常用，，例：图7-16回首页下一部分分图7-14基基准重重合原则则返回(a)加加工主轴轴箱零件件的主轴轴孔，(b)中活塞塞零件设设计要求求销孔与与顶部问问的距离离C1图7-14基基准重重合原则则(b)所所示的活活塞零件件，在自自动化生生产中多多采用单单一基准准即裙部部的止口口，这样样在加工工销孔时时，就产产生基准准不重合合。返回图7-15互互为基准准原则通常采用用互为基基准、反反复加工工的原则则返回如图连杆杆零件的的小头孔孔加工，，其最后后一道工工序是金金刚镗孔孔，就是是以小头头孔本身身定位。。各种定位位基准选选择的原原则，在在实际运运用中应应根据具具体情况况，灵活活掌握。。图7-16自自为基准准原则返回7.3工工艺艺路线的的制订7.3.1加加工经经济精度度与加工工方法的的选择前提条件件：了解各种种加工方方法所能能达到的的经济精精度及表表面粗糙糙度、经经济精度度、精度度的相对对性。1.加工工经济精精度经济精度度是指在在正常加加工条件件下(采用符符合质量量标准的的设备、、工艺装装备和标标准技术术等级的的工人，，不延长长加工时时间)所能保证证的加工工精度和和表面粗粗糙度。。加工误差差和加工工成本成成反比例例关系(图7-17)。每种种加工方方法都有有一个加加工经济济精度问问题，加加工加工工精度发发展趋势势见图7-18。图7-17加加工误差差与加工工成本的的关系结论：一种加工工方法在在A点的的左侧或或B点的的右侧应应用都是是不经济济的。δ表表示示加加工工误误差差，，S表表示示加加工工成成本本。。返回回各种种加加工工方方法法的的加加工工经经济济精精度度的的概概念念也也在在发发展展，，其其指指标标在在不不断断提提高高。。图7-18加加工工精精度度发发展展趋趋势势2.加加工工方方法法的的选选择择根据据零件件的的精精度度(包包括括尺尺寸寸、、形形状状和和位位置置精精度度以以及及表表面面精精糙糙度度)、、本车车间间(或或本本厂厂)现有有工工艺艺条条件件、加工工经经济济精精度度等等选择择加加工工方方法法，，见见表7-9。选择择加加工工方方法法时时应应考考虑虑的的主主要要问问题题有有：：1)能能否否达达到到零零件件精精度度的的要要求求2)零零件件材材料料的的可可加加工工性性能能如如何何3)生生产产率率对对加加工工方方法法有有无无特特殊殊要要求求4)本本厂厂的的工工艺艺能能力力和和现现有有加加工工设设备备的的加加工工经经济济精精度度如如何何。。下一一部部分分表7-9外外圆圆加加工工中中各各种种加加工工方方法法的的加加工工经经济济精精度度及及表表面面粗粗糙糙度度加工方法加工情况加工经济精度IT表面粗糙度Ra/μm车粗车半精车精车金刚石车(镜面车)12～1310～117～85～610～802.5～101.25～50.02～1.25铣粗铣半精铣精铣12～1311～128～910～802.5～101.25～2.5车槽一次走刀二次走刀11～1210～1110～202.5～10外磨粗磨半精磨精磨精密磨(精修整砂轮)镜面磨8～97～86～75～651.25～100.63～2.50.16～1.250.08～0.320.008～0.08续表表7-9外外圆圆加工工中各各种加加工方方法的的加工工经济济精度度及表表面粗粗糙度度加工方法加工情况加工经济精度IT表面粗糙度Ra/μm抛光0.008～1.25研磨粗研精研精密研5～6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08超精加工精精密550.08～0.320.01～0.16砂带磨精磨精密磨5～650.02～0.160.01～0.04滚压6～70.16～1.25返回7.3.2典典型型表面面的加加工路路线典型表表面：：外圆、、内孔孔和平平面。。1.外外圆表表面的的加工工路线线零件的的外圆圆表面面主要要采用用下列列5条条基本本加工工路线线来加加工(图7-19)。1)粗粗车——半精精车——精车车(图7-19a)2)粗粗车——半精精车——粗磨磨—精精磨(图7-19b)3)粗粗车——半精精车——精车车—金金刚石石车(图7-19c)4)粗粗车——半精精车——粗磨磨—精精磨——研磨磨、超超精加加工、、砂带带磨、、镜面面磨或或抛光光(图7-19d)5)粗粗铣——半精精铣——精铣铣(图7-19e)下一部部分图7-19外外圆圆表面面的加加工路路线返回图7-19a外外圆表表面的的加工工路线线1返回1)粗粗车——半精精车——精车车图7-19b外外圆表表面的的加工工路线线2返回2)粗粗车——半精精车——粗磨磨—精精磨图7-19c外外圆表表面的的加工工路线线3返回3)粗粗车——半精精车——精车车—金金刚石石车图7-19d外外圆表表面的的加工工路线线4返回4)粗粗车——半精精车——粗磨磨—精精磨——研磨磨研磨磨可可换换成成超超精精加加工工、、砂砂带带磨磨、、镜镜面面磨磨或或抛抛光光图7-19e外外圆圆表表面面的的加加工工路路线线55)粗粗铣铣——半半精精铣铣——精精铣铣返回回2.孔孔的的加加工工路路线线零件件上上的的孔孔主主要要采采用用下下列列4条条基基本本的的加加工工路路线线来来加加工工(图7-20)。。1)钻钻(粗粗镗镗)——粗粗拉拉——精精拉拉(图7-20a)2)钻钻——扩扩——铰铰——手手铰铰(图7-20b)3)钻钻(或或粗粗镗镗)——半半精精镗镗——精精镗镗——浮浮动动镗镗或或金金刚刚镗镗(图7-20c)4)钻钻(或或粗粗镗镗)——粗粗磨磨——精精磨磨——研研磨磨或或珩珩磨磨(图7-20d)下一一部部分分图7-20孔孔的的加加工工路路线线返回回图7-20a孔孔的的加加工工路路线线11)钻钻(粗粗镗)—粗粗拉——精拉拉返回图7-20b孔孔的加加工路路线22)钻钻—扩扩—铰铰—手手铰返回图7-20c孔孔的加加工路路线33)钻钻(或或粗镗镗)——半精精镗——精镗镗—浮浮动镗镗或金金刚镗镗返回图7-20d孔孔的加加工路路线44)钻钻(或或粗镗镗)——粗磨磨—精精磨——研磨磨或珩珩磨返回3.平平面的的加工工路线线零件上上的平平面主主要采采用下下列5条基基本的的加工工路线线来加加工(图7-21)。1)粗粗铣——半精精铣——精铣铣—高高速铣铣(图7-21a)2)粗粗刨——半精精刨——精刨刨—宽宽刀精精刨、、刮研研或研研磨(图7-21b)3)粗粗铣(刨)—半半精铣铣(刨刨)——粗磨磨—精精磨——研磨磨—精精密磨磨、砂砂带磨磨或抛抛光(图7-21c)4)粗粗拉——精拉拉(图7-21d)5)粗粗车——半精精车——精车车—金金刚石石车(图7-21e)下一部部分图7-21平平面的的加工工路线线返回图7-21a平平面的的加工工路线线11)粗粗铣——半精精铣——精铣铣—高高速铣铣返回图7-21b平平面的的加工工路线线22)粗粗刨——半精精刨——精刨刨—宽宽刀精精刨、、刮研研或研研磨返回图7-21c平平面的的加工工路线线33)粗铣铣(刨)—半精精铣(刨刨)—粗粗磨—精精磨—研研磨—精精密磨、、砂带磨磨或抛光光返回图7-21d平平面面的加工工路线44)粗拉拉—精拉拉返回图7-21e平平面面的加工工路线55)粗车车—半精精车—精精车—金金刚石车车返回7.3.3工序序顺序的的安排1.工序序顺序的的安排原原则1)先加加工基准准面，再再加工其其它表面面；2)先加加工平面面，后加加工孔；；3)先加加工主要要表面，，后加工工次要表表面———保证位位置度要要求；4)先安安排粗加加工工序序，后安安排精加加工工序序；2.热处处理工序序及表面面处理工工序的安安排1）为改改善切削削性能的的热处理理工序应应安排在在切削加加工之前前。2）为消消除内应应力的热热处理工工序最好好安排在在粗加工工之后。。3）为改改善材料料的力学学物理性性质安排排在半精精加工之之后。4）对于于高精度度精密零零件在淬淬火后安安排冷处处理以稳稳定零件件的尺寸寸。5）为提提高零件件表面性性能的热热处理工工序、以以装饰为为目的热热处理工工序、表表面处理理工序一一般都放放在工艺艺过程的的最后。。3.其他他工序安安排1）检查查、检验验工序：：每个操操作工人人在操作作过程中中和操作作结束以以后都必必须自检检。2）切削削加工之之后，应应安排去去毛刺处处理。3）工件件在进入入装配之之前，一一般都应应安排清清洗。4）去磁磁处理，，并在去去磁后进进行清洗洗。7.3.4工工序的的集中与与分散两种不同同形式的的工艺规规程：一一种是工工序集中中，另一一种是工工序分散散。工序集中中：是使使每个工工序中包包括尽可可能多的的工步内内容，因因而使总总的工序序数目减减少，夹夹具的数数目和工工件的安安装次数数也相应应地减少少；工序分散散：是将将工艺路路线中的的工步内内容分散散在更多多的工序序中去完完成，因因而每道道工序的的工步少少，工艺艺路线长长。特点与应用用：工序集中有利于保证证各加工面面间的相互互位置精度度要求，有有利于采用用高生产率率机床，节节省安装工工件的时间间，减少工工件的搬动动次数。工序分散可使每个工工序使用的的设备和夹夹具比较简简单，调整整、对刀也也比较容易易，对操作作工人的技技术水平要要求较低。。工序集中和和工序分散散各有在生生产中都有有应用。当零件的加加工精度要要求比较高高时，工序序必须比较较分散。7.3.5加工工阶段的划划分原因：1)粗加工工时，切削削层厚，切切削热量大大，无法消消除因热变变形带来的的加工误差差，也无法法消除因粗粗加工留在在工件表层层的残余应应力产生的的加工误差差。2)后后续加加工容容易把把已加加工好好的加加工面面划伤伤。3)不不利于于及时时发现现毛坯坯的缺缺陷。。4)不不利于于合理理地使使用设设备。。5)不不利于于合理理地使使用技技术工工人。。根据精精度要要求的的不同同将高高精零零件的的工艺艺过程程划分分为：：1)粗粗加工工阶段段2)半半精加加工阶阶段3)精精加工工阶段段4)精精密、、超精精密加加工、、光整整加工工阶段段小结：：零件件加工工划分分阶段段的好好处1）有有充足足的时时间消消除热热变形形和消消除粗粗加工工产生生的残残余应应力，，使后后续加加工精精度提提高。。2）在在粗加加工阶阶段发发现毛毛坯有有不可可挽救救的缺缺陷时时，就就停止止下一一加工工阶段段的加加工，，避免免浪费费。3）合合理地地使用用设备备，低低精度度机床床用于于粗加加工，，精密密机床床专门门用于于精加加工，，以保保持精精密机机床的的精度度水平平和经经济性性。4）合合理地地安排排人力力资源源，高高技术术工人人专门门从事事精密密、超超精密密加工工，这这对保保证产产品质质量，，降低低成本本，提提高工工艺水水平来来说都都是十十分重重要的的。回首页页下一部部分7.4加加工工余量量、工工序间间尺寸寸及公公差的的确定定7.1.1机机械械产品品生产产过程程与机机械加加工工工艺过过程1.加加工总总余量量(毛毛坯余余量)与工工序余余量加工总总余量量—毛坯坯尺寸寸与零零件设设计基基本尺尺寸之之差。。工序余余量—相邻邻两道道工序序基本本尺寸寸之差差。加工总总余量量和工工序余余量的的关系系为(7-2)第一道粗粗加工工工序的加加工余量量Z1与生产类类型和毛毛坯的制制造方法法有关。。工序余量量有单边余量量和双边边余量之分。单边余量量(见图7-22(a))Zi=li-1-li(7-3)式中Zi——本道道工序的的工序余余量；li——本道道工序的的基本尺尺寸；li-1——上道道工序的的基本尺尺寸。双边余量量(见图7-22(b)、(c)、、(d))对称表面面2Zi=li-1-li外圆柱面面2Zi=di-1-di内圆柱面面2Zi=Di-1-Di下一部分分图7-22单单边余量量与双边边余量返回加工余量量公差大小等于于本道工工序尺寸寸公差与与上道工工序尺寸寸公差之之和，如图7-23所示，余余量公差差可表示示如下：：TZ=Zmax-Zmin=Ta+Tb(7-7)式中TZ——工序序余量公公差；Zmax——工序序最大余余量Zmin——工序序最小余余量Ta——加工工面在本本道工序序的工序序尺寸公公差；Tb——加工工面在上上道工序序的工序序尺寸公公差。工序尺寸寸的公差差按“入体原原则”标注。即最大实实体尺寸寸为基本本尺寸。。毛坯尺尺寸公差差按双向向对称偏偏差形式式标注，如图7-24所示。图7-23被被包容件件的加工工余量及及公差图图返回图7-24工工序余量量示意图图其中图7-24(a)表和被被包容件件粗、半半精、精精加工的的工序余余量，(b)包包容件粗粗、半精精、精加加工的工工序余量量。2.工序序余量的的影响因因素1)上道道工序的的加工精精度加工尺寸寸公差Ta和上位置置误差ea两部分；；2)上道道工序的的表面质质量表面粗糙糙度Ry(表面轮轮廓最大大高度)和表面面缺陷层层深度Ha(如图7-25)，Ry和Ha的可参考考表7-10；3)本工工序的安安装误差差安装误差差εb应包括定定位误差差和夹紧紧误差。。小结：加工余量量的计算算公式1)对于于单边余余量Zb＝Ta+Ry+Ha+|ea+εb|cosα（（7-8）2)对于于双边余余量2Zb＝Ta+2(Ry+Ha+|ea+εb|cosα)（（7-9）其中α为为位置误误差矢量量ea和安装误误差矢量量εb的和与Zb之间的夹夹角。下一部分分回首页图7-25工工件表层层结构返回返回表7-10各各种加工工方法的的表面粗粗糙度Ry和表面缺缺陷层Ha的数值μm加工方法RyHa加工方法RyHa加工方法RyHa粗车内外圆15~10040~60粗镗25~22530~50粗插25~10050~60精车内外圆5~4030~40精镗5~2525~40精插5~4535~50粗车端面15~22540~60磨外圆1.7~1515~25粗铣15~22540~60精车端面5~5430~40磨内圆1.7~1520~30精铣5~4525~40钻45~22540~60磨端面1.7~1515~35拉1.7~3510~20粗扩孔25~22540~60磨平面1.7~1520~30切断45~22560精扩孔25~10030~40粗刨15~10040~50研磨0~1.63~5粗铰25~10025~30精刨5~4525~40超精加工0~0.80.2~0.3精铰8.5~2510~20抛光0.06~1.62~57.4.2加加工余余量的确确定三种方法法：计算法、、查表法法和经验验法。1.计算算法影响因素素清楚时时比较准准确，但但影响因因素难以以做到清清楚。2.查表法结合生产产实践、、实验、、研究、、实际加加工等制制成表格格，查表表定加工工余量；；方便、、迅速、、应用广广泛。3.经验验法由有经验验人员、、工人根根据经验验定加工工余量的的大小，，但往往往偏大；；多在单单件小批批生产中中采用。。7.4.3工序序尺寸与与公差的的确定生产上绝大大部分加工工面都是在在基准重合合(工艺基基准和设计计基准重合合)的情况况下进行加加工的。基准重合情况下工序序尺寸与公公差的确定定过程1)定各工工序的加工工余量；2)从设计计尺寸倒推推各工序基基本尺寸，，(逐次加加上每次加加工工序余余量可得)；3)终工工序的公差差按设计要要求确定，，其它工序序按用的加加工方法的的加工经济济精度定尺尺寸公差；；4)填工序序尺寸，按按“入体原原则”标注注尺寸公差差。例如：某轴轴直径为φφ50mm，尺寸精精度要求为为IT5，，表面粗糙糙度要求为为Ra0.04μm，并要求求高频淬火火，毛坯为为锻件。1)拟订订该加工表表面的工艺艺路线，定定工序及工工步；粗车—半精精车—高频频淬火—粗粗磨—精磨磨—研磨2)各工序序用计算法法或查表法法算出其加工工余量；3)按工工序确定其经济精度度和表面粗粗糙度，根据经济济加工精度度查公差表表，将公差差数值按““入体原则则”标注，，查工艺手手册锻造公公差±2mm，汇总总表7-11。基准不重合合时，需在在定工序余余量后进行行尺寸和公公差的换算算下一部分回首页工序余量mm修正mm工序尺寸mm经济精度Ra(μm)研磨0.010.0150+0.01＝50.01IT50.04精磨0.10.150.01+0.1＝50.11IT60.16粗磨0.30.350.11+0.3＝50.41IT81.25半精车1.11.150.41+1.1＝51.5lIT112.5粗车4.54.4951.5l+4.49＝56IT1316总6.01656按工序用分分析计算法或查查表法算出的加工工余量返回表7-11工序间间尺寸、公公差、表面面粗糙度及及毛坯尺寸寸的确定返回7.5工艺艺尺寸链7.1.1机械械产品生产产过程与机机械加工工工艺过程1、尺寸链链是指零件加加工过程中中，由相互互连接的尺尺寸所形成成的封闭尺尺寸组。例：图1a)中由轴轴向设计尺尺寸A0、A2以及工序尺尺寸A1构成一封闭闭的尺寸组组，形成图图1b)的的尺寸链。。图12、环列入尺寸链链的每一个个尺寸均称称为环，环分为封闭闭环和组成成环。1)封闭坏坏尺寸链中加加工过程最最后形成的的一环，间接获得的尺寸寸，如图1中的A0。一个尺寸链链只能有一一个封闭环环。2)组成环环尺寸链中除除封闭环以以外的其它它环，分为为增环和减环环。①增环其他组成环环不变某一一组成环增增大(减小小)封闭环环随之增大大(减小)，则此组组成环为增增环。例如如：图1b中的的A2。②减环其他环不变变，某一组组成环增大大(减小)时封闭环环随之减小小(增大)，则此组组成环为减减环。判别增环和和减环的简简便方法:即画尺寸寸链图时，，可从任一一环开始，，用单向箭头头顺次画出出各环的尺尺寸线，凡与封闭环环箭头方向向相同的组组成环是减减环，与封闭环箭箭头方向相相反的是增增环。如图2中中，A2、A5为减环，A1、A3、A4为增环。图2增环环和减环的的判别7.5.1直线线尺寸链的的基本计算算公式1.极值法法计算公式式（完全互互换）1)封闭环环的基本尺尺寸等于各各组成环基基本尺寸的的代数和；；公式见(7-10)即封闭环的的基本尺寸寸等于所有有增环的基基本尺寸之之和减去所所有减环的的基本尺寸寸之和。2)封闭环环的公差等等于各组成成环的公差差之和；公式见(7-11)下一页1.极值法法计算公式式（完全互互换）3)封闭环环的上偏差差等于所有有增环的上上偏差之和和减去所有有减环的下下偏差之和和；封闭环的下下偏差等于于所有增环环的下偏差差之和减去去所有减环环的上偏差差之和；公公式见(7-12)4)封闭环环最大值等等于各增环环最大值之之和减去各各减环最小小值之和；封闭环的最最小值等于于各增环最最小值之和和减去各减减环最大值值之和。公公式见(7-13)下一部分回首页(7-10)式中A0——封闭环的基本尺寸；——增环，Ai为增环的基本尺寸——减环，Aj为减环的基本尺寸；n——尺寸链的总环数；m——增环数。封闭环的基基本尺寸公公式返回(7-11)封闭环的公公差公式返回式中T0——封闭环环的公差；；Ti——组成环环的公差。。(7-12)封闭环的上上、下偏差差公式返回式中ES0——封封闭环环的上上偏差差ESi——增增环的的上偏偏差；；EIj——减减环的的下偏偏差；；m———增环环环数数；EI0——封封闭环环的下下偏差差；EIi——增增环的的下偏偏差；；ESj——减减环的的上偏偏差。。(7-13)封闭环环的最最大、、小值值公式式返回2.概概率法法计算算公式式运用概概率理理论求求解封封闭环环尺寸寸与各各组成成环尺尺寸间间的关关系，，在工工艺尺尺寸链链计算算中多多用极极值法法，很很少用用概率率计算算法。。基本公公式为为：7.5.2直直线线尺寸寸链在在工艺艺过程程中的的应用用1.工工艺基基准和和设计计基准准不重重合时时工艺艺尺寸寸的计计算图7-26(a)表示了了某零零件高高度方方向的的设计计尺寸寸。生生产上上，按按大批量量生产产采用调整法法加工工A、、B、、C面。其其工艺艺安排排是前前面工工序已经将将A、、B面面互为为基准准加工工好。本工序序以A面为为定位位基准准按大批量量生产产采用调整法法加工工C面面。因为为C面面的设设计基基准是是B面面，定定位基基准与与设计计基准不不重合合，所以以需进行行尺寸寸换算算。画画尺寸寸链如如图7-26(b)，尺寸链链的计计算如下。。图7-26定定位位基准准和设设计基基准不不重合合举例例返回图7-26(b)尺尺寸链链的计计算A0是封闭闭环，，A1为增环环，未未注公公差(精度度等级级低于于IT13，允允许不不标注注公差差)，，A2为减减环环，，需需经经计计算算才才能能得得到到；；为了了保保证证A0的设设计计要要求求，，必必须须将将A0的公公差差分分配配给给A1和A2，这这里里按按等等公公差差法法进进行行分分配配，，令令：：T1=T2=T0/2=0.035mm按入体体原则则标注注A1的公公差得得：按所确确定的的A1的基本本尺寸寸和偏偏差，，由式式(7-10)和(7-12)计计A2的尺寸寸和偏偏差(7-10)(7-12)得也可以以把式式(7-10)表示示的基基本尺尺寸算算式称称作A0算式，，把式式(7-12)表示示的上上下偏偏差算算式称称作ES0算式和和EI0算式，，将算算式改改写成成表7-12所所示的的竖式式(又又称竖式法法)，每每列组组成环环相应应尺寸寸的代代数相相等于于封闭闭环相相应尺尺寸，，并用用方框框表示示待求求的尺尺寸链链环，，同样样可以以求得得A2，这种方方法更更为简简明、、方便便。结果果如表7-12。结论：封闭环公公差愈小小，增加加的难度度就愈大大。若采采用试切切法，则则A0的的尺寸可可直接得得到，不不需要求求解尺寸寸链。但但同调整整法相比比，试切切法生产产率低。。下一部分分表7-12尺尺寸寸链的计计算mm返回2.工序序间尺寸寸和公差差的计算算图7-27(a)为工件图图。该内内孔有淬淬火处理理的要求求，因此此有如下下工艺安安排：1)镗内内孔到2)插键键槽；3)淬火火处理；；4)磨内内孔，保保证内孔孔直径和键槽深深度两个设计计尺寸的的要求。。按图7-27(b)工艺顺序序画工艺艺尺寸链链图7-27(c)。在尺寸寸链图中中，键槽槽深度的的设计尺尺寸A0为封闭环环，A2和A3为增环，，A1为减环。。画尺寸寸链图时时，先从从孔的中中心线(定位基基准)出出发，画画镗孔半半径A1，再再以以镗镗孔孔下下母母线线为为基基准准画画插插键键槽槽深深度度A2。以以孔孔中中心心线线为为基基准准画画磨磨孔孔半半径径A3，最最后后用用键键槽槽深深度度的的设设计计尺尺寸寸A0使尺尺寸寸链链封封闭闭。。其中中:A2待待求求————用用竖竖式式法法(表7-13)可可求求解解该该尺尺寸寸下一一部部分分图7-27a内内孔孔插插键键槽槽工工件件图图返回回图7-27b内内孔孔插插键键槽槽工工件件尺尺寸寸标标注注图图返回回图7-27c内内孔孔插插键键槽槽工工艺艺尺尺寸寸链链图图返回回表7-13尺尺寸寸链链的的计计算算mm得返回回含同同轴轴度度误误差差的计计算算同轴轴度度不不是是很很小小时时应应将将同同轴轴度度也也作作为为一一个个组组成成环环画画在在尺尺寸寸链链图图中中，，设设磨磨孔孔和和镗镗孔孔同同轴轴度度公公差差为为0.05mm(工工序序要要求求)，，则则在在尺尺寸寸链链中中应应注注成成：：A4=0±0.025mm。此此时的工艺艺尺寸链如如图7-28所示，用竖竖式法求得得此工艺尺尺寸链，见见表7-14。尺寸链中多多了一个同同轴度组成成环，使得得A2的公差减小小(数值正正好等于该该同轴度公公差)，究究其原因，，仍然是工工艺基准与与设计基准准不重合。。因此，在在考虑工艺艺安排的时时候，应尽量使工工艺基准与与设计基准准重合，否否则会增加加制造难度度。结论：1)把镗孔孔中心线看看作是磨孔孔的定位基基准是一种种近似，2)正确地地画出尺寸寸链图，并并正确地判判定封闭环环是求解尺尺寸链的关关键。画尺寸链图图时，应按按工艺顺序序从第一个个工艺尺寸寸的工艺基基准出发，，逐个画出出全部组成成环，最后后用封闭环环封闭尺寸寸链图。封闭环有如如下特征：①封闭环一一定是工艺艺过程中间间接保证的的尺寸；②②封闭环的的公差值最最大，它等等于各组成成环公差之之和。下一部分回首页图7-28内孔插插键槽含同同轴度公差差工艺尺寸寸链返回表7-14含同轴轴度公差的的尺寸链的的计算mm返回7.6时时间定额额和提高生生产率的工工艺途径7.6.1时间定额额1.时间定定额的概念念是指在一定定生产条件件下，完成成一道工序序所需消耗耗的时间。。作用：1）是安排排作业计划划、进行成成本核算、、确定设备备数量、人人员编制、、规划生产产面积的重重要根据。。2）合理地地制订时间间定额对保保证产品质质量、提高高劳动生产产率、降低低生产成本本都有重大大作用。2.技术时时间定额的的组成1)基本时时间t基，例：图7-29，计算公式7-142)辅助时时间t辅3)布置工工作地时间间t布置4)休息和和自然需要要时间t休5)准备与与终结时间间t准终下一部分图7-29计算基基本时间举举例返回(7-14)式中l——加工工长度，mm；l1——刀具的的切入长度度，mm；；l2——刀具的的切出长度度，mm；；i——进给给次数；Z——加工工余量，mm；αp——切削深深度，mm；f——进给给量，mm/r；n——机床床主轴转速速，r/min；v——切削削速度，m/min；D——加工工直径，mm。返回3.单件时时间和单件件工时定额额计算公式式将上面所列列的各项时时间组合起起来，就可可以得到各各种时间定定额。1)工工序序时时间间的的计计算算公公式式(7-15)2)单单件件时时间间的的计计算算公公式式(7-16)3)单单件件工工时时定定额额的的计计算算公公式式(7-17)在大大量量生生产产中中，，每每个个工工作作地地点点完完成成固固定定的的一一个个工工序序，，所所以以在在单单件件工工时时定定额额中中没没有有准准备备与与终终结结时时间间，，即即：：下一一部部分分(7-15)(7-16)(7-17)返回劳动生生产率率是指工工人在在单位位时间间内制制造合合格产产品的的数量量或指指用于于制造造单件件产品品所消消耗的的劳动动时间间。制制订工工艺规规程时时，必必须兼兼顾质质量、、效率率和效效益。1.缩缩短单单件时时间定定额1)缩缩减基基本时时间，，提高高切削削用量量、减减少切切削行行程长长度、、合并并工步步、多多件加加工。。例例如：：增图A、增图B、图7-4、图7-30、图7-31、图7-32、图7-332)缩减辅辅助时间，，直接缩减减辅助时间间、间接缩缩减辅助时时间，例：：图7-34、图7-353)缩减工工作地点服服务时间4)缩减准准备终结时时间7.6.2提高高劳动生产产率的工艺艺措施2.采用先先进工艺方方法1)对特硬硬、特脆、、特韧材料料及复杂型型面采用特特种加工来来提高生产产率；2)在毛坯坯制造中采采用冷挤压压、热挤压压等新工艺艺；3)采用少少、无切削削工艺代替替切削加工工方法4)改进加加工方法，，在大批大大量生产中中采用拉削削、滚压代代替铣削、、铰削和磨磨削等3．采用新技术4.进行高效及自动化加加工下一部分回首页增图A返回增图B返回回图7-4立立轴轴转转塔塔车车床床返回回图7-30复复合合刀刀具具加加工工返回回图7-31顺顺序序加加工工返回回图7-32平平行行多多件件加加工工返回回图7-33平平行行顺顺序序加加工工返回回图7-34往往复复式式进进给给铣铣床床夹夹具具返回回图7-35连连续续回回转转进进给给加加工工返回回7.7工工艺艺方方案案的的比比较较与与技技术术经经济济分分析析分析析工工艺艺方方案案技技术术经经济济的的问问题题有有两种种方方法法：一一是是比比较较同同一一加加工工内内容容的的几