机械加工工艺规程设计 3

第七章机械加工工艺规程设计

机械加工工艺规程是生产技术与管理的重要技术文件，直接影响零件加工质量、成本及生产效率。本章主要介绍:机械加工工艺过程的组成；零件结构工艺性与毛坯选择；工艺路线拟定；定位基准选择；工序设计（工序尺寸计算;切削用量选择）；提高生产率的工艺措施、工艺方案技术经济分析.第一节概述一、机械加工工艺过程及其组成

1．机械加工工艺过程机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象（毛坯）的形状、尺寸、相对位置以及性能，使其成为零件的过程:

零件图单件、小批量生产工艺过程大批、大量生产工艺过程

工序号工序内容设备工序号工序内容设备

1车端面、钻中心孔（两头）车床1两边同时铣端面、钻中心孔组合机床

2粗、精车外圆，切槽、倒角车床2粗车外圆车床

3铣键槽、去毛刺铣床3精车外圆、倒角、切退刀槽车床

4磨外圆磨床4铣键槽铣床

5去毛刺钳工台6磨外圆磨床表7-机械加工工艺过程机械加工工艺过程工序1工序2工序3安装1安装2工位1工位2工步1工步2工步1工步1工步2工步1走刀1走刀2走刀3走刀1走刀2图7-1机械加工工艺过程组成:2．机械加工工艺过程的组成工艺过程由若干工序组成,每一个工序又可依次细分为安装、工位、工步和走刀,如下图7-1所示:工序:

一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。安装:工件经一次装夹后所完成的那部分工序。在一个工序中，可以是一次或多次装夹。一次装夹即为一个安装。工位:在工件的一次安装中，通过分度（或移位）装置，使工件相对于机床经过不同的位置顺次进行加工。此时工件在机床上占据每一个位置所完成的那一部分工序称为工位。）工步:

加工表面、加工工具、主要切削用量（切削速度、进给量）不变的条件下所连续完成的那一部分工序。采用多刀同时切削的方法，这样的工步称为复合工步。走刀:加工同一表面时,刀具每进给一次所完成的工艺过程。安装在一道工序中，工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装（setup）。

工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件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，称为工位（position）。图3.2多工位加工1——装卸工件2——钻孔3——扩孔4——铰孔二、机械加工工艺规程

将工艺过程用工艺文件形式加以规定，由此得到的工艺文件统称工艺规程。工艺规程的内容因生产类型的不同而详略不一，批量越大越详细具体。1．工艺规程的作用是生产准备、生产组织、计划调度的主要依据;是指导工人操作的主要技术文件;是工厂和车间进行设计或技术改造的重要原始资料。2．工艺规程制订原则总体原则:技术上先进，经济上合理:保证产品质量;获得较高的生产率;良好的经济效益;使工人具有良好而安全的劳动条件。3．制订工艺规程的原始资料产品装配图及零件工作图，有关产品质量验收标准，产品产量计划，产品零件毛坯生产技术水平，本厂现有生产设备能力和精度与外协条件，工艺设计及夹具设计手册及技术资料，国内外同类产品的参考工艺资料等。4．工艺文件的类型零件机械加工工艺规程确定后，应按相关标准（JB/Z187.3-1988），将有关内容填入各种不同的卡片，以便贯彻执行。这些卡片总称为工艺文件。经常使用的工艺文件有下列几种：(1)机械械加工工艺艺过程卡按工序名称称简要说明明零件整个工艺过过程的一种工艺艺文件称机机械加工工工艺过程卡，如下表7-1所示示,工艺过过程卡用於於单件小批量量生产.(2)机械械加工工艺艺卡按工序名称称说明零件件整个工艺艺过程的一一种工艺文文件称机械械加工工艺卡，如下表7-2所示示,工艺过过程卡用於於批量生产.(3)机械械加工工序序卡按工步内容容说明工序序的详细工工艺过程并并附有工序序简图的工工艺文件称称工序卡,如表7-3所示,工序卡用用於大批量生产产。(工厂)机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸数量备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时/min准终单件

.设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文号签字日期表7-1机机械加工工工艺过程程卡(工厂)机械加工工艺卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页材料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸数量备注工序号工序名称工序内容切削用量工艺装备工时/min准终单件主轴转速（ｒ／ｍｉｎ）切削速度（m／ｍｉｎ）进给量（ｍm／ｒ）背吃刀量(ｍm)夹具刀具量具

.设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期表7-2机机械加加工工艺卡卡片（工厂）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称共页第页（工序简图）车间工序号工序名称材料牌号设备名称设备型号设备编号同时加工数夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步名称工艺装备主轴转速（ｒ／ｍｉｎ）切削速度（m／ｍｉｎ）进给量（ｍm／ｒ）背吃刀量(ｍm)设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签(日期)表7-3机机械加工工工序卡片片5．制订工工艺规程的的步骤、内内容(1)根根据零件的生产纲领领决定生产产类型(2)分分析零件加加工的工艺性(3)选选择毛坯的种类和和制造方法法(4)拟拟订工艺过程(5)工序设计计(6)编制制工艺文件件。第二节节零零件件结构构工艺艺性与与毛坯坯制造造一、零零件加加工结结构工工艺性性零件的的工艺艺性分分析包包括以以下两两方面面内容容。1．审审查零零件的的各项技技术要要求是否合合理，，提出出必要要的改改进意意见;2．审审查零零件结构的的工艺艺性工艺性性：零零件结结构制制造的的可行行性和和经济济性3.结结构工工艺分分析的的具体体方法法1)工工件件应便便于在在机床床或夹夹具上上装夹，尽量量减少少装夹夹次数数；2)刀刀具具易于于接近近加工工部位位，便便于进刀、、退刀刀、越越程和和测量量，以及及便于于观察察切削削情况况等；；3)尽尽量量减少少刀具调整整和走走刀次次数；4）尽尽量减减少加加工面面积及及空行行程；；5）便便于采采用标标准刀刀具，，尽可可能减少刀刀具种种类；6）尽尽量减减少工工件和和刀具具的受力变变形；7）改改善加加工条条件，，便于于加工工，必必要时时应便便于采采用多多刀、、多件件加工工；8)有有适适宜的的定位位基准准，且且定位位基准准至加加工面面的标标注尺尺寸应应便于于测量量。常见的的零件件结构构工艺艺性示示例(表7-4):③钻孔孔表面面应与与孔的的轴线线垂直直，否否则会会引起起两边边切削削力不不等，，致使使钻孔孔轴线线倾斜斜或打打断钻钻头，，设计计时应应尽量量避免免钻孔孔表面面是斜斜面或或圆弧弧面，，如图图3.10所示示。图3.10钻钻孔孔表面面应与与孔轴轴线垂垂直④零件件外表表面比比内表表面的的加工工方便便容易易，应应尽量量将加加工表表面放放在零零件外外部。。如果果不能能把内内表面面加工工转化化为外外表面面加工工时，，应简简化内内表面面形状状，如如图3.11所所示。。图3.11内内加加工表表面转转化为为外加加工表表面⑥减少少零件件的加加工表表面面面积，，这样样可降降低刀刀具消消耗，，减少少装配配时的的修配配工作作量，，并能能保证证配合合表面面接触触良好好，如如图3.13所所示。。图3.13减减少少加工工面积积⑦减少少加工工的安安装次次数。。如零零件加加工表表面应应尽量量分布布在相相互平平行或或相互互垂直直的表表面上上；次次要表表面应应尽可可能分分布在在主要要表面面的相相同方方向上上，以以便加加工主主要表表面时时，将将次要要表面面也同同时加加工出出来；；孔端端的加加工表表面应应为圆圆形凸凸台或或止口口，以以便在在加工工孔时时，同同时将将凸台台或止止口刮刮出来来，如如图3.14所所示。。图3.14孔孔在在箱体体零件件上的的分布布零件加加工要要求和和零件件材料料选择择不当当的示示例表7-5常常见毛毛坯种种类和和特点点毛坯种类特点铸件（常用材料为灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、铸钢和有色金属）多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件。锻件（常用材料为碳钢和合金钢）用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。模锻和精密锻造精度高、生产率高，单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯，精度较高，但厚度不宜过大型材（圆形、六角形、方形截面等）用于形状简单或尺寸不大的零件，热轧钢材尺寸较大、规格多、精度低，冷拉钢材尺寸较小、精度较高，但规格不多、价格较贵冷挤压件（材料为有色金属和钢材）用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件焊接件用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造简单、周期短、成本低，但抗振性差、容易变形，尺寸误差大工程塑料用于形状复杂、尺寸精度高、力学性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料损失少，用于大批量生产、成本高，不适合结构复杂、薄壁、有锐边的零件二、毛毛坯坯选择择1.毛毛坯选选择考考虑因因素(1)毛坯坯种类类(2)毛坯坯结构构形状状与尺尺寸(3)毛坯坯制造造精度度(4)毛毛坯制制造条条件2常用用零件件毛坯坯选择择(1)杆轴类类零件件毛坯坯的选择择安装齿齿轮和和轴承承的轴轴:常常选用用中碳调调质钢钢(其轴轴颈处处要求求有较较好的的力学学性能能)；；承受重重载或或冲击击载荷荷以及及要求求耐磨磨性较较高的的轴:选用用合金结结构钢钢,多多数采采用锻锻造毛毛坯。异形断断面或或弯曲曲轴；；采用用球墨墨铸铁铁铸造造成型型。直径变变化不不大的的轴可可采用用圆钢钢直接接切削削加工工(3)盘套套类零零件毛毛坯的的选择择承受冲冲击载载荷的的重要要齿轮轮，选选综合合机械械性能能好的的中碳钢钢或合合金钢钢，采采用型型材锻锻造而成；；结构复复杂的的大型型齿轮轮可采采用铸钢件件毛坯坯或球球墨铸铸铁件毛坯坯；对单件件小批批量生生产的的小齿齿轮可可选用用圆钢为毛坯坯；对批量量大的的中小小型齿齿轮宜宜采用用模锻件件；对于低低速轻轻载的的齿轮轮可采采用灰铸铁铁铸造；；对高速速、轻轻载、、低躁躁声的的普通通小齿齿轮，，可选选用铜合金金、铝铝合金金、工工程塑塑料等材料料的棒棒料作作毛坯坯或采采用挤挤压、、冲压压或压压铸件件毛坯坯。带轮、、手轮轮、飞飞轮等等受力力不大大的零零件可可选用用灰铸铸铁或或铸钢钢件毛毛坯，，法兰、、套环环等零件件可采采用铸铁件，锻锻件或或圆钢钢作毛毛坯。。垫圈一一般采采用低碳钢钢板冲冲压件件。(4)箱体体机架架类零零件毛毛坯的的选择择一般选选铸铁件件或铸铸钢件件；单件小小批生生产时时也有有采用用焊接件件毛坯。。航空、、军舰舰发动动机中中的这这类零零件通通常采采用铝合金金铸件件毛坯坯，以减减轻重重量。。第三节节工工艺路路线确确定拟定工工艺路路线时时主要要解决决的问问题有有：选定各各加工表表面的的加工工方法法；划分加工阶阶段；合理安安排各各工序序的先后顺顺序；确定工工序的的集中和和分散散程度度。一、表表面加加工方方法选选择1．加工经济精精度在正常常加工工件下下(采采用符合合质量量标准准的设备、、工艺艺装备备和标准技技术等等级的的工人，不不延长长加工工时间)所所能保保证的的加工工精度。。图7-4加工成本与加工误差的关系

2．加加工方方法选选择表7-6、、表7-7、表表7-8分分别列列出了了外圆圆加工工、孔孔加工工和平平面加加工的的各种种常见见加工工方案案，供供选择择加工工方法法时参参考，，各种种加工工方法法的详详细资资料可可参考考相关关的工工艺人人员手手册。。表7-6外外圆圆表表面面加加工工方方案案序号加工方案经济加工精度等级（IT）加工表面粗糙度Ra/µm适用范围1粗车11~1250~12.5适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车8~106.3~3.23粗车—半精车—精车6~71.6~0.84粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）5~60.2~0.0255粗车—半精车—磨削6~70.8~0.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工非铁金属的加工6粗车—半精车—粗磨—精磨5~60.4~0.17粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）5~60.1~0.0128粗车—半精车—精车—金刚石车5~60.4~0.025主要用于要求较高的非铁金属的加工9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（或镜面磨）5级以上<0.025极高精度的钢或铸铁的外圆加工10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨5级以上<0.1表7-7孔孔加加工工方方案案序号加工方案经济加工精度等级（IT）加工表面粗糙度Ra/µm适用范围1钻11~1212.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗糙度稍高），孔径<φ20mm2钻—铰8~93.2~1.63钻—粗铰—精铰7~81.6~0.84钻—扩1112.5~6.3加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗糙度稍高），孔径>φ20mm5钻—扩—铰8~93.2~1.66钻—扩—粗铰—精铰71.6~0.87钻—扩—机铰—手铰6~70.4~0.18钻—（扩）—拉（或推）7~91.6~0.1大批大量生产中小零件的通孔9粗镗（或扩孔）11~1212.5~6.3除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）9~103.2~1.611粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）7~81.6~0.812粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀块精镗6~70.8~0.413粗镗（扩）—半精镗—磨孔7~80.8~0.2主要用于加工淬火钢，也可用于不淬火钢，但不宜用于非铁金属14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨6~70.2~0.115粗镗—半精镗—精镗—金刚镗6~70.4~0.05主要用于精度要求较高的非铁金属加工16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨钻—（扩）—拉—珩磨粗镗—半精镗—精镗—珩磨6~70.2~0.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨5~6<0.118钻（或粗镗）—扩（或半精镗）—精镗—金刚镗—脉冲滚挤6~70.1成批大量生产的非铁金属零件中的小孔，铸铁箱体上的孔表7-8平平面面加加工工方方案案序号加工方案经济加工精度等级（IT）加工表面粗糙度Ra/µm适用范围1粗车—半精车8~96.3~3.2端面加工2粗车—半精车—精车6~71.6~0.83粗车—半精车—磨削7~90.8~0.24粗刨（铣）9~1050~12.5一般不淬硬的平面粗加工5粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）7~96.3~1.6一般不淬硬的平面半精加工（端铣粗糙度可较低）6粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研5~60.8~0.1精度要求较高的不淬硬表面，批量较大宜采用宽刃精刨7粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—宽刃精刨6~70.8~0.28粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削6~70.8~0.2精度要求较高的淬硬表面或不淬硬表面9粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—粗磨—精磨5~60.4~0.2510粗铣—拉6~90.8~0.2大量生产，较小的平面11粗铣—精铣—磨削—研磨5级以上<0.1高精度平面12粗插9~1050~12.5淬火钢以外金属件内表面粗加工13粗插—精插83.2~1.6淬火钢以外金属件内表面半精加工14粗插—精插—拉削6~71.6~0.4淬火钢以外金属件内表面精加工3.选选择择加加工工方方法法时时遵遵循循的的原原则则：：1)所所选选加加工工方方法法应应考考虑虑每每种种加加工工方方法法的的加加工工经济济精精度度范范围围要与与加加工工表表面面的的精精度度要要求求和和表表面面粗粗糙糙度度要要求求相相适适应应。。2)所所选选加加工工方方法法能能确确保保加加工工面面的的几几何何尺尺寸寸精精度度、、形形状状精精度度和和表表面面相相互互位位置置精精度度的的要要求求。。3)所所选选加加工工方方法法要要与与零零件件材材料料的的可可加加工工性性相相适适应应。。4））所所选选加加工工方方法法应应与与零零件件的的结结构构形形状状、、尺尺寸寸及及工工作作情情况况相相适适应应。。5)加加工工方方法法要要与与生产产类类型型相相适适应应，6)所所选选加加工工方方法法要要与与企企业业现有有设设备备条条件件和和工工人人技技术术水水平平相相适适应应。4、、加加工工方方法法选选择择举举例例轴：：Ф50mm;ФФ50-0.05mm;Ф50-0.0015mm孔：：ФФ50mm;ФФ50-0.05mm;Ф50-0.0015mm平面面：：200×300;Ra6.3200×300;Ra1.6200×300;Ra0.4方孔孔20×30;Ra1.6小孔孔：：Ф10mm;ФФ10-0.05mm;Ф10-0.0015mm二、、加加工工阶阶段段划划分分1.划划分分加加工工阶阶段段的的主主要要目目的的①利利于于保保证证加加工工质质量量。。②便便于于合合理理使使用用机机床床。。③便便于于安安排排热热处处理理工工序序。。此外外，，划划分分加加工工阶阶段段还还可可带带来来两两个个有有利利条条件件①粗粗加加工工各各表表面面后后可可及及早早发发现现毛毛坯坯的的缺缺陷陷，，及及时时报报废废或或补补修修，，以以免免继继续续进进行行精精加加工工而而浪浪费费工工时时和和制制造造费费用用。。②精精加加工工工工序序安安排排在在最最后后，，可可保保护护精精加加工工后后的的表表面面少少受受损损伤伤或或不不受受损损伤伤。。2.加加工工阶阶段段的的划划分分大批批量量生生产产时时,当当零零件件的的加加工工质质量量要要求求较较高高时时，，一一般般都都要要经经过过粗粗加加工工、、半半精精加加工工、、精精加加工工、、光光整整加加工工四四个个阶阶段段:粗加加工工阶阶段段：粗粗加加工工所所能能达达到到的的精精度度较较低低(一一般般在在IT12级级以以下下)、、表表面面粗粗糙糙度度值值较较大大(Ra50～～12.5µµm)。。半精精加加工工阶阶段段：表表面面经经半半精精加加工工后后，，精精度度可可达达IT10～～ITl2级级，，粗粗糙糙度度Ra值值则则为为6.3～～3.2µµm。。精加加工工阶阶段段：精精加加工工后后可可以以达达到到较较高高的的尺尺寸寸精精度度和和较较小小的的表表面面粗粗糙糙度度值值(IT6～～IT10级级、、Ra1.6～～0.4µµm)。。光整整加加工工阶阶段段，对对于于精精度度要要求求很很高高(IT5级级以以上上)、、表表面面粗粗糙糙度度值值要要求求很很小小(Ra0.2µµm以以下下)的的零零件件，，必必须须有有光光整整加加工工阶阶段段。。三、、加加工工顺顺序序安安排排零件件上上的的全全部部加加工工表表面面应应安安排排在在一一个个合合理理的的加加工工顺顺序序中中加加工工，，这这对对保保证证零零件件质质量量、、提提高高生生产产率率、、降降低低加加工工成成本本都都至至关关重重要要:加工工顺顺序序的的安安排排1．．机机械械加加工工工工序序安排排机机械械加加工工顺顺序序的的原原则则：：①①先先基基准准。。②②先先面面后后孔孔。。③③先先粗粗后后精精。。④④先先主主后后次次。。2．．热热处处理理工工序序热处处理理是是用用来来改改善善材材料料的的性性能能及及消消除除内内应应力力的的。。热热处处理理工工序序在在工工艺艺路路线线中中的的安安排排，，主主要要取取决决于于零零件件的的材材料料和和热热处处理理的的目目的的要要求求。。①预预备备热热处处理理。。预预备备热热处处理理安安排排在在机机械械加加工工之之前前，，以以改改善善切切削削性性能能、、消消除除毛毛坯坯制制造造时时的的内内应应力力为为主主要要目目的的。。②最最终终热热处处理理。。最最终终热热处处理理安安排排在在半半精精加加工工以以后后和和磨磨削削加加工工之之前前，，主主要要用用于于提提高高材材料料的的强强度度和和硬硬度度，，如如淬淬火火————回回火火。。由由于于淬淬火火后后材材料料的的塑塑性性和和韧韧性性很很差差，，有有很很大大的的内内应应力力，，易易于于开开裂裂，，组组织织不不稳稳定定，，材材料料的的性性能能和和尺尺寸寸要要发发生生变变化化等等原原因因，，所所以以淬淬火火后后必必须须进进行行回回火火。。调调质质处处理理能能使使钢钢材材既既获获得得一一定定的的强强度度、、硬硬度度，，又又有有良良好好的的冲冲击击韧韧性性等等综综合合力力学学性性能能，，又又常常作作为为最最终终热热处处理理。。③去除除应力力处理理。最最好安安排在在粗加加工之之后，，精加加工之之前，，如人人工时时效、、退火火。④表面面处理理。为为了提提高零零件的的抗腐腐蚀能能力、、耐磨磨性、、抗高高温能能力和和导电电率等等，一一般都都需要要进行行表面面处理理(如如镀铬铬、锌锌、镍镍、铜铜以及及钢的的发蓝蓝等)，使使零件件表面面覆盖盖一层层金属属镀层层、非非金属属涂层层和氧氧化膜膜等。。金属属镀层层有镀镀铬、、镀锌锌、镀镀镍、、镀铜铜及镀镀金、、银等等，非非金属属涂层层有涂涂油漆漆、磷磷化等等；氧氧化膜膜层有有钢的的发蓝蓝、发发黑、、钝化化，铝铝合金金的阳阳极氧氧化处处理等等。零零件的的表面面处理理工序序一般般都安安排在在工艺艺过程程的最最后进进行。。表面面处理理对工工件表表面本本身尺尺寸的的改变变一般般可以以不考考虑，，但精精度要要求很很高的的表面面应考考虑尺尺寸的的增大大量。。当零零件的的某些些配合合表面面不要要求进进行表表面处处理时时，则则应进进行局局部保保护或或采用用机械械加工工的方方法予予以切切除。。3．辅辅助工工序辅助工工序包包括工工件的的检验验、去去毛刺刺、去去磁、、清洗洗和涂涂防锈锈油等等。其其中检检验工工序是是主要要辅助助工序序，它它是监监控产产品质质量的的主要要措施施，除除了各各工序序操作作工人人自行行检验验外，，还必必须在在下列列情况况下安安排单单独的的检验验工序序：①粗加加工阶阶段结结束之之后；；②重要要工序序之后后；③送往往外车车间加加工的的前后后，特特别是是热处处理前前后；；④特种种性能能（磁磁力探探伤、、密封封性等等）检检验之之前。。除检验验工序序外，，其余余的辅辅助工工序也也不能能忽视视，如如未去去净的的毛刺刺或锐锐边，，将使使零件件不能能顺利利地进进行装装配，，并危危及工工人的的安全全；润润滑油油道中中未去去净的的铁屑屑，将将影响响机器器的运运行，，甚至至使机机器损损坏。。1．机机械加加工工工序安安排原原则1)基基面面先行行2)先先主主后次次3)先先粗粗后精精4)先先面面后孔孔图7-63

四、工工序的的集中中与分分散同一个个零件件工艺艺过程程中工工序多多少的的状况况称为为工序序的集集中和和分散散。工序集集中:每个个工序序中加加工内内容很很多，，尽可可能在在一次次安装装中加加工许许多表表面，，或尽尽量在在同一一台设设备上上连续续完成成较多多的加加工要要求。。工序集集中的的主要要特点点：1)减减少工工件安安装次次数，，2)减减少工工件的的装夹夹、运运输等等辅助助时间间，3)对对于大大批量量生产产，由由于大大大减减少设设备数数量、、减少少操作作人员员、减减少生生产面面积以以及缩缩短工工艺路路线和和生产产周期期并简简化计计划管管理，，因此此使生生产成成本大大大降降低。。工序分分散:把加工工表面面分得得很细细，每每个工工序加加工内内容少少，表表现为为工序序多，，工艺艺路线线长。。工序分分散的的主要要特点点：1）工工序多多，每每个工工序内内容少少，工工艺装装备可可以简简单，，而且且容易易调整整，对对工人人技术术水平平要求求不高高，2）有有利于于选择择最合合理的的切削削用量量，减减少机机动时时间。。3）适适合于于加工工容易易安装装和对对安装装误差差要求求不太太严的的零件件。4）机机床数数量多多，占占地面面积大大，生生产周周期长长。第四节节定定位基基准的的选择择一、基基准的的概念念1.设设计基基准:图7-5设计基准2.工工艺基基准:1)工工序基基准:2)测量量基准准:3)安安装基基准:4)定定位基基准:定位基基准的的选择择直接接影响响加工工误差差，影影响夹夹具的的复杂杂性及及操作作方便便性。。定位位基准准分粗粗基准准和精精基准准。图7-6工序基准图7-7定位基准二、粗粗基准准选择原原则粗基准准:选择择以未未加工工的毛毛坯面面作为为定位位基准准，称称粗基基准1.选选择不不需要要加工工的表表面如果必必须首首先保保证工工件上上加工工表面面与不不加工工表面面之间间的位位置要要求应应以不不加工工表面面为粗粗基准准如果果工件件上有有很多多不加加工表表面，，则应应以其其中与与加工工表面面位置置精度度要求求较高高的表表面作作为粗粗基准准。图7-8套筒法兰加工图7-9拨叉加工2选择择重要要表面面如果工工件必必须首首先保保证某某重要表表面的的加工工余量量均匀匀，则应应选择择该表表面为为粗基基准，，如图7-10：：

图7-10床身加工粗基准选择比较a)以导轨面为粗基准b)以床身底面为粗基准3.选择毛毛坯上上加工余余量最最小的的表面面零件上上有多多个加加工面面时，，为使使各加加工表表面都都得到到足够够的加加工余余量，，应选选择毛毛坯上上加工工余量量最小小的表表面作作为粗粗基准准。如如图7-7(小小端余余量少少为粗粗基准准)：：图7-11阶阶梯轴轴的粗粗基准准选择择4.选选作粗粗基准准的表表面，，应尽尽可能能平整整和光光洁，，以便便定位位准确确、可可靠。。5.粗粗基准准准应应避免免重复复使用用，在在同一一尺寸寸方向向通常常只允允许使使用一一次。。选择精精基准准时，，重点点考虑虑保证证加工工精度度，并并使夹夹具结结构简简单、、数量量少，，工件件装夹夹方便便。一一般应应遵循循以下下原则则：1．基基准重重合原原则图3.18基准准不重重合误误差分分析实实例三、精精基准准选择择原则则2．基准准统一原原则当工件以以某一精精基准定定位，可可以比较较方便地地加工工工件上多多个表面面或所有有表面，，则应尽尽早的把把这个基基准面加加工出来来，并达达到一定定的精度度，以后后工序均均以它作作为精基基准加工工其它表表面，这这称为基基准统一一原则。。遵循基基准准统统一原则则，便于于保证各各加工面面间的相相互位置置精度，，避免基基准变换换所产生生的误差差，并简简化夹具具的设计计和制造造。如，加工工图3.19所所示的汽汽车发动动机机体体，就是是采用统统一的基基准———底面A及底面面A上相相距较远远的两个个工艺孔孔作为精精基准的的，图3.19汽汽车发发动机体体精基准准3．互为为基准原原则当两个表表面相互互位置精精度以及及它们自自身的尺尺寸与形形状精度度都要求求很高时时，可以以采取互互为精基基准的原原则，反反复多次次进行精精加工。。例如加工工精密齿齿轮时，，通常是是在齿面面淬硬以以后再磨磨齿面及及内孔，，因齿面面淬硬层层较薄，，磨削余余量应力力求小而而均匀，，因此需需先以齿齿面为基基准磨内内孔，如如图3.20所所示，然然后再以以内孔为为基准磨磨齿面。。图3.20以以齿形形表面定定位加工工轴径轴径锥孔图主主轴零件件精基准准选择【例】主轴零件件精基准准选择（（下图））【例】床身导轨轨面磨削削加工（（下图））图导轨磨削基准选择4．自为为基准原原则有些精加加工或光光整加工工工序要要求余量量小而均均匀，在在加工时时就应尽尽量选择择加工表表面本身身作为精精基准，，即遵循循“自为为基准””的原则则，如用用浮动铰铰刀铰孔孔、用圆圆拉刀拉拉孔、用用珩磨头头珩孔以以及用无无心磨床床磨外圆圆等，都都是以加加工表面面本身作作为精基基准的例例子。5．保证证工件定定位准确确、便于于装夹原原则精基准选选择时，，一定要要保证工工件定位位准确，，夹紧可可靠，夹夹具结构构简单，，工件装装夹方便便。锻压机精精基准的的选择经经分析析，方案案b比方方案a好好四、基准准选择举举例图7-4套筒法兰加工图7-5拨叉加工1.传动动轴基准准选择2.圆柱柱齿轮基基准选择择

3.车床拨拨叉基准准的选择择第五节工工序内内容确定定工序设计计的内容容:为每一工工序选择择机床和和工艺装装备;确定加工工余量、、工序尺尺寸和公公差;确定切削削用量;确定工时时定额及及工人技技术等级级。一、机床床与工艺艺装备选选择1．机床床的选择择选择机床床应遵循循如下原原则：1)机机床的加加工范围围应与零零件的外外廓尺寸寸相适应应；2)机机床的精度应与与工序加加工要求求的精度度相适应；；3)机机床的生产率应应与零件件的生产产类型相适应。。2．工艺艺装备的的选择工艺装备备包括夹具、刀刀具和量量具，其选择择原则如如下：1）夹具具的选择择单件小批批生产，应尽量量选用通用夹具具和机床自自带的卡卡盘和钳钳台、转转台等。。大批量生生产时，应根根据工序序加工要要求采用用或设计计制造高高效率专用夹具具，积极推推广气、、液传动动与电控控结合的的专用夹夹具。计算机辅辅助制造造、成组组技术等等新工艺艺或为提提高生产产效率，，应采用用成组夹夹具、组组合夹具具。2）刀具具的选择择刀具的选选择主要要取决于于工序所所采用的的加工方方法、加加工表面面的尺寸寸、工件件材料、、加工精精度和表表面粗糙糙度、生生产率及及经济性性等，在在选择时时一般应应尽可能能采用标准刀具具。采用组合合机床加加工时，，考虑到到加工质质量和生生产率的的要求，，可采用用专用的复复合刀具具。自动线线和数控控机床刀刀具选择择应考虑虑刀具寿寿命期内内的可靠靠性，加加工中心心机床所所使用的的刀具还还要注意意选择与与其相适适应的刀刀夹、刀刀套结构构。3）量具具的选择择量具的选择择主要是根根据生产类类型和要求求检验的精精度。在单件小批批生产中，，应尽量采采用通用量具量量仪；而大批大量量生产中则则应采用各各种量规和高生生产率的检检验仪器和和检验夹具具等。3．机床与与工艺装备备的选择举举例1)加工端端面、钻中中心孔（两两头）:2)粗、、精加工外外圆，切槽槽、倒角:3)加工键键槽、去毛毛刺:4)磨外外圆:二、加工工余量确定定1.加工余余量概念加工余量是指在加工工过程中，，从被加工工表面上切切除的金属属层厚度。。工序余量相邻两工序序的工序尺尺寸之差称称为工序余余量:Z=︱La-Lb︱加工总余量量:毛坯尺寸寸与零件图图的设计尺尺寸之差称称为加工总总余量（毛毛坯余量Zm=︱Lm-Ll︱），其其值等于各各工序的工工序余量总总和。（7-1））1．加工总总余量(毛毛坯余量)与工序余余量毛坯尺寸与与零件设计计尺寸之差差称为加工工总余量。。加工总余余量的大小小取决于加加工过程中中各个工步步切除金属属层厚度的的总和。每每一工序所所切除的金金属层厚度度称为工序序余量。加加工总余量量和工序余余量的关系系为：（3.3））式中Z0——加工工总余量（（mm）；；Zi——i工工序的工序序余量（mm）；n——机械加加工工序数数目。工序余量定定义为相邻邻两工序基基本尺寸之之差。零件表面不不对称结构构的加工余余量，一般般为单边余余量，如图图3.28a所示，，可表示为为：（3.4））图3.28单边边余量与双双边余量零件表面结结构对称的的加工余量量，一般为为双边余量量，如图3.28b所示，可可表示为：：回转体表面面（如内、、外圆柱面面）的加工工余量为双双边余量，，对于外圆圆表面图3.28c有:2对于内圆表表面（见图图3.28d）有：：2由于工序尺尺寸有公差差，所以加加工余量也也必然在某某一公差范范围内变化化。其公差差大小等于于本道工序序尺寸公差差与上道工工序尺寸公公差之和。。如图3.29所示示，工序余余量有标称称余量(简称余量量)、最大大余量和最最小余量的的分别。图3.29被包包容件的加加工余量及及公差一般情况下下，工序尺尺寸的公差差按“入体原则”标注。即即对被包容尺寸寸（轴的外径径，实体长长、宽、高高），其最最大加工尺尺寸就是基基本尺寸，，上偏差为为零。对包容尺寸（孔的直径径、槽的宽宽度），其其最小加工工尺寸就是是基本尺寸寸，下偏差差为零。毛毛坯尺寸公公差按双向向对称偏差差形式标注注。图3.30a、、图3.30b分别别表示了被被包容件（（轴）和包包容件（孔孔）的工序序尺寸、工工序尺寸公公差、工序序余量和毛毛坯余量之之间的关系系。图3.30工序序余量示意意图2．工序余余量的影响响因素（1）上道道工序的加加工精度包括上道工工序的加工工尺寸公差差和上道工工序的位置置误差（如如图3.31所示））两部分。。图3.31轴线弯弯曲造成余余量不均（2）上道道工序的表表面质量上道工序的的表面质量量包括上道道工序产生生的表面粗粗糙度（表表面轮廓最最大高度））和表面缺缺陷层深度度（如图图3.32所示），，在本道工工序加工时时，应将它它们切除掉掉。图3.32工件表表层结构（3）本工工序的安装装误差安装误差应应包括定位位误差和夹夹紧误差。。由于位置误误差和安装装误差都是是有方向的的，所以要要采用矢量量相加的方方法进行余余量计算。。综合上述各各影响因素素，可有如如下余量计计算公式：：对于单边余余量：对于双边余余量：3.加工余余量的确定定方法1)理论分分析计算法法最小工序余余量的选取取，应保证证切除的金金属层恰好好能够切除除和修正前前工序的各各种误差和和表面缺陷陷，获得一一个完整的的新的加工工表面。从从理论上讲讲，最小余余量可以通通过对前述述加工余量量的相关因因素的分析析计算确定定。但这种种方法操作作不方便，，目前很少少实际应用用。常用的方法法是：2）经验估估计法常常用于单单件、小批批生产。3）查表修修正法常常用于成成批生产工序尺寸与与公差的确确定生产上绝大大部分加工工面都是在在基准重合合（工艺基准和和设计基准准重合）的情况下下进行加工工。所以，，掌握基准准重合情况况下确定工工序尺寸与与公差的方方法和过程程非常重要要。工序尺尺寸与公差差的确定，，一般采用用“逆推法”，即由最最后一道工工序开始逐逐步往前推推算，其确确定过程结结合实例说说明。例1某轴上的轴轴颈为φ50mm，，其尺寸精精度要求为为IT5，，表面粗糙糙度要求为为Ra0.04μμm，，并并要要求求高高频频淬淬火火，，毛毛坯坯为为锻锻件件。。其其工工艺艺路路线线为为：：粗粗车车→→半半精精车车→→高高频频淬淬火火→→粗粗磨磨→→精精磨磨→→研研磨磨。。试试确确定定各各工工序序的的工工序序尺尺寸寸及及公公差差。。（1））确确定定各各加加工工工工序序的的加加工工余余量量根据据工工艺艺手手册册查查得得，，研研磨磨余余量量为为0.01mm，，精精磨磨余余量量为为0.1mm，，粗粗磨磨余余量量为为0.3mm，，半半精精车车余余量量为为1.1mm，，粗粗车车余余量量为为4.5mm，，由由式式3.3可可得得加加工工总总余余量量为为6.01mm，，取取加加工工总总余余量量为为6mm，，把把粗粗车车余余量量修修正正为为4.49mm。。（2））计算算各加加工工工序基基本尺尺寸从最终终加工工工序序开始始，即即从设设计尺尺寸开开始，，到第第一道道加工工工序序，逐逐次加加上每每道加加工工工序余余量，，可分分别得得到各各工序序基本本尺寸寸（包包括毛毛坯尺尺寸））。研磨后后工序序基本本尺寸寸为50mm（（设计计尺寸寸）；；其它它各工工序基基本尺尺寸依依次为为：精磨50mm+0.01mm=50.01mm粗磨50.01mm+0.1mm＝50.11mm半精车车50.11mm+0.03mm=50.41mm粗车50.41mm+1.1mm＝51.51mm毛坯51.51mm+4.49mm＝＝56mm（3））确定定工序序尺寸寸公差差除最终终加工工工序序的公公差按按设计计要求求确定定以外外，其其它各各加工工工序序按各各自所所采用用加工工方法法的加加工经经济精精度确确定工工序尺尺寸公公差。。查表3.10得得：研研磨后后为IT5，，Ra0.04μm（零零件的的设计计要求求）；；精磨磨后选选定为为IT6，，Ra0.16μm；粗粗磨后后选定定为IT8，Ra1.25μm；半半精车车后选选定为为IT11，Ra3.2μμm；；粗车车后选选定为为IT13，Ra16μm。（4））按““入体体原则则”标标注工工序尺尺寸公公差表3.16工工序尺尺寸和和公差差的列列表确确定法法计算举举例:例7-2某某一一钢制制零件件上一一内孔孔加工工。其其设计计尺寸寸为72.5+0.03mm，，表面面粗糙糙度为为Ra0.4μm。毛毛坯为为锻件件孔预预制。。工艺艺路线线定为为：粗粗镗——半精精镗——精镗镗—粗粗磨——精磨磨。试试确定定各工工序的的工序序尺寸寸及公公差。。La＝＝Lb－ZbLn-1=Ln-Zn=72.5-0.1=72.4;Tn=0.03Ra0.4μm……(见下下表7-16)工序名称工序加工余量mm工序尺寸mm尺寸公差mm表面粗糙度µm精磨0.1φ72.5（设计尺寸）+0.030.4粗磨0.472.5-0.1=φ72.4H81.6精镗1.572.4-0.4=φ72H93.2半精镗2.072-1.5=φ70.5H106.3粗镗4.070.5-2=φ68.5H1212.5

毛坯68.5-4=φ64.5±1表7-16例7-2-1:大大批量量45钢轴轴类零零件外外圆加加工。。其设设计直直径尺尺寸为为50h6，表表面粗粗糙度度为Ra0.4μm。毛毛坯为为型材材，直直径55mm。。试试确定定工艺艺路线线及各各工序序的工工序尺尺寸及及公差差。工艺路路线定定为：：粗车车—半半精车车—粗粗磨——精磨磨。计算公公式:Ln-1=Ln+Zn(计算算结果果见下下表)工序名称工序加工余量mm工序尺寸mm尺寸公差mm表面粗糙度µm精磨0.1φ50（设计尺寸）h6Ra0.4粗磨0.450+0.1=φ50.1h8Ra1.6半精车0.550.1+0.4=φ50.5h10Ra6.3粗车4.050.5+0.5=φ51h12Ra12.5

毛坯55±14.加加工余余量的的确定定举例例(经经验估估计法法)1)车车端端面、、钻中中心孔孔（两两头））2)粗粗、、精车车外圆圆，切切槽、、倒角角3)铣铣键键槽、、去毛毛刺4)磨磨外外圆三、切切削用用量确确定切削用用量确确定是是工序序设计计的重重要内内容，，是机机床调调整的的依据据，对对加工工质量量、加加工效效率、、生产产成本本有着着非常常重要要的影影响。。确定定切削削用量量就是是要确确定切切削工工序的的背吃吃刀量量ap、进给给量ƒ、切削速速度υc及刀具寿寿命T。1.切削削用量的的选择原原则切削用量量三要素素对切削削生产率率、刀具具寿命和和加工质质量都有有很大的的影响：：1)切切削生生产率金金属属切除率率与切削削用量三三要素aP、υυc、ƒ均保持线线性关系系，2）刀具具寿命首首先先选择尽尽可能大大的背吃吃刀量，，其次选选择加工工条件和和加工要要求限制制下允许许的进给给量，最最后按刀刀具寿命命的要求求确定合合适的切切削速度度。3）加工工表面粗粗糙度半半精、、精加工工应注意意控制进进给量、、避开切切削速度度的积屑屑瘤形成成区域及及防止切切削振动动。2.刀具具寿命合合理选择择刀具的最最高生产产率寿命命TP比最低成成本寿命命TC低。一般般情况下下，多采采用最低低成本寿寿命，并并依此确确定切削削用量；；只有当当生产任任务紧迫迫或生产产中出现现不平衡衡的薄弱弱环节时时，才选选用最高高生产率率寿命。。在具体确确定刀具具寿命时时，刀具具寿命计计算可采采用表7-9中中近似公公式。在在下列情情形下，，刀具寿寿命可规规定的高高一些：：刀具材材料切削削性能差差；刀具具结构复复杂、制制造刃磨磨成本高高；刀具具装卸、、调整复复杂；大大件精加加工刀具具。常用刀具具寿命推推荐值见见表7-10:表7-10常见见刀具寿寿命的推推荐值(单位位:min)刀具类型刀具寿命刀具类型刀具寿命可转位车刀10~15高速钢钻头80~120硬质合金车刀20~60齿轮刀具200~300高速钢车刀30~90自动线上刀具240~480高速钢成形车刀110~130硬质合金端铣刀120~1803切削用用量的合合理制定定（以车车削为例例）1）背吃吃刀量的的选择粗加工(表面粗粗糙度为为Ra50~12.5μm)时，一一次走刀刀应尽可可能切除除全部余余量，在在中等功功率机床床上，背背吃刀量量可达8~10mm)。在下下列情况况下，粗粗车可能能要分几几次走刀刀：(1)加加工余余量太大大时，一一次走刀刀会使切切削力太太大，会会产生机机床功率率不足或或刀具强强度不够够；(2)工艺艺系统刚刚性不足足，或加加工余量量极不均均匀，以以致引起起很大振振动时，，如加工工细长轴轴和薄薄壁工件件；(3)断断续切切削，刀刀具会受受到很大大冲击而而造成打打刀时。。在上述情情况下，，如需分分两次走走刀，也也应将第第一次走走刀的背背吃力量量尽量取取大些，，第二次次走刀的的背吃刀刀量尽量量取小些些。半精加工工(表面面粗糙度度为Ra6.3~3.2μm)时，背背吃刀量量取为0.5～～2mm。精加工(表面粗粗糙度为为Ra1.6~0.8μm))，背背吃刀量量取为0.1~0.4mm。。2）进给给量的选选择粗加工时时:进给量受受到下列列一些因因素的限限制：机机床进给给机构的的强度、、车刀刀刀杆的强强度和刚刚度、硬硬质合金金或陶瓷瓷刀片的的强度和和工件的的装夹刚刚度等。。半精加工工和精加加工时:最大进给给量主要要受加工精度度和表面面粗糙度度的限制制。当粗糙糙度要求求一定时时，增大大刀尖园园弧半径径、提高高切削速速度，可可以选择择较大的的进给量量。工厂中:进给量量常常根根据经验验选取。。粗加工工时，根根据被加加工工件件材料、、车刀刀刀杆尺寸寸、工件件直径及及已确定定的背吃吃刀量按按表7-11来来选择进进给量;半精、、精加工工进给量量按表7-12选取:表7-11硬硬质合金金车刀粗粗车外圆圆及端面面的进给给量工件材料车刀刀杆尺寸mm工件直径mm背吃刀量aP/mm≤3>3~5>5~8>8~12>12进给量f/mm·r-1碳素结构钢、合金结构钢及耐热钢16×25200.3~0.4————400.4~0.50.3~0.4———600.5~0.70.4~0.60.3~0.5——1000.6~0.90.5~0.70.5~0.60.4~0.5—1400.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.6—20×3025×25200.3~0.4————400.4~0.50.3~0.4———600.6~0.70.5~0.70.4~0.6——1000.8~1.00.7~0.90.5~0.70.4~0.7—4001.2~1.41.0~1.20.8~1.00.6~0.90.4~0.6铸铁及铜合金16×25400.4~0.5————600.6~0.80.5~0.80.4~0.6——1000.8~1.20.7~1.00.6~0.80.5~0.7—4001.0~1.41.0~1.20.8~1.00.6~0.8—20×3025×25400.4~0.5————600.6~0.90.5~0.80.4~0.7——1000.9~1.30.8~1.20.7~1.00.5~0.8—4001.2~1.81.2~1.61.0~1.30.9~1.10.7~0.93）切削削速度的的确定根据选定定的背吃吃刀量aP、进给给量f及刀具寿寿命T，按表7-13中公式式及表7-14中系数数进行计计算。生生产中常常将表7-15作为确确定速度度的依据据。切削速度度vc确定后，，机床转转速n(r/mm)为(7-13)所选定转转速n应按机床床说明书书最后确确定。确定切削削速度注注意点：：1)精精加工时时应尽量量避开积积屑瘤和和鳞刺产产生区域域；2)断续切削时，，应适当当降低切削削速度，避免切切削力冲冲击和切切削热冲冲击；3)在在易发生生振动的的情况下下，所确确定的切切削速度度应避开开自激振动动的临界界区域；4)加加工大件件、细长长件和薄