第5章机械加工工艺规程的制定.ppt

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1、第五章第五章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定 为了使零件的机械加工过程满足“优质、高效、低消耗”的要求，首先要制订合理的零件机械加工工艺规程，然后按照这一工艺规程对零件进行加工。本章讨论的主要内容是制定机械加工工艺规程的基本原理和方法。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程一、生产过程一、生产过程 生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括：原材料、半成品、成品的运输和保管；生产和技术准备工作；毛坯制造；零件的机械加工、热处理、表面处理；产品的装配、调试以及油漆、包装等。二、工艺过程二、工艺过程 是指生产过程中直接改变原材料（或毛坯）的形状尺寸、材料性能、

2、零件相对位置及产品外观，使之变为成品的过程。它包括毛坯制造、机械加工、热处理和装配等。机械加工工艺过程 用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之变为合格零件的过程，又称为工艺流程。装配工艺过程：零件装配成部件或产品的过程。1.工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一个或若干顺序排列的工序组成的，毛坯依次通过这些工序转变为成品。将工艺过程分为如下几个组成部分。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程（1 1）工序）工序 一个（或一组）工人，在一台机床一台机床（或同一个工作地点），对一个（或同时对几个）工件所连续连续完成的那部分工艺过程称为一个工序。通常把产品或零

3、部件在生产过程中，仅列出由毛坯准备到成品包装入库，经过的各个工序的先后顺序的名称的简略工艺过程，称为工艺路线。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 划分工序的重要依据重要依据是工作地点是否变动。另一个依据是取决于对一个零件的加工是否连续进行。例如，图示的零件，在小批量生产条件下，其加工工艺过程如下表所示。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程工序号工序名称加工设备（工作地点）10下料锯床20车端面、钻中心孔、车外圆车床30铣键槽立式铣床40磨外圆磨床50去毛刺钳工台 在大批量生产条件下，上述工艺过程中的20工序就可能被拆分为两个工序，一个工序为车一侧端面、钻中心孔、车

4、一侧外圆；另一个工序为调头车另一侧端面、钻中心孔、车另一侧外圆。阶梯轴加工工艺过程（小批量生产）第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 （2 2）工步）工步 被加工的表面切削刀具、切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下所完成的那部分工序内容，称为工步工步。有时，为了提高生产率，常用几把刀具（或复合刀具）同时加工几个表面，这种工步称为复合工步复合工步。如果有几个完全相同的加工表面，所用刀具及切削用量也不变，连续加工时，习惯上也将它们视为一个工步，如图所示。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 （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

5、不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次切削加工，刀具对工件的每一次切削称之为一次走刀，如图所示。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 （4 4）安装）安装 工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。在一道工序中，可能有一次也可有多次装夹。如上表中的20工序，就要进行两次装夹，先装夹工件的一端，车端面、钻中心孔、车一部分外圆，再调头装夹，加工其余部分。在同一道工序中应尽可能减少装夹次数。（5 5）工位）工位 为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或转位夹具，使工件在一次安装中，可经过机床上若干个位置依次进行加工，工件在机床上所占据每一个位置上所完成的那部分工序内容，称为一个工位

6、，如图所示。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 2.生产类型对工艺过程的影响 生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，亦即生产规模。生产类型的划分可按照生产纲领划分，产品的生生产纲领产纲领就是产品的年生产量。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 根据生产纲领，一般把生产类型分为：单件生产 单个的生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。成批生产 成批生产的特点是一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量（称为批量），工作地的加工对象周期性地重复。如机床、电机等的

7、制造通常属于成批生产。根据批量的大小，又可将批量生产细分为：小批量生产、中批量生产和大批量生产。大量生产 产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一零件的某一道工序的加工。生产类型不同，其工艺过程的特点也不尽相同。各类生产类型的工艺过程特点如下表所示。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程 生产类型工艺特点单件生产成批生产大量生产工件的互换性一般是配对制造，没有互换性，广泛用钳工修配。大部分有互换性，少数用钳工修配。全部有互换性。某些精度较高的配合件用分组选择装配法。毛坯的制造方法及加工余量铸件用木模手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大。部分铸件用金属模；部分锻件用模

8、锻。毛坯精度中等，加工余量中等。铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。机床设备通用机床。采用部分通用机床、部分专用机床。数控机床、加工中心。专用生产线、自动生产线、柔性制造生产线或数控机床。夹具多用标准附件，极少采用夹具，靠划线及试切法达到精度要求。广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装。广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法达到精度要求。刀具与量具采用通用刀具和万能量具。较多采用专用刀具及专用量具或三座标测量机。广泛采用高生产率刀具和量具，对工人的要求需要技术熟练的工人。需要一定熟练程度的工人和编程技术人员。对操作工人的技

9、术要求较低，对生产线维护人员和调整人员要求有高的素质。工艺规程有简单的工艺路线卡。有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程。有详细的工艺规程。第一节第一节 零件制造的工艺过程零件制造的工艺过程第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 工艺规程工艺规程：把零件加工的全部工艺过程按一定格式写成的书面文件称为工艺规程。工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺装备及工艺措施，切削用量及工时定额等。一、工艺规程的格式一、工艺规程的格式 生产中应用的工艺规程有多种形式，它的详简程度也有很大的差异，视零件的复杂程度和生产类型而定。常用的工艺规程格式有：工艺过程工艺

10、过程综合综合卡片（简称过程卡）卡片（简称过程卡）、机械加工工艺卡片、机械加工工序卡和检验卡片等。、机械加工工艺卡片、机械加工工序卡和检验卡片等。（1 1）工艺过程综合卡片）工艺过程综合卡片 它是以工序为单位，简要地表明一个零件全部加工过程的卡片。卡片上主要规定了零件加工的工艺路线，按工艺过程顺序列出全部工序的名称和内容，在每个工序中都说明了应使用的机床设备和工艺装备以及工时定额等（如表5.4，P128所示）。在单件小批生产中一般只使用此卡。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 （2 2）机械加工工艺卡片）机械加工工艺卡片 它以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程

11、（见表5.3，P128）。包括各道工序的具体内容及要求，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、设备和工装等。它是用来指导操作工人进行生产，帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种最主要的文件之一。在成批生产中多采用此卡，单件小批生产中关键件和复杂件多采用此卡。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤（3 3）机械加工工序卡）机械加工工序卡 它是根据工艺卡片为每一道工序制订的一种工艺文件（见表5.5，P129），主要用来具体指导操作工人如何进行加工。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需要的资料，如定位基准选择、工件安装方法、工序尺寸及公

12、差，所使用的机床、刀具、量具以及切削用量和工时定额等内容。工序简图：用在机械加工工序卡中，表示该工序定位基准面、夹紧位置、加工表面、工序尺寸及公差、技术要求等内容的图形。多用于大批大量或成批生产中比较重要的零件。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤二、制定工艺规程的原则和工艺规程的作用 1、制定工艺规程的总原则 在一定的生产条件下，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图纸要求的工件。即遵循“优质、高效、低消耗优质、高效、低消耗”的三大原则。总之，制定工艺规程时，既要注意技术上的先进性，以保证产品质量，又要结合具体生产条件，选择经济上最合理的

13、方案，以保证较高的经济效益。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤2 2、工艺规程的作用（1 1）它是组织生产和管理生产的重要依据）它是组织生产和管理生产的重要依据（2 2）它是指导生产实施的技术文件）它是指导生产实施的技术文件（3 3）它是新建和扩建工厂的基本资料）它是新建和扩建工厂的基本资料 零件的机械加工工艺规程用于生产前的生产准备、生产中的生产指挥及生产后的检验。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 三、工艺规程设计的步骤 1.1.了解被加工零件的功用及其性能要求，进行工艺审查了解被加工零件的功用及其性能要求，进行工艺审查（1 1）审查

14、各项技术要求是否合理）审查各项技术要求是否合理 （2 2）审查材料选用是否合理）审查材料选用是否合理 从经济角度考虑，在满足零件功能的前提下，应尽量选用价廉的材料，以降低产品的成本。材料的选用还应立足于国内，尽量采用来源充足的材料，不得滥用贵重金属。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤从工艺上考虑从工艺上考虑，选用的材料不应引起制造的困难。如下图所示的销钉，方头部位要求淬硬至HRC58，2小孔要求装配时配作。原设计采用T8A材料，因零件很小，总长只有15mm，当头部淬火时，势必使销钉全部淬硬，致使2小孔无法配作，故原材料选用不合理。若改用20钢，头部采用局部渗碳淬火法

15、，就可很好地避免上述工艺上的困难。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤（3 3）工艺上对零件结）工艺上对零件结构是否需提出特殊要求构是否需提出特殊要求 有些零件结构上没有可作为定位基准用的恰当表面，为便于加工制作，这时就必须在工件上设置或加工出必要的定位基面，称为辅助基辅助基准准，例如图所示车床小刀架的工艺搭子等。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤（4 4）审查零件的结构工艺性）审查零件的结构工艺性 所谓结构工艺性就是指零件的结构是否便于加工、装配和维修。它不仅关系到零件的加工、装配和维修的难易程度，而且也关系到产品质量、生产率和成本的高低

16、。零件的结构工艺性常需考虑的几个方面：尽量减少加工面，节省工时，减少动力消耗。尺寸应尽量规格化、标准化。尽量减少调整、安装、走刀次数。保证刀具正常工作、加工方便（应具有必要的退刀槽、工作空间等）。结构应与生产类型、设备条件相适应。零件结构应便于装拆。结构工艺性分析，见下表示例。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 2.2.根据零件的生产纲领确定零件的生产类型根据零件的生产纲领确定零件的

17、生产类型 零件的生产纲领可按下式进行计算：式中：N零零件的生产纲领（件/年）；N产品的生产纲领（台/年）；n每台产品中包含该零件的件数（件/台）；该零件的备品率；该零件的废品率。生产类型将直接影响生产的组织形式和工艺规程的设计。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤生产类型重型机械（W2000kg）中型机械（W=1002000kg）轻型机械（W100kg）单件生产520100小批生产51010200100500中批生产1002002005005005000大批生产50010005005000500050000大量生产1000500050000第二节第二节 工艺规程的作用

18、及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤3.3.确定毛坯种类确定毛坯种类 机械制造所用的毛坯主要有以下几种：（1）铸件 用于铸造形状复杂的零件毛坯，依据零件产量和精度要求可以采用不同的铸造方法。铸件的机械性能较低。（2）锻件 适用于形状简单，对强度有一定要求的零件，因为经过锻造的零件，材料的纤维组织连续合理分布，其强度较高，机械性能良好。（3）焊接件 将钢或型钢焊成所需要的结构，制造简便，生产周期短，适用于机架、机座等大件焊接，但焊接变形大，抗振性差，焊后必须进行热处理。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 （4）型材 通常按截面形状分类：圆钢、方钢、角钢、槽钢等。有热轧料

19、和冷拉料两种。热轧型材的精度低，为IT15IT16，冷拉料精度高，为IT9IT12，但直径小，价格贵。（5）工程塑料 尺寸精度高，形状可以很复杂，但机械性能差。（6）其它新型材料 如碳纤维复合材料、粉末冶金材料等。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤选择毛坯种类和制造方法时，需考虑下列因素：选择毛坯种类和制造方法时，需考虑下列因素：零件的材料及其机械性能的要求。零件的结构形状和外形尺寸。生产类型。对大批大量生产，宜采用精度高的毛坯制造方法，以降低材料消耗和加工工时，可有效地降低加工成本。在单件小批生产中，常采用木模手工砂型铸造和自由锻造，毛坯精度较低。毛坯生产车间的生

20、产条件。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤4.4.拟定零件加工的工艺路线拟定零件加工的工艺路线 拟定工艺路线应制订出零件由粗加工到精加工的全部加工工序，其主要内容包括：选择定位基准和定位夹紧方式。选择表面加工方法（铣、车、磨等）。划分加工阶段（粗半精精光整），以及确定工序的集中与分散。安排切削加工、热处理、检验和辅助工序的顺序。这是最关键的一步，一般需提出几个工艺方案作详细比较，确定最合理的方案。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 5 5确定各工序所采用的设备、工艺装备和辅助工具确定各工序所采用的设备、工艺装备和辅助工具 选择机床设备的原

21、则选择机床设备的原则是：机床规格与零件外形尺寸相适应。机床精度与该工序应达到的精度相适应。机床的生产率与零件的生产类型相适应。机床品种与车间现有设备条件相适应。采用设备中如果需要改装某一设备或设计专用机床，或者需要采用专用工装，则应提出设计任务书，列出与加工工序内容有关的参数。第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤 6.6.计算工序间的加工余量、工序尺寸和公差，绘制工序简图计算工序间的加工余量、工序尺寸和公差，绘制工序简图 7.7.确定各工序的切削用量及工时定额确定各工序的切削用量及工时定额 工时定额目前主要是按实践经验确定的，也可以根据切削用量手册、工时定额手册等提供

22、的统计资料估算而定。8.8.确定各主要工序的技术检验要求及检验方法确定各主要工序的技术检验要求及检验方法 9.9.技术经济分析技术经济分析 10 10编写工艺文件，对不同的生产类型，填不同的工艺卡片编写工艺文件，对不同的生产类型，填不同的工艺卡片第二节第二节 工艺规程的作用及设计步骤工艺规程的作用及设计步骤第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 基准基准：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、面称为基准。一、基准的分类 根据基准的功用不同，基准分为设计基准和工艺基准两大类。1.1.设计基准设计基准 设计基准是在设计图样上所采用的基准，如下图所示。2.2.工艺基准工艺基准

23、 工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。按其作用不同工艺基准可以分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。（1）工序基准 在工序简图上，用来确定被加工表面尺寸、形状和相互位置关系的基准，如图所示。（2）定位基准 定位基准是指加工中用作定位的基准。即工件在机床上加工时，在工件上用以确定被加工表面相对机床、夹具、刀具位置的点、线、面。用夹具装夹时，定位基准就是工件上与夹具的定位元件相接触的表面，定位基准的表示方法如图所示。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （3）测量基准 测量基准是指测量时所使用的基准，如图所示。（4）装配基准 装配基准是指装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采

24、用的基准，如图所示。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择返回上一页返回36第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择3.3.基准间的相互关系基准间的相互关系 在分析基准问题时，应注意应注意以下几点：（1）作为基准的点、线、面，在工件上不一定具体存在（例如，孔的中心、轴心线、对称面等），而常由某些具体的表面体现，这些表面就可称为基面基面，基准的选择问题实际上就是基面的选择问题。（2）作为基准可以是没有面积的点、线或很小的面，但是代表这种基准的点和线的工件上的基面总是有一定面积的。例如，代表轴心线的是中心孔锥面。（3）对表面的位置精度（如平行度、垂直度等）的关系，也同样具有基准关系。第三节第

25、三节 定位基准的选择定位基准的选择二、工件的装夹与获得加工精度的方法 1.1.工件的装夹工件的装夹 （1）直接找正装夹法 这种方法比较费时，对工人技术水平要求高，常用于单件、小批生产，也常用于对位置精度要求很高的工件的加工。划针找正精度达0.5mm，百分表找正精度达0.02mm，千分表找正精度达0.0050.01mm。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （2）划线找正装夹法 切削加工前，预先在毛坯上划出中心线、对称线及各待加工表面的加工线等，然后按线找正工件在机床上的位置并夹紧，如图所示。适用于：单件、小批生产，尤其是大型复杂铸件或锻件的加工。毛坯的尺寸公差很大，表面很粗糙，无法直接用

26、夹具时。这种方法的装夹精度较低（0.20.5mm），因此只能用于相对位置精度要求较低的场合。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择（3 3）专用夹具装夹法）专用夹具装夹法 夹具固定在机床上，工件在夹具中定位并夹紧，如图所示。这种方法方便、迅速、精度较高且稳定，广泛应用于成批和大量生产。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 2.获得加工精度的方法 （1）获得尺寸精度的方法 试切法 如图所示。此法不需要专用夹具，但生产率低，操作技术要求高，只适用于单件小批生产。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 定尺寸刀具法 加工精度由刀具本身精度来保证。调整法 利用机床上的定程装置或对刀装置获

27、得尺寸精度的方法称调整法。如车床上可用行程挡块决定车削长度，铣床上可用对刀块决定铣削面的高度，这种方法需增加机床调整工作量，但此后加工中的操作却极为方便。适用于成批大量生产的生产类型。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 自动控制法 使用一定的装置，在尺寸达到要求值时自动停止加工。数控机床上具有控制刀架或工作台精确移动的一整套数字控制装置。尺寸的获得（刀架或工作台的移动）由预先编制好的程序通过计算机数字控制装置自动控制。（2）获得形状精度的方法 零件在机械加工中获得形状精度的方法有轨迹法、成形法和范成法三种。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择三、定位基准的选择 定位基准又分为精基

28、准、粗基准和辅助基准。粗基准粗基准 采用未加工过的表面进行定位的基准称为粗基准。精基准精基准 采用已加工过的表面进行定位的基准称为精基准。辅助基准辅助基准 该基准在工件使用中并无用处，仅仅是为了工件加工的方便而设置的基准称为辅助基准，如轴类零件的中心孔。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 1.1.精基准的选择原则精基准的选择原则 基准的选择应能保证加工精度和装夹可靠方便。选择精基面时，考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度。选择精基准时应遵循下列原则。（1）基准重合原则 采用设计基准作为定位基准称为基准重合原则。这样可消除基准不重合误差，有利于保证加工精度，如下图所示。第三节第三节 定

29、位基准的选择定位基准的选择第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （2）基准统一原则 在工件加工过程中应尽可能选用统一的定位基准称为基准统一原则。例如，轴类零件加工常采用中心孔作为统一基准加工各外圆表面，这样不但能在一次安装中加工大多数表面，而且能保证各段外圆的同轴度要求以及端面与轴心线的垂直度要求。采用基准统一的原则，可以简化工艺过程，减少夹具种类，避免基准转换过多所造成的加工误差。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （3）自为基准原则 在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定位基准，以保证加工质量和提高生产率，该加工表面与其它表面之间的位置精度

30、则要求由先行工序保证，这就称为自为基准。例如，浮动镗孔和浮动铰孔等孔加工方法都是自为基准的实例。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择（4）互为基准，反复加工原则 当需要保证均匀的加工余量或加工表面具有较高的相互位置精度时，应遵守互为基准，反复加工的原则。（5）便于装夹原则 所选择的精基准应能保证定位准确、可靠、夹紧机构简单，操作方便。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 2.2.粗基准的选择原则粗基准的选择原则 粗基准的选择主要应考虑到加工表面与不加工表面之间的位置要求，加工表面余量的合理分配，定位精度和装夹的可靠性，因此、在选择粗基准时一般应遵循下列原则。第三节第三节 定位基准的

31、选择定位基准的选择 （1）保证相互位置要求的原则 为了保证不加工表面与加工表面之间相互位置要求，一般选择不加工表面为粗基准。如图所示的毛坯，铸造时孔B和外圆A有偏心，若采用不加工表面外圆A为粗基准加工孔B，则内外圆是同轴的，即壁厚均匀。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择 （2）保证加工表面加工余量合理分布的原则 为保证重要加工表面的加工余量均匀，应选重要加工面为粗基准。如图所示，为保证导轨面有均匀的组织和一致耐磨性，应使其加工余量均匀。当工件上有多个重要加工面要求保证余量均匀时，则应选余量要求最严的面为粗基准；对具有较多加工表面的零件，粗基准选

32、择应使零件各加工表面总的金属切除量最少；应选择零件上加工面积大，形状复杂的表面为粗基准。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择（3）粗基准不重复使用的原则 粗基准相对已加工面来说，精度低，粗糙度数值大。重复使用会造成较大的定位误差。因此在同一尺寸方向，通常只允许使用一次，避免重复使用。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择（4）便于工件装夹的原则 为了保证定位准确、夹紧可靠，选用的粗基准应尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，要避开锻造飞边、铸造浇冒口、分型面或其它缺陷。当用夹具装夹时。选择的粗基准面，还应使夹具结构简单、操作方便。（5）余量足够的原则 若零件上每个表面都要加工，则以加工余

33、量最小的表面作为粗基准，使这个表面不会因余量不足而报废。第三节第三节 定位基准的选择定位基准的选择第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定一、零件各表面加工方法及使用设备的选择 1.1.加工方法的选择加工方法的选择 在制订零件的工艺路线时，要确定各表面的加工方法。选择加工方法应满足质量、生产率与经济性各方面的要求，首先满足质量要求，为此，必须了解各种加工方法的特点及掌握加工经济精度的概念。（1）经济加工精度和表面粗糙度第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 经济加工精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间），所能保证的加工精度。第四节

34、第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 （2）加工方法和加工方案的选择 在选择加工方法时，应该考虑下列因素：满足零件的精度要求。所选加工方法的经济加工精度及经济表面粗糙度与零件的精度和表面粗糙度要求相适应。例如，加工精度等级为IT7级，表面粗糙度为Ra0.8的外圆，通过精车虽然可以达到要求，但不如磨削经济。因此,选用磨削加工。要考虑被加工材料的性质。例如，淬火钢应采用磨削加工，而硬度低、韧性较大的有色金属的精加工不能用磨削的方法加工，因为磨屑容易堵塞砂轮工作表面，故通常采用高速精密车削和金刚镗削的方法加工。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定典型表面加工路线研 磨IT5Ra 0.0080.

35、32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 车IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080外圆表面的典型加工工艺路线 典型表面加工路线珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT101

36、1Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.3210金 刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5Ra0.081.25孔的典型加工工艺路线 典型表面加工路线平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.63

37、5高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 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 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 520 要考虑工件

38、的结构形状和尺寸大小。例如，精度等级为IT7级的孔，可以采用镗削、铰削、拉削、磨削等加工方法。但对于箱体上的孔，一般不宜采用拉孔和磨孔，而宜采镗孔和铰孔。大直径的孔采用镗削，小直径的孔采用铰削；又如直径很小的孔，可以采用电火花加工；长径比大的深孔，采用深孔钻加工。要考虑生产类型。所选加工方法要与生产类型相适应。在大批大量生产中，可以采用生产率高、质量稳定的加工方法。例如，孔采用拉削，外圆采用仿形加工，孔系采用专用机床加工。当生产批量较小时，孔采用钻、扩、铰加工。在大批大量生产中，还可以采用精密毛坯，如精密铸造毛坯。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 要考虑具体生产条件。其他特殊要求。如

39、加工纹理方向，表面的物理力学性能等，应使所选加工方法满足这些要求。加工方案的选择，可参考表5.7表5.9。例：要求加工60mm，精度为IT7级，表面粗糙度为Ra=1.63.2m的孔，确定孔的加工方案。通过查表，精铰、精镗、精磨和拉孔都可达到上述要求。反查回去可以得到如下四种加工方案：钻扩粗铰精铰；粗镗半精镗精镗；粗镗半精镗粗磨精磨；钻拉。其中第一种方案用得较多，第三种不适宜有色金属的加工，第四种可调整为粗镗后拉孔，适用于大量生产。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 2.2.设备和工艺装备的选择设备和工艺装备的选择（1）机床的选择 为使所选择的机床能满足工序的要求，必须考虑下列因素：机床

40、的工作精度和工序的加工精度相适应；机床工作区的尺寸应和工件的轮廓尺寸相适应；机床的功率与刚度和工序的性质相适应；机床的加工用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应；机床的生产率应与工件的生产计划（生产类型）相适应。对于大批、大量生产，宜采用高效率机床、专用机床、组合机床或自动机床。对于单件小批生产，宜选用通用机床。但有时在试制新产品及小批生产时，较多的选用数控机床和加工中心机床等设备，可减少工艺装备的设计与制造，大大缩短生产周期并提高经济性。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 （2）夹具的选择 在选择机床以后，要考虑在机床上装夹工件的夹具。在选择时，一般应首先考虑采用通用夹具。在机械产

41、品的生产中，对于那些结构形状十分复杂，而且加工精度要求很高的产品，为保证质量、提高劳动生产率并减轻劳动强度，常采用专用夹具。组合夹具 成组夹具第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 （3）刀具的选择 刀具的类型、构造、尺寸和材料的选择，主要取决于工序所采用的加工方法、被加工表面的形状、尺寸和精度以及工件的材料等因素。为提高生产中和降低成本，应充分注意刀具的切削性能。合理地选择刀具的材料。在般情况下，应尽量优先采用标准的切削刀具。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定（4）量具的选择 选择测量工具时，首先要考虑被检验特性的精度要求，以便正确地反映工件的实际加工情况。所选测量工具的类型，主

42、要取决于生产的类型。在单件和小批生产时，广泛采用通用量具。在大批和大量生产时，主要采用专用的极限量规及检验量具等。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定二、加工阶段的划分 工艺路线按工序性质的不同，一般可划分成：粗加工阶段粗加工阶段：这个阶段的主要任务是切除大部分余量，其特点是加工余量大。因此，切削力、切削热和夹紧力等都比较大，所以加工精度不高。在这个阶段中，主要问题是如何提高生产率。半精加工阶段半精加工阶段：这个阶段的任务是达到一般的技术要求，即各次要表面达到最终要求，并为主要表面的精加工作准备。本阶段的加工特点是加工余量较小，加工精度有所提高，一般在最终热处理前进行。第四节第四节 工艺

43、路线的拟定工艺路线的拟定 精加工阶段精加工阶段：这个阶段的主要任务是达到零件的全部技术要求（重点是保证主要表面的加工质量）。其特点是加工余量较小，加工精度高。这个阶段的主要问题是如何保证质量问题。光整加工阶段光整加工阶段：在零件上有要求特别高的表面（精度在IT5级以上，粗糙度Ra0.10.01m）时，在精加工阶段后，还要进行光整加工。其任务是进一步提高尺寸精度和降低表面粗糙度数值，提高表面层的物理机械性能。一般不能用来提高位置精度。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 划分加工阶段的原因是：保证加工质量 粗加工阶段的变形，可在后续阶段逐步得到纠正。粗、精加工分开后，有利于内应力消除。合理

44、地使用机床设备 粗加工时采用功率大、刚性好、精度不高的高效率机床，精加工时可采用高精度机床。这样能充分发挥机床设备各自的性能特点，并且能延长高精度机床的精度寿命。便于及时发现毛坯缺陷，避免精加工表面损伤 毛坯的各种缺陷如气孔、砂眼、裂纹和加工余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废。精加工、光整加工安排在后，可减少这些表面的损伤，有利于保证表面质量。便于安排热处理工序，使冷、热加工配合协调 例如，粗加工前可安排预备热处理，退火或正火；粗加工后可安排时效或调质；半精加工之后安排淬火处理；淬硬后安排精加工工序。这样冷、热加工工序交替进行，配合协调，有利于保证加工质量和提高生产效率。第

45、四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定三、工序的划分 工序分散：指整个工艺过程安排的工序数较多，每道工序的加工内容较少。有些工序可能只包含一个工步。工序集中：指整个工艺过程集中在较少的几个工序中，每道工序的加工内容却较多。工序分散的主要特点有以下几点：设备和工艺装备比较简单，调整方便。生产工人也便于掌握操作技术，容易适应生产产品的变换。有利于选择合理的切削用量，减少基本时间。需要的设备数量和操作工人多，需要的生产面积大。工件装夹次数多，生产辅助时间长。零件的多次装夹会降低位置精度。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 工序集中的主要特点有以下几点：有利于采用高效的专用设备和工艺装备，提

46、高生产率。减少了工序数目，缩短了工艺流程，简化了生产计划工作和生产组织工作。减少了设备数量，相应地减少操作工人人数和生产面积。减少工件装夹次数，不仅缩短辅助时间，而且易于保证加工表面之间的位置精度。专用设备和工艺装备的投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较困难。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定工序划分的原则：大批大量生产、零件结构较复杂，适于采用工序集中的原则，可以有条件采用专用机床、多刀、多轴自动机床。对一些结构简单的产品如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产宜采用工序适当集中的原则，以便选用效率较高的机床、如六角车床、多刀半自动车床等。单件小批生产适于采用工序

47、集中的原则。零件加工质量、技术要求较高时一般采用工序分散的原则。可以用高精度机床来保证质量要求。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 零件尺寸、重量较大，不易运输和安装的，应采用工序集中的原则。确定工序集中程度时，应考虑零件的刚性。总之，工序分散和集中各有其持点，应根据生产纲领，零件结构特点及技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况等因素来综合分析，决定按哪种原则来组合工序。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定四、工序的安排 1.1.机加工工序的安排机加工工序的安排 一般应遵循以下的原则：原则：先粗后精的原则 先主后次的原则 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

48、的加工工作量较小，而且它们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达到一定的精度之后，在最后精加工或光整加工之前进行。基面先行的原则 加工一开始，总是把精基面加工出来，如轴类零件的中心孔。如果精基面不止一个，则应该按照基面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基面的加工。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 先面后孔的原则 对于箱体、支架等零件，一般零件的平面轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，故应该先加工平面，后加工孔。这样不仅使后续的加工有个稳定可靠的平面作为定位基面，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须放在部

49、件装配之后或在总装过程中进行。例如：车床过渡法兰盘的止口等。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定2.热处理及表面处理工序的安排 常用的热处理方法及其在工艺路线中的位置如下：退火与正火 目的是消除组织的不均匀性，对高碳合金钢，采用退火降低硬度，对低碳合金钢，采用正火以适当提高硬度，这两者的目的，均是提高加工性；同时，还可减少工件材料中的内应力。退火或正火工序，可以放在粗加工阶段之前或以后进行。在粗加工阶段前进行，其优点是可使粗加工时的加工性得到改善，并减少工件在车间之间的转换运输，便于组织生产和缩短生产周期；但其缺点是不能消除粗加工阶段所产生的内应力，而且由于毛坯余量大，热处理的时间要加长

50、。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 去应力处理 对于大而复杂的铸件，为了尽量减少因加工后内应力重新分布引起的变形，常常在粗加工后精加工之前进行人工时粗加工后精加工之前进行人工时效处理效处理。零件精度要求不高时，将人工时效和退火放在机加工之前；精度要求特别高的零件，在精加工和半精加工的过程中，要经过多次人工去应力退火，在粗精磨过程中，还要经过多次人工时效，对于精密量具，为了消除残余奥氏体，要求采用冰冷处理，冰冷处理冰冷处理一般安排在回火之后。第四节第四节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 调质：调质是淬火后进行高温回火。其目的是获得组织均匀细密的回火索氏体组织。热处理后的零件不仅有一定的强