数控加工工艺

工件在夹 具中 的正确定位，是通过 工件上的定位基准面与 夹 具的定位元件相接触 面实 现 。无需找正。 由于夹 预 先在机床上调 整好位置，因此工件通过 夹具相对 于机床也就占有了正确的位置。 通过 夹 具的对 刀导 向装置，保证 了工件加工表面相对于刀具的正确位置。 1-快 换 钻 套 2-钻 套 用 衬 套 3-钻模 板 4-开 口 垫 圈 5-螺 母 6-心 轴 7-夹 具 体 自 由 度 的 概 念 一个 位于空间 自由状 态 的物体，对 于直角坐标 系来 说 ，具有六个自由度。 工件的xoy面上的3个 支承点限制了移动 ：z；转 动 ：X,Y 。3个 自由度。 xoy面为 主要定位基准面。 工件上的yoz面上的2个 支承点限制了移动 ：x；转 动 ：Z。2个 自由度。 Yoz面为 导 向基准面。 工件上的xoz面上的1个 支承点限制了移动 ：z。1个 自由度。 xoz面为 止推基准面。 限制工件自由度与 加工要求的关 系。 工件的六个 自由度不一定都限制，需根据加工要求而定。 确定自由度：要根据加工要求所必须 限制的自由度。 根据加工要求，所研 究对 象为 工件的被加工表面的工序基准，若它 的某自由度妨碍到被加工表面的技术 要求，则 该 自由度需被限制。 二、常见 定位方式和定位元件 常见 的3种 定位方式n 工件以平面定位支 承 板n 工件以内 孔定位圆 柱 销 （ 长 ， 短 ）n 工件以外圆 定位V形 快 （ 长 ， 短 ） 三、定位误 差的分析计 算1、定位误 差的基本概 念 定 位 误 差 ： 调 整 法 加 工 时 ， 由 于 加 工 前 ， 刀 具 已 通 过 夹具 的 对 刀 装 置 ， 确 定 了 刀 具 相 对 于 工 件 加 工 表 面 的 位 置 ，但 由 于 某 些 原 因 ， 使 得 一 批 工 件 的 工 序 基 准 在 加 工 尺 寸方 向 上 有 变 化 ， 从 而 引 起 工 序 尺 寸 的 变 化 ， 产 生 误 差 ，这 种 误 差 是 由 于 定 位 所 引 起 的 ， 称 为 定 位 误 差 。 它 的 大 小 是 ： 工 序 基 准 位 置 变 动 的 最 大 偏 移 量 。 定 位 误 差 与 加 工 对 象 的 工 序 尺 寸 有 关 。 加 工 对 象 有 几 个工 序 尺 寸 ， 则 有 几 个 定 位 误 差 。 2、定位误 差产 生的原因及组 成 原 因 ：n 基 准 不 重 合 ：n 工 序 基 准 与 定 位 基 准 不 是 同 个 点 、 面 、线 。n 基 准 位 移 ：n 由 于 定 位 元 件 制 造 有 误 差 ， 导 致 工 序 基准 在 尺 寸 方 向 上 会 产 生 变 动 。 定 位 误 差 ( D)的 组 成 ：n 基 准 不 重 合 误 差 （ B） =定 位 基 准 与 工序 基 准 之 间 尺 寸 的 公 差 。n 基 准 位 移 误 差 （ Y） =定 位 基 准 在 尺 寸方 向 的 最 大 变 动 量 。n 定 位 误 差 =基 准 位 移 误 差 基 准 不 重 合误 差 定 位 误 差 的 计 算 方 法 ：n 将 基 准 不 重 合 误 差 与 基 准 位 移 误差 分 开 计 算 。 基 准 位 移 误 差 通 过画 图 算 出 的 偏 移 量 。n 最 后 组 合 起 来 。 三、单 一定位以 平 面 定 位 元 件 所 产 生 的 定 位 误 差 。（ 1） 不 存 在 基 准 位 移 误 差（ 2） 只 存 在 基 准 不 重 合 误 差 ， 若 定 位 基 准 与 工 序 基准 重 合 ， 基 准 不 重 合 误 差 为 0， 定 位 误 差 为 0。以 内 孔 定 位 的 定 位 方 式 。 （ 以 圆 柱 销 为 例 ）1.当 工 件 的 内 孔 与 圆 柱 销 过 盈 配 合 时 ， 无 基 准 位 移误 差 ， 只 有 基 准 不 重 合 误 差 。2、 当 工 件 的 内 孔 与 圆 柱 销 间 隙 配 合 时 ， 既 有 基 准 不重 合 误 差 ， 也 有 基 准 位 移 误 差 。 圆 柱 销 水 平 放 置 ， 与 内 孔 单 边 接 触2 2 配 合 孔 的 公 差 园 柱 销 公 差基 准 位 移 误 差 N 注 意 点 ：N 工 件 的 定 位 问 题 也 就 是 工 件 哪 些 自由 度 需 要 被 限 制 。N 工 件 的 定 位 并 不 是 说 工 件 固 定 在 那里 不 可 动 ， 那 是 夹 紧 。N 定 位 与 夹 紧 是 安 装 的 两 个 过 程 ， 两者 不 可 混 淆 。 定 位 不 意 味 着 夹 紧 ，夹 紧 也 并 不 代 表 着 定 位 好 了 。N 定 位 必 须 满 足 三 个 条 件 ：N 工 件 有 具 体 的 定 位 表 面 （ 定 位 基 准或 定 位 基 面 ）N 夹 具 的 定 位 元 件N 两 者 接 触 。 第 二 节 工 件 的 夹 紧一 、 夹 紧 装 置 的 组 成 及 基 本 要 求1、 夹 紧 装 置 的 组 成（ 1） 力 源 装 置 是 产 生 夹 紧 原 始 作 用 力 的 装 置（ 2） 中 间 传 动 机 构 是 把 力 源 装 置 产 生 的 力 传 给夹 紧 元 件 的 中 间 机 构 。 其 作 用 ： 1） 改 变 夹 紧 作 用 力 的 方 向 2） 改 变 夹 紧 作 用 力 的 大 小 3） 具 有 一 定 的 自 琐 性 能（ 3） 夹 紧 元 件 是 夹 紧 装 置 的 最 终 执 行 元 件 ， 与工 件 直 接 接 触 ， 把 工 件 夹 紧 。 4.5.1 工 件 的 夹 紧 简 述 如 上 所 述 ， 工 件 在 加 工 前 需 要 定 位 和 夹 紧 。 这 是两 项 十 分 重 要 的 工 作 。 关 于 定 位 ， 在 前 面 几 节 中 已 详细 论 述 ， 本 节 对 工 件 在 机 床 上 或 夹 具 中 的 夹 紧 作 一 概略 说 明 。 夹 紧 的 目 的 是 防 止 工 件 在 切 削 力 、 重 力 、 惯性 力 等 的 作 用 下 发 生 位 移 或 振 动 ， 以 免 破 坏 工 件 的 定位 。 因 此 正 确 设 计 的 夹 紧 机 构 应 满 足 下 列 基 本 要 求 ： 夹 紧 力 不 应 破 坏 工 件 的 正 确 定 位 ； 夹 紧 装 置 应 有 足 够 的 性 ； 夹 紧 时 不 应 破 坏 工 件 表 面 ， 不 应 使 工 件 超 过 允许 范 围 的 变 形 ； 能 用 较 小 的 夹 紧 力 获 得 所 需 的 夹 紧 效 果 ； 工 艺 性 好 ， 在 保 证 生 产 率 的 前 提 下 结 构 应 简 单 ，便 于 制 造 、 维 修 和 操 作 ； 手 动 夹 紧 机 构 应 具 有 自 锁 性能 。 二 、 夹 紧 力 的 确 定 根 据 上 述 的 基 本 要 求 ， 正 确 确 定 夹 紧力 三 要 素 (方 向 、 作 用 点 、 大 小 )是 一 个 不 容忽 视 的 问 题 。 1、 夹 紧 力 方 向 的 确 定 1)夹 紧 力 的 方 向 不 应 破 坏 工 件 定 位 图 4.48(a)所 示 为 不 正 确 的 夹 紧 方 案 ， 夹 紧 力 有 向 上的 分 力 Fwz,， 使 工 件 离 开 原 来 的 正 确 定 位 位置 。 而 图 4.48(b)所 示 为 正 确 的 夹 紧 方 案 。 2)夹 紧 力 方 向 应 指 向 主 要 定 位 表 面 。 2、 夹 紧 力 作 用 点 的 确 定 1)夹 紧 力 的 作 用 点 应 落 在 支 承 范 围 内 如 图 4.49所 示 的 夹 紧 力 的 作 用 点 落 到 了定 位 元 件 的 支 承 范 围 之 外 ， 夹 紧 时 将 破坏 正 确 位 置 ， 因 而 是 不 正 确 的 2) 夹 紧 力 的 作 用 点 应 落 在 工 件 刚 性 较 好 的 部 位 如 图 4.50(a)所 示 ， 薄 壁 套 筒 的 轴 向 刚 性 比 径向 刚 性 好 ， 用 卡 爪 径 向 夹 紧 时 工 件 变 形 大 ，若 沿 轴 向 施 加 夹 紧 力 ， 变 形 就 会 小 得 多 。 夹紧 如 图 4.50(b)所 示 的 薄 壁 箱 体 时 ， 夹 紧 力 不应 作 用 在 箱 体 的 顶 面 ， 而 应 作 用 杠 刚 忭 较 好的 凸 边 上 。 或 如 图 4.50(c)所 示 改 为 三 点 夹 紧 ，改 变 着 力 点 的 位 置 ， 以 减 少 夹 紧 变 形 。 3)夹 紧 力 的 作 用 点 应 靠 近 工 件 的 加 工 部 位 如图 4.51所 示 ， 夹 紧 力 远 离 加 工 部 位 ， 因 此 应在 加 工 部 位 加 上 辅 助 夹 紧 机 构 ， 以 防 止 加 工时 发 生 振 动 ， 影 响 加 工 质 量 和 安 全 。 3、夹 紧 力大小的估算 加 工 过 程 中 ， 工 件 受 到 切 削 力 、 离 心 力 、惯 性 力 及 重 力 等 的 作 用 ， 理 论 上 夹 紧 力 的 作用 应 与 上 述 力 (力 矩 )的 作 用 相 平 衡 。 但 是 切削 力 的 大 小 和 方 向 在 加 工 过 程 中 是 变 化 的 ，因 此 夹 紧 力 的 大 小 只 能 进 行 粗 略 的 估 算 。 估 算 的 方 法 如 下 。 1)找 出 对 夹 紧 最 不 利 的 瞬 时 状 态 ， 估 算 此状 态 下 所 需 的 夹 紧 力 。 2)为 了 简 便 ， 只 考 虑 主 要 因 素 在 力 系 中 的影 响 ， 略 去 次 要 因 素 在 力 系 中 的 影 响 。 3)根 据 工 件 状 态 ， 列 出 力 (力 矩 )的 平 衡 方程 式 ， 解 出 夹 紧 力 的 大 小 ， 还 应 适 当 考 虑 安全 系 数 。 如 需 进 行 夹 紧 力 估 算 可 参 阅 有 关 资料 。 4.5.4 常见 夹 紧 机构 夹 紧 机 构 的 种 类 很 多 ， 这 里 只 简 单 介 绍 其中 一 些 典 型 装 置 。 （ 1） 斜 楔 夹 紧 机 构 图 4.52所 示 是 一 些 斜 楔 夹 紧 实 例 。 斜 楔夹 紧 机 构 是 利 用 斜 面 的 楔 紧 作 用 ， 将 外 力 传递 给 工 件 ， 完 成 工 件 的 夹 紧 。 当 楔 块 的 升 角 在 6 0 10 0 时 具 有 自 锁 性 能 。 但 自 锁 的稳 定 性 较 差 ， 主 要 用 于 夹 紧 机 构 中 来 改 变 力的 方 向 。 2、 螺 旋 夹 紧 机 构 螺 旋 夹 紧 机 构 结 构 简 单 、 容 易 制 造 ， 而 且 螺 旋 相当 于 一 个 斜 楔 缠 绕 在 圆 柱 体 的 表 面 形 成 的 ； 由 于 其升 角 小 （ 3 0 左 右 ） 则 螺 旋 机 构 具 有 较 好 的 自 锁 性能 ， 获 得 的 夹 紧 力 大 ， 是 应 用 最 广 泛 的 一 种 夹 紧 机构 。 1） 单 个 螺 旋 夹 紧 机 构 直 接 用 螺 钉 或 螺 母 夹 紧工 件 的 机 构 。 螺 钉 头 部 直 接 压 在 工 件 表 面 上 ， 可 能会 损 伤 工 件 或 带 动 工 件 旋 转 。 为 克 服 这 一 缺 点 在 其头 部 加 装 浮 动 压 块 ， 以 增 加 接 触 面 积 ， 减 少 损 伤 。 夹 紧 动 作 慢 使 这 一 机 构 的 另 一 缺 点 。 通 常 采 用 一些 快 速 结 构 ， 如 快 卸 垫 圈 、 快 换 螺 母 、 快 速 机 构 等 （ 3） 偏 心 夹 紧 机 构 它 是 利 用 偏 心 间 直 接 或 间 接 夹 紧 工 件 的 机构 。 偏 心 夹 紧 分 圆 偏 心 和 曲 线 偏 心 两 种 ， 其特 点 是 结 构 简 单 、 操 作 方 便 、 夹 紧 迅 速 ， 缺点 是 夹 紧 力 小 ， 夹 紧 行 程 短 ， 用 于 振 动 小 、切 削 力 不 大 的 场 合 。 图 4.58是 几 种 典 型 的 偏心 夹 紧 机 构 的 实 例 ， 图 4.59是 圆 偏 心 轮 的 几种 结 构 。 （ 4） 联 动 夹 紧 机 构 是 利 用 机 构 的 组 合 完 成 单 件 或 多 件 的 多 点 、多 向 同 时 夹 紧 的 机 构 。 它 可 以 实 现 多 件 加 工 、减 少 辅 助 时 间 、 提 高 生 产 效 率 、 减 轻 工 人 的劳 动 强 度 等 。 1）单 件联 动 夹 紧 机构 利用夹 紧 机构 实 现 工件的多向、多点夹 紧 。如图 4.60所示机构 实现 二力垂直夹 紧 。 2）多件联 动 夹 紧 机构 一般有平行式多件联 动 夹 紧 机构 和连 续 式多件联 动 夹 紧 机构 。 平 行 式 多 件 联 动 夹 紧 机 构 如 图 4.61所示 ， 若 采 用 刚 性 压 板 夹 紧 ， 则 因 一 批 工件 的 外 圆 直 径 尺 寸 的 不 一 致 ， 将 导 致 个别 工 件 夹 不 紧 的 现 象 。 在 （ b） 图 中 增加 了 浮 动 装 置 ， 既 可 以 同 时 夹 紧 工 件 ，又 方 便 操 作 。 在 理 论 上 平 行 式 夹 紧 各 工件 受 到 的 夹 紧 力 相 等 。 连 续 式 多 件 联 动 夹 紧 机 构 如 图 4.62是 多个 工 件 同 时 铣 槽 的 夹 具 。 这 种 方 式 ， 由 于 工件 的 夹 紧 力 是 依 次 传 递 的 ， 可 能 造 成 工 件 在夹 紧 方 向 的 位 置 误 差 很 大 。 因 此 ， 只 适 用 于加 工 在 夹 紧 方 向 上 没 有 加 工 要 求 的 工 件 。 另 外 ， 在 设 计 联 动 夹 紧 机 构 时 ， 应 注 意 应设 置 浮 动 环 节 ； 同 时 夹 紧 的 工 件 不 宜 太 多 ；结 构 的 刚 度 要 好 ， 力 求 简 单 、 紧 凑 。 第 一 节 机 械 加 工 工 艺 规 程 概 述一 、 生 产 过 程 与 机 械 加 工 工 艺 过 程 机 械 加 工 工 艺 过 程 工 艺 过 程 生 产 过 程 生 产 过 程把 原 材 料 转 变 为 成 品 的 过 程 。 包 括 ： 生 产 技 术 准 备 ， 毛 坯 制 造 ， 机 械 加 工 ，热 处 理 ， 装 配 ， 测 试 检 验 ， 涂 装 。工 艺 过 程 在 生 产 过 程 中 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 ， 是 重 要 组 成 部 分 。 (毛 坯 制 造 ， 机 械 加 工 热处 理 ， 装 配 ) 二、机械加工工艺 过 程的组 成 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 所 连 续 完 成 的 那 一 部分 工 艺 过 程 。 区 分 工 序 的 主 要 依 据 1、 设 备 或 工 作 地的 变 动 2、 完 成 的 那 一 部 分 内 容 的 连 续 。 工 序 不 仅 是 制 订 工 艺 过 程 的 基 本 单 元 ， 也 是 制 订 时 间 定 额 ， 配 备 工 人 ， 安 排 作 业 计 划 和 进 行 质 量 检 验 的 基 本 单 元 。 （一）工序 （二）工步 工 步 加 工 表 面 (或 装 配 时 的 联 接 表 面 )和 加 工 (或 装 配 )工 具 不 变 的 条 件 下 所完 成 的 那 部 分 工 艺 过 程 。 复 合 工 步 为 了 提 高 生 产 率 ， 用 几 把刀 具 同 时 加 工 几 个 表 面 的 工 步 ， 视 为一 个 工 步 。 （三）安装 安装 工件(或装配单 元)经 一次装夹 后所 完成的那一部分的工序内 容。 工件加工中应 尽 量减 少安装的次数 ， 因为 多一次安装就造成多一次的安装 误 差，而且还 增加了辅 助时 间 。 工位 一次装夹 后，工件(或装配单 元)与 夹 具或设 备 的可动 部分一起相对 刀具 或设 备 的因定部分所占据的每一个 位置。 如 图 所 示 零 件 ， 毛 坯 为 直 径 35mm棒 料 ， 批 量 生产 时 其 机 械 加 工 工 艺 过 程 如 下 所 述 ， 试 填 写 下表 。 在 锯 床 上 切 断 下 料 ； 车 一 端 面 钻 中 心 孔 ， 调 头 ，车 另 一 端 面 钻 中 心 孔 ； 在 另 一 台 机 床 上 将 整 批工 件 靠 螺 纹 一 边 都 车 至 30mm,调 头 再 调 刀 车削 整 批 工 件 的 18mm外 园 ； 又 换 一 台 车 床 车 20mm外 圆 ； 在 铣 床 上 铣 床 上 铣 两 平 面 ， 转 90度后 ， 铣 另 外 两 平 面 ； 最 后 ， 车 螺 纹 ， 倒 角 。 三、机械加工工艺 规 程n 机 械 加 工 工 艺 规 程 ： 规 定 零 件 机 械 加 工 工艺 过 程 和 操 作 方 法 等 的 工 艺 文 件 。 n 内 容 ： 工 件 加 工 的 工 艺 路 线 ， 各 工 序 的 具体 内 容 ， 所 用 的 设 备 和 工 艺 装 备 ， 工 件 和检 验 项 目 及 检 验 方 法 ， 切 削 用 量 ， 时 间 定额 。n 常 见 工 艺 规 程 文 件 ： 1） 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 2） 机 械 加 工 工 序 卡 片 4、 机 械 加 工 工 艺 规 程 作 用（ 1） 工 艺 规 程 是 组 织 生 产 的 指 导 性 文 件（ 2） 工 艺 规 程 是 生 产 准 备 工 作 的 依 据（ 3） 工 艺 规 程 是 新 建 工 厂 （ 车 间 ） 的 技 术 文 件 四、制订 工艺 规 程的步骤n 准 备 性 工 作 阶 段 计 算 年 生 产 纲 领 ， 确定 生 产 类 型 ， 分 析 零 件 图 及 产 品 装 配 图 ，对 零 件 进 行 工 艺 分 析 ， 选 择 毛 坯 。n 工 艺 路 线 拟 定 阶 段 选 择 定 位 基 准 ，确 定 各 表 面 的 加 工 ， 安 排 加 工 顺 序 ， 确 定工 序 分 散 与 集 中 的 程 度 ， 安 排 热 处 理 以 及检 验 。 n 工 序 设 计 阶 段 确 定 各 工 序 的 加 工 作 量 ，计 算 工 序 尺 寸 及 公 差 ， 确 定 各 工 序 所 用 的 设 备 及刀 ， 夹 、 量 具 和 辅 助 工 具 ， 确 定 切 削 用 量 及 时 间定 额 。 确 定 各 主 要 工 序 的 技 术 要 求 及 检 验 方 法 。4. 填 写 工 艺 文 件 零 件 机 械 加 工 工 艺 规 程 经上 述 步 骤 确 定 或 ， 应 将 有 关 内 容 填 入 各 种 不 同 的卡 片 ， 以 便 贯 彻 执 行 。 第 二 节 制 订 机 械 加 工 工 艺 规 程 的 准 备 性 工 作一 、 概 述 ： 包 括 计 算 生 产 纲 领 ， 确 定 生 产 类 型 ， 对 零 件 进 行 工 艺 分 析 ， 确 定 毛 坯 种 类 。二 、 生 产 纲 领 和 生 产 类 型 1、 生 产 纲 领 ： 指 在 计 划 期 内 企 业 应 当 生 产 的 产 品 产 量 和 进 度 计 划 。 2、 生 产 类 型 ： 反 映 企 业 生 产 专 业 化 程 度 。 分 类 ： 1） 单 件 生 产 2） 成 批 生 产 3） 大 量 生 产 三 、 零 件 的 工 艺 分 析1、 分 析 、 审 查 零 件 图 样 和 产 品 的 装 备 图 1） 分 析 的 内 容 ： 分 析 零 件 图 样 和 部 件 的 装配 图 ， 主 要 是 明 确 被 加 工 零 件 在 产 品 中 的 位置 与 作 用 ， 找 出 该 零 件 上 有 多 少 主 要 加 工 表面 ， 找 出 该 零 件 的 技 术 要 求 。 2） 审 查 具 体 内 容 ： （ 1） 审 查 零 件 图 的 视 图 、 尺 寸 、 公 差 和 技 术要 求 等 是 否 完 整 。 （ 2） 审 查 各 项 技 术 要 求 是 否 合 理 （ 3） 审 查 零 件 材 料 及 热 处 理 选 用 是 否 合 适 2、 零 件 的 结 构 工 艺 性 分 析1） 概 述 分 析 要 点 ： 根 据 组 成 零 件 各 种 表 面 的 尺 寸 ， 精 度 ，组 合 情 况 ， 选 择 适 当 的 加 工 方 法 和 加 工 路 线 。 结 构 工 艺 性 ： 所 设 计 的 零 件 在 保 证 产 品 使 用 性 能的 前 提 下 。 根 据 已 定 的 生 产 规 模 ， 采 生 产 效 率 高和 成 本 低 的 方 法 制 造 出 来 。 其 中 包 括 毛 坯 制 造 ，热 处 理 ， 机 械 加 工 ， 装 配 和 修 理 的 结 构 工 艺 性 。随 着 生 产 类 型 和 生 产 条 件 的 不 同 ， 以 及 机 械 工 业技 术 水 平 发 展 而 变 化 。 3、 数 控 加 工 对 零 件 结 构 工 艺 性 的影 响1） 数 控 加 工 的 特 点 ： 自 动 化 程 度 高 ，加 工 精 度 高 ， 对 加 工 对 象 的 适 应 性 强 ，可 以 与 计 算 机 通 信 ， 实 现 计 算 机 辅 助设 计 与 制 造 一 体 化 。 2） 在 以 下 情 况 下 采 用 数 控 加 工 ， 工 艺 性 是 好 的 ： （ 1） 单 件 小 批 生 产 的 零 件 的 加 工 ， 成 批 生 产的 关 键 工 序 的 加 工 ， （ 2） 加 工 精 度 高 ， 具 有 形 状 复 杂 的 曲 线 或 曲面 的 零 件 加 工 。 （ 3） 需 要 多 次 改 型 设 计 的 零 件 的 加 工 。 （ 4） 需 要 钻 、 镗 、 铰 、 攻 螺 纹 及 铣 削 多 个 工步 加 工 的 工 件 ， 如 箱 体 零 件 的 加 工 。 （ 5） 价 值 高 的 零 件 。 （ 6） 进 行 精 密 复 制 的 零 件 的 加 工 。 （ 7） 用 通 用 机 床 加 工 时 ， 需 要 复 杂 的 专 用 夹 具 或 需 要 很 长 的 调 整 时 间 的 零 件 的 加 工 。 四 、 毛 坯 的 确 定 ：1、 毛 坯 的 制 造 方 法 ： 铸 造 、 锻 压 、 焊 接 。2、 常 见 的 毛 坯 类 型 ： 铸 、 锻 、 压 制 、 冲 压 、 焊 接 、 型 材 和 板 材 。3、 毛 坯 的 确 定 的 主 要 因 素 ： 根 据 图 纸 规 定 的 材 料 及 机 械 性 能 选 根 据 零 件 的 功 能 选 根 据 生 产 类 型 选 根 据 具 体 生 产 条 件 选 第 三 节 定 位 基 准 选 择一 、 定 位 基 准1） 概 念 ： 是 加 工 中 用 来 使 工 件 在 机 床 或 夹 具 上 定 位 的所 依 据 的 工 件 上 的 点 、 线 、 面 。2） 分 类 ：（ 1） 粗 基 准 和 精 基 准 粗 基 准 加 工 的 起 始 工 序 中 ， 只 能 用 毛 坯 上 未经 加 工 的 表 面 作 为 定 位 基 准 。 精 基 准 利 用 工 件 上 已 加 工 过 的 表 面 作 定 位 基 准 面 。 （2）辅 助基准 二、 粗基准的选 择 （ 一 ） 两 个 问 题 1. 保 证 加 工 表 面 与 不 加 工 表 面 之 间 的 相互 位 置 关 系 。 2合 理 地 分 配 各 加 工 面 的 加 工 余 量 。 （二）选 择 原则 n 对 于 同 时 具 有 加 工 表 面 与 不 加 工 表 面 的 工 件 ， 为了 保 证 不 加 工 表 面 与 加 工 表 面 的 相 互 位 置 要 求 时 ，应 选 择 不 加 工 表 面 作 粗 基 准 。 (零 件 有 多 个 不 加 工表 面 时 ， 以 其 中 与 加 工 面 相 互 位 置 要 求 较 高 的 表面 作 粗 基 准 。 )n 对 于 有 较 多 加 工 表 面 的 工 件 ， 粗 基 准 的 选 择 应 能合 理 分 配 加 工 余 量 。 合 理 分 配 加 工 余 量 ：1） 对 于 工 件 上 的 某 些 重 要 表 面 ， 为 了 尽 可 能 使其 加 工 余 量 均 匀 ， 则 应 选 择 重 要 表 面 作 粗 基准 。2） 保 证 各 主 要 加 工 表 面 都 有 足 够 的 余 量 ， 应 选择 毛 坯 上 余 量 最 小 的 表 面 作 粗 基 准 。3） 选 作 粗 基 准 的 表 面 应 尽 量 平 整 ， 以 便 定 位 可靠 。4） 应 避 免 重 复 使 用 粗 基 准 。 在 同 一 尺 寸 方 向 上 ，粗 基 准 通 常 只 允 许 使 用 一 次 。 二 、 精 基 准 的 选 择（ 一 ） 考 虑 问 题 ：n 保 证 零 件 加 工 精 度 ，1. 装 夹 方 便 ， 夹 具 结 构 简 单 。 （ 二 ） 选 择 原 则 1、 基 准 重 合 加 工 表 面 的 设 计 基 准 （ 工 序 基 准 ）与 定 位 基 准 一 致 。 否 则 产 生 基 准 不 重 合 误 差 。 2、 基 准 统 一 原 则 ： 整 个 工 艺 过 程 或 有 关 的 几 道 工序 采 用 同 一 个 （ 或 一 组 ） 精 基 准 定 位 来 定 位1） 简 化 工 艺 过 程 制 定 及 统 一 的 夹 具 设 计 避 免 基 准 转换 带 来 的 误 差2） 若 一 次 装 夹 能 同 时 加 工 多 个 表 面 ， 那 么 这 多 个 表面 间 的 位 置 、 尺 寸 精 度 和 定 位 基 准 的 选 择 无 关 ， 而是 取 决 于 加 工 多 个 表 面 的 各 主 轴 及 刀 具 间 的 位 置 精度 及 调 整 精 度 。3） 选 作 统 一 基 准 表 面 要 求 ： 面 积 大 ， 精 度 高 ， 孔 距远 。4） 常 用 的 有 ： 箱 体 类 （ 一 面 二 孔 ， 三 面 互 相 垂 直 ） ；轴 类 （ 两 顶 尖 孔 ） ； 盘 类 （ 大 端 面 ， 短 孔 ） 。 3、 自 为 基 准 原 则 当 精 加 工 或 光 整 加 工 工 序 要求 余 量 尽 可 能 小 而 均 匀 时 ， 应 选 择 加 工 表 面 本 身作 为 定 位 基 准 。 不 可 提 高 位 置 精 度 （ 拉 削 ， 浮 动镗 ， 光 整 加 工 ） 。4、 互 为 基 准 原 则 为 了 得 到 均 匀 的 加 工 余 量 或较 高 的 位 置 精 度 ， 可 采 用 互 为 基 准 、 反 复 加 工 。5、 保 证 工 件 定 位 准 确 、 夹 紧 可 靠 、 夹 具 结 构 简 单 适用 。 三 、 粗 、 精 准 选 择 要 点1、 精 基 准 考 虑 的 重 点 是 如 何 减 小 误 差 ， 提 高 定 位 精 度 ；2、 粗 基 准 考 虑 的 重 点 是 加 工 面 有 足 够 的 余 量 ， 加 工 面 与 不 加 工 面 的 尺 寸 ， 位 置 精 度 ， 提 供 精 基 准 。3、 粗 、 精 基 准 选 择 的 各 条 原 则 ， 从 不 同 方 面 提 出 的 要 求 ， 在 具 体 使 用 时 常 常 会 互 相 矛 盾 ， 必 须 结 合 具体 的 生 产 条 件 进 行 分 析 ， 抓 住 主 要 矛 盾 ， 灵 活 选 用这 些 原 则 。 4、 粗 、 精 基 准 的 选 择 使 用 ， 必 须 注 意 精 基 准 选 择在 前 ， 使 用 在 后 ， 粗 基 准 选 择 在 后 使 用 在 先 。因 为 对 零 件 图 进 行 工 艺 分 析 之 后 ， 必 须 首 先 选择 精 基 准 ， 以 保 证 零 件 的 主 要 加 工 精 度 ， 此 后 ，才 考 虑 选 择 粗 基 准 ， 将 零 件 加 工 出 来 。 第 四 节 机 械 加 工 工 艺 路 线 的 拟 定一 、 概 念 : 工 艺 路 线 的 设 计 包 括 ： 加 工 表 面 的 加工 方 法 、 加 工 阶 段 的 划 分 ， 划 分 工 序 、 工 序 顺序 的 安 排 。 二 、 零 件 表 面 的 加 工 方 法1、经 济 加工精度和经 济 表面粗糙度 加 工 过 程 中 ， 影 响 加 工 精 度 和 表 面 质 量 的因 素 很 多 。 每 种 加 工 方 法 在 不 同 的 工 作 条 件 下所 能 达 到 的 精 度 和 表 面 粗 糙 度 会 有 所 不 同 ， 经济 加 工 精 度 （ 经 济 表 面 粗 糙 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 达 到 的 加 工 精 度 （ 表 面 粗 糙 度 ） 。 2、 典 型 表 面 加 工 方 法 一 般 的 零 件 都 是 由 若 干 个 典 型 表 面 组 成 。选 择 零 件 的 加 工 方 法 和 加 工 方 案 ， 实 质 上 是 选 择典 型 表 面 的 加 工 方 法 和 加 工 方 案 。 典 型 零 件 表 面 的 加 工 方 法 ： 1） 外 圆 ： 车 削 、 磨 削 2） 内 孔 ： 钻 、 扩 、 绞 、 镗 、 磨 、 拉 3） 平 面 ： 刨 削 、 铣 削 、 磨 削 、 车 削 三 、 工 序 顺 序 的 确 定1 各 加 工 阶 段 的 主 要 任 务1) 粗 加 工 阶 段 其 任 务 是 切 除 毛 坯 大 部 分 余量 ， 使 毛 坯 接 近 成 品 的 形 状 和 尺 寸 。2) 半 精 加 工 阶 段 其 任 务 是 留 下 精 加 工 余 量 后使 主 要 表 面 达 到 一 定 的 精 度 ， 为 精 加 工 （ 如 精车 、 精 磨 ） 做 好 准 备 。 并 完 成 一 些 次 要 表 面 的加 工 ， 如 扩 孔 、 攻 螺 纹 、 铣 键 槽 等 。 3) 精 加 工 阶 段 其 任 务 是 保 证 各 主 要 表 面达 到 规 定 的 精 度 和 表 面 粗 糙 度 。 4) 光 整 加 工 阶 段 对 零 件 精 度 和 表 面 粗 糙度 要 求 很 高 （ IT6级 以 上 、 Ra0.2 m以 下 ） 的表 面 ， 需 进 行 光 整 加 工 。 主 要 目 的 是 获 得 很 高的 尺 寸 精 度 、 降 低 表 面 粗 糙 度 或 使 其 表 面 得 到强 化 。 一 般 不 用 来 提 高 位 置 精 度 。 2 划 分 加 工 阶 段 的 原 因 1) 保 证 加 工 质 量 工 件 加 工 划 分 阶 段 后 ， 粗 加 工 因加 工 余 量 大 、 切 削 力 大 等 因 素 造 成 的 加 工 误 差 ， 可 通过 半 精 加 工 和 精 加 工 逐 步 得 到 纠 正 ， 保 证 加 工 质 量 。 2) 有 利 于 合 理 使 用 设 备 粗 加 工 要 求 功 率 大 、 刚 性好 、 生 产 率 高 的 设 备 ， 可 用 精 度 不 高 的 普 通 机 床 来 完成 ； 精 加 工 则 要 求 在 精 度 高 的 设 备 或 数 控 机 床 是 完 成 。可 见 划 分 加 工 阶 段 后 ， 就 可 充 分 发 挥 粗 、 精 加 工 设 备的 特 点 ， 避 免 以 精 干 粗 ， 做 到 合 理 使 用 设 备 。 3) 便 于 及 时 发 现 毛 坯 缺 陷 。 毛 坯 的 各 种 缺 陷 ， 如 气孔 、 砂 眼 和 加 工 余 量 不 足 等 ， 在 粗 加 工 后 即 可 发 现便 于 及 时 修 补 或 报 废 ， 以 免 继 续 加 工 后 造 成 工 时 和费 用 的 浪 费 。 4)便 于 安 排 热 处 理 工 序 如 粗 加 工 后 一 般 要 安 排时 效 处 理 ， 消 除 残 余 应 力 ； 精 加 工 前 要 安 排 淬 火 等最 终 热 处 理 ， 引 起 的 变 形 又 可 在 精 加 工 中 消 除 。 使冷 热 工 序 配 合 得 更 好 。 3、 工 序 顺 序 的 安 排 原 则 1） 基 准 先 行 选 为 精 基 准 的 表 面 ， 应 先进 行 加 工 ， 以 便 为 后 续 工 序 提 供 可 靠 的 精 基准 。 2） 先 粗 后 精 各 表 面 均 应 按 照 粗 加 工 半 精 加 工 精 加 工 光 整 加 工 的 顺 序依 次 进 行 ， 以 便 逐 步 提 高 加 工 精 度 和 降 低 表面 粗 糙 度 。 3） 先 主 后 次 先 加 工 主 要 表 面 （ 如 定 位 基面 、 装 配 面 、 工 作 面 ） ， 后 加 工 次 要 表 面 （ 如自 由 表 面 、 键 槽 、 螺 孔 等 ） 。 次 要 表 面 常 穿 插进 行 ， 一 般 安 排 在 主 要 表 面 达 到 一 定 精 度 之 后 、最 终 精 加 工 之 前 进 行 。 4） 先 面 后 孔 对 于 箱 体 、 支 架 、 连 杆 和 机体 类 工 件 ， 一 般 应 先 加 工 平 面 后 加 工 孔 。 这 是因 为 先 加 工 好 平 面 后 ， 就 能 以 平 面 定 位 加 工 孔 ，定 位 稳 定 可 靠 ， 保 证 平 面 和 孔 的 位 置 精 度 。 四 、 划 分 工 序1、 工 序 划 分 的 原 则 根 据 工 序 数 目 （ 或 工 序 内 容 多 少 ） ， 工 序 的 划分 如 下 。1) 工 序 集 中 的 原 则 工 序 集 中 就 是 将 工 件 的加 工 集 中 在 少 数 几 道 工 序 内 完 成 ， 每 道 工 序 的加 工 内 容 较 多 。 工 序 集 中 有 利 于 采 用 数 控 机 床 、高 效 专 用 设 备 及 工 装 。2) 工 序 分 散 的 原 则 工 序 分 散 就 是 将 工 件 的加 工 ， 分 散 在 较 多 的 工 序 内 进 行 ， 每 道 工 序 的加 工 内 容 很 少 。 工 序 分 散 使 用 的 设 备 及 工 艺 装备 比 较 简 单 ， 调 整 和 维 修 方 便 。 2. 数 控 加 工 工 序 划 分 的 方 法 1） 刀 具 集 中 分 序 法 2） 粗 、 精 加 工 分 序 法 3） 按 加 工 部 位 分 序 法 五 、 热 处 理 工 序 的 安 排 为 提 高 材 料 的 力 学 性 能 ， 改 善 金 属 加 工性 能 以 及 消 除 残 余 应 力 ， 在 工 艺 过 程 中 适 当安 排 一 些 热 处 理 工 序 。 1） 预 备 热 处 理 其 目 的 是 改 善 工 件 的 加工 性 能 ， 消 除 内 应 力 ， 改 善 金 相 组 织 为 最 终热 处 理 作 好 准 备 。 如 正 火 、 退 火 和 调 质 等 。它 一 般 安 排 在 粗 加 工 前 ， 但 调 质 常 安 排 在 粗加 工 后 进 行 。 2） 消 除 残 余 应 力 处 理 其 目 的 是 消 除 毛 坯制 造 和 切 削 加 工 过 程 中 产 生 的 残 余 应 力 。如 时 效 和 退 火 。3） 最 终 热 处 理 最 终 热 处 理 的 目 的 是 提高 零 件 的 力 学 性 能 ， 如 强 度 、 硬 度 、 耐 磨性 。 如 调 质 、 淬 火 回 火 ， 以 及 各 种 表 面处 理 （ 渗 碳 淬 火 、 氰 化 和 氮 化 ） 。 最 终 热处 理 一 般 安 排 在 精 加 工 前 。 六 、 辅 助 工 序 的 安 排 辅 助 工 序 的 包 括 检 验 、 去 毛 刺 、 倒 棱 、清 洗 、 防 锈 、 去 磁 和 平 衡 等 。 其 中 检 验 工 序是 保 证 产 品 质 量 的 有 效 措 施 之 一 。 第 五 节 机 床 加 工 工 序 设 计 与 实 施一 、 确 定 加 工 余 量1、 加 工 余 量 的 概 念 加 工 余 量 是 指 加 工 表 面 加 工 前 后 的 尺 寸 之 差 ， 分 为工 序 余 量 和 加 工 总 余 量 。 工 序 尺 寸 ： 是 工 件 的 加 工 表 面 经 工 序 加 工 后 应 达 到的 尺 寸 。 1） 工 序 余 量 相 邻 两 工 序 的 工 序 尺 寸 之 差 。 2） 加 工 总 余 量 又 称 毛 坯 余 量 ， 指 零 件 的 毛 坯 尺寸 与 零 件 图 的 设 计 尺 寸 之 差 。 2、 影 响 加 工 余 量 的 因 素 1） 前 工 序 的 表 面 粗 糙 度 高 度 Ha和 表 面缺 陷 层 厚 度 Da. 2)前 工 序 的 尺 寸 公 差 Ta 3)前 工 序 的 位 置 误 差 a 4)工 序 的 装 夹 误 差 b 3、 确 定 加 工 余 量 的 方 法 1） 计 算 法 2） 经 验 估 计 法 3） 查 表 修 正 法 二 、 基 准 重 合 时 工 序 尺 寸 及 公 差 的 确 定 1、 概 念 ： 零 件 表 面 最 后 一 道 工 序 的 工 序 尺 寸 及 公 差 应为 零 件 上 该 表 面 的 设 计 尺 寸 和 公 差 。 2、 运 算 步 骤 ： 1） 确 定 各 工 序 余 量 数 值 2） 最 后 一 道 工 序 的 工 序 尺 寸 等 于 零 件 图 样 上 的 设 计尺 寸 。 3） 最 后 一 道 工 序 的 工 序 尺 寸 误 差 等 于 零 件 图 样 上 设计 尺 寸 公 差 。 4） 各 工 序 尺 寸 的 上 、 下 偏 差 按 “ 入 体 原 则 ” 确 定 。 三 、 工 艺 尺 寸 链 1、 工 艺 尺 寸 链 的 定 义 在 机 器 装 配 或 零 件 加 工 过 程 中 ， 由相 互 连 接 的 尺 寸 形 成 封 闭 的 尺 寸 组 称 为尺 寸 链 。 加 工 中 各 有 关 工 艺 尺 寸 组 成 的尺 寸 链 称 为 工 艺 尺 寸 链 。 组 成 尺 寸 链 的各 个 尺 寸 称 为 尺 寸 链 的 环 。 2、 工 艺 尺 寸 链 组 成 1） 封 闭 环 ： 加 工 间 接 获 得 （ 或 装 配 中 最 后 形成 ） 的 尺 寸 称 为 封 闭 环 。 其 余 尺 寸 叫 组 成 环 ：除 封 闭 环 以 外 其 余 各 个 尺 寸 叫 组 成 环 。 2） 增 环 ： 组 成 环 中 ， 由 于 该 环 的 变 动 引 起 封闭 环 同 向 变 动 （ 同 向 变 动 是 指 该 环 增 大 时 封 闭环 也 增 大 ， 该 环 减 小 时 封 闭 环 也 减 小 ） 的 环 称为 增 环 。 3） 减 环 ： 组 成 环 中 ， 由 于 该 环 的 变 动 引 起 封闭 环 反 向 变 动 （ 反 向 变 动 是 指 该 环 增 大 时 封 闭环 减 小 ， 该 环 减 小 时 封 闭 环 增 大 ） 的 环 则 称 为减 环 。 增 环 和 减 环 的 判 断 用 箭 头 表 示 法 。 凡 与封 闭 环 箭 头 方 向 相 同 的 环 即 为 减 环 ； 与 封 闭 环箭 头 方 向 相 反 的 环 即 为 增 环 。 3、 尺 寸 链 简 图 为 简 便 起 见 ， 通 常 不 绘 出 该 零 件 （ 或 装配 部 分 ） 的 具 体 结 构 ， 也 不 严 格 按 比 例 ， 依次 绘 出 各 有 关 尺 寸 ， 排 列 出 封 闭 尺 寸 图 形 叫尺 寸 链 简 图 。 除 可 用 定 义 直 接 判 定 增 环 、 减环 外 ， 还 可 在 绘 制 尺 寸 链 图 时 ， 用 首 尾 相 接的 单 箭 头 线 顺 序 表 示 各 环 。 尺 寸 链 的 计 算 公 式 尺 寸 链 的 计 算 ， 是 指 计 算 封 闭 环 与 组 成 环 的 基 本尺 寸 、 公 差 及 极 限 偏 差 之 间 的 关 系 。 计 算 方 法 分为 极 值 法 和 统 计 （ 概 率 ） 法 两 类 。 极 值 法 多 用 于环 数 少 的 尺 寸 链 ； 统 计 （ 概 率 ） 法 多 用 于 环 数 多的 尺 寸 链 。 极 值 法 的 特 点 是 简 单 可 靠 ， 其 基 本 公式 如 下 ： 1） 封 闭 环 的 基 本 尺 寸 封 闭 环 的 基 本 尺 寸 等 于 所有 增 环 基 本 尺 寸 之 和 减 去 所 有 减 环 基 本 尺 寸 之 和 。 iAi 2） 封 闭 环 的 上 偏 差 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 。 3） 封 闭 环 的 下 偏 差 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） 封 闭 环 的 公 差 ： 封 闭 环 的 公 差 组 成 环 公 差 的 代 数 和 。 如 图 所 示 套 筒 ， 以 端 面 A 定 位 加 工 缺 口 时 ,计算 尺 寸 A 3 及 其 公 差 4、粗、精基准的选 择 使用，必须 注意精基准选 择在前，使用在后，粗基准选 择 在后使用在先。因为 对 零件图 进 行工艺 分析之后，必须 首先选择 精基准，以保证 零件的主要加工精度，此后，才考虑 选 择 粗基准，将 零件加工出来 。