第二章数控加工工艺基础3

第二章数控加工工艺基础32023/6/5第二章数控加工工艺基础3学习内容与知识点：第二章数控加工工艺基础内容知识点学习要求建议学时基本概念生产过程和工艺过程了解3机械加工工艺过程的组成重点掌握生产纲领、类型及工艺特征了解工件获得加工精度的方法获得尺寸、形状、位置精度的方法了解1加工余量的确定加工余量的概念掌握2加工余量的影响因素及计算方法了解加工质量加工精度的有关问题了解3加工表面质量的问题了解常用零件质量检验方法常用零件质量检验方法掌握4（实训）新技术的应用了解机械加工工艺规程的制定重点掌握6工序尺寸和公差的确定工序尺寸的计算掌握4数控加工走刀路线走刀路线的确定理解1第二章数控加工工艺基础3第二章数控加工工艺基础2.6机械加工工艺规程的制定合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。其内容包括选择合适的机床、刀具、夹具、走刀路线及切削用量等，只有选择合适的工艺参数及切削策略才能获得较理想的加工效果。从加工的角度看，数控加工技术主要是围绕加工方法与工艺参数的合理确定及其实现的理论和技术。数控加工通过计算机控制刀具做精确的切削加工运动，是完全建立在复杂的数值运算之上的，它能实现传统的机加工无法实现的合理、完整的工艺规划。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.6.1工艺规程的概念、制定的作用原则、主要依据和步骤1.机械加工工艺规程的概念及作用工艺规程●指导生产的主要技术文件；●组织生产和管理的基本依据；●是生产准备和技术准备的基本依据；●新建、扩建工厂（车间）的基本资料作用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定义第二章数控加工工艺基础32.6.1工艺规程的概念、制定的作用原则、主要依据和步骤2.制定机械加工工艺规程的原则制定工艺规程的原则●在保证产品质量的前提下，能尽量提高生产率和降低成本；●做到技术上的先进性、经济上的合理性，保证工人具有良好的劳动条件；●参照同行业工艺技术的发展，综合本部门的生产实践经验，进行工艺文件的编制；●制定工艺规程时，应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、单位、编号等要符合相应标准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3.制定机械加工工艺规程的主要依据（原始资料）国内外同类产品的有关工艺资料

现有生产条件和资料

产品验收的质量标准产品的生产纲领

产品的装配图样和零件图样有关的工艺手册及图册工艺规程的原始资料第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定4.制定机械加工工艺规程的步骤熟悉和分析制定工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析确定毛坯。包括选择毛坯类型及其制造方法。选择定位基准。拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差。确定各工序的切削用量和时间定额。进行技术经济分析，选择最佳方案。填写工艺文件第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定补充：数控加工工艺规程的特点1．内容十分明确而具体

数控加工工艺必须详细到每一次走刀路线和每一个操作细节，即普通加工工艺通常留给操作者完成的工艺与操作内容(如工步的安排、刀具几何形状及安装位置等)，都必须由编程人员在编程时予以预先确定。2．工艺工作要求相当准确而严密数控机床虽然自动化程度高，但自适应性差，它不能像普通加工时那样可以根据加工过程中出现的问题自由地进行人为的调整。所以，在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程中的每一个细节，尤其是对图形进行数学处理、计算和编程时一定要力求准确无误。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3．采用多坐标联动自动控制加工复杂表面对于一般简单表面的加工方法，数控加工与普通加工无太大的差别。但是对于一些复杂表面、特殊表面或有特殊要求的表面，数控加工则采用多坐标联动自动控制加工方法，其加工质量与生产效率是普通加工方法无法比拟的。4．采用先进的工艺装备

为了满足数控加工中高质量、高效率和高柔性的要求，数控加工中广泛采用先进的数控刀具、组合夹具等工艺装备。

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定5．采用工序集中

由于现代数控机床具有刚性大、精度高、刀库容量大、切削参数范围广及多坐标、多工位等特点。因此，在工件的一次装夹中可以完成多个表面的多种加工，甚至可在工作台上装夹几个相同或相似的工件进行加工，从而缩短了加工工艺路线和生产周期、减少了加工设备、工装和工件的运输工作量。

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.6.2数控加工工艺文件的格式1)机械加工工艺规程的一般格式(1)机械加工工艺过程卡它是整个零件加工所经过的工艺路线(包括毛坯、机械加工和热处理等)，是制订其他工艺文件的基础，也是生产技术准备、编制作业计划和组织生产的依据。这种卡片由于各工序的说明不够具体，故一般不能直接指导工人操作，多作为生产管理方面使用。其格式见表2-8。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定表2-8第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑵机械加工工艺卡片它是以工序为单位详细说明整个工艺过程的工艺文件。是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件，广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件。其格式见下表。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定机械加工工艺卡片第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑶机械加工工序卡片它是在工艺过程卡片的基础上按每道工序所编写的一种工艺文件。一般具有工序简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。主要用于大批大量生产中所有零件，中批生产中的重要零件和单件小批生产中的关键工序。其格式见下表。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定机械加工工序卡片第二章数控加工工艺基础3机械加工工艺卡：主要是针对某一工艺阶段编制的一种加工路线工艺，它规定了零件在这一阶段的各道工序，以及使用的设备、工装和加工规范。如锻压工艺卡、电镀工艺卡等。机械加工工序卡：一般适用于特定某个加工环节（工序），规定了具体的加工尺寸范围、检测手段等，比较细致2.6机械加工工艺规程的制定机械加工工艺卡和工序卡的区别：工艺卡与工序卡比较接近：都是反映了某款产品生产过程中所应注意的问题，如：加工尺寸范围、检测条件、检测手段等等。

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）数控加工工艺文件的格式编写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的主要内容之一。这些专用技术文件既是数控加工及产品验收的依据，也是需要操作者遵守、执行的规程，有的则是加工程序的具体说明或附加说明，目的是让操作者更加明确程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其他问题。下面介绍几种数控加工专用技术文件。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑴数控加工工序卡

数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，所不同的是：所附的工艺草图应注明工件编程原点的位置和对刀点，要进行编程的简要说明，如所用机床型号、程序编号、刀具补偿方式以及切削参数(即主轴转速、进给速度、最大切削深度等)的选择。如表2-9第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定注：数控加工工序卡中工序简图的要求1、可按比例缩小，用尽量少的投影视图表达，也可以只画出与加工部位有关的局部视图。2、被加工表面用粗实线（或红线）表示，其余均用细实线。3、应标明本工序的工序尺寸、公差及粗糙度要求。4、定位、夹紧表面应以规定的符号标明。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑵数控刀具卡

数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机外对刀仪上预先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、刀柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。如表2-10。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑶数控加工走刀路线图

在数控加工中，常常要注意并防止刀具在运动中与夹具、工件等发生意外的碰撞，为此必须设法告诉操作者关于编程中的刀具运动路线，使操作者在加工前就有所了解，同时应计划好夹紧位置并控制夹紧元件的高度，这样可以减少事故的发生。如表2-11所示第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑷装夹图和零件设定卡

它是表示数控加工原点定位方法和夹紧方法，并且是注明加工原点设置位置和坐标方向、使用的夹具名称和编号等的卡。见表2-12第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑸数控编程任务书

它是编程人员和工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一。见表2-13第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.6.3零件图分析在制订零件的机械加工工艺规程之前，要对零件进行深入细致地工艺分析。零件的工艺分析是从加工制造的角度对零件进行分析，主要包括零件的图样分析和零件的结构工艺性分析两方面内容。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1.分析零件图样零件图样是设计工艺过程的依据，因此，必须仔细地分析、研究它。①通过图样了解零件的形状、结构并检查图样的完整性。②分析图样上规定的尺寸及其公差、表面粗糙度、形状和位置公差等技术要求，并审查其合理性，必要时应参阅部、组件装配图或总装图。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定③分析零件材料及热处理。其目的一是审查零件材料及热处理选用是否合适，了解零件材料加工的难易程度，二是初步考虑热处理工序的安排。④找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求，分析其可行性，以确保其最终能顺利实现加工。通过分析、研究零件图样，对零件的主要工序及加工顺序获得初步概念，为具体设计工艺过程各个阶段的细节打下了必要的基础。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.零件的结构工艺性分析1)结构工艺性的概念

零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，它是评价零件结构设计优劣的主要技术经济指标之一。零件切削加工的结构工艺性涉及零件加工时的装夹、对刀、测量和切削效率等。零件的结构工艺性差会造成加工困难，耗费工时，甚至无法加工。零件的结构工艺性的好与差是相对的，与生产的工艺过程、生产批量、工艺装备条件和技术水平等因素有关。随着科学技术的发展和新工艺的出现及生产条件的变化，零件的结构工艺性的标准也随之变化。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2)零件结构工艺性(1)零件的结构尺寸(如轴径、孔径、齿轮模数、螺纹、键槽和过渡圆角半径等)应标准化，以便采用标准刀具和通用量具，使生产成本降低。(2)零件结构形状应尽量简单和布局合理，各加工表面应尽可能分布在同一轴线或同一平面上;否则，各加工表面最好相互平行或垂直，使加工和测量方便。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(3)尽量减少加工表面(特别是精度高的表面)的数量和面积，合理地规定零件的精度和表面粗糙度，以利于减少切削加工工作量。(4)零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠;有相互位置要求的表面，最好能在一次安装中加工。(5)零件应具有足够的刚度，能承受夹紧力和切削力，以便于提高切削用量，采用高速切削。表2-14对部分零件的切削加工结构工艺性进行了比较。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.6.4零件毛坯的确定选择毛坯的基本任务是选定毛坯的种类和制造方法，了解毛坯的制造误差及其可能产生的缺陷。毛坯的种类及其不同的制造方法，对零件的质量、加工方法、材料利用率、机械加工劳动量和制造成本等都有很大的影响。所以，毛坯的选择应根据零件的生产纲领，综合考虑毛坯制造费用和零件加工费用来确定，以求得最佳方案。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1.毛坯的种类(1)型材型材有热轧和冷拉两类。热轧型材尺寸较大、精度较低，多用于一般零件的毛坯;冷拉型材尺寸较小、精度较高，多用于精度要求高的中小型零件。第二章数控加工工艺基础3(2)焊接件焊接件是通过电焊、气焊、弧焊等焊接方式制造毛坯。焊接件的优点是制造简单，生产周期短，节省材料，减轻重量，但其抗振性较差，变形大，通常需通过时效热处理解决，一般用于大型零件的单件小批生产中。2.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(3)铸件形状复杂或尺寸较大的毛坯宜采用铸造方法，铸件的材料一般为铸铁(常用的有灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁)、铸钢、铜及铝合金，其中以灰口铸铁和铸钢最常用。目前生产中以砂型铸造为主，在精度要求和生产效率较高的场合，可采用金属型铸造和压力铸造，对于一些尺寸较小、精度较高的特殊形状铸件可采用熔模铸造、离心铸造等特种铸造。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1)木模砂型手工造型铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量大，生产效率低，多用于单件小批生产。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2)金属模砂型机器造型铸件最大重量可达250Kg，毛坯的尺寸精度高，加工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3)金属型浇铸法铸件重量小于100Kg，毛坯的尺寸精度高，机械性能好，多用于大批大量生产。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(4)锻件锻件毛坯由于经锻造后可得到金属纤维组织的连续性和均匀分布，从而提高了零件的强度，适用于对强度有一定要求、形状比较简单的零件。锻件的材料一般为碳钢及合金钢。常用的锻造方法有自由锻和模锻。自由锻锻件精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产及大型锻件;模锻精度高、加工余量小、生产率高，适用于产量较大的中小型锻件。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1)自由锻锻件的形状简单，尺寸精度低，加工余量大。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2)模锻可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高，加工余量小3)精密模锻锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.毛坯的选择在选择零件毛坯时，主要考虑以下因素:(1)零件的材料及其力学性能零件的材料大致确定了毛坯的种类。例如，材料为铸铁和青铜的零件就用铸件毛坯。材料为钢材的零件，当形状不复杂而机械性能要求又不高时可选用型材;形状复杂、机械性能要求较高时可选用铸件;当机械性能要求高而形状较简单时可选用锻件。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(2)零件的结构形状及外形尺寸1）光轴,台肩之间相差不大的阶梯轴,应选择型材。台肩之间相差较大及异型轴,如曲轴,十字轴等则应选择铸件。2）小型盘套零件的毛坯选择型材;大小型盘套零件的毛坯选择铸件。3）支架,箱体零件由于结构复杂,一般都选择铸件。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(3)生产纲领大批量生产时应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。这时所增加的毛坯制造费用可由减少材料的消耗费用和机械加工费用来补偿。如铸件可采用金属模或精密铸造，锻件可采用模锻、冷轧等方式。零件产量较小时则采用精度和生产率都较低的毛坯制造方法，以降低生产成本。(4)生产条件选择毛坯时必须结合本厂毛坯制造的生产条件、生产能力、对外协作的可行性。有条件时应积极组织专业化生产，以保证毛坯质量和提高经济效益。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(5)积极推广应用新工艺、新技术和新材料随着机械制造技术的提高，毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的发展很快。例如精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械制造中的应用口益增加。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，其经济效益明显提高。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3.零件毛坯综合图的绘制方法在确定零件毛坯时应首先根据零件用途确定毛坯类型；其次根据生产批量（生产纲领）确定毛坯的制造方法，再次根据手册查定表面加工余量及余量公差，最后根据以上情况绘制零件毛坯综合图。零件毛坯综合图一般包括以下内容：铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其他有关技术要求等。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定零件毛坯综合图一般包括以下内容：1）、合金牌号2）、铸造方法3）、铸造的精度等级4）、未注明的铸造斜度及圆角半径5）、铸件的检验等级6）、铸件综合技术条件7）、铸件交货状态，如允许浇冒口残根大小等8）、铸件是否进行气压或液压试验9）、热处理硬度。综合图见P81第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.6.5工件定位基准的选择

定位基准的选择对于保证零件的尺寸精度和位置精度以及合理安排加工顺序都有很大影响，当使用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是制订工艺规程时必须认真考虑的一个重要工艺问题。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1.基准及其分类（1）、基准的定义：在零件图上或实际的零件上，用来确定其它点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，称为基准（2）、基准的分类：按其功用可分为：1）设计基准：零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准，为设计基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定A是B、C的设计基准轴心线是外圆和端面的设计基准F是C、轴的设计基准A是B面平行度的设计基准A是B、C的设计基准轴心线是外圆和端面的设计基准F是C、轴的设计基准A是B、C的设计基准轴心线是外圆和端面的设计基准A是B面平行度的设计基准F是C、轴的设计基准A是B、C的设计基准轴心线是外圆和端面的设计基准A是B面平行度的设计基准F是C、轴的设计基准A是B、C的设计基准轴心线是外圆和端面的设计基准第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）工艺基准：在工艺过程中即加工、测量和装配过程中使用的基准，又称制造基准。①工序基准它是在工序图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。所注的被加工表面位置尺寸称为工序尺寸。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定②定位基准工件在机床上加工时，在工件上用以确定被加工表面相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面称为定位基准。确定位置的过程称为定位。将零件套在心轴上磨削φ40h6外圆表面时，内孔即定位基准

将零件套在心轴上磨削φ40h6外圆表面时，内孔即定位基准

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定③测量基准是测量工件的形状、位置和尺寸误差时采用的基准。如图2-65所示的两种测量方法:图(a)为检验面A时以小圆柱面的上母线为测量基准;图(b)为以大圆柱面的下母线为测量基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定④装配基准是在机器装配时，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2-66轮和轴的装配，装配基准

装配基准

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定基准设计基准

工艺基准

装配基准

测量基准

定位基准

工序基准

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.定位基准的选择在机械加工过程中的开始，只能用未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。有时为了满足工艺需要，在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准，如工艺台、工艺孔等。根据工件加工的工艺过程，下面分别阐述粗、精基准选择的基本原则。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础3定位基准选择一般原则(1)选最大尺寸的表面为安装面。(2)首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。因为在加工中保证空间位置精度有时要比尺寸精度困难得多。(3)应尽量选择零件的主要表面为定位基准。(4)定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。2.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（1)粗基准的选择原则

选择粗基准时，主要考虑两个问题:一是合理地分配各加工面的加工余量;二是保证加工面与不加工面之间的相互位置关系。具体选择时应参考下列原则:

①为了保证加工面和不加工面之间的相互位置要求，一般选择不加工面为粗基准。

如图2-68所示，

当工件上有多个不加工面与加工面之间有位置要求时，应选择其中位置要求较高的不加工面为粗基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定②加工余量合理分配原则为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。如图2-69所示。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定③重要表面原则为保证重要加工表面的加工余量均匀，应选重要加工表面为粗基准。对于具有较多加工表面的零件，粗基准选择应使零件各加工表面总的金属切除量最少，故应选择零件上加工面积较大，形状比较复杂的表面为粗基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定④不重复使用原则粗基准精度低、表面粗糙，重复使用会造成较大的定位误差，从而引起相应加工表面间出现较大的位置误差，因此在同一尺寸方向上一般只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。小轴，如重复使用毛坯表面B定位去分别加工表面A和C，必然会使此两加工表面产生较大的同轴度误差第二章数控加工工艺基础3例如图中a所示零件,如第一道工序以不加工外圆φ30mm表面定位,加工内孔φ16H7（见图b），若第二道工序仍以外圆表面定位加工均布孔3-φ7mm（见图c），则孔φ16H7将与孔3-φ7mm产生较大的同轴度误差。正确的工艺方案应以已加工过的内孔φ16H7定位加工均布孔3-φ7mm（如图d所示）粗基准重复使用错误示例及改进a零件图b车端面及内孔c重复使用粗基准钻3-φ7mm孔d精基准定位钻3-φ7mm孔第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定⑤便于装夹原则作为粗基准的表面，应平整光洁，要避开铸造浇冒口、分型面、锻造飞边等表面缺陷，以保证工件定位可靠，夹紧方便。（2)精基准的选择原则选择精基准时，首先要保证工件的加工精度，同时还应使工件装夹方便，夹具的结构尽可能简单。一般应遵循如下原则：

基准重合原则，基准统一院则，互为基准原则，自为基准原则。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(1)基准重合原则直接采用设计基准作为定位基准，称为基准重合原则。如图所示。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定但在某些情况下，基准重合会带来一些新的问题，如工件装夹不方便、夹具设计太复杂等，从而实现起来很困难。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定有时也采用基准不重合，选用被加工面工序基准作为精基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(2)基准统一原则在零件加工的整个工艺过程或者相关的某几道工序中，选用同一个(或一组)定位基准进行定位，称为基准统一原则。如阶梯轴的加工,为保证各表面之间的位置精度应选择两端的中心孔作为统一的定位基准,进行加工。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定如箱体的加工,为保证各表面之间的位置精度,应选择一面两孔作为统一的定位基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(3)自为基准原则对于某些在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀的表面时，可以选择加工表面本身作为定位基准，这就是自为基准原则。如图所示：机床导轨面是重要表面为保证导轨面加工余量小且均匀，选导轨面自身作为定位基准，加工前用千分表找正导轨面，这样就可以从导轨面上去除一层小且均匀的加工余量。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定无心磨床磨外圆，以工件外圆表面本身定位进行加工。注：用自为基准原则加工时，只能提高其尺寸精度，不能提高加工面的几何形状和位置精度，他们要求之上道工序中保证。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(4)互为基准反复加工原则为了使加工面间有较高的位置精度，可采用两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为定位基准反复加工的原则。如精密齿轮的加工淬火后需磨齿面,为保证齿面与内孔之间的位置精度及从齿面上去除一层小且均匀的加工余量,须先依齿面为基准磨内孔,然后再依磨过的内孔为基准磨齿面,这样互为基准反复加工,既去除一层小且均匀的加工余量,又保证了齿面与内孔之间的位置精度。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定如图所示，为了保证车床主轴前后轴颈和前锥孔同轴，加工时常采用主轴轴颈和锥孔表面互为基准反复加工来达到。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定(5)便于装夹原则所选择的精基准应保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹紧机构简单，操作方便灵活。如图所示支座，可以分别凸缘a或b定位，在同样的安装误差下，图3-20(b)的影响小。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（3）辅助基准的选择

它是为了安装方便或易于实现基准统一，入为地制造的一种定位基准，例如轴类零件加工时所用的顶尖孔。这些表面不是零件上的工作表面，在零件的工作中不起任何作用，只是由于工艺上的需要才做出的。如图所示，零件上制出的工艺搭子B，这种基准称为辅助基准。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定思考题：选择下图所示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定答案：1.粗基准的选择：本例中零件毛坯为一般铸件，φ20H7孔及φ12H7孔均较小，一般不铸出，故不存在重要加工面加工余量均匀问题，此时应着重考虑加工面与不加工面的位置要求。本例中φ20H7孔要求与φ40外圆同轴，因此在加工φ20H7孔时，应以φ40外圆作粗基准。2.精基准的选择：该零件的设计基准是φ20H7孔及端面A。根据基准重合原则，应选φ20H7孔及端面A作定位精基准。从统一基准的原则出发，以φ20H7孔及端面A定位可以方便地加工其他表面，也应选φ20H7孔及端面A作统一精基准。在本例中基准重合与统一基准原则相一致。

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2.6.6工艺路线的拟定

零件机械加工的工艺路线（简称工艺路线）是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。

在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定拟定工艺路线的基本过程见下图所示。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定在正确选择定位基准后，就要拟定零件各表面的加工工艺路线。工艺路线的拟定主要解决的问题是:选择加工方法确定加工顺序划分加工工序第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定选择加工方法的基本原则是既要保证零件的加工质量,又要使加工成本最低。为此，必须熟悉各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度。1）加工经济精度和经济表面粗糙度的概念（1）加工经济精度的概念各种加工方法，车、铣、刨、磨、钻、镗、铰等所能达到的经济精度，都有一定的范围。任何一种加工方法，只要仔细刃磨刀具，调整机床，选择合理的切削用量，精心操作，就可以获得较高的加工精度。但同时耗时多，效率低，会使加工成本比获得同样精度的其他加工方法要高。由此提出了这样一个问题：对某种加工方法，用于加工何种等级的零件才经济合理？这就是加工经济精度的概念。1、表面加工方法的选择第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（2）加工经济精度的定义P89在正常的加工条件下（使用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的工时定额）所能达到的加工精度称为加工经济精度（经济表面粗糙度类同）。（3）加工精度与成本之间的关系

大量统计资料证明，任何一种加工方法的加工精度与加工成本之间有如图2-77所示关系。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定图中δ为加工误差，Q表示加工成本。由图中曲线可知，两者关系的总趋势是加工成本随着加工误差的下降而上升，但在不同的误差范围内成本上升的比率不同。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定A点左侧曲线，加工误差减少一点，加工成本会上升很多；加工误差减少到一定程度，投入的成本再多，加工误差的下降也微乎其微，这说明某种加工方法加工精度的提高是有极限的（图中δL）。在B点右侧，即使加工误差放大许多，成本下降却很少，这说明对于一种加工方法，成本的下降也是有极限的，即有最低成本（图中QL）。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定只有在曲线的AB段，加工成本随着加工误差的减少而上升的比率相对稳定。可见，只有当加工误差等于曲线AB段对应的误差值时，采用相应的加工方法加工才是经济的，该误差值所对应的精度即为该加工方法的经济精度。因此，加工经济精度是指一个精度范围而不是一个值。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（4）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度P90表2-15、表2-16、表2-17为典型表面的各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度，表2-18为常用机床加工的位置精度，可供选择时参考。实际应用时可查阅《金属机械加工工艺人员手册》、《机械工艺师手册》等。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定外圆柱面加工方案1.外圆表面的技术要求：尺寸精度：直径、长度形状精度：圆度、圆柱度、轴线的直线度位置精度：同轴度、垂直度、径向圆跳动表面质量：表面粗糙度Ra、表面硬度2.主要方法：（1）切削加工方法：①车削；②磨削：普通磨削、精密磨削、砂带磨削③光整加工：研磨、超精加工、抛光第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定车削外圆分类（车刀的几何角度和切削用量）：（1）粗车：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm。（2）半精车：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm（3）精车：IT8～IT6，Ra：1.6～0.8μm（4）精细车（金刚石车）：IT6～IT5，Ra：0.8～0.2μm（切削用量：v＞2.6m/s，aP≤0.03～0.05mm，f＝0.02～0.2mm/r；刀具：金刚石；加工范围：小型有色金属零件或零件结构不宜磨削的光整加工）车削特点（1）车削过程比较平稳，生产率高。（2）车刀结构简单，费用低。（3）易于保证工件各加工面的位置精度。（4）加工各种材料（钢、铸铁、有色金属和非金属），难加工淬火钢件（HRC30以上）第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定磨削外圆

外圆磨削在外圆磨床上进行，分类（磨削用量）：（1）粗磨：IT8～IT7，Ra：0.8～0.4μm（2）精磨：IT6～IT5，Ra：0.4～0.2μm（3）精密磨削：IT5，Ra：0.2～0.008μm（4）砂带磨削：IT6～IT5，Ra：0.4～0.1μm磨削特点（1）容易达到较高的精度和较小的表面粗糙度。（2）磨削温度高，易烧伤。（3）磨削的材料范围广（铸铁件、末淬火和淬火钢件及高硬度难加工材料），不易磨削有色金属。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定外圆表面加工方法精度等级图第二章数控加工工艺基础3外圆表面加工常见加工路线的说明2.6机械加工工艺规程的制定1.粗车-半精车-精车

这是应用最广泛的一条工艺路线。只要工件材料可以进行切削加工，精度要求不高于IT7、粗糙度Ra≥0.8μm的零件表面，均可采用此加工路线。

2.粗车-半精车-粗磨-精磨

此工艺路线主要用于黑色金属材料，特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。表面精度要求不高于IT6、粗糙度Ra值不小于0.16μm的外圆表面，均可安排此工艺路线。

3．粗车-半精车-粗磨-精磨-光整加工

若采用第二条工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度的要求，可采用此工艺路线，即在精磨以后增加一道光整加工工序。常用的光整加工方法有研磨、砂带磨削、低粗糙度磨削、超精加工以及抛光等。

4.粗车-半精车-精车-金刚石车

此加工路线主要适用于工件材料不宜采用磨削加工的高精度外圆表面，如铜、铝等有色金属及其合金以及非金属材料的零件表面。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定上图为外圆表面研磨示意图。研磨时工件旋转，研具作轴向往复运动。在工件与研具之间放置研磨剂。研磨剂通常由磨料（氧化铝，碳化硅等）与煤油、润滑油等混合而成。为了存留研磨剂，工件与研具之间应有一定的间隙。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定加工时工件作回转运动，砂条作轴向往复振动，并作轴向进给以加工出工件的全长。超精加工只能用来降低表面粗糙度，对零件的尺寸误差和形状误差没有纠正能力。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定金刚石车

在精密车床上用金刚石车刀，采用高速、小切深、小进给量进行车削。车床的主运动系统多采用液体静压或空气静压轴承，进给运动系统多采用液体静压或空气静压导轨，因而主运动平稳，进给运动均匀而无爬行，可以获得较高的加工精度和较小的粗糙度。目前这种方法已用于尺寸精度为0.1μm数量级和表面粗糙度为Ra0.01μm数量级的超精密加工中。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定抛光

抛光是用敷有细磨粉或软膏磨料的布轮、布盘或皮轮、皮盘等软质工具，靠机械滑擦和化学作用来减小加工表面的粗糙度。抛光的加工余量小到可以忽略。与超精加工一样，抛光对尺寸误差和形状误差也没有纠正能力。镜面磨（低粗糙度磨削）

低粗糙度磨削对机床的要求高（主轴回转误差小于1μm，工作台进给速度在小于10mm/min时无爬行且往复速度差不大于10%）。通过合理选择切削用量，增加精磨次数等措施，磨削后的表面不但粗糙度低，而且尺寸精度和形状精度也较高。生产效率较手工研磨和超精加工要高。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定内圆表面（孔）的加工方法孔的分类(1)、根据结构和用途①紧固孔和辅助孔螺钉孔、螺栓过孔、油孔（IT12～IT11，Ra：12.5～6.3μm）②回转体零件的轴心孔齿轮轴心孔：IT8～IT6，Ra：1.6～0.4μm第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定③箱体支架类零件的轴承孔

机床主轴箱的轴承孔：IT7，Ra：1.6～0.8μm，位置精度。(2)根据尺寸和结构形状：大孔、小孔、微孔、通孔、盲孔、台阶孔、细长孔(3)根据技术要求：高精度低粗糙度孔、中等精度孔、低精度孔深孔（L/D＞5）和浅孔第二章数控加工工艺基础3常用孔的加工方法：切削方法：钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔、拉孔、磨孔、金刚石镗钻孔⑴精度：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm，属粗加工。⑵刀具：麻花钻，规格：Φ0.1～100mm，常用Φ3～50mm。⑶设备：钻床、车床、镗床、铣床。扩孔⑴精度：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm。属半精加工。⑵刀具：扩孔钻。规格Φ10～100mm，常用Φ15～50mm。⑶设备：钻床、车床、镗床、铣床。⑷特点：①导向性好，切削平稳。②刚性好。③切削条件好。2.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定铰孔1、分类（1）粗铰：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm。（2）精铰：IT7～IT6，Ra：0.4～0.2μm。2、刀具：铰刀：φ10～100常用φ10～403、设备：钻床、镗床、车床、铣床。4、铰削特点（1）精度高，表面粗糙度小。（2）铰孔纠正位置误差的能力很差，位置精度需由前工序保证。（3）铰刀是定径刀具，易保证铰孔质量。（4）铰削的适应性差。（5）铰削可加工钢、铸铁和有色金属零件，不宜加工淬火或硬度过高的工件。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定镗孔1、分类：（1）粗镗（车）：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm（2）半精镗（车）：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm（3）精镗（车）：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm2、刀具：镗刀3、设备：镗床、车床、铣床、钻床4、镗削特点（1）镗削的适应性较强。（2）镗削可有效校正原孔的轴线偏斜。（3）镗削的生产率低。（4）镗刀的制造和刃磨简单，费用低。（5）镗削可加工钢、铸铁和有色金属，不易加工淬火钢和高硬钢。第二章数控加工工艺基础3磨孔1、分类：（1）粗磨：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm（2）精磨：IT7～IT6，Ra：0.4～0.2μm（3）精密磨削：IT5，Ra：0.2～0.025μm2、磨孔的特点①磨孔的适应性较广。②磨孔可纠正孔的轴线歪斜。③磨孔的生产率低。④磨削可加工未淬硬的钢件或铸铁件、淬硬的钢件，但不能加工有色金属材料。⑤磨削适合加工浅孔、阶梯孔、大直径孔和断续表面的孔，不宜于加工深孔、小孔。2.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础3拉孔1、分类（1）粗拉：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm（2）精拉：IT7～IT6，Ra：0.8～0.4μm2、拉削的特点（1）精度高，表面粗糙度小。（2）生产率高。（3）不能纠正孔的轴线歪斜。（4）拉削对前道工序要求不高。（5）拉削不能加工台阶孔、盲孔、薄壁零件的孔。研磨孔精度：IT6～IT4，Ra：0.1～0.008μm珩磨孔精度：IT6～IT4，Ra：0.4～0.05μm2.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础3内圆表面（孔）加工方法精度等级图2.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1)钻（粗镗）-粗拉-精拉

此加工路线多用于大批量生产中加工盘套类零件的圆孔、单键孔和花键孔。加工出的孔的尺寸精度可达IT7，且加工质量稳定，生产效率高。当工件上无铸出或锻出的毛坯孔时，第一道工序安排钻孔；若有毛坯孔，则安排粗镗孔；如毛坯孔的精度好，也可直接拉孔。

2)钻-扩-铰

此工艺路线主要用于直径D＜φ50mm的中小孔加工，是一条应用最为广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。可在机铰后安排一次手铰。由于铰削加工对孔的位置误差的纠正能力差，因此孔的位置精度主要由钻-扩来保证；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案.内圆表面（孔）加工常见加工路线的说明第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3)钻（粗镗）-半精镗-精镗-浮动镗（或金刚镗）

用于加工未经淬火的黑色金属及有色金属等材料的高精度孔和孔系。与钻-扩-铰工艺路线不同的是：1.所能加工的孔径范围大，一般孔径D≥φ18mm即可采用装夹式镗刀镗孔；2.加工出孔的位置精度高，常用于加工位置精度要求高的孔或孔系，如连杆大小头孔，机床主轴箱孔系等。

4)钻（粗镗）-半精镗-粗磨-精磨-研磨（或珩磨）

这条工艺路线用于黑色金属特别是淬硬零件的高精度的孔加工。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定金刚镗

是指在精密镗头上安装刃磨质量良好的金刚石镗刀头(现常用涂层硬质合金刀具或陶瓷刀具代替）进行镗削，其工艺特点与金刚石车外圆相同.第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定浮动镗刀块

属定尺寸刀具，插在镗刀杆的方槽中，不夹紧，可沿刀杆径向自由滑动。切削时两刀刃所受的切削力相等，可获得高尺寸精度和低表面粗糙度。但对孔的形状和位置误差的纠正能力很差，所以孔的形状和位置精度应在精镗时保证。浮动镗刀块的结构见下图。刀刃重磨以后可通过微调机构恢复到原来的直径。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定珩磨

是一种常用的孔的光整加工方法。它用2～8块细粒度的砂条（280#～W20），沿圆周均匀排列组成珩磨头，加工时珩磨头旋转并作上下往复进给，使加工表面产生网状加工纹路，见右图。珩磨头按加工孔径大小设计。各砂条在机械或液压力的作用下压向孔的表面，产生所需的径向切削压力（0.4～1.5MPa）。珩磨头与机床主轴采用浮动连接，即以被加工孔自身定位，以避免主轴回转误差影响珩孔精度。珩磨可提高孔的尺寸和形状精度，但对孔的位置误差无纠正能力。珩孔的加工质量与珩孔前孔的质量有关，通常，珩孔后尺寸和形状精度可提高一级。由于珩孔的加工质量及生产效率都很高，目前普遍被用作大批量生产中精密孔（如发动机汽缸孔﹑连杆大头孔等）的终加工方法。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）选择加工方法时应考虑的主要因素1）加工表面的精度和粗糙度要求

根据这些要求，选择与之相符合的加工经济精度对应的加工方法。满足要求的加工方法可能会有多种，再结合其他条件，最后确定一种。由于加工方法很多，一般通过查表或经验来确定。有时需要工艺验证。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）选择加工方法时应考虑的主要因素1）加工表面的精度和粗糙度要求2）零件的材料和热处理要求零件的材料和热处理是影响加工方法选择最重要的因素。如有色金属精加工，因材料过软容易堵塞砂轮而不宜采用磨削，这要采用高速精细车或精细镗；而一般淬火钢只能采用磨削。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）选择加工方法时应考虑的主要因素1）加工表面的精度和粗糙度要求2）零件的材料和热处理要求3）零件的生产类型

选择的加工方法的选择,应与生产类型相适应。大批大量生产应采用高生产率的加工方法，如加工孔、内键槽等可以采用拉削的方法；当批量不大时，则采用一般的钻、铰、镗、插等方法。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）选择加工方法时应考虑的主要因素1）加工表面的精度和粗糙度要求2）零件的材料和热处理要求3）零件的生产类型

4）工件的结构形状和尺寸大小例如:对于加工精度为IT7级、表面粗糙度为Ra1.6μm的孔采用镗、铰、拉或磨削等都可以;但对于箱体上同样要求的孔，常用镗孔(大孔)或铰孔(小孔)，一般不采用拉孔或磨孔。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定技术人员应对本单位的设备种类和数量、加工范围、精度水平以及工人的技术水平有充分的了解，应尽量利用本厂资源。2）选择加工方法时应考虑的主要因素1）加工表面的精度和粗糙度要求2）零件的材料和热处理要求3）零件的生产类型

4）工件的结构形状和尺寸大小5）本厂现有技术水平、生产条件等第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定具体实例某轴材料45，轴颈尺寸精度IT6、Ra0.32，表面淬火，试确定其加工路线。其最终工序选用精磨，则其前导工序可分别选为粗车、半精车和粗磨。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定研磨IT5Ra0.008～0.32μm超精加工IT5Ra0.01～0.32μm砂带磨IT5Ra0.01～0.16μm精密磨削IT5Ra0.008～0.08μm

抛光

Ra0.008～1.25μm金刚石车IT5～6Ra0.02～1.25μm滚压IT6～7Ra0.16～1.25μm精磨IT6～7Ra0.16～1.25μm精车IT7～8Ra1.25～5μm粗磨IT8～9Ra1.25～10μm半精车IT10～11Ra2.5～12.5μm粗车IT12～13Ra10～80μm精磨—粗磨—半精车—粗车材料45，轴颈尺寸精度IT6、Ra0.32，表面淬火粗车—半精车—粗磨—精磨即，加工路线为:第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定为了保证零件的加工质量﹑生产效率和经济性，通常在安排工艺路线时，将其划分成几个阶段。一般精度零件，可划分成粗加工﹑半精加工和精加工三个阶段。对精度要求高和特别高的零件，还需安排精密加工（含光整加工）和超精密加工阶段。2.加工阶段的划分第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1）、粗加工阶段主要任务是切去大部分余量，关键问题是提高生产率。2）、半精加工阶段主要任务是对主要表面进行进一步加工，为后续精加工做好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，保证合适的精加工余量），同时完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）。3）、精加工阶段主要任务是保证主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。（1）加工阶段的划分第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定4）、光整加工阶段对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高（IT5、IT6级以上，Ra≤0.20μm）的表面，还要安排光整加工阶段。主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，一般不用来纠正位置误差。位置精度由前面工序保证。5）、荒加工阶段如果毛坯余量特别大，表面特别粗糙，还需在粗加工前安排去黑皮的荒加工阶段。通常把荒加工阶段放在毛坯车间进行。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（2）划分加工阶段的原因工件在粗加工阶段因切削用量大，产生较大的切削力和切削热，以及加工时所受较大的夹紧力，它们共同作用引起工件的变形，如不分阶段连续进行粗精加工，上述变形来不及恢复，将影响加工精度。因此，加工阶段需要分开。粗、精加工分开后，一方面各阶段之间的时间间隙相当于自然时效，有利于内应力消除，另一方面不会破坏已加工表面的质量。1）利于保证加工质量第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定粗加工时可采用功率大、刚性好、精度不高的高效率机床;精加工时可采用小功率的高精度机床。划分加工阶段后，可以避免以精干粗，这样能充分发挥机床设备各自的性能特点，并且能延长高精度机床的使用寿命。2)合理使用机床设备第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定例如:粗加工前可安排预备热处理一退火或正火，消除毛坯的内应力，改善零件切削加工性能;粗加工后可安排时效或调质，消除粗加工的内应力或提高零件的综合机械性能;半精加工之后安排淬火处理，淬硬后安排精加工工序。热处理引起的变形可通过后续切削加工消除。这样冷、热加工工序交替进行，配合协调，有利于保证加工质量和提高生产效率。3)便于安排热处理工序，使冷热加工配合得更好第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定毛坯的各种缺陷如气孔、砂眼、裂纹和加工余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免后期加工才发现而造成浪费工时和制造费用。4)便于及时发现毛坯缺陷5)精加工、光整加工安排在最后，可保护精加工后的表面在搬运和夹紧中不受损伤。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定零件加工阶段划分也不是绝对的必须指出1、当加工质量要求不高、工件刚度足够、毛坯质量高和加工余量小，可以不划分加工阶段。2、有些重型零件，由于装夹搬运费时又困难，也常在一次装夹中完成全部的粗加工和精加工。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3.加工顺序的安排复杂工件的机械加工工艺路线中，要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，确定加工顺序时，要全面地把切削加工、热处理和辅助工序结合起来加以考虑。为确定各表面的加工顺序和工序数目，生产中已总结出一些指导性原则及具体安排中应注意的问题。因此，工件各表面的加工顺序，除依据加工阶段的划分外还应分别考虑以下因素:第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（1)机械加工工序顺序的安排原则1）先基准面后其它

（基准先行）①应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工。②在精加工阶段开始时应先对基准面进行精加工，以提高定位精度，然后再安排其它表面的精加工。如:精度要求高的轴类零件，第一道工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔完成各表面的粗加工。精加工开始前先修整顶尖孔，以提高轴在精加工时的定位精度，然后再安排各外圆的精加工。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定（1)机械加工工序顺序的安排原则1）先基准面后其它（基准先行）2）先粗后精

指先安排各表面粗加工，后安排精加工。对于精度要求高的零件，粗、精加工应分成两个阶段。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定是指先安排主要表面加工，再安排次要表面加工。主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后，常常从加工的方便与经济角度出发，安排次要表面(键槽、紧固用的光孔或螺纹孔)的加工。（1)机械加工工序顺序的安排原则1）先基准面后其它（基准先行）2）先粗后精

3）先主后次第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定主要表面为两端轴径及装传动件的Φ35圆柱面：先安排这些表面的加工顺序：粗车外圆——精车外圆——磨外圆退刀槽、倒角、键槽等次要表面的加工从加工的方便出发，穿插在其中进行。其总的加工顺序为：平端面、打中心孔—粗车外圆—精车外圆、倒角、切退刀槽—铣键槽—磨外圆第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定箱体和支架类零件既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。（1)机械加工工序顺序的安排原则1）先基准面后其它（基准先行）2）先粗后精

3）先主后次4）先面后孔第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定此外，在数控机床上加工零件还应适当考虑按所用刀具划分工序，即用同一把刀具加工完成所有可以加工的内容，再进行换刀加工。这种方法可以减少换刀次数，减少刀具的空行程移动量，缩短辅助加工时间，提高生产率，尤其是在不具备自动换刀功能的数控机床上加工零件，可以减少不必要的定位误差，提高加工精度。（1)机械加工工序顺序的安排原则1）先基准面后其它（基准先行）2）先粗后精

3）先主后次4）先面后孔5)先内后外即先进行内型内腔加工工序，后进行外形加工工序。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出来以后。正火：将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工序。注：加热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线200度左右。其作用是：提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。应用：低碳钢采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出来以后。回火：将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法其作用是：稳定组织、消除内应力、降低脆性。常用热处理方法及作用（2)热处理工序顺序的安排第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定调质处理（淬火后再高温回火）：其作用：是获得细致均匀的组织，提高零件的综合机械性能。应用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳钢和合金钢。时效处理：其作用：是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。应用：一般安排在毛坯制造出来和粗加工后。常用于大而复杂的铸件。淬火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。其作用是：提高零件的硬度。应用：一般安排在磨削前。渗碳处理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后进行。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。常用热处理方法及作用

第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定热处理的目的是提高材料的力学性能，消除毛坯制造及加工过程中的内应力，改善材料的切削加工性能。1）为了改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），应安排在切削加工之前进行。2）为了消除内应力而进行的热处理工序（如退火、人工时效等），最好安排在粗加工之后，精加工之前进行；有时也可安排在切削加工之前进行。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3）为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前进行。其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前进行。而表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行。4）为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化等）一般放在工艺过程的最后。5）对于床身、立柱等铸件，常在粗加工前及粗加工后进行自然时效，以消除内应力。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定常见热处理流程图第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定3)辅助工序的安排辅助工序包括检验、去毛刺、倒角、倒棱、退磁、清洗、防锈等。辅助工序也是必要的工序，若安排不当或遗漏，会给后续工序和装配带来困难，甚至影响产品质量。其中检验工序是最主要的，它对保证产品质量、防止产生废品起到重要作用。除每道工序结束后操作者自检外，还必须在下列情况下安排单独的检验工序:1)关键工序或工时较长的工序前后。2)各加工阶段前后。在粗加工后精加工前，精加工后精密加工前。3)零件转换车间的前后，特别是热处理工序前后。4)零件全部加工结束之后。5)特种性能(磁力擦伤、密封性等)检验之前。其他辅助工序应视具体情况安排。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定有些零件的加工是由普通机床和数控机床共同完成的，数控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如衔接得不好就容易产生问题。因此，在熟悉整个加工工艺的同时，要清楚数控加工与普通加工工序各自的技术要求、加工目的和特点。例如:要不要留加工余量，留多少余量合适;定位面与孔的精度要求及形位公差是否满足要求;对校形工序的技术要求;对毛坯的热处理状态等。这样才能使各工序相互能满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。（4）数控加工工序与普通加工工序的衔接第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定4.工序的集中与分散安排好零件的加工顺序后，就可以按不同的加工阶段、加工表面的先后顺序、选用的加工方法的特点、定位基面的选择，将零件的加工工艺路线划分成若干个工序。工序的组合可采用工序集中或分散的原则，其实质是决定工艺路线中工序数目多少的问题。决定工序集中与分散的因素主要是零件的生产类型、加工精度要求、零件的结构刚性以及工序选用机床的型式与功能。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定工序集中就是将工件的加工，集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中的特点1)采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。2)工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。3)工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。4)因采用结构复杂的专用设备及工艺装备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅有一个简单的工步。工序分散的特点1)设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换。2)可采用最合理的切削用量，减少机动时间。3)设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。4）对工人技术水平要求不高。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定工序集中与工序分散的选用生产类型现有生产条件工件结构特点技术要求依据第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定综合考虑上述因素，权衡利弊，一般来说：大批大量生产适于采用工序集中原则，可采用较复杂的机械集中，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机加工；对于一些结构较简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率较高的机床，如六角车床，多刀半自动车床等，使工序适当集中。单件小批生产采用工序集中，以便简化生产组织工作。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定产品品种较多又经常变换时，适于采用工序分散的原则。由于数控机床和柔性制造系统的发展，也可采用工序集中的原则。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中。对于刚性差且精度高的精密零件，则工序应适当分散。目前的发展趋向于工序集中。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定5.设备与工艺装备的选择1)数控机床的选择首先应根据零件的形状、尺寸、加工数量及各项技术要求，合理选用数控机床。如果是轴、盘类零件，可选用数控车床;如果是各种箱体、箱盖、盖板、壳体和平面凸轮等零件，可选用立式数控铣镗床或立式加工中心;如果是复杂曲面、叶轮和模具等零件，可选用三坐标联动数控机床;如果是复杂的箱体零件、泵体、阀体和壳体，可选用卧式数控铣镗床或卧式加工中心。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定设备的选择一般应考虑下列问题:(1)机床的精度与工序要求的精度相适应。(2)机床的规格与工件的外形尺寸、本工序的切削用量相适应。(3)机床的生产率与被加工零件或产品的生产类型相适应。(4)选择的设备应尽可能与工厂现有条件相适应。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定2）工艺装备的选择工艺装备的选择（即确定各工序所需的夹具、刀具和量具）将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。1、在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)；2、在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。第二章数控加工工艺基础32.6机械加工工艺规程的制定1)夹具的选择数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求:一是要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定，二是要能协调零