1、了解机械加工工艺相关基础知识。了解机械加工生产的一般工艺过程。了解机械加工工艺规程及作用。了解常见机械加工工艺相关卡片及作用。掌握常见零件结构工艺性要求。学会拟定简单机械加工工艺路线。学会加工余量的确定方法。掌握常见尺寸链的分析。要点提示要点提示 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 在机械加工过程中，制订机械加工工艺是机械制造企业工艺技术人员的一项主要工作内容。由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产数量等要求不同，机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产数量出发，根据零件的具体要求，在保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本的前提下，对零
2、件上的各加工表面选择适宜的加工方法，合理地安排加工顺序，科学地拟定加工工艺过程，才能获得合格的机械零件。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.1机械加工工艺概述 工艺是指产品的制造方法。机械加工工艺过程是采用机械加工方法，直接改变毛坯形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部过程。5.1.1生产过程和工艺过程 生产过程指的是将原材料（或半成品）转变为成品的全部过程。生产过程包含：原材料、半成品和成品的运输和保存；生产和技术准备工作，如产品的开发和设计、工艺及工艺装备的设计与制造、各种第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺生产资料的准备以及生产组织；毛坯制造阶段（铸、锻、型材
3、、粉末冶金）；零件加工阶段（机加工、冲压、焊接、铆接、热处理等车间）；装配阶段（装配车间）；试验调整阶段（试验车间或工段）；油漆、包装；出厂（入库）。工艺过程指的是在生产过程中，直接改变生产对象的形状、尺寸、表面间相互位置和性质（机械性能、物理性能、化学性能），使其成第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺为成品（或半成品）的过程。它是生产过程的主要组成部分。机械制造工艺过程又可分为：毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、机械装配工艺过程等。本书仅介绍机械加工工艺过程。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 在机械加工工艺过程中，针对零件的结构特点和技术要求，要采用不同的加工方法和装
4、备，按照一定的顺序进行加工，才能完成由毛坯到成品的过程。组成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又分为安装、工位、工步和走刀等。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 工序 工序是指由一个（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。划分工序的依据是工人、工作地点、工作对象是否发生变化和工作是否连续。加工阶梯轴，如图5-1所示。若生产批量较小时，其工序划分见表5-1；当生产批量较大时，其工序划分见表5-2。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺图5-1 阶梯轴表表5-1 阶梯轴加工工艺过程（生产批量较小时）阶梯轴加工工艺过程（生产批量较小时）工序号工序号工序内容
5、工序内容设备设备1车端面、钻中心孔车床2车外圆车床3粗、精铣键槽立式铣床4磨外圆磨床5去毛刺钳工台第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-2 阶梯轴加工工艺过程（生产批量较大时）阶梯轴加工工艺过程（生产批量较大时）工序号工序内容设备1车一端端面、钻中心孔车床2车另一端端面、钻中心孔车床3车外圆车床4粗、精铣键槽立式铣床5磨外圆磨床6去毛刺钳工台 安装 在一道工序中，工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。它是工序的一部分。在一道工序中，工件在加工位置上可能只装夹一第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺次，也可能装夹若干次。例如，轴类零件，用三爪卡盘装夹后加工完一端，调头，
6、再装夹，再加工另一端。该轴的加工共有两次安装。但是多一次安装，就多一次安装误差，而且增加了安装工件的辅助时间，所以，应尽量减少装夹次数。工位 为了完成一定的工序内容，一次安装工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。为了减少由于多次安装带来的误差和时间损失，加工中常采用回转工作台、回转夹具或移动夹第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺具，使工件在一次安装中，先后处于几个不同的位置进行加工，称为多工位加工。如图5-2所示，利用回转工作台，在一次安装中依次完成装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔四个工位加工。采用多工位加加工方法，既可以减少安装次数，提高加工精度
7、，并减轻工人的劳动强度；又可以使各工位的加工与工件的装卸同时进行，提高劳动生产率。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺图5-2 多工位加工工位1：装卸工件 工位2：钻孔 工位3：扩孔 工位4：铰孔 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 工步 工序是指在一道工序中，在工件的加工表面、切削刀具、切削速度及进给量不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。一道工序可以由一个工步组成，也可以由几个工步组成。如图5-3所示，在工件上钻4个 mm的孔，用一个钻套顺次进行加工，属于同15一个工步。如转塔车床或加工中心加工过程中，当更换不同刀具时，虽然加工表面不变，但也属于不同工步。第第5章章 机械加工工艺机械加
8、工工艺图5-3 钻四个相同孔的工步 为了提高生产率，同时对一个零件的几个表面进行加工，称为复合工步，如图5-4所示。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺图5-4 复合工步 走刀 在一个工步中，被加工的某一表面，由于余量较大或其他原因，在切削用量不变的条件下，用同第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺一把刀具对它进行多次加工。刀具对工件的每次加工称为一次走刀。5.1.4生产纲领及生产类型生产纲领及生产类型 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。计划期通常为1年，所以生产纲领也称为年产量。对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需要的数量之外，还要包括一定的备品和废品，因此
9、零件的生产纲领应按下式计算：%)1%)(1(baQnN（5-1）第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 生产类型 生产类型是指企业生产专业化程度的分类。人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量，生产类型分为：单件生产、批量生产和大量生产三种类型。单件生产 单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复甚至不重复，这种生产称为单件生产。如新产品试制、维修车间的配件制造和重型机械制造等都属此种生产类型。其特点是：生产的产品种类较多，而同一产品的产量很小，工作地点的加工对象经常改变。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 大量生产 同一产品的生产数量很大，大多数工作地点经常按一定节奏重复进行某一零件的某一工序的加
10、工，这种生产称为大量生产。如自行车制造和一些链条厂、轴承厂等专业化生产即属此种生产类型。其特点是：同一产品的产量大，工作地点较少改变，加工过程重复。批量生产 一年中分批轮流制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性地重复，这种生产称为成批生产。如一些通用机械厂、某些农业机械厂、陶瓷机械厂、造纸机械厂、烟草机械厂等的生产即属这种第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺生产类型。其特点是：产品的种类较少，有一定的生产数量，加工对象周期性地改变，加工过程周期性地重复。同一产品（或零件）每批投入生产的数量称为批量。根据批量的大小又可分为大批量生产、中批量生产和小批量生产。小批量生
11、产的工艺特征接近单件生产，大批量生产的工艺特征接近大量生产。根据前面公式计算的零件生产纲领，确定生产类型，可参考表5-3。不同生产类型的制造工艺有不同特征，各种生产类型的工艺特征见表5-4。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-3 生产类型和生产纲领的关系生产类型和生产纲领的关系 生产类型生产类型生生 产产 纲纲 领领 （件（件/年或台年或台/年年)重型（重型（30kg以上）以上）中型（中型（430kg）轻型（轻型（4kg以下）以下）单件生产单件生产5以下10以下l00以下批量批量生产生产小批量生小批量生产产510010200100500中批量生中批量生产产100300200500500
12、5000大批量生大批量生产产30010005005000500050000大量生产大量生产1000以上5000以上50000以上第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-4 各种生产类型的工艺特点各种生产类型的工艺特点 工艺特点工艺特点单单 件件 生生 产产批批 量量 生生 产产大大 量量 生生 产产零件互换性零件互换性无需互换、互配零件可成对制造，广泛用修配法装配大部分零件有互换性，少数用修配法装配全部零件有互换性，某些要求精度高的配合，采用分组装配毛坯的制造毛坯的制造方法及加工方法及加工余量余量铸件用木模手工造型，锻件用自由锻铸件用金属模造型，部分锻件用模锻铸件广泛用金属模机器造型，锻件
13、用模锻机床设备及机床设备及其布置形式其布置形式采用通用机床；按机床类别和规格采用“机群式”排列部分采用通用机床，部分专用机床；按零件加工分“工段”排列广泛采用生产率高的专用机床和自动机床；按流水线形式排列夹具夹具很少用专用夹具，由划线和试切法达到设计要求广泛采用专用夹具，部分用划线法进行加工广泛用专用夹具，用调整法达到精度要求工艺装备工艺装备采用通用刀具和万能量具较多采用专用刀具和专用量具广泛采用高生产率的刀具和量具对工人技术对工人技术要求要求需要技术熟练的工人各工种需要一定熟练程度的技术工人对机床调整工人技术要求高，对机床操作工人技术要求低工艺文件工艺文件只有简单的工艺过程卡有详细的工艺过程
14、卡或工艺卡，零件的关键工序有详细的工序卡有工艺过程卡、工艺卡和工序卡等详细的工艺文件第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.2机械加工工艺规程机械加工工艺规程 工艺规程是指把产品或零部件的制造过程和操作方法等按一定的格式用文件的形式固定下来，成为指导生产的纪律性文件。它是指导生产准备、生产计划、生产组织、工人操作及技术检验等工作的主要依据。在生产中只有严格遵守既定的工艺规程，才能稳定生产，才能保证产品质量、生产率与较低的成本。5.2.1机械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程是机械制造工厂最主要的技术文件，是工厂规章制度的重要组成部分，其第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺作用主要有：工艺规程
15、是指导生产的主要技术文件。工艺规程是组织和管理生产的基本依据。工艺规程是新建、扩建和改建工厂的原始资料。工艺规程是进行技术交流，开展技术革新的基本资料。5.2.2机械加工工艺规程的类型 参阅JB/Z338.5工艺管理导则 工艺规程设计，按照规定，工艺规程的类型分为专用工艺规程和通用工艺规程。专用工艺规程是针第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺对每一个产品和零件所设计的工艺规程；通用工艺规程包括：典型工艺规程、成组工艺规程和标准工艺规程。典型工艺规程是指为一组结构相似的零部件所设计的通用工艺规程；成组工艺规程是指按成组技术原理将零件分类成组，针对每一组零件所设计的通用工艺规程；标准工艺规程是指已
16、纳入国家标准或工厂标准的工艺规程。为了适应工业发展的需要，加强科学管理和便于交流，参阅JB/Z187.388工艺规程格式，按照规定，属于机械加工工艺规程的有机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片、标准第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺零件或典型零件工艺过程卡片、机械加工工序操作指导卡片、检验卡片等。装配工艺规程有工艺过程卡片和工序卡片。机械加工工艺过程卡片 该卡片主要列出零件加工所经过的整个工艺路线、以及工装设备和工时等内容，多作为生产管理使用；常用的机械加工工艺过程卡片见表5-5。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-5 机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡 第第5章章 机械加工工艺
17、机械加工工艺 机械加工工艺卡片 该卡片是以工序为单位详细说明整个工序规程的工艺文件，卡片中反映各道工序的具体内容及加工要求、工步的内容及安装次数、切削用量、采用的设备及工装，用来指导工人生产及掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件，在成批生产或小批量生产的重要零件加工中广泛地使用；机械加工工艺卡片的格式见表5-6。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-6 机械加工工序卡机械加工工序卡 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 机械加工工序卡 工序卡是以工序卡片中的每道工序而制订的。该卡片中详细记载了该工序的工步加工的具体内容与要求及所需的工艺资料，包括定位基准、工件安装方法、工序尺寸及极限偏
18、差、切削用量的选择、工时定额等，并配有工序图，是能具体指导工人操作的工艺文件，适用于大批量生产的零件及成批生产中的重要零件。机械工序卡的格式见表5-7。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-7 机械加工工序卡机械加工工序卡 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 制订机械加工工艺规程的原则、原始资料及步骤 制订机械加工工艺规程的原则 1）所制订的工艺规程要能保证加工质量，能够稳定可靠地达到产品的全部设计要求；在此前提下，还应力求保证低成本、低消耗；2）所制订的工艺规程应立足于本企业实际条件，并具有先进性，尽量采用新工艺、新技术、新材料；3）所制订的工艺规程随着实践的检验和工艺技术的发展与设
19、备的更新，应能不断地修订完善。制订机械加工工艺规程所需的原始资料第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 1）零件图、必要的产品、部件装配图、毛坯图、产品验收的质量标准；2）产品的生产纲领和生产类型；3）工厂（车间）现有的生产条件；4）有关的标准、手册、图表等技术资料。制订机械加工工艺规程的步骤 1）分析研究部件装配图，审查零件图；2）选择毛坯；3）拟定工艺路线；4）确定各工序采用的设备和工装；5）确定各工序加工余量、计算工序尺寸、公差；第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 6）确定各工序切削用量和时间定额；7）确定各主要工序的技术检验要求及检验方法；8）填写工艺文件。5.3零件的加工工艺分析零件
20、的加工工艺分析 零件图是制定工艺规程的最基本的原始资料之一。对零件图的分析是至关重要的，将直接影响所制定的工艺规程的科学性、合理性和经济性。5.3.1零件的技术要求分析零件的技术要求分析 零件的技术要求分析是制定工艺规程的重要环节。了解零件的主要技术要求，找出生产第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺合格产品的关键技术问题。零件的技术要求主要包括以下几个方面：被加工表面的尺寸精度、形状精度和相互位置精度的分析。表面粗糙度和表面质量要求的分析。热处理要求和其他方面的要求，如动平衡、镀铬处理和去磁等。分析零件的技术要求时，还要结合零件在产品中的作用，在保证使用性能的前提下是否经济合理，在本企业现有生
21、产条件下是否能够实现。对出现遗漏和错误之处，与技术员及时协商修改。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.3.2零件的结构及其工艺性分析 零件的结构工艺性是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下，零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性和经济性。在常规工艺条件下，零件结构工艺性分析的实例，见表5-7。表表5-7 零件结构工艺性分析实例零件结构工艺性分析实例 序号序号零件结构零件结构工艺性不好工艺性不好工艺性好工艺性好1孔离箱壁太近：钻头在圆角处易引偏；箱壁高度尺寸大，需加长钻头方能钻孔加长箱耳，不需加长钻头可钻孔只要使用上允许，将箱耳设计在某一端，则不需加长箱耳，即可方便加工第第
22、5章章 机械加工工艺机械加工工艺序号序号零件结构零件结构工艺性不好工艺性不好工艺性好工艺性好2车螺纹时，螺纹根部易打刀；工人操作紧张，且不能清根留有退刀槽，可使螺纹清根，操作相对容易，可避免打刀3插键槽时，底部无退刀空间，易打刀留出有退刀空间，避免打刀4键槽底与左孔母线齐平，插键槽时易划伤左孔表面左孔尺寸稍大，可避免划伤左孔表面，操作方便第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺序号序号零件结构零件结构工艺性不好工艺性不好工艺性好工艺性好5小齿轮无法加工，插齿无退刀槽大齿轮可滚齿或插齿，小齿轮可以插齿加工 6两端轴径需磨削加工，因砂轮圆角而不能清根留有退刀槽，磨削时可以清根7斜面钻孔，钻头易引偏只要
23、结构允许，留出平台，可直接钻孔第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺序号序号零件结构零件结构工艺性不好工艺性不好工艺性好工艺性好8锥面需磨削加工，磨削时易碰伤圆柱面，并且不能清根可方便地对锥面进行磨削加工9 加工面设计在箱体内，加工时调整刀具不方便，观察也困难加工面设计在箱体外部，加工方便10加工面高度不同，需两次调整刀具加工，影响生产率加工面在同一高度，一次调整刀具，可加工两个平面第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺序号序号零件结构零件结构工艺性不好工艺性不好工艺性好工艺性好11三个空刀槽的宽度有三种尺寸，需用三把不同尺寸刀具加工同一个宽度尺寸的空刀槽，使用一把刀具即可加工12同一端面上的螺纹
24、孔，尺寸相近，由于需更换刀具，因此加工不方便，而且装配也不方便尺寸相近的螺纹孔，该为同一尺寸螺纹孔，方便加工和装配13加工面加工时间长，并且零件尺寸愈大，平面度误差愈大加工面减小，节省工时，减少刀具损耗。并且容易保证平面度要求第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺序号序号零件结构零件结构工艺性不好工艺性不好工艺性好工艺性好14外圆和内孔有同轴度要求，由于外圆需在两次装夹下加工，同轴度不易保证可在一次装夹下加工外圆和内孔，同轴度要求易得到保证15内壁孔出口处有阶梯面，钻孔时易钻偏或钻头折断内壁孔出口处平整，钻孔方便，易保证孔中心位置度第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺序号序号零件结构零件结构工艺
25、性不好工艺性不好工艺性好工艺性好16加工B面时以A面为定位基准，由于A面较小定位不可靠附加定位基准，加工时保证A、B面平行，加工后，将附加定位基准去掉17键槽设置在阶梯轴90方向上需两次装夹加工将阶梯轴的两个键槽设计在同一方向上，一次装夹即可对两个键槽加工18钻孔过深，加工时间长，钻头耗损大，并且钻头易偏斜钻孔的一端留空，钻孔时间短，钻头寿命长，不易引偏第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.4毛坯的选择毛坯的选择 工件是由毛坯按照其技术要求经过各种加工而最后形成的。工件加工过程中的材料消耗、工序数量、加工工时，以及零件的机械强度、金属纤维组织、内部缺陷等都与毛坯的选择有很大关系。因此，选择毛
26、坯种类和制造方法时应全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到降低零件生产总成本，提高质量的目的。5.4.1毛坯的种类 毛坯的种类很多，同一种毛坯制造方法也多种多样，机械加工中常用的毛坯种类如下：第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 铸件 形状复杂的毛坯，如箱体、机架、底座、床身等宜采用铸件。锻件 锻件毛坯由于能获得纤维组织结构的连续性和均匀分布，从而可提高零件的强度，所以适用于强度要求较高、形状比较简单的零件的毛坯。铸造方法可分为：自由锻造和模锻。自由锻造的锻造精度低，生产率低，适合于单件、小批量生产及大型件的锻造。模锻锻造精度高，质量好，生产率高，适合于批量生产。第第5章章 机械加工工艺机
27、械加工工艺 型材 型材的品种规格很多。常用的型材的断面有圆形、方型、长方形、六角形，以及管材、板材、带料等。焊接件 将型钢或钢板焊接（熔化焊，接触焊、钎焊）成所需要的结构件，其优点是结构重量轻、制造周期短，但焊接结构抗震差，焊接的零件热变形大，且须经时效处理后才能进行机械加工。冲压件 用冲压的方法制成的工件或毛坯。冲压件的精度较高（尺寸误差为0.05 0.50mm,表面粗糙第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺度Ra1.255m），冲压的生产率也较高，适用加工形状复杂、批量较大的中小尺寸板料零件。冷挤压件 冷挤压零件的精度可达IT6IT7，表面粗糙度Ra0.162.5m。可挤压的金属材料为碳钢、
28、低合金钢、高速钢、轴承钢、不锈钢以及有色金属（铜、铝及其合金），适用于批量大、形状简单、尺寸小的零件或半成品的加工。不少精度要求较高的仪表、航空发动机的小零件经挤压后，不需要再经过切削加工便可使用。粉末冶金件 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 以金属粉末为原料，用压制成型和高温烧结来制造金属制品和金属材料，其尺寸精度可达IT6，表面粗糙度为Ra0.080.63m,成型后无须切削，材料损失少，工艺设备较简单，适用于大批量生产。但金属粉末生产成本高，结构复杂的零件以及零件的薄壁、锐角等成型困难。5.4.2毛坯的选用原则 在确定毛坯时，应考虑以下因素：零件的材料及其力学性能.零件的结构和尺寸 生
29、产类型 生产条件第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 充分考虑利用新技术、新工艺和新材料的可能性5.5机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 工艺路线的拟定是制订工艺规程的关键，它不仅影响零件的加工质量和效率，而且影响加工规程的合理性、科学性和经济性。拟定工艺路线时，在首先选择好定位基准后，主要考虑以下几方面的问题。5.5.1表面加工方法的选择表面加工方法的选择 机械零件的表面由外表面、内表面、平面和成形面等组成。表面加工方法的选择，就是第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面精度和粗糙度要求选择最终加工方法，然后
30、再确定精加工前前期工序的加工方法。选择加工方法，既要保证零件表面的质量，又要保证较高的生产率，主要应考虑以下因素：保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的加工要求。考虑生产率和经济性。工件材料的性质。表5-8、表5-9和表5-10分别摘录了外表面、第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺内表面和平面的加工方法和经济精度及典型的加工方案，以供学习过程中参考。表表5-8 外表面加工方案外表面加工方案 加工方案加工方案经济精经济精度度公差等公差等级级表面粗糙度表面粗糙度（m）适用范围适用范围粗车粗车半精车粗车半精车精车粗车半精车精车滚压（或抛光）1112810786712.5503.26.30.81.60.
31、00250.2适用除淬火钢以外金属材料粗车半精车磨削粗车半精车粗磨精磨粗车半精车粗磨精磨超精加工6856560.400.800.100.400.01280.10除不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工粗车半精车精车金刚石车560.01280.40主要用于有色金属粗车半精车粗磨精磨超精磨粗车半精车粗磨精磨研磨550.0250.1主要用于钢和铸铁精加工第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-9 内表面加工方案内表面加工方案加工方案加工方案经济精经济精度度公差等公差等级级表面粗糙表面粗糙度度（m）适用范围适用范围钻钻铰钻粗铰精铰1112897812.5251.63.20.81.6加工非淬火
32、钢，孔径20mm（加工有色金属稍差）钻（扩）拉（或推）790.11.6大批量生产中小零件通孔粗镗（扩）粗镗（扩）半精镗（精扩）粗镗（扩）半精镗（精扩）精镗（铰）粗镗（扩）半精镗（精扩）精镗（铰）浮动镗111291078676.312.51.63.20.81.60.40.8适用于非淬火钢的各种金属，毛坯上已有铸出或锻出的孔粗镗（扩）半精镗磨粗镗（扩）半精镗粗磨精磨78670.20.80.10.2主要用于淬火钢，也可用于非淬火钢，不宜用于有色金属钻（扩）粗铰精铰珩磨钻（扩）拉珩磨670.0250.20精度要求很高的孔以研磨代替上述方案中的珩磨560.1钻（粗镗）扩（半精镗）精镗金刚镗脉冲滚压670
33、.1大批量生产，有色金属零件中小孔，铸铁箱体上的孔第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-10 平面加工方案平面加工方案 加工方案加工方案经济精度经济精度公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度（m）适用范围适用范围粗车半精车粗车半精车精车粗车半精车磨削8968673.26.30.81.60.20.8适用于工件的端面加工粗刨(或粗铣)精刨（或精铣）粗刨(或粗铣)精刨（或精铣）宽刃精刨粗刨(或粗铣)精刨（或精铣）刮研7967561.66.30.20.80.10.8适用于非淬硬平面粗刨(或粗铣)精刨（或精铣）磨削粗刨(或粗铣)精刨（或精铣）粗磨精磨67560.20.80.0250.4适用于精度要求
34、较高的平面粗铣拉690.20.8适用于大量生产中加工较小平面粗铣精铣磨研磨抛光50.1适用于高精度平面的加工第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.5.2加工阶段的划分 为了保证零件的加工质量和合理地使用设备、人力，零件往往不可能在一个工序内完成全部加工工作，而通常将整个加工过程划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工阶段的任务是高效地切除各加工表面的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品；半精加工阶段的任务是消除粗加工留下的误差，为主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的加工；精加工阶段的任务是从工件上切除少量余量，保证各主要表面达到图第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺纸规定的
35、质量要求。另外，对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后增加光整加工，称为光整加工阶段。工艺过程划分加工阶段的主要原因如下：保证加工质量 工件粗加工时切除的金属层较厚，会产生较大的切削力和切削热，所需的夹紧力也较大，因而工件会产生较大的弹性变形和热变形；另外，粗加工后由于内应力重新分布，也会使工件产生较大的变形。划分阶段后，粗加工造成的误差将通过半精加工和精加工予以纠正。合理使用设备 粗加工时可使用功率大、刚度第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺好而精度较低的高效率机床，以提高生产率。而精加工则可使用高精度机床，以保证加工精度要求。这样有利于充分发挥机床各自的性能特点。及时发现毛
36、坯缺陷 由于粗加工切除了各表面的大部分余量，毛坯的缺陷如气孔、砂眼、余量不足等可及早被发现，及时修补或报废，从而避免继续加工而造成的浪费。避免损伤已加工表面 将精加工安排在最后，可以保护精加工表面在加工过程中少受损伤或不受损伤。便于安排热处理工序 可使冷、热工序配合得更好，避免因热处理带来的变形。如，粗加第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺工后残余应力大，可安排失效处理，消除残余应力；热处理引起的变形也可在精加工种消除。5.5.3工序的集中与分散 为了便于组织生产，常将工艺路线划分为若干工序，划分的原则可采用工序集中或工序分散原则。工序集中 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
37、道工序的加工内容较多。工序集中的特点：有利于采用高效率的专用设备和工艺装备，生产效率高；。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 工件装夹次数少，易于保证各表面间的相互位置精度，缩短辅助时间；工序数目少，设备数量少、操作工人数量和生产面积都可减少，还可简化生产计划和组织工作；由于采用复杂的专用设备和工艺装备，使得投资大，设备和工艺装备的调整、维修较为困难，生产准备工作量大，转换新产品较麻烦。工序分散 工序分散则是将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工序只有一个工步。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺工艺分散的特点：工序数目多、设备数量多，也相应增加了操作工人
38、和生产占地面积。可以选用最合理的切削用量。设备和工艺装备简单、调整方便、工人便于掌握，容易适应产品的变换；通常采用专用机床加工，不易改变生产对象，适应性差。工序集中与工序分散的选择 工序集中与工序分散各有利弊，如何选择，应根据企业的生产规模、产品的生产类型、现有的生产条件、零件的结构特点和技术要求、各工第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺序的生产节拍，进行综合分析后选定。5.5.4加工顺序的安排 加工顺序是指工序的排列次序。它对保证加工质量、降低生产成本起着重要的作用。机械加工工序的安排通常应遵循先基准后其他、先主后次、先粗后精、先面后孔的原则。机械加工顺序的安排原则 切削工序安排的总原则是：
39、前期工序必须为后续工序创造条件，作好基准准备。具体原则如下：先基准后其他 先主后次 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 先粗后精 先面后孔 热处理的安排 热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目的。根据热处理的目的，一般可分为：预备热处理 预备热处理的目的是消除毛坯制造过程中产生的内应力、改善金属材料的切削加工性能、为最终热处理做准备。最终热处理 最终热处理的目的是提高金属材料的力学性能，如提高零件的硬度和耐磨性等。属于最终热处理的有淬火-回火、渗碳淬火-回火、第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺渗氮等，对于仅仅要求改善力学性能的工件，有时正火、调质等也作为最终热处理。
40、时效处理 时效处理的目的是消除内应力、减少工件变形。时效处理分自然时效、人工时效和冰冷处理三大类。表面处理 为了表面防腐或表面装饰，有时需要对表面进行涂镀或发蓝等处理。辅助工序的安排 辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、去磁和防锈等。辅助工序也是机械加工的必要工序，安排不当或遗漏，会给后续工序和装配带来困难，影响产品质量甚至机器的使用性能。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 检验是最主要的辅助工序，它对保证产品质量有重要的作用。检验工序应安排在：粗加工阶段结束后；转换车间的前后，特别是进入热处理工序的前后；重要工序之前或加工工时较长的工序前后；特种性能检验，如磁力探伤、密封性检验等之前；全
41、部加工工序结束之后。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.6加工余量的确定加工余量的确定5.6.1加工余量的基本概念 加工余量是指加工过程中从加工表面切除的材料层的厚度。它又分为工序加工余量和总余量。余量有单面余量和双面余量之分。单面余量是指平面上的余量，非对称的单边余量。双面余量是指回转表面上的余量，对称的双边余量。工序余量 工序余量是指某一表面在某一道工序中所切除的材料层的厚度，它取决于相邻两工序的工序尺寸之差。单边余量第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺对于外表面，如图5-5a所示。baZb （5-2）图5-5 单边加工余量a)外表面单边余量 b)内表面单边余量 对于内表面，如图5-5
42、b所示。abZb（5-3）第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 双边余量 对于轴，如图5-6a所示。babddZ2（5-4）图5-6 单边加工余量a)轴单边余量b)孔单边余量 第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 对于孔，如图5-6b所示。abbddZ2（5-5）总余量 总余量是指零件从毛坯变为成品的整个加工过程中某一表面所切除材料层的总厚度，即零件上同一表面毛坯尺寸与零件尺寸之差。总加工余量等于各工序加工余量之和，即：ni21ZZZZ总Z（5-6）5.6.2影响加工余量的因素 加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺均有较大的影响。为切除前道工序在加工时留
43、下的各种缺陷和误差的材料层，又考虑到本工序可能产生的安装误差而不致使工件报废，必须保证一定数值的最小工序余量。为了合理确定加工余量，首先必须了解影响加工余量的因素。影响加工余量的主要因素如下。上道工序公差 上道工序的形状和位置公差 上道工序的表面粗糙度和表面缺陷 本道工序的安装误差5.6.3加工余量的确定方法 确定加工余量的方法有三种，分别是查表修第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺正法、经验估算法和分析计算法。查表修正法 根据有关手册提供的加工余量数据，再结合本厂生产实际情况加以修正后确定加工余量。经验估算法 根据工艺人员本身积累的经验确定加工余量。一般为了防止余量过小而产生废品，所估计的余
44、量总是偏大。常用于单件、小批量生产。分析计算法 根据理论公式和经验资料，对影响加工余量的各因素进行分析、计算来确定加工余量。这种方法较合理，但需要全面可靠的试验资料，计算也较复第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺杂。一般只在材料十分贵重或少数大批、大量生产的工厂中采用。确定加工余量时，一般应先确定最终工序的加工余量，然后依次逆推确定各工序的加工余量。各工序的加工余量之和就是总加工余量。这样，毛坯的尺寸就可确定。对于单件小批生产中加工的中小型零件，其单边机械加工余量参考数据见表5-11和表5-12。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表表5-11 总加工余量总加工余量 mm 毛坯类型手工造型铸件
45、 自由锻件模锻件圆钢料总加工余量3.572.571.531.52.5表表5-12 工序余量工序余量 mm加工方法粗 车半精车 高速精车 低速精车磨 削研 磨工序余量 11.50.810.40.50.10.15 0.150.25 0.0030.0255.7工艺尺寸链工艺尺寸链5.7.1工序尺寸及其公差的确定 工件上的设计尺寸一般都要经过几道工序的加工才能得到，每道工序所应保证的尺寸称为工序尺寸。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺编制工艺规程的一个重要工作就是要确定每道工序的工序尺寸及公差。在确定工序尺寸及公差时，存在工序基准与设计基准重合和不重合两种情况。基准重合时工序尺寸及其公差的计算 当工
46、序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合，表面多次加工时，工序尺寸及其公差的计算相对来说比较简单。其计算顺序是：先确定各工序的加工方法，然后确定该加工方法所要求的加工余量及其所能达到的精度，再由最后一道工序逐个向前推算，即由零件图上的设计尺寸开第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺始，一直推算到毛坯图上的尺寸。工序尺寸的公差都按各工序的经济精度确定，并按“入体原则”确定上、下偏差。例如如 某主轴箱体主轴孔的设计要求为100H7，Ra=0.8m。其加工工艺路线为：毛坯粗镗半精镗精镗浮动镗。试确定各工序尺寸及其公差。解 从机械工艺手册查得各工序的加工余量和所能达到的精度，具体数值见表5-13中的第二
47、、三列，计算结果见表5-13中的第四、五列。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺表5-13 主轴孔工序尺寸及公差的计算 基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 加工过程中，工件的尺寸是不断变化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后达到满足零件性能要求的设计第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺尺寸。一方面，由于加工的需要，在工序图以及工艺卡上要标注一些专供加工用的工艺尺寸，工艺尺寸往往不是直接采用零件图上的尺寸，而是需要另行计算；另一方面，当零件加工时，有时需要多次转换基准，因而引起工序基准、定位基准或测量基准与设计基准不重合。这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。5.7.2尺寸链的概念
48、 尺寸链的定义 在机器的装配或零件的加工过程中，一组相第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺互联系的尺寸，按一定的顺序首尾相接排列的封闭尺寸组合称为尺寸链。尺寸链特点是其封闭性和关联性。组成尺寸链的尺寸数（环数）不能少于三个。由单个零件在工艺过程中的有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。尺寸链的组成 组成尺寸链的每一个尺寸，称作一个环。按各环的性质不同，又可将环分成组成环和封闭环。封闭环是指加工过程中间接获得的环或装配过程中最后自然形成的环。一个尺寸链中，封闭环有且仅有一个。组成环是指对封闭环有影响的全部环。组成第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺环按其对封闭环的影响不同又可分为增环和减环
49、。如果某一组成环的变化引起封闭环同向变化，则该环属于增环；反之，如果某一组成环的变化引起封闭环异向变化，则该环属于减环。增减环的判定：一般常用回路法来判定增减环。方法是：对于一个尺寸链，在封闭环旁画一箭头（方向任选），然后沿箭头所指方向绕尺寸链一圈。并给各组成环标上与绕行方向相同的箭头。凡与封闭环箭头同向的为减环，反向的为增环。在尺寸链中，如图5-7所示，0A是封闭环，1A2A、是减环。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺图5-7 尺寸链图 尺寸链的种类 尺寸链按不同分类方法有不同的类别，按各尺寸在空间的分布形式分为：直线尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链;按其独立性分独立尺寸链和并联
50、尺寸链；按在生产过程中所处阶段分：装配尺寸链、零件设计尺寸链与工艺尺寸链。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺 尺寸链的计算 正计算 已知各组成环尺寸求封闭环尺寸。其计算结果是唯一的。产品设计的校验常用这种形式。反计算 已知封闭环尺寸求各组成环尺寸。由于组成环通常有若干个，所以反计算形式需将封闭环的公差值按照尺寸大小和精度要求合理地分配给各组成环。产品设计常用此形式。中间计算 已知封闭环尺寸和部分组成环尺寸求某一组成环尺寸。该方法应用最广，常用于加工过程中基准不重合时计算工序尺寸。尺寸链多属这种计算形式。第第5章章 机械加工工艺机械加工工艺5.7.3尺寸链的计算方法 工艺尺寸链的计算方法有两种
