中职《机械加工技术》（第2版）模块四 机械加工工艺基础（范家柱）云天课件

《机械加工技术》（第2版）全国中职机械类统编教材（高教版）－－范家柱主编模块四机械加工工艺基础P.108模块四机械加工工艺基础模块导言机械加工企业通常是以产品为主线来组织生产经营活动。机械产品的加工要素各不相同，要使用不同的机器来加工。企业规模的大小、生产设备配置的不同、产品生产批量大小等因素都会影响着生产活动。

如图所示为小型企业与大型企业生产现场。P.108不同生产规模的企业生产现场小型企业大型企业模块四机械加工工艺基础模块导言当前现代制造技术的发展迅速，各类现代化数控机床正在迅速普及，传统加工工艺发生了很大变化，企业对产品的适应性要求更强，生产率更高。所以，企业应该按照什么规律来组织生产？怎么配置生产设备才能更经济、更高效？加工过程中各个要素如何统筹兼顾？工人依据什么样的标准来判断产品加工质量合格？这些都是机械加工工艺需要解决的问题。P.108机械加工工艺机械加工工艺基础思维导图选择毛坯模块三数控加工机床及其应用P.108毛坯类型毛坯选择选择定位基准基准及其类型基准的选择拟定工艺路线表面加工方法划分加工阶段确定加工顺序加工余量工序尺寸公差确定加工尺寸及尺寸链加工余量工序尺寸及公差计算尺寸链认识尺寸链建立与分析尺寸链计算尺寸链认识机械加工工艺过程工艺组成工艺过程的区别生产类型及其特征拟定机械零件加工工艺了解工艺规程及工艺文件认识工艺规程制订规程的步骤任务一认识机械加工工艺过程学习目标（1）了解机械加工工艺过程及其组成。

（2）了解生产类型及划分标准。

（3）了解各种生产类型的特征。（1）能说出机械加工过程中常用的加工方法。

（2）会判别机械加工过程的各组成单元。

（3）能根据生产批量判别生产类型。P.108

知识目标

技能目标机械加工艺就是由生产技术科编制的，他们要根据加工产品的特征，综合考虑产品生产批量、本企业生产设备等各类要素编制机械加工工艺，为生产部门组织生产，为质检部门进行质量过程监控做准备的主要部门。如图所示为企业生产技术科工艺园编制产品机械加工工艺。学习情境生产技术科作为生产技术科的工艺人员，要先熟悉机械加工工艺过程的基本组成要素、了解各种生产类型及其特征，并能依据这些专业知识，结合本企业的生产专业化水平、生产能力等要素，才能合理编制出产品的机械加工工艺。任务一认识机械加工工艺过程P.109任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成一、认识机械加工工艺过程在各种机械加工机床上，用切削加工的方法改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件所进行的劳动过程，称为机械加工工艺过程。

如图所示为零件不同表面的机械加工方法。这些加工方法都是在不同的基础上，通过切削加工改变了工件的外形尺寸与表面质量。P.109（e）成型形加工（a）外圆加工（b）外圆加工（c）内孔加工（d）平面加工任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程，是由一系列按照顺序排列的工序组成，在加工过程中，原材料、坯料依次通过不同的工序加工，最终完成合格的零件。

工序是机械加工工艺过程中的基本单元，也是编制生产计划和核算生产成本的基本依据。根据所在企业的专业化水平与生产能力等条件，工序又可细分为安装、工步、走刀等。P.110某零件机械加工工艺卡任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.110某零件工序卡

1.工序

工序是指一个或一组工人在同一个工作地（机械设备），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。

工序划分的主要依据是：工件加工过程中的工作场地是否变动，以及加工是否连续。任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.110连接轴

1.工序工序数量的多少受到加工设备生产批量的影响。

如图所示的连接轴，加工内容包括台阶、退刀槽、外螺纹、外圆锥、圆弧、倒角与内孔等。当使用普通机床按照流水线生产方式进行大批量生产时，各加工要素需要分解到多台机床上进行，加工工序数量增多。而使用普通机床与数控机床协调生产时，由于数控机床相对工艺集中，因而工序数量明显减少。任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.110

同一工具连续加工同一零件的几个相同表面时，可视为同一工步

2.工步

工步是工序的组成单元，它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序内容。若其中有任意一个因素发生改变，如加工表面或加工工具，则视为另一个工步。一个工序可以只有一个工步，也可以包括若干个工步。习惯上用同一工具连续加工同一零件的几个相同表面时，可视为同一工步。任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.110复合工步用刀具的两种常见类型

2.工步

复合工步是当零件装夹完成后，用复合刀具、多刃刀具同时加工工件的几个表面的工步，视为一个工步。如图所示，为复合工步所用刀具的两种类型。

划分工步的目的是便于分析和描述比较复杂的工序，更好的组织生产和计算工时。另外，在批量生产时，为了提高生产力，常采用复合工步。钻、扩两用复合刀具滚齿用多刃刀具任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.111

多工位加工

3.安装与工位工件在机床或夹具中相对刀具正确定位的过程称为装夹。工件经一次装夹所完成的那一部分工序内容称为安装。

工件在一次装夹完成后，工件与夹具或设备的可动部分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。

采用多工位加工能保证被加工表面的相互位置精度，提高劳动生产率。如图所示的多工位加工在一次安装中包括了装卸、钻孔、扩孔和无铰孔四个工位。

工件安装任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.111轴外圆表面多次走刀

4.走刀在同一工步中，会出现因所需切除的金属余量较大或其他原因，要在切削用量不变的前提下，对同一表面进行多次切削，则每一次切削成为一次走刀。

如图所示为轴外圆表面加工多次走刀。铣削走刀任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成二、认识机械加工工艺过程的组成P.112生产车间流水线作业

5.流水线作业大多情况下，零件生产不能集中在一台机床上完成，当零件达到一定批量时，就必须按照零件生产需要使用多台机床，以流水线作业来组织生产。

流水线作业是指劳动对象按一定的工艺路线和统一的生产速度，按顺序进行加工并生产出产品的一种生产组织形式。它是对专业化组织形式的进一步发展，是劳动分工较细、生产率较高的一种生产组织形式。

组织流水线生产必须注意流水线的节拍。流水线的节拍就是流水线上前后加工工序之间的时间间隔。流水线上各工作地点的生产能力是平衡的、成比例的，各个工序的单件加工时间等于节拍或节拍的倍数。任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成三、了解不同机械加工工艺过程的区别P.112阶梯轴根据所在企业加工设备的状况、生产批量、产品特点和操作人员要求的不同，对同样产品的加工会有不同的加工工艺过程。

原则上，工序的选择与零件的生产批量、机床自动化程度和企业的专业化程度有关。安装则是工序的一部分，同一工序安装次数应尽可能减少，这样既可以提高生产率，也可以减少由于多次安装所带来的位置误差。加工时为细化工序，往往将复杂工序分成多个工步。

如图所示为阶梯轴，该零件在不同生产类型的机械加工工艺过程参考方案如下两个表。任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成三、了解不同机械加工工艺过程的区别P.112

阶梯轴单件、小批量生产的机械加工工艺过程参考方案

阶梯轴大批、大量生产的机械加工工艺过程参考方案同一零件不同生产类型的机加工两个参考方案：任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成三、了解不同机械加工工艺过程的区别P.113阶梯轴从上述两个机械加工工艺过程可以看出，对于同一个零件，生产批量不同，其机械加工工艺过程也不一样，使用设备、安装次数和工步数量也存在较大差异。当然，如果使用数控机床等自动化机床进行加工，还可以有其他机械加工工艺方案。

另外，现代产品的生产过程往往有许多企业或相关单位协作完成，这有利于提高产品生产的专业化程度。因此，对于一些本企业无法加工的工序，可以通过外协加工等途径予以解决。任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成四、了解生产类型及其特征P.113

1.生产类型的划分标准

生产类型是生产企业专业化程度的分类。现代企业实施专业化生产，有助于提高劳动生产率、保证产品质量、降低生产成本、增强企业的市场竞争力。

一般的生产类型可根据所加工产品的产量划分为单件生产、成批生产（小批、中批、大批）和大量生产三大类型。按产量划分生产类型任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成四、了解生产类型及其特征P.113

1.生产类型的划分标准

单件生产是指产品种类多而产量极少，数量从一件到几十件，且工作场地经常因加工对象变换而很少重复，如新产品试制、专用工装夹具制作、重型机械加工等。

单件生产产品任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成四、了解生产类型及其特征P.113

1.生产类型的划分标准

成批生产是指产品种类少，而同一产品产量较大，产品可周期性成批投产。工作地也周期性更换。一次性投入的同批产品数量，称为生产批量。因此，成批生产按照生产批量大小又可以划分为小批、中批与大批生产三类。如各类机床的成批生产属于中批生产，大型发电机主轴生产属于小批生产。

成批生产产品任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成四、了解生产类型及其特征P.113

1.生产类型的划分标准大量生产则是产品种类单一而产量极大，工作场地经常重复进行某一零件的某一工序的加工，如减速器主轴、电动机轴承等产品的加工等等。

另外，可根据生产对象在生产过程中的工艺特点、集约化程度的不同，把生产类型分为连续性生产和离散性生产；按照产品定位、策略、服务对象的不同，把生产类型分为备货型生产和订货型生产等类型。大量生产产品任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成四、了解生产类型及其特征P.114

2.不同生产类型的工艺特征不同生产类型的工艺特征也不一样，各种生产类型的工艺特征如下表。各种生产类型的工艺特征任务一认识机械加工工艺过程

活动认识机械加工工艺过程及其组成四、了解生产类型及其特征P.114

2.不同生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征（续）P.115任务一认识机械加工工艺过程能力提升

1.什么是机械加工工艺过程？它由哪些内容组成？2.划分工序的主要依据是什么？简述工序与工步的区别与联系？3.什么是流水线作业？什么是流水线节拍？流水线作业有何作用？

4.参照教材图4－6，说明某一加工过程采用复合工步的案例。

5.在某普通车床上加工右图所示的阶梯轴。操作工先加工一端端面、外圆与台阶，再掉头加工另一端的端面与外圆，此加工过程使用了几次安装？几个工位？

6.什么是生产类型？生产类型一般分为哪三类？试各举一例说明。

7.某中型零件的订货量为450件，试确定其生产类型，对照教材表4－4说出其机械加工工艺过程有哪些特征？任务二拟定机械零件的加工工艺学习目标（1）了解毛坯种类及选择依据。

（2）了解零件各类表面的加工方法。

（3）掌握加工阶段类型及划分原则。

（4）掌握确定加工顺序的基本原则。（1）能按照零件零件材料与批量确定毛坯类型。

（2）能根据零件表面类型选择加工方法。

（3）会按照工艺要求划分加工阶段。

（4）能初步确定常见零件的加工顺序。P.115

知识目标

技能目标设计部门在完成产品设计后，要将产品的所有零件图交付生产技术科，由生产技术科组织编制各零件的加工工艺。因此，零件的加工工艺是在零件图的指导下编制出来的。

生产技术科对每一个零件编制加工工艺的流程，包括选择毛坯、选择定位基准、拟定工艺路线，如图所示。学习情境编制机械加工工艺的流程任务二拟定机械零件的加工工艺P.115拟定工艺路线选择毛坯选择定位基准选择表面加工方法划分机械加工阶段确定机械加工顺序任务二拟定机械零件的加工工艺

活动一选择毛坯一、选择毛坯毛坯的选择包括选择毛坯的材料、类型与制造方法三个方面。加工零件图一般都由设计部门提供，相关零件的材料都已经在设计部门予以确定，而在零件加工工艺编制过程中，选择零件的毛坯主要是考虑毛坯类型与制造方法两个问题。P.116机械零件因使用场合不同，毛坯类型也有很大不同，必须合理选择。常见毛坯的类型及用途见下表。类型外形用途

铸件

用于形状复杂的零件有铸铝件、铸铜件和铸铁件等

锻件

用于强度要求较高且形状比较简单的零件，如轴类、盘类零件等常见毛坯的类型及用途任务二拟定机械零件的加工工艺

活动一选择毛坯一、选择毛坯P.116类型外形用途

型材

分热轧与冷拉两类。热轧型采用于一般零件，冷纳型材用于尺寸小而精度高的长盒，特别适合于自动机床加工，（能自动送料与夹紧）

焊接件

用于大型毛坯件焊接。毛坯的最大缺点是变形大

冷冲压件

用于形状比较复杂的板料零件的毛坯

其它材料

挤压、粉末冶金类毛坯用于少许加工或不需要加工的中等复杂程度的零件，如不带螺纹的小型结构件等常见毛坯的类型及用途（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动一选择毛坯二、选择毛坯的考虑因素P.117由于零件在设计阶段已经确定，所以选择毛坯零件毛坯时主要考虑以下四个因素。1.零件的材料通常铜、铝、铸铁类零件不适合使用锻件，而主要选择铸件；钢类零件为保证其强度与硬度，应优先选用锻件；规格统一、尺寸精度与表面精度要求不高时，在不影响零件性能的前提下，可优先考虑使用型材。

2.零件结构形状与尺寸回转体零件台阶直径不大时，可选用圆棒料，直径相差较大时，应选用锻件。小尺寸的毛坯可选用模锻、压铸等。薄壁、复杂型腔的零件不能采用砂型铸造。各种毛坯任务二拟定机械零件的加工工艺

活动一选择毛坯二、选择毛坯的考虑因素P.1173.生产批量大小

生产批量大时，应选用高精度、高生产率的毛坯制造方法，以降低生产成本，提高生产率与经济效益。

4.是企业现有生产条件

企业现有生产条件包括企业装备情况、生产场地、生产工艺水平及员工的技术水平等。各种毛坯任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准一、认识基准及其类型P.117

1.基准基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面。基准是几何要素间位置尺寸标注计算和测量的起点。

如图所示为轴承座，其高度方向的基准是底面，属于面基准；长度方向的基准是中心平面，也属于面基准。¢42，¢62孔的基准是孔的中心线，属于线基准。轴承座任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准一、认识基准及其类型P.118

2.基准的类型根据应用场合与用功用不同，基准可分为设计基准与工艺基准两大类。

（1）设计基准设计基准是指设计图样上所使用的基准，它是根据零件的工作条件与性能要求来确定的。如图所示的轴承座中，高度方向各个尺寸以底面为基准来标注，因此底面是高度方向的设计基准。长度方向的各个尺寸均以中心平面为基准标注，因此中心平面是长度方向的设计基准。对于绝大部分零件而言，在各个方向上往往只有一个主要的设计基准。轴承座任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准一、认识基准及其类型P.118

2.基准的类型（2）工艺基准工艺基准是在机械加工工艺过程中采用的基准。通常工艺基准是按照用途分为工序基准、定位基准与测量基准三类。

1）工序基准工序基准是用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状与位置的基准。工序基准不一样，工序尺寸也不相同。如图所示的轴套中，加工右端面时，如以A面为工序基准，则工序尺寸为

，若以B面为工序基准，则工序尺寸为

。

轴套2）定位基准定位基准是加工过程中用来确定工件在机床或夹具上的的位置的基准。通常。工件与机床或夹具上定位元件相接触的点、线、面就是定位基准。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准一、认识基准及其类型P.118

2.基准的类型（2）工艺基准3）测量基准测量基准是机械加工过程中测量已加工表面位置的基准，测量基准选择与工序尺寸标注有密切关系，一般测量基准应与工序基准重合。如图所示的轴套，当以A面为工序基准时，工序尺寸从A面到右端面标注，测量也应该以A面为基准；当以B面为工序基准时，工序尺寸则从B面到右端面标注，因此测量也应以B面为基准。轴套任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准二、选择定位基准P.118定位基准

在零件加工过程中，保证各被加工表面的位置精度是拟定工艺过程的最重要任务，而定位基准是保证零件各表面间相互位置精度的主要基准。因此，在编制加工工艺过程中确定零件加工的工艺基准时，必须首先确定定位基准。1.定位基准的类型

定位基准按照工序性质的用途不同分为粗基准与精基准两类。粗基准是指初次切削加工中，使用毛坯上未加工的表面来定位的基准。精基准是以加工过的表面来定位的基准。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准二、选择定位基准P.1192.选择定位基准的原则

定位基准对于保证零件各加工表面的位置精度十分重要，因此，选择定位基准应坚持以下基本原则：

（1）稳定性与可靠性相结合；

（2）定位基准与设计基准相重合；

（3）便于零件装拆与夹紧。定位基准任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准二、选择定位基准P.1193.选择定位基准的方法

选择定准基准主要是确定粗基准与精基准。具体方法如下：选择定位基准的方法表任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准二、选择定位基准P.1193.选择定位基准的方法选择定位基准的方法表（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动二选择定位基准二、选择定位基准P.120在生产实际中，有些零件表面找不到合适的定位基准，为了保证零件安装与加工精度，在毛坯制造时，可以在零件允许的位置增设定位基准，这种定位基准称为辅助定位基准，如各种工艺孔、中心孔等。辅助定位基准仅为零件加工需要而设置，除了不影响零件正常工作外，还应在零件加工结束后切除。工艺中心孔任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.120有了零件加工的定位基准，就可以拟定工艺路线。机械加工工艺路线的拟定主要是在综合考虑机床设备、零件复杂程度、加工精度及经济效益等因素的前提下，解决三个问题：一是选择各表面加工方法，二是划分加工阶段，三是确定加工顺序。工艺表面分类构成各类机械零件形状的基本几何表面要素，大多可归类为外圆类表面、内孔类表面、平面类表面和成形类表面四大类。如图所示。外圆类表面内孔类表面平面类表面成形类表面任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.120外圆磨削选择机械零件各表面的合理加工方法，应充分考虑零件的结构特点及相关的技术要求，选择相应的机床设备和加工方法。外圆类表面常指回转体类零件的主要外表面，有轴类零件、套筒类零件和盘盖类零件的外表面等，其主要加工方法有车削（粗车、半精车、精车），磨削（粗磨、精磨）等。对尺寸精度或表面要求较高的表面还需采用光整加工。1.外圆类表面的加工方法外圆类表面的主要技术指标有尺寸精度（直径、长度），形状精度（圆度、圆柱度、直线度），位置精度（同轴度），方向精度（垂直度），跳动精度（跳动度）及表面质量（表面粗糙度、表面硬度和金相组织）等。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.120黄铜零件的精细车1.外圆类表面的加工方法对于不同的材质，选择的加工方法也不同。例如对韧性大的有色金属材料磨削及易堵塞砂轮，因此常采用精车代替磨削，以获得较好的加表面质量。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1211.外圆类表面的加工方法外圆类表面典型的加工方案及经济精度如下表。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1212.内孔类表面的加工方法

内孔类表面常指回转体类零件的内表面，如配合孔、非配合孔和深孔等。由于内孔类表面结构比较复杂，所以相对于外缘表面加工，其加工难度要大。主要加工方法通常包括车削、钻削、镗削、拉削和磨削等。内孔类表面的主要技术指标有尺寸精度、形状精度、位置精度、方向精度及表面质量。内孔类表面典型的加工方案及经济精度如下表。内孔类表面典型的加工方案及经济精度表任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1222.内孔类表面的加工方法内孔类表面典型的加工方案及经济精度表（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1222.内孔类表面的加工方法内孔类表面典型的加工方案及经济精度表（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1223.平面类表面的加工方法

平面是构成零件表面的主要几何要素，常见的平面有结合面、非结合面和导向平面等。平面一般采用铣削或刨削加工，在车床上车削回转体零件的端面也属于平面加工。平面类表面的主要指标有形状精度（平面度、直线度）、位置精度（平面间的相互位置）及表面质量（表面粗糙度、表面硬度等）。平面类表面典型的加工方案及经济精度见下表。铣侧平面任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1233.平面类表面的加工方法平面类表面典型的加工方案及经济精度表任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1234.成形类表面的加工方法成形类表面，指各类曲面、球面、齿形面和螺纹面等，常用的加工方法包括车削、铣削、刨削、滚齿和拉削等。此外，还可用成形刀具或在工件和刀具联合动作的特种机床上进行加工。

成形类表面的主要技术指标有形状精度（面、线轮廓度）、跳动精度（圆跳动、全跳动）。

随着机床设备的创新，各类数控机床得到普及，特别是多轴联动数控机床的投入应用，解决了许多高精度要求的复杂成形类表面的加工难度，拓宽了机械加工领域，提高了生劳动生产率和产品精度。球阀零件任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1235.表面加工方法的选择依据表面加工方法的选择，对工艺员技术水平要求较高，一般在选择时需要考虑五个方面的内容：技术要求（如表面粗糙度、几何公差、热处理等），工件尺寸、加工表面形状与结构（如圆柱面、平面、成形面）等。零件的材质、批量和企业现有的生产条件（如设备、人员和工艺装备等），其中最主要的选择依据是加工经济精度与表面粗糙度两项。（1）加工经济精度加工经济精度是在正常的加工条件下，包括正常的机床设备、加工工艺、装备、人员、工时、定额等所能保证的精度。若装备条件要求过高或多费工时加工，虽然也能提高加工精度，但会导致增大生产成本，降低生产率。

各种加工方法能获得的加工精度见下表。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1245.表面加工方法的选择依据（1）加工经济精度各种加工方法能获得的加工精度表任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1245.表面加工方法的选择依据（1）加工经济精度各种加工方法能获得的加工精度表（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1255.表面加工方法的选择依据（2）表面粗糙度表面粗糙度是机械零件加工中一项非常重要的技术指标。各种加工方法能获得的表面粗糙度值见下表。各种加工方法能获得的表面粗糙度表任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1255.表面加工方法的选择依据（2）表面粗糙度各种加工方法能获得的表面粗糙度表（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1255.表面加工方法的选择依据（2）表面粗糙度

在生产实践中常用表面粗糙度比较规来判定工件的表面粗糙度，工件外观与表面粗糙度的对应关系见下表。工件外观与表面粗糙度的对应关系表任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线一、选择各表面加工方法P.1265.表面加工方法的选择依据（2）表面粗糙度工件外观与表面粗糙度的对应关系表（续）任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.126在零件由毛坯转变成成品的过程中，一般需要经过若干个加工工序。各工序在机械加工工艺过程中的作用并不相同。有的工序是为了尽可能多的去除坯料金属余量，而有的工序则是为了保证零件的最终精度和几何公差等要求。为了使零件获得较高的加工精度，并保证机床的经济精度，机械零件的加工通常需要划分加工阶段。

任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1261.加工阶段的类型与任务

通常，机械零件的加工厂划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。加工阶段特征与主要任务见下表：加工阶段、特征与主要任务任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1271.加工阶段的类型与任务加工阶段要根据实际情况选择，若零件精度和表面质量要求不高时，可省去精加工阶段。当零件精度和表面质量要求很高时，则在加精加工以后还要增加光整加工阶段。

同时，对于冷挤压、精密模锻、精密铸造和搓齿等少切削加工工艺，使加工阶段的划分有很大的区别。如图所示的齿轮轴。如果用搓齿工艺加工轴上的直齿，三个加工阶段就可以整合在一起；如果用滚齿机加工，就分为粗、精（或半精、精）加工两个（或三个）阶段。齿轮轴及其加工方法（a）齿轮轴（b）搓齿加工（c）滚齿加工任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1272.划分加工阶段的作用加工阶段的划分对生产具有重要的作用：

（1）有助于保证产品质量粗加工阶段的切削量较大，工件受到的切削力和夹紧力比较大。坯料在铸、锻中产生的内应力将重新分布，工件变形较严重，加工产品不能达到较高的精度。如果在粗加工后安排半精加工和精加工，能使工件的变形逐步得到修正，从而提高加工表面的精度，最终达到规定的要求。

铸造毛坯的气孔缺陷（2）有助于及早发现坯料缺陷

铸件或锻件往往有裂纹、气孔、夹杂或余量不足等缺陷。通过粗加工就可以及早发现问题，予以报废或修补，防止废品进入后续加工而产生浪费。

任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1272.划分加工阶段的作用（3）有利于合理使用设备粗加工主要考虑车削量，机床往往满负荷工作，可选用功率大、刚性好而精度较低的机床。精加工阶段则以保证零件的加工表面精度和表面粗糙度为主，应选用精度较高的机床。

（4）有利于合理组织生产和布置工艺加工阶段的划分要灵活处理：有些毛坯质量好、加工精度要求不高的零件，不一定划分三个阶段，可以合并在一道工序内完成；有些表面则可以在半精加工阶段就全部完成。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1283.划分加工阶段的依据

加工阶段的划分受到企业生产规模、专业化程度及机床自动化程度的影响。为了保证零件的加工质量，提高劳动生产率和企业经济效益，在划分加工阶段时，需考虑工序的集中与分散问题。

集中装配飞机（1）工序集中工序集中是指在一个工序中尽可能多的加工出零件的不同表面，这样整个工艺过程中所安排的工序数就会降到最少。工序集中的特点：一是减少工件装夹次数，减少准备时间，提高相对位置精度；二是生产工作量大，对人员、机床、设备的要求高；三是专业化程度高，对场地要求低，有利于产品的追踪和现场管理。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1283.划分加工阶段的依据（2）工序分散工序分散是指在零件加工过程中，通过增加工序数量，使每个工序只包含简单的加工内容。工序分散的特点：一是有助于提高零件尺寸精度、几何精度和表面粗糙度，二是机床装备简单，对设备要求低，便于工人操作，对工人技术水平要求低；三是生产场地面积大，设备和工人数量多，工艺路线长。曲轴零件生产自动流水线当前由于数控机床的大量使用，一般加工倾向于工序集中，可以在一台机床上加工出零件的多个表面，减少零件多次装夹产生的定位误差。工序集中与分散，是确定工序数量和每道工序加工内容的两种截然不同的加工方式，企业在产品生产过程中应根据产品批量大小、零件加工工艺特点、技术要求，并结合自身设备条件加以选择。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线二、划分加工阶段P.1283.划分加工阶段的依据如图所示为汽车转向杆连接头。

汽车转向杆连接头零件实物双主轴数控车削中心加工如果用普通机床按流水线加工，需要划分成车削、铣销、钻销、滚齿和磨削等十多道工序，而如果用双主轴数控车削中心加工，则可以在同一台机床上经过两次装夹完成所有工序加工。任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线三、确定加工顺序P.128在选定各表面的加工方法并划分好加工阶段后，就需要进一步确定产品的加工顺序。在实际加工工艺制订中，确定加工工序应遵循以下几个基本原则：1.先粗后精

先进行粗加工，后进行精加工。先粗后精工艺的安排有助于提高生产率，充分发挥设备的经济价值，保证产品的最终质量。2.先基准面后其他表面

先加工出基准面，再以它为基准加工其他表面。当有多个基准面时，按照逐步提高精度的原则，先确定基准面的转换顺序，然后考虑其他表面的加工顺序。

箱体零件任务二拟定机械零件的加工工艺

活动三拟定工艺路线三、确定加工顺序P.1293.先主后次

先加工零件的主要表面，后加工零件的次要表面。主要表面通常是一些装配表面、工作表面，在零件图上通常会标有表面粗糙度、尺寸公差或几何公差等要求；次要表面是指键槽、固定用的通孔和螺孔等。在确定精基准表面后，就可以先对一些主要表面进行粗加工、半精加工；次要表面的加工一般可穿插在主要表面加工各工序之间进行，如有相对位置要求，则应放在主要面加半精加工之后；零件上最重要的表面的精加工和工程加工一般放在最后阶段进行。

4.辅助工序

辅助工序主要是指检验工序，它对保证产品质量具有极重要的作用。除了每道工序上的质检、巡检与抽检外，一般在产品出厂前还应安排独立的最终检验工序。零件检验任务二拟定机械零件的加工工艺P.129能力提升

1.常见的毛坯有哪些类型？编制机械加工工艺时选择毛坯应考虑哪些因素？

2.根据外形特征，机械零件的加工表面可分为哪几种类型？选择其加工方法的依据是什么？

3.选择零件表面加工方法应考虑哪些因素？最主要的因素是哪两项？

4.何谓加工经济精度？为什么要确定加工经济精度？

5.机械零件的加工一般分哪三个阶段？各阶段的主要任务是什么？

6.何谓工序集中和工序分散？他们各自的特点是什么？

7.确定加工顺序的基本原则有哪些？任务二拟定机械零件的加工工艺P.129能力提升8.如图所示的传动轴零件，当大批量生产时，试比较用普通机床安排流水线组织生产及用普通机床与数控机床组合安排流水线组织生产两种方法在工序安排、加工阶段与加工顺序上的异同。传动轴零件图任务三确定加工尺寸及尺寸链学习目标（1）掌握加工余量概念及类型。

（2）掌握工序尺寸及确定方法。

（3）了解尺寸链概念，并掌握计算步骤与方法。（1）能计算加工余量。

（2）能进能计算工序尺寸，并用查表法确定其公差。

（3）会用极值法计算尺寸链。P.130

知识目标

技能目标企业生产一线的操作人员是依据生产技术科提供的零件图与工序卡来加工零件的。技术科的工艺技术人员在依据零件的加工工艺路线填写工序卡前，必须进行零件加工余量、各道工序的工序尺寸和尺寸链等相关数据的计算，并查阅有关技术资料，为一些工序尺寸确定公差。要求一线操作人员只要依据这些技术数据实施加工，并在生产过程中以此严格控制在制品的加工质量，就可以较好地防止废品出现。学习情境任务三确定加工尺寸及尺寸链P.130生产技术科一、确定加工余量

1.加工余量的概念加工余量包括工序余量与总余量两类。

零件的某一表面在一道工序中所切出的金属层厚度称为该表面的工序余量，也即同一表面前后相邻的两道工序尺寸之差。

零件表面的总加工余量是指零件在从毛坯到最终成品的整个过程中，某一表面所切出的全部金属层的总厚度，即零件某一表面毛坯尺寸与零件尺寸之差。

总余量等于各工序余量之和。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动一确定加工余量、工序尺寸及公差P.130连杆毛坯与零件一、确定加工余量

2.工序余量按照公称尺寸计算出的工序余量称为基本余量。依据零件结构的不同，工序余量又可以分为单面余量与双面余量两类。工序余量及其计算公式见表。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动一确定加工余量、工序尺寸及公差P.130工序余量及其计算公式表一、确定加工余量

案例：已知某台阶轴的前工序尺寸为,本工序要求加工尺寸为，试求本工序的基本余量、最大余量与最小余量。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动一确定加工余量、工序尺寸及公差P.131解：因为零件为台阶轴，属于外表面加工，且工件为回转体零件，因而其工序余量为双边余量，故

2.工序余量一、确定加工余量

2.工序余量

确定加工余量的方法有分析计算法、查表修正法及经验估算法三种。

目前普遍使用的方法是查表修正法，这种方法是以企业长期的生产实践统计数据、实践及研究积累的加工余量数据为基础编制标准，在实际加工中通过此标准进行修正。在实际选用时要考要综合考虑不同加工方法与加工条件，从工艺手册中查找，再对查找的数据结合实际加工情况予以修正，最终确定加工余量。

相关表格可参阅本教材的附录3。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动一确定加工余量、工序尺寸及公差P.131二、确定加工尺寸及公差

工序尺寸是每道工序加工后应达到的尺寸。工序尺寸与公差的确定与工序余量、工序基准有关。当工序基准与设计基准不重合时，工序尺寸与公差的确定比较复杂，因此这里仅介绍工序基准与设计基准重合时，工序尺寸与公差的确定方法。1.确定工序尺寸

当工序基准与设计基准重合时，最初工序尺寸及为毛坯的尺寸，而最终工序尺寸则为零件图规定的尺寸与公差。建立如下页图所示的单面加工轴的工序尺寸关系模型。假设从最初工序尺寸到最终工序尺寸需要加工三次。d0为最初工序尺寸，

d3为最终工序尺寸，则可以建立工序尺寸关系，见下页表。（图中Td0Td1Td2分别为工序尺寸公差）。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动一确定加工余量、工序尺寸及公差P.132二、确定加工尺寸及公差1.确定工序尺寸任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动一确定加工余量、工序尺寸及公差P.132工序尺寸关系表单面加工轴的工序尺寸关系模型

尺寸公差必须依据加工方法、加工精度和经济性确定，通常根据相关工序加工方法的经济精度选定（参阅附录3）。最终工序的公差即为零件图规定的尺寸公差。

2.确定尺寸公差一、认识尺寸链1.尺寸链概念尺寸链，是指在机器装配或零件加工过程中，各相互连接的尺寸关联要素之间所形成的封闭尺寸组。分析尺寸链有助于正确了解零件与零件之间、零件的各构成要素之间中错综复杂的相互关系，有助于弄清楚尺寸间的变化规律，并合理控制各尺寸的极限偏差和公差值，从而更好的组织和开展生产。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1332.尺寸链的特征与原理一个完整的尺寸链应包含一个自然形成的尺寸和若干个直接获得的尺寸，且组成尺寸链的所有尺寸必须构成一个首尾相连的封闭回路。如图所示为尺寸链的特征，注意尺寸A0

、A1和A2旁边的箭头指向。尺寸链的特征一、认识尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1332.尺寸链的特征与原理如图所示为尺寸链的原理，面1是零件的设计基准，根据基准统一原则，加工面2、3时，应以面1为定位基准（基准D）。显然，A1、A2两个尺寸可直接由加工获得，而尺寸A0则自然获得，因此A0

、A1、A2就构成了一个封闭尺寸链。尺寸链的原理一、认识尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1333.尺寸链的组成尺寸链主要由封闭环与组成环构成。

封闭环是在加工过程中自然形成的尺寸，如图中所示的尺寸A0。一个尺寸链只有一个封闭环，而且封闭环具有“自然形成”的特点。

组成环是在加工过程中直接获得的尺寸，如图所示中的尺寸A1、A2。一个尺寸链应包括由若干个组成环。组成环又分为增环与减环两类。尺寸链的原理当其他组成环不变时，增大某一环导致封闭环增大的环称为增环，反之，当其他组成环不变时，增大某一环导致封闭环减小的环称为减环。一、认识尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1344.尺寸链的类型

按机器或零件所有所具有的装配关系、表面要素间的几何关系等，不同尺寸链有不同的分类方法，见表。尺寸链的类型表尺寸链示例二、建立与分析尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1351.确定封闭环方法是先确定封闭环，再查找组成环，最后判断增环、减环。在装配尺寸链中，封闭环就是产品上面有装备精度要求的尺寸，如图所示的尺寸A0。在零件尺寸链中，封闭环的公差要求最低，零件图上一般不标注。在工艺尺寸链中，封闭环一定是加工中最后自然形成的环，加工顺序不同，封闭环也不同，封闭环必须在确定加工顺序后才能确定。工艺尺寸链装配尺寸链二、建立与分析尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1352.查找组成环

确定封闭环之后，对其有影响的各尺寸为组成环。组成环与封闭环一起形成一个封闭的尺寸回路。

查找装配尺寸链的组成环时，可从封闭环的任意端开始，查找与第一个零件相邻的第二个零件的尺寸，一环接一环，直到封闭环的另一端位置。

查找组成环的关键：组成环是“直接获得”的，组成环与封闭环关联。工艺尺寸链装配尺寸链二、建立与分析尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1353.判断增、减环判断增、减环的判定方法有定义法与回路法两种。

定义法如右图所示，当A1不变时，A2增大，将导致A0减小，因而A2是减环，反之，当A2不变时，A1增大将导致A0增大，因而A1是增环。

回路法如右图所示，沿回封闭路径用箭头给A0

、A1、A2确定方向，A1与A0反向，因而是增环，A2与A0同向，因而是减环；左图亦是如此。

回路法常用于多环的场合。判断增、减环三、计算尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1351.完全互换法的概念

从组成尺寸链各环的极限尺寸出发进行尺寸的计算，以保证完全互换性，而不考虑各环实际尺寸的分布情况。它是尺寸链计算中最基本的方法。

尺寸链的解法有两种，即完全互换法（也成为极值法）和不完全互换法。目前生产中多采用完全互换法。因而仅介绍完全互换法。2.完全互换法计算尺寸链

用完全互换换法计算尺寸链，主要确定封闭环的公称尺寸与极限尺寸，其中极限尺寸包括上极限尺寸与下极限尺寸，其计算公式如下：三、计算尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1352.完全互换法计算尺寸链封闭环的公称尺寸＝所有增环的公称尺寸之和－所有减环的公称尺寸之和

封闭环的上极限尺寸＝所有增环的上限尺寸之和－所有减环的下极限尺寸之和封闭环的下极限尺寸＝所有增环的下限尺寸之和－所有减环的上极限尺寸之和

封闭环的公差：封闭环公差等于各组成环的公差之和三、计算尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链P.1352.完全互换法计算尺寸链套筒零件尺寸链完全互换法计算尺寸链的步骤表完全互换法计算尺寸链的步骤表（续）例：套筒零件尺寸链三、计算尺寸链P.1372.完全互换法计算尺寸链注意：采用完全互换法计算尺寸链，仅考虑各尺寸关联因素中最恶劣的情况，没有考虑加工零件实际尺寸的分布特性，忽略了各尺寸公差间的互相补偿关系。

优点：用完全互换法计算的工序尺寸来加工零件，所得的产品都将满足零件的设计要求，并能在实际装备中实现完全互换，从而降低零件的装配难度，简化装备方法。

缺点：这种方法，没有充分利用零件加工误差的分布特性，为了防止可能出现的公差、超差现象，必须提高各组成环的加工精度，这样就提高了对设备、人员及工艺等方面的要求，增加了企业的生产成本，降低了劳动生产率。任务三确定加工尺寸及尺寸链

活动二计算尺寸链任务三确定加工尺寸及尺寸链P.137能力提升

1.什么是工序余量？总工余量与工序余量有何关系？

2.什么是工序尺寸？确定工序尺寸与公差和哪些要素有关系？

3.什么是尺寸链？尺寸链包括哪两个组成部分？

4.什么是封闭环？封闭环有何特点？

5.什么是增环？什么是减环？判断增环与减环有哪两种方法？

6.用完全互换法（极值法）计算尺寸量包括哪六个步骤？

7题图7.加工如图所示的轴套要求保证尺寸8±0.1。由于该尺寸难以测量，必须通过控制尺寸A来间接保证。试求尺寸A及其上下极限偏差。

P.138能力提升8.如图所示为机床部件。尺寸A0为两个零件间的装配间隙。尺寸链图如图所示，求尺寸A0的范围8题图任务三确定加工尺寸及尺寸链任务四了解工艺规程及工艺文件学习目标（1）了解工艺规程的基本组成及内容。

（2）了解工艺文件的内容及用途。

（3）了解工艺文件编写的基本方法及步骤。（1）能说出工艺规程内容及其编制步骤。

（2）能识别主要的工艺文件。

（3）初步会填写机械加工工艺过程卡片及工序卡片。P.138

知识目标

技能目标任务四了解工艺规程及工艺文件学习情境工厂的操作人员在进行机械零件加工时，必须到生产部门领取零件加工所需要的零件图、工艺过程卡及工序卡等工艺规程及工艺文件，在这些工艺规程与文件、工艺文件的指导下，操作人员才能生产出合格的零件。如图所示为机械加工企业生产现场。

企业的各类工艺规程与工艺文件是由生产技术科的工艺技术人员编制的。如图所示为生产企业技术科工作现场。通过工艺规程与工艺文件的编制，提升企业生产管理水平，保证生产过程稳定运行，提高生产率与经济效益。P.138任务四了解工艺规程及工艺文件

活动了解工艺规程及工艺文件1.工艺规程的概念

工艺规程是用来指导加工的技术文件，一般包括零件的加工工艺路线、各工序的具体加工内容、切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等内容。

加工一个零件可以制订不同的工艺方案，其中总有一种方案是在给定的条件下最经济、最合理的，将这个方案用文件形式固定下来，用于指导生产实践，就能获得最佳的经济效益。因此，工艺规程编制对保证产品质量有重要的作用。P.139一、认识工艺规程零件及其工艺任务四了解工艺规程及工艺文件

活动了解工艺规程及工艺文件2.制订工艺规程的技术依据工艺规程对指导生产有重要作用，因此制订时必须以相关零件的原始资料为技术依据。

（1）零件图：对有较高装备要求的零件图，还必须提供与零件相关的装配图样。

（2）企业生产能力与零件的生产批量。

P.139一、认识工艺规程零件图（3）毛坯材料、型材的品种、规格、自我供给能力及周边协作能力等。

（4）零件验收的质量标准。

（5）企业、车间的生产条件、设备、场地、员工技术水平和质量保证能力等。任务四了解工艺规程及工艺文件

活动了解工艺规程及工艺文件

制订零件工艺规程的步骤是：分析零件图，确定坯料尺寸，合理选择加工基准，确定工件装夹方法，拟定工艺路线，确定加工余量、工序尺寸与公差，确定加工设备及工装夹具，确定切削用量、确定工时定额和填写工艺文件。P.140二、制订零件加工工艺规程的步骤零件图1.分析零件图

分析零件图，一是要分析零件结构的特点，理清零件各加工表面间的相互关系。二是要分析技术要求，明确各加工表面的尺寸及和公差及表面质量要求。重点是弄清楚主要表面的技术要求，根据零件的结构特点和技术要求，按照生产批量，结合企业设备状况拟定工艺规程。任务四了解工艺规程及工艺文件

活动了解工艺规程及工艺文件2.确定坯料尺寸

坯料一般用型材或者是铸、锻件，坯料的形状和尺寸应尽量与成品规格接近，以实现少切削或无切削。总之，以节省原材料、提高加工效率为基本原则。

3.拟定工艺路线。

拟定工艺路线的主要任务是选择定位基准、确定各表面的加工方法、划分加工阶段、确定加工顺序，并确定整个工艺过程中工序的数量等。工艺路线的拟定是指制订工艺规程的总体布局。实践中应制订多个工艺路线方案，并进行综合比较，从中选出最佳方案。P.140二、制订零件加工工艺规程的步骤4.确定加工余量、工序尺寸与