机械加工工艺编制

模块一机械加工工艺组成及规程

任务１认识生产过程和工艺过程

任务２认识机械加工工艺过程的组成

任务３认识机械加工工艺规程的格式

任务４识读机械加工工艺文件任务１认识生产过程和工艺过程教学目标掌握生产过程、工艺过程和辅助过程的概念。掌握机械加工工艺过程和装配工艺过程的概念。任务引入

图１-１是某产品的生产过程图，图１-２是某产品零、部件工艺路线图，通过分析这两个图，来理解生产过程和工艺过程的基本含义，以及工艺过程中的机械加工工艺过程和装配工艺过程的概念。任务分析机械产品的制造过程包括产品设计、生产、经销、售后服务、信息反馈和改进设计等环节，其中产品的生产是整个制造过程的核心，也是机械产品由设计向产品转化的过程，这一过程将直接影响产品的质量。下一页返回任务１认识生产过程和工艺过程任务实施一、生产过程（１）机械产品经过图１-１所示的过程，即可将原材料或半成品转变为成品，这一全过程称为产品的生产过程。机械产品的生产过程一般包括如下几项内容。①技术和生产准备②生产服务③毛坯制造，如铸造、锻造、冲压等。④零件机械加工。⑤热处理及表面处理。⑥产品装配，如部装、总装、试验、检验和油漆等。⑦产品的包装、入库。下一页上一页返回任务１认识生产过程和工艺过程（２）在现代化生产中，为了便于组织专业化生产，一种产品的生产过程可能由多个工厂联合完成，一个工厂的生产过程又可以分为多个车间的生产过程，即一种产品的生产分散在若干个工厂或生产车间进行。例如，柴油机的生产，机体、曲轴、气缸盖、凸轮轴、齿轮室盖、飞轮等柴油机零、部件均为外协件，由专业配套厂协作生产，柴油机厂只完成柴油机的装配、调试等生产过程，这样更有利于保证产品质量，降低生产成本，提高生产效率。因此，一个工厂或生产车间的生产过程可能只是整个产品生产过程的一部分。下一页上一页返回任务１认识生产过程和工艺过程（３）各个车间的生产过程具有不同的特点，同时又相互关联。如图１-２所示，铸造车间或锻造车间的成品是机械加工车间的“原材料”，而机械加工车间的成品又是装配车间的“原材料”。由此可知，机械产品的生产过程是一个复杂的过程，只有组织专业化的生产，才能保证加工质量，提高生产效率和降低成本。二、工艺过程（１）图１-１所示的整个生产过程中，毛坯制造、零件加工和产品装配过程均直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置、物理或化学性质和性能等，使其成为成品或半成品，这个过程称为工艺过程。因此，工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、焊接、冲压、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。下一页上一页返回任务１认识生产过程和工艺过程（２）工艺过程是生产过程的主体，是机械产品由设计向产品转化的过程，这一过程将直接影响产品的质量，所以是整个生产过程的核心。本课程重点学习机械加工工艺过程和装配工艺过程。三、辅助过程

图１-１所示的生产过程中，生产和技术准备、生产服务过程以及产品包装过程与原材料变成成品间接有关，这些过程称为辅助过程。上一页返回任务２认识机械加工工艺过程的组成教学目标理解常用机械加工工艺基本术语的含义。认识机械加工工艺过程的组成。任务引入

图１-３所示为端盖零件图，表１-２和表１-３分别为端盖小批生产和大量生产的机械加工工艺过程，分析端盖的机械加工工艺过程，理解常用的机械加工工艺基本术语的含义，认识机械加工工艺过程的组成。下一页返回任务２认识机械加工工艺过程的组成

任务介析零件从毛坯变为成品是一个比较复杂的工艺过程，根据其技术要求和结构特点，在不同的生产条件下，常常需要采用不同的加工方法和设备，通过一系列的加工步骤，才能使毛坯变成零件。为了便于描述，需对工艺过程的组成给予利一学地定义。任务实施一、常用的机械加工工艺的基本术语１.工件加工过程中的生产对象称为工件。下一页上一页返回任务２认识机械加工工艺过程的组成２.毛坯根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象称为毛坯。３.机械加工利用机械力对各种工件进行加工的方法称为机械加工。４.切削加工利用切削工具从工件上切除多余材料的加工方法称为切削加工。下一页上一页返回任务２认识机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成

表１-２中，端盖小批生产的机械加工工艺过程有两道工序，工序１有两个安装，每个安装都有一个工位、四个工步，车端面和外圆工步因加工余量大需分两次车削，所以都有两次走刀；而工序２只有一个安装、四个工位、一个工步、一次走刀。

表１-３中，端盖大量生产的机械加工工艺过程有四道工序，工序１和工序２有一个安装、一个工位、四个工步，同理，车端面和外圆工步都有两次走刀，钻孔只有一次走刀；而工序３只有一个安装、四个工位、一个工步、一次走刀。下一页上一页返回任务２认识机械加工工艺过程的组成

由此可知，机械加工工艺过程均由若干个按顺序排列的工序组成，毛坯依次通过各工序而逐渐成为成品。而工序又可划分为若干个安装、工位、工步和走刀。图１-８清楚地表示了机械加工工艺过程的组成，以及工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系。上一页返回任务３认识机械加工工艺规程的格式教学目标认识机械加工工艺规程的作用。认识工艺过程卡片和工序卡片的格式和填写的内容。任务引入认识机械加工工艺规程的格式和内容要求。任务分析零件的工艺过程，往往是根据其不同的结构、不同的材料、不同的技术要求，采用不同的加工方法、加工设备、夹具、刀具和量具等。为确保零件的制造质量、生产效率和低成本，这些过程的各有关内容须用文字的形式规定并形成文件，以指导车间的生产。下一页返回任务３认识机械加工工艺规程的格式任务实施一、机械加工工艺规程的作用１工艺规程是指导车间生产的主要技术文件２工艺规程是生产准备和管理的重要资料３工艺规程是新建或扩建工厂和车间的基本依据４工艺规程便于交流与推广先进经验下一页上一页返回任务３认识机械加工工艺规程的格式二、机械加工工艺规程的格式和内容１机械加工（或装配）工艺过程卡片以工序为单位简要说明产品或零、部件的加工过程的一种工艺文件。工艺过程卡片主要列出了零件加工所经过的整个工艺路线，其中粗略地介绍各工序的加工内容、生产车间、加工设备、工艺装备和工时。因此，在大批大量生产中，该卡片不能直接指导加工和检验，可用作生产管理、生产调度及制订其他工艺文件的基础。在单件小批生产中一般只编制此卡片，并且编得比较详细，以用它来指导生产。下一页上一页返回任务３认识机械加工工艺规程的格式２机械加工（或装配）工序卡片在工艺过程卡的基础上按每道工序所编制的一种工艺文件。该卡片详细说明工序的每个工步的加工（或装配）内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备、工步工时等。因难以用文字清晰说明工序或工步内容，所以一般配有工序或工步示意图，通过示意图说明工序尺寸及公差、定位基准和工件夹紧方法（或装配的零件及装配要求）等。工序卡片是具体指导零件加工的工艺文件，适用于大批大量生产的零件，以及成批生产的重要零件或重要和复杂工序。３其他工艺卡片与机械加工有关的工艺文件还有典型工艺卡片、机床调整卡片、检验工序卡片等。上一页返回任务４识读机械加工工艺文件教学目标识读工艺过程卡片，了解零件的整个加工工艺过程。识读工序卡片，了解各工序的详细加工内容和要求、工艺参数以及所用设备和工艺装备、工序工时。任务引入

表１-９、表１-１０和表１-１１分别是齿轮室盖大批生产的机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，分析其中的内容及其工艺附图，看懂工艺文件的加工要求，了解其图形和符号的含义。任务分析工艺规程是企业加工产品的主要技术依据，只有按既定的工艺规程进行生产，才能保证产品的加工达到高效率、高质量、低成本，以获得最佳经济效益，所以首先应先正确识读工艺文件的内容。下一页返回任务４识读机械加工工艺文件任务实施一、机械加工工艺过程卡片的识读１表头由表１-９可知，该卡片是柴油机零件齿轮室盖的机械加工工艺过程卡片，齿轮室盖的图号是０１１０２（按零件图样填写），该卡片只有１页。２毛坯信息零件材料为牌号２００的灰铸铁（按零件图样填写），毛坯种类是铸件。３加工工艺过程因齿轮室盖是大批生产，具体指导其生产的工艺文件是机械加工工序卡片，所以其机械加工工艺过程卡片中的工序内容编写得比较简单。下一页上一页返回任务４识读机械加工工艺文件（１）先加工基准面后加工其他表面；（２）先加工面后加工孔；（３）先加工主要表面后加工次要表面。二、机械加工工序卡片的识读１表头机械加工工序卡片表头的填写内容与机械加工工艺过程卡片相同。下一页上一页返回任务４识读机械加工工艺文件２工序卡片（１）工序基本信息和使用的设备及夹具。本工序的工序号和工序名称、加工零件的名称及材料、毛坯信息、使用设备及夹具等栏填写的内容均与工艺过程卡片的一致，只是加工设备和夹具栏更详细地说明了其型号、名称。通用或标准设备和夹具，除说明其型号和名称外，有时还说明其规格和精度。（２）加工内容。按加工顺序简明描述六个工步的加工内容、尺寸及精度要求，与工艺附图配合识读，工序的加工过程一目了然。（３）工艺装备。工艺装备栏填写了工序或各工步所使用的刀具、量具和辅具，说明使用的专用工艺装备的编号（或名称）及标准的工艺装备的名称、规格和精度。下一页上一页返回任务４识读机械加工工艺文件（４）切削用量。清楚地说明了各工步的切削用量，以便指导操作者加工时选择。（５）工时。各工步的机动时间、辅助时间及工序工时均清晰地说明。３工艺附图一般工序卡片都绘制工序或工步示意图。（１）各工步的加工内容通过示意图清晰表达，图形按机械制图标准绘制，可采用各种视图和剖视图，允许不按比例绘制。当工步较少且加工内容较简单时，只需绘制工序最终加工示意图。（２）示意图中的粗实线表示该工序的加工表面，细实线表示非加工表面，凸出表示加工部位。下一页上一页返回任务４识读机械加工工艺文件（３）在示意图上清晰地标明了本工序各工步的加工尺寸及精度要求、表面粗糙度、测量基准等。（４）示意图中的两处定位符号和数字，说明以左大端面和锥面定位，左大端面限制三个自由度，锥面限制两个自由度。夹紧符号说明夹紧部位是锥面，采用气动夹紧方式上一页返回图１-１产品的生产过程返回图１-１产品的生产过程返回图１-１产品的生产过程返回图１-１产品的生产过程返回图１-２产品零、部件工艺路线返回图１-２产品零、部件工艺路线返回图１-３端盖零件图返回图１-８机械加工工艺过程的组成返回表１-２端盖小批生产的机械加工

工艺过程返回表１-２端盖小批生产的机械加工

工艺过程返回表1-3端盖大量生产的机械加工工艺过程返回表1-3端盖大量生产的机械加工工艺过程返回表1-9齿轮宝盖机械加工工艺过程卡片返回表1-9齿轮宝盖机械加工工艺过程卡片返回表1-10齿轮宝盖工序10的机械

加工工序卡片返回表1-11齿轮宝盖工序10的工艺附图返回模块二工件的定位与夹紧任务１认识工件的基准和定位任务２认识工件的定位原理任务３选择工件的定位基准任务４认识工件的夹紧方式任务１认识工件的基准和定位任务引入机械加工时，为使工件的被加工表面获得规定的尺寸和位置精度要求，必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确位置，这个过程称为定位。在加工过程中，工件在各种力的作用下保持这一正确位置不变，就需要夹紧。制订机械加工规程时，定位基准的选择是否合理，将直接影响零件加工表面的尺寸精度和相互位置精度。同时，对加工顺序的安排也有重要影响。定位基准选择不同，工艺过程也将随之而异。任务分析所谓基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。基准根据功用不同可分为设计基准和工艺基准两大类。下一页返回任务１认识工件的基准和定位相关知识一、设计基准所谓设计基准是指设计图样上采用的基准。图２-１（ａ）所示的钻套轴线Ｏ-Ｏ是各外圆表面及内孔的设计基准；端面Ａ是端面Ｂ、Ｃ的设计基准；内孔表面Ｄ的轴心线是φ４０ｈ６外圆表面的径向跳动和端面Ｂ的端面跳动的设计基准。同样，图２-１（ｂ）中的Ｆ面是Ｃ面和Ｅ面的设计基准，也是两孔垂直度和Ｃ面平行度的设计基准；Ａ面为Ｂ面的距离尺寸及平行度设计基准。作为设计基准的点、线、面在工件上有时不一定具体存在，例如表面的几何中心、对称线、对称面等，而常常由某些具体表面来体现，这些具体表面称为基面。下一页上一页返回任务１认识工件的基准和定位二、工艺基准所谓工艺基准是在机械加工工艺过程中用来确定本工序的加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。工艺基准按不同的用途可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。１.工序基准在工序图上用来确定本工序的加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。２.定位基准在加工中用作定位的基准称为定位基准。３.测量基准测量时采用的基准称为测量基准。下一页上一页返回任务１认识工件的基准和定位４.装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置时所用的基准称为装配基准。三、基准重合的概念在实际生产中，应尽量使用以上各种基准重合，以消除基准不重合误差。（１）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求；（２）在制订加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件的加工精度；（３）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。下一页上一页返回任务１认识工件的基准和定位任务实施从图２-３分析理解上述各种基准。上一页返回任务２认识工件的定位原理任务引入工件在夹具中的定位涉及定位原理、定位误差、夹具上采用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题。工件在夹具中定位目的，是要使同一工序中的所有工件，加工时按加工要求在夹具中占有一致的正确位置（不考虑定位误差的影响）。怎样才能使各个工件按加工要求在夹具中保持一致的正确位置呢？要弄清楚这个问题，先来讨论与定位相反的问题，工件放置在夹具中的位置可能有哪些变化？如果消除了这些可能的位置变化，那么工件也就定位了。下一页返回任务２认识工件的定位原理任务分析任一工件在夹具中未定位前，可以看成空间直角坐标系中的自由物体，它可以沿三个坐标轴平行方向放在任意位置，即具有沿三个坐标轴Ｘ、Ｙ、Ｚ方向移动的自由度；同样，工件沿三个坐标轴转角方向的位置也是可以任意放置的，即具有绕三个坐标轴Ｘ、Ｙ、Ｚ转动的自由度。因此，要使工件在夹具中占有一致的正确位置，就必须限制工件在Ｘ、Ｙ、Ｚ方向的移动和Ｘ、Ｙ、Ｚ方向转动的六个自由度，如图２-５所示。下一页上一页返回任务２认识工件的定位原理

为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位规则”，简称“六点定则”。使用六点定则时，六个支承点的分布必须合理，否则不能有效地限制工件的六个自由度，如图２-６所示。相关知识常见定位方式及定位元件如下所述。１工件以点和平面定位如图２-７、图２-８和图２-９所示。２工件以圆孔定位常见的圆柱销结构如图２-１０所示。３工件以外圆表面定位Ｖ形块和定位套如图２-１１和图２-１２所示。下一页上一页返回任务２认识工件的定位原理任务实施工件定位的目的是为了保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差（如同轴度、平行度、垂直度等）和距离尺寸精度。工件加工面的设计基准与机床的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差的保证；工件加工面的设计基准与刀具的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间的距离尺寸精度的保证。所以工件定位时有以下两点要求：一是使工件加工面的设计基准与机床保持一个正确的位置；二是使工件加工面的设计基准与刀具保持一个正确的位置。下面分别从这两方面进行说明。下一页上一页返回任务２认识工件的定位原理（１）为了保证加工面与其设计基准间的位置公差（同轴度、平行度、垂直度等），工件定位时应使加工表面的设计基准相对于机床占据一个正确的位置。（２）为了保证加工面与其设计基准间的距离尺寸精度，工件定位时，应使加工面的设计基准相对于刀具有一个正确的位置。工件定位的方法有三种。１）直接找正法定位直接找正法定位是利用百分表、划线或目测等方法在机床上直接找正工件加工面的设计基准使其获得正确位置的定位方法。２）画线找正法定位画线找正法定位是在机床上使用划针按毛坯或半成品上待加工处预先画出的线段找正工件，使其获得正确位置的定位方法。下一页上一页返回任务２认识工件的定位原理３）使用夹具定位夹具定位即是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。此法定位迅速、可靠，定位精度较高，广泛用于成批生产和大量生产中。上一页返回任务３选择工件的定位基准任务引入在定位的原理中已讲到，工件在夹具中的定位实际上是以工件上的某些基准面与夹具上的定位元件保持接触，从而限制工件的自由度。那么，究竟选择工件上的哪些面与夹具的定位元件相接触为好呢？这就是定位基准的选择问题。定位基准的选择是工艺上的一个十分重要的问题，它不仅影响零件表面间的位置尺寸和位置精度，而且还影响整个工艺过程的安排和夹具的结构，必须十分重视。下一页返回任务３选择工件的定位基准任务分析定位基准有粗基准和精基准之分。零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面作定位基准，以加工过的表面为定位基准的称精基准。在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。下一页上一页返回任务３选择工件的定位基准任务实施一、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装夹方便可靠。１基准重合原则采用工序基准作为定位基准称为基准重合。２基准统一原则在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准称为基准统一原则下一页上一页返回任务３选择工件的定位基准３.自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。４.互为基准原则对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准、反复加工的方法。５可靠、方便原则下一页上一页返回任务３选择工件的定位基准二、粗基准的选择选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。它主要考虑如何合理分配各加工表面的余量和保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求。（１）对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求应选择不加工表面作粗基准，如图

２-２３（ａ）所示。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工面相互位置要求较高的表面作粗基准，如图２-２３（ｂ）所示，该零件有三个不加工表面，若表面４与表面２所组成的壁厚均匀度要求较高时，则应选择表面２作为粗基准来加工台阶孔。下一页上一页返回任务３选择工件的定位基准（２）对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理地分配各表面的加工余量。在加工余量的分配上应考虑以下两点。

①应保证各主要加工表面都有足够的余量。

②对于工件上的某些重要表面（如床身导轨面和箱体的重要孔等），为了尽可能使其加工余量均匀，则应选择重要表面作粗基准。（３）粗基准应避免重复使用。（４）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。上一页返回任务４认识工件的夹紧方式任务实施一、夹紧装置的组成夹紧装置由两个基本部分组成。１动力装置夹紧力来源于人力或者某种动力装置。用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。常用的动力装置有：液压、气动、电磁、电动和真空装置等。２夹紧机构一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。（１）中间传递机构是在动力装置与夹紧元件之间，传递夹紧力的机构。其主要作用有：改变作用力的方向和大小；夹紧工件后的自锁性能，保证夹紧可靠，尤其在手动夹具中。（２）夹紧元件是执行元件，它直接与工件接触，最终完成夹紧任务。下一页返回任务４认识工件的夹紧方式二、对夹紧装置的基本要求（１）能保证工件定位后占据的正确位置。（２）夹紧力的大小要适当、稳定。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减少夹紧误差。（３）夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。工件的生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。（４）工艺性好，使用性好。其结构应尽量简单，便于制造和维修；尽可能使用标准夹具零部件；操作方便、安全、省力。上一页返回图２-１基准分析示例返回图２-３各基准示例返回图２-５工件的六个自由度返回图２-６六点定位示意图返回图２-７点和平面定位元件返回图２-８可调支承返回图２-９辅助支承返回图２-１０工件以圆孔定位的定位套返回图２-１１Ｖ形块返回图２-１２定位套返回图２-２３粗基准的选择返回模块三工艺尺寸链的计算

任务１认识工艺尺寸链

任务２基准不重合时的工艺尺寸链计算

任务３中间工序的工艺尺寸链计算

任务４表面处理的工艺尺寸链计算任务１认识工艺尺寸链教学目标掌握尺寸链的定义。掌握尺寸链的组成。掌握封闭环、组成环、增环、减环的定义。任务引入

图３-１为定位块、定位套的零件图和装配体局部装配图。图中只标注与尺寸链相关的尺寸，带括号的尺寸非设计图样要求的尺寸。定位块的Ａ、Ｂ面均已最终加工，现以Ａ面定位，采用调整法加工Ｃ面，分别分析图中各尺寸之间的关系。下一页返回任务１认识工艺尺寸链相关知识一、工艺尺寸链的定义（１）在零件加工或机器装配过程中，互相关联且按一定顺序排列的尺寸所形成的封闭尺寸组，称为工艺尺寸链。（２）工艺尺寸链的特征是由一个间接获得的尺寸与若干个直接获得的尺寸组成，它们之间是相互关联的一组尺寸，同时尺寸链中各尺寸构成了封闭的图形，不封闭就不称为尺寸链。下一页上一页返回任务１认识工艺尺寸链二、工艺尺寸链的组成１环尺寸链中的每一个尺寸称为工艺尺寸链的环。工艺尺寸链由多个环组成。２封闭环尺寸链中加工或装配过程中最后间接获得的尺寸称为封闭环。封闭环随着尺寸链中其他尺寸的变化而变化，一般在加工完成前封闭环是不存在的，所以一个尺寸链中只有一个封闭环。３组成环尺寸链中除封闭环之外的其他尺寸都称为组成环。组成环可直接获得，其大小不受尺寸链中其他尺寸的影响。下一页上一页返回任务１认识工艺尺寸链４.增环尺寸链中的组成环，若该环增大（或减小）会引起封闭环增大（或减小），则该环称为增环，用表示。

5.减环尺寸链中的组成环，若该环增大(或减小)会引起封闭环减小(或增大)，则该环称为减环，用表示。下一页上一页返回任务１认识工艺尺寸链（１）如图３-１（ａ）定位块零件图所示，图样上标注的尺寸为Ｈ1、Ｈ０。Ｃ面的设计基准是Ｂ面，因不便以Ｂ面作为定位基准，只能以Ａ面定位加工Ｃ面，故定位基准与设计基准不重合；又因采用调整法加工Ｃ面，刀具与Ａ面调整后定距，所以尺寸Ｈ０不能直接控制，而只能通过控制尺寸Ｈ1

、Ｈ2来间接控制，且尺寸Ｈ1

、Ｈ2

、Ｈ０的形成按一定顺序排列的封闭图形，如图３-２（ａ）所示，构成了加工尺寸链。其中，尺寸Ｈ０是最终间接获得的，所以是封闭环。尺寸Ｈ1

、Ｈ2则是直接获得，并且它们的变化会引起尺寸Ｈ０的变化，所以尺寸Ｈ1是组成环。当环Ｈ2定值时，环Ｈ1增大（或减小）会引起封闭环Ｈ０增大（或减小），是增环；当环Ｈ1定值时，环Ｈ2增大（或减小）会引起封闭环Ｈ０减小（或增大），是减环。下一页上一页返回任务１认识工艺尺寸链（２）在图３-１（ｂ）的定位套零件图样上标注的尺寸为Ｌ1、Ｌ0

，但尺寸Ｌ0不方便测量，只能通过测量Ｌ１和Ｌ２来间接获得，尺寸Ｌ1

、Ｌ２、Ｌ0组成了测量尺寸链，如图３-２（ｂ）所示。尺寸Ｌ0因是最后间接获得而确定为封闭环。尺寸Ｌ1和Ｌ２则是直接测得的，并影响封闭环Ｌ0，所以均为组成环。根据增减环的定义可以判定，环Ｌ1是增环，环Ｌ２是减环。（３）图３-１（ｃ）所示的装配体局部装配图中，孔的尺寸为ｄ，轴的尺寸为Ｄ，装配后形成间隙尺寸ｔ０。而且尺寸ｔ０的大小必须通过控制尺寸ｄ、Ｄ来间接保证，尺寸ｄ、Ｄ、ｔ０组成了装配尺寸链，如图３-２（ｃ）所示。显然，尺寸ｔ０是封闭环，尺寸ｄ和Ｄ是组成环，环ｄ是增环，环Ｄ是减环。上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算教学目标

掌握定位基准与设计不重合、测量基准与设计基准不重合时的工艺尺寸链的计算方法。任务引入箱体的零件图及其三组尺寸如图３-６（ａ）、（ｂ）所示（只标注与尺寸链计算相关的尺寸），其加工工艺过程如下所述。工序１：以Ｃ面定位粗、精铣Ａ面；工序２：以Ａ面定位粗、精铣Ｂ面，保证尺寸Ｈ；工序３：以Ａ面定位（因Ｂ面太小定位不稳定），而采用调整法粗、精镗孔，保证孔的位置尺寸Ｈ１，工序图如图３-６（ｂ）所示。下一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算任务分析采用调整法粗、精镗孔，刀具调整好之后孔的轴心线与Ａ面定距，即可直接控制孔的轴心线与Ａ面的距离尺寸Ｈ1

，但因镗孔工序定位基准与设计基准不重合，尺寸Ｈ０不能直接保证，需通过保证镗孔工序尺寸Ｈ1来间接保证，因此必须计算工序尺寸Ｈ1

。相关知识在零件加工过程中，经常会遇到一些表面加工不便以设计基准作为定位基准，或加工后设计尺寸不便于直接测量的问题，这样就有会出现设计基准与定位基准不重合或设计基准与测量基准不重合的情况，此时必须进行工艺尺寸链计算，才能间接保证加工达到设计要求。下一页上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算一、尺寸链的计算步骤１找出封闭环２绘制尺寸链简图３判别增减环４计算尺寸链二、尺寸链的计算公式（１）封闭环的基本尺寸（Ａ０）等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和，如下式：下一页上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算（２）封闭环的最大极限尺寸（Ａ０ｍａｘ）等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和，如下式：（３）封闭环的最小极限尺寸（Ａ０ｍｉｎ）等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和，如下式：下一页上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算（４）封闭环的上偏差（ＥＳＡ０）等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和，如下式：（５）封闭环的下偏差（ＥＩＡ０）等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和，如下式：下一页上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算（６）封闭环的尺寸公差（ＴＡ０）等于所有组成环的尺寸公差之和，如下式：任务实施一、找出封闭环定位块的加工工艺过程，以加工好的Ｃ面定位加工Ａ面，然后以Ａ面定位加工Ｂ面，获得尺寸Ｈ，同样以Ａ面定位镗孔，获得尺寸Ｈ１，最后才自然形成尺寸Ｈ０，所以环Ｈ０是封闭环。下一页上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算二、绘制尺寸链简图（１）尺寸Ｈ和Ｈ１都是直接获得的，并且它们的变化会引起封闭环Ｈ０的变化，所以尺寸Ｈ和Ｈ1都是组成环。（２）从封闭环Ｈ０开始，按加工工艺过程的顺序往前查找，最近一次加工的尺寸是Ｈ１，如图３-９（ａ）所示，然后再向前的加工尺寸是Ｈ，尺寸Ｈ加工时的定位基准与设计基准重合，且与尺寸Ｈ０形成封闭图形，如图３-９（ｂ）所示，即可绘出尺寸链简图。下一页上一页返回任务２基准不重合时的工艺尺寸

链计算三、判别增减环绘制单向箭头循环图，如图３-１０所示。由图中可看出，尺寸Ｈ1的箭头方向与封闭环Ｈ０相同，所以为减环；尺寸Ｈ的箭头方向与封闭环Ｈ０的相反，所以为增环。四、计算尺寸Ｈ１的尺寸及其偏差五、尺寸链计算结果分析比较将定位块三组尺寸链计算结果汇总见表３-１，分析表中的各尺寸偏差。上一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算教学目标掌握中间工序的工艺尺寸链的计算方法。任务引入上一任务是单工序的尺寸链计算。当各工序的定位基准需多次变换时，就会产生多工序的尺寸链计算。图３-１４为传动轴轴颈和键槽断面图及其加工工艺过程，计算中间工序２铣键槽的工序尺寸。下一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算任务分析因轴颈需经热处理后再磨削，铣键槽工序只能安排在热处理工序前进行，否则就会因工件热处理后硬度太高而无法铣削，键槽的深度尺寸在外圆磨削工序才最终获得，因此，必须计算中间工序铣键槽的工序尺寸。相关知识一、中间工序工艺尺寸链计算的定义零件在加工过程中，常有其他工序尺寸及偏差均已知，只有其中某工序的尺寸及其偏差未知的情况，确定该工序尺寸的过程称为中间工序工艺尺寸链计算。下一页上一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算二、中间工序工艺尺寸链计算（１）零件在切削加工过程中经常安排热处理工序。因热处理后工件的硬度较高，无法采用车、铣、刨、钻等方法加工，一些表面只能安排在热处理工序前完成，而热处理工序又必须安排在精加工之前进行，所以就出现了这些表面在热处理工序前已完成最终加工，但其设计基准却未进行精加工的情况，此时须确定中间工序的尺寸，即工艺尺寸链计算。（２）零件图上有时存在几个尺寸从同一基准面标注的情况，当该基准面精度要求较高时，一般安排在精加工阶段加工，这样就会造成前面工序的基准有加工余量。该基准面的最终加工需同时保证几个设计尺寸，其中只有一个设计尺寸可以直接获得，其他设计尺寸只能间接保证，此时需要进行工艺尺寸链计算，才能求出中间工序的尺寸。下一页上一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算任务实施一、找出封闭环磨外圆工序需控制外圆直径和键槽深度两个尺寸，其中外圆尺寸φ６０Ｈ７ｍｍ是直接获得的，键槽深度尺寸是间接获得的，所以尺寸是封闭环。二、绘制尺寸链简图（１）尺寸φ

６０Ｈ７ｍｍ、φ

６０.４Ｈ１０ｍｍ及Ｘ在加工过程中都是直接获得的，并且它们的变化会导致封闭环的变化，所以它们均为尺寸链的组成环。下一页上一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算（２）从封闭环开始，按加工工艺过程向前查找，先是环φ６０Ｈ７ｍｍ（磨削后轴的半径尺寸），然后是环φ

６０.４Ｈ１０ｍｍ（精车后轴的半径尺寸），最后是工序２（铣键槽）的工序尺寸，最终形成的封闭图形的绘制过程如图３-１６所示。特别要注意的是，车削和磨削外圆均以轴线为基准标注轴的半径，否则将无法形成封闭图形。下一页上一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算三、判别增减环绘制单向箭头循环图，如图３-１７所示。由图中可看出，环Ｘ和的箭头方向与封闭环的相反，所以为增环；环的箭头方向与封闭环的相同，所以为减环。四、计算Ｘ的尺寸及偏差１.Ｘ的基本尺寸将各环的基本尺寸分别代入式（３-１）得５３＝（Ｘ＋３０）－３０.２即Ｘ＝５３.２ｍｍ。２.Ｘ的上偏差将各环的偏差分别代入式（３-４）得０＝（ＥＳＸ＋０.０１５）－０即ＥＳＸ＝－００１５ｍｍ。下一页上一页返回任务３中间工序的工艺尺寸链计算３.Ｘ的下偏差将各环的偏差分别代入式（３-５）得－０.２＝（ＥＩＸ＋０）－０.０６即ＥＩＸ＝－０.１４ｍｍ。上一页返回任务４表面处理的工艺尺寸链计算教学目标掌握渗入类和镀层类零件表面处理工序的工艺尺寸链的计算方法。任务引入

图３-２０为偏心轴简图及其加工工艺过程，要求Ａ外圆表面渗碳处理，渗碳层厚度为0.５～０.８ｍｍ，计算精磨Ａ外圆前的渗碳层的深度Ｌ２。任务分析某些零件需要安排表面处理工序，而且在精加工后还需保持其表面处理层达到一定的厚度要求，这就涉及尺寸链的计算问题。下一页返回任务４表面处理的工艺尺寸链计算相关知识（１）表面处理一般分渗入和镀层两类，渗入类包括渗碳、渗氮、液体碳氮共渗等，镀层类包括镀铬、镀锌、镀铜等。（２）对渗入类表面处理工序的工艺尺寸链的计算，主要是解决最终加工前的渗入层厚度的控制问题，确保在加工后能获得图样要求的渗入层厚度。（３）对镀层类表面处理工序的工艺尺寸链计算与渗入类不同，因为通常镀层类工件表面电镀后不再进行加工，镀层厚度是通过电镀工艺来控制的，工件镀层后的尺寸是间接获得的，所以镀层厚度是组成环，而工件镀后尺寸才是封闭环。下一页上一页返回任务４表面处理的工艺尺寸链计算任务实施一、找出封闭环分析偏心轴简图及其加工工艺过程可知，Ａ外圆精磨后获得尺寸Ｄ０，并间接获得渗碳层深度，所以尺寸ｈ０是封闭环。二、绘制尺寸链简图（１）尺寸Ｄ０、Ｄ和ｈ均在加工过程中直接获得，并且它们的变化会导致封闭环ｈ０的变化，所以它们均为尺寸链的组成环。下一页上一页返回任务４表面处理的工艺尺寸链计算（２）从封闭环ｈ０开始，向前查找，先是磨削后轴的尺寸Ｄ０／２，再向前是磨削前轴的尺寸Ｄ／２和渗碳层深度尺寸ｈ，尺寸ｈ和封闭环最终形成封闭图形，如图３-２１所示。三、判别增减环根据增、减环的定义来判别各环的增减性。从图３-２１（ｃ）可以看出，环Ｄ０／２和环ｈ增大（或减小），封闭环ｈ随之增大（或减小），所以是增环；而环Ｄ０／２增大（或减小），封闭环ｈ则随之减小（或增大），所以是减环。下一页上一页返回任务４表面处理的工艺尺寸链计算四、计算ｈ尺寸１.ｈ的基本尺寸将各环的基本尺寸分别代入式（３-１）得０.５＝（１９＋ｈ）－１９.２即Ｘ＝０.７ｍｍ。２.ｈ的上偏差将各环的偏差分别代入式（３-４）得０.３＝（０＋ＥＳｈ）－（－０.０６）ＥＳｈ＝０.２４ｍｍ。３.ｈ的下偏差将各环的偏差分别代入式（３-５）得０＝（－０.００８＋ＥＩｈ）－０即ＥＩｈ＝０.００８ｍｍ。上一页返回图３-１零件图和局部装配图返回图３-１零件图和局部装配图返回图３-１零件图和局部装配图返回图３-２工艺尺寸链简图返回图３-２工艺尺寸链简图返回图３-６箱体零件图及尺寸返回图３-９定位块尺寸链简图返回图３-１０单向箭头循环图返回图３-１４传动轴断面图及其

加工工艺过程返回图３-１６传动轴尺寸链简图

绘制过程返回图３-１７单向箭头循环图返回图３-２０偏心轴简图及其加

工工艺过程

返回图３-２１偏心轴尺寸链简图的

绘制过程

返回返回模块四轴类零件机械加工工艺编制任务１分析轴类零件的技术资料任务２确定轴类零件的生产类型任务３确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法任务４选择轴类零件的定位基准和加工装备任务５拟定轴类零件的工艺路线任务６设计轴类零件的加工工序任务７填写轴类零件的机械加工工艺文件任务１分析轴类零件的技术资料教学目标能看懂轴类零件的零件图和装配图。明确轴类零件在产品中的作用，找出其主要技术要求。确定轴类零件的加工关键表面。任务引入通过分析传动轴的技术资料，能看懂传动轴的零件图和装配图，明确传动轴在产品中的作用，找出其主要技术要求，确定传动轴的加工关键表面，从而学习轴类零件技术资料的分析方法。下一页返回任务１分析轴类零件的技术资料相关知识一、轴类零件的功用轴类零件主要用于支承传动零部件（齿轮、带轮等），传递扭矩和承受载荷以及保证装在轴上零件的回转精度等。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴等，如

图４-３所示。二、轴类零件的结构特点常见轴类零件的基本形状是阶梯状的回转体，其长度大于直径，主体由多段不同直径的回转体组成。轴上一般有轴颈、轴肩、键槽、螺纹、挡圈槽、销孔、内孔、螺纹孔等要素，以及中心孔、退刀槽、倒角、圆角等机械加工工艺结构。下一页上一页返回任务１分析轴类零件的技术资料三、轴类零件的材料轴类零件的制造材料一般多为碳钢，其中４５号优质碳素钢最常用。不重要或受力较小的轴，可采用Ｑ２３５-Ａ等普通碳素钢。外形复杂的轴一般采用高强度铸铁或球墨铸铁。任务实施一、看懂传动轴的结构形状（１）如图４-１，零件图采用了主视图和移出断面图表达其形状结构。从主视图可以看出，主体由四段不同直径的回转体组成，有轴颈、轴肩、键槽、挡圈槽、倒角、圆角等结构，由此可以想象出传动轴的结构形状，如图４-４所示。上一页返回任务２确定轴类零件的生产类型教学目标掌握轴类零件生产纲领的计算方法。掌握轴类零件生产类型及其工艺特征的确定方法。任务引入通过计算传动轴的生产纲领、确定传动轴的生产类型及其工艺特征图，学习轴类零件生产纲领的计算方法、生产类型及其工艺特征的确定方法。下一页返回任务２确定轴类零件的生产类型相关知识一、产品的生产纲领（１）产品的生产纲领是指企业在一年的计划期内应当生产的产品产量和进度计划。零件的生产纲领是指该零件（包括备品和废品在内）的年生产总量。（２）零件的产量和产品的产量不一定相同。每台产品中相同零件的数量可能不止一件，所以在中批生产产品的企业，也有可能有大批生产零件的车间。（３）零件的生产纲领按下式计算：下一页上一页返回任务２确定轴类零件的生产类型（４）零件生产类型的确定，主要取决于产品的生产纲领，但也要考虑零件质量的大小和结构的复杂程度。轻型和重型的零件、结构简单和结构复杂的零件，它们的加工难度和工艺技术都有很大差别。（５）不同生产类型的零件，其加工过程、加工设备和工艺装备等都有很大差别。各种机加工生产类型的生产纲领及工艺特点见附表２《机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点》。下一页上一页返回任务２确定轴类零件的生产类型二、各种生产类型的工艺特征（１）各种生产类型具有不同的工艺特征。成批生产的覆盖面比较大，其特征比较分散。其中，小批生产接近于单件生产，大批生产接近于大量生产，所以通常按照单件小批生产、中批生产和大批大量生产来划分生产类型。各种生产类型下的工艺特点见附录中的附表２和附表３。（２）随着科学技术的发展和市场需求的变化，生产类型的划分正在发生深刻的变化，传统的大批大量生产，往往不能很好地适应市场对产品及时更新换代的需要，多品种的中、小批量生产的比重逐渐上升，需要大量应用成组技术和现代制造技术。下一页上一页返回任务２确定轴类零件的生产类型任务实施一、计算传动轴的生产纲领根据任务书知：（１）产品的生产纲领Ｑ＝１５０台／年；（２）每台产品中传动轴的数量ｎ＝１件／台；（３）传动轴的备品百分率ａ＝５％；（４）传动轴的废品百分率ｂ＝０.５％；传动轴的生产纲领计算如下：下一页上一页返回任务２确定轴类零件的生产类型二、确定传动轴的生产类型及其工艺特征传动轴属于中型机械类零件。根据生产纲领（１５８件／年）及零件类型（中型机械），由附表２《机加工工作各种生产类型的生产纲领及工艺特点》可查出，传动轴的生产类型为小批生产，工艺特征见表４-２。上一页返回任务３确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法教学目标掌握轴类零件毛坯的类型及其制造方法的选择。掌握轴类零件毛坯的机械加工余量的估算方法。掌握轴类零件的毛坯简图的绘制方法。任务引入通过选择传动轴毛坯的类型及其制造方法，估算传动轴毛坯的机械加工余量、绘制传动轴的毛坯简图，学习轴类零件毛坯的类型及其制造方法的选择，以及轴类零件毛坯的机械加工余量的估算方法、毛坯简图的绘制方法。下一页返回任务３确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法相关知识（１）毛坯的种类和制造方法主要与零件的使用要求和生产类型有关。（２）轴类零件最常用的毛坯是锻件与圆棒料，只有结构复杂的大型轴类零件（如曲轴）才采用铸件。（３）锻造后的毛坯，能改善金属的内部组织，提高其抗拉、抗弯等机械性能。同时，因锻件的形状和尺寸与零件相近，因此可以节约材料，减少切削加工的劳动量，降低生产成本。所以比较重要的轴或直径相差较大的阶梯轴时，大都采用锻件。下一页上一页返回任务３确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法（４）对不重要的光轴或直径相差不大的阶梯轴，一般以圆棒料为主。（５）锻件的制造方法有自由锻、模锻等。不同的毛坯制造方法，其生产率和成本都不相同。在选择锻件的制造方法时，并非是制造精度越高就越好，而是需要综合考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到零件制造总成本最低的目的。（６）当生产批量较小、毛坯精度要求较低时，锻件一般采用自由锻造法生产。由于不用制造锻造模型，使用工具简单、通用性较大，生产准备周期短，灵活性大，所以应用较为广泛，特别适用于单件和小批生产。（７）当生产批量较大、毛坯精度要求较高时，锻件一般采用模锻法生产。模锻锻件尺寸准确，加工余量小，生产率高。因需配备锻模和相应的模锻设备，一次性投入费用较高，所以适用于较大批量的生产，而且生产批量越大，成本就越低。下一页上一页返回任务３确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法任务实施一、选择传动轴毛坯类型及其制造方法根据传动轴的制造材料（４５钢），查附表５《常用毛坯类型》可确定，毛坯类型可采用型材或锻件，传动轴毛坯选用锻件，而采用自由锻造法来制造。二、绘制传动轴毛坯简图１确定传动轴毛坯的余量根据附表８《自由锻件机械加工余量计算公式》中阶梯轴的自由锻造机械加工余量计算公式（Ｄ＜６５ｍｍ时，按６５ｍｍ计算，Ｌ＜３００ｍｍ时，按３００ｍｍ计算），传动轴锻件余量计算如下：下一页上一页返回任务３确定轴类零件的毛坯类型及其制造方法传动轴毛坯的余量取整数７ｍｍ。２绘制传动轴毛坯简图传动轴毛坯简图的绘制方法和步骤如表４-３。上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备教学目标掌握轴类零件的精基准和夹紧方案的选择的方法。掌握轴类零件的粗基准和夹紧方案的选择的方法。掌握传动轴加工装备的选择方法。相关知识下一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备一、轴类零件精基准的选择（１）零件已加工的表面作为定位基准，这种基准称为精基准。合理地选择定位精基准是保证零件加工精度的关键。（２）选择精基准应先根据零件关键表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同时还要考虑所选基准的装夹是否稳定可靠、操作方便。（３）选定精基准所用的夹具结构是否简单。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备（４）精基准的选择原则：①基准重合原则。尽量选择设计基准作为精基准，避免基准不重合而引起的定位误差。②基准统一原则。尽量选择多个加工表面共享的定位基准面作为精基准，以保证各加工面的相互位置精度，避免误差，简化夹具的设计和制造。③自为基准原则。精加工或光整加工工序应尽量选择加工表面本身作为精基准，该表面与其他表面的位置精度则由先行工序保证。④互为基准原则。当两个表面相互位置精度以及各自的形状和尺寸精度都要求很高时，可以采取互为基准原则，反复多次地进行加工。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备（５）在选择基准时不能同时遵循各选择原则（甚至相互矛盾）时，应根据具体情况具体分析，以保证关键表面为主，兼顾次要表面的加工精度。（６）轴类零件的精基准：

①轴类零件的加工，多以轴两端的中心孔作为定位精基准。因为轴的设计基准是中心线，这样既符合基准重合原则，又符合基准统一原则，还能在一次装夹中最大限度地完成多个外圆及端面的加工，易于保证各轴颈间的同轴度以及端面的垂直度。

②当不能用两端中心孔定位（如带内孔的轴）时，可采用外圆表面或外圆表面和一端孔口作为精基准。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备二、轴类零件粗基准的选择（１）以毛坯表面作为定位基准，称为粗基准。（２）粗基准选择要考虑下列原则：

①选用的粗基准必须便于加工精基准，以尽快获得精基准。

②粗基准应选用面积较大，平整光洁，无浇口、冒口、飞边等缺陷的表面，这样工件的定位才稳定可靠。

③当有多个不加工表面时，应选择与加工表面位置精度要求较高的表面作为粗基准。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备④当工件的加工表面与某不加工表面之间有相互位置精度要求时，应选择该不加工表面作为粗基准。

⑤当工件的某重要表面要求加工余量均匀时，应选择该表面作为粗基准。

⑥粗基准在同一尺寸方向上应只使用一次。（３）轴类零件的粗加工，可选择外圆表面作为定位粗基准，以此定位加工两端面和中心孔，为后续工序准备精基准。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备三、轴类零件加工装备的选择１机床夹具的分类（１）通用夹具：指尺寸已经系列化、形状已经标准化、无需调整或稍加调整就可用于装夹不同工件的夹具，如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、平口钳、回转工作台、分度头、电磁吸盘、中心架、跟刀架和顶尖等。这类夹具一般由机床制造厂以机床附件的形式提供给用户，也可在市场采购或向专业制造厂定购。其最大特点是通用性好，生产准备周期短，但定位夹紧过程费时费力，一般效率较低，所以主要用于单件、小批量生产。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备（２）专用夹具：专门为某一工件的一道工序加工而设计制造的夹具。其结构紧凑，操作方便，生产效率高。主要用于产品固定的大批大量生产，但设计、制造的费用高，周期长。（３）组合夹具：是指由一套大部分通用的元件和部件组合而成的夹具。这种夹具进行拆卸或重新组装后，可加工不同的工件，具有生产周期短、专用夹具的品种和数量少的优点。适用于新产品的试制及多品种、小批量的生产。２.车床常用夹具及夹紧方法车床常用夹具及夹紧方法见表４-４。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备３车床常用夹具的特点工件的装夹方法大体上可分为卡盘装夹、顶尖装夹、传动轴装夹三种。（１）卡盘装夹卡盘的种类主要有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘和花盘等。①三爪自定心卡盘。图４-６所示的三爪自定心卡盘能自动定心，装夹方便，应用广泛。但它的夹紧力较小，且不便于夹持外形不规则的工件。主要适用于装夹轴类、盘套类零件。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备（２）顶尖装夹双顶尖装夹见表４-４，适于较长的轴类工件（４＜长径比＜１５）。加工细长轴（长径比＞１５）时，为减小工件振动和弯曲变形，常用跟刀架或中心架作辅助支承，以增加工件的刚性，表４-４所示为最常用的车削装夹方法。（３）传动轴装夹对于以孔为定位基准的盘套类工件，可采用传动轴装夹，因其易于保证外圆、端面和内孔之间的位置精度，图４-９所示，为常用的圆柱传动轴和花键传动轴。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备任务实施一、选择传动轴的精基准和夹紧方案根据基准重合原则，考虑选择传动轴的轴线作为定位精基准是最理想的，即采用两端中心孔作为精基准，如图４-１０所示。二、选择传动轴的粗基准和夹紧方案选择毛坯φ５１外圆作为粗基准，能方便地加工两端面和中心孔，可以尽快获得精基准，如图４-１１所示。下一页上一页返回任务４选择轴类零件的定位基准和

加工装备三、选择传动轴的加工装备根据传动轴的工艺特性，加工设备采用通用机床，即普通车床、立式铣床、万能磨床。工艺装备采用通用夹具（三爪卡盘及顶尖）、通用刀具（标准车刀、键槽铣刀、砂轮等）、通用量具（游标卡尺、外径千分尺等）。上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线教学目标掌握选择轴类零件各表面的加工方法。掌握初步拟定轴类零件机械加工工艺路线的方法。任务引入通过选择传动轴表面的加工方法以及初步确定传动轴机械加工工艺路线，学习选择轴类零件的加工方法，以及轴类零件机械加工工艺路线的拟定方法。下一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线相关知识一、轴类零件表面常用的加工方法１轴类零件外圆的加工方法（１）车削加工车削加工是轴类零件外圆的主要加工方法。根据生产批量不同，可在卧式车床、多刀半自动车床或仿形车床上进行。轴类零件外圆车削的工艺范围很广，根据毛坯的类型、制造精度以及轴的最终精度要求不同，可采用粗车、半精车、精车和细车等不同的加工阶段。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线（２）磨削加工磨削加工是轴类零件外圆精加工的主要方法。它既能加工淬火零件，也能加工非淬火零件。通过磨削加工能有效地提高轴类零件，尤其是淬硬件的加工质量。磨削加工可以达到的经济精度为ＩＴ６级，表面粗糙度Ｒａ可达到０.３２μｍ～１.２５μｍ。根据不同的精度和表面质量要求，磨削可分为粗磨、精磨、细磨和镜面磨削等。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线２轴类零件键槽的加工方法键槽是轴类零件上常见的结构，其中以普通平键应用最为广泛，通常在普通立式铣床上用键槽铣刀加工。键槽一般都放在外圆精车或粗磨之后、精加工之前进行。如果安排在精车之前铣键槽，在精车时由于断续切削而产生振动，既影响加工质量，又容易损坏刀具。另一方面，键槽的尺寸也较难控制。如果安排在主要表面的精加工之后，则会破坏主要表面的已有精度。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线二、加工阶段的划分（１）加工阶段按加工性质和作用的不同可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。（２）划分加工阶段的作用①避免加工残余应力释放过程中引起工件的变形。②避免粗加工时较大的夹紧力和切削力所引起的变形对精加工的影响。③及时发现毛坯的缺陷，避免不必要的损失。④便于精密机床长期保持精度。⑤热处理工序的安排要求。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线三、切削加工顺序的安排原则（１）按“先基面、后其他”的顺序，先加工基准表面，后加工其他表面。（２）按“先主后次、先粗后精”的原则，先加工主要表面（指装配基面、工作表面等），后加工次要表面（指沉孔、螺孔等），先安排粗加工工序，后安排半精加工、精加工工序。（３）对于与主要表面有位置要求的次要表面，应安排在主要表面加工之后再加工。（４）除各工序操作者自检外，零件全部加工结束之后应单独安排检验工序。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线四、中心孔的应用与加工（１）中心孔的形式与应用范围见附表２２《常见中心孔形式与应用范围》，选用按附表２３《中心孔的尺寸及其选用》。（２）车床上常用加工中心孔的方法见附表２４《车床上常用加工中心孔的方法》。（３）两端中心孔（或两端孔口６０°倒角）作为工件车削和磨削加工的定位基准，其误差会直接影响工件的加工精度。中心孔误差如图４-１２所示。（４）中心孔在使用过程中的磨损及热处理后产生的变形都会影响加工精度。因此，在热处理之后、精加工之前，应安排研修中心孔工序，以消除误差。中心孔的研修方法如图４-１３和表４-５所示。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线任务实施一、确定各表面的加工方法根据加工表面的精度和表面粗糙度要求，查附表１０《外圆表面加工方案》可得各加工表面的加工方案，详见表４-６。下一页上一页返回任务５拟定轴类零件的工艺路线二、初步拟定传动轴机械加工工艺路线１划分加工阶段根据以上相关知识和分析可知，传动轴主要表面的加工可划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。２安排加工顺序根据机械加工的安排原则，先安排基准和主要表面的粗加工，然后再安排基准和主要表面的精加工。先以φ５１作为基准粗加工两端中心孔（精基准），加工两端中心孔前需车平两端面。３初步拟定工艺路线上一页返回任务６设计轴类零件的加工工序教学目标掌握轴类零件工序加工余量及尺寸的确定方法。掌握轴类零件工序加工时定额的计算方法。任务引入通过具体确定传动轴各工序加工余量及工序尺寸，来计算传动轴各工序工时的定额，学习轴类零件工序尺寸及其公差的确定方法，以及工时定额的计算方法。相关知识一、时间定额的概念时间定额是在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量和人员编制、规划生产面积的重要依据。下一页返回任务６设计轴类零件的加工工序二、时间定额及其组成时间定额由以下几部分组成。１基本时间直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系的时间。２辅助时间为配合基本加工工作完成各种辅助动作所消耗的时间。确定辅助时间的方法与零件生产类型有关。基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。３布置工作地时间为使加工正常进行，照管工作地所消耗的时间，称为布置工作地时间，又称工作地点服务时间，一般按作业时间的２％～７％估算。下一页上一页返回任务６设计轴类零件的加工工序４休息和生理需要的时间工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间，一般按作业时间的２％估算。５准备与终结时间工人为生产一批工件而进行准备和结束工作所消耗的时间。三、时间定额的制定方法１经验估算法工时定额员和工人根据经验对产品工时定额进行估算的一种方法，主要应用于新产品试制。２统计分析法对多人生产同一种产品测出的数据进行统计，计算出最优数、平均达到数、平均先进数，并以平均先进数为工时定额的一种方法，主要应用于大批、重复生产的产品工时定额的修订。下一页上一页返回任务６设计轴类零件的加工工序３类比法主要于有可比性的系列产品。４技术定额法分为实测法和计算法两种，是目前最常用的方法。任务实施一、确定传动轴各工序加工余量及工序尺寸传动轴的加工过程、各工序尺寸及其公差、毛坯尺寸见表４９，并如图４-１４所示。下一页上一页返回任务６设计轴类零件的加工工序二、计算传动轴各工序工时定额因传动轴为小批生产，因此可以采用经验估算法计算各工序的工时定额。主要利用经过实践而积累的统计数据及进行部分计算来确定，计算结果见表４-１０。在实际生产中，时间定额需要不断修正。上一页返回任务７填写轴类零件的机械

加工工艺文件教学目标¤掌握轴类零件工序加工余量及尺寸的确定方法。¤掌握轴类零件工时定额的计算方法。任务引入通过具体填写传动轴机械加工工艺过程卡片，来掌握机械加工工艺文件的填写方法及要求。下一页返回任务７填写轴类零件的机械

加工工艺文件任务实施根据上述任务结果，按机械加工工艺文件中各栏的填写要求，详细填写传动轴《机械加工工艺过程卡片》。因传动轴的生产类型是小批生产，故只需编制机械加工工艺过程卡片，但过程卡片的编制内容比只有较详细，才能用于指导生产，完成填写的传动轴机械加工工艺卡片见表４-１２。上一页返回表４-２传动轴的生产纲领和生产类型返回表４-３传动轴毛坯简图的绘制方法

和步骤返回表４-４常用的车削装夹方法返回下一页表４-４常用的车削装夹方法返回上一页表４-４常用的车削装夹方法返回下一页表４-４常用的车削装夹方法返回上一页表４-５中心孔的研修方法返回表４-６各加工表面的加工方案返回表４-９各工序加工余量及工序尺寸返回表４-１０传动轴各工序时间估算表返回表4-12传动轴机械加工工艺过程卡片返回图４-３典型轴类零件返回图４-１传动轴零件图返回图４-４传动轴立体图返回图４-６三爪自定心卡盘返回图４-９圆柱传动轴和花键传动轴返回图４-１０传动轴精基准返回图４-１１传动轴粗基准返回图４-１２中心孔误差返回图４-１３中心孔研修返回图４-１４传动轴的加工过程返回模块五盖类零件机械加工工艺编制任务１分析盖类零件的技术资料任务２确定盖类零件的生产类型任务３确定盖类零件的毛坯类型及其制造方法任务４选择盖类零件的定位基准和加工装备任务５拟定盖类零件工艺路线任务６设计盖类零件加工工序任务７填写盖类零件的机械加工工艺文件任务１分析盖类零件的技术资料教学目标能看懂盖类零件的零件图和装配图。明确盖类零件在产品中的作用，找出其主要技术要求。确定盖类零件的加工关键表面。任务引入通过分析主轴承盖的技术资料，能看懂主轴承盖的零件图和装配图，明确主轴承盖在产品中的作用，找出其主要技术要求，确定主轴承盖的加工关键表面，从而学习盖类零件技术资料的分析方法。下一页返回任务１分析盖类零件的技术资料相关知识一、盖类零件的功用盖类零件如图５-３所示。盖类零件主要起支承、轴向定位、密封和防尘等作用。一般零件有端盖、支承盖、法兰盘等，如图５-３所示。通常外圆柱面安装在箱体孔上，内孔则用于支承轴或轴承。下一页上一页返回任务１分析盖类零件的技术资料二、盖类零件的结构形状特点盖类零件的基本形状多为扁平的圆形或方形盘状结构，轴向尺寸相对于径向尺寸小很多，如图５-４所示。常见的零件主体一般由多个同轴的回转体，或由一正方体与几个同轴的回转体组成；在主体上常有沿圆周方向均匀分布的凸缘、肋条、光孔或螺纹孔、销孔等局部结构；常用作端盖、齿轮、带轮、链轮、压盖等，制造材料一般多为灰铸铁。下一页上一页返回任务１分析盖类零件的技术资料任务实施一、分析主轴承盖的结构形状（１）主轴承盖零件图采用了主视图和左视图表达其结构。其中，主视图为旋转剖切的全剖视图，主要表达零件的内部结构和各表面的轴向相对位置。左视图主要表达零件的外形轮廓，主体上凸缘、沉孔、肋条的分布情况。此外，主视图还采用重