机械制造技术 第2版 课件 14定位基准选择；工艺路线拟定

主讲人：姜晶机械制造技术定位基准选择工艺路线拟定目录课程导入与复习定位基准的选择工艺路线的拟定课程思政总结与作业布置教学目标课程导入与复习图：阶梯轴零件工程图纸示例毛坯与材料选择轴类零件常用的毛坯形式和材料有哪些？我们在实际设计中选择的依据是什么？技术要求分析结合图示零件，思考零件的技术要求主要包括哪些方面？（如尺寸精度、形位公差等）回顾基础：准备工作明确零件的技术要求、毛坯及材料，这是进行工艺设计的前提与基础。核心任务：工艺设计核心目标是设计科学的加工工艺过程，以确保产品质量与生产效率。本节课关键：重点掌握定位基准选择与工艺路线拟定，这是决定工艺设计成败的关键环节。教学目标知识目标掌握定位基准选择原则；掌握工艺路线拟定的方法。能力目标合理选择定位基准；

能初步拟定零件的机械加工工艺路线。素质目标践行工匠精神，追求工艺设计的精准性与合理性。定位基准的选择基准基准就是用来确定生产对象上几何要素之间几何关系所依据的点、线或面。设计基准

从设计和工艺两个方面分析，可把基准分为两大类：设计基准和工艺基准。装配基准工序基准定位基准测量基准工艺基准工艺基准表面I

II

III的设计基准（a）短阶梯d、D和C三尺寸的设计基准工序基准定位基面定位基准（b）平面A的加工简图工序基准定位基准工序基准定位基面定位基准（c）平面A的加工简图通过不通过量规（d）平面A的检验图测量基准测量基准（e）平面A的检验图（f）装配基准A装配基准测量基准工艺基准

定位基准选择(a)(c)(b)1粗基准的选择①为了保证加工表面和非加工表面的位置关系，应选择非加工表面作粗基准。如图a所示②应保证各加工表面都有足够的加工余量。如图b所示③为保证重要表面的加工余量均匀，应以重要表面为粗基准,如图c所示④应尽量选择没有飞边、浇口、冒口或其它缺陷的平整表面作粗基准，使工件定位稳定，夹紧可靠。⑤粗基准一般只能使用一次。

定位基准选择2精基准的选择基准重合原则：尽可能选择工序基准作为定位基准。这样可以避免基准不重合而引起的误差。基准不重合误差基准统一原则：应尽可能选择加工工件的多道工序都能使用的一组定位基准。这样就便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换产生的误差，并能简化夹具的设计和制造。

定位基准选择自为基准原则：选择加工表面本身作为定位基准，这一原则多应用在某些要求加工余量小而均匀的精加工中

。2精基准的选择互为基准原则：当两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行加工。工艺路线的拟定表面加工方法的选择应考虑每种加工方法的加工经济精度、零件材料的可加工性、工件的结构形状和尺寸、生产类型及工厂的现有生产条件。1.选择加工方法应考虑的因素1）选择能获得相应经济精度的加工方法例如加工精度为IT7，表面粗糙度为Ra0.4m的外圆柱面，通过精细车削是可以达到要求的，但不如磨削经济。2）零件材料的可加工性能例如淬火钢的精加工要用磨削，有色金属圆柱面的精加工为避免磨削时堵塞砂轮，则要用高速精细车或精细镗（金刚镗）。表面加工方法的选择4）生产类型大批量生产时，应采用高效率的先进工艺例如用拉削方法加工孔和平面，用组合铣削或磨削同时加工几个表面，对于复杂的表面采用数控机床及加工中心等；单件小批生产时，宜采用刨削，铣削平面和钻、扩、铰孔等加工方法，避免盲目地采用高效加工方法和专用设备而造成经济损失。5）现有生产条件充分利用现有设备和工艺手段，发挥工人的创造性，挖掘企业潜力，创造经济效益。1.选择加工方法应考虑的因素3）工件的结构形状和尺寸大小例如对于加工精度要求为IT7的孔，采用镗削、铰削、拉削和磨削均可达到要求。但箱体上的孔，一般不宜选用拉孔或磨孔，而宜选择镗孔（大孔）或铰孔（小孔）。表面加工方法的选择序号加工方法经济精度（公差等级表示）表面粗糙度值Ra/μm适用范围1粗车IT11~1310~502粗车—半精车IT8~102.5~6.3适用于淬火钢以外的各种金属3粗车—半精车—精车IT7~80.8~1.64粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT7~80.025~0.25粗车—半精车—磨削IT7~80.4~0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车—半精车—粗磨—精磨IT6~70.1~0.47粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）IT50.012~0.1（或Rz0.1）8粗车—半精车—精车—精细车（金钢车）IT6~70.025~0.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（或镜面磨）IT50.006~0.025（或Rz0。05）极高精度的外圆加工10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨IT50.006~0.1（或Rz0.05）外圆表面加工方案2.典型表面加工方案表面加工方法的选择序号加工方法经济精度（公差等级）表面粗糙度值Ra/μm适用范围1钻IT11~1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径小于15~20mm2钻—铰IT8~101.6~6.33钻—粗铰IT7~80.8~1.64钻—扩IT10~116.3~12.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于15~20mm5钻—扩—铰IT8~91.6~3.26钻—扩—粗铰—精铰IT70.8~1.67钻—扩—机铰—手铰IT6~70.2~0.48钻—扩—拉IT7~90.1~1.6大批大量生产9粗镗（或扩孔）IT11~136.3~12.5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）IT9~101.6~3.211粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）IT7~80.8~1.612粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗IT6~70.4~0.813粗镗（扩）—半精镗—磨孔IT7~80.2~0.8主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨IT7~80.1~0.215粗镗—半精镗—精镗—精镗—精细镗（金刚镗）IT6~70.05~0.4主要用于精度要求高的有色金属16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨IT6~70.025~0.2精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的珩磨IT5~60.006~0.1内孔表面加工方案表面加工方法的选择序号加工方法经济精度(公差等级表示）表面粗糙度值Ra/μm适用范围1粗车IT11~1312.5~50端面2粗车—半精车IT8~103.2~6.33粗车—半精车—精车IT7~80.8~1.64粗车—半精车—磨削IT6~80.2~0.85粗刨（或粗铣）IT11~136.3~25一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度Ra值较小）6粗刨（或粗铣）—精刨(或精铣)IT8~101.6~6.37粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研IT6~70.1~0.8精度要求较高的不淬硬平面批量较大时宜采用宽刃精刨方案8以宽刃精刨代替上述刮研IT70.2~0.89粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削IT70.2~0.8精度要求高的淬火硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削IT6~70.025~0.411粗铣—拉IT7~90.2~0.8大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）12粗铣—精铣—磨削—研磨IT5以上0.006~0.1(或Rz0.05)高精度平面平面加工方案加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，都应划分加工阶段。一般划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果零件要求的精度特别高，表面粗糙度很小时，还应增加光整加工和超精密加工阶段。加工精度要求不高、刚性足够或加工余量不大的工件；装夹、运输不便的重型零件，也可以不划分加工阶段。（1）加工阶段：（2）划分加工阶段的原因：保证加工质量。合理使用机床设备。及时发现毛坯缺陷。便于安排热处理。加工顺序的安排1机械加工顺序的安排先基准后其它先主要（如装配表面基面、工作表面等），后次要（如键槽、螺孔等）先粗后精先面后孔热处理可用来提高材料的力学性能，改善工件材料的加工性能和消除内应力。加工顺序的安排2热处理的安排预备热处理：目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。安排：粗加工阶段最终热处理：目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。其热处理工艺有淬火、渗碳淬火、渗氮等。安排：半精加工与精加工之间加工顺序的安排3辅助工序的安排辅助工序包括：检验、去毛刺、清洗、防锈、去磁、平衡等。检验工序的安排：粗加工阶段结束后。重要工序前后。零件从一个车间转到另一个车间前后。全部加工完成后。课程思政课程思政中国商飞C919大飞机航空发动机精密零部件案例：C919发动机零部件工艺设计在C919的关键零部件工艺设计中，工程师团队为保证零件精度，严格遵循基准选择原则，反复优化工艺路线。通过上万次验证确定最优方案，确保了发动机的可靠性与安全性，这一过程生动彰显了精益求精的工匠精神。思政引导：严谨与系统思维工艺设计的每一个环节都直接关系到产品质量。希望同学们在学习和实践中，不仅掌握专业技能，更要培养严谨的科学态度和系统的规划思维，为未来的工程实践打下坚实基础。总结与作业总结工艺基础：定位基准选择定位基准的选择是工艺路线拟定的基石，决定了后续加工的可行性与