工艺规程设计方案(共214页).ppt

1、1方案学时：26学时加工余量确实定本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析根本术语2 v了解机械加工工艺过程的根本概念，如工序、安装和工艺规程等，了解机械加工工艺规程的制定步骤，掌握工艺规程制定中的重要问题和内容确定，理解工艺尺寸链的概念，掌握工艺尺寸链极值法解算公式并能应用其解决常见的工艺尺寸链的问题，了解机械加工生产率和经济性的根本知识。 v机械加工工艺过程的根本概念，粗精基准的选择原那么，应用工艺尺寸链进行常用几种工艺尺寸的计算。 v工艺尺寸链的计算 34将原材料转变为产品的全过程。 原材料、半成品和成品的运输和保管生产和技术准备工作，如产品的开发设计、工艺设计、专用

2、工装设计和制造、各种生产资料的准备以及生产组织等毛坯的制造零件的机械加工、热处理和其它表面处理部件和产品的装配、调整、检验、实验、油漆和包装等5200.07210.8图1-3 阶梯轴3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash67 ：使工件在机床或夹具中占据某一正确位置并夹紧的过程称为装夹。 包括定位和夹紧两项内容。 使工件在机床或夹具上占有正确位置 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变 ：在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。有时在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内

3、容。 ：在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，把工件相对于刀具所占据的每一个位置称为工位。8图1-15 工件在夹具上装夹（滚齿夹具）flash9 图1-13 直接找正安装flash毛坯孔加工线找正线 图1-14 划线找正安装flash102134图1-16 多工位加工1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔flash11a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步图1-5 复合工步12图1-6 立轴转塔车床图1-7 铇平面图1-8 钻孔、扩孔图1-9 组合铣刀铣平面图1-10 同时车外圆和倒角图1-11 同时铣削两凸台面1314式中 Q 产品

4、年产量件/年； n 每台产品中该零件数量件/台； 备品率； 废品率。15单件小批生产：单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。批量生产：成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。大批大量生产：产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。 根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为三种生产类型。16生产类型不同，生产组织、设备布局、毛坯制造及机床、刀具的配置等方面就均有不同；生产类型还影响

5、着制订工艺过程的繁简程度。对于简单零件的单件生产，一般只制订工艺路线；而对于重要零件的单件生产、各类零件的成批和大量生产，就要制订详细的工艺规程。表1-2 年产量与生产类型17表1-3 各种生产类型工艺过程的主要特点18机械加工工艺过程卡机械加工工序卡机械加工工艺综合卡机械加工检验卡机械加工机床调整卡19表1-4 机械加工工艺过程卡片20表1-5 机械加工工序卡片21表1-6 机械加工工艺卡片221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工艺过程有较高的生产效率和较低的本钱。3充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4尽量减轻工人劳动强度，保证平安生产，创造良好、文

6、明劳动条件。5积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 2324、准备性阶段、准备性阶段1图纸研究图纸研究 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。审查图纸上的地位和作用，明确零件的主要技术要求。审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。2熟悉或确定毛坯熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的确定毛坯

7、的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。批量等。3定位基准确实定定位基准确实定 25、工艺路线拟定阶段、工艺路线拟定阶段4加工方法的选择加工方法的选择 根据零件形状结构、加工要求、生产纲领以及本厂的根据零件形状结构、加工要求、生产纲领以及本厂的实际生产条件选择所有加工外表的加工方法或加工方法实际生产条件选择所有加工外表的加工方法或加工方法链。链。5工序的集中与分散原那么工序的集中与分散原那么 确定各工序的加工内容，决定工艺路线的长短。确定各工序的加工内容，决定工艺路线的长短。6加工阶段的划分加

8、工阶段的划分 机加工路线一般分为四个阶段，各阶段所完成的任务机加工路线一般分为四个阶段，各阶段所完成的任务不同。不同。7工序安排工序安排 机加工工序排序、热处理工序安排、辅助工序安插。机加工工序排序、热处理工序安排、辅助工序安插。 26、工序详细设计阶段、工序详细设计阶段 8加工余量确实定、工序尺寸计算加工余量确实定、工序尺寸计算 工序余量确实定和工序尺寸的计算，包括利用工艺尺工序余量确实定和工序尺寸的计算，包括利用工艺尺寸链计算工序尺寸。寸链计算工序尺寸。9机床、夹具、刀具、量具和辅具设计机床、夹具、刀具、量具和辅具设计/选择选择 选择各工序的工艺装备。选择各工序的工艺装备。10切削用量、工

9、时定额确定切削用量、工时定额确定 、最终确定阶段、最终确定阶段 对设计的工艺过程进行分析、评价和比较，经反复对设计的工艺过程进行分析、评价和比较，经反复修改完善，最终确定一个最优的工艺过程。填写或打印修改完善，最终确定一个最优的工艺过程。填写或打印工艺文件工艺文件27281熟悉该产品的用途、性能、工作条件、作用熟悉该产品的用途、性能、工作条件、作用2加工外表技术条件的制定依据。加工外表技术条件的制定依据。3检查零件图的完整性、正确性。检查零件图的完整性、正确性。4零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析5发现问题及时向有关部门提出改进意见发现问题及时向有关部门提出改进意见 1视图关系：包括视图的完

10、备性、视图的正确性、大致轮廓视图关系：包括视图的完备性、视图的正确性、大致轮廓 2技术要求：尺寸精度要求、形状精度要求、位置精度要求、技术要求：尺寸精度要求、形状精度要求、位置精度要求、外表粗糙度要求、材料及热处理要求、物理机械性能要求、其外表粗糙度要求、材料及热处理要求、物理机械性能要求、其他要求他要求 3零件结构工艺性零件结构工艺性2930313233零件结构工艺性零件结构工艺性 零件结构工艺性指设计的零件是否能在现在的技术水平及设备条件下被经济、方便地制造出来，是否可能使用高效率的制造方法和充分发挥设备能力的程度。 零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全过程，包括：毛坯生产、机械加工、

11、热处理、机器装配、机器使用、维护，直至报废、回收和再利用等341生产类型生产类型 生产类型是影响结构设计工艺性的首要因素。常常同一生产类型是影响结构设计工艺性的首要因素。常常同一种结构，在单件小批生产中工艺性良好，在大批大量生产种结构，在单件小批生产中工艺性良好，在大批大量生产中未必也好，反之亦然。中未必也好，反之亦然。2制造条件制造条件 机械零部件的结构必须与制造厂的生产条件相适应。具机械零部件的结构必须与制造厂的生产条件相适应。具体生产条件应包括：毛坯的生产能力及技术水平、机械加体生产条件应包括：毛坯的生产能力及技术水平、机械加工设备和工艺装备的规格及性能、热处理设备条件与能力工设备和工艺

12、装备的规格及性能、热处理设备条件与能力、技术人员和工人的技术水平以及辅助部门的制造能力和、技术人员和工人的技术水平以及辅助部门的制造能力和技术力量等。技术力量等。3工艺技术的开展工艺技术的开展 随着生产不断开展，新的加工设备和工艺方法的不断随着生产不断开展，新的加工设备和工艺方法的不断出现，以往认为工艺性不好的结构设计，在采用了先进的出现，以往认为工艺性不好的结构设计，在采用了先进的制造工艺后，可能变得简便、经济。制造工艺后，可能变得简便、经济。35 对于零件机械加工结构工艺性，主要从零件加工的难易性和加工本钱两方面考虑。 此外零件机械加工结构工艺性还要考虑以下要求： 1设计的结构要有足够的加

13、工空间，以保证刀具能够接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等； 2设计的结构应便于加工，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从提高生产率的角度考虑，在结构设计中应尽量使零件上相似的结构要素如退刀槽、键槽等规格相同，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； 5零件结构设计应便于加工时的安装与夹紧。36373839401设计图纸规定的材料及机械性能 2零件的结构形状及外形尺寸3零件制造经济性4生产纲领5现有生产技术水平 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零

14、件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表。41表1-10 各类毛坯的特点及其适用范围 毛坯种类制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件 工程塑料件 13级以下13级以下1115101281181171081079 911大一般大大一般较小较小小很小小很小 较小各种材料钢 材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小 型大、中型各种尺寸各种尺寸

15、中、小型中、小型小 型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸 中、小尺寸简 单较复杂复 杂较简单一 般较复杂较复杂复 杂复 杂复 杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般 一般各种类型单 件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量 中、大批量42 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。有的随着零件材料的选定而确定，如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等，此时毛坯必为铸件，且除了形状简单的小尺寸零件选用铸造型材外，均选用单件造型铸件。 对于材料为结构钢的零件，除

16、了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外，大多数只规定了材料及其热处理要求，这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。 如一般的阶梯轴，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，为了减少材料消耗和切削加工量，那么宜采用锻件毛坯。431毛坯的形状毛坯的形状 毛坯的形状应力求接近成品形状，减少机械加工量毛坯的形状应力求接近成品形状，减少机械加工量。当为铸件毛坯时，要注意以下问题。当为铸件毛坯时，要注意以下问题。铸件孔的最小尺寸铸件孔的最小尺寸铸件的最小壁厚铸件的最小壁厚铸件的拔模斜度铸件的拔模斜度铸件圆角半径铸件圆角半径铸件浇注位置及分型面

17、选择铸件浇注位置及分型面选择 4445464748491毛坯的尺寸毛坯的尺寸 以铸件毛坯为例。首先要根据所选择的毛坯铸造方法以铸件毛坯为例。首先要根据所选择的毛坯铸造方法，确定毛坯机械加工余量的等级，然后查，确定毛坯机械加工余量的等级，然后查?铸件铸件-尺寸尺寸公差与机械加工余量公差与机械加工余量?GB/T 6414-1999 501内容内容 毛坯形状、尺寸及公差、分形分模面、浇冒口毛坯形状、尺寸及公差、分形分模面、浇冒口位置、拔模斜度及圆角、毛坯组织及其它技术要求。位置、拔模斜度及圆角、毛坯组织及其它技术要求。2毛坯图的绘制毛坯图的绘制铸造毛坯图铸造毛坯图51图1-26 转向机壳体铸件图52

18、图1-26 转向机壳体铸件图531基准基准 将用来确定加工对象上几将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。那些点、线、面称为基准。2基准分类基准分类基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准54图1-30 钻套零件图图 1-30a 所示的钻套轴线 O-O 是各外圆外表及内孔的设计基准；端面 A 是端面 B 、 C 的设计基准；内孔外表 D 的轴心线是 40h6 外圆外表的径向跳动和端面 B 的端面跳动的设计基准。同样，图 1-30b

19、中的 F 面是 C 面和 E 面的设计基准，也是两孔垂直度和 C 面平行度的设计基准； A 面为 B 面的距离尺寸及平行度设计基准。55 图1-31 钻套零件图a图1-31外圆外表和的设计基准为中心线，平面的设计基准为母线C。b图1-31端面和的设计基准为端面，外圆外表D2的设计基准是内孔D1。56 57 图1-32a 支座零件第1工序（车削）58工艺文件中的工序简图可以清楚直观地表达出工序的内容，其绘制要求有以下几点： 59 图1-32c 支座零件第3工序（钻、锪 4 分布孔）60表1-8 定位及夹紧符号 61表1-9 定位及夹紧符号（续） 62 图1-32d 支座零件第4工序（磨内孔、端面

20、）图1-32e 支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）63 尽可能用设计基准作工序基准。尽可能用设计基准作工序基准。 当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。 所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查。检查。64在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：使用未经机械加工外表作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件

21、定位的工艺孔或工艺凸台图1-33等。使用经过机械加工外表作为定位基准，称为精基准。65 工艺凸台A向A图1-33 小刀架上的工艺凸台6667 a a）b b）c c）图1-34 粗基准选择比较如图1-34a 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1-34b。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1-34c。68 图1-35 床身粗基准选择比较工

22、序1工序1工序2（a）工序2（b）flash再如车床床身加工，导轨面是床身的重要外表，不但精度要求高，而且要求材料的组织致密，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，即可保证其余量均匀见图1-35a，否那么假设以底面为粗基准加工导轨面见图1-35b就无法满足这一要求。69 思考题1-2答案：根据粗基准选择第2条原那么，加工时为保证有足够的余量，应选B作为粗基准 。图1-36柱塞杆零件粗基准的选择7071 a) b) 图1-37 粗基准重复使用错误示例及改进图1-37a所示零件，如第一道工序以不加工外圆外表1定位，加

23、工内孔2，假设第二道工序仍以外圆外表定位加工均布孔4见图1-37a，那么孔4将与孔2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2定位加工均布孔4如图1-37b所示72一关键减少误差 7374 图5-5所示活塞零件，设计要求活塞销孔与顶面距离C1，公差一般为0.10.2mm。假设加工销孔时以止口面一大平面加一短圆柱面定位，直接保证的尺寸是C2。此时，为了使尺寸C1到达规定的精度，必须同时严格控制尺寸C和C2尺寸C1、C2和C构成一个尺寸链，其中C1是封闭环，尺寸C和C2公差之和应小于或等于尺寸C1的公差。而这两个尺寸从功能要求出发，均不需严格控制，且在加工顶面时通常采用车削方法，尺寸

24、C也确实较难控制。因此在大批量生产中，常以顶面定位加工销孔，以使尺寸C1容易保证。图1-38活塞零件简图7576 图1-39所示为某厂批量生产的X62W铣床立柱简图，该零件选择立导轨A、C面为统一精基准。在最初的工序中，首先将立导轨加工好，以后的各工序均以此为精基准定位，依次加工出底面1、悬梁导轨2、侧面4以及孔系3轴孔 ， 以 保 证 轴 孔 主轴孔、悬梁导轨及底面与立导轨的垂直度；侧面与轴孔的平度以及轴孔间的中心距和平行度。图1-39 铣床立柱简图77 图1-40所示大批量生产条件下加工床头箱体的工艺路线，采用顶面和顶面上两工艺孔做统一精基准。图1-40 主轴箱零件精基准选择flash78

25、 图1-42 以顶面和两销孔定位 镗孔支架图1-41 置于箱体中部的吊架支承 吊架79 80轴径轴径锥孔图1-43 主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择图1-43如卧式铣床主轴图1-43，前端7:24锥孔对支承轴径的同轴度要求很高，为保证这一要求，采用互为基准的原那么进行加工，有关的工艺过程如下：先以精车后的前后支撑轴颈为基准，粗、精车锥孔通孔已钻出及后端38H9锥孔(锥度为1:5 ；再以7:24锥孔和38H9锥孔定位，粗、精磨支承轴颈及各外圆面；然后以支承轴颈为基准粗、精磨7:24锥孔。通过这样互为基准、反复加工，确保两者的同轴度误差满足设计要求。 81【例】床身导轨面磨削加工图1-4

26、4如图1-44所示的床身导轨，在磨削前通过精刨或精铣已到达一定精度，磨削时希望余量小而均匀，安装时可以导轨面自身为定位基准，通过调整工件下面的四个楔铁，用千分表找正导轨面定位。图1-44 导轨磨削基准选择flash82图1-46 浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆图1-45 外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨图1-45【例】浮动镗刀块镗孔图1-4683图1-47 摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【思考题 1-3】选择图1-47所示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200

27、，毛坯为铸件，生产批量：5000件。 1.精基准的选择：该零件的设计基准是20H7孔及端面A。根据基准重合原那么，应选20H7孔及端面A作定位精基准。从统一基准的原那么出发，以20H7孔及端面A定位可以方便地加工其他外表，也应选20H7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那么相一致。2. 粗基准的选择：本例中零件毛坯为一般铸件，20H7孔及12H7孔及12H7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20H7孔要求与40外圆同轴，因此在加工20H7孔时，应以40外圆作粗基准。84如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体

28、类零件定位的工艺孔或工艺凸台图1-33等。工艺凸台A向A图1-33 小刀架上的工艺凸台8586图1-48 加工误差与成本关系C0ABv 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高图1-49v 在正常加工条件下采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间，一种加工方法所能保证的加工精度和外表粗糙度图1-48AB段加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图1-49 加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工87研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精

29、 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 车IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080图1-73 外圆表面的典型加工工艺路线 88v粗车粗车-半精车半精车-精车精车 v这是应用最广泛的一条工艺路线。只要工件材料可以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，精度要求不高于进行切削加工，精度要求不高于IT7、粗糙度、粗糙度Ra 0.8m的零件外表

30、，均可采用此加工路线。如果精度要求较低的零件外表，均可采用此加工路线。如果精度要求较低，可只取到半精车，甚至只取到粗车。，可只取到半精车，甚至只取到粗车。 v粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨v此工艺路线主要用于黑色金属材料，特别是结构钢零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。外表精度要求不高于件和半精车后有淬火要求的零件。外表精度要求不高于IT6、粗糙度、粗糙度Ra 值不小于值不小于0.16m的外圆外表，均可安排的外圆外表，均可安排此工艺路线。此工艺路线。v粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨-光整加工光整加工v假设采用第二条工艺路线仍不能

31、满足精度、尤其是粗假设采用第二条工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度要求，可采用此工艺路线，即在精磨后增加一道光糙度要求，可采用此工艺路线，即在精磨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、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。低粗糙度磨削、超精加工以及抛光等。v粗车粗车-半精车半精车-精车精车-金刚石车金刚石车v此加工路线主要适用于工件材料不宜采用磨削加工的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外表，如铜、铝等有色金属及其合金以及非高精度外圆外表，如铜、铝等有色金属及其合金以及非金属材料的零件外表。金属材料的零件

32、外表。89 图1-74 孔的典型加工工艺路线 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.3210金 刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5Ra0.081.2590v钻粗镗钻粗镗-粗拉粗拉-精拉精

33、拉v此加工路线多用于大批量生产中加工盘套类零件的圆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；假设有毛坯孔，那的毛坯孔时，第一道工序安排钻孔；假设有毛坯孔，那么安排粗镗孔；如毛坯孔的精度好，也可直接拉孔。么安排粗镗孔；如毛坯孔的精度好，也可直接拉孔。v钻钻-扩扩-铰铰v此工艺路线主要用于直径此工艺路线主要用于直径D50mm的中小孔加工，的中小孔加工，是一条应用最为广泛的加

34、工路线，在各种生产类型中都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。加工后孔的尺寸精度通常达有应用。加工后孔的尺寸精度通常达IT68，外表粗糙，外表粗糙度度Ra 0.83.2m。假设尺寸形状精度和粗糙度要求还。假设尺寸形状精度和粗糙度要求还要高，可在机铰后安排一次手铰。由于铰削加工对孔的要高，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位置误差的纠正能力差，因此孔的位置精度主要由钻-扩扩来保证；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案。来保证；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案。91v钻粗镗钻粗镗-半精镗半精镗-精镗精镗-浮动镗或金刚镗浮

35、动镗或金刚镗v这也是一条应用非常广泛的加工路线，在各种生产类型中这也是一条应用非常广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。用于加工未经淬火的黑色金属及有色金属等材料都有应用。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的高精度孔和孔系IT57级，级，Ra0.161.25m。与钻。与钻-扩扩-铰工艺路线不同的是：铰工艺路线不同的是： 1.所能加工的孔径范围大，一般所能加工的孔径范围大，一般孔径孔径D18mm即可采用装夹式镗刀镗孔；即可采用装夹式镗刀镗孔； 2.加工出孔的位加工出孔的位置精度高，如金刚镗多轴镗孔，孔距公差可控制在置精度高，如金刚镗多轴镗孔，孔距公差可控制在0.005

36、0.01mm，常用于加工位置精度要求高的孔或孔系，如，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。连杆大小头孔，机床主轴箱孔系等。v钻粗镗钻粗镗-半精镗半精镗-粗磨粗磨-精磨精磨-研磨或珩磨研磨或珩磨v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。其中研磨孔的原理和工艺与前述外圆研磨相同，只是加工。其中研磨孔的原理和工艺与前述外圆研磨相同，只是此时研具是一圆棒。此时研具是一圆棒。v说明：上述孔加工路线其加工精度主要取决于操作者操作说明：上述孔加工路线其加工精度主要取决于操作者操作水平，对特小孔加工，采用特种加

37、工方法。水平，对特小孔加工，采用特种加工方法。92v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高速、小进给的精镗孔加工，其工艺特点与金刚石车外圆相同。v金刚镗床也有精密和普通之分。精密金刚镗床指金刚镗床的镗头采用空气或液体静压轴承，送进运动系统采用空气或液体静压导轨，镗刀采用金刚石镗刀进行高速、小进给的镗孔加工93图1-76 浮动镗刀结构v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，如图1-75所示。切削时两刀刃所受的切削力相等，可获得高尺寸精度和低外表粗糙度。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

38、位置精度应在精镗时保证。浮动镗刀块的结构见图1-76。刀刃重磨以后可通过微调机构恢复到原来的直径。图1-75 浮动镗刀在镗杆上的安装94v珩磨图1-74是一种常用的孔的光整加工方法。它用28块细粒度的砂条280#320，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，使加工外表产生网状加工纹路，见图5-24。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外表，产生所需的径向切削压力0.41.5MPa。珩磨头与机床主轴采用浮动连接，即以被加工孔自身定位，以防止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

39、质量有关，通常，珩孔后尺寸和形状精度可提高一级。图1-74 珩孔的工作原理95图1-75 平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510半 精 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra

40、520粗 刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 52096v粗铣粗铣-半精铣半精铣-精铣精铣-高速精铣高速精铣v铣削是平面加工中用得最多的方法。假设采用高速精铣铣削是平面加工中用得最多的方法。假设采用高速精铣作为终加工，不但可到达较高的精度，而且可获得较高的作为终加工，不但可到达较高的精度，而且可获得较高的生产效率。高速精铣的工艺特点是：高速生产效率。高速精铣的工艺特点是：高速Vc=

41、 200300m/min，小进给，小进给f = 0.030.10 mm / Z,小吃深小吃深ap2 mm，其精度和效率，主要取决于铣床的精度和，其精度和效率，主要取决于铣床的精度和铣刀的材料结构和精度，以及工艺系统的刚度。铣刀的材料结构和精度，以及工艺系统的刚度。v粗刨粗刨-半精刨半精刨-精刨精刨-宽刀精刨或刮研宽刀精刨或刮研此工艺路线以刨削加工为主。通常，刨削的生产率较铣削低，但机床运动精度易于保证刨刀的刃磨和调整也较方便，故在单件小批生产特别在重型机械生产中还应用较多。97v粗拉粗拉-精拉精拉v这是一条适合于大批量生产的加工路线，主要特点是生产这是一条适合于大批量生产的加工路线，主要特点是

42、生产率高，特别是对台阶面或有沟槽的外表，优点更为突出。如率高，特别是对台阶面或有沟槽的外表，优点更为突出。如发动机缸体的底平面曲轴轴瓦的半圆孔及分界面，都是一发动机缸体的底平面曲轴轴瓦的半圆孔及分界面，都是一次拉削完成的。由于拉削设备和拉刀价格昂贵，因此只有在次拉削完成的。由于拉削设备和拉刀价格昂贵，因此只有在大批量生产中使用才经济。大批量生产中使用才经济。v粗车粗车-半精车半精车-精车精车-金刚石车金刚石车此工艺路线以刨削加工为主。通常，刨削的生产率较铣削低，但机床运动精度易于保证刨刀的刃磨和调整也较方便，故在单件小批生产特别在重型机械生产中还应用较多。v粗铣刨粗铣刨-半精铣刨半精铣刨-粗磨

43、粗磨-精磨精磨-研磨精密磨砂研磨精密磨砂带磨或抛光带磨或抛光v此工艺路线主要用于淬硬外表或高精度外表的加工，淬火此工艺路线主要用于淬硬外表或高精度外表的加工，淬火工序可安排在半精铣刨之后。工序可安排在半精铣刨之后。98v 1加工方法的选择要与零件加工要求相适应加工方法的选择要与零件加工要求相适应v 2加工方法的选择要与零件加工经济精度相适应加工方法的选择要与零件加工经济精度相适应v 3加工方法的选择要与零件加工生产纲领相适应加工方法的选择要与零件加工生产纲领相适应v 4加工方法的选择要与零件形状结构相适应加工方法的选择要与零件形状结构相适应v 5加工方法的选择要与零件尺寸大小相适应加工方法的选

44、择要与零件尺寸大小相适应v 6加工方法的选择要与生产现场实际相适应加工方法的选择要与生产现场实际相适应99不同加工方法组合可以达到不同不同加工方法组合可以达到不同加工精度，同一加工精度可用不加工精度，同一加工精度可用不同加工方法达到同加工方法达到 由后往前推的原则由后往前推的原则综合考虑其他表面综合考虑其他表面满足整个工艺过程合理性要求满足整个工艺过程合理性要求 加工外表加工外表的加工方的加工方法选择法选择 100v 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少v 优点：v 1有利于保证工件各加工面之间的位置精度；v 2有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；v

45、 3可减小生产面积，并有利于管理。v 使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多v 工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高101 102 集中和分散是指工序内容而言集中和分散是指工序内容而言单件小批集中；大批量生产集中单件小批集中；大批量生产集中分散均可分散均可集中是发展趋势集中是发展趋势不能绝对化不能绝对化 使用本卷使用本卷须知须知103 v 粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的材料,并加工出精基准。v主要问题是提高生产率v 半精加工阶段使加工面到达一定的加工精度，为精加工作好准备v继续切除余量；主要外表到达一定的精度，留

46、一定的精加工余量，为精加工作准备；完成一些次要外表加工v 精加工阶段使加工面精度和外表粗糙度到达要求v切除余量少；主要外表到达规定的尺寸精度、形位精度和粗糙度v 光整加工阶段精密和超精密加工采用一些高精度的加工方法，最终到达图纸的精度要求。v切除余量极少；降低外表粗糙度；到达极高精度；一般不能提高形位精度104 有利于保证零件的加工质量有利于保证零件的加工质量有利于设备的合理使用和精密机有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持床的精度保持有利于热处理工序的安插有利于热处理工序的安插有利于及早发现毛坯缺陷，以减有利于及早发现毛坯缺陷，以减少损失少损失 划分加工划分加工阶段的好阶段的好处明显，处明

47、显，但并非绝但并非绝对对105 2在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，那么可防止上述情况的发生106v 为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v 为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，也可安排在切削加工之前v 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。而外表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v 为了提高零件外表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

48、序或外表处理工序如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等一般放在工艺过程的最后。107除操作工人自检外，以下情况应安排检验工序： 零件加工完毕后； 从一个车间转到另一个车间前后； 重要工序前后。 不同加工阶段的前后，如粗加工结束精加工前；精加工后精密加工前；v 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。v 清洗工序 在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。108109110111112 v工序工步余量在某一工序工步中所切去的材料层厚度，还可以定义为相邻两工序根本尺寸之差。 v v 总加工余量零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度1nSiiZZ（1-3）式

49、中 ZS 总加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 该外表加工工序数。113 v 最大余量v 最小余量（1-4）maxmaxminmaxmaxminZabZba（被包容尺寸）（包容尺寸）minminmaxminminmaxZabZba（1-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）式中 Zmax ，Zmin ，Zm 最大、最小、平均余量； TZ 余量公差； amax ，amin 上工序最大、最小； bmax ，bmin 本工序最大、最小； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。v 余量公差maxminZabTZZTT（1-7）（被包容尺寸与包容尺寸）114余量过大，将增加金属材料、动力、刀具和

50、劳动量的消耗，并使切削力增大而引起工件变形较大；余量过小那么不能保证加工质量。工序余量的影响比较复杂，除第一道工序余量与毛坯制造根本有关，其他工序余量主要受以下几个方面的影响。上工序的尺寸公差；上工序产生的外表粗糙度；上工序留下的空间误差；本工序的装夹误差；v 工序余量的影响因素115v 计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。v 经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。v 查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多q目前国

51、内各种手册所给的余量多数为根本余量。q各种手册提供的数据不一定与具体加工情况完全相符，余量值大多偏大，须根据工厂的具体情况加以修正。 q各种铸、锻件的总余量已由有关国家标准给出，并由热加工工艺人员在毛坯图上标定。对于圆棒料毛坯，在选用标准直径的同时，总余量也就确定。因此，用查表法确定加工余量时，粗加工工序余量一般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。116式中 Ry上一工序外表粗糙度； Ha上一工序外表缺陷层； ea 上一工序形位误差； b本工序装夹误差。（1-8）minmin22yaabyaabZRHeZRHe平面加工轴、孔加工min2yaZRHmin2yaaZRHemi

52、nyZRRyHaeab图1-83 最小加工余量构成1171确定各工序加工余量；2从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，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，其余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除最终工序外，其余各工序按“入体原那么标注工序尺寸公差；5毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。在工艺基准无法与设计基准重合情况下，或基准在后续工序中也要被加工的情况下，需要通过工艺尺寸链进行工序尺寸公差的换算。 118表1-20 主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗 0.1 100

53、 7 Ra 0.8 精镗 0.5 100-0.1=99.9 8 Ra 1.6半精镗 2.4 99.9-0.5=99.4 10 Ra 3.2 粗镗 97-925 99.4-2.4=97 12 Ra 6.3 毛坯孔 92120.03501000.054099.90.14099.40.350971292工序名称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 粗糙度逆序填写工序名称毛坯尺寸粗加工余量计算确定照抄零件图尺寸零件图毛坯要求经济精度零件图入体标注原那么119表1-21 主轴孔工序尺寸及公差的确定 精磨 0.1 50 6 Ra 0.4 粗磨 0.3 50+0.1=50.1 8 Ra

54、 1.6 精车 1.1 50.1+0.3=50.4 11 Ra 3.2 粗车 56-51.5=4.5 50.4+1.1=51.5 13 Ra 12.5 锻件 56200.0165000.03950.100.1650.400.3951.556 2工序名称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 某轴直径尺寸为 mm（精度IT6），粗糙度为Ra0.8m。若采用加工方法为：粗车-精车-粗磨-精磨。试确定各加工工序的工序尺寸及公差。【思考题 1-4】00.01650120n包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。n工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前

55、提下，应与生产批量和生产节拍相适应，并应充分利用现有条件，以降低生产准备费用。n对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的根底上提出设计任务书。n工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制造本钱。中小批条件下可选用通用工艺装备；n 大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。n 机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。121机床尺寸规格与工件的形状尺寸机床尺寸规格与工件的形状尺寸相适应相适应机床精度等级与本工序加工要求机床精度等级与本工序加工要求相适应相适应电机功率与本工序加工所需功率电机功率与本工序加工所需功率相适应

56、相适应自动化程度和生产效率与生产类自动化程度和生产效率与生产类型相适应型相适应 机床的选机床的选择原那么择原那么122123 注：1）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母； 2）有“”符号者，为阿拉伯数字； 3）有“（ ）”的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉括号分类代号类别代号通用特性和结构特性代号组别代号型别代号主参数或设计顺序号主轴数（用“ ”分开）重大改进序号同一型号机床的变型代号(用“”分开)最大跨距、最大工件长度、工作台长度等第二参数(用“”分开)() () () () () ()124 125图1-84 卧式车床的基本结构及运动1主轴箱 2夹盘 3刀架 4后顶尖 5尾座

57、 6床身7光杠 8丝杠 9溜板箱 10底座 11进给箱XZn 126 nXY图1-85 万能卧式升降台铣床1底座 2床身 3悬梁 4主轴 5支架 6工作台 7回转盘 8床鞍 9升降台127图1-86 立式钻床1工作台 2主轴 3主轴箱 4立柱 5底座图1-87 摇臂钻床1底座 2工作台 3立柱 4摇臂 5主轴箱和进给箱 6主轴nnff128图1-88 卧式镗床1床身 2下滑座 3工作台 4主轴箱 5前立柱 6主轴 7后立柱 8后支撑XZfn129图1-89 普通外圆磨床1床身 2床头箱 3砂轮 4砂轮主轴箱 5尾座 6导轨 7工件 8工作台fLfRnGnW130 nXYZ图1-90 立式加工中

58、心1床身 2滑座 3工作台 4立柱 5数控柜 6机械手 7刀库 8主轴箱 9驱动电柜 10操纵面板131图1-91 Y3150E滚齿机132图1-92 龙门铣床133图1-93 插床134图1-94 普通转塔车床135图1-95 拉床136图1-96 组合机床的组成137表1-22 常用机床主参数和第二主参数最大模数最大工件直径滚齿机工作台工作面长度工作台工作面宽度坐标镗床工作台工作面长度工作台工作面宽度矩台平面磨床最大磨削长度最大磨削直径外圆磨床主轴直径卧式镗床最大跨矩最大钻孔直径摇臂钻床工作台工作面长度工作台工作面宽度升降台铣床最大车削直径立式车床工件最大长度床身上工件最大回转直径普通车床

59、第二主参数主参数机床名称 表示机床加工范围，包括主参数、第二主参数和其他参数。138 指机床执行件运动速度。如主轴最高、最低转速，最大、最小进给量等。 指机床电动机功率。 表示机床精度的参数，如主轴回转精度、工作台定位精度、重复定位精度等。 表示机床刚度的参数，包括静刚度和动刚度。139140141机床夹具的选择要和生产类型相适应，单件小批生产应尽量选择通用夹具，大批大量生产要多使用高生产率的专用夹具。142刀具的选择主要取决于所采用的加工方法，工件材料，要求加工的尺寸，精度和表面粗糙度，生产率要求和加工经济性等，并应尽量采用标准刀具，在大批大量生产中采用高生产率的复合刀具。143a）焊接式车

60、刀b）整体式车刀c）机夹式车刀图1-97 车刀的结构144刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合图1-98 各种刀具切削部分的形状145（1）直头外圆车刀（2）弯头车刀（3）偏刀（4）切槽或切断刀（5）镗孔刀（6）螺纹车刀（7）成形车刀图1-99 车刀种类146图1-100 钻床的加工方法147图1-101 铣床上的典型工作148 与加工外表的大小，加工外表的分布位置、加工外表至夹紧元件的距离及加工面至刀杆之间的距离有关。铣刀直径可根据铣削背吃刀量和铣削宽度选取。项目铣刀名称硬质合金端面铣刀圆盘铣刀槽铣刀及切断刀背吃刀量4-681220405101225铣削宽度60901202025