第五章 機(jī)械加工工藝規(guī)程111

第五章機(jī)械加工工藝規(guī)程王鳳花現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院第五章機(jī)械加工工藝規(guī)程5.1機(jī)械加工工藝過程的基本概念5.2工件的安裝與基準(zhǔn)5.3機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂5.4制訂工藝規(guī)程要解決的幾個(gè)主要問題5.5工序尺寸及其公差的確定5.6機(jī)械加工的生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性分析5.1機(jī)械加工工藝過程的基本概念5.1.1生產(chǎn)過程與工藝過程(1)生產(chǎn)過程制造機(jī)器時(shí)，由原材料到成品之間的所有勞動(dòng)過程的總和稱為生產(chǎn)過程。原材料成品（機(jī)器）生產(chǎn)過程包括：

1)

原材料的運(yùn)輸、保管和準(zhǔn)備；

2)

生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作；

3)

毛坯的制造；

4)

零件的機(jī)械加工與熱處理；

5)

零件裝配成機(jī)器；

6)

機(jī)器的質(zhì)量檢查及運(yùn)行試驗(yàn)；

7)

機(jī)器的油漆、包裝和入庫。5.1機(jī)械加工工藝過程的基本概念5.1.1生產(chǎn)過程與工藝過程（2）工藝過程1）定義：在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，那些與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程稱為工藝過程。2）分類：

1)毛坯制造工藝過程

2)機(jī)械加工工藝過程

3)熱處理工藝過程

4)裝配工藝過程機(jī)械加工工藝過程

采用各種機(jī)械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質(zhì)量，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過程。5.1.2機(jī)械加工工藝過程的組成工藝過程是由若干個(gè)按一定順序排列的工序組成。毛坯順次通過這些工序就變成了成品或半成品。工序是工藝過程的基本單元，工序又可分為安裝、工步、走刀和工位。（1）工序一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)固定的工作地點(diǎn)（一臺(tái)機(jī)床或一個(gè)鉗工臺(tái)），對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的主要依據(jù)是工作地點(diǎn)是否改變和加工過程是否連續(xù)。圖5.1階梯軸簡(jiǎn)圖圖5.1階梯軸簡(jiǎn)圖工序號(hào)工序名稱工作地點(diǎn)1銑端面打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床2車外圓，切槽，倒角普通車床3銑鍵槽立式銑床4去毛刺鉗工臺(tái)5磨外圓外圓磨床表5.1階梯軸的工藝過程階梯軸的加工工藝過程可由五個(gè)工序組成，如表5．1所示。棒料毛坯依次通過這五個(gè)工序就變成階梯軸的產(chǎn)品零件。

（2）安裝

工件在加工前，在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具應(yīng)有一個(gè)正確的位置并給予固定，這個(gè)過程稱為裝夾，一次裝夾所完成的那部分加工過程稱為安裝。應(yīng)盡可能減少裝夾次數(shù)，因?yàn)槎嘌b夾一次就多一次誤差，同時(shí)增加了裝夾工件的輔助時(shí)間。（3）工步在同一道工序內(nèi)，當(dāng)加工表面不變、切削用量（指切削速度、背吃刀量和進(jìn)給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，稱工步。當(dāng)其中有一個(gè)因素變化時(shí)，則為另一個(gè)工步。當(dāng)同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的幾個(gè)表面進(jìn)行加工時(shí)，則為復(fù)合工步。（如圖7-3）（4）走刀在一個(gè)工步內(nèi)，被加工的某一表面，由于余量較大或其它原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對(duì)它進(jìn)行多次加工，每加工一次，稱一次走刀。（5）工位為了減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)夾具，使工件在一次安裝中，可先后在機(jī)床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工，每一個(gè)位置所完成的那部分工序，稱一個(gè)工位。（如圖7-4）

5.1.3生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn)（1）生產(chǎn)綱領(lǐng)

某種產(chǎn)品（或零件）的年產(chǎn)量稱為該產(chǎn)品（或零件）的生產(chǎn)綱領(lǐng)。

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算：式中

Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位：臺(tái)/年；

n——每臺(tái)產(chǎn)品中所含該零件的數(shù)量，單位：件/臺(tái)；

α%——備品率，對(duì)易損件應(yīng)考慮一定數(shù)量的備品，以供用戶修配的需要；

β%——廢品率。

5.1.3生產(chǎn)類型及其工藝特點(diǎn)（2）生產(chǎn)類型在機(jī)械制造業(yè)中，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小和產(chǎn)品的特點(diǎn)，可以分為三種不同的生產(chǎn)類型：?jiǎn)渭a(chǎn)、大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)。1）單件生產(chǎn)

單個(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復(fù)。

例如，重型機(jī)器制造、專業(yè)設(shè)備制造和新產(chǎn)品試制等。2）大量生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行某一個(gè)零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機(jī)、軸承等的制造通常都是以大量生產(chǎn)的方式進(jìn)行。3）成批生產(chǎn)一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，工作地點(diǎn)的加工對(duì)象周期性重復(fù)。例如，機(jī)床制造就是比較典型的成批生產(chǎn)。每批制造的相同產(chǎn)品的數(shù)量稱為批量。根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)又可分為：小批生產(chǎn)---其工藝過程的工藝特點(diǎn)和單件生產(chǎn)相似，常將兩者合稱為單件小批生產(chǎn)；大批生產(chǎn)---其工藝過程的特點(diǎn)和大量生產(chǎn)相似，常將兩者合稱為大批大量生產(chǎn)；中批生產(chǎn)-----其工藝過程的特點(diǎn)則介于單件小批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)之間。劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)表5.2劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)

生產(chǎn)類型零件年產(chǎn)量重型零件質(zhì)量大于2000kg中型零件質(zhì)量100~2000kg輕型零件質(zhì)量小于100kg單件生產(chǎn)<5<20<100成批生產(chǎn)小批5~10020~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生產(chǎn)>1000>5000>50000各種生產(chǎn)類型的工藝過程的特點(diǎn)可歸納成表5．3

特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)工件的互換性一般是配對(duì)制造，沒有互換性，廣泛用鉗工修配大部分有互換性，少數(shù)用鉗工修配。全部有互換性，有些精度較高的配合件用分組選擇裝配法毛坯的制造方法及加工余量鑄件用木模手工鑄造，鍛件用自由鍛，毛坯精度低加工余量大部分鑄件用金屬模；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等鑄件廣泛采用金屬模機(jī)器造型；鍛件廣泛采用模鍛以及其他高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)機(jī)床設(shè)備通用機(jī)床。按機(jī)床種類及大小采用“機(jī)群式”排列部分通用機(jī)床和部分高生產(chǎn)率專用機(jī)床。按加工零件類別分工段排列廣泛采用高生產(chǎn)率的專用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床。按流水線形式排列夾具多用通用夾具，極少采用專用夾具，靠劃線法和試切法達(dá)到精度要求廣泛采用專用夾具，部分靠劃線法達(dá)到精度要求廣泛采用高生產(chǎn)率專用夾具及調(diào)整法達(dá)到加工精度特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)刀具與量具采用通用刀具和萬能量具較多采用專用刀具及專用量具廣泛采用高生產(chǎn)率刀具和量具對(duì)工人的要求需要技術(shù)熟練的工人需要一定熟練程度的工人對(duì)操作工人的技術(shù)要求較低，對(duì)調(diào)整工人的技術(shù)要求較高工藝規(guī)程有簡(jiǎn)單的工藝路線卡有工藝規(guī)程，對(duì)關(guān)鍵零件有詳細(xì)的工藝規(guī)程有詳細(xì)的工藝規(guī)程特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)生產(chǎn)率低中高成本高中低發(fā)展趨勢(shì)箱體類復(fù)雜零件采用加工中心采用成組技術(shù)，數(shù)控機(jī)床或柔性制造系統(tǒng)等進(jìn)行加工在計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)中加工，并可能實(shí)現(xiàn)在線故障診斷，自動(dòng)報(bào)警和加工誤差自動(dòng)補(bǔ)償5.2工件的安裝與基準(zhǔn)5.2.1工件的安裝定位：加工前，使工件在機(jī)床上或夾具上占有正確的加工位置的過程，稱為定位。夾緊：用施加外力的形式，把工件已確定的定位位置固定下來的過程，稱為夾緊。裝夾或安裝：工件定位、夾緊的全過程，稱為裝夾或安裝。例：在墻上貼畫

小結(jié)：定位在前，夾緊在后定位是首要的

定位+夾緊=安裝由于工件大小、加工精度和批量的不同，工件的找正安裝有三種方式：1）直接找正法：是用百分表、劃針或用目測(cè)，在機(jī)床上直接找正工件，使工件獲得正確位置的方法。圖5-2

直接找正法示例a）磨內(nèi)孔時(shí)工件的找正b）刨槽時(shí)工件的找正直接找正安裝的精度與工作效率，取決于要求的找正精度、所采用的找正方法、所使用的找正工具和工人的技術(shù)水平。此法的缺點(diǎn)：費(fèi)時(shí)較多，因此一般只適合于工件批量小，采用專用夾具不經(jīng)濟(jì)或工件定位精度要求特別高，采用專用夾具也不能保證，只能用精密量具直接找正定位的場(chǎng)合。2)劃線找正法：當(dāng)零件形狀很復(fù)雜時(shí)，可先用劃針在工件上畫出中心線、對(duì)稱線或各加工表面的加工位置，然后再按劃好的線來找正工件在機(jī)床上的位置的方法。此法要增加劃線工序，定位精度也不高。因此多用于批量小，零件形狀復(fù)雜、毛坯制造精度較低的場(chǎng)合，以及大型鑄件和鍛件等不宜使用專用夾具的粗加工。

圖5-3

劃線找正法示例3）用專用夾具安裝工件在夾具內(nèi)定位并夾緊，不需要找正。此法的安裝精度較高，而且裝卸方便，可以節(jié)省大量輔助時(shí)間。但制造專用夾具成本高，周期長(zhǎng)，因此適用于成批和大量生產(chǎn)。如圖5.１階梯軸的銑鍵槽工序，可將工件直接放在夾具體的V形塊上（見圖5.4），不用找正就能保證工件相對(duì)刀具的位置，只要用壓板夾緊工件，便可進(jìn)行銑鍵槽的工作。圖5.4銑鍵槽工序的安裝5.2.2基準(zhǔn)及其分類基準(zhǔn)：在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定一些點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。根據(jù)基準(zhǔn)的用途，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定義：設(shè)計(jì)時(shí)在零件圖紙上所使用的基準(zhǔn)。如圖7-6和圖7-7。（2）工藝基準(zhǔn)定義：在制造零件和裝配機(jī)器的過程中所使用的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、度量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，分別用于工序圖中的工序尺寸的標(biāo)注、工件加工時(shí)的定位、工件的測(cè)量檢驗(yàn)和零件的裝配。1）工序基準(zhǔn)在工序圖中，用以標(biāo)注被加工表面位置的面、線、點(diǎn)稱為工序基準(zhǔn)。（所標(biāo)注的加工面的位置尺寸是工序尺寸）。如圖7-82）定位基準(zhǔn)加工時(shí)確定零件在機(jī)床或夾具中位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為定位基準(zhǔn)，及確定被加工表面位置的基準(zhǔn)。如圖7-6定位基準(zhǔn)面——工件上作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)或線，總是由具體表面來體現(xiàn)，這個(gè)表面稱為定位基準(zhǔn)面。3）測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)被加工表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為測(cè)量基準(zhǔn)。如圖7-94）裝配基準(zhǔn)在裝配時(shí)，確定零件位置的面、線、點(diǎn)稱為裝配基準(zhǔn)，即裝配中用來確定零件、部件在機(jī)器中位置的基準(zhǔn)。如圖7-10一般情況下，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在圖紙上給定的，定位基準(zhǔn)則是工藝人員根據(jù)不同的工藝順序與裝夾方法確定的，因此可以選出不同的定位基準(zhǔn)。正確的選擇定位基準(zhǔn)是制訂工藝規(guī)程的主要內(nèi)容之一，也是夾具設(shè)計(jì)的前提?；鶞?zhǔn)重合在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)盡量使以上各種基準(zhǔn)重合，以消除基準(zhǔn)不重合誤差。

1）設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)盡量以裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以便保證裝配技術(shù)要求；

2）在制定加工工藝路線時(shí)，應(yīng)盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)，以保證零件加工精度；

3）在加工和測(cè)量零件時(shí)，要盡量使定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以減少加工誤差和測(cè)量誤差。5.2.3機(jī)床夾具的基本概念機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。夾具是指夾持工件的工具，如卡盤、頂尖、平口鉗等。輔具是指夾持刀具的工具，如鉆夾頭、絲錐夾頭及刀夾等。（1）夾具的分類1）按使用范圍分通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、隨行夾具2）按使用機(jī)床的類型分鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具3）按夾緊動(dòng)力源分手動(dòng)夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具、自夾緊夾具機(jī)床夾具通常按夾具的應(yīng)用范圍進(jìn)行分類。①通用夾具指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了的夾具，適用于不同工件的裝夾。如三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。通用夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于大批量生產(chǎn)，也適用于單件小批生產(chǎn)，是使用最廣泛的一類夾具。②專用夾具為加工某一零件某一道工序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、操作迅速方便，因設(shè)計(jì)和制造的周期較長(zhǎng)，批量少，所以成本較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，因無法使用而報(bào)廢，因此專用夾具適用于產(chǎn)品固定的成批或大量生產(chǎn)中。③可調(diào)夾具：是指經(jīng)調(diào)整或更換個(gè)別元件，即可加工多種工件的夾具。這種夾具主要用于形狀相似，尺寸相近的工件的加工。④組合夾具（拼裝夾具）：這種夾具是在夾具零部件完全標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，根據(jù)積木化原理，針對(duì)不同的工件對(duì)象和加工要求，拼裝組合則成夾具。構(gòu)成夾具的各零部件，在工件加工完后，可拆散成各種元件，組合成適用其它產(chǎn)品加工要求的夾具。⑤隨行夾具：是適用于自動(dòng)線上的一種移動(dòng)式夾具。工件安裝在隨行家具上，隨行夾具由自動(dòng)線運(yùn)輸裝置從一個(gè)工序運(yùn)送到另一個(gè)工序，完成全部工序的加工。隨行夾具主要用于自動(dòng)生產(chǎn)線﹑加工中心、柔性生產(chǎn)線中。

（2）專用夾具的組成

(1)定位元件：(2)夾緊裝置：(3)對(duì)刀和導(dǎo)引元件：(4)夾具體：

(5)其它元件及裝置：（2）專用夾具的組成(1)定位元件：用來確定工件在夾具中的正確位置的元件。(2)夾緊裝置：用于夾緊工件，使其保持在正確的定位位置上的夾緊裝置和夾緊元件。(3)對(duì)刀和導(dǎo)引元件：用于確定刀具位置或引導(dǎo)刀具方向的元件。(4)夾具體：用于聯(lián)接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床相結(jié)合，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。(5)其它元件及裝置：有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件“定準(zhǔn)、夾牢”。(3)專用夾具的功用

(1)保證加工精度，降低工人等級(jí)加工精度包括：①尺寸精度、②幾何形狀精度、③表面相互位置精度。使用夾具最有利于保證表面相互位置精度。

如：在搖臂鉆加工孔系①夾具：可達(dá)0.10～0.20mm

②劃線找正：0.4～1.0mm(2)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本

無找正，對(duì)刀等時(shí)間，工件裝卸迅速，從而大大減少了工件安裝的輔助時(shí)間，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)多件加工，多工位加工，特別適用于加工時(shí)間短，輔助時(shí)間長(zhǎng)的中、小工件的加工。

(3)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍

擴(kuò)大機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。如在車床上利用鏜夾具，進(jìn)行鏜孔。利用銑夾具，進(jìn)行銑槽。

(4)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。5.2.4工件在夾具中的定位及定位誤差（1）六點(diǎn)定位原理

一個(gè)自由的物體相對(duì)于三個(gè)相互垂直的空間坐標(biāo)系，有六種活動(dòng)的可能性(三種是移動(dòng)，三種是轉(zhuǎn)動(dòng))。習(xí)慣把這種活動(dòng)的可能性稱為自由度，因此空間任一自由物體共有六個(gè)自由度。未定位工件在空間有六個(gè)自由度，定位就是限制其自由度。

六點(diǎn)定位原理：布置六個(gè)定位支承點(diǎn)，使工件上的定位基面與其接觸，一個(gè)支承點(diǎn)限制工件一個(gè)自由度，使工件六個(gè)自由度被完全限制，在空間得到唯一確定的位置，此即六點(diǎn)定位原理。長(zhǎng)方體工件定位示例：根據(jù)加工要求決定所需限制的自由度

考慮定位方案時(shí)，需根據(jù)零件加工要求而定，應(yīng)限制哪幾個(gè)自由度，再以相應(yīng)定位點(diǎn)去限制。由此，引出兩種常見的兩種定位類型：完全定位：工件的六個(gè)自由度需完全被限制的定位情況。如圖7-15不完全定位：工件的六個(gè)自由度不需完全被限制的定位情況。如圖7-16欠定位與過定位工件應(yīng)限制的自由度未被限制的定位，為欠定位，在實(shí)際生產(chǎn)中是絕對(duì)不允許的。如圖7-15工件一個(gè)自由度被兩個(gè)或以上支承點(diǎn)重復(fù)限制的定位稱為過定位或重復(fù)定位。一般來說也是不合理的。如圖7-17常用定位元件限制自由度的情況1、在圓柱體上銑貫穿鍵槽長(zhǎng)V形塊限制四個(gè)自由度，短V形塊限制兩個(gè)自由度。2、兩頂尖定位車外圓固定的短錐面相當(dāng)于三個(gè)定位點(diǎn)，活動(dòng)的短錐面相當(dāng)于兩個(gè)定位點(diǎn)。3、頂尖磨削長(zhǎng)錐面相當(dāng)于五個(gè)定位點(diǎn)。4、圓柱體用三爪夾頭定位并夾緊鉆一通孔長(zhǎng)三爪夾頭相當(dāng)于四個(gè)定位點(diǎn)，而短三爪夾頭相當(dāng)于兩個(gè)定位點(diǎn)。(2)典型定位方式和定位元件定位元件要滿足的共同要求：1）定位工作面精度要求高；2）要有足夠的強(qiáng)度和剛度；3）定位工作表面要有較好的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持定位精度；4）結(jié)構(gòu)工藝性要好，以便制造、裝配、更換及排屑。(2)典型定位方式和定位元件1)工件以平面定位主要支承

輔助支承固定支承可調(diào)支承自位支承支承釘支承板

主要支承用來限制工件的自由度，是真正具有獨(dú)立定位工作的定位元件；而輔助支承是用來加強(qiáng)工件的剛性，不起限制工件自由度的作用。（1）固定支承（支承釘、支承板）

1）、支承釘(a)平頂支承釘，與工件接觸面大，適用于精基準(zhǔn)定位；

(b)圓頂支承釘，與工件接觸面小，適用于粗基準(zhǔn)定位，以減小裝夾誤差，但支承釘容易磨損和壓傷工件基準(zhǔn)面；

(c)花紋頂面支承釘，用于工件的側(cè)面定位，增大摩擦系數(shù)，但清除切屑不方便，不易用在水平面定位；

(d)帶襯套支承釘，批量大、磨損快時(shí)使用，便于拆卸。（1）固定支承（支承釘、支承板）

2）支承板A型適用于側(cè)面和頂面定位:平板式支承板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但不易清除落入沉頭螺釘孔內(nèi)的碎屑；B型適用于底面的定位:臺(tái)階式支承板，裝夾螺釘?shù)钠矫娴陀谥С忻?～5mm，克服了不易清屑的缺點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)不緊湊；不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝入夾具體后，為使各支承面在一個(gè)水平面內(nèi)，應(yīng)再修磨一次。

（2）可調(diào)支承

支承位置可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，并用螺母鎖緊。主要用于粗基準(zhǔn)定位。每批調(diào)整一次，以補(bǔ)償各批毛坯誤差。（2）自位支承（浮動(dòng)支承）在定位過程中自位支承的位置是隨著定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動(dòng)與之適應(yīng)的。如圖7-21。(a)、(b)是兩點(diǎn)浮動(dòng)式支承；

(c)是三點(diǎn)浮動(dòng)支承；這種支承只能限制一個(gè)自由度，只起一個(gè)定位支承點(diǎn)的作用。一般用于毛坯表面或不連續(xù)的表面的定位中。②輔助支承工件在裝夾加工時(shí)，為了增加工件的剛性和穩(wěn)定性，但又要避免過定位，此時(shí)經(jīng)常采用輔助支承。一般輔助支承是在工件定位后才參與工作，故不起定位作用。平面定位常用定位元件支承板可調(diào)支承自位支承輔助支承

平面型支承板：側(cè)面和頂面定位帶斜槽型支承板：適于作底面定位準(zhǔn)面平頭支承釘：用于支承精基準(zhǔn)面球頭支承釘：用于支承粗基準(zhǔn)面網(wǎng)紋頂面支承釘：用在工件以粗基準(zhǔn)定位且要求較大摩擦力的表面定位支承釘2）工件以外圓柱面定位①支承定位(v形塊)用于以外圓表面為定位基準(zhǔn)的工件。應(yīng)用實(shí)例：用V形塊定位，工件的定位基準(zhǔn)始終在V形塊兩定位面的對(duì)稱中心平面內(nèi)，對(duì)中性能好。一個(gè)短V形塊限制兩個(gè)自由度；兩個(gè)短V形塊組合或一個(gè)長(zhǎng)V形塊限制四個(gè)自由度；浮動(dòng)式V形塊只限制一個(gè)自由度。②定心定位(定位套筒

)三爪自定心卡盤、彈簧夾頭、套筒。

在工件以端面為主要定位基面的場(chǎng)合，短定位套孔限制工件的兩個(gè)自由度；在工件以外圓柱表面為主要定位基面的場(chǎng)合，長(zhǎng)定位套孔限制工件的四個(gè)自由度。③半圓定位座

常用于大型軸類工件的定位

當(dāng)工件尺寸較大，用圓柱孔定位不方便時(shí)，可將圓柱孔改成兩半，下半孔用作定位，上半孔用于壓緊工件。短半圓孔定位限制工件的二個(gè)自由度；長(zhǎng)半圓孔定位限制工件的四個(gè)自由度。3）工件以圓孔定位①定位銷

分固定式和可換式用定位銷定位時(shí)，短圓柱銷限制兩個(gè)自由度；長(zhǎng)圓柱銷可以限制四個(gè)自由度。②心軸幾種常用的心軸結(jié)構(gòu)形式如下圖：

a)過盈配合心軸，依靠過盈量產(chǎn)生的夾緊力來傳遞扭矩，限制工件四個(gè)自由度；

b)間隙配合心軸，限制工件五個(gè)自由度（心軸外圓部分限制四個(gè)自由度，軸肩面限制一個(gè)自由度）；

c)小錐度心軸，裝夾工件時(shí)，通過工件孔和心軸接觸表面的彈性變形夾緊工件，使用小錐度心軸定位可獲得較高的定位精度，它可以限制五個(gè)自由度。③圓錐銷

常用于工件孔端的定位，可限制三個(gè)自由度

3）組合表面定位

在實(shí)際生產(chǎn)中，為滿足加工要求，有時(shí)采用幾個(gè)定位面相組合的方式進(jìn)行定位。常見的組合形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等，與之相對(duì)應(yīng)的定位元件也是組合式的。幾個(gè)表面同時(shí)參與定位時(shí)，各定位基準(zhǔn)（基面）在定位中所起的作用有主次之分。例如，軸以兩頂尖孔在車床前后頂尖上定位的情況，前頂尖孔為主要定位基面，前頂尖限制三個(gè)自由度，后頂尖只限制兩個(gè)自由度。

一面兩銷的組合定位①一個(gè)平面和與其垂直的兩個(gè)孔組合這種定位屬于過定位解決辦法是：將銷2做成削邊銷②一個(gè)平面和與它垂直的孔的組合

如圖7-34帶臺(tái)階面的心軸定位，及一個(gè)定位銷和一個(gè)與它垂直的環(huán)形平面的組合。常用定位元件及定位方式

以平面定位以圓柱孔定位以外圓柱面定位支承釘支承板浮動(dòng)支承圓柱銷各種心軸V型塊定位套輔助支承5.3機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定5.3.1機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用什么是工藝過程？什么是工藝規(guī)程？?jī)?yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本

工藝文件

規(guī)定產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，稱工藝規(guī)程。其中規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。5.3.1機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用(1)

機(jī)械加工工藝規(guī)程是機(jī)械加工工藝過程的主要技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的依據(jù)。(2)機(jī)械加工工藝規(guī)程是新產(chǎn)品投產(chǎn)前，進(jìn)行有關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備的依據(jù)。(3)

機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建、擴(kuò)建或改建廠房（車間）的依據(jù)。(4)機(jī)械加工工藝規(guī)程有助于技術(shù)交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。5.3.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式

(1)工藝過程卡片工藝過程卡片是以工序?yàn)閱挝缓?jiǎn)要說明零件加工過程的一種工藝文件。

P208表7-6(2)工序卡片工序卡片是為每一道工序編制的一種工藝文件。

P209表7-7205.3.3制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料1）零件工作圖及其產(chǎn)品裝配圖；2）產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；3）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)；4）現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件（毛坯制造能力、機(jī)床設(shè)備、工藝裝備、工人技術(shù)水平，專用設(shè)備和工裝的制造能力）；5）國(guó)內(nèi)外有關(guān)的先進(jìn)制造工藝及今后生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向等；6）有關(guān)的工藝、圖紙、手冊(cè)及技術(shù)書刊等資料。

5.3.4制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟1.根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型2.對(duì)被加工零件進(jìn)行工藝分析（零件分析）

功用零件表面的技術(shù)要求結(jié)構(gòu)工藝性5.3.4制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟1.根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型2.對(duì)被加工零件進(jìn)行工藝分析3.確定毛坯

1）毛坯的制造類型；

2）毛坯的制造精度；

3）毛坯圖種類特點(diǎn)鑄件多用于形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件。其吸振性能好，但力學(xué)性能低。鑄造方法有砂型鑄造、離心鑄造等，有手工造型和機(jī)器造型。模型有木模和金屬模。木模手工造型用于單件小批生產(chǎn)或大型零件，生產(chǎn)效率低，精度低。金屬模用于大批大量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、精度高。離心鑄造用于空心零件，壓力鑄造用于形狀復(fù)雜、精度高、大量生產(chǎn)、尺寸小的有色金屬零件鍛件用于制造強(qiáng)度高、形狀簡(jiǎn)單的零件（軸類和齒輪類）。用模鍛和精密鍛造，生產(chǎn)效率高，精度高。單件小批生產(chǎn)用自由鍛沖壓件用于形狀復(fù)雜、生產(chǎn)批量較大的板料毛坯。精度較高，但厚度不宜過大型材用于形狀簡(jiǎn)單或尺寸不大的零件。材料為各種冷拉和熱軋鋼材冷擠壓件）用于形狀簡(jiǎn)單、尺寸小和生產(chǎn)批量大的零件。如各種精度高的儀表件和航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的小零件焊接件用于尺寸較大、形狀復(fù)雜的零件，多用型鋼或鍛件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易變形，尺寸誤差大工程塑料用于形狀復(fù)雜、尺寸精度高、力學(xué)性能要求不高的零件粉末冶金尺寸精度高、材料損失少，用于大批量生產(chǎn)、成本高。不適于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁、有銳邊的零件表7-6常用毛坯種類和特點(diǎn)1.根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型2.對(duì)被加工零件進(jìn)行工藝分析3.確定毛坯4.擬定工藝路線什么是工藝路線？工藝路線就是零件從毛坯到成品所經(jīng)過工序的先后順序。

定位基準(zhǔn)的選擇表面加工方法的選擇加工階段的劃分工序順序的安排工序集中與分散的安排

5.3.4制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟5.3.4制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟1.根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型2.對(duì)被加工零件進(jìn)行工藝分析3.確定毛坯4.擬定工藝路線5.確定各工序所用的設(shè)備和工藝裝備6.確定加工余量、工序尺寸及公差7.確定切削用量及時(shí)間定額8.填寫工藝文件5.4制定工藝規(guī)程要解決的幾個(gè)主要問題5.4.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)用毛坯表面作的定位基準(zhǔn)用已經(jīng)加工過的表面作的定位基準(zhǔn)5.4.1定位基準(zhǔn)的選擇

1.精基準(zhǔn)的選擇

選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從整個(gè)工藝過程來考慮，如何保證工件的尺寸精度和位置精度，并使工件裝夾方便可靠。“基準(zhǔn)重合”原則

“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則“互為基準(zhǔn)”原則“自為基準(zhǔn)”原則1.精基準(zhǔn)的選擇1)“基準(zhǔn)重合”原則

應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。如圖7-461.精基準(zhǔn)的選擇2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則

應(yīng)選擇各加工表面都能共同使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。這樣，便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的定位誤差，并簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)和制造工作。

1.精基準(zhǔn)的選擇3)“互為基準(zhǔn)”原則

當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度要求很高，可以采取互為精基準(zhǔn)的原則，反復(fù)多次進(jìn)行精加工。

1.精基準(zhǔn)的選擇4)“自為基準(zhǔn)”原則

在有些精加工或光整加工工序中，要求余量盡量小而均勻，在加工時(shí)就盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。如圖7-47

2.粗基準(zhǔn)的選擇1)若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn)。圖7-11床身加工粗基準(zhǔn)的兩種方案比較2.粗基準(zhǔn)的選擇2)在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件的所有表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。

圖7-12階梯軸粗基準(zhǔn)的選擇2.粗基準(zhǔn)的選擇圖7-13以不加工表面為粗基準(zhǔn)3)在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工，則應(yīng)以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。

2.粗基準(zhǔn)的選擇4)選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準(zhǔn)確、裝夾可靠。5)使用毛坯表面作粗基準(zhǔn)一般只能用一次，以后不再重復(fù)使用。5.4.2表面加工方法的選擇選擇加工方法應(yīng)考慮的因素：

1）各加工表面所要達(dá)到的加工技術(shù)要求；

2）工件所用材料的性質(zhì)、硬度和毛坯的質(zhì)量；

3）零件的結(jié)構(gòu)形狀和加工表面的尺寸；

4）生產(chǎn)類型；

5）車間現(xiàn)有設(shè)備情況；

6）各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度等。5.4.2表面加工方法的選擇加工方法選擇的原則

1.所選的最終加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度要與加工表面的精度和表面粗糙度要求相適應(yīng)。

2.所選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。

P211表7-8（外圓加工）

P212表7-9（內(nèi)孔加工）

P213表7-10（平面加工）5.4.2表面加工方法的選擇加工方法選擇的原則3.所選加工方法要與零件的結(jié)構(gòu)、加工表面的特點(diǎn)和材料等因素相適應(yīng)。4.所選加工方法要與企業(yè)的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。5.加工方法要與工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件相適應(yīng)。5.4.3加工階段的劃分

零件加工，總是先粗加工后精加工，有時(shí)還需光整加工。劃分加工階段就是把整個(gè)工藝過程劃分為幾個(gè)階段，做到粗精加工分開進(jìn)行。

粗加工的目的為切去大部分加工余量；

精加工的目的為保證被加工零件達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。

1.粗加工階段

2.半精加工階段

3.精加工階段

4.光整加工階段5.4.3加工階段的劃分劃分加工階段的原因有：1）為了保證加工質(zhì)量。2）可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以便及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ)，避免繼續(xù)加工造成浪費(fèi)。3）可以合理使用機(jī)床設(shè)備。5.4.4工序的集中與分散1.工序集中如果在每道工序中所安排的加工內(nèi)容多，則一個(gè)零件的加工就集中在少數(shù)幾道工序里完成，這樣，工藝路線短，工序少，稱為工序集中。2.工序分散如果在每道工序中所安排的加工內(nèi)容少，把零件的加工內(nèi)容分散在很多工序里完成，則工藝路線長(zhǎng)，工序多，稱為工序分散。5.4.4工序的集中與分散工序集中的特點(diǎn)：1)

在工件的一次裝夾中，可以加工多個(gè)表面。這樣，可以減少安裝誤差，較好地保證這些表面之間的位置精度；同時(shí)可以減少裝夾工件的次數(shù)和輔助時(shí)間。2)

可以減少機(jī)床的數(shù)量，并相應(yīng)地減少操作工人，節(jié)省車間面積，簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。3）由于要完成多種加工，機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高、成本也高。5.4.4工序的集中與分散工序分散的特點(diǎn)：

1)

機(jī)床設(shè)備、工裝、夾具等工藝裝備的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，調(diào)整比較容易，能較快地更換、生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。2)

對(duì)工人的技術(shù)水平要求較低。5.4.5安排加工順序的原則1.機(jī)械加工工序的安排

1）先粗后精

2）先主后次

3）先面后孔

4）基準(zhǔn)先行5.4.5安排加工順序的原則2.熱處理工序的安排1）預(yù)備熱處理：為了改善工件材料機(jī)械性能和切削加工性能的熱處理（正火、退火、調(diào)質(zhì)），應(yīng)安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前進(jìn)行；2）時(shí)效處理：為了消除工件內(nèi)應(yīng)力的熱處理，安排在粗加工以后，精加工以前進(jìn)行；3）最終熱處理：為了提高工件表面硬度的淬硬處理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前進(jìn)行；

5.4.5安排加工順序的原則3.輔助工序的安排如：檢驗(yàn)工序動(dòng)平衡去磁去毛刺倒鈍銳角邊5.4.7確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差（1）基本概念在切削加工過程中，為了使零件得到所要求的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，必須從毛坯表面上切除的金屬層厚度稱為機(jī)械加工余量。大型齒輪毛坯總加工余量Z：從毛坯表面切去全部多余的金屬層厚度，稱為總加工余量。也就是毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差,也等于各道工序余量之和。工序余量：每一工序中所切除的金屬層厚度，也等于相鄰兩工序的基本尺寸之差。

Z＝Z1+Z2+……Zi+…..Zn

式中Zo－加工總余量

Zi－工序余量

n－機(jī)械加工工序數(shù)目對(duì)于非對(duì)稱的加工表面，加工余量是單邊余量。其中對(duì)于外表面:Zb=a–b，對(duì)于內(nèi)表面:Zb=b–a。式中：Zb——本工序的工序余量；a——前工序的工序尺寸；b——本工序的工序尺寸。對(duì)于內(nèi)孔、外圓等回轉(zhuǎn)表面，其加工余量是雙邊余量，即相鄰兩工序的直徑差。其中對(duì)于外圓:2Zb=da-db，而對(duì)于內(nèi)孔:2Zb=db-da，式中：2Zb——直徑上的加工余量；da——前工序加工直徑；db——本工序加工直徑。余量公差：

本道工序工序尺寸公差

與上道工序工序尺寸公差之和。

Tz＝Zmax－Zmin

＝Tb+Ta

式中Tz---工序余量公差

Zmax---工序最大余量

Zmin---工序最小余量

Tｂ---加工面在本道工序的工

序尺寸公差

Tａ---加工面在上道工序的工

序尺寸公差基本余量(余量):上道與本道工序基本尺寸之差。被包容件（軸）的加工余量及公差(2)加工余量的確定工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。例如加工余量太小時(shí)，不易去掉上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太大時(shí)，會(huì)造成加工工時(shí)和材料的浪費(fèi)，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。影響加工余量的主要因素1）前工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry和表面缺陷層深度Ha影響加工余量的主要因素2）上工序的尺寸公差Ta3）前工序的各表面間相互位置的空間誤差ρa(bǔ)4）本工序加工時(shí)的安裝誤差εb。綜上所述，加工余量的計(jì)算公式為式7-14、7-15.(3)加工余量的確定

1）用浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔或浮動(dòng)鉸刀鉸孔或采用拉刀拉孔（這些方法不能糾正孔的位置誤差）

2Zb＝Ta+2(Ra+Da)2）無心外圓磨磨外圓（無裝夾誤差）

2Zb=2Tα+2(Ra+Da)+2ρα3）研磨，珩磨，超精加工，拋光等加工方法（去除上道工序留下的痕跡），僅用于減少工件表面粗糙度值

2Zb＝

2Ra(一)計(jì)算法，少采用(二)查表法以生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，多采用(三)經(jīng)驗(yàn)法單件小批5.5工序尺寸及其公差的確定工序尺寸是指每道工序加工后應(yīng)達(dá)到的加工尺寸。其公差即工序尺寸公差。合理確定工序尺寸及其公差是制訂工藝規(guī)程的重要工作之一，也是保證加工精度的重要基礎(chǔ)。工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法以及定位基準(zhǔn)的選擇與變換有密切的關(guān)系，一般有兩種情況：1）在加工過程中工藝基準(zhǔn)及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的情況下，某一表面需要多次加工所形成的工序尺寸，可稱為簡(jiǎn)單的工序尺寸。2）當(dāng)制訂表面形狀復(fù)雜的零件的工藝過程，或零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)或工序尺寸需從尚待繼續(xù)加工的表面標(biāo)注時(shí)，工序尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜了，需要利用尺寸鏈原理來分析和計(jì)算。5.5.1簡(jiǎn)單的工序尺寸簡(jiǎn)單工序尺寸確定的步驟：1)確定各加工工序的加工余量2)從終加工工序(即從設(shè)計(jì)尺寸開始),到第一道加工工序,逐次加上每道加工工序余量可得到各工序基本尺寸,(包括毛坯尺寸)3)除終加工工序尺寸公差按設(shè)計(jì)要求確定外，其余工序按經(jīng)濟(jì)加工精度確定工序尺寸公差4)按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差，孔距和毛坯尺寸公差帶常取對(duì)稱公差帶標(biāo)注1）查工藝手冊(cè)，確定工序加工余量研磨余量0.01ｍｍ精磨余量0.1ｍｍ粗磨余量0.3ｍｍ半精車余量1.1ｍｍ粗車余量4.5ｍｍ總余量0.01+0.1+0.3+1.1+4.5＝6.01mm

將粗車余量改為4.49mm，總余量取6ｍｍ

例1

某軸直徑為Φ50ｍｍ其尺寸精度要求I