机械制造技术基础(5-7章,重庆大学,刘英)

第五章平面加工第一节常用的平面加工方法

一、平面加工的技术要求1.平面的形状精度

tt一、平面加工的技术要求1.平面的形状精度2.平面的位置精度

tBtAAB二、平面加工方法的选择（重点）选择平面加工方法的依据：1）表面粗糙度；2）表面的形状、位置精度3）工件材料的切削加工性能；4）工件的形状结构特点；5）工厂现有设备情况。

二、平面加工方法的选择（重点）车平面；铣平面；刨平面；拉平面；磨平面；刮研平面；研磨平面。

常用的粗加工方法常用的精加工方法平面的光整加工方法图5-2平面的加工方法及顺序第二节平面的铣削加工

二、常用铣床床身底座主轴工作台床鞍（滑座）升降台一、铣削过程及特点1.常用铣刀的类型及用途1）加工平面的铣刀

图5-3圆柱铣刀加工图5-4面铣刀加工一、铣削过程及特点1.常用铣刀的类型及用途2）加工沟槽的铣刀

图5-5加工沟槽的铣刀角度铣刀键槽铣刀立铣刀三面刃铣刀一、铣削过程及特点1.常用铣刀的类型及用途3）其他类型的铣刀

图5-7成形铣刀及锯片铣刀一、铣削过程及特点2.铣削用量要素1）背吃刀量asp

一、铣削过程及特点2.铣削用量要素1）背吃刀量asp

图5-8铣削用量要素一、铣削过程及特点2.铣削用量要素2）侧吃刀量ase

图5-8铣削用量要素一、铣削过程及特点2.铣削用量要素

3）铣削速度VC（m/min）

(5-1)式中，do

——

铣刀直径，单位：mm；

no

——

铣刀转速，单位：r/min。一、铣削过程及特点2.铣削用量要素

4）进给运动速度与进给量

a.每齿进给量fZ图5-8铣削用量要素一、铣削过程及特点2.铣削用量要素

4）进给运动速度与进给量

a.每齿进给量fZ（mm/z）b.每转进给量f（mm/r）c.进给运动速度（mm/min）Vf=n

f

=n0

z

fz

一、铣削过程及特点3.铣削方式

1）周铣法（用圆柱铣刀加工平面）

a.逆铣b.顺铣图5-9逆铣与顺铣一、铣削过程及特点3.铣削方式

2）端铣法（用面铣刀加工平面）

a.对称铣削b.不对称逆铣c.不对称顺铣图5-10面铣刀的铣削方式一、铣削过程及特点4.铣削特点

1）断续切削，冲击、振动大；2）多刀多刃切削；3）半封闭式切削；4）切削负荷呈周期变化。二、常用铣床1.卧式升降台铣床床身悬梁主轴刀杆支架工作台滑座升降台底座二、常用铣床2.立式升降台铣床床身底座主轴工作台床鞍（滑座）升降台二、常用铣床3.圆台铣床床身主轴箱工作台床鞍（滑座）立柱二、常用铣床4.龙门铣床主轴箱工作台床身立柱顶梁横梁立铣头卧铣头卧铣头立柱第三节平面的刨削加工

一、刨削加工特点1.机床和刀具结构简单，通用性好；

一、刨削加工特点一、刨削加工特点1.机床和刀具结构简单，通用性好；2.生产率低；3.刨削加工精度一般可达IT8～IT7，表面粗糙度可控制在Ra6.3～1.6。

因刨削的切削速度、加工表面质量、几何精度和生产率，在一般条件下都不太高，所以在批量生产中常被铣削、拉削和磨削所取代。但在加工一些中小型零件上的槽时（如V形槽、T形槽、燕尾槽），刨削也有突出的优点。二、刨床和插床

床身刀架工作台滑枕床鞍（滑座）工作台二、刨床和插床

分度装置工作台滑枕溜板床鞍第四节平面磨削及平面磨床

一、平面磨削方法

1.周边磨削

一、平面磨削方法

1.周边磨削2.端面磨削

二、平面磨床

图5-20卧轴矩台平面磨床外形立柱工作台砂轮架床身滑座二、平面磨床

立柱工作台砂轮架床身床鞍第一节同轴孔及孔系

的精度要求

一、孔的分类按孔的形状分：圆柱形孔一般孔和深孔（长径比>5）圆锥孔螺纹孔成型孔方孔、六边形孔、花键孔二、孔的技术要求1.孔的尺寸精度

二、孔的技术要求2.孔的形状精度

二、孔的技术要求3.孔的位置精度

二、孔的技术要求

4.孔的表面质量三、孔加工方法的选择（重点）钻孔；扩孔；铰孔；镗孔；拉孔；磨孔；

1.钻IT13～IT11Ra

252.钻→铰IT9Ra

6.3～3.23.钻→粗铰→精铰IT8～IT7Ra

3.2～1.64.钻→扩IT11Ra

25～12.55.钻→扩→铰IT9～IT7Ra

6.3～3.26.钻→扩→粗铰→精铰IT7Ra

3.2～1.67.钻→扩→机铰→手铰IT7～IT6Ra

0.8～0.28.钻→扩→拉IT9～IT7Ra

3.2～0.2大批大量生产9.粗镗（或扩孔）IT13～IT11Ra

25～12.510.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）IT9～IT8Ra

6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰）IT8～IT7Ra

3.2～1.612.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗IT7～IT6Ra

1.6～0.813.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗→挤压IT7～IT6Ra

1.6～0.414.粗镗→半精镗→磨孔IT8～IT7Ra

1.6～0.415.粗镗→半精镗→粗磨→精磨IT7～IT6Ra

0.4～0.216.粗镗→半精镗→精镗→金刚镗IT7～IT6Ra

0.8～0.117.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨IT7～IT6Ra

0.4～0.051.钻IT13～IT11Ra

252.钻→铰IT9Ra

6.3～3.23.钻→粗铰→精铰IT8～IT7Ra

3.2～1.64.钻→扩IT11Ra

25～12.55.钻→扩→铰IT9～IT7Ra

6.3～3.26.钻→扩→粗铰→精铰IT7Ra

3.2～1.67.钻→扩→机铰→手铰IT7～IT6Ra

0.8～0.28.钻→扩→拉IT9～IT7Ra

3.2～0.2大批大量生产9.粗镗（或扩孔）IT13～IT11Ra

25～12.510.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）IT9～IT8Ra

6.3～3.211.粗镗（粗扩）→半精镗（精扩）→精镗（铰）IT8～IT7Ra

3.2～1.612.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗IT7～IT6Ra

1.6～0.813.粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗→挤压IT7～IT6Ra

1.6～0.414.粗镗→半精镗→磨孔IT8～IT7Ra

1.6～0.415.粗镗→半精镗→粗磨→精磨IT7～IT6Ra

0.4～0.216.粗镗→半精镗→精镗→金刚镗IT7～IT6Ra

0.8～0.117.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨IT7～IT6Ra

0.4～0.0517.钻→扩→粗铰→精铰→珩磨18.钻→扩→拉→珩磨IT7～IT6Ra

0.4～0.0519.粗镗→半精镗→精镗→珩磨20.钻→扩→粗铰→精铰→研磨21.钻→扩→拉→研磨IT6以上Ra

0.2～0.01222.粗镗→半精镗→精镗→研磨第二节孔的常规加工方法

一、钻孔工件钻模板钻套钻头一、钻孔1.工艺特点1）钻孔是孔的粗加工方法；2）可加工直径0.05～125mm的孔；3）孔的尺寸精度在IT10以下；4）孔的表面粗糙度一般只能控制在Ra12.5μm。

对于精度要求不高的孔，如螺栓的贯穿孔、油孔以及螺纹底孔，可直接采用钻孔。

一、钻孔2.高速钢麻花钻的结构一、钻孔2.高速钢麻花钻的结构钻头切削部分5个刀刃6个刀面两条主切削刃两条副切削刃一条横刃两个螺旋形前刀面两个经刃磨获得的后刀面两个圆弧段的副后刀面一、钻孔3.钻削用量1）背吃刀量asp单位：mm一、钻孔3.钻削用量2）钻削速度vc单位：m/min一、钻孔3.钻削用量3）钻削进给量与进给速度：

f单位：mm/rfz单位：mm/zVf单位：mm/min

二、扩孔1.工艺特点1）扩孔是孔的半精加工方法；2）一般加工精度为IT10～IT9；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～3.2μm。

当钻削dw＞30mm直径的孔时，为了减小钻削力及扭矩，提高孔的质量，一般先用（0.5～0.7）dw大小的钻头钻出底孔，再用扩孔钻进行扩孔，则可较好地保证孔的精度和控制表面粗糙度，且生产率比直接用大钻头一次钻出时还要高。二、扩孔2.扩孔钻的结构图6-10扩孔钻1)齿数多（3、4齿）；2）不存在横刃；3）切削余量小，排屑容易。三、铰孔1.铰刀的类型图6-14铰刀的类型直柄机用铰刀锥柄机用铰刀硬质合金锥柄机用铰刀手用铰刀可调节手用铰刀套式机用铰刀直柄莫氏圆锥铰刀锥度铰刀手用1：50三、铰孔2.铰削过程的实质铰削过程不完全是一个切削过程，而是包括切削、刮削、挤压、熨平和摩擦等效应的一个综合作用过程。三、铰孔3.铰削用量1）铰削余量

粗铰余量为0.10mm～0.35

mm；精铰余量为0.04mm～0.06mm。2）切削速度和进给量铰削速度为1.5m/min

～

5m/min；铰削钢件时，进给量为0.3mm/r

～

2mm/r；铰削铸铁件时，进给量为0.5mm/r

～

3mm/r。

三、铰孔4.工艺特点1）铰孔是孔的精加工方法；2）可加工精度为IT7、IT8、IT9的孔；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra3.2～0.2μm；4）铰刀是定尺寸刀具；5）切削液在铰削过程中起着重要的作用。

三、铰孔5.铰刀的结构图6-13手铰刀结构四、镗孔1.工艺特点1）镗孔可不同孔径的孔进行粗、半精和精加工；2）加工精度可达为IT7～IT6；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3～0.8μm。4）能修正前工序造成的孔轴线的弯曲、偏斜等形状位置误差；

四、镗孔2.镗刀结构五、拉孔1.拉削过程

五、拉孔1.拉削过程

图6-27拉削圆孔

五、拉孔1.拉削过程

图6-26拉削键槽五、拉孔1.拉削过程齿升量图6-22常见的拉削截形（A～Ｇ为内拉拉削，Ｈ～Ｌ为外拉削）

2.拉削工艺范围五、拉孔3.拉刀结构

图6-25圆拉刀结构五、拉孔4.工艺特点1)

拉削生产率高。2)

拉削精度高，质量稳定。拉削精度一般可达IT9-IT7级，表面粗糙度一般可控制到Ra1.6mm～Ra0.8mm，拉削表面的形状、尺寸精度和表面质量主要依靠拉刀设计、制造及正确使用保证。3)

拉削成本低，经济效益高。4)拉刀是定尺寸、高精度、高生产率专用刀具，制造成本很高，所以，拉削加工只适用于批量生产，最好是大批大量生产，一般不宜用于单件、小批生产。六、内圆磨削六、内圆磨削1.工艺特点1）磨削是零件精加工的主要方法之一；2）对长径比小的，内孔磨削的经济精度可达IT5～IT6，表面粗糙度可控制到Ra0.8mm～Ra0.2mm；3）可加工较硬的金属材料和非金属材料，如淬火钢、硬质合金和陶瓷等。

六、内圆磨削内圆磨削与外圆磨削相比，存在如下一些主要问题：1)

内圆磨削的表面较外圆磨削的粗糙。2)

生产率较低。3)磨削接触区面积较大，砂轮易堵塞，散热和切削液冲刷困难。

因此内孔磨削一般仅适用于淬硬工件的精加工，在单件、小批生产中和在大批大量生产中都有应用。

七、高精度孔的珩磨1.珩磨头及珩磨原理

图6-29珩磨原理与珩磨头结构第三节孔加工典型设备

绝大多数孔都是在钻床和镗床上加工的。一、钻削加工设备（钻床）图6-30钻床上经常使用的加工方法一、钻削加工设备（钻床）钻床的主要类型：台式钻床立式钻床摇臂钻床各种专门化钻床一、钻削加工设备（钻床）1.台式钻床

只能加工小孔（一般，孔径<12mm）。

一、钻削加工设备1.立式钻床

底座工作台主轴箱立柱手柄一、钻削加工设备2.摇臂钻床

底座手柄外立柱内立柱摇臂主轴箱二、镗床图6-34卧式镗床的工艺范围二、镗床镗床的主要类型：卧式镗床立式镗床坐标镗床金刚镗床二、镗床1.卧式镗床

图6-35T68型卧式镗床外观图后立柱工作台镗轴平旋盘径向刀架主轴箱前立柱尾架床身下滑座上滑座二、镗床2.坐标镗床

床身立柱横梁工作台立柱顶梁主轴箱图6-38立式双柱坐标镗床外观图二、镗床2.坐标镗床主要特点：1）主要零部件的制造精度和装配精度都很高，而且还具有良好的刚性和抗振性；2）机床对使用环境温度和工作条件提出了严格要求；3）机床上配备有精密的坐标测量装置，能精确地确定主轴箱、工作台等移动部件的位置，一般定位精度可达2mm。

二、镗床2.坐标镗床

坐标镗床属高精度机床，主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，如钻模、镗模和量具上的精密孔的加工。

二、镗床3.金刚镗床

主轴头床身工作台主轴二、镗床3.金刚镗床主要特点：1)切削速度高，背吃刀量较小,进给量也很小,在高速、小切深及小进给的加工过程中可获得很高的加工精度和很细的表面粗糙度。镗孔的尺寸精度可达IT6级，表面粗糙度可控制到Ra0.8mm～Ra0.2mm。2)主轴端部设有消振器，且结构粗短，刚性高，故主轴运转平稳而精确。

金刚镗床广泛地用于汽车、拖拉机制造中，常用于镗削发动机气缸、油泵壳体、连杆、活塞等零件上的精密孔。

第一节机械加工工艺过程的概念

一、零件的生产过程1.什么是生产过程？原材料成品（机器）一、零件(产品）的生产过程生产过程包括：1)

原材料的运输、保管和准备；2)

生产的准备工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的机械加工与热处理；5)

零件装配成机器；6)

机器的质量检查及运行试验；7)

机器的油漆、包装和入库。例、汽车产品的生产过程铸铁废钢铝锭辅助材料┊热处理机械加工部件装配铸造铁粉碳粉┊粉末冶金烧结粉末冶金件铸件锻件钢板冲压铆、焊接装配油漆缸体曲轴变速箱壳体齿轮┊发动机变速器转向器驱动桥┊协作件、电器系统轮胎其它部件总装配试车汽车钢材锻造图

汽车生产过程2.工艺过程1)概念

一、零件(产品）的生产过程生产过程包括：1)

原材料的运输、保管和准备；2)

生产的准备工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的机械加工与热处理；5)

零件装配成机器；6)

机器的质量检查及运行试验；7)

机器的油漆、包装和入库。2.工艺过程1)概念2)毛坯制造工艺过程3)机械加工工艺过程4)热处理工艺过程5)装配工艺过程

二、机械加工工艺过程的组成1.工序一个或一组工人在一个工作地（机械设备）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，称为工序。

例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴讨论：生产规模不同，工序的划分不一样。二、机械加工工艺过程的组成2.安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。

例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴两次两次一次一次一次一次一次讨论：安装次数多好还是少好？二、机械加工工艺过程的组成3.工步

工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。

例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴四个五个一个两个三个两个一个二、机械加工工艺过程的组成4.走刀

在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。

二、机械加工工艺过程的组成5.工位

为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。

二、机械加工工艺过程的组成5.工位

图7–3在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：三、生产纲领与生产类型1.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。

零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：

式中

Q——产品的年生产纲领，单位：台/年；

n——每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；a%——备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；b%——废品率。

三、生产纲领与生产类型2.生产类型及其工艺特征

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：1）大量生产2）成批生产3）单件生产

2.生产类型及其工艺特征

1）大量生产产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。2.生产类型及其工艺特征

2）成批生产

产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。2.生产类型及其工艺特征

3）单件生产

产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。2.生产类型及其工艺特征

各种生产类型的工艺特征P217表7-3四、机械加工工艺规程1.机械加工工艺规程的作用

什么是工艺过程？什么是工艺规程？

优质、高产、低成本

工艺文件

规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，称工艺规程。其中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。

四、机械加工工艺规程1.机械加工工艺规程的作用

(1)

机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。(2)机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准备的依据。(3)

机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。

四、机械加工工艺规程2.机械加工工艺规程的格式(1)工艺过程卡片工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。

P220表7-4(2)工序卡片工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。

P221表7-5

四、机械加工工艺规程3.制定机械加工工艺规程的原始资料1）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；3）

零件的生产纲领；4）

现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；5）

国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。

五、制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析（零件分析）

功用零件表面的技术要求结构工艺性五、制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯

1）毛坯的制造类型；2）毛坯的制造精度；3）毛坯图种类特点铸件多用于形状复杂、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。金属模用于大批大量生产，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用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。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用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件）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。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件表7-6常用毛坯种类和特点种类特点铸件多用于形状复杂、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。金属模用于大批大量生产，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用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。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用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件）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。不适于结构复杂、薄壁、有锐边的零件五、制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯4.拟定工艺路线什么是工艺路线？工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。

定位基准的选择表面加工方法的选择加工阶段的划分工序顺序的安排工序集中与分散的安排

五、制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析3.确定毛坯4.拟定工艺路线5.确定各工序所用的设备和工艺装备6.确定加工余量、工序尺寸及公差7.确定切削用量及时间定额8.填写工艺文件第一节工艺路线的拟定

一、定位基准的选择定位基准粗基准精基准用毛坯表面作的定位基准用已经加工过的表面作的定位基准一、定位基准的选择1.精基准的选择

选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。1.精基准的选择1)“基准重合”原则

应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。1.精基准的选择1)“基准重合”原则

图7-8车床床头箱1.精基准的选择2)“基准统一”原则

应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造工作。

1.精基准的选择2)“基准统一”原则

图7-9柴油机机体1.精基准的选择3)“互为基准”原则

当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。

1.精基准的选择4)“自为基准”原则

在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。

1.精基准的选择4)“自为基准”原则

图7-10在自为基准条件下磨削车床床身导轨面2.精基准的选择5)一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。

2.粗基准的选择1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。

图7-11床身加工粗基准的两种方案比较2.粗基准的选择1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。

图7-11床身加工粗基准的两种方案比较2.粗基准的选择2)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。

图7-12阶梯轴粗基准的选择图7-13以不加工表面为粗基准2.粗基准的选择3)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。

2.粗基准的选择4)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。

2.粗基准的选择5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不再重复使用。

二、加工方法的选择选择加工方法应考虑的因素：1）各加工表面所要达到的加工技术要求；2）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；3）零件的结构形状和加工表面的尺寸；4）生产类型；5）车间现有设备情况；6）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度等。加工方法选择的原则1.所选的最终加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应P298表8-6（内孔加工）P286表8-3（外圆加工）

P172图5-2（平面加工）

二、加工方法的选择2.所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求

P229表7-7表7-8表7-9二、加工方法的选择3.所选加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应二、加工方法的选择4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应

二、加工方法的选择5.加工方法要与工厂现有生产条件相适应三、加工阶段的划分1.粗加工阶段2.半精加工阶段3.精加工阶段4.光整加工阶段划分加工阶段的原因有：1）为了保证加工质量。2）可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。3）可以合理使用机床设备。四、工序内容的合理安排1.工序集中

如果在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成，这样，工艺路线短，工序少，称为工序集中。

四、工序内容的合理安排2.工序分散

如果在每道工序中所安排的加工内容少，把零件的加工内容分散在很多工序里完成，则工艺路线长，工序多，称为工序分散。

四、工序内容的合理安排工序集中的特点：1)

在工件的一次装夹中，可以加工多个表面。这样，可以减少安装误差，较好地保证这些表面之间的位置精度；同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。2)

可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。3）由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、成本也高。

四、工序内容的合理安排工序分散的特点：

1)

机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构比较简单，调整比较容易，能较快地更换、生产不同的产品。2)

对工人的技术水平要求较低。五、安排加工顺序的原则1.机械加工工序的安排

1）先基面后其它2）先主后次3）先粗后精4）先面后孔五、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排1）预备热处理：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行；2）时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排在粗加工以后，精加工以前进行；3）最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行；

五、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排4）当工件需要渗碳淬火时，由于高温渗碳会使工件产生较大的变形，故常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行，待次要表面加工完毕之后再进行淬火，以减少次要表面的位置误差；5）氮化、氰化等热处理工序，可根据零件的加工要求安排在粗、精磨之间或精磨之后进行；6）表面装饰性镀层、发兰、发黑处理，一般都安排在机械加工完毕之后进行。五、安排加工顺序的原则3.辅助工序的安排如：检验工序动平衡去磁去毛刺倒钝锐角边六、拟定工艺路线举例例：图7-14所示方头小轴，中批生产，材料为20Cr，要求12h7mm段渗碳（深0.8mm~1.1mm），淬火硬度为50HRC~55HRC，试拟定其工艺路线。图7-14方头小轴六、拟定工艺路线举例1.分析零件图;2.加工方法;3.拟订工艺路线。图7-14方头小轴

表7-10方头小轴制造工艺路线下料：20Cr钢棒22mm×470mm若干段粗加工1车车右端面及右端外圆，留磨余量每面0.2mm(7mm不车)，按长度切断，每段切留余量(2~3)mm。2车夹右端柱段，车左端面，留余量2mm；车左端外圆至20mm。3检验4渗碳半精加工5车夹左端20mm段，车右端面，留余量1mm，打中心孔；车7mm、12mm圆柱段。6车夹12部分，车左端面至尺寸，打中心孔。7铣铣削17mm×17mm方头。8检验9淬火HRC=50~60。精加工10研中心孔粗糙度Ra0.4m11磨磨12h7mm外圆，达到图纸要求。12检验13清洗、油封、包装第三节工序具体内容的确定加工余量及工序尺寸设备与工艺装备切削用量时间定额第三节工序具体内容的确定一、加工余量及工序尺寸一、加工余量及工序尺寸1.加工余量加工余量Z加工总余量Z0工序余量Zi工序余量Zi轴：Zi

=

di–1

–

di孔：Zi

=

Di–Di–1

轴孔工序余量Zi加工B面：Z1

=

A0

–

A1加工C面：Z2

=

A1

–

A2

外表面BC加工总余量Z0式中

n–––某一表面的工序（或工步）数目。

一、加工余量及工序尺寸2.工序尺寸及偏差

2.工序尺寸及偏差对于轴类零件的外尺寸：工序尺寸偏差取单向负偏差（h），工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如，对于孔类等零件的内尺寸：工序尺寸偏差取单向正偏差（H），工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，对于毛坯的制造偏差：取正负偏差。

2.工序尺寸及偏差图7-16工序尺寸与余量间的关系粗车半精车精车毛坯i3.工序余量的确定经验法查表法分析计算法影响加工余量的因素：1）上工序的尺寸公差Ti–1、形状公差fi–1和位置公差wi–1

（与定位有关）；图7-17上工序尺寸公差Ti–1

的影响影响加工余量的因素：1）上工序的尺寸公差Ti–1、形状公差fi–1和位置公差wi–1

（与定位有关）；图7-18直线度误差对加工精度的影响0.05影响加工余量的因素：2）上工序加工表面的粗糙度Ri–1以及表面缺陷层的深度Hi–1；图7-19上工序表面粗糙度和缺陷层的影响影响加工余量的因素：3）本工序的装夹误差

i，包括定位误差和夹紧误差。

图7-20三爪卡盘的装夹误差3.工序余量的确定对于平面加工的单边余量：Zi=Ti–1+fi–1+wi-1+Ri–1+Hi–1+

i

对于外圆和内孔加工的双边余量：Zi=Ti–1+2（fi–1+wi-1+Ri–1+Hi–1+

i

）3.工序余量的确定用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：Zi=Ti–1+2（Ri–1+Hi–1

）

对于研磨、超精加工等光整加工工序：Zi=2Ri–14.简单工序尺寸及公差的确定图7-21小轴例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料–––车端面–––钻中心孔–––粗车外圆–––精车外圆–––磨削外圆。表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车粗车毛坯表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车粗车毛坯3.0IT141.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8粗车毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8粗车1.9毛坯3.0IT141.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.084粗车1.9IT120.210毛坯3.0IT141.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.08425+0.3=25.3粗车1.9IT120.21025.3+0.8=26.1毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5表7-11工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.08425+0.3=25.3Φ25.30-0.084粗车1.9IT120.21025.3+0.8=26.1Φ26.10-0.210毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5某齿轮内孔工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差精镗0.3IT70.02548.00Φ48.0+0.0250半精镗1.0IT90.06248.0-0.3=47.7Φ47.7+0.0620粗镗1.7IT120.25047.7-1.0=46.7Φ46.7+0.2500毛坯3.0IT151.046.7-1.7=45.0Φ45±0.5二、工艺装备的选择工艺装备：机床、夹具、量具、刀具、辅具

1.机床的选择

(1)

机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；(2)

机床精度要与被加工零件的加工要求相适应；(3)机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；(4)机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展;(5)

改（扩）建车间，要充分利用原有设备。2.机床夹具的选择

机床夹具的选择主要考虑生产类型。（1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；（2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具；

此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。3.刀具的选择

刀具的选择主要取决于：工序所采用的加工方法加工表面的尺寸大小工件材料要求的加工精度表面粗糙度生产率经济性

在选择时应尽量采用标准刀具。

4.量具的选择

量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。

对于尺寸误差：

1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）；2）成批生产多采用极限量规；3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。

对于形位误差：1)

在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的；2）在成批大量生产中，多采用专用检具。

三、切削液的选择1.切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗作用

三、切削液的选择2.切削液的种类（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油

3.切削液的选用(1)

按加工性质选用：1)粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；2)精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。3)钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。3.切削液的选用

(2)

按刀具材料选用：1)

高速钢刀具粗加工，用极压水溶液或极压乳化液。高速钢刀具精加工，用极压乳化液或极压切削油，以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命。2)

硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液；3)使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用水质切削液。3.切削液的选用(3)

按工件材料选用要注意以下几点：1)

铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料，由于切屑碎末会堵塞冷却系统，容易使机床磨损，一般不加切削液。但精加工时为了降低表面粗糙度，可采用粘度较小的煤油或7%~10%乳化液。2)

切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。3)

切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。四、时间定额的确定什么是时间定额？1.时间定额的组成（1）基本时间tm（单位：min）

图7-22车削外圆的基本时间1.时间定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min）

如:装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、测量工件等

1.时间定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min）

如:装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、测量工件等

基本时间+辅助时间=工序作业时间

1.时间定额的组成（3）布置工作地时间ts（单位：min）如：更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等

布置工作地时间ts=工序作业时间×α%1.时间定额的组成（4）休息与生理需要时间tr（单位：min）休息与生理需要时间=工序作业时间×β%

上述四部分的时间之和称为单件工时，即1.时间定额的组成（5）准备与终结时间tsu（单位：min）2、提高生产率的措施(1)

缩短基本时间：1）采用精铸、精锻的毛坯件，实施无切屑或少切屑加工；2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；3）采用多刀多刃切削，多件同时加工；4）

缩短工作行程；5）在可行条件下，采用先进切削技术，如高速切削、强力切削与大进给切削等。2、提高生产率的措施(2)

缩短辅助时间：1）采用高度自动化的机床或数控机床；2）采用先进的检测设备，实施在线主动检测；3）采用连续加工，如采用带回转工作台的组合机床或者在万能机床上设置多工位夹具，使装卸