机械加工工艺及装备.ppt

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1、第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 设计目的 通过减速器的两个零件主轴和底座的工艺规程的编制，能够了解工艺规程的基本概念，能正确分析零件的结构工艺性，根据零件的具体形状，选择合适的毛坯，确定零件的定位方法，拟定零件的机械加工工艺路线，能够结合企业现状及零件的结构，合理选择零件各工序加工昔所需要的加工设备及工艺装备，编制出减速器的两个零件的机械加工工艺规程。进而掌握一般零件的机械加工工艺规程的编制。10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 设计条件设计条件 给出两个典型零件的零件图，编制出合适的机械加工工艺规程。给出两个典型零

2、件的零件图，编制出合适的机械加工工艺规程。10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 设计内容及要求设计内容及要求u主轴零件的机械加工工艺规程的编制主轴零件的机械加工工艺规程的编制确定减速器主轴的机械加工工艺路线：确定减速器主轴的机械加工工艺路线：了解轴类零件的种类及结构特点。了解轴类零件的种类及结构特点。掌握如何选择轴类零件的材料及毛坯。掌握如何选择轴类零件的材料及毛坯。一般轴类零件机械加工的工艺特点。一般轴类零件机械加工的工艺特点。u底座零件的机械加工工艺规程的编制底座零件的机械加工工艺规程的编制确定减速器底座的机械加工工艺路线：确定减速

3、器底座的机械加工工艺路线：了解箱体类零件的种类及结构特点。了解箱体类零件的种类及结构特点。掌握如何选择箱体类零件的材料及毛掌握如何选择箱体类零件的材料及毛坯。坯。一般箱体类零件机械加工的工艺特点。一般箱体类零件机械加工的工艺特点。10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 1生产过程和工艺过程的基本概念生产过程：将原材料转变为成品的全过程。工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程。工艺过程是生产过程的主要部分，其余为辅助过程。安装安装安装安装

4、1 1工位工位工位工位1 1工步工步工步工步1 1走刀走刀走刀走刀1 1工序工序工序工序走刀走刀走刀走刀2 2工步工步工步工步2 2走刀走刀走刀走刀1 1工位工位工位工位2 2安装安装安装安装2 2走刀走刀走刀走刀2 22机械机械加工加工工艺过程的组成工艺过程的组成第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 3生产纲领和生产类型生产纲领：即年产量。企业计划一年内应当生产的产品产量和进度计划。N=Qn(1+%)(1+%)N零件的年产量，单位为件/年；Q产品的年产量，单位为台年；n每台产品中该零件的数量，单位为件台；零件的备品

5、率，一般为35%；零件的废品率，一般为15%。备品：为防止个别零件加工后互换性不好，常多做几件备用。生产类型：企业生产专业化程度的分类。即单件、成批和大量生产性质。生产类型主要依据生产纲领确定。类型不同，工艺过程就不同。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 工艺规程设计的步骤工艺规程设计的步骤1 1）分析零件工艺性。）分析零件工艺性。2 2）选择毛坯。）选择毛坯。

6、3 3）选择定位基准。）选择定位基准。4 4）拟定工艺路线。）拟定工艺路线。5 5）确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。）确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。6 6）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差。）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差。7 7）确定各工序的切削用量和时间定额。）确定各工序的切削用量和时间定额。8 8）确定各工序的技术要求和检验方法。）确定各工序的技术要求和检验方法。9 9）进行技术经济分析，选择最佳方案。）进行技术经济分析，选择最佳方案。1010）填写工艺文件。）填写工艺文件。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产

7、过程和工艺过程10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 工艺规程设计的步骤工艺规程设计的步骤1 1）分析零件工艺性。）分析零件工艺性。2 2）选择毛坯。）选择毛坯。3 3）选择定位基准。）选择定位基准。4 4）拟定工艺路线。）拟定工艺路线。5 5）确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。）确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。6 6）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差。）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差。7 7）确定各工序的切削用量和时间定额。）确定各工序的切削用量和时间定额。8 8）确定各工序的技术要求和检验方法。）确定各工序的技术要求和检验方法。9 9）进行技术经济分析，选择最佳

8、方案。）进行技术经济分析，选择最佳方案。1010）填写工艺文件。）填写工艺文件。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、二、零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析10.2 基础知识 零件的结构工艺性零件的结构工艺性是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下，是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下，零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性和经济性。零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性和经济性。对于较复杂的零件，在进行工艺分析时还必须重点研究以下三个方对于较复杂的零件，在进行工艺分析时还必须重点研究以下三个方面的问题：面的问题：主次表面的区分和主要

9、表面的保证主次表面的区分和主要表面的保证 零件的主要表面是指零件与其零件的主要表面是指零件与其他零件相配合的表面，或是直接参与机器工作过程的表面。主要表面他零件相配合的表面，或是直接参与机器工作过程的表面。主要表面以外的其他表面称为次要表面。根据主要表面的质量要求，便可确定以外的其他表面称为次要表面。根据主要表面的质量要求，便可确定所应采用的加工方法以及采用哪些最后加工的方法来保证实现这些要所应采用的加工方法以及采用哪些最后加工的方法来保证实现这些要求。求。重要技术条件分析重要技术条件分析 零件的技术条件一般是指零件的表面形状精度零件的技术条件一般是指零件的表面形状精度和位置精度，静平衡、动平

10、衡要求，热处理、表面处理，探伤要求和和位置精度，静平衡、动平衡要求，热处理、表面处理，探伤要求和气密性试验等。重要技术条件是影响工艺过程制订的重要因素，通常气密性试验等。重要技术条件是影响工艺过程制订的重要因素，通常会影响到基准的选择和加工顺序，还会影响工序的集中与分散。会影响到基准的选择和加工顺序，还会影响工序的集中与分散。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、二、零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析10.2 基础知识零件图上表面位置尺寸的标注零件图上表面位置尺寸的标注 零件上各表面之间的位置精度是通零件上各表面之间的位置精度是通过一系列工序加工后获得的，这些工序的顺序

11、与工序尺寸和相互位置过一系列工序加工后获得的，这些工序的顺序与工序尺寸和相互位置关系的标注方式直接相关，这些尺寸的标注必须做到尽量使定位基准、关系的标注方式直接相关，这些尺寸的标注必须做到尽量使定位基准、测量基准与设计基准重合，以减少基准不重合带来的误差。测量基准与设计基准重合，以减少基准不重合带来的误差。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 三、三、毛坯的选择毛坯的选择10.2 基础知识铸铸铸铸件件件件锻锻锻锻件件件件型型型型材材材材焊焊焊焊接接接接件件件件冷冷冷冷压压压压件件件件粉粉粉粉末末末末冶冶冶冶金金金金件件件件毛坯类型毛坯类型毛坯类型毛坯类型砂砂砂砂型型型型铸铸铸铸金

12、金金金属属属属模模模模铸铸铸铸压压压压力力力力铸铸铸铸模模模模锻锻锻锻自自自自由由由由锻锻锻锻冷冷冷冷轧轧轧轧热热热热轧轧轧轧冲冲冲冲压压压压冷冷冷冷挤挤挤挤第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 三、三、毛坯的选择毛坯的选择10.2 基础知识毛坯选择考虑因素：毛坯选择考虑因素：1）零件的材料及对零件力学性能的要求。）零件的材料及对零件力学性能的要求。铸铁铸铁铸件，高强度铸件，高强度锻锻件，一般性能件，一般性能型材或铸钢型材或铸钢2）零件的结构形状与外形尺寸。）零件的结构形状与外形尺寸。轴轴锻件或型材，大件锻件或型材，大件铸件铸件 3）生产类型和生产条件。）生产类型和生产条件。小批

13、小批砂型铸或自由锻，大批砂型铸或自由锻，大批模锻、精密模锻、精密铸，减少粗加工量，提高效率铸，减少粗加工量，提高效率 4）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。毛坯形状和尺寸选择毛坯形状和尺寸选择：1）铸锻件毛坯余量应足够大。）铸锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松，锻件有黑皮、飞边铸件有夹渣、疏松，锻件有黑皮、飞边和凹凸不平。和凹凸不平。2）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后再割开。）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后再割开。3）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳，最后去）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳，最

14、后去除。除。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识1 1基准的概念及其分类基准的概念及其分类基准基准设计基准设计基准工艺基准工艺基准测测量基准量基准定位基准定位基准装配基准装配基准工序基准工序基准 图图10-1 10-1 钻套零件图钻套零件图第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识1 1基准的概念及其分类基准的概念及其分类图例分析：如图10-1所示钻套零件图中，轴心线O1-O2是各回转面的设计基准，A面是B、C 面的设计基准，而内孔D1的轴心线，也是外圆D2的径

15、向圆跳动的设计基准，又是端面B的端面圆跳动的设计基准。钻套内孔套在心轴上磨削外圆D2及端面时，内孔的轴线就是定位基准。钻套内孔套在心轴上用百分表测外圆径向圆跳动及端圆跳动时，钻套内孔的轴线就是测量基准。钻套装在钻模板上是以其外圆D2及端面B面来确定外套位置的，所以其外圆轴线及端面B面是装配基准。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识2 2定位基准的选择定位基准的选择选择选择定位基准时应符合两点要求：定位基准时应符合两点要求：1）各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、位置

16、符合设计要求；位置符合设计要求；2）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识2 2

17、定位基准的选择定位基准的选择(1)粗基准的选择粗基准的选择为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工表面作为粗基准。表面作为粗基准。为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具有多求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具有多个非加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的非加工个非加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的非加工表面作为粗基准。表面作为粗基准。有多个表面需要一次加工时，应选择精度要求最高、有多个表面需要一次加工时，应选择

18、精度要求最高、或者加工余量最小的表面作为粗基准。或者加工余量最小的表面作为粗基准。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边、选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边、浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识2 2定位基准的选择定位基准的选择(2)精基准的选择精基准的选择基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基准。基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定

19、位基准。基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工工基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。件上的各个表面。互为基准原则：即对工件上两个相互位置精度要求比较互为基准原则：即对工件上两个相互位置精度要求比较高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准，反高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。复进行加工，以保证位置精度要求。自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时，自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时，可选择加工表面本身作为定位基准。可选择加工表面本身作为定位基准。准确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准

20、确、准确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准确、安装可靠；夹具设计简单、操作方便。安装可靠；夹具设计简单、操作方便。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识3 3工件定位的方法工件定位的方法工件工件定位定位直接找正定位直接找正定位：通常在单件小批生产的加工车间、修理、试制、工具车间中得到应用通常在单件小批生产的加工车间、修理、试制、工具车间中得到应用在夹具上找正在夹具上找正：广泛用于成批生产和单件、小批量生产的关键工序中广泛用于成批生产和单件、小批量生产的关键工序中划划线线找正定位找正定位：受到划线精度的限制，定位精度低，多用于

21、批量较小、毛坯精度较低受到划线精度的限制，定位精度低，多用于批量较小、毛坯精度较低以及大型零件的粗加工以及大型零件的粗加工第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识经济精度：在正常加工条件下所能达到的加工精度及表面粗糙度 加 工 表 面加 工 方 法经济精度等级IT表 面 粗 糙 度m加 工 表 面加 工 方 法经济精度等级IT表 面 粗 糙 度m外圆柱面和端面粗车半精车精车粗磨精磨研磨超精加工金刚车111391078896556612.5503.26.30.81.60.40.80.10.40.0120.10.0120.10.02

22、50.4圆柱孔钻孔粗镗半精镗精镗、铰粗磨精磨珩磨研磨1112111289787867675612.5256.312.51.63.20.81.60.20.80.10.20.0250.10.0250.1平 面粗刨（铣）精刨（铣）粗磨11138108912.5501.66.31.255平 面精磨刮研研磨676750.161.250.161.250.0060.1各种表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识选择选择表面加工方法表面加工方法 首先应了解各种加工方法所能达到的经济精度，然后考虑：1）零件

23、的材料及性质。有色金属的精加工不宜采用磨削，因为有色金属易使砂轮堵塞，因此常采用高速精细车削或金刚镗等切削加工方法 2）零件的形状与尺寸。形状复杂、尺寸较大的零件，其上的孔一般不宜采用拉削或磨削；直径大于60mm的孔不宜采用钻、扩、铰等 3）选择的加工方法要与生产类型相适应。大批量生产应选用高生产率的和质量稳定的加工方法，而单件、小批生产应尽量选择通用设备和避免采用非标准的专用刀具来加工。4）具体的生产条件。考虑工厂现有的加工设备及其工艺能力、工人的技术水平，以充分利用现有设备和工艺手段，同时也要注意不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业的潜力，不断提高工艺水平 第第10章章 机械加工

24、工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识划分加工划分加工阶阶段段 加工阶段一般为：粗加工、半精加工、精加工和光整加工。1）有利于保证加工质量。可使大切削量粗切引起的变形充分释放，由半精、精加工逐步校正。2）合理地使用设备。普通机床粗加工，数控机床精加工。充分发挥粗、精加工设备特点，有利于长期保证机床精度。3）有利于及早发现毛坯的缺陷。粗加工安排在前，若发现了毛坯缺陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。4）便于安排热处理工序。粗加工后要时效消除应力，精加工前要淬火，淬火变形可由精加工消除。粗精加工分开，使机床台数和工序数增加，批量较小时，机床负

25、荷率低、不经济。所以当工件批量小、精度要求不太高、工件刚性较好时也可以不分或少分阶段。重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识其它工序的安排其它工序的安排 热处理工序的安排：（1）粗加工前的预备热处理：消除组织的不均匀，细化晶粒，改善金属的切削加工性能。有退火、正火和调质。（2）中间工序间的时效退火热处理：消除残余应力引起工件的变形。（3）精加工前的最终热处理：获得零件使用上所需要的力学性能、表面硬度和抗蚀性，如淬火、渗碳、渗氮等。因淬火变形大，最终做磨削加工。辅助工序安

26、排：（1）检验工序：重要工序的前后、送往外车间之前、最终检验。确保质量（2）清洗和去毛刺：淬火工序之前、全部完工之后。（3）消磁等：根据需要做消磁、平衡等安排第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识工序的划分工序的划分工序划分的原则：（1）工序集中的原则：将加工集中在少数几道工序内完成。可减少装夹次数、减少机床使用数量和占地面积、简化了生产组织和计划调度工作。但机床、工装一次性投资大，调整维修费事、不利于阶段划分。（2）工序分散的原则：将加工分散到较多的工序内进行。每工序内容简单，所用设备、工装也简单，调整维修方便，对工人要求低

27、。但使用设备多、占地面积大、使用工人多。工序划分的方法：（1）刀具集中分序法：用同一把刀具加工完所有可加工的部位后再换刀完成它们所有可加工的部位。减少换刀次数、缩短空程时间，减少误差。（2）粗精加工分序法：完成全部粗加工、半精加工，最后作全部精加工。（3）加工部位分序法：按“先面后孔”、“先简单后复杂”、“先低后高（精度）”的加工顺序对需加工的部位划分工序。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识1 1加工余量的确定加工余量的确定（1 1）加工余量的基本概）加工余量的基本概念念加工余量是指加工过程加工余量是指加工过程

28、中从加工表面切除的材料层厚中从加工表面切除的材料层厚度。加工余量有工序余量和总度。加工余量有工序余量和总余量。余量。工序余量：相邻两工序的基本尺寸之差，也称基本余量，工序余量：相邻两工序的基本尺寸之差，也称基本余量，如图如图10-10-2 2所示。所示。对于外表面，图对于外表面，图10-10-2 2a a：Z Z b b=a-b =a-b 对于内表面，图对于内表面，图10-10-2 2b b：Z Z b b=b-a =b-a 式中：式中：Z Z b b本工序的工序余量；本工序的工序余量；a a前道工序的基本尺寸；前道工序的基本尺寸；b b本工序的基本尺寸。本工序的基本尺寸。a)b)图10-2

29、单边加工余量第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识旋转体表面（轴与孔）旋转体表面（轴与孔）的工序余量则是指直径方向上的工序余量则是指直径方向上的余量，实际切除的材料层厚的余量，实际切除的材料层厚度公为工序余量之半，这种余度公为工序余量之半，这种余量称双边余量，如图量称双边余量，如图10-10-3 3所示，所示，即：即：对于被包容面，图对于被包容面，图10-10-3 3a a：Z Z b b=a-b=a-b 对于包容面，图对于包容面，图10-10-3 3b b：Z Z b b=b-a =b-a 式中：式中：Z Zb

30、b直径上的加工余量；直径上的加工余量；aa前道工序的加工直径；前道工序的加工直径；bb本工序的加工直径。本工序的加工直径。a)b)图10-3 双边加工余量第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识1 1加工余量的确定加工余量的确定 总余量：工件由毛坯到成品的整个加工过程中某一表面总余量：工件由毛坯到成品的整个加工过程中某一表面被切除材料层的总厚度。即被切除材料层的总厚度。即 式中式中 Z Z 总余量；总余量；Z Zi i第第i i道工序余量；道工序余量；n n 总工序数。总工序数。最大工序余量、最小工序余量和工序余量公

31、差最大工序余量、最小工序余量和工序余量公差 在毛坯制造及各道工序的加工中，加工误差是不可避免的，因在毛坯制造及各道工序的加工中，加工误差是不可避免的，因此，毛坯尺寸、工序尺寸都有一个变动范围，即实际尺寸可在最大此，毛坯尺寸、工序尺寸都有一个变动范围，即实际尺寸可在最大与最小极限尺寸之间变化，因而加工余量也产生了最大工序余量和与最小极限尺寸之间变化，因而加工余量也产生了最大工序余量和最小工序余量。最小工序余量。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识对于被包容面：如图对于被包容面：如图10-10-4 4a a所示，最大

32、工序余量余量（所示，最大工序余量余量（Z Zbmaxbmax）等于前工序最大工序尺寸（等于前工序最大工序尺寸（a amaxmax）减去本工序最小工序尺（）减去本工序最小工序尺（b bminmin）。）。即即 Z Zbmaxbmax=a=amax max-b-bminmin最小工序余量余量（最小工序余量余量（Z Zbminbmin）等于前工序最大工序尺寸（）等于前工序最大工序尺寸（a aminmin）减）减去本工序最小工序尺寸（去本工序最小工序尺寸（b bmaxmax）。）。即即 Z Zbminbmin=a=aminmin-b-bmaxmax a)b)图10-4 工序尺寸与工序余量第第10章章

33、机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识对于包容面：如图对于包容面：如图10-10-4 4b b所示，最大工序余量余量（所示，最大工序余量余量（Z Zbmaxbmax）等）等于本工序最大工序尺寸（于本工序最大工序尺寸（b bmaxmax）减去前工序最小工序尺寸（）减去前工序最小工序尺寸（a aminmin）即即 Z Zbmaxbmax=b=b maxmax-a -a minmin最小工序余量余量（最小工序余量余量（Z Zbminbmin）等于本工序最大工序尺寸（）等于本工序最大工序尺寸（b bminmin）减）减去前工序最小工序尺

34、寸（去前工序最小工序尺寸（a amaxmax）。）。即即 Z Zbminbmin=b=bminmin-a -a maxmax式中式中 Z Zbmaxbmax 、Z Zbmin bmin 本工序最大、最小工序余量；本工序最大、最小工序余量；a a maxmax 、a a minmin 前工序最大、最小极限尺寸；前工序最大、最小极限尺寸；b b maxmax、b bminmin 本工序最大、最小极限尺寸。本工序最大、最小极限尺寸。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识为为了便于加工，工序尺寸公差都按了便于加工，工序尺寸

35、公差都按“入体原入体原则则”标标注，即注，即被包容面的工序尺寸公差取上偏差被包容面的工序尺寸公差取上偏差为为零；包容面的工序尺寸零；包容面的工序尺寸公差取下偏差公差取下偏差为为零；而毛坯尺寸公差按双向布置上、下偏差。零；而毛坯尺寸公差按双向布置上、下偏差。因此，不因此，不论论是孔是孔还还是是轴轴，工序余量和工序尺寸及公差，工序余量和工序尺寸及公差的关系式如下：的关系式如下：Z Zbmaxbmax=Z=Zb b+T+Tb b Z Zbminbmin=Z=Zb b-T-Ta a 式中式中 T Ta a前工序尺寸公差；前工序尺寸公差；T Tb b本工序尺寸公差；本工序尺寸公差；第第10章章 机械加工

36、工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识（2 2）影响加工余量的因素）影响加工余量的因素影响加工余量的因素是多方面的，主要有：影响加工余量的因素是多方面的，主要有：1 1）前工序的表面粗糙度）前工序的表面粗糙度R Ra a和表面和表面层层缺陷缺陷层层厚度厚度D Da a；2 2）前工序的尺寸公差）前工序的尺寸公差T Ta a；3 3）前工序的形位）前工序的形位误误差差 a a，如工件表面的弯曲、工件的空，如工件表面的弯曲、工件的空间间位位置置误误差等；差等；4 4）本工序的安装）本工序的安装误误差差 b b。因此，本工序的加工余量必因此，

37、本工序的加工余量必须满须满足：足：对对称余量：称余量：Z Zbminbmin=2=2（R Ra a+D+Da a）+T+Ta a+2|+2|a a+b b|单边单边余量：余量：Z Zbminbmin=（R Ra a+D+Da a+T+Ta a+|+|a a+b b|第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识（3 3）加工余量的确定）加工余量的确定 实际实际工作中，确定加工余量的方法有以下三种：工作中，确定加工余量的方法有以下三种：1 1）查查表法表法 根据有关手册提供的加工余量数据，再根据有关手册提供的加工余量数据，再

38、结结合本厂生合本厂生产实际产实际情况加以修正后确定加工余量。情况加以修正后确定加工余量。这这是各工厂广泛采用的方是各工厂广泛采用的方法。法。2 2）经验经验估估计计法法 根据工根据工艺艺人人员员本身本身积积累的累的经验经验确定加工余量。一确定加工余量。一般般为为了防止余量了防止余量过过小而小而产产生生废废品，所估品，所估计计的余量的余量总总是偏大。常用是偏大。常用于于单单件、小批量生件、小批量生产产。3 3）分析）分析计计算法算法 根据理根据理论论公式和一定的公式和一定的试验资试验资料，料，对对影响加工余影响加工余量的各因素量的各因素进进行分析、行分析、计计算来确定加工余量。算来确定加工余量。

39、这这种方法种方法较较合理，合理，但需要全面可靠的但需要全面可靠的试验资试验资料，料，计计算也算也较较复复杂杂。一般只在材料十分。一般只在材料十分贵贵重或少数大批、大量生重或少数大批、大量生产产的工厂中采用。的工厂中采用。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识2.2.工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 工件上的工件上的设计设计尺寸一般都要尺寸一般都要经过经过几道工序的加工才能得几道工序的加工才能得到，每道工序所到，每道工序所应应保保证证的尺寸称的尺寸称为为工序尺寸。工序尺寸。编编制工制工艺规艺规程程的一个重

40、要工作就是要确定每道工序的工序尺寸及公差。的一个重要工作就是要确定每道工序的工序尺寸及公差。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 七、七、设备及工艺装备的选择设备及工艺装备的选择10.2 基础知识1 1设备设备的的选择选择确定了工序集中或工序分散的原确定了工序集中或工序分散的原则则后，基本上也就确后，基本上也就确定了定了设备设备的的类类型。如采用工序集中，型。如采用工序集中，则则宜宜选选用高效自用高效自动动加工加工设设备备；若采用工序分散，；若采用工序分散，则则加工加工设备设备可可较简单较简单。此外，。此外，选择设选择设备时还应备时还应考考虑虑：（1 1）机床精度与工件精度相适）

41、机床精度与工件精度相适应应；（2 2）机床）机床规规格与工件的外形尺寸相适格与工件的外形尺寸相适应应；（3 3）选择选择的机床的机床应应与与现现有加工条件相适有加工条件相适应应，如，如设备负设备负荷的平衡状况等；荷的平衡状况等；（4 4）如果没有）如果没有现现成成设备设备供供选选用，用，经过经过方案的技方案的技术经济术经济分析后，也可提出分析后，也可提出专专用用设备设备的的设计设计任任务书务书或改装旧或改装旧设备设备。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 七、七、设备及工艺装备的选择设备及工艺装备的选择10.2 基础知识2.2.工工艺艺装装备备的的选择选择 工工艺艺装装备选择备选

42、择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生生产产效率和效率和经济经济效益。效益。应应根据地生根据地生产类产类型、具体加工条件、工件型、具体加工条件、工件结结构构特点和技特点和技术术要求等要求等选择选择工工艺艺装装备备。（1 1）夹夹具的具的选择选择 单单件、小批生件、小批生产应产应首先采用各种通用首先采用各种通用夹夹具和机具和机床附件，如卡床附件，如卡盘盘、机床用平口虎、机床用平口虎钳钳、分度、分度头头等；等；对对于大批和大量于大批和大量生生产产，为为提高生提高生产产率率应应采用采用专专用高效用高效夹夹具；多品种中、小批量生具；多品种中、小批量生产产可采用

43、可可采用可调夹调夹具或成具或成组夹组夹具。具。（2 2）刀具的）刀具的选择选择 一般一般优优先采用先采用标标准刀具。若采用机械集中，准刀具。若采用机械集中，则则可采用各种高效的可采用各种高效的专专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。用刀具、复合刀具和多刃刀具等。（3 3）量具的）量具的选择选择 单单件、小批生件、小批生产应产应广泛采用通用量具，如游广泛采用通用量具，如游标标卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生产应产应采用极限量采用极限量块块和高和高效的效的专专用用检验夹检验夹具和量具和量仪仪等。量具的精度必等。量具的精度必须须与加工精度相适与加工精度相适应应。第第

44、10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺1 1轴类轴类零件的技零件的技术术要求要求 尺寸精度尺寸精度 轴类轴类零件的主要表面常零件的主要表面常为为两两类类：一：一类类是与是与轴轴承的内圈配合承的内圈配合的外的外圆轴颈圆轴颈，即支承，即支承轴颈轴颈，用于确定，用于确定轴轴的位置并支承的位置并支承轴轴，尺寸精度要求，尺寸精度要求较较高，高，通常通常为为IT 5IT7IT 5IT7；另一；另一类为类为与各与各类传动类传动件配合的件配合的轴颈轴颈，即配合，即配合轴颈轴颈，其精度稍，其精度稍低，常低，常为为IT6IT9IT6

45、IT9。几何形状精度几何形状精度 主要指主要指轴颈轴颈表面、外表面、外圆锥圆锥面、面、锥锥孔等重要表面的孔等重要表面的圆圆度、度、圆圆柱度。其柱度。其误误差一般差一般应应限制在尺寸公差范限制在尺寸公差范围围内，内，对对于精密于精密轴轴，需在零件，需在零件图图上另上另行行规规定其几何形状精度。定其几何形状精度。相互位置精度相互位置精度 包括内、外表面、重要包括内、外表面、重要轴轴面的同面的同轴轴度、度、圆圆的径向跳的径向跳动动、重要端面重要端面对轴对轴心心线线的垂直度、端面的垂直度、端面间间的平行度等。的平行度等。表面粗糙度表面粗糙度 轴轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能的加工表面

46、都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和性和经济经济性来确定。支承性来确定。支承轴颈处轴颈处表面常表面常为为0.21.6m0.21.6m，传动传动件配合件配合轴颈为轴颈为0.43.2m0.43.2m。其他其他 热处热处理、倒角、倒棱及外理、倒角、倒棱及外观观修修饰饰等要求。等要求。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺2.2.轴类轴类零件的材料、毛坯及零件的材料、毛坯及热处热处理理（1 1）轴类轴类零件的材料、毛坯零件的材料、毛坯轴类轴类零件材料零件材料 常用常用4545钢钢，精度，精度较较高的高的轴轴可可选

47、选用用40Cr40Cr、轴轴承承钢钢GCr15GCr15、弹弹簧簧钢钢65Mn65Mn，也可，也可选选用球墨用球墨铸铁铸铁；对对高速、重高速、重载载的的轴轴，选选用用20CrMnTi20CrMnTi、20Mn2B20Mn2B、20Cr20Cr等低碳合金等低碳合金钢钢或或38CrMoAl38CrMoAl氮化氮化钢钢。轴类轴类毛坯毛坯 常用常用圆圆棒料和棒料和锻锻件；大型件；大型轴轴或或结结构复构复杂杂的的轴轴采用采用铸铸件。毛件。毛坯坯经过经过加加热锻热锻造后，可使金属内部造后，可使金属内部纤维组织纤维组织沿表面均匀分布，沿表面均匀分布，获获得得较较高的抗拉、高的抗拉、抗弯及抗扭抗弯及抗扭强强度

48、。度。（2 2）轴类轴类零件的零件的热处热处理理锻锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处处理，使理，使钢钢材内部晶粒材内部晶粒细细化，化，消除消除锻锻造造应应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质调质一般安排在粗一般安排在粗车车之后、半精之后、半精车车之前，以之前，以获获得良好的物理力学性能。得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在精加工之前，表面淬火一般安排在精加工之前，这样这样可以可以纠纠正因淬火引起的局部正因淬火引起的局部变变形。形。精度要求高的精度要求高的轴轴，在局部淬火或粗磨之后，在局部淬火或粗磨之后，还还需需进

49、进行低温行低温时时效效处处理。理。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺3 3轴类轴类零件的安装方式零件的安装方式轴类轴类零件的安装方式主要有以下三种。零件的安装方式主要有以下三种。（1 1）采用两中心孔定位装）采用两中心孔定位装夹夹一般以重要的外一般以重要的外圆圆面作面作为为粗基准定位，加工出中心孔，再以粗基准定位，加工出中心孔，再以轴轴两端的两端的中心孔中心孔为为定位精基准；常以支承定位精基准；常以支承轴颈轴颈定位，定位，车车（钻钻）中心）中心锥锥孔；再以中心孔定孔；再以中心孔定位，精位，精车车外外圆圆；

50、以外；以外圆圆定位，粗磨定位，粗磨锥锥孔；以中心孔定位，精磨外孔；以中心孔定位，精磨外圆圆；最后以支；最后以支承承轴颈轴颈外外圆圆定位，精磨（刮研或研磨）定位，精磨（刮研或研磨）锥锥孔，使孔，使锥锥孔的各孔的各项项精度达到要求。精度达到要求。（2 2）用外）用外圆圆表面定位装表面定位装夹夹对对于空心于空心轴轴或短小或短小轴轴等不可能用中心孔定位的情况，可用等不可能用中心孔定位的情况，可用轴轴的外的外圆圆面面定位、定位、夹紧夹紧并并传递传递扭矩。一般采用三爪卡扭矩。一般采用三爪卡盘盘、四爪卡、四爪卡盘盘等通用等通用夹夹具，或各种高具，或各种高精度的自精度的自动动定心定心专专用用夹夹具，如液性塑料