機(jī)械制造工藝

機(jī)械制造工藝學(xué)第1章機(jī)械制造工藝預(yù)備1.1機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程概述1.2生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn)1.3機(jī)械加工質(zhì)量1.4加工精度的獲得方法1.5機(jī)械加工工藝過(guò)程組成1.6設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)1.7基本尺寸鏈理論1.1機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程概述1.機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)及改進(jìn)過(guò)程現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)與改進(jìn)是極其復(fù)雜的持續(xù)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，大致可以描述為一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，它描述了機(jī)械產(chǎn)品依據(jù)用戶需求反饋信息，不斷改進(jìn)和不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程。機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)與改進(jìn)系統(tǒng)中包含產(chǎn)品決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝編制、產(chǎn)品制造、市場(chǎng)檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)。上述環(huán)節(jié)之中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的斷裂，都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。因此上述環(huán)節(jié)都具有與系統(tǒng)同等的重要性，每個(gè)組成環(huán)節(jié)都具有無(wú)可替代的重要性。因此學(xué)習(xí)機(jī)械制造工藝學(xué)很重要，很有意義。

2.機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械制造過(guò)程是機(jī)械產(chǎn)品從原材料開始到成品之間各相互關(guān)聯(lián)的勞動(dòng)過(guò)程的總和。它包括毛坯制造、零件機(jī)械加工、熱處理、機(jī)器的裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試和油漆包裝等主要生產(chǎn)過(guò)程，也包括專用夾具和專用量具制造、加工設(shè)備維修、動(dòng)力供應(yīng)（電力供應(yīng)、壓縮空氣、液壓動(dòng)力以及蒸汽壓力的供給等）。工藝過(guò)程是指在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配、涂裝等。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過(guò)程，稱為直接生產(chǎn)過(guò)程，是生產(chǎn)過(guò)程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過(guò)程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運(yùn)輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生產(chǎn)過(guò)程。直接機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程可以大致可分為毛坯制造、零件機(jī)械加工與熱處理、機(jī)器裝配和調(diào)試等階段。1.2生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn)

1.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1．生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期通常為1年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱為年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)應(yīng)按下式計(jì)算：

N＝Qn(1+a％)(1+b％)N為零件的年產(chǎn)量，單位件/年；Q為產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位臺(tái)/年；n為每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，單位件/臺(tái)；a％為該零件的備品率；b％為該零件的廢品率。2．生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。人們按照產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、投入生產(chǎn)的批量，可將生產(chǎn)分為：?jiǎn)渭a(chǎn)、批量生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種類型。⑴單件生產(chǎn)是指單個(gè)生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和尺寸的產(chǎn)品，產(chǎn)品生產(chǎn)很少重復(fù)甚至不重復(fù)的生產(chǎn)類型。其生產(chǎn)特點(diǎn)是：產(chǎn)品的種類較多，而同一產(chǎn)品的產(chǎn)量很小，工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變。⑵大量生產(chǎn)是指同一產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常按一定節(jié)奏重復(fù)進(jìn)行某一零件的某一工序加工的生產(chǎn)類型其生產(chǎn)特點(diǎn)是：同一產(chǎn)品的產(chǎn)量大，工作地點(diǎn)較少改變，加工過(guò)程重復(fù)。⑶批量生產(chǎn)是指一年中分批輪流制造幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地點(diǎn)的加工對(duì)象周期性地重復(fù)的生產(chǎn)類型。其生產(chǎn)特點(diǎn)是：產(chǎn)品的種類較少，有一定的生產(chǎn)數(shù)量，加工對(duì)象周期性地改變，加工過(guò)程周期性地重復(fù)。根據(jù)批量的大小又可分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)。小批量生產(chǎn)的工藝特征接近單件生產(chǎn)，大批量生產(chǎn)的工藝特征接近大量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型劃分1.3機(jī)械加工質(zhì)量

機(jī)械零件的加工質(zhì)量主要包括零件的加工精度和零件的表面加工質(zhì)量。

1.3.1加工精度的含義加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(包括尺寸、形狀和位置)對(duì)理想幾何參數(shù)的符合程度。加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。(1)尺寸精度

尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之間實(shí)際尺寸與理想尺寸之間的符合程度。其中理想尺寸是指零件圖上所標(biāo)注的有關(guān)尺寸的平均值。(2)形狀精度

形狀精度是指加工后零件表面實(shí)際形狀與表面理想形狀之間的符合程度。其中表面理想形狀是指絕對(duì)準(zhǔn)確的表面形狀，如圓柱面、平面、球面、螺旋面等。(3)位置精度

位置精度是指加工后零件表面之間實(shí)際位置與表面之間理想位置的符合程度。其中表面之間理想位置是絕對(duì)準(zhǔn)確的表面之間位置，如兩平面垂直、兩平面平行、兩圓柱面同軸等。1.3.2加工表面質(zhì)量的含義加工表面質(zhì)量包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：加工表面的幾何形狀誤差和表面層的物理力學(xué)性能。1．加工表面的幾何形狀誤差加工表面的幾何形狀誤差主要包括表面粗糙度、波度和紋理方向等。(1)表面粗糙度

表面粗糙度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，表面粗糙度的波距小于1mm。(2)波度

加工表面不平度中波距在1～10mm的幾何形狀誤差，它是由機(jī)械加工中的振動(dòng)引起的。宏觀幾何形狀誤差是波距大于10mm的加工表面不平度，例如圓度誤差、圓柱度誤差等，它們屬于加工精度范疇，宏觀幾何形狀誤差不在本章討論之列。(3)紋理方向

紋理方向是機(jī)械加工時(shí)在零件加工表面形成的刀紋方向。它取決于表面形成過(guò)程中所采用的機(jī)械加工方法。

2．表面層的物理力學(xué)性能由于機(jī)械加工中力因素和熱因素的綜合作用，使工件加工表面的物理力學(xué)性能將發(fā)生一定的變化，主要反映在以下幾個(gè)方面。(1)表面層金屬的冷作硬化

表面層金屬硬度的變化用硬化程度和深度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。在機(jī)械加工過(guò)程中，工件表面層金屬都會(huì)有一定程度的冷作硬化，使表面層金屬的顯微硬度有所提高。一般情況中，硬化層的深度可達(dá)0.05～0.30mm；若采用滾壓加工，硬化層的深度可達(dá)幾個(gè)毫米。(2)表面層金屬的金相組織變化

機(jī)械加工過(guò)程中，切削熱會(huì)引起表面層金屬的金相組織發(fā)生變化。(3)表面層金屬的殘余應(yīng)力

由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金屬晶格會(huì)發(fā)生不同程度的塑性變形或產(chǎn)生金相組織的變化，使表層金屬產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

1.3.3加工表面質(zhì)量對(duì)使用性能的影響1.表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響1）表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響表面越粗糙，有效接觸面積就越小，這樣微觀凸峰很快就會(huì)被磨掉。若被磨掉的金屬微粒落在相配合的摩擦表面之間，則會(huì)加速磨損過(guò)程，即使在有潤(rùn)滑液存在的情況下，也會(huì)因?yàn)榻佑|點(diǎn)處壓強(qiáng)過(guò)大，破壞油膜，產(chǎn)生磨粒磨損。一般說(shuō)來(lái)，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，有效接觸面積會(huì)隨著磨損增加而增大。這是因?yàn)楸砻娲植诙戎颠^(guò)小，零件間的金屬微觀粒子間親和力增加，表面的機(jī)械咬合作用增大，且潤(rùn)滑液不易儲(chǔ)存，磨損反而增加。圖1.4表示表面粗糙度數(shù)值與起始磨損量的關(guān)系曲線。表面粗糙度數(shù)值與起始磨損量的關(guān)系曲線2)表面紋理對(duì)耐磨性的影響表面紋理形狀及刀紋方向會(huì)影響有效接觸面積與潤(rùn)滑液的存留，它們對(duì)耐磨性也有一定影響。一般來(lái)說(shuō)，尖峰狀的表面紋理的摩擦副接觸面壓強(qiáng)大，零件表面的耐磨性較差；圓弧狀、凹坑狀表面紋理的摩擦副接觸面壓強(qiáng)小，零件表面耐磨性好。在運(yùn)動(dòng)副中，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件表面的刀紋方向均與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，耐磨性較好；兩者的刀紋方向均與運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，耐磨性最差；其余情況居于上述兩種狀態(tài)之間。3)表面層的物理力學(xué)性能對(duì)耐疲勞性的影響表面層金屬的冷作硬化能夠提高零件的耐磨性。一般地，冷作硬化可以提高表層顯微硬度，減少接觸部分變形，從而提高耐磨性。

2．表面質(zhì)量對(duì)耐疲勞性的影響1)表面粗糙度對(duì)耐疲勞性的影響表面粗糙度對(duì)承受交變載荷零件的疲勞強(qiáng)度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度值大，容易產(chǎn)生疲勞裂紋，其抵抗疲勞破壞的能力較差；表面粗糙度值小，表面缺陷少，工件耐疲勞性較好。2)表面層的物理力學(xué)性能對(duì)耐疲勞性的影響表面層金屬的冷作硬化一定會(huì)存在殘余壓應(yīng)力，殘余壓應(yīng)力在一定程度上能夠阻止疲勞裂紋的生長(zhǎng)，可提高零件的耐疲勞強(qiáng)度。

3．表面質(zhì)量對(duì)耐蝕性的影響1)表面粗糙度對(duì)耐蝕性的影響零件的表面粗糙度對(duì)耐蝕性影響很大。表面粗糙度值小，有助于減少加工表面與外界氣體、液體接觸的面積，有助于減少腐蝕物質(zhì)沉積，因此有助于提高耐蝕性能。2)表面層力學(xué)物理性能對(duì)耐蝕性的影響當(dāng)零件表面層有殘余壓應(yīng)力時(shí)，能夠阻止表面裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)大，有利于提高零件表面抵抗腐蝕的能力。4．表面質(zhì)量對(duì)零件配合質(zhì)量的影響零件的表面粗糙度一方面會(huì)影響零件磨損，間接影響零件配合質(zhì)量；另一方面零件的表面粗糙度會(huì)影響配合表面的實(shí)際有效接觸面積，影響接觸剛度。當(dāng)承受較大載荷時(shí)，兩表面相配合表面微觀變形較大，對(duì)零件配合產(chǎn)生影響。1.工件尺寸精度獲得方法在機(jī)械加工中，獲得尺寸精度的方法主要有下面四種。1)試切法試切法是最早采用的獲得零件尺寸精度加工方法，同時(shí)也是目前常用的能獲得高精度尺寸的主要加工方法之一。試切法是在零件加工過(guò)程中不斷對(duì)已加工表面的尺寸進(jìn)行測(cè)量，以測(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù)調(diào)整刀具相對(duì)工件加工表面的位置，進(jìn)行嘗試切削，直至達(dá)到工件要求尺寸精度的加工方法。例如軸類零件上軸頸尺寸的試切車削加工和軸頸尺寸的在線測(cè)量磨削、箱體零件孔系的試鏜加工及精密量塊的手工精研等都是采用試切法加工。2)調(diào)整法調(diào)整法是在成批生產(chǎn)條件下經(jīng)常采用的一種加工方法。調(diào)整法是按試切好的工件尺寸、標(biāo)準(zhǔn)件或?qū)Φ秹K等調(diào)整并確定刀具相對(duì)工件定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)確位置，在保持此準(zhǔn)確位置不變的條件下，對(duì)一批工件進(jìn)行加工的方法。例如在多刀車床或六角自動(dòng)車床上加工軸類零件、在銑床上銑槽、在無(wú)心磨床上磨削外圓及在搖臂鉆床上用鉆床夾具加工孔系等都是采用調(diào)整法加工。

1.4加工精度的獲得方法

3)定尺寸刀具法定尺寸刀具法是在加工過(guò)程中依靠刀具或組合刀具尺寸保證被加工零件尺寸精度的一種加工方法。如用方形拉刀拉方孔，用鉆頭、擴(kuò)孔鉆或鉸刀加工內(nèi)孔，用組合銑刀銑工件兩側(cè)面和槽面等。4)自動(dòng)控制法自動(dòng)控制法是在加工過(guò)程中，通過(guò)由尺寸測(cè)量裝置、動(dòng)力進(jìn)給裝置和控制機(jī)構(gòu)等組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)，使加工過(guò)程中的尺寸測(cè)量、刀具的補(bǔ)償調(diào)整和切削加工等一系列工作自動(dòng)完成，從而自動(dòng)獲得所要求尺寸精度的一種加工方法。例如在無(wú)心磨床上磨削軸承圈外圓時(shí)，通過(guò)測(cè)量裝置控制導(dǎo)輪架進(jìn)行微量的補(bǔ)償進(jìn)給，從而保證工作的尺寸精度；在數(shù)控機(jī)床上，通過(guò)數(shù)控裝置、測(cè)量裝置及伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制刀具在加工時(shí)應(yīng)具有的準(zhǔn)確位置，從而保證零件的尺寸精度等。

2.形狀精度的獲得方法在機(jī)械加工中，獲得形狀精度的方法主要有下面兩種。1)成形運(yùn)動(dòng)法以刀具的刀尖作為一個(gè)點(diǎn)相對(duì)工件做有規(guī)律的切削成形運(yùn)動(dòng)，從而使加工表面獲得所要求形狀的加工方法。刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的切削成形面即是工件的加工表面。機(jī)器零件形狀一般由幾種簡(jiǎn)單的幾何形面及其組合構(gòu)成。例如，由圓柱面、圓錐面、平面、球面、螺旋面和漸開線面等及它們的組合構(gòu)成了常見零件的表面形狀，上述典型幾何形面都可通過(guò)成形運(yùn)動(dòng)法加工出來(lái)。為了提高效率，采用刀具的整個(gè)切削刃口加工工件。如采用拉刀、成形車刀及寬砂輪等對(duì)工件進(jìn)行加工。2)非成形運(yùn)動(dòng)法采用非成形運(yùn)動(dòng)法加工零件形狀時(shí)，零件表面形狀精度的獲得不是依靠刀具相對(duì)工件的準(zhǔn)確成形運(yùn)動(dòng)，而是依靠在加工過(guò)程中對(duì)加工表面形狀的不斷檢驗(yàn)和工人對(duì)其進(jìn)行精細(xì)修整。雖然非成形運(yùn)動(dòng)法是獲得零件表面形狀精度最原始的加工方法，也是某些復(fù)雜的形狀表面和形狀精度要求很高表面的加工方法。例如精密刮研高精度測(cè)量平臺(tái)，精研具有較復(fù)雜空間型面鍛模，手工研磨精密絲杠等。

3.位置精度的獲得方法獲得位置精度的機(jī)械加工方法主要有下面兩種。1)一次裝夾獲得法零件有關(guān)表面間的位置精度是在工件的同一次裝夾中，由各有關(guān)刀具相對(duì)工件的成形運(yùn)動(dòng)之間的位置關(guān)系保證的。軸類零件加工時(shí)，將零件主要外圓、端面和端臺(tái)均在工件一次裝夾中加工完成，則可以保證它們同軸度與垂直度等位置精度要求；在箱體零件加工時(shí)，將孔系中重要孔安排在工件一次裝夾中加工，可以保證孔間的同軸度、平行度，以及垂直度。2)多次裝夾獲得法當(dāng)零件復(fù)雜程度較大，在一次裝夾中無(wú)法將重要表面全部加工完，需要多次裝夾工件才能完成零件主要表面加工，這時(shí)零件位置精度獲得方法是多次裝夾獲得法。采用多次裝夾獲得法加工時(shí)，零件有關(guān)表面間的位置精度是由刀具相對(duì)工件的成形運(yùn)動(dòng)與工件定位基準(zhǔn)面之間的位置關(guān)系保證的。如軸類零件上鍵槽對(duì)外圓表面的對(duì)稱度，箱體平面與平面之間的平行度、垂直度，箱體孔與平面之間的平行度和垂直度等，均可采用多次裝夾獲得法。在多次裝夾獲得法中，又可根據(jù)工件的不同裝夾方式劃分為直接裝夾法、找正裝夾法和夾具裝夾法。1.5機(jī)械加工工藝過(guò)程組成為了更精確描述生產(chǎn)過(guò)程的工藝問(wèn)題，需要可以將工序細(xì)分為安裝、工步、走刀，它們的層次關(guān)系大致如圖1.5所示。

1.工序工序是一個(gè)或一組工人，在相同的工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。零件的機(jī)械加工過(guò)程就是該零件加工工序的序列。工序是工藝過(guò)程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的基本單元。一個(gè)零件的加工過(guò)程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜程度、其加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定。例如，分別按照單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型，劃分工藝過(guò)程。單件生產(chǎn)小批生產(chǎn)大批量生產(chǎn)2.安裝安裝指在一道工序中，工件經(jīng)一次定位夾緊后所完成的那一部分工序內(nèi)容。安裝概念原指工件在機(jī)床上的固定與夾緊，在機(jī)械制造工藝學(xué)中，安裝概念被賦予新的內(nèi)涵，其內(nèi)容是一部分工序內(nèi)容。如表1.3中工序1是兩次安裝，如表1.4中工序1和2都是兩個(gè)安裝，而表1.5中各工序都是一個(gè)安裝。在大批大量生產(chǎn)中，減少工序中安裝數(shù)目，將增加工件每次裝夾中完成的加工內(nèi)容，有助于提高和保證加工精度；增加工序中安裝數(shù)目，將簡(jiǎn)化工件每次裝夾中完成的加工內(nèi)容，可以提高機(jī)械加工的專業(yè)化分工，以提高生產(chǎn)率。

機(jī)械制造工藝學(xué)中，安裝指齒輪毛坯經(jīng)一次定位夾緊后，在工件沒(méi)有取下來(lái)，所進(jìn)行的切削加工（銑齒）內(nèi)容。安裝舉例3.工位在工藝過(guò)程的一個(gè)安裝中，通過(guò)分度（或移動(dòng)）裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床床身變換加工位置，則把每一個(gè)加工位置上的一部分安裝內(nèi)容稱為工位。在機(jī)械制造工藝學(xué)中，工位概念是機(jī)床夾具的工位概念的轉(zhuǎn)義，專指在某工位上完成的工藝過(guò)程，其內(nèi)容是一部分工序內(nèi)容。圖示表示了多工位加工的例子；一個(gè)安裝包含四個(gè)工位的例子。依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，夾具具有四個(gè)工位，在每一個(gè)工位完成一定的工序內(nèi)容。工位I處，裝夾與卸下工件；工位II處，鉆孔；工位III處，擴(kuò)孔；工位IV處，絞孔。4.工步工步是指在加工表面、刀具和切削用量（不包括背吃刀量）均保持不變的情況下所完成的那一部分工序內(nèi)容。在多刀車床、轉(zhuǎn)塔車床的加工中經(jīng)常有這種情況，有時(shí)為了提高生產(chǎn)效率，經(jīng)常出現(xiàn)用幾把刀具同時(shí)分別加工幾個(gè)表面的工步，這種工步稱為復(fù)合工步。在工藝文件上，復(fù)合工步也被視為一個(gè)工步。圖示復(fù)合工步用兩把車刀和一個(gè)鉆頭，同時(shí)加工外圓和孔。

立軸轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)刀架復(fù)合工步加工

刨平面復(fù)合工步鉆孔、擴(kuò)孔復(fù)合工步組合銑刀銑平面復(fù)合工步5.走刀在一個(gè)工步內(nèi)，因加工余量較大，需用同一刀具、在同一轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量的情況下對(duì)同一表面進(jìn)行多次切削，每次切削稱為一次走刀。下圖所示的走刀示意圖中，加工包含兩個(gè)工步，第1工步只有一個(gè)工步I；第2工步則包含兩個(gè)走刀II和走刀III。走刀是構(gòu)成機(jī)械加工過(guò)程的最小單元。

基準(zhǔn)是指用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。按基準(zhǔn)的用途和作用，可將其分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類，如下圖所示。1.6設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)

1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)。如圖1.11所示零件結(jié)構(gòu)，需要在階梯軸零件上確定平面B的位置。在設(shè)計(jì)零件時(shí)，B平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)可以有多種選擇（也即，B平面尺寸有多種標(biāo)注方式）。例如，圖a所示的零件H1尺寸以軸線S1為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖b所示的零件H2尺寸以母線S2為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；圖c所示的零件H3尺寸以母線S3為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（一）單一尺寸互為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（二）明確指出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不平等情況設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（三）加工關(guān)系又先后先加工為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)舉例（四）多個(gè)同方向尺寸公共起點(diǎn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)2.工藝基準(zhǔn)

工藝基準(zhǔn)是在工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。依據(jù)它們?cè)诠に囘^(guò)程中的不同應(yīng)用，工藝基準(zhǔn)可分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。

1)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)是在工序圖上，用來(lái)確定本工序所加工的表面，加工后的尺寸、形狀、位置。它是某一工序加工表面所要達(dá)到的加工尺寸（即工序尺寸）的起點(diǎn)。下圖是某工序圖，G1表面和G2表面是工序基準(zhǔn)。

2）定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)是在加工過(guò)程中用作工件定位的基準(zhǔn)。如圖1.11所示的零件加工時(shí)，定位基準(zhǔn)可以有多種選擇，例如圖a用三爪卡盤夾持工件，以軸線W1為定位基準(zhǔn)；圖b表示用V形塊定位，以軸線W2為定位基準(zhǔn)；圖c用虎鉗夾持工件大圓柱體，用支撐釘定位，以母線W3為定位基準(zhǔn)；圖d用虎鉗夾持工件小圓柱體，用支撐釘定位，以母線W4為定位基準(zhǔn)。

如果需要用于加工定位的工件表面是斜面或曲面等不便于定位的表面.為了加工工件時(shí)定位方便，在工件上專門加工出定位面作為定位基準(zhǔn)，這樣的定位基準(zhǔn)稱為附加基準(zhǔn)。相對(duì)應(yīng)，利用零件原有表面作定位基準(zhǔn)，稱之為固有基準(zhǔn)。舉例：軸類零件用于加工定位的頂尖孔就是典型的附加基準(zhǔn)；三爪卡盤裝夾零件時(shí)，則用于定位的圓柱表面是典型的固有基準(zhǔn)。

附加基準(zhǔn)3）測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)是零件測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。采用不同的測(cè)量方法，如圖1.11所示的零件的測(cè)量基準(zhǔn)可以有多種，例如：圖a以軸線C1為測(cè)量基準(zhǔn)；圖b表示用量規(guī)檢測(cè)時(shí)，以母線C2為測(cè)量基準(zhǔn)；圖c用卡尺檢測(cè)時(shí)，以母線C3為測(cè)量基準(zhǔn)。

4）裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)是裝配時(shí)確定零件或部件在機(jī)器中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。例如，下圖是某裝配結(jié)構(gòu)圖的局部，Z1圓柱表面和Z2端面是齒輪在軸上的裝配基準(zhǔn)。1.7基本尺寸鏈理論

1.7.1尺寸鏈概念、組成及特性尺寸鏈?zhǔn)侵冈跈C(jī)器裝配或零件加工過(guò)程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組。1）尺寸鏈的組成組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。尺寸鏈的環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)。尺寸鏈封閉環(huán)是尺寸鏈中最終間接獲得或間接保證精度的那個(gè)環(huán)。每個(gè)尺寸鏈中必有一個(gè)封閉環(huán)，且只有一個(gè)封閉環(huán)。裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)是決定機(jī)器裝配精度的環(huán)；工藝尺寸鏈中，封閉環(huán)必須在加工順序確定后才能判斷。尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其它環(huán)都稱為組成環(huán)。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。若在其它組成環(huán)不變的條件下，某一組成環(huán)的尺寸增大，封閉環(huán)的尺寸也隨之增大，則該組成環(huán)稱為增環(huán)；反之，則為減環(huán)。尺寸鏈一般都用尺寸鏈圖表示。尺寸鏈圖建立過(guò)程及增環(huán)和減環(huán)判別方法某零件部分尺寸關(guān)系見圖1.16(a)，其機(jī)械加工工藝要求B表面與C表面間尺寸為間接保證尺寸，確定其為封閉環(huán)。再?gòu)姆忾]環(huán)出發(fā)，按照零件尺寸間的聯(lián)系，用首尾相接的尺寸線依次表示各組成環(huán)，而構(gòu)成的尺寸圖就是尺寸鏈圖，見圖1.16(b)。利用尺寸鏈圖可以判斷各組成環(huán)是增環(huán)或減環(huán)。首先選定一個(gè)環(huán)繞方向，如順時(shí)針?lè)较?。按照環(huán)繞方向，在尺寸鏈的封閉環(huán)和組成環(huán)上依次畫上一個(gè)箭頭，如圖1.16(b）所示。凡是箭頭方向與封閉環(huán)的箭頭方向相反的組成環(huán)均為增環(huán)；反之，則為減環(huán)。

圖1.16(a)圖1.16(b)2）尺寸鏈的特性尺寸鏈的主要特性是封閉性和關(guān)聯(lián)性。封閉性是指尺寸鏈中各尺寸的排列呈封閉形式。尺寸排列沒(méi)有封閉的不能成為尺寸鏈。關(guān)聯(lián)性是指尺寸鏈中任何一個(gè)直接獲得尺寸及其精度的變化，都將影響間接獲得或間接保證的那個(gè)尺寸及其精度的變化。

1.7.2尺寸鏈的分類尺寸鏈有多種不同分類型式，按尺寸幾何特征分為長(zhǎng)度尺寸鏈與角度尺寸鏈；按尺寸鏈用途分為裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈；按其在空間的位置分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。長(zhǎng)度尺寸鏈?zhǔn)怯砷L(zhǎng)度尺寸構(gòu)成的尺寸鏈。長(zhǎng)度尺寸描述了零件兩要素之間距離。角度尺寸鏈?zhǔn)怯山嵌瘸叽鐦?gòu)成的尺寸鏈。角度尺寸描述了兩要素之間位置關(guān)系。角度尺寸鏈各環(huán)尺寸為角度量、平行度、垂直度等等。裝配尺寸鏈?zhǔn)窃跈C(jī)器設(shè)計(jì)或裝配過(guò)程中，由一些相關(guān)零件的尺寸形成有聯(lián)系封閉的尺寸組。零件尺寸鏈?zhǔn)峭涣慵嫌筛鱾€(gè)設(shè)計(jì)尺寸構(gòu)成相互有聯(lián)系封閉的尺寸組。設(shè)計(jì)尺寸是指設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注的尺寸。工藝尺寸鏈?zhǔn)橇慵跈C(jī)械加工過(guò)程中，同一零件上由各個(gè)工藝尺寸構(gòu)成相互有聯(lián)系封閉的尺寸組。工藝尺寸是指工序尺寸、定位尺寸、基準(zhǔn)尺寸。直線尺寸鏈?zhǔn)侨凯h(huán)都位于兩條或幾條平行的直線上的尺寸鏈。平面尺寸鏈?zhǔn)侨凯h(huán)都位于一個(gè)或幾個(gè)平行的平面上，但其中某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。平面尺寸鏈求解方法是將平面尺寸鏈中各有關(guān)組成環(huán)按平行于封閉環(huán)方向投影，就可將平面尺寸鏈簡(jiǎn)化為直線尺寸鏈來(lái)計(jì)算?？臻g尺寸鏈?zhǔn)悄承┙M成環(huán)沒(méi)有位于平行于封閉環(huán)的平面上的尺寸鏈。空間尺寸鏈求解方法如下：一般將空間尺寸鏈按三維坐標(biāo)分解，轉(zhuǎn)化成平面尺寸鏈或直線尺寸鏈。然后根據(jù)需要，求解平面尺寸鏈或直線尺寸鏈。

1.7.3尺寸鏈的基本計(jì)算方法工藝尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種，即極值法和概率法。1.極值法極限法是以實(shí)現(xiàn)同規(guī)格零件完全互換為目標(biāo)，按照尺寸鏈各組成環(huán)出現(xiàn)極值的綜合誤差情況計(jì)算封閉環(huán)。極值法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、可靠。缺點(diǎn)是當(dāng)組成環(huán)數(shù)目較多時(shí)，會(huì)使計(jì)算結(jié)果過(guò)于嚴(yán)格，超出許可條件或超出機(jī)械加工能力，而造成加工困難。極值法計(jì)算公式如下：1）封閉環(huán)的基本尺寸：封閉環(huán)的基本尺寸等于組成環(huán)環(huán)尺寸的代數(shù)和，即

式中，為封閉環(huán)的的尺寸；為增環(huán)的基本尺寸；為減環(huán)的基本尺寸；m為增環(huán)的環(huán)數(shù)；n為包括封閉環(huán)在內(nèi)的尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。

2）封閉環(huán)的極限尺寸：封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。故極值法也稱為極大極小法。即

3）封閉環(huán)的上偏差與下偏差：封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和，即

式中：、分別為增環(huán)和減環(huán)的上偏差；、分別為增環(huán)和減環(huán)的下偏差。封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和，即

4）封閉環(huán)的公差：封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，即

2.概率法依據(jù)概率理論，零件尺寸出現(xiàn)極值情況往往是小概率事件。概率法是以保證大多數(shù)同規(guī)格零件具有互換性為目標(biāo)，按照尺寸鏈各組成環(huán)出現(xiàn)大概率事件的綜合誤差情況計(jì)算封閉環(huán)。概率法的優(yōu)點(diǎn)是能夠依據(jù)零件加工尺寸的概率分布情況，適當(dāng)放寬對(duì)組成環(huán)的要求。特別是當(dāng)尺寸鏈的組成環(huán)數(shù)目較多時(shí)，不至于使計(jì)算結(jié)果過(guò)于嚴(yán)格，以至于使機(jī)械加工制造成本過(guò)高或超出現(xiàn)有機(jī)械加工能力。缺點(diǎn)是尺寸鏈計(jì)算較為繁瑣，且會(huì)出現(xiàn)少量不合格品。概率法在工藝尺寸鏈計(jì)算中應(yīng)用相對(duì)較少。概率法計(jì)算公式參見本書機(jī)器裝配工藝規(guī)程有關(guān)章節(jié)及相關(guān)參考資料。

1.7.4尺寸鏈計(jì)算公式的使用方法尺寸鏈計(jì)算公式使用方法有如下三種：1)正計(jì)算

尺寸鏈正計(jì)算是已知尺寸鏈各組成環(huán)，計(jì)算封閉環(huán)。尺寸鏈正計(jì)算主要用來(lái)驗(yàn)算尺寸設(shè)計(jì)的正確性，也稱校核計(jì)算。既可以用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)算，也可以用于工藝設(shè)計(jì)驗(yàn)算。2)反計(jì)算

尺寸鏈反計(jì)算是已知尺寸鏈封閉環(huán)和各組成環(huán)的基本尺寸，計(jì)算各組成環(huán)的極限偏差。尺寸鏈反計(jì)算主要用在設(shè)計(jì)計(jì)算上，即根據(jù)機(jī)器的技術(shù)指標(biāo)（即技術(shù)要求）來(lái)分配各零件的公差。既可以用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，也可以用于工藝設(shè)計(jì)。3)中間計(jì)算

尺寸鏈中間計(jì)算是已知尺寸鏈封閉環(huán)和部分組成環(huán)的極限尺寸，計(jì)算某一組成環(huán)的極限尺寸。尺寸鏈中間計(jì)算常常用在工藝上。通常，尺寸鏈反計(jì)算和中間計(jì)算通稱為設(shè)計(jì)計(jì)算。

1.7.5工藝尺寸鏈的應(yīng)用同工藝尺寸鏈相比，裝配尺寸鏈還有一些特殊性，而且裝配尺寸鏈與裝配工藝過(guò)程聯(lián)系密切。裝配尺寸鏈內(nèi)容將在本書第6章裝配工藝規(guī)程中探討。這里將講述工藝尺寸鏈計(jì)算應(yīng)用問(wèn)題工藝尺寸鏈?zhǔn)墙鉀Q機(jī)械加工工藝問(wèn)題的一種重要手段。工藝尺寸鏈計(jì)算問(wèn)題的關(guān)鍵是正確地確定尺寸鏈的封閉環(huán)。下面用例子介紹工藝尺寸鏈的應(yīng)用。1.測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不一致，測(cè)量尺寸換算問(wèn)題

例1.1

零件結(jié)構(gòu)如圖1.17(a)所示，由于尺寸15不便測(cè)量，需要通過(guò)檢驗(yàn)尺寸A2判斷零件合格與否。

解：尺寸是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.17(b)。檢驗(yàn)尺寸計(jì)算過(guò)程如下：

，A2=25，EIA2=0，ESA2=0.19則，A2=mm。

從計(jì)算結(jié)果看，尺寸A2公差帶較A0公差帶小，換句話說(shuō)，用尺寸A2檢驗(yàn)產(chǎn)品，精度要求提高了。本例說(shuō)明：測(cè)量基準(zhǔn)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。必須指出：由于測(cè)量基準(zhǔn)不一致，零件檢驗(yàn)尺寸換算，導(dǎo)致檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了改變，可能會(huì)造成假?gòu)U品的誤判。例如，實(shí)際加工尺寸A1真值為39.84，合格；實(shí)際加工尺寸A2真值為24.84，超出A2計(jì)算值，用尺寸A2判斷零件為不合格品。然而實(shí)際情況是A0為15，合格。真實(shí)情況是該零件是合格品。

假?gòu)U品分析：2.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不一致，工序尺寸換算問(wèn)題例1.2

零件結(jié)構(gòu)如圖1.18(a)所示，尺寸35±0.3已經(jīng)加工，接下來(lái)的工序加工B表面，即尺寸。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是C表面?，F(xiàn)在假定B表面加工工序需要以D表面作為定位基準(zhǔn)。則需要確定B表面加工工序尺寸。

解：尺寸35±0.3是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.18(b)。工序尺寸計(jì)算過(guò)程如下：，解得A2=25。，解得EIA2=-0.1。，解得ESA2=+0.1。則從計(jì)算結(jié)果看，用尺寸加工B表面，加工精度要求提高了。本例說(shuō)明：工藝基準(zhǔn)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致3.以尚未加工表面為基準(zhǔn)的工序尺寸換算問(wèn)題

例1.3

零件局部結(jié)構(gòu)如圖1.19(a)所示，軸孔硬度要求高，需淬火處理。由于淬火處理后，鍵槽無(wú)法加工。因此必須將鍵槽加工工序安排在熱處理前完成，試確定鍵槽加工工序尺寸。工序安排如下：(1)拉孔至工序尺寸；(2)插鍵槽至工序尺寸；(3)淬火處理；(4)磨孔至尺寸，同時(shí)保證尺寸

解：尺寸是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.19(b)。工序尺寸換算過(guò)程如下：，解得43.4，解得0.315。，解得+0.05。則4.熱處理表層深度控制問(wèn)題例1.4

圖1.20(a)所示零件，表面F需要滲氮處理，試確定滲氮處理工序滲氮層深度。工序安排如下：(1)精車F面至工序尺寸；(2)滲氮處理；(3)磨F面至尺寸，同時(shí)保證滲氮層深度為0.3~0.7mm。

問(wèn)題分析：由于熱處理后需要磨削加工，需要預(yù)留磨削加工余量。因此滲氮處理時(shí)的滲氮層深度是從F面的工序尺寸確定的。因此需要換算滲氮處理工序的滲氮層深度數(shù)值。

解：滲氮層深度為0.3~0.7mm是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.20(b)。工序尺寸換算過(guò)程如下：，A3=0.45，ESA3=0.38。，EIA3=0.025。則，滲氮層深度0.475~0.83mm。

習(xí)題及思考題第2章機(jī)械加工工藝規(guī)程2.1機(jī)械加工工藝規(guī)程2.2機(jī)械加工工藝性審查2.3毛坯的選擇2.4工藝路線的擬定2.5工序設(shè)計(jì)2.6數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)概述2.7工藝方案的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析2.1機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。通常，機(jī)械加工工藝規(guī)程是用規(guī)定的表格或卡片等形式描述了某種具體生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過(guò)程和操作方法。機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)機(jī)械零件生產(chǎn)的技術(shù)文件，而且是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的具有約束力文件。工藝規(guī)程是在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論和必要的工藝實(shí)驗(yàn)后制定的，反映了加工中的客觀規(guī)律。經(jīng)過(guò)審批確定下來(lái)的機(jī)械加工工藝規(guī)程，不得隨意變更，若要修改與補(bǔ)充，則必須經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論和重新審批。1.機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用機(jī)械工藝規(guī)程在指導(dǎo)生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的根據(jù)，所有從事機(jī)械零件生產(chǎn)的人員都要嚴(yán)格、認(rèn)真地貫徹執(zhí)行，用它指導(dǎo)生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低成本。（2）工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)在生產(chǎn)管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應(yīng)、通用工藝裝備的準(zhǔn)備、機(jī)床負(fù)荷調(diào)整、專用工藝裝備設(shè)計(jì)制造、作業(yè)計(jì)劃編排、勞動(dòng)力的組織及生產(chǎn)成本核算等都要以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)。工藝裝備是指機(jī)械零件加工時(shí)所使用的刀具、夾具、量檢具、模具等各種工具的總稱。（3）工藝規(guī)程是新、擴(kuò)建工廠或車間的基本資料在新建或擴(kuò)建工廠、車間時(shí)，需要工藝規(guī)程才能準(zhǔn)確地確定所需機(jī)床種類和數(shù)量，工廠或車間的面積，機(jī)床的平面布置，生產(chǎn)工人的工種、等級(jí)、數(shù)量，以及各輔助部門的安排。

2.制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則通常，制定機(jī)械加工工藝規(guī)程應(yīng)遵循如下原則：（1）機(jī)械加工工藝規(guī)程制定應(yīng)保證零件設(shè)計(jì)圖樣上所有技術(shù)要求能夠?qū)崿F(xiàn)。在編制機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖樣上某一技術(shù)要求不適當(dāng)，需向設(shè)計(jì)部門提出建議并與之協(xié)商，不可擅自修改設(shè)計(jì)圖樣或不按設(shè)計(jì)圖樣上的要求去做。（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程制定應(yīng)必須能滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求。（3）在滿足技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)要求的前提下，所制定機(jī)械加工工藝規(guī)程應(yīng)使生產(chǎn)成本最低。（4）機(jī)械加工工藝規(guī)程制定應(yīng)注意減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全。

3.制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料制定機(jī)械加工工藝規(guī)程需要依據(jù)必要原始資料，主要包括如下幾個(gè)方面：（1）產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖（包括裝配圖、零件圖及必要設(shè)計(jì)技術(shù)文件等）；（2）產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；（3）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型；（4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件；（5）各種有關(guān)技術(shù)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)及其它指導(dǎo)性文件資料。

4.制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的過(guò)程與步驟機(jī)械加工工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的約束性技術(shù)文件，它的編制須按照一定的程序步驟，并包含特定內(nèi)容。機(jī)械加工工藝規(guī)程制定過(guò)程與步驟大體如下：（1）機(jī)械加工工藝性審查

閱讀機(jī)器產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙，了解機(jī)器產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在機(jī)器中的地位和作用。審查設(shè)計(jì)圖紙的完整性、統(tǒng)一性；審查設(shè)計(jì)圖紙的結(jié)構(gòu)工藝性；審查圖樣標(biāo)注的合理性；審查材料選用的合理性。（2）毛坯選擇毛坯選擇需要考慮零件的結(jié)構(gòu)、作用、生產(chǎn)綱領(lǐng)，還必需注意零件毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)條件。（3）機(jī)械加工工藝路線擬定這是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的核心。其主要內(nèi)容有：確定加工定位基準(zhǔn)；確定工序劃分采用工序集中原則還是工序分散原則；確定各加工表面的加工方法；將機(jī)械加工工藝過(guò)程劃分為幾個(gè)加工階段；安排加工順序以及安排熱處理、檢驗(yàn)和其它工序等。（4）工序設(shè)計(jì)為各工序選擇機(jī)床及工藝裝備，對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備應(yīng)提出具體設(shè)計(jì)任務(wù)書；確定零件加工過(guò)程中工序或工步的切削用量；依據(jù)圖紙要求和工藝路線，確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差；繪制工序簡(jiǎn)圖。依據(jù)圖紙和技術(shù)要求，確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。確定生產(chǎn)過(guò)程中各道工序的時(shí)間定額。（5）填寫工藝文件依據(jù)規(guī)定工藝文件格式，填寫工藝規(guī)程內(nèi)容。包括對(duì)工藝規(guī)程審查和批準(zhǔn)簽字等內(nèi)容。5.機(jī)械加工工藝規(guī)程形式機(jī)械加工工藝規(guī)程的詳盡程度與生產(chǎn)類型、零件的設(shè)計(jì)精度、零件加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化程度、零件及工序的重要程度等有關(guān)。一般情況，采用普通加工方法的單件小批生產(chǎn)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，只需編制簡(jiǎn)單的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡，工藝過(guò)程卡見表2.1。大批大量生產(chǎn)類型要求進(jìn)行嚴(yán)密、細(xì)致的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)工作，因此各工序都要編制工序卡，工序卡參見表2.2。對(duì)有調(diào)整要求的工序要編制調(diào)整卡，檢驗(yàn)工序要編制檢驗(yàn)卡。在批量生產(chǎn)零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)中，依據(jù)生產(chǎn)組織管理的完備程度和產(chǎn)品的批量適當(dāng)確定機(jī)械加工工藝規(guī)程的復(fù)雜程度。對(duì)于加工精度要求高的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序，即使是普通加工方法的單件小批生產(chǎn)也應(yīng)制定較詳細(xì)的機(jī)械加工工藝規(guī)程(包括填寫工序卡和檢驗(yàn)卡等)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。不論生產(chǎn)類型如何，數(shù)控加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)都必須編制詳細(xì)的數(shù)控加工工藝文件，完成數(shù)控加工編程工作。2.2機(jī)械加工工藝性審查機(jī)械加工工藝性審查往往需要分為兩個(gè)階段或兩個(gè)步驟完成的。第一階段，在設(shè)計(jì)部門完成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙及其技術(shù)資料后，工藝人員進(jìn)行第一階段機(jī)械加工工藝審查（或工藝考核）。在工藝審查過(guò)程中，工藝人員與設(shè)計(jì)人員通過(guò)協(xié)商方式，共同制定工藝審查中出現(xiàn)問(wèn)題的解決方案。其后，設(shè)計(jì)人員修正設(shè)計(jì)圖紙，然后再次提交工藝部門進(jìn)入第二階段工藝審查。第二階段，除了例行的工藝審查內(nèi)容外，重點(diǎn)檢查第一階段共同制定工藝問(wèn)題解決方案的落實(shí)情況。工藝審查內(nèi)容主要包括四個(gè)方面：零件圖的完整性與統(tǒng)一性;零件的結(jié)構(gòu)工藝性;設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注合理性;材料選用合理性。當(dāng)上述四個(gè)方面出現(xiàn)圖紙要求與現(xiàn)實(shí)技術(shù)能力水平相矛盾時(shí)，如果是由于客觀原因造成矛盾（如客觀合理的設(shè)計(jì)需求與現(xiàn)實(shí)加工能力之間的矛盾）則出現(xiàn)了所謂的關(guān)鍵技術(shù)難題，需要攻關(guān)解決。否則屬于簡(jiǎn)單的工藝審查問(wèn)題，可以通過(guò)工藝部門與設(shè)計(jì)部門協(xié)商解決。2.2.1零件圖的完整性與統(tǒng)一性審查

編制機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)圖紙必需具備完整性和統(tǒng)一性。設(shè)計(jì)圖紙的完整性包括圖紙數(shù)量的完整無(wú)缺，也包括圖紙表達(dá)內(nèi)容的完整無(wú)缺。設(shè)計(jì)圖紙的統(tǒng)一性主要指在結(jié)構(gòu)和圖樣標(biāo)注等問(wèn)題上，零件圖與總裝圖等表達(dá)內(nèi)容具有一致性。2.2.2零件的結(jié)構(gòu)工藝性審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用要求的前提下，機(jī)械零件制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可能有很大差異。零件結(jié)構(gòu)工藝性好是指在一定的工藝條件下，既能方便制造，又有較低的制造成本。將零件設(shè)計(jì)成為具有良好工藝性的結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)人員追求的目標(biāo)，但不是唯一目標(biāo)。實(shí)際工程設(shè)計(jì)有一個(gè)過(guò)程，設(shè)計(jì)人員在開展工程設(shè)計(jì)時(shí)需要面對(duì)各種各樣的現(xiàn)實(shí)條件，因此設(shè)計(jì)師首先解決的是產(chǎn)品的有無(wú)，然后是產(chǎn)品的好壞，其次才是產(chǎn)品的便宜與否。在現(xiàn)實(shí)世界中，零件結(jié)構(gòu)工藝性不盡完美的例子還是能夠看到的，這說(shuō)明零件結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題具有普遍性；審查零件結(jié)構(gòu)工藝性具有重要性。零件結(jié)構(gòu)工藝性優(yōu)劣與特定歷史時(shí)期的特定企業(yè)的技術(shù)能力和設(shè)備情況都有關(guān)系，目前尚不能給出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這是零件結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題的復(fù)雜性，同時(shí)說(shuō)明審查零件結(jié)構(gòu)工藝性也需要具體問(wèn)題具體分析。

零件結(jié)構(gòu)工藝性差可以概括為三個(gè)層次，分別是零件結(jié)構(gòu)無(wú)法加工或幾乎無(wú)法加工；零件結(jié)構(gòu)可以加工，但是加工非常困難；零件加工不存在技術(shù)障礙，但是零件加工的經(jīng)濟(jì)性不好。下面結(jié)合一些例子，對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性差的三個(gè)層次作概要說(shuō)明。1.零件結(jié)構(gòu)無(wú)法加工或幾乎無(wú)法加工零件結(jié)構(gòu)工藝性最差的情況是零件結(jié)構(gòu)致使零件無(wú)法加工或幾乎無(wú)法加工，表2.3給出了兩個(gè)例子。這種情況是不能接受的，必須對(duì)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。

2.零件結(jié)構(gòu)可以加工，但是加工非常困難零件結(jié)構(gòu)工藝性較差的情況是零件可以加工，但是零件結(jié)構(gòu)致使零件加工非常困難，表2.4給出了兩個(gè)例子。由于客觀原因造成零件難加工情況出現(xiàn)在原理驗(yàn)證樣機(jī)或單件生產(chǎn)中，有時(shí)這種難加工零件結(jié)構(gòu)是可以接受的。但是對(duì)于批量生產(chǎn)，這種情況是不能接受的。難加工零件結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行修改。

零件結(jié)構(gòu)可以加工，但是加工非常困難3.零件結(jié)構(gòu)加工不存在技術(shù)障礙，但是經(jīng)濟(jì)性不好零件結(jié)構(gòu)工藝性稍差的情況是零件加工不存在技術(shù)障礙，但是零件加工的經(jīng)濟(jì)性不好，表2.5給出了兩個(gè)例子。在大批大量生產(chǎn)中，即便是客觀原因造成上述零件結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題出現(xiàn)，也是不可以長(zhǎng)期被接受的，必須逐步設(shè)法改進(jìn)。其它情況下出現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)工藝性不影響加工，但經(jīng)濟(jì)性不好問(wèn)題能否被接受，尚需具體分析。零件結(jié)構(gòu)加工不存在技術(shù)障礙，但是經(jīng)濟(jì)性不好4.非常規(guī)加工方法對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的影響較多非常規(guī)加工方法已經(jīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，一些企業(yè)也配備了非常規(guī)加工設(shè)備。因此判斷零件結(jié)構(gòu)工藝性時(shí)亦應(yīng)該考慮非常規(guī)加工方法對(duì)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的影響。對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械加工手段來(lái)說(shuō)，對(duì)方孔、小孔、深孔、彎孔、窄縫等被認(rèn)為是工藝性很“差”的典型，有時(shí)甚至認(rèn)為它們是機(jī)械設(shè)計(jì)的禁區(qū)。非常規(guī)加工方法的改變了這種判別標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于電火花穿孔、電火花線切割工藝來(lái)說(shuō)，加工方孔和加工圓孔的難易程度是一樣的。當(dāng)企業(yè)具備了非常規(guī)加工設(shè)備時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)工藝性好與壞的判定標(biāo)準(zhǔn)不能延續(xù)原有的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，需要采用新的判定標(biāo)準(zhǔn)。例如噴油嘴小孔、噴絲頭小異形孔、渦輪葉片大量的小深孔和窄縫、靜壓軸承、靜壓導(dǎo)軌的內(nèi)油腔等采用電加工后變難為易了。非常規(guī)加工方法使零件結(jié)構(gòu)中可以采用小孔、小深孔、深槽和窄縫。需要指出：與傳統(tǒng)加工方法相比較，非常規(guī)加工方法目前還普遍存在加工效率低、加工成本高，以及需要專用設(shè)備等問(wèn)題。機(jī)械零件制造手段還是普遍以傳統(tǒng)機(jī)械加工方式為主。

2.2.3圖樣標(biāo)注的合理性設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注一般包括：尺寸及尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、表面物理性能、技術(shù)要求及有關(guān)技術(shù)文件等等。圖樣標(biāo)注的合理性有兩層含義：一方面圖樣標(biāo)注可以使設(shè)計(jì)圖紙滿足設(shè)計(jì)要求，即零件圖表達(dá)內(nèi)容滿足產(chǎn)品裝配及產(chǎn)品性能要求，并使產(chǎn)品最終實(shí)現(xiàn)其技術(shù)指標(biāo)；另一方面，圖樣標(biāo)注應(yīng)符合機(jī)械加工制造要求，可以高效和低成本地制造。工藝審查圖樣標(biāo)注的合理性主要從機(jī)械加工工藝方面審查零件圖樣標(biāo)注是否滿足加工制造要求，滿足程度如何。工藝審查圖樣標(biāo)注的合理性可以分為兩個(gè)層次：首先，圖樣標(biāo)注使零件能夠被制造出來(lái)。這是工藝審查的最低要求和最根本要求。然后，圖樣標(biāo)注應(yīng)使零件的制造成本低、效率高。例如設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注尺寸精度標(biāo)注超出了零件加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度，則零件加工成本大大增加；如果設(shè)計(jì)圖樣標(biāo)注尺寸精度要求進(jìn)一步提高，則可能使零件加工制造變得十分困難，而不僅僅是增加制造成本的問(wèn)題。下面展開探討圖樣標(biāo)注合理性問(wèn)題。1.尺寸及尺寸公差標(biāo)注零件的尺寸標(biāo)注主要反映了零件表面之間的相互關(guān)系，也反映了設(shè)計(jì)者選用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。合理的尺寸標(biāo)注應(yīng)該使零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)更容易被選用作工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)。如果零件還要經(jīng)過(guò)數(shù)控機(jī)床加工，則相關(guān)尺寸標(biāo)注應(yīng)方便數(shù)控工藝設(shè)計(jì)及數(shù)控編程、便于檢驗(yàn)驗(yàn)收。零件的尺寸公差則反映出零件設(shè)計(jì)精度要求。設(shè)計(jì)精度與制造誤差是一對(duì)矛盾，事實(shí)上工藝審查能夠緩和其中可能的對(duì)立性。合理的尺寸公差標(biāo)注應(yīng)該是滿足機(jī)械產(chǎn)品裝配和性能的前提下，努力使加工制造更為容易，生產(chǎn)成本更低。2.形位公差標(biāo)注形位公差標(biāo)注主要反映了零件設(shè)計(jì)對(duì)位置精度和形狀精度的要求。形位公差往往是精密機(jī)械零部件設(shè)計(jì)須特別注意的關(guān)鍵內(nèi)容，形位公差標(biāo)注對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能影響非常大。但是零件設(shè)計(jì)圖標(biāo)注的形位公差要求往往使零件制造難度大幅度增加。合理的形位公差標(biāo)注應(yīng)該是滿足實(shí)際產(chǎn)品要求的前提下，盡量方便加工制造，盡量壓低生產(chǎn)成本。

3.表面粗糙度及表面物理性能零件實(shí)際加工所能達(dá)到的表面粗糙度及表面物理性能與多方面都有關(guān)系，如零件材料、零件加工方法、生產(chǎn)成本等等。工藝審查時(shí)一方面考察設(shè)計(jì)要求的必要性，另一方面需要積極尋找低成本、高效率的解決方案。

4.技術(shù)要求及技術(shù)文件技術(shù)要求及技術(shù)文件往往補(bǔ)充說(shuō)明了圖示方式不便于表達(dá)的機(jī)械制造要求，它們是正確制造產(chǎn)品的不可少的組成部分。例如熱處理滲碳層厚度及表面硬度，零件表面涂漆要求，機(jī)器的裝配方法及技術(shù)要求，機(jī)器的調(diào)試試驗(yàn)，零部件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等等。技術(shù)要求及技術(shù)文件往往會(huì)涉及較多專業(yè)領(lǐng)域，如機(jī)械加工、毛坯制造、裝配、調(diào)試試驗(yàn)等等。技術(shù)要求及技術(shù)文件的工藝審查應(yīng)分別由工藝部門相關(guān)專業(yè)人員分別進(jìn)行審查并進(jìn)行會(huì)簽。

2.2.4材料選用合理性零件材料選用合理性是通過(guò)選用零件適當(dāng)?shù)闹圃觳牧希梢允沽慵哂凶銐驒C(jī)械性能等滿足設(shè)計(jì)要求，使零件具有良好的機(jī)械制造工藝性，使零件制造過(guò)程和生產(chǎn)組織較為便利；并降低零件乃至機(jī)器制造成本。通常，零件材料選用工作在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)完成，鑒于零件材料選用的重要性以及零件材料選用與機(jī)械制造關(guān)系十分密切，在工藝審查時(shí)需要對(duì)零件材料選用進(jìn)行必要復(fù)核工作。

零件選用材料的工藝審查，一般從如下幾個(gè)方面考慮：1．選用材料的機(jī)械性能零件材料選用的首要標(biāo)準(zhǔn)就是材料的機(jī)械性能必須滿足零件的功能要求。工藝審查零件材料選用主要是復(fù)核圖紙?jiān)O(shè)計(jì)選用金屬材料在工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，能否達(dá)到零件設(shè)計(jì)要求和達(dá)到整機(jī)功能要求。2．選用材料的工藝性 材料工藝性的可以從毛坯制造（鑄造，鍛造，焊接、切板，切棒）、機(jī)械加工、熱處理、以及表面處理等多個(gè)方面衡量。一般地，鑄造材料的工藝性能是指材料的液態(tài)流動(dòng)性、收縮率、偏析程度及產(chǎn)生縮孔的傾向性等。鍛造材料的工藝性是指材料的延展性、熱脆性及冷態(tài)和熱態(tài)下塑性變形的能力等。焊接材料的工藝性是指材料的可焊性及焊縫產(chǎn)生裂紋的傾向性等。材料的熱處理工藝性是指材料的可淬性、淬火變形傾向性及熱處理介質(zhì)對(duì)材料的滲透能力等。冷加工工藝性是指材料的硬度、切削性、冷作硬化程度及切削后可能達(dá)到表面粗糙度等。在材料的工藝性方面，工藝審查需要復(fù)核選用材料是否能夠高效、低成本開展零件生產(chǎn)。特別關(guān)注熱處理前后材料的機(jī)械性能變化、機(jī)械加工性能變化及熱處理變形量等對(duì)機(jī)械加工工藝規(guī)程編制的影響。

3.選用材料的經(jīng)濟(jì)性零件材料選用的經(jīng)濟(jì)性需要從材料本身的價(jià)格和材料的加工費(fèi)用兩個(gè)方面權(quán)衡。在滿足性能和功能要求時(shí)，優(yōu)先采用價(jià)廉材料，優(yōu)先采用加工費(fèi)低的材料。注意采用組合結(jié)構(gòu)可以節(jié)約貴重材料。例如切削刀具采用組合結(jié)構(gòu)，刀刃與刀桿采用不同材質(zhì)。注意通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用先進(jìn)加工方法提高材料利用率。零件選用材料過(guò)于優(yōu)良，實(shí)際上也是一種浪費(fèi)。4．選用材料的供應(yīng)情況零件選材恰當(dāng)與否還應(yīng)考慮到當(dāng)前本地的材料供應(yīng)狀況和本企業(yè)庫(kù)存材料情況等等。為了減少供應(yīng)費(fèi)用，簡(jiǎn)化供應(yīng)和儲(chǔ)存的材料品種，對(duì)于單件小批量生產(chǎn)的零件，應(yīng)盡可能地減少選用材料品種和規(guī)格。2.3毛坯的選擇毛坯的選擇是機(jī)械加工過(guò)程的起點(diǎn)，它也是機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。2.3.1毛坯的種類機(jī)械零件的毛坯主要可分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件、型材等多種。1.鑄件鑄件是常見的毛坯形式，形狀較為復(fù)雜的毛坯經(jīng)常采用鑄件。通常，鑄件的重量可能占機(jī)器設(shè)備整機(jī)重量的50%以上。鑄件毛坯的優(yōu)點(diǎn)是：適應(yīng)性廣，靈活性大，加工余量小，批量生產(chǎn)成本低；鑄件缺點(diǎn)是內(nèi)部組織疏松，力學(xué)性能較差。鑄件成型方法主要有砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造和精密鑄造等等。按材質(zhì)不同，鑄件分為鑄鐵件、鑄鋼件、有色合金鑄件等等。不同鑄造方法和不同材質(zhì)的鑄件在力學(xué)性能、尺寸精度、表面質(zhì)量及生產(chǎn)成本等方面可能有所不同。

2.鍛件鍛件常用作受力情況復(fù)雜、重載、力學(xué)性能要求較高零件的毛坯。鍛件是金屬經(jīng)過(guò)塑性變形得到的，其力學(xué)性能和內(nèi)部組織較鑄件好。鍛件的生產(chǎn)方法主要是自由鍛和模鍛。鍛件的形狀復(fù)雜程度受到很大限制。鍛件材料種類較多，不同材料、不同熱處理方法零件的機(jī)械性能差別較大。

3.沖壓件沖壓件是常溫下通過(guò)對(duì)良好塑性的金屬薄板進(jìn)行變形和分離工序加工而成。沖壓件的特點(diǎn)是重量較輕，且具有一定的強(qiáng)度和剛度、并有一定的尺寸精度和表面質(zhì)量；但是沖壓模具制造成本高。沖壓件材料通常采用塑性好的碳鋼、合金鋼和有色金屬。4.焊接件焊接是一種永久性的金屬連接加工方法，不是毛坯件的主要制造方法。焊接件毛坯的優(yōu)點(diǎn)是重量較輕，且機(jī)械性能較好。特別是焊接件還可以是異種材質(zhì)的；焊接件毛坯的缺點(diǎn)是焊縫處及其附近機(jī)械加工性能不好。焊接件作為毛坯通常出現(xiàn)在下列幾種情況下：復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)件的毛坯、異種材質(zhì)零件毛坯、某些特殊形狀零件或結(jié)構(gòu)件作毛坯、單件小批量生產(chǎn)的毛坯。

5.型材機(jī)械加工中常用型材是圓鋼、方鋼、扁鋼、鋼管及鋼板等，型材經(jīng)過(guò)切割下料后可以直接作為毛坯。型材通常分為熱軋型材和冷拉型材。冷拉型材表面質(zhì)量和尺寸精度較高，當(dāng)零件成品質(zhì)量要求與冷拉型材質(zhì)量相符時(shí)，可以選用冷拉型材。普通機(jī)械加工零件通常選用熱軋型材制作毛坯。

2.3.2.毛坯選擇方法零件毛坯選擇需綜合考慮多方面因素。通常主要包括如下幾個(gè)方面因素：(1)零件的材料

設(shè)計(jì)圖紙選用材料是毛坯選擇考慮的重要因素。例如，設(shè)計(jì)圖紙選用鑄鐵或鑄鋼時(shí)，毛坯選用鑄件。(2)零件的力學(xué)性能要求

零件的力學(xué)性能要求通常是選擇毛坯種類的主要考慮因素。例如，當(dāng)零件受力情況復(fù)雜，力學(xué)性能要求較高時(shí)，選用鋼材鍛件毛坯；當(dāng)零件力學(xué)性能較低時(shí)，可以選用鑄鐵件。(3)零件的形狀及尺寸

零件的形狀復(fù)雜程度和零件的尺寸也是選擇毛坯種類的重要因素。通常，形狀復(fù)雜的零件宜采用鑄件毛坯；大型復(fù)雜零件可以考慮選用鑄件或焊接件作為毛坯。各個(gè)臺(tái)階直徑相差不大的軸可以選用圓鋼型材作為毛坯；如果軸的各個(gè)臺(tái)階直徑相差較大時(shí)，宜選用鍛件毛坯；且當(dāng)零件尺寸較小時(shí)，宜用模鍛件；當(dāng)零件尺寸較大時(shí)，宜用自由鍛件。(4)零件毛坯的生產(chǎn)條件

毛坯的選擇還要考慮特定企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)能力以及外協(xié)生產(chǎn)的可行性。(5)毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性

毛坯選擇還應(yīng)考慮毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)行毛坯生產(chǎn)方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，確定出經(jīng)濟(jì)性較好的毛坯制造方案。簡(jiǎn)單地說(shuō)，毛坯的制造經(jīng)濟(jì)性與生產(chǎn)率和生產(chǎn)類型密切相關(guān)。單件小批量生產(chǎn)可以選用生產(chǎn)率較低，但單件制造成本低的制造方案，鑄件可采用木模型手工造型；鍛件采用自由鍛。特別是單件生產(chǎn)可考慮采用型材作毛坯或制造外形簡(jiǎn)單的毛坯，進(jìn)一步采用機(jī)械加工方法，制造零件外形。大批大量生產(chǎn)時(shí)，可選用生產(chǎn)率高、毛坯質(zhì)量較高、批量制造成本低的方法。例如鑄件采用金屬模造型，精密鑄造。鍛件應(yīng)采用模鍛方式。(6)采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性采用新工藝、新技術(shù)、新材料的往往可以提高零件的機(jī)械性能、改善可加工性、減少加工工作量。綜上所述，盡管同一零件的毛坯可以有多種方法制造，毛坯制造方法選擇卻不是隨意的，是需要在特定的加工條件下，按照生產(chǎn)綱領(lǐng)進(jìn)行優(yōu)選的，其目標(biāo)是優(yōu)質(zhì)量、高效率、低能耗地制造機(jī)械零件。

2.4工藝路線的擬定擬定加工工藝路線主要包括確定定位基準(zhǔn)，選擇表面加工方法，劃分加工階段，安排加工順序等工作。擬定加工工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性工作。其結(jié)果會(huì)直接影響加工質(zhì)量、加工效率、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)成本等。對(duì)新建工廠將影響設(shè)備投資額度、車間面積大小等。擬定合理的工藝路線往往需要豐富的工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、較為扎實(shí)的機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)，需要掌握特定企業(yè)的設(shè)備數(shù)量、分布、技術(shù)指標(biāo)以及設(shè)備狀況等等現(xiàn)實(shí)條件因素，還需要掌握產(chǎn)品的生產(chǎn)類型等等。

2.4.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。如果用作定位的零件表面是沒(méi)有被機(jī)械加工過(guò)的毛坯表面，則稱之為粗基準(zhǔn)；如果用作定位基準(zhǔn)的零件表面是經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的表面，則定位表面為精基準(zhǔn)。機(jī)械零件往往有許多表面，但不是零件每個(gè)表面都適合作定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)選擇需要遵循一定原則。1.粗基準(zhǔn)選擇的原則在機(jī)械加工工藝的過(guò)程中，第一道工序總是用粗基準(zhǔn)定位。粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件各加工表面加工余量的分配、保證不加工表面與加工表面間的尺寸、保證相互位置精度等均有很大的影響。如圖所示套筒鏜孔加工，粗基準(zhǔn)可以選擇外圓柱面，用三爪卡盤安裝工件，參見圖(a)；也可以用內(nèi)孔作粗基準(zhǔn)，用四爪卡盤裝夾工件，參見圖(b)。兩種定位基準(zhǔn)產(chǎn)生的加工效果是不同的。因此粗基準(zhǔn)選擇不是隨意的，粗基準(zhǔn)選擇需要遵循如下原則：1)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)工件都有相對(duì)重要的表面。通常，為了控制重要表面處金相組織均勻，要求重要表面處機(jī)械加工金屬去除量小且均勻，那么應(yīng)優(yōu)先選擇該重要表面為粗基準(zhǔn)。例如加工機(jī)床床身時(shí)，往往要以導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)，如圖a所示，然后以加工好的機(jī)床底部作精基準(zhǔn)，見圖b，可以使導(dǎo)軌處金屬去除量小，且導(dǎo)軌內(nèi)部組織均勻。否則，如圖c和d所示情況，機(jī)床導(dǎo)軌處金屬去除量較大，可能導(dǎo)致導(dǎo)軌處金屬去除量不均勻，而產(chǎn)生導(dǎo)軌內(nèi)部金相組織差異較大，造成機(jī)床性能下降。

2)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)為了保證加工表面與不加工表面之間的相互位置要求，一般應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。如圖2.1所示套筒鏜孔加工，如果外圓柱面是不加工面，應(yīng)該用圖2.1(a)以外圓柱面定位，保證壁厚均勻。

3)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)

若零件有多個(gè)表面需要加工，則應(yīng)選擇其中加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證零件各加工表面都有足夠的加工余量。例如，圖a所示零件，應(yīng)選擇其中加工余量最小的Φ95圓柱表面作為粗基準(zhǔn)，見圖b否則選用Φ68表面作為粗基準(zhǔn)，導(dǎo)致Φ90表面加工余量不夠，如圖2.3(c)所示。4)選擇定位可靠、裝夾方便、面積較大的表面為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)應(yīng)平整光潔，無(wú)分型面和冒口等缺陷，以便使工件定位可靠、裝夾方便，減少加工勞動(dòng)量。

5)粗基準(zhǔn)在同一自由度方向上只能使用一次重復(fù)使用粗基準(zhǔn)并重復(fù)進(jìn)行裝夾工件操作會(huì)產(chǎn)生較大的定位誤差。2.精基準(zhǔn)的選擇原則精基準(zhǔn)選擇應(yīng)著重保證加工精度，并使加工過(guò)程操作方便。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下原則：1)基準(zhǔn)重合的原則工藝人員盡量選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。第一章中工藝尺寸鏈應(yīng)用例題計(jì)算結(jié)果說(shuō)明了定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合情況會(huì)大大壓縮加工尺寸公差，造成制造困難，甚至無(wú)法加工。而測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合則會(huì)大大壓縮測(cè)量尺寸公差，造成假?gòu)U品現(xiàn)象。特別強(qiáng)調(diào)，從機(jī)械加工工藝方面看，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)零件圖時(shí)，在關(guān)注零件的功能和要求外，亦應(yīng)充分關(guān)注零件的加工制造等工藝方面的需要，合理選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。

2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則工件加工過(guò)程中，盡量使用統(tǒng)一的基準(zhǔn)做精基準(zhǔn)，容易實(shí)現(xiàn)加工面之間具有高位置精度。例如軸類零件的表面常常是回轉(zhuǎn)表面，常用頂尖孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，加工各個(gè)外圓表面，采用統(tǒng)一基準(zhǔn)加工有助于保證各表面之間同軸度。箱體零件常用一平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的孔作為精基準(zhǔn)，加工該箱體上大多數(shù)表面。盤類零件常用一端面和一端孔為精基準(zhǔn)完成各工序的加工。采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則可避免基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，提高工件加工精度，并簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)和制造。3)互為基準(zhǔn)原則對(duì)于兩個(gè)表面間相互位置精度要求很高，同時(shí)其自身尺寸與形狀精度都要求很高的表面加工，常采用“互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工”原則。如圖2.4所示連桿磨削工序，包含兩個(gè)安裝，兩個(gè)安裝的定位基準(zhǔn)關(guān)系是互為基準(zhǔn)。

4)自為基準(zhǔn)原則當(dāng)零件加工表面的加工精度要求很高，加工余量小而且均勻時(shí)，常常用加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。例如各種機(jī)床床身導(dǎo)軌面加工時(shí)，為保證導(dǎo)軌面上切除加工余量均勻，以導(dǎo)軌面本身找正和定位，磨削導(dǎo)軌面。

5)工件裝夾方便，重復(fù)定位精度高用作定位的精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件裝夾穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工件裝夾操作方便，重復(fù)定位精度高。定位基準(zhǔn)選定后，依據(jù)定位基準(zhǔn)的幾何特征、零件的結(jié)構(gòu)以及加工表面情況，進(jìn)一步可以確定工件的夾緊方式和夾緊位置。用表2.6中的定位與夾緊符號(hào)在工序簡(jiǎn)圖上標(biāo)記定位基準(zhǔn)和夾緊位置。定位夾緊符號(hào)

2.4.2工序的集中與分散工序集中與分散是擬定工藝路線的兩個(gè)原則。工序集中就是通過(guò)擬定零件的工藝路線，使零件加工集中在較少的工序內(nèi)完成。這樣每道工序的加工內(nèi)容多。工序分散就是通過(guò)擬定零件的工藝路線，使零件加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。這樣每道工序加工內(nèi)容少。采用工序集中原則擬定工藝路線時(shí)，機(jī)械制造過(guò)程的特點(diǎn)如下：(1)采用柔性或多功能機(jī)械加工設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)率高；(2)工件裝夾次數(shù)少，易于保證加工表面間位置精度，減少工序間運(yùn)輸量，縮短生產(chǎn)周期；(3)機(jī)床數(shù)量、操作工人數(shù)量和生產(chǎn)面積可以較少，從而簡(jiǎn)化生產(chǎn)組織和計(jì)劃工作；(4)因采用柔性或多功能設(shè)備及工藝裝備，所以投資大，設(shè)備調(diào)整復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，轉(zhuǎn)換產(chǎn)品費(fèi)時(shí)。

機(jī)械制造過(guò)程具有如下特點(diǎn)時(shí)，往往采用工序分散原則擬定工藝路線。(1)機(jī)械加工設(shè)備和工藝裝備功能單一，調(diào)整維修方便，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量??；(2)由于工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，可采用較合理的切削用量；(3)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大；(4)對(duì)操作者技能要求低。工序集中與工序分散各有利弊，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、現(xiàn)有生產(chǎn)條件（機(jī)械加工設(shè)備類型、設(shè)備數(shù)量及分布）、工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求等進(jìn)行綜合分析后選用。即使采用通用機(jī)床和工藝裝備，單件生產(chǎn)往往采用工序集中的原則；在具有加工中心等先進(jìn)設(shè)備條件下，小批量生產(chǎn)可采用工序集中原則安排零件加工，以便簡(jiǎn)化生產(chǎn)組織工作。大批大量生產(chǎn)廣泛采用專用機(jī)床時(shí)，采用工序分散的原則安排零件加工；當(dāng)生產(chǎn)線中有加工中心、數(shù)控設(shè)備及先進(jìn)工藝裝備時(shí)，可部分采用工序集中原則安排零件加工。對(duì)于重型零件，工序應(yīng)適當(dāng)集中；對(duì)于剛性差、精度要求高的零件應(yīng)適當(dāng)分散其加工工序。

2.4.3加工方法的確定任何復(fù)雜的表面都是由若干個(gè)簡(jiǎn)單的幾何表面（外圓柱面、孔、平面或成形表面）組合而成的。零件加工的實(shí)質(zhì)就是這些簡(jiǎn)單幾何表面加工的組合。因此，在擬定零件的加工工藝路線時(shí)，首先要確定構(gòu)成零件各個(gè)表面的加工方法。加工方法選擇的基本原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。加工方法選擇還應(yīng)全面考慮下列各方面因素：1.經(jīng)濟(jì)性因素考慮經(jīng)濟(jì)因素后，加工方法的選擇原則是所選加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度應(yīng)滿足被加工表面的質(zhì)量要求。經(jīng)濟(jì)加工精度是在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人、不延長(zhǎng)加工時(shí)間）所能保證的加工精度。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度也會(huì)不斷提高。2.形位公差因素選擇的加工方法要能保證加工表面的幾何形狀精度和表面相互位置精度要求。各種加工方法所能達(dá)到的幾何形狀精度和相互位置精度可參閱機(jī)械加工工藝手冊(cè)或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。3.熱處理因素選擇加工方法要與零件的加工性能、熱處理狀況相適應(yīng)。當(dāng)精加工硬度低、韌性較高的金屬材料，如鋁合金件時(shí)，通常不宜采用磨削加工，采用精車等。但是采用熱處理工藝提高其硬度后，則可以采用磨削加工；普通非淬火鋼件精加工可以采用精車和磨削，考慮生產(chǎn)率因素宜采用精車；而淬火鋼、耐熱鋼等材料多用磨削進(jìn)行精加工。4.生產(chǎn)率因素不同加工方法的生產(chǎn)率有所不同，所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)可采用生產(chǎn)效率高的機(jī)床和先進(jìn)加工方法。如平面和內(nèi)孔采用拉削加工，軸類零件可用半自動(dòng)液壓仿形車或數(shù)控車床。單件小批生產(chǎn)則普遍采用通用車床、通用工藝裝備和一般的加工方法。5.工廠條件因素零件加工方法的選擇要與工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件相適應(yīng)。不能脫離現(xiàn)有設(shè)備狀況和工人技術(shù)水平，要充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘生產(chǎn)潛力。2.4.4加工階段的劃分零件加工往往分階段進(jìn)行，其原因是機(jī)械加工過(guò)程中存在誤差復(fù)映規(guī)律，需要分多次加工才可能得到較高加工質(zhì)量；鑄件或鍛件往往具有內(nèi)應(yīng)力或平衡內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)過(guò)切削加工后，零件內(nèi)應(yīng)力平衡被打破，零件會(huì)產(chǎn)生變形而影響加工精度。分階段加工（或中間加入時(shí)效處理）可以減少內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度影響。另外，不同毛坯制造方法獲得毛坯質(zhì)量不同，需要?jiǎng)澐旨庸るA段，分階段去處金屬和保證加工質(zhì)量。

對(duì)于加工質(zhì)量要求較高或結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件，可將零件的整個(gè)工藝路線劃分為如下幾個(gè)階段：(1)粗加工階段

在粗加工階段，機(jī)械加工主要任務(wù)是快速去除多余金屬。因此粗加工采用大切削用量提高生產(chǎn)率。粗加工階段還要加工出精基準(zhǔn)，供下道工序加工定位使用。(2)半精加工階段

半精加工階段是過(guò)度階段，主要任務(wù)是依據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律，采用多次加工，減少粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。并完成一些次要表面的加工。半精加工階段通常安排在熱處理前完成。(3)精加工階段

在精加工階段，機(jī)械加工的主要任務(wù)是保證零件各主要表面達(dá)到圖樣規(guī)定要求。實(shí)現(xiàn)手段是均勻切除少量加工余量。精加工階段通常安排在熱處理后進(jìn)行。

(4)光整加工階段

光整加工主要任務(wù)是提高零件表面粗糙度，它不用于糾正幾何形狀和相互位置誤差。常用光整加工方法有鏡面磨、研磨、珩磨、拋光等。當(dāng)毛坯余量特別大時(shí)，可以在毛坯車間進(jìn)行去皮加工，切除多余加工余量。并檢查毛坯缺陷。加工階段的劃分應(yīng)依據(jù)具體情況而定，不是必需的。對(duì)于那些剛性好、余量小、加工質(zhì)量要求不高或內(nèi)力影響不大的工件，可以不劃分加工階段或少劃分加工階段。如有些重型零件安裝和搬運(yùn)困難，亦可不劃分加工階段。對(duì)于加工精度要求極高的重要零件需要在劃分加工階段的基礎(chǔ)上，適當(dāng)插入的時(shí)效處理環(huán)節(jié)，消除殘余應(yīng)力影響。

分階段進(jìn)行零件加工的益處:(1)有益于保證加工質(zhì)量粗加工時(shí)，切削余量大，切削力、切削熱和夾緊力也大，切削加工難以達(dá)到較高精度。而且由于毛坯本身具有的內(nèi)應(yīng)力，粗加工后內(nèi)應(yīng)力將重新分布，工件會(huì)產(chǎn)生較大變形。劃分加工階段后，粗加工誤差以及應(yīng)力變形，通過(guò)半精加工和精加工可以逐步修正，從而提高零件的精度和表面質(zhì)量。(2)有益于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷粗加工階段去除了零件加工表面的大部分余量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有缺陷時(shí)，可及時(shí)作報(bào)廢或修補(bǔ)處理，可避免對(duì)廢品進(jìn)行精加工產(chǎn)生浪費(fèi)。(3)有益于合理使用設(shè)備粗加工階段可采用功率大、效率高，而精度一般的設(shè)備；精加工階段則采用精度高的精密機(jī)床。將零件加工劃分加工階段可發(fā)揮各類機(jī)床的效能，延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。(4)方便安排熱處理工序安排

按階段進(jìn)行零件加工可在各階段之間適當(dāng)安排熱處理工序。對(duì)于重要和精密零件，在粗加工后安排時(shí)效處理，可減少內(nèi)應(yīng)力對(duì)零件加工精度的影響；在半精加工后安排滲碳淬火處理，不僅容易達(dá)到零件的性能要求，而且熱處理變形可通過(guò)精加工過(guò)程予以消除。(5)精加工工序安排在零件加工過(guò)程的最后有利于避免重要表面和精密表面受損傷。2.4.5加工順序的安排

機(jī)械零件常常有許多表面需要進(jìn)行機(jī)械加工。零件各加工表面往往需要分階段分批次逐步進(jìn)行加工，其間需要安排熱處理工序和檢驗(yàn)工序等各種輔助工序。零件的加工順序安排不是隨意的，通常應(yīng)遵循一些原則。

1．機(jī)械加工工序安排原則(1)先加工基準(zhǔn)面原則

零件加工順序安排應(yīng)盡早加工用作精基準(zhǔn)的表面，以便為后續(xù)加工提供可靠的高質(zhì)量的定位基準(zhǔn)。(2)先主要后次要原則

零件的主要表面是加工精度和表面質(zhì)量要求較高的面，其加工過(guò)程往往較為復(fù)雜，工序數(shù)目多，且零件主要表面的加工質(zhì)量對(duì)零件質(zhì)量影響較大，因此安排加工順序時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮零件主要表面加工；零件一些次要表面如孔、鍵槽等，可穿插在零件主要表面加工中間或其后進(jìn)行。(3)先面后孔原則

零件機(jī)械加工順序應(yīng)先進(jìn)行平面加工工序，后進(jìn)行孔加工工序。如箱體、支架和連桿等工件，因平面輪廓平整，定位穩(wěn)定可靠，應(yīng)先加工平面，然后以平面定位加工孔和其它表面，這樣容易保證平面和孔之間的相互位置精度。(4)先粗后精原則

零件加工順序安排應(yīng)先進(jìn)行粗加工工序，后進(jìn)行精加工工序。機(jī)械加工精度要求較高零件的主要表面應(yīng)按照粗加工、半精加工、精加工、光整加工的順序安排，使零件加工質(zhì)量逐步提高。

2．熱處理工序的安排(1)預(yù)備熱處理安排

通常，退火與正火處理安排在粗加工之前進(jìn)行；正火處理可以勻化金相組織，改善材料切削性。退火處理可以降低鍛件硬度，提高材料切削性，去除冷、熱加工的應(yīng)力，細(xì)化勻化晶粒，使碳化物球化，提高冷加工性能。調(diào)質(zhì)處理可以使零件具有在強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等方面普遍較好的綜合機(jī)械性能。調(diào)質(zhì)處理通常安排在粗加工后進(jìn)行。(2)最終熱處理安排

淬火、滲碳淬火等用于提高材料強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。它們通常被安排在半精加工之后和磨削加工之前。氮化處理可以獲得更高的表面硬度和耐磨性，更高的疲勞強(qiáng)度。由于氮化層較薄，所以氮化后磨削余量不能太大，故一般將其安排在粗磨之后，精磨之前進(jìn)行。通常氮化處理前應(yīng)對(duì)零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理和去內(nèi)應(yīng)力處理，消除內(nèi)應(yīng)力，減少氮化變形，改善加工性能。(3)時(shí)效處理安排

時(shí)效處理可以消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。若鑄件毛坯零件精度要求一般，可在粗加工前或粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理。鑄件毛坯零件精度要求較高時(shí)，可安排多次時(shí)效處理。(4)表面處理安排

零件的表面處理工序一般都安排在工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。表面處理包括表面金屬鍍層處理、表面磷化處理、表面發(fā)藍(lán)、發(fā)黑處理、表面鈍化處理、鋁合金的陽(yáng)極化處理等。3．檢驗(yàn)工序安排檢驗(yàn)工序分一般檢驗(yàn)工序和特種檢驗(yàn)工序，它們是工藝過(guò)程中必不可少的工序。一般檢驗(yàn)工序通常安排在粗加工后、重要工序前后、轉(zhuǎn)車間前后以及全部加工工序完成后。特種檢驗(yàn)工序，如x射線和超聲波探傷等無(wú)損傷工件內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)，一般安排在工藝過(guò)程開始時(shí)進(jìn)行。如磁力探傷、熒光探傷等檢驗(yàn)工件表面質(zhì)量的工序，通常安排在精加工階段進(jìn)行。殼體零件的密封性檢驗(yàn)一般安排在粗加工階段進(jìn)行。零件的靜平衡和動(dòng)平衡檢查等一般安排在工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。2.5工序設(shè)計(jì)在工序設(shè)計(jì)階段，工序設(shè)計(jì)為每一道加工工序選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床設(shè)備并配備工藝裝備；確定切削用量；確定加工余量；確定工序尺寸及公差等。2.5.1機(jī)床與工藝裝備的選擇1.機(jī)床的選擇機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械切削加工（包括磨削等）的主要設(shè)備。機(jī)床設(shè)備選擇應(yīng)遵循的原則是：(1)機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與被加工