机械加工工艺规程设计备课笔记

1、第一章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程：规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件§1.1 基本概念一. 机械产品的生产过程与机械加工工艺过程1. 生产过程：是指将原材料转变为产品的全部劳动过程。包括下列过程：(1). 原材料、半成品和成品（产品）的运输和保管。(2). 生产和技术准备工作。如产品的开发和设计、工艺设计、专用工艺装备的设计和制造、各种生产资料的准备以及生产组织等方面的准备工作。(3). 毛坯制造。如铸造、锻造、冲压和焊接等。(4). 零件的机械加工、热处理和其他表面处理等。(5). 部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装等。现代机械工业的发展

2、趋势：按产品生产专业化、工艺专业化的协作化生产。2. 机械加工工艺过程：对机械产品中的零件采用各种加工方法直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及物理力学性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。二. 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。1. 工序：一个（或一组）工人，在一个工作地对一个（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。2. 安装：(1). 定位：确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。(2). 夹紧：工件定位后将其固定，使其在

3、加工中保持定位位置不便的操作称为夹紧。(3). 装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。(4). 安装：工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。尽量减少装夹次数，减少装夹的时间，减少装夹误差。3. 工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置上完成的安装内容，称为工位。4. 工步：在加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。复合工步：为了提高生产率，用几把刀具同时加工几个表面，这也可看作一个工步。 5. 走刀:切削刀具在加工表面上

4、切削依次所完成的工步内容三. 生产纲领、生产类型及其工艺特征 (一). 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1年，所以生产纲领也称年产量。零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，可按下式计算：N=Qn（la%+%）N零件的年产量（件年）；Q产品的年产量（台年）；n每台产品中，该零件的数量（件台）；a备品的百分率；废品的百分率。 (二). 生产类型：是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。1. 单件生产：品种很多，产量很少。用于新产品试制、专用或重型设备2. 大量生产：产量很大，重复加工。

5、用于汽车、拖拉机、 自行车3. 成批生产：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性地重复。机床、机车、电机4. 生产批量：每一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为生产批量。 n=NA/F按批量的多少，成批生产又可分为小批、中批和大批生产三种。 (三). 各种生产类型的工艺特征表15中一些项目的结论都是在传统的生产条件下归纳的。四. 获得加工精度的方法和工件的装夹方式 (一). 获得尺寸精度的方法1. 试切法通过试切测量调整再试切-达到要求为止的加工方法称为试切法。生产率低，无需复杂的装置，取决于工人的技术水平和计量器具（工具、仪器、仪表）的精度，

6、故常用于单件小批生产。配作，以已加工件为基准，加工与其相配的另一工件，或将两个（或两个以上）工件组合在一起进行加工的方法。配作中最终被加工尺寸达到的要求是以与已加工件的配合要求为准的。2. 调整法调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在加工过程中保持不变，以保证工件被加工尺寸的方法称为调整法。影响因素有：测量、调整、重复定位精度等。批量较大时，有较高的生产率。对调整工的要求高，对操作工的要求不高，常用于成批和大量生产。3. 定尺寸刀具法用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法称为定尺寸刀具法。影响因素有：刀具的尺寸精度、刀具与工件的位置精度等。操作方便，生产率较高，加工精度也较稳定。钻头

7、、铰刀、多刃镗刀块、拉刀属定尺寸刀具法4. 主动测量法在加工过程中，边加工边测量加工尺寸，并将所测结果与设计要求的尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作，这就称为主动测量法。5. 自动控制法这种方法是把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成的。 (二). 获得形状精度的方法1. 刀尖轨迹法：依靠刀尖的运动轨迹获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法。形状精度取决于成形运动的精度。普通车削、铣削、刨削和磨削等均属刀尖轨迹法。2. 仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿行法。形状精度取决于仿形装置的精度及其他成形运动精度。仿行车、仿形铣3. 成形法：

8、利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。形状精度取决于成形刀具的形状精度和其他成形运动精度。成形刀具或砂轮的车、铣、刨、磨、拉等4. 展成法（滚切法）：利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法称为展成法。展成法所得被加工表面是切削刃和工件作展成运动过程中所形成的包络面，切削刃形状必须是被加工面的共轭曲线。它精度取决于切削刃的形状和展成运动的精度等。滚齿、插齿、磨齿、滚花健等均属展成法。 (三). 获得位置要求（位置尺寸和位置精度）的方法工件的装夹方式1. 用夹具装夹；定位方便，精度高且稳定，效率高。广泛用于中、大批大量生产。费用较高、周期较长2. 找正装夹：用找正方法装夹工件称为找正装夹

9、。3. 找正装夹又可分为：(1). 划线找正装：用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。用在批量不大、形状复杂而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而无法采用夹具装夹的工件。(2). 直接找正装夹：用划针和百分表或通过目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。生产率较低，对工人的技术水平要求高，所以一般只用于单件小批生产中。§1.2 工件加工时的定位和基准一. 工件的定位 (一). 工件的装夹获得位置要求（位置尺寸和位置精度）的方法定位：确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工中保持定位位置不便的操作称为夹

10、紧。装夹：将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。工件在机床上或夹具中装夹有三种主要的方法：1. 直接找正装夹：用划线盘和千分表直接在机床上找正工件位置的装夹方法。生产率较低，对工人的技术水平要求高，所以一般只用于单件小批生产中或高精度。2. 划线找正装夹：用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。用在批量不大、形状复杂而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而无法采用夹具装夹的工件。无需专门设备，通用性好，但生产率低，精度不高，用在批量不大、形状复杂而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大的生产条件。3. 用夹具装夹：有夹具保证工件在机床上的正确定位，并在夹具上

11、夹紧。定位方便，精度高且稳定，效率高。广泛用于中、大批大量生产。费用高、周期长。 (二). 定位原理1. 六点定位原理在空间直角坐标系中，工件可以沿X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件沿X、Y、Z的位置自由度， 用X、Y、Z表示；也可以绕X、Y、Z轴有不同的位置，称作工件绕X、Y和Z轴的角度自由度，用X、Y、Z表示。用以描述工件位置不确定性的X、Y、Z和X、Y、Z，称为工件的六个自由度。用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度，实现完全定位，称为六点定位原理。XOY面中，1，2，3支撑点：Z,X,YYOZ 面中，4，5点：X,ZZOX面中，6点：Y支承点的分布必须合理:工件底面上的三个支承点应放

12、成三角形，三角形的面积越大，定位越稳。工件侧面上的两个支承点不能垂直放置.*注意：定位就不能脱离，始终保持接触不考虑受力，受力后不脱离定位面-夹紧的任务2. 用定位元件代替约束点限制自由度(1). 工件以平面定位时的定位元件:多用于箱体、盘类零件定位元件以平面支承的通常称为支承件：支承钉、支承板支承件：主要支承：用来限制工件自由度，即有定位作用的定位元件。辅助支承：提高工件的刚性和稳定性，无定位作用主要支承：用来限制工件的自由度，起定位作用。a.固定支承：在使用过程中，它们都是固定不动的。支承钉：可视为一个点，限制一个自由度。平头：用于已加工表面。球头：用于毛胚表面。齿纹头：用于侧面，能增大摩

13、擦系数，防止工件滑动。支承板：多用于支承已加工表面，狭长条：2个自由度；大平面：3个自由度A型：结构简单，制造方便，但清屑困难，故适用于侧面和顶面定位。B型：螺纹孔处带斜凹槽（容屑），便于清除切屑，适用于底面。*需经常更换的支承钉应加衬套。*支承钉、支承板和衬套都已标准化其*当要求几个支承针或支承板在装配后等高时，可装配后一次磨削。b.调节支承：定位过程中，支承钉的高度可调，以适应粗基准位置的变化*对于小型工件，一般每批调整一次；工件较大时，常常每件都要调整。*在可调夹具上加工形状相同而尺寸不等的工件时，也可用调节支承。c.自位支承（浮动支承）：在工件定位过程中，能自动调整位置的支承适用于毛胚

14、面或刚性不足的场合*接触点增加，提高工件的刚度和稳定性*限制一个自由度辅助支承：用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不起定位作用。*工件定位时是浮动的，工件装夹好后再固定下来，以承受切削力。a.螺旋式辅助支承：与调节支承相近，但操作过程不同，前者不起定位作用，后者起定位作用，且前者不用螺母锁紧。b.自动调节支承：靠弹簧推动滑柱，但不可顶起工件c.推引式辅助支承：斜楔涨开而锁紧(2). 工件以圆孔定位时的定位元件工件以圆孔内表面作为定位基面时，常用于盘类、套类、杆叉类零件a.定位销固定式定位销：直接以H7/r6过盈配合压入夹具体可换式定位销：夹具体中压入衬套，销以H7/h6压入并用螺母拉紧。大批大量

15、 A型称圆柱销，B型称菱形销D= 3 10mm时，为避免使用中折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角 夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不影响定位。为便于工件装入，定位销的头部有15度倒角。b.圆柱心轴间隙配合心轴：限位基面一般按h6、g6或f7制造，装卸工件方便，精度不高。工件常以孔和端面联合定位，心轴限位圆柱面与限位端面最一次装夹中加工出来。过盈配合心轴：由引导部分、工作部分2、传动部分3组成。引导部分：直径按e8制造，基本尺寸等于工件孔的最小极限尺寸，其长度约为工件定位孔长度的一半。工作部分：直径按r6制造，其基本尺寸等于孔的最大极限尺寸。当工件定位孔的长度与直径之比 Ld

16、>l时，心轴的工作部分应稍带锥度。制造简单、定心准确、不用另设夹紧装置，但装卸不便，易损伤工件定位孔，故多用于定心精度要求高的精加工。花健心轴：用于加工以花键孔定位的工件。当工件定位孔的长径比 Ldl时，可稍带锥度。设计花键心轴时，应根据工件的不同定心方式来确定定位心轴的结构。c.圆锥销：限制了工件的X、Y、Z三个位置自由度。常与其他定位元件组合定位。d.锥度心轴：工件孔与心轴圆柱面的弹性变形夹紧工件，定心精度较高，可达0.020.01mm，但工件的轴向位移误差较大，用于精车和磨削加工，不能加工端面。(3). 工件以外圆柱面定位时的定位元件：a.V形块：以外圆定位用的最多。V形块既能用于

17、精定位基面，又能用于粗定位基面；能用于完整的圆柱面，也能用于局部圆柱面；而且具有对中性（使工件的定位基准总处在 V形块两限位基面的对称面内），活动V形块还可兼作夹紧元件。b.定位套：其内孔轴线是限位基准，内孔面是限位基面。常与端面联合定位。 定位套结构简单、容易制造，但定心精度不高，故只适用于精定位基面。c.半圆套：主要用于大型轴类零件和不便轴向装架的零件。d.圆锥套：3. 完全定位和不完全定位：完全定位：工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。不完全定位：工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位。在工件定位时，以下几种情况允许不完全定位： l）加工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自

18、由度可不限制。 2）毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。 3）加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。4. 欠定位和过定位：欠定位：按照加工要求应限制的自由度没有被限制的定位-决不允许发生的。过定位：工件定位时，同一个自由度被两个或两个以上的定位元件所限制过定位是否允许视具体情况而定。可用重复定位不但不产生有害影响，反而可增加工件装夹刚度的定位，在生产实际中被大量采用。定位问题的研究：(1). 为满足加工要求所必须限制的自由度(2). 从承受切削力、夹紧力及提高生产率的角度分析在不完全定位中还应该限制哪些自由度。

19、(3). 在定位方案中，是否有欠定位和过定位问题，能否允许过定位的存在。二. 基准基准：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。基准分为两大类：设计基准和工艺基准 (一). 设计基准：尺寸(或角度)的起始位置称作设计基准。简言之，设计图样上所采用的基准就是设计基准。设计基准可以是点，也可以是线或者面。 (二). 工艺基准 ：零件在加工工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。工艺基准又可进一步分为：工序基准，定位基准，测量基准和装配基准。1. 工序基准 在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。在设计工序基准时，主要应考虑如下三个方面的问

20、题：1) 应首先考虑用设计基准为工序基准；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查；3) 当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠的保证零件设计尺寸的技术要求。 2. 定位基准 在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。定位基准分为：粗基准、精基准，另外还有附加基准。(1). 粗基准和精基准： 未经机加工的定位基准称为粗基准。第一道机加工工序采用的基准都是粗基准。经过机械加工的定位基准称为精基准。(2). 附加基准：零件上据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准，称为附加基准。3. 测量基准：测量时所采用的基准，称为测量基准。4. 装配基准 在装配时用来确定零

21、件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。三. 机械加工工艺规程 (一). 机械加工工艺规程的定义和作用1. 定义：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。 -最合理或较合理的、规定的形式书写的、经审批、指导生产的2. 作用：(1). 指导生产的依据：生产的计划、调度，工人的操作、质量检查(2). 生产准备的依据(3). 中批、大批大量中新扩建车间的依据 逐级审批-纪律-严格、认真贯彻执行但随着科学技术的进步和生产的发展而发展 (二). 机械加工工艺规程的类型和格式1. 类型：(1). 专用工艺规程(2). 通用工艺规程：典型、成组、标准工艺规程2. 格式-表格（卡片

22、）的形式机械加工工艺过程卡、机械加工工序卡、调整卡、操作卡、检验卡 (三). 机械加工工艺规程设计原则、步骤和内容1. 机械加工工艺规程的设计原则：(1). 必须可靠地保证零件图纸上的所有技术要求的实现。(2). 在规定的生产纲领和生产批量下，一般要求工艺成本最低。(3). 充分利用现有生产条件，高效低成本。(4). 尽量减轻工人的劳动条件，安全、文明生产。2. 设计步骤和内容(1). 阅读零件图和装配图(2). 工艺审查：审图、找出主要技术要求、零件结构工艺性分析(3). 熟悉或确定毛坏：类型和制造方法(4). 拟定机械加工工艺路线：选择定位基准、选择加工方法、工序顺序的安排(5). 确定满

23、足各工序要求的工艺装备(6). 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差(7). 确定各工序的技术要求和检验方法(8). 确定切削用量(9). 确定时间定额(10). 填写工艺文件 (四). 零件结构的工艺性分析 零件的结构工艺性是指零件在能满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性；主要是切削加工的工艺性。 (五). 选择毛坯影响毛坯选择的因素：1. 零件的材料及其力学性能：材料=性能铸铁：铸造 钢材：性能好：锻件；性能差：型材或铸钢2. 生产类型大批大量：精度高、生产率高 金属模机器造型、精铸、模锻、冷拉单件小批：木模手工造型、自由锻3. 零件的形状、尺寸铸造：形状复杂的毛坯 砂型铸

24、造：大尺寸零件 中、小零件-先进的铸造技术钢：各台阶的直径相差不大-棒料 各台阶的直径相差较大-锻件大尺寸零件-自由锻 复杂零件、中、小零件-模锻4. 现有的生产条件：实际水平和能力、外协、地区专业化生产5. 充分考虑利用新工艺、新技术、新材料精密铸造、精密锻造冷轧、冷挤压粉末冶金、工程塑料§1.3 工艺路线的制定 粗基准:在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，称为粗基准。精基准：用加工过的表面作定位基准称为精基准。另外，辅助基准：为满足工艺需要在工件上专门设汁的定位面，称为辅助基准。一. 定位基准的选择： (一). 粗基准的选择-影响余量分配及从不加工面与加工表面之

25、间的位置精度。1. 为保证加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。如果有多个不加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准2. 为保证工件重要表面的余量均匀应选择该表面作粗基准。3. 选作粗基准的表面，应平整光洁，大尺寸，没有浇口、冒口或飞边等缺陷4. 粗基准一般在同一尺寸方向上只能使用一次，即不应重复使用。 (二). 精基准的选择-保证加工精度和装夹准确方便1. “基准重合”原则：选择被加工表面的设计基准为精基准，称为基准重合。在对被加工表面的位置尺寸有决定作用的工序中或位置公差很小时，应遵循。2. “基准统一”原则：在工件的加工过程中尽可能地采用统一

26、的一组精基准，可减少工件装夹次数，简化夹具，提高精度。 (1). 箱体零件：一面两销（工艺孔、工艺凸台） (2). 轴类零件：两个顶尖孔(3). 圆盘类零件(齿轮等)：用其端面和内孔作精基准*基准统一而基准不重合时，常先用基准统一，最后工序用基准重合，保证位置精度。3. “自为基准”的原则：当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其它表面之间的位资精度则要求由先行工序保证。-不能提高加工面的位置精度，只能提高加工面本身的精度。4. “互为基准”的原则：为了获得小而均匀的加工余量或较高的位置精度可采取反复加工，互为基准的原则。例如：加工精密齿轮，

27、磨齿和内孔5. 精基准的选样应定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。二. 加工经济精度与加工方法的选择 (一). 加工经济精度加工误差与加工成本之间成反比关系。加工经济精度：是指在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度和表面粗糙度。*加工经济精度随着科学技术的发展会逐步提高。 (二). 加工方法的选择：首先取决于加工表面应有的技术要求，有时还可能出于工艺上的原因而在某些方面高于零件图上的要求。选择加工方法时应考虑下列各因素：1. 应选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。2. 要考虑工件材料的性质。淬火钢：磨削加工；有色金属：金

28、刚镗或高速精细车 3. 要考虑工件的形状和尺寸。IT7孔：回转体-车削或磨削；箱体-镗削或铰削4. 要考虑生产率和经济性要求。大批大量：高效率的先进工艺，拉削，粉末冶金5. 要考虑现有的生产能力，也应考虑不采用新技术和提高工艺水平三. 典型表面的加工路线：外圆、内孔、平面 (一). 外圆表面的加工路线1. 粗车-半精车-精车：应用最广，<=IT7,Ra>=0.82. 粗车-半精车-粗磨-精磨：淬火钢，<=IT6,Ra>=0.163. 粗车-半精车-精车-金刚石车：有色金属，0.1m,Ra=0.01m精密车床+金刚石车刀：主运动-液体静压轴承或空气静压轴承-平稳进给运动-

29、液体静压导轨或空气静压导轨-少爬行4. 粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨或抛光：以减小表面粗糙度、提高尺寸精度、形状和位置精度为主要目的。研磨：研具材料铸铁、铜、铝、硬木研磨剂-氧化铝、碳化硅、金刚石、碳化硼以及氧化铁、氧化铬微粉等，用切削液和添加剂混合而成。研磨时，工件作回转运动，研具作轴向往复运动(可以手动，也可以机动)。超精加工：工件作回转运动，用细磨粒油石作高频短幅振动和进给运动。Ra=0.02砂带磨削:砂带高速回转，工件缓慢转动并作进给运动Ra=002镜面磨削：是指磨削后，表面粗糙度可减小至0.01很高的形状和位詈精度抛光：细磨粉、软膏磨料的布轮、布盘、皮轮、

30、皮盘等软质工具，机械摩擦和化学作用，减小表面粗糙度，不能提高尺寸和位置精度。 (二). 孔的加工路线1. 钻一粗拉一精拉：多用于大批大量生产盘套类零件的圆孔、单键孔、花键孔加工。加工质量稳定、生产效率高， 7级精度的基准孔(H7)。2. 钻一扩一铰一手铰：应用最广泛，中、小孔加工。扩孔有纠正位置精度的能力，铰孔只能保证尺寸、形状精度和表面粗糙度。7级精度的基准孔(H7)。3. 钻或粗镗一半精镗一精镗一浮动镗或金刚镗 1)单件小批生产中的箱体孔系加工； 2)位置精度要求很高的孔系加工； 3)在各种生产类型中，直径比较大的孔，>80 4)材料为有色金属，由金刚镗保证尺寸、形状和位置精度及表面

31、粗糙度浮动镗刀块：沿镗刀杆径向可以自由滑动金刚镗是指在精密镗头上安装刃磨质量较好的金刚石刀具或硬质合金刀具进行高速、小进给精镗孔加工。金刚镗床也有精密和普通之分。4. 钻(或粗镗)一粗磨一半精磨一精磨一研磨或珩磨：淬硬零件或精度要求高的孔加工。研磨孔：用的研具是一个圆棒。研磨时工件作回转运动，研具作往复送进运动。珩磨：用细粒度砂条组成珩磨头，加工时工件不动，珩磨头回转并作往复进给运动。珩磨头砂条数量为28根不等，靠机械或液压作用涨开在工件表面上，呈网纹状。珩磨精度与前道工序的精度有关，经珩磨后的尺寸和形状精度可提高级，063004 #补充说明：1)上述各条孔加工路线的终加工工序，其加工精度在很

32、大程度取决于操作者的操作水平(刀具刃磨、机床凋整、对刀等)2)对以微米为单位的特小孔加工，需要采用特种加工方法。 (三). 平面的加工路线1. 粗铣一半精铣一精铣一高速铣：铣削加工用得最多。这主要是因为铣削生产率高。高速铣：加工精度 (1T67)，表面粗糙度0161252. 粗刨一半精刨一精刨一宽刀精刨、刮研或研磨：铣削加工相比，生产率低。但窄长面的加工来说，刨削加工的生产率并不低。宽刀精刨：多用于大平面或机床床身导轨面加工，单件，成批生产中被广泛应用。刮研：获得精密平面的传统加工方法。劳动量大，生产率低，单件小批生产或修配工作中广泛应用。3. 粗铣(刨)一半精铣(刨)一粗磨一精磨一研磨、精密

33、磨、砂带磨或抛光 4. 粗拉一精拉 主要在大批大量生产中采用。生产率高，尤其对有沟槽或台阶的表面。粗车一半精车一精车一金刚石车： 这主要用于有色金属零件的平面加工四. 工序顺序的安排 (一). 工序顺序的安排原则1. 基准先行：(1). 第一道工序的加工面应是后续工序的精基准。(2). 当加工精度要求很高时，应先精修精基准。轴类零件：铣端面，打中心孔箱体类零件：一面两销2. 先面后孔：(1). 大平面先加工出来，然后用大平面定位来加工孔。(2). 钻孔之前应先加工面3. 先主后次：主要表面：设计基准，主要工作面次要表面：键槽、螺纹孔4. 先粗后精：对加工精度和表面质量要求较高的零件，粗精分开。

34、 (二). 热处理工序及表面处理工序的安排： 热处理作用：提高材料的力学性能、改善金属的加工性能、消除残余应力。1. 最终热处理：提高力学性能，应安排在精加工前后。如调质、淬火、渗碳淬火、液体碳氮共渗和渗氮等，变形较大的热处理，如渗碳淬火、调质应安排在精加工前进行。变形较小的热处理如渗氮等，应安排在精加工后。表面装饰性镀层和发蓝处理，一般都安排在机械加工完毕后进行。2. 预备热处理：改善加工性能，消除残余应力，应安排在粗加工前、后。如正火、退火和时效处理等。放在粗加工前，可改善粗加工时材料的加工性能，并可减少车间之间的运输工作量；放在粗加工后，有利于粗加工后残余应力的消除。调质处理能得到组织均

35、匀细致的回火索氏体，有时也作为预备热处理，常安排在粗加工后。 精度要求较高的精密丝杠和主轴等工件淬火后冷处理。提高零件表面耐磨性、耐腐蚀性的热处理、装饰、表面处理：-安排在最后。镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝 (三). 其它工序的安排1. 检验工序：1)粗加工阶段结束后。2)重要工序前后。3)送往外车间加工的前后，4)全部加工工序完成后。2. 内部质量检验：X射线检查、超声波探伤，一般都安排在工艺过程的开始。3. 表面质量检验：如磁力探伤等检查工件的表面质量，一般都安排在精加工阶段。4. 密封性检验验、工件的平衡和重量检验，一般都安排在工艺过程最后进行。5. 去毛刺：切削加工之后。6. 清洗：清洗

36、残留切屑、砂粒、去磁五. 工序集中与分散的程度工序集中与工序分散，是拟定工艺路线时确定工序数目 (或工序内容多少)的两种不同的原则，它和设备类型的选择有密切的关系。 (一). 工序集中和工序分散的概念1. 工序集中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。机械集中：可采用技术上的措施集中，多刃、多刀和多轴、自动、数控、加工中心。组织集中：可采用人为的组织措施集中，如卧式车床的顺序加工。 (二). 特点1. 工序分散的特点：(1). 设备和工艺艺装备都比较简单，容易调整和维修，对工人技术水平要求低，容易适应更换产品；(2). 有利于选用最合理的切削用置、减少机动工时。机床设

37、备数很多生产面积大、操作工人多，工艺路线长。2. 工序集中的特点：(1). 有利于采用高效的专用设备和工艺装备，显著提高生产率；(2). 减少了工序数目缩短工艺过程简化了生产计划和生产组织工作；(3). 减少了设备数量减少了操作工人人数和生产面积，工艺路线短；(4). 减少了工件装夹次数容易保证加工面间的位置精度。(5). 投资大，调整和维修较费事，生产准备工作量大，转为新产品的生产也比较困难，对工人的技术水平要求高。 (三). 应用：根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等分析传统的流水线、自动线：多采用工序分散，生产率高，适应性差。高效自动化机床：工序集中，适应性强。刚性差且精

38、度高的精密零件：工序分散重型零件：工序集中六. 加工阶段的划分 (一). 划分加工阶段的原因：1. 保证加工质量粗加工余量大、切削力大、变形大、残余应力大；半精加工、精加工：纠正2. 有利于合理使用设备和技术工人粗加工设备：功率大、刚性好、生产率高，精度不高 精加工设备：精度高3. 便于安排热处理4. 便于及时发现毛坯缺陷5. 精加工、光整加工安排在后，避免已加工表面磕伤。 (二). 各阶段的主要任务 1. 粗加工阶段：处切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准高生产率。2. 半精加工阶段：减小粗加工中的误差，为零件主要表面的精加工作好准备(达到一定的精度和表面粗糙度、保证一定的精加工余量)

39、并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：确保尺寸、形状和位置精度达到或基本达到图纸的精度和表面粗糙度。 4. 精密、超精密或光整加工阶段：珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金刚石车*高精度零件的中间热处理工序，自然地把工艺过程划分成几个阶段。*可保证有足够的时间消除热变形和粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高。§1.4 加工余量、工序尺寸及公差的确定-基准重合时一. 加工余量的概念： (一). 加工总余量（毛坯余量）与工序余量：1. 加工余量：指在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量分工序余量和加工总余量 (毛坯余量)二种。2. 工序余量：相

40、邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。3. 加工总余量：毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量(毛坯余量)，其值等于各工序的工序余量总和。Z0=Z1+Z2+.ZnZ1-粗加工工序的加工余量：与毛坯的制造精度有关。在工艺过程中，某工序加工应达到的尺寸称为工序尺寸。轴（被包容面）：Z=上工序的基本尺寸-本工序的基本尺寸孔（包容面）：Z=本工序的基本尺寸-上工序的基本尺寸Z=Zmin+Ta Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+TbZmax-Zmin=Ta+Tb=Tz4. 工序尺寸及公差的标注：按入体原则标注极限偏差。轴：d0-Td 孔：D0+TD毛坯：双向分布的正负偏差：L+Tl/25. 加工余

41、量又可分为单边余量和双边余量两种。单边余量：零件非对称结构的非对称表面。平面：Z=li-1-li双边余量：零件对称结构的对称表面。轴：2Z=di-1-di 孔：2Z=Di-Di-1 (二). 工序余量的影响因素：（除第一道粗加工工序余量）1. 上工序的尺寸公差Ta2. 上工序加工后的表面粗糙度Ry表面缺陷层深度Ha 3. 上工序留下的需要单独考虑的空间位置误差a.它包括直线度、平面度、同轴度、平行度和垂直度4. 本工序工件的装夹误差b：定位误差和夹紧误差；具有方向性 空间误差和装夹误差有方向性余量的计算：单边余量：Zmin=Ta+Ry+Ha+|a+b|双边余量：Zmin=Ta/2+Ry+Ha+

42、|a+b|二. 加工余量的确定：1. 计算法：掌握各影响因素的大小(1). 采用自为基准的加工方法不能纠正位置误差：Zmin=Ta/2+Ha+Ry(2). 无心外圆磨床无装夹误差：Zmin=Ta/2+Ry+Ha+|a|(3). 研磨、珩磨、超精加工和抛光：提高尺寸和形状精度 Zmin=Ta/2+Ry有的仅减小表面粗糙度：Zmin=Ry2. 查表法：工厂广泛应用3. 经验估算法：余量偏大，单件小批生产三. 工序尺寸与公差的确定-基准重合时步骤：1. 根据工艺手册确定各加工工序的加工余量。2. 确定各工序尺寸：设计尺寸+余量->工序尺寸+余量->->毛坯尺寸3. 确定工序尺寸的公

43、差：按各自采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸的公差，终工序的公差按设计要求确定。4. 填写工序尺寸并按“入体原则”标注工序尺寸的公差。例如：某轴直径为50mm,其尺寸精度要求IT5,表面粗糙度Ra0.04,高频淬火，锻件。工艺路线：粗车-半精车-高频淬火-粗磨-精磨-研磨§1.5 工艺尺寸链一. 尺寸链的基本概念：1. 尺寸链的定义：在机器装配和零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭的尺寸组。工艺尺寸链：加工中，由同一零件上的与工艺相关的尺寸所形成的尺寸链。2. 尺寸链的组成：(1). 环：列入尺寸链的每一个尺寸。(2). 封闭环：尺寸链中在装配过程或加工过程最后(自然或间接

44、)形成的一环。封闭环以下角标“0”表示，只有一个。(3). 组成环：尺寸链中对封闭环有影响的全部环。（除封闭环外的其它环。）组成环以下角标“i”表示，i从1到n-1。i>=2. (4). 增环：尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环同向变动。(5). 减环：尺寸链中的组成环，由于该环的变动引起封闭环反向变动。(6). 补偿环：预先选定一组成环，改变其大小或位置，使封闭环达到规定要求。 3. 尺寸链的特性(1). 封闭性：尺寸链是封闭的尺寸组，一个封闭环有一个尺寸链，至少有三个尺寸。(2). 关联性：尺寸链具有封闭性，所以尺寸链中的各环都相互关联。尺寸链中封闭环随所有组成环的变动而变动

45、，组成环是自变量，封闭环是因变量。(3). 传递系数：表示各组成环对封闭环影响大小的系数称为传递系数。L0=f(L1,L2Ln-1) 设第i个组成环的传递系数i=f/Li对于增环，i为正值；对于减环，i为负值；若组成环与封闭环平行，i=1；若组成环与封闭环不平行，一1<i<+1。4. 尺寸链图：将尺寸链中各环按大致比例，用首尾相接的单箭头线顺序画出的尺寸图。增环：与封闭环箭头方向反向的环。减环：与封闭环箭头方向同向的环。5. 尺寸链形式 1)按环的几何特征划分为长度尺寸链和角度尺寸链和组合尺寸链三种。 2)按其应用场合划分为装配尺寸链(全部组成环为不同零件的设计尺寸)、工艺尺寸链(

46、全部组成环为同一零件的工艺尺寸)和零件尺寸链(全部组成环为同一零件的设计尺寸)。设计尺寸是指零件图样上标注的尺寸，工艺尺寸是指工序尺寸、测量尺寸和定位尺寸等。必须注意：零件图样上的尺寸不能标注成封闭的。 3)按各环所处空间位置划分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。6. 尺寸链的计算公式-极值法(1). 封闭环的基本尺寸L0：L0=Lz-Lj(2). 封闭环的极限尺寸：L0max=Lzmax-Ljmin L0min=Lzmin-Ljmax(3). 封闭环的上偏差ESL0、下偏差EIL0：ESL0= Lomax-Lo=Lzmax-Ljmin-(Lz-Lj)= ESLz-EILjEIL0= Lo

47、min-Lo=Lzmin-Ljmax -(Lz-Lj)= EILz-ESLj(4). 封闭环的公差：TLo= L0max-L0min=Lzmax-Ljmin-(Lzmin-Ljmax)= TLi(5). 封闭环中间尺寸Lom和中间偏差o计算：中间尺寸Lim：最大极限尺寸和最小极限尺寸之和的平均尺寸。Lim=(Limax+Limin)/2中间偏差Li:上下偏差的平均值或中间尺寸与基本尺寸之差。Li=Lim-Li=(Limax-Limin-2Li)/2=( ESLi+EILi)/2封闭环的中间尺寸Lom: Lom=Lzm-Ljm封闭环的中间偏差Lo: Lo =Lz -Lj =Lom-LoESLi=

48、Li +TLi/2 EILi=Li -TLi/2ESLo=Lo +TLo/2 EILo=Lo -TLo/2(6). 极值法的特点：简便、可靠但当TLo较小，（n-1）较多时，组成环公差较小，加工困难，成本高。(7). 应用场合：封闭环精度较高，环数较少 封闭环精度较低，环数较多 有补偿环的尺寸链中7. 尺寸链的计算形式：(1). 正计算：已知各组成环，求封闭环：产品设计的检验，结果唯一。(2). 反计算：已知封闭环，求组成环：计算不唯一，公差的合理分配。(3). 中间计算：已知封闭环和部分组成环，求其余组成环。二. 直线尺寸链在工艺过程中的应用：确定尺寸链，求解尺寸链 (一). 工艺基准和设计

49、基准重合时工艺尺寸链的建立和计算：工序基准、定位基准、测量基准与设计基准重合，工序尺寸及公差可直接保证，余量是间接获得的，是封闭环。例1：上工序的工序尺寸A1=510-0.1 本工序的工序尺寸A2=500-0.05，求余量。解：余量是间接保证的 是封闭环,A1是增环，A2是减环Z=A1-A2=51-50=1mm Tz=TA1+TA2=0.1+0.05=0.15mmESz=ESA1-EIA2=0+0.05=0.05mm EIz=EIA1-ESA2=-0.1-0=-0.1mmZmax=1.05mm Zmin=0.9mm*工序余量是一个三环尺寸链的封闭环。靠火花磨削：直接控制的是余量而不是工序尺寸，

50、则余量是组成环。例2：靠火花磨削：由操作者据砂轮靠磨工件时所产生的火花多少，凭经验判断和控制磨削余量的一种磨削方法。所以余量是组成环，间接保证的是工序尺寸。已知：Z=0.1+0.02mm，A0=44.915+0.085mm，求A1=?解：A1=A0+Z=44.915+0.1=45.015mmESA1= ESA0+EIz=0.085-0.02=0.065mmEIA1=EIA0+ESz=-0.085+0.02=-0.065mmA1=45.015+0.065=45 (二). 工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸链的建立和计算：1面已加工好，以1定位加工2、3面，试确定工序尺寸A1及A3.由于加工面3时

51、定位基准和设计基准重合，工序尺寸A1等于设计尺寸，A1=300-0.2工序尺寸3：A3=A1-A0=30-10=20mmEI3=ES1-ES0=0-0.3=-0.3mm ES3=EI1-EI0=-0.2-(-0.3)=0.1mm*基准不重合时，设计设计是封闭环1. 测量基准和设计基准不重合：(1). 测量尺寸的换算：设计尺寸链：A0=50-10=40mmESA0=ESA1-EIA2=0+0.36=0.36mm EIA0=EIA1-ESA2=-0.17+0=-0.17mm孔深A0=40测量尺寸链：由于10较难测量，故改测孔深，孔深直接获得10尺寸是封闭环。A2=40+0.190由于测量基准和设计

52、基准不重合，需进行尺寸换算，其结果是提高了对测量尺寸的精度要求，其公差减少了A1的两倍。在测量尺寸链中，难以测量的尺寸为封闭环，易于测量的尺寸为组成环。(2). 假废品的分析：由于极值法计算是极限情况下各环之间的尺寸联系，是一种保守算法，计算结果可靠，但隐含假废品。若A2超出了40+0.190,但仍在原设计范围内，是否合格？例：A2=40-0.17=39.83mm,在原设计范围内 A1=50-0.17=49.83mm A0=49.83-39.83=10mm在原设计范围内，合格品。例：A2=40+0.36=40.36mm，在原设计范围内 A1=50 A0=50-40.36=9.64mm在原设计范

53、围内，合格品。为了避免假废品的产生，若零件换算后的测量尺寸超差且小于另一组成环的公差，应实测其它组成环，由零件的实际尺寸来判断是否为废品。(3). 设计工艺装备来保证工序尺寸：设计尺寸：100-0.15mm，500-0.1mm 50尺寸不易测量，改测x又T10>T50 取T10=0.05mmx=60mm ESx=-0.05mm EIx=0.1mm 换算后的测量精度高于原精度，所以在成批生产中用心轴和卡板A2=A1-A0=30mmESA2= EIA1+EIA0=-0.02-(-0.1)=0.08mm EIA2= ESA1+ESA0=0 A2=30+0.080mm (三). 一次加工满足多个

54、设计尺寸要求的工艺尺寸链计算：1） 镗内孔至49.8+0.0450mm；2） 插键槽；3） 淬火处理4） 磨内孔，同时保证内孔直径50+0.030mm和键槽深度53.8+0.300mm两个设计尺寸要求。解：画尺寸链图，键槽深度的设计尺寸Lo为封闭环，L2和L3为增环，L1为减环。L2=Lo+L1_L3=53.8+24.9-25=53.7mmESL2=ESLo+EIL1-ESL3=0.3+0-0.015=0.285mmEIL2=EILo+ESL1-EIL3=0+0.023-0=0.023mmL2=53.7间接保证的设计尺寸是封闭环。若考虑同轴度误差0+0.025mmL2=Lo+L1_L3=53.8+24.9+0-25=53.7mmESL2=ESLo+EIL1+EIL4-ESL3=0.3+0+(-0.025)-0.015=0.26mmEIL2=EILo+ESL1+ESL4-EIL3=0+0.023+0.025-0=0.048mmL2=53.7 (L2=53.7 )公差减小 (四). 表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺尺寸链：1. 渗碳或淬火后磨削，保证渗碳层厚度：1） 精车P面，保证尺寸38.40-0.1mm2） 渗碳处理，渗碳层厚度为t；3） 精