机械制造工艺与工装教案3.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机械制造工艺与工装教案3.精品文档.第三章 制订工艺规程基本知识第一节 概 述一、工艺规程的作用工艺规程：以一定文件形式规定的产品生产过程。机械加工工艺规程：是规定零件加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。简称“工艺规程”。1、是指导生产的主要技术文件。关系到生产效率、原材料消耗、产品成本。2、是生产组织管理、计划工作的依据 产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备和机械负荷的调整、专用工艺装备的设计与制造、作业计划的编排、劳动力的组织以及生产成本的核算，都以工艺规程为依据。3、是新建或扩建机械制造厂或车间的基本文件。 机床种类和数量、工人工

2、种和人数、车间面积及布置、辅助部门的设置。4、是现有生产方法和技术的总结，是工艺改革的基础。二、制订工艺规程的原则和所需的原始资料 1、制订工艺规程的原则 优质、高效、低成本。同时，在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进技术和检测技术，并保证有良好的劳动条件。要求正确、完整、规范、清晰，所用术语、符号、计量单位、编号都要符合相应的标准。 2、制订工艺规程所需原始资料 （1）产品的全套图纸，有关产品质量验收标准的技术文件；（装配图和零件图） （2）零件的生产纲领及投产批量； （3）毛坯和半成品资料、毛坯制造方法、生产能力及供货状态；（4）本厂现有质量管理体系、生产设备、生产能

3、力、技术水平、外协条件等有关资料；（5）工艺设计及夹具设计方面的手册及技术资料；（6）国内外同类产品的参考工艺文件及资料。三、制订工艺规程的步骤 机械加工工艺规程的编制是一个复杂的循环设计过程。细分为4个阶段15个步骤（图31）。主要步骤：1、图样分析；2、选择毛坯；3、拟定工艺路线；4、确定各工序所用机床及工艺装备；5、确定各工序的加工余量及工序尺寸；6、确定各工序的切削用量和工时定额；7、填写工艺文件。四、机械加工工艺规程的格式 1、工艺过程卡 各工序的说明较简单，一般不直接指导工人操作，仅用于生产管理。但是在单件小批量生产中，原则上以这种卡片指导生产。（见课本P31表31工艺过程卡片）

4、2、机械加工工艺卡片（工艺卡） 以工序为单位对工艺过程进行说明，详细说明每一工序所包括的工步及工位内容，对复杂工序，绘出工序简图，注明本工序加工表面及工序尺寸。 3、机械加工工序卡片（工序卡） 具体指导工人操作的文件。为每一工序制定，详细说明该工序加工所必须的工艺资料。附有工序简图。一般用于大批大量生产和重要零件的批量生产。五、工序简图绘制工序卡片中的工序简图应注意几点：1、可按比例缩小，尽量用较少的投影画出略去次要结构和线条；2、主视图方向尽量与零件在机床上的安装方向一致；3、本工序加工表面用粗实线或红色粗实线表示；4、零件的结构、尺寸要与本工序加工后的情况相符，不能将后面工序中形成的结构形

5、状在前面工序的简图中反映出来；5、工序图中应表示工件的安装状态；6、工序简图中应标注本工序的工序尺寸和技术要求。第二节 零件的工艺分析一、零件的结构及其工艺分析1、零件组成表面分析 任何一个零件，尽管形状、尺寸、结构不同，但都是由一些基本表面（内外回转面、平面等）和特形表面（螺旋、齿面等）组成。根据不同表面，选择相应的加工方法。对于平面，可选择刨削、铣削、车削、拉削、磨削等；对于孔，可选择钻削、铰削、车削、镗削、拉削、磨削等。2、零件结构分析 就是对零件表面组合情况和尺寸的大小进行分析。由于零件结构上的差异，引起加工方法和方案（方法的组合）有很大的差异。是确定合理加工方案的关键。3、零件结构工

6、艺性分析 零件结构工艺性是指设计的零件能否在现有的条件下被经济、方便地制造出来，是否可能使用高效率的制造方法和充分发挥设备能力。结构工艺性不好的零件有时根本制造不出来，在此种情况下，要与设计者协商修改，以改善其工艺性。零件结构工艺性涉及零件结构设计、尺寸标注、技术要求、材质等多方面内容。 表34 部分零件机械加工工艺性对比情况工艺性内容不合理的结构合理的结构说明1、加工面积尽量减少1、减少加工余量2、减少刀具及材料的消耗量2、钻孔的入端和出端应避免斜面1、避免钻头折断2、提高生产率3、保证精度3、槽宽应该尽量一致1、减少换刀次数2、提高生产率4、装配轴颈尺寸尽量短1、便于满足加工要求2、便于装

7、配5、留退刀槽或砂轮越程槽1、便于小齿轮加工2、便于轴肩根部加工3、便于槽的根部加工4、便于螺纹加工表34 部分零件机械加工工艺性对比情况（续）工艺性内容不合理的结构合理的结构说明6、直径沿一个或两个方向递减1、便于布置刀具2、便于在多刀半自动车床上加工7、键槽布置在同一方向上1、减少调整次数2、保证位置精度8、孔的位置不能距壁太近1、便于加工2、可采用标准刀具9、槽底面不能与其他面重合1、便于加工2、避免损伤已加工表面10、凸台表面应位于同一平面上1、提高生产率3、易保证精度11、两相接精加工表面间应设刀具越程槽1、便于加工2、易保证精度12、避免涂孔加工1、便于孔加工2、节约零件材料二、零

8、件材料选用及热处理要求的工艺性问题 如果零件的材料选用及热处理要求不合理，会影响工艺过程的安排。 如图实例。方头短销原选用材料为T8A，方头要求淬硬，2H11孔要求装配时配钻，长度仅15 mm，热处理时要求只把方头部分淬硬，而保留8k6圆柱不被淬硬很困难，致使在装配时2H11孔因材料硬度太高而难以加工。改用20Cr，方头部分渗碳淬火，8k6圆柱部分预加保护，即可得到解决。方头短销三、零件技术要求分析是制定工艺规程的重要环节。分析零件的技术要求，确定主要加工表面和次要加工表面，从而确定整个加工方案。一般从下面几个方面进行。（1）精度分析。包括主要精加工表面的尺寸精度，形状和位置精度的分析。一般尺

9、寸精度取决于加工方法，位置精度决定于安装方法和加工顺序。（2）表面粗糙度及其他表面质量要求分析。（3）热处理要求及有关材质性能分析。（4）其他技术要求（如动平衡、去磁等）的分析。在认真分析和研究技术要求基础上，确定主要加工表面和次要加工表面，进而确定主要工序和次要工序等加工内容。 第三节 零件精度获得的方法一、尺寸精度获得方法1、试切法通过试切测量一调整一再试切，反复进行，直到达到要求的尺寸精度为止。例如，箱体孔系的试镗加工。精度高，但费时（需做多次调整、试切、测量、计算），效率低，依赖技工水平，质量不稳定，单件小批生产。2、调整法用样板或标准件调整好机床、夹具、刀具和工件的准确相对位置，用以

10、保证工件的尺寸精度。例如采用铣床夹具时，刀具的位置靠对刀块确定。 调整法比试切法的加工精度稳定性好，生产率高，成批及大量生产。3、定尺寸法利用标准尺寸的刀具加工。尺寸由刀具尺寸决定。加工精度稳定，生产率高，无需技术。如钻孔、铰孔等。 4、自动控制法由测量装置、进给装置和控制系统等组成。尺寸测量、刀具补偿调整和切削加工以及机床停车等自动完成。例如数控机床。二、形状精度获得方法1、轨迹法让刀具相对于工件作有规律的运动，以其刀尖轨迹获得所要求的表面几何形状。如图车圆锥面。 轨迹法 成形法2、成形法成形刀具代替普通刀具。生产率高。精度取决于成形运动的精度或刀刃的形状精度。如图车球面。3、展成法（范成法

11、）各种齿轮齿廓、花键键齿、蜗轮轮齿的加工方法。刀刃形状与所需表面几何形状不同。例如齿轮加工，刀刃为直线（滚刀、齿条刀），加工表面为渐开线。展成法形成的渐开线是滚刀与工件按严格速比转动时，刀刃的一系列切削位置的包络线。三、位置精度获得方法1、一次安装法有关表面在一次安装中完成。如轴类零件的外圆与端面的垂直度；箱体孔系中各孔之间的平行度、垂直度、同轴度。2、多次安装法表面间的位置精度是由加工表面与定位表面间的位置精度所决定的。如轴类零件上的键槽对外圆的对称度，箱体平面与平面之间的平行度、垂直度等。按方式不同分为： （1）直接安装法（单件、小批） （2）找正安装法（单件、小批） （3）夹具安装法（成

12、批、大量）直接安装法 找正安装法 夹具安装法第四节 毛坯的选择一、机械零件常用的毛坯种类1、铸件 一般用于形状复杂的毛坯。铸件的缺点是力学性能差。砂型铸造、精密铸造、离心铸造等。成本低、吸振好。工艺性好。2、锻件 适用于力学性能要求高、形状简单的零件的毛坯。主要分自由锻（单件小批、大型锻件）和模锻（成批大量小型锻件）。3、型材下料 各种不同截面形状的热轧和冷拔型材上切下来的毛坯件。 热轧精度较低，一般零件的毛坯；冷拔型材精度较高。4、焊接件 由同种材料或不同材料焊接组合而成。大型、复杂的毛坯。5、冲压件 非常接近成品要求。小型机械、轻工、仪表、电子产品等。成批大量生产。6、其他形式的毛坯 粉末

13、冶金制品、工程塑料制品、新型陶瓷、复合材料制品等毛坯。二、毛坯选择毛坯种类选择是否正确，直接影响零件加工质量使用性能和经济效益。主要选择依据： 1、零件工作条件要求的材料及力学性能材料为灰口铸铁等零件要用铸造毛坯；钢质零件在形状不复杂及机械性能要求不太高时用型材毛坯；设计形状较为复杂，轴类零件直径差很大或力学性能要求较高时用锻造毛坯；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。2、零件的结构形状及外形尺寸阶梯轴零件各阶直径相差不大时用棒材毛坯；阶梯轴直径相差较大时，一般采用锻造毛坯或焊接件毛坯；形状复杂的零件一般不用自由锻毛坯；封壁零件不可用砂型铸造毛坯。3、零件制造经济性选择的毛坯应使材料费、毛坯制造费

14、用和零件加工费用之和为最小。4、生产类型大批大量生产时，应选择毛坯精度和生产率都高的先进的毛坯制造方法，如机器造型或特种铸造的铸件，模锻的锻件等。单件小批生产时，选择毛坯精度和生产率均比较低的一般毛坯制造方法。如手工砂型铸造或自由锻等方法。 5、生产条件 选择毛坯时，应考虑现有生产条件和技术水平，以及工厂所在地区通过外协获得毛坯可能性。6、充分考虑利用新技术、新工艺和新材料 随着科学技术的进步，毛坯制造的新工艺、新技术、新材料的应用也愈来愈普及，特别是工程塑料和粉末冶金的广泛应用，大大减少机械加工量和节约大量材料，降低了生产成本。三、毛坯形状与尺寸 毛坯尺寸和零件尺寸的差值称为毛坯加工余量。毛

15、坯制造尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯加工余量及公差与毛坯的制造方法有关，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以下问题： （1）为了安装方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。加工后一般可予以保留，当影响外观和使用性能时予以切除。 （2）像磨床主轴部件中的三块瓦轴承，连杆以及开合螺母等。常将这些分离零件先做成一个整体毛坯，加工一定阶段后再切割分离。 （3）对于小零件，将若干零件先合用一件尺寸较大的毛坯，加工至一定阶段时再切割分离成单个零件。如短小的轴套、垫圈和螺母等零件，在选择棒料、钢管及六角钢等为毛坯时都采用较长的毛坯。 （4）为了减少工件装夹变形，对薄壁环类零件，将多件合成一个毛坯

16、。零件安装后，经过车外圆、切槽和套车分离成单件。第五节 定位基准及其选择一、基准的概念及其分类 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。对一个机械零件而言，基准就是确定其上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。可分为设计基准和工艺基准两大类。1、设计基准零件图上用以确定其他点、线、面位置所依据的点、线、面。如图。对尺寸38而言，A、B面互为设计基准；20圆柱面的设计基准是它的轴线，就同轴度而言，40的轴线是20轴线的设计基准；圆柱面的下素线G是槽底C的设计基准；对主轴箱体，顶面F的设计基准是底面D，孔和孔的设计基准是底面D和导向侧面E，孔的设计基准是孔和孔

17、的轴线。 一个方向上往往只有一个主要设计基准。它是在这个方向上多个尺寸的起始点。 2、工艺基准零件加工和装配过程中所采用的基准。包括以下几种： （1）工序基准：工序图上，用来标注本工序加工尺寸和形位公差的基准。就其实质来说，与设计基准有相似之处，只不过是工序图的基准。大多与设计基准重合。有时为了加工方便，与设计基准不重合而与定位基准重合。如图钻套加工过程。其设计基准为轴线OO和右端面P。 （2）定位基准：加工中，是工件在机床上或夹具中占据正确位置所依据的基准。直接找正法：找正面是定位基准；划线找正法：所划线为定位基准；夹具安装法：工件与定位元件相接触的面为定位基准。当以看不见摸不着的中心线、中

18、心平面、球心等作为定位基准时，需要通过工件上的某些表面来体现，这些表面称为定位基面。 （3）测量基准：零件加工中或加工后测量时所用的基准。 钻套车削工序简图 左侧面为测量基准 钻套的内孔为测量基准 （4）装配基准：装配时，用以确定零件或部件在机器中位置的基准。（前图D、E面）。如图为钻套在钻模板上的装配关系，钻套的外圆表面及它的台肩端面为该钻套在夹具上的装配基准。零件上用做装配基准的表面一般都是主要加工表面。 钻套的装配二、定位基准的选择 定位基准一般分为精基准和粗基准两类。未经加工过的毛坯面用作定位基准，称为粗基准。已加工过的表面作为定位基准称为精基准。根据加工基准先行原则在选择基准时应先考

19、虑精基准选择，后考虑粗基准选择。因为加工精基准时需使用粗基准。（制订工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准把各个表面加工出来，然后考虑选择怎样的粗基准把精基准的各个基面加工出来。）1、精基准的选择 主要考虑减少加工误差，保证加工精度，考虑装夹准确、可靠和方便，夹具结构简单。一般应遵循下列原则： （1）基准重合原则 应尽量选择设计基准作为定位基准，以避免由于基准不重合带来的定位误差。 如图所示轴承座镗孔基准选择。轴承座镗孔基准选择 基准不重合误差示例（2）基准统一原则 应尽可能使多个加工表面和加工工序使用同一个定位基准。既可避免因基准转换而带来的误差，又能简化夹具的设计制造过程、简化工艺规程的制

20、订。但是基准统一可能产生基准不重合误差。 轴类两端中心孔； 圆盘类内孔和一个端面； 箱体类较大的平面和在该平面上相距较远的一组孔。 基准统一并不排斥在个别工序中更换基准。如右图所示多数工序以M、N为精基准，而加工尺寸A的时候转换为以Q为精基准。 活塞的加工定位基准 （3）互为基准原则（反复加工原则） 相互位置精度要求高的零件，采用互为基准，反复加工的原则。 例如磨削精密齿轮，以内孔定位加工齿面，齿面经高频淬火后，先以齿面为基准磨内孔，再以内孔为基准磨齿面。保证齿面磨削余量均匀（淬硬层较薄）。 车床主轴磨削加工也是互为基准的例子。主轴支承轴颈和主轴锥孔间有很高的同轴度要求及加工精度要求，因此需要

21、以锥孔为基准磨削轴颈，再以轴颈为基准磨前锥孔。经过多次反复，可逐步提高基准精度和加工表面加工精度，从而最终达到高的技术要求。 （4）自为基准原则 当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，或是在某些特殊情况下，可选择加工表面本身作为精基准。但该加工表面与其他表面之间的相互位置精度，则由先行工序保证。 如用浮动铰刀铰孔、用圆拉刀拉孔、用圆推刀推孔、用珩磨头珩孔以及用无心磨床磨削外圆等，都是以加工表面本身作为精基准。2、粗基准的选择 粗基准选择时，应考虑到加工表面和不加工表面之间的位置尺寸，合理分配各表面的加工余量，毛坯误差对加工的影响等。因此，粗基准的选择需注意下列几点：（1）非加工表面原则

22、。如图所示的拨杆，有多个不加工面，但22H9孔与40外圆有同轴度要求，为保证壁厚均匀，在钻22H9孔时，应选择40外圆做粗基准。而在加工B面时，要选A面做粗基准，以保证它们之间的尺寸要求。当工件上有多个不加工面与加工面有位置要求时，则应选择其中要求较高的不加工面做粗基准。（2）对于有较多加工表面或不加工表面与加工表面间相互位置要求不严格的零件，粗基准的选择应能保证合理地分配各加工表面的余量。 合理地分配各表面上的加工余量是指： 余量最小原则 应保证各加工表面都有足够的加工余量。如图。 重要表面原则 尽可能地使某些重要表面(如机床床身的导轨表面或重要箱体的内孔表面等)上的余量均匀。对有较高耐磨性

23、要求的铸造工作表面，要使其加工余量尽量小，从而保留结晶细密耐磨性好的金属层。如车床床身的加工。应使零件各加工表面上总的金属切除量为最少。如车床床身加工。（3）选做粗基准的毛坯表面应尽量光滑平整，不应有浇口、冒口的残迹及飞边等缺陷。（4）不重复使用原则 在同一方向一般只允许用一次。因为毛坯制造精度低，粗基准本身的精度很低，在两次安装中重复同一粗基准会造成很大的定位误差。车床导轨的粗基准选择第六节 工艺路线的拟定基准的确定决定了工艺过程的顺序，工艺路线拟定是工艺规程制订的核心。必须分析比较、科学合理。 一、单个表面加工方法及步骤确定 根据每个加工表面的技术要求和几何特征，确定其加工方法及分几次加工

24、。而表面达到同样质量要求的加工方法很多。应依据如下因素。 1、被加工表面的几何特点不同的加工表面由不同的机床运动关系和加工方法获得。外圆车削、磨削内孔钻削、铰削、镗削、磨削、拉削平面刨削、铣削和磨削所以，被加工表面的几何特点决定了加工方法的选择范围。2、被加工表面的技术要求加工精度高成本高，加工精度低成本低。应选择加工经济精度与零件表面要求精度相一致的加工方法。下表为外圆、内孔、平面加工的典型加工路线及所能达到的加工经济精度和表面粗糙度。外圆表面加工路线序号加工方案经济精度级表面粗糙度Ra适用范围1粗车IT11以下5012.5适用于淬火钢以外的各种金属2粗车半精车IT8106.33.23粗车半

25、精车精车IT781.60.84粗车半精车精车滚压或抛光IT780.20.0255粗车半精车磨削IT780.80.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工硬度低的有色金属6粗车半精车粗磨精磨IT670.40.17粗车半精车粗磨精磨超精加工（或轮式超精磨）IT50.10.0088粗车半精车精车金刚车IT670.40.025要求较高的有色金属9粗车半精车粗磨精磨超精磨或镜面磨IT5以上0.0250.008极高精度的外圆加工10粗车半精车粗磨精磨研磨IT5以上0.10.008平面表面加工路线序号加工方案经济精度级表面粗糙度Ra适用范围1粗车半精车IT96.33.22粗车半精车精车IT781.60

26、.8端面3粗车半精车磨削IT890.80.24粗刨或粗铣精刨或精铣IT896.31.6一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较细）5粗刨或粗铣精刨或精铣刮研IT670.80.1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6以宽刃刨刀代替上述方案IT70.80.27粗刨或粗铣精刨或精铣磨削IT70.80.2精度要求较高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨或粗铣精刨或精铣粗磨精磨IT670.40.029粗铣拉IT790.80.2大量生产，较小的平面加工精度由拉刀精度决定10粗铣精铣磨削研磨IT6以上0.10.008高精度平面内孔表面加工路线序号加工方案经济精度级表面粗糙度Ra适用范围1钻IT121112

27、.5未淬火钢及铸铁毛坯也可用于加工有色金属（d1520mm）2钻铰IT93.21.63钻铰精铰IT781.60.84钻扩IT101112.56.3未淬火钢及铸铁毛坯也可用于加工有色金属（d1520mm）5钻扩铰IT893.21.66钻铰粗铰精铰IT71.60.87钻铰机铰手铰IT670.40.18钻扩拉IT791.60.1大批大量生产，加工精度由拉刀精度决定9粗镗或扩孔IT111212.56.3除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻10粗镗（扩）半粗镗（精扩）IT893.21.611粗镗（扩）半粗镗（精扩）精镗（铰）IT781.60.8除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔12粗镗（扩）半

28、粗镗（精扩）精镗浮动镗刀精镗IT670.80.413粗镗（扩）半粗镗磨孔IT780.80.2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）半粗镗粗磨精磨IT670.20.115粗镗半粗镗精镗金刚镗IT670.40.05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粗镗精镗珩磨IT670.20.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨IT6以上0.10.0063、零件材料的性质淬火钢件精加工磨削，硬度较低的有色金属精加工金刚镗或高速细车4、零件结构形状和尺寸大小中、小尺寸孔精加工磨削或拉削大尺寸孔精加工镗削或铰削方法大直径的孔精加工镗5、生产纲领

29、和投产批量 大批大量生产，采用高生产率的加工方法拉削平面、冷轧花键等，单件小批生产，应采用较常见的通用设备所能采用的方法。 6、工厂现有设备能力、技术条件及设备负荷的平衡 选择零件表面加工方法时，首先根据表面种类和技术要求，找出可供选用的最后精加工方法，再选定前面一系列的预备加工方法。比较几种加工路线，综合考虑各方面因素，最终确定一套最优的加工方法和路线。二、加工顺序的确定单个表面加工方法和加工顺序确定之后，即可确定各加工表面的整个加工顺序，制定工艺卡。 1、加工阶段的划分按先粗后精的顺序：（1）粗加工阶段 切除大部分多余的金属，使毛坯形状和尺寸基本接近零件成品。主要任务是提高生产率。（2）半

30、精加工阶段 主要任务是使主要表面达到一定精度并留有适当的余量，完成一些次要表面的加工。如钻孔、攻螺纹、铣键槽等。 （3）精加工阶段 切除的余量很少，任务是保证各主要表面达到图纸规定的尺寸精度、表面粗糙度以及相互位置精度要求(IT710 级，Ra1.60.4以下)。（4）光整加工和超精加工阶段 珩磨、镜面磨削、超精加工等光整加工方法的余量极小，主要是在精加工基础之上进一步提高表面尺寸精度和降低表面粗糙度数值(IT59级Ra0.2以下)，不能纠正表面形状及位置误差。加工阶段划分不是绝对的，对于要求不高、加工余量很小或重型零件可以不划分加工阶段而一次加工完成。划分加工阶段的目的：（1）保证加工质量。

31、粗加工中切除的金属层厚，夹紧力及切削力大，切削热量多，产生的加工误差大。这些误差可以通过以后的加工纠正。加工阶段间的工件周转时间有利于工件冷却和内应力重新分布。精加工阶段夹紧力小，可以减小夹紧变形。这些都有利于加工精度的逐步提高。（2）合理使用机床设备。粗加工采用功率大、刚性好、精度较低的机床；精加工采用高精度机床。（3）便于安排热处理工序。粗加工之前，退火或正火；粗加工后时效处理，减少精加工后因内应力产生的变形；最终热处理安排在精加工或半精加工之前进行，通过精加工或半精加工去除热处理变形。 (4)及时发现毛坯缺陷。及时修补或报废。2、机械加工工序安排 （1）划分加工阶段 着重考虑主要表面，适

32、当穿插次要表面。 （2）先主后次 先安排各表面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。（3）先基准后其他 从精基准的加工开始，然后加工其他主要表面和次要表面。 （4）先面后孔 对于箱体、支架和连杆等零件，先加工好平面，以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度。 （5）考虑车间布置缩短运输距离，避免往返流动。 3、热处理工序安排毛坯退火或正火时效粗加工时效时效调质或正火半精加工淬火精加工 常用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、淬火回火、渗碳及氮化等。按照目的可分为预备热处理、最终热处理。 （1）预备热处理改善加工性能、消除内应力、为最终热处理做准备。退火、正火、时效和

33、调质等。 退火和正火 为改善毛坯切削加工性能和消除毛坯的内应力，常进行退火和正火处理。例如，碳的质量分数大于0.7 的碳钢和合金钢，为降低硬度常采用退火；碳的质量分数低于O.3的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低切削时粘刀而采用正火。退火和正火能细化晶粒、均匀组织、为以后的热处理做好组织准备。粗加工之前进行。 调质 即淬火加高温回火，能获得均匀细致的索氏体组织，为以后表面淬火和氮化处理做好组织准备，因此调质可作为预备热处理工序。由于调质后零件的综合力学性能较好，对硬度和耐磨性要求不高的零件可作为最终热处理。粗加工之后，半精加工之前。时效处理 消除内应力。对形状复杂的工件，粗加工后一次时效即可，对

34、高精度的复杂铸件，安排两次时效，铸造粗加工第一次时效半精加工第二次时效精加工。简单铸件不必时效处理。刚性差的精密零件（精密丝杠）为消除加工中的内应力，稳定工件的加工精度，需多次时效。（2）最终热处理提高硬度和耐磨性。淬火、渗碳、氮化处理等。安排精加工之前。淬火 整体淬火、表面淬火（变形、氧化、脱碳较少），预先调质及正火，能提高表面淬火零件的心部材料性能，获得细马氏体的表层淬火组织。路线：铸（锻）造正（退）火粗加工调质半精加工表面淬火精加工。渗碳淬火（整体、局部） 适用于低碳钢和低碳合金钢。使工件表层含碳量增加。表层硬度和耐磨性提高，心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。 渗碳层深度0.52m

35、m，变形较大。常安排在半精加工和精加工之间。路线： 铸（锻）造正火粗、半精加工渗碳淬火精加工。当局部渗碳零件的不需渗碳部位采用加大加工余量消除渗碳层时，渗碳后淬火前，需增加一道工序。氮化处理 表层渗入氮原子，提高硬度、耐磨性、疲劳强度。 温度低，变形小、氮化层薄，工序靠后。路线：铸（锻）造退火粗加工调质半精加工除应力粗磨氮化精磨、超精磨或研磨。 4、辅助工序安排检验、去毛刺、洗涤、防锈、表面处理、平衡去重等。（1）检验工序 保证零件质量，发现、剔除废品。中间检验、最终（成品）检验、表面质量检验、特种检验。粗加工后，精加工前；转入外车间加工前；花费工时多的工序和重要工序的前后；最终加工之后。（2

36、）表面处理工序 提高抗腐蚀能力、耐磨性、导电性等。电镀、涂漆、发蓝、表层氧化等。最后进行。（3）洗涤防锈工序 最终检验前、抛光或磁力探伤后、工序间、入库前。（4）其他辅助操作工序 包括去毛刺、打磨锐边、修圆、做标记、打钢印、手工研磨、抛光等。三、工序集中与分散工序集中将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工序加工内容比较多。工序集中采用多刀多刃、多轴机床、自动机床、数控机床和加工中心等技术措施。也可采用普通机床进行顺序加工。特点：（1）在一次安装中可完成多个表面的加工。保证相互位置精度，减少装夹次数和辅助时间减少搬运工作量，缩短生产周期。（2）采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。（3）减

37、少机床数量，减少操作个人。节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。（4）因采用专用设备和工艺装备，投资增大，调整和维修复杂，准备工作量大，产品转换费时。工序分散将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时仅包含一个工步。特点：（1）机床设备及工艺装备简单，调整维修方便，技术掌握容易，准备工作量少，易平衡工序时间，易于产品更换。（2）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。（3）设备数量多，工人多，占用面积大。各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、企业能力、工人结构特点和技术要求进行综合分析，择优选用。 单件小批生产采用万能机床顺序加工工序集中； 重型工件工序集中； 大批大量

38、生产，采用专用设备及工艺装备工序集中； 大批大量生产一些结构较简单的产品（如轴承）和刚性差、精度高的精密零件工序分散。目前发展趋势倾向于工序集中。第七节 工序设计一、加工余量及其公差的确定1、加工余量的概念加工余量是指加工过程中，从加工表面上所切去的金属层的厚度。分工序加工余量和加工总余量。（1）工序加工余量：某一表面，在一道工序中所切除的金属层厚度。对于外表面 对于内表面 本工序的工序加工余量；前工序的工序尺寸； 本工序的工序尺寸。旋转表面（外圆和内孔）的加工余量是对称加工余量对于轴 对于孔 本工序的单边工序余量；前工序的加工表面的直径； 本工序的加工表面的直径。（2）加工总余量：零件从毛坯

39、变为成品的整个加工过程中，某一表面所切除的金属层的总厚度。 即零件上同一表面毛坯尺寸与零件尺寸之差。毛坯尺寸和各个工序尺寸都存在着误差，加工总余量或工序余量都是变动值。加工余量可分为基本加工余量（）、最大加工余量()和最小加工余量（）。如图所示。基本加工余量是相邻两工序基本尺寸之差；最小加工余量是前工序最小工序尺寸和本工序最大工序尺寸之差；最大加工余量是前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差。工序加工余量的变动范围等于前工序和本工序两道工序尺寸公差之和。工序的公差带，一般规定在零件的“入体”方向，故对于被包容表面（轴）基本尺寸为最大尺寸；即。对于包容面（孔），基本尺寸就是最小工序尺寸；即。

40、毛坯公差采用双向标注。即。2、影响加工余量的因素 （1）前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷层深度；（2）前工序的工序尺寸公差；（3）前工序形成的表面位置误差；（4）本工序的装夹误差。对称加工表面（双面余量）非对称加工表面（单面余量）式中是误差和的矢量和的绝对值，对于不同的零件和不同的工序，上述公式中各组成部分的数值和表现形式也各不相同。拉削、无心磨、浮动铰削等，省略安装误差；超精抛光等，仅考虑表面粗糙度；刚性差的细长轴，应母线直线误差超出直径尺寸公差，及热处理工件，工序加工余量应适当放大。3、加工余量的确定方法 （1）经验估算法（不太准确，单件、小批生产） （2）查表修正法（应用广泛）（孔轴双边

41、余量） （3）分析计算法（缺少试验资料，很少应用）二、工序尺寸及其公差的确定工序尺寸是各工序应该控制或保证的尺寸。只有最后一道工序的尺寸是设计图纸的尺寸，除此之外中间各工序的尺寸及公差则应由工艺设计者根据加工工序间尺寸演变的联系进行确定和计算。几种情况：（1）工艺基准与设计基准重合时各工序尺寸；（2）工艺基准与设计基准不重合需要重新确定工序尺寸；（3）设计基准有待进一步加工导致工序尺寸不断变化；（4）表面工艺处理时工序尺寸确定。1、尺寸链（1）尺寸链定义和特征如图，尺寸C、E、A可以由A1、A2、A0来表示，A1、A2、A0形成一个封闭的尺寸组。由相互联系的尺寸，按一定的顺序首尾相接形成封闭的

42、尺寸组，称为尺寸链。特征：封闭性：首尾相连。包含一个间接尺寸和若干个直接尺寸。关联性：间接尺寸受直接尺寸的支配。间接尺寸精度低于直接支持精度。（2）尺寸链的组成环组成尺寸链中的每一尺寸，如图所示的A1、A2、A0。 封闭环装配或加工过程中最后自然形成的一环。如图A0。 组成环除封闭环外的全部其他环,是直接获得的环。 增环该环尺寸增大封闭环随之增大，该环减小封闭环随之减小的组成环。通常在增环符号上标以向右的箭头，如。 减环该环尺寸增大使封闭环减小，该环减小使封闭环增大的组成环。通常在减环符号上标以向左的箭头，如。 （3）尺寸链分类 工艺过程尺寸链：零件按一定顺序安排的各个加工工序（包括检验工序）中，先后获得的各工序尺寸所构成的封闭尺寸组合。 装配尺寸链：在机器设计或装配过程中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸组合。 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸组合，称为工艺系统尺寸链。 （4）尺