機械設(shè)計基礎(chǔ)機械加工工藝

1、西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）本章提要 機械加工的目的就是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求零件，“加工”包含了手段與過程。毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，并將若干加工方法以合理路徑安排以獲得符合產(chǎn)品要求的零件是本章所要解決的重點。 學(xué)習(xí)本章，首先需要掌握工序與工步、走刀、安裝、工位、基準(zhǔn)、生產(chǎn)過程與機械加工過程等概念，在此基 礎(chǔ)上將重點學(xué)習(xí)機械加工工藝規(guī)程的作用、內(nèi)容及編制方法，其中包括基準(zhǔn)內(nèi)容及工藝基準(zhǔn)選用原則；加工方法選用原則；加工階段和加工順序安排原則；加工余量確定和工藝尺寸鏈的計算等內(nèi)容。 第五章 機械加工

2、工藝的制定 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.1 5.1 零件制造的工藝過程零件制造的工藝過程5.2 5.2 工藝規(guī)程的作用及設(shè)計步驟工藝規(guī)程的作用及設(shè)計步驟5.3 5.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇5.4 5.4 工藝路線的擬定工藝路線的擬定5.5 5.5 加工余量的確定加工余量的確定5.6 5.6 尺寸鏈尺寸鏈5.7 5.7 工序尺寸的確定工序尺寸的確定5.8 5.8 時間定額及經(jīng)濟(jì)分析時間定額及經(jīng)濟(jì)分析 本章小結(jié)本章小結(jié) 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.1 零件制造的工藝過程 5.1 零件制造的工藝過程 5.1.1 5.1.1 生產(chǎn)

3、過程生產(chǎn)過程 任何一部機器的制造，都要經(jīng)過產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、原材料的運輸和保管、毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配和調(diào)試、檢驗和試車、噴漆和包裝等若干過程，這些相互關(guān)聯(lián)的勞動過程的總和，稱為生產(chǎn)過程。 這個過程往往是由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成的，這樣有利于專業(yè)化生產(chǎn)，使工廠或車間的產(chǎn)品簡單化，對提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大好處。例如縫紉機制造、汽車制造等一般就采用這種專業(yè)化生產(chǎn)的方法。 生產(chǎn)過程的實質(zhì)是由原材料（或半成品）變?yōu)楫a(chǎn)品的過程。因此一個工廠的生產(chǎn)過程，又可按車間分成若干個車間的生產(chǎn)過程。某個工廠或車 間所用的原材料（或半成品）可能是另一個工廠或車間的產(chǎn)品。如鑄造車

4、間的產(chǎn)品是機械加工車間的原材料。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.1.2 工藝過程 用機械加工的方法，直接改變原材料或毛坯的形狀、尺寸和性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱為零件的機械加工工藝過程，又稱為工藝路線或工藝流程。 將零件裝配成部件或產(chǎn)品的過程，稱為裝配工藝過程。 5.1.2.1 工藝過程的組成 工藝過程是由一個或若干個依次排列的工序所組成。毛坯順次通過這些工序就變成了半成品。 （1） 工序 一個（或一組）工人，在一個固定的工作地點（一臺機床或一個鉗工臺），對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。它是工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計劃和

5、成本核算的基本單元。 圖圖5.15.1 為階梯軸的零件圖。若生產(chǎn)批量比較小，則其加工工藝過程可由五個工序組成，如表5.1所示。棒料毛坯依次通過這五個工序就變成階梯軸的產(chǎn)品零件。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 同樣加工圖5.1所示零件，若生產(chǎn)批量比較大，此時可將工序1變?yōu)閮蓚€工序，那就是將每個毛坯在一臺車床上由一個工人車削一端面和鉆其上的 中心孔，然后卸下來，轉(zhuǎn)移到另一臺車床上由另一個工人調(diào)頭車削另一端面和鉆中心孔，這樣對每個毛坯來說，左、右端面和中心孔不是連續(xù)加工的，因此表5.1中的工序1就分成了兩個工序。（2）工步 工步是工序的組成單位。在被加工的表面、切削用量（指

6、切削速度和進(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)其中有一個因素變化時，則為另一個工步。當(dāng)同時對一個零件的幾個表面進(jìn)行加工時，則為復(fù)合工步。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 劃分工步的目的，是便于分析和描述比較復(fù)雜的工序，更好地組織生產(chǎn)和計算工時。 （3）走刀 被加工的某一表面，由于余量較大或其他原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對它進(jìn)行多次加工，每加工一次，稱一次走刀。 （4）安裝 工件在加工前，在機車或夾具中相應(yīng)刀具應(yīng)有一個正確的位置并給予固定，這個過程稱為裝夾，一次裝夾所完成的那部分加工過程稱為安裝。安裝是工序的一部分。 每一個工序

7、可能有一次安裝，也可能有幾次安裝。如表5.1中第一工序，若對一個工件的兩端連續(xù)進(jìn)行車端面、鉆中心孔，就需要兩次安裝（分別對兩端進(jìn)行加工），每次安裝有兩個工步（車端面和鉆中心孔）。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 在同一個工序中，安裝次數(shù)應(yīng)盡量少，即可以提高生產(chǎn)效率，又可以減少由于多次安裝帶來的加工誤差。 （5）工位 為了減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺或回轉(zhuǎn)夾具，使工件在一次裝夾中，可以先后在機床上占有不同的位置進(jìn)行連續(xù)加工，每一個位置所完成的那部分工序，稱一個工位。 如圖5.2（a），工件裝夾在回轉(zhuǎn)夾具A上，銑削箱體零件的四個側(cè)面，每加工完一個側(cè)面，轉(zhuǎn)動手柄B，

8、帶動工件回轉(zhuǎn)90度角，再加上下一個側(cè)面，直到將四個側(cè)面加工完畢。因此共有四個工位。 如圖5.2（b），在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺，按四個工位連續(xù)完成每個工件的裝夾 、鉆孔、擴孔和鉸孔。 采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證被加工表面間的相互間的相互位置精度。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.1.2.2 生產(chǎn)類型對工藝過程的影響 工藝路線基本內(nèi)容的組成和特征與工件的結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)條件、生產(chǎn)條件等有關(guān)，但是生產(chǎn)類型也對它有著重要的影響。當(dāng)生產(chǎn)類型不同時生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理、車間的機床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備（刀、夾、量具）、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的

9、不同，因此在制定工藝路線之前必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。 生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化的程度的分類，一般分為： （1）單件生產(chǎn) 單個地生產(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，重型機器制造、專業(yè)設(shè)備制造和產(chǎn)品試制等。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）產(chǎn)的方式進(jìn)行。 各種生產(chǎn)類型的工藝過程的特點可歸納成表5.2西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） （2）成批生產(chǎn) 一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一定的重復(fù)性。例如，機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

10、生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。小批生產(chǎn)的工藝過程的工藝特點和單件小批生產(chǎn)相似；大批生產(chǎn)的工藝過程的特點和大量生產(chǎn)相似；中批生產(chǎn)的工藝過程的特點則介于單件小批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)之間。 （3）大量生產(chǎn) 產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行某一個零件的某一道工序的加工。例如，汽車、軸承等的制造通常都是以大量生西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.2 工藝規(guī)程的作用及設(shè)計步驟 所謂“工藝規(guī)程”是規(guī)定產(chǎn)品或零件部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。包括各個工序的排列順序，加工尺寸，公差及技術(shù)要求，工藝裝備及工藝措施，切削用量及工時定額、工人等級等。 5.2.1 5.2.1 工藝

11、規(guī)程的格式工藝規(guī)程的格式 早期各廠所用的機械加工工藝規(guī)程的格式是不統(tǒng)一的，但大同小異，1982年機械工業(yè)部針對工藝規(guī)程格式的不統(tǒng)一制定了部頒標(biāo)準(zhǔn)（參閱JB/Z1 187.382）。 在單件小批生產(chǎn)中，一般只編制內(nèi)容比較簡單的工藝過程綜合卡片（簡稱過程卡），見表5.3。表上有產(chǎn)品名稱和型號，零件的名稱和件號，毛坯的種類和材料，工序的序號、名稱和內(nèi)容，完成各工序的車間、設(shè)備和工序裝備及工時定額等。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 在成批生產(chǎn)中，一般編制較詳細(xì)的工藝卡片，見表5.4。在表上不僅要填寫上述的內(nèi)容，而且要詳細(xì)說明每一工序所包括工位和工步的順序、工藝尺寸和技術(shù)要求。

12、對主要工序還要畫出工序草圖，在圖上表示出被加工表面在該工序所達(dá)到的尺寸、公差和粗糙度及工件的安裝方法等，在單件小批生產(chǎn)中，某些重要零件的加工有時也制定工藝卡片。 在大批、大量生產(chǎn)中，則要求在工藝卡片的基礎(chǔ)上，分別為每一工序編制工序卡，見表5.5。在工序卡片上畫有工序圖，圖上要表示出完成本工序后的零件形狀、尺寸、公差和技術(shù)條件，工件的安裝方式，刀具的形狀及位置等。在中小批量生產(chǎn)中，有時個別重要工序也要編制工序卡片。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 對于在各種自動或半自動機床上完成的工序，還要編制調(diào)整卡片。對于檢驗工序，還要編制檢驗卡片等。 5.2.2 5.2.2 工藝規(guī)程的

13、作用工藝規(guī)程的作用 工藝規(guī)程的作用主要有以下幾方面： （1）工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 正確的工藝規(guī)程，是在長期生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，運用工藝?yán)碚摚纸Y(jié)合具體生產(chǎn)條件制定的，并在實踐過程中不斷地加以改進(jìn)和完善。因此按照工藝規(guī)程可以使各工序緊密配合、嚴(yán)格檢查，有組織、有紀(jì)律地進(jìn)行文明生產(chǎn)，不出差錯，保證優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本地制造出產(chǎn)品。 （2）工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理工作的依據(jù) 產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前，可根據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行必要的技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。例如原材料和毛坯的供應(yīng)、機床的準(zhǔn)備和調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計和制造、勞動力的組織等等。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工

14、藝設(shè)計） 另外，工廠的生產(chǎn)計劃和調(diào)度部門可以根據(jù)工藝規(guī)程安排投料時間、平衡設(shè)備負(fù)荷、下達(dá)生產(chǎn)計劃，使生產(chǎn)有節(jié)奏而均衡地進(jìn)行。 （3）工藝規(guī)程是新建、擴建或改建機械制造廠的主要技術(shù)資料。 根據(jù)工藝規(guī)程可以確定出所需要的機床種類、型號和數(shù)量，車間的生產(chǎn)面積和設(shè)備的平面布置，生產(chǎn)工人的數(shù)量、工種和等級等，從而可以擬訂出籌建、擴建或改建機械制造廠的計劃。 總之，零件的機械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗。因此工廠或車間的每個工人、技術(shù)人員和干部都必須按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本

15、和安全生產(chǎn)。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.2.3 工藝規(guī)程設(shè)計的步驟工藝規(guī)程設(shè)計的步驟 （1）研究和分析零件的工作圖 首先明確零件在產(chǎn)品中的作用、地位和工作條件，并找出其主要的技術(shù)要求和規(guī)定它的依據(jù)，然后對零件圖進(jìn)行工藝審查。審查的內(nèi)容有：零件圖上的視圖是否完整和正確；零件圖上所標(biāo)注的技術(shù)要求、尺寸、粗糙度和公差是否齊全、合理；零件的結(jié)構(gòu)是否便于加工、便于裝配和便于提高生產(chǎn)率；零件材料是否立足于國內(nèi)而且是資源豐富又容易加工。對以上內(nèi)容，如果在審查過程中認(rèn)為不合理或者是錯誤及遺漏，可提出修改意見。 (2）根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件的生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：

16、N零=Nn(1+a)(1+) 式中 N零零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）； N產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年）； n每臺產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量（件/臺）；西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） a該零件備件的百分率； 該零件廢品的百分率。 表5.6為劃分生產(chǎn)類型的參考數(shù)據(jù)。劃分生產(chǎn)類型，既要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，同時還要考慮零件的體積、質(zhì)量等因素。值得注意的是生產(chǎn)類型將直接影響工藝過程的內(nèi)容和生產(chǎn)組織形式，并在一定程度上對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計也起著重要影響。 （3）確定毛坯的種類 若毛坯的種類不同，即使是同一個零件，其加工工藝過程也不相同，因此在制定工藝規(guī)程時必須正確地選擇毛坯的種類和了解毛坯的制造情況。

17、鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能較好，但鑄件的機械性能較低，一般殼體零件的毛坯多用鑄件。 鍛件：機械性能較好，有較高的強度和沖擊韌性，但毛坯的形狀不宜復(fù)雜，如軸類和齒輪類零件的毛坯常用鍛件。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 型材：包括圓形、方形、六角形及其它斷面形狀的棒料、管料及板料。棒料常用在普通車床、六角車床及自動和半自動車床上加工軸類、盤類及套類等中小型零件。冷拉棒料比熱軋棒料精度高且機械性能好，但直徑較小。板料常用冷沖壓的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜過大。 焊接件：對尺寸較大、形狀較復(fù)雜的毛坯，

18、可采用型鋼或鍛件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易變形，尺寸誤差大。 工程塑料：它是近年來在機械制造業(yè)中普遍推廣的一種毛坯，其形狀可以很復(fù)雜，尺寸精度高，但機械性能差。 在大批、大量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率較高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造、精密鑄造、模鍛、冷沖壓、粉末冶金等，使毛坯的形狀更接近于零件的形狀。因此可大量減少切削加工的勞動量，甚至可不需要進(jìn)行切削加工，從而提高了材料的利用率，降低了機械加工的成本。 在單件小批生產(chǎn)中，一般采用木模手工砂型鑄造和 自由鍛造，因此毛坯的精度低，成本高、廢品率高、切削加工勞動量大。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） （4）擬定零件

19、加工的工藝路線 內(nèi)容包括：定位基準(zhǔn)面的選擇；各表面的加工方法；加工階段的劃分；各表面的加工順序；工序集中或分散的程度；熱處理及檢驗工序的安排；其它輔助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角等）的安排等。 （5）擬定各工序的機床設(shè)備、工藝裝備（刀、夾、量具）和輔助工具。 （6）確定各工序的加工余量、工序尺寸及公差 （7）確定各工序的切削用量及工時定額 （8）技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 （9）填寫工藝文件西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定一些點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準(zhǔn)。 5.3.1 5.3.1 基準(zhǔn)的分類基準(zhǔn)的分類 根據(jù)基準(zhǔn)的用途，基準(zhǔn)可分為

20、設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 5.3.1.1 設(shè)計基準(zhǔn) 設(shè)計人員在零件圖上標(biāo)注尺寸或相互位置關(guān)系時所依據(jù)的那些點、線、面稱為設(shè)計基準(zhǔn)。如圖5.35.3（a a） ，斷面C是端面A、B的設(shè)計基準(zhǔn)；中心線OO是外圓柱面D和d的設(shè)計基準(zhǔn)；中心O是E面的設(shè)計基準(zhǔn)。 5.3.1.2 工藝基準(zhǔn) 零件在加工或裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn) （也稱制造基準(zhǔn)）。工藝基準(zhǔn)按用途又可分為： （1）工序基準(zhǔn) 在工序圖上標(biāo)注被加工表面尺寸（稱工序尺寸）和相互位置關(guān) 5.3 定位基準(zhǔn)的選擇西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）系時，所依據(jù)的點、線、面稱為工序基準(zhǔn)。如圖5.3(a)5.3(a)的零件，若

21、加工端面B時的工序圖為5.3(b)5.3(b),工序尺寸為4，則工序基準(zhǔn)為端面A，而其設(shè)計基準(zhǔn)是端面C。 （2）定位基準(zhǔn) 工件在機床上加工時，在工件上用以確定被加工表面相對機床、夾具、刀具位置的點、線、面稱為定位基準(zhǔn)。確定位置的過程稱為定位。如圖5.35.3（c)c)，加工E面的工件是以外圓d在V形塊1上定位時，其定位基準(zhǔn)則是外圓d的軸心線。加工軸類零件時，常以頂尖為定位基準(zhǔn)。加工齒輪外圓或切齒時，常以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)常用的是“面”，所以也稱為定位面，常以符號“V”表示，其尖端指向定位面。如圖5.45.4為切齒輪時的定位基準(zhǔn)表示法。 （3）測量基準(zhǔn) 在工件上用以測量已加工表面位置

22、時所依據(jù)的點、線、面稱為測量基準(zhǔn)。一般情況下常采用設(shè)計基準(zhǔn)為測量基準(zhǔn)。如圖5.3(a)5.3(a),當(dāng)加工端面A、B，并保證尺寸1、 2時，測量基準(zhǔn)就是它的設(shè)計基準(zhǔn)端面C。但當(dāng)以設(shè)計基準(zhǔn)為測量基準(zhǔn)不方便或不可能時，也可采用其它表面為測量基準(zhǔn)。如圖5.3(d)5.3(d),表面E的設(shè)計基準(zhǔn)為中心O，而測量基準(zhǔn)為外圓D的母線F，則此時的測量尺寸為。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）（4）裝配基準(zhǔn) 在裝配時，用來確定零件或部件在機器中的位置時所依據(jù)的點、線、面稱為裝配基準(zhǔn)。如齒輪裝配在軸上，內(nèi)孔是它的裝配基準(zhǔn)；軸裝在箱體孔上，則軸頸是裝配基準(zhǔn)；主軸箱體裝在床身上，則箱體的底面是

23、裝配基準(zhǔn)。 5.3.2 5.3.2 工件的裝夾與獲得加工精度的方法工件的裝夾與獲得加工精度的方法 5.3.2.1 工件的裝夾 （1）直接找正定位的裝夾 將工件直接放在機床上，工人可用百分表、劃線盤、直角尺等對被加工表面進(jìn)行找正，確定工件在機床上相對刀具的正確位置后再夾緊。 如圖如圖5.55.5，在大型滾齒機上滾切齒形時，若被加工齒輪的分度圓與已加工的外圓表面有較高的同軸度要求時，工件放在支座上之后，用百分表找正，使齒坯外圓的中心與工作臺的回轉(zhuǎn)中心重合，然后進(jìn)行夾緊。 這種裝夾方法，找正困難且費時間，找正的精度依靠生產(chǎn)工人的經(jīng)驗和量具的精度，因此多用于單件小批量生產(chǎn)或某些相互位置精度西南科技大學(xué)

24、 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）要求很高、應(yīng)用夾具裝夾又難以達(dá)到精度的零件加工。 工件在切削加工前，預(yù)先在毛坯表面上劃出要加工表面的輪廓線，然后按所劃的線將工件在機床上找正、夾緊。 劃線時要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。 這種裝夾方法被廣泛用于單件、小批生產(chǎn)，尤其是用于形狀較復(fù)雜的大型鑄件或鍛件的機械加工。這種方法的缺點是增加了劃線工序，另外由于劃的線條本身有一定的寬度，劃線時又有劃線誤差，因此它的裝夾精度低，一般在0.20.5mm之間。 (3)在夾具中裝夾 夾具固定在機床上，夾具本身有使工件定位和夾緊的裝置。工件在夾具上固定后便獲得了相對刀具的正確位置

25、。 種裝夾方法方便、迅速、精度高且穩(wěn)定，廣泛用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中。 如圖如圖5.15.1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( 見圖見圖5.65.6)，不用找正就保證了工件相對刀具的位置，然后用壓板夾緊工件，便可進(jìn)行銑鍵槽的工作。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）對于某些零件（例如連桿、曲軸），即使批量不大，但是為了達(dá)到某些特殊的加工要求，仍需要設(shè)計制造專用夾具。 顯然，機械加工中工件的位置精度（平行度、垂直度、同軸度等），當(dāng)需要經(jīng)過多次裝夾加工時，則有關(guān)表面的位置精度就可用上述適當(dāng)?shù)亩ㄎ粖A緊方法獲得，也可以使有關(guān)表面的加工安排在工件的一次裝夾中進(jìn)行，保

26、證加工表面間具有一定的位置精度。這兩種方法，也是機械加工中獲得工件位置精度所常用的方法。 5.3.2.2 獲得加工精度的方法 （1）機械加工中獲得工件尺寸精度的方法 試切法 即先試切出很小的一部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，再試切，再測量，如此經(jīng)過兩三次試切和測量，當(dāng)被加工尺寸達(dá)到要求后，再切削整個待加工表面。 定尺寸刀具法 用具有一定尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴孔鉆、鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的精度。 調(diào)整法 利用機床的定程裝置或預(yù)先調(diào)整好的刀架，使刀具相對于機床或夾具達(dá)到一定的位置精度，然后加工一批工件。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)

27、計）自動控制法 使用一定的裝置，在工件尺寸達(dá)到要求的尺寸時，自動停止加工。具體方法有兩種： 自動測量 即機床上有自動測量工件尺寸的裝置，在工件達(dá)到要求時，自動測量裝置即發(fā)出指令使機床自動退刀并停止工作。 數(shù)字控制 即機床中有控制刀架或工作臺精度移動的步進(jìn)馬達(dá)、滾動絲桿螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動或工作臺的移動）由預(yù)先編制好的程序通過計算機數(shù)字控制裝置自動控制。 （2）機械加工獲得工件形狀精度的方法 軌跡法 利用切削運動中刀尖的運動軌跡形成被加工表面的形狀。這種加工方法所能達(dá)到的形狀精度，主要取決于這種成型運動的精度。 成形法 利用成形刀具刀刃的幾何形狀切削出工件的形狀。這種

28、加工方法 所能達(dá)到的精度，主要取決于刀刃的形狀精度與刀具的裝夾精度。 展成法 利用刀具和工件作展成切削運動時，刀刃在被加工表面上的包絡(luò)面形成成形表面。這種加工方法所能達(dá)到的精度，主要取決于機床展成運動的傳動鏈精度與刀具的制造精度等因素。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.3.3 5.3.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)選擇得正確與否是關(guān)系到工藝路線和夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理的主要因素之一，并將影響到工件的加工精度、生產(chǎn)率和加工成本，因此定位基準(zhǔn)是制定工藝規(guī)程的主要內(nèi)容之一。 定位基準(zhǔn)又分為粗定位基準(zhǔn)、精定位基準(zhǔn)和輔助定位基準(zhǔn)，分別簡稱為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。

29、粗基準(zhǔn)：以未加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱粗基準(zhǔn)，也就是第一道工序所用的定位基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)：以已加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱精基準(zhǔn)。 輔助基準(zhǔn)：該基準(zhǔn)在零件的裝配和使用過程中無用處，只是為了便于零件的加工而設(shè)置的基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)，如軸加工用的頂尖孔等。 選擇定位基準(zhǔn)主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度，因此定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從有相互位置精度要求的表面間去找。下面分別介紹有關(guān)精度基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)選擇的一般原則。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）5.3.3.1 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時主要考慮應(yīng)保證加工精度并使工件裝夾的方便、準(zhǔn)確、可靠。

30、因此，要遵循以下幾個原則： （1）基準(zhǔn)重合的原則 盡量選擇工序基準(zhǔn)（或設(shè)計基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。 圖圖5.7(a)5.7(a)是在鉆床上成批加工工件孔的工序簡圖，N面為尺寸B的工序基準(zhǔn)。若選N面為尺寸B的定位基準(zhǔn)并與夾具1面接觸，鉆頭相對1面位置已調(diào)整好且固定不動 見圖見圖5.7(b)5.7(b)，則加工這一批工件時尺寸B不受尺寸A變化的影響，從而提高了加工尺寸B的精度。若選擇M面為定位基準(zhǔn)并與夾具2面接觸鉆頭相對2面已調(diào)整好且固定不動 見圖見圖5.7C5.7C ，則加工的尺寸B要受到尺寸A變化的影響，使尺寸B精度下降。 （2）基準(zhǔn)不變的原則 盡可能使各個工序的定位基準(zhǔn)相同。如軸類零件的整個加工過

31、程中大部分工序都以兩個頂尖孔為定位基準(zhǔn)；齒輪加工的工藝過程中大部分工序以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)；箱體加工中，若批量較大，大部分工序以平面和兩個銷孔為定位基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)不變的好處是，可使各工序所用的夾具統(tǒng)一，從而減少了設(shè)計和制造西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）夾具的時間和費用，加速了生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，降低了生產(chǎn)成本；多數(shù)表面用同一組定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移過多帶來的誤差，有利于 保證其相互位置精度；由于基準(zhǔn)不變就有可能在一次裝夾中加工許多表面，使各表面之間達(dá)到很高的位置精度，又可避免由于多次裝夾帶來的裝夾誤差和減少多次裝載工件的輔助時間，有利于提高生產(chǎn)率。 （3）互為基準(zhǔn)，

32、反復(fù)加工的原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度要求較高時，則兩個表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，可以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證兩個表面之間相互位置精度。如加工套筒類，當(dāng)內(nèi)、外圓柱表面的同軸度要求較高時，先以孔定位加工外圓，再以外圓定位加工孔，反復(fù)加工幾次就可大大提高同軸度精度。 （4）自為基準(zhǔn)的原則 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時，可選擇加工本身為精基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。如精鉸孔時，鉸刀與主軸采用浮動連接，加工時是以孔本身為定位基準(zhǔn)。又如磨削車身導(dǎo)軌面時常在磨頭上裝百分表以導(dǎo)軌面本身為基準(zhǔn)來找正工件，或者用觀察火花的方法來找正工件。應(yīng)用這種精基準(zhǔn)加工工件，只能提高加工表西南科技大學(xué) 制造

33、學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）面的尺寸精度，不能提高表面間的相互位置精度，后者應(yīng)由先行工序保證。 （5）應(yīng)能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單 一般常采用面積大、精度較高和粗糙度較低的表面為精基準(zhǔn)。加工箱體類和支架類零件時常選用裝配基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，因為裝配基準(zhǔn)多數(shù)面積大、裝夾穩(wěn)定、方便，設(shè)計夾具也較簡單。 如圖如圖5.85.8為機床主軸箱加工簡圖，一般是先加工裝配基準(zhǔn)面A，再以A面為精基準(zhǔn)加工主軸孔B及其它孔。 5.3.3.2 粗基準(zhǔn)的選擇 在零件加工過程的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯表面，即粗基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時應(yīng)從以下幾個方面考慮： （1）選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該

34、表面有足夠而均勻的加工余量。 例如，導(dǎo)軌面是車床床身的主要工作表面，要求在加工時切去薄而均勻的一層金屬，使其保留鑄造時在導(dǎo)軌面上形成的均勻而細(xì)密的金相組織，以便增加導(dǎo)軌的耐磨性。另外，小而均勻的加工余量將使切削力小而均勻，因此引起的工件變形小，而且不易產(chǎn)生振動，從而西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）有利于提高導(dǎo)軌的幾何精度和降低表面粗糙度。因此對加工床身來說，保證導(dǎo)軌面的加工余量小而均勻是主要的。加工時，應(yīng)先選取導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)加工床腳的底平面， 如圖如圖5.9(a)5.9(a)，再以床腳的底平面為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，此時導(dǎo)軌面的加工余量可以小而均勻 見圖見圖5.9(b)5.9

35、(b)。若先以床腳底平面為粗基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面， 如圖如圖5.9(c)5.9(c) ,則床腳底平面誤差全部反映到到導(dǎo)軌面上，使其加工余量不均勻。因此，在余量較大處，會把要保留的機械性能較好的一層金屬切掉，而且由于余量不均勻而影響了加工精度。 （2）某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)。 如圖如圖5.10(a)5.10(a)所示，為保證皮帶的輪緣厚度均勻，以不加工表面1為粗基準(zhǔn)，車外圓表面。又 如圖如圖5.10(b)5.10(b)所示，為保證零件的壁厚均勻，應(yīng)以不加工的外圓表面A為粗基準(zhǔn)，鏜內(nèi)孔。 （3）選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)，不允許有澆、

36、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可靠、誤差小。 （4）粗基準(zhǔn)在一般情況下只允許在第一道工序中使用一次，盡量避免重復(fù)使用。因為粗基準(zhǔn)的精度和粗糙度都很差，如果重復(fù)使用，則不能保證工件相對刀具的位置在重復(fù)使用粗基準(zhǔn)的工序中都一致，西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）因而影響加工精度。 上述有關(guān)粗、精基準(zhǔn)選擇原則中的每一項，只說明某一方面問題，在實際應(yīng)用中，有時不能同時兼顧。因此要根據(jù)零件的生產(chǎn)類型及具體的生產(chǎn)條件，并結(jié)合整個的工藝路線進(jìn)行全面考慮，抓住主要矛盾，靈活運用上述原則，正確選擇粗、精基準(zhǔn)。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）5.4 工藝路線的擬定 擬定零

37、件機械加工工藝路線時，要解決的主要問題有：零件各表面加工方法和設(shè)備的選擇；加工階段的劃分；工序的集中與分散；工序的安排等。 5.4.1 5.4.1 零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇零件各表面的加工方法及使用設(shè)備的選擇 （1）各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度 不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用途各不相同，所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所能得到的精度和表面粗糙度也大不一樣，這是因為在加工過程中，將有各種因素對精度和粗糙度產(chǎn)生影響，如工人的技術(shù)水平、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、機床的調(diào)整質(zhì)量等等。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)

38、（含工藝設(shè)計） 根據(jù)統(tǒng)計資料，某一種加工方法誤差（或精度）和成本的關(guān)系 如圖如圖5.115.11。在I段，當(dāng)零件加工精度要求很高時，零件成本將要提的很高，甚至成本再提高，其精度也不能再提高了，存在著一個極限的加工精度，其誤差為。相反，在段，雖然精度要求很低，但成本也不能無限降低，其最低成本的極限值為Sa。因此在、段應(yīng)用此法加工是不經(jīng)濟(jì)的。在段，加工方法與加工精度是相互適應(yīng)的，加工誤差與成本基本上是反比關(guān)系，可以較經(jīng)濟(jì)地達(dá)到一定的精度，段的精度范圍就稱為這種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度。 所謂某種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，是指在正常的工作條件下（包括完好的機床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級、標(biāo)準(zhǔn)的耗用

39、時間和生產(chǎn)費用）所能達(dá)到的加工精度。與經(jīng)濟(jì)加工精度相似，各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度也有一個較經(jīng)濟(jì)的范圍。各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度以及表面形狀以及位置精度可查閱金屬機械加工工藝人員手冊。 （2）加工方法和加工方案的選擇 在分析研究零件圖的基礎(chǔ)上，對各加工表面選擇相應(yīng)的加工方法和加工方案。 首先要根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案。 西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 這里的主要問題是，選擇零件表面的加工方案，這種方案必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟(jì)合理的。表5.7、表5.8、表5.9分別介紹

40、了機器零件的三種最基本的表面（外圓表面、內(nèi)孔表面和平面）的較常用的加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。這都是生產(chǎn)實際中的統(tǒng)計資料，可以根據(jù)對被加工零件加工表面的精度和粗糙度要求、零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小以及車間工廠的具體條件，選用最經(jīng)濟(jì)合理的加工方案，必要時應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證（見5.8)。但必須指出，工藝水平的提高，同一種加工方法所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量也會提高。例如，過去在外圓磨床上精磨外圓僅能達(dá)到IT6的公差和Ra0.20um的表面粗糙度。但是在采用適當(dāng)?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M(jìn)磨削度。用金剛石刀車削，也能獲得Ra0.01um的表面。另外，在大批、大量生產(chǎn)中，為了保證高的

41、生產(chǎn)率和高的成品率，常把原用于小粗糙度（如Ra值要求很小）的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。例如，在連桿加工中用珩磨達(dá)到Ra 0.020um的表面粗糙度；在曲軸加工中用超精磨獲得Ra 0.40um的表面。 決定加工方法時要考慮被加工材料的性質(zhì)。例如，淬火鋼用磨削的方法加工；有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的問題。在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單

42、能車床加工等。甚至在大批、大量生產(chǎn)中可以從根本上改變毛坯的形狀，大大減少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金制造的油泵齒輪，用失蠟澆注制造柴油機上的小尺寸零件等。在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。提高單件小批生產(chǎn)率亦是目前機械制造工藝的研究課題之一。例如，在車床液壓仿型刀架，采用數(shù)控車床或采用成組加工方法，單件試制新產(chǎn)品時，甚至采用加工中心機床等。 選擇 加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件。應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人群眾的積極性和創(chuàng)造性。有時雖有該項設(shè)備，但因負(fù)荷的平衡問題，還得該用其它的加工方法。 此外，選擇加工方法還應(yīng)該考

43、慮一些其它因素，例如，工件的形狀和質(zhì)量以及加工方法所能達(dá)到的表面物理機械性能。 關(guān)于加工方案可參考與表5.7相類似的表格來進(jìn)行選擇。 例題例題5.15.1 表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級，粗糙度西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） Ra=1.63.2um,確定孔的加工方案。 查表5.8可有下面四種加工方案： 鉆擴粗鉸精鉸； 粗鏜半精鏜精鏜； 粗鏜半精鏜粗磨精磨； 鉆（擴）拉。 方案用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在機床或組合機床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進(jìn)行各個工步加工的機床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵

44、，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。 方案用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。 方案適用于淬火的工件。 方案適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.4.1.2 5.4.1.2 設(shè)備的選擇設(shè)備的選擇 各表面的加工方法確定以后，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋C床以滿足各表面的加工要求。各表面的加工方法確定以后，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋C床以滿足各表面的加工要求。機床設(shè)備的選擇除考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件以外，還要根據(jù)以下四個方面考慮：機床設(shè)備的選擇除考慮現(xiàn)有生產(chǎn)

45、條件以外，還要根據(jù)以下四個方面考慮： 機床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)，也就是根據(jù)零件的機床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)，也就是根據(jù)零件的外廓尺寸來選擇機床的形式和規(guī)格，以便充分發(fā)揮機床的使用性能。如直徑不太外廓尺寸來選擇機床的形式和規(guī)格，以便充分發(fā)揮機床的使用性能。如直徑不太大的軸、套、盤類零件一般在普通機床上加工。直徑大而短的盤、套類零件一般大的軸、套、盤類零件一般在普通機床上加工。直徑大而短的盤、套類零件一般在端面機床或立式機床上加工。在端面機床或立式機床上加工。 機床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機床精度過低，不能滿機床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適

46、應(yīng)。機床精度過低，不能滿足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費。足工件加工精度的要求；過高，則是一種浪費。 機床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工機床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工時選擇有足夠功率和足夠剛度的機床，以免切削深度和進(jìn)給量的選用受限制；精時選擇有足夠功率和足夠剛度的機床，以免切削深度和進(jìn)給量的選用受限制；精加工時選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機床，以保證零件的加工精度和粗糙度。加工時選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機床，以保證零件的加工精度和粗糙度。 機床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對于大批、大量生產(chǎn)，宜采機床生產(chǎn)率應(yīng)該與工

47、件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床；對于單間小批生產(chǎn)，一般選用用高效率機床、專用機床、組合機床或自動機床；對于單間小批生產(chǎn)，一般選用通用機床。通用機床。 5.4.2 5.4.2 加工階段的劃分加工階段的劃分 對于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過程對于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過程西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）劃分為粗加工和精加工兩個階段；對于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，則常劃分為粗加工階段，半精加工階段、精加工階段和光整加工階段。 粗加工階段：是加工開始階段

48、，在這個階段中，盡量將零件各個被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個階段主要問題是如何提高生產(chǎn)率。 半精加工階段：這一階段為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達(dá)到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。 精加工階段：在這個階段將切去和少的余量，保證各主要表面達(dá)到較高的精度和較低的粗糙度值（精度7 10級，Ra 0.8 3.2m）。 光整加工階段：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值（精度5 9級， Ra0.32 m），只從被加工表面上切除極少的余量。 將工藝過程劃分為粗、精加工階段的原因是： 在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺

49、陷（夾渣、裂紋、氣孔等），以便及時處理，避免過多浪費工時。 粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工件的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加較大，因而造成工件的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上工之后留有一定的時間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。述

50、變形。 劃分加工階段可以合理使用機床。如粗加工階段可以使用功率大、精度劃分加工階段可以合理使用機床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機床。這樣有利于充分發(fā)揮較低的機床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機床的動力，又有利于長期保持精加工機床的精度。粗加工機床的動力，又有利于長期保持精加工機床的精度。 劃分加工階段可在各個階段中插入必要的熱處理工序。如在粗加工之后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)里的時效處理；在半精加工后進(jìn)行淬火處理等。 在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對的，例如加工重型工件時，由于不便于多次裝夾和運輸，因此不必劃分加工

51、階段，可在一次裝夾中完成全部粗加工和精加工。為提高加工的精度，可在粗加工后松開工件，讓其充分變形，再用較小的力量夾緊工件進(jìn)行精加工，以保證零件的加工質(zhì)量。另外，如果工件的加工質(zhì)量要求不高，工件的剛度足夠、毛坯的質(zhì)量較好而切除的余量不多，則可不必劃分加工階段。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 5.4.3 5.4.3 工序的劃分工序的劃分 在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計劃和均衡機床的負(fù)荷，常將工在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計劃和均衡機床的負(fù)荷，常將工藝過程劃分為若干個工序。劃分工序時有兩個不同的原則，考績工序的集中和工藝過程劃分為若干個工序。劃分工序時有兩

52、個不同的原則，考績工序的集中和工序的分散。序的分散。 工序集中工序集中 將若干個工步集中在一個工序內(nèi)完成，例如在一臺組合機床上將若干個工步集中在一個工序內(nèi)完成，例如在一臺組合機床上可同時完成縫紉機殼體可同時完成縫紉機殼體1414個孔的加工。因此一個工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個孔的加工。因此一個工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。個工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。 采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證

53、各表面之間的相互位置精度，也可以減少機床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作比較復(fù)雜。人的數(shù)量和機床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作比較復(fù)雜。 工序分散工序分散 工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個工序所包括的工步少，最大工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一個工序內(nèi)只包括一個簡單的工步。限度的分散是在一個工序內(nèi)只包括一個簡單的工步。 工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整容易、操作簡單、工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡

54、單、調(diào)整容易、操作簡單、但專用性強。但專用性強。 在確定工序集中或分散的問題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特在確定工序集中或分散的問題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）點、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件只能隔閡考慮后確定。在大批、大量生產(chǎn)中，點、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件只能隔閡考慮后確定。在大批、大量生產(chǎn)中，常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動機床、組合機床及專用機床等，使常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動機床、組合機床及專用機床等，使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。但有的工件因結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個表面工序集中，以便提高生產(chǎn)

55、率和保證加工質(zhì)量。但有的工件因結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個表面不便于集中加工，如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工藝裝不便于集中加工，如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工藝裝備，按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)。這樣易于保證加工質(zhì)量和使各個工序的時間趨備，按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)。這樣易于保證加工質(zhì)量和使各個工序的時間趨于平衡，便于組織流水生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。在成批生產(chǎn)中，盡可能采用效率高的于平衡，便于組織流水生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。在成批生產(chǎn)中，盡可能采用效率高的通用機床（如六角機床）和專用機床，是工序集中。通用機床（如六角機床）和專用機床，是工序集中。 5.4.4 5.4.4 工序的安排工序

56、的安排 5.4.4.1 5.4.4.1 加工順序的確定加工順序的確定 工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基準(zhǔn)面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工，先平面加工后孔加工。準(zhǔn)面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工，先平面加工后孔加工。 根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過程開始時加工。精基準(zhǔn)面根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過程開始時加工。精基準(zhǔn)面加工好后接著對精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，加工好后接著對精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，西南科技

57、大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計）并穿插進(jìn)行一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面并穿插進(jìn)行一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進(jìn)行，這樣可避免已加工表面在運輸過程中碰傷，有利的精加工一般安排在最后進(jìn)行，這樣可避免已加工表面在運輸過程中碰傷，有利于保證加工精度。于保證加工精度。 5.4.4.2 5.4.4.2 熱處理及表面處理工序的安排熱處理及表面處理工序的安排 為了改善工件材料的機械性能和切削性能，在加工過程中常常需要安排熱處為了改善工件材料的機械性能和切削性能，在加工過程中常常需要安排熱處理工序。采用何種熱處理

58、工序以及如何安排熱處理工序在工藝過程中的位置，要理工序。采用何種熱處理工序以及如何安排熱處理工序在工藝過程中的位置，要根據(jù)熱處理的目的決定。根據(jù)熱處理的目的決定。 退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)行，有時正火也安排在粗加工后進(jìn)行。行，有時正火也安排在粗加工后進(jìn)行。 對于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加對于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進(jìn)行人工試銷處理。粗加工前最好采用自然時效。工后進(jìn)行人工試銷處理。粗加工前最好采用自然時效。 調(diào)質(zhì)處理可以

59、改善材料的機械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的機械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。 淬火處理或滲碳淬火處理，可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理淬火處理或滲碳淬火處理，可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時也可安排在最終工序。一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時也可安排在最終工序。西南科技大學(xué) 制造學(xué)院 唐毅機械設(shè)計基礎(chǔ)（含工藝設(shè)計） 表面處理（電鍍及氧化）可提高零件抗腐蝕能力，增

60、加耐磨性，使表面表面處理（電鍍及氧化）可提高零件抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。美觀等。一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。 5.4.4.3 5.4.4.3 檢驗工序的安排檢驗工序的安排 檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個工序中，操作檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個工序中，操作者都必須進(jìn)行檢驗。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場合還要安排獨立檢驗工序：者都必須進(jìn)行檢驗。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場合還要安排獨立檢驗工序：粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其它車間加工的前后（特別是熱處理工序粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其