1、第第5章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计5.1 5.1 机械加工工艺的基本概念机械加工工艺的基本概念5.1.1 5.1.1 生产过程与机械加工工艺过程生产过程与机械加工工艺过程1 1生产过程生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。 一般包括以下过程：一般包括以下过程：原材料的运输和保管；原材料的运输和保管；生产和技术准备工作；生产和技术准备工作；毛坯制造，如铸造、锻造、冲压、切割和焊接等；毛坯制造，如铸造、锻造、冲压、切割和焊接等；零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；成品（部件或机器）的装配、调整、检验等；成品（部件或机器
2、）的装配、调整、检验等；成品的运输和保管。成品的运输和保管。2 2工艺过程工艺过程v机械产品的工艺过程包括毛坯制造、零件的机械机械产品的工艺过程包括毛坯制造、零件的机械加工与热处理及成品（部件或机器）的装配、调加工与热处理及成品（部件或机器）的装配、调整、检验等，它是生产过程中的主要和重要组成整、检验等，它是生产过程中的主要和重要组成部分。部分。工艺过程是指生产过程中，直接改变生产对象的形工艺过程是指生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理力学性质等，使其成为状、尺寸、相对位置和物理力学性质等，使其成为成品或半成品的过程。成品或半成品的过程。 3 3机械加工工艺过程机械加工工艺
3、过程v 一般的机械加工包括车、钳、刨、铣、拉、割等金属切一般的机械加工包括车、钳、刨、铣、拉、割等金属切削加工和磨削加工，但从广义上说，电加工、超声加工、削加工和磨削加工，但从广义上说，电加工、超声加工、激光加工、电子束和离子束加工等特种加工也是机械加激光加工、电子束和离子束加工等特种加工也是机械加工工艺过程中的一部分。工工艺过程中的一部分。v 机械加工工艺过程直接决定了零件及机械产品的质量和机械加工工艺过程直接决定了零件及机械产品的质量和性能，是整个工艺过程的重要组成部分。性能，是整个工艺过程的重要组成部分。机械加工工艺过程是指用机械加工的方法直接改变机械加工工艺过程是指用机械加工的方法直接
4、改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和表面质量等，使其毛坯的形状、尺寸、相对位置和表面质量等，使其成为合格零件或机械成品的过程。成为合格零件或机械成品的过程。 5.1.2 5.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成1 、工序、工序工序是一个或一组工人，在一个工作地对同一个或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所连续完成的那一部分工艺过程。同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 划分工序的主要依据是工人是否变动、工作地是否变动、工件是划分工序的主要依据是工人是否变动、工作地是否变动、工件是否变动和工作是否连续。否变动和工作是否连续。若机械加工中，工人、工作地、
5、工件三不变且工作连续，则属同若机械加工中，工人、工作地、工件三不变且工作连续，则属同一工序，否则该加工要划分成多个工序。一工序，否则该加工要划分成多个工序。工序是机械加工工艺过程中的基本单元，也是制订生产计划，组工序是机械加工工艺过程中的基本单元，也是制订生产计划，组织生产及进行成本核算的基本单元。织生产及进行成本核算的基本单元。 如图所示的阶梯轴如图所示的阶梯轴, ,零件，当单件小批生产时，其加工工零件，当单件小批生产时，其加工工艺的工序可划分成艺的工序可划分成4 4道（见表道（见表1 1所示）。当批量生产时，所示）。当批量生产时，其加工工艺的工序就要划分成其加工工艺的工序就要划分成8 8道
6、（见表道（见表2 2所示）。所示）。表表1 1 阶梯轴加工工艺过程（单件小批生产）阶梯轴加工工艺过程（单件小批生产）工序号工序号工序内容工序内容工艺装备工艺装备 车两端面、钻两中心孔、车两端面、钻两中心孔、车全部外圆、车槽与倒角、车全部外圆、车槽与倒角、去毛刺去毛刺C616C616普通车床，标准车刀普通车床，标准车刀通用夹具、通用量具通用夹具、通用量具2 2铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺X51X51立式铣床，标准铣刀立式铣床，标准铣刀通用夹具、通用量具通用夹具、通用量具3 3钻孔、去毛刺钻孔、去毛刺Z525Z525立式钻床，标准钻头立式钻床，标准钻头通用夹具、通用量具通用夹具、通用量具4 4磨外
7、圆磨外圆M114WM114W外圆磨床，标准砂轮外圆磨床，标准砂轮通用夹具、通用量具通用夹具、通用量具表表2 2 阶梯轴加工工艺过程（批量生产）阶梯轴加工工艺过程（批量生产）工序号工序号工序内容工序内容工艺装备工艺装备1 1铣端面、钻中心孔铣端面、钻中心孔 铣端面钻中心孔专用车床，标准或专铣端面钻中心孔专用车床，标准或专用刀具，专用夹具，通用或专用量具用刀具，专用夹具，通用或专用量具2 2车外圆、车槽与倒角车外圆、车槽与倒角 C616 C616普通车床或专用车床，标准车刀普通车床或专用车床，标准车刀通用或专用夹具，通用或专用量具通用或专用夹具，通用或专用量具3 3铣键槽铣键槽 X51 X51立式
8、铣床或专用铣床，标准铣刀通立式铣床或专用铣床，标准铣刀通用或专用夹具，通用或专用量具用或专用夹具，通用或专用量具4 4钻孔钻孔 Z525 Z525立式钻床或专用钻床，标准钻头立式钻床或专用钻床，标准钻头通用或专用夹具，通用或专用量具通用或专用夹具，通用或专用量具5 5去毛刺去毛刺 钳工台钳工台6 6磨外圆磨外圆 M114W M114W外圆磨床或专用磨床，标准砂轮外圆磨床或专用磨床，标准砂轮通用或专用夹具，通用或专用量具通用或专用夹具，通用或专用量具2 2安装安装v 工件在加工前，先要把工件放准，确保工件在机床上或工件在加工前，先要把工件放准，确保工件在机床上或夹具中占有正确位置，这个过程称为定
9、位。夹具中占有正确位置，这个过程称为定位。v 工件定位后要将其固定，使其在加工过程中保持定位位工件定位后要将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不便，这个操作称为夹紧。置不便，这个操作称为夹紧。v 定位和夹紧几次就构成了几次安装。定位和夹紧几次就构成了几次安装。安装是经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那一安装是经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那一部分工序。部分工序。 3 3工位工位v 为了减少工件的装夹次数，常采用各种回转工作台，回为了减少工件的装夹次数，常采用各种回转工作台，回转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几转夹具或移动夹具，使工件在一次装夹中，先后处于几个不同的位置进行连
10、续加工。个不同的位置进行连续加工。v 利用多工位加工的最大优点是可以大大提高加工生产率。利用多工位加工的最大优点是可以大大提高加工生产率。工位是指为完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工位是指为完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对刀具或设备工件与夹具或设备的可动部分一起，相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。的固定部分所占据的每一个位置。 多工位加工多工位加工工位工位装卸工件；工位装卸工件；工位钻孔钻孔工位工位扩孔；工位扩孔；工位铰孔铰孔4 4工步工步v 工步的要点有三个，即加工表面不变、加工刀具不变和工步的要点有三个，即加工表面不变、加工刀具不变和机
11、床的切削参数不变。若其中一个要素发生变化，就形机床的切削参数不变。若其中一个要素发生变化，就形成了一个新工步。成了一个新工步。 v 一个工序可以包含一个工步，也可以包含多个工步。一个工序可以包含一个工步，也可以包含多个工步。 v 为了提供生产率，有时用几把刀具同时加工几个表面，为了提供生产率，有时用几把刀具同时加工几个表面，这也可看出一个工步，称为复合工步。这也可看出一个工步，称为复合工步。工步是在加工表面、加工工具及切削用量中转速和工步是在加工表面、加工工具及切削用量中转速和进给量（不包括背吃刀量）均保持不变的情况下，进给量（不包括背吃刀量）均保持不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。所连
12、续完成的那一部分工序。 5 5走刀走刀v走刀是构成机械加工工艺过程的最小单元。走刀是构成机械加工工艺过程的最小单元。走刀是在一个工步中所进行的每一次切削。如果在一走刀是在一个工步中所进行的每一次切削。如果在一个工步中的加工余量较大，就需要进行多次切削，即个工步中的加工余量较大，就需要进行多次切削，即需要多次走刀。需要多次走刀。 工艺过程结构图工艺过程结构图工艺过程工艺过程工序工序1工序工序2安装安装1安装安装2安装安装11工位工位2工位工位工步工步1工步工步2工步工步11工位工位工步工步1工步工步2走刀走刀1走刀走刀2走刀走刀1走刀走刀1走刀走刀2走刀走刀1走刀走刀15.1.3 5.1.3 生
13、产纲领、生产类型与工艺特征生产纲领、生产类型与工艺特征1 1生产纲领生产纲领生产纲领主要指企业在计划期内，应当生产的产品产生产纲领主要指企业在计划期内，应当生产的产品产量和和进度计划，计划期常定为一年，因此生产纲领量和和进度计划，计划期常定为一年，因此生产纲领也称零件的年产量。也称零件的年产量。零件的年生产纲领或年产量按以下公式计算零件的年生产纲领或年产量按以下公式计算: : N=Qn(1+a)(1+b) N=Qn(1+a)(1+b) 其中其中 N-N-零件的生产纲领零件的生产纲领( (件件/ /年年) )； Q-Q-产品的年产量产品的年产量( (台台/ /年年) )； n-n-每台产品中所含
14、该零件的数量（件每台产品中所含该零件的数量（件/ /台台) )； a-a-零件的备品率；零件的备品率； b-b-零件的废品率；零件的废品率；2 2生产类型生产类型v根据生产纲领的大小、产品本身的大小以及产品根据生产纲领的大小、产品本身的大小以及产品结构的复杂性，产品的制造可分为三种生产类型：结构的复杂性，产品的制造可分为三种生产类型： 单件生产单件生产 成批生产成批生产 大批量生产大批量生产生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。生产专业化程度的分类。 生产纲领与生产类型的关系生产纲领与生产类型的关系 生产类型生产类型单
15、件小批生产单件小批生产成批生产成批生产大量生产大量生产重型零件（件重型零件（件/ /年）年）（质量（质量2000 kg2000 kg）510001000中型零件（件中型零件（件/ /年）年）（质量（质量1002000kg1002000kg）1050005000轻型零件（件轻型零件（件/ /年）年）（质量（质量100kg100kg1005000050000 各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征生产类型生产类型单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产机床设备机床设备通用的设备通用的设备部分地采用专用设备部分地采用专用设备广泛使用高效率专用的设广泛使用高效率专用的设备备夹具夹具通用夹
16、具通用夹具部分地采用专用夹具部分地采用专用夹具广泛使用高效率专用夹具广泛使用高效率专用夹具刀具刀具标准刀具标准刀具 部分地采用专用刀具部分地采用专用刀具部分地采用专用刀具部分地采用专用刀具量具量具通用量具通用量具部分地采用专用量具部分地采用专用量具广泛使高效率专用量具广泛使高效率专用量具毛坯毛坯木摸铸造和自由木摸铸造和自由锻锻部分采用金属摸铸造部分采用金属摸铸造和摸锻和摸锻机器造型、压力铸造，摸机器造型、压力铸造，摸锻等锻等对工人的技对工人的技术要求术要求需要技术熟练的需要技术熟练的工人工人需要比较熟练的工人需要比较熟练的工人调整工要求技术熟练，操调整工要求技术熟练，操作工不要求技术熟练作工不
17、要求技术熟练生产效率生产效率低低中中高高生产成本生产成本高高中中低低5.1.4 5.1.4 机械加工工艺规程机械加工工艺规程1 1机械加工工艺规程的概念机械加工工艺规程的概念机械加工工艺规程一般简称工艺规程，是规定产品机械加工工艺规程一般简称工艺规程，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。或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。 它是结合具体的生产条件，把最合理或较合理的工艺它是结合具体的生产条件，把最合理或较合理的工艺过程和操作方法按规定的格式书写成工艺文件，经审过程和操作方法按规定的格式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。批后用来指导生产。2 2机械加工工艺规程的形式
18、机械加工工艺规程的形式（1 1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片 它是以工序为单位说明零件加工工艺过程的工艺文件。由它是以工序为单位说明零件加工工艺过程的工艺文件。由于各工序中的内容规定得不够具体，因此不能指导成批于各工序中的内容规定得不够具体，因此不能指导成批生产和大批量生产类型下一般操作工人的生产，但可用生产和大批量生产类型下一般操作工人的生产，但可用于指导单件或小批量生产类型下技术工人的生产。它主于指导单件或小批量生产类型下技术工人的生产。它主要用来表示零件的加工工艺过程，可供生产计划、生产要用来表示零件的加工工艺过程，可供生产计划、生产组织、生产调度等生产管理使用。组织、生产
19、调度等生产管理使用。机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 （2 2）机械加工工序卡片）机械加工工序卡片 机械加工工序卡片如表所示（摘自机械加工工序卡片如表所示（摘自JB/T9165-JB/T9165-19981998）。它是为每道工序详细制订的，用来具体）。它是为每道工序详细制订的，用来具体指导操作工人进行批量生产和大批量生产的工艺指导操作工人进行批量生产和大批量生产的工艺文件。文件。机械加工工序卡片机械加工工序卡片3 3机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程是机械制造厂最主要的技术文机械加工工艺规程是机械制造厂最主要的技术文件之一，是工厂规章条例的重要组成部分，其
20、具件之一，是工厂规章条例的重要组成部分，其具体作用如下：体作用如下：v它是指导生产的主要技术文件；它是指导生产的主要技术文件；v它是组织和管理生产的基本依据；它是组织和管理生产的基本依据；v它是新建和扩建车间或工厂的原始资料；它是新建和扩建车间或工厂的原始资料；v它是交流和推广先进加工经验的渠道。它是交流和推广先进加工经验的渠道。4 4制订机械加工工艺规程的步骤制订机械加工工艺规程的步骤v零件图样分析和结构工艺性分析零件图样分析和结构工艺性分析v确定零件的生产类型确定零件的生产类型v选择毛坯和毛坯制造方法选择毛坯和毛坯制造方法v拟订零件的加工路线拟订零件的加工路线v确定各工序的加工方法确定各工
21、序的加工方法v填写工艺文件填写工艺文件5.2 5.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析5.2.15.2.1零件结构工艺性的概念零件结构工艺性的概念零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。求的前提下，其制造的可行性和经济性。制订零件的机械加工工艺规程的第一步是审查零件图样制订零件的机械加工工艺规程的第一步是审查零件图样和对零件进行结构工艺性分析。和对零件进行结构工艺性分析。 零件的结构工艺性包括零件在各个制造过程中的工艺性，零件的结构工艺性包括零件在各个制造过程中的工艺性，有零件结构在铸造、锻造、冲压、焊接等
22、毛坯制造的工艺有零件结构在铸造、锻造、冲压、焊接等毛坯制造的工艺性和切削加工的工艺性。性和切削加工的工艺性。 5.2.25.2.2毛坯制造加工对零件结构工艺性的要求毛坯制造加工对零件结构工艺性的要求1 1铸造加工对零件结构工艺性的要求铸造加工对零件结构工艺性的要求v 铸件的壁厚应合适、均匀、不得有突然变化；铸件的壁厚应合适、均匀、不得有突然变化；v 铸造结构的转角处要有圆角；铸造结构的转角处要有圆角；v 铸件的结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度；铸件的结构要尽量简化，并要有合理的起模斜度；v 加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂
23、纹；生裂纹；v 铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。2 2锻造加工对零件结构工艺性的要求锻造加工对零件结构工艺性的要求v自由锻件的结构力求简单、对称，避免锥体或斜自由锻件的结构力求简单、对称，避免锥体或斜面结构；面结构；v模锻件应有合理的锻造斜度和圆角半径；模锻件应有合理的锻造斜度和圆角半径；v避免凸台、筋板、工字形等结构；避免凸台、筋板、工字形等结构；v材料应具有良好的可锻性；材料应具有良好的可锻性；3 3冲压加工对零件结构工艺性的要求冲压加工对零件结构工艺性的要求v结构应力求简单、对称结构应力求简单、对称; ;v外型和内孔应尽量避免尖角外型和内孔应尽量避
24、免尖角; ;v圆角大小要利于成型。冲裁的圆角半径应大于或圆角大小要利于成型。冲裁的圆角半径应大于或等于板厚的等于板厚的1/21/2，拉伸件的底部圆角半径一般为，拉伸件的底部圆角半径一般为板厚的板厚的3-53-5倍。倍。4 4焊接加工对零件结构工艺性的要求焊接加工对零件结构工艺性的要求v焊接件的材料应具有良好的可焊性；焊接件的材料应具有良好的可焊性；v焊缝布置应分散，不能交叉密集；焊缝布置应分散，不能交叉密集；v焊缝的布置应有利于减小焊接应力及变形；焊缝的布置应有利于减小焊接应力及变形；v焊接接头的形式、位置和尺寸应能满足焊接质量焊接接头的形式、位置和尺寸应能满足焊接质量的要求。的要求。5.2.
25、3 5.2.3 切削加工对零件结构工艺性的要求切削加工对零件结构工艺性的要求1 1零件要便于在夹具上装夹及减少在夹具上装夹零件要便于在夹具上装夹及减少在夹具上装夹的次数的次数（1 1）增加可装夹的工艺面、工艺边或工艺孔）增加可装夹的工艺面、工艺边或工艺孔（2 2）增加可装夹的工艺凸台）增加可装夹的工艺凸台（3 3）箱体中多个孔要从大到小排列）箱体中多个孔要从大到小排列（4 4）增加工艺轴段）增加工艺轴段（6 6）相同孔和槽的加工方向要尽可能一致）相同孔和槽的加工方向要尽可能一致2 2零件的加工要减少刀具的种类、调整次数零件的加工要减少刀具的种类、调整次数和走刀次数和走刀次数（1 1）尽量采用相
26、同的螺孔结构）尽量采用相同的螺孔结构（2 2）被加工平面要尽能设计在一个平面）被加工平面要尽能设计在一个平面（3 3）尽量采用相同的槽和圆角）尽量采用相同的槽和圆角（4 4）使用可多件加工的结构）使用可多件加工的结构3 3要便于进刀和退刀要便于进刀和退刀（1 1）车螺纹要有退刀槽，磨削表面要有砂轮越程槽）车螺纹要有退刀槽，磨削表面要有砂轮越程槽ab（2 2）沟槽表面不应与其他表面重合）沟槽表面不应与其他表面重合4 4零件结构要便于加工零件结构要便于加工（1 1）避免在斜面上钻孔或单刃切削）避免在斜面上钻孔或单刃切削（2 2）避免在箱体内表面加工）避免在箱体内表面加工（3 3）减少切削加工难度）
27、减少切削加工难度（4 4）减少加工面积）减少加工面积5.3 5.3 定位基准的选择定位基准的选择 在制订机械加工工艺规程时，选择出合适的定位在制订机械加工工艺规程时，选择出合适的定位基准是至关重要的。它是继对零件作结构工艺性基准是至关重要的。它是继对零件作结构工艺性审查后要考虑的重要问题，因为它直接影响到零审查后要考虑的重要问题，因为它直接影响到零件的加工精度能否得到保证，加工顺序如何安排，件的加工精度能否得到保证，加工顺序如何安排，机床、夹具、刀具和量具的复杂程度。机床、夹具、刀具和量具的复杂程度。5.3.15.3.1基准的概念及其分类基准的概念及其分类1 1基准的概念基准的概念基准是用来确
28、定生产对象上几何要素间几何关系所基准是用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线和面。依据的那些点、线和面。 在零件图或实际零件上，每个尺寸的标注、加工、测量在零件图或实际零件上，每个尺寸的标注、加工、测量都有一个参考点、线或面，这些参考点、线和面就是所都有一个参考点、线或面，这些参考点、线和面就是所谓的基准谓的基准 零件的尺寸基准（点、线和面）零件的尺寸基准（点、线和面）2 2基准的分类基准的分类 根据基准的作用不同，常把基准分为两类，即设根据基准的作用不同，常把基准分为两类，即设计基准和工艺基准。计基准和工艺基准。（1 1）设计基准）设计基准设计基准是从设计角度考虑，为满足零件
29、在机器设计基准是从设计角度考虑，为满足零件在机器或部件之中对其结构、性能的特定要求而选定的或部件之中对其结构、性能的特定要求而选定的一些基准。一些基准。 设计基准可以从零件的作用和尺寸的标注中分析出来。设计基准可以从零件的作用和尺寸的标注中分析出来。 （2 2）工艺基准）工艺基准工艺基准是在制造零件和装配机器的工程中所使用的基准。工艺基准是在制造零件和装配机器的工程中所使用的基准。 工艺基准按其用途又分为工序基准、定位基准、工艺基准按其用途又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。测量基准和装配基准。1 1）工序基准）工序基准v为消除基准不重合误差，应尽量使工序基准和设为消除基准不重合误差
30、，应尽量使工序基准和设计基准重合。计基准重合。 工序基准是在工序图上用来确定本工序上零件加工工序基准是在工序图上用来确定本工序上零件加工表面尺寸、形状和位置所依据的基准。表面尺寸、形状和位置所依据的基准。 法兰盘加工的工序基准法兰盘加工的工序基准 2 2）定位基准）定位基准v 作为设计基准的点、线和面在实际零件上不一定存在作为设计基准的点、线和面在实际零件上不一定存在（如轴和孔的轴线，槽的对称面等），此时需要用工件（如轴和孔的轴线，槽的对称面等），此时需要用工件上实际存在的面对工件定位，这些面称为定位基准面。上实际存在的面对工件定位，这些面称为定位基准面。定位基准面所产生的定位基准与设计基准间
31、的位置差值定位基准面所产生的定位基准与设计基准间的位置差值就是定位误差。就是定位误差。定位基准是在机械加工中，用作工件定位的基准。定位基准是在机械加工中，用作工件定位的基准。 法兰盘加工的定位基准法兰盘加工的定位基准3 3）测量基准）测量基准v 同样，测量基准不一定和设计基准重合，测量同样，测量基准不一定和设计基准重合，测量基准面所产生的测量基准与设计基准面间的位基准面所产生的测量基准与设计基准面间的位置差值就是测量原理误差。置差值就是测量原理误差。测量基准是零件在加工中和加工后，测量尺寸、测量基准是零件在加工中和加工后，测量尺寸、形位误差时所依据的基准。形位误差时所依据的基准。4 4）装配基
32、准）装配基准 图为蜗轮轴装配基准的示意图，从图中看出蜗轮定位轴图为蜗轮轴装配基准的示意图，从图中看出蜗轮定位轴肩与轴向主要设计基准是重合的。肩与轴向主要设计基准是重合的。装配基准是用来确定零件或部件在机器中位置的基准。装配基准是用来确定零件或部件在机器中位置的基准。 5.3.2 5.3.2 定位基准的选择定位基准的选择 合理选择定位基准，对保证加工精度、安排加工顺序和提合理选择定位基准，对保证加工精度、安排加工顺序和提高加工生产率有着重要的影响。定位基准有定位精基准高加工生产率有着重要的影响。定位基准有定位精基准和定位粗基准之分。和定位粗基准之分。 v 定位精基准简称精基准是用加工过的表面作为
33、定位基准。定位精基准简称精基准是用加工过的表面作为定位基准。v 定位粗基准简称粗精基准是用毛坯上未加工过的表面作定位粗基准简称粗精基准是用毛坯上未加工过的表面作为定位基准。为定位基准。v 选择定位基准的总原则应该是从有位置精度要求的表面选择定位基准的总原则应该是从有位置精度要求的表面中进行选择，要达到此要求，在思考时就应该先选精基中进行选择，要达到此要求，在思考时就应该先选精基准，后选粗基准，但在零件的实际加工中是先使用粗基准，后选粗基准，但在零件的实际加工中是先使用粗基准，后使用精基准的。准，后使用精基准的。 1 1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 基准重合原
34、则为应尽可能选择所加工表面的设计基准重合原则为应尽可能选择所加工表面的设计基准为精基准。当精基准与设计基准不重合时会基准为精基准。当精基准与设计基准不重合时会产生基准不重合的定位误差。因此对位置精度要产生基准不重合的定位误差。因此对位置精度要求较高表面的加工，应遵循基准重合原则。求较高表面的加工，应遵循基准重合原则。（2 2）基准统一原则）基准统一原则 基准统一原则为在工件的整个加工过程中尽可能基准统一原则为在工件的整个加工过程中尽可能地采取统一的定位基准。采用基准统一原则便于地采取统一的定位基准。采用基准统一原则便于保证各加工表面间的位置精度。这样可避免由基保证各加工表面间的位置精度。这样可
35、避免由基准转换所产生的误差，并简化夹具的设计和制造。准转换所产生的误差，并简化夹具的设计和制造。 （3 3）互为基准原则）互为基准原则 互为基准原则是对于相互位置精度要求高的表面，互为基准原则是对于相互位置精度要求高的表面，可以采用互为基准，反复加工的方法。可以采用互为基准，反复加工的方法。v例如车床主轴的主轴颈与主轴锥孔的同轴度要求例如车床主轴的主轴颈与主轴锥孔的同轴度要求高，一般先以轴颈定位加工锥孔，再以锥孔定位高，一般先以轴颈定位加工锥孔，再以锥孔定位加工轴颈，如此反复加工来达到同轴度要求。加工轴颈，如此反复加工来达到同轴度要求。（4 4）自为基准原则）自为基准原则 自为基准原则为在加工
36、精度和表面粗糙度要求较高而加工自为基准原则为在加工精度和表面粗糙度要求较高而加工余量又较小的表面时，直接用该加工表面为定位基准并余量又较小的表面时，直接用该加工表面为定位基准并依据测量值对刀具作微调或用定尺寸刀具进刀的定位方依据测量值对刀具作微调或用定尺寸刀具进刀的定位方法。法。2 2粗基准选择原则粗基准选择原则（1 1）选取不加工的表面为粗基准原则）选取不加工的表面为粗基准原则 这样可使加工表面与不加工表面具有较正确的相对位置，这样可使加工表面与不加工表面具有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。 （2 2）选取加工余量
37、为最小的表面为粗基准原则）选取加工余量为最小的表面为粗基准原则 若零件上有多个表面要加工，则应选取加工余量为最小的若零件上有多个表面要加工，则应选取加工余量为最小的表面为粗基准。这样可保证各表面加工余量均匀，并可表面为粗基准。这样可保证各表面加工余量均匀，并可保证在加工含有最小加工余量的表面时仍有足够加工余保证在加工含有最小加工余量的表面时仍有足够加工余量。量。（3 3）选取重要的表面为粗基准原则）选取重要的表面为粗基准原则 若零件上有一个加工精度和表面粗糙度均要求非若零件上有一个加工精度和表面粗糙度均要求非常高的表面，则应选取该表面为粗基准。常高的表面，则应选取该表面为粗基准。 （4 4）选
38、取加工面积较大的表面为粗基准原则）选取加工面积较大的表面为粗基准原则 选取加工面积较大的表面为粗基准有两个好处，一个好处选取加工面积较大的表面为粗基准有两个好处，一个好处是粗加工时定位面积较大，定位刚度较高，可选用较大是粗加工时定位面积较大，定位刚度较高，可选用较大的切削用量，因而生产效率较高；另一个好处是粗加工的切削用量，因而生产效率较高；另一个好处是粗加工后零件加工面积较大的表面其位置精度已基本正确，对后零件加工面积较大的表面其位置精度已基本正确，对其加工余量的要求就相对较小。其加工余量的要求就相对较小。（5 5）选取便于工件装夹的表面为粗基准原则）选取便于工件装夹的表面为粗基准原则 作为
39、粗基准的表面应平整、光滑，不允许有锻造作为粗基准的表面应平整、光滑，不允许有锻造飞边，铸造浇、冒口或其它缺陷。这样可使工件飞边，铸造浇、冒口或其它缺陷。这样可使工件定位可靠、装夹方便。定位可靠、装夹方便。（6 6）粗基准只能使用一次原则）粗基准只能使用一次原则 由于用于粗基准的表面是毛坯表面、精度低、表由于用于粗基准的表面是毛坯表面、精度低、表面粗糙，两次装夹时，该表面会产生较大的定位面粗糙，两次装夹时，该表面会产生较大的定位误差，因此粗基准一般不能重复使用。误差，因此粗基准一般不能重复使用。5.4 5.4 工艺路线的制定工艺路线的制定 制订机械加工工艺规程的主要工作是制定工艺路线，它是制订机
40、械加工工艺规程的主要工作是制定工艺路线，它是制订工艺规程的关键阶段。工艺规程设计员要跟据零件制订工艺规程的关键阶段。工艺规程设计员要跟据零件的技术要求和和所具有的工艺设备拟定几套机械加工工的技术要求和和所具有的工艺设备拟定几套机械加工工艺路线，通过分析对比，从中选出最佳方案。制定工艺艺路线，通过分析对比，从中选出最佳方案。制定工艺路线要考虑毛坯及其制造方式，各种表面的经济加工方路线要考虑毛坯及其制造方式，各种表面的经济加工方法，加工顺序的安排等。法，加工顺序的安排等。5.4.1 5.4.1 毛坯及其制造方式的选择毛坯及其制造方式的选择1 1毛坯的选择毛坯的选择 一般零件图仅标注零件的材料，对于
41、个别重要的零件除明一般零件图仅标注零件的材料，对于个别重要的零件除明确标注材料外还隐含指出毛坯的种类和有关的热处理方确标注材料外还隐含指出毛坯的种类和有关的热处理方式。因此机械加工工艺设计人员要能根据零件的图纸要式。因此机械加工工艺设计人员要能根据零件的图纸要求和零件的生产纲领选择毛坯的种类和毛坯的制造方式。求和零件的生产纲领选择毛坯的种类和毛坯的制造方式。机械加工中常用的毛坯有铸件、锻件、型材、焊接件和机械加工中常用的毛坯有铸件、锻件、型材、焊接件和冲压件等，选用时要考虑以下因素：冲压件等，选用时要考虑以下因素：v 零件图的要求零件图的要求v 零件的力学性能零件的力学性能 v 零件的结构形状
42、零件的结构形状 v 生产类型生产类型2 2各种毛坯的适用范围各种毛坯的适用范围毛坯种类毛坯种类制造精度制造精度加工余量加工余量原材料原材料工件尺寸工件尺寸工件形状工件形状机械性能机械性能适用生产类适用生产类型型型材型材大大各种材料各种材料大型大型简单简单较好较好各种类型各种类型型材焊接件型材焊接件一般一般钢材钢材大、中型大、中型较复杂较复杂有内应力有内应力单件小批单件小批砂型铸造砂型铸造1113 1113 大大铸铁、铸钢、铸铁、铸钢、青铜青铜各种尺寸各种尺寸复杂复杂差差单件小批单件小批自由锻造自由锻造1113 1113 大大钢材为主钢材为主各种尺寸各种尺寸较简单较简单好好单件小批单件小批普通模
43、锻普通模锻11121112一般一般钢、锻铝、铜钢、锻铝、铜等等中、小型中、小型一般一般好好中批、大批中批、大批量量钢模铸造钢模铸造10121012较小较小铸铝为主铸铝为主中、小型中、小型较复杂较复杂较好较好中批、大批中批、大批量量精密铸造精密铸造811811较小较小钢材、锻铝等钢材、锻铝等小型小型较复杂较复杂较好较好大批量大批量压力铸造压力铸造811811小小铸铁、铸钢、铸铁、铸钢、青铜青铜中、小型中、小型复杂复杂较好较好中批、大批中批、大批量量熔模铸造熔模铸造710710很小很小铸铁、铸钢、铸铁、铸钢、青铜青铜小型为主小型为主复杂复杂较好较好中批、大批中批、大批量量冲压件冲压件810810小
44、小钢钢各种尺寸各种尺寸复杂复杂好好大批量大批量粉末冶金件粉末冶金件7979很小很小铁基、铜基、铁基、铜基、铝基材铝基材料料中、小尺寸中、小尺寸较复杂较复杂一般一般中批、大批中批、大批量量工程塑料件工程塑料件911911较小较小工程塑料工程塑料中、小尺寸中、小尺寸复杂复杂一般一般中批、大批中批、大批量量5.4.2 5.4.2 表面加工方法的选择表面加工方法的选择1 1加工误差与加工成本的关系加工误差与加工成本的关系 为了正确选择加工路线，要了解用特定设备加工其加工误为了正确选择加工路线，要了解用特定设备加工其加工误差（包括加工精度和表面粗糙度）与加工成本（包括工差（包括加工精度和表面粗糙度）与加
45、工成本（包括工人的技术水平，特别的夹具、刀具和量具）的关系。人的技术水平，特别的夹具、刀具和量具）的关系。加工误差与加工成本的关系加工误差与加工成本的关系2 2各种加工方法的经济加工精度和表面粗糙度各种加工方法的经济加工精度和表面粗糙度5.4.3 5.4.3 加工顺序的安排加工顺序的安排1 1划分加工阶段划分加工阶段 零件的加工质量较高时，应把整个加工过程划分零件的加工质量较高时，应把整个加工过程划分成以下几个加工阶段：成以下几个加工阶段：v粗加工阶段粗加工阶段v半精加工阶段半精加工阶段 v精加工阶段精加工阶段 v光整加工阶段光整加工阶段 2 2划分加工阶段的作用划分加工阶段的作用v保证加工质
46、量和提高劳动生产率；保证加工质量和提高劳动生产率；v合理使用各种精度的工艺装备；合理使用各种精度的工艺装备；v便于安排热处理工序；便于安排热处理工序；v便于及早发现各种毛坯缺陷。便于及早发现各种毛坯缺陷。 加工阶段的划分不是绝对的，有些情况可以不划加工阶段的划分不是绝对的，有些情况可以不划分加工阶段。例如，加工质量要求不高，或虽然分加工阶段。例如，加工质量要求不高，或虽然加工质量要求较高，但毛坯刚性好，制造精度高加工质量要求较高，但毛坯刚性好，制造精度高的零件，就可以不划分加工阶段。的零件，就可以不划分加工阶段。 3 3工序的集中和分散工序的集中和分散 确定加工方法以后，就要按生产类型、零件的
47、结确定加工方法以后，就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件，构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件，确定工艺过程的工序数。确定工序数有以下两种确定工艺过程的工序数。确定工序数有以下两种基本原则可供选择。基本原则可供选择。v工序分散原则工序分散原则 v工序集中原则工序集中原则 （1 1）工序分散原则）工序分散原则 工序分散的特点是工序多、工艺过程长，每个工工序分散的特点是工序多、工艺过程长，每个工序所包含的加工内容很少，极端情况下每个工序序所包含的加工内容很少，极端情况下每个工序只有一个工步，所使用的工艺设备与装备比较简只有一个工步，所使用的工艺设备与装备比较简单，易
48、于调整和掌握，有利于选用合理的切削用单，易于调整和掌握，有利于选用合理的切削用量，但设备的数量多，生产面积大。量，但设备的数量多，生产面积大。（2 2）工序集中原则）工序集中原则 零件各表面的加工集中在几个工序内完成，每个工序的内零件各表面的加工集中在几个工序内完成，每个工序的内容和工步数都较多，有利于采用高效的数控机床，生产容和工步数都较多，有利于采用高效的数控机床，生产计划和生产组织工作得到简化，生产面积和操作工人数计划和生产组织工作得到简化，生产面积和操作工人数量减少，工件装夹次数减少，辅助时间缩短，各加工面量减少，工件装夹次数减少，辅助时间缩短，各加工面间的位置精度易于保证，但设备、工
49、装投资大，调整、间的位置精度易于保证，但设备、工装投资大，调整、维护复杂，生产准备工作量大。维护复杂，生产准备工作量大。4 4加工顺序的安排加工顺序的安排 加工顺序的总体安排原则为加工顺序的总体安排原则为“先粗后精先粗后精”、“先主后次先主后次”、“先基准面后其他先基准面后其他”和和“先面后孔先面后孔”。机械加工顺序和。机械加工顺序和辅助工序的一般安排原则如下：辅助工序的一般安排原则如下：v 对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，或尺寸偏差较大的毛对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，或尺寸偏差较大的毛坯，应首先安排划线工序，为粗加工找正基准；坯，应首先安排划线工序，为粗加工找正基准；v 按按“先基准面后其他
50、先基准面后其他”的顺序，首先加工精基准面；的顺序，首先加工精基准面；v 在重要表面加工前应对精基准进行修正；在重要表面加工前应对精基准进行修正；v 按按“先主后次、先粗后精先主后次、先粗后精”的顺序，对精度要求较高的的顺序，对精度要求较高的各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工；各主要表面进行粗加工、半精加工和精加工；v 对于与主要表面有位置精度要求的次要表面，应安排在对于与主要表面有位置精度要求的次要表面，应安排在主要表面加工之后加工；主要表面加工之后加工；v 一般情况，主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶一般情况，主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进行，对于易出现废品的工序，精加工
