機械制造工藝與工裝課件：機械加工工藝規(guī)程制訂

機械制造工藝與工裝

機械加工工藝規(guī)程制訂學習目標掌握編制零件機械加工工藝規(guī)程的基本概念、步驟、方法、一般原則及相關的工藝尺寸鏈計算等。工作任務按零件技術要求擬訂零件機械加工工藝規(guī)程教學重點零件加工工藝性分析、定位基準的選擇、工藝路線的擬訂教學難點機械加工工藝路線的擬訂教學方法建議任務導入、任務分析、實施、評價選用案例以階梯軸零件的加工案例貫穿本“任務”教學教學設施、設備及工具教學課件、零件實物、情境教室、實訓車間考核與評價任務成果評定、學習團隊評定參考學時20學時機械加工工藝規(guī)程制訂任務內容和目標

掌握產品的生產過程、工藝過程概念，了解生產過程是由多少個工藝過程組成，重點掌握從毛坯到合格零件的機械加工工藝過程的基本定義和組成。通過該任務的實施，能夠針對某一個零件機械加工工藝過程較清晰的劃分出工序，并將每個工序劃分出安裝、工位、工步的數目。任務1.1了解生產過程機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構生產過程工藝過程生產類型工序安裝工位工步走刀機械加工工藝過程裝配工藝過程熱處理工藝過程檢驗工藝過程單件生產中批生產大批生產機械加工工藝規(guī)程制訂1.1.1生產過程和機械加工工藝過程

生產過程是指在機械產品制造時，由原材料或半成品轉變?yōu)槌善返娜^程。它包括：1.生產過程生產技術準備；原材料的運輸和保管；毛坯制造；機械加工；熱處理和表面處理；部件和產品的裝配、測試檢驗、涂漆和包裝等機械加工工藝規(guī)程制訂成品機械加工工藝規(guī)程制訂2.工藝過程和機械加工工藝過程

工藝過程

：是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和形狀等，使其成為成品或半成品的過程。工藝過程是生產過程的重要組成部分，可具體的分為毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。機械加工工藝過程

:是利用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使其成為合格零件的過程。

如切削加工、磨削加工、特種加工、精密和超精密加工等多都屬于機械加工工藝過程。機械加工工藝規(guī)程制訂1.1.2機械加工工藝過程的組成

機械加工工藝過程（以下簡稱工藝過程）由一系列按順序排列的工序組成。通過這些工序對工件進行加工，將毛坯逐步變?yōu)楹细竦牧慵?/p>

工序是工藝過程的基本單元，也是編制生產計劃和進行成本核算的基本依據。機械加工工藝規(guī)程制訂1.工序工序是一個或一組工人，在一個工作地點對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。

工人、工作地、工件和連續(xù)作業(yè)是構成工序的四個要素，其中一個要素的變更就構成了新的工序。

劃分工序的主要依據是工件加工過程中的工作地是否變動。機械加工工藝規(guī)程制訂圖1-3（a）階梯軸零件（b）零件毛坯(a)圖1－3（a）所示為階梯軸零件，按單件生產制訂的工藝過程見表1－1;按成批生產制訂的工藝過程見表1－2。機械加工工藝規(guī)程制訂工序號工序名稱工序內容工作地1毛坯下料Φ60mm×325mm鋸床2車工車兩端面及鉆中心孔，車全部外圓，切槽及倒角，外圓留磨量，車螺紋臥式車床3熱處理調質28~32HRC熱處理車間4磨工磨各外圓至圖示尺寸要求外圓磨床5銑工銑鍵槽，去毛刺立式銑床6檢驗按圖示要求檢查檢驗臺表1-1單件生產制訂的機械加工工藝過程機械加工工藝規(guī)程制訂表1-2成批生產制訂的機械加工工藝過程工序號工序名稱工序內容工作地1毛坯下料Φ60mm×325mm鋸床2車工車兩端面至總長，鉆中心孔中心孔機床3車工車右端三個外圓（兩外圓留磨量），切槽及倒角仿形車床4車工車左端一個外圓（留磨量），切槽及倒角臥式車床5熱處理調質28~32HRC熱處理車間6鉗工研磨中心孔鉆床7磨工外圓磨床8磨工外圓磨床9磨工外圓磨床10銑工銑鍵槽鍵槽銑床11銑工銑螺紋螺紋銑床12鉗工去毛刺鉗工臺13檢驗按圖示要求檢查檢驗臺機械加工工藝規(guī)程制訂2.安裝

工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序內容稱為一次安裝。

裝夾包括工件定位和夾緊兩部分內容。在一個工序中可以包括一次或數次安裝。例如，表1-1的工序2，加工時需要調頭裝夾工件，有兩次的安裝；而銑鍵槽工序5只有一次安裝。工序中包括的安裝次數多，不僅增加工件裝卸的輔助時間，而且影響工件的位置精度。機械加工工藝規(guī)程制訂3.工位

為了完成一定的工序內容，工件在一次安裝中，通過分度回轉（或移動）裝置，使工件相對機床床身或刀具變換加工位置，每個加工位置所完成的那部分工序內容稱為一個工位。圖1-4多工位加工如圖所示加工Ⅰ、Ⅱ階臺時，為兩個工位機械加工工藝規(guī)程制訂注意：要想存在“工位”的變化，必須使用各種轉位（或移位）夾具或裝置。其目的是為了解決安裝次數多而帶來的不足。4.工步

當加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的那部分工序稱為工步

構成工步的任一因素（加工表面或切削刀具）改變后，一般即成為另一新的工步。機械加工工藝規(guī)程制訂圖1-5鉆孔工步當幾個形狀尺寸完全相同的加工表面，用同一工具連續(xù)加工時，在工藝過程中習慣上視為一個工步。例如，圖1-5所示工件上6個相同孔徑孔的鉆削，一般看成一個鉆孔工步。機械加工工藝規(guī)程制訂

在批量生產中，為了提高生產率，常采用多刀多刃或復合刀具同時加工工件的幾個表面，這樣的工步稱為復合工步。復合工步亦視為一個工步，如圖1-6所示。圖1-6復合工步機械加工工藝規(guī)程制訂5.走刀

走刀（工作行程）是指刀具相對工件加工表面進行一次切削所完成的那部分工步內容。

圖1-7走刀機械加工工藝規(guī)程制訂走刀是構成機械加工工藝過程最小的單元。機械加工工藝規(guī)程制訂1.1.3生產綱領與生產類型

產品（或零件）的生產綱領是指企業(yè)在計劃期內生產的產品產量和進度計劃。計劃期一般為一年的生產綱領稱為年生產綱領。1.生產綱領機械加工工藝規(guī)程制訂

對于零件而言，除了預計年生產計劃數量外，還應包括一定數量的備品率和廢品率。零件的生產綱領可按下式計算式中：

N—零件的年生產總量，件／年；Q—產品的年產量，臺／年；

n—每臺產品中該零件的數量，件／臺；

a—備品的百分率，％；b—廢品的百分率，％。機械加工工藝規(guī)程制訂2.生產類型

生產類型是指工廠或車間生產專業(yè)化程度的分類。根據生產綱領的數量和產品（或零件）的大小，機械制造業(yè)的生產可分為三種類型，即單件生產、成批生產和大量生產。單件生產：單個生產，很少重復或不重復的生產類型成批生產：一年中分批輪流地制造，工作地點周期重復大量生產：產品數量很大，大多數工作地點重復進行機械加工工藝規(guī)程制訂

生產類型的劃分要考慮生產綱領和產品本身的大小及結構的復雜性，所以在制定出零件的生產綱領后，可根據生產綱領的大小，參考表1-3所列數據確定相應的生產類型表1-3生產類型與生產綱領的關系生產類型零件的生產綱領（件/年）輕型零件(<4kg)中型零件(4~30kg)重型零件(≥30kg)單件生產≤100≤10≤5小批生產100~50010~2005~100中批生產500~5000200~500100~300大批生產5000~50000500~5000300~1000大量生產>50000>5000>1000機械加工工藝規(guī)程制訂3.工藝特征生產類型不同它們各自的工藝特征也不同工藝特征生產類型單件小批中批大批大量加工對象經常變化周期性變化固定不變毛坯木模砂型鑄件和自由鍛件部分采用金屬模鑄件和模鍛件廣泛采用機器造型、壓鑄、精鑄、模鍛、滾鍛等機床設備通用機床通用和部分專用機床高效專用機床及自動機床工藝裝備大多使用通用夾具、通用刀具和量具廣泛使用專用夾具，較多使用專用刀具和量具廣泛使用高效專用夾具、刀具和量具對工人的技術要求技術熟練技術比較熟練調整工技術熟練，操作工要求熟練程度較低生產率低一般高成本高一般低機械加工工藝規(guī)程制訂任務1.2了解機械加工工藝規(guī)程的作用和要求任務內容和目標掌握機械加工工藝規(guī)程的基本概念、書寫格式、制定步驟、原則，通過這一任務的教與學，做好制訂結構零件工藝規(guī)程的前期準備工作機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構機械加工工藝規(guī)程工藝規(guī)程的格式制定工藝規(guī)程的步驟制定工藝規(guī)程的原則工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程的基本概念機械加工工藝規(guī)程制訂1.2.1工藝規(guī)程的內容

零件的機械加工工藝規(guī)程包含的內容有：工藝路線，工序加工的內容與要求，所采用的機床和工藝裝備，工件的檢驗項目及檢驗方法，切削用量及工時定額等。所謂工藝規(guī)程:將合理的工藝過程和操作方法，按一定的格式寫成文件，用來指導生產，該文件稱為工藝規(guī)程。機械加工工藝規(guī)程制訂1.2.2工藝規(guī)程的作用1.工藝規(guī)程是指導生產的主要技術文件。2.工藝規(guī)程是生產、組織和管理工作的基本依據。3.工藝規(guī)程是生產準備和技術準備的基本依據。機械加工工藝規(guī)程制訂1.2.3工藝規(guī)程的格式1.機械加工工藝過程卡

機械加工工藝過程卡片生產型號零（部）件圖號

產品名稱

零（部）件名稱

共（）頁第（）頁材料牌號

毛坯種類

毛坯外形尺寸

每個毛坯可制作件數

每臺件數

備注

工序號工序名稱工

序

內

容車間工段設備工

藝

裝

備工時準終單件

描圖

描校

底圖號

設計（日期）審核（期）標準化（日期）會簽（日期）

裝訂號

標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期

機械加工工藝規(guī)程制訂2.機械加工工藝卡（工廠名）機械加工工藝卡片產品名稱

零件圖號

文件編號

型號規(guī)格

零件名稱

共

頁第

頁材質材料規(guī)格毛坯種類

零件重量(kg)毛重

每料件數每臺件數每批件數

尺寸

凈重

工序號安裝工部號工序內容加工車間設備名稱及編號工藝裝備名稱及編號工時定額夾具刀具量具輔助工具準備終結單件

更改內容

制定

審核

校對

會簽

批準

日期

機械加工工藝規(guī)程制訂3.機械加工工序卡機械加工工序卡片產品型號

零(部)件圖號

產品型號

零(部)件圖號

共（

）頁第（

）頁

車間工序號工序名稱材料牌號

毛坯種類毛坯外形尺寸每個毛坯可制件數每臺件數

設備名稱設備型號設備編號同時加工件數

夾具編號夾具名稱切削液

工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件

工步號工步內容工藝裝備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/mmm機動輔助

描圖

描校

底圖號

設計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)

裝訂號標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽字日期

機械加工工藝規(guī)程制訂1.2.4制定工藝規(guī)程的步驟1．原始資料的準備（1）產品的裝配圖和零件圖。（2）技術說明書，它是針對技術設計中確定的產品結構、工作原理、技術性能等方面說明性文件。（3）產品驗收的質量標準。（4）產品的生產綱領和生產類型。（5）現有的生產條件，包括毛坯的生產條件或協(xié)作關系，工廠的設備和工藝裝備的情況。專用設備和專用工藝裝備的制造能力，工人的技術等級，各種工藝資料，如工藝手冊、圖冊和各種標準。

機械加工工藝規(guī)程制訂2．制定工藝規(guī)程的步驟（1）收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關資料圖紙，進行零件的結構工藝性分析。（2）毛坯的類型及制造方法。（3）選擇定位基準（4）擬定工藝路線（5）確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差（6）確定各工序的設備、刀、夾、量具和輔助工具。（7）確定各工序的切削用量及時間定額。（8）確定各工序的技術要求及檢驗方法（9）填寫工藝卡片機械加工工藝規(guī)程制訂1.2.5制定工藝規(guī)程的原則1.在制定工藝規(guī)程時，應從生產實際出發(fā)，充分利用現有生產條件，并盡可能采用國內外先進的工藝和工藝裝備。2.在制定工藝規(guī)程時，應通過成本核算或多種方案比較，選擇經濟上最合理的方案，使產品生產成本最低。3.在制定工藝規(guī)程時，應盡量采取機械化或自動化，以減輕工人繁重的體力勞動，并保證良好的勞動條件，同時應避免環(huán)境污染。機械加工工藝規(guī)程制訂任務1.3零件的工藝性分析

精讀零件圖和部件或產品裝配圖，在此基礎上對零件進行全面分析，包括零件的技術要求和其在加工中的結構工藝性分析。為后面進行機械加工工藝路線擬定做好準備。圖1-8聯軸器任務內容和目標機械加工工藝規(guī)程制訂零件的工藝性分析分析零件圖及產品裝配圖零件結構工藝性分析分析零件圖的完整性和正確性結合裝配圖分析零件的技術要求從零件的裝夾方面分析從零件的加工方面分析知識網絡結構機械加工工藝規(guī)程制訂1.3.1零件圖及產品裝配圖分析1.檢查零件圖的完整性和正確性

在了解零件的形狀和結構之后，應檢查零件圖是否正確、完整，表達是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標準，尺寸、公差以及技術條件的標注是否齊全、合理等機械加工工藝規(guī)程制訂2.零件的技術要求分析（1）加工表面的尺寸精度；

（2）主要加工表面的形狀精度；

（3）主要加工表面間的相互位置精度；

（4）加工表面的粗糙度以及表面質量方面的其它要求；（5）熱處理要求；

（6）其它方面的要求（如動平衡、未注圓角、倒角、去毛刺等）。在對零件圖上的技術要求進行分析時，應考慮以下問題：①分析零件在產品部件或整個產品中作用，理清其主要加工表面②分析零件各項技術要求是否合理，是否便于加工與裝配。機械加工工藝規(guī)程制訂1.3.2零件的結構工藝性分析零件的結構工藝性是指所設計的零件在滿足使用性能要求的前提下，制造該零件的可行性和經濟性。序號結構工藝性不好結構工藝性好說明1左圖所示的凸臺加工面不等高，需兩次調整刀具，如改為右圖，可在一次走刀中加工出所有的凸臺面2左圖所示的雙聯齒輪，插齒沒有退刀槽，小齒輪無法加工，如改為右圖，則大齒輪可用滾齒或插齒加工，小齒輪用插齒加工機械加工工藝規(guī)程制訂序號結構工藝性不好結構工藝性好說明3左圖所示零件的軸頸在磨削時因砂輪圓角而不能清根，如改為右圖增加越程槽后，磨削時就可清根4左圖所示零件的鍵槽設置在90o方向上，需兩次裝夾加工，如改為右圖鍵槽在同一方向上，一次裝夾即可對兩個鍵槽加工機械加工工藝規(guī)程制訂序號結構工藝性不好結構工藝性好說明5左圖所示的結構，因在斜面上鉆孔會使鉆頭偏斜或折斷，只要結構允許，改為右圖留出平臺，使孔的軸線與平面垂直，就可直接鉆孔6左圖所示的箱體結構，孔距離箱體壁太近而無法加工，如改為右圖的結構，加長箱耳則能順利地進行鉆孔機械加工工藝規(guī)程制訂7左圖所示機床床身，在加工上平面時困難，如改為右圖結構，增加工藝凸臺，則能很容易的定位，滿足加工要求，加工后再切除凸臺8左圖所示零件的結構剛性較差，零件因受刨刀切削時的沖擊易產生變形，如右圖增加加強助板后，提高了零件的剛性機械加工工藝規(guī)程制訂9左圖所示的結構在加工圓錐面時，易碰傷圓錐面，且不能請根，若改為右圖結構，則能順利的進行加工10左圖所示的軸零件，需分別從兩端進行加工，不能滿足較高的同軸度要求，若改為右圖結構，則可在一次裝夾加工兩孔，且保證其位置精度機械加工工藝規(guī)程制訂注意：

1.

零件圖是設計人員繪制設計出來，工藝規(guī)程是工藝設計人員要完成的工作，故設計某零件工藝規(guī)程時，首先做零件圖完整性、正確性分析工作。

2．分析零件技術條件時要分清主次，抓住主要、重要加工表面。

注意：零件結構工藝性的好壞對其加工工藝性影響非常大,結構不同,使用性能相同的兩個零件,它們的制造成本就有可能出現很大差別。機械加工工藝規(guī)程制訂任務1.4選擇毛坯任務內容和目標

了解毛坯的種類，清楚選擇毛坯應考慮的因素，依據不同類型的結構零件，學會正確選擇對應的毛坯。機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構零件的毛坯選擇毛坯的種類選擇毛坯應考慮的因素毛坯的形狀與尺寸機械加工工藝規(guī)程制訂1.4.1選擇毛坯的種類

毛坯的種類選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費用，而且也與零件的機械加工工藝和加工質量密切相關。為此需要毛坯制造和機械加工兩方面的工藝技術人員配合，合理地確定毛坯的種類、結構形狀，并繪出毛坯圖。機械加工工藝規(guī)程制訂如表1-9所示，常見的毛坯種類有以下幾種。毛坯種類鑄件鍛件型材焊接件冷沖壓件圖

形機械加工工藝規(guī)程制訂1.4.2選擇毛坯應考慮的因素1.零件的材料及其物理和力學性能。2.零件的結構形狀及其外形尺寸。3.生產類型。4.零件的功用。5.工廠現場生產條件。6.新工藝、新技術及新材料的利用。機械加工工藝規(guī)程制訂1.4.3確定毛坯的形狀與尺寸毛坯形狀盡可能接近零件形狀，以利于節(jié)約材料和減少機械加工工作量。毛坯形狀主要取決于毛坯種類、零件形狀和各加工表面的總余量，同時還要考慮下列因素。1.是否需要制出工藝凸臺以利于工件的裝夾，如圖1-9a示。2.是一個零件制成一個毛坯還是幾個零件制成一個毛坯。如圖1-9b連桿的大頭孔在鍛造時是一體的，加工時，需要切斷。如圖1-9c所示車床開合螺母外殼，其毛坯是兩件合制的。3考慮.哪些表面，毛坯不要求制出，如孔、槽、凹坑等機械加工工藝規(guī)程制訂（a）（c）（b）圖1-9毛坯結構尺寸確定機械加工工藝規(guī)程制訂任務內容和目標了解機械加工中，基準的分類，掌握不同類型基準的基本概念，重點掌握與機械加工工藝過程緊密相關的定位基準、工序基準。掌握定位粗、精基準的選擇原則，學會如何正確選擇定位粗、精定位基準。任務1.5選擇定位基準機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構基準設計基準工藝基準裝配基準工序基準定位基準測量基準粗基準選擇精基準選擇機械加工工藝規(guī)程制訂1.5.1基準的概念與分類所謂基準就是零件上用以確定其他點、線、面位置所依據的那些點、線、面。基準是機械制造中應用得十分廣泛的一個概念，用來確定生產對象上幾何要素之間的幾何關系所依據的那些點、線、面。機械產品從設計、制造到出廠經常要遇到基準問題。設計時，零件尺寸的標注；加工時，工件的定位；檢驗時，尺寸的測量；裝配時零件、組件、部件的裝配位置都要用到基準的概念。從設計和制造兩個方面看基準可分為兩大類，即設計基準和工藝基準。機械加工工藝規(guī)程制訂1.設計基準

在零件工作圖上用以確定其它點、線、面位置時所依據點、線、面稱為設計基準。圖1-11零件設計基準。如圖1-11（ａ）所示零件，對尺寸20mm而言，A、B面互為設計基準圖1-11（c）所示零件，圓柱面的下母線D為槽底面C的設計基準圖1-11（b）中，Φ50mm的設計基準是Φ50mm的軸線，Φ30mm面的設計基準Φ30mm的軸線。就同軸度而言，Φ50mm的軸線是Φ30mm軸線的設計基準。機械加工工藝規(guī)程制訂注意?。?）某一加工表面設計基準的數目：取決于該表面與幾個點線、面有位置關系。不要誤認為一個加工表面只有一個設計基準，它可能是一個或者兩個以上。（2）充當設計基準的點、線、面一般情況下是工件上其它的點、線面，有時則為工件的幾何中心、對稱線、對稱平面等。機械加工工藝規(guī)程制訂（1）工序基準在工序圖中用以確定本工序被加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準，它是工序所要達到加工尺寸的起點。2.工藝基準

零件在工藝過程中采用的基準稱為工藝基準。按其用途可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。機械加工工藝規(guī)程制訂圖1-12為鉆孔工序圖中孔的兩種工序基準選擇示例。機械加工工藝規(guī)程制訂注意！

設計工序基準時:（1）應首先考慮用設計基準作為工序基準;（2）所選工序基準應盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢驗;（3）當采用設計基準為工序基準有困難時可另選工序基準，但必須保證零件設計尺寸的技術要求。（4）工序基準的數目：取決于本工序有幾個加工表面及每一個加工表面與幾個表面、線、點有相互位置關系。（5）充當工序基準的表面、線、點可以是工件上的實際的點、線、面或是一些幾何中心、對稱中心、對稱面。機械加工工藝規(guī)程制訂（2）定位基準在加工時，用以確定工件在機床或機床夾具中的正確位置所采用的基準，稱為定位基準。

定位基準一般為工件上與夾具定位元件相接觸的實際的點、線、面。此外，也可以是工件上的一些幾何中心，對稱面、對稱線。圖1-13中頂尖孔Ｉ，Ⅱ的中心為加工零件外圓表面的定位基準。機械加工工藝規(guī)程制訂。圖1-13中頂尖孔Ｉ，Ⅱ的中心為加工零件外圓表面的定位基準。圖1-14所示，零件加工其上的缺口面3、6，保證尺寸L1，L2，采用圖1-14中所示的定位方式，加工3面時，以1面為定位基準，加工6面時，以4面為定位基準圖1-14定位基準示例機械加工工藝規(guī)程制訂精基準：已加工表面為定位基準。定位基準可以進一步分為粗基準、精基準，另外，還有輔加基準。粗基準：未加工毛面為定位基準。機械加工工藝規(guī)程中的第一道工序所采用的定位基準都是粗基準。機械加工工藝規(guī)程制訂注意?。?）定位基準具體定義：一般為工件上與夾具定位元件相接觸的實際的點、線、面，此外也可以是工件上的一些幾何中心，對稱面、對稱線。（2）定位基準的數目：可能是一個、兩個或兩個以上。數目的多少取決于（a)有幾個加工表面;(b)加工表面與幾個表面有位置關系。（3）某加工表面所選的定位基準一般為其設計基準。（即基準重合）機械加工工藝規(guī)程制訂（3）測量基準零件檢驗時，用以測量已加工表面及位置的基準稱為測量基準。如圖1-15所示機械加工工藝規(guī)程制訂（4）裝配基準裝配時，用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準。如圖1-16所示裝配機械加工工藝規(guī)程制訂1.5.2

選擇定位基準

制定機械加工工藝規(guī)程中，需要考慮的關鍵問題之一，就是怎樣選擇定位基準。定位基準有粗基準和精基準之分，精基準和粗基準的選擇原則是不同的，所以工藝設計人員必須合理、正確選擇粗、精定位基準。機械加工工藝規(guī)程制訂1．粗基準的選擇選擇粗基準時，主要考慮兩點：一是保證加工表面與不加工表面之間的位置和尺寸要求；二是保證加工表面的加工余量合理分配即均勻和足夠，此外，第一道粗加工工序首先遇到粗基準的選擇問題，因此，正確選擇粗基準對保證質量有重大影響。機械加工工藝規(guī)程制訂在選擇粗基準時，一般遵循下列原則：（1）保證相互位置要求原則：如果要保證工件上加工表面與不加工表面的相互位置要求，則，應選擇不加工表面作為粗基準。如圖1-18（a）選擇是正確的。如圖1-18（a）選擇是正確的機械加工工藝規(guī)程制訂（2）保證加工表面加工余量合理分配原則：如果必須首先保證工件某重要加工表面的余量均勻，則應，選擇該表面的毛坯面作為粗基準。如圖1-18（b）選擇是正確的機械加工工藝規(guī)程制訂（3）便于工件裝夾的原則

選擇定位粗基準時，必須考慮定位準確，夾緊可靠及夾具結構的簡化，操作方便等問題。為了保證定位準確，夾緊可靠，要求選用的粗基準盡可能平整，光潔和足夠大的尺寸，不許有鍛造飛邊，鑄造澆、冒口、分型面或其他缺陷。機械加工工藝規(guī)程制訂（4）粗基準一般不得重復使用的原則

同一尺寸方向上，粗基準只能用一次。1-20粗基準重復使用工件三爪自定心卡盤轉臺例如圖1-20（a）所示零件，第一道工序以Φ50外圓為粗基準車端面、鏜孔Ф25，又如圖1-20（b）所示，仍以Φ50mm外圓為粗基準加工3-Ф10小孔，加工后，Ф10小孔與Φ25內孔將偏離2?3mm。機械加工工藝規(guī)程制訂2.精基準的選擇選擇精基準時主要考慮的問題：一是：如何保證零件的加工精度,滿足設計技術要求；二是：裝夾準確、方便可靠，使零件的制造較為經濟、簡單。機械加工工藝規(guī)程制訂一般應遵循以下原則：（1）基準重合原則：盡量選擇被加工表面的設計基準作為定位精基準，稱之為基準重合原則。（2）統(tǒng)一基準原則：在加工過程中盡可能地采用統(tǒng)一的定位基準，可以減少安裝時間，避免基準轉換所產生的誤差，簡化夾具的設計和制造。機械加工工藝規(guī)程制訂（3）互為基準原則：對于相互位置精度要求高的表面，可以采用互為基準、反復加工的方法。（4）自為基準原則：當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準。（5）便于安裝原則：選擇精基準時，還應考慮所選精基準能使工件定位準確穩(wěn)定，夾緊方便可靠，夾具結構簡單，操作方便等因素。機械加工工藝規(guī)程制訂注意！

1.定位粗基準的選擇將影響到加工表面與不加工面的相互位置關系，或影響到加工余量的分配，并且第一道加工工序首先遇到粗基準選擇的問題，因此正確選擇粗基準對保證產品質量將有重要影響。2.無論定位粗基準還是定位精基準選擇時，上述原則都不可能同時滿足甚至有時還是相互矛盾的。因此，在選擇時根據具體情況進行分析，權衡利弊，保證其主要要求。3、惟有便于裝夾原則始終不能違反。機械加工工藝規(guī)程制訂任務1.6擬定零件的工藝路線任務內容和目標

在擬定零件工藝規(guī)程的過程中，掌握選擇各個加工表面的加工方法時應考慮的因素，學會正確選擇加工方法；掌握切削加工工序順序的安排原則，按照原則學會安排各個加工表面的加工順序，同時能夠將熱處理工序順序及輔助工序順序恰當的安排在切削加工順序的準確位置，形成一個階段清晰、主次分明的工藝路線。機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構機械加工工藝規(guī)程制訂1.6.1表面加工方法的選擇達到同樣技術要求的加工方法很多。在選擇表面加工方法時，應在了解各種加工方法的特點的基礎上，考慮生產率和經濟性，考慮零件的結構形狀、尺寸大小、材料的熱處理要求及工廠的生產條件等，下面分別簡要說明表面加工方法選擇時主要考慮的因素。機械加工工藝規(guī)程制訂1.加工方法選擇應考慮的因素（1）加工經濟精度

謂加工經濟精度是指在正常生產條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的技術工人，不延長加工時間）所能達到的加工精度和表面粗糙度。（2）被加工材料的性質。機械加工工藝規(guī)程制訂（3）考慮到生產類型，即要考慮生產率和經濟性的問題。（4）考慮本廠（或本車間）的現有設備情況及技術條件，機械加工工藝規(guī)程制訂2.幾種常見表面的加工選擇（1）外圓加工被加工表面加工方法經濟精度等級表面粗糙度Ra(μm)外圓和端面粗車IT11~IT1380~10半精車IT8~IT1110~2.5精車IT7~IT85~1.25粗磨IT8~IT113.2~0.8精磨IT6~IT80.8~0.2研磨IT50.2~0.012超精加工IT50.2~0.012精細車（金剛車）IT5~IT61.25~0.02機械加工工藝規(guī)程制訂（2）孔加工機械加工工藝規(guī)程制訂（3）平面加工

注意：

表面的加工方法的確定，主要由該表面所要求的加工精度和表面粗糙度來確定，通常是根據零件圖上給定的某表面的加工要求，按加工經濟精度確定應使用的最終加工方法。機械加工工藝規(guī)程制訂1.6.2劃分加工階段1．工藝路線的幾個階段（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。機械加工工藝規(guī)程制訂2．劃分加工階段的原因（1）保證加工質量。（2）合理使用設備（3）便于安排熱處理工序（4）及時發(fā)現毛坯缺陷機械加工工藝規(guī)程制訂1.6.3安排加工順序

復雜零件的機械加工要經過切削加工、熱處理、輔助工序。因此在擬訂工藝路線時，工藝人員要將全部加工表面安排在一個合理的加工順序中加工，故，要將切削加工、熱處理、輔助工序三者統(tǒng)一考慮。這對保證零件的質量、提高生產率、降低加工成本都至關重要機械加工工藝規(guī)程制訂1.切削工序順序安排原則

切削工序安排總原則：前面工序為后續(xù)工序創(chuàng)造條件，做好基準準備。（1）先基面后其它。這一原則包括兩個含義：①工藝路線開始安排的加工面應該是選作定位基準的精基準面，然后再以它為精基準定位，加工其它表面。②為保證足夠的定位精度，當加工面的精度要求很高時，精加工前一般先精修一下精基準。例如，軸類零件都是首先加工出中心孔，齒輪零件首先加工孔和基準端面等，就是遵循了該原則。機械加工工藝規(guī)程制訂（2）先粗后精。先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。即加工階段要清晰。（3）先主后次。所謂主要表面是指設計基準、定位基準、裝配基準及主要工作表面等；次要表面是指鍵槽、緊固用孔、螺孔和連接螺紋等。所謂主要表面的加工在先，次要表面的加工在后，是指在主要加工表面達到一定精度后，由于次要表面因加工量小，與主要表面有位置精度要求，再以主要加工表面定位加工次要加工表面。次要表面經常放在主要表面半精加工后，也有放在精加工后進行加工。機械加工工藝規(guī)程制訂（4）先面后孔。箱體、機架、連桿、撥叉類零件，由于輪廓中平面所占尺寸較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此，工藝過程總是選擇平面作為定位精基準，先加工平面，再加工孔。此外,在加工過的平面上鉆孔比在毛坯面上鉆孔不易產生孔中心線的偏斜，容易保證孔的位置尺寸。機械加工工藝規(guī)程制訂

注意：

主要表面的加工在先，次要表面的加工在后的所謂“后加工”的含義并不一定是整個工藝過程的最后。

知識鏈接

先主后次更深層次理解，零件的加工工藝路線首先是圍繞如何完成零件主要加工表面技術要求擬定的，次要加工表面的加工穿插在主要加工表面的工藝路線之中。機械加工工藝規(guī)程制訂2.熱處理工序的安排

熱處理可以提高工程材料的力學性能，改善金屬的切削性能，消除殘余應力。在制訂零件加工工藝路線時，應根據零件的技術要求和材料的性質，合理地安排熱處理工序。按照熱處理的目，可分為預備熱處理和最終熱處理（1）預備熱處理①正火、退火：目的是消除內應力，改善材料切削性能，為最終熱處理做準備。其工序位置一般為:毛坯→正火（退火）→粗加工機械加工工藝規(guī)程制訂②時效處理：目的是消除內應力，減小工件變形。對于精密零件要進行多次時效處理。其工序位置一般為：時效→粗加工→時效→半精加工③調質處理：淬火后進行高溫回火。能消除內應力，改善加工性，提高材料綜合力學性。其工序位置一般安排如下：

毛坯→粗加工→

調質處理→

半精加工機械加工工藝規(guī)程制訂包括淬火—回火、滲碳淬火和氮化處理等。它們的目的是提高零件的硬度和耐磨性，一般安排在半精加工之后、精加工之前進行。其中氮化處理由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可安排在精加工之后、光整加工之前。（2）最終熱處理：其工序位置一般安排如下：

淬火半精加工→

滲碳淬火

→精加工

氮化機械加工工藝規(guī)程制訂3.輔助工序零件的檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油、靜平衡或動平衡、打標記等稱為輔助工序。其中檢驗工序對保證產品質量和及時發(fā)現廢品并中止加工有重要作用，一般安排在粗加工全部結束；零件由一個車間轉向另一個車間前后；重要工序前后；零件加工全部結束之后進行。將熱處理工序和輔助工序合理地安排在以工序為單位的機械加工工序序列之中，一個完整的機械加工工藝路線就形成。除檢驗工序之外，其它輔助工序，如：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、涂防銹油、靜平衡或動平衡等，需要時，不得遺漏，要同等重視。機械加工工藝規(guī)程制訂1.6.4工序的組合工序的組合有兩種不同的原則，即工序集中與工序分散。1.工序集中

工序集中是指零件的加工集中在少數幾個工序中完成，每個工序所包含的加工內容較多。其特點是一次安裝可完成工件多個表面的加工，這有利于保證加工表面之間的位置精度和采用高效機床設備及工藝裝備，減少裝卸工件的輔助時間，減少設備數量，簡化生產組織工作，但設備和工藝裝備投資大。機械加工工藝規(guī)程制訂2.工序分散工序分散是指整個工藝過程工序數目多，每個工序的加工內容比較少。其特點是機床和工藝裝備比較簡單，調整方便，設備操作簡單，可以選用最合理的切削用量，減少基本時間，設備和工藝裝備投資少，但設備數量多，加工中輔助時間增加。機械加工工藝規(guī)程制訂任務1.7確定加工余量任務內容和目標

掌握加工余量的基本概念，特別是工序加工余量的概念，掌握工序加工余量及總加工余量的計算公式，分清單邊、雙邊，內表面、外表面的計算方法，從公稱余量、最大余量、最小余量及余量公差概念出發(fā)，更深層次的了解工序加工余量。了解影響工序加工余量的各項因素及確定加工余量的方法，學會利用查表修正法確定加工余量。機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構工余量的確定加工余量的概念影響加工余量的因素確定加工余量的方法機械加工工藝規(guī)程制訂1.7.1加工余量的概念

加工余量指加工過程中從加工表面上所切除的金屬層厚度。加工余量有工序余量和總加工余量之分。1.工序余量

工序余量是指某一加工表面在一道工序中被切除的金屬層厚度。（1）工序余量計算工序余量等于同一表面相鄰兩道工序尺寸之差。機械加工工藝規(guī)程制訂圖1-27單邊余量與雙邊余量

單邊雙邊機械加工工藝規(guī)程制訂（2）總加工余量總加工余量是毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之差，又稱毛坯余量。加工總余量等于各工序余量之和?？偧庸び嗔颗c工序余量之間的關系是：機械加工工藝規(guī)程制訂

由于毛坯制造和各工序尺寸均有誤差，各工序實際切除的余量是變動的，所以加工余量又分為公稱余量、工序最大余量和工序最小余量。工序余量與工序尺寸及其公差的關系如圖1-28所示。余量的公差為機械加工工藝規(guī)程制訂

注意：加工余量既具有公稱加工余量，也具有最大、最小加工余量，還具有余量公差！1.7.2影響加工余量的因素1．前工序的尺寸公差Ti-12．前工序的形位誤差Pi-1圖1-29前工序的形位誤差機械加工工藝規(guī)程制訂3．前道工序的表面粗糙度和缺陷層(Ra和Hi-1)4．本工序的裝夾誤差。圖1－30工件的表面層粗糙度和缺陷層圖1-31三爪卡盤裝夾誤差對加工余量的影響機械加工工藝規(guī)程制訂1.7.3確定加工余量的方法1.經驗估算法

靠經驗估算確定，從實際使用情況看，余量選擇都偏大，一般用于單件小批生產。2.查表修正法

根據工藝手冊或工廠中的統(tǒng)計資料查表，并結合具體情況加以修正來確定加工余量，此法在實踐中廣泛應用。機械加工工藝規(guī)程制訂3.分析計算法根據實驗資料和計算公式綜合確定，比較科學，數據較準確，一般用于大批大量生產（較少使用）。機械加工工藝規(guī)程制訂任務1.8確定工序尺寸及其公差任務內容和目標

掌握基準重合情況，工序尺寸及其公差的確定步驟和方法，并學會此種情況下，工序尺寸及其公差、極限偏差的確定。

掌握基準不重合情況工序尺寸及其公差的確定方法，此種方法，需要借助“加工工藝尺寸鏈”幫助確定，故，需要掌握加工工藝尺寸鏈的概念，封閉環(huán)、組成環(huán)、增減環(huán)的概念，學會工藝尺寸鏈的建立、能夠正確判定封閉環(huán)、增、減環(huán)。利用它們完成工序尺寸的換算。機械加工工藝規(guī)程制訂知識網絡結構機械加工工藝規(guī)程制訂1.8.1基準重合時工序尺寸及其公差的確定

生產實際中絕大部分加工表面都是在基準重合（工藝基準與設計基準重合）的情況下進行加工，所以掌握基準重合情況下工序尺寸與公差的確定方法非常重要。機械加工工藝規(guī)程制訂計算步驟（4）標注工序尺寸公差。最后一道工序的公差按設計尺寸標注，其余工序尺寸公差按“人體原則”標注。毛坯公差按上下均勻分布形式標注。

（1）確定毛坯總余量和工序余量。（2）確定工序公差。最終工序尺寸公差等于設計尺寸公差，其余工序公差按經濟精度確定。（3）求工序基本尺寸。從零件圖上的設計尺寸開始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或減去后道工序余量。機械加工工藝規(guī)程制訂例：如圖1-32所示小軸的小端軸徑為Φ50，其尺寸精度要求為IT5，表面粗糙度為Ra=0.04μm,并要求高頻淬火，毛坯為鍛件。其工藝路線為：粗車→半精車→高頻淬火→粗磨→精磨→研磨?，F來計算各工序的工序尺寸及其公差。機械加工工藝規(guī)程制訂工序名稱工序余量工序的經濟精度工序基本尺寸工序尺寸研磨0.01Ra0.0450Ra0.04精磨0.1Ra0.1650.01Ra0.16粗磨0.3Ra1.2550.11Ra1.25半精車1.1Ra2.550.41Ra2.5粗車4.49Ra1651.51Ra16鍛造6IT14(2)毛面56Φ56±1工序尺寸及公差

注意：基準重合時，工序尺寸及公差確定的方法雖然很簡單，但很重要，應用很廣泛哦！機械加工工藝規(guī)程制訂1.8.2基準不重合時工序尺寸及其公差的確定

零件加工時，多次轉換工藝基準，引起測量基準、定位基準、工序基準與設計基準不重合，這時，需要利用工藝尺寸鏈原理來進行工序尺寸及其公差的換算。1.工藝尺寸鏈的基本概念（1）工藝尺寸鏈的定義與特征機械加工工藝規(guī)程制訂

在零件加工過程中，由一系列與工藝相互聯系的尺寸所形成的尺寸封閉圖形（鏈）稱為工藝尺寸鏈。（1）工藝尺寸鏈的定義與特征圖1-33工尺寸鏈示例用零件的表面1來定位加工表面2，得到尺寸A1。仍以表面1來定位加工表面3，保證尺寸A2，則尺寸A0就隨之自然確定，于是A1→A2→A0連接成一個封閉的尺寸圖形，形成工藝尺寸鏈機械加工工藝規(guī)程制訂（2）特征通過以上分析可知，工藝尺寸鏈的主要特征是：封閉性關聯性工藝尺寸鏈必須是一組首尾相接并構成一個封閉圖形的尺寸組合，其中應包含一個間接得到的尺寸。任何一個直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響間接保證的尺寸及其精度。機械加工工藝規(guī)程制訂2．工藝尺寸鏈的組成

組成工藝尺寸鏈的各個尺寸都稱為工藝尺寸鏈的環(huán)。圖1-33中的尺寸A1

，A2

，A0

都是工藝尺寸鏈的環(huán)。

（1）環(huán)：

在加工過程中，間接得到，最后自然形成的尺寸稱為封閉環(huán)。圖1-33中的尺寸A0為封閉環(huán)，（2）封閉環(huán)：機械加工工藝規(guī)程制訂除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)。圖1-33b中的尺寸A1，A2都是組成環(huán)，組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)兩種。（3）組成環(huán)在其它組成環(huán)不變的情況下，該環(huán)增大（減小），使封閉環(huán)也減?。ㄔ龃螅┑沫h(huán)，稱之為增環(huán)。圖1-33b中的A2①增環(huán)在其它組成環(huán)不變的情況下，該環(huán)增大（減?。狗忾]環(huán)也增大（減?。┑沫h(huán)，稱之為增環(huán)。圖1-33b中的A1②減環(huán)機械加工工藝規(guī)程制訂

為了正確地判定增環(huán)與減環(huán)，可在工藝尺寸鏈圖上，先給已經正確確定的封閉環(huán)任意定出方向并畫出箭頭，然后沿此方向環(huán)繞尺寸鏈一周，依次在每一個組成環(huán)上畫出箭頭。凡箭頭方向與封閉環(huán)相反的為增環(huán)，相同的則為減環(huán)。③增減環(huán)的判定方法1-34增、減環(huán)的簡易圖如圖1-34所示增環(huán)：A1、A2、、A4、A5、A7、A8減環(huán)：A3、A6、A9、A10封閉環(huán)：本書采用下標為“