[精选]工艺规程设计方案.pptx

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1、第第2 2章章 工艺规程设计工艺规程设计方案学时：26学时加工余量确实定本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析基本术语1教学目的及要求教学目的及要求教学目的及要求教学目的及要求 本章概述本章概述v了解机械加工工艺过程的基本概念，如工序、安装和工艺规程等，了解机械加工工艺规程的制定步骤，掌握工艺规程制定中的重要问题和内容确定，理解工艺尺寸链的概念，掌握工艺尺寸链极值法解算公式并能应用其解决常见的工艺尺寸链的问题，了解机械加工生产率和经济性的基本知识。本章重点本章重点本章重点本章重点v机械加工工艺过程的基本概念，粗精基准的选择原则，应用工艺尺寸链进行常用几种工艺尺寸的计算。本

2、章难点本章难点本章难点本章难点v工艺尺寸链的计算2第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计Process Planning第一节第一节 基本概念基本概念Basic Concepts of Process Planning机械制造技术机械制造技术3机械制造：机械制造：将原材料转变为产品的全过程。机械产品制造过程具体包括：机械产品制造过程具体包括：1.原材料、半成品和成品的运输和保管2.生产和技术准备工作，如产品的开发设计、工艺设计、专用工装设计和制造、各种生产资料的准备以及生产组织等3.毛坯的制造4.零件的机械加工、热处理和其它表面处理5.部件和产品的装配、调整、检验、实验、油漆和包装等生产与制造

3、生产与制造4200.07210.8图1-3阶梯轴3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash 机械加工工艺过程采采用用机机械械加加工工方方法法直直接接改改变变毛毛坯坯的的形形状状、尺尺寸寸、各各外外表表间间相相互互位位置置及及外外表表质质量量，使使之之成成为为合合格格零零件件的的过过程程，称称为为机机械械加加工工艺过程。是机械产品制造过程的主要局部。工工艺过程。是机械产品制造过程的主要局部。它它由由按按一一定定的的顺顺序序排排列列的的假假设设干干个个工工序序组组成成，而而每每一一个个工工序序又又可可细细分分为为安安装装、

4、工位、工步及行程等。工位、工步及行程等。机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成5 工工序序是是指指由由一一个个或或一一组组工工人人在在同同一一台台机机床床或或同同一一个个工工作作地地，对对一一个个或或同同时时对对几几个个工工件件所所连连续续完完成成的的那那一一局局部部工艺过程。工艺过程。工工作作地地或或机机床床和和是是否否连连续续作作业业工工序序划划分分的的主主要要依依据据。假假设设其其中中任任一一要要素素发发生生变变更更，则则构构成成了了另另一一道道工工序序。工工序序是是工艺过程划分的最小单元。工艺过程划分的最小单元。工序数目和工艺过程确实定与零件的技术要求

5、、零件的工序数目和工艺过程确实定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成6装装夹夹的的含含义义：使工件在机床或夹具中占据某一正确位置并夹紧的过程称为装夹。包括定位和夹紧两项内容。定位定位使工件在机床或夹具上占有正确位置夹紧夹紧对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变安安装装的的含含义义：在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。有时在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。工位工位：在工件的一次安装中，通

6、过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，把工件相对于刀具所占据的每一个位置称为工位。机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成7图1-15工件在夹具上装夹（滚齿夹具）flash机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成8图1-13直接找正安装flash毛坯孔加工线找正线图1-14划线找正安装flash机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成9图1-16多工位加工1：装卸工件2：钻孔3：扩孔4：绞孔flash机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成10工工步

7、步指指在在加加工工外外表表不不变变、切切削削刀刀具具不不变变的的情情况况下下所所连连续续完完成成的的那那局局部部工工序序。在在一一个个工工序序中中，假假设设有有几几把把刀刀具具同同时时加加工工几几个个不不同同外外表表，通通常常看看作作一一个个工工步步，并并称称此此工工步为复合工步步为复合工步a）立轴转塔车床的一个复合工步b）钻孔、扩孔复合工步图1-5复合工步机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成11图1-6立轴转塔车床图1-7铇平面图1-8钻孔、扩孔图1-9组合铣刀铣平面图1-10同时车外圆和倒角图1-11同时铣削两凸台面机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加

8、工工艺过程组成机械加工工艺过程组成12走走刀刀指指同同一一加加工工外外表表加加工工余余量量较较大大，可可以以分分作作几几次次工工作作进进给给，每每次次工工作作进进给给所所完完成成的的工工步步称称为为一一次次走走刀刀。一一个个工工步步可可以以包包括括一一次次或或数数次次走走刀刀。当当需需要要切切除除的的金金属属层层很很厚厚，不不能能在在一一次次走走刀刀下下完完成成，则则需需分分几几次走刀，走刀次数又称行程次数。次走刀，走刀次数又称行程次数。机械加工工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程组成机械加工工艺过程组成13 生产纲领生产纲领 N N=Q nQ n1+1+%+%+%1-1式中Q 产品年产量

9、件/年；n 每台产品中该零件数量件/台；备品率；废品率。生生产产纲纲领领生产类型的划分可按照年生产纲领划分，产品的年生产纲领就是产品包括备品和废品在内的年生产量。生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据，是车间或工段设计的基本文件 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型14资金周转要快零件加工、调整费用要少保证装配和销售有足够必要的储藏量。生生产产批批量量：所谓生产批量是指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。确定生产批量大小应考虑三因素：单件小批生产：单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。批量生产：成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制

10、造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。大批大量生产：产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。生生产产类类型型：根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为三种生产类型。生产纲领生产纲领生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型15生产类型不同，生产组织、设备布局、毛坯制造及机床、刀具的配置等方面就均有不同；生产类型还影响着制订工艺过程的繁简程度。对于简单零件的单件生产，一般只制订工艺路线；而对于重要零件的单件生产、各类零件的成批和大量生产，就要制订详细的工艺规程。表1-2年产量与生

11、产类型生产纲领生产纲领生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型16表1-3各种生产类型工艺过程的主要特点生产纲领生产纲领生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型17指导生产的技术文件生产组织管理的主要依据 新建或扩建工厂车间的基本文件技术交流 工工艺艺规规程程：将制订好的零部件的机械加工工艺过程按一定的格式通常为表格或图表和要求描述出来，作为指令性技术文件，用以指导生产，即为机械加工工艺规程。机械加工工艺规程的作用 工艺规程的格式工艺规程的格式机械加工工艺过程卡机械加工工序卡机械加工工艺综合卡机械加工检验卡机械加工机床调整卡机械加工工艺规程机械加工工艺规程18表1-4机械加工工艺过程卡片机械加工工艺规

12、程机械加工工艺规程19表1-5机械加工工序卡片机械加工工艺规程机械加工工艺规程20表1-6机械加工工艺卡片机械加工工艺规程机械加工工艺规程21工艺规程设计原则工艺规程设计原则1以保证零件加工质量，到达设计图纸规定的各项技术要求为前提。2工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则 22产品的全套装配图及零件图产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的验收质量标准产品的生产纲

13、领及生产类型产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况零件毛坯图及毛坯生产情况本厂车间的生产条件本厂车间的生产条件各种有关手册、标准等技术资料各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及生产技术的开展与应用情况国内外先进工艺及生产技术的开展与应用情况 制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 机械加工工艺规程所需原始资料机械加工工艺规程所需原始资料23、准备性阶段、准备性阶段1图纸研究了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结

14、构工艺性。2熟悉或确定毛坯确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。3定位基准确实定机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤24、工艺路线拟定阶段、工艺路线拟定阶段4加工方法的选择根据零件形状结构、加工要求、生产纲领以及本厂的实际生产条件选择所有加工外表的加工方法或加工方法链。5工序的集中与分散原则确定各工序的加工内容，决定工艺路线的长短。6加工阶段的划分机加工路线一般分为四个阶段，各阶段所完成的任务不同。7工序安排机加工工序排序、热处理工序安排、辅助工序安插。机械加工工艺规程设

15、计步骤机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤25、工序详细设计阶段、工序详细设计阶段8加工余量确实定、工序尺寸计算工序余量确实定和工序尺寸的计算，包括利用工艺尺寸链计算工序尺寸。9机床、夹具、刀具、量具和辅具设计/选择选择各工序的工艺装备。10切削用量、工时定额确定机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤、最终确定阶段、最终确定阶段对设计的工艺过程进行分析、评价和比较，经反复修改完善，最终确定一个最优的工艺过程。填写或打印工艺文件机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤26第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计Process Planning第

16、二节第二节 准备性工作准备性工作The Stage of Preparation for Process Planning机械制造技术机械制造技术27一、图纸研究一、图纸研究1熟悉该产品的用途、性能、工作条件、作用熟悉该产品的用途、性能、工作条件、作用2加工外表技术条件的制定依据。加工外表技术条件的制定依据。3检查零件图的完整性、正确性。检查零件图的完整性、正确性。4零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析5发现问题及时向有关部门提出改进意见发现问题及时向有关部门提出改进意见图纸研究的目的图纸研究的目的图纸研究的内容图纸研究的内容 1视图关系：视图关系：包括视图的完备性、视图的正确性、大致轮廓 2

17、技术要求：技术要求：尺寸精度要求、形状精度要求、位置精度要求、外表粗糙度要求、材料及热处理要求、物理机械性能要求、其他要求 3零件结构工艺性零件结构工艺性28一、图纸研究一、图纸研究29一、图纸研究一、图纸研究30一、图纸研究一、图纸研究31一、图纸研究一、图纸研究32零件结构工艺性零件结构工艺性零件结构工艺性指设计的零件是否能在现在的技术水平及设备条件下被经济、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的程度。零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全过程，包括：毛坯生产、机械加工、热处理、机器装配、机器使用、维护，直至报废、回收和再利用等零件结构工艺性零件结构工艺性331

18、生产类型生产类型生产类型是影响结构设计工艺性的首要因素。常常同一种结构，在单件小批生产中工艺性良好，在大批大量生产中未必也好，反之亦然。2制造条件制造条件机械零部件的结构必须与制造厂的生产条件相适应。具体生产条件应包括：毛坯的生产能力及技术水平、机械加工设备和工艺装备的规格及性能、热处理设备条件与能力、技术人员和工人的技术水平以及辅助部门的制造能力和技术力量等。3工艺技术的开展工艺技术的开展随着生产不断开展，新的加工设备和工艺方法的不断出现，以往认为工艺性不好的结构设计，在采用了先进的制造工艺后，可能变得简便、经济。影响结构工艺性的因素影响结构工艺性的因素影响结构工艺性的因素影响结构工艺性的因

19、素34零件结构工艺性零件结构工艺性对于零件机械加工结构工艺性，主要从零件加工的难易性和加工成本两方面考虑。此外零件机械加工结构工艺性还要考虑以下要求：1设计的结构要有足够的加工空间，以保证刀具能够接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等；2设计的结构应便于加工，如应尽量防止使钻头在斜面上钻孔；3尽量减少加工面积，如对大平面或长孔合理加设空刀等；4从提高生产率的角度考虑，在结构设计中应尽量使零件上相似的结构要素如退刀槽、键槽等规格相同，并应使类似的加工面如凸台面、键槽等位于同一平面上或同一轴截面上，以减少换刀或安装次数及调整时间；5零件结构设计应便于加工时的安装与夹紧。零件机械加工结构工艺性零件

20、机械加工结构工艺性35零件结构工艺性零件结构工艺性36零件结构工艺性零件结构工艺性37零件结构工艺性零件结构工艺性38零件结构工艺性零件结构工艺性39二、二、毛坯选择毛坯选择1设计图纸规定的材料及机械性能2零件的结构形状及外形尺寸3零件制造经济性4生产纲领5现有生产技术水平1 1毛坯选择原则毛坯选择原则2 2毛坯类型毛坯类型确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表。40二、毛坯选择二、毛坯选择表1-10各类毛坯的特点及其适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料

21、工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件13级以下13级以下1115101281181171081079911大一般大大一般较小较小小很小小很小较小各种材料钢材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批

22、量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量41二、毛坯选择二、毛坯选择常用的机械零件的毛坯有铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件以及粉末冶金、成型轧制件等。零件的毛坯种类有的已在图纸上明确，如焊接件。有的随着零件材料的选定而确定，如选用铸铁、铸钢、青铜、铸铝等，此时毛坯必为铸件，且除了形状简单的小尺寸零件选用铸造型材外，均选用单件造型铸件。对于材料为结构钢的零件，除了重要零件如曲轴、连杆明确是锻件外，大多数只规定了材料及其热处理要求，这就需要工艺规程设计人员根据零件的作用、尺寸和结构形状来确定毛坯种类。如一般的阶梯轴，假设各阶梯的直径差较小，则可直接以圆棒料作毛坯；重要的轴或

23、直径差大的阶梯轴，为了减少材料消耗和切削加工量，则宜采用锻件毛坯。2 2毛坯类型毛坯类型42二、毛坯选择二、毛坯选择1毛坯的形状毛坯的形状毛坯的形状应力求接近成品形状，减少机械加工量。当为铸件毛坯时，要注意以下问题。铸件孔的最小尺寸铸件的最小壁厚铸件的拔模斜度铸件圆角半径铸件浇注位置及分型面选择3 3毛坯形状、尺寸确定毛坯形状、尺寸确定43铸件孔的最小尺寸铸件孔的最小尺寸44铸件的最小壁厚铸件的最小壁厚45铸件的拔模斜度铸件的拔模斜度46铸件圆角半径铸件圆角半径47铸件浇注位置及分型面选择铸件浇注位置及分型面选择48二、毛坯选择二、毛坯选择1毛坯的尺寸毛坯的尺寸以铸件毛坯为例。首先要根据所选择

24、的毛坯铸造方法，确定毛坯机械加工余量的等级，然后查铸件-尺寸公差与机械加工余量GB/T6414-19993 3毛坯形状、尺寸确定毛坯形状、尺寸确定49二、毛坯选择二、毛坯选择1内容内容毛坯形状、尺寸及公差、分形分模面、浇冒口位置、拔模斜度及圆角、毛坯组织及其它技术要求。2毛坯图的绘制毛坯图的绘制铸造毛坯图4 4、毛坯图绘制、毛坯图绘制50二、毛坯选择二、毛坯选择图1-26转向机壳体铸件图51二、毛坯选择二、毛坯选择图1-26转向机壳体铸件图52三、定位基准的选择三、定位基准的选择1基准基准 将用来确定加工对象上几将用来确定加工对象上几何要素间的几何关系所依据的何要素间的几何关系所依据的那些点、

25、线、面称为基准。那些点、线、面称为基准。2基准分类基准分类1 1、基准的概念、基准的概念基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准53设计基准设计基准图1-30钻套零件图图1-30a所示的钻套轴线O-O是各外圆外表及内孔的设计基准；端面A是端面B、C的设计基准；内孔外表D的轴心线是40h6外圆外表的径向跳动和端面B的端面跳动的设计基准。同样，图1-30b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。54设计基准设计基准 思考题思考

26、题 试指出图试指出图1-311-31所示零件的设计基准所示零件的设计基准图1-31钻套零件图a图1-31外圆外表和的设计基准为中心线，平面的设计基准为母线C。b图1-31端面和的设计基准为端面，外圆外表D2的设计基准是内孔D1。55工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。位基准、测量基准与装配基准。工序基准工序基准工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的外表工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的外表加工后位置尺寸和位置关系的基准。加工后位置尺寸和位置关系的基准。定位基准

27、定位基准定位基准是加工中用作定位的基准。定位基准可进一步定位基准是加工中用作定位的基准。定位基准可进一步分为粗基准、精基准和附加基准。分为粗基准、精基准和附加基准。测量基准测量基准零件测量时所采用的基准，称为测量基准。零件测量时所采用的基准，称为测量基准。装配基准装配基准装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。的基准，称为装配基准。56工序基准工序基准工序基准工序基准工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的外表工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加工的外表加工后位置尺寸和位置关系的基准。加工后位置尺寸和位置关系

28、的基准。图1-32a支座零件第1工序（车削）57工工序序简简图图：工艺文件中的工序简图可以清楚直观地表达出工序的内容，其绘制要求有以下几点：工序简图可以按比例缩小，并尽量用较少的投影绘出，可以略去视图中的次要结构和线条。工序简图主视图方向尽量与零件在机床上的安装方向相一致。本工序的加工外表用粗实线表示，其余外表用细实线表示。零件的结构、尺寸要与本工序加工后的情况相符，不能将后面加工工序形成的结构在前面工序的简图中反映出来。工序简图应该使用规定符号表示出定位及夹紧情况。工序简图中应标注本工序加工尺寸及上下偏差、加工外表粗糙度、确定加工外表位置的主要定位尺寸。工序简图工序简图58工序基准工序基准图

29、1-32c支座零件第3工序（钻、锪4分布孔）59表1-8定位及夹紧符号工序简图工序简图60三、生产类型和机械加工工艺规程三、生产类型和机械加工工艺规程表1-9定位及夹紧符号（续）61工序基准工序基准图1-32d支座零件第4工序（磨内孔、端面）图1-32e支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）62工序基准工序基准 尽可能用设计基准作工序基准。尽可能用设计基准作工序基准。当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。基准，但必须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的所选

30、工序基准应尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查。检查。工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题63定位基准定位基准在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：使用未经机械加工外表作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台图1-33等。粗基准粗基准使用经过机械加工外表作为定位基准，称为精基准。精基准精基准附加基准附加基准64定位基准定位基准工艺凸台A向A图1-33小刀架上的工艺凸台65三、定位基准的选择三、定位基准的选择2 2、粗基准选择、粗基准

31、选择保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。保证不加工外表与加工外表相互位置关系；多个情况下，选位置精度较高者被加工零件上如有不加工外表应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工外表相对于加工外表具有较为精确的相对位置余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要外表加工余量均匀时，应选择该外表的毛坯面作为粗基准。余量足够重要外表余量均匀总金属切除量少66粗基准选择粗基准选择a a）b b）c c）图1-34粗基准选择比较如图1-34a加工时，假设以不加工外圆外表1作粗基准定位如用三爪卡盘夹外圆，则加工后内孔2与外圆1同轴，可以保证零件壁厚

32、均匀，但加工面内孔2加工余量不均匀，见图1-34b。假设以零件毛坯孔3作粗基准定位如用四爪卡盘夹外圆1，以毛坯孔3直接找正，则加工面内孔2与毛坯孔3同轴，可以保证加工余量均匀，但加工面内孔2与不加工面外圆1不同轴，即壁厚不均匀，见图1-34c。67粗基准选择粗基准选择图1-35床身粗基准选择比较工序1工序1工序2（a）工序2（b）flash再如车床床身加工，导轨面是床身的重要外表，不但精度要求高，而且要求材料的组织致密，金相组织均匀。为此在铸造时，置导轨面于下方，并采取激冷措施。这时假设以导轨面为粗基准加工底面，再以底面为基准加工导轨面，即可保证其余量均匀见图1-35a，否则假设以底面为粗基准

33、加工导轨面见图1-35b就无法满足这一要求。68粗基准选择粗基准选择 思思考考题题1-21-2图图5-35-3所所示示柱柱塞塞杆杆零零件件，如如何何选选择择其其粗基准？（提示：粗基准？（提示：AA部分余量较部分余量较BB部分大）部分大）思考题1-2答案：根据粗基准选择第2条原则，加工时为保证有足够的余量，应选B作为粗基准。图1-36柱塞杆零件粗基准的选择69三、定位基准的选择三、定位基准的选择1 1、粗基准选择、粗基准选择便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。粗基准一般不得重复使用原则因为粗

34、基准本身是毛坯外表，精度和粗糙度均较差，如果在两次装卡中重复使用同一粗基准，就会造成两次加工出的外表之间出现较大的位置误差。70粗基准选择粗基准选择a)b)图1-37粗基准重复使用错误示例及改进图1-37a所示零件，如第一道工序以不加工外圆外表1定位，加工内孔2，假设第二道工序仍以外圆外表定位加工均布孔4见图1-37a，则孔4将与孔2产生较大的同轴度误差。正确的工艺方案应以已加工过的内孔2定位加工均布孔4如图1-37b所示71三、定位基准的选择三、定位基准的选择3 3、精基准选择、精基准选择三个问题须同时考虑能经济合理地到达零件的加工要求其加工的粗基面如何选择采用第二精基面满足特殊的加工要求二

35、条要求各加工外表有足够的加工余量至少不留黑癍定位基准有足够的接触面积和分布面积一关键减少误差四项原则基准重合原则基准统一原则自为基准原则互为基准原则72精基准选择原则精基准选择原则1 1）基准重合原则）基准重合原则应尽量选择加工外表的设计基准作为精基准，即谓基准重合原则。这样可防止由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中，特别是当位置公差要求较严时，一般不应违反这一原则。否则，将由于存在基准不重合误差，而增大加工难度。定位基准与设计基准特别在最终工序目的防止基准不重合误差73粗基准选择粗基准选择图5-5所示活塞零件，设计要求活塞销孔与顶面距离C1，公差一

36、般为0.10.2mm。假设加工销孔时以止口面一大平面加一短圆柱面定位，直接保证的尺寸是C2。此时，为了使尺寸C1到达规定的精度，必须同时严格控制尺寸C和C2尺寸C1、C2和C构成一个尺寸链，其中C1是封闭环，尺寸C和C2公差之和应小于或等于尺寸C1的公差。而这两个尺寸从功能要求出发，均不需严格控制，且在加工顶面时通常采用车削方法，尺寸C也确实较难控制。因此在大批量生产中，常以顶面定位加工销孔，以使尺寸C1容易保证。图1-38活塞零件简图74精基准选择原则精基准选择原则2 2）基准统一原则）基准统一原则当工件以某一外表作精基准定位，可以方便地加工大多数或全部其余外表时，应尽早地将这个基准面加工出

37、来，并到达一定精度，以后大多数或全部工序均以它为精基准进行加工这样有利于保证各加工外表之间的位置精度；可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。大局部外表采用同一组精基面加工简化工艺规程和夹具设计减少基准变换所带来的基准更换误差75精基准选择精基准选择图1-39所示为某厂批量生产的X62W铣床立柱简图，该零件选择立导轨A、C面为统一精基准。在最初的工序中，首先将立导轨加工好，以后的各工序均以此为精基准定位，依次加工出底面1、悬梁导轨2、侧面4以及孔系3轴孔，以保证轴孔主轴孔、悬梁导轨及底面

38、与立导轨的垂直度；侧面与轴孔的平度以及轴孔间的中心距和平行度。图1-39铣床立柱简图76精基准选择精基准选择图1-40所示大批量生产条件下加工床头箱体的工艺路线，采用顶面和顶面上两工艺孔做统一精基准。图1-40主轴箱零件精基准选择flash77精基准选择精基准选择图1-42以顶面和两销孔定位镗孔支架图1-41置于箱体中部的吊架支承吊架78精基准选择精基准选择 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：1轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2箱体类零件常使用一面两孔一个较大的平面和两个距离较远的销孔作统一基准；3盘套类零件常使用止口面一端面和一短圆孔作统一基准；4套类零件用一长孔和一止推面作统一基准

39、。需要指出，采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。例如图1-38所示活塞零件，采用止口面作统一精基准，而销孔加工工序中，为保证尺寸C1，采用顶面作精基准。79精基准选择原则精基准选择原则3 3）互互为为基基准准原原则则对对某某些些位位置置精精度度要要求求高高的的表表面面，可可以以采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度。采用互为基准、反复加工的方法来保证其位置精度。轴径轴径锥孔图1-43主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择图1-43如卧式铣床主轴图1-43，前端7:24锥孔对支承轴径的同轴度要求很高，为保证这一要求，采用互

40、为基准的原则进行加工，有关的工艺过程如下：先以精车后的前后支撑轴颈为基准，粗、精车锥孔通孔已钻出及后端38H9锥孔锥度为1:5；再以7:24锥孔和38H9锥孔定位，粗、精磨支承轴颈及各外圆面；然后以支承轴颈为基准粗、精磨7:24锥孔。通过这样互为基准、反复加工，确保两者的同轴度误差满足设计要求。80精基准选择原则精基准选择原则4 4）自为基准原则）自为基准原则【例】床身导轨面磨削加工图1-44对一些精度要求很高的外表，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工余量小而且均匀，这时可以已经精加工过的外表自身作为定位基准，这就是自为基准的原则。如图1-44所示的床身导轨，在磨削前通过精刨或精铣已到达

41、一定精度，磨削时希望余量小而均匀，安装时可以导轨面自身为定位基准，通过调整工件下面的四个楔铁，用千分表找正导轨面定位。图1-44导轨磨削基准选择flash81精基准选择原则精基准选择原则图1-46浮动镗刀块1工件2镗刀块3镗杆便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。图1-45外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨图1-45【例】浮动镗刀块镗孔图1-4682精基准选择原则精基准选择原则图1-47摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545

42、【思考题1-3】选择图1-47所示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。1.精基准的选择：该零件的设计基准是20H7孔及端面A。根据基准重合原则，应选20H7孔及端面A作定位精基准。从统一基准的原则出发，以20H7孔及端面A定位可以方便地加工其他外表，也应选20H7孔及端面A作统一精基准。在本例中基准重合与统一基准原则相一致。2.粗基准的选择：本例中零件毛坯为一般铸件，20H7孔及12H7孔及12H7孔均较小，一般不铸出，故不存在重要加工面加工余量均匀问题，此时应着重考虑加工面与不加工面的位置要求。本例中20H7孔要求与40外圆同轴，因此在加工20H7孔时

43、，应以40外圆作粗基准。83三、定位基准的选择三、定位基准的选择4 4、附加基准的选择、附加基准的选择1 工艺上要求2寻求统一基准面使定位方便3 寻求合理定位面如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸 台 图 1-33等。工艺凸台A向A图1-33小刀架上的工艺凸台84第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计Process Planning第三节第三节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定Determine the Machining Route机械制造技术机械制造技术85一、加工方法的选择一、加工方法的选择图1-48加工误差与成本关系C0ABv经济精度随年代增长和技术进步而不断提高

44、图1-49v在正常加工条件下采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间，一种加工方法所能保证的加工精度和外表粗糙度图1-48AB段1 1、加工经济精度、加工经济精度 加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图1-49加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工86典型外表的加工路线典型外表的加工路线研磨IT5Ra0.0080.32超精加工IT5Ra0.010.32砂带磨IT5Ra0.010.16精密磨削IT5Ra0.0080.08抛光Ra0.0081.25金刚石车IT56Ra0.021.25滚压IT67Ra0.161.2

45、5精磨IT67Ra0.161.25精车IT78Ra1.255粗磨IT89Ra1.2510半精车IT1011Ra2.512.5粗车IT1213Ra1080图1-73外圆表面的典型加工工艺路线87外圆外表典型的加工路线外圆外表典型的加工路线v粗车粗车-半精车半精车-精车精车这是应用最广泛的一条工艺路线。只要工件材料可以进行切削加工，精度要求不高于IT7、粗糙度Ra0.8m的零件外表，均可采用此加工路线。如果精度要求较低，可只取到半精车，甚至只取到粗车。v粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨此工艺路线主要用于黑色金属材料，特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。外表精度要求不高于IT6、粗

46、糙度Ra值不小于0.16m的外圆外表，均可安排此工艺路线。v粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨-光整加工光整加工假设采用第二条工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度要求，可采用此工艺路线，即在精磨后增加一道光整加工工序。常用的光整加工方法有研磨、砂带磨削、低粗糙度磨削、超精加工以及抛光等。v粗车粗车-半精车半精车-精车精车-石车石车此加工路线主要适用于工件材料不宜采用磨削加工的高精度外圆外表，如铜、铝等有色金属及其合金以及非金属材料的零件外表。88典型外表的加工路线典型外表的加工路线图1-74孔的典型加工工艺路线珩磨IT56Ra0.041.25研磨IT56Ra0.0080.63粗镗IT1

47、213Ra520钻IT1013Ra580半精镗IT1011Ra2.510粗拉IT910Ra1.255扩IT913Ra1.2540精镗IT79Ra0.635粗磨IT911Ra1.2510精拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra0.3210金刚镗IT57Ra0.161.25精磨IT78Ra0.080.63滚压IT68Ra0.011.25手饺IT5Ra0.081.2589内孔外表典型的加工路线内孔外表典型的加工路线v钻粗镗钻粗镗-粗拉粗拉-精拉精拉此加工路线多用于大批量生产中加工盘套类零件的圆孔、单键孔和花键孔。加工出的孔的尺寸精度可达IT7，且加工质量稳定，生产

48、效率高。当工件上无铸出或锻出的毛坯孔时，第一道工序安排钻孔；假设有毛坯孔，则安排粗镗孔；如毛坯孔的精度好，也可直接拉孔。v钻钻-扩扩-铰铰此工艺路线主要用于直径D50mm的中小孔加工，是一条应用最为广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。加工后孔的尺寸精度通常达IT68，外表粗糙度Ra0.83.2m。假设尺寸形状精度和粗糙度要求还要高，可在机铰后安排一次手铰。由于铰削加工对孔的位置误差的纠正能力差，因此孔的位置精度主要由钻-扩来保证；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案。90内孔外表典型的加工路线内孔外表典型的加工路线v钻粗镗钻粗镗-半精镗半精镗-精镗精镗-浮动镗或浮动镗或 镗镗这也是一条应

49、用非常广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。用于加工未经淬火的黑色金属及有色金属等材料的高精度孔和孔系IT57级，Ra0.161.25m。与钻-扩-铰工艺路线不同的是：1.所能加工的孔径范围大，一般孔径D18mm即可采用装夹式镗刀镗孔；2.加工出孔的位置精度高，如 镗多轴镗孔，孔距公差可控制在0.0050.01mm，常用于加工位置精度要求高的孔或孔系，如连杆大小头孔，机床主轴箱孔系等。v钻粗镗钻粗镗-半精镗半精镗-粗磨粗磨-精磨精磨-研磨或珩磨研磨或珩磨这条工艺路线用于黑色金属特别是淬硬零件的高精度的孔加工。其中研磨孔的原理和工艺与前述外圆研磨相同，只是此时研具是一圆棒。v说说明明：上上述

50、述孔孔加加工工路路线线其其加加工工精精度度主主要要取取决决于于操操作作者者操操作作水平，对特小孔加工，采用特种加工方法。水平，对特小孔加工，采用特种加工方法。91 镗镗v镗是指在精密镗头上安装刃磨质量良好的石镗刀头现常用涂层硬质合金刀具或陶瓷刀具代替进行高速、小进给的精镗孔加工，其工艺特点与石车外圆相同。v镗床也有精密和普通之分。精密镗床指镗床的镗头采用空气或液体静压轴承，送进运动系统采用空气或液体静压导轨，镗刀采用石镗刀进行高速、小进给的镗孔加工92 镗镗图1-76浮动镗刀结构v浮动镗刀块属定尺寸刀具，插在镗刀杆的方槽中，不夹紧，可沿刀杆径向自由滑动，如图1-75所示。切削时两刀刃所受的切削