第五章 机械加工工艺规程111

第五章机械加工工艺规程王凤花现代农业工程学院第五章机械加工工艺规程5.1机械加工工艺过程的基本概念5.2工件的安装与基准5.3机械加工工艺规程的制订5.4制订工艺规程要解决的几个主要问题5.5工序尺寸及其公差的确定5.6机械加工的生产率与经济性分析5.1机械加工工艺过程的基本概念5.1.1生产过程与工艺过程(1)生产过程制造机器时，由原材料到成品之间的所有劳动过程的总和称为生产过程。原材料成品（机器）生产过程包括：

1)

原材料的运输、保管和准备；

2)

生产的准备工作；

3)

毛坯的制造；

4)

零件的机械加工与热处理；

5)

零件装配成机器；

6)

机器的质量检查及运行试验；

7)

机器的油漆、包装和入库。5.1机械加工工艺过程的基本概念5.1.1生产过程与工艺过程（2）工艺过程1）定义：在机械产品的生产过程中，那些与原材料变为成品直接有关的过程称为工艺过程。2）分类：

1)毛坯制造工艺过程

2)机械加工工艺过程

3)热处理工艺过程

4)装配工艺过程机械加工工艺过程

采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。5.1.2机械加工工艺过程的组成工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。工序是工艺过程的基本单元，工序又可分为安装、工步、走刀和工位。（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。划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工过程是否连续。图5.1阶梯轴简图图5.1阶梯轴简图工序号工序名称工作地点1铣端面打中心孔铣端面打中心孔机床2车外圆，切槽，倒角普通车床3铣键槽立式铣床4去毛刺钳工台5磨外圆外圆磨床表5.1阶梯轴的工艺过程阶梯轴的加工工艺过程可由五个工序组成，如表5．1所示。棒料毛坯依次通过这五个工序就变成阶梯轴的产品零件。

（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。应尽可能减少装夹次数，因为多装夹一次就多一次误差，同时增加了装夹工件的辅助时间。（3）工步在同一道工序内，当加工表面不变、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。（如图7-3）（4）走刀在一个工步内，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。（5）工位为了减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。（如图7-4）

5.1.3生产类型及其工艺特点（1）生产纲领

某种产品（或零件）的年产量称为该产品（或零件）的生产纲领。

零件的生产纲领N可按下式计算：式中

Q——产品的年产量，单位：台/年；

n——每台产品中所含该零件的数量，单位：件/台；

α%——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；

β%——废品率。

5.1.3生产类型及其工艺特点（2）生产类型在机械制造业中，根据生产纲领的大小和产品的特点，可以分为三种不同的生产类型：单件生产、大量生产、成批生产。1）单件生产

单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。

例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。2）大量生产产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。3）成批生产一年中分批地制造相同的产品，工作地点的加工对象周期性重复。例如，机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产---其工艺过程的工艺特点和单件生产相似，常将两者合称为单件小批生产；大批生产---其工艺过程的特点和大量生产相似，常将两者合称为大批大量生产；中批生产-----其工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间。划分生产类型的参考数据表5.2划分生产类型的参考数据

生产类型零件年产量重型零件质量大于2000kg中型零件质量100~2000kg轻型零件质量小于100kg单件生产<5<20<100成批生产小批5~10020~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生产>1000>5000>50000各种生产类型的工艺过程的特点可归纳成表5．3

特点单件生产成批生产大量生产工件的互换性一般是配对制造，没有互换性，广泛用钳工修配大部分有互换性，少数用钳工修配。全部有互换性，有些精度较高的配合件用分组选择装配法毛坯的制造方法及加工余量铸件用木模手工铸造，锻件用自由锻，毛坯精度低加工余量大部分铸件用金属模；部分锻件用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等铸件广泛采用金属模机器造型；锻件广泛采用模锻以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小特点单件生产成批生产大量生产机床设备通用机床。按机床种类及大小采用“机群式”排列部分通用机床和部分高生产率专用机床。按加工零件类别分工段排列广泛采用高生产率的专用机床及自动机床。按流水线形式排列夹具多用通用夹具，极少采用专用夹具，靠划线法和试切法达到精度要求广泛采用专用夹具，部分靠划线法达到精度要求广泛采用高生产率专用夹具及调整法达到加工精度特点单件生产成批生产大量生产刀具与量具采用通用刀具和万能量具较多采用专用刀具及专用量具广泛采用高生产率刀具和量具对工人的要求需要技术熟练的工人需要一定熟练程度的工人对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高工艺规程有简单的工艺路线卡有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程有详细的工艺规程特点单件生产成批生产大量生产生产率低中高成本高中低发展趋势箱体类复杂零件采用加工中心采用成组技术，数控机床或柔性制造系统等进行加工在计算机控制的自动化制造系统中加工，并可能实现在线故障诊断，自动报警和加工误差自动补偿5.2工件的安装与基准5.2.1工件的安装定位：加工前，使工件在机床上或夹具上占有正确的加工位置的过程，称为定位。夹紧：用施加外力的形式，把工件已确定的定位位置固定下来的过程，称为夹紧。装夹或安装：工件定位、夹紧的全过程，称为装夹或安装。例：在墙上贴画

小结：定位在前，夹紧在后定位是首要的

定位+夹紧=安装由于工件大小、加工精度和批量的不同，工件的找正安装有三种方式：1）直接找正法：是用百分表、划针或用目测，在机床上直接找正工件，使工件获得正确位置的方法。图5-2

直接找正法示例a）磨内孔时工件的找正b）刨槽时工件的找正直接找正安装的精度与工作效率，取决于要求的找正精度、所采用的找正方法、所使用的找正工具和工人的技术水平。此法的缺点：费时较多，因此一般只适合于工件批量小，采用专用夹具不经济或工件定位精度要求特别高，采用专用夹具也不能保证，只能用精密量具直接找正定位的场合。2)划线找正法：当零件形状很复杂时，可先用划针在工件上画出中心线、对称线或各加工表面的加工位置，然后再按划好的线来找正工件在机床上的位置的方法。此法要增加划线工序，定位精度也不高。因此多用于批量小，零件形状复杂、毛坯制造精度较低的场合，以及大型铸件和锻件等不宜使用专用夹具的粗加工。

图5-3

划线找正法示例3）用专用夹具安装工件在夹具内定位并夹紧，不需要找正。此法的安装精度较高，而且装卸方便，可以节省大量辅助时间。但制造专用夹具成本高，周期长，因此适用于成批和大量生产。如图5.１阶梯轴的铣键槽工序，可将工件直接放在夹具体的V形块上（见图5.4），不用找正就能保证工件相对刀具的位置，只要用压板夹紧工件，便可进行铣键槽的工作。图5.4铣键槽工序的安装5.2.2基准及其分类基准：在零件图上或实际的零件上，用来确定一些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面称为基准。根据基准的用途，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。（1）设计基准定义：设计时在零件图纸上所使用的基准。如图7-6和图7-7。（2）工艺基准定义：在制造零件和装配机器的过程中所使用的基准。工艺基准又分为工序基准、定位基准、度量基准和装配基准，分别用于工序图中的工序尺寸的标注、工件加工时的定位、工件的测量检验和零件的装配。1）工序基准在工序图中，用以标注被加工表面位置的面、线、点称为工序基准。（所标注的加工面的位置尺寸是工序尺寸）。如图7-82）定位基准加工时确定零件在机床或夹具中位置所依据的那些点、线、面称为定位基准，及确定被加工表面位置的基准。如图7-6定位基准面——工件上作为定位基准的点或线，总是由具体表面来体现，这个表面称为定位基准面。3）测量基准测被加工表面尺寸、位置所依据的基准称为测量基准。如图7-94）装配基准在装配时，确定零件位置的面、线、点称为装配基准，即装配中用来确定零件、部件在机器中位置的基准。如图7-10一般情况下，设计基准是在图纸上给定的，定位基准则是工艺人员根据不同的工艺顺序与装夹方法确定的，因此可以选出不同的定位基准。正确的选择定位基准是制订工艺规程的主要内容之一，也是夹具设计的前提。基准重合在实际生产中，应尽量使以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。

1）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求；

2）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件加工精度；

3）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。5.2.3机床夹具的基本概念机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。夹具是指夹持工件的工具，如卡盘、顶尖、平口钳等。辅具是指夹持刀具的工具，如钻夹头、丝锥夹头及刀夹等。（1）夹具的分类1）按使用范围分通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具、随行夹具2）按使用机床的类型分钻床夹具、铣床夹具、车床夹具、磨床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具3）按夹紧动力源分手动夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自夹紧夹具机床夹具通常按夹具的应用范围进行分类。①通用夹具指已经标准化了的夹具，适用于不同工件的装夹。如三爪卡盘、四爪卡盘、平口钳、分度头和回转工作台等。通用夹具的结构复杂，适用于大批量生产，也适用于单件小批生产，是使用最广泛的一类夹具。②专用夹具为加工某一零件某一道工序专门设计的夹具。其结构简单、紧凑、操作迅速方便，因设计和制造的周期较长，批量少，所以成本较高。当产品变更时，因无法使用而报废，因此专用夹具适用于产品固定的成批或大量生产中。③可调夹具：是指经调整或更换个别元件，即可加工多种工件的夹具。这种夹具主要用于形状相似，尺寸相近的工件的加工。④组合夹具（拼装夹具）：这种夹具是在夹具零部件完全标准化的基础上，根据积木化原理，针对不同的工件对象和加工要求，拼装组合则成夹具。构成夹具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成各种元件，组合成适用其它产品加工要求的夹具。⑤随行夹具：是适用于自动线上的一种移动式夹具。工件安装在随行家具上，随行夹具由自动线运输装置从一个工序运送到另一个工序，完成全部工序的加工。随行夹具主要用于自动生产线﹑加工中心、柔性生产线中。

（2）专用夹具的组成

(1)定位元件：(2)夹紧装置：(3)对刀和导引元件：(4)夹具体：

(5)其它元件及装置：（2）专用夹具的组成(1)定位元件：用来确定工件在夹具中的正确位置的元件。(2)夹紧装置：用于夹紧工件，使其保持在正确的定位位置上的夹紧装置和夹紧元件。(3)对刀和导引元件：用于确定刀具位置或引导刀具方向的元件。(4)夹具体：用于联接夹具各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床相结合，使夹具相对机床具有确定的位置。(5)其它元件及装置：有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件“定准、夹牢”。(3)专用夹具的功用

(1)保证加工精度，降低工人等级加工精度包括：①尺寸精度、②几何形状精度、③表面相互位置精度。使用夹具最有利于保证表面相互位置精度。

如：在摇臂钻加工孔系①夹具：可达0.10～0.20mm

②划线找正：0.4～1.0mm(2)提高劳动生产率，降低加工成本

无找正，对刀等时间，工件装卸迅速，从而大大减少了工件安装的辅助时间，同时易于实现多件加工，多工位加工，特别适用于加工时间短，辅助时间长的中、小工件的加工。

(3)扩大机床工艺范围

扩大机床的功能，实现一机多用。如在车床上利用镗夹具，进行镗孔。利用铣夹具，进行铣槽。

(4)减轻工人劳动强度，保证安全生产。5.2.4工件在夹具中的定位及定位误差（1）六点定位原理

一个自由的物体相对于三个相互垂直的空间坐标系，有六种活动的可能性(三种是移动，三种是转动)。习惯把这种活动的可能性称为自由度，因此空间任一自由物体共有六个自由度。未定位工件在空间有六个自由度，定位就是限制其自由度。

六点定位原理：布置六个定位支承点，使工件上的定位基面与其接触，一个支承点限制工件一个自由度，使工件六个自由度被完全限制，在空间得到唯一确定的位置，此即六点定位原理。长方体工件定位示例：根据加工要求决定所需限制的自由度

考虑定位方案时，需根据零件加工要求而定，应限制哪几个自由度，再以相应定位点去限制。由此，引出两种常见的两种定位类型：完全定位：工件的六个自由度需完全被限制的定位情况。如图7-15不完全定位：工件的六个自由度不需完全被限制的定位情况。如图7-16欠定位与过定位工件应限制的自由度未被限制的定位，为欠定位，在实际生产中是绝对不允许的。如图7-15工件一个自由度被两个或以上支承点重复限制的定位称为过定位或重复定位。一般来说也是不合理的。如图7-17常用定位元件限制自由度的情况1、在圆柱体上铣贯穿键槽长V形块限制四个自由度，短V形块限制两个自由度。2、两顶尖定位车外圆固定的短锥面相当于三个定位点，活动的短锥面相当于两个定位点。3、顶尖磨削长锥面相当于五个定位点。4、圆柱体用三爪夹头定位并夹紧钻一通孔长三爪夹头相当于四个定位点，而短三爪夹头相当于两个定位点。(2)典型定位方式和定位元件定位元件要满足的共同要求：1）定位工作面精度要求高；2）要有足够的强度和刚度；3）定位工作表面要有较好的耐磨性，以便长期保持定位精度；4）结构工艺性要好，以便制造、装配、更换及排屑。(2)典型定位方式和定位元件1)工件以平面定位主要支承

辅助支承固定支承可调支承自位支承支承钉支承板

主要支承用来限制工件的自由度，是真正具有独立定位工作的定位元件；而辅助支承是用来加强工件的刚性，不起限制工件自由度的作用。（1）固定支承（支承钉、支承板）

1）、支承钉(a)平顶支承钉，与工件接触面大，适用于精基准定位；

(b)圆顶支承钉，与工件接触面小，适用于粗基准定位，以减小装夹误差，但支承钉容易磨损和压伤工件基准面；

(c)花纹顶面支承钉，用于工件的侧面定位，增大摩擦系数，但清除切屑不方便，不易用在水平面定位；

(d)带衬套支承钉，批量大、磨损快时使用，便于拆卸。（1）固定支承（支承钉、支承板）

2）支承板A型适用于侧面和顶面定位:平板式支承板结构简单、紧凑，但不易清除落入沉头螺钉孔内的碎屑；B型适用于底面的定位:台阶式支承板，装夹螺钉的平面低于支承面3～5mm，克服了不易清屑的缺点，但结构不紧凑；不论采用支承钉或支承板作为定位元件，装入夹具体后，为使各支承面在一个水平面内，应再修磨一次。

（2）可调支承

支承位置可在一定范围内调整，并用螺母锁紧。主要用于粗基准定位。每批调整一次，以补偿各批毛坯误差。（2）自位支承（浮动支承）在定位过程中自位支承的位置是随着定位基准面位置的变化而自动与之适应的。如图7-21。(a)、(b)是两点浮动式支承；

(c)是三点浮动支承；这种支承只能限制一个自由度，只起一个定位支承点的作用。一般用于毛坯表面或不连续的表面的定位中。②辅助支承工件在装夹加工时，为了增加工件的刚性和稳定性，但又要避免过定位，此时经常采用辅助支承。一般辅助支承是在工件定位后才参与工作，故不起定位作用。平面定位常用定位元件支承板可调支承自位支承辅助支承

平面型支承板：侧面和顶面定位带斜槽型支承板：适于作底面定位准面平头支承钉：用于支承精基准面球头支承钉：用于支承粗基准面网纹顶面支承钉：用在工件以粗基准定位且要求较大摩擦力的表面定位支承钉2）工件以外圆柱面定位①支承定位(v形块)用于以外圆表面为定位基准的工件。应用实例：用V形块定位，工件的定位基准始终在V形块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。一个短V形块限制两个自由度；两个短V形块组合或一个长V形块限制四个自由度；浮动式V形块只限制一个自由度。②定心定位(定位套筒

)三爪自定心卡盘、弹簧夹头、套筒。

在工件以端面为主要定位基面的场合，短定位套孔限制工件的两个自由度；在工件以外圆柱表面为主要定位基面的场合，长定位套孔限制工件的四个自由度。③半圆定位座

常用于大型轴类工件的定位

当工件尺寸较大，用圆柱孔定位不方便时，可将圆柱孔改成两半，下半孔用作定位，上半孔用于压紧工件。短半圆孔定位限制工件的二个自由度；长半圆孔定位限制工件的四个自由度。3）工件以圆孔定位①定位销

分固定式和可换式用定位销定位时，短圆柱销限制两个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度。②心轴几种常用的心轴结构形式如下图：

a)过盈配合心轴，依靠过盈量产生的夹紧力来传递扭矩，限制工件四个自由度；

b)间隙配合心轴，限制工件五个自由度（心轴外圆部分限制四个自由度，轴肩面限制一个自由度）；

c)小锥度心轴，装夹工件时，通过工件孔和心轴接触表面的弹性变形夹紧工件，使用小锥度心轴定位可获得较高的定位精度，它可以限制五个自由度。③圆锥销

常用于工件孔端的定位，可限制三个自由度

3）组合表面定位

在实际生产中，为满足加工要求，有时采用几个定位面相组合的方式进行定位。常见的组合形式有：两顶尖孔、一端面一孔、一端面一外圆、一面两孔等，与之相对应的定位元件也是组合式的。几个表面同时参与定位时，各定位基准（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，轴以两顶尖孔在车床前后顶尖上定位的情况，前顶尖孔为主要定位基面，前顶尖限制三个自由度，后顶尖只限制两个自由度。

一面两销的组合定位①一个平面和与其垂直的两个孔组合这种定位属于过定位解决办法是：将销2做成削边销②一个平面和与它垂直的孔的组合

如图7-34带台阶面的心轴定位，及一个定位销和一个与它垂直的环形平面的组合。常用定位元件及定位方式

以平面定位以圆柱孔定位以外圆柱面定位支承钉支承板浮动支承圆柱销各种心轴V型块定位套辅助支承5.3机械加工工艺规程的制定5.3.1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？优质、高产、低成本

工艺文件

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过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。5.3.1机械加工工艺规程的作用(1)

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。(2)机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准备的依据。(3)

机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。(4)机械加工工艺规程有助于技术交流和推广先进经验。5.3.2机械加工工艺规程的格式

(1)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过程的一种工艺文件。

P208表7-6(2)工序卡片工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。

P209表7-7205.3.3制定机械加工工艺规程的原始资料1）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；3）零件的生产纲领；4）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）；5）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；6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。

5.3.4制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析（零件分析）

功用零件表面的技术要求结构工艺性5.3.4制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯

1）毛坯的制造类型；

2）毛坯的制造精度；

3）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，用于大批量生产、成本高。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件表7-6常用毛坯种类和特点1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯4.拟定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。

定位基准的选择表面加工方法的选择加工阶段的划分工序顺序的安排工序集中与分散的安排

5.3.4制定机械加工工艺规程的步骤5.3.4制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯4.拟定工艺路线5.确定各工序所用的设备和工艺装备6.确定加工余量、工序尺寸及公差7.确定切削用量及时间定额8.填写工艺文件5.4制定工艺规程要解决的几个主要问题5.4.1定位基准的选择定位基准粗基准精基准用毛坯表面作的定位基准用已经加工过的表面作的定位基准5.4.1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。“基准重合”原则

“基准统一”原则“互为基准”原则“自为基准”原则1.精基准的选择1)“基准重合”原则

应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。如图7-461.精基准的选择2)“基准统一”原则

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。

1.精基准的选择3)“互为基准”原则

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，反复多次进行精加工。

1.精基准的选择4)“自为基准”原则

在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。如图7-47

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.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准。

图7-12阶梯轴粗基准的选择2.粗基准的选择图7-13以不加工表面为粗基准3)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加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。

2.粗基准的选择4)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。5)使用毛坯表面作粗基准一般只能用一次，以后不再重复使用。5.4.2表面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；

2）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；

4）生产类型；

5）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糙度等。5.4.2表面加工方法的选择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。

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。

P211表7-8（外圆加工）

P212表7-9（内孔加工）

P213表7-10（平面加工）5.4.2表面加工方法的选择加工方法选择的原则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。4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应。5.加工方法要与工厂现有生产条件相适应。5.4.3加工阶段的划分

零件加工，总是先粗加工后精加工，有时还需光整加工。划分加工阶段就是把整个工艺过程划分为几个阶段，做到粗精加工分开进行。

粗加工的目的为切去大部分加工余量；

精加工的目的为保证被加工零件达到规定的质量要求。

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5.4.3加工阶段的划分划分加工阶段的原因有：1）为了保证加工质量。2）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。3）可以合理使用机床设备。5.4.4工序的集中与分散1.工序集中如果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，工艺路线短，工序少，称为工序集中。2.工序分散如果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，工序多，称为工序分散。5.4.4工序的集中与分散工序集中的特点：1)

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精度；同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。2)

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。3）由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、成本也高。5.4.4工序的集中与分散工序分散的特点：

1)

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，能较快地更换、生产不同的产品。2)

对工人的技术水平要求较低。5.4.5安排加工顺序的原则1.机械加工工序的安排

1）先粗后精

2）先主后次

3）先面后孔

4）基准先行5.4.5安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排1）预备热处理：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），应安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行；2）时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排在粗加工以后，精加工以前进行；3）最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行；

5.4.5安排加工顺序的原则3.辅助工序的安排如：检验工序动平衡去磁去毛刺倒钝锐角边5.4.7确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差（1）基本概念在切削加工过程中，为了使零件得到所要求的形状、尺寸和表面质量，必须从毛坯表面上切除的金属层厚度称为机械加工余量。大型齿轮毛坯总加工余量Z：从毛坯表面切去全部多余的金属层厚度，称为总加工余量。也就是毛坯尺寸与零件设计尺寸之差,也等于各道工序余量之和。工序余量：每一工序中所切除的金属层厚度，也等于相邻两工序的基本尺寸之差。

Z＝Z1+Z2+……Zi+…..Zn

式中Zo－加工总余量

Zi－工序余量

n－机械加工工序数目对于非对称的加工表面，加工余量是单边余量。其中对于外表面:Zb=a–b，对于内表面:Zb=b–a。式中：Zb——本工序的工序余量；a——前工序的工序尺寸；b——本工序的工序尺寸。对于内孔、外圆等回转表面，其加工余量是双边余量，即相邻两工序的直径差。其中对于外圆:2Zb=da-db，而对于内孔:2Zb=db-da，式中：2Zb——直径上的加工余量；da——前工序加工直径；db——本工序加工直径。余量公差：

本道工序工序尺寸公差

与上道工序工序尺寸公差之和。

Tz＝Zmax－Zmin

＝Tb+Ta

式中Tz---工序余量公差

Zmax---工序最大余量

Zmin---工序最小余量

Tｂ---加工面在本道工序的工

序尺寸公差

Tａ---加工面在上道工序的工

序尺寸公差基本余量(余量):上道与本道工序基本尺寸之差。被包容件（轴）的加工余量及公差(2)加工余量的确定工件加工余量的大小，将直接影响工件的加工质量、生产率和经济性。例如加工余量太小时，不易去掉上道工序所遗留下来的表面缺陷及表面的相互位置误差而造成废品；加工余量太大时，会造成加工工时和材料的浪费，甚至因余量太大而引起很大的切削热和切削力，使工件产生变形，影响加工质量。影响加工余量的主要因素1）前工序产生的表面粗糙度Ry和表面缺陷层深度Ha影响加工余量的主要因素2）上工序的尺寸公差Ta3）前工序的各表面间相互位置的空间误差ρa4）本工序加工时的安装误差εb。综上所述，加工余量的计算公式为式7-14、7-15.(3)加工余量的确定

1）用浮动镗刀块镗孔或浮动铰刀铰孔或采用拉刀拉孔（这些方法不能纠正孔的位置误差）

2Zb＝Ta+2(Ra+Da)2）无心外圆磨磨外圆（无装夹误差）

2Zb=2Tα+2(Ra+Da)+2ρα3）研磨，珩磨，超精加工，抛光等加工方法（去除上道工序留下的痕迹），仅用于减少工件表面粗糙度值

2Zb＝

2Ra(一)计算法，少采用(二)查表法以生产实践和经验为基础，多采用(三)经验法单件小批5.5工序尺寸及其公差的确定工序尺寸是指每道工序加工后应达到的加工尺寸。其公差即工序尺寸公差。合理确定工序尺寸及其公差是制订工艺规程的重要工作之一，也是保证加工精度的重要基础。工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小，工序尺寸的标注方法以及定位基准的选择与变换有密切的关系，一般有两种情况：1）在加工过程中工艺基准及设计基准重合的情况下，某一表面需要多次加工所形成的工序尺寸，可称为简单的工序尺寸。2）当制订表面形状复杂的零件的工艺过程，或零件在加工过程中需要多次转换工艺基准或工序尺寸需从尚待继续加工的表面标注时，工序尺寸的计算就比较复杂了，需要利用尺寸链原理来分析和计算。5.5.1简单的工序尺寸简单工序尺寸确定的步骤：1)确定各加工工序的加工余量2)从终加工工序(即从设计尺寸开始),到第一道加工工序,逐次加上每道加工工序余量可得到各工序基本尺寸,(包括毛坯尺寸)3)除终加工工序尺寸公差按设计要求确定外，其余工序按经济加工精度确定工序尺寸公差4)按“入体原则”标注工序尺寸公差，孔距和毛坯尺寸公差带常取对称公差带标注1）查工艺手册，确定工序加工余量研磨余量0.01ｍｍ精磨余量0.1ｍｍ粗磨余量0.3ｍｍ半精车余量1.1ｍｍ粗车余量4.5ｍｍ总余量0.01+0.1+0.3+1.1+4.5＝6.01mm

将粗车余量改为4.49mm，总余量取6ｍｍ

例1

某轴直径为Φ50ｍｍ其尺寸精度要求I