1、1人力资源部人力资源部机械制造工艺基础答疑机械制造工艺基础答疑机械加工机械加工/加工工艺加工工艺/中级中级2机械制造工艺的基础知识机械制造工艺的基础知识基本概念生产过程生产过程工艺过程工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程3生产过程包括：生产过程包括：产品设计、生产准备、原材料的运输和保管、毛坯制造、机械加产品设计、生产准备、原材料的运输和保管、毛坯制造、机械加工、热处理、装配和调试、检验和试车、喷漆和包装等。工、热处理、装配和调试、检验和试车、喷漆和包装等。生产过程生产过程生产过程的实质是由原材料（或半成品）变为产品的过程。因生产过程的实质是由原材料（或半成品）变为产品的过程。因此一个工厂
2、的生产过程，又可按车间分成若干个车间的生产过此一个工厂的生产过程，又可按车间分成若干个车间的生产过程。程。零件的机械加工工艺过程（工艺路线或工艺流程）：零件的机械加工工艺过程（工艺路线或工艺流程）：用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能用机械加工的方法，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等，使之变为合格零件。等，使之变为合格零件。工艺过程工艺过程将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。机械制造工艺的基础知识机械制造工艺的基础知识4一个（或一组）工人，在一个固定的工作地点（一台机床或一一个（或一组）工人，在一个固定的工
3、作地点（一台机床或一个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部个钳工台），对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那部分工艺过程，称为工序。它是工艺过程的基本单元，又是生产分工艺过程，称为工序。它是工艺过程的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。计划和成本核算的基本单元。工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成。毛坯顺次工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。通过这些工序就变成了成品或半成品。工序工序5 若生产批量比较小则其加工工艺过程可由六个工序组成，若生产批量比较小则其加工工艺过程可由六个工序组成，如下表所示。棒料毛坯依次
4、通过这六个工序就变成阶梯轴的产如下表所示。棒料毛坯依次通过这六个工序就变成阶梯轴的产品零件。品零件。阶梯轴67 同样加工上述零件，若生产批量比较大时，其加工工序如下：同样加工上述零件，若生产批量比较大时，其加工工序如下：8 在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。可以减少由于多次安装带来的加工误差。工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹所完成的那部置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹
5、所完成的那部分加工过程称为安装。安装是工序的一部分。分加工过程称为安装。安装是工序的一部分。每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。如表每一个工序可能有一次安装，也可能有几次安装。如表5 5.l l中第一工序，若对一个工件的两端连续进行车端面、钻中中第一工序，若对一个工件的两端连续进行车端面、钻中心孔，就需要两次安装（分别对两端进行加工），每次安心孔，就需要两次安装（分别对两端进行加工），每次安装有两个工步（车端面和钻中心孔）。装有两个工步（车端面和钻中心孔）。9采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工采用多工位加工，可以提高生产率和保证被加工表面间的相互位置精度。表面间的相互位置精度。
6、为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。10工步是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用工步是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具量（指切削速度、背吃刀量和进给量）、切削刀具均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。均保持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。当其中有一个因素
7、变化时，则为另一个工步。当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复当同时对一个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。合工步。11 被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一次，称一次走刀。次加工，每加工一次，称一次走刀。12 生产类型对工艺过程有着重要影响。生产类型对工艺过程有着重要影响。当生产类型不同时，生产组织和生产管理、车间的机床布当生产类型不同时，生产组织和生产管理、车间的机床布置、毛坯的制造方
8、法、采用的工艺装备（刀、夹、量具）、加置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备（刀、夹、量具）、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制订工工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制订工艺路线之前必须明确该产品的生产类型。艺路线之前必须明确该产品的生产类型。13零件的生产纲领可按下式计算：零件的生产纲领可按下式计算：N N零零=NnNn（1 1 a a）（1 1十十 ）式中式中 N N零零零件的生产纲领（件年）；零件的生产纲领（件年）；NN产品的生产纲领（台年）；产品的生产纲领（台年）；nn每台产品中包含该零件的数量（件每台产品中包含该零件的数量（件台）；台）；aa该零件备件的百
9、分率；该零件备件的百分率；该零件废品的百分率。该零件废品的百分率。14 划分生产类型，既要根据生产纲领，同时还要考划分生产类型，既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积、质量等因素。虑零件的体积、质量等因素。15（1 1）单件生产）单件生产 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为：专业化程度的分类，一般分为：单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。生产类
10、型生产类型16成批生产成批生产 一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。复性。例如，机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造例如，机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：又可分为：小批生产小批生产-其工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似；其工艺过程的工艺特点和单件小批生产相似；大批生产大批生产-其工艺过程的特点和大量生产相似；其工艺过程的特点和大量生产相似；中批生产中批生产-其工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大其工艺过程的
11、特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间。量生产之间。17大量生产大量生产 例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生例如，汽车、拖拉机、轴承等的制造通常都是以大量生产的方式进行。产的方式进行。产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。某一个零件的某一道工序的加工。18各种生产类型的工艺过程的特点可归纳成表各种生产类型的工艺过程的特点可归纳成表19确定毛坯的种类确定毛坯的种类 与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯车间的具体生产条件有关产类
12、型及毛坯车间的具体生产条件有关。铸件铸件 包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件的毛坯能较好，但铸件的机械性能较低，一般壳体零件的毛坯多用铸件。多用铸件。锻件锻件 机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。型材型材 包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管包括
13、圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半料及板料。棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。板棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。焊接件焊接件 对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差接成毛坯，但
14、焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差大。大。工程塑料工程塑料 它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯，其形它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯，其形状可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能差。状可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能差。20 在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造，因此毛坯的精度低，成本高、废品率高、自由锻造，因此毛坯的精度低，成本高、废品率高、切削加工劳动量大。切削加工劳动量大。毛坯的选择毛坯的选择在大批、大量生产中，常采用精度和生产率较高的毛坯在大批、大量生产中，常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、
15、精密铸造、模锻、冷冲压、制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。因此粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。因此可大量减少切削加工的劳动量，甚至可不需要进行切削可大量减少切削加工的劳动量，甚至可不需要进行切削加工，从而提高了材料的利用率，降低了机械加工的成加工，从而提高了材料的利用率，降低了机械加工的成本。本。21加工余量的概念加工余量的概念 为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要从其毛坯表面切去全部多余的金属层，这一金属层的总从其毛坯表面切去全部多余的金属层，这一金属层的总厚度称为该表面
16、的加工总余量。每一工序所切除的金属厚度称为该表面的加工总余量。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。可见某表面的加工总余量与该表层厚度称为工序余量。可见某表面的加工总余量与该表面工序余量之间的关系为：面工序余量之间的关系为：式中式中n加工该表面的工序（或工步）数目。加工该表面的工序（或工步）数目。niZZZZZ 21总工件加工余量的大小，将直接影响工件的加工质量、生产率工件加工余量的大小，将直接影响工件的加工质量、生产率和经济性。例如加工余量太小时，不易去掉上道工序所遗留和经济性。例如加工余量太小时，不易去掉上道工序所遗留下来的表面缺陷及表面的相互位置误差而造成废品；加工余下来的表面缺陷及表
17、面的相互位置误差而造成废品；加工余量太大时，会造成加工工时和材料的浪费，甚至因余量太大量太大时，会造成加工工时和材料的浪费，甚至因余量太大而引起很大的切削热和切削力，使工件产生变形，影响加工而引起很大的切削热和切削力，使工件产生变形，影响加工质量。质量。225.5.2.1 上工序表面质量上工序表面质量Ra，Ta。的影响的影响 在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在着表面在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在着表面微观粗糙度值微观粗糙度值RaRa和表面缺陷层和表面缺陷层TaTa（包括冷硬层。氧化层、包括冷硬层。氧化层、裂纹等），必须在本工序中切除。裂纹等），必须在本工序中切除。R Ra a,
18、T Ta a的大小与所用的的大小与所用的加工方法有关加工方法有关,R Ra a的数值可参考表的数值可参考表5 57 7，5 58 8，5 59;9;T Ta a的数值可参考的数值可参考 。表5102324 图5.12 它包括各种几何形状误差如锥度、椭圆度、平面度等。它包括各种几何形状误差如锥度、椭圆度、平面度等。的大小可根据选用的加工方法所能达到的经济精度，查阅的大小可根据选用的加工方法所能达到的经济精度，查阅金属机械加工工艺人员手册确定。加工余量与工序尺金属机械加工工艺人员手册确定。加工余量与工序尺寸公差之间的关系见寸公差之间的关系见 。Ta25图图5.12 加工余量与工序公差的关系加工余量
19、与工序公差的关系babLLZ(a)为外表面（被包容面）加工，本工为外表面（被包容面）加工，本工序的基本余量序的基本余量 为为bZ（(b)b)26 它包括轴线的直线度、位移及平行度；轴线与表面的垂直它包括轴线的直线度、位移及平行度；轴线与表面的垂直度；阶梯轴内外圆的同轴度；平面的平面度等。为了保证加工度；阶梯轴内外圆的同轴度；平面的平面度等。为了保证加工质量，必须在本工序中给予纠正。质量，必须在本工序中给予纠正。的数值与上工序的加工的数值与上工序的加工方法和零件的结构有关，可用近似计算法或查有关资料确定。方法和零件的结构有关，可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种以上的空间偏差时可用向量和表
20、示。若存在两种以上的空间偏差时可用向量和表示。27 此误差除包括定位和夹紧误差外，还包括夹具本身的制造此误差除包括定位和夹紧误差外，还包括夹具本身的制造误差，其大小为三者的向量和。它将直接影响被加工表面与刀误差，其大小为三者的向量和。它将直接影响被加工表面与刀具的相对位置，因此有可能因余量不足而造成废品，所以必须具的相对位置，因此有可能因余量不足而造成废品，所以必须给予余量补偿。给予余量补偿。空间偏差与装夹误差在空间是有不同方向的，二者对加工空间偏差与装夹误差在空间是有不同方向的，二者对加工余量的影响应该是向量和。余量的影响应该是向量和。为上述各种因素对车削轴为上述各种因素对车削轴类零件加工余
21、量影响的示意图。类零件加工余量影响的示意图。图5.1328 图图5.13 影响加工余量的因素影响加工余量的因素295.5.3.1 计算法计算法 根据上面所述各种因素对加工余量的影响，并由图根据上面所述各种因素对加工余量的影响，并由图513可得出可得出下面的计算公式。下面的计算公式。对称表面（双边，如孔或轴）的基本余量为：对称表面（双边，如孔或轴）的基本余量为：或 非对称表面（单边，如平面）的基本余量为：非对称表面（单边，如平面）的基本余量为：)()(2baaaabtRTZ)(2)(22baaabtRTZ)()(baaaabtRtZ30 工厂中广泛应用这种方法，表格是以工工厂中广泛应用这种方法，
22、表格是以工厂的生产实践和试验研究所积累的数据为厂的生产实践和试验研究所积累的数据为基础，并结合具体加工情况加以修正后制基础，并结合具体加工情况加以修正后制定的，如金属机械加工工艺人员手册。定的，如金属机械加工工艺人员手册。31 主要用于单件小批生产，靠经验确定加工主要用于单件小批生产，靠经验确定加工余量，因此不够准确。为保证不出废品，余量余量，因此不够准确。为保证不出废品，余量往往偏大。往往偏大。32 零件图上的尺寸、公差是毛坯经过加工之后最终达到的尺寸。零件图上的尺寸、公差是毛坯经过加工之后最终达到的尺寸。在加工过程中，各工序所达到的尺寸称工序尺寸，也就是在工序在加工过程中，各工序所达到的尺
23、寸称工序尺寸，也就是在工序图上所标注的尺寸。图上所标注的尺寸。57l 用计算法确定工序尺寸用计算法确定工序尺寸工序尺寸的计算可分为四种工序尺寸的计算可分为四种 （1 1）经过几道工序加工所形成的表面的工序尺寸计算）经过几道工序加工所形成的表面的工序尺寸计算 （2 2）工序基准与设计基准不重合而弓）工序基准与设计基准不重合而弓l l起的工序尺寸计算起的工序尺寸计算 （3 3）从尚需继续加工表面标注的工序尺寸计算）从尚需继续加工表面标注的工序尺寸计算 （4 4）对某表面进行加工，要同时保证多个设计尺寸的工序尺）对某表面进行加工，要同时保证多个设计尺寸的工序尺寸计算寸计算33 在加工过程中，当同一个
24、方向上的尺寸较多而又需要多在加工过程中，当同一个方向上的尺寸较多而又需要多次转换定位基准，或者当设计基准与其它基准不重合而需要次转换定位基准，或者当设计基准与其它基准不重合而需要进行尺寸换算时，确定相应的各工序尺寸、公差和余量的工进行尺寸换算时，确定相应的各工序尺寸、公差和余量的工作就显得很杂乱、很麻烦。如果采用图表法来解决这类问题，作就显得很杂乱、很麻烦。如果采用图表法来解决这类问题，就比较方便、明了、有次序。就比较方便、明了、有次序。关干图表的制作和应用的例子，请读者自行参阅有关资关干图表的制作和应用的例子，请读者自行参阅有关资料料。34 5.8.1 时间定额时间定额 时间定额是在一定的生
25、产规模、生产技术和生产组织的条时间定额是在一定的生产规模、生产技术和生产组织的条件下，为完成某一工件的某一工序所需要的时间，称为工序单件下，为完成某一工件的某一工序所需要的时间，称为工序单件时间或工序单件时间定额。它是计算产品成本和企业经济核件时间或工序单件时间定额。它是计算产品成本和企业经济核算的依据，也是新建或扩建工厂（或车间）时决定所需设备和算的依据，也是新建或扩建工厂（或车间）时决定所需设备和人员的依据。人员的依据。工序单件时间的组成，可表示如下：工序单件时间的组成，可表示如下：t t单单=t t基基十十t t辅辅十十t t服服十十t t休休35 5.8.2.1 生产成本的组成生产成本
26、的组成 5.8.2.2 工艺过程经济方案的选择工艺过程经济方案的选择 36o 这种用正确分这种用正确分布的六个支承点来布的六个支承点来限制工件的六个自限制工件的六个自由度，使工件在夹由度，使工件在夹具中得到正确位置具中得到正确位置的规律，称为的规律，称为六点六点定位原理。定位原理。图6.4 工件的六点定位工件的六点定位o若使物体在某个方向有确定的位置，就必须限制该方向的若使物体在某个方向有确定的位置，就必须限制该方向的自由度，所以要使工件在空间处于相对固定的位置，就必自由度，所以要使工件在空间处于相对固定的位置，就必须对六个自由度加以限制。限制的方法就是用相当于六个须对六个自由度加以限制。限制
27、的方法就是用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面接触，如图支承点的定位元件与工件的定位基准面接触，如图6.4所示：所示：在底面在底面XOY内的三个支承点限制了内的三个支承点限制了 ，三个自由度；三个自由度；在侧面在侧面YOZ内的两个支承点限制了内的两个支承点限制了 ，两个自由度；在端两个自由度；在端面面XOY内的一个支承点限制了内的一个支承点限制了 一个自由度。一个自由度。XYZXY376.2.16.2.1六点定位原理六点定位原理一个自由的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动可能性，一个自由的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动可能性，其中三种是移动，三种是转动。习
28、惯上把这种活动的可能性称为其中三种是移动，三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度自由度，因此空间任一自由物体共有六个自由度。如图因此空间任一自由物体共有六个自由度。如图6.26.2所示，物体的六个自由所示，物体的六个自由度分别为：度分别为：38（1）沿）沿X轴移动，用轴移动，用 表示；表示；（2）沿）沿Y轴移动，用轴移动，用 表示；表示；（3）沿）沿Z轴移动，用轴移动，用 表示；表示；（4）绕）绕X轴转动，用轴转动，用 表示；表示；（5）绕）绕Y轴转动，用轴转动，用 表示；表示；（6）绕）绕Z轴转动，用轴转动，用 表示。表示。XYZXYZ39完全定位完全定位：六个自由度都需要限制的定位
29、方法，：六个自由度都需要限制的定位方法，称为称为 完全定位。完全定位。不完全定位不完全定位：没有完全限制六个自由度而仍然：没有完全限制六个自由度而仍然保证有关工序尺寸的定位方法称为不完全定位。保证有关工序尺寸的定位方法称为不完全定位。过定位过定位：当两种定位元件均能限制工件的同一：当两种定位元件均能限制工件的同一个方向自由度时称为过定位。个方向自由度时称为过定位。欠定位欠定位：若定位支承点少于所应消除的自由度：若定位支承点少于所应消除的自由度数时，则工件定位不足，称为欠定为。数时，则工件定位不足，称为欠定为。40 5.6.5.6.l l 尺寸链概念尺寸链概念 在机械设计和工艺工作中，为保证加工
30、、装配和使用的质量，在机械设计和工艺工作中，为保证加工、装配和使用的质量，经常要对一些相互关联的尺寸、公差和技术要求进行分析和计算，经常要对一些相互关联的尺寸、公差和技术要求进行分析和计算，为使计算工作简化，可采用尺寸链原理。为使计算工作简化，可采用尺寸链原理。将相互关联的尺寸从零件或部件中抽出来，按一定顺序构成将相互关联的尺寸从零件或部件中抽出来，按一定顺序构成的封闭尺寸图形，称为尺寸链。见图的封闭尺寸图形，称为尺寸链。见图5.14.41(1)按尺寸链的应用范围分按尺寸链的应用范围分 工艺尺寸链工艺尺寸链 在加工过程中，工件上各相关的工艺尺在加工过程中，工件上各相关的工艺尺寸所组成的尺寸链，
31、如图寸所组成的尺寸链，如图5.145.14。装配尺寸链装配尺寸链 在机器设计和装配过程中，各相关的零在机器设计和装配过程中，各相关的零部件间相互联系的尺寸所组成的尺寸链，如部件间相互联系的尺寸所组成的尺寸链，如 。（2 2）按尺寸链中各组成环所在的空间位置分）按尺寸链中各组成环所在的空间位置分 线性尺寸链线性尺寸链 尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平行，如行，如 平面尺寸链平面尺寸链 尺寸链中各环位于同一平面或彼此平行尺寸链中各环位于同一平面或彼此平行的平面内，各环之间可以不平行，如的平面内，各环之间可以不平行，如 。平面尺。平面尺寸可以转化为两个相互垂直的线
32、性尺寸链，寸可以转化为两个相互垂直的线性尺寸链，如如 。图5.15图5.16图5.17(a)图5.17(b)(c)42图图5.15 5.15 装配装配尺寸链尺寸链43图5.17 平面尺寸链(a)(b)(c)44 长度尺寸链长度尺寸链 尺寸链中各环均为长度量。尺寸链中各环均为长度量。角度尺寸链角度尺寸链 尺寸链中各环均为角度量。由于平行度和尺寸链中各环均为角度量。由于平行度和垂直度分别相当于垂直度分别相当于0 00 0和和90900 0，因此角度尺寸链包括了平行度，因此角度尺寸链包括了平行度和垂直度的尺寸链。如图和垂直度的尺寸链。如图 5.18 5.18所示。所示。图5.18 角度尺寸链45 独
33、立尺寸链独立尺寸链 尺寸链中所有的组成环和封闭环只从属于一个尺尺寸链中所有的组成环和封闭环只从属于一个尺寸链，如图寸链，如图5 51616、517517。并联尺寸链并联尺寸链 两个或两个以上的尺寸链，通过公共环将它们联两个或两个以上的尺寸链，通过公共环将它们联系起来组成并联形式的尺寸链，如图系起来组成并联形式的尺寸链，如图5 51919。(a)(b)图5.19 并联尺寸链46 尺寸链计算是根据结构或工艺上的要求，确定尺寸尺寸链计算是根据结构或工艺上的要求，确定尺寸链中各环的基本尺寸及公差或偏差。计算方法有两种，链中各环的基本尺寸及公差或偏差。计算方法有两种，一种是极值法（也称极大极小法），它是
34、以各组成环的一种是极值法（也称极大极小法），它是以各组成环的最大值和最小值为基础，求出封闭环的最大值和最小值。最大值和最小值为基础，求出封闭环的最大值和最小值。另一种是概率法，它是以概率理论为基础来解算尺寸链另一种是概率法，它是以概率理论为基础来解算尺寸链。47（1 1）封闭环基本尺寸计算）封闭环基本尺寸计算 图图520的尺寸链中的尺寸链中,A。为封闭环，为封闭环，A1、A2、A5为增环，为增环，A3、A4为减环。各环的基本尺寸分别以为减环。各环的基本尺寸分别以A1、A2Ai表示。由图可知：表示。由图可知：A。A1 A2 A5A3A4 结论：尺寸链封闭环的基本尺寸，结论：尺寸链封闭环的基本尺寸
35、，等于各增环的基本尺寸之和减去等于各增环的基本尺寸之和减去各减环基本尺寸之和。写成普遍式为：各减环基本尺寸之和。写成普遍式为：式中式中 m组成环环数；组成环环数；Ai第第i环的基本尺寸；环的基本尺寸；i第第i环的传递系数。环的传递系数。图5.20 尺寸链计算iimiAA1048 由公式（由公式（5.10）可知，当尺寸链中所有增环为最大）可知，当尺寸链中所有增环为最大值，所有减环为最小值时，则封闭环为最大值；反之为值，所有减环为最小值时，则封闭环为最大值；反之为最小值。写成普遍公式为：最小值。写成普遍公式为：min111max11max0inmiimiAAAiimax111min11mininm
36、iimiAAAii(5.11)(5.12)结论：封闭环的最大值等于所有增环的最大值之和减去结论：封闭环的最大值等于所有增环的最大值之和减去所有减环的最小值之和；封闭环的最小值等于所有增环所有减环的最小值之和；封闭环的最小值等于所有增环的最小值之和减去所有减环的最大值之和。的最小值之和减去所有减环的最大值之和。49 应用极值法解尺寸链，具有简便、可靠等优点。但当封闭环应用极值法解尺寸链，具有简便、可靠等优点。但当封闭环公差较小，环数较多时，则各组成环公差就相应地减小，造成公差较小，环数较多时，则各组成环公差就相应地减小，造成了加工困难，成本增加。为了扩大组成环的公差，以便加工容了加工困难，成本增
37、加。为了扩大组成环的公差，以便加工容易，可采用概率法解尺寸链以确定组成环的公差，而不用极值易，可采用概率法解尺寸链以确定组成环的公差，而不用极值法公式法公式T0与与Ti的关系式确定。的关系式确定。（1 1）各环公差值的概率法计算）各环公差值的概率法计算 （2 2）算术平均值二的计算）算术平均值二的计算 （3 3）概率法的近似计算）概率法的近似计算 50小结：机加工方法知识要点 一：机械加工精度的概念一：机械加工精度的概念 1：加工精度的定义：零件加工后的实际几何：加工精度的定义：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程
38、度。2：获得加工精度的方法。：获得加工精度的方法。机械加工中，获得尺寸精度的方法有：试切机械加工中，获得尺寸精度的方法有：试切法、定尺寸法、调整法和自动控制法。法、定尺寸法、调整法和自动控制法。零件的几何形状精度：主要由机床精度或刀零件的几何形状精度：主要由机床精度或刀具精度来保证。具精度来保证。零件的相互位置精度，主要由机床精度，夹零件的相互位置精度，主要由机床精度，夹具精度和工件的装夹精度来保证。具精度和工件的装夹精度来保证。51二：机加工工艺分析二：机加工工艺分析 1：定位基准的选择：定位基准的选择（1）基准的概念）基准的概念 基准是理想的要素，它是确定要素间几基准是理想的要素，它是确定
39、要素间几何关系的依据，根据几何特征可分别称何关系的依据，根据几何特征可分别称为基准点、基准直线、基准平面。由于为基准点、基准直线、基准平面。由于它们都是理想的，所以基准点只有位置它们都是理想的，所以基准点只有位置而无大小，基准直线仅有长度而无宽度，而无大小，基准直线仅有长度而无宽度，基准平面仅考虑范围而不考虑厚度。基准平面仅考虑范围而不考虑厚度。52（2）定位基准的选择）定位基准的选择 粗基准的选择原则：应选择不加工表面作粗基准的选择原则：应选择不加工表面作为粗基准，合理分配各加工表面的余量，为粗基准，合理分配各加工表面的余量，为了保证各加工表面都有足够的加工余量，为了保证各加工表面都有足够的
40、加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准，为了应选择毛坯余量最小的面为粗基准，为了保证重要加工面的余量均匀，应选择重要保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。尽量选用面积大而平整加工面为粗基准。尽量选用面积大而平整的表面为粗基准，以保证定位准确，夹紧的表面为粗基准，以保证定位准确，夹紧可靠。粗基准一般不重复使用，同一尺寸可靠。粗基准一般不重复使用，同一尺寸方向的粗基准一般只能使用一次。方向的粗基准一般只能使用一次。53精基准的选用原则：精基准的选用原则：选择设计基准作为定位基准，以避免选择设计基准作为定位基准，以避免基准不重合误差，即基准不重合误差，即“基准重合原则基准重合原则”。
41、基准统一原则：即尽可能选用统一的基准统一原则：即尽可能选用统一的定位基准加工各个表面，以保证各表面定位基准加工各个表面，以保证各表面间的位置精度。间的位置精度。自为基准原则：当精加工某些重要表自为基准原则：当精加工某些重要表面时，常用其加工表面本身为定位基准，面时，常用其加工表面本身为定位基准，可以提高加工面本身的尺寸和形状精度，可以提高加工面本身的尺寸和形状精度，但不能提高加工面的位置精度。但不能提高加工面的位置精度。54 互为基准原则：对于有位置精度互为基准原则：对于有位置精度要求较高的表面，采用互为基准反要求较高的表面，采用互为基准反复加工，更有利于精度的保证。复加工，更有利于精度的保证
42、。保证工件定位准确，夹紧可靠，保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便的原则。操作方便的原则。552 2：工艺路线的制定：工艺路线的制定：（1）加工阶段的划分：工件的机械加）加工阶段的划分：工件的机械加工常划分为粗加工阶段，半精加工阶段工常划分为粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。和精加工阶段。粗加工阶段的主要任务是切去大部分加粗加工阶段的主要任务是切去大部分加工余量和为以后的工序提供定位精基准。工余量和为以后的工序提供定位精基准。半精加工阶段，达到一定的精度及精加半精加工阶段，达到一定的精度及精加工余量，并完成一些次要表面的加工。工余量，并完成一些次要表面的加工。精加工阶段，使各主要表面达到图
43、样规精加工阶段，使各主要表面达到图样规定的质量要求。定的质量要求。56（2）工序的集中与分散）工序的集中与分散（3）加工余量，工序余量与总）加工余量，工序余量与总余量余量57（4）热处理工序的安排，常见的热处）热处理工序的安排，常见的热处理方法包括退火、正火、调质、时效、理方法包括退火、正火、调质、时效、淬火、渗碳等淬火、渗碳等 退火、正火一般用于锻件、铸件和焊接退火、正火一般用于锻件、铸件和焊接件，安排在毛坯制造之后，粗加工之前件，安排在毛坯制造之后，粗加工之前进行。进行。调质用于各种中碳钢，一般安排在粗加调质用于各种中碳钢，一般安排在粗加工之后，半精加工之前。工之后，半精加工之前。时效，用
44、于精密工件消除切削加工应力，时效，用于精密工件消除切削加工应力，保持尺寸的稳定性，一般安排在半精车、保持尺寸的稳定性，一般安排在半精车、半精磨之后精磨之前。半精磨之后精磨之前。58 淬火用于中碳以上的结构钢和工淬火用于中碳以上的结构钢和工具钢，一般安排在半精加工之后，具钢，一般安排在半精加工之后，磨削加工之前。磨削加工之前。渗碳用于低碳钢钢种，一般安排渗碳用于低碳钢钢种，一般安排在半精加工之后，然后进行淬火在半精加工之后，然后进行淬火或部分去碳后再淬火。或部分去碳后再淬火。59三：车削加工三：车削加工 在车床上利用工件的旋转运动和刀在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动进行切削加工的方法，称具
45、的移动进行切削加工的方法，称为车削加工，其中工件的旋转运动为车削加工，其中工件的旋转运动是主运动，刀具在机床上的运动是是主运动，刀具在机床上的运动是进给运动，车削加工是金属切削加进给运动，车削加工是金属切削加工中最基本的方法，在机械制造业工中最基本的方法，在机械制造业中应用十分广泛。中应用十分广泛。60 1：外圆车削：外圆车削 车外圆常用的车刀：车外圆常用的车刀：90偏刀，偏刀，45弯头车弯头车刀，刀，75直头车刀。直头车刀。工件装夹方式的选择。工件装夹方式的选择。外圆车削的步骤。外圆车削的步骤。2：圆锥面车削：圆锥面车削 小滑板转位法；小滑板转位法；尾座偏移法；尾座偏移法；靠模法。靠模法。3
46、：螺纹加工：螺纹加工：刀具的刃磨和安装；刀具的刃磨和安装；车螺纹车螺纹的进刀方法；的进刀方法；乱扣的原因及预防乱扣的方法；乱扣的原因及预防乱扣的方法；对刀方法；对刀方法；普通螺纹的高速切削。普通螺纹的高速切削。61四：各种磨削形式简介四：各种磨削形式简介 1：内、外圆磨削：内、外圆磨削 工件装夹、有卡盘、两顶尖和心轴工件装夹、有卡盘、两顶尖和心轴 外圆磨床上工件一般用两顶尖装夹，采用的顶外圆磨床上工件一般用两顶尖装夹，采用的顶尖都是死顶尖，以提高加工精度。很少用卡盘尖都是死顶尖，以提高加工精度。很少用卡盘装夹。装夹。经过热处理的工件，中心孔有氧化皮发生变形，经过热处理的工件，中心孔有氧化皮发生
47、变形，所以磨削前，需要修正和研磨。所以磨削前，需要修正和研磨。磨削方法：磨削外圆的方法有纵磨法，横磨磨削方法：磨削外圆的方法有纵磨法，横磨法，阶段磨削法（综合磨削法）和深度磨削法。法，阶段磨削法（综合磨削法）和深度磨削法。磨内圆有纵磨法和横磨法，与磨外圆类似。与磨内圆有纵磨法和横磨法，与磨外圆类似。与磨外圆相比，磨内圆时，同等条件下磨削质量磨外圆相比，磨内圆时，同等条件下磨削质量和生产率都较差。和生产率都较差。62 2：平面磨削：平面磨削 M7120A是应用较广的平面磨床，磨削精度一是应用较广的平面磨床，磨削精度一般可达般可达IT7，表面粗糙度为，表面粗糙度为Ra1.250.63m。平面磨削中
48、有圆周磨削和端面磨削两种，两者平面磨削中有圆周磨削和端面磨削两种，两者相比，圆周磨削的加工质量高，但生产率低。相比，圆周磨削的加工质量高，但生产率低。3：无心外圆磨削：无心外圆磨削 无心磨削在无心磨床上进行，由工件、磨削轮、无心磨削在无心磨床上进行，由工件、磨削轮、导轮和支片组成磨削区域。导轮的作用是带动导轮和支片组成磨削区域。导轮的作用是带动工件作旋转和走刀运动。无心外圆磨削适用于工件作旋转和走刀运动。无心外圆磨削适用于圆柱销、滚针等成批、大量生产零件，效率高。圆柱销、滚针等成批、大量生产零件，效率高。63 4：工具磨床：工具磨床 对一些形状复杂的刀具，如铰刀、拉刀、对一些形状复杂的刀具，如
49、铰刀、拉刀、铣刀等需在工具磨床上刃磨。在工具磨铣刀等需在工具磨床上刃磨。在工具磨床上刃磨刀尖能保证切削部分具有正确床上刃磨刀尖能保证切削部分具有正确的几何角度和尺寸精度及较小的表面粗的几何角度和尺寸精度及较小的表面粗糙度。糙度。5：砂带磨削：砂带磨削 是一种新发展起来的高效率磨削方法，是一种新发展起来的高效率磨削方法，生产效率高、加工成本低、生产安全、生产效率高、加工成本低、生产安全、加工质量较稳定。特别适合于磨削大型加工质量较稳定。特别适合于磨削大型薄板、带材、线材以及长径很大的薄壁薄板、带材、线材以及长径很大的薄壁孔和外圆面、成形面。孔和外圆面、成形面。64五：光整加工五：光整加工 包括超
50、精加工、珩磨、研磨和抛光等方法。包括超精加工、珩磨、研磨和抛光等方法。光整加工必须在精车、精铰、精镗和精磨的光整加工必须在精车、精铰、精镗和精磨的基础上进行。基础上进行。1：超精加工：超精加工 用细粒度的磨具对工件施加很小的压力，并用细粒度的磨具对工件施加很小的压力，并作往复振动和慢速纵向进给，以实现微量磨作往复振动和慢速纵向进给，以实现微量磨削的一种光整加工方法称为超精加工。削的一种光整加工方法称为超精加工。Ra约约在在0.0060.1m之间。之间。2：珩磨：珩磨 经珩磨后的工件表面，表面粗糙度经珩磨后的工件表面，表面粗糙度Ra约在约在0.0250.2m之间，尺寸精度一般达之间，尺寸精度一般
