第十二章 机械制造工艺规程设计1

第十二章机械制造工艺规程设计本章要求;1、掌握机械加工工艺过程设计的根本原理、原那么和方法2、掌握制定工艺规程的原那么，3、掌握尺寸链、工序尺寸及公差的原理和计算方法，并能正确地运用它来分析和处理实践工艺问题4、零件构造工艺性分析，技术要求分析1概述本章首先引见制定机械加工工艺规程的步骤和方法；然后重点讨论机械加工工艺过程设计中的主要问题，包括定位基准的选择，加工道路的拟订，工序尺寸及公差确实定等；最后对计算机辅助工艺过程设计〔CAPP〕原理和工艺过程的经济性分析进展简要阐明。2应牢牢把握住机械加工工艺过程设计的根本原理、原那么和方法〔如选择定位基准的原那么，选择加工方法的原那么，工序划分及工序顺序安排的原那么，确定余量的原那么和方法，工序尺寸及公差确实定方法，工艺尺寸链原理及运用等〕，并经过一定的实际掌握制定机械加工工艺规程的步骤和方法。3第一节机械加工工艺规程概述

学习要点：了解机械加工工艺规程的作用，掌握械加工工艺规程设计的原那么和步骤，了解常用毛坯的特点及适用范围。4一、机械加工工艺规程及其作用1、机械加工工艺规程的定义根据规定和阅历将“正确〞的零件机械加工过程用文字和图表的方式规定下来，反过来指点消费的工艺文件称为工艺规程将制定好的零〔部〕件的机械加工工艺过程按一定的格式〔通常为表格或图表〕和要求描画出来，作为指令性技术文件，即为机械加工工艺规程。5二、机械加工工艺规程的类型及格式包括：机械加工工艺过程卡——为阐明零件机械加工工艺过程的工艺文件；工序卡——对每道工序作详细阐明、可直接用于指点工人操作的工艺文件；检验工序卡——对成批或大量消费中重要检验工序作详细阐明、指点检验的工艺文件；机床调整卡——大批量消费中对由自动线、流水线上的机床以及由自动机或半自动机完成的工序，为调整工提供机床调整根据的工艺文件。61、机械加工工艺规程的格式不同的消费类型对工艺规程的要求不同。1〕单件小批消费由于消费的分工比较粗糙，通常只需阐明零件的加工工艺道路〔即其加工工序顺序〕，填写工艺过程卡〔见表〕。72〕对于大批量消费，因其消费组织严密、分工巧致，工艺规程应尽量详细，要求对每道加工工序的加工精度、操作过程、切削用量、运用的设备及刀、夹、量具等均作出详细规定。因此除了工艺过程卡外，还应有相应的加工工序卡〔见表〕。此外，必要时还需求检验工序卡和机床调整卡。83〕中小批量消费经常采用机械加工工艺卡〔见表〕，其详细程度介于工艺过程卡和加工工序卡之间。94、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，是指挥现场消费的根据。(2)机械加工工艺规程是新产品投产前，进展有关的技术预备和消费预备的根据。(3)

机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房〔车间〕的根据。10三、工艺规程设计的原那么与步骤1、设计原那么1〕编制工艺规程应以保证零件加工质量，到达设计图纸规定的各项技术要求为前提。2〕在保证加工质量的根底上，应使工艺过程有较高的消费效率和较低的本钱。3〕应充分思索和利用现有消费条件，尽能够作到平衡消费。4〕尽量减轻工人劳动强度，保证平安消费，发明良好、文明劳动条件。5〕积极采用先进技术和工艺，力争减少资料和能源耗费，并应符合环境维护要求。112、制定机械加工工艺规程所需的原始资料制定零件的机械加工工艺规程时,需具备以下原始资料：1〕产品的全套装配图及零件图。2〕产品的验收质量规范。3)产品的消费纲领及消费类型。

124)零件毛坯图及毛坯消费情况。零件毛坯图通常由毛坯车间技术人员设计。机械加工工艺人员应研讨毛坯图并了解毛坯的消费情况，如了解毛坯的余量、构造工艺性、铸件的分型面和浇冒口位置、模锻件的出模斜度和飞边位置等，以便正确选择零件加工时的装夹部位和装夹方法，合理确定工艺过程。

135.)本厂〔车间〕的消费条件。应全面了解工厂〔车间〕设备的种类、规格和精度情况，工人的技术程度，现有的刀、夹、量具规格，以及公用设备、工艺配备的设计制造才干，等等。6)各种有关手册、规范等技术资料。7)国内外先进工艺及消费技术的开展与运用情况。143、加工工艺规程的设计步骤1〕分析零件任务图和产品装配图阅读零件任务图和产品装配图，以了解产品的用途、性能及任务条件，明确零件在产品中的位置、功用及其主要的技术要求。2〕工艺审查主要审查零件图上的视图、尺寸和技术要求能否完好、正确；分析各项技术要求制定的根据，找出其中的主要技术要求和关键技术问题，以便在设计工艺规程时采取措施予以保证；审查零件的构造工艺性153〕确定毛坯的种类及其制造方法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、成型轧制件等。零件的毛坯种类有的已在图纸上明确，如焊接件。有的随着零件资料的选定而确定，如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等，此时毛坯必为铸件，且除了外形简单的小尺寸零件选用铸外型材外，均选用单件外型铸件。对于资料为构造钢的零件，除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外，大多数只规定了资料及其热处置要求，这就需求工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和构造外形来确定毛坯种类。如作用普通的阶梯轴，假设各阶梯的直径差较小，那么可直接以圆棒料作毛坯；重要的轴或直径差大的阶梯轴，为了减少资料耗费和切削加工量，那么宜采用锻件毛坯。常用毛坯的特点及适用范围见表。164〕拟定机械加工工艺道路这是机械加工工艺规程设计的中心部分，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置、检验和其它工序等〔见本章以后各节〕。。175〕确定各工序所需的机床和工艺配备工艺配备包括夹具、刀具、量具、辅具等。机床和工艺配备的选择应在满足零件加工工艺的需求和可靠地保证零件加工质量的前提下，与消费批量和消费节拍相顺应，并应优先思索采用规范化的工艺配备和充分利用现有条件，以降低消费预备费用。对必需改装或重新设计的公用机床、公用或成组工艺配备，应在进展经济性分析和论证的根底上提出设计义务书186〕确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差7〕确定切削用量8〕确定各工序工时定额9〕评价工艺道路对所制定的工艺方案应进展技术经济分析，并应对多种工艺方案进展比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案填写或打印工艺文件。Mj212.1319第二节机械加工工艺规程设计一、零件图的审查：1、零件图与装配图的分析经过分析，了解产品的用途、性能要求、任务条件及功能，分析零件的主要技术要求与技术难点，寻求最正确方案加以处理20零件图分析的内容1〕零件图的完好性与正确性、构造上的合理性2〕零件图上技术要求的合理性尺寸精度、外形精度位置精度、热处置、等3〕零件资料的选择能否合理212、零件构造工艺性分析零件的构造分析主要包括以下三方面(1)零件外表的组成和根本类型根据机械零件不同外表的组合构成零件构造上的特点，就可选择与其相顺应的加工方法和加工道路，例如外圆外表通常由车削或磨削加工；内孔外表那么经过钻、扩、铰、镗和磨削等加工方法获得。机械零件不同外表的组合构成零件构造上的特点。在机械制造中，通常按零件构造和工艺过程的类似性，将各类零件大致分为轴类零件、套类零件、箱体类零件、齿轮类零件和叉架类零件等。22(2)主要外表与次要外表区分根据零件各加工外表要求的不同，可以将零件的加工外表划分为主要加工外表和次要加工外表；这样，就能在工艺道路拟定时，做到主次分开以保证主要外表的加工精度。23(3)零件的构造工艺性所谓零件的构造工艺性是指零件在满足运用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。功能一样的零件，其构造工艺性可以有很大差别。所谓构造工艺性好，是指在现有工艺条件下，既能方便制造又有较低的制造本钱。表12.324对于零件机械加工构造工艺性，主要从零件加工的难易性和加工本钱两方面思索。在满足运用要求的前提下，普通对零件的技术要求应尽量降低，同时对零件每一个加工外表的设计，应充分思索其可加工性和加工的经济性，使其加工工艺道路简单，有利于提高消费效率，并尽能够运用规范刀具和通用工装等，以降低加工本钱。25此外零件机械加工构造工艺性还要思索以下要求：1〕设计的构造要有足够的加工空间，以保证刀具可以接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等；2〕设计的构造应便于加工，如应尽量防止使钻头在斜面上钻孔；3〕尽量减少加工面积，如对大平面或长孔合理加设空刀等；4〕从提高消费率的角度思索，在构造设计中应尽量使零件上类似的构造要素〔如退刀槽、键槽等〕规格一样，并应使类似的加工面〔如凸台面、键槽等〕位于同一平面上或同一轴截面上，以减少换刀或安装次数及调整时间；5〕零件构造设计应便于加工时的安装与夹紧。

26零件切削加工的构造工艺性例如例如1例如2例如3例如4例如5例如6例如7例如8例如9例如10例如11例如12例如13273、零件的技术要求分析零件图样上的技术要求，既要满足设计要求，又要便于加工，而且齐全和合理。其技术要求包括以下几个方面：1〕加工外表的尺寸精度、外形精度和外表质量；2〕各加工外表之间的相互位置精度；3〕工件的热处置和其它要求，如动平衡、镀铬处置、去磁等。零件的尺寸精度、外形精度、位置精度和外表粗糙度的要求，对确定机械加工工艺方案和消费本钱影响很大。因此，必需仔细审查，以防止过高的要求使加工工艺复杂化和添加不用要的费用。28在仔细分析了零件的技术要求后，结合零件的构造特点，对零件的加工工艺过程便有一个初步的轮廓。加工外表的尺寸精度、外表粗糙度和有无热处置要求，决议了该外表的最终加工方法，进而得出中间工序和粗加工工序所采用的加工方法。如，轴类零件上IT7级精度、外表粗糙度Ra1.6μm的轴颈外表，假设不淬火，可用粗车、半精车、精车最终完成；假设淬火，那么最终加工方法选磨削，磨削前可采用粗车、半精车〔或精车〕等加工方法加工。外表间的相互位置精度，根本上决议了各外表的加工顺序。29箱体类零件构造？技术要求？30二、毛坯确实定毛坯确实定，不仅影响毛坯制造的经济性，而且影响机械加工的经济性。所以在确定毛坯时，既要思索热加工方面的要素，也要兼顾冷加工方面的要求，以便从确定毛坯这一环节中，降低零件的制造本钱。311、毛坯的种类确实定：毛坯的种类很多，同一种毛坯又有多种制造方法，机械制造中常用的毛坯有以下几种：(1)铸件外形复杂的零件毛坯，宜采用铸造方法制造。(2)锻件机械强度要求高的钢制件，普通要用锻件毛坯。锻件有自在锻造锻件和模锻件两种。加工余量较大，而且零件的构造必需简单32(3)型材型材按截面外形可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、槽钢及其它特殊截面的型材。型材有热轧和冷拉两类。热轧的型材精度低，但价钱廉价，用于普通零件的毛坯；冷拉的型材尺寸较小、精度高，易于实现自动送料，但价钱较高，多用于批量较大的消费，适用于自动机床加工。33(4)焊接件焊接件是用焊接方法而获得的结合件，焊接件的优点是制造简单、周期短、节省资料，缺陷是抗振性差，变形大，需经时效处置后才干进展机械加工。除此之外，还有冲压件、冷挤压件、粉末冶金等其它毛坯。34毛坯种类选择中应留意的问题(1)零件资料及其力学性能零件的资料大致确定了毛坯的种类。例如资料为铸铁和青铜的零件应选择铸件毛坯；钢质零件外形不复杂，力学性能要求不太高时可选型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻件毛坯、35(2)零件的构造外形与外形尺寸外形复杂的毛坯，普通用铸造方法制造。薄壁零件不宜用砂型铸造；中小型零件可思索用先进的铸造方法；大型零件可用砂型铸造。普通用途的阶梯轴，如各阶梯直径相差不大，可用圆棒料；如各阶梯直径相差较大，为减少资料耗费和机械加工的劳动量，那么宜选择锻件毛坯。尺寸大的零件普通选择自在锻造；中小型零件可选择模锻件；一些小型零件可做成整体毛坯。36(3)消费类型大量消费的零件应选择精度和消费率都比较高的毛坯制造方法，如铸件采用金属模机器外型或精细铸造；锻件采用模锻、精锻；型材采用冷轧或冷拉型材；零件产量较小时应选择精度和消费率较低的毛坯制造方法。(4)现有消费条件确定毛坯的种类及制造方法，必需思索详细的消费条件，如毛坯制造的工艺程度，设备情况以及对外协作的能够性等。(5)充分思索利用新工艺、新技术和新资料372、毛坯外形和尺寸确实定在零件需求加工的外表上，加上一定的机械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造时，同样会产生误差，毛坯制造的尺寸公差称为毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小，直接影响机械加工的劳动量和原资料的耗费，从而影响产品的制造本钱。所以现代机械制造的开展趋势之一，便是经过毛坯精化38三、定位基准的选择学习要点：定位基准的选择是零件加工工艺规程制定的重要问题，要深化了解并结实掌握粗基准及精基准的选择原那么，并会灵敏地运用这些原那么。拟订加工道路的第一步是选择定位基准。定位基准的选择合理与否，将直接影响所制定的零件加工工艺规程的质量。基准选择不当，往往会添加工序，或使工艺道路不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到零件的加工精度〔特别是位置精度〕要求。那么提出了如何正确选择定位基准的问题。定位基准有粗基准和精基准之分。391、粗基准的选择用毛坯上未曾加工过的外表作为定位基准，那么该外表称为粗基准。粗基准选择普通应遵照以下原那么：1)保证相互位置要求原那么假设首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，那么应以不加工面作为粗基准。2)余量均匀分配原那么假设首先要求保证工件某重要外表加工余量均匀时，应选择该外表的毛坯面作为粗基准上述两个原那么是选择粗基准时最主要的原那么。这两个原那么经常是相互矛盾的，需根据详细情况加以选择。40例如下a图加工时，假设以不加工外圆外表1作粗基准定位〔如用三爪卡盘夹外圆〕，那么加工后内孔2与外圆1同轴，可以保证零件壁厚均匀，但加工面〔内孔〕2加工余量不均匀，见图b。假设以零件毛坯孔3作粗基准定位〔如用四爪卡盘夹外圆1，以毛坯孔3直接找正〕，那么加工面〔内孔〕2与毛坯孔3同轴，可以保证加工余量均匀，但加工面〔内孔〕2与不加工面外圆1不同轴，即壁厚不均匀，见图c。41以1面作为粗基准加工内孔，内外圆同轴其小圆柱段壁厚均匀，但加工余量不均匀以内孔3作为粗基准加工2，保证余量均匀但小圆柱段壁厚不均匀42例如车床床身加工，导轨面是床身的重要外表，不但精度要求高，而且要求资料的组织致密，金相组织均匀。为此在铸造时，置导轨面于下方，并采取激冷措施。这时假设以导轨面为粗基准加工底面，再以底面为基准加工导轨面，即可保证其他量均匀〔见图a〕，否那么假设以底面为粗基准加工导轨面〔见图b〕就无法满足这一要求。43除上述两个原那么外，选择粗基准时还要思索以下两点：3〕便于工件装夹原那么要求选用的粗基准面尽能够平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。4〕粗基准普通不得反复运用原那么由于粗基准本身是毛坯外表，精度和粗糙度均较差，假设在两次装卡中反复运用同一粗基准，就会呵斥两次加工出的外表之间出现较大的位置误差442、精基准选择原那么选择精基准的两条主要原那么1〕基准重合原那么

应尽量选择加工外表的设计基准作为精基准，即谓"基准重合"原那么。这样可防止由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决议性影响的工序中，特别是当位置公差要求较严时，普通不应违反这一原那么452〕一致基准原那么当工件以某一外表作精基准定位，可以方便地加工大多数〔或全部〕其他外表时，应尽早地将这个基准面加工出来，并到达一定精度，以后大多数〔或全部〕工序均以它为精基准进展加工。46常见一致精基准的方式在实践消费中，经常运用的一致基准方式有：1〕轴类零件常运用两顶尖孔作一致精基准。2〕箱体类零件常运用一面两孔〔一个较大的平面和两个间隔较远的销孔〕作一致精基准3〕盘套类零件常运用止口面作一致精基准。4〕套类零件用一长孔和一止推面作一致精基准。需求指出，采用一致基准原那么经常会带来基准不重合问题。此时，需针对详细问题进展详细分析，根据实践情况选择精基准47选择精基准的其他原那么3〕“互为基准〞原那么对某些位置精度要求高的外表，可以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度，这就是“互为基准〞的原那么。前端7：24锥孔〔图中3〕对支承轴径〔图中1、2〕的同轴度要求很高，为保证这一要求，采用互为基准的原那么进展加工48494〕“自为基准〞的原那么

对一些精度要求很高的外表，在精细加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而且均匀，这时可以曾经精加工过的外表本身作为定位基准，这就是“自为基准〞的原那么。5)便于装夹原那么所选择的精基准，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定位准确、可靠。同时还应使夹紧机构简单、操作方便。

50四、工艺道路的拟定mj112.8学习要点：掌握加工经济精度的概念，了解常见外表的典型加工方法与加工道路，了解并掌握加工阶段的划分原那么，加工顺序的安排原那么，工序集中与工序分散的特点及其运用。51工艺道路的拟订是制定工艺规程的关键，它制定的能否合理，直接影响到工艺规程的合理性、科学性和经济性。工艺道路拟订的主要义务是：1、选择各个外表的加工方法和加工方案。2、确定各个外表的加工顺序以及工序集中与分散的程度。3、合理选用机床和刀具、确定所用夹具的大致构造等。关于工艺道路的拟订，经过长期的消费实际已总结出一些带有普遍性的工艺设计原那么，但在详细拟订时，特别要留意根据消费实践灵敏运用。52一〕外表加工方案的选择1、各种加工方法所能到达的经济精度及外表粗糙度为了正确选择外表加工方法，首先应了解各种加工方法的特点和掌握加工经济精度的概念。任何一种加工方法可以获得的加工精度和外表粗糙度均有一个较大的范围。5354序号

加工方法经济精度（公差等级表示）

表面粗糙度值Ra/μm适用范围1粗车

IT11~1310~50

2粗车—半精车IT8~102.5~6.3适用于淬火钢以外的各种金属3粗车—半精车—精车IT7~80.8~1.64粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT7~80.025~0.25粗车—半精车—磨削IT7~80.4~0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车—半精车—粗磨—精磨IT6~70.1~0.47粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）IT50.012~0.1（或Rz0.18粗车—半精车—精车—精细车（金钢车）IT6~70.025~0.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（或镜面磨）IT50.006~0.025（或Rz0。05）极高精度的外圆加工

10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨）IT50.006~0.1（或Rz0.05外圆加工方案5556序号加工方法经济精度（公差等级表示）表面粗糙度值Ra/μm适用范围1钻IT11~1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径小于15~20mm2钻—铰IT8~101.6~6.33钻—粗铰IT7~80.8~1.64钻—扩IT10~116.3~12.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于15~20mm5钻—扩—铰IT8~91.6~3.26钻—扩—粗铰—精铰IT70.8~1.67钻—扩—机铰—手铰IT6~70.2~0.48钻—扩—拉IT7~90.1~1.6大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）孔加工方案579粗镗（或扩孔）IT11~136.3~12.5除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）IT9~101.6~3.211粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）IT7~80.8~1.612镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗IT6~70.4~0.813粗镗（扩）—半精镗—磨孔IT7~80.2~0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨IT7~80.1~0.215粗镗—半精镗—精镗—精镗—精细镗（金刚镗）IT6~70.05~0.4主要用于精度要求高的有色金属16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨IT6~70.025~0.2精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的珩磨IT5~60.006~0.1接上表5859序号加工方法经济精度(公差等级表示）表面粗糙度值Ra/μm适用范围1粗车IT11~1312.5~50端面2粗车—半精车IT8~103.2~6.33粗车—半精车—精车IT7~80.8~1.64粗车—半精车—磨削IT6~80.2~0.85粗刨（或粗铣）IT11~136.3~25一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度Ra值较小）6粗刨（或粗铣）—精刨(或精铣)IT8~101.6~6.37粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研IT6~70.1~0.8精度要求较高的不淬硬平面批量较大时宜采用宽刃精刨方案8以宽刃精刨代替上述刮研IT70.2~0.89粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削IT70.2~0.8精度要求高的淬火硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削IT6~70.025~0.411粗铣—拉IT7~90.2~0.8大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）12粗铣—精铣—磨削—研磨IT5以上0.006~0.1(或Rz0.05)高精度平面平面加工方案602、选择外表加工方案时思索的要素选择外表加工方案，普通是根据阅历或查表来确定，再结合实践情况或工艺实验进展修正。外表加工方案的选择，应同时满足加工质量、消费率和经济性等方面的要求，详细选择时应思索以下几方面：61①选择能获得相应经济精度的加工方法例如加工精度为IT7，外表粗糙度为Ra0.4m的外圆柱面，经过精细车削是可以到达要求的，但不如磨削经济。②零件资料的可加工性能例如淬火钢的精加工要用磨削，有色金属圆柱面的精加工为防止磨削时堵塞砂轮，那么要用高速精细车或精细镗〔金刚镗〕。62③工件的构造外形和尺寸大小例如对于加工精度要求为IT7的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可到达要求。但箱体上的孔，普通不宜选用拉孔或磨孔，而宜选择镗孔〔大孔〕或铰孔〔小孔〕。63④消费类型大批量消费时，应采用高效率的先进工艺，例如用拉削方法加工孔和平面，用组合铣削或磨削同时加工几个外表，对于复杂的外表采用数控机床及加工中心等；单件小批消费时，宜采用刨削，铣削平面和钻、扩、铰孔等加工方法，防止盲目地采用高效加工方法和公用设备而呵斥经济损失。⑤现有消费条件充分利用现有设备和工艺手段，发扬工人的发明性，发掘企业潜力，发明经济效益。642、加工阶段的划分划分方法零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。普通划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。假设零件要求的精度特别高，外表粗糙度很细时，还应増加光整加工和超精细加工阶段。各加工阶段的主要义务是：1〕粗加工阶段主要义务是切除毛坯上各加工外表的大部分加工余量，使毛坯在外形和尺寸上接近零件废品。因此，应采取措施尽能够提高消费率。同时要为半精加工阶段提供精基准，并留有充分均匀的加工余量，为后续工序发明有利条件。652)半精加工阶段切除一定的余量，到达一定的精度要求，并保证留有一定的加工余量，为主要外表的精加任务预备。同时完成一些次要外表的加工〔如紧固孔的钻削，攻螺纹，铣键槽等〕。3)精加工阶段切除少量余量，主要义务是保证零件各主要外表到达图纸规定的技术要求。jd1664)光整加工阶段〔切除极少或不切除余量〕对精度要求很高〔IT6以上〕，外表粗糙度很小〔小于Ra0.2μm〕的零件，需安排光整加工阶段。其主要义务是减小外表粗糙度或进一步提高尺寸精度和外形精度。jd367划分加工阶段的缘由1)保证加工质量的需求2)合理运用机床设备的需求3)及时发现毛坯缺陷，便于及时修补或决议报废，以免继续加工后呵斥工时和加工费用的浪费。4)便于安排热处置68阐明：1、在零件工艺道路拟订时，普通应遵守划分加工阶段这一原那么，但详细运用时还要根据零件的情况灵敏处置，例如对于精度和外表质量要求较低而工件刚性足够，毛坯精度较高，加工余量小的工件，可不划分加工阶段。又如对一些刚性好的重型零件，由于装夹吊运很费时，也往往不划分加工阶段而在一次安装中完成粗精加工。2、将工艺过程划分成几个加工阶段是对整个加工过程而言的，不能单纯从某一外表的加工或某一工序的性质来判别。例如工件的定位基准，在半精加工阶段甚至在粗加工阶段就需求加工得很准确，而在精加工阶段中安排某些钻孔之类的粗加工工序也是常有的。693、工序的划分工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序的加工内容却比较多；工序分散那么相反，整个工艺过程中工序数量多，而每一道工序的加工内容那么比较少。(1)工序集中的特点①有利于采用高消费率的公用设备和工艺配备，如采用多刀多刃、多轴机床、数控机床和加工中心等，从而大大提高消费率。②减少了工序数目，缩短了工艺道路，从而简化了消费方案和消费组织任务。③减少了设备数量，相应地减少了操作工人和消费面积。④减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且在一次安装下能加工较多的外表，也易于保证这些外表的相对位置精度。⑤公用设备和工艺安装复杂，消费预备任务和投资都比较大，尤其是转换新产品比较困难70(2)工序分散特点①设备和工艺配备构造都比较简单，调整方便，对工人的技术程度要求低。②可采用最有利的切削用量，减少机动时间。③容易顺应消费产品的变换。④设备数量多，操作工人多，占用消费面积大。工序集中和工序分散各有特点；在拟订工艺道路时，工序是集中还是分散，即工序数量是多还是少，主要取决于消费规模和零件的构造特点及技术要求。在普通情况下：单件小批消费时，多采用工序集中。大批量消费时，既可采用多刀、多轴等高效率机床将工序集中，也可将工序分散后组织流水线消费；714、工序顺序的安排1)机械加工工序的安排①基准先行零件加工普通多从精基准的加工开场，再以精基准定位加工其它外表。因此，选作精基准的外表应安排在工艺过程起始工序先进展加工，以便为后续工序提供精基准。例如轴类零件先加工两端中心孔，然后再以中心孔作为精基准，粗、精加工一切外圆外表。齿轮加工那么先加工内孔及基准端面，再以内孔及端面作为精基准，粗、精加工齿形外表。72

②先粗后精精基准加工好以后，整个零件的加工工序，应是粗加工工序在前，相继为半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原那么先加工精度要求较高的主要外表，即先粗加工再半精加工各主要外表，最后再进展精加工和光整加工。在对重要外表精加工之前，有时需对精基准进展修整，以利于保证重要外表的加工精度，如主轴的高精度磨削时，精磨和超精磨削前都须研磨中心孔；精细齿轮磨齿前，也要对内孔进展磨削加工。73③先主后次根据零件的功用和技术要求。先将零件的主要外表和次要外表分开，然后先安排主要外表的加工，再把次要外表的加工工序插入其中。次要外表普通指键槽、螺孔、销孔等外表。这些外表普通都与主要外表有一定的相对位置要求，应以主要外表作为基准进展次要外表加工，所以次要外表的加工普通放在主要外表的半精加工以后，精加工以前一次加工终了。也有放在最后加工的，但此时应留意不要碰伤已加工好的主要外表。74④先面后孔对于箱体、底座、支架等类零件，平面的轮廓尺寸较大，用它作为精基准加工孔，比较稳定可靠，也容易加工，有利于保证孔的精度。假设先加工孔，再以孔为基准加工平面，那么比较困难，加工质量也受影响。工序安排：①基面先行；②先主后次；③先粗后精；④先面后孔；752)热处置工序的安排热处置可用来提高资料的力学性能，改善工件资料的加工性能和消除内应力，其安排主要是根据工件的资料和热处置目的来进展。热处置工艺可分为两大类：预备热处置和最终热处置。1)预备热处置预备热处置的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处置预备良好的金相组织。其热处置工艺有退火、正火、时效、调质等。76①退火和正火。退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量高于0.5％的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处置；含碳量低于0.5％的碳钢和合金钢，为防止其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处置。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处置做预备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进展。77

②时效处置。时效处置主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。为减少运输任务量，对于普通精度的零件，在精加工前安排一次时效处置即可。但精度要求较高的零件(如坐标镗床的箱体等)，应安排两次或数次时效处置工序。简单零件普通可不进展时效处置。除铸件外，对于一些刚性较差的精细零件(如精细丝杠)，为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处置。有些轴类零件加工，在校直工序后也要安排时效处置。78

③调质。调质即是在淬火后进展高温回火处置，它能获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的外表淬火和渗氮处置时减少变形做预备，因此调质也可作为预备热处置。由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处置工序。792)最终热处置最终热处置的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。①淬火。淬火有外表淬火和整体淬火。其中外表淬火由于变形、氧化及脱碳较小而运用较广，而且外表淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部坚持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高外表淬火零件的机械性能，常需进展调质或正火等热处置作为预备热处置。其普通工艺道路为：下料一锻造一正火(退火)一粗加工一调质一半精加工一外表淬火一精加工。80②渗碳淬火。渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，先提高零件表层的含碳量，经淬火后使表层获得高的硬度，而心部仍坚持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和部分渗碳。部分渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施(镀铜或镀防渗资料)。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度普通在0.5~2mm之间，所以渗碳工序普通安排在半精加工和精加工之间。其工艺道路普通为：下料一锻造一正火一粗、半精加工一渗碳淬火一精加工。81当部分渗碳零件的不渗碳部分，采用加大余量后切除多余的渗碳层的工艺方案时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后，淬火前进展。82

③渗氮处置。渗氮是使氮原子渗入金属外表获得一层含氮化合物的处置方法。渗氮层可以提高零件外表的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处置温度较低、变形小、且渗氮层较薄(普通不超越0.6～0.7mm)，因此渗氮工序应尽量靠后安排，常安排在精加工之间进展。为减小渗氮时的变形，在切削后普通需进展消除应力的高温回火。83(3)检验工序的安排检验工序普通安排在粗加工后，精加工前；送往外车间前后；重要工序和工时长的工序前后；零件加工终了后，入库前。(4)其它工序的安排1〕外表强化工序如滚压、喷丸处置等，普通安排在工艺过程的最后。2〕外表处置工序如发蓝、电镀等普通安排在工艺过程的最后。3〕探伤工序如X射线检查、超声波探伤等多用于零件内部质量的检查，普通安排在工艺过程的开场。磁力探伤、荧光检验等主要用于零件外表质量的检验，通常安排在该外表加工终了以后。4〕平衡工序包括动、静平衡，普通安排在精加工以后。84第三节加工余量与工序尺寸确实定在选择了毛坯，拟订出加工工艺道路之后，工艺道路确定之后，就需求安排各个工序的详细加工内容，更重要的是确定各工序的工序尺寸及上下偏向〔工序公差〕。

85一、加工余量的概念：在机械加工过程中从加工外表切除的金属层厚度称为加工余量。加工余量分为工序余量和加工总余量。总加工余量—指由毛坯变为废品的过程中，在某加工外表上所切除的金属层总厚度，即毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差。工序余量—是指为完成某一道工序所必需切除的金属层厚度，即相邻两工序的工序尺寸之差。861、加工余量：总余量Z0=Z1+Z2+····+Zn=工序余量2、工序余量：单边余量：图a〕双边余量：图b〕图c〕87工序余量计算公式

设某加工外表上道工序〔工步〕的尺寸为a，本道工序〔工步〕的尺寸b，那么本道工序〔工步〕的根本余量Zb可表示成：对于被包容外表：Zb=a-b对于包容外表：Zb=b-a88最大余量、最小余量、平均余量、余量公差余量作为尺寸，也有根本尺寸，上、下偏向和公差，即有根本余量〔余量根本尺寸〕，最大余量、最小余量和余量公差〔余量变动量〕。其计算公式为最大余量：Zmax=amax-bmin〔被包容尺寸〕Zmax=bmax-amin〔包容尺寸〕最小余量：Zmin=amin-bmax〔被包容尺寸〕Zmin=bmin-amax〔包容尺寸〕平均余量：Zm=am-bmZm=bm-am余量公差：TZ=Zmax-Zmin=Ta+Tb89阐明：1、由于毛坯尺寸和各工序尺寸不可防止地存在公差，因此无论是加工总余量还是工序余量实践上是个变动值，因此加工余量又有根本余量、最大余量和最小余量之分，通常所说的加工余量是指根本余量。2、加工余量、工序余量的公差标注应遵照“入体原那么〞即：“毛坯尺寸按双向标注上、下偏向；被包容外表尺寸上偏向为零，也就是根本尺寸为最大极限尺寸〔如轴〕；对包容面尺寸下偏向为零，也就是根本尺寸为最小极限尺寸〔如内孔〕。903、加工余量大小与加工本钱有亲密关系，加工余量过大不仅浪费资料，而且添加切削工时，增大刀具和机床的磨损，从而添加本钱；加工余量过小，会使前一道工序的缺陷得不到纠正，呵斥废品，从而也使本钱添加，因此，合理地确定加工余量，对提高加工质量和降低本钱都有非常重要的意义。91影响加工余量大小的要素最小余量构成加工余量主要取决于前一工序加工面〔或毛坯面〕的形状。为保证本工序的加工精度，需将前一工序加工面〔或毛坯面〕的缺陷部分去除。因此，最小加工余量应包括1)上一工序产生的外表粗糙度Ry〔外表轮廓最大高度〕和外表缺陷层深度Ha，92最小加工余量构成93加工方法RyHa加工方法RyHa粗车内外圆精车内外圆粗车端面精车端面钻粗扩孔精扩孔粗铰精铰粗镗精镗磨外圆磨内圆15～1005～4015～2255～5445～22525～22525～10025～1008.5～2525～2255～251.7～151.7～1540～6030～4040～6030～4040～6040～6030～4025～3010～2030～5025～4015～2520～30磨端面磨平面粗刨精刨粗插精插粗铣精铣拉切断研磨超级加工抛光1.7～151.5～1515～1005～4525～1005～4515～2255～451.7～3545～2250～1.60～0.80.06～1.615～3520～3040～5025～4050～6035～5040～6025～4010～20603～50.2～0.32～5各种加工方法的外表粗糙度Ry和外表缺陷层Ha的数值〔μm〕942)上一工序留下的形位误差ea。3〕本工序的装夹误差εb〔包括定位误差和夹紧误差〕。这项误差直接影响被加工面对于切屑刀具的相对位置，因此也应该包含在最小余量之中。最小余量的计算公式由于上述2〕、3〕项误差具有方向性，其和应按矢量加法进展计算，再取其模计入最小余量。于是得到最小余量计算公式：〔平面加工时〕(轴、孔加工时〕

95确定加工余量的方法1、分析计算法在影响要素清楚﹑统计分析资料齐全的情况下，可以采用分析计算法，用上式计算出工序余量。计算时应根据所采用的加工方法的特点，将计算式合理简化，如：1〕采用浮动镗刀镗孔或浮动铰刀铰孔或拉刀拉孔，由于这些加工方法不能纠正位置误差，故式简化为：962〕无心磨床磨削外圆时无装夹误差3)对于研磨、珩磨、抛光等加工方法，其主要义务是去掉前一工序所留下的外表痕迹，因此最小余量只包含一项Ry值，即分析计算法确定加工余量的过程较为复杂，多用于大批量消费或贵重资料零件的加工。对于成批单件消费，目前大部分工厂都采用查表法或阅历法来确定工序余量和总余量。97查表法查表法是根据<机械加工工艺手册>提供的资料查出各外表的总余量以及不同加工方法的工序余量，方便迅速，运用广泛。需求留意的是：1〕目前国内各种手册所给的余量多数为根本余量，根本余量等于最小余量与上一工序尺寸公差之和，即根本余量中包含了上一工序尺寸公差。2〕各种手册提供的数据不一定与详细加工情况完全相符，余量值大多偏大，须根据工厂的详细情况加以修正。3)各种铸、锻件的总余量已由有关国家规范给出，并由热加工工艺人员在毛坯图上标定。对于圆棒料毛坯，在选用规范直径的同时，总余量也就确定。因此，用查表法确定加工余量时，粗加工工序余量普通应由总余量减去后续各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。98阅历法阅历法是由一些有阅历的工艺设计人员或工人根据阅历确定余量。这种方法大都用于单件小批消费。99工序尺寸确定在加工过程中，多数情况属于基准重合。此时，可按如下方法确定各工序尺寸和公差：1)确定各工序加工余量；2)从最终加工工序开场，即从设计尺寸开场，逐次加上〔对于被包容面〕或减去〔对于包容面〕每道工序的加工余量，可分别得到各工序的根本尺寸；3)除最终加工工序取设计尺寸公差外，其他各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4)除最终加工工序按图纸标注公差外，其他各工序按"入体原那么"标注工序尺寸公差；5)普通毛坯余量〔即总余量〕已事先确定，故第1道加工工序的由毛坯余量〔总余量〕减去后续各半精加工和精加工的工序余量之和而求得。100例某机床主轴箱体的主轴孔设计尺寸要求为mm,粗糙度为Ra0.8μm,假设采用加方法为：粗镗-半精镗-精镗-浮动镗刀块镗。试确定各加工工序的加工余量、工序尺寸及其公差。101工序名称

工序加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度（μm）浮动镗刀块镗0.11007Ra0.8精镗0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精镗2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗镗8-（0.1+0.5+2.4）=5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔8（97-5=）92＋1－2——主轴孔工序尺寸及公差确实定推算毛坯尺寸及公差由工艺手册查取102思索题：某轴直径尺寸为mm〔精度IT6〕，粗糙度为Ra0.8μm。资料为45钢，试确定加工方案及各加工工序的工序尺寸及公差。103答案：1、假设采用加工方法为：粗车--半精车--粗磨--精磨。2、用查表法确定加工余量由工艺手册查得：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。2.计算各工序根本尺寸精磨根本尺寸为50mm，粗磨根本尺寸为50+0.1=50.1mm，半精车根本尺寸为50.1+0.3=50.4mm，粗车根本尺寸为50.4+1.1=51.5mm，毛坯根本尺寸为51.5+4.5=56mm。3.确定各工序加工精度和外表粗糙度查有关表格可确定：精磨精度--IT6，Ra0.4μm，粗磨精度--IT8，Ra1.6μm，半精车精度--IT11，Ra3.2μm，粗车精度--IT13，Ra12.5μm，锻件毛坯公差为±2mm。4.根据经济加工精度查公差表，并将公差按"入体原那么"标注在工序根本尺寸上。计算结果汇总于下表104工序名称工序加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度（μm）精磨0.1506Ф50-0.016Ra0.4粗磨0.350+0.1=50.18Ф51-0.039Ra1.6半精车1.150.1+0.3=50.411Ф50.4-0.16Ra3.2粗车4.550.4+1.1=51.513Ф51.5-0.39Ra12.5锻件851.5+4.5=56Ф56±2——轴的工序尺寸及公差确实定105§12.4数控加工工艺概述一、数控加工工艺的概念：数控加工工艺是运用数控机床加工零件的一种工艺方法。包括以下几方面的内容：〔1〕经过数控加工的顺应性分析，确定进展数控加工内容；〔2〕结合外表的特点和数控设备的功能对零件进展工艺分析；〔3〕设计数控加工工艺；〔4〕根据编程的需求，对零件图形进展数学处置和计算；〔5〕编写加工程序；〔6〕检验修正加工程序；〔7〕编制数控加工工艺技术文件；106二、数控加工工艺的特点：〔1〕工艺内容非常详细；〔2〕工艺设计非常严密；〔3〕注重加工的顺应性；107三、数控加工工艺道路的设计数控加工工艺道路设计仅限于几道数控加工工序的工艺过程，在设计时应留意以下几方面问题：1〕工序的划分方法如下：①按安装划分一次安装为一个工序②按刀具划分每换一把刀为一个工序③按加工部位划分每一个部位为一个工序④按粗、精加工划分⑤按设备划分；1082〕加工顺序的安排保证定位夹紧时工件的刚性和加工精度。按下述原那么进展：①上道工序的加工不影响下道工序的装夹；②先进展内型腔加工，后进展外外表加工；③同装夹方式或同一刀具加工的工序采用集中延续加工；④同一次安装中的加工内容，对工件刚性影响小的先行；3〕数控加工工艺过程与普通加工工艺的衔接；1092〕加工顺序的安排保证定位夹紧时工件的刚性和加工精度。按下述原那么进展：①上道工序的加工不影响下道工序的装夹；②先进展内型腔加工，后进展外外表加工；③同装夹方式或同一刀具加工的工序采用集中延续加工；④同一次安装中的加工内容，对工件刚性影响小的先行；3〕数控加工工艺过程与普通加工工艺的合理衔接；110四、数控加工工序的设计工序设计的主要义务是：确定工序的加工内容、切削用量、装夹方式、刀具运动轨迹、选择刀具、夹具等工艺配备，为编制加工程序做好预备。在设计工序时应留意以下几方面：1〕进给道路的选择；2〕工件的装夹方式；3〕刀具的选择；4〕对刀点与换刀点确实定；5〕切削用量确实定；111切削用量选择原那么：①保证零件加工精度和外表粗糙度；②充分发扬刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；③充分发扬机床的性能；④最大限制地提高消费率，降低本钱。五、数控加工工艺设计实例：1〕选择加工方法；2〕确定加工顺序；3〕确定装夹方式；4〕选择刀具；5〕选择切削用量；112§12.5成组技术与计算机辅助工艺规程设计一、成组技术：1、成组技术的根本原理成组技术的本质是将工厂产品的一切零件，根据其外形、构造及加工工艺等方面的类似性进展分类编组，对同一组的零件制定一致的加工方案，并在同一机床组中稍加工调整后加工出来。1132、零件分类编码系统如图12.16编码系统的构造方式，由称号类别码、外形及加工码、辅助码三部分共15个码位组成,每一码位包括从0到9的10个特征项。1-2位为类别，如是回转还是非回转体；3-9位表示外形与加工特征；10-15表示资料、毛坯、热处置、尺寸精度等级有关的信息。其中第15位精度码主要反映不加工、低精度、高精度和超高精度四档。1141153、成组工艺过程设计成组工艺是为一组零件设计的，因此该工艺过程应具有高质量和高覆盖性。成组工艺设计方法有两种：1〕复合零件法：是利用一种所谓复合零件来设计成组工艺的方法。如图12.17

116图12.171172〕复合工艺道路法：是在零件分类成组的根底上，选取一个最复杂的零件工艺道路作为代表，然后比较，删减而构成的。4、成组消费的组织方式：1〕单机成组消费单元；2〕多机成组消费单元；3〕流水成组消费单元；118二、计算机辅助工艺规程设计〔CAPP〕1、CAPP的概念：是在成组技术的根底上，经过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息，由计算机自动地输出零件的工艺道路和工序内容等工艺文件的过程。2、CAPP系统的任务原理：分三类：派生型、创成型、综合型；3、CAPP的构造：1〕输入模块；2〕生成工艺规程模块；3〕输出模块；4〕修正模块；5〕存取模块；6〕控制模块；7〕各类库存信息1194、CAPP的功能：1〕接纳输入或生成零件图的各种信息；2〕检索规范工艺文件；3〕选择加工方法；4〕安排加工道路；5〕选择机床、刀具、夹具等；6〕选择切