1、 為了使零件的機械加工過程滿足“優質、高效、低消耗”的要求，首先要制訂合理的零件機械加工工藝規程，然后按照這一工藝規程對零件進行加工。 本章討論的主要內容是制定機械加工工藝規程的基本原理和方法。一、生產過程一、生產過程 生產過程生產過程是指將原材料轉變為成品的全過程。它包括：原材料、半成品、成品的運輸和保管；生產和技術準備工作；毛坯制造；零件的機械加工、熱處理、表面處理；產品的裝配、調試以及油漆、包裝等。二、工藝過程二、工藝過程 是指生產過程中直接改變原材料（或毛坯）的形狀尺寸、材料性能、零件相對位置及產品外觀，使之變為成品的過程。它包括毛坯制造、機械加工、熱處理和裝配等。 機械加工工藝過程

2、用機械加工的方法，直接改變原材料或毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使之變為合格零件的過程，又稱為工藝流程。 裝配工藝過程：零件裝配成部件或產品的過程。 1. 工藝過程的組成 機械加工工藝過程是由一個或若干順序排列的工序組成的，毛坯依次通過這些工序轉變為成品。 將工藝過程分為如下幾個組成部分。（1 1）工序）工序 一個（或一組）工人，在一臺機床一臺機床（或同一個工作地點），對一個（或同時對幾個）工件所連續連續完成的那部分工藝過程稱為一個工序。 通常把產品或零部件在生產過程中，僅列出由毛坯準備到成品包裝入庫，經過的各個工序的先后順序的名稱的簡略工藝過程，稱為工藝路線。 劃分工序的重要依據重要依據是工作

3、地點是否變動。另一個依據是取決于對一個零件的加工是否連續進行。 例如，圖示的零件，在小批量生產條件下，其加工工藝過程如下表所示。工序號工序名稱加工設備（工作地點）10下料鋸床20車端面、鉆中心孔、車外圓車床30銑鍵槽立式銑床40磨外圓磨床50去毛刺鉗工臺 在大批量生產條件下，上述工藝過程中的20工序就可能被拆分為兩個工序，一個工序為車一側端面、鉆中心孔、車一側外圓；另一個工序為調頭車另一側端面、鉆中心孔、車另一側外圓。階梯軸加工工藝過程（小批量生產） （2 2）工步）工步 被加工的表面切削刀具、切削用量中的轉速和進給量均保持不變的情況下所完成的那部分工序內容，稱為工步工步。 有時，為了提高生產

4、率，常用幾把刀具（或復合刀具）同時加工幾個表面，這種工步稱為復合工步復合工步。 如果有幾個完全相同的加工表面，所用刀具及切削用量也不變，連續加工時，習慣上也將它們視為一個工步，如圖所示。 （3 3）走刀）走刀 有些表面由于余量太大，或由于其他原因，需要在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對它進行多次切削加工，刀具對工件的每一次切削稱之為一次走刀，如圖所示。 （4 4）安裝）安裝 工件在機床或夾具中定位并夾緊的過程稱為安裝。 在一道工序中，可能有一次也可有多次裝夾。如上表中的20工序，就要進行兩次裝夾，先裝夾工件的一端，車端面、鉆中心孔、車一部分外圓，再調頭裝夾，加工其余部分。 在同一道工序中應

5、盡可能減少裝夾次數。 （5 5）工位）工位 為減少工序中的裝夾次數，常采用回轉工作臺或轉位夾具，使工件在一次安裝中，可經過機床上若干個位置依次進行加工，工件在機床上所占據每一個位置上所完成的那部分工序內容，稱為一個工位，如圖所示。 2. 生產類型對工藝過程的影響 生產類型生產類型是指企業（或車間、工段、班組、工作地）生產專業化程度的分類，亦即生產規模。 生產類型的劃分可按照生產綱領劃分，產品的生生產綱領產綱領就是產品的年生產量。 根據生產綱領，一般把生產類型分為： 單件生產 單個的生產不同結構和不同尺寸的產品，并且很少重復。 成批生產 成批生產的特點是一年中分批輪流地制造幾種不同的產品，每種產

6、品均有一定的數量（稱為批量），工作地的加工對象周期性地重復。如機床、電機等的制造通常屬于成批生產。根據批量的大小，又可將批量生產細分為：小批量生產、中批量生產和大批量生產。 大量生產 產品數量很大，大多數工作地點經常重復地進行某一零件的某一道工序的加工。 生產類型不同，其工藝過程的特點也不盡相同。各類生產類型的工藝過程特點如下表所示。 生產類型工藝特點單件生產成批生產大量生產工件的互換性一般是配對制造，沒有互換性，廣泛用鉗工修配。大部分有互換性，少數用鉗工修配。全部有互換性。某些精度較高的配合件用分組選擇裝配法。毛坯的制造方法及加工余量鑄件用木模手工造型；鍛件用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大。

7、部分鑄件用金屬模；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等。鑄件廣泛采用金屬模機器造型，鍛件廣泛采用模鍛，以及其他高生產率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。機床設備通用機床。采用部分通用機床、部分專用機床。數控機床、加工中心。專用生產線、自動生產線、柔性制造生產線或數控機床。夾具多用標準附件，極少采用夾具，靠劃線及試切法達到精度要求。廣泛采用夾具或組合夾具，部分靠加工中心一次安裝。廣泛采用高生產率夾具，靠夾具及調整法達到精度要求。刀具與量具采用通用刀具和萬能量具。 較多采用專用刀具及專用量具或三座標測量機。廣泛采用高生產率刀具和量具，對工人的要求需要技術熟練的工人。需要一定熟練程度的工

8、人和編程技術人員。對操作工人的技術要求較低，對生產線維護人員和調整人員要求有高的素質。工藝規程有簡單的工藝路線卡。有工藝規程，對關鍵零件有詳細的工藝規程。有詳細的工藝規程。 工藝規程工藝規程：把零件加工的全部工藝過程按一定格式寫成的書面文件稱為工藝規程。 工藝規程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術要求，工藝裝備及工藝措施，切削用量及工時定額等。一、工藝規程的格式一、工藝規程的格式 生產中應用的工藝規程有多種形式，它的詳簡程度也有很大的差異，視零件的復雜程度和生產類型而定。 常用的工藝規程格式有：工藝過程工藝過程綜合綜合卡片（簡稱過程卡片（簡稱過程卡）、機械加工工藝卡片、機械加工工序

9、卡和檢驗卡片等。卡）、機械加工工藝卡片、機械加工工序卡和檢驗卡片等。 （1 1）工藝過程綜合卡片）工藝過程綜合卡片 它是以工序為單位，簡要地表明一個零件全部加工過程的卡片。卡片上主要規定了零件加工的工藝路線，按工藝過程順序列出全部工序的名稱和內容，在每個工序中都說明了應使用的機床設備和工藝裝備以及工時定額等（如表5.4，P128所示）。 在單件小批生產中一般只使用此卡。 （2 2）機械加工工藝卡片）機械加工工藝卡片 它以工序為單位，詳細說明零件的機械加工工藝過程（見表5.3，P128）。包括各道工序的具體內容及要求，零件的主要加工表面及其精度和表面粗糙度的要求，切削用量、設備和工裝等。它是用來

10、指導操作工人進行生產，幫助車間干部和技術人員掌握整個零件加工過程的一種最主要的文件之一。 在成批生產中多采用此卡，單件小批生產中關鍵件和復雜件多采用此卡。 （3 3）機械加工工序卡）機械加工工序卡 它是根據工藝卡片為每一道工序制訂的一種工藝文件（見表5.5，P129） ，主要用來具體指導操作工人如何進行加工。該卡片中附有工序簡圖，并詳細記載了該工序加工所需要的資料，如定位基準選擇、工件安裝方法、工序尺寸及公差，所使用的機床、刀具、量具以及切削用量和工時定額等內容。 工序簡圖：用在機械加工工序卡中，表示該工序定位基準面、夾緊位置、加工表面、工序尺寸及公差、技術要求等內容的圖形。 多用于大批大量或

11、成批生產中比較重要的零件。二、制定工藝規程的原則和工藝規程的作用 1、制定工藝規程的總原則 在一定的生產條件下，以最快的速度，最少的工作量和最低的成本，安全可靠的加工出符合零件圖紙要求的工件。即遵循“優質、高效、低消耗優質、高效、低消耗”的三大原則。 總之，制定工藝規程時，既要注意技術上的先進性，以保證產品質量，又要結合具體生產條件，選擇經濟上最合理的方案，以保證較高的經濟效益。 2 2、工藝規程的作用（1 1）它是組織生產和管理生產的重要依據）它是組織生產和管理生產的重要依據 （2 2）它是指導生產實施的技術文件）它是指導生產實施的技術文件（3 3）它是新建和擴建工廠的基本資料）它是新建和擴

12、建工廠的基本資料 零件的機械加工工藝規程用于生產前的生產準備、生產中的生產指揮及生產后的檢驗。 三、工藝規程設計的步驟 1. 1. 了解被加工零件的功用及其性能要求，進行工藝審查了解被加工零件的功用及其性能要求，進行工藝審查（1 1）審查各項技術要求是否合理）審查各項技術要求是否合理 （2 2）審查材料選用是否合理）審查材料選用是否合理 從經濟角度考慮，在滿足零件功能的前提下，應盡量選用價廉的材料，以降低產品的成本。材料的選用還應立足于國內，盡量采用來源充足的材料，不得濫用貴重金屬。 從工藝上考慮從工藝上考慮，選用的材料不應引起制造的困難。如下圖所示的銷釘，方頭部位要求淬硬至HRC58，2小孔

13、要求裝配時配作。原設計采用T8A材料，因零件很小，總長只有15mm，當頭部淬火時，勢必使銷釘全部淬硬，致使2小孔無法配作，故原材料選用不合理。若改用20鋼，頭部采用局部滲碳淬火法，就可很好地避免上述工藝上的困難。 （3 3）工藝上對零件結）工藝上對零件結構是否需提出特殊要求構是否需提出特殊要求 有些零件結構上沒有可作為定位基準用的恰當表面，為便于加工制作，這時就必須在工件上設置或加工出必要的定位基面，稱為輔助基輔助基準準，例如圖所示車床小刀架的工藝搭子等。 （4 4）審查零件的結構工藝性）審查零件的結構工藝性 所謂結構工藝性就是指零件的結構是否便于加工、裝配和維修。它不僅關系到零件的加工、裝配

14、和維修的難易程度，而且也關系到產品質量、生產率和成本的高低。 零件的結構工藝性常需考慮的幾個方面： 盡量減少加工面，節省工時，減少動力消耗。 尺寸應盡量規格化、標準化。 盡量減少調整、安裝、走刀次數。 保證刀具正常工作、加工方便（應具有必要的退刀槽、工作空間等）。 結構應與生產類型、設備條件相適應。 零件結構應便于裝拆。結構工藝性分析，見下表示例。 2. 2. 根據零件的生產綱領確定零件的生產類型根據零件的生產綱領確定零件的生產類型 零件的生產綱領可按下式進行計算：(1)(1)NN n零式中：N零零件的生產綱領（件/年）； N產品的生產綱領（臺/年）； n每臺產品中包含該零件的件數（件/臺）；

15、 該零件的備品率； 該零件的廢品率。 生產類型將直接影響生產的組織形式和工藝規程的設計。生產類型重型機械（W2000kg）中型機械（W=1002000kg）輕型機械（W100kg）單件生產520100小批生產51010200100500中批生產1002002005005005000大批生產50010005005000500050000大量生產10005000500003. 3. 確定毛坯種類確定毛坯種類 機械制造所用的毛坯主要有以下幾種： （1）鑄件 用于鑄造形狀復雜的零件毛坯，依據零件產量和精度要求可以采用不同的鑄造方法。鑄件的機械性能較低。 （2）鍛件 適用于形狀簡單，對強度有一定要求的零

16、件，因為經過鍛造的零件，材料的纖維組織連續合理分布，其強度較高，機械性能良好。 （3）焊接件 將鋼或型鋼焊成所需要的結構，制造簡便，生產周期短，適用于機架、機座等大件焊接，但焊接變形大，抗振性差，焊后必須進行熱處理。 （4）型材 通常按截面形狀分類：圓鋼、方鋼、角鋼、槽鋼等。有熱軋料和冷拉料兩種。熱軋型材的精度低，為IT15IT16，冷拉料精度高，為IT9IT12，但直徑小，價格貴。 （5）工程塑料 尺寸精度高，形狀可以很復雜，但機械性能差。 （6）其它新型材料 如碳纖維復合材料、粉末冶金材料等。選擇毛坯種類和制造方法時，需考慮下列因素：選擇毛坯種類和制造方法時，需考慮下列因素： 零件的材料及

17、其機械性能的要求。 零件的結構形狀和外形尺寸。 生產類型。對大批大量生產，宜采用精度高的毛坯制造方法，以降低材料消耗和加工工時，可有效地降低加工成本。在單件小批生產中，常采用木模手工砂型鑄造和自由鍛造，毛坯精度較低。 毛坯生產車間的生產條件。4.4.擬定零件加工的工藝路線擬定零件加工的工藝路線 擬定工藝路線應制訂出零件由粗加工到精加工的全部加工工序，其主要內容包括：選擇定位基準和定位夾緊方式。選擇表面加工方法（銑、車、磨等）。劃分加工階段（粗半精精光整），以及確定工序的集中與分散。安排切削加工、熱處理、檢驗和輔助工序的順序。這是最關鍵的一步，一般需提出幾個工藝方案作詳細比較，確定最合理的方案。

18、 5 5確定各工序所采用的設備、工藝裝備和輔助工具確定各工序所采用的設備、工藝裝備和輔助工具 選擇機床設備的原則選擇機床設備的原則是：機床規格與零件外形尺寸相適應。機床精度與該工序應達到的精度相適應。機床的生產率與零件的生產類型相適應。機床品種與車間現有設備條件相適應。 采用設備中如果需要改裝某一設備或設計專用機床，或者需要采用專用工裝，則應提出設計任務書，列出與加工工序內容有關的參數。 6.6.計算工序間的加工余量、工序尺寸和公差，繪制工序簡圖計算工序間的加工余量、工序尺寸和公差，繪制工序簡圖 7. 7. 確定各工序的切削用量及工時定額確定各工序的切削用量及工時定額 工時定額目前主要是按實踐

19、經驗確定的，也可以根據切削用量手冊、工時定額手冊等提供的統計資料估算而定。 8. 8. 確定各主要工序的技術檢驗要求及檢驗方法確定各主要工序的技術檢驗要求及檢驗方法 9. 9. 技術經濟分析技術經濟分析 1010編寫工藝文件，對不同的生產類型，填不同的工藝卡片編寫工藝文件，對不同的生產類型，填不同的工藝卡片 基準基準：用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面稱為基準。一、基準的分類 根據基準的功用不同，基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 1. 1. 設計基準設計基準 設計基準是在設計圖樣上所采用的基準，如下圖所示。 2. 2. 工藝基準工藝基準 工藝基準是指在工藝過程中所采

20、用的基準。按其作用不同工藝基準可以分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。 （1）工序基準 在工序簡圖上，用來確定被加工表面尺寸、形狀和相互位置關系的基準，如圖所示。 （2）定位基準 定位基準是指加工中用作定位的基準。即工件在機床上加工時，在工件上用以確定被加工表面相對機床、夾具、刀具位置的點、線、面。用夾具裝夾時，定位基準就是工件上與夾具的定位元件相接觸的表面，定位基準的表示方法如圖所示。 （3）測量基準 測量基準是指測量時所使用的基準，如圖所示。 （4）裝配基準 裝配基準是指裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準，如圖所示。返回上一頁返回363. 3. 基準間的相互關系

21、基準間的相互關系 在分析基準問題時，應注意應注意以下幾點：（1）作為基準的點、線、面，在工件上不一定具體存在（例如，孔的中心、軸心線、對稱面等），而常由某些具體的表面體現，這些表面就可稱為基面基面，基準的選擇問題實際上就是基面的選擇問題。（2）作為基準可以是沒有面積的點、線或很小的面，但是代表這種基準的點和線的工件上的基面總是有一定面積的。例如，代表軸心線的是中心孔錐面。（3）對表面的位置精度（如平行度、垂直度等）的關系，也同樣具有基準關系。二、工件的裝夾與獲得加工精度的方法 1. 1. 工件的裝夾工件的裝夾 （1）直接找正裝夾法 這種方法比較費時，對工人技術水平要求高，常用于單件、小批生產，

22、也常用于對位置精度要求很高的工件的加工。 劃針找正精度達0.5mm，百分表找正精度達0.02mm，千分表找正精度達0.0050.01mm。 （2）劃線找正裝夾法 切削加工前，預先在毛坯上劃出中心線、對稱線及各待加工表面的加工線等，然后按線找正工件在機床上的位置并夾緊，如圖所示。 適用于：單件、小批生產，尤其是大型復雜鑄件或鍛件的加工。毛坯的尺寸公差很大，表面很粗糙，無法直接用夾具時。這種方法的裝夾精度較低（0.20.5mm），因此只能用于相對位置精度要求較低的場合。 （3 3）專用夾具裝夾法）專用夾具裝夾法 夾具固定在機床上，工件在夾具中定位并夾緊，如圖所示。這種方法方便、迅速、精度較高且穩定

23、，廣泛應用于成批和大量生產。 2. 獲得加工精度的方法 （1）獲得尺寸精度的方法 試切法 如圖所示。此法不需要專用夾具，但生產率低，操作技術要求高，只適用于單件小批生產。 定尺寸刀具法 加工精度由刀具本身精度來保證。 調整法 利用機床上的定程裝置或對刀裝置獲得尺寸精度的方法稱調整法。如車床上可用行程擋塊決定車削長度，銑床上可用對刀塊決定銑削面的高度，這種方法需增加機床調整工作量，但此后加工中的操作卻極為方便。 適用于成批大量生產的生產類型。 自動控制法 使用一定的裝置，在尺寸達到要求值時自動停止加工。數控機床上具有控制刀架或工作臺精確移動的一整套數字控制裝置。尺寸的獲得（刀架或工作臺的移動）由

24、預先編制好的程序通過計算機數字控制裝置自動控制。 （2）獲得形狀精度的方法 零件在機械加工中獲得形狀精度的方法有軌跡法、成形法和范成法三種。三、定位基準的選擇 定位基準又分為精基準、粗基準和輔助基準。 粗基準粗基準 采用未加工過的表面進行定位的基準稱為粗基準。 精基準精基準 采用已加工過的表面進行定位的基準稱為精基準。 輔助基準輔助基準 該基準在工件使用中并無用處，僅僅是為了工件加工的方便而設置的基準稱為輔助基準，如軸類零件的中心孔。 1. 1. 精基準的選擇原則精基準的選擇原則 基準的選擇應能保證加工精度和裝夾可靠方便。選擇精基面時，考慮的重點是如何減少誤差，提高定位精度。 選擇精基準時應遵

25、循下列原則。 （1）基準重合原則 采用設計基準作為定位基準稱為基準重合原則。這樣可消除基準不重合誤差，有利于保證加工精度，如下圖所示。 （2）基準統一原則 在工件加工過程中應盡可能選用統一的定位基準稱為基準統一原則。 例如，軸類零件加工常采用中心孔作為統一基準加工各外圓表面，這樣不但能在一次安裝中加工大多數表面，而且能保證各段外圓的同軸度要求以及端面與軸心線的垂直度要求。采用基準統一的原則，可以簡化工藝過程，減少夾具種類，避免基準轉換過多所造成的加工誤差。 （3）自為基準原則 在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均勻時，可以選擇加工表面本身作為定位基準，以保證加工質量和提高生產率，該加工表

26、面與其它表面之間的位置精度則要求由先行工序保證，這就稱為自為基準。 例如，浮動鏜孔和浮動鉸孔等孔加工方法都是自為基準的實例。 （4）互為基準，反復加工原則 當需要保證均勻的加工余量或加工表面具有較高的相互位置精度時，應遵守互為基準，反復加工的原則。 （5）便于裝夾原則 所選擇的精基準應能保證定位準確、可靠、夾緊機構簡單，操作方便。 2. 2. 粗基準的選擇原則粗基準的選擇原則 粗基準的選擇主要應考慮到加工表面與不加工表面之間的位置要求，加工表面余量的合理分配，定位精度和裝夾的可靠性，因此、在選擇粗基準時一般應遵循下列原則。 （1）保證相互位置要求的原則 為了保證不加工表面與加工表面之間相互位置

27、要求，一般選擇不加工表面為粗基準。如圖所示的毛坯，鑄造時孔B和外圓A有偏心，若采用不加工表面外圓A為粗基準加工孔B，則內外圓是同軸的，即壁厚均勻。 （2）保證加工表面加工余量合理分布的原則 為保證重要加工表面的加工余量均勻，應選重要加工面為粗基準。如圖所示，為保證導軌面有均勻的組織和一致耐磨性，應使其加工余量均勻。 當工件上有多個重要加工面要求保證余量均勻時，則應選余量要求最嚴的面為粗基準；對具有較多加工表面的零件，粗基準選擇應使零件各加工表面總的金屬切除量最少；應選擇零件上加工面積大，形狀復雜的表面為粗基準。（3）粗基準不重復使用的原則 粗基準相對已加工面來說，精度低，粗糙度數值大。重復使用

28、會造成較大的定位誤差。因此在同一尺寸方向，通常只允許使用一次，避免重復使用。（4）便于工件裝夾的原則 為了保證定位準確、夾緊可靠，選用的粗基準應盡可能平整、光潔和有足夠大的尺寸，要避開鍛造飛邊、鑄造澆冒口、分型面或其它缺陷。當用夾具裝夾時。選擇的粗基準面，還應使夾具結構簡單、操作方便。（5）余量足夠的原則 若零件上每個表面都要加工，則以加工余量最小的表面作為粗基準，使這個表面不會因余量不足而報廢。一、零件各表面加工方法及使用設備的選擇 1. 1. 加工方法的選擇加工方法的選擇 在制訂零件的工藝路線時，要確定各表面的加工方法。選擇加工方法應滿足質量、生產率與經濟性各方面的要求，首先滿足質量要求，

29、為此，必須了解各種加工方法的特點及掌握加工經濟精度的概念。（1）經濟加工精度和表面粗糙度 經濟加工精度是指在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間），所能保證的加工精度。 （2）加工方法和加工方案的選擇 在選擇加工方法時，應該考慮下列因素： 滿足零件的精度要求。 所選加工方法的經濟加工精度及經濟表面粗糙度與零件的精度和表面粗糙度要求相適應。例如，加工精度等級為IT7級，表面粗糙度為Ra0.8的外圓，通過精車雖然可以達到要求，但不如磨削經濟。因此,選用磨削加工。 要考慮被加工材料的性質。 例如，淬火鋼應采用磨削加工，而硬度低、韌性較大的有色金屬的精加

30、工不能用磨削的方法加工，因為磨屑容易堵塞砂輪工作表面，故通常采用高速精密車削和金剛鏜削的方法加工。 典型表面加工路線研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 帶 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08拋 光Ra 0.0081.25金 剛 石 車IT56Ra 0.021.25滾 壓IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 車IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 車IT1011Ra 2.512.5粗 車IT1213Ra 1080外圓表面的典型加工工藝路線 典型表面加工路

31、線珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 鏜IT1213Ra 520鉆IT1013Ra 580半 精 鏜IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255擴IT913Ra 1.2540精 鏜IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25餃IT69Ra 0.3210金 剛 鏜IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滾 壓IT68Ra0.011.25手 餃IT5Ra0.081.25孔的典型加工工藝路線 典型表面加工路線平面典型加工工藝路線 拋 光Ra0.008

32、1.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 銑IT811Ra 2.510精 銑IT68Ra 0.635高 速 精 銑IT67Ra 0.161.25導 軌 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25寬 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510半 精 車IT811Ra 2.510粗 銑IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 帶 磨IT56Ra0.010.32金 剛 石 車IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.0

33、41.25精 車IT68Ra 1.255粗 車IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 520 要考慮工件的結構形狀和尺寸大小。 例如，精度等級為IT7級的孔，可以采用鏜削、鉸削、拉削、磨削等加工方法。但對于箱體上的孔，一般不宜采用拉孔和磨孔，而宜采鏜孔和鉸孔。大直徑的孔采用鏜削，小直徑的孔采用鉸削；又如直徑很小的孔，可以采用電火花加工；長徑比大的深孔，采用深孔鉆加工。 要考慮生產類型。 所選加工方法要與生產類型相適應。在大批大量生產中，可以采用生產率高、質量穩定的加工方法。例如，孔采用拉削，外圓采用仿形加工，孔系采用專用機床加工。當生產批量較小時，孔

34、采用鉆、擴、鉸加工。在大批大量生產中，還可以采用精密毛坯，如精密鑄造毛坯。 要考慮具體生產條件。 其他特殊要求。如加工紋理方向，表面的物理力學性能等，應使所選加工方法滿足這些要求。 加工方案的選擇，可參考表5.7表5.9。 例：要求加工60mm，精度為IT7級，表面粗糙度為Ra=1.63.2m的孔，確定孔的加工方案。 通過查表，精鉸、精鏜、精磨和拉孔都可達到上述要求。反查回去可以得到如下四種加工方案： 鉆擴粗鉸精鉸； 粗鏜半精鏜精鏜； 粗鏜半精鏜粗磨精磨； 鉆拉。 其中第一種方案用得較多，第三種不適宜有色金屬的加工，第四種可調整為粗鏜后拉孔，適用于大量生產。 2. 2. 設備和工藝裝備的選擇設

35、備和工藝裝備的選擇（1）機床的選擇 為使所選擇的機床能滿足工序的要求，必須考慮下列因素： 機床的工作精度和工序的加工精度相適應； 機床工作區的尺寸應和工件的輪廓尺寸相適應； 機床的功率與剛度和工序的性質相適應；機床的加工用量范圍應和工件要求的合理切削用量相適應； 機床的生產率應與工件的生產計劃（生產類型）相適應。 對于大批、大量生產，宜采用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床。對于單件小批生產，宜選用通用機床。但有時在試制新產品及小批生產時，較多的選用數控機床和加工中心機床等設備，可減少工藝裝備的設計與制造，大大縮短生產周期并提高經濟性。 （2）夾具的選擇 在選擇機床以后，要考慮在機床上裝

36、夾工件的夾具。在選擇時，一般應首先考慮采用通用夾具。在機械產品的生產中，對于那些結構形狀十分復雜，而且加工精度要求很高的產品，為保證質量、提高勞動生產率并減輕勞動強度，常采用專用夾具。 組合夾具 成組夾具 （3）刀具的選擇 刀具的類型、構造、尺寸和材料的選擇，主要取決于工序所采用的加工方法、被加工表面的形狀、尺寸和精度以及工件的材料等因素。 為提高生產中和降低成本，應充分注意刀具的切削性能。合理地選擇刀具的材料。在般情況下，應盡量優先采用標準的切削刀具。 （4）量具的選擇 選擇測量工具時，首先要考慮被檢驗特性的精度要求，以便正確地反映工件的實際加工情況。 所選測量工具的類型，主要取決于生產的類

37、型。在單件和小批生產時，廣泛采用通用量具。在大批和大量生產時，主要采用專用的極限量規及檢驗量具等。二、加工階段的劃分 工藝路線按工序性質的不同，一般可劃分成： 粗加工階段粗加工階段：這個階段的主要任務是切除大部分余量，其特點是加工余量大。因此，切削力、切削熱和夾緊力等都比較大，所以加工精度不高。在這個階段中，主要問題是如何提高生產率。 半精加工階段半精加工階段：這個階段的任務是達到一般的技術要求，即各次要表面達到最終要求，并為主要表面的精加工作準備。本階段的加工特點是加工余量較小，加工精度有所提高，一般在最終熱處理前進行。 精加工階段精加工階段：這個階段的主要任務是達到零件的全部技術要求（重點

38、是保證主要表面的加工質量）。其特點是加工余量較小，加工精度高。這個階段的主要問題是如何保證質量問題。 光整加工階段光整加工階段：在零件上有要求特別高的表面（精度在IT5級以上，粗糙度Ra0.10.01m）時，在精加工階段后，還要進行光整加工。其任務是進一步提高尺寸精度和降低表面粗糙度數值，提高表面層的物理機械性能。一般不能用來提高位置精度。 劃分加工階段的原因是： 保證加工質量 粗加工階段的變形，可在后續階段逐步得到糾正。粗、精加工分開后，有利于內應力消除。 合理地使用機床設備 粗加工時采用功率大、剛性好、精度不高的高效率機床，精加工時可采用高精度機床。這樣能充分發揮機床設備各自的性能特點，并

39、且能延長高精度機床的精度壽命。 便于及時發現毛坯缺陷，避免精加工表面損傷 毛坯的各種缺陷如氣孔、砂眼、裂紋和加工余量不足等，在粗加工后即可發現，便于及時修補或決定報廢。精加工、光整加工安排在后，可減少這些表面的損傷，有利于保證表面質量。 便于安排熱處理工序，使冷、熱加工配合協調 例如，粗加工前可安排預備熱處理，退火或正火；粗加工后可安排時效或調質；半精加工之后安排淬火處理；淬硬后安排精加工工序。這樣冷、熱加工工序交替進行，配合協調，有利于保證加工質量和提高生產效率。三、工序的劃分 工序分散：指整個工藝過程安排的工序數較多，每道工序的加工內容較少。有些工序可能只包含一個工步。 工序集中：指整個工

40、藝過程集中在較少的幾個工序中，每道工序的加工內容卻較多。 工序分散的主要特點有以下幾點： 設備和工藝裝備比較簡單，調整方便。生產工人也便于掌握操作技術，容易適應生產產品的變換。 有利于選擇合理的切削用量，減少基本時間。 需要的設備數量和操作工人多，需要的生產面積大。 工件裝夾次數多，生產輔助時間長。零件的多次裝夾會降低位置精度。 工序集中的主要特點有以下幾點： 有利于采用高效的專用設備和工藝裝備，提高生產率。 減少了工序數目，縮短了工藝流程，簡化了生產計劃工作和生產組織工作。 減少了設備數量，相應地減少操作工人人數和生產面積。 減少工件裝夾次數，不僅縮短輔助時間，而且易于保證加工表面之間的位置

41、精度。 專用設備和工藝裝備的投資大，調整和維修復雜，生產準備工作量大，轉換新產品比較困難。 工序劃分的原則： 大批大量生產、零件結構較復雜，適于采用工序集中的原則，可以有條件采用專用機床、多刀、多軸自動機床。對一些結構簡單的產品如軸承生產，也可采用分散的原則。成批生產宜采用工序適當集中的原則，以便選用效率較高的機床、如六角車床、多刀半自動車床等。單件小批生產適于采用工序集中的原則。 零件加工質量、技術要求較高時一般采用工序分散的原則。可以用高精度機床來保證質量要求。 零件尺寸、重量較大，不易運輸和安裝的，應采用工序集中的原則。 確定工序集中程度時，應考慮零件的剛性。 總之，工序分散和集中各有其

42、持點，應根據生產綱領，零件結構特點及技術要求，現場的生產條件和產品的發展情況等因素來綜合分析，決定按哪種原則來組合工序。 四、工序的安排 1. 1. 機加工工序的安排機加工工序的安排 一般應遵循以下的原則：原則： 先粗后精的原則 先主后次的原則 先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。由于次要表面的加工工作量較小，而且它們和主要表面有位置要求，因此次要表面的加工一般放在主要表面達到一定的精度之后，在最后精加工或光整加工之前進行。 基面先行的原則 加工一開始，總是把精基面加工出來，如軸類零件的中心孔。如果精基面不止一個，則應該按照基面轉換的順序和逐步提高加工精度的原則來安排基面的加工。 先面

43、后孔的原則 對于箱體、支架等零件，一般零件的平面輪廓尺寸較大，用平面定位比較穩定可靠，故應該先加工平面，后加工孔。這樣不僅使后續的加工有個穩定可靠的平面作為定位基面，而且在平整的表面上加工孔，加工容易，并能提高孔的加工精度。 配套加工。有些零件的最后精加工須放在部件裝配之后或在總裝過程中進行。例如：車床過渡法蘭盤的止口等。 2. 熱處理及表面處理工序的安排 常用的熱處理方法及其在工藝路線中的位置如下： 退火與正火 目的是消除組織的不均勻性，對高碳合金鋼，采用退火降低硬度，對低碳合金鋼，采用正火以適當提高硬度，這兩者的目的，均是提高加工性；同時，還可減少工件材料中的內應力。退火或正火工序，可以放

44、在粗加工階段之前或以后進行。在粗加工階段前進行，其優點是可使粗加工時的加工性得到改善，并減少工件在車間之間的轉換運輸，便于組織生產和縮短生產周期；但其缺點是不能消除粗加工階段所產生的內應力，而且由于毛坯余量大，熱處理的時間要加長。 去應力處理 對于大而復雜的鑄件，為了盡量減少因加工后內應力重新分布引起的變形，常常在粗加工后精加工之前進行人工時粗加工后精加工之前進行人工時效處理效處理。零件精度要求不高時，將人工時效和退火放在機加工之前；精度要求特別高的零件，在精加工和半精加工的過程中，要經過多次人工去應力退火，在粗精磨過程中，還要經過多次人工時效，對于精密量具，為了消除殘余奧氏體，要求采用冰冷處

45、理，冰冷處理冰冷處理一般安排在回火之后。 調質：調質是淬火后進行高溫回火。其目的是獲得組織均勻細密的回火索氏體組織。熱處理后的零件不僅有一定的強度和硬度，而且還有良好的沖擊韌性，綜合機械性能好。調質調質通常安排在粗加工后半精加工之前進行通常安排在粗加工后半精加工之前進行。 淬火：鋼質零件可用淬火來提高硬度，淬火后用回火來獲得所需要的硬度與組織。鋁質零件也可以淬火，淬火后用時效來使合金強化與提高硬度。由于淬火的溫度高，而且要進行快速冷卻，所以工件可能會產生較大的變形。因此，淬火工序不能安排得過于靠后。但因淬火后，工件的硬度要提高，所以也不能過早進行。一般情況下，當硬度大于HRC 40時，用金屬切

46、削刀具進行加工就比較困難。淬火工序一般安排在精加工階淬火工序一般安排在精加工階段之前進行。段之前進行。 滲碳：對于低碳鋼或低碳合金鋼的零件，當要求表面硬度高而內部韌性好的時候，常采用滲碳處理。滲碳工序一般安滲碳工序一般安排在滲碳表面半精加工后進行排在滲碳表面半精加工后進行。對于局部滲碳，按不同的保護方法，也可能安排在粗加工階段后進行。 表面處理（電鍍、氧化等）：它的目的主要是提高零件的耐腐蝕性和使其外觀美觀。一般安排在工藝過程的最后進行。 3. 3. 檢驗工序的安排檢驗工序的安排 檢驗工序分為一般檢驗和特種檢驗兩類。 一般檢驗有終檢和中間檢驗兩種。終檢都安排在工藝過程最后進行，主要檢驗機加工精

47、度及表面粗糙度等。 中間檢驗工序一般安排在粗加工完成之后，精加工之前；在零件加工轉到其它車間加工的前后（如進行熱處理）；在重要的工序前后等。 4. 4. 其它工序的安排其它工序的安排 在工藝過程中，還需要在一些工序之后安排一些如去毛刺、去磁、清洗等輔助工序。這些工序的安排可視情況而定。 一、總加工余量及工序加工余量 為了獲得零件上某一表面所要求的精度和表面粗糙度，從毛坯表面上切去的全部多余的金屬層，金屬層的總厚度稱為該表面的總加工余量。在完成一個工序時，從某一表面上所切去的金屬層的總厚度稱為這一工序加工余量。 總加工余量和工序加工余量的關系為：1niiZZZZ1Z2Z3毛坯尺寸粗加工尺寸半精加

48、工尺寸軸的最終尺寸加工余量與加工尺寸分布加工方向加工方向 工序余量的數值是垂直于被加工表面的方向上計算的。其數值等于前工序與本工序的工序尺寸之差，它分為下面兩種情況，如圖所示。 在平面上，加工余量為非對稱的單邊余量。 對外表面： 對內表面： 在回轉表面上，加工余量為對稱的雙邊余量。 對外圓柱面： 對內圓柱面：babZLLbbaZLL2babZdd2bbaZddLaLbLaLbLaLbLaLbZbdbdaZbZb 加工余量又分為公稱余量Zb，最大工序余量Zbmax，最小工序余量Zbmin，它們的關系如圖所示。 工序公差一般是按“入體方向”標注的。從圖上可以看出，對于外表面有：maxmaxminm

49、inmaxbababZLLLLbmin Z二、影響加工余量的因素 確定加工余量的基本原則基本原則是在保證加工質量的前提下，越小越好。 加工余量的確定要受到下列因素的影響。 1. 1. 上工序表面粗糙度上工序表面粗糙度RaRa和表面缺陷層和表面缺陷層TaTa的影響的影響 本工序必須把上工序留下的表面粗糙度Ra和表面缺陷層Ta全部切除。 2. 2. 上工序尺寸公差上工序尺寸公差aa的影響的影響 由前圖可知，工序的余量中包括了上工序的尺寸公差。 3. 3. 上工序位置誤差（空間誤差）上工序位置誤差（空間誤差）aa的影響的影響 加工余量中要包括上工序的位置誤差a。 4. 4. 本工序裝夾誤差本工序裝夾

50、誤差的影響的影響 裝夾誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差。這些誤差會使工件在加工時的位置發生偏移，所以加工余量還必須考慮裝夾誤差的影響，如下圖所示。三、確定加工余量的方法 1. 1. 計算法計算法 根據以上的分析，對稱表面加工余量的計算公式如下：222baaaabZRT 非對稱表面加工余量按下式進行計算：baaaabZRT 在應用上述公式時，可根據具體的情況予以簡化。 2. 2. 查表法查表法 3. 3. 經驗法經驗法一、尺寸鏈的概念 1. 1. 尺寸鏈的定義尺寸鏈的定義 在機器裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。 例如，下圖所示的臺階零件，尺寸A1 、 A2和A

51、是在加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組，它就是一個工藝尺寸鏈。再比如由下圖所示尺寸所組成的尺寸鏈為裝配尺寸鏈。 2. 2. 尺寸鏈的組成尺寸鏈的組成 環 尺寸鏈中的每一個尺寸，稱為環。 封閉環 尺寸是在裝配過程或加工過程中最后形成（間接形成）的一環。 組成環 尺寸鏈中對封閉環有影響的全部環。 增環：尺寸鏈中的組成環，由于該環的變動引起封閉環同向變動。即該環增大時封閉環也增大，該環減小時封閉環也減小，如圖所示。 減環：尺寸鏈中的組成環，由于該環的變動引起封閉環反向變動。即該環增大時封閉環減小，該環減小時封閉環增大，如圖所示。 補償環（協調環）：尺寸鏈中預先選定的某一組成環，可以通過改變

52、其大小或位置，使封閉環達到規定要求。A1A2A A1增大時，封閉環A也增大，所以A1為增環，用A1表示。 A2增大時，封閉環A減小，所以A2為減環，用A2表示。二、尺寸鏈的分類 1. 1. 按尺寸鏈的應用范圍分按尺寸鏈的應用范圍分 裝配尺寸鏈：全部組成環為不同零件設計尺寸所形成的尺寸鏈。 工藝尺寸鏈：全部組成環為同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。 2. 2. 按尺寸鏈各環所處的空間位置分按尺寸鏈各環所處的空間位置分 直線尺寸鏈：全部組成環平行于封閉環的尺寸鏈，如下圖所示。 平面尺寸鏈：全部組成環位于一個或幾個平行平面內，但某些組成環不平行于封閉環的尺寸鏈。平面尺寸鏈可轉化為直線尺寸鏈，如下圖所示

53、。 空間尺寸鏈：組成環位于幾個不平行平面內的尺寸鏈。3. 3. 按尺寸鏈各環的幾何特征分按尺寸鏈各環的幾何特征分 長度尺寸鏈：各環均為長度尺寸。 角度尺寸鏈：各環均為角度的尺寸鏈，如下圖所示。 4. 4. 按尺寸鏈之間相互聯系的形式分按尺寸鏈之間相互聯系的形式分 獨立尺寸鏈：尺寸鏈中各環均屬于同一個尺寸鏈。 并聯尺寸鏈：兩個或兩個以上的尺寸鏈，通過公共環將它們聯系起來組成的并聯形式的尺寸鏈，如下圖所示。三、尺寸鏈計算的基本公式 尺寸鏈的計算方法有極值法和概率法。 1. 1. 極值法極值法 （1 1）封閉環的基本尺寸計算）封閉環的基本尺寸計算 由圖可知，封閉環的基本尺寸為：A1A2A12AAA

54、推廣到一般，公式可寫為：111mniiii mAAA 式中：m增環的環數；n總環數。minmiiiminmiiiAAAAAA111maxminmin111minmaxmax(2)(2)封閉環最大和最小尺寸計算封閉環最大和最小尺寸計算 結論 ：封閉環的最大值等于所有增環的最大值之和減去所有減環的最小值之和；封閉環的最小值等于所有增環的最小值之和減去所有減環的最大值之和。（3 3）封閉環上、下偏差的計算）封閉環上、下偏差的計算 封閉環上偏差和下偏差的計算公式為： 結論 ：即封閉環的上偏差等于所有增環的上偏差之和減去所有減環的下偏差之和；封閉環的下偏差等于所有增環的下偏差之和減去所有減環的上偏差之和

55、。111()()()mniiii mES AES AEI A 111()()()mniiii mEI AEI AES A （4 4）封閉環公差的計算）封閉環公差的計算 從上式可以導出： 式中：n尺寸鏈中的總環數。 即封閉環公差等于各組成環公差之和。11niiTT(5)(5)平均尺寸平均尺寸A Aavav的中間偏差的中間偏差平均尺寸Aav -最大尺寸和最小尺寸的平均值。中間偏差 -公差帶中點偏離基本尺寸的大小。111mnaviaviavii mAAA 111111111() ()()()mnmnmnAiaviaviiiiii mii mii mAAAAAA （6 6）尺寸鏈的計算形式）尺寸鏈的計

56、算形式 正計算形式：已知各組成環的基本尺寸、公差及極限偏差，求封閉環的基本尺寸、公差及極限偏差。它的計算結果是唯一的。產品設計的校驗工作常遇到此形式。 反計算形式：已知封閉環的基本尺寸、公差及極限偏差求各組成環的基本尺寸、公差及極限偏差。 由于組成環有若干個，所以反計算形式是將封閉環的公差值合理地分配給各組成環，以求得最佳分配方案。產品設計工作常遇到此形式。 公差分配可按等公差原則或等精度原則進行分配，或利用協調環調節其公差分配。 中間計算形式：已知封閉環和部分組成環的基本尺寸、公差及極限偏差，求其余組成環的基本尺寸、公差及極限偏差。 工藝尺寸鏈多屬此種計算形式。（7 7）解決尺寸鏈反計算問題

57、的方法）解決尺寸鏈反計算問題的方法 按等公差原則分配封閉環公差，即使各組成環公差相等，其大小為： 按等精度的原則分配封閉環公差，即使各組成環的精度相等。各組成環的公差值根據基本尺寸按公差中的尺寸分段及精度等級確定，然后再給與適當調整，使： 1iTTn11niiTT利用協調環分配封閉環公差。把一些組成環的公差先確定下來，只將一個或極少數幾個比較容易加工，或在生產上受到較少限制和用通用量具容易測量的組成環定為協調環，用來協調封閉環和組成環之間的關系。這時有： 式中 -協調環公差。2/1niiiTTT/iT例5.2已知:0.150.051020.15030.1235,32.5,2.5AAA求A例5.

58、3 軸套加工，如圖5.21（a），要求端面A對裝配基準外圓C的軸線垂直度為0.05/240，端面B對外圓C之軸線垂直度0.05/120.工件加工過程如下： 粗加工A面.B面.E1孔、E2孔和外圓C. 半精車A面及半精鏜E1孔. 以A面及E1孔為定位基準，半精車C面、B面及半精鏜E2孔，要求BA，其交角1=0T1/2, T1為B面對A面平行度允許差。 以A面及E1孔為定位基準，精加工E2孔和外圓C，要求CA，其交角為2=90T2/2 (T2=0.05/240)試確定T1。而而 T2 = 0.05/240； T = 0.05/120故故 0.05/120 = T1 + 0.05/240 T1 =

59、0.05/24011niiTT解： 畫出尺寸鏈圖（圖5.21（b） 為封閉環，1、2為組成環。 例題例題5.4:5.4:如圖所示，在坐標鏜床上加工箱體零件上的兩個孔，中心距為L=1000.10；水平夾角為=30。求兩孔之間的坐標尺寸LX、LY的基本尺寸及公差。 解：解： 畫出尺寸鏈圖，這是一個由尺寸LX、LY、L組成平面尺寸鏈。 將平面尺寸鏈轉換為線性尺寸鏈。 解算尺寸鏈（極值法） 基本尺寸： cos100cos3086.6xLL sin100sin3050yLL xyMTLTLT公差的計算：本例采用等公差法進行計算，即：1coscos30 xMTLTLT2sinsin30yMTLTLT12c

60、os30sin30MTLTLTLT所以：0.20.146cos30sin300.8660.5MTLT 公差帶按對稱分布，則工序尺寸及公差為：Lx=86.60.073，Ly=500.073。幻燈片 126 2. 2. 概率法概率法 （1 1）各環公差值的概率法計算）各環公差值的概率法計算 在生產時，一個尺寸鏈的各組成環尺寸的獲得，彼此并無相互聯系，因此可將它們看成是彼此獨立的隨機變量。 任何隨機變量的大量實測數據，有兩個特征量：算術平均值表示尺寸分布的集中位置。均方根偏差說明實際尺寸分布相對算術平均值的離散程度。 由概率論可知，各獨立隨機變量的均方根偏差i與這些隨機變量之和的均方根偏差之間的關系