机械制造工艺与工装课件：机械加工工艺规程制订

机械制造工艺与工装

机械加工工艺规程制订学习目标掌握编制零件机械加工工艺规程的基本概念、步骤、方法、一般原则及相关的工艺尺寸链计算等。工作任务按零件技术要求拟订零件机械加工工艺规程教学重点零件加工工艺性分析、定位基准的选择、工艺路线的拟订教学难点机械加工工艺路线的拟订教学方法建议任务导入、任务分析、实施、评价选用案例以阶梯轴零件的加工案例贯穿本“任务”教学教学设施、设备及工具教学课件、零件实物、情境教室、实训车间考核与评价任务成果评定、学习团队评定参考学时20学时机械加工工艺规程制订任务内容和目标

掌握产品的生产过程、工艺过程概念，了解生产过程是由多少个工艺过程组成，重点掌握从毛坯到合格零件的机械加工工艺过程的基本定义和组成。通过该任务的实施，能够针对某一个零件机械加工工艺过程较清晰的划分出工序，并将每个工序划分出安装、工位、工步的数目。任务1.1了解生产过程机械加工工艺规程制订知识网络结构生产过程工艺过程生产类型工序安装工位工步走刀机械加工工艺过程装配工艺过程热处理工艺过程检验工艺过程单件生产中批生产大批生产机械加工工艺规程制订1.1.1生产过程和机械加工工艺过程

生产过程是指在机械产品制造时，由原材料或半成品转变为成品的全过程。它包括：1.生产过程生产技术准备；原材料的运输和保管；毛坯制造；机械加工；热处理和表面处理；部件和产品的装配、测试检验、涂漆和包装等机械加工工艺规程制订成品机械加工工艺规程制订2.工艺过程和机械加工工艺过程

工艺过程

：是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和形状等，使其成为成品或半成品的过程。工艺过程是生产过程的重要组成部分，可具体的分为毛坯制造、机械加工、热处理、装配等工艺过程。机械加工工艺过程

:是利用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格零件的过程。

如切削加工、磨削加工、特种加工、精密和超精密加工等多都属于机械加工工艺过程。机械加工工艺规程制订1.1.2机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程（以下简称工艺过程）由一系列按顺序排列的工序组成。通过这些工序对工件进行加工，将毛坯逐步变为合格的零件。

工序是工艺过程的基本单元，也是编制生产计划和进行成本核算的基本依据。机械加工工艺规程制订1.工序工序是一个或一组工人，在一个工作地点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。

工人、工作地、工件和连续作业是构成工序的四个要素，其中一个要素的变更就构成了新的工序。

划分工序的主要依据是工件加工过程中的工作地是否变动。机械加工工艺规程制订图1-3（a）阶梯轴零件（b）零件毛坯(a)图1－3（a）所示为阶梯轴零件，按单件生产制订的工艺过程见表1－1;按成批生产制订的工艺过程见表1－2。机械加工工艺规程制订工序号工序名称工序内容工作地1毛坯下料Φ60mm×325mm锯床2车工车两端面及钻中心孔，车全部外圆，切槽及倒角，外圆留磨量，车螺纹卧式车床3热处理调质28~32HRC热处理车间4磨工磨各外圆至图示尺寸要求外圆磨床5铣工铣键槽，去毛刺立式铣床6检验按图示要求检查检验台表1-1单件生产制订的机械加工工艺过程机械加工工艺规程制订表1-2成批生产制订的机械加工工艺过程工序号工序名称工序内容工作地1毛坯下料Φ60mm×325mm锯床2车工车两端面至总长，钻中心孔中心孔机床3车工车右端三个外圆（两外圆留磨量），切槽及倒角仿形车床4车工车左端一个外圆（留磨量），切槽及倒角卧式车床5热处理调质28~32HRC热处理车间6钳工研磨中心孔钻床7磨工外圆磨床8磨工外圆磨床9磨工外圆磨床10铣工铣键槽键槽铣床11铣工铣螺纹螺纹铣床12钳工去毛刺钳工台13检验按图示要求检查检验台机械加工工艺规程制订2.安装

工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为一次安装。

装夹包括工件定位和夹紧两部分内容。在一个工序中可以包括一次或数次安装。例如，表1-1的工序2，加工时需要调头装夹工件，有两次的安装；而铣键槽工序5只有一次安装。工序中包括的安装次数多，不仅增加工件装卸的辅助时间，而且影响工件的位置精度。机械加工工艺规程制订3.工位

为了完成一定的工序内容，工件在一次安装中，通过分度回转（或移动）装置，使工件相对机床床身或刀具变换加工位置，每个加工位置所完成的那部分工序内容称为一个工位。图1-4多工位加工如图所示加工Ⅰ、Ⅱ阶台时，为两个工位机械加工工艺规程制订注意：要想存在“工位”的变化，必须使用各种转位（或移位）夹具或装置。其目的是为了解决安装次数多而带来的不足。4.工步

当加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的那部分工序称为工步

构成工步的任一因素（加工表面或切削刀具）改变后，一般即成为另一新的工步。机械加工工艺规程制订图1-5钻孔工步当几个形状尺寸完全相同的加工表面，用同一工具连续加工时，在工艺过程中习惯上视为一个工步。例如，图1-5所示工件上6个相同孔径孔的钻削，一般看成一个钻孔工步。机械加工工艺规程制订

在批量生产中，为了提高生产率，常采用多刀多刃或复合刀具同时加工工件的几个表面，这样的工步称为复合工步。复合工步亦视为一个工步，如图1-6所示。图1-6复合工步机械加工工艺规程制订5.走刀

走刀（工作行程）是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工步内容。

图1-7走刀机械加工工艺规程制订走刀是构成机械加工工艺过程最小的单元。机械加工工艺规程制订1.1.3生产纲领与生产类型

产品（或零件）的生产纲领是指企业在计划期内生产的产品产量和进度计划。计划期一般为一年的生产纲领称为年生产纲领。1.生产纲领机械加工工艺规程制订

对于零件而言，除了预计年生产计划数量外，还应包括一定数量的备品率和废品率。零件的生产纲领可按下式计算式中：

N—零件的年生产总量，件／年；Q—产品的年产量，台／年；

n—每台产品中该零件的数量，件／台；

a—备品的百分率，％；b—废品的百分率，％。机械加工工艺规程制订2.生产类型

生产类型是指工厂或车间生产专业化程度的分类。根据生产纲领的数量和产品（或零件）的大小，机械制造业的生产可分为三种类型，即单件生产、成批生产和大量生产。单件生产：单个生产，很少重复或不重复的生产类型成批生产：一年中分批轮流地制造，工作地点周期重复大量生产：产品数量很大，大多数工作地点重复进行机械加工工艺规程制订

生产类型的划分要考虑生产纲领和产品本身的大小及结构的复杂性，所以在制定出零件的生产纲领后，可根据生产纲领的大小，参考表1-3所列数据确定相应的生产类型表1-3生产类型与生产纲领的关系生产类型零件的生产纲领（件/年）轻型零件(<4kg)中型零件(4~30kg)重型零件(≥30kg)单件生产≤100≤10≤5小批生产100~50010~2005~100中批生产500~5000200~500100~300大批生产5000~50000500~5000300~1000大量生产>50000>5000>1000机械加工工艺规程制订3.工艺特征生产类型不同它们各自的工艺特征也不同工艺特征生产类型单件小批中批大批大量加工对象经常变化周期性变化固定不变毛坯木模砂型铸件和自由锻件部分采用金属模铸件和模锻件广泛采用机器造型、压铸、精铸、模锻、滚锻等机床设备通用机床通用和部分专用机床高效专用机床及自动机床工艺装备大多使用通用夹具、通用刀具和量具广泛使用专用夹具，较多使用专用刀具和量具广泛使用高效专用夹具、刀具和量具对工人的技术要求技术熟练技术比较熟练调整工技术熟练，操作工要求熟练程度较低生产率低一般高成本高一般低机械加工工艺规程制订任务1.2了解机械加工工艺规程的作用和要求任务内容和目标掌握机械加工工艺规程的基本概念、书写格式、制定步骤、原则，通过这一任务的教与学，做好制订结构零件工艺规程的前期准备工作机械加工工艺规程制订知识网络结构机械加工工艺规程工艺规程的格式制定工艺规程的步骤制定工艺规程的原则工艺规程的作用工艺规程的基本概念机械加工工艺规程制订1.2.1工艺规程的内容

零件的机械加工工艺规程包含的内容有：工艺路线，工序加工的内容与要求，所采用的机床和工艺装备，工件的检验项目及检验方法，切削用量及工时定额等。所谓工艺规程:将合理的工艺过程和操作方法，按一定的格式写成文件，用来指导生产，该文件称为工艺规程。机械加工工艺规程制订1.2.2工艺规程的作用1.工艺规程是指导生产的主要技术文件。2.工艺规程是生产、组织和管理工作的基本依据。3.工艺规程是生产准备和技术准备的基本依据。机械加工工艺规程制订1.2.3工艺规程的格式1.机械加工工艺过程卡

机械加工工艺过程卡片生产型号零（部）件图号

产品名称

零（部）件名称

共（）页第（）页材料牌号

毛坯种类

毛坯外形尺寸

每个毛坯可制作件数

每台件数

备注

工序号工序名称工

序

内

容车间工段设备工

艺

装

备工时准终单件

描图

描校

底图号

设计（日期）审核（期）标准化（日期）会签（日期）

装订号

标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期

机械加工工艺规程制订2.机械加工工艺卡（工厂名）机械加工工艺卡片产品名称

零件图号

文件编号

型号规格

零件名称

共

页第

页材质材料规格毛坯种类

零件重量(kg)毛重

每料件数每台件数每批件数

尺寸

净重

工序号安装工部号工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号工时定额夹具刀具量具辅助工具准备终结单件

更改内容

制定

审核

校对

会签

批准

日期

机械加工工艺规程制订3.机械加工工序卡机械加工工序卡片产品型号

零(部)件图号

产品型号

零(部)件图号

共（

）页第（

）页

车间工序号工序名称材料牌号

毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数

设备名称设备型号设备编号同时加工件数

夹具编号夹具名称切削液

工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件

工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/mmm机动辅助

描图

描校

底图号

设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)

装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期

机械加工工艺规程制订1.2.4制定工艺规程的步骤1．原始资料的准备（1）产品的装配图和零件图。（2）技术说明书，它是针对技术设计中确定的产品结构、工作原理、技术性能等方面说明性文件。（3）产品验收的质量标准。（4）产品的生产纲领和生产类型。（5）现有的生产条件，包括毛坯的生产条件或协作关系，工厂的设备和工艺装备的情况。专用设备和专用工艺装备的制造能力，工人的技术等级，各种工艺资料，如工艺手册、图册和各种标准。

机械加工工艺规程制订2．制定工艺规程的步骤（1）收集和熟悉制定工艺规程的有关资料图纸，进行零件的结构工艺性分析。（2）毛坯的类型及制造方法。（3）选择定位基准（4）拟定工艺路线（5）确定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差（6）确定各工序的设备、刀、夹、量具和辅助工具。（7）确定各工序的切削用量及时间定额。（8）确定各工序的技术要求及检验方法（9）填写工艺卡片机械加工工艺规程制订1.2.5制定工艺规程的原则1.在制定工艺规程时，应从生产实际出发，充分利用现有生产条件，并尽可能采用国内外先进的工艺和工艺装备。2.在制定工艺规程时，应通过成本核算或多种方案比较，选择经济上最合理的方案，使产品生产成本最低。3.在制定工艺规程时，应尽量采取机械化或自动化，以减轻工人繁重的体力劳动，并保证良好的劳动条件，同时应避免环境污染。机械加工工艺规程制订任务1.3零件的工艺性分析

精读零件图和部件或产品装配图，在此基础上对零件进行全面分析，包括零件的技术要求和其在加工中的结构工艺性分析。为后面进行机械加工工艺路线拟定做好准备。图1-8联轴器任务内容和目标机械加工工艺规程制订零件的工艺性分析分析零件图及产品装配图零件结构工艺性分析分析零件图的完整性和正确性结合装配图分析零件的技术要求从零件的装夹方面分析从零件的加工方面分析知识网络结构机械加工工艺规程制订1.3.1零件图及产品装配图分析1.检查零件图的完整性和正确性

在了解零件的形状和结构之后，应检查零件图是否正确、完整，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术条件的标注是否齐全、合理等机械加工工艺规程制订2.零件的技术要求分析（1）加工表面的尺寸精度；

（2）主要加工表面的形状精度；

（3）主要加工表面间的相互位置精度；

（4）加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；（5）热处理要求；

（6）其它方面的要求（如动平衡、未注圆角、倒角、去毛刺等）。在对零件图上的技术要求进行分析时，应考虑以下问题：①分析零件在产品部件或整个产品中作用，理清其主要加工表面②分析零件各项技术要求是否合理，是否便于加工与装配。机械加工工艺规程制订1.3.2零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用性能要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。序号结构工艺性不好结构工艺性好说明1左图所示的凸台加工面不等高，需两次调整刀具，如改为右图，可在一次走刀中加工出所有的凸台面2左图所示的双联齿轮，插齿没有退刀槽，小齿轮无法加工，如改为右图，则大齿轮可用滚齿或插齿加工，小齿轮用插齿加工机械加工工艺规程制订序号结构工艺性不好结构工艺性好说明3左图所示零件的轴颈在磨削时因砂轮圆角而不能清根，如改为右图增加越程槽后，磨削时就可清根4左图所示零件的键槽设置在90o方向上，需两次装夹加工，如改为右图键槽在同一方向上，一次装夹即可对两个键槽加工机械加工工艺规程制订序号结构工艺性不好结构工艺性好说明5左图所示的结构，因在斜面上钻孔会使钻头偏斜或折断，只要结构允许，改为右图留出平台，使孔的轴线与平面垂直，就可直接钻孔6左图所示的箱体结构，孔距离箱体壁太近而无法加工，如改为右图的结构，加长箱耳则能顺利地进行钻孔机械加工工艺规程制订7左图所示机床床身，在加工上平面时困难，如改为右图结构，增加工艺凸台，则能很容易的定位，满足加工要求，加工后再切除凸台8左图所示零件的结构刚性较差，零件因受刨刀切削时的冲击易产生变形，如右图增加加强助板后，提高了零件的刚性机械加工工艺规程制订9左图所示的结构在加工圆锥面时，易碰伤圆锥面，且不能请根，若改为右图结构，则能顺利的进行加工10左图所示的轴零件，需分别从两端进行加工，不能满足较高的同轴度要求，若改为右图结构，则可在一次装夹加工两孔，且保证其位置精度机械加工工艺规程制订注意：

1.

零件图是设计人员绘制设计出来，工艺规程是工艺设计人员要完成的工作，故设计某零件工艺规程时，首先做零件图完整性、正确性分析工作。

2．分析零件技术条件时要分清主次，抓住主要、重要加工表面。

注意：零件结构工艺性的好坏对其加工工艺性影响非常大,结构不同,使用性能相同的两个零件,它们的制造成本就有可能出现很大差别。机械加工工艺规程制订任务1.4选择毛坯任务内容和目标

了解毛坯的种类，清楚选择毛坯应考虑的因素，依据不同类型的结构零件，学会正确选择对应的毛坯。机械加工工艺规程制订知识网络结构零件的毛坯选择毛坯的种类选择毛坯应考虑的因素毛坯的形状与尺寸机械加工工艺规程制订1.4.1选择毛坯的种类

毛坯的种类选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺技术人员配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。机械加工工艺规程制订如表1-9所示，常见的毛坯种类有以下几种。毛坯种类铸件锻件型材焊接件冷冲压件图

形机械加工工艺规程制订1.4.2选择毛坯应考虑的因素1.零件的材料及其物理和力学性能。2.零件的结构形状及其外形尺寸。3.生产类型。4.零件的功用。5.工厂现场生产条件。6.新工艺、新技术及新材料的利用。机械加工工艺规程制订1.4.3确定毛坯的形状与尺寸毛坯形状尽可能接近零件形状，以利于节约材料和减少机械加工工作量。毛坯形状主要取决于毛坯种类、零件形状和各加工表面的总余量，同时还要考虑下列因素。1.是否需要制出工艺凸台以利于工件的装夹，如图1-9a示。2.是一个零件制成一个毛坯还是几个零件制成一个毛坯。如图1-9b连杆的大头孔在锻造时是一体的，加工时，需要切断。如图1-9c所示车床开合螺母外壳，其毛坯是两件合制的。3考虑.哪些表面，毛坯不要求制出，如孔、槽、凹坑等机械加工工艺规程制订（a）（c）（b）图1-9毛坯结构尺寸确定机械加工工艺规程制订任务内容和目标了解机械加工中，基准的分类，掌握不同类型基准的基本概念，重点掌握与机械加工工艺过程紧密相关的定位基准、工序基准。掌握定位粗、精基准的选择原则，学会如何正确选择定位粗、精定位基准。任务1.5选择定位基准机械加工工艺规程制订知识网络结构基准设计基准工艺基准装配基准工序基准定位基准测量基准粗基准选择精基准选择机械加工工艺规程制订1.5.1基准的概念与分类所谓基准就是零件上用以确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念，用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。机械产品从设计、制造到出厂经常要遇到基准问题。设计时，零件尺寸的标注；加工时，工件的定位；检验时，尺寸的测量；装配时零件、组件、部件的装配位置都要用到基准的概念。从设计和制造两个方面看基准可分为两大类，即设计基准和工艺基准。机械加工工艺规程制订1.设计基准

在零件工作图上用以确定其它点、线、面位置时所依据点、线、面称为设计基准。图1-11零件设计基准。如图1-11（ａ）所示零件，对尺寸20mm而言，A、B面互为设计基准图1-11（c）所示零件，圆柱面的下母线D为槽底面C的设计基准图1-11（b）中，Φ50mm的设计基准是Φ50mm的轴线，Φ30mm面的设计基准Φ30mm的轴线。就同轴度而言，Φ50mm的轴线是Φ30mm轴线的设计基准。机械加工工艺规程制订注意！（1）某一加工表面设计基准的数目：取决于该表面与几个点线、面有位置关系。不要误认为一个加工表面只有一个设计基准，它可能是一个或者两个以上。（2）充当设计基准的点、线、面一般情况下是工件上其它的点、线面，有时则为工件的几何中心、对称线、对称平面等。机械加工工艺规程制订（1）工序基准在工序图中用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，它是工序所要达到加工尺寸的起点。2.工艺基准

零件在工艺过程中采用的基准称为工艺基准。按其用途可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。机械加工工艺规程制订图1-12为钻孔工序图中孔的两种工序基准选择示例。机械加工工艺规程制订注意！

设计工序基准时:（1）应首先考虑用设计基准作为工序基准;（2）所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检验;（3）当采用设计基准为工序基准有困难时可另选工序基准，但必须保证零件设计尺寸的技术要求。（4）工序基准的数目：取决于本工序有几个加工表面及每一个加工表面与几个表面、线、点有相互位置关系。（5）充当工序基准的表面、线、点可以是工件上的实际的点、线、面或是一些几何中心、对称中心、对称面。机械加工工艺规程制订（2）定位基准在加工时，用以确定工件在机床或机床夹具中的正确位置所采用的基准，称为定位基准。

定位基准一般为工件上与夹具定位元件相接触的实际的点、线、面。此外，也可以是工件上的一些几何中心，对称面、对称线。图1-13中顶尖孔Ｉ，Ⅱ的中心为加工零件外圆表面的定位基准。机械加工工艺规程制订。图1-13中顶尖孔Ｉ，Ⅱ的中心为加工零件外圆表面的定位基准。图1-14所示，零件加工其上的缺口面3、6，保证尺寸L1，L2，采用图1-14中所示的定位方式，加工3面时，以1面为定位基准，加工6面时，以4面为定位基准图1-14定位基准示例机械加工工艺规程制订精基准：已加工表面为定位基准。定位基准可以进一步分为粗基准、精基准，另外，还有辅加基准。粗基准：未加工毛面为定位基准。机械加工工艺规程中的第一道工序所采用的定位基准都是粗基准。机械加工工艺规程制订注意！（1）定位基准具体定义：一般为工件上与夹具定位元件相接触的实际的点、线、面，此外也可以是工件上的一些几何中心，对称面、对称线。（2）定位基准的数目：可能是一个、两个或两个以上。数目的多少取决于（a)有几个加工表面;(b)加工表面与几个表面有位置关系。（3）某加工表面所选的定位基准一般为其设计基准。（即基准重合）机械加工工艺规程制订（3）测量基准零件检验时，用以测量已加工表面及位置的基准称为测量基准。如图1-15所示机械加工工艺规程制订（4）装配基准装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。如图1-16所示装配机械加工工艺规程制订1.5.2

选择定位基准

制定机械加工工艺规程中，需要考虑的关键问题之一，就是怎样选择定位基准。定位基准有粗基准和精基准之分，精基准和粗基准的选择原则是不同的，所以工艺设计人员必须合理、正确选择粗、精定位基准。机械加工工艺规程制订1．粗基准的选择选择粗基准时，主要考虑两点：一是保证加工表面与不加工表面之间的位置和尺寸要求；二是保证加工表面的加工余量合理分配即均匀和足够，此外，第一道粗加工工序首先遇到粗基准的选择问题，因此，正确选择粗基准对保证质量有重大影响。机械加工工艺规程制订在选择粗基准时，一般遵循下列原则：（1）保证相互位置要求原则：如果要保证工件上加工表面与不加工表面的相互位置要求，则，应选择不加工表面作为粗基准。如图1-18（a）选择是正确的。如图1-18（a）选择是正确的机械加工工艺规程制订（2）保证加工表面加工余量合理分配原则：如果必须首先保证工件某重要加工表面的余量均匀，则应，选择该表面的毛坯面作为粗基准。如图1-18（b）选择是正确的机械加工工艺规程制订（3）便于工件装夹的原则

选择定位粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠及夹具结构的简化，操作方便等问题。为了保证定位准确，夹紧可靠，要求选用的粗基准尽可能平整，光洁和足够大的尺寸，不许有锻造飞边，铸造浇、冒口、分型面或其他缺陷。机械加工工艺规程制订（4）粗基准一般不得重复使用的原则

同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。1-20粗基准重复使用工件三爪自定心卡盘转台例如图1-20（a）所示零件，第一道工序以Φ50外圆为粗基准车端面、镗孔Ф25，又如图1-20（b）所示，仍以Φ50mm外圆为粗基准加工3-Ф10小孔，加工后，Ф10小孔与Φ25内孔将偏离2〜3mm。机械加工工艺规程制订2.精基准的选择选择精基准时主要考虑的问题：一是：如何保证零件的加工精度,满足设计技术要求；二是：装夹准确、方便可靠，使零件的制造较为经济、简单。机械加工工艺规程制订一般应遵循以下原则：（1）基准重合原则：尽量选择被加工表面的设计基准作为定位精基准，称之为基准重合原则。（2）统一基准原则：在加工过程中尽可能地采用统一的定位基准，可以减少安装时间，避免基准转换所产生的误差，简化夹具的设计和制造。机械加工工艺规程制订（3）互为基准原则：对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法。（4）自为基准原则：当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。（5）便于安装原则：选择精基准时，还应考虑所选精基准能使工件定位准确稳定，夹紧方便可靠，夹具结构简单，操作方便等因素。机械加工工艺规程制订注意！

1.定位粗基准的选择将影响到加工表面与不加工面的相互位置关系，或影响到加工余量的分配，并且第一道加工工序首先遇到粗基准选择的问题，因此正确选择粗基准对保证产品质量将有重要影响。2.无论定位粗基准还是定位精基准选择时，上述原则都不可能同时满足甚至有时还是相互矛盾的。因此，在选择时根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证其主要要求。3、惟有便于装夹原则始终不能违反。机械加工工艺规程制订任务1.6拟定零件的工艺路线任务内容和目标

在拟定零件工艺规程的过程中，掌握选择各个加工表面的加工方法时应考虑的因素，学会正确选择加工方法；掌握切削加工工序顺序的安排原则，按照原则学会安排各个加工表面的加工顺序，同时能够将热处理工序顺序及辅助工序顺序恰当的安排在切削加工顺序的准确位置，形成一个阶段清晰、主次分明的工艺路线。机械加工工艺规程制订知识网络结构机械加工工艺规程制订1.6.1表面加工方法的选择达到同样技术要求的加工方法很多。在选择表面加工方法时，应在了解各种加工方法的特点的基础上，考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料的热处理要求及工厂的生产条件等，下面分别简要说明表面加工方法选择时主要考虑的因素。机械加工工艺规程制订1.加工方法选择应考虑的因素（1）加工经济精度

谓加工经济精度是指在正常生产条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的技术工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度和表面粗糙度。（2）被加工材料的性质。机械加工工艺规程制订（3）考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。（4）考虑本厂（或本车间）的现有设备情况及技术条件，机械加工工艺规程制订2.几种常见表面的加工选择（1）外圆加工被加工表面加工方法经济精度等级表面粗糙度Ra(μm)外圆和端面粗车IT11~IT1380~10半精车IT8~IT1110~2.5精车IT7~IT85~1.25粗磨IT8~IT113.2~0.8精磨IT6~IT80.8~0.2研磨IT50.2~0.012超精加工IT50.2~0.012精细车（金刚车）IT5~IT61.25~0.02机械加工工艺规程制订（2）孔加工机械加工工艺规程制订（3）平面加工

注意：

表面的加工方法的确定，主要由该表面所要求的加工精度和表面粗糙度来确定，通常是根据零件图上给定的某表面的加工要求，按加工经济精度确定应使用的最终加工方法。机械加工工艺规程制订1.6.2划分加工阶段1．工艺路线的几个阶段（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。机械加工工艺规程制订2．划分加工阶段的原因（1）保证加工质量。（2）合理使用设备（3）便于安排热处理工序（4）及时发现毛坯缺陷机械加工工艺规程制订1.6.3安排加工顺序

复杂零件的机械加工要经过切削加工、热处理、辅助工序。因此在拟订工艺路线时，工艺人员要将全部加工表面安排在一个合理的加工顺序中加工，故，要将切削加工、热处理、辅助工序三者统一考虑。这对保证零件的质量、提高生产率、降低加工成本都至关重要机械加工工艺规程制订1.切削工序顺序安排原则

切削工序安排总原则：前面工序为后续工序创造条件，做好基准准备。（1）先基面后其它。这一原则包括两个含义：①工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基准的精基准面，然后再以它为精基准定位，加工其它表面。②为保证足够的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一般先精修一下精基准。例如，轴类零件都是首先加工出中心孔，齿轮零件首先加工孔和基准端面等，就是遵循了该原则。机械加工工艺规程制订（2）先粗后精。先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。即加工阶段要清晰。（3）先主后次。所谓主要表面是指设计基准、定位基准、装配基准及主要工作表面等；次要表面是指键槽、紧固用孔、螺孔和连接螺纹等。所谓主要表面的加工在先，次要表面的加工在后，是指在主要加工表面达到一定精度后，由于次要表面因加工量小，与主要表面有位置精度要求，再以主要加工表面定位加工次要加工表面。次要表面经常放在主要表面半精加工后，也有放在精加工后进行加工。机械加工工艺规程制订（4）先面后孔。箱体、机架、连杆、拨叉类零件，由于轮廓中平面所占尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，因此，工艺过程总是选择平面作为定位精基准，先加工平面，再加工孔。此外,在加工过的平面上钻孔比在毛坯面上钻孔不易产生孔中心线的偏斜，容易保证孔的位置尺寸。机械加工工艺规程制订

注意：

主要表面的加工在先，次要表面的加工在后的所谓“后加工”的含义并不一定是整个工艺过程的最后。

知识链接

先主后次更深层次理解，零件的加工工艺路线首先是围绕如何完成零件主要加工表面技术要求拟定的，次要加工表面的加工穿插在主要加工表面的工艺路线之中。机械加工工艺规程制订2.热处理工序的安排

热处理可以提高工程材料的力学性能，改善金属的切削性能，消除残余应力。在制订零件加工工艺路线时，应根据零件的技术要求和材料的性质，合理地安排热处理工序。按照热处理的目，可分为预备热处理和最终热处理（1）预备热处理①正火、退火：目的是消除内应力，改善材料切削性能，为最终热处理做准备。其工序位置一般为:毛坯→正火（退火）→粗加工机械加工工艺规程制订②时效处理：目的是消除内应力，减小工件变形。对于精密零件要进行多次时效处理。其工序位置一般为：时效→粗加工→时效→半精加工③调质处理：淬火后进行高温回火。能消除内应力，改善加工性，提高材料综合力学性。其工序位置一般安排如下：

毛坯→粗加工→

调质处理→

半精加工机械加工工艺规程制订包括淬火—回火、渗碳淬火和氮化处理等。它们的目的是提高零件的硬度和耐磨性，一般安排在半精加工之后、精加工之前进行。其中氮化处理由于热处理温度较低，零件变形很小，也可安排在精加工之后、光整加工之前。（2）最终热处理：其工序位置一般安排如下：

淬火半精加工→

渗碳淬火

→精加工

氮化机械加工工艺规程制订3.辅助工序零件的检验、去毛刺、清洗、涂防锈油、静平衡或动平衡、打标记等称为辅助工序。其中检验工序对保证产品质量和及时发现废品并中止加工有重要作用，一般安排在粗加工全部结束；零件由一个车间转向另一个车间前后；重要工序前后；零件加工全部结束之后进行。将热处理工序和辅助工序合理地安排在以工序为单位的机械加工工序序列之中，一个完整的机械加工工艺路线就形成。除检验工序之外，其它辅助工序，如：表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、涂防锈油、静平衡或动平衡等，需要时，不得遗漏，要同等重视。机械加工工艺规程制订1.6.4工序的组合工序的组合有两种不同的原则，即工序集中与工序分散。1.工序集中

工序集中是指零件的加工集中在少数几个工序中完成，每个工序所包含的加工内容较多。其特点是一次安装可完成工件多个表面的加工，这有利于保证加工表面之间的位置精度和采用高效机床设备及工艺装备，减少装卸工件的辅助时间，减少设备数量，简化生产组织工作，但设备和工艺装备投资大。机械加工工艺规程制订2.工序分散工序分散是指整个工艺过程工序数目多，每个工序的加工内容比较少。其特点是机床和工艺装备比较简单，调整方便，设备操作简单，可以选用最合理的切削用量，减少基本时间，设备和工艺装备投资少，但设备数量多，加工中辅助时间增加。机械加工工艺规程制订任务1.7确定加工余量任务内容和目标

掌握加工余量的基本概念，特别是工序加工余量的概念，掌握工序加工余量及总加工余量的计算公式，分清单边、双边，内表面、外表面的计算方法，从公称余量、最大余量、最小余量及余量公差概念出发，更深层次的了解工序加工余量。了解影响工序加工余量的各项因素及确定加工余量的方法，学会利用查表修正法确定加工余量。机械加工工艺规程制订知识网络结构工余量的确定加工余量的概念影响加工余量的因素确定加工余量的方法机械加工工艺规程制订1.7.1加工余量的概念

加工余量指加工过程中从加工表面上所切除的金属层厚度。加工余量有工序余量和总加工余量之分。1.工序余量

工序余量是指某一加工表面在一道工序中被切除的金属层厚度。（1）工序余量计算工序余量等于同一表面相邻两道工序尺寸之差。机械加工工艺规程制订图1-27单边余量与双边余量

单边双边机械加工工艺规程制订（2）总加工余量总加工余量是毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差，又称毛坯余量。加工总余量等于各工序余量之和。总加工余量与工序余量之间的关系是：机械加工工艺规程制订

由于毛坯制造和各工序尺寸均有误差，各工序实际切除的余量是变动的，所以加工余量又分为公称余量、工序最大余量和工序最小余量。工序余量与工序尺寸及其公差的关系如图1-28所示。余量的公差为机械加工工艺规程制订

注意：加工余量既具有公称加工余量，也具有最大、最小加工余量，还具有余量公差！1.7.2影响加工余量的因素1．前工序的尺寸公差Ti-12．前工序的形位误差Pi-1图1-29前工序的形位误差机械加工工艺规程制订3．前道工序的表面粗糙度和缺陷层(Ra和Hi-1)4．本工序的装夹误差。图1－30工件的表面层粗糙度和缺陷层图1-31三爪卡盘装夹误差对加工余量的影响机械加工工艺规程制订1.7.3确定加工余量的方法1.经验估算法

靠经验估算确定，从实际使用情况看，余量选择都偏大，一般用于单件小批生产。2.查表修正法

根据工艺手册或工厂中的统计资料查表，并结合具体情况加以修正来确定加工余量，此法在实践中广泛应用。机械加工工艺规程制订3.分析计算法根据实验资料和计算公式综合确定，比较科学，数据较准确，一般用于大批大量生产（较少使用）。机械加工工艺规程制订任务1.8确定工序尺寸及其公差任务内容和目标

掌握基准重合情况，工序尺寸及其公差的确定步骤和方法，并学会此种情况下，工序尺寸及其公差、极限偏差的确定。

掌握基准不重合情况工序尺寸及其公差的确定方法，此种方法，需要借助“加工工艺尺寸链”帮助确定，故，需要掌握加工工艺尺寸链的概念，封闭环、组成环、增减环的概念，学会工艺尺寸链的建立、能够正确判定封闭环、增、减环。利用它们完成工序尺寸的换算。机械加工工艺规程制订知识网络结构机械加工工艺规程制订1.8.1基准重合时工序尺寸及其公差的确定

生产实际中绝大部分加工表面都是在基准重合（工艺基准与设计基准重合）的情况下进行加工，所以掌握基准重合情况下工序尺寸与公差的确定方法非常重要。机械加工工艺规程制订计算步骤（4）标注工序尺寸公差。最后一道工序的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按“人体原则”标注。毛坯公差按上下均匀分布形式标注。

（1）确定毛坯总余量和工序余量。（2）确定工序公差。最终工序尺寸公差等于设计尺寸公差，其余工序公差按经济精度确定。（3）求工序基本尺寸。从零件图上的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。机械加工工艺规程制订例：如图1-32所示小轴的小端轴径为Φ50，其尺寸精度要求为IT5，表面粗糙度为Ra=0.04μm,并要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线为：粗车→半精车→高频淬火→粗磨→精磨→研磨。现来计算各工序的工序尺寸及其公差。机械加工工艺规程制订工序名称工序余量工序的经济精度工序基本尺寸工序尺寸研磨0.01Ra0.0450Ra0.04精磨0.1Ra0.1650.01Ra0.16粗磨0.3Ra1.2550.11Ra1.25半精车1.1Ra2.550.41Ra2.5粗车4.49Ra1651.51Ra16锻造6IT14(2)毛面56Φ56±1工序尺寸及公差

注意：基准重合时，工序尺寸及公差确定的方法虽然很简单，但很重要，应用很广泛哦！机械加工工艺规程制订1.8.2基准不重合时工序尺寸及其公差的确定

零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准、工序基准与设计基准不重合，这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的换算。1.工艺尺寸链的基本概念（1）工艺尺寸链的定义与特征机械加工工艺规程制订

在零件加工过程中，由一系列与工艺相互联系的尺寸所形成的尺寸封闭图形（链）称为工艺尺寸链。（1）工艺尺寸链的定义与特征图1-33工尺寸链示例用零件的表面1来定位加工表面2，得到尺寸A1。仍以表面1来定位加工表面3，保证尺寸A2，则尺寸A0就随之自然确定，于是A1→A2→A0连接成一个封闭的尺寸图形，形成工艺尺寸链机械加工工艺规程制订（2）特征通过以上分析可知，工艺尺寸链的主要特征是：封闭性关联性工艺尺寸链必须是一组首尾相接并构成一个封闭图形的尺寸组合，其中应包含一个间接得到的尺寸。任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将影响间接保证的尺寸及其精度。机械加工工艺规程制订2．工艺尺寸链的组成

组成工艺尺寸链的各个尺寸都称为工艺尺寸链的环。图1-33中的尺寸A1

，A2

，A0

都是工艺尺寸链的环。

（1）环：

在加工过程中，间接得到，最后自然形成的尺寸称为封闭环。图1-33中的尺寸A0为封闭环，（2）封闭环：机械加工工艺规程制订除封闭环以外的其他环都称为组成环。图1-33b中的尺寸A1，A2都是组成环，组成环又分为增环和减环两种。（3）组成环在其它组成环不变的情况下，该环增大（减小），使封闭环也减小（增大）的环，称之为增环。图1-33b中的A2①增环在其它组成环不变的情况下，该环增大（减小），使封闭环也增大（减小）的环，称之为增环。图1-33b中的A1②减环机械加工工艺规程制订

为了正确地判定增环与减环，可在工艺尺寸链图上，先给已经正确确定的封闭环任意定出方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链一周，依次在每一个组成环上画出箭头。凡箭头方向与封闭环相反的为增环，相同的则为减环。③增减环的判定方法1-34增、减环的简易图如图1-34所示增环：A1、A2、、A4、A5、A7、A8减环：A3、A6、A9、A10封闭环：本书采用下标为“