第二章机械加工工艺规程的制定

1、第第2 2章章 机械加工工艺机械加工工艺规程的制定规程的制定2第第2章章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析毛坯的选择毛坯的选择定位原理和定位基准定位原理和定位基准工艺路线的拟定工艺路线的拟定工序内容的拟定工序内容的拟定机械加工工艺过程的技术经济分析机械加工工艺过程的技术经济分析32.1 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性零件的结构工艺性 零件的结构工艺性零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的要求的前提下，制造的可行性和经济性可行性和经济性。即零件的结。即零件的结构应方便于

2、加工时工件的装夹、对刀、测量，可以提构应方便于加工时工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。高切削效率等。4工艺性分析的目的 分析零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配。 通过工艺分析对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。5a a 所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便，所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便，b b 所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。1 1、便于装夹、便于装夹 加工工艺对零件结构工艺性的要求加工工艺对零件结构工艺性的要求6

3、左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬运方便。运方便。72 2、从零件加工方面进行分析、从零件加工方面进行分析 零件设计时尽量采用标准化数值；同时还应考虑加工时的进退刀、加工难易程度等方面；尽量考虑一次装夹就能加工大部分工作表面；尽量减少不必要的加工，既节约了材料，又减轻重量。8序序 号号（A A）结构工艺）结构工艺性不好性不好（B B）结构工艺）结构工艺性好性好说说 明明1 1键槽的尺寸、方位相同，键槽的尺寸、方位相同，可以

4、在一次装夹中加工出可以在一次装夹中加工出全部键槽，以提高生产率全部键槽，以提高生产率2 2结构结构B B避免了深孔加工，节避免了深孔加工，节约了材料，减轻质量约了材料，减轻质量3 3结构结构B B的底面接触面积小，的底面接触面积小，加工量小，稳定性好，有加工量小，稳定性好，有利于减小平面度误差利于减小平面度误差9轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。若键槽布轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。若键槽布置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度。置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度。（1 1）尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时，）尽量

5、减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时，提高切削效率，保证精度。提高切削效率，保证精度。10（2 2）避免深孔加工）避免深孔加工 避免深孔加工，提高连接强度，节约材料，减少加工量。避免深孔加工，提高连接强度，节约材料，减少加工量。 113 3、便于数控机床加工、便于数控机床加工零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，可减少刀具规格和换刀次数。轮廓内圆弧半径决定着刀具直径的大小，因而内圆弧半径不应过小。124 4、便于测量、便于测量 设计零件结构时，还应考虑测量的可能性与方便性。13 装配和维修对零件结构工艺性的要求装配和维修对零件结构工艺性的要求 零件的结构设计应考虑便于装配和维修时的

6、拆装。左图零件的结构设计应考虑便于装配和维修时的拆装。左图所示螺钉装配空间太小，螺钉装不进，改进后的结构如右图所示螺钉装配空间太小，螺钉装不进，改进后的结构如右图所示。所示。142.22.2毛坯的选择毛坯的选择l 毛坯毛坯 根据零件（或产品）所要求的形状、尺寸等根据零件（或产品）所要求的形状、尺寸等制成的供进一步加工用的生产对象称为毛坯。制成的供进一步加工用的生产对象称为毛坯。l 毛坯的选择主要是毛坯的选择主要是确定毛坯的种类、制造方法和确定毛坯的种类、制造方法和制造精度等级制造精度等级。l 毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削余量就越小毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削余量就越小; ;但从加工成本

7、考虑，切削余量越小，制造毛坯和但从加工成本考虑，切削余量越小，制造毛坯和余量加工的成本相对而言就越高。所以选择毛坯余量加工的成本相对而言就越高。所以选择毛坯时应从时应从制造毛坯和机械加工制造毛坯和机械加工两方面来考虑。两方面来考虑。15一、毛坯的种类和制造方法一、毛坯的种类和制造方法1 1、铸件、铸件铸件是指将铸件是指将熔融的金属浇入铸型熔融的金属浇入铸型，凝固后所得到的金属毛，凝固后所得到的金属毛坯。适用于形状坯。适用于形状较复杂较复杂的零件毛坯。铸件的材料可以是铸的零件毛坯。铸件的材料可以是铸铁、铸钢、铸造铜合金和铸造铝合金。铁、铸钢、铸造铜合金和铸造铝合金。162 2、锻件、锻件 锻件指

8、金属材料经过锻件指金属材料经过锻造变形锻造变形而得到的毛坯。适用于力而得到的毛坯。适用于力学性能高，材料又具有可锻性，学性能高，材料又具有可锻性，形状比较简单形状比较简单的零件。生产的零件。生产批量大时，可用批量大时，可用模锻模锻代替自由锻。锻件材料一般为碳钢、合代替自由锻。锻件材料一般为碳钢、合金钢和合金。金钢和合金。173 3、轧制件、轧制件主要通过主要通过热轧或冷拉热轧或冷拉而成。如各种热轧和冷拉的圆钢、板而成。如各种热轧和冷拉的圆钢、板材、异型材等，适用于材、异型材等，适用于形状简单、尺寸变化不大形状简单、尺寸变化不大的零件。的零件。184 4、焊接件、焊接件焊接件是用焊接件是用焊接焊

9、接的方法将同种材料或不同种材料焊接在一起，的方法将同种材料或不同种材料焊接在一起，从而获得的毛坯。如焊条电弧焊、氩弧焊、气焊等。焊接方从而获得的毛坯。如焊条电弧焊、氩弧焊、气焊等。焊接方法特别适宜于实现法特别适宜于实现大型毛坯大型毛坯、结构复杂毛坯结构复杂毛坯的制造。的制造。焊条电弧焊过程焊条电弧焊过程195、其他毛坯 包括冲压、粉末冶金、冷挤、塑料压制等毛坯。20二、毛坯的选择原则二、毛坯的选择原则1 1、零件材料和性能要求、零件材料和性能要求 （1）铸铁、青铜、铸铝铸铁、青铜、铸铝等材料，除简单的小尺寸件用型材等材料，除简单的小尺寸件用型材外，成形毛坯都采用外，成形毛坯都采用铸件铸件。（2

10、 2）强度较高的）强度较高的黄铜、锻铝、钢材黄铜、锻铝、钢材，除简单的小尺寸件用，除简单的小尺寸件用型材外，成形毛坯用型材外，成形毛坯用锻件锻件，其强度较好。但形状复杂者也，其强度较好。但形状复杂者也可以用铸钢铸造。可以用铸钢铸造。合理选择毛坯，大致要考虑五个方面的因素。合理选择毛坯，大致要考虑五个方面的因素。212 2、零件的结构形状和尺寸、零件的结构形状和尺寸（1 1）常见的阶梯轴，若台阶直径相差不大，可直接选取）常见的阶梯轴，若台阶直径相差不大，可直接选取圆棒料圆棒料；对直径差大的，为减少材料消耗和加工量，宜选择对直径差大的，为减少材料消耗和加工量，宜选择锻件锻件毛坯。毛坯。被加工件的结

11、构形状是选择毛坯方案的主要依据，如：被加工件的结构形状是选择毛坯方案的主要依据，如：（2 2）尺寸较大尺寸较大的工件常用的工件常用砂型铸造或自由锻造砂型铸造或自由锻造；中小型零件中小型零件可选可选择择模锻、精锻、精铸模锻、精锻、精铸等方式；小尺寸工件除形状复杂、产量很大等方式；小尺寸工件除形状复杂、产量很大外，尽量采用型材下料。外，尽量采用型材下料。（3 3）某些特殊形状零件，）某些特殊形状零件，强度要求高强度要求高的如曲轴，应该采用的如曲轴，应该采用锻件锻件而而不用板材；壳体、底座等不用板材；壳体、底座等强度要求不高，重量大、形状较复杂强度要求不高，重量大、形状较复杂的，的，常选用常选用铸造

12、铸造毛坯，兼具吸振的优点。毛坯，兼具吸振的优点。223 3、生产类型、生产类型（1 1）大批量大批量生产中，尽量采用生产中，尽量采用精度和生产率都比较高精度和生产率都比较高的毛坯的毛坯制造方法。制造方法。这时毛坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用这时毛坯制造增加的费用可由材料耗费减少的费用及机械加工减少的费用来补偿。及机械加工减少的费用来补偿。（2 2）单件小批量生产单件小批量生产中，以中，以型材型材为主，形状复杂、尺寸较大为主，形状复杂、尺寸较大者用者用型材焊接件型材焊接件。只有形状很复杂、要求高的壳体、底座等大。只有形状很复杂、要求高的壳体、底座等大件，采用自由锻或砂型铸造。件，采用自由

13、锻或砂型铸造。234 4、现有生产条件、现有生产条件5 5、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料 选择毛坯时，应考虑现有生产条件，如现有选择毛坯时，应考虑现有生产条件，如现有毛坯的制造水平毛坯的制造水平和设备情况，外协的可能性和设备情况，外协的可能性等。在可能时，应尽量组织外协，等。在可能时，应尽量组织外协，实现毛坯制造的社会专业化生产，以获得好的经济效益。实现毛坯制造的社会专业化生产，以获得好的经济效益。 目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多，目前毛坯制造方面的新工艺、新技术和新材料的应用越来越多，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑

14、料的应用精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料的应用日益日益广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料并有十分广泛，这些方法可以大大减少机械加工量，节约材料并有十分显著的经济效益。显著的经济效益。 24小结小结铸件铸件锻件锻件型材型材焊接件焊接件粉末冶金件粉末冶金件冲压件冲压件毛坯的种类毛坯的种类毛坯的选择原则毛坯的选择原则零件材料和性能要求零件材料和性能要求零件结构形状和尺寸零件结构形状和尺寸生产类型生产类型现有生产条件现有生产条件新技术、新工艺、新材料新技术、新工艺、新材料 252.3 定位原理和定位基准 定位 工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程便为定位。 装夹 工件的装夹过

15、程就是工件在机床上或夹具中定位与夹紧的过程。26一、六点定位原理一、六点定位原理1 1、自由度、自由度 一个在空间处于自由状态的物体具有一个在空间处于自由状态的物体具有六个自由度。六个自由度。 移动自由度移动自由度 沿沿X X、Y Y、Z Z轴移动轴移动 转动自由度转动自由度 绕绕X X、Y Y、Z Z轴转动轴转动27工件的六个自由度工件的六个自由度282 2、六点定位原则、六点定位原则定位，即限制自由度。用合理设置的定位，即限制自由度。用合理设置的6 6个支承点，限制工件个支承点，限制工件的的6 6个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件

16、定位的位的“六点定位原理六点定位原理”。矩形工件的定位矩形工件的定位29 注： 六点定位原理是工件定位的基本法则，在具体的夹具中，这些支承点是具有一定形状的几何体，这些限制工件自由度的几何体就是定位元件。30轴类零件的定位轴类零件的定位31小平面限制一个自由度；小平面限制一个自由度；窄长平面限制两个自由度；窄长平面限制两个自由度；大平面限制三个自由度。大平面限制三个自由度。长销限制长销限制4个自由度；个自由度；短销限制短销限制2个自由度个自由度固定固定V V形块：形块：短接触限制短接触限制2 2个自由度；个自由度；长接触限制长接触限制4 4个自由度。个自由度。见表见表2-22-2323 3、工

17、件定位方式、工件定位方式1 1）完全定位）完全定位指工件的六个自由度全部被限制。指工件的六个自由度全部被限制。332 2）不完全定位）不完全定位根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制工件的4 4个自由度，采个自由度，采用四点定位可以满足加工要求。用四点定位可以满足加工要求。工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只有厚度及平行度要求，故只用三点定位。故只用三点定位。343 3）欠

18、定位）欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制，根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制，无法保证加工要求，是不允许的。无法保证加工要求，是不允许的。35夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度。一个或几个自由度。4 4）过定位）过定位大端平面与长销组合产生的过定位大端平面与长销组合产生的过定位36改进措施改进措施b b）将长圆柱销改为短圆柱销）将长圆柱销改为短圆柱销 a a）将大支承板改为小支承板）将大支承板改为小支承板 37欠定位欠定位应该消除的自由度没有应该消除的自由度没有消除，不允许。

19、消除，不允许。过定位过定位几个支承点重复限制某个几个支承点重复限制某个自由度，一般不允许，应用是有条件的。自由度，一般不允许，应用是有条件的。欠定位与过定位欠定位与过定位正确配置支承点正确配置支承点正确处理过定位正确处理过定位提高工件定位表面与定位元件之间的提高工件定位表面与定位元件之间的位置精度；位置精度；改变定位元件的结构。改变定位元件的结构。一般按一般按三、二、一三、二、一布置。布置。主要定位表面受力面积越大越好。主要定位表面受力面积越大越好。38三、工件定位基准的选择及实例分析1、基准及其分类基准 用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的点、线、面称为基准。基准基准设计基准设计基

20、准工艺基准工艺基准39零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它零件设计图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是是标注设计尺寸的起点标注设计尺寸的起点。设计基准设计基准abc4041工艺基准工艺基准按用途分为：定位基准定位基准用以用以确定工件在机床上或夹具中正确位置确定工件在机床上或夹具中正确位置所所依据的基准。依据的基准。工序基准工序基准工序图上工序图上用以标定被加工表面位置的基准，用以标定被加工表面位置的基准，即工序图上的设计基准。即工序图上的设计基准。 测量基准测量基准零件零件检验检验时，用以测量已加工表面尺寸及时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。位置的基准。装配基准装配基准

21、装配装配时用以确定零件在机器中位置的基准。时用以确定零件在机器中位置的基准。在零件加工、测量或装配过程中所使用的基准。在零件加工、测量或装配过程中所使用的基准。42定位基准表示方法定位基准表示方法432、定位基准的选择原则、定位基准的选择原则按工件上定位表面的不同，定位基准分为粗基准、精基准。按工件上定位表面的不同，定位基准分为粗基准、精基准。用毛坯上用毛坯上未经加工的表面未经加工的表面作为定位基准，称为作为定位基准，称为粗基准粗基准。而利用工件上而利用工件上已加工过的表面已加工过的表面作为定位基准面，称为作为定位基准面，称为精基准精基准。在制订工艺规程时，采用粗基准定位，加工出精基准表面；然

22、在制订工艺规程时，采用粗基准定位，加工出精基准表面；然后采用精基准定位，加工零件的其他表面。后采用精基准定位，加工零件的其他表面。44精基准的选择精基准的选择粗基准的选择粗基准的选择重点考虑如何减重点考虑如何减少定位误差，提少定位误差，提高加工精度和安高加工精度和安装方便装方便重点考虑如何保重点考虑如何保证各加工表面有证各加工表面有足够的余量足够的余量45粗基准的选择原则粗基准的选择原则为了保证工件加工表面与不加工表面的相互位置精度，选择为了保证工件加工表面与不加工表面的相互位置精度，选择不加工表面不加工表面作为粗基准。如果零件有多个不加工表面，应选作为粗基准。如果零件有多个不加工表面，应选择

23、其中择其中与加工表面相互位置要求高的表面与加工表面相互位置要求高的表面作为粗基准。作为粗基准。（1 1）工件表面间相互位置要求原则）工件表面间相互位置要求原则46粗基准选择实例粗基准选择实例内孔和端面需要加工，外圆表面不需要加工。铸造时内孔内孔和端面需要加工，外圆表面不需要加工。铸造时内孔B B与与外圆外圆A A之间有偏心。要求保证内外圆同心度好。之间有偏心。要求保证内外圆同心度好。47 拨杆粗基准的选择拨杆粗基准的选择加工加工 2020 mmmm孔，要求保证孔，要求保证 2020 mmmm与不加工表面与不加工表面 4040 mmmm外圆有较外圆有较高的同轴度。高的同轴度。48工件如果必须保证

24、某重要表面的余量均匀，则选择工件如果必须保证某重要表面的余量均匀，则选择该重要表面该重要表面为粗基准。为粗基准。一机床床身，要求导轨面有较好的耐磨性，以保持其导向精度。一机床床身，要求导轨面有较好的耐磨性，以保持其导向精度。（a a）（b b）（2 2）重要表面余量均匀原则）重要表面余量均匀原则49选择选择平整光洁的表面平整光洁的表面作为粗基准（便于装夹）。作为粗基准（便于装夹）。作为粗基准的表面不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，也作为粗基准的表面不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，也不宜选用铸造分型面作粗基准。若无法避免，则应在使用前不宜选用铸造分型面作粗基准。若无法避免，则应在使用前对其修整

25、。这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。对其修整。这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。（4 4）便于工件装夹原则）便于工件装夹原则50（5 5）不重复使用原则）不重复使用原则在同一尺寸方向上在同一尺寸方向上粗基准只准使用一次粗基准只准使用一次。否则加工出的各表。否则加工出的各表面之间会有较大的位置误差。面之间会有较大的位置误差。以表面以表面B B为粗基准加工表面为粗基准加工表面A A之后，若仍以表面之后，若仍以表面B B为粗基准来加工表面为粗基准来加工表面C C ？51第一道工序先以不加工外圆表面第一道工序先以不加工外圆表面1 1定位，加工内孔定位，加工内孔2 2；第二道工；第二道工序仍以外

26、圆表面定位加工均布孔序仍以外圆表面定位加工均布孔4 4 ？521 1、精基准的选择原则、精基准的选择原则基准重合原则基准重合原则尽可能尽可能选用设计基准作为定位基准选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准不重合而引起的基准不重合误差。53（2）基准统一原则）基准统一原则指尽可能采用指尽可能采用同一个定位基准同一个定位基准来加工工件上的各个加工表面。来加工工件上的各个加工表面。选作统一基准表面要求：选作统一基准表面要求：面积大，精度高，孔距远。面积大，精度高，孔距远。常用的有：常用的有： 轴类（两顶尖孔）轴类（两顶尖孔） 箱体类（

27、一面二孔）箱体类（一面二孔） 盘套类（一端面一孔）盘套类（一端面一孔）5455基准重合原则基准重合原则基准统一原则基准统一原则矛盾？矛盾？对对尺寸精度较高尺寸精度较高的加工表面应服从的加工表面应服从基准重合原则基准重合原则，以免使，以免使工序尺寸的实际公差减小，给加工带来困难；此外，一般工序尺寸的实际公差减小，给加工带来困难；此外，一般主要考虑主要考虑基准统一原则基准统一原则。一般这样处理：一般这样处理：两个重要原则两个重要原则56（3）自为基准原则）自为基准原则当某些当某些精加工表面精加工表面要求要求加工余量小而均匀加工余量小而均匀时，可选择该时，可选择该加工表加工表面本身面本身作为定位基准

28、，以提高加工面本身的精度和表面质量。作为定位基准，以提高加工面本身的精度和表面质量。 床身导轨面自为基准床身导轨面自为基准57（4）互为基准原则）互为基准原则指某个工件上有两个指某个工件上有两个相互位置精度要求很高相互位置精度要求很高的表面，采用的表面，采用工件上的这工件上的这两个表面两个表面互相作为定位基准，反复进行加工。互相作为定位基准，反复进行加工。可使两个加工表面间获得高的位置精度，加工余量小而均匀。可使两个加工表面间获得高的位置精度，加工余量小而均匀。优点：优点：如：内外圆面同轴度要求比较高的套类零件如：内外圆面同轴度要求比较高的套类零件58粗、精基准的选择使用，必注意：粗、精基准的

29、选择使用，必注意：精基准选择在前，精基准选择在前，使用在后，粗基准选择在后使用在先。使用在后，粗基准选择在后使用在先。粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要求，在具体粗、精基准选择的各条原则，从不同方面提出的要求，在具体使用时常常会互相矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析，使用时常常会互相矛盾，必须结合具体的生产条件进行分析，抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。抓住主要矛盾，灵活选用这些原则。592.4 工艺路线的拟定机械加工工艺路线机械加工工艺路线是指零件是指零件由毛坯到成品过程中加工各工序由毛坯到成品过程中加工各工序的先后顺序的先后顺序。工艺路线的拟定主要工艺路线的拟定主要解决的问题解决

30、的问题: :选择加工方法选择加工方法确定加工顺序确定加工顺序划分加工工序划分加工工序60机械加工工艺路线机械加工工艺路线是指零件是指零件由毛坯到成品过程中加工各工序由毛坯到成品过程中加工各工序的先后顺序的先后顺序。工艺路线的拟定主要工艺路线的拟定主要解决的问题解决的问题: :选择加工方法选择加工方法确定加工顺序确定加工顺序划分加工工序划分加工工序2.4 2.4 工艺路线的拟定工艺路线的拟定61一、表面加工方法和加工方案的选择一、表面加工方法和加工方案的选择基本原则：基本原则：既要保证零件的加工质量既要保证零件的加工质量, ,又要使加工成本最低。又要使加工成本最低。为此，必须熟悉各种为此，必须熟

31、悉各种加工方法所能达到的加工方法所能达到的经济精度经济精度及及表面粗糙表面粗糙度度。1 1、加工经济精度和经济表面粗糙度的概念、加工经济精度和经济表面粗糙度的概念加工经济精度加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的是指在正常加工条件下（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，合理的加工时间）设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能保证的加工精度。相应的粗糙度称为所能保证的加工精度。相应的粗糙度称为经济表面粗糙度经济表面粗糙度。62对某种加工方法，用于加工何种等级的零件才经济合理？对某种加工方法，用于加工何种等级的零件才经济合理？AB误差误差 加 工 成

32、 本 CCLL加工误差与加工成本的关系加工误差与加工成本的关系观察观察A A点左侧曲线，这说点左侧曲线，这说明某种加工方法加工精明某种加工方法加工精度的提高是有极限的。度的提高是有极限的。观察观察B B点右侧，这说明点右侧，这说明对于一种加工方法，对于一种加工方法，成本的下降也是有极成本的下降也是有极限的，即有最低成本。限的，即有最低成本。加工经济精度是加工经济精度是指一个精度范围指一个精度范围而不是一个值。而不是一个值。632 2、各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度、各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度 外圆加工方法外圆加工方法孔加工方法孔加工方法平面加工方法平面加工方法64加

33、工方法加工方法加工性质加工性质加工经济精度加工经济精度(IT)表面粗糙度表面粗糙度Ra车车粗车粗车13-1280-10半精车半精车11-1010-2.5精车精车8-75-1.25金刚石车金刚石车6-51.25-0.02外磨外磨粗磨粗磨9-810-1.25半精磨半精磨8-72.5-0.63精磨精磨7-61.25-0.16研磨研磨粗研粗研6-50.63-0.16精研精研50.32-0.04超精加工超精加工精精50.32-0.08精密精密50.16-0.01外圆加工的方法外圆加工的方法65孔的加工方法孔的加工方法加工方法加工方法加工性质加工性质加工经济精度加工经济精度(IT)表面粗糙度表面粗糙度Ra

34、钻钻实心材料实心材料12-1120-2.5扩扩粗扩粗扩1220-10经扩经扩1010-2.5铰铰半精铰半精铰11-1010-5精铰精铰9-85-1.25细铰细铰7-61.25-0.32拉拉粗拉粗拉10-95-2.5精拉精拉9-72.5-0.63镗镗粗镗粗镗1220-10半精镗半精镗1110-5精镗精镗10-85-1.25细镗细镗7-61.25-0.3266加工方法加工方法加工性质加工性质加工经济精度加工经济精度(IT)表面粗糙度表面粗糙度Ra铣铣粗铣粗铣12-1120-5精铣精铣10-95-0.63刨刨粗刨粗刨12-1120-10精刨精刨10-910-2.5平磨平磨半精磨半精磨8-72.5-1

35、.25精磨精磨70.63-0.16精密磨精密磨60.16-0.016研磨研磨粗研粗研7-60.63-0.32精研精研50.32-0.08平面加工方法平面加工方法673 3、选择表面加工方法应考虑的主要因素、选择表面加工方法应考虑的主要因素（2 2）工件材料的性质）工件材料的性质（3 3）生产类型）生产类型（4 4）具体生产条件）具体生产条件（1 1）加工表面的精度和粗糙度要求）加工表面的精度和粗糙度要求（5 5）工件的形状和尺寸）工件的形状和尺寸684 4、典型表面的加工路线、典型表面的加工路线（1 1）外圆表面的加工路线）外圆表面的加工路线 粗车粗车半精车半精车精车精车：常用材料（淬火钢除外

36、），中等要：常用材料（淬火钢除外），中等要求的表面；求的表面； 粗车粗车半精车半精车精车精车金刚石车金刚石车：有色金属，要求较高的：有色金属，要求较高的表面；表面； 粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨：需要淬硬的材料，要求较高：需要淬硬的材料，要求较高的表面；的表面； 粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨光整加工或（超）精密加工光整加工或（超）精密加工：黑色：黑色金属材料，表面精度、粗糙度要求质量高的表面。金属材料，表面精度、粗糙度要求质量高的表面。 69外圆表面加工路线如下图所示：外圆表面加工路线如下图所示： 70（2 2）孔加工路线）孔加工路线 钻孔钻孔扩孔扩孔铰铰精铰精铰：主要用于中、小直径（

37、：主要用于中、小直径（d d50mm50mm）的精密孔。的精密孔。 钻或扩（粗镗）钻或扩（粗镗）粗拉粗拉精拉精拉：用于大量生产中尺寸中等：用于大量生产中尺寸中等的孔、花键孔等。的孔、花键孔等。 钻或粗镗钻或粗镗半精镗半精镗精镗精镗浮动镗浮动镗金刚镗金刚镗：广泛用于箱：广泛用于箱体零件的孔系加工、有色金属零件的精密孔的加工。体零件的孔系加工、有色金属零件的精密孔的加工。 钻或粗镗钻或粗镗半精镗半精镗粗磨粗磨精磨精磨珩磨或研磨珩磨或研磨：主要用于：主要用于淬硬零件或要求高的零件。淬硬零件或要求高的零件。71孔加工常用加工路线如下图所示孔加工常用加工路线如下图所示 72（3 3）平面加工路线）平面加

38、工路线 平面加工方法主要是铣削、刨削和磨削平面加工方法主要是铣削、刨削和磨削。 粗铣粗铣半精铣半精铣精铣精铣高速铣高速铣：用于精度和粗糙度要求高：用于精度和粗糙度要求高的平面加工，生产率高。的平面加工，生产率高。 粗刨粗刨半精刨半精刨精刨精刨刮或研磨刮或研磨：多用于单件、小批生产，：多用于单件、小批生产，生产率低。生产率低。 粗铣（刨）粗铣（刨）半精铣（刨）半精铣（刨）粗磨粗磨精密磨、导轨磨、研精密磨、导轨磨、研磨、砂带磨磨、砂带磨：主要用于淬硬零件和精度要求高、表面粗糙度值：主要用于淬硬零件和精度要求高、表面粗糙度值要求小的平面加工。要求小的平面加工。 粗拉粗拉精拉精拉：用于大量生产。：用于

39、大量生产。73平面加工路线如下图所示平面加工路线如下图所示 74加工方法的选择顺序是：加工方法的选择顺序是：先主要表面，后次要表面；先主要表面，后次要表面；先考虑最终加工，后推至前面加工方法，先考虑最终加工，后推至前面加工方法，即：即：先主后次，先终后前，综合考虑。先主后次，先终后前，综合考虑。75某轴材料某轴材料4545钢，轴颈尺寸精度钢，轴颈尺寸精度IT6IT6、Ra0.32Ra0.32，表面淬火，表面淬火，试确定其加工路线？试确定其加工路线？粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨76二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分 加工阶段加工阶段粗加工阶段粗加工阶段半精加工阶段半精加工阶段精加工阶段

40、精加工阶段光整加工阶段光整加工阶段高效率地去除各加工表面上的大部分余高效率地去除各加工表面上的大部分余量，量，获得高的生产率获得高的生产率。消除主要表面上经粗加工后留下的加工消除主要表面上经粗加工后留下的加工误差，误差，保证精加工余量保证精加工余量，完成次要表面，完成次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。全面保证加工质量全面保证加工质量，使主要表面达到，使主要表面达到图纸要求。图纸要求。进一步提高尺寸精度，减小表面粗糙度，进一步提高尺寸精度，减小表面粗糙度，但不能提高形位精度。但不能提高形位精度。77划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因 利于保证加工质量利

41、于保证加工质量 合理使用设备合理使用设备 便于安排热处理便于安排热处理 便于及时发现毛坯缺陷以及避免损伤已加便于及时发现毛坯缺陷以及避免损伤已加工表面。工表面。78注：注： 将工艺路线划分为几个加工阶段会增加工将工艺路线划分为几个加工阶段会增加工序数目，从而序数目，从而增加加工成本增加加工成本。因此在工件。因此在工件刚度高、工艺路线不划分阶段也能够保证刚度高、工艺路线不划分阶段也能够保证加工精度的情况下，就可以考虑不划分加加工精度的情况下，就可以考虑不划分加工阶段。工阶段。工艺过程划分加工阶段是对于零件加工的工艺过程划分加工阶段是对于零件加工的整个过程而言的，不能以某一表面的加工整个过程而言的

42、，不能以某一表面的加工和某一个工序的加工来判断。和某一个工序的加工来判断。79三、加工顺序的安排三、加工顺序的安排1 1、切削加工顺序的安排、切削加工顺序的安排基本原则基本原则基准先行基准先行先主后次先主后次先粗后精先粗后精先面后孔先面后孔考虑车间设备布置情况考虑车间设备布置情况802 2、热处理工序的安排、热处理工序的安排预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理时效处理时效处理退火：退火：高碳钢、合金钢等，高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；降低硬度，便于切削；正火：正火：低碳钢，提高硬度，低碳钢，提高硬度，便于切削；便于切削；调质：调质：淬火后高温回火。淬火后高温回火。位置位置：粗加工前

43、后；：粗加工前后；目的目的：改善切削性能：改善切削性能，消除内应力。，消除内应力。淬火、渗碳、氮化等淬火、渗碳、氮化等位置位置：半精加工后，：半精加工后，精加工前；精加工前；目的目的：提高强度、硬：提高强度、硬度。度。自然时效自然时效人工时效人工时效 位置位置：粗加工前、后，：粗加工前、后，半精加工后，精加工前半精加工后，精加工前目的目的：消除内应力，防：消除内应力，防止变形、开裂。止变形、开裂。813 3、辅助工序的安排、辅助工序的安排 表面处理表面处理检验工序检验工序其它工序安排其它工序安排金属镀层金属镀层非金属镀层非金属镀层氧化膜氧化膜位置位置：工艺过程最后；：工艺过程最后；目的目的：美

44、观。：美观。质量检验质量检验特种检验（无损探伤、特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超磁力探伤、水压、超速试验）速试验）位置位置：粗加工及关键工序后：粗加工及关键工序后、送往外车间加工前后、零、送往外车间加工前后、零件全部加工结束之后；件全部加工结束之后；目的目的：质量控制。：质量控制。去毛刺、倒钝锐边去毛刺、倒钝锐边去磁去磁清洗清洗涂防锈油涂防锈油目的目的：安全。：安全。8283先安排这些表面的加工顺序：先安排这些表面的加工顺序：粗车外圆粗车外圆精车外圆精车外圆磨外圆磨外圆退刀槽、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，穿插其中。插其

45、中。平端面、打中心孔平端面、打中心孔粗车外圆粗车外圆精车外圆、倒角、切退刀槽精车外圆、倒角、切退刀槽铣键槽铣键槽磨外圆磨外圆总的加工顺序：总的加工顺序：主要表面为主要表面为两端轴径两端轴径及装传动件的及装传动件的3535圆柱面圆柱面。84四、工序的集中与分散四、工序的集中与分散工序分散工序分散是将工件的加工分散在较多的工序内完是将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工成。每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工序只有一个工步。序只有一个工步。发展趋势：发展趋势：工序集中工序集中工序集中工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序就是将工件的加工集中在少数几道工序内

46、完成。每道工序的加工内容较多。内完成。每道工序的加工内容较多。零件的加工顺序确定以后，在确定各工序的加工内容时，零件的加工顺序确定以后，在确定各工序的加工内容时，可有两种设计思路：可有两种设计思路：85一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择二、加工阶段的划分二、加工阶段的划分 三、加工顺序的安排三、加工顺序的安排四、工序的集中与分散四、工序的集中与分散小结小结外圆、孔、平面外圆、孔、平面粗加工粗加工半精加工半精加工精加工精加工光整加工光整加工切削加工切削加工热处理热处理辅助工序辅助工序862.5 工序内容的拟定一、加工余量与工序尺寸的确定 加工余量加工余量是指加工过程中从加工表面切除是指

47、加工过程中从加工表面切除的材料层厚度，可分为工序余量和加工总的材料层厚度，可分为工序余量和加工总余量。余量。1 1、工序余量和加工总余量的概念、工序余量和加工总余量的概念（1 1）工序余量工序余量。相邻两工序的工序尺寸之差。相邻两工序的工序尺寸之差称为称为工序余量工序余量。即在一道工序中所切除的。即在一道工序中所切除的金属层厚度，所以余量是正值。金属层厚度，所以余量是正值。87回转体回转体表面的工序尺寸以直径计算，如图表面的工序尺寸以直径计算，如图c c、d d所示回转体表面所示回转体表面的加工余量称为的加工余量称为双边余量双边余量，其工序余量计算式为：，其工序余量计算式为：轴：轴：b b =

48、 = A AB B 孔：孔：b b = = B BA A其中其中b b双边加工余量；双边加工余量； A A上工序的工序尺寸；上工序的工序尺寸；B B本工序的工序尺寸。本工序的工序尺寸。88对于对于非对称非对称的加工表面，如图、所示的加工余量称为的加工表面，如图、所示的加工余量称为单边余量单边余量，其工序余量计算式如下：，其工序余量计算式如下： 对于外表面：对于外表面：b b = = A AB B 对于内表面：对于内表面：b b = = B BA A其中其中b b单边加工余量；单边加工余量； A A上工序的工序尺寸；上工序的工序尺寸； B B本工序的工序尺寸。本工序的工序尺寸。89（2 2）加工

49、总余量加工总余量（也称毛坯余量）。（也称毛坯余量）。加工总余量加工总余量是指各个工是指各个工序余量的总和，也就是从毛坯变为成品的整个加工过程中，序余量的总和，也就是从毛坯变为成品的整个加工过程中，某一加工表面上所切除的金属总厚度。某一加工表面上所切除的金属总厚度。总加工余量与工序余量的关系如下：总加工余量与工序余量的关系如下： 902 2、影响加工余量的因素、影响加工余量的因素 前道工序的表面粗糙度前道工序的表面粗糙度R R 和表面缺陷层深度和表面缺陷层深度D Da a表面缺陷层表面缺陷层 最小余量不能小于最小余量不能小于该部分的厚度；厚该部分的厚度；厚度值与加工方法有度值与加工方法有关。关。

50、91 前道工序的尺寸公差前道工序的尺寸公差T Ta 前道工序的形位公差前道工序的形位公差a轴线弯曲对加工余量的影响轴线弯曲对加工余量的影响 本工序的安装误差本工序的安装误差b923、确定加工余量的方法、确定加工余量的方法2 2）经验估计法）经验估计法1 1）查表修正法）查表修正法3 3）计算法）计算法基本原则基本原则：在：在保证加工质量保证加工质量的前提下，的前提下，加工余量越小越好加工余量越小越好。93三、工序尺寸及公差的确定三、工序尺寸及公差的确定1 1、基准重合时工序尺寸及公差的确定、基准重合时工序尺寸及公差的确定当加工某一表面的各道工序都采用同一个定位基准，并与设当加工某一表面的各道工

51、序都采用同一个定位基准，并与设计基准重合时，工序尺寸计算只需考虑各工序的加工余量，计基准重合时，工序尺寸计算只需考虑各工序的加工余量，可可由最后一道工序开始向前推算由最后一道工序开始向前推算。工序尺寸工序尺寸是指本工序加工后应达到的尺寸。是指本工序加工后应达到的尺寸。94计算步骤如下：计算步骤如下：确定各工序余量确定各工序余量。（查表）。（查表） 确定各工序尺寸确定各工序尺寸。最后一道工序的工序尺寸等于零件图。最后一道工序的工序尺寸等于零件图样上设计尺寸，并由最后工序向前逐道工序推算出各工序样上设计尺寸，并由最后工序向前逐道工序推算出各工序的工序尺寸。的工序尺寸。确定各工序公差确定各工序公差。

52、最后一道工序的工序尺寸公差等于零。最后一道工序的工序尺寸公差等于零件图样上设计尺寸公差，中间工序尺寸公差取加工经济精件图样上设计尺寸公差，中间工序尺寸公差取加工经济精度（查表）。度（查表）。标注各工序尺寸公差，作加工余量和工序尺寸分布图标注各工序尺寸公差，作加工余量和工序尺寸分布图。各工序尺寸的上、下偏差按各工序尺寸的上、下偏差按“入体原则入体原则”确定。即对于孔，确定。即对于孔，下偏差取零，上偏差取正值；对于轴，上偏差取零，下偏下偏差取零，上偏差取正值；对于轴，上偏差取零，下偏差取负值。差取负值。95加工某工件上加工某工件上 6060+0.03+0.03mmmm的孔，加工工序为：的孔，加工工

53、序为：粗镗孔粗镗孔半精镗孔半精镗孔磨孔磨孔工工 序序 名名 称称工序余量工序余量加工经济精度加工经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及公差工序尺寸及公差磨磨0.40.4IT7( )IT7( )6060 60半精镗半精镗1.61.6IT9( )IT9( )60600.40.4 = = 59.659.6 59.6 粗镗粗镗7 7IT12( )IT12( )59.659.61.61.6 = = 5858 58毛坯毛坯9 9（ 2 2 ）58587 7 = = 5151 5120.0300.0300.07400.07400.300.30962 2、基准不重合时工序尺寸及公差的确定、基准不重合时工序

54、尺寸及公差的确定工序尺寸及公差的计算需借助于工艺尺寸链的基本知识，工序尺寸及公差的计算需借助于工艺尺寸链的基本知识，见下一节。见下一节。bcba97一、加工余量的确定一、加工余量的确定 1 1、工序余量和加工总余量、工序余量和加工总余量2 2、工序余量与工序尺寸的关系、工序余量与工序尺寸的关系3 3、影响加工余量的因素、影响加工余量的因素二、工序尺寸及公差的确定二、工序尺寸及公差的确定1 1、基准重合、基准重合2 2、基准不重合、基准不重合小结小结98二、工艺尺寸链及其计算二、工艺尺寸链及其计算 当零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准、当零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基

55、准与设计基准不重合，这时，需要利用定位基准与设计基准不重合，这时，需要利用工艺尺寸链工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。原理来进行工序尺寸及其公差的计算。991 1、尺寸链的定义和特征、尺寸链的定义和特征在在零件加工零件加工或或机器装配过程机器装配过程中，由一系列中，由一系列相互联系相互联系的尺寸所形的尺寸所形成的成的封闭封闭图形，称为图形，称为尺寸链尺寸链。一、尺寸链的基本概念一、尺寸链的基本概念尺寸链尺寸链装配尺寸链装配尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链在零件的加工在零件的加工过程中所形成过程中所形成的尺寸链。的尺寸链。100加工台阶零件的尺寸链加工台阶零件的尺寸链 101加工套筒零件的尺

56、寸链加工套筒零件的尺寸链1022 2、尺寸链的组成和尺寸链简图的作法、尺寸链的组成和尺寸链简图的作法组成尺寸链的组成尺寸链的各个尺寸各个尺寸称为尺寸链的称为尺寸链的环环，按性质不同可分为，按性质不同可分为组成环和封闭环组成环和封闭环。 （1 1）封闭环）封闭环指在尺寸链中最后形成或未标注指在尺寸链中最后形成或未标注间接保证间接保证的尺寸。每个尺的尺寸。每个尺寸链中，寸链中，封闭环只能有一个封闭环只能有一个，用，用A A0 0表示。表示。103（2 2）组成环）组成环除封闭环以外的其他环都称为除封闭环以外的其他环都称为组成环组成环。根据组成环对封闭环。根据组成环对封闭环影响，将其分成如下两类：影

57、响，将其分成如下两类： 增环增环在尺寸链中，当其余各组成环不变，而该环增大使封闭环也增在尺寸链中，当其余各组成环不变，而该环增大使封闭环也增大的，称为大的，称为增环增环。引起封闭环同向变动。引起封闭环同向变动。 减环减环在尺寸链中，当其余各组成环不变，而该环增大使封闭环减小在尺寸链中，当其余各组成环不变，而该环增大使封闭环减小的环，称为的环，称为减环减环。引起封闭环异向变动。引起封闭环异向变动。104（3 3）尺寸链简图的作法）尺寸链简图的作法常采用常采用标箭头标箭头的方法来判断增减环。在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头的方法来判断增减环。在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与

58、封闭环箭头方向顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反相反者为者为增环增环, ,与封闭环箭头与封闭环箭头方向方向相同相同者为者为减环减环。封闭环封闭环A1A0A2A3减环减环ABC105常用判别方法：常用判别方法： 回路法：标箭头，凡箭头方向与封闭环相回路法：标箭头，凡箭头方向与封闭环相反的为增环，与封闭环方向相同的则为减反的为增环，与封闭环方向相同的则为减环。环。 直观法：与封闭环串联的尺寸是减环，与直观法：与封闭环串联的尺寸是减环，与封闭环共基线并联的尺寸是增环。封闭环共基线并联的尺寸是增环。106 1 1、封闭环确定、封闭环确定 2 2、组成环确定、组成环确定1 1、加工顺序确定后才能

59、确定、加工顺序确定后才能确定封闭环。封闭环。2 2、封闭环的基本属性为、封闭环的基本属性为“派派生生”，表现为，表现为尺寸间接获得尺寸间接获得。 关键关键 要领要领设计尺寸往往是封闭环。设计尺寸往往是封闭环。 关键关键1 1、封闭环确定后才能确定。、封闭环确定后才能确定。2 2、直接获得。、直接获得。3 3、对封闭环有影响、对封闭环有影响107二、尺寸链计算的基本公式（极值法）二、尺寸链计算的基本公式（极值法）1 1、封闭环的基本尺寸、封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和，即：环基本尺寸之和，即：01

60、1mnijijmAAA0AiAjA 封闭环的基本尺寸；封闭环的基本尺寸； 增环的基本尺寸；增环的基本尺寸； 减环的基本尺寸；减环的基本尺寸； m m 增环的数量；增环的数量；n n 组成环的总数（不包括封闭环）。组成环的总数（不包括封闭环）。1082 2、封闭环的极限尺寸、封闭环的极限尺寸封闭环的最大极限尺寸封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和，减去等于所有增环最大极限尺寸之和，减去所有减环最小极限尺寸之和；而所有减环最小极限尺寸之和；而封闭环的最小极限尺寸封闭环的最小极限尺寸等于所等于所有增环最小极限尺寸之和，减去所有减环最大极限尺寸之和。有增环最小极限尺寸之和，减去所有减环最大