机械制造工艺及夹具的电子教学计划

郑州职业技术学院

课程教案

课程名称：机械制造工艺与夹具

教师姓名：廉振红

合用专业：机电一体化

讲课班级：08机电!班

郑州职业技术学院教务处

2023年9月

课程名称：机械制造工艺与夹具

课程性质：专业关键诔

总学时：72课时（其中讲授课时60课时；实习、调研、讨论等课时：12课时）

总的教学目的和规定：

通过本课程日勺学习，既可考取机械加工通用工种职业资格中级证书，具有独

立承担职业岗位对应工作的能力，又可为后续的专业课程建立必要的专业基础。

本课程的详细规定如相

1、熟悉机械产品的制造过程、制造措施，熟悉和使用机械制造方面的名词术

语，具有机械制造基本职业素养；

2、掌握机械制造H勺基本理论和工艺规程的编制，对工艺问题能进行分析和提

出改善措施；

3、掌握零件加工和机器装配构造工艺性的|原则，设计日勺产品具有良好的构造

工艺性；

4、掌握保证机器装配精度的措施；

5、掌握机床夹具的设计原理和措施，具有设计机床夹具的初步能力；

6、具有综合分析和处理实际工艺问题的能力，提出保证质量，提高劳动效率,

减少成本的工艺途径；

7、理解目前新技术、新知识、新工艺、新设备，并能初步应用于生产实际。

总的教学重点和难点:

在充足研究本课程日勺科学定位和课程目H勺后，为突出课程的应用性、凸现实用

性，我们根据专业不一样，所确定的课程重点也有所不一样。机电一体化专业重

点突出在T艺设计.

1.重点

本课程重点为六大块：机械加工工艺规程n勺制定；机械加工精度；机械加工表

面质量；装配工艺基础；机床夹具设计基础；现代制造技术。经典零件加工属于

以上重点内容的应用。

2.难点

机械加工工艺规程的I制定；机床夹具设计基础。详细为零件日勺分析，定位基

准日勺选择，工艺路线的拟订，工序尺寸欧I计算以及自由度日勺限制。一种详细工序

究竟应当限制哪几种自由度，根据是什么？夹具设计的措施，夹具定位元件定位

误差分析计算，夹具装配图技术规定制定的原则和根据，多种技术资料的应用。

第1次课（绪论）2课时

备课时间：2010-8-20

课题名称：绪论

教学目的：I、理解机械制造技术的发展现实状况；2、掌握多种加工精度日勺获得

措施；3、理解本课程日勺性质、内容与规定;

重点难点：多种加工精度的I获得措施

教学措施：启发式、案例分析式教学措施和多媒体H勺教学手段

教学过程：

绪论

一、制造技术的发展概况

国民经济的发展和进步，在很大程度上取决于机械制造技术的水平和发展。可

以看到，当今信息技术日勺发展，使老式的制造业革新了它本来的面貌，但这决不

是减弱了它日勺重要地位，这一点己为不少国家经济发展的历史所证明。

表1”机械制造的过去、目前和未来

18世纪初19世纪20世纪二十一世纪

用铁砧和铁锤操作叫人蒸汽机床计算机辅助设计、规划与制造网络和信息系统

采用闭环控制的有限的工艺

对工艺过程缺乏理解对工艺过程的理解加强可鸵的工艺过程与智能控制

过程模型

工匠与家庭作坊位于都市中的工厂工厂自动化程度提高全球企业及虚拟制造企业

目前，机械制造技术向着如下几种方面不停发展。

（1）向高柔性化和自动化方向发展。

（2）精密加工和超精密加工口勺应用将口益广泛。

（3）发展高速切削、强力切削。

（4）多种加工技术并行发展。

二、机械制造技术

任何产品日勺制造活动都不是一种单一的过程，它政策j法规

原料一T

制造活动一A产品

信息一一

Iff

能量人员设备

一般包括了从市场调研到售后服务日勺全过程，并受到多种条件的互相作用，如右

图所示。

机械制造技术是多种机械制造过程所波及的技术的总称，它一般包括如下内

容。

①材料（金属与非金属）成型技术.

②切削加工技术

③特种加工技术

④机械装配技术

三、获得加工精度的措施

（一）获得尺寸精度日勺措施

1试切法

通过试切出一小段一测量一调刀一再试切，反复进行，直抵到达规定尺寸再

进行加工的一种加工措施称为试切法。图1-3所示是一种车削日勺试切法例子。试切

法的生产率低，加工精度取决于工人H勺技术水平，故常用于单件小批生产。

2调整法

先调整好刀具H勺位置，然后以不变H勺位置加，一批零件的措施称为调整法。

调整法加工生产率较高，精度较稳定，常用于批量、大量生产。

3定尺寸刀具法

通过刀具的尺寸来保证加工表面的尺寸精度，这种措施叫定尺寸刀具法。如

用钻头、钱刀、拉刀来加工孔均属于定尺寸刀具法.这种措施操作简便.牛产率

较高，加工精度也较稳定。

4自动控制法

自动捽制法是通过自动测量和数字控制装置，在到达尺寸精度时自动停I卜加

工的一种尺寸控制措施。这种措施加工质量稳定，生产率高，是机械制造业的发

展方向。

（二）获得形状精度H勺措施

1刀尖轨迹法

通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度日勺措施称为刀尖轨迹法。所获得日勺形状

精度取决于刀具和工件间相对成形运动的I精度。车削、铳削、刨削等均属于刀尖

轨迹法

2仿形法

刀具按照仿形装置进给对工件进行加工口勺措施称为仿形法。仿形法所得到口勺

形状精度取决于仿形装置日勺精度以及其他成形运动的精度。仿形铳、仿形车均属

仿形法加工。

3成形法

运用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的措施称成形法。成形刀具替代

一种成形运动，所获得日勺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。

4展成法

运用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获得形状精度的措施称为展

成法（或称包络法）。如滚齿、插齿就属于展成法。

（三）获得位置精度日勺措施（工件的安装措施）

当零件较复杂、加T面较多时，需要通过多道T序的I加T,其位置精度取决

于工件的安装方式和安装精度。工件安装常用的措施如下。

1直接找正安装

用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的措施称直接找正法。

2按划线找正安装

先用划针画出要加工表面日勺位置，再按划线用划针找正工件在机床上日勺位置

并加以夹紧。由于划线既费时，又需要技术高的划线工，因此一般用于批量不大,

形状复杂而粗笨日勺工件或低精度毛坯日勺加工。

3用夹具安装

将工件直接安装在夹具日勺定位元件上的措施。这种措施安装迅速以便，定位精

度较高并且稳定，生产率较高，广泛应用于批量和大量生产。

课后小结：

学习理解机械制造技术日勺发展概况，理解多种加工精度日勺获得措施。

（1）机械制造技术是多种机械制造过程所波及的技术的总称。它重要包括：

材料成型技术、切削加工技术、特种加工技术和机械装配技术。目前机械制造技术

正朝着柔性化和自动化、精密加工和高精密加工、高速切削和强力切削以及多种加

工技术并行的方向发展。

（2）工件是机械加工对象日勺总称。零件附加工质量一般指加工精度（形状、

位置、尺寸）和表面质量（表面粗糙度、表层质量）。

作业内容：

思索题：

1、理解制造业在国民经济中的地位；

2、针对我国日勺机械制造业现实状况，指出我国机械制造业与世界发达国家的差距;

3、你认为应当采用哪些详细H勺措施和方略来变化这种现实状况，使我国H勺机械制

造行业处在世界前列？

4、尺寸精度、形状精度、互相位置精度相比较，那种规定更高些？

教学后记：

在开始讲解新课程之前，带领学生参观校实习工厂，理解机械加工工艺过程。

第2次课（1.1基本概念）2课时

备课时间：2010-8-20

课题名称：基本概念

教学目的：1、理解并掌握机械加工工艺过程口勺构成及其概念2、理解生产过程与

组织方式；3、理解工艺规程口勺作用及格式，熟悉工艺规程制定的原则及环节；

重点难点：1、机械加工工艺过程的构成及其概念；2、生产过程与组织方式；

教学措施：启发式、案例分析式教学措施和多媒体口勺教学手段；

教学过程：

1.1基本概念

一、生产过程和工艺过程

机械产品生产过程：是指从原材料到该产品出厂H勺所有劳动过程。

机械加工工艺过程：是机械产品生产过程的一部分，是对机械产品中日勺零件

采用多种加工措施直接用于变化毛坯的形状、尺寸、衣而粗糙度以及力学物理性

能，使之成为合格零件的所有劳动过程。

二、工艺过程的构成

1工序

工序是指同一种或一组工人，在同一台

机床或同一场所，对同一种或同步对几种

T件所持续完毕日勺那一部分T艺过程c即

“三同一，一持续”。可见，工作地、工人、

零件和持续作业是构成工序的四个要素，

图1-1阶梯轴

若其中任一要素的变更即构成新的工序。持续作业是指该工序内的所有工作要不

间断地持续完毕。一种工艺过程需要包括哪些工序，是由被加工零件构造复杂H勺

程度，加工规定及生产类型来决定。

同一工序中有时也也许包括诸多日勺加工内容。为了更明确划分各阶段日勺加工内

容，规定其加工措施，可将一种工序深入划分为若干个工步。

2工步

工步是指在加工表面不变、加工工具不变、重要切削用量不变的条件下所持续完

毕的那一部分工序内容，即所谓“三不变、一持续”。有时，同一加工表面往往要

用同一工具加工几次才能完毕，每次加工所完毕H勺一部分工步称为一种工作行程

或走刀。例如车外圆表面，持续车削三次，每次切削其切削用量中仅切削深度这一

项逐渐递减，我们将这三次切削作为同一工步，每次切削为一次走刀，即该工步

包括三次走刀。

三、生产大纲与生产类型及其工艺特性

1生产大纲

介也根据市场需求和白身H勺牛产能力决定牛产计划.在计划期内应当牛产H勺

产品产量和进度计划称为生产大纲。计划期一般定为一年。因此生产大纲就是产

品的年产量。零件的生产大纲应计入废品和备品日勺数量。

零件的年生产大纲可按下式计算

N=Qn（l十a%十b%）（1-1）

式中，N一零件的年产量，单位为件/年；

Q一产品的年产量，台/年；

n一为每台产品中该零件的数量，单位为件/台；

a%一备品的百分率；

b%一废品的百分率。

生产大纲的大小决定了产品（或零件）日勺生产类型，而多种生产类型下又有不

一样的工艺特性，制定工艺规程必须符合其对应的工艺特性。因此，生产大纲是

制定和修改工艺规程的重要根据。

2生产类型

生产类型是衡量一种生产单位（企业、车间、班组等）生产某一产品H勺专业化

程度日勺指标，其实质是某一种产品生产规模的大小，一般可分为：

1）单件小批量生产：单个地或少许反复生产某一产品。常用于新产品试制，

专用设备制造，大型、重型机器制造。

2）批量生产：一年中分批制造相似产品。例如一、三季度生产A产品，二、

四季度生产B产品。

3）大量生产：长年地反复生产相似产品。例如汽车、拖拉机、发动机及某些

通用件（如轴承）等都以此种生产方式组织生产。生产大纲和生产类型的关系随产

品的大小和复杂程度而不一样。

四、机械加工工艺规程

机械加工工艺规程是按一定格式以文献形式记录日勺工艺过程和操作措施。它

具有稳定生产秩序、保证加工质量、指导生产计划、组织和管理等作用，是有关

生产人员认真贯彻执行的纪律性文献，不得随意更改。

1、工艺规程的作用

工艺规程是机械制造厂最重要H勺技术文献之一，是工厂规章条例的重要构成部

分。其详细作用如下：

（1）它是指导生产的重要技术文献工艺规程是最合理的工艺过程的表格化，

是在工艺理论和实践经验日勺基础上制定的。工人只有按照工艺规程进行生产，才

能保证产品质量和较高时生产率以及很好日勺经济效果。

（2）它是组织和管理生产的基本根据在产品投产前要根据工艺规程进行有关

口勺技术准备和生产准备工作，如安排原材料的供应、通用工装设备的准备、专用

工装设备的设计与制造、生产计划的编排、经济核算等工作。生产中对工人业务

的考核也是以工艺规程为重要根据的。

(3)它是新建和扩建工厂的基本资料新建或扩建工厂或车间时，要根据工艺规

程来确定所需要的机床设备的品种和数量、机床日勺右置.、占地面积、辅助部门的

安排等。

2、工艺规程的格式

将工艺规程日勺内容填人一定格式的卡片，即成为工艺文献。目前:工艺文献

还没有统一日勺格式，各厂都是按照某些基本的内容，根据详细状况自行确定。多

种工艺文献的基本格式如下。

1机械加工工艺过程卡

工艺过程卡重要列出了零件加工所通过的整个路线(称为工艺路线)，以及工

装设备和工时等内容,由于各工序日勺阐明不够详细，故一般不能直接指导工人操

作，而多作为生产管理方面使用。在单件小批生产中，一般不编制其他较详细日勺

工艺文献，而是以这种卡片指导生产，这时应编制得详细些。

2机械加工工艺G

工艺卡是以工序为单位，详细阐明零件工艺过程［I勺工艺文献。它用来指导工

人操作，协助管理人员及技术人员掌握零件加工过程，广泛用于批量生产的零件

和小批生产H勺重要零件。

3机械加工工序七

工序卡是用来详细指导工人操作的一种最详细日勺工艺文献。在这种卡片上，

要画出工序简图，注明该工序的加工表面及应到达的尺寸精度和粗糙度规定、工

件的J安装方式、切削用量、工装设备等内容。在大批大量牛产时都要采用这种卡

片。

3、制定工艺规程的原则

制定T艺规程应遵照如下原则：

1）必须可靠地保证零件图纸上所有的技术规定的实现。

2）在规定的生产大纲和生产批量下，一般规定工艺成本最低。

3）充足运用既有生产条件，少花钱，多办事。

4）尽量减轻工人H勺劳动强度，保障生产安全，发明良好、文明H勺劳动条件。

4、制定工艺规程的I原始资料

在制定机械加工工艺规程时，必须首先掌握下列原始资料。这些原始资料有

日勺是领导部门下达的，有些则要自己精心搜集和详细调查理解。必须掌握欧I原始

资料有：

1）产品的整套装配图和零件图

2）产品验收的质量原则

3）产品的生产批量及生产大纲

4）毛坯的状况

5）本厂的生产条件

6）多种有关手册、原则及指导性文献

手册有切削用量手册、加工余量手册、时间定额手册、夹具手册、刀具手册以

及机床技术性能手册,原则有公差原则、机械零件原则等。这些资料是制定工艺

规程所需要日勺。

5、制定工艺规程的环节

有了上述资料，即可开始制定工艺规程，其大体环节如下：

1）分析产品的I零件图与装配图

2）计算零件的生产大纲，确定生产类型，计算生产节拍

3）选择毛坯，根据零件口勺材料、构造、生产节拍，选择毛坯的种类与制造措

施。

4）确定工艺路线

5）确定各工序所用的设备和工艺装

6）确定各工序的加工余量，计算各工序的尺寸与公差

7）计算切削用量，估算工时定额

8）确定各重要工序的检查措施

9）评价多种工艺路线，进行技术经济分析

10）填写工艺文献

课后小结：

（1）生产过程是指把原材料或半成品变为成品的活动过程。它包括了产品从

设计、选材、生产计划组织到加工装配、质量保证等活动。

（2）机械加工工艺过程以工序为基本构成单元，而工序又可细化为工步、走

刀。每道工序有时又需要划分为若干次安装和工位。

（3）生产类型可划分为单件生产、成批生产和大量生产，而成批生产又可以

划分为小批量生产、中批量生产和大批量生产3种类型。不一样生产类型对应着

不一样的生产特点与组织方式。

作业内容:

作业：P74页1、2、3；

思索：P74页4；

教学后记:

通过列举工程实际中的例子来讲解产品零件的机械加工工艺过程，进而加深

学生对工艺规程制定的印象。

第3次课（L2零件的构造工艺性分析）2课时

备课时间：2010-8-23

课题名称：零件的构造工艺性分析

教学目的：1、理解零件日勺构造工艺性概念；2、常见零件构造要素工艺性日勺分析;

重点难点：常见零件构造要素工艺性的分析

教学措施：启发式、案例分析式教学措施

教学过程：

1.2零件的构造工艺性分析

一种好的机器产品和零件构造、不仅要满足使用性能的规定.并且要便于制

造和维修，即满足构造工艺性的规定。在产品技术设汁阶段，工艺人员要对产品

构造工艺性进行分析和评价；在产品图设计阶段，工艺人员应对产品和零件构造

工艺性进行审查并提出意见和提议。

1零件构造工艺性

零件构造工艺性是指在满足使用规定日勺前提下，制造该零件日勺可行性和经济

性。它由零件构造要素的I工艺性和零件整体构造日勺工艺性两部分构成。

2产品构造的I工艺性

产品构造的工艺性是指所设计的产品在满足使用规定的前提下，制造、维修

日勺可行性和经济性。显然，制造的可行性和经济性应当包括制造过程的各个阶段,

包括毛坯制造、机械加工和装配等。

3经典实例

表1-3列出了常见零件机械加工工艺性对比的示例。

说明

键槽的尺寸、

方位相似，可

在次装夹

中加工出所

布•键槽，以提

高生产效率

孔中心与箱

体壁之诃尺

寸太小，无法

引进刀具

减少接触面

积，减少加工

量，提高稳定

性

工艺性合理说明

应设计退刀

槽，减少刀具

或砂轮日勺磨

损

钻头轻易引

偏或折断

防止深孔加

工，提高连接

强度，节省材

料，减少加工

量

为减少刀具

种类和换刀

时间，应设计

为相似的宽

度

为便于加工，

"//////〃

槽的底面不

8

应与其他加

工面重叠

为便于加工，

9内螺纹根部

应有退刀槽

为便于一次

加工，生产效

10率高，凸台表

7人人右上旦尾面应处在同

一水平面

课后小结：

零件的构造工艺性是指所设计的零件在保证满足使用规定的前提下制造的可

行性与经济性。

零件的构造工艺性重要包括零件的尺寸和公差标注、零件口勺构成要素和零件的

整体构造。

作业内容：

教学后记：

规定对常见零件内构造工艺性会分析。

第4次课（1.3毛坯确实定）2课时

备课时间：2010-8-24

课题名称：毛坯确实定

教学目的：理解毛坯的种类及其选择的措施；

重点难点：毛坯的选择；

教学措施：启发式、讲解式、引导式和提问式教学措施

教学过程:

1.3毛坯的I选择

选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造措施及其制造精度。毛坯的选择不仅

影响毛坯的制造工艺和费用，并且影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济

性。如选择高精度H勺毛坯，可以减少机械加工劳动量和材料消耗，提高机械加

工生产率，减少加工欧J成本。不过，却提高了毛坯日勺费用。因此，选择毛坯要

从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得到最佳效果。

一、毛坯的种类

1铸件

铸件合用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造措施有砂型铸造、精密铸造、金

属型铸造、压力铸造等。较常用的是砂型铸造。当毛坏精度规定低、生产批量

较小时，采用木模手工造型法；当毛坯精度规定高、生产批量很大时，采用金

属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。

2锻件

锻件合用于强度规定高、形状比较简朴的零件毛坯。其铸造措施有自由锻

和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，合用于单件小批生

产以及大型零件毛坯。模锻毛坏精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高,

合用于中小型零件毛坏H勺大批大量生产。

3型材

型材有热轧和冷拉两种。热轧合用于尺寸较大、精度较低日勺毛坯；冷拉合

用于尺寸较小、精度较高H勺毛坯。

4焊接件

焊接件是根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件，它简朴以便，生产周期短。

但需经时效处理后才能进行机械加工。

5冷冲压件

冷冲压件毛坯可以非常靠近成品规定，在小型机械、仪表、轻工电子产品方

面应用广泛。但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。

二、毛坯选择时应考虑的原因

在选择毛坯时应考虑下列某些原因。

1零件日勺材料及机械性能规定

由于材料的工艺特性，决定了其毛坯日勺制造措施，当零件日勺材料选定后，毛

坯日勺类型就大体确定了。例如材料为灰铸铁的零件必用铸造毛坯；对于重要时钢

质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，在形状较简朴及机械性能规定不

太高时可用型材毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。

2零件日勺构造形状与大小

大型且构造较简朴的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；构造复杂的毛坯多用

铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类

零件的毛坯，如直径和台阶相差不大，可用棒料；如各台阶尺寸相差较大，则宜

诜择锻件。

3生产大纲日勺大小

当零件的生产批量较大时，应选用精度和生产率均较高的毛坯制造措施，如

模锻、金屈型机器造型铸造和精密铸造等"当单件小批生产时，则应选用木模手

工造型铸造或自由铸造。

4既有生产条件

确定毛坯时，必须结合详细的生产条件，如现场毛坯制造口勺实际水平和能力、

外协的也许性等。

5充足运用新工艺、新材料

为节省材料和能源，提高机械加工生产率，应充足考虑精炼、精锻、冷轧、

冷挤压、粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量,

甚至不需要进行加工，大大提高经济效益。

三、毛坯的形状与尺寸确实定

下面仅从机械加工工艺角度来分析在确定毛坯形状和尺寸时应注意的问题。

(I)为了加工时安装工件的以便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子，如图1・9所

示。工艺搭子在零件加工完毕后一般应切除，如对使用和外观没有影响也可保留

在零件上。

(2)装配后需要形成同一工作表面日勺两个有关零件，为保证加工质量并使加工

以便，常将这些分离零件先做成一种整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。例

如图1-10所示车床走刀系统中的开合螺母外壳，其毛坯是两件合制的。

(3)对于形状比较规则的小型零件，为了提高机械加工的生产率和便于安装,

应将多件合成一种毛坯，当加工到一定阶段后，再分离成单件。例如图1-11所示

H勺滑键，对毛坯日勺各平面加工好后切离为单件,再对单件进行加工。

直力1।

图1-9工艺搭子实例图1-10车床开合螺母外壳简图III滑键的零件图与毛坯图

课后小结：

机械加工中常见日勺毛坯有铸件、锻件、型材和组合毛坯等。

作业内容：

教学后记：

可以在详细日勺工程实际中讲解学生会更好的理解。

第5、6次课（L4工件的定位）4课时

备课时间：2010-8-24

课题名称：工件的定位

教学目的：

1、理解并掌握工件基准H勺分类及六点定位原理：2、理解并掌握工件日勺定位措施

及其定位元件；3、工件组合定位时限制自由度的分析；

重点难点：1、工件组合定位限制自由度的分析

教学措施：启发式、案例分析式教学措施和多媒体H勺教学措施手段；

教学过程:

1.4工件的定位基准

一、基准的概念及其分类

为了保证工件待加「表面与其他表面之间的相对位置，在丁件加「前，首先

必须保证工件在机床上占据对时的位置。而对日勺位置确实定是以某某些表面为参

照的，象这样一种用来确定零件上其他点、线、面位置所根据的那些点、线、面

称为基准。基准按其功用不一样，可分为设计基准和工艺基准两大类。

1设计基准：在零件设计图上用来确定其他点、线、面的基准。如图172所

示的钻套零件，轴心线0-0是各外圆和内孔的设计基准，端面A是端面B、CMJ设

计基准。

2工艺基准：在零件加工及装配过程中使用的基准。按其用途又可分为：

1）定位基准：在加工中用作定位的基准。如图172所示的钻套，用内孔装在

心棒上磨削外圆中40h6时，内孔D就是定位基准。定位基准又可分为粗基准和精

基准。用作定位的表面，假如为没有加工过的毛坯表面，则称为粗基准；如为己

经加工过的表面，则称为精基准。

2）测量基准：零件测量时所采用日勺基准。如图1T2所示的钻套，用内孔装在

心棒上来测量中40h5外圆的径向跳动与端面B的端面跳动时，内孔D即为测量基

准。

3）装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中日勺相对位置所采用的I基准行

如图1T2所示日勺钻套，其外圆中40h6及端面B即为钻套的装配基准。

4）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。

工艺基准是加工、测量和装配时所用的基准，必须是实在口勺。然而作为基准U勺点、

线、面。有时在零件上并不一定详细存在（如孔H勺中心线，两平面H勺对称面等），

往往通过详细的表面来体现，这些表面称为基面。如图1-12日勺钻套中心线并不存

在，是通过内孔D来体现日勺。

选择工件上日勺哪些表面作为定位基准，是制定工艺规程的一种十分重要日勺问

题。在最初的工序中，只能用工件上未经加工口勺毛坯表面作为定位基准，这种定

位基准称为粗基准。在后来的工序中，则采用通过加工的表面作为定位基准，称

为精基准。在选择定位基准时，重要考虑如下几种方面的规定：

第一，保证加工面与不加I：面之间欧J对欧I位置。

第二，保证加工面和待加工面之间时对日勺位置，使得待加工面加工时余量小向

均匀。

第三，提高加工面和定位基准之间的位置精度（包括其有关尺寸日勺精度）。

第四，装夹以便、定位可靠、夹具构造简朴，

二、六点定位原理

任何一种自由刚体，在空间均有6个自由度，即沿空间坐标轴x、y、z3个方向

日勺移动和绕此三坐标轴的转动。工件定位日勺实质就是限制工件的自由度。若在x-y平

面上设置3个小共线的抽象支承点（如图所示点1、2、3）,工件紧靠在这3个支承

点上，便限制了工件的？、又z3个自由度；在x・z平面上设置2个抽象支承点4、5

（在理论上这2点尽量相距远一点，它们的连线与x-y平面平行），工件紧靠这2个

支承点便可限制2、）2个自由度；在y-z平面上设置1个支承点6,工件靠向它便限

制了丫自由度。由此可见，工件安装时要紧靠机床工作台或夹具上H勺这6个支承点，

它日勺6个自由度即被所有限制，工件便获得一种完全确定日勺位置。

工件定位时，用夹具上合理分布日勺6个支承点与工件日勺定位基准相接触来限制

其6个自由度，使其位置完全确定，称为六点定位原理。

六点定位原理是工件定位的基本法则。用于实际生产时，这些支承点应是具有

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。

有关六点定位原理作如下2

点阐明。

①6个支承点必须合适分

布。若3个支承点分布在一直线

上，就不会限制3个自由度；若

不在一条线上的3个支承点所形成的三角形面积越大，则定位就越稳定。

②工件与定位支承点相接触就实现了定位，至于工件在加工过程中一直保持已

定好日勺位置不变则是靠夹紧来实现日勺。此外，若认为工件定位后夹紧前在支承点

日勺反方向仍有移动日勺也许性，便认为定位不确定，这种理解是错误时。在实际生

产中，定位支承点总是以详细定位元件来实现日勺，因此直接分析多种定位元件所

能限制的自由度，以及它们日勺组合所能限制日勺自由度，对研究定位问题更具有实

际意义。

三、工件自由度的限制

工件定位时，影响加工精度规定H勺自由度必须限制，不影响加工精度规定H勺自

由度可限制也可不限制，详细视加工状况而定。因此，按照工件加工规定确定工

件必须限制的自由度数是工件定位中首要处理的问题。

（1）完全定位与不完全定位。加工时工件的6个自由度被完全限制的定位称

为完全定位。但生产中并不是所有工序都需要采用完全定位的方式，究竟应当限

制几种自由度和哪几种自由度，应由工件的加工规定来决定。

工件的6个自由度没有被完全限制内现象便称为不完全定位。例如在一种长轴

上铳一种两头不通的键槽，加工规定除了键槽自身的宽度、深度和长度外，还需

保证槽距轴端的尺寸及槽对外圆轴线的对称度，此时除绕工件轴线转动的自由度

不需限制外，其他5个自由度均需限制。再如在平面磨床上磨削平板型零件口勺平

面时，也是一种不完全定位的例子。

（2）欠定位与过定位。在工件加工中应当限制的自由度而没有被限制的现象,

称为欠定位。我们懂得，在满足加工规定的前提下，采用不完全定位是容许的。

不过根据加工规定应当限制的自由度而没有被限制的现象是绝对不容许日勺，由于

欠定位是不能保证加工规定的。

课后小结：

（1）基准分为设计基准和工艺基准，而工艺基准乂可分为定位基准、工序基准、

测量基准和装配基准。

（2）工件日勺定位措施：直接找正法、划线找正法、夹具安装法。

（3）工件定位H勺基本原理：六点定位原理

（4）工件的定位措施：工件以平面定位、工件以外圆柱面定位、工件以圆柱孔定

位、工件以一面两孔定位。

作业内容：

作业：P74页5；7；8；

思索：P74页6；9；1（）；11；12；13；14；

教学后记：

详细讲解工件组合定位时限制自由度的分析措施。

笫7次课（L4工件的定位）2课时

备课时间：2010-8-28

课题名称：工件的定位

教学目的：1、理解并掌握粗基准的选择原则；2、理解并掌握精基准的选择原则;

3、理解定位误差的分析计算；

重点难点：重点：定位基准的选择；难点：定位误差的分析计算；

教学措施：启发式、案例分析式教学措施和多媒体的教学措施手段；

教学过程：

1.4工件的定位

四、定位基准的选择

1粗基准时选择

重要是第一道工序定位基准的选择，选择得好坏对后来各加工表面余量的分

派以及保证不加工表面与加工表面间的尺寸、互相位置均有很大影响。详细选择

可参照下列原则：

（1）余量均匀原则

对于某些重要表面，规定其总加工余量均匀一致，则以它作为粗基准。例如主

轴内锥孔规定具有均匀余量，用内涨式心轴定位夹紧工件加工外圆，由于加工出

口勺外圆与未加工的内孔同轴，再以外圆作为精基准加工内孔时，就能保证内孔具

rr均匀的加工余量。

（2）保证不加工面位置对H勺的原则

1件上若有某些不加「日勺表面，它们与加「面之间也规定有一种对时日勺位置

关系，这些位置关系有时并不直接标注在图样上，不过通过度析从图面上可以看

出来，假如不注意它们，将会影响到零件的美观甚至零件口勺使用性能。例如零件

外形上的对称、孔的壁厚均匀、箱体零件的内腔尺寸等都是这方面常见日勺例子。

用不加工表面作为粗基准，就能保证不加工面与加工面之间的位置比较对H勺。

（3）粗加工只能有效使用一次日勺原则

由于粗基准自身都是未经机械加工的）毛坯表面，其精度和表面粗糙度都较差,

假如在某一种（或几种）自由上反复使用粗基准，则不能保证两次装夹下工件与机

床、刀具的相对位置一致，因而使得两次装夹下加工出来的表面之间位置精度减

少。

（4）粗基准平整光洁、定位可靠日勺原则

粗基准虽然是毛坏表面，但应当尽量平整、光洁、无飞边。不应当选毛坏分型

面或分模面所在日勺表面为粗基准。

（5）有多种有关表面需要加工的状况，应采用加工余量最小日勺表面作为粗基

准。

这样可保证该表面的余量小而均匀，从而有效防止了余量不够甚至出现黑斑

的状况。以免影响定位的精确性和可靠性。

2精基准的选择

精基准选择时重要考虑是怎样保证加工质量减少定位误差。详细选择时可参照

如下某些原则。

（1）基准重叠原则：基准重叠原则是指定位基准与设计基准重叠。重要用于保证

被加工表面尺寸精度c被加工表面从哪设计就从哪定位，这样可以防止因基准不

重叠而产生的误差。

（2）基准统一原则：基准统一原则是指若干被加工表面尽量选用同一组基准来加

工，用于保证各彼加工表面位置规定。例如轴类零件常用顶尖孔作为统一的定位

基准来加工各外圆表面，这样可保证各外圆表面之间较高口勺同轴度；箱壳类零件

常用一平面和两孔作为精基面；盘类零件常用一端面和一短孔作为统一的基准。

（3）互为基准的原则：对于相对位置精度及自身的尺寸与形状精度都规定很高的

一对表面，可采用互为基准反复多次进行精加工，以到达很高的互相位置精度。

（4）自为基准的原则：在精加工或光整加工中，规定加工余量小而均匀，则加工

时就应选择加工表面自身作为基准（即自为基准），而该表面与其他表面之间的位

置精度则由先行工序保证。

（5）便于装夹原则除了上述讨论的I原则措施以外，精基准日勺选择还应考虑到对

应的夹具设计和工人操作，应保证足够的装夹刚度，使工件变形尽量小，应使装

夹表面尽量靠近加工面，减少切削力产生的力矩。

课后小结：

粗基准的选择

（1）余量均匀原则（2）保证不加工面位置对的日勺原则（3）粗加工只能有效

使用一次H勺原则（4）粗基准平整光洁、定位可靠的原则（5）有多种有关表面需

要加「的I状况，应采用加「余量最小日勺表面作为粗基准.

精基准的选择

（1）基准重叠原则（2）基准统一原则（3）互为基准的原则（4）自为基准

日勺原则（5）便于装夹原则

作业内容：

作业：P75页22；24；

思索：P75页20；21；25；

教学后记：

通过工程实际举例理解会更深刻些。

第8次课（L5工件时夹紧）2课时

备课时间：2010-8-28

课题名称：工件时夹紧

教学目的：1、理解夹紧装置日勺构成以及基本规定；2、理解并掌握夹紧力确实定;

3、理解多种夹紧机构；

重点难点：夹紧力方向和作用点确实定

教学措施：启发式、讲解式、讨论式、提问式教学措施和多媒体日勺教学手段

教学过程：

1.5工件的夹紧

一、夹紧装置的构成和基本规定

1.夹紧机构的构成

夹紧机构的种类诸多，但其构造均由2部分构成。

（1）动力装置。夹紧力的来源一是人力，二是某种装置所产生日勺力。能产生

力的装置称为夹具的动力装置常用日勺动力装置有气动装置、液压装置.、电动装

置、电磁装置、气一液联动装置和真空装置等。由于手动夹具的夹紧力来自人力,

因此它没有动力装置。

（2）夹紧机构。接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的机

构，便为夹紧机构。夹紧机构一般由下列基本机构构成。

①接受原始作用力的机构，如手柄、螺母以及用来连接汽缸活塞杆日勺机构等。

②中间递力机构，如较链、杠杆等。

③夹紧元件，如多种螺钉压板等。

其中，中间递力机构在传递原始作用力至夹紧元件的过程中可以起到诸如变化

作用力的方向与大小以及自锁等作用。

2.对夹紧机构的基本规定

在小破坏工件定位精度并保证加工质量H勺前提下，应尽量使夹紧机构做到如下

几点。

①夹紧力的大小合适。既要保证工件在整个加工过程中其位置稳定不变、振

动小，乂要使工件不产生过大的夹紧变形。

②工艺性好。夹紧机构的复杂程度应与生产大纲相适应，在保证生产效率的

前提下，其构造应力争简朴，便于制造和维修。

③使用性好。夹紧机构的操作应当以便、安全、省力。

二、工件夹紧力确实定

1.夹紧力方向确实定

①夹紧力日勺方向不应破坏工件定位。图1-36(a)所示为不对日勺的I夹紧方案，

夹紧力有向上的分力乃二，使工件离开原有日勺对日勺定位位置；图1-36(b)所示为对

日勺日勺夹紧方案。

②夹紧力方向应指向重要定位表面。

2.夹紧力作用点确实定

①夹紧力的作用点应落在支承范围内：如图1-36(a)所示夹紧力的作用点落

到了定位元件的)支承范围之外，夹紧时将破坏对时位置，因而是不对时日勺；图1-36

(b)所示夹紧力的作用点落在了定位元件支承范围之内，夹紧时不破坏对的定位,

因而是对的I日勺。

图1-36夹紧力

②夹紧力的作用点应落在工件刚性很好的部位：如图1-37(a)所示，薄壁

套筒日勺轴向刚性比径向刚性好，用卡爪径向夹紧时工件变形大，若沿轴句施加

夹紧力，变形就会小得多。夹紧如图1-37(b)所示日勺薄壁箱体时，夹紧力不应

作用在箱体的顶面，而应作用在刚性很好的凸缘上。或如图1-37(c)所示改为

三点夹紧，变化着力点的J位置，以减少夹紧变形。

图i-37夹紧力与工件刚性的关系

③夹紧力H勺作用点应靠近工件H勺加工

部位如图1-38所示，夹紧力远离加工部位,

因此应在加工部位加上辅助夹紧机构，以防

图1-38夹紧力的作用点应尽量靠近加工部位

止加工时发生振动，影响加工质量和安全。

3.夹紧力大小的估算

估算的措施如下。

①找出对夹紧最不利日勺瞬时状态，由此估算所需日勺夹紧力。

②为了简便，只考虑重要原因在力系中的影响，略去次要原因在力系中的I影

响。

③根据工件状态，列出力（力矩）的平衡方程式，解出夹紧力H勺大小。此外,

还应合适考虑安全系数。生产中如需进行夹紧力估算，可参阅有关资料，对此就

不再赘述。

课后小结：

（1）夹紧装置由动力装置和夹紧机构构成。

（2）夹紧力方向确实定：夹紧力的方向不应破坏工件定位。夹紧力方向应指向重

要定位表面。

（3）夹紧力日勺作用点应落在支承范围内；夹紧力的作用点应落在工件刚性很好

H勺部位；夹紧力的I作用点应靠近工件的加工部位。

作业内容：

思索：工件在夹具中夹紧日勺目的是什么？夹紧和定位有何区别？

教学后记：

带领学生参观实习工厂时要多注意给学生简介多种夹紧装置。

第9次课（1.6工艺路线的确定）2课时

备课时间：2010-8-31

课题名称：工艺路线的确定

教学目的：1、理解多种加工措施；2、掌握工艺路线的确定;

重点难点：工艺路线的确定；

教学措施：启发式、案例分析式教学措施和多媒体教学手段

教学过程:

1.6工艺路线的确定

，艺路线是，艺规程的主体，包括加_L表面的加，措施的选择、各表面的加

工次序、加工阶段与工序的划分等工作，是制定工艺规程中最实质性的工作。

一、表面加工措施时选择

可根据如下原则进行加工措施的选择：

1应按多种加工措施H勺经济加工精度进行选择，所谓经济加T精度是指在正

常生产条件下（指设备、工装、工人技术等都无特殊规定）所能获得的加工精度。

2应根据工件材料特性选择合适日勺加工措施。要充足注意到不一样加工措施

日勺合用场所。例如有色金属加工应用切削加工措施而不适宜用磨削，而淬火钢工

件则应用磨削加工措施。

3加工措施必须与生产类型相协调。

4加工措施要同本厂生产条件相协调。所选择日勺加工措施必须以本厂既有设

备、工艺为基础，既考虑到充足运用既有设备，又要考虑不停革新改造，挖掘企

业潜力，提高企业的生产工艺水平。

虽然每个加工表面日勺加工措施已经确定，但要顺利实行，还需安排加工先后次

序。次序的安排不是简朴的排列组合，而是要充足考虑加工质量、生产率、成本

及管理等各方面口勺原因。

二、加工次序的安排

1划分加工阶段

切削加工是加工过程的主体。工件H勺绝大多数加工质量规定是通过切削加工

实现H勺。一般，根据加工规定将其分为如下四个加工阶段：

（1）粗加T阶段一一大部分切削余量在这一阶段完毕「由于一般这一阶段不

作为表面加工日勺终止工序，因此加工质量不是重要原因，而生产率则是重点考虑

对象，以在尽量短的时间内完毕大部分的切削余量。

（2）半精加工阶段-----般在热处理前进行，重要是为某些重要表面的精加

工做准备，以及某些次要表面打勺终止工序加工（如钻孔、攻丝，铳键槽等）。对于

某些重要表面，应保证留有一定日勺精加工余量，并保证一定的加工精度。

（3）精加工阶段一一全面到达图纸设计规定。

对于某些精度尤其高（重要指尺寸精度和表面粗履度）的加工表面，还需通过光整

加工。

（4）光整加工阶段一一以提高尺寸精度、减少表面粗糙度为主，而几何形状

精度和位置精度应依托前道工序保证。

之因此要划分加工阶段，重要是出于如下几方面日勺原因：

1）保证加工质量，提高生产效率。粗加工阶段切削余量大，可采用较大日勺切

削用量以提高生产率，但由此而产生日勺大切削力和切削热及所需的大夹紧力会使

工件产生较大内应力和变形，不也许获得高的加工精度。而通过半精加工和精加

工阶段，逐渐减小切削用量、切削力和热、减少变形，提高加工精度，从而到达

图纸规定。同步，在各个加工阶段口勺时间间隔所产生的自然时效处理效果，有助

于工件内应力的消除，便于在最终工序中予以修正。

2）合理使用机床设备。划分加工阶段后，可在不一样阶段使用不一样类型的

机床，充足发挥多种设备H勺使用效率。例如在粗加工阶段，可以采用高效率大功

率的I低精度机床设备,以提高生产率为重要目日勺：而在精加丁阶段，则采用高精

度机床，以保证加工精度为首要任务，并且还可保证精密机床时使用寿命。

3）便于安排热处理工序。在各个加工阶段之间，根据上一阶段的加工特点及

下一阶段的加工规定，安排合理的热处理工序。例如在主轴粗加工后进行时效处

理，消除内应力；在当精加工后，进行淬火处理，到达表面物理机械性能的规定;

在精加工后，进行冰凉处理及低温回火，保证主轴的低温特性，最终再进行光整

加工。

4）及时发现毛坯缺陷，防止挥霍工时。由亍粗加工阶段切削余量大，能尽早

暴露致命缺陷，可以及时报废，以防止后续工序日勺挥霍。

5）保护重要表面。将精加工放在最终，减少了重要表面加工完毕后的运送路

线，防止受到损伤。

当然，上述加工阶段的划分不是绝对的，对某些特殊工件或特定加工条件，也

有不划分加工阶段的c例如某些特大型工件，若加工精度不高，则可一次装夹完

毕，防止了困难日勺多次安装和运送。

2机械加工次序的安排

根据加工阶段的I划分，切削加工次序可参照下列原则安排：

（1）先粗后精一一先安排粗加工，中间安排半精加工、最终安排精加工和光

整加工。

（2）先主后次一一先加工重要表面，后加工次要表面。

（3）先基面后其他一一基面由于在工艺过程中H勺重要作用，自然应先加工出

来C通

常在第一道工序中便加工出所需日勺精基面。

（4）先面后孔原则一一加工孔时，先加工孔口平面再加工孔。

3热处理工序

（1）预备热处理一一重要目的在于改善切削性能，消除内应力。常安排在机

械加工前进行。常用H勺措施有：退火、正火、调质。

（2）最终热处理一一根据零件设计规定安排日勺热处理，以到达指定日勺热处理

效果。重要是为了获得材料的高强度和高硬度。常用措施有：淬火一回火。尚有

其他某些特定的热处理措施，如氮化，发蓝等。

（3）消除内应力处理一一消除工件内应力，防止工件变形。一般安排在粗加

工之后半精加工之前。常用措施有人工时效、退火等。

4辅助工序

除上述切削加工工序和热处理工序外，为了保证加工质量及工艺过程日勺顺利

进行，还需安排必要向辅助工序。其中检查工序是重要日勺辅助工序。除了每个操

作者需自行检查本工序的加工质量外，还需在下列状况下安排此外的检查工序：

1）粗加工阶段结束后：防止致命缺陷导致深入的加工挥霍。

2）重要工序之后：保证工序加工质量。

3）转换车间前：明确也许产生的质量问题所在位置。

4）所有加工完毕后：终检。

三、工序的集中与分散

若每道T序包括日勺加T内容多，则整个工艺过程日勺丁序数就少、T艺路线短，

称此为工序集中；而若每道工序包括日勺加工内容少，则一种零件的加工将分散在

诸多工序中完毕，这E寸工艺路线长、工序多，称之为工序分散。这两种划分工序

口勺指导思想各有特点，应根据具

体状况，酌情使用。

1工序集中的特点

（1）便于一次安装完毕多种表面加工。由于每道工序包括许多加工内容，需

加工多表面，若这些表面的定位基准符合统一基准原则，便可以通过一次装夹

一起完毕。

（2）可以减少机床、操作工人日勺数量，从而节省车间面积、简化生产计划和

生产组织工作。

2工序分散的特点

（1）机床设备及工装构造简朴、便于调整。由于每一工序只需完毕少许口勺加

工内容，

因此，对应的I设备较简朴，更新新产品所需的I调整工作量较小。

（2）人技术规定低。由于每一种工人只需掌握该工序很少欧I加工内容所需的）

技术，

因此相对地技术规定较低。

四、工时定额的计算

工时定额是在一定日勺生产条件下，规定完毕一件产品或一道工序所需要的时

间。它是生产计划、成本核算的重要根据之一。时间定额日勺规定，应具有平均先

进水平，过高过低的时间定额均不利于