机械加工工艺规程

教学重点：掌握生产过程的概念及组成；掌握机加工工艺过程的组成和相关概念；掌握生产纲领的计算方法和各生产类型的分类；掌握工艺规程的作用。教学难点：机加工工艺规程的组成；工序、工步的划分。 2.1.1 生 产 过 程 和 工 艺 过 程1. 生 产 过 程 2. 工 艺 过 程 工 艺 过 程 就 是 指 改 变 生 产 对 象 的 形 状 、尺 寸 、 相 对 位 置 和 性 质 等 ， 使 其 成 为 成 品或 半 成 品 的 过 程 。 机 械 加 工 工 艺 过 程 是 指 利 用 机 械 加 工的 方 法 ， 直 接 改 变 毛 坯 的 形 状 、 尺 寸 和 表面 质 量 ， 使 其 成 为 成 品 或 半 成 品 的 过 程 。 2.1.2 工 艺 过 程 的 组 成1.工 序 工 序 是 一 个 （ 或 一 组 ） 工 人 ， 在 一 个 工 作 地 对 同 一个 （ 或 同 时 对 几 个 ） 工 件 进 行 加 工 所 连 续 完 成 的 那 部 分 工艺 过 程 。 工 序 是 组 成 工 艺 过 程 的 基 本 单 元 ， 也 是 生 产 计划 的 基 本 单 元 。2.安 装 工 件 加 工 前 ， 使 其 在 机 床 或 夹 具 中 占 据 一 正 确 而 固 定位 置 的 过 程 为 安 装 。 在 一 个 工 序 中 ， 工 件 可 能 安 装 一 次 ，也 可 能 安 装 几 次 。 3.工 位 为 了 减 少 安 装 次 数 ， 常 采 用 回 转 工 作 台 ， 回 转 夹 具 或移 动 夹 具 等 多 工 位 夹 具 ， 使 工 件 在 一 次 安 装 中 先 后 处 于 几个 不 同 的 位 置 进 行 加 工 。 此 时 ， 工 件 在 机 床 上 占 据 的 每 一个 加 工 位 置 称 为 工 位 。 4.工 步 在 加 工 表 面 ， 切 削 刀 具 和 切 削 用 量 （ 不 包 括 切 削 深 度 ）不 变 的 条 件 下 ， 所 连 续 完 成 的 那 一 部 分 工 序 称 为 工 步 。5.走 刀 走 刀 是 切 削 工 具 在 加 工 表 面 上 切 削 一 次 所 完 成 的 那 部分 工 艺 过 程 。 在 一 个 工 步 中 ， 当 加 工 表 面 上 需 要 切 除 的 材料 较 厚 ， 无 法 一 次 全 部 切 除 掉 ， 需 分 几 次 切 除 ， 则 每 切 去一 层 材 料 称 为 一 次 走 刀 。 多 工 位 加 工 和 复 合 工 步 ： 图 2-2 多 工 位 加 工 图 2-3 复 合 工 步 2.1.3 生 产 纲 领 和 生 产 类 型1. 生 产 纲 领 生 产 纲 领 是 指 企 业 在 计 划 期 内 应 当 生 产 的 产 品 产 量 和进 度 计 划 ， 因 计 划 期 常 常 定 为 1年 ， 所 以 也 称 为 年 产 量 。 零 件 的 生 产 纲 领 要 记 入 备 品 和 废 品 的 数 量 ： %1 baQN n 2. 生 产 类 型(1)单 件 生 产 单 件 生 产 的 基 本 特 点 是 生 产 的 产 品 种 类 很 多 ， 每 种 产 品 制造 一 个 或 少 数 几 个 ， 而 且 很 少 重 复 生 产 。 例 如 重 型 机 器 制造 ， 专 用 设 备 制 造 和 新 产 品 试 制 等 。(2)成 批 生 产 成 批 生 产 指 一 年 中 分 批 轮 流 生 产 几 种 不 同 的 产 品 ， 每 种 产品 均 有 一 定 的 数 量 ， 工 作 地 的 加 工 对 象 周 期 性 地 重 复 。 (3)大 量 生 产 大 量 生 产 的 产 量 很 大 ， 大 多 数 工 作 地 点 长 期 只 进 行 某 一 工序 的 生 产 。 3. 各种生产类型的工艺特征 类 型特 点 单 件 生 产 成 批 生 产 大 量 生 产 加 工 对 象 经 常 改 变 周 期 性 改 变 固 定 不 变毛 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 底 ， 加 工余 量 大 部 分 铸 件 用 金 属 模 ， 部 分 锻 件采 用 模 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 及 其 布 置形 式 采 用 通 用 机 床 。 机 床 按 类 别 和规 格 大 小 采 用 “ 机 群 式 ” 排 列布 置 采 用 部 分 通 用 机 床 和 部 分 高 生产 率 的 专 用 机 床 。 机 床 设 备 按加 工 零 件 类 别 分 “ 工 段 ” 排 列布 置 广 泛 采 用 高 生 产 率 的 专 用 机 床及 自 动 机 床 。 按 流 水 线 形 式 排列 布 置 工 艺 装 备 多 标 准 夹 具 ， 很 少 采 用 专 用 夹具 ， 靠 划 线 及 试 切 法 达 到 尺 寸精 度 采 用 通 用 刀 具 与 万 能 量 具 广 泛 采 用 专 用 夹 具 ， 部 分 靠 划线 进 行 加 工 较 多 采 用 专 用 刀 具 和 专 用 量具 广 泛 采 用 先 进 高 效 夹 具 ， 靠 夹具 及 调 整 法 达 到 加 工 要 求 广 泛 采 用 高 生 产 率 的 刀 具 和 量具对 操 作 人 员 的 要 求 需 要 技 术 熟 练 的 操 作 工 人 操 作 工 人 需 要 有 一 定 的 技 术 熟练 程 度 对 操 作 工 人 的 技 术 要 求 较 底 ，对 调 整 工 人 的 技 术 要 求 较 高工 艺 文 件 有 简 单 的 工 艺 过 程 卡 片 有 较 详 细 的 工 艺 规 程 ， 对 重要 零 件 需 编 制 工 序 卡 片 有 详 细 编 制 的 工 艺 文 件零 件 的 互 换 性 广 泛 采 用 钳 工 修 配 零 件 大 部 分 有 互 换 性 ， 少 数 用钳 工 修 配 零 件 全 部 有 互 换 性 ， 某 些 配 合要 求 很 高 的 零 件 采 用 分 组 互 换 生 产 率 低 中 等 高 单 件 加 工 成 本 高 中 等 低 2.1.4 工 艺 规 程 工 艺 规 程 是 规 定 产 品 或 零 部 件 制 造 工 艺 过 程 和 操 作方 法 等 的 工 艺 文 件 。 1.工 艺 规 程 的 作 用 (1) 工 艺 规 程 是 指 导 生 产 的 主 要 技 术 文 件 。 (2) 工 艺 规 程 是 生 产 组 织 和 管 理 工 作 的 基 本 依 据 。 (3) 工 艺 规 程 是 新 建 或 扩 建 工 厂 或 车 间 的 基 本 技 术文 件 。 (4) 工 艺 规 程 是 进 行 技 术 交 流 的 重 要 文 件 。 2. 制 定 工 艺 规 程 的 原 则 、 主 要 依 据 和 步 聚 ：(1) 制 定 工 艺 规 程 的 原 则 ： 应尽量做到技术上先进，经济上的合理，有良好的劳动条件；应该做到正确、统一、完整和清晰；所用的术语、符号、计量单位、编号等都要符合有关的标准。(2) 制 定 工 艺 规 程 的 主 要 依 据 (原 始 资 料 ) 产 品 的 成 套 装 配 图 和 零 件 工 作 图 。 产 品 验 收 的 质 量 标 准 。 产 品 的 生 产 纲 领 。 现 有 生 产 条 件 和 资 料 ， 包 括 毛 坯 的 生 产 条 件 、 工 艺 装 备 及 专 用 设备 的 制 造 能 力 ， 有 关 机 械 加 工 车 间 的 设 备 和 工 艺 装 备 的 条 件 。 国 内 、 外 同 类 产 品 的 有 关 工 艺 资 料 等 。 (3) 制 定 工 艺 规 程 的 步 聚 ： 分 析 研 究 产 品 的 装 配 图 和 零 件 图 。 确 定 生 产 类 型 。 确 定 毛 坯 的 种 类 和 尺 寸 。 选 择 定 位 基 准 和 主 要 表 面 加 工 方 法 、 拟 定 零 件加 工 工 艺 路 线 。 确 定 工 序 尺 寸 及 公 差 。 选 择 机 床 、 工 艺 装 备 及 确 定 时 间 定 额 。 填 写 工 艺 文 件 。 2-1什 么 是 生 产 过 程 ？ 什 么 是 工 艺 过 程 ？ 二 者 有 什 么 关 系 ？2-2举 例 说 明 工 序 、 安 装 、 工 位 、 工 步 及 走 刀 的 概 念 。2-3什 么 是 生 产 纲 领 ？ 有 哪 几 种 生 产 类 型 ？2-4什 么 是 工 艺 规 程 ？ 简 述 工 艺 规 程 制 定 的 步 骤 。 教学重点：掌握零件工艺分析所包含的内容；掌握零件技术要求分析和结构工艺分析所包含的内容。教学难点：零件的结构工艺性分析 2.2.1 零 件 的 技 术 要 求 分 析零 件 的 技 术 要 求 分 析 包 括 以 下 几 个 方 面 ： 1.加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 和 性 状 精 度 。 2.各 加 工 表 面 之 间 以 及 加 工 表 面 和 不 加 工 表 面 之间 的 相 互 位 置 精 度 。 3.加 工 表 面 粗 糙 度 以 及 表 面 质 量 方 面 的 其 他 要 求 。 4.热 处 理 及 其 他 要 求 ， 如 动 平 衡 、 配 适 切 削 等 。 2.2.2 零 件 的 结 构 工 艺 性 分 析 1.工 件 应 便 于 机 床 或 夹 具 上 装 夹 ， 并 尽 量 减 少 装 夹 次 数 。 2.刀 具 易 于 接 近 加 工 部 位 ， 便 于 进 刀 、 退 刀 、 越 程 和 测 量 ，以 及 便 于 观 察 切 削 情 况 等 。 3.尽 量 减 少 刀 具 调 整 和 走 刀 次 数 。 4.尽 量 减 少 加 工 面 积 及 空 行 程 ， 提 高 生 产 率 。 5.便 于 采 用 标 准 刀 具 ， 尽 可 能 减 少 刀 具 种 类 。 6.尽 量 减 少 工 件 和 刀 具 的 受 力 变 形 。 7.改 善 加 工 条 件 ， 便 于 加 工 ， 必 要 时 应 便 于 采 用 多 刀 、 多件 加 工 。 8.有 适 宜 的 定 位 基 准 、 且 定 位 基 准 至 加 工 面 的 标 柱 尺 寸 应便 于 测 量 。 1. 零 件 的 结 构 工 艺 性 分 析 一 般 涉 及 哪 些 方 面 的 内 容 ?如 果 要 在 斜 面 上 钻 孔 如 何 解 决 ?2. 为 什 么 机 器 底 座 一 般 都 设 计 出 凸 台 ? 教 学 重 点 ： 掌 握 工 件 毛 坯 的 种 类 ； 掌 握 选 择 毛 坯 时 应 该 老 店 考 虑 的 因 素 ； 掌 握 毛 坯 尺 寸 和 形 状 的 确 定 方 法 。 教 学 难 点 ： 选 择 毛 坯 时 考 虑 的 因 素 和 毛 坯 形 状 及 尺 寸 的 确定 。 2.3.1 毛 坯 的 种 类1.铸 件 适 用 于 各 种 性 状 复 杂 的 零 件 ， 铸 件 材 料 有 铸 铁 、 铸钢 及 钢 等 有 色 金 属 。2.锻 件 自 由 锻 件 毛 坯 精 度 低 、 加 工 余 量 大 、 生 产 率 低 ， 适用 于 单 件 小 批 量 生 产 以 及 大 型 零 件 毛 坯 。 模 锻 件 毛坯 精 度 高 、 加 工 余 量 小 、 生 产 率 高 ， 适 用 于 中 批 以上 生 产 的 中 小 型 毛 坯 。 常 用 的 锻 件 材 料 为 中 、 低 碳钢 及 低 合 金 钢 。3.轧 制 件 主 要 包 括 各 种 热 轧 和 冷 轧 圆 钢 、 方 钢 、 六 角 钢 、八 角 钢 等 型 材 ， 热 轧 毛 坯 精 度 较 低 ， 冷 轧 毛 坯 精 度较 高 。4.焊 接 件 是 将 型 材 或 板 料 等 焊 接 成 所 需 的 毛 坯 ， 简 单 方 便 ，但 需 经 过 时 效 处 理 消 除 应 力 后 才 能 进 行 机 械 加 工 。5.其 他 毛 坯 如 冲 压 件 、 粉 末 冶 金 和 塑 料 压 制 件 等 。 2.3.2 选 择 毛 坯 时 应 考 虑 的 因 素 1.零 件 的 材 料 及 力 学 性 能 要 求 2.零 件 的 结 构 形 状 和 尺 寸 3.生 产 纲 领 的 大 小 4.现 有 生 产 条 件 5.充 分 考 虑 利 用 好 技 术 、 新 工 艺 、 新 材 料的 可 能 性 2.3.3 毛 坯 形 状 与 尺 寸 的 确 定 毛 坯 尺 寸 和 零 件 图 上 的 设 计 尺 寸 之 差 称 为 加 工 余 量 ，又 叫 毛 坯 余 量 。 毛 坯 尺 寸 的 公 差 、 毛 坯 余 量 的 大 小 同 毛 坯的 制 造 方 法 有 关 。 毛 坯 余 量 确 定 后 ， 将 毛 坯 余 量 附 加 在 零 件 相 应 的 加 工表 面 上 ， 即 可 大 致 确 定 毛 坯 的 形 状 和 尺 寸 ， 此 外 还 要 考 虑毛 坯 制 造 、 机 械 加 工 及 热 处 理 等 许 多 工 艺 因 素 。 从 机 械 加 工 工 艺 角 度 确 定 毛 坯 形 状 和 尺 寸 时 应 注 意 ： 工 艺 凸 台 一 坯 多 件 组 合 毛 坯 1. 机 械 加 工 中 常 用 的 毛 坯 有 哪 几 种 ？ 如 何 选 用 ？2. 什 么 是 组 合 毛 坯 ? 教学重点：掌握定位基准的概念及分类；掌握工件定位的基本原理；掌握常用定位原件所能限制的自由度；掌握定位基准的选择原则。教学难点：常用定位元件所能限制的自由度；定位基准的选择原则。 2.4.1 基 准 的 概 念 及 其 分 类 2.4.2 工 件 定 位 的 基 本 原 理 1. 六 点 定 位 原 则 工 件 定 位 的 实 质 ， 就 是 使 工 件 在 夹 具 中 占 有 某 一 个正 确 的 加 工 位 置 。 一 个 空 间 处 于 自 由 状 态 的 刚 体 ， 具有 六 个 自 由 度 。 要 使 工 件 在 夹 具 中 占 有 正 确 的 位 置 ，就 是 要 对 工 件 的 六 个 自 由 度 加 以必 要 的 限 制 即 约 束 。 夹 具 用 一 个 支 承 点 限 制 工 件 的 一 个 自 由 度 ， 用 合理 分 布 的 六 个 支 承 点 限 制 工 件 的 六 个 自 由 度 ， 使 工 件在 夹 具 中 的 位 置 完 全 确 定 。 这 就 是 六 点 定 位 原 则 。 x 图 2 -8 工 件 定 位 时 支 承 点 的 分 布 2.工 件 的 定 位 方 式 （ 1） 完 全 定 位 ： 工 件 的 六 个 支 承 点 全 部 被 限 制 ，工 件 在 空 间 占 有 完 全 确 定 的 惟 一 位 置 ， 称 完全 定 位 。 （ 2） 不 完 全 定 位 ： 有 些 工 件 ， 根 据 加 工 要 求 ， 并不 需 要 限 制 其 全 部 自 由 度 。 （ 3） 欠 定 位 ： 工 件 的 实 际 定 位 所 限 制 的 自 由 度 数少 于 按 其 加 工 要 求 所 必 须 限 制 的 自 由 度 数 目 。欠 定 位 的 结 果 将 会 导 致 工 件 应 该 被 限 制 的 自由 度 不 被 限 制 的 不 合 理 现 象 ， 在 夹 具 中 的 位置 不 能 满 足 加 工 要 求 。 不 完 全 定 位 例 子 ： 为 保 证 槽 底 面 与 A面 的 平 行 度 和 尺 寸 mm两 项 加 工 要 求 ，必 须 限 制 、 、 三 个 自 由 度 ;为 保 证 槽 侧 面 与 B面 的 平行 度 及 尺 寸 30 0.1 mm两 项 加 工 要 求 ， 必 须 限 制 两个 自 由 度 ;至 于 ， 从 加 工 要 求 的 角 度 看 ， 可 以 不 限 制 图 2 -9 加 工 零 件 通 槽 工 序 图 （ 4） 过 定 位 （ 重 复 定 位 ） ： 是 指 定 位 时 几 个定 位 支 承 点 重 复 限 制 工 件 的 同 一 个 自 由 度 。 图 2 -11 工 件 过 定 位 及 改 进 措 施 2.4.3 定 位 基 准 的 选 择1. 精 基 准 的 选 择 (1) 基 准 重 合 原 则 设 计 基 准 为 定 位 基 准 。 (2) 基 准 统 一 原 则 采 用 同 一 组 基 准 来 加 工 工 件 的 多 个 表 面 。 (3) 自 为 基 准 原 则 以 加 工 表 面 本 身 作 为 定 位 基 准 称 为 自 为基 准 原 则 。 (4) 互 为 基 准 原 则 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 。 2. 粗 基 准 的 选 择 (1) 以 不 加 工 表 面 作 粗 基 准 。 (2) 以 重 要 表 面 、 余 量 较 小 的 表 面 作 粗 基 准 。 (3) 粗 基 准 应 尽 量 避 免 重 复 使 用 。 (4) 以 质 量 较 好 的 毛 坯 作 为 粗 基 准 。 图 2-13选 择 不 加 工 表 面 为 粗 基 准 图 2-14 床 身 加 工 的 粗 基 准 选 择 1.简 述 基 准 、 设 计 基 准 、 工 艺 基 准 的 概 念 。2.什 么 是 定 位 基 准 ？ 精 基 准 与 粗 基 准 的 选 择 各 有 何 原 则 ？3. 如 图 所 示 的 零 件 ， 在 加 工 过 程 中 将 A面 放 在 机 床 工 作 台 上 加 工 B、 C、 D、 E、 F表 面 ， 在 装 配 时 将 A面 与 其 他 零 件 连 接 。 试 说 明 ： A面 是 那 些 表 面 的 尺 寸 和 相 互 位 置 的 设 计 基 准 ？ 哪 个 表 面 是 装 配 基 准 和 定 位 基 准 ？ 9 教学重点：掌握常用加工方法的经济精度和经济表面粗糙度；掌握加工阶段划分的方法和意义；掌握工序集中和工序分散的特点；掌握安排加工顺序应考虑的因素。教学难点：合理安排加工方法和加工顺序 表 2-9外 圆 柱 面 加 工 方 法 表 2-10 孔 加 工 方 法 续 表 2-10孔 加 工 方 法 表 2-11平 面 加 工 方 法 2. 工 件 材 料 的 性 质各 种 加 工 方 法 对 工 件 材 料 及 其 热 处 理 状 态 有 不 同 的 适 用 性 。 3. 工 件 的 形 状 和 尺 寸工 件 的 形 状 和 加 工 表 面 的 尺 寸 大 小 不 同 ， 采 用 的 加 工 方 法 和 加 工 方 案 往 往不 同 。 4. 生 产 类 型 、 生 产 率 和 经 济 性各 种 加 工 方 法 的 生 产 率 有 很 大 的 差 异 ， 经 济 性 也 各 不 相 同 。 5. 加 工 表 面 的 特 殊 要 求 有 些 加 工 表 面 可 能 会 有 一 些 特 殊 要 求 ， 如 表 面 切 削 纹 路 方 向 的要 求 。 选 择 加 工 方 法 时 应 考 虑 加 工 表 面 的 特 殊 要 求 。 2.5.2 加 工 阶 段 的 划 分1.各 加 工 阶 段 的 主 要 任 务 粗 加 工 阶 段 主 要 任 务 是 尽 快 从 毛 坯 上 去 除 大 部 分 余 量 ， 关 键 问 题 是 提 高 生产 率 。 半 精 加 工 阶 段 在 粗 加 工 阶 段 的 基 础 上 提 高 零 件 精 度 和 表 面 质 量 ， 并 留 合 适 的余 量 ， 为 精 加 工 作 好 准 备 工 作 。 精 加 工 阶 段 从 工 件 表 面 切 除 少 量 余 量 ， 达 到 工 件 设 计 要 求 的 加 工 精 度 和 表面 粗 糙 度 。 光 整 加 工 阶 段 对 于 零 件 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 很 高 的 表 面 ， 还 要 安 排 光 整 加 工 阶 段 ， 主 要 任 务 是 提 高 尺 寸 精 度 和 减 小 表 面 粗 糙 度 。 2. 划 分 加 工 阶 段 的 原 因 (1) 保 证 加 工 质 量 (2) 合 理 使 用 设 备 (3) 便 于 安 排 热 处 理 工 序 (4) 便 于 及 时 发 现 毛 坯 缺 陷 2.5.3 工 序 集 中 与 工 序 分 散1. 工 序 集 中 的 特 点 (1) 可 以 采 用 高 效 机 床 和 工 艺 装 备 ， 生 产 率 高 。 (2) 工 件 装 夹 次 数 减 少 ， 易 于 保 证 表 面 间 相 互 位 置 精度 ， 还 能 减 少 工 序 间 的 运 输 量 。 (3) 工 序 数 目 少 ， 可 以 减 少 机 床 数 量 、 操 作 工 人 数 和生 产 面 积 ， 还 可 以 简 化 生 产 。 (4) 如 果 采 用 结 构 复 杂 的 专 用 设 备 及 工 艺 装 备 ， 则 投资 巨 大 ， 调 整 和 维 修 复 杂 ， 生 产 准 备 工 作 量 大 ， 转换 新 产 品 比 较 费 时 2. 工 序 分 散 的 特 点 (1) 设 备 及 工 艺 装 备 比 较 简 单 ， 调 整 和 维 修 方 便 ， 易 适 应 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 ， 操 作 工 人 多 ， 占 用 生 产 面 积 大 。 在 一 般 情 况 下 ， 单 件 小 批 量 生 产 多 采 用 工 序 集 中 ，大 批 量 生 产 则 工 序 集 中 和 分 散 二 者 兼 有 。 实 际 生 产 中 采 用工 序 集 中 或 工 序 分 散 ， 需 根 据 具 体 情 况 ， 通 过 技 术 经 济 分析 来 确 定 。 2.5.4 加 工 顺 序 的 安 排1. 切 削 加 工 工 序 的 安 排 (1)先 粗 后 精 (2)先 主 后 次 (3)基 准 先 行 (4)先 面 后 孔 2. 热 处 理 工 序 的 安 排 为 了 使 零 件 具 有 较 好 的 切 削 性 能 而 进 行 的 预 先 热 处 理 工 序 ，如 时 效 、 正 火 、 退 火 等 热 处 理 工 序 ， 应 安 排 在 粗 加 工 之 前 。 对 于 精 度 要 求 较 高 的 零 件 有 时 在 粗 加 工 之 后 ， 甚 至 半 精 加 工后 还 安 排 一 次 时 效 处 理 。 为 了 提 高 零 件 的 综 合 性 能 而 进 行 的 热 处 理 ， 如 调 质 ， 应 安 排在 粗 加 工 之 后 半 精 加 工 之 前 进 行 ， 对 于 一 些 没 有 特 别 要 求 的零 件 ， 调 质 也 常 作 为 最 终 热 处 理 。 为 了 得 到 高 硬 度 、 高 耐 磨 性 的 表 面 而 进 行 的 渗 碳 、 淬 火 等 工序 ， 一 般 应 安 排 在 半 精 加 工 之 后 ， 精 加 工 之 前 。 对 于 整 体 淬 火 的 零 件 ， 则 应 在 淬 火 之 前 ， 尽 量 将 所 有 用 金 属刀 具 加 工 的 表 面 都 加 工 完 ， 经 淬 火 后 ， 一 般 只 能 进 行 磨 削 加工 。 为 了 提 高 零 件 硬 度 、 耐 磨 性 、 疲 劳 强 度 和 抗 腐 蚀 性 而 进 行 的渗 氮 处 理 ， 由 于 渗 氮 层 较 薄 ， 引 起 工 件 的 变 形 极 小 ， 故 应 尽量 靠 后 安 排 ， 一 般 安 排 在 精 加 工 或 光 整 加 工 之 前 。 3.辅 助 工 序 的 安 排 辅 助 工 序 包 括 工 件 的 检 验 ， 去 毛 刺 ，清 洗 和 防 锈 等 ， 其 中 检 验 工 序 是 主 要 的 辅助 工 序 ， 它 对 保 证 产 品 质 量 有 极 重 要 的 作用 ， 检 验 工 序 应 安 排 在 ： 粗 加 工 结 束 后 ;重要 工 序 前 后 ;转 移 车 间 前 后 ;全 部 加 工 工 序 完成 后 。 1.什么是经济加工精度？2.选择表面加工方法的依据是什么？3.为什么对质量要求较高的零件在拟定工艺路线时要划分加工阶段？4.工序集中和工序分散各有什么优缺点？ 教学重点：掌握加工余量的概念和计算方法；掌握确定加工余量的方法。教学难点：合理确定加工余量 2.6.1 加 工 余 量 的 概 念 加 工 余 量 是 指 加 工 过 程 中 从 加 工 表 面 切 去 的 金 属 表面 层 。 加 工 余 量 可 分 为 工 序 加 工 余 量 和 总 加 工 余 量 。 1. 工 序 余 量 相 邻 两 工 序 的 工 序 尺 寸 之 差 ， 即 在 一 道 工 序 中 从 某一 加 工 表 面 切 除 的 材 料 层 厚 度 。单 边 加 工 余 量 为 ： Z1 = A1 - A2对 于 对 称 表 面 ， 是 双 边 加 工 余 量 ： 2Z1 = d1 - d2 或 2Z1 = D2 - D1 2. 总 加 工 余 量 总 加 工 余 量 是 指 零 件 从 毛 坯 变 为 成 品 的 整 个 加 工 过 程中 所 切 除 金 属 层 的 总 厚 度 ， 也 即 零 件 毛 坯 尺 寸 与 零 件 图 上设 计 尺 寸 之 差 ， 总 加 工 余 量 等 于 各 工 序 加 工 余 量 之 和 。 轴 和 孔 的 毛 坯 余 量 及 各 工 序 余 量 的 分 布 ： 图 2-19 工 序 余 量 和 毛 坯 余 量 2.6.2 确 定 加 工 余 量 的 方 法1.经 验 估 计 法 根 据 工 艺 人 员 和 工 人 的 长 期 生 产 实 际 经 验 ， 采 用 类 比 法 来 估 计 确定 加 工 余 量 的 大 小 。 此 法 简 单 易 行 ， 多 用 于 单 件 小 批 量 生 产 。2.分 析 计 算 法 以 一 定 的 实 验 资 料 和 计 算 公 式 为 依 据 ， 对 影 响 加 工 余 量 的 诸 多 因素 进 行 逐 项 的 分 析 和 计 算 以 确 定 加 工 余 量 的 大 小 。 该 法 所 确 定 的 加 工余 量 经 济 合 理 ， 但 要 有 可 靠 的 实 验 数 据 和 资 料 ， 计 算 较 复 杂 ， 仅 在 贵重 材 料 及 大 批 生 产 和 大 量 生 产 中 采 用 。3.查 表 修 正 法 以 有 关 工 艺 手 册 和 资 料 所 推 荐 的 加 工 余 量 为 基 础 ， 结 合 实 际 加 工情 况 进 行 修 正 以 确 定 加 工 余 量 的 大 小 。 此 法 应 用 较 广 。 1. 什 么 是 毛 坯 余 量 ？2. 影 响 工 序 余 量 的 因 素 有 哪 些 ？3. 计 算 毛 坯 余 量 的 方 法 有 哪 些 ？ 教学重点：掌握确定工序尺寸及公差的方法；掌握定位基准与设计基准不重合时尺寸链的计算方法。教学难点：定位基准与设计基准不重合时工艺尺寸的计算。 2.7.1 正 确 确 定 工 序 尺 寸 及 其 公 差 工 序 尺 寸 ： 某 工 序 加 工 应 达 到 的 尺 寸 称 为 工 序 尺 寸 。 1.工 艺 基 准 与 设 计 基 准 重 合 时 工 序 尺 寸 及 其 公 差 的 确 定 要 确 定 工 序 尺 寸 ， 首 先 必 须 确 定 零 件 各 工 序 的 基 本 余 量 。 按 基 本 余 量 计 算 各 工 序 尺 寸 ， 再 由 最 后 一 道 工 序 开 始 向 前 推 算 。例 2.1： 加 工 外 圆 柱 面 ， 设 计 尺 寸 为 mm， 表 面 粗 糙 度 Ra为 0.4 m 。加 工 的 工 艺 路 线 为 ： 粗 车 半 精 车 磨 外 圆 。 用 查 表 法 确 定 毛 坯 尺 寸 、 各工 序 尺 寸 及 其 公 差 。 050.0 034.040 验 算 磨 削 余 量 ： 直 径 上 最 小 余 量 : 40.6-0.062-(40+0.05)=0.488mm 直 径 上 最 大 余 量 ： 40.6-(40+0.034)=0.566mm 验 算 结 果 表 明 ， 磨 削 余 量 是 合 适 的 。 2.工 艺 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 时 工 序 尺 寸 及 其 工 差的 确 定 工 艺 尺 寸 链 的 概 念 由 工 艺 尺 寸 所 组 成 的 尺 寸 链 称 为 工 艺 尺 寸 链 。 尺 寸 链 的 具 有 封 闭 性 和关 联 性 。 工 艺 尺 寸 链 的 组 成 组 成 工 艺 尺 寸 链 的 每 一 个 尺 寸 称 为 工 艺 尺 寸 链 的 环 。 在 加 工 过 程 中 直 接 得 到 的 尺 寸 称 为 组 成 环 。 增 环 ： 其 他 组 成 环 保 持 不 变 时 ， 当 某 组 成 环 增 大 ， 封 闭 环 也 随 之增 大 时 ， 则 该 组 成 环 称 为 增 环 。 减 环 ： 其 他 组 成 环 保 持 不 变 ， 当 某 组 成 环 增 大 封 闭 环 反 而 减 小 ，则 该 组 成 环 称 为 减 环 。 在 加 工 过 程 中 间 接 得 到 的 尺 寸 称 为 封 闭 环 。 2.7.2 工 艺 尺 寸 链 的 计 算1.用 极 值 法 进 行 工 艺 尺 寸 链 计 算 的 基 本 公 式(1)基 本 尺 寸 封 闭 环 的 基 本 尺 寸 等 于 所 有 增 环 的 基 本 尺 寸 之 和 减 去 所 有 减 环 的 基 本尺 寸 之 和 ；(2)极 限 尺 寸 u 封 闭 环 最 大 极 限 尺 寸 等 于 所 有 增 环 的 最 大 极 限 尺 寸 之 和 减 去 所 有 减 环 的最 小 极 限 尺 寸 之 和 ；u封 闭 环 最 小 极 限 尺 寸 等 于 所 有 增 环 的 最 小 极 限 尺 寸 之 和 减 去 所 有 减 环 的最 大 极 限 尺 寸 之 和(3)上 ， 下 偏 差 u封 闭 环 的 上 偏 差 等 于 所 有 增 环 的 上 偏 差 之 和 减 去 所 有 减 环 的 下 偏 差 之 和 ，即u封 闭 环 的 下 偏 差 等 于 所 有 增 环 的 下 偏 差 之 和 减 去 所 有 减 环 的 上 偏 差 之 和(4)公 差 封 闭 环 的 公 差 等 于 各 组 成 环 的 公 差 之 和 。(5)平 均 尺 寸 封 闭 环 的 平 均 尺 寸 等 于 所 有 增 环 的 平 均 尺 寸 之 和 减 去 所 有 减 环 的 平 均 尺寸 之 和 。 2. 工 艺 尺 寸 链 计 算(1)定 位 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 的 尺 寸 换 算例 2.2 如 图 所 示 零 件 ， 各 平 面 及 槽 均 已 加 工 ，求 以 侧 面 K定 位 钻 10 mm孔 的 工 序 尺 寸 及 其 偏 差 。 图 2-22 定 位 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 的 尺 寸 换 算 确 定 封 闭 环 ： 尺 寸 100 0.2 mm为 封 闭 环 。绘 出 工 艺 尺 寸 链 图 ：判 断 组 成 环 的 性 质 ： 尺 寸 40 0.05mm为 减 环 。计 算 工 序 尺 寸 A及 其 上 、 下 偏 差 。A的 基 本 尺 寸 ： 100=A 40 A=140 mm。计 算 A的 上 、 下 偏 差 ： +0.2=ESA （ 0.05） ESA=0.15mm 0.2mm=EIA-0.05 EIA= 0.15mm校 验 计 算 结 果 ： 0.2 ( 0.2) =0.05 （ 0.05） +0.15 ( 0.15) 0.4 =0.4 各 组 成 环 公 差 之 和 等 于 封 闭 环 的 公 差 ， 计 算 无 误 。 (2)测 量 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 的 尺 寸 换 算 ：例 2.3 加 工 零 件 的 轴 向 尺 寸 （ 设 计 尺 寸 ） 如 图 所示 。 2-23 测 量 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 时 的 尺 寸 换 算 (3)工 序 基 准 是 尚 待 继 续 加 工 的 表 面例 2.4 加 工 图 所 示 外 圆 及 键 槽 ， 其 加 工 顺 序 为 ： 车 外圆 至 ； 铣 键 槽 至 尺 寸 A； 淬 火 ； 磨 外 圆 至 。 磨 外 圆 后 应 保 证 键 槽 设 计 尺 寸 0 021.026 0 083.026 0 16.021 图 2-24 加 工 键 槽 的 尺 寸 换 算 1. 如 图 所 示 的 零 件 ， 在 外 圆 、 端 面 、 内 孔 加 工 后 ，钻 10孔 。 试 计 算 以 B面 定 位 钻 10孔 的 工 序 尺 寸及 其 偏 差 。 2. 加 工 一 批 直 径 为 250-0.021mm， Ra=0.8m， 长 度 为55mm的 光 轴 ， 材 料 为 45钢 ， 毛 坯 为 28+-0.3mm的 热 轧 棒 料 ，试 确 定 其 在 大 批 量 生 产 中 的 工 艺 路 线 以 及 各 工 序 的 工 序 尺 寸 、工 序 公 差 及 其 偏 差 。 2-17加 工 图 2-29所 示 的 一 轴 及 其 键 槽 ， 图 纸 要 求 轴 径 为 300-0.032mm， 键 槽 深 度 尺 寸 为 260-0.20mm， 有 关 的 加 工 过 程 如 下 ： 半 精 车 外 圆 至 30.60-0.1mm； 铣 键 槽 至 尺 寸 A； 热 处 理 ； 磨 外 圆 至 300-0.032mm。求 工 序 尺 寸 A。 教学重点：掌握机械加工过程中机床及工艺装备的选择原则。教学难点：工艺装备的正确选择 2.8.1 机 床 的 选 择在 选 择 机 床 时 应 注 意 下 述 几 点 ：（ 1） 机 床 主 要 规 格 尺 寸 与 加 工 零 件 的 外 廓 尺 寸 想适 应（ 2） 机 床 的 精 确 度 应 与 工 序 要 求 的 加 工 精 度 相 适应（ 3） 机 床 的 生 产 率 应 与 加 工 零 件 的 生 产 类 型 相 适应（ 4） 机 床 选 择 还 应 结 合 现 场 的 实 际 情 况 2.8.2工 艺 装 备 的 选 择 1.夹 具 的 选 择单 件 小 批 生 产 应 尽 量 选 择 通 用 夹 具 。大 批 量 生 产 ， 应 选 择 生 产 率 和 自 动 化 程 度 高 的 专 用 夹 具 。 多 品 种 中 小 批 量 生 产 可 选 用 可 调 整 夹 具 或 成 组 夹 具 。 夹 具 的 精 度 应 与 工 件 的 加 工 精 度 相 适 应 2.刀 具 的 选 择 一 般 应 选 择 标 准 刀 具 ， 必 要 时 可 选 择 各 种 高 生 产 率 的 复 合 刀 具 及 其 它 一些 专 用 刀 具 。 刀 具 的 类 型 、 规 格 及 精 度 应 与 工 件 的 加 工 要 求 相 适 应 。 3.量 具 的 选 择单 件 小 批 生 产 应 选 用 通 用 量 具 ，大 批 量 生 产 应 尽 量 选 用 效 率 较 高 的 专 用 夹 具 量 具 的 量 程 和 精 度 要 求 要 与 工 件 的 尺 寸 和 精 度 相 适 应 2.9.1 单 件 时 间 为 了 便 于 合 理 地 确 定 时 间 定 额 ， 把 完 成 一 道 工 序 的时 间 称 为 单 件 时 间 ， 它 包 括 如 下 组 成 部 分 ： 1.基 本 时 间 2.辅 助 时 间 3.布 置 工 作 时 间 4.休 息 和 生 理 需 要 时 间 5.准 备 终 结 时 间 在 单 件 或 成 批 生 产 中 ， 每 当 加 工 一 批 工 件 的 开 始 和终 了 时 ， 工 人 需 做 准 备 ， 大 批 量 生 产 时 不 包 含 准 备 时 间 2.9.2 提 高 劳 动 生 产 率 的 工 艺 途 径1.缩 短 单 件 时 间 定 额 (1)缩 短 基 本 时 间 提 高 切 削 用 量 减 少 切 削 长 度 采 用 多 件 加 工 (2)缩 短 辅 助 时 间 直 接 减 少 辅 助 时 间 辅 助 时 间 与 基 本 重 合 (3)缩 短 布 置 工 作 地 时 间 (4)缩 短 准 备 终 结 时 间 2.采 用 先 进 工 艺 方 法 (1)在 毛 坯 制 造 中 采 用 新 工 艺 (2)采 用 少 、 无 切 削 工 艺 如 冷 挤 、 冷 轧 、 滚 压 等 方 法 (3)改 进 加 工 方 法 (4)应 用 特 种 加 工 新 工 艺 2.9.1 单 件 时 间 为 了 便 于 合 理 地 确 定 时 间 定 额 ， 把 完 成 一 道 工序 的 时 间 称 为 单 件 时 间 ， 它 包 括 如 下 组 成 部 分 ： 1.基 本 时 间 2.辅 助 时 间 3.布 置 工 作 时 间 4.休 息 和 生 理 需 要 时 间 5.准 备 终 结 时 间 在 单 件 或 成 批 生 产 中 ， 每 当 加 工 一 批 工 件的 开 始 和 终 了 时 ， 工 人 需 做 准 备 ， 大 批 量 生 产时 不 包 含 准 备 时 间 1. 生 产 批 量 不 同 ， 夹 具 和 量 具 的 选 择 方 法 有 何 不 同 ？2. 什 么 是 单 件 时 间 ？ 单 件 生 产 和 大 批 量 生 产 计 算 时间 有 何 不 同 ？3. 提 高 劳 动 生 产 率 有 什 么 途 径 ？