典型零件的加工

第二章典型零件的加工--轴第二章典型零件的加工—轴第二章典型零件的加工轴概述三二一轴类零件的工艺过程外圆的加工方法四磨削加工方法录像第二章典型零件的加工—轴结束第二章典型零件的加工—轴概述第二章典型零件的加工—轴一、轴类零件的功用及结构特点轴类零件是典型的机器零件。用来支承传动件,传递运动和扭矩。第二章典型零件的加工—轴概述第二章典型零件的加工—轴概述第二章典型零件的加工—轴

二、轴类零件的技术要求1、尺寸精度主要轴颈(指配合、支承轴颈)的尺寸精度一般为IT9-IT6，机床主轴支承轴颈的尺寸精度为IT5，甚至更高。2、几何形状精度主要有圆度、圆柱度的要求。一般控制在尺寸公差以内。3、位置精度支承轴颈之间有同轴度要求，工作表面、配合表面对支承轴颈有跳动要求。概述第二章典型零件的加工—轴

4、表面粗糙度:

一般为Ra6.3-0.8µm。5、热处理为了获得具有一定强度、硬度和耐磨性及其它特殊要求，通常要按排热处理及表面处理。常采用的热处理方法有：正火、调质、高频淬火等。为表面的美观和防腐，还按排有电镀、发蓝等表面处理方法。6、其它要求对高速回转的轴零件应有静、动平衡的要求；对有安全要求的轴件，应按排探伤检查。概述第二章典型零件的加工—轴

三、轴类零件的材料与毛坯1、轴类零件的材料常用材料为45#钢；中等精度、转速较高的轴采用40Cr调质；强度高、尺寸大的轴采用30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi等合金调质钢；高速重载工作条件下的轴，则采用20钢、20Cr、20CrMnTi等低碳或低碳合金钢经渗碳后淬火。2、轴类零件的毛坯常用毛坯为棒料和锻件。概述轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴一、对滚筒轴进行工艺分析

1、了解各项技术条件,提出必要的改进意见1）零件的功用,及使用条件分析第二章典型零件的加工—轴轴类零件的工艺过程2)滚筒轴主要的技术要求第二章典型零件的加工—轴热处理要求:

毛坯锻造后正火，为提高材料的综合机械性能粗加工后应按排调质处理，硬度HB240-280。二、选择毛坯滚筒轴为阶梯轴，台阶之间相差不大，但使用条件对工件材料有强度方面的要求，应选择锻件，零件的生产纲领为中小批生产，最后确定为模锻毛坯。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴三、拟定工艺过程(一)定位基准的选择1、精基准的选择根据定位精基准的选择原则：基准重合与基准统一原则，应选择轴的公共回转轴线作为统一的定位精基准。由于滚筒轴是一空心轴，半精车前可采用两端中心孔作为定位精基准；轴心线上孔加工以后，应再加工出两端的60º内锥面作为后续加工的定位精基准。2、粗基准--毛坯外圆。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴(二)加工方法的选择1、主要表面：两支承轴颈尺寸精度IT6,Ra0.8µm,应选：车--磨的加工方法。2、配合锥面：Ra1.6µm，应选：车--磨,3、花键：内径Ra1.6µm，其余Ra6.3--3.2µm,

应选：铣--磨；4、Φ30深孔：车床钻削；5、3-M12螺孔：钻床钻--攻加工；6、平键槽：普通铣床铣削；7、其它表面：均可采用车床车削；轴类零件的工艺过程.第二章典型零件的加工—轴(三)划分加工阶段1、支承表面：粗车-半精车-精车-磨削。2、锥面：粗车-半精车-精车-磨削.

3、花键：铣两侧面-铣底径-铣空刀槽-磨底径。4、Φ30深孔：在车床上用加长钻削；5、3-M12螺孔：钻床钻-攻加工；6、平键槽：普通铣床铣削；7、其它表面：粗车-精车；轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴(四)安排加工顺序1、机械加工顺序的按排

1)先基面后其他作为定位精基准的表面应首先按排加工；由于滚筒轴毛坯为模锻，毛坯精度较低，加工余量也较大。加工前应先划线，再按划线打洋冲眼的位置钻中心孔，作为粗车各外圆的定位精基准。2)、先主后次，并划分加工阶段零件是由不同类型的表面组成的，在按排表面加工顺序时，必须把主要表面和次要表面的加工分开，先按排主要表面的加工，再按排次要表面的加工。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴花键的加工：由于花键轴上安装动力输入齿轮，二者之间有较高的位置精度，把花键的加工放在两支承轴颈精加工的后边，以精加工过的两支承轴颈作为定位精基准，能保证相关的加工精度。对于滚筒轴：中等精度，批量不大，可划分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3)、次要表面加工穿插进行铣花键后，在磨削之前,中间穿插锥面上平键槽的加工，然后按排固定平键的3-M12螺孔的加工。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴2、热处理工序的按排毛坯锻造后正火处理；粗加工后调质处理。3、辅助工序的按排所有工序完成以后，按排一次抽检。五、工序集中与工序分散程度的确定由于滚筒轴为中小批生产，宜采用工序集中的原则划分工序。如外圆的车削：粗车、半精车、精车各外圆面和台阶面，都是分别集中在一道工序内完成的。六、滚筒轴简要的工艺过程卡如所示:轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴轴类零件的工艺过程如果去掉中心的通孔，则工艺过程调整如下：第二章典型零件的加工—轴轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴三、拟定轴零件工艺过程中的几个问题(一)中心孔的修研中心孔作为定位精基准，在加工过程中受力的作用及热处理的影响，中心孔定位面可能会产生变形，影响定位精度。必须对中心孔进行修研，方法有:1、硬质合金顶尖修研在车床上一端硬质合金顶尖，另一端普通顶尖，工件安装在两定尖之间，工人手持工件不动，由硬质合金顶尖上的棱边切削。率较高，质量好。圆度达0.001mm，粗糙度Ra6.3–3.2µm，适用于一般精度轴类零件中心孔的修研。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴2、用油石或橡胶砂轮顶尖修研如图所示：修研时间约1-2分钟，锥面圆度误差2-1µm，Ra1.6-0.8µm，适用于精密工具、量具的中心孔的修研，磨具磨耗快。3、铸铁顶尖修研

修研精度高，但效率低。适用于大型、精度要求特高的轴类零件中心孔的修研。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴(二)花键的加工

1、花键铣削

1)中小批生产：花键在普通铣床上铣削。

（1）盘铣刀铣花键

铣削步骤：先两个三面刃铣刀铣花键的两个侧面,接下来铣空刀槽,最后用成形铣刀铣花键内径。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴

（2）飞刀铣花键铣削步骤：先用镶硬质合金成形刀具铣出花键槽，再用镶硬质合金的两把偏刀铣花键的两个侧面。这种加工方法生产率和加工质量都有所提高，刀头镶硬质合金，铣削速度较高，称为“飞刀铣花键”。2)大批大量生产，花键在花键铣床上，采用展成法加工，加工质量好，生产效率高。轴类零件的工艺过程第二章典型零件的加工—轴2、花键磨削对加工质量要求高、淬硬的花键，还需要按排磨削加工。单件小批生产在普通磨床上磨削，大批大量生产在专用花键磨床上磨削。在普通磨床上磨花键如图所示:轴类零件的工艺过程外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴一、外圆的车削加工1、外圆车削概述外圆的车削是最常用的加工方法。在一般的机械厂车床的数量约占机床总量的20--50%，外圆车刀一般用主偏角90º、75º、45º的偏刀，所加工材料的硬度在HRC30以下。大批大量生产，外圆在转塔、自动、半自动车床或数控车床及液压仿形车床上加工。单件小批生产外圆普通车床上加工。第二章典型零件的加工—轴

2、外圆的车削阶段1）粗车从毛坯上尽可能多的切除多余材料。一般采用大的切深、大的进给量，中等或较低的切削速度。为加强刀尖，刀具前角后角要适当减少。r0=0º~10º=6º~8º，尺寸公差IT14~IT12，表面粗糙度Ra25~12.5µm。

2）半精车作为高精度外圆的预备加工，亦作为中等精度外圆的终加工，其切深进给量均比粗车为小。加工精度：IT11~IT9，Ra6.3~3.2µm。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴

3）精车高精度外圆的终加工，亦可作光整加工前的预备加工。一般采用较高或较低的切速，以避免产生积屑瘤的切速范围，切深进给量均较小。采用精车刀，适当加大前角r0=12~15º，使刀刃更锋利，适当加大后角=8~12º，减小后刀面与工件的摩擦。刀尖磨出R0.2~0.4的圆弧，以减小残留面积，降低表面粗糙度。刃倾角=3~8º为正，使切屑流向待加工表面。前后刀面均用油石打光可进一步降低表面粗糙度，加加工精度：IT8~IT6，Ra1.6~0.8µm。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴

二、外圆磨削1、外圆磨削概述外圆磨削是高精度外圆的主要精加工方法，一般在半精车后进行。某些精确的毛坯，如精密模锻的毛坯即可直接磨削。

由于所选砂轮及修整精度、磨削用量的不同，磨削可分为：粗磨和精磨

粗磨IT8~IT7,Ra0.8~0.4精磨IT6~IT5,Ra0.4~0.2外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴2、外圆磨床纵磨法1）磨削运动主运动：砂轮的高速回转运动；进给运动：工件回转的圆周进给运动；工件随工作台的纵向进给运动；在一个往复行程后砂轮的径向进给运动。如图所示：外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴

2）纵磨法的工艺特点a）每次磨削深度小，磨削力小，磨削热少。b）由于工件作纵向进给，冷却散热条件好。c）在接近最终尺寸时，作几次没有径向进给的光磨行程，以消除工艺系统弹性变形所产生的加工误差。d）纵磨法适应性好，一个砂轮可磨削不同直径和长度大小的外圆；在磨外圆的同时，靠磨端面，保证各表面之间的位置精度。e）广泛用于各种生产批量。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴

3、外圆磨床横磨法1）磨削运动工件不作纵向进给运动。2）工艺特点

a)磨削深度大，生产率高。

b)砂轮与工件的接触面积大，发热量大，冷却散热条件差，工件易产生热变形和烧伤现象。

c)径向力大，工件易产生受力变形径

d)砂轮的修整精度，影响工件的尺寸精度和形状精度；无纵向进给工件表面磨痕明显。一般用于在大批大量生产中，磨削刚性好，长度短或两端均有台肩的轴颈。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴3、无心磨床纵磨法工件放在砂轮与导轮之间，下边由托板托住。砂轮高速回转为切削运动，导轮低速回转。由于砂轮轴线于导轮轴线有一夹角，导轮圆周上任一点的线速度即可向相互垂直两个方向分解，水平分速度为工件的纵向进给速度，垂直方向为工件的圆周进给速度。无心磨床纵磨法主要用于磨削细长轴及小套零件的外圆，但轴上若有较长的轴向沟槽，则会产生较大的圆度误差。如图所示：外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴4、无心磨床横磨法工件不作纵向进给，砂轮作连续的径向切入，至所需尺寸。如图所示：多用于大批大量生产。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴三、外圆磨削与精车的比较1、加工精度外圆磨削比精车更容易获得高的精度及低的表面粗糙度。因为磨床的精度高，砂轮表面为众多的磨粒刃口进行微刃切削，磨痕极为细浅，又可“光磨”。车床精度低，刀具刃口半径较大，易于磨损，难以进行微刃切削。

2、工件材料可磨削钢、铸铁。而精车则难加工淬火钢等高硬度难加工材料；对于塑性大、硬度低的有色金属，磨削不如精车外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴3、加工零件类型车床可利用各种夹具及附件装夹各类零件对其外圆进行车削。磨床只能磨削中小型零件上的外圆。4、加工经济性一般磨削成本高于车削。但对于IT6，Ra0.8磨削、精车均能达到时：成批生产较长的外圆，磨削比较经济；小批生产盘类零件上较短的外圆精车比较经济外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴四、先进磨削方法1、高精度低粗糙度磨削采用高精度磨床，提高工件定位基准精度，合理选用砂轮磨粒粒度并对砂轮进行精细修整，使砂轮表面的磨粒形成许多微小切削刃，称等高微刃。使磨痕更细小。以获得更低的表面粗糙度。2、高效率磨削1)高速磨削

砂轮线速度V>50m/s的磨削，可提高磨削效率30~50%。V>200m/s的高速磨削已通过了试验阶段。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴

2)宽砂轮磨削以增加砂轮的宽度和采用径向切入法来提高磨削效率。如图所示：外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴3)强力磨削加大磨削深度的高效率磨削方法。磨削深度可达6mm以上，很小的纵向进给量，可将毛坯直接磨至所需尺寸，Ra0.8~0.4µm强力磨削力、磨削热均很大，要求磨床功率大，刚度好，并对砂轮进行防护和高压强制冷却。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴4）组合砂轮磨削采用多个砂轮组合对多个轴颈同时磨削以提高磨削效率.外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴五、外圆研磨采用磨具和磨料从工件表面上去除一层极微薄的金属，从而达到高精度低粗糙度的一种光整加工方法。尺寸公差等级：IT5~IT3，Ra0.1~0.008µm。1、研磨方法

1）手工研磨在车床上进行。双顶尖装夹，工件回转，工人手持工件往复移动使得磨粒磨痕形成近45º的网纹。研磨不能提高表面间的位置精度。外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴

2）机械研磨在研磨机上进行，多用于大批大量生产。圆柱滚子的研磨。如图所示：外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴六、外圆超精加工

用极细油石进行光磨的一种光整加工方法。主要降低表面粗糙度。Ra0.1–0.01µm.

磨头以恒定压力轻压在工件表面上，工件回转１５~１５０m/min，磨头作纵向进给(0.1-0.15mm/r)，同时作往复振动。频率：1000--1400str/min，振幅3--8mm，磨粒在工件表面的运动轨迹应纵横交错而不重复。如图所示：外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴七、外圆珩磨

珩磨轮以一定的压力作用在工件表面上，由于摩擦力的作用，工件带动珩磨轮转动同时还沿着工件轴线作往复运动即珩磨运动，实现对工件表面的微量切削。珩磨所能达到的精度IT6，表面粗糙度Ra0.16µm珩磨原理如图所示:外圆的加工方法第二章典型零件的加工—轴八、外圆滚压

在常温下，用滚压工具对工件表面进行挤压，使之产生塑性变形，从而达到提高表面质量的一种加工方法。由于加工的冷作硬化作用，工件表面的硬度，耐磨性，耐腐蚀性，及疲劳强度均有一定程度的提高。滚压后的加工精度IT8~IT7，Ra0.2~0.025µm

滚压原理如图所示:外圆的加工方法第二章典型零件的加工箱体概述三二一整体式箱体的工艺过程平面的加工方法四平面铣削加工方法录像结束第二章典型零件的加工--箱体第二章典型零件的加工--箱体一、箱体零件的功用及结构特点

箱体零件是机器重要的基础件。它将轴、套、传动轮等许多零件连接组合成一体，并确定它们之间的相互位置及相对运动关系。箱体的结构一般比较复杂，可分剖分式、整体式两种。上面有许多高精度的支承孔系和平面；还有精度较低的紧固孔、油孔、油(水)槽等。箱体不仅加工表面多，而且加工难度较大。概述第二章典型零件的加工--箱体概述第二章典型零件的加工--箱体概述第二章典型零件的加工--箱体二、箱体零件的主要技术要求(一)支承孔的尺寸精度及几何形状精度1、支承孔的尺寸精度支承孔是箱体零件的重要表面，一般用来安装轴承，为保证具有良好的配合，支承孔的尺寸精度：对一般减速箱为IT9-IT7，对机床主轴箱的支承孔其尺寸精度为IT7—IT5。2、支承孔的几何形状精度有圆度、圆柱度的要求，几何形状公差一般为尺寸公差的1/2—1/3。概述第二章典型零件的加工--箱体(二)支承孔之间的位置精度及距离尺寸精度1、孔间同轴度

安装轴部件的两端同轴孔，同轴度一般规定在9-4级，以保证轴部件的运转灵活。2、各孔轴线间平行度各孔轴线间平行度是保证各传动齿轮正常啮合的条件，一般平行度为8-5级：机床主轴箱为6-5级，通用减速箱为8-7级。3、各孔轴线间垂直度垂直孔应有垂直度的要求，一般为8-6级概述第二章典型零件的加工--箱体

4、孔中心距尺寸精度对于平行孔系，孔间距离应有精度要求，这项精度值在齿轮设计时确定。(三)平面的形状精度和平面间的位置精度

1、平面的形状精度:对于安装、定位基面及结合面，为保证面与面间良好的贴合，以提高接触刚度，防止泄漏等。根据使用条件应在8-5级间选定平面的形状精度。

2、平面间的位置精度:平面间的平行度、垂直度按加工和装配时基准面的需要确定。概述第二章典型零件的加工--箱体

(四)平面与孔之间的位置精度为保证装配精度，平面与孔之间应有平行度、垂直度两项位置精度要求，平行度一般为7-4级，垂直度可选8级。(五)表面粗糙度对支承孔、定位面、装配基面、结合面等主要表面，粗糙度值一般为Ra3.2–0.4µm。(六)其它要求对铸件应有消除内应力、防锈、涂漆、做水压试验等方面的要求。概述整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

第二章典型零件的加工--箱体

(一)主要技术要求图示为车床床头箱的零件图1、主轴孔的尺寸精度为IT6,形状公差,圆度允差0.05,其它支承孔的尺寸精度为IT7；整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

2、主轴孔、其它支承孔轴线有跳动、平行度、位置公差的要求；3、主轴孔Ra0.8,其它孔Ra6.3-1.6。4、安装基面即导轨面B-C面,Ra0.8µm。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

顶面A,Ra3.2µm,其它面Ra6.3-3.2.5、顶面A的平面度允差0.05mm,6、毛坯材料:灰口铸铁；7、毛坯铸造后退火处理。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

(二)箱体零件工艺过程特点1、定位基准的选择1)精基准的选择单件小批生产以装配基面B-C为精基准。这符合基准重合原则，并且定位稳定可靠，便于加工、测量和观察。不足之处是加工箱体内部各表面，有时需加导向支承，并通过顶部吊架安装，每加工一件需拆装一次，生产率较低。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

大批量生产则以顶面A及两个工艺孔作为精基准这种定位方式，加工时箱体口朝下，中间导向支承架可紧固在夹具体上，提高了夹具刚度；有利于保证各支承孔的位置精度，工件装卸方便。不足之处是定位基准与设计基准，装配基准不重合，增加了定位误差，需进行尺寸链换算。同时也不便于加工过程中的观察，测量和调刀。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

2)粗基准的选择

选择箱体加工的粗基准时应考虑的问题主要是：(1)主轴孔是箱体中要求最高的孔，粗基准的选择应保证主轴孔的加工余量均匀、孔壁厚薄均匀；(2)保证所有轴孔都有适当的加工余量和适当的孔壁厚度，保证底面和导向面有足够的加工余量。(3)保证箱体内壁与装配时的装入零件(主要是齿轮)之间有足够的间隙。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

单件小批生产时粗基准的选择：一般采用划线装夹加工，各加工表面的加工线均是以主轴孔为粗基准进行划线的。大批大量生产时粗基准的选择：由于毛坯的精度高，可直接以主轴孔为粗基准在夹具上安装进行加工。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

2、加工顺序的安排先基面后其它，先主要表面后次要表面，并应提高作为定位面B面和C面的加工精度。3、热处理工序的安排

主轴箱箱体是加工要求较高的基准件，又是形状复杂的铸件，必须消除内应力，防止加工和装配以后产生变形，所以主轴箱体一般在粗加工前进行人工时效，避免了箱体在机械加工车间和热处理车间之间的运输劳动量。4、工艺过程的拟订经上述分析，决定尽量使工序集中。得到中批生产条件下的箱体零件机械加工工艺过程。整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

序号工序内容定位基准01铸造02时效03涂底漆04铣顶面AI-II孔05铣两端面E,F及前面D顶面A及工艺孔06铣导轨面B,C顶面A及工艺孔07磨顶面A导轨面B,C08钻-扩-铰2-Φ8H7工艺孔顶面A及一侧面整体式箱体的工艺过程第二章典型零件的加工--箱体

09粗镗各纵向孔顶面A及工艺孔10精镗各纵向孔顶面A及工艺孔11精镗主轴孔顶面A及工艺孔12加工横向孔及各面上的次要孔顶面A及工艺孔13磨导轨面B,C及前面D顶面A及工艺孔14将2-Φ8H7工艺孔及4-Φ7.8孔均扩钻至Φ8.5,攻6-M1015清洗,去毛刺,倒角16终检整体式箱体的工艺过程平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

一、端平面的车削在车床上，可以利用各种夹具装夹各种工件，以车削其端面、台阶面。加工精度IT8，Ra12.5--1.6µm。平面度0.05--0.08mm/m。二、平面的刨削(一)平面的刨削概述刨削是平面加工的主要方法之一。刨削类机床有牛头刨床、龙门刨床。刨削又可分为粗刨和精刨；精刨所能达到的精度为IT9--IT7，Ra3.2--1.6µm，直线度为0.04--0.12mm/m。宽刀细刨可进一步提高精度和降低表面粗糙度第二章典型零件的加工--箱体

(二)平面刨削方法

如图所示：(三)平面刨削的工艺特点1、生产率低，因为刨削采用中低速切削，且有空回程，所以刨削的生产率低；2、加工成本低，刨削使用通用机床，刨刀结构简单、刃磨、安装和调整方便，使用费用低；3、由于刨削生产率低和加工成本低，因此多用于单件小批生产或修配作业平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

三、平面铣削(一)概述平面铣削是平面常用的加工方法之一。铣削类机床有普通铣床、龙门铣床和组合铣床等。铣床的附件和刀具种类较多，因而铣削方法较多，应用也较为广泛灵活。平面铣削又可分为粗铣和精铣,精铣后所能达到的尺寸公差等级为IT9--IT7,Ra3.2--1.6µm,直线度0.08--0.12mm/m平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

(二)平面的铣削方法1、镶齿端铣铣大平面，铣削速度100--150mm/min。如图：平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

2、圆柱铣刀铣中小型平面圆柱铣刀为整体高速钢制造,铣削速度不高，为30--40mm/min，生产率较低。（指状铣刀）如图：3、其它铣刀的铣削方法：如图：平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

(四)平面的铣削方式顺铣和逆铣、端铣和周铣1、端铣与周铣1)概念:周铣：用铣刀圆周面上的刀齿进行铣削的方式端铣：用铣刀端面上的刀齿进行铣削的方式

平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

2)端铣与周铣的比较

(1)端铣：端铣同时参加铣削的刀齿多，铣削过程平稳，表面粗糙度低（表面平整）。

(2)周铣：每次只有1--2个刀齿参加切削、切削厚度及切削力变化较大，铣削过程中的振动也较大，铣削过程不平稳，表面粗糙度高。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

(3)端铣的生产率高于周铣端铣的刀杆刚性好，刀齿为镶硬质合金，可用较大的铣削用量，铣削速度高达100--150m/min，因此端铣的生产率高。周铣刀具为高速钢制造，铣削速度仅为30--40m/min。

平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

2、逆铣与顺铣1)概念：逆铣：铣刀和工件接触处的速度方向与工件进给方向相反的为逆铣。顺铣：铣刀和工件接触处的速度方向与工件进给方向相同的为顺铣。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

2)逆铣与顺铣的比较(1)逆铣刀齿切入工件前有一小段滑移距离，从而增加了刀具的磨损，增加了工件表面层的硬化程度，并加大了表面粗糙度。铣刀作用在工件上的垂直分力向上，不利于工件的夹紧。水平分力方向与进给运动方向相反，工作台的运动平稳性较好。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

(2)顺铣刀齿切入工件前没有一小段滑移距离。铣刀作用在工件上的垂直分力向下，有利于工件的夹紧。水平分力方向与进给运动方向相同，工作台的运动平稳性不好。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

(五)平面铣削与刨削的比较1、加工质量铣削与刨削的加工质量相当。加工大平面时刨削刀痕均匀。而铣削需多次走刀，有明显的接刀痕。2、加工范围铣削比刨削加工范围广泛，许多加工是刨削无法完成的，如：内凹面、封闭型沟槽、有分度要求的表面等。3、生产率铣削的生产率高于刨削，铣削为多刀齿的高速切削；而刨削则为单刃低速切削。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

4、加工成本铣削高于刨削，因刨床及刨刀较简单,安装调整简单省时。5、实际应用铣削广泛用于各种生产批量，而刨削多用于单件小批生产或修配作业。四、平面插削插削在插床上进行，插削可以看成立式的牛头刨床刨削。由于插削的生产率比刨削还低，因此主要用于在单件小批生产中插削孔内键槽。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

五、平面磨削是平面的精加工方法。(一)平面的普通磨削方法1、周磨1)用砂轮的圆周进行磨削2)特点（1）砂轮与工件的接触面积小，磨削力小，磨削热少，冷却散热排屑条件好，砂轮的磨损均匀。（2）磨削精度高，IT6--IT5，Ra0.8--0.2µm，直线度0.01--0.03mm/m,平面间平行度0.01--0.03mm。（3）用于在各种生产批量中磨削精度较高零件上的平面，小型平面可磨削多个以提高生产效率平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

2、端磨1)以砂轮的端面进行磨削2)特点（1）砂轮轴的刚性好，磨削用量大，生产率高。（2）砂轮与工件的接触面积大，磨削力、磨削热多，冷却散热、排屑条件差，工件易产生热变形及烧伤现象（3）砂轮各点的圆周线速度不相同，砂轮磨损不均匀，因此端磨精度低、表面粗糙平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

(二)缓进深切磨削为一种高效率磨削。磨削深度达10mm以上，工作台进给速度低于20--300mm/min。使用专门的磨床和高压强制冷却及必要的安全防护，磨削效率比普通磨削高3-5倍，Ra0.8-0.4µm。如图：(三)工件在磨床上的安装方式电磁吸盘真空吸盘六、平面拉削用平面拉刀在拉床上加工平面的一种高效率加工方法，加工精度IT8--IT7，Ra0.8--0.4µm，用于大批大量生产。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

七、平面刮削1、概述：

刮削是手工操作的一种光整加工方法，在精铣(刨)的基础上进行。直线度0.01mm/m,甚至达0.005–0.0025mm/m，Ra0.8–0.4µm。2、平面刮削方法刮削时，在工件表面上涂上红丹油，用标准平尺(台)贴紧推磨，然后用刮刀将显出的高(亮)点，逐一刮去，重复多次。

刮削劳动强度大，技术水平要求，生产率低，故多用于单件小批生产或修理车间。刮削还常用于修饰加工，刮出各种样式的花纹。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

八、平面研磨研磨也是平面的光整加工方法，一般在磨削之后进行。研磨方法如图所示：研磨后两平面间的尺寸公差等级可达IT5--IT3,表面粗糙度Ra0.1--0.008µm,直线度可达0.005mm/m。

平面研磨主要用来加工小型精密平板、平尺、块规及其它精密零件的平面。单件小批生产采用手工研磨；大批大量生产采用机械研磨。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

九、平面加工方案1、粗车--精车：直线度0.05—0.08mm/m,Ra3.2--1.6µm。2、粗刨--精刨：直线度0.04—0.12mm/m,IT9--IT7,Ra3.2--1.6µm。3、粗铣--精铣：直线度0.08—0.12mm/m,IT9--IT7,Ra3.2--1.6µm。

车、刨、铣：主要用于不淬火钢、铸铁及有色金属工件的加工。4、粗铣(刨)--精铣(刨)--磨削：直线度0.01--0.03mm/m，尺寸公差等级IT6--IT5，表面粗糙度Ra0.8–0.2µm。平面的加工方法第二章典型零件的加工--箱体

5、粗铣(刨)--精铣(刨)--磨削--研磨：直线度0.005mm/m，尺寸公差等级IT5--IT3，表面粗糙度Ra0.1--0.008µm。

用于的中小型高精度零件的平面的加工。6、粗刨--精刨--宽刀细刨：直线度0.02mm/m，表面粗糙度Ra1.6--0.8µm7、粗铣(刨)--精铣(刨)--刮研：直线度0.01mm/m，表面粗糙度Ra0.8--0.4µm

主要用于高精度平面及导轨面的加工。平面的加工方法一、概述二、齿轮零件工艺过程分析三、齿轮加工工艺过程中的关键问题四、齿轮加工方法录像典型零件的加工--齿轮

齿轮传动应用广泛，在机械制造中，齿轮生产占有极重要地位。近年来，在提高齿轮生产率方面得到很大的发展，例如采用精密铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧及冷挤新工艺，减少切削量，节约材料，提高劳动生产率，降低生产成本。在制造精密齿轮方面也有突破，采用磨齿法可制造出4级或3级精度齿轮。齿轮模数0.004～100毫米齿轮直径由1毫米～150米传递功率可达十万千瓦转速可达十万转/分最高的圆周速度达300米/秒一、齿轮的技术要求二、齿轮的材料及毛坯制造三、齿轮的热处理及其对加工质量的影响四、齿轮的机械加工工艺过程二、齿轮零件工艺过程分析一、齿轮的技术要求

l、齿轮精度和侧隙精度：齿轮共分13个精度等级。（0～12级）国标中将齿轮各项公差分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个公差组。它们分别是评定运动精度、平稳性精度、接触精度的指标。允许各公差组选用不同的精度等级。侧隙：是指齿轮副啮合轮齿非工作面间沿法线方向的空隙。为使齿轮副正常工作必须具有一定的侧隙。它是通过中心距变动和齿厚偏差来控制。在标准中规定有14种齿厚偏差。

齿轮在加工、检验和安装时基准应尽量一致，并且尽量和设计基准一致。

2、齿坯基准表面的精度齿坯基准表面的尺寸误差和形位误差影响齿轮与齿轮副的精度。齿坯的基准表面切齿时的安装端面安装在传动轴上的孔或安装在支承中的基准轴

0.81.63.2

l、材料的选择齿轮材料对齿轮的加工性能和寿命有直接的影响

高速齿轮的齿面容易产生疲劳点蚀，应选用齿面硬度较高而硬层较厚的材料；

有冲击载荷的齿轮传动，轮齿容易折断，应选用韧性较好的材料；低速重载的齿轮传动，轮齿易折断，齿面易磨损，应选用机械强度大，齿面硬度高的材料。

齿轮的常有材料有：金属：45#（正火或调质）、40Cr（高频淬火）、18CrMnTi（渗碳）、38CrMoAlA（氮化）、铸铁二、齿轮的材料及毛坯制造

有色金属：黄铜HPb59-1、青铜QSnPl0-1、铝合金非金属：夹布胶木、尼龙、塑料。2、齿轮毛坯的制造齿轮毛坯的形式主要有：棒料、锻件、铸件。棒料：用于小尺寸、结构简单而且对强度要求低的齿轮。锻件：多用于齿轮要求强度高，还要耐磨、耐冲击的场合。锻造后要进行正火处理，消除锻造应力，改善晶粒组织和切削性能。铸件：多用于直径大于400～600mm的齿轮。

三、齿轮的热处理及其对加工质量的影响1、齿坯热处理钢料齿坯常用的热处理：正火或调质。锻件或铸件：采用正火或退火，安排在铸造或锻造之后，切削加工之前。这样可消除残留的铸造或锻造的应力，使组织重新结晶得到细化，从而改善了切削性能和表面粗糙度。棒料齿坯：采用正火或调质处理，一般安排在粗车之后，这样可以消除粗车形成的内应力。

2、轮齿的热处理轮齿常用的热处理：高频淬火、渗碳、氮化。热处理的质量对齿轮加工精度和表面粗糙度影响很大。往往因为热处理质量不稳定，引起齿轮定位基面及齿面变形过大或表面粗糙度太大而报废。3、加工表面的粗糙度零件加工的表面粗糙度，是多种因素影响的结果。与热处理的冷却过程、机械加工方法有关。4、齿轮淬火变形及其改进措施预热保护法：即将齿轮工件先在回火炉中预热到260～320℃，保温1小时后立即取出进行高频淬火。

四、齿轮的机械加工工艺过程

齿轮加工的工艺路线是根据齿轮材质和热处理要求、齿轮结构及尺寸大小、精度要求、生产类型和车间现有的设备条件而定。一般可以归纳成如下的工艺路线：毛坯制造-齿坯热处理-齿坯加工-轮齿加工-轮齿热处理-齿轮主要表面精加工-轮齿的精整加工。下面给出三个常见的盘形、中小尺寸齿轮的例子，代表在三种不同生产类型下的加工工艺过程。1、大批大量生产齿轮的工艺过程图2-40所示为运输机齿轮零件图。表2-12为机械加工工艺过程，表中还列出了主要工序简图。

GB/T10095.1-2008

2、成批生产齿轮的工艺过程图示为齿轮零件图。表2-13为机械加工工艺过程热处理：齿部G54。即齿部高频淬火HRC54

3、单件小批量生产齿轮的工艺过程图示为齿轮零件图。表2-14为机械加工工艺过程热处理：齿部G52

1、定位基面的选择与加工齿轮加工时的定位基准应尽可能符合基准重合原则。在齿轮加工的整个过程中也尽量选用统一基准。

小直径轴齿轮：可采用两端中心孔作为定位基准

大直径轴齿轮：通常用轴颈定位，并以一个较大的端面作为支承；

带孔齿轮：则以孔定位和一个端面支承。为了加工出符台各项精度参数要求的齿轮，齿坯的基准面必须具有相应的精度和粗糙度。下面对带孔齿轮制造中定位基面的加工进行分析三、齿轮加工工艺过程中的关键问题

1)淬火前齿坯基面的加工方案：大批大量生产：钻-拉-多刀车。成批生产：车-拉-车或车-车。单件小批生产：车-车。

注意：A、对于带孔齿轮，如果齿坯技术条件中规定端面和齿顶圆对定位孔有一定的要求，在大批大量生产和成批生产中采用内孔定位精加工端面、齿顶圆，这样就能保证端面圆跳动和外圆径向圆跳动的要求。在小批生产和成批生产的转塔车床“车-车”方案中，则必须在一次装夹中精加工出内孔、端面和外圆，以保证它们之间的位置精度。(一刀活)

B、齿坯的大量生产有两个发展趋势：一是向切削加工自动线发展；另一个是向少无切削加工发展，即采用精锻和粉末冶金制造齿坯，只加工内孔后就可以进行轮齿加工。2)淬火后齿坯基面的加工淬火后的齿轮基准孔会有一定的变形，需要修正，一般采用磨孔工序。由于磨孔的生产率低，在淬火变形不大而齿轮精度要求不高(8级)的情况下，应尽量采用推孔工艺。

2、轮齿的加工方案及分析主要取决于齿轮的精度、粗糙度、生产批量和生产厂的设备条件。根据最后获得轮齿精度和粗糙度的方法不同，可以归纳成以下几种加工方案：1)滚(插)齿方案：滚齿是最常用的切齿方法，它能加工直齿、斜齿和修正齿形的圆柱齿轮。滚齿精度一般可达7～8级，最高可达4～5级，齿面粗糙度Ra值可达1.6～0.2um，由于滚齿的整个切削过程是连续的，因此生产率较高。插齿精度一般可达7～8级，最高可达6级，齿面粗糙度Ra值可达l.6～0.2um。

用滚(插)齿作为轮齿最终加工的方案，多用于不需淬硬的齿轮。对于模数较小、齿圈较窄的小齿轮、扇形齿轮，插齿的生产率就比滚齿高；中等模数以上(大于2.5mm)的齿轮。滚齿的效率高同一把滚刀可以加工模数和压力角相同的直齿轮和任意螺旋角的斜齿轮。而插齿不能，因为插齿是平行轴啮合，滚齿是交叉轴螺旋齿轮啮合，所以滚齿的通用性比插齿好。但是在加工齿圈很近的多联齿轮、按展成法加工内齿轮、人字齿轮、齿条、带凸台齿轮及某些特殊齿轮等工件时只能用插齿。

2)剃齿方案：剃齿加工的工艺路线为：滚(插)齿-剃齿。精度可达6～7级，齿面粗糙度Ra值可达0.8～O.2um。剃齿方案多用于不淬硬齿轮，生产率高。由于剃齿是自由啮合，对齿轮的运动精度提高很小，因此齿轮的运动精度就必须由剃前的滚齿或插齿保证。由于滚齿的运动精度比插齿高．所以剃前加工一般都用滚齿。3)珩齿方案：珩齿加工的工艺路线为：滚(插)齿-剃齿-淬火-珩齿。珩齿可以降低齿面粗糙度，修正淬火变形，降低噪声，作为齿面淬硬后的光整加工。加工精度可达6～7级，齿面粗糙度Ra值可达0.8～0.2um。生产率高

4)磨齿方案:磨齿加工的主要工艺路线为：滚(插)齿一淬火一磨齿。磨齿是目前轮齿加工中精度最高的加工方法。一般精度可达5～6级，最高可选3～4级。齿面粗糙度Ra值可选0.8～0.1um。由于在一般齿轮磨床的传动中，不像其它展成法那样连续分度而是单齿分度，带来了回程和分度时的时间损失，所以生产效率很低，成本很高，但用蜗杆砂轮磨齿，可以提高生产率。

5)硬滚(刮)齿方案：对于中硬齿面(HB350左右)及硬齿面(HRc50以上)，日本发明的用大负前角(一300)的硬质合金滚刀硬滚(刮)的方法，已在国内外受到普遍的重视。这种全新的工艺可以代替粗磨齿，以节省昂贵的磨齿设备，与磨齿相比，具有投资小、效率高的优点。由于硬滚齿的工艺及设备简单，可扩大硬齿面的使用范围，若将软齿面改为硬齿面，齿轮的工作寿命可提高3～4倍，对于硬齿面的加工正逐步成为磨削与硬滚(刮)共存的局面

6)研(滚光)齿方案：研齿加工的主要工艺路线：滚(插)齿-剃齿-淬火-研(滚光)齿。淬火后轮齿的精整加工除珩齿和磨齿外，还可用研齿或滚光齿方案。但滚光只能清除轮齿表面氧化皮和毛刺，不能提高齿轮精度。研齿对提高轮齿的接触精度和降低粗糙度有一定的作用，但效率低。研(滚光)齿可达7—8级精度，齿面粗糙度Ra值可达0.8～O.2um。适用于小批生产或无法进行珩齿或磨齿的多联齿轮。从上述三个典型齿轮的工艺过程可以知到；最常用的轮齿加工路线为：滚-剃-珩和滚-磨两种。120第4章机械加工工艺规程的设计第4章机械加工工艺规程的设计4.1机械加工的基础知识4.2机械加工的工艺规程4.3工艺审查和毛坯选择4.4机械加工工艺路线的制订4.5机械加工的工序设计4.6工艺尺寸链4.7时间定额及提高生产率的工艺途径4.8工艺方案的比较与技术经济分析4.9计算机辅助工艺设计技术1214.1机械加工的基础知识122原材料的运输和保管、生产技术准备、毛坯制造、零件加工与热处理、部件和产品的装配、检验调试及油漆包装等指机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。成品原材料一、生产过程、工艺过程与工艺系统1．生产过程1232．工艺过程在生产过程中按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为产品的过程称为工艺过程；其他过程则称为辅助过程。工艺过程又可分为：铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。工艺是使各种原材料、半成品成为产品的经验、方法和过程。工作地、工人、零件和连续作业是构成工序的四个要素，其中任一要素的变更即构成新的工序。1243.工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一个或若干个按顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和行程等。

工序

一个(或一组)工人，在一个工作地点，对一个(或同时几个)工件所连续完成的那部分工艺过程叫做工序。单件小批生产大批大量生产工序安排和工序数目的确定与零件的技术要求、数量和现有的工艺条件等有关。125

在加工表面和加工工具都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序叫工步。

为了提高生产效率，采用几把刀具或一把复合刀具同时加工一个或几个表面可算作一个工步，称为复合工步。126工步安装

在一个加工工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为一个安装。从减小装夹误差及减少装夹工件所花费的时间考虑，应尽量减少安装次数。127工位

为完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或机床的可动部分一起相对刀具或机床的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。在同一工序中，有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往采用转位工作台或转位夹具。128行程刀具相对工件每切削一次就称为一次行程（或称为一次走刀）。129有些工步，由于切削余量较大，需要同一刀具对同一表面进行多次切削。误差复映130机械加工工艺系统通常由物质分系统、能量分系统和信息分系统组成。物质分系统：由工件、机床、工具和夹具所组成。工件是被加工的对象；机床是加工设备，如车床、铣床、磨床等，也包括钳工台等钳工设备；工具是各种刀具、磨具、检具等；夹具是指机床夹具。信息分系统：现代的数控机床、加工中心和生产线，和信息技术关系密切。能量分系统：是指动力供应系统。4.机械加工工艺系统131二、生产纲领和生产类型零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，即N=Qn(1+α+β)式中：N——零件的年产量，件/年；

Q——产品的年产量，台/年；

n——每台产品中，该零件数量，件/台；

α——备品的百分率；

β——废品的百分率。1.生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。1322、生产类型成批生产单件生产大量生产产品产量很大，工作地的加工对象固定不变，长期进行某零件的某道工序的加工。一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象周期地重复。产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变，很少重复。年产量133134135三、工件的基准

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那些点、线、面。一个几何关系只有一个基准。度量基准基准的分类工艺基准设计基准定位基准装配基准1.设计基准：设计基准是零件设计图样上所采用的基准。1372.工艺基准：(1)工序基准：在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、位置的基准。(2)定位基准：工件在机床上或夹具上加工时用作定位的基准。工艺基准是在加工和装配过程中所采用的基准。(3)测量基准：工件在测量时所采用的基准。(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。一般情况下，设计基准是在零件图样上给定的，工艺基准是工艺人员根据具体的工艺过程选择确定的。139外圆柱面素线外圆柱面素线4.2机械加工的工艺规程140它是在具体生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。4.2.1机械加工工艺规程及其作用1.机械加工工艺规程工艺规程规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。机械加工工艺规程规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。为什么需要工艺规程？1411)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)工艺规程是新建、扩建工厂或车间的基本资料。2.工艺规程的主要作用工艺规程是在总结实践经验的基础上，依据科学的理论和必要的工艺实验后制定的，反映了加工中的客观规律1421.专用工艺规程针对每一个产品和零件所设计的工艺规程。2.通用工艺规程(1)典型工艺规程为一组结构相似的零部件所设计的通用工艺规程。(2)成组工艺规程按成组技术原理将零件分类成组，针对每一组零件所设计的通用工艺规程。4.2.2工艺规程的格式1433.标准工艺规程它是已纳入标准的工艺规程。(1)机械加工工艺规程按照有关规定，属于机械加工工艺规程的有：①机械加工工艺过程卡片；②机械加工工序卡片；③标准零件或典型零件工艺过程卡片；④单轴自动车床调整卡片；⑤多轴自动车床调整卡片；⑥机械加工工序操作指导卡片；⑦检验卡片等。(2)装配工艺规程属于装配工艺规程的有：①工艺过程卡片；②工序卡片。144145146(1)熟悉装配图和零件图，了解产品的用途及技术要求；(2)工艺审查与毛坯选择；(3)工艺过程设计，包括划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等；(4)工序设计指机床和工艺装备选择、确定加工余量、计算工序尺寸及公差、确定切削用量及计算工时定额等；(5)填写工艺文件。4.2.3工艺规程设计的内容及步骤4.3工艺审查和毛坯选择1474.3.1零件的工艺性分析在制定零件的机械加工工艺规程之前，首先应对零件的工艺性进行分析。1.审查各项技术要求1、了解该零件在产品中的位置、用途、性能及工作条件2、分析零件上主要表面的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度作为选择加工方法、定位基准及按排加工顺序的依据3、审查图纸的完整性、技术要求的合理性以及材料选择是否合理，并提出改进意见1481492.审查零件结构工艺性零件的结构工艺性，是指零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性指在保证产品使用要求前提下，能用生产率高、劳动量少、材料省和生产成本低的方法制造出来。良好的工艺性150便于在机床上安装。

便于加工尽量避免内表面的加工错对便于加工避免弯曲的孔应有退刀槽减少安装次数错对减少机床调整或换刀次数错对错对减少加工面积错对提高工件的刚度错对1583.结构设计时应注意的几项原则①尽可能采用标准化参数，有利于采用标准刀具和量具；②要保证加工的可能性和方便性，加工面应有利于刀具的进入和退出；③加工表面形状应尽量简单，便于加工，并尽可能布置在同一表面或同一轴线上，以减少工件装夹、刀具调整及走刀次数；④零件结构应便于工件装夹，并有利于增强工件或刀具的刚度；⑤应尽可能减轻零件质量，减少加工表面面积，并尽量减少内表面加工；⑥零件的结构应与先进的加工工艺方法相适应。1591.常用的毛坯种类(1)铸件：(2)锻件：(3)焊接件：(4)型材4.3.2毛坯的选择

在制定零件机械加工工艺规程前，还要选择毛坯类型及制造方法、确定毛坯精度。零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量相关1602.毛坯选择时考虑的因素(1)零件材料及其力学性能例如，材料是铸铁，就选铸造毛坯；材料是钢材，且力学性能要求高时，可选锻件；当力学性能低时，可选型材或铸钢。(2)零件的形状和尺寸形状复杂毛坯，常采用铸造方法。薄壁件不可用砂型铸造，大铸件应用砂型铸造。常见钢质阶梯轴零件，如各台阶直径相差不大，可用棒料；如各台阶直径相差较大，可选锻件。尺寸大宜选自由锻，尺寸小宜选模锻。(3)生产类型大量生产，应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，如铸件选金属模机器造型或精密铸造，锻件应采用模锻，冷轧和冷拉型材等；单件小批生产则应采用木模手工造型或自由锻。(4)具体生产条件考虑现场毛坯制造的水平和能力以及外协的可能性等。(5)利用新工艺、新技术和新材料的可能性如精铸、精锻、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等，应用这些方法后，可大大减少机械加工量，有时甚至可不再进行机械加工。4.4机械加工工艺路线的制定161定位基准的选择工艺路线制定加工阶段的选择工序的集中与分散加工顺序的按排加工方法的选择1624.4.1定位基准的选择在最初的工序中只能选择未加工的毛坯表面作为定位基准用加工过的表面作为定位基准粗基准精基准辅助基准为满足工艺需要而在工件上专门设置或加工出的定位面轴加工时用的中心孔1631.粗基准的选择原则粗基准的选择影响：1、加工表面与不加工表面的相互位置精度2、加工余量的分配164(1)保证重要表面余量均匀原则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。床身导轨面不仅精度要求高，而且导轨表面要有均匀的金相组织和较高的耐磨性，这就要求导轨面的加工余量较小而且均匀，1651)首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度，则应以不加工表面作为粗基准.2)工件上有几个不加工表面，则应以其中与加工表面位置精度要求高的表面作粗基准。(2)保证相互位置精度的原则166如果零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面为粗基准。(3)保证余量足够的原则167(4)保证定位可靠性的原则；

作为粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。(5)保证不重复使用的原则粗基准一般只能使用一次，以免产生较大的位置误差。基准重合原则1）定位精基准的选择原则基准统一原则互为基准原则自为基准原则2.精基准的选择原则

主要考虑保证相互位置精度和装夹准确方便

便于装夹原则

169应尽可能选用设计基准或工序基准作为定位基准。加工的是最终工序，所选择的定位基准应与设计基准重合；若是中间工序，应尽可能采用工序基准作为定位基准。(1)基准重合原则170(2)基准统一原则工件加工过程中，尽可能采用统一的定位基准，这样便于保证各加工面间的相互位置精度，且可简化夹具的设计。171(3)互为基准原则

当两个表面相互位置精度较高时，可互为精基准，反复加工

加工精密齿轮时，齿面淬硬以后再磨齿面及内孔:因齿面淬硬层较薄，磨削余量应力求小而均匀，因此需先以齿面为基准磨内孔，然后再以内孔为基准磨齿面。172当某些表面精加工要求余量小而均匀时，则应选择加工表面本身作为精基准。如图所示是在导轨磨床上，以自为基准原则磨削床身导轨。方法是用百分表找正导轨面，然后加工导轨面保证余量均匀，以满足对导轨面的质量要求。另外如拉刀、浮动镗刀、浮动铰刀和珩磨等加工孔的方法，也都属于自为基准。(4)自为基准原则1734.4.2零件表面加工方法选择加工表面的技术要求满足零件的质量、低的成本和高的生产率。1.加工方法选择时应考虑的因素1)经济加工精度选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。174(2)工件材料的性质被加工材料的性能不同，加工方法也不一样。例如，淬火钢的精加工要用磨削，有色金属的精加工为避免磨削时堵塞砂轮，则采用高速精细车或金刚镗。(3)工件的结构形状和尺寸

例如对于精度IT7的孔，镗、铰、拉和磨都可以，但是箱体上的孔一般不宜采用拉或磨，常选镗孔(大孔时)或铰孔(小孔时)。(4)生产类型和经济性大批大量生产时应选用生产率高和质量稳定的加工方法，如小平面和孔采用拉削，轴类采用半自动液压仿型车削。在单件小批生产中，一般采用通用机床和工艺装备进行加工。(5)现有设备情况和技术条件充分利用工厂或车间现有的设备和工艺手段，挖掘企业的潜力。1752.常见表面的加工方法176177178179180181加工阶段3)精加工1)粗加工2)半精加工为零件主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的加工，一般在热处理前进行。从工件上切除较少余量，所得精度和表面质量都比较高。切除大部分加工余量并加工出精基准，主要是提高生产率4.4.3加工阶段的划分1824)光整加工阶段是用来获得很光洁表面或强化其表面的加工过程5）超精密加工阶段按照稳定、超微量切除等原则，实现尺寸和形状误差在小于0.1μm的加工技术。当毛坯余量特大时，在粗加工阶段前可增加荒加工阶段，一般由毛坯车间进行。183利于保证加工质量

自然时效(2)便于合理地使用机床设备(3)便于热处理工序(4)便于及时发现毛坯缺陷(5)保护精加工过后的表面2.划分加工阶段的目的

1841.机械加工工序的安排(1)先基准面后其它面(2)先主要表面，后次要表面(3)先面后孔(4)先粗后精4.4.4加工顺序的安排一个零件有许多表面需要机械加工，此外还有热处理工序和各种辅助工序。各工序的安排应遵循如下的一些原则：185(1)预备热处理（正火时效及调质）(2)最终热处理(3)时效处理(4)表面处理（电镀，油漆，氧化膜）2.热处理工序的安排186除了工序中的自检外，还需要在下列场合单独安排检验工序：①粗加工后；②重要工序前后；③转车间前后；④全部加工工序完成后。3.辅助工序的安排包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁及平衡等。检验工序分加工质量检验和特种检验，是工艺过程中必不可少的工序。187是拟定工艺路线时确定工序数目或工序内容多少的两种不同原则，它和设备类型的选择有密切的关系。1.工序集中的特点工序集中就是工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容多。①采用高效专用设备及工艺装备，生产率高；②装夹次数少，易于保证表面间位置精度，减少工序间运输量，缩短生产周期；③机床数量、操作工人和生产面积少，可简化生产组织和计划工作；④因采用结构复杂的专用设备，所以投资大，调整复杂，生产准备量大，转换产品费时。4.4.5工序的集中与分散1882.工序分散的特点

工序分散就是将工件加工分散在较多的工序内进行。每道工序加工内容少。①设备和工艺装备简单，调整维修方便，生产准备量少，易适应产品更换；②可采用最合理的切削用量；③设备数量多，操作工人多，生产面积大。工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。单件小批生产可采用加工中心等工序集中方法，以便简化生产组织工作；大批大量生产可采用多刀、多轴机床、高效组合机床和自动机床等工序集中方法加工。

对于重型零件，工序应适当集中；对于刚性差、精度要求高的零件，工序应适当分散。4.5机械加工的工序设计1891.机床的选择原则①机床精度应与工件精度相适应；②机床规格应与工件外形尺寸相适应；③机床的生产率应与工件的生产类型相适应。为每一工序选择机床和工艺装备，确定加工余量、工序尺寸和公差，确定切削用量和工时定额。

4.5.1机床及工艺装备选择

190(1)夹具选择单件小批生产尽量采用通用夹具和组合夹具；大批大量生产应采用高效专用夹具。(2)刀具选择优先采用标准刀具。必要时可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。(3)量具选择单件小批生产应广泛采用通用量具。大批大量生产应采用极限量规和高效的专用检验量具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。2.工艺装备的选择原则

1914.5.2加工余量的确定1.加工余量的概念加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差。加工总余量是指从毛坯变为成品的整个加工过程中某表面切除的金属层总厚度，即毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差。192公称余量：相邻两工序工序公称尺寸之差。

最大余量和最小余量工序尺寸公差工序尺寸的公差，按“入体原则”标注极限偏差，外表面的工序尺寸取上偏差为零；内表面的工序尺寸取下偏差为零。毛坯尺寸则按双向对称布置上、下偏差。193加工外表面194加工内表面195双边余量和单边余量圆及孔的实际切削的金属层厚度为加工余量的一半。平面的加工余量则是单边余量。196影响加工余量的因素(1)上工序表面粗糙度层和缺陷层197(2)上工序的尺寸公差Ta

198(3)上工序的形位误差ρa(4)本工序加工时的装夹误差εb1993.确定加工余量的方法确定加工余量的方法主要有三种：查表法经验估计法

分析计算法2004.5.3工序尺寸及公差的确定

工序尺寸的计算要根据零件图上的设计尺寸、已确定的各工序的加工余量及定位基准的转换关系来进行。工序尺寸公差则按各工序加工方法的经济精度选定。工序尺寸及偏差标注在各工序的工序简图上，作为加工和检验的依据。其工序尺寸根据零件图上的设计尺寸、各工序的加工余量、各工序所能达到的精度，由最后一道工序开始依次向前推算，直至毛坯为止。定位基准与设计基准重合时的表面多次加工工序基准或定位基准与设计基准不重合时或在加工过程中工序基准多次转换时或工序尺寸尚需从待加工的表面标注时工序尺寸及公差的计算比较复杂，需用工艺尺寸链来进行分析计算。202例：某车床主轴箱箱体的主轴孔，设计要求为φ100Js6，Ra0.8，其工艺路线为：粗镗—半精镗—精镗—浮动镗。试确定各工序尺寸及其公差。

1）根据有关工艺手册及工厂实际经验确定各工序的基本余量；2）根据各种加工方法的经济精度，确定各工序尺寸精度；3）由后工序向前工序逐个计算工序基本尺寸