机械制造工艺学教材课件.pptx

1、机械制造工艺学教材2绪论机械制造工艺学的培养目标及技术业务机械制造工艺学的培养目标及技术业务 工厂里工艺师的主要工作内容工厂里工艺师的主要工作内容机械制造工艺师应具备的基本知识机械制造工艺师应具备的基本知识 机械制造工艺学的指导思想机械制造工艺学的指导思想机械制造工业的发展简况及发展方向机械制造工业的发展简况及发展方向 机械制造工艺学的研究对象及任务机械制造工艺学的研究对象及任务3讲解绪论之前，请问什么是制造?4什么是制造?5什么是制造?6什么是制造?7神州神州5 5号号8什么是制造?制造在英文中是Manufacture，这个英文字起源与两个拉丁字manus（手）和factus（做），它的起源

2、准确地反映了几百年来人们对制造的理解，即：用手来做。从那时起，制造技术历经多次的革新，如：Eli Whitney(1765-1825)提出的公差与可交换性概念；Henry Ford(1863-1915)发明装配线；在20世记则有更多的发明（数控、机器人、FMS）。“制造”从现代的意义有两个层面的定义，一个是技术层面的，另一个是经济层面的。9什么是制造:定义10 技术定义：制造是运用物理或化学的方法改变毛坯（初始材料）的几何形状、特性和/或外观，最后制成零件或产品。制造包含将多个零件装配成产品的操作。完成制造过程必须结合机器、工具、能源和人力四个因素。 经济定义：制造是通过一个或一组工艺操作（加

3、工、装配等）将材料转变成具有更大价值的材料。经济定义的核心是通过改变材料的形状、性质或与别的零件结合，“制造”增加了材料的价值，即：材料通过作用在它身上制造操作而增值。如：沙变成玻璃而增值，石油变成朔料而增值，朔料进一步压成钢琴椅则进一步增值。什么是制造:定义11 在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的各种手段在产品生产中，使原材料转化为产品过程所施行的各种手段的总和，称为制造技术。的总和，称为制造技术。制造技术?n 工艺能力n 物理能力n 生产能力12制造系统结构?制造系统功能结构经营管理信息流生产管理信息流技术信息流物质流用户、市 场 与 外 部 环 境经营管理市场与销售研究与开发资

4、源管理财务生产管理工程设计采购车间制造（加工、装配、检验、输送、存储 ）质量控制13制造系统特性? 制造系统可视为若干硬件的集合体。为使硬件充分发挥效能，必须有软件支持。软件硬件制造系统结构特性14n 主要从技术角度出发，如何使转变过程更有效进行。获取阶段转变阶段分配阶段制造系统的物质流原材料供应者原材料库存零件加工零件库存装配成品库存最终用户15压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配 车身安装 最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理16制造系统可视为生产离散型产品的工作程序需求订货信息生产计划信息进度计划信息作业计划信

5、息生产结果数据生产控制信息生产技术信息产品设计信息综合生产计划生产进度计划作业计划生产实施生产控制产品设计工艺过程计划工艺过程信息计划阶段实施阶段控制阶段制造系统的程序特性 研究制造系统程序特性，主要从管理角度出发如何使生产活动达到最佳化。17制造系统的物质流与信息流？误差流物流资金流规划控制需求信息流实施（车间或现场）原材料产品与服务能源能量流制造系统的五种流18 下图显示了当今制造业的社会功能： 纺织机械动力机械家用电器通讯设备出版印刷网络媒体文化娱乐冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机器制造农业机械化工设备当今制造业的社会功能19 机械制造工艺学是工科院校机械类、工机械制造

6、工艺学是工科院校机械类、工业工程等专业学生必修的一门专业技术课业工程等专业学生必修的一门专业技术课,其其主要的任务是使学生在掌握机械制造工艺的主要的任务是使学生在掌握机械制造工艺的基本理论的基础上基本理论的基础上,具有制定中等复杂零件的具有制定中等复杂零件的机械加工工艺规程机械加工工艺规程,一般产品的装配工艺规程一般产品的装配工艺规程和主管产品工艺的初步能力。在校期间获得和主管产品工艺的初步能力。在校期间获得工程师的基本技能。工程师的基本技能。1、机械制造工艺学的培养目标及技术业务、机械制造工艺学的培养目标及技术业务 20 2、工厂里工艺师工作内容工厂里工艺师工作内容 （1 1）制订机械零件的

7、工艺规程）制订机械零件的工艺规程n熟悉并分析产品图，零件图熟悉并分析产品图，零件图n熟悉产品验收的质量标准熟悉产品验收的质量标准n选择毛坯，确定毛坯的制造方法选择毛坯，确定毛坯的制造方法n拟订零件的工艺路线拟订零件的工艺路线n确定设备以及工艺装备确定设备以及工艺装备n确定时间定额确定时间定额n技术经济分析技术经济分析n编制工艺文件编制工艺文件 （2 2）制订产品的装配工艺流程）制订产品的装配工艺流程 （3 3）设计工艺装备：机床，刀，夹，辅具等）设计工艺装备：机床，刀，夹，辅具等 （4 4）质量的控制）质量的控制213、工艺师应具备的基本知识 机械原理和机械设计知识机械原理和机械设计知识 刀具

8、和机床知识刀具和机床知识 机械制造工艺知识机械制造工艺知识 质量管理知识质量管理知识 熟练运用电脑的相关知识熟练运用电脑的相关知识 有关技术经济分析的方法有关技术经济分析的方法 具备一定的组织能力和技术指导能力。具备一定的组织能力和技术指导能力。22 4、机械制造工艺的指导思想、机械制造工艺的指导思想235、机制工艺学的研究对象以及任务对象：研究产品的冷加工以及装配中的共同规律对象：研究产品的冷加工以及装配中的共同规律任务：如何满足优质，高产，低成本任务：如何满足优质，高产，低成本24机械制造工业发展史动力动力标志标志人、畜、人、畜、自然力自然力蒸气蒸气机机电动机电动机计算机计算机发展发展阶段

9、阶段手工生手工生产产机械机械化化电动化电动化数控化数控化贡献贡献者者- -瓦特瓦特(1770)(1770)法拉第法拉第(1831)(1831)冯冯诺伊曼诺伊曼(1946)(1946)极限制造：极限制造： 更大（航空，更大（航空，航天，航海），航天，航海），更小（微电子技更小（微电子技术），更精密术），更精密（微米级（微米级亚微亚微米级米级纳米级）纳米级）柔性化柔性化 集成化集成化 网络化网络化 智能化智能化 CNC,CAX,CNC,CAX, FMS,CIMS FMS,CIMS 6 6、机械制造工业的发展简况及发展方向、机械制造工业的发展简况及发展方向25我国机械制造工业的发展史古代的辉煌：司母

10、戊大方鼎： 19391939年河南省安阳市武官村出土。年河南省安阳市武官村出土。 四足两耳方鼎。高四足两耳方鼎。高133133厘米、口长厘米、口长110110厘米、口宽厘米、口宽7979厘米、重厘米、重832.84832.84千克。千克。越王勾践剑：春秋晚期，长55.6厘米 宽4.6厘米1965年湖北省江陵县望山出土剑至今锋利，光泽夺目，堪称吴越名剑之代表作26古代的辉煌：1978年湖北省随县擂鼓墩出土，钟架长7.48米，宽3.35米，高2.73米，总重量达2500多公斤。27古代的辉煌：候风地动仪 原件失传。原件失传。 东汉时期，天文东汉时期，天文学家张衡（公元学家张衡（公元78781391

11、39年）于年）于阳嘉元年（公元阳嘉元年（公元132132年）制成，年）制成，是世界上第一台是世界上第一台地震仪地震仪28古代的辉煌：秦始皇兵马俑29近代的屈辱： “我大清”时期“中华民国”时期现代的奋起：建立了比较齐全的制造体系2003年10月15日用自行制造的“神舟五号” 飞船成功将宇航员杨利伟送上了天，后续又成功发射“神舟六号”与发达工业国家还有很大距离30 国民经济的支柱产业，国民经济总收入的国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%60%以上来自制造以上来自制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。业，世界发达国家无不具有强大的制造业。 美国：约美国：约1/1/4 4人口直接从事制造业

12、，其余人口中又有约半人口直接从事制造业，其余人口中又有约半数人所做工作与制造业有关。数人所做工作与制造业有关。 机械制造业是制造业的基础机械制造业是制造业的基础, , 是重中之重。是重中之重。 日本由于重视制造业，二次大战后日本由于重视制造业，二次大战后3030年时间，发展成为世年时间，发展成为世界经济大国。界经济大国。 与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发与此相反，美国在一段相当长时间内忽视了制造技术的发展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车展，结果导致经济衰退，竞争力下降，出现在家电、汽车等行业不敌日本的局面。直至上世纪等行业不敌日本的局面。直至上世纪8080年代

13、初，美国才开年代初，美国才开始清醒，重新关注制造业的发展，至始清醒，重新关注制造业的发展，至19941994年美国汽车产量年美国汽车产量重新超过日本。重新超过日本。制造业在国民经济中的地位31我国机械制造业面临的机遇和挑战 我国机械制造业与世界发达国家的差距：我国机械制造业与世界发达国家的差距： 发展迅速，成绩瞩目发展迅速，成绩瞩目 存在阶段性的差距存在阶段性的差距: :产品质量和水平不高，技术开发能力不强，基础元器产品质量和水平不高，技术开发能力不强，基础元器件和基础工艺不过关，生产率低下，科技投入严重不足。件和基础工艺不过关，生产率低下，科技投入严重不足。 机械制造业人均产值仅为发达国家的

14、几十分之一。机械制造业人均产值仅为发达国家的几十分之一。 机遇与挑战机遇与挑战 困难：技术上落后，资金不足，资源短缺，管理体制、周边环境还存在诸困难：技术上落后，资金不足，资源短缺，管理体制、周边环境还存在诸多问题（地方保护，信用危机多问题（地方保护，信用危机） 机遇：中国已加入机遇：中国已加入WTOWTO；制造业的世界格局已经和正在发生重大变化，欧、制造业的世界格局已经和正在发生重大变化，欧、亚、美三分天下局面正在形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，亚、美三分天下局面正在形成，世界经济重心开始向亚洲转移已出现征兆，制造业的产品结构、生产模式也在迅速变革之中制造业的产品结构、生产模式也

15、在迅速变革之中 挑战与机遇并存。挑战与机遇并存。327、机械制造工艺：讲课体系 33机械制造工艺：课时安排机械制造工艺：课时安排绪论2机械加工工艺规程的制订8机械加工精度12机械加工表面质量6提高生产率的途径4装配工艺方法4尺寸链10定位原理与机床夹具2机动2合计5034机制工艺学的学习要求 具备分析机械制造工艺过程中质量、生产率和经济性问题的能力 加强实践环节的训练，理论与实践相联系35第一章机械加工工艺规程的制订第一节机加工艺过程的基本概念第二节制订机加工艺规程的基本原理第三节工艺路线拟订36第一节 机加工艺过程的基本概念 一、生产过程与工艺过程 1、生产过程：从原材料转变到成品的全部过程

16、 2、工艺过程：生产对象（原材料，毛坯，零件）所发生的质与量的变化，包括物理，化学尺寸，形状，位置，外观的变化 另：生产过程中改变原材料（或半成品）的形状，尺寸，性能以及决定零件相互位置的过程，如锻造，热处理，机加，装配等37机械制造工艺过程38机械制造工艺方法与分类JB/T5992-92按大、中、小和细分类四个层次划分按大、中、小和细分类四个层次划分 表表1-1 机械制造工艺方法类别划分及代码（机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）大类大类中类代码中类代码代代码码名称名称0123456789中类名称中类名称0铸造铸造砂型铸造砂型铸造特种铸造特种铸造1压力加工压力加工锻造锻造

17、轧制轧制冲压冲压挤压挤压旋压旋压拉拔拉拔其他其他2焊接焊接电弧焊电弧焊电阻焊电阻焊气焊气焊压焊压焊特种焊接特种焊接钎焊钎焊3切削加工切削加工刃具刃具 加工加工磨削磨削钳加工钳加工4特种加工特种加工电物理加工电物理加工 电化学加工电化学加工化学加工化学加工复合加工复合加工其他其他5热处理热处理整体热处理整体热处理 表面热处理表面热处理 化学热处理化学热处理6覆盖层覆盖层电镀电镀化学镀化学镀真空真空 沉积沉积热侵镀热侵镀转化膜转化膜热喷涂热喷涂涂装涂装其他其他78装配包装装配包装装配装配试验与检验试验与检验包装包装9其他其他粉末冶金粉末冶金冷作冷作非金属成形非金属成形表面表面 处处理理防锈防锈缠绕

18、缠绕编织编织其他其他二、工艺过程的组成 组成：由若干个依次排列的工序组成，工序是组成机加工组成：由若干个依次排列的工序组成，工序是组成机加工艺过程的基本单元。工序包含：工位，工步，走刀（工作艺过程的基本单元。工序包含：工位，工步，走刀（工作行程）等。行程）等。1 1、工序：指在一个工作地点（设备），由一个工人（或、工序：指在一个工作地点（设备），由一个工人（或一组）对一个（或同时对几个）工件连续完成的工艺过程。一组）对一个（或同时对几个）工件连续完成的工艺过程。一个零件的工艺过程往往是由若干个工序组成，若生产规一个零件的工艺过程往往是由若干个工序组成，若生产规模不同，工序的划分以及每道工序包含

19、的加工内容不同。模不同，工序的划分以及每道工序包含的加工内容不同。40例1：阶梯轴的加工 单件小批生产单件小批生产： 工序内容工序内容 ： 设备设备 1、车端面，打中心孔，掉头，车另一端面打中心孔、车端面，打中心孔，掉头，车另一端面打中心孔 车床车床 2、车大外圆，倒角，掉头车小外圆，倒角、车大外圆，倒角，掉头车小外圆，倒角 车床车床 3、键槽铣削，去毛刺、键槽铣削，去毛刺 车床车床 成批生产：成批生产： 1、铣两端面，打中心孔、铣两端面，打中心孔 铣端面打中心孔机床铣端面打中心孔机床 2、车大外圆，倒角、车大外圆，倒角 车床车床 3、车小外圆，倒角、车小外圆，倒角 车床车床 4、铣键槽、铣键

20、槽 键槽铣床键槽铣床 5、去毛刺、去毛刺 钳工台钳工台41例2：200.07210.8图1-1 阶梯轴3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221422、安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装。 工件在机床上从定位到夹紧的过程，一个工序可以包含多次安装工件在机床上从定位到夹紧的过程，一个工序可以包含多次安装 定位定位 使工件在机床或夹具上占有正确位置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程中保持不变43直接找

21、正装夹直接找正装夹 精度高，效率低，对工人技术水平高精度高，效率低，对工人技术水平高划线找正装夹划线找正装夹 精度不高，效率低，多用于形状复杂的精度不高，效率低，多用于形状复杂的铸件铸件夹具装夹夹具装夹 精度和效率均高，广泛采用精度和效率均高，广泛采用44 图1- 2 直接找正安装毛坯孔加工线找正线 图1- 3 划线找正安装45图1-4 工件在夹具上装夹（滚齿夹具）463、工位工件在机床上占据每一个位置所完成的那部分工序称为工位。2134图1-5 多工位加工1：装卸工件 2：钻孔 3：扩孔 4：绞孔474、工步指在加工表面不变、切削刀具不变的情况下所连续完成的那部分工序。工步是组成工序的基本单

22、元，一个工序可以包含一个或几个工步 在一个工步内，若有几把刀具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步a）立轴转塔车床的一个复合工步 b）钻孔、扩孔复合工步图1-6复合工步48 5、走刀同一加工表面加工余量较大，可以分作几次工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀 图图1 17 7 以棒料制造阶梯轴以棒料制造阶梯轴49 综述综述：工序是组成工艺过程的基本单：工序是组成工艺过程的基本单元，每一个工序可以包含一个或几个元，每一个工序可以包含一个或几个工步，每个工步通常包含一次走刀，工步，每个工步通常包含一次走刀，也可以包含几次走刀，一个工序中可也可以包含几次走刀，一个工序中可多次安装，或多工

23、位加工。多次安装，或多工位加工。506、 机械装配工艺过程 将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程接与固定在一起，构成合格机械产品的过程 包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与包装等包装等 装配工序装配工序在一个工作地点，由一个或一组工人所在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作连续完成的那一部分装配工作装配工步装配工步装配工序的组成部分，在装配工步中，装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变

24、装配对象、装配工具和装配方法均不改变装配操作装配操作装配工步中各个装配动作装配工步中各个装配动作 51三、生产类型及其对工艺过程的影响： （1-1）式中式中 Q 产品年产量（件产品年产量（件/年）；年）； n 每台产品中该零件数量（件每台产品中该零件数量（件/台）；台）； 备品率；备品率； 废品率。废品率。单件小批生产单件小批生产批量生产批量生产大批大量生产大批大量生产 52单件生产：单个的制造不同结构和不同尺寸的产品，且很少重复。如：重型机器制造，专用设备制造和新产品试制大量生产大量生产：产品数量很大，大多数工作地点经常重复的进行某产品数量很大，大多数工作地点经常重复的进行某一个零件的某一道

25、工序的加工，一个零件的某一道工序的加工，: :如汽车，拖拉机，轴承的制造如汽车，拖拉机，轴承的制造成批生产成批生产：当产品数量介于上述两种生产类型之间时，则应成当产品数量介于上述两种生产类型之间时，则应成批生产，一年中分批的制造相同的产品，制造过程有一定的重复批生产，一年中分批的制造相同的产品，制造过程有一定的重复性，如：机床制造，汽车起重机的制造性，如：机床制造，汽车起重机的制造批量：每批制造相同产品的数量批量：每批制造相同产品的数量根据批量的不同，又分为小批，中批，大批根据批量的不同，又分为小批，中批，大批小批生产与单件生产的工艺特点相似，大批生产的工艺特点则小批生产与单件生产的工艺特点相

26、似，大批生产的工艺特点则接近大量生产，中批生产介于小，大批生产之间接近大量生产，中批生产介于小，大批生产之间533、各类生产的工艺特征（见表12）工艺特征工艺特征生产类型生产类型单件小批量生产单件小批量生产中批量生产中批量生产大批大量生产大批大量生产零件互换性零件互换性无无大部有大部有少量钳工修配少量钳工修配基本全有基本全有无钳工修配无钳工修配毛坯毛坯铸件木模手工造型铸件木模手工造型锻件自由锻造锻件自由锻造毛坯精度低余量大毛坯精度低余量大部分铸件金属模部分铸件金属模部分锻件模锻部分锻件模锻毛坯精度中余量中毛坯精度中余量中铸件金属模机器造型铸件金属模机器造型锻件广泛模锻锻件广泛模锻毛坯精度高余量

27、小毛坯精度高余量小机床设备机床设备通用机床机群布置通用机床机群布置部分专用高效机床部分专用高效机床专用高效机床流水布专用高效机床流水布置置夹具刀具量具夹具刀具量具通用通用部分专用高效部分专用高效专用高效专用高效工人技术要求工人技术要求高高一定技术一定技术熟练但技术低熟练但技术低工艺文件工艺文件过程卡过程卡过程卡、关键工序过程卡、关键工序卡卡过程卡、全部工序卡过程卡、全部工序卡生产率生产率低低中中高高加工成本加工成本高高中中低低54四、时间定额 1、含义：是在一定技术组织条件下，制订出来的完成单、含义：是在一定技术组织条件下，制订出来的完成单件产品或某项工作所必须的时间，是安排生产计划，核件产品

28、或某项工作所必须的时间，是安排生产计划，核算成本的重要依据，也是设计或扩建工厂时核算技术设算成本的重要依据，也是设计或扩建工厂时核算技术设备和人员数量的重要资料，制订时防止两种倾向：一是备和人员数量的重要资料，制订时防止两种倾向：一是时间定额定的过紧，一是定的过松时间定额定的过紧，一是定的过松552、组成：完成一个零件的一个工序的时间称为单件时间，包括： 基本时间：基本时间：直接改变工件的尺寸，形状及表面质量所耗费的时间，根直接改变工件的尺寸，形状及表面质量所耗费的时间，根据切削用量和行程长度来确定，对于切削加工，基本时间是切除金属所据切削用量和行程长度来确定，对于切削加工，基本时间是切除金属

29、所耗费的机动部分时间耗费的机动部分时间辅助时间：辅助时间：在各个工序为保证完成基本工作，需要做的辅助动作所耗在各个工序为保证完成基本工作，需要做的辅助动作所耗费的时间。包括：装卸工件，开动和停止机床，测量工件和进刀，退刀费的时间。包括：装卸工件，开动和停止机床，测量工件和进刀，退刀工作地点服务时间工作地点服务时间：工人在工作时间内照管工作地点及保持工作状态工人在工作时间内照管工作地点及保持工作状态所耗费的时间，包括：加工过程中调整刀具，休整砂轮，润滑及察试机所耗费的时间，包括：加工过程中调整刀具，休整砂轮，润滑及察试机床，清理切削等所耗费的时间，一般按操作时间的床，清理切削等所耗费的时间，一般

30、按操作时间的2-7%来计算来计算休息和自然需要时间休息和自然需要时间：用于照顾工人休息和生理上的需要而耗费的时用于照顾工人休息和生理上的需要而耗费的时间，按间，按2%操作时间的来计算操作时间的来计算56五、工艺过程的技术经济分析 工艺成本生产成本生产成本生产一件产品或一个零件所生产一件产品或一个零件所需费用总和需费用总和工艺成本工艺成本生产成本中与工艺过程直接生产成本中与工艺过程直接有关的部分有关的部分 所谓技术经济分析，就是通过比较不同工艺所谓技术经济分析，就是通过比较不同工艺方案的生产成本，选出最经济的工艺方案。方案的生产成本，选出最经济的工艺方案。57工艺方案技术经济分析q 可变费用：与

31、年产量有关且与之成比例的费用，记为CV包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费CVD，刀具费CVC，通用夹具折旧费CVF等CV = CVM + CVP + CVE + CVD + CVC + CVF （1-2）q 不变费用：与年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。包括调整工人工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等CN= CSP + CSD + CSF （1-3）工艺成本可分为两部分： 58 零件全年工艺成本（式中 N 为零件年产量）：CY= CV N + CN （1-4） 零件单件工艺成本：CP= CV + CN /

32、N （1-5） q 比较工艺成本 ：需评价工艺方案均采用现有设备，或其基本投资相近，直接比较其工艺成本。各方案的临界年产量NC（图1-8）计算如下：（1-6）2112NNCVVCCNCC图1-8 全年工艺成本比较与临界年产量0方案1CN1CN2NCNCY方案259方案1CN1CN20NCNCY方案2CYNCC图1-9 考虑追加投资的临界年产量q 比较投资回收期 ：当对比的工艺方案基本投资额相差较大时，应考虑不同方案基本投资额的回收期。 2112YYFFFSSS（1-7）式中 投资回收期； F基本投资差额； S全年生产费用节约额。2112NNCCVVCCSNCC（1-8）q 考虑投资回收期的临界

33、年产量NCC（图1-9）： 60六、机械加工的经济精度 由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。到的精度是不同的。 加工经济精度加工经济精度指的是，在正常加工条件下所指的是，在正常加工条件下所能保证的加工精度。能保证的加工精度。 某种加工方法的加工经济精度应理解为一个范某种加工方法的加工经济精度应理解为一个范围围。 61 加工误差与加工成本C成反比关系。用同一种加工方法，如欲获得较高的精度 ，成本就要提高；反之亦然。 图图1-101-10加工成本与加加工

34、成本与加工误差之间的关系工误差之间的关系62 但上述关系只是在一定范围内才比较明显，如图但上述关系只是在一定范围内才比较明显，如图1-101-10中之中之ABAB段。而段。而A A点左侧之曲线几乎与纵坐标平行，即使成点左侧之曲线几乎与纵坐标平行，即使成本提高的很多，但精度提高得却很少乃至不能提高。相反，本提高的很多，但精度提高得却很少乃至不能提高。相反，B B点右侧曲线几乎与横坐标平行，即使工件精度要求很低，点右侧曲线几乎与横坐标平行，即使工件精度要求很低，也必须耗费一定的最低成本。也必须耗费一定的最低成本。 典型表面加工方案及经济精度：见书中有关表典型表面加工方案及经济精度：见书中有关表1

35、17 7、1 18 8、1 19 9。如图如图1 11010所示：所示： A A段精度高成本不经济；段精度高成本不经济； ABAB段比例适当为经济精度；段比例适当为经济精度； B B段不能满足加工要求。段不能满足加工要求。63v 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图1-11）加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图1-11 加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工64第二节制订机加工艺规程的基本原理一、基准及其选择 二、毛坯的选择 三、加工余量及其确定 四、工序集中和工序分散 五、工艺分析 六、制定工艺规程的原始资料与制定步骤 65一

36、、基准及其选择：1 1、基准的概念：基准的概念：即根据，确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些即根据，确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。点、线、面称为基准。例如：例如： 图1-12 定位支座零件662、基准的分类1 1）设计基准）设计基准零件图上确定技术要求的基准。零件图上确定技术要求的基准。2 2）工艺基准）工艺基准制造工艺过程中使用的基准。制造工艺过程中使用的基准。工序基准：工序图中标注加工面加工要求的基准，即工序尺寸工序基准：工序图中标注加工面加工要求的基准，即工序尺寸的基准。的基准。定位基准：工件上用于定位的基准（面）。定位基准：工件上用于定位的基准

37、（面）。度量基准：检测加工要求的基准，即度量尺寸的基准。度量基准：检测加工要求的基准，即度量尺寸的基准。装配基准：装配时作为根据的点线面装配基准：装配时作为根据的点线面67 图1- 13 a 支座零件第1工序（车削）68 图1-13 b 支座零件第1工序（钻孔）69图1-13 c 支座零件第4工序（磨内孔、端面）图1-13 d 支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）703、定位基准的选择在工艺规程设计中，正确选择在工艺规程设计中，正确选择定位基准定位基准，对保证零件加工要求、合理安排，对保证零件加工要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。加工顺序有着至关重要的影响。定位基准有定位基准有精基准精基

38、准与与粗基准粗基准之分，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，之分，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准成为这种定位基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准成为精基准。精基准。在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准，由工艺路线向在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准，由工艺路线向前反推，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。前反推，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。 设计过程中：先选择精基准，后选择粗基准设计过程中：先选择精基准，后选择粗基准 加工过程中：先选择

39、粗基准加工过程中：先选择粗基准 后选择精基准后选择精基准713.1粗基准的选择原则 工件加工的第一道工序要用工件加工的第一道工序要用粗基准粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。1)1)保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则 : : 被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表

40、面具有较为精确的相对位置工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置 . .当零件上有几个不加工表面时，当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。 图图1_14 1_14 所示套筒法兰零件，表所示套筒法兰零件，表面面1 1为不加工表面，为保证镗孔为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面后零件的壁厚均匀，应选表面1 1作粗基准镗孔、车外圆、车端作粗基准镗孔、车外圆、车端面。面。 图图1- 14 1- 14 套筒法兰加工实例套筒法兰加工实例 722)合理分配加工余量的原则 从保证重要表面加工余

41、量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。 如机床床身零件的加工，如机床床身零件的加工，第一道工序应该选则导轨面作粗基准加工床第一道工序应该选则导轨面作粗基准加工床身底面身底面( (图图1-15a)1-15a)，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面( (图图1-15b)1-15b)，此时从导轨面上去除的加工余量小而均匀，此时从导轨面上去除的加工余量小而均匀。图图1-15 1-15 床身加工粗基准选择床身加工粗基准选择 733)便于装夹的原则 为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平

42、整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。4)4)粗基准一般不得重复使用的原则粗基准一般不得重复使用的原则 在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。用。u上述上述4 4项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次决择。据主次决择。 743.2 精基准的选

43、择原则1)1)基准重合原则基准重合原则: :应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准，应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。2)2)统一基准原则统一基准原则: :应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证各加工表面之间的相对位置精度。多的表面，以保证各加工表面之间的相对位置精度。例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表

44、来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。 75图1-16 主轴箱零件精基准选择76 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。采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）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。

45、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。 773)互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。 例例1:1:主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。轴径轴径锥孔图1-17 主轴零件精基准选择例例2:2:如精密套，以外圆定

46、位加工孔，又以孔定位加工如精密套，以外圆定位加工孔，又以孔定位加工外圆，从粗至精，多次反复加工。外圆，从粗至精，多次反复加工。 例例3 3：齿面定位加工内孔：齿面定位加工内孔图图118 齿面定位加工内孔齿面定位加工内孔 1卡盘卡盘 2滚柱滚柱 3齿轮齿轮794)自为基准原则：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身作为精基准。 单纯自为基准适合自己定位加工自己。见下图单纯自为基准适合自己定位加工自己。见下图1_ 19 1_ 19 镗连镗连杆小头孔。杆小头孔。 图图1 19 镗连杆小头孔镗连杆小头孔 80 精光加工中余量极少且要求均匀时，只能自为如此精光加工中余量极少且要求均

47、匀时，只能自为如此.如：无心磨削、浮动铰孔、孔滚压等。如：无心磨削、浮动铰孔、孔滚压等。【例】铰孔、拉孔、研磨（图铰孔、拉孔、研磨（图1-21 ）图1- 21 外圆研磨示意图图1-20 浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆【例例】浮动镗刀块镗孔（图浮动镗刀块镗孔（图1-20 ）81图1- 22 导轨磨削基准选择 导轨磨削基准选择5）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1-23 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【例

48、】选择图1-23 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。 83上述五项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应根据实际条件决定取舍。84二、毛坯的选择1 1、毛坯的种类选择：铸，锻，焊接粉末冶金，塑料等。、毛坯的种类选择：铸，锻，焊接粉末冶金，塑料等。u铸件：适合于形状复杂的零件，铸件可以是铸铁块，铸钢件，铸件：适合于形状复杂的零件，铸件可以是铸铁块，铸钢件，有色金属，根据零件的产量和精度要求，可以采用木模手工造有色金属，根据零件的产量和精度要求，可以采用木模手工造型，金属模及其造型型，金属模及其造型u锻件：主要形式是自由锻和热模锻锻件：主要形式是自由

49、锻和热模锻u型材：可以分为普通精度的热轧料和高精度的冷拉料型材：可以分为普通精度的热轧料和高精度的冷拉料u焊接件：可以保证所要求的刚度和强度焊接件：可以保证所要求的刚度和强度 发展趋势：少无切削的新工艺，如：精铸，精锻，粉末发展趋势：少无切削的新工艺，如：精铸，精锻，粉末 冶金，冷挤冶金，冷挤压，特种轧制等压，特种轧制等85表 1- 3 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11151012811811710

50、81079 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862、选择原则：、选择原则：制造方法与种类相适应制造方法与种类相适应 例：铸铁铸造，