第5章机械加工工艺过程设计

*,第五章,机,机械,加,加工工,艺,艺过,程,程设计,ProcessPlanning,of,Machining,1,本章主,要,要内容,：,：,本章首,先,先介绍,制,制订机,械,械加工,工,工艺规,程,程的步,骤,骤和方,法,法；然,后,后重点,讨,讨论机,械,械加工,工,工艺过,程,程设计,中,中的主,要,要问题,，,，包括,定,定位基,准,准的选,择,择，加,工,工路线,的,的拟订,，,，工序,尺,尺寸及,公,公差的,确,确定等,。,。,学习方,法,法和要,点,点：,学习本章内,容,容，应牢牢,把,把握住机械,加,加工工艺过,程,程设计的基,本,本原理、原,则,则和方法（,如,如选择定位,基,基准的原则,，,，选择加工,方,方法的原则,，,，工序划分,及,及工序顺序,安,安排的原则,，,，确定余量,的,的原则和方,法,法，工序尺,寸,寸及公差的,确,确定方法等,）,），并通过,一,一定的实践,掌,掌握制订机,械,械加工工艺,规,规程的步骤,和,和方法。,2,制订零件机,械,械加工工艺,规,规程是一件,经,经验性和综,合,合性很强的,工,工作，除要,密,密切联系生,产,产实际外，,综,综合运用所,学,学知识是十,分,分必要的。,学,学习者应有,意,意识地将本,章,章内容与前,面,面各章内容,联,联系起来，,将,将工艺过程,设,设计看作是,本,本课程前面,各,各章内容的,综,综合和实际,应,应用。,3,5.1 制定工艺规程的,步骤和方法,Steps and Methods of Process Planning,学习要点：,了解机械加,工,工工艺规程,的,的作用，掌,握,握机械加工,工,工艺规程设,计,计的原则和,步,步骤，了解,常,常用毛坯的,特,特点及适用,范,范围。,4,一、 机械,加,加工工艺规,程,程及其作用,1、机械加,工,工工艺过程,及,及规程,机械加工工,艺,艺过程,采用各种机,械,械加工方法,，,，直接用于,改,改变毛坯的,形,形状、尺寸,、,、表面质量,，,，使之成为,合,合格零件的,全,全部劳动过,程,程。,机械加工工,艺,艺规程,将制订好的,零,零（部）件,的,的机械加工,工,工艺过程按,一,一定的格式,（,（通常为表,格,格或图表）,和,和要求描述,出,出来，作为,指,指令性技术,文,文件，即为,机,机械加工工,艺,艺规程。它,包,包括了如下,几,几个方面的,内,内容：,5,（1）机械,加,加工工艺过,程,程卡：,说明零件机,械,械加工工艺,过,过程的工艺,文,文件。,（2）工序,卡,卡：,对每道工序,作,作详细说明,、,、可直接用,于,于指导工人,操,操作的工艺,文,文件。,（3）检验,工,工序卡：,对成批或大,量,量生产中重,要,要检验工序,作,作详细说明,、,、指导检验,的,的工艺文件,。,。,（4）机床,调,调整卡：,大批量生产,中,中对由自动,线,线、流水线,上,上的机床以,及,及由自动机,或,或半自动机,完,完成的工序,，,，为调整工,提,提供机床调,整,整依据的工,艺,艺文件。,6,不同的生产,类,类型对工艺,规,规程的要求,不,不同。,机械加工工,艺,艺规程的格,式,式：,大批量生产,因其生产组,织,织严密、分,工,工细致，工,艺,艺规程应尽,量,量详细，要,求,求对每道加,工,工工序的加,工,工精度、操,作,作过程、切,削,削用量、使,用,用的设备及,刀,刀、夹、量,具,具等均作出,具,具体规定。,因,因此,除了工艺过,程,程卡外，还,应,应有相应的,加,加工工序卡,。此外，必,要,要时还需要,检验工序卡,和,和机床调整,卡,卡,。,单件小批生,产,产,由于生产的,分,分工较粗，,通,通常只需说,明,明零件的加,工,工工艺路线,（,（即其加工,工,工序顺序）,，,，填写,工艺过程卡,。,7,车间生产新,零,零件时，首,先,先要制订该,零,零件的机械,加,加工工艺规,程,程，再根据,工,工艺规程进,行,行生产准备,。,。,2、机械加,工,工工艺规程,的,的作用,（1）工艺,规,规程是指导,生,生产的主要,技,技术文件,机械加工车,间,间生产的计,划,划、调度，,工,工人的操作,，,，零件的加,工,工质量检验,，,，加工成本,的,的核算等，,都,都是以工艺,规,规程为依据,的,的。处理生,产,产中的问题,，,，也常以工,艺,艺规程作为,共,共同依据。,（2）工,艺,艺规程是,生,生产准备,工,工作的主,要,要依据,如处理质,量,量事故时,，,，是按工,艺,艺规程来,确,确定各有,关,关单位、,人,人员的责,任,任。,8,新建（改.扩建）,批,批量或大,批,批量机械,加,加工车间,（,（工段）,时,时，应根,据,据工艺规,程,程确定所,需,需机床的,种,种类和数,量,量以及在,车,车间的布,置,置，再由,此,此确定车,间,间的面积,大,大小、动,力,力和吊装,设,设备配置,以,以及所需,工,工人的工,种,种、技术,等,等级、数,量,量等。,如：新零,件,件加工工,艺,艺中的关,键,键工序的,分,分析研究,；,；准备所,需,需的刀、,夹,夹、量具,（,（外购或,自,自行制造,）,）；原材,料,料及毛坯,的,的采购或,制,制造；新,设,设备的购,置,置或旧设,备,备改装等,，,，均必须,根,根据工艺,来,来进行。,（3）工,艺,艺规程是,新,新建机械,制,制造厂（,车,车间）的,基,基本技术,文,文件,9,5. 积,极,极采用先,进,进技术和,工,工艺，力,争,争减少材,料,料和能源,消,消耗，并,应,应符合环,境,境保护要,求,求。,三、机械,加,加工工艺,规,规程的设,计,计原则,1.,编,编制工,艺,艺规程应,以,以保证零,件,件加工质,量,量，达到,设,设计图纸,规,规定的各,项,项技术要,求,求为前提,。,。,2.,在,在保证,加,加工质量,的,的基础上,，,，应使工,艺,艺过程有,较,较高的生,产,产效率和,较,较低的成,本,本。,3.,应,应充分,考,考虑和利,用,用现有生,产,产条件，,尽,尽可能作,到,到均衡生,产,产。,4.,尽,尽量减,轻,轻工人劳,动,动强度，,保,保证安全,生,生产，创,造,造良好、,文,文明劳动,条,条件。,10,三、制订,机,机械加工,工,工艺规程,所,所需的,原始资料,制订零件,的,的机械加,工,工工艺规,程,程时，需,具,具备下列,原始资料,：,：,1、 产,品,品的全套,装,装配图及,零,零件图,。,2、 产,品,品的验收,质,质量标准,。,。,3、产品,的,的生产纲,领,领及生产,类,类型。,4、 零,件,件毛坯图,及,及毛坯生,产,产情况。,11,7、国内,外,外先进工,艺,艺及生产,技,技术的发,展,展与应用,情,情况。,5、 本,厂,厂（车间,）,）的生产,条,条件。,6、各种,有,有关手册,、,、标准等,技,技术资料,。,。,零件毛坯,图,图通常由,毛,毛坯车间,技,技术人员,设,设计。机,械,械加工工,艺,艺人员应,研,研究毛坯,图,图并了解,毛,毛坯的生,产,产情况，,如,如了解毛,坯,坯的余量,、,、结构工,艺,艺性等，,以,以便正确,选,选择零件,加,加工时的,装,装夹部位,和,和装夹方,法,法，合理,确,确定工艺,过,过程。,应全面了,解,解工厂（,车,车间）设,备,备的种类,、,、规格和,精,精度状况,，,，工人的,技,技术水平,，,，现有的,刀,刀、夹、,量,量具规格,，,，以及专,用,用设备、,工,工艺装备,的,的设计制,造,造能力，,等,等等。,12,1、分析,零,零件工作,图,图和产品,装,装配图,阅读零件,工,工作图和,产,产品装配,图,图，以了,解,解产品的,用,用途、性,能,能及工作,条,条件，明,确,确零件在,产,产品中的,位,位置、功,用,用及其主,要,要的技术,要,要求。,四、机械,加,加工工艺,规,规程的,设计步骤,及,及内容,2、工艺,审,审查,主要审查,零,零件图上,的,的视图、,尺,尺寸和技,术,术要求是,否,否完整、,正,正确；分,析,析各项技,术,术要求制,订,订的依据,，,，找出其,中,中的主要,技,技术要求,和,和关键技,术,术问题，,以,以便在设,计,计工艺规,程,程时采取,措,措施予以,保,保证；审,查,查零件的,结,结构工艺,性,性。,13,3,、,、,确,确,定,定,毛,毛,坯,坯,的,的,种,种,类,类,及,及,其,其,制,制,造,造,方,方,法,法,常,用,用,的,的,机,机,械,械,零,零,件,件,的,的,毛,毛,坯,坯,有,有,铸,铸,件,件,、,、,锻,锻,件,件,、,、,焊,焊,接,接,件,件,、,、,型,型,材,材,、,、,冲,冲,压,压,件,件,以,以,及,及,粉,粉,末,末,冶,冶,金,金,、,、,成,成,型,型,轧,轧,制,制,件,件,等,等,。,。,零件,的,的毛,坯,坯种,类,类有,的,的已,在,在图,纸,纸上,明,明确,，,，如,焊,焊接,件,件；,有,有的,随,随着,零,零件,材,材料,的,的选,定,定而,确,确定,，,，如,选,选用,铸,铸铁,、,、铸,钢,钢、,青,青铜,、,、铸,铝,铝等,，,，此,时,时毛,坯,坯必,为,为铸,件,件，,且,且除,了,了形,状,状简,单,单的,小,小尺,寸,寸零,件,件选,用,用铸,造,造型,材,材外,，,，均,选,选用,单,单件,造,造型,铸,铸件,等,等。,14,表5-4 各类毛坯的特点及适用范围,毛坯种类,制造精度（IT）,加工,余量,原 材 料,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,1115,1012,811,811,710,810,79,911,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,15,工艺,装,装备,包,包括,夹,夹具,、,、刀,具,具、,量,量具,、,、辅,具,具等,。,。机,床,床和,工,工艺,装,装备,的,的选,择,择应,在,在满,足,足零,件,件加,工,工工,艺,艺的,需,需要,和,和可,靠,靠地,保,保证,零,零件,加,加工,质,质量,的,的前,提,提下,，,，与,生,生产,批,批量,和,和生,产,产节,拍,拍相,适,适应,，,，并,应,应优,先,先考,虑,虑采,用,用标,准,准化,的,的工,艺,艺装,备,备和,充,充分,利,利用,现,现有,条,条件,，,，以,降,降低,生,生产,准,准备,费,费用,。,。对,必,必须,改,改装,或,或重,新,新设,计,计的,专,专用,机,机床,、,、专,用,用或,成,成组,工,工艺,装,装备,，,，应,在,在进,行,行经,济,济性,分,分析,和,和论,证,证的,基,基础,上,上提,出,出设,计,计任,务,务书,。,。,4、,拟,拟定,机,机械,加,加工,工,工艺,路,路线,这是,机,机械,加,加工,工,工艺,规,规程,设,设计,的,的核,心,心部,分,分，,其,其主,要,要内,容,容有,：,：选,择,择定,位,位基,准,准；,确,确定,加,加工,方,方法,；,；安,排,排加,工,工顺,序,序以,及,及安,排,排热,处,处理,、,、检,验,验和,其,其它,工,工序,等,等。,5、确定,各,各工序所,需,需的机床,和,和工艺装,备,备,16,对所制定,的,的工艺方,案,案应进行,技,技术经济,分,分析，并,应,应对多种,工,工艺方案,进,进行比较,，,，或采用,优,优化方法,，,，以确定,出,出最优工,艺,艺方案。,6、确定,各,各工序的,加,加工余量,，,，计算工,序,序尺寸和,公,公差,7、确定,切,切削用量,和,和各工序,工,工时定额,8、评价,工,工艺路线,9、填写,工,工艺文件,17,5.2,定位基准的选择,Selection of Location Datum,18,5.2,定,定,位,位基准的,选,选择,拟订加工,路,路线的第,一,一步是选,择,择定位基,准,准。定位,基,基准的选,择,择合理与,否,否，将直,接,接影响所,制,制订的零,件,件加工工,艺,艺规程的,质,质量。基,准,准选择不,当,当，往往,会,会增加工,序,序，或使,工,工艺路线,不,不合理，,或,或使夹具,设,设计困难,，,，甚至达,不,不到零件,的,的加工精,度,度（特别,是,是位置精,度,度）要求,。,。,学习要点,：,：,定位基准,的,的选择是,零,零件加工,工,工艺规程,制,制定的重,要,要问题，,要,要深刻理,解,解并牢固,掌,掌握粗基,准,准及精基,准,准的选择,原,原则，并,会,会灵活地,使,使用这些,原,原则。,19,5.2.1,精,精基准的,选,选择,1、“基,准,准重合”,原,原则,在对加工,面,面位置尺,寸,寸和位置,关,关系有决,定,定性影响,的,的工序中,，,，特别是,当,当位置公,差,差要求较,严,严时，一,般,般不应违,反,反这一原,则,则。否则,，,，将由于,存,存在基准,不,不重合误,差,差，而增,大,大加工难,度,度。,尽量选择工,序,序基准(或,设,设计基准),为,为定位基准,以减少由,于,于定位基准,转,转化引起的,加,加工误差,即谓,基准重合,原则。,20,例1：,上图(a),是,是在钻床上,成,成批加工工,件,件孔的工序,简,简图。,若选N面为,尺,尺寸B的定,位,位基准见图(b)，钻,头,头相对1面,位,位置已调整,好,好且固定不,动,动，则加工,这,这一批工件,时,时尺寸B不,受,受尺寸A变,化,化的影响。,若选择M面,为,为定位基准,见,见图(c),，,，钻头相对2面已调整,好,好且固定不,动,动，则加工,的,的尺寸B要,受,受到尺寸A,变,变化的影响,，,，使尺寸B,精,精度下降。,21,例2：,如下图所示,活,活塞零件，,设,设计要求活,塞,塞销孔与顶,面,面距离C1,，,，公差一般,为,为0.1,0.2mm,。,。,（1）若加,工,工销孔时以,止,止口面（一,大,大平面加一,短,短圆柱面）,定,定位，直接,保,保证的尺寸,是,是C2。,（2）为使,尺,尺寸C1达,到,到规定精度,，,，必须同时,严,严格控制尺,寸,寸C和C2,。,。,（3）C1,、,、C2两个,尺,尺寸从功能,要,要求出发，,均,均不需严格,控,控制。因此,在,在大批量生,产,产中，常以,顶,顶面定位加,工,工销孔，以,使,使尺寸C1,容,容易保证。,22,有,关,关,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,误,误,差,差,问,问,题,题,的,的,注,注,意,意,：,：,（1,）,）,当,当,设,设,计,计,基,基,准,准,与,与,定,定,位,位,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,，,，,且,且,采,采,用,用,的,的,是,是调,整,整,法,法加,工,工,获,获,得,得,加,加,工,工,尺,尺,寸,寸,时,时,，,，,才,才,会,会,出,出,现,现,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,误,误,差,差,；,；,（2,）,）,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,误,误,差,差,值,值,的,的,大,大,小,小,等,等,于,于,两,两,个,个,基,基,准,准,之,之,间,间,的,的,联,联,系,系,尺,尺,寸,寸,的,的,差,差,值,值,；,；,（3,）,）,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,误,误,差,差,的,的,形,形,式,式,既,既,有,有,尺,尺,寸,寸,也,也,有,有,位,位,置,置,；,；,既,既,在,在,于,于,设,设,计,计,基,基,准,准,（,（,工,工,序,序,基,基,准,准,）,）,与,与,定,定,位,位,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,的,的,加,加,工,工,时,时,，,，,也,也,在,在,于,于,设,设,计,计,基,基,准,准,（,（,工,工,序,序,基,基,准,准,）,）,与,与,测,测,量,量,基,基,准,准,的,的,不,不,重,重,合,合,的,的,检,检,验,验,时,时,。,。,（4,）,）,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,通,通,常,常,发,发,生,生,在,在,用,用,设,设,计,计,基,基,准,准,定,定,位,位,不,不,可,可,能,能,或,或,不,不,方,方,便,便,；,；,在,在,选,选,择,择,基,基,准,准,时,时,优,优,先,先,考,考,虑,虑,了,了,基,基,准,准,统,统,一,一,原,原,则,则,而,而,不,不,得,得,不,不,放,放,弃,弃,的,的,场,场,合,合,。,。,23,在,实,实,际,际,生,生,产,产,中,中,，,，,经,经,常,常,使,使,用,用,的,的,统,统,一,一,基,基,准,准,形,形,式,式,有,有,：,：,2,、,、,“,“,统,统,一,一,基,基,准,准,”,”,原,原,则,则,工,件,件,在,在,整,整,个,个,加,加,工,工,工,工,艺,艺,过,过,程,程,中,中,，,，,以,以某,一,一,组,组,表,表,面,面,作,作,统,统,一,一,的,的,精,精,基,基,准,准,定,定,位,位,面,面，,以,以,便,便,方,方,便,便,地,地,加,加,工,工,大,大,多,多,数,数,（,（,或,或,全,全,部,部,）,）,其,其,余,余,的,的,表,表,面,面,时,时,。,。,常,见,见,的,的,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,形,形,式,式,：,：,1,）,）,轴,轴,类,类,零,零,件,件,常,常,使,使,用,用,两,两,顶,顶,尖,尖,孔,孔,作,作,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,。,。,2,）,）,箱,箱,体,体,类,类,零,零,件,件,常,常,使,使,用,用,一,一,面,面,两,两,孔,孔,（,（,一,一,个,个,较,较,大,大,的,的,平,平,面,面,和,和,两,两,个,个,距,距,离,离,较,较,远,远,的,的,销,销,孔,孔,）,）,作,作,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,。,。,3,）,）,套,套,类,类,零,零,件,件,用,用,一,一,长,长,孔,孔,和,和,一,一,止,止,推,推,面,面,作,作,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,。,。,24,4,）,）,盘,盘,套,套,类,类,零,零,件,件,常,常,使,使,用,用,止,止,口,口,面,面,作,作,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,。,。,例,例,如,如,活,活,塞,塞,零,零,件,件,，,，,采,采,用,用,裙,裙,部,部,止,止,口,口,面,面,定,定,位,位,可,可,以,以,方,方,便,便,地,地,加,加,工,工,活,活,塞,塞,的,的,其,其,他,他,表,表,面,面,，,，,故,故,选,选,其,其,为,为,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,。,。,实,实,际,际,上,上,，,，,活,活,塞,塞,止,止,口,口,面,面,的,的,圆,圆,孔,孔,并,并,无,无,功,功,能,能,要,要,求,求,，,，,之,之,所,所,以,以,对,对,其,其,进,进,行,行,加,加,工,工,，,，,完,完,全,全,是,是,为,为,了,了,作,作,定,定,位,位,基,基,准,准,使,使,用,用,。,。,需,要,要,指,指,出,出,，,，,采,采,用,用,统,统,一,一,基,基,准,准,原,原,则,则,常,常,常,常,会,会,带,带,来,来,基,基,准,准,不,不,重,重,合,合,问,问,题,题,。,。,此,此,时,时,，,，,需,需,针,针,对,对,具,具,体,体,问,问,题,题,进,进,行,行,具,具,体,体,分,分,析,析,，,，,根,根,据,据,实,实,际,际,情,情,况,况,选,选,择,择,精,精,基,基,准,准,。,。,例,例,如,如,活,活,塞,塞,零,零,件,件,，,，,采,采,用,用,止,止,口,口,面,面,作,作,统,统,一,一,精,精,基,基,准,准,，,，,而,而,在,在,销,销,孔,孔,加,加,工,工,工,工,序,序,中,中,，,，,为,为,方,方,便,便,可,可,靠,靠,的,的,保,保,证,证,尺,尺,寸,寸C1,，,，,则,则,可,可,采,采,用,用,顶,顶,面,面,作,作,精,精,基,基,准,准,。,。,25,3,、,、,“,“,互,互,为,为,基,基,准,准,”,”,的,的,原,原,则,则,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,采,用,用,互,互,为,为,基,基,准,准,、,、,反,反,复,复,加,加,工,工,的,的,方,方,法,法,来,来,保,保,证,证,其,其,位,位,置,置,精,精,度,度,，,，,这,这,就,就,是,是,“,“,互,互,为,为,基,基,准,准,”,”,的,的,原,原,则,则,。,。,如,卧,卧,式,式,铣,铣,床,床,主,主,轴,轴,，,，,前,前,端,端7,：,：24,锥,锥,孔,孔,（,（,图,图,中,中3,）,）,对,对,支,支,承,承,轴,轴,径,径,（,（,图,图,中,中1,、,、2,）,）,的,的,同,同,轴,轴,度,度,要,要,求,求,很,很,高,高,，,，,为,为,保,保,证,证,这,这,一,一,要,要,求,求,，,，,采,采,用,用,互,互,为,为,基,基,准,准,的,的,原,原,则,则,进,进,行,行,加,加,工,工,，,，,有,有,关,关,的,的,工,工,艺,艺,过,过,程,程,如,如,下,下,：,：,26,先以精车,后,后的前后,支,支撑轴颈1、2为,基,基准粗、,精,精车锥孔,及,及后端38H9,锥,锥孔(图,中,中4，锥,度,度为1：5，作辅,助,助基准）,；,；分别以7：24,锥,锥孔和38H9,锥,锥孔定位,装,装前、后,堵,堵，粗、,精,精磨支承,轴,轴颈及各,外,外圆面；,再,再以支承,轴,轴颈为基,准,准粗、精,磨,磨7：24锥孔。,27,4、“自,为,为基准”,的,的原则,对一些精,度,度要求很,高,高的表面,，,，在精密,加,加工时，,为,为保证加,工,工精度，,要,要求加工,余,余量小而,且,且均匀，,这,这时以已,经,经精加工,过,过的表面,自,自身作为,定,定位基准,，,，这就是自为基,准,准的原,则,则。,如：机床床身,导,导轨面的,精,精加工,28,又如连杆,小,小头孔最,后,后金刚镗,时,时就以精,镗,镗后的小,头,头孔自身,定,定位，待,工,工件夹紧,后,后再将定,位,位销移去,。,。,5、便于,装,装夹原则,所选择的,精,精基准，,尤,尤其是主,要,要定位面,，,，应有足,够,够大的面,积,积和精度,，,，以保证,定,定位准确,、,、可靠。,同,同时还应,使,使夹紧机,构,构简单、,操,操作方便,。,。,29,粗基准选,择,择一般应,遵,遵循以下,原,原则：,5.2.2 粗,基,基准的选,择,择,1、保证,相,相互位置,要,要求原则,如果首,先,先要求保,证,证工件上,加,加工面与,不,不加工面,的,的相互位,置,置要求，,则,则应以不加工,面,面作为粗,基,基准。,2、余量,均,均匀分配,原,原则,如果首,先,先要求保,证,证工件某,重,重要表面加工,余,余量均匀时，应选,择,择该表面,的,的毛坯面,作,作为粗基,准,准。,上述两个,原,原则是选,择,择粗基准,时,时最主要,的,的原则。,这,这两个原,则,则常常是,相,相互矛盾,的,的，需根,据,据具体情,况,况加以选,择,择。,30,3、选择,高,高精度表,面,面原则,如果,零,零件上有,多,多个非加,工,工表面，,则,则应选择,其,其中与加,工,工表面有,较,较高精度,要,要求的表,面,面作为粗,基,基准；选,用,用的粗基,准,准面尽可,能,能平整、,光,光洁，且,有,有足够大,的,的尺寸，,不,不允许有,锻,锻造飞边,、,、铸造浇,、,、冒口或,其,其它缺陷,。,。也不宜,选,选用铸造,分,分型面作,粗,粗基准。,4、选择,加,加工余量,最,最小原则,31,因为粗,基,基准本,身,身是毛,坯,坯表面,，,，精度,和,和粗糙,度,度均较,差,差，如,果,果在两,次,次装卡,中,中重复使,用,用同一,粗,粗基准，就会,造,造成两,次,次加工,出,出的表,面,面之间,出,出现较,大,大的位,置,置误差,。,。,5、粗,基,基准一,般,般不得,重,重复使,用,用原则,例如：,图,图5-5a所,示,示零件,，,，如果,第,第一道,工,工序以,不,不加工,外,外圆表,面,面1定,位,位，加,工,工内孔2，而,第,第二道,工,工序仍,以,以外圆,表,表面定,位,位加工,均,均布孔4（见,图,图5-4a）,时,时，则,孔,孔4将,与,与孔2,产,产生较,大,大的同,轴,轴度误,差,差。,32,5.3,工艺路线的拟订,Determine the Machining Route,33,5.3.1,表,表面,加,加工方,法,法的选,择,择,指在正,常,常的加,工,工条件,下,下（采,用,用符合,质,质量标,准,准的设,备,备和工,艺,艺装备,，,，使用,标,标准技,术,术等级,的,的工人,、,、不延,长,长加工,时,时间）,，,，一种,加,加工方,法,法所能,保,保证的,加,加工精,度,度和表,面,面粗糙,度,度。,1、,加,加工经,济,济精度,2、,加,加工精,度,度与成,本,本的关,系,系,任何一,种,种加工,方,方法的,加,加工精,度,度与加,工,工成本,之,之间都,有,有如下,图,图所示,的,的一种,相,相互关,系,系。,34,图中曲,线,线表达,出,出加工,误,误差与,加,加工成,本,本关系,的,的总趋,势,势是:,加工成,本,本随着,加,加工误,差,差的下,降,降而上,升,升，但,在,在不同,的,的误差,范,范围内,成,成本上,升,升的比,率,率不同,。,。,A点左,侧,侧曲线,：,：,加工误,差,差减少,一,一点，,加,加工成,本,本会上,升,升很多,；,；加工,误,误差减,少,少到一,定,定程度,，,，投入,的,的成本,再,再多，,加,加工误,差,差的下,降,降也微,乎,乎其微,，,，这说,明,明某种,加,加工方,法,法加工,精,精度的,提,提高是,有,有极限,的,的。,图 加工误差与成本关系,C,0,A,B,35,B点右,侧,侧：,即使加,工,工误差,放,放大许,多,多，成,本,本下降,却,却很少,，,，这说,明,明对于,一,一种加,工,工方法,，,，成本,的,的下降,也,也是有,极,极限的,，,，即有,最,最低成,本,本。,AB段,：,：,只有在,曲,曲线的AB段,，,，加工,成,成本随,着,着加工,误,误差的,减,减少而,上,上升的,比,比率相,对,对稳定,。,。,小结1,：,：,只有当,加,加工误,差,差等于,曲,曲线AB段对,应,应的误,差,差值时,，,，采用,相,相应的,加,加工方,法,法加工,才,才是经,济,济的，,该,该误差,值,值所对,应,应的精,度,度即为,该,该加工,方,方法的,经,经济精,度,度。,小结2,：,：,加工经,济,济精度,是,是指一,个,个精度,范,范围而,非,非一个,值,值。,图 加工误差与成本关系,C,0,A,B,36,3、加,工,工精度,与,与年代,的,的关系,各种加,工,工方法,的,的经济,精,精度随,年,年代增,长,长和技,术,术进步,而,而不断,提,提高,见,见图5-8。,37,4、加,工,工方法,的,的选择,在进行,零,零件各,加,加工表,面,面的加,工,工方法,选,选择时,，,，一般,先,先选择,零,零件上,精,精度要,求,求最高,表,表面的,加,加工方,法,法，即,该,该表面,的,的终加,工,工方法,。,。选择,时,时应考,虑,虑以下,几,几个问,题,题：,（1）,加,加工表,面,面的精,度,度和粗,糙,糙度要,求,求,（2）,零,零件的,材,材料和,热,热处理,要,要求,（3）,零,零件的,生,生产类,型,型要求,（4）,本,本厂现,有,有技术,水,水平、,生,生产条,件,件等,38,1）零,件,件加工,表,表面的,精,精度和,表,表面粗,糙,糙度要,求,求,2）零,件,件材料,的,的加工,性,性,3）生,产,产批量,和,和生产,节,节拍要,求,求,4）企,业,业现有,加,加工设,备,备和加,工,工能力,5）经,济,济性,5、典,型,型表面,的,的加工,路,路线,选择加工方法应考虑的问题,39,（1）,外,外圆,表,表面的,加,加工路,线,线（3,条,条）,研 磨,IT5Ra 0.0080.32,超 精 加 工,IT5,Ra 0.010.32,砂 带 磨,IT5Ra 0.010.16,精 密 磨 削,IT5Ra 0.0080.08,抛 光,Ra0.0081.25,金 刚 石 车,IT56,Ra 0.021.25,滚 压,IT67,Ra 0.161.25,精 磨,IT67,Ra 0.161.25,精 车,IT78,Ra1.2 55,粗 磨,IT89,Ra 1.2510,半 精 车,IT1011,Ra 2.512.5,粗 车,IT1213,Ra 1080,40,（2）,孔,孔的,加,加工路,线,线（4,条,条）,珩 磨,IT56,Ra0.041.25,研 磨,IT56,Ra0.0080.63,粗 镗,IT1213,Ra 520,钻,IT1013,Ra 580,半 精 镗,IT1011,Ra 2.510,粗 拉,IT910,Ra 1.255,扩,IT913,Ra 1.2540,精 镗,IT79,Ra 0.635,粗 磨,IT911,Ra1.2510,精 拉,IT79,Ra0.160.63,推,IT68,Ra0.081.25,饺,IT69,Ra 0.3210,金 刚 镗,IT57,Ra0.161.25,精 磨,IT78,Ra0.080.63,滚 压,IT68,Ra0.011.25,手 饺,IT5,Ra0.081.25,41,（3）,平,平面,加,加工路,线,线（5,条,条）,抛 光,Ra0.008,1.25,研 磨,IT56,Ra0.008,0.63,精 密 磨,IT56,Ra 0.04,0.32,半 精 铣,IT811,Ra 2.5,10,精 铣,IT68,Ra 0.635,高 速 精 铣,IT67,Ra 0.16,1.25,导 轨 磨,IT6,Ra0.161.25,精 磨,IT68,Ra 0.16,1.25,宽 刀 精 刨,IT6,Ra 0.16,1.25,粗 磨,IT810,Ra 1.25,10,精 刨,IT68,Ra 0.635,半 精 刨,IT811,Ra 2.510,半 精 车,IT811,Ra 2.510,粗 铣,IT1113,Ra 520,粗 刨,IT1113,Ra 520,砂 带 磨,IT56,Ra0.01,0.32,金 刚 石 车,IT6,Ra0.02,1.25,刮 研,Ra 0.04,1.25,精 车,IT68,Ra 1.255,粗 车,IT1213,Ra 1080,精 拉,IT69,Ra 0.322.5,粗 拉,IT1011,Ra 520,42,5.3.2,加,加工,阶,阶段的,划,划分,为了保,证,证零件,的,的加工,质,质量,生,生产效,率,率和经,济,济性，,通,通常在,安,安排工,艺,艺路线,时,时，将,其,其划分,成,成几个,阶,阶段。,对,对于一,般,般精度,零,零件，,可,可划分,成,成粗加,工,工半,精,精加工,和,和精加,工,工三个,阶,阶段。,对,对精度,要,要求高,和,和特别,高,高的零,件,件，还,需,需安排,精,精密加,工,工（含,光,光整加,工,工）和,超,超精密,加,加工阶,段,段。,1、,加,加工阶,段,段的划,分,分原则,：,：,1）粗,加,加工阶,段,段：,主要去,除,除各加,工,工表面,的,的大部,分,分余量,，,，并加,工,工出精,基,基准。,各阶段,的,的主要,任,任务是,：,：,43,2）半,精,精加工,阶,阶段：,减少粗,加,加工阶,段,段留下,的,的误差,，,，使加,工,工面达,到,到一定,的,的精度,，,，为精,加,加工做,好,好准备,，,，并完,成,成一些,精,精度要,求,求不高,表,表面的,加,加工。,3）精加工,阶,阶段：,主要是保证,零,零件的尺寸,形状位,置,置精度及表,面,面粗糙度，,这,这是相当关,键,键的加工阶,段,段。大多数,表,表面至此加,工,工完毕，也,为,为少数需要,进,进行精密加,工,工或光整加,工,工的表面做,好,好准备。,4）精密和,超,超精密加工,阶,阶段：,精密和超精,密,密加工采用,一,一些高精度,的,的加工方法,，,，如精密磨,削,削珩磨,研,研磨金刚,石,石车削等，,进,进一步提高,表,表面的尺寸,、,、形状精度,，,，降低表面,粗,粗糙度，最,终,终达到图纸,的,的精度要求,。,。,44,4）便于组,织,织生产。,2、 加工,阶,阶段划分的,意,意义：,1）有利于,保,保证零件的,加,加工质量。,2）便于及,时,时发现毛坯,的,的缺陷，可,以,以避免以后,精,精加工的经,济,济损失。,3）可以合,理,理安排加工,设,设备和操作,工,工人，有利,于,于延长精加,工,工设备的寿,命,命。,注意1：,加工过程阶,段,段的划分不,是,是绝对的，,主,主要应从工,件,件在加工过,程,程中的变形,对,对精度的影,响,响程度来决,定,定。,注意2：,加工阶段的,划,划分应根据,具,具体条件，,如,如零件技术,要,要求、生产,纲,纲领和生产,条,条件以及毛,坯,坯情况来决,定,定。,45,5.3.3,加,加工顺,序,序的安排,1、 机械,加,加工顺序的,安,安排原则,1) 先,基,基准（面）,后,后其它（面,）,）：,应首先安排,被,被选作精基,准,准的表面的,加,加工，再以,加,加工出的精,基,基准为定位,基,基准，安排,其,其它表面的,加,加工。该原,则,则还有另外,一,一层意思，,是,是指精加工,前,前应先修一,下,下精基准。,安排机械加,工,工顺序时一,般,般应遵循以,下,下原则：,例如：,精度要求高,的,的轴类零件,，,，第一道加,工,工工序就是,以,以外圆面为,粗,粗基准加工,两,两端面及顶,尖,尖孔，再以,顶,顶尖孔定位,完,完成各表面,的,的粗加工；,精,精加工开始,前,前首先要修,整,整顶尖孔，,以,以提高轴在,精,精加工时的,定,定位精度，,然,然后再安排,各,各外圆面的,精,精加工。,46,3),先,先,主,主后,次,次：,主要,表,表面,一,一般,指,指零,件,件上,的,的设,计,计基,准,准面,和,和重,要,要工,作,作面,。,。这,些,些表,面,面是,决,决定,零,零件,质,质量,的,的主,要,要因,素,素，,对,对其,进,进行,加,加工,是,是工,艺,艺过,程,程的,主,主要,内,内容,，,，因,而,而在,确,确定,加,加工,顺,顺序,时,时，,要,要首,先,先考,虑,虑加,工,工主,要,要表,面,面的,工,工序,安,安排,，,，以,保,保证,主,主要,表,表面,的,的加,工,工精,度,度。,在,在安,排,排好,主,主要,表,表面,加,加工,顺,顺序,后,后，,常,常常,从,从加,工,工的,方,方便,与,与经,济,济角,度,度出,发,发，,安,安排,次,次要,表,表面,的,的加,工,工。,2),先,先,粗,粗后,精,精：,指先,安,安排,各,各表,面,面粗,加,加工,，,，后,安,安排,精,精加,工,工。,此外,，,，次,要,要表,面,面和,主,主要,表,表面,之,之间,往,往往,有,有相,互,互位,置,置要,求,求，,常,常常,要,要求,在,在主,要,要表,面,面加,工,工后,，,，以,主,主要,表,表面,定,定位,进,进行,加,加工,。,。,47,4),先,先,面,面后,孔,孔：,主要,是,是指,箱,箱体,和,和支,架,架类,零,零件,的,的加,工,工而,言,言。,一,一般,这,这类,零,零件,上,上既,有,有平,面,面，,又,又有,孔,孔或,孔,孔系,，,，这,时,时应,先,先将,平,平面,（,（通,常,常是,装,装配,基,基准,）,）加,工,工出,来,来，,再,再以,平,平面,为,为基,准,准加,工,工孔,或,或孔,系,系。,此,此外,，,，在,毛,毛坯,面,面上,钻,钻孔,或,或镗,孔,孔，,容,容易,使,使钻,头,头引,偏,偏或,打,打刀,。,。此,时,时也,应,应先,加,加工,面,面，,再,再加,工,工孔,，,，以,避,避免,上,上述,情,情况,的,的发,生,生。,2、,热,热,处,处理,和,和表,面,面处,理,理工,序,序的,安,安排,1）,预,预备,热,热处,理,理：,为改,善,善材,料,料切,削,削性,能,能而,进,进行,的,的热,处,处理,工,工序,（,（如,退,退火,、,、正,火,火等,）,），,应,应安,排,排在,切,切削,加,加工,之,之前,进,进行,。,。,48,2）,为,为,消除,内,内应,力,力,而进,行,行的,热,热处,理,理工,序,序（,如,如退,火,火、,人,人工,时,时效,等,等）,，,，最,好,好安,排,排在,粗,粗加,工,工之,后,后，,精,精加,工,工之,前,前进,行,行；,有,有时,也,也可,安,安排,在,在切,削,削加,工,工之,前,前进,行,行。,3）,为,为,改善,工,工件,材,材料,的,的力,学,学物,理,理性,质,质,而进,行,行的,热,热处,理,理工,序,序（,如,如调,质,质、,淬,淬火,等,等）,通,通常,安,安排,在,在粗,加,加工,后,后、,精,精加,工,工前,进,进行,。,。其,中,中渗,碳,碳淬,火,火一,般,般安,排,排在,切,切削,加,加工,后,后，,磨,磨削,加,加工,前,前进,行,行。,而,而表,面,面淬,火,火和,渗,渗氮,等,等变,形,形小,的,的热,处,处理,工,工序,，,，允,许,许安,排,排在,精,精加,工,工后,进,进行,。,。,4）,为,为了,提高,零,零件,表,表面,耐,耐磨,性,性或,耐,耐蚀,性,性,而进,行,行的,热,热处,理,理工,序,序以,及,及以,装,装饰,为,为目,的,的的,热,热处,理,理工,序,序或,表,表面,处,处理,工,工序,（,（如,镀,镀铬,、,、镀,锌,锌、,氧,氧化,、,、煮,黑,黑等,）,）一,般,般放,在,在工,艺,艺过,程,程的,最,最后,。,。,49,4）,零,零件,的,的全,部,部加,工,工结,束,束以,后,后。,3、,辅,辅,助,助工,序,序的,安,安排,检验,工,工序,是,是辅,助,助工,序,序中,的,的重,要,要工,序,序，,其,其工,序,序的,安,安排,原,原则,如,如下,：,：,1）,重,重要,工,工序,的,的加,工,工前,后,后；,2）,不,不同,加,加工,阶,阶段,的,的前,后,后，,如,如粗,加,加工,结,结束,精,加,加工,前,前；,精,精加,工,工后,精,密,密加,工,工前,；,；,3),工,工,件,件从,一,一个,车,车间,转,转到,另,另一,个,个车,间,间前,后,后；,50,零件,的,的加,工,工顺,序,序确,定,定以,后,后，,在,在确,定,定各,工,工序,的,的具,体,体加,工,工内,容,容时,，,，可,有,有两,种,种设,计,计思,路,路：,一,一种,是,是工,序,序数,多,多而,各,各工,序,序的,加,加工,内,内容,少,少，,称,称之,为,为工,序,序分,散,散；,另,另一,种,种是,工,工序,数,数少,而,而各,工,工序,的,的加,工,工内,容,容多,，,，称,之,之为,工,工序,集,集中,。,。,5.3.4,工,工,序,序的,集,集中,与,与分,散,散,1,）,）,在,在,一,一,次,次,安,安,装,装,中,中,可,可,加,加,工,工,出,出,多,多,个,个,表,表,面,面,，,，,不,不,但,但,减,减,少,少,了,了,安,安,装,装,次,次,数,数,，,，,而,而,且,且,易,易,于,于,保,保,证,证,这,这,些,些,表,表,面,面,之,之,间,间,的,的,位,位,置,置,精,精,度,度,；,；,1,、,、,工,工,序,序,集,集,中,中,特,特,点,点,2,）,）,有,有,利,利,于,于,采,采,用,用,高,高,效,效,的,的,专,专,用,用,机,机,床,床,和,和,工,工,艺,艺,装,装,备,备,；,；,3,）,）,所,所,用,用,机,机,器,器,设,设,备,备,的,的,数,数,量,量,少,少,，,，,生,生,产,产,线,线,的,的,占,占,地,地,面,面,积,积,小,小,，,，,使,使,用,用,的,的,工,工,人,人,也,也,少,少,，,，,易,易,于,于,管,管,理,理,；,；,4,）,）,机,机,床,床,结,结,构,构,通,通,常,常,较,较,为,为,复,复,杂,杂,，,，,调,调,整,整,和,和,维,维,修,修,比,比,较,较,困,困,难,难,。,。,51,3,）,）,使,使,用,用,的,的,设,设,备,备,数,数,量,量,多,多,，,，,占,占,地,地,面,面,积,积,较,较,大,大,，,，,使,使,用,用,的,的,工,工,人,人,数,数,量,量,也,也,多,多,。,。,2,、,、,工,工,序,序,分,分,散,散,的,的,特,特,点,点,1,）,）,使,使,用,用,的,的,设,设,备,备,较,较,为,为,简,简,单,单,，,，,易,易,于,于,调,调,整,整,和,和,维,维,护,护,；,；,2,）,）,有,有,利,利,于,于,选,选,择,择,合,合,理,理,的,的,切,切,削,削,用,用,量,量,；,；,3、工,序,序集中,与,与工序,分,分散的,应,应用,工序设,计,计时是,采,采取工,序,序分散,还,还是工,序,序集中,，,，应根,据,据生产,纲,纲领,零,零件的,技,技术要,求,求产,品,品的市,场,场前景,以,以及现,场,场的生,产,产条件,等,等因素,综,综合考,虑,虑后决,定,定。,52,传统的,流,流水线,、,、自动,线,线生产,，,，主要,通,通过采,用,用组合,机,机床等,高,高效率,加,加工装,备,备来实,现,现对工,序,序合理,有,有效的,分,分散与,集,集中。,对,对大批,量,量生产,而,而言，,这,这种组,织,织形式,可,可以获,得,得高的,生,生产效,率,率和低,的,的生产,成,成本，,缺,缺点是,柔,柔性差,，,，产品,转,转换困,难,难。,对于,多,多品,种,种、,中,中小,批,批量,生,生产,，,，为,便,便于,产,产品,的,的转,换,换和,管,管理,，,，多,采,采用,通,通用,（,（或,柔,柔性,化,化）,加,加工,装,装备,来,来达,到,到工,序,序集,中,中的,目,目的,。,。数,控,控加,工,工中,心,心采,用,用的,便,便是,典,典型,的,的工,序,序集,中,中方,式,式。,由于,市,市场,需,需求,的,的多,变,变性,，,，对,生,生产,过,过程,的,的柔,性,性要,求,求越,来,来越,高,高，,工,工序,集,集中,将,将越,来,来越,成,成为,生,生产,的,的主,流,流方,式,式。,53,5.4,工序尺寸的确定,Determine the Operational Dimensions,54,5.4.1,加,加,工,工余,量,量的,概,概念,在零,件,件的,加,加工,过,过程,中,中，,为,为使,加,加工,表,表面,达,达到,所,所需,精,精度,和,和表,面,面质,量,量应,该,该切,除,除的,金,金属,表,表层,厚,厚度,被,被称,为,为加,工,工余,量,量。,加工,余,余量,分,分为,工,工序,余,余量,和,和加,工,工总,余,余量,；,；加,工,工余,量,量有,基,基本,余,余量,、,、最,大,大余,量,量和,最,最小,余,余量,之,之分,。,1、,加,加工,总,总余,量,量与,工,工序,（,（工,步,步）,余,余量,55,加工,总,总余,量,量即,毛,毛坯,余,余量,，,，是,指,指毛,坯,坯尺,寸,寸与,零,零件,设,设计,尺,尺寸,之,之差,，,，也,就,就是,某,某加,工,工表,面,面上,切,切除,的,的金,属,属层,总,总厚,度,度。,工,工步,（,（工,序,序）,余,余量,是,是指,相,相邻,两,两工,序,序（,工,工步,）,）的,尺,尺寸,之,之差,，,，也,就,就是,某,某道,工,工序,（,（工,步,步）,所,所切,除,除的,金,金属,层,层厚,度,度。,显,显然,有,有,式中,Z,S,-,某,某,表,表面,加,加工,总,总余,量,量；,n-,该,该,表,表面,的,的机,械,械加,工,工工,序,序（,工,工步,）,）数,；,；,Z,i,-,该,该,表,表面,第,第i,个,个工,序,序（,工,工步,）,）加,工,工余,量,量。,（1,）,）加,工,工总,余,余量,与,与工,序,序余,量,量的,关,关系,：,：,56,设加,工,工表,面,面上,某,某道,工,工序,（,（工,步,步）,的,的尺,寸,寸为a，,本,本道,工,工序,（,（工,步,步）,的,的尺,寸,寸b,，,，则,本,本道,工,工序,（,（工,步,步）,的,的基,本,本余,量,量Z,b,可表,示,示如,下,下：,（2,）,）工,序,序余,量,量计,算,算公,式,式：,被包,容,容表,面,面:,包容,表,表面,：,：,57,工序,（,（工,步,步）,余,余量,有,有单,边,边余,量,量和,双,双边,余,余量,之,之分,。,。,通常,平,平面,加,加工,属,属于,单,单边,余,余量,（,（图a，b）,，,，回,转,转面,（,（外,圆,圆、,内,内孔,等,等）,和,和某,些,些对,称,称平,面,面（,键,键槽,等,等）,加,加工,属,属于,双,双边,余,余量,（,（图c，d）,。,。,双边余量,的,的各边余,量,量等于工,序,序（工步,）,）余量的,一,一半,58,2、最大,、,、最小余,量,量，平均,余,余量、余,量,量公差,余量作为,尺,尺寸，也,有,有基本尺,寸,寸，上、,下,下偏差和,公,公差，即,有,有基本余,量,量（余量,基,基本尺寸,）,），最大,余,余量、最,小,小余量和,余,余量公差,（,（余量变,动,动量）。,其,其计