機械行業(yè)及制造管理技術(shù)知識分析基礎課件

FundamentalsofManufacturingTechnology機械制造技術(shù)基礎FundamentalsofManufacturing1第一章緒論第一節(jié)機械制造工業(yè)在發(fā)展我國國民經(jīng)濟中的地位與作用（略）第一章緒論第一節(jié)機械制造工業(yè)在發(fā)展我國國民2第二節(jié)機械制造廠的生產(chǎn)過程

和工藝過程制造是人類按照所需目的，運用主觀掌握的知識和技能，借助于手工或可以利用的客觀物質(zhì)工具，采用有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為最終物質(zhì)產(chǎn)品，并投放市場的全過程。第二節(jié)機械制造廠的生產(chǎn)過程

和工藝過程3一、生產(chǎn)過程和工藝過程1．生產(chǎn)過程將自然界的物質(zhì)作成對人們有用的機械裝備，需要經(jīng)歷一系列的過程。機械制造廠一般都從其他工廠取得制造機械裝備所需要的原材料或半成品，從原材料（或半成品）進廠一直到把成品制造出來的各有關勞動過程的總和統(tǒng)稱為工廠的生產(chǎn)過程（即將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過程）。一、生產(chǎn)過程和工藝過程4附圖載貨汽車主要生產(chǎn)過程方框圖原材料的運輸保管毛坯的制造及熱處理零件的加工制造機器部件的裝配產(chǎn)品的裝配產(chǎn)品的檢驗和調(diào)試附圖載貨汽車主要生產(chǎn)過程方框圖原材料的運輸保管毛坯的制5工廠的生產(chǎn)過程又可按車間分為若干車間的生產(chǎn)過程。2．工藝過程工藝是指勞動者利用生產(chǎn)工具對各種原材料、半成品進行加工或處理（如切削加工、熱處理、裝配等），最后使之成為產(chǎn)品的方法。它是人類在勞動中積累起來并經(jīng)過總結(jié)的操作技術(shù)經(jīng)驗。工廠的生產(chǎn)過程又可按車間分為若干車間的生產(chǎn)過程。6在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學性能以及相對位置關系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程；其它過程則稱為輔助過程，例如統(tǒng)計報表、動力供應、運輸、保管、工具的制造修理等。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學性能以7本門課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程。將鑄、鍛件毛坯或鋼材經(jīng)機械加工方法（如切削加工、磨削加工、特種加工等），改變它們的形狀、尺寸、表面質(zhì)量以及力學物理性能，使其成為合格零件的全部勞動過程，稱為機械加工工藝過程。本門課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程。8一個有規(guī)定加工要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過程來加工，但其中總有一種工藝過程在給定的條件下是最合理的，人們把該工藝過程的有關內(nèi)容用文件的形式固定下來，用以指導生產(chǎn)，這個文件稱為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。一個有規(guī)定加工要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過程來加工，9二、工藝過程的組成機械加工工藝過程，是由若干道按一定順序排列的工序組成的。下面以機械加工工藝過程為例，說明工藝過程的組成。在機械加工過程中，毛坯順序通過一系列工序的機械加工，逐漸變成所需要的機械零件。二、工藝過程的組成101．工序一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。工序劃分的最主要依據(jù)是：工作地是否改變，對一個工件不同表面的加工是否連續(xù)（順序或平行）完成。1．工序11附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

a）同時銑削大、小頭兩端面附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

a）同時銑削大、小頭兩12附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

b）在兩道工序中分別銑削大、小頭兩端面附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

b）在兩道工序中分別銑削13附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

c）在一道工序中連續(xù)（順序）銑削大、小頭兩端面附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

c）在一道工序中連續(xù)（順14圖1-1零件圖圖1-1零件圖15工序號工序名稱工作地1車外圓、端面并加工孔轉(zhuǎn)塔車床2粗磨外圓及端面外圓磨床3熱處理高頻淬火機4精磨外圓及端面外圓磨床5鉗修鉗工臺表1-1工藝過程工序號工序名稱工作地1車外圓、端面并加工孔轉(zhuǎn)塔車床2粗磨外圓16工序是組成工藝過程的基本組成部分，是制訂生產(chǎn)計劃和進行成本核算的基本單元。在一道工序中，它又分為安裝、工位和工步等內(nèi)容。2．安裝工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程稱為安裝。工序是組成工藝過程的基本組成部分，是制訂生產(chǎn)計劃和進行成本核173．工位在工件的一次安裝中，工件相對于機床（或刀具）每占據(jù)一個確切位置所完成的那一部分工藝過程稱為工位。在同一工序中，有時為了減少由于多次裝夾而帶來的誤差及時間損失，往往采用轉(zhuǎn)位工作臺或轉(zhuǎn)位夾具。3．工位18圖1-2多工位加工圖1-2多工位加工194．工步在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機床主軸轉(zhuǎn)速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程稱為工步。上述三個要素中只要有一個要素改變了，就不能認為是同一個工步。4．工步20例如一個工序（或一次安裝或一個工位）中需要加工若干個表面；或只加工一個表面，但卻要用幾把不同的刀具輪流加工；或只用一把刀具但卻要在加工表面上切多次，而每次切削所選用的切削用量不全相同。附圖車削變速器第一軸階梯外圓示意圖

a）在五個工步分別車削五段不同直徑的外圓表面例如一個工序（或一次安裝或一個工位）中需要加工若干個表面；或21附圖車削變速器第一軸階梯外圓示意圖

b）在一個復合工步車削多個外圓及端面為了提高生產(chǎn)效率，機械加工中有時用幾把刀具同時加工幾個表面，這也被看作是一個工步，稱為復合工步。附圖車削變速器第一軸階梯外圓示意圖

b）在一個復合工步車225．走刀在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次，就稱為一次走刀；圖1-3所示為兩次走刀。走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。圖1-3走刀示例5．走刀走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。圖1-3走刀示例23第三節(jié)生產(chǎn)類型及其工藝特征根據(jù)被加工零件的年生產(chǎn)綱領和零件本身的特性（輕重、大小、結(jié)構(gòu)復雜程度、精密程度等），可將零件的生產(chǎn)類型劃分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。各種生產(chǎn)類型可按產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領來劃分。產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。第三節(jié)生產(chǎn)類型及其工藝特征根據(jù)被加工零件的年生產(chǎn)綱領和零24單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品的種類很多，但同一種產(chǎn)品的數(shù)量不多，生產(chǎn)很少重復。大量生產(chǎn)是指產(chǎn)品的品種較少，但數(shù)量很大，每臺設備經(jīng)常重復地進行某一工件的某一工序的生產(chǎn)。成批生產(chǎn)是指成批地制造相同零件的生產(chǎn)。每批制造的相同零件的數(shù)量，稱為批量。單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品的種類很多，但同一種產(chǎn)品的數(shù)量不多，生產(chǎn)很少25批量可根據(jù)零件的年產(chǎn)量及一年中的生產(chǎn)批數(shù)計算確定，一年中的生產(chǎn)批數(shù)，需根據(jù)零件的特征、流動資金的周轉(zhuǎn)速度、倉庫容量等具體情況確定。按照批量多少和被加工零件自身的特性，成批生產(chǎn)又可進一步劃分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)；小批生產(chǎn)接近單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近大量生產(chǎn)；中批生產(chǎn)介于單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)之間。批量可根據(jù)零件的年產(chǎn)量及一年中的生產(chǎn)批數(shù)計算確定，一年中的生26若生產(chǎn)類型不同，則無論是在生產(chǎn)組織和管理，車間機床布置方式，還是在毛坯制造方法，機床及工藝裝備的種類，加工和裝配方法的選擇，工人技術(shù)要求等方面均有所不同。一般將上述的這些特征統(tǒng)稱為生產(chǎn)類型的工藝特征。若生產(chǎn)類型不同，則無論是在生產(chǎn)組織和管理，車間機床布置方式，27生產(chǎn)類型同種零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）重型零件中型零件輕型零件單件生產(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表1-2加工零件的生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型同種零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）重型零件中28表1-3不同機械產(chǎn)品各種類型零件的質(zhì)量范圍機械產(chǎn)品類別加工零件的重量/kg輕型零件中型零件重型零件電子工業(yè)機械＜44~30＞30機床＜15＜15~50＞50重型機械＜100100~2000＞2000表1-3不同機械產(chǎn)品各種類型零件的質(zhì)量范圍機械產(chǎn)品類別加29加工零件的年生產(chǎn)綱領N可按下式計算式中Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）；

n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；

a%——備品率；

b%——廢品率。加工零件的年生產(chǎn)綱領N可按下式計算30由各種生產(chǎn)類型的工藝特征表1-4可知，不同的生產(chǎn)類型具有不同的工藝特征。在制訂零件機械加工工藝規(guī)程時，必須首先確定生產(chǎn)類型，生產(chǎn)類型確定之后，工藝過程的總體輪廓就逐漸清晰了。工藝規(guī)程的詳細程度與生產(chǎn)類型有關。在同一個工廠中，可能同時存在幾種不同生產(chǎn)類型的生產(chǎn)。由各種生產(chǎn)類型的工藝特征表1-4可知，不同的生產(chǎn)類型具有不同31表1-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征名稱大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)生產(chǎn)對象品種較少，數(shù)量很大品種較多，數(shù)量較多品種很多，數(shù)量少零件互換性具有廣泛的互換性，某些高精度配合件用分組選擇法裝配，不允許用鉗工修配大部分零件具有互換性，同時還保留某些鉗工修配工作廣泛采用鉗工修配毛坯制造廣泛采用金屬模機器造型、模鍛等毛坯精度高，加工余量小部分采用金屬模造型、模鍛等，部分采用木模手工造型、自由鍛造毛坯精度中等廣泛采用木模手工造型、自由鍛造毛坯精度低，加工余量大機床設備及其布置采用高效專用機床，組合機床、可換主軸箱(刀架)機床、可重組機床采用流水線或自動線進行生產(chǎn)部分采用通用機床，部分采用數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)機床按零件類別分工段排列廣泛采用通用機床、重要零件采用數(shù)控機床或加工中心，機床按機群布置獲得規(guī)定加工精度的方法在調(diào)整好的機床上加工一般是在調(diào)整好的機床上加工，有時也用試切法試切法裝夾方法高效專用夾具裝夾夾具裝夾通用夾具裝夾，找正裝夾工藝裝備廣泛采用高效率夾具、量具或自動檢測裝置，高效復合刀具廣泛采用夾具，廣泛采用通用刀具、萬能量具，部分采用專用刀具、專用量具廣泛采用通用夾具、量具和刀具對工人要求調(diào)整工技術(shù)水平要求高，操作工技術(shù)水平要求不高對工人技術(shù)水平要求較高對工人技術(shù)水平要求高工藝文件工藝過程卡片，工序卡片，檢驗卡片一般有工藝過程卡片，重要工序有工序卡片只有工藝過程卡片表1-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征名稱大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生32一般說來，生產(chǎn)同樣一個產(chǎn)品，大量生產(chǎn)要比成批生產(chǎn)、單件生產(chǎn)的生產(chǎn)效率高，成本便宜，性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。對于中小批生產(chǎn)，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的標準化、系列化程度較高，或推行成組技術(shù)，組織成組加工，即可在各類產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量不大的條件下組織區(qū)域性專業(yè)化的大批量生產(chǎn)，也會取得很高的經(jīng)濟效益。一般說來，生產(chǎn)同樣一個產(chǎn)品，大量生產(chǎn)要比成批生產(chǎn)、單件生產(chǎn)的33第四節(jié)基準機械零件是由若干幾何要素（點、線、面）組成的，各幾何要素之間都有一定的尺寸和位置公差要求。用來確定生產(chǎn)對象幾何要素間幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準?；鶞士煞譃樵O計基準和工藝基準兩大類。第四節(jié)基準機械零件是由若干幾何要素（點、線、面）34一．設計基準設計圖樣上采用的基準稱為設計基準。如圖1-4所示，設計基準就是設計圖紙上標注設計尺寸所依據(jù)的點、線、面。圖1-4設計基準示例一．設計基準圖1-4設計基準示例35由圖1-4知，設計基準即可以是實際存在的，也可以是假想的，有時還是互為的。設計圖樣上標注的尺寸均稱為設計尺寸。需要注意的是基準不僅涉及尺寸間的關系，還涉及表面間的相互位置關系（如平行度、垂直度、對稱度等）。由圖1-4知，設計基準即可以是實際存在的，也可以是假想的36二．工藝基準工藝過程中采用的基準稱為工藝基準。按其用途不同，又可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。1．工序基準在工序圖上用來確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準，稱為工序基準。二．工藝基準37而工序圖則是在工序卡上用以表示工件加工表面加工要求及工件裝夾情況的簡圖。如圖1-5所示，聯(lián)系加工表面與工序基準間的加工尺寸，是本道工序應直接得到（保證）的尺寸，稱為工序尺寸。工序尺寸具有方向性，即由工序基準指向加工表面。而工序圖則是在工序卡上用以表示工件加工表面加工要求及工件裝夾38圖1-5工序簡圖圖1-5工序簡圖39同理，工序基準即可以是實際存在的，也可以是假想的點、線、面。為減少基準轉(zhuǎn)換誤差，應盡量使工序基準和設計基準重合。2．定位基準在加工中用作定位（確定工件在機床上或機床夾具中占有正確位置）的基準，稱為定位基準。同理，工序基準即可以是實際存在的，也可以是假想的點、線、面。40有時，作為定位基準的點、線、面，在工件上不一定都具體存在（如孔、軸的中心線，平面的對稱中心面等），而常常是由某些具體的表面來體現(xiàn)的，這些體現(xiàn)假想定位基準的表面稱為定位基面。定位基準（基面）有粗基準和精基準之分。有時，作為定位基準的點、線、面，在工件上不一定都具體存在（如41一般情況下，定位基準應與工序基準和設計基準重合，否則將產(chǎn)生基準不重合誤差。3．測量基準工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準，稱為測量基準。測量基準可以是實際存在的，也可以是假想的。實際存在的測量基準亦稱為測量基面。一般情況下，定位基準應與工序基準和設計基準重合，否則將產(chǎn)生基42附圖測量基準與測量基面圖1-5工序簡圖附圖測量基準與測量基面圖1-5工序簡圖434．裝配基準裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所依據(jù)的基準，稱為裝配基準。裝配基準可以是實際存在的，也可以是假想的。實際存在的裝配基準亦稱為裝配基面。附圖汽車倒檔齒輪的裝配基準4．裝配基準附圖汽車倒檔齒輪的裝配基準44上述各種基準應盡可能使之重合?；鶞手睾鲜枪こ淘O計中應遵循的一個基本原則。在產(chǎn)品設計時，應盡量選用裝配基準作為零件圖樣上的設計基準；在零件加工時，應盡量選用設計基準作為工序基準；在工件定位及進行測量時，應盡量選用工序基準作為定位基準及測量基準。上述各種基準應盡可能使之重合?；鶞手睾鲜枪こ淘O計中應遵循的一45第五節(jié)工件的裝夾與定位一、工件的裝夾在機床上加工工件時，為使工件在該工序中所加工的表面能達到規(guī)定的尺寸與形位公差要求，必須首先將工件放在機床上或夾具中，使它相對于機床占有某一正確的位置，此過程稱為定位。為使工件在加工過程中保持其正確位置不變，還必須把它壓緊，此過程稱為夾緊。第五節(jié)工件的裝夾與定位一、工件的裝夾46工件的裝夾過程就是定位過程和夾緊過程的綜合。定位的任務是使工件相對于機床占有某一正確的位置，夾緊的任務則是保持工件的定位位置不變。定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差。定位誤差與夾緊誤差之和稱為裝夾誤差。工件的裝夾過程就是定位過程和夾緊過程的綜合。定位的任務是使工47工件的裝夾有找正裝夾和夾具裝夾兩種方式。找正裝夾又可分為直接找正裝夾、劃線找正裝夾兩種方法。1.直接找正裝夾直接找正裝夾是以工件的實際表面作為定位的依據(jù)，用找正工具（如劃針和百分表）找正工件的正確位置以實現(xiàn)定位，然后將工件夾緊的方法。工件的裝夾有找正裝夾和夾具裝夾兩種方式。找正裝夾又可分為直接48附圖直接找正裝夾直接找正裝夾方法生產(chǎn)率低，對操作工人技術(shù)水平要求高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)或裝夾精度要求特別高的場合。其找正的精度取決于找正工具的精密程度以及工人的技術(shù)水平。附圖直接找正裝夾直接找正裝夾方法生產(chǎn)率低，對操作工人技492.劃線找正裝夾劃線找正裝夾是以劃線工人在工件上劃出的待加工表面所在位置的線痕作為定位依據(jù)，定位時用劃針找正其位置，然后將工件夾緊的裝夾方法。附圖撥叉的劃線找正裝夾2.劃線找正裝夾附圖撥叉的劃線找正裝夾50該裝夾方法生產(chǎn)率低，定位精度也低，而且對工人的技術(shù)水平要求較高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中加工那些形狀復雜而笨重的鑄件或鍛件，或零件難以采用直接找正裝夾或使用夾具裝夾的場合。由上述可知，找正裝夾法對于產(chǎn)量不大、加工質(zhì)量要求不高的場合，仍不失為一種簡單、實用、經(jīng)濟的裝夾方法。該裝夾方法生產(chǎn)率低，定位精度也低，而且對工人的技術(shù)水平要求較513.夾具裝夾采用夾具裝夾方法時所使用的夾具應為專用機床夾具。專用機床夾具是為某種零件在某一道工序上的裝夾而專門設計和制造的機床夾具。該夾具可事先按要求安裝在機床上，工件無需找正即可直接裝夾在夾具中。3.夾具裝夾52圖1-7夾具裝夾示例圖1-7夾具裝夾示例53使用夾具裝夾工件，不僅可以保證裝夾精度，而且可以顯著提高裝夾效率，還可減輕工人的勞動強度，對工人技術(shù)水平要求也不高。但專用機床夾具的設計與制造的周期較長，費用較高。因此，該方法主要適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)類型。使用夾具裝夾工件，不僅可以保證裝夾精度，而且可以顯著提高裝夾54二、工件的定位一個自由剛體，在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿三個坐標軸方向的移動自由度（分別用符號、、表示）和繞三個坐標軸方向的轉(zhuǎn)動自由度（分別用、、表示）。要使工件在某個方向有確定位置，就必須限制工件在該方向的自由度。如果完全限制了工件的六個自由度，則工件在空間的位置就完全確定了。XYZ二、工件的定位XYZ55附圖工件在空間的六點定位附圖工件在空間的六點定位56綜上分析所知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加工件相適應的六個支承點來限制工件的六個自由度，這就是工件定位的六點定位原理。（注意：六點定位原理中“點”的含義是限制自由度，不要機械地理解成接觸點。）綜上分析所知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加57工件的定位應使工件在空間相對于機床占有某一正確的位置，即為保證工件的加工要求，工件必須正確定位。圖1-8定位分析示例工件的定位應使工件在空間相對于機床占有某一正確的位置，即為保58工件相對于機床占有某一正確的位置，其實質(zhì)是使工件的工序基準相對于機床和刀具間保持一正確位置。工件的正確定位，就是工序基準的正確定位。工序基準的正確定位，可以轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標系中用限制工件工序基準的自由度來分析和保證。工件正確定位，完全由其加工要求和工序基準的形式?jīng)Q定。工件相對于機床占有某一正確的位置，其實質(zhì)是使工件的工序基準相59下面結(jié)合實例，根據(jù)加工要求分析應限制工件的自由度。例1在右圖所示的一圓球上銑平面B，保證工序尺寸H。試分析為保證加工要求應限制工件的自由度。下面結(jié)合實例，根據(jù)加工要求分析應限制工件的自由度。例1在60例2在下圖所示的一圓柱體上銑平面，保證工序尺寸H。試分析為保證加工要求應限制的自由度。例2在下圖所示的一圓柱體上銑平面，保證工序尺寸H。61例3在右圖所示的圓柱體工件上擴孔，要保證擴孔尺寸及內(nèi)孔對外圓的同軸度公差的加工要求。試分析工件正確定位應限制的自由度。例3在右圖所示的圓柱體工件上擴孔，要保證擴孔尺寸及內(nèi)孔對62從以上幾個實例的分析過程可知，在根據(jù)工序的加工要求，分析工件定位時應限制的自由度數(shù)，其大致的解題步驟如下：a.根據(jù)工序簡圖列出本工序中的加工要求；b.根據(jù)工序尺寸確定各工序基準；c.逐個分析應限制工序基準的哪些自由度；d.將應限制工件的自由度數(shù)目按順序歸納整理。從以上幾個實例的分析過程可知，在根據(jù)工序的加工要求，分析工件63例4如圖所示的圓柱體上銑一通槽，要保證：①槽寬尺寸b；②槽深尺寸H；③槽對圓柱體軸線的對稱度公差t。試分析工件正確定位應限制的自由度。例4如圖所示的圓柱體上銑一通槽，要保證：64綜上分析可知，限制工件自由度時并不一定要將六個自由度全部限制住，只是對加工要求有影響的自由度應必須加以限制。由刀具直接保證的加工要求和不影響加工要求的自由度，都可不必限制。在實際中工件被限制的自由度數(shù)一般不得少于三個。

綜上分析可知，限制工件自由度時并不一定要將六個自由度全部限制65在具體的夾具中，限制工件自由度的支承點是由對工件起定位作用的定位元件來體現(xiàn)的。工件在定位時，其自由度是通過工件的定位基準（面）與定位元件工作表面接觸或配合而被限制的。不同的定位基準（面）與不同的定位元件接觸與配合，所能限制的自由度是不同的。在具體的夾具中，限制工件自由度的支承點是由對工件起定位作用的66一個定位元件可以體現(xiàn)（轉(zhuǎn)化）一個或幾個支承點的作用，即相當于一個或幾個支承點。某一定位元件相當支承點的數(shù)目，由該定位元件限制工件的自由度數(shù)來判斷。必須注意的是，分析工件定位所限制的自由度數(shù)時，必須把定位與夾緊區(qū)別開來。一個定位元件可以體現(xiàn)（轉(zhuǎn)化）一個或幾個支承點的作用，即相當于67第二節(jié)工件在夾具中的定位工件的定位基面有各種形式，不同形狀的定位基面應選擇與之相適應的定位元件。由于夾具定位元件是確定工件位置的元件，且經(jīng)常與工件定位基面接觸，定位元件的設計制造應滿足以下基本要求。第二節(jié)工件在夾具中的定位工件的定位基面有各種形式，不同68（1）精度高定位元件的精度直接影響工件的加工精度，定位元件應具有較高的精度。定位元件工作表面的尺寸公差和形位公差一般應是工件定位基面相應公差的1/5~1/2。（2）耐磨性好定位元件與定位基面直接接觸，為能較長期地保持其精度，定位元件必須具有良好的耐磨性。定位元件工作表面的硬度一般要求為55~68HRC。（1）精度高定位元件的精度直接影響工件的加工精度，定位元69（3）足夠的剛性為減少因切削力和夾緊力作用產(chǎn)生的變形，定位元件必須具有足夠的剛性。（4）良好的工藝性定位元件應便于制造、裝配與維修。本節(jié)只介紹一些最常用的基本定位元件，實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（3）足夠的剛性為減少因切削力和夾緊力作用產(chǎn)生的變70一、工件以平面定位常用定位元件1．支承釘圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式平頭支承釘球頭支承釘網(wǎng)紋頂面支承釘一、工件以平面定位常用定位元件圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形71圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式一個支承釘限制一個自由度；在一個平面內(nèi)，兩個支承釘限制兩個自由度；不在同一條直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式一個支承釘限制一個自由度；在722.支承板圖6-2常用支承板的結(jié)構(gòu)形式平面型支承板帶斜槽形支承板當支承的定位基準平面較大時，常用幾個支承板組成一個較大的支承平面，限制三個自由度；一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度。2.支承板圖6-2常用支承板的結(jié)構(gòu)形式平面型支承板帶斜733.可調(diào)支承可調(diào)支承多用于支承工件的粗基準面，其支承的高度可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。圖6-3常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式可調(diào)支承的定位作用與支承釘相同3.可調(diào)支承圖6-3常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式可調(diào)744.自位支承圖6-4自位支承的結(jié)構(gòu)形式4.自位支承圖6-4自位支承的結(jié)構(gòu)形式75由于自位支承是擺動的或浮動的結(jié)構(gòu)，所以無論該支承是以兩點或三點與工件定位基準（面）接觸，其實質(zhì)只能起到一個定位支承點的作用，即只能限制工件的一個自由度。自位支承的主要作用是通過增加與工件表面支承點的數(shù)目，以減小工件的變形或減小接觸應力。由于自位支承是擺動的或浮動的結(jié)構(gòu)，所以無論該支承是以兩點或三765.輔助支承輔助支承不是定位元件，只是用以增加工件在加工中的支承剛性作用，不能限制工件的自由度。附圖輔助支承的應用示例輔助支承5.輔助支承附圖輔助支承的應用示例輔助支承77圖6-5輔助支承螺旋式輔助支承自位式輔助支承圖6-5列出了輔助支承的幾種結(jié)構(gòu)形式。圖6-5輔助支承螺旋式輔助支承自位式輔助支承圖6-5列78圖6-5輔助支承螺旋式輔助支承推引式輔助支承圖6-5輔助支承螺旋式推引式79二、工件以孔定位常用定位元件1.定位銷圖6-6固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式D=10~18mmD＞18mm組合定位銷短錐銷二、工件以孔定位常用定位元件圖6-6固定式定位銷的結(jié)80圖6-6固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式圓柱定位銷分為長圓柱銷和短圓柱銷。長圓柱銷限制四個自由度，短圓柱銷限制兩個自由度，短錐銷限制三個自由度。圖6-6固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式圓柱定位銷分為長圓柱銷和812.心軸圖6-7定位心軸過盈配合心軸間隙配合心軸小錐度心軸2.心軸圖6-7定位心軸過盈配合心軸間隙配合心軸小錐82圖6-7定位心軸1）過盈配合心軸——限制四個自由度。2）間隙配合心軸——（有軸肩）可限制五個自由度，（無軸肩）可限制四個自由度。3）小錐度心軸——限制五個自由度。圖6-7定位心軸1）過盈配合心軸——限制四個自由度。83三、工件以外圓定位常用定位元件1.V形塊圖6-8V形塊（局部）短V型塊兩短V型塊組合分體結(jié)構(gòu)V型塊粗基準用V型塊三、工件以外圓定位常用定位元件圖6-8V形塊（局部）84圖6-8V形塊（局部）一個短V形塊限制兩個自由度；兩個短V形塊的組合或一個長V形塊均可限制四個自由度。

圖6-8V形塊（局部）一個短V形塊限制兩個自由度；兩個85圖6-8V形塊（局部）用V形塊定位，工件的定位基準始終處于V形塊兩工作表面的對稱中心平面內(nèi)，對中性能好。

浮動V型塊浮動V型塊浮動V型塊只限制一個自由度。

圖6-8V形塊（局部）用V形塊定位，工件的定位基準始終862.定位套圖6-9定位套短定位套孔限制兩個自由度；長定位套孔限制四個自由度；定位套錐孔限制三個自由度。短定位套長定位套定位錐套2.定位套圖6-9定位套短定位套孔限制兩個自由度；長873.半圓孔圖6-10半圓孔定位裝置短半圓孔限制兩個自由度；長半圓孔限制四個自由度。3.半圓孔圖6-10半圓孔定位裝置短半圓孔限制兩個自88四、工件以組合表面定位常用定位元件在實際生產(chǎn)中，為滿足加工要求，一般都采用工件上的幾個定位基準（基面）相組合的方式進行定位，即組合定位。工件上常用的組合定位形式有：兩頂尖孔、一端面一孔、一端面一外圓、一面兩孔等。與之相對應的定位元件也是組合式的。四、工件以組合表面定位常用定位元件89下面通過幾個實例，介紹定位元件組合定位時的自由度分析。附圖1軸在前、后頂尖上的定位

1—固定頂尖2—活動頂尖例1如圖所示為用前、后頂尖支承一長軸。前頂尖為固定頂尖，后頂尖為移動式頂尖。試分析定位元件所限制的自由度。下面通過幾個實例，介紹定位元件組合定位時的自由度分析。附圖190在分析幾個定位元件組合定位限制工件的自由度時，應分清主要和次要定位元件。所謂主要定位元件是指限制工件自由度數(shù)目多的定位元件，應先對其進行分析；而次要定位元件是指限制工件自由度數(shù)相對少的。應分析完主要定位元件之后再分析次要定位元件。這樣做可以達到事半功倍的效果。在分析幾個定位元件組合定位限制工件的自由度時，應分清主要和次91例2如圖所示為單缸曲軸定位在組合的定位元件上。試分析定位元件所限制的自由度。附圖2曲軸在定位元件上的定位

1、2—固定式短V形塊3—浮動短V形塊4—支承釘例2如圖所示為單缸曲軸定位在組合的定位元件上。試分析定92例3如左圖所示為杠桿零件定位在組合定位元件上。試分析定位元件所限制的自由度。附圖3杠桿零件在組合定位元件上的定位

1—固定式短V形塊2—支承環(huán)3—移動式短V形塊4—螺桿例3如左圖所示為杠桿零件定位在組合定位元件上。試分析定位93工件加工所需限制的所有自由度必須全部限制，否則就會產(chǎn)生欠定位現(xiàn)象。欠定位是指定位元件所限制的自由度數(shù)少于工件按加工要求應限制的自由度數(shù)。其后果是無法保證工序所規(guī)定的加工要求。因此，在確定工件的定位方案時，絕不允許發(fā)生欠定位這樣的原則性錯誤。工件加工所需限制的所有自由度必須全部限制，否則就會產(chǎn)生欠定位94幾個定位元件重復限制工件某一自由度的定位現(xiàn)象，稱為過定位。圖1-7過定位分析示例幾個定位元件重復限制工件某一自由度的定位現(xiàn)象，稱為過定位。圖95出現(xiàn)過定位情況其后果是：同批工件定位不一致、加工精度不穩(wěn)定、可能影響工件的順利裝卸、在外力作用下工件或定位元件可能發(fā)生變形等。圖1-7過定位分析示例出現(xiàn)過定位情況其后果是：同批工件定位不一致、加工精度不穩(wěn)定、96在研究確定定位方案時，原則上不允許出現(xiàn)某一自由度出現(xiàn)重復限制的情況，只有在需要增強工件系統(tǒng)的剛度而各定位面之間又具有較高位置精度的條件下才允許采用過定位定位方案。圖1-7過定位分析示例在研究確定定位方案時，原則上不允許出現(xiàn)某一自由度出現(xiàn)重復限制97表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以平面定位）定位元件支承釘支承板定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以平面定位98表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以平面定位）定位元件固定支承與自位支承固定支承與輔助支承定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以平面定99表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以圓柱孔定位）定位元件定位銷（心軸）定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以圓柱孔100表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以圓柱孔定位）定位元件錐銷定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以圓柱孔101表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱面定位）定位元件支承板或支承釘定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱102表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱面定位）定位元件V形塊定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱103表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱面定位）定位元件定位套定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱104表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱面定位）定位元件半圓孔定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱105表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱面定位）定位元件錐套定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以外圓柱106表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以錐孔定位）定位元件頂尖錐心軸定位方式及所限制的自由度表1-5常見典型定位方式所限制的自由度

（工件以錐孔定107圖1-10習題1-10圖習題1-10分析圖1-10所示工件的定位方式，回答下列問題：1）各定位元件所限制的自由度；2）判斷有無欠定位或過定位現(xiàn)象，為什么？圖1-10習題1-10圖習題1-10分析圖1108機械行業(yè)及制造管理技術(shù)知識分析基礎109習題1-11分析圖1-11所示工件為滿足加工要求所需限制的自由度。圖中粗黑線為加工面。圖1-10習題1-10圖習題1-11分析圖1-11所示工件為滿足加工要求所110習題1-11分析圖1-11所示工件為滿足加工要求所需限制的自由度。圖中粗黑線為加工面。圖1-10習題1-10圖習題1-11分析圖1-11所示工件為滿足加工要求所111FundamentalsofManufacturingTechnology機械制造技術(shù)基礎FundamentalsofManufacturing112第一章緒論第一節(jié)機械制造工業(yè)在發(fā)展我國國民經(jīng)濟中的地位與作用（略）第一章緒論第一節(jié)機械制造工業(yè)在發(fā)展我國國民113第二節(jié)機械制造廠的生產(chǎn)過程

和工藝過程制造是人類按照所需目的，運用主觀掌握的知識和技能，借助于手工或可以利用的客觀物質(zhì)工具，采用有效的方法，將原材料轉(zhuǎn)化為最終物質(zhì)產(chǎn)品，并投放市場的全過程。第二節(jié)機械制造廠的生產(chǎn)過程

和工藝過程114一、生產(chǎn)過程和工藝過程1．生產(chǎn)過程將自然界的物質(zhì)作成對人們有用的機械裝備，需要經(jīng)歷一系列的過程。機械制造廠一般都從其他工廠取得制造機械裝備所需要的原材料或半成品，從原材料（或半成品）進廠一直到把成品制造出來的各有關勞動過程的總和統(tǒng)稱為工廠的生產(chǎn)過程（即將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過程）。一、生產(chǎn)過程和工藝過程115附圖載貨汽車主要生產(chǎn)過程方框圖原材料的運輸保管毛坯的制造及熱處理零件的加工制造機器部件的裝配產(chǎn)品的裝配產(chǎn)品的檢驗和調(diào)試附圖載貨汽車主要生產(chǎn)過程方框圖原材料的運輸保管毛坯的制116工廠的生產(chǎn)過程又可按車間分為若干車間的生產(chǎn)過程。2．工藝過程工藝是指勞動者利用生產(chǎn)工具對各種原材料、半成品進行加工或處理（如切削加工、熱處理、裝配等），最后使之成為產(chǎn)品的方法。它是人類在勞動中積累起來并經(jīng)過總結(jié)的操作技術(shù)經(jīng)驗。工廠的生產(chǎn)過程又可按車間分為若干車間的生產(chǎn)過程。117在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學性能以及相對位置關系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程；其它過程則稱為輔助過程，例如統(tǒng)計報表、動力供應、運輸、保管、工具的制造修理等。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、物理化學性能以118本門課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程。將鑄、鍛件毛坯或鋼材經(jīng)機械加工方法（如切削加工、磨削加工、特種加工等），改變它們的形狀、尺寸、表面質(zhì)量以及力學物理性能，使其成為合格零件的全部勞動過程，稱為機械加工工藝過程。本門課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程。119一個有規(guī)定加工要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過程來加工，但其中總有一種工藝過程在給定的條件下是最合理的，人們把該工藝過程的有關內(nèi)容用文件的形式固定下來，用以指導生產(chǎn)，這個文件稱為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。一個有規(guī)定加工要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過程來加工，120二、工藝過程的組成機械加工工藝過程，是由若干道按一定順序排列的工序組成的。下面以機械加工工藝過程為例，說明工藝過程的組成。在機械加工過程中，毛坯順序通過一系列工序的機械加工，逐漸變成所需要的機械零件。二、工藝過程的組成1211．工序一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。工序劃分的最主要依據(jù)是：工作地是否改變，對一個工件不同表面的加工是否連續(xù)（順序或平行）完成。1．工序122附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

a）同時銑削大、小頭兩端面附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

a）同時銑削大、小頭兩123附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

b）在兩道工序中分別銑削大、小頭兩端面附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

b）在兩道工序中分別銑削124附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

c）在一道工序中連續(xù)（順序）銑削大、小頭兩端面附圖銑削變速器第一軸兩端面簡圖

c）在一道工序中連續(xù)（順125圖1-1零件圖圖1-1零件圖126工序號工序名稱工作地1車外圓、端面并加工孔轉(zhuǎn)塔車床2粗磨外圓及端面外圓磨床3熱處理高頻淬火機4精磨外圓及端面外圓磨床5鉗修鉗工臺表1-1工藝過程工序號工序名稱工作地1車外圓、端面并加工孔轉(zhuǎn)塔車床2粗磨外圓127工序是組成工藝過程的基本組成部分，是制訂生產(chǎn)計劃和進行成本核算的基本單元。在一道工序中，它又分為安裝、工位和工步等內(nèi)容。2．安裝工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程稱為安裝。工序是組成工藝過程的基本組成部分，是制訂生產(chǎn)計劃和進行成本核1283．工位在工件的一次安裝中，工件相對于機床（或刀具）每占據(jù)一個確切位置所完成的那一部分工藝過程稱為工位。在同一工序中，有時為了減少由于多次裝夾而帶來的誤差及時間損失，往往采用轉(zhuǎn)位工作臺或轉(zhuǎn)位夾具。3．工位129圖1-2多工位加工圖1-2多工位加工1304．工步在加工表面、切削刀具和切削用量（僅指機床主軸轉(zhuǎn)速和進給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程稱為工步。上述三個要素中只要有一個要素改變了，就不能認為是同一個工步。4．工步131例如一個工序（或一次安裝或一個工位）中需要加工若干個表面；或只加工一個表面，但卻要用幾把不同的刀具輪流加工；或只用一把刀具但卻要在加工表面上切多次，而每次切削所選用的切削用量不全相同。附圖車削變速器第一軸階梯外圓示意圖

a）在五個工步分別車削五段不同直徑的外圓表面例如一個工序（或一次安裝或一個工位）中需要加工若干個表面；或132附圖車削變速器第一軸階梯外圓示意圖

b）在一個復合工步車削多個外圓及端面為了提高生產(chǎn)效率，機械加工中有時用幾把刀具同時加工幾個表面，這也被看作是一個工步，稱為復合工步。附圖車削變速器第一軸階梯外圓示意圖

b）在一個復合工步車1335．走刀在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次，就稱為一次走刀；圖1-3所示為兩次走刀。走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。圖1-3走刀示例5．走刀走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。圖1-3走刀示例134第三節(jié)生產(chǎn)類型及其工藝特征根據(jù)被加工零件的年生產(chǎn)綱領和零件本身的特性（輕重、大小、結(jié)構(gòu)復雜程度、精密程度等），可將零件的生產(chǎn)類型劃分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。各種生產(chǎn)類型可按產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領來劃分。產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。第三節(jié)生產(chǎn)類型及其工藝特征根據(jù)被加工零件的年生產(chǎn)綱領和零135單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品的種類很多，但同一種產(chǎn)品的數(shù)量不多，生產(chǎn)很少重復。大量生產(chǎn)是指產(chǎn)品的品種較少，但數(shù)量很大，每臺設備經(jīng)常重復地進行某一工件的某一工序的生產(chǎn)。成批生產(chǎn)是指成批地制造相同零件的生產(chǎn)。每批制造的相同零件的數(shù)量，稱為批量。單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品的種類很多，但同一種產(chǎn)品的數(shù)量不多，生產(chǎn)很少136批量可根據(jù)零件的年產(chǎn)量及一年中的生產(chǎn)批數(shù)計算確定，一年中的生產(chǎn)批數(shù)，需根據(jù)零件的特征、流動資金的周轉(zhuǎn)速度、倉庫容量等具體情況確定。按照批量多少和被加工零件自身的特性，成批生產(chǎn)又可進一步劃分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)；小批生產(chǎn)接近單件生產(chǎn)，大批生產(chǎn)接近大量生產(chǎn)；中批生產(chǎn)介于單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)之間。批量可根據(jù)零件的年產(chǎn)量及一年中的生產(chǎn)批數(shù)計算確定，一年中的生137若生產(chǎn)類型不同，則無論是在生產(chǎn)組織和管理，車間機床布置方式，還是在毛坯制造方法，機床及工藝裝備的種類，加工和裝配方法的選擇，工人技術(shù)要求等方面均有所不同。一般將上述的這些特征統(tǒng)稱為生產(chǎn)類型的工藝特征。若生產(chǎn)類型不同，則無論是在生產(chǎn)組織和管理，車間機床布置方式，138生產(chǎn)類型同種零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）重型零件中型零件輕型零件單件生產(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表1-2加工零件的生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型同種零件的年生產(chǎn)綱領（件/年）重型零件中139表1-3不同機械產(chǎn)品各種類型零件的質(zhì)量范圍機械產(chǎn)品類別加工零件的重量/kg輕型零件中型零件重型零件電子工業(yè)機械＜44~30＞30機床＜15＜15~50＞50重型機械＜100100~2000＞2000表1-3不同機械產(chǎn)品各種類型零件的質(zhì)量范圍機械產(chǎn)品類別加140加工零件的年生產(chǎn)綱領N可按下式計算式中Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）；

n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；

a%——備品率；

b%——廢品率。加工零件的年生產(chǎn)綱領N可按下式計算141由各種生產(chǎn)類型的工藝特征表1-4可知，不同的生產(chǎn)類型具有不同的工藝特征。在制訂零件機械加工工藝規(guī)程時，必須首先確定生產(chǎn)類型，生產(chǎn)類型確定之后，工藝過程的總體輪廓就逐漸清晰了。工藝規(guī)程的詳細程度與生產(chǎn)類型有關。在同一個工廠中，可能同時存在幾種不同生產(chǎn)類型的生產(chǎn)。由各種生產(chǎn)類型的工藝特征表1-4可知，不同的生產(chǎn)類型具有不同142表1-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征名稱大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)生產(chǎn)對象品種較少，數(shù)量很大品種較多，數(shù)量較多品種很多，數(shù)量少零件互換性具有廣泛的互換性，某些高精度配合件用分組選擇法裝配，不允許用鉗工修配大部分零件具有互換性，同時還保留某些鉗工修配工作廣泛采用鉗工修配毛坯制造廣泛采用金屬模機器造型、模鍛等毛坯精度高，加工余量小部分采用金屬模造型、模鍛等，部分采用木模手工造型、自由鍛造毛坯精度中等廣泛采用木模手工造型、自由鍛造毛坯精度低，加工余量大機床設備及其布置采用高效專用機床，組合機床、可換主軸箱(刀架)機床、可重組機床采用流水線或自動線進行生產(chǎn)部分采用通用機床，部分采用數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)機床按零件類別分工段排列廣泛采用通用機床、重要零件采用數(shù)控機床或加工中心，機床按機群布置獲得規(guī)定加工精度的方法在調(diào)整好的機床上加工一般是在調(diào)整好的機床上加工，有時也用試切法試切法裝夾方法高效專用夾具裝夾夾具裝夾通用夾具裝夾，找正裝夾工藝裝備廣泛采用高效率夾具、量具或自動檢測裝置，高效復合刀具廣泛采用夾具，廣泛采用通用刀具、萬能量具，部分采用專用刀具、專用量具廣泛采用通用夾具、量具和刀具對工人要求調(diào)整工技術(shù)水平要求高，操作工技術(shù)水平要求不高對工人技術(shù)水平要求較高對工人技術(shù)水平要求高工藝文件工藝過程卡片，工序卡片，檢驗卡片一般有工藝過程卡片，重要工序有工序卡片只有工藝過程卡片表1-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征名稱大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生143一般說來，生產(chǎn)同樣一個產(chǎn)品，大量生產(chǎn)要比成批生產(chǎn)、單件生產(chǎn)的生產(chǎn)效率高，成本便宜，性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。對于中小批生產(chǎn)，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的標準化、系列化程度較高，或推行成組技術(shù)，組織成組加工，即可在各類產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量不大的條件下組織區(qū)域性專業(yè)化的大批量生產(chǎn)，也會取得很高的經(jīng)濟效益。一般說來，生產(chǎn)同樣一個產(chǎn)品，大量生產(chǎn)要比成批生產(chǎn)、單件生產(chǎn)的144第四節(jié)基準機械零件是由若干幾何要素（點、線、面）組成的，各幾何要素之間都有一定的尺寸和位置公差要求。用來確定生產(chǎn)對象幾何要素間幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準。基準可分為設計基準和工藝基準兩大類。第四節(jié)基準機械零件是由若干幾何要素（點、線、面）145一．設計基準設計圖樣上采用的基準稱為設計基準。如圖1-4所示，設計基準就是設計圖紙上標注設計尺寸所依據(jù)的點、線、面。圖1-4設計基準示例一．設計基準圖1-4設計基準示例146由圖1-4知，設計基準即可以是實際存在的，也可以是假想的，有時還是互為的。設計圖樣上標注的尺寸均稱為設計尺寸。需要注意的是基準不僅涉及尺寸間的關系，還涉及表面間的相互位置關系（如平行度、垂直度、對稱度等）。由圖1-4知，設計基準即可以是實際存在的，也可以是假想的147二．工藝基準工藝過程中采用的基準稱為工藝基準。按其用途不同，又可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。1．工序基準在工序圖上用來確定本工序加工表面尺寸、形狀和位置所依據(jù)的基準，稱為工序基準。二．工藝基準148而工序圖則是在工序卡上用以表示工件加工表面加工要求及工件裝夾情況的簡圖。如圖1-5所示，聯(lián)系加工表面與工序基準間的加工尺寸，是本道工序應直接得到（保證）的尺寸，稱為工序尺寸。工序尺寸具有方向性，即由工序基準指向加工表面。而工序圖則是在工序卡上用以表示工件加工表面加工要求及工件裝夾149圖1-5工序簡圖圖1-5工序簡圖150同理，工序基準即可以是實際存在的，也可以是假想的點、線、面。為減少基準轉(zhuǎn)換誤差，應盡量使工序基準和設計基準重合。2．定位基準在加工中用作定位（確定工件在機床上或機床夾具中占有正確位置）的基準，稱為定位基準。同理，工序基準即可以是實際存在的，也可以是假想的點、線、面。151有時，作為定位基準的點、線、面，在工件上不一定都具體存在（如孔、軸的中心線，平面的對稱中心面等），而常常是由某些具體的表面來體現(xiàn)的，這些體現(xiàn)假想定位基準的表面稱為定位基面。定位基準（基面）有粗基準和精基準之分。有時，作為定位基準的點、線、面，在工件上不一定都具體存在（如152一般情況下，定位基準應與工序基準和設計基準重合，否則將產(chǎn)生基準不重合誤差。3．測量基準工件在加工中或加工后，測量尺寸和形位誤差所依據(jù)的基準，稱為測量基準。測量基準可以是實際存在的，也可以是假想的。實際存在的測量基準亦稱為測量基面。一般情況下，定位基準應與工序基準和設計基準重合，否則將產(chǎn)生基153附圖測量基準與測量基面圖1-5工序簡圖附圖測量基準與測量基面圖1-5工序簡圖1544．裝配基準裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所依據(jù)的基準，稱為裝配基準。裝配基準可以是實際存在的，也可以是假想的。實際存在的裝配基準亦稱為裝配基面。附圖汽車倒檔齒輪的裝配基準4．裝配基準附圖汽車倒檔齒輪的裝配基準155上述各種基準應盡可能使之重合?；鶞手睾鲜枪こ淘O計中應遵循的一個基本原則。在產(chǎn)品設計時，應盡量選用裝配基準作為零件圖樣上的設計基準；在零件加工時，應盡量選用設計基準作為工序基準；在工件定位及進行測量時，應盡量選用工序基準作為定位基準及測量基準。上述各種基準應盡可能使之重合?；鶞手睾鲜枪こ淘O計中應遵循的一156第五節(jié)工件的裝夾與定位一、工件的裝夾在機床上加工工件時，為使工件在該工序中所加工的表面能達到規(guī)定的尺寸與形位公差要求，必須首先將工件放在機床上或夾具中，使它相對于機床占有某一正確的位置，此過程稱為定位。為使工件在加工過程中保持其正確位置不變，還必須把它壓緊，此過程稱為夾緊。第五節(jié)工件的裝夾與定位一、工件的裝夾157工件的裝夾過程就是定位過程和夾緊過程的綜合。定位的任務是使工件相對于機床占有某一正確的位置，夾緊的任務則是保持工件的定位位置不變。定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差與夾緊誤差。定位誤差與夾緊誤差之和稱為裝夾誤差。工件的裝夾過程就是定位過程和夾緊過程的綜合。定位的任務是使工158工件的裝夾有找正裝夾和夾具裝夾兩種方式。找正裝夾又可分為直接找正裝夾、劃線找正裝夾兩種方法。1.直接找正裝夾直接找正裝夾是以工件的實際表面作為定位的依據(jù)，用找正工具（如劃針和百分表）找正工件的正確位置以實現(xiàn)定位，然后將工件夾緊的方法。工件的裝夾有找正裝夾和夾具裝夾兩種方式。找正裝夾又可分為直接159附圖直接找正裝夾直接找正裝夾方法生產(chǎn)率低，對操作工人技術(shù)水平要求高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)或裝夾精度要求特別高的場合。其找正的精度取決于找正工具的精密程度以及工人的技術(shù)水平。附圖直接找正裝夾直接找正裝夾方法生產(chǎn)率低，對操作工人技1602.劃線找正裝夾劃線找正裝夾是以劃線工人在工件上劃出的待加工表面所在位置的線痕作為定位依據(jù)，定位時用劃針找正其位置，然后將工件夾緊的裝夾方法。附圖撥叉的劃線找正裝夾2.劃線找正裝夾附圖撥叉的劃線找正裝夾161該裝夾方法生產(chǎn)率低，定位精度也低，而且對工人的技術(shù)水平要求較高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中加工那些形狀復雜而笨重的鑄件或鍛件，或零件難以采用直接找正裝夾或使用夾具裝夾的場合。由上述可知，找正裝夾法對于產(chǎn)量不大、加工質(zhì)量要求不高的場合，仍不失為一種簡單、實用、經(jīng)濟的裝夾方法。該裝夾方法生產(chǎn)率低，定位精度也低，而且對工人的技術(shù)水平要求較1623.夾具裝夾采用夾具裝夾方法時所使用的夾具應為專用機床夾具。專用機床夾具是為某種零件在某一道工序上的裝夾而專門設計和制造的機床夾具。該夾具可事先按要求安裝在機床上，工件無需找正即可直接裝夾在夾具中。3.夾具裝夾163圖1-7夾具裝夾示例圖1-7夾具裝夾示例164使用夾具裝夾工件，不僅可以保證裝夾精度，而且可以顯著提高裝夾效率，還可減輕工人的勞動強度，對工人技術(shù)水平要求也不高。但專用機床夾具的設計與制造的周期較長，費用較高。因此，該方法主要適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定而產(chǎn)量較大的成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)類型。使用夾具裝夾工件，不僅可以保證裝夾精度，而且可以顯著提高裝夾165二、工件的定位一個自由剛體，在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿三個坐標軸方向的移動自由度（分別用符號、、表示）和繞三個坐標軸方向的轉(zhuǎn)動自由度（分別用、、表示）。要使工件在某個方向有確定位置，就必須限制工件在該方向的自由度。如果完全限制了工件的六個自由度，則工件在空間的位置就完全確定了。XYZ二、工件的定位XYZ166附圖工件在空間的六點定位附圖工件在空間的六點定位167綜上分析所知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加工件相適應的六個支承點來限制工件的六個自由度，這就是工件定位的六點定位原理。（注意：六點定位原理中“點”的含義是限制自由度，不要機械地理解成接觸點。）綜上分析所知，欲使工件在空間處于完全確定的位置，必須選用與加168工件的定位應使工件在空間相對于機床占有某一正確的位置，即為保證工件的加工要求，工件必須正確定位。圖1-8定位分析示例工件的定位應使工件在空間相對于機床占有某一正確的位置，即為保169工件相對于機床占有某一正確的位置，其實質(zhì)是使工件的工序基準相對于機床和刀具間保持一正確位置。工件的正確定位，就是工序基準的正確定位。工序基準的正確定位，可以轉(zhuǎn)化為在空間直角坐標系中用限制工件工序基準的自由度來分析和保證。工件正確定位，完全由其加工要求和工序基準的形式?jīng)Q定。工件相對于機床占有某一正確的位置，其實質(zhì)是使工件的工序基準相170下面結(jié)合實例，根據(jù)加工要求分析應限制工件的自由度。例1在右圖所示的一圓球上銑平面B，保證工序尺寸H。試分析為保證加工要求應限制工件的自由度。下面結(jié)合實例，根據(jù)加工要求分析應限制工件的自由度。例1在171例2在下圖所示的一圓柱體上銑平面，保證工序尺寸H。試分析為保證加工要求應限制的自由度。例2在下圖所示的一圓柱體上銑平面，保證工序尺寸H。172例3在右圖所示的圓柱體工件上擴孔，要保證擴孔尺寸及內(nèi)孔對外圓的同軸度公差的加工要求。試分析工件正確定位應限制的自由度。例3在右圖所示的圓柱體工件上擴孔，要保證擴孔尺寸及內(nèi)孔對173從以上幾個實例的分析過程可知，在根據(jù)工序的加工要求，分析工件定位時應限制的自由度數(shù)，其大致的解題步驟如下：a.根據(jù)工序簡圖列出本工序中的加工要求；b.根據(jù)工序尺寸確定各工序基準；c.逐個分析應限制工序基準的哪些自由度；d.將應限制工件的自由度數(shù)目按順序歸納整理。從以上幾個實例的分析過程可知，在根據(jù)工序的加工要求，分析工件174例4如圖所示的圓柱體上銑一通槽，要保證：①槽寬尺寸b；②槽深尺寸H；③槽對圓柱體軸線的對稱度公差t。試分析工件正確定位應限制的自由度。例4如圖所示的圓柱體上銑一通槽，要保證：175綜上分析可知，限制工件自由度時并不一定要將六個自由度全部限制住，只是對加工要求有影響的自由度應必須加以限制。由刀具直接保證的加工要求和不影響加工要求的自由度，都可不必限制。在實際中工件被限制的自由度數(shù)一般不得少于三個。

綜上分析可知，限制工件自由度時并不一定要將六個自由度全部限制176在具體的夾具中，限制工件自由度的支承點是由對工件起定位作用的定位元件來體現(xiàn)的。工件在定位時，其自由度是通過工件的定位基準（面）與定位元件工作表面接觸或配合而被限制的。不同的定位基準（面）與不同的定位元件接觸與配合，所能限制的自由度是不同的。在具體的夾具中，限制工件自由度的支承點是由對工件起定位作用的177一個定位元件可以體現(xiàn)（轉(zhuǎn)化）一個或幾個支承點的作用，即相當于一個或幾個支承點。某一定位元件相當支承點的數(shù)目，由該定位元件限制工件的自由度數(shù)來判斷。必須注意的是，分析工件定位所限制的自由度數(shù)時，必須把定位與夾緊區(qū)別開來。一個定位元件可以體現(xiàn)（轉(zhuǎn)化）一個或幾個支承點的作用，即相當于178第二節(jié)工件在夾具中的定位工件的定位基面有各種形式，不同形狀的定位基面應選擇與之相適應的定位元件。由于夾具定位元件是確定工件位置的元件，且經(jīng)常與工件定位基面接觸，定位元件的設計制造應滿足以下基本要求。第二節(jié)工件在夾具中的定位工件的定位基面有各種形式，不同179（1）精度高定位元件的精度直接影響工件的加工精度，定位元件應具有較高的精度。定位元件工作表面的尺寸公差和形位公差一般應是工件定位基面相應公差的1/5~1/2。（2）耐磨性好定位元件與定位基面直接接觸，為能較長期地保持其精度，定位元件必須具有良好的耐磨性。定位元件工作表面的硬度一般要求為55~68HRC。（1）精度高定位元件的精度直接影響工件的加工精度，定位元180（3）足夠的剛性為減少因切削力和夾緊力作用產(chǎn)生的變形，定位元件必須具有足夠的剛性。（4）良好的工藝性定位元件應便于制造、裝配與維修。本節(jié)只介紹一些最常用的基本定位元件，實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合。（3）足夠的剛性為減少因切削力和夾緊力作用產(chǎn)生的變181一、工件以平面定位常用定位元件1．支承釘圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式平頭支承釘球頭支承釘網(wǎng)紋頂面支承釘一、工件以平面定位常用定位元件圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形182圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式一個支承釘限制一個自由度；在一個平面內(nèi)，兩個支承釘限制兩個自由度；不在同一條直線上的三個支承釘限制三個自由度。圖6-1常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式一個支承釘限制一個自由度；在1832.支承板圖6-2常用支承板的結(jié)構(gòu)形式平面型支承板帶斜槽形支承板當支承的定位基準平面較大時，常用幾個支承板組成一個較大的支承平面，限制三個自由度；一個支承板相當于兩個支承點，限制兩個自由度。2.支承板圖6-2常用支承板的結(jié)構(gòu)形式平面型支承板帶斜1843.可調(diào)支承可調(diào)支承多用于支承工件的粗基準面，其支承的高度可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。圖6-3常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式可調(diào)支承的定位作用與支承釘相同3.可調(diào)支承圖6-3常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式可調(diào)1854.自位支承圖6-4自位支承的結(jié)構(gòu)形式4.自位支承圖6-4自位支承的結(jié)構(gòu)形式186由于自位支承是擺動的或浮動的結(jié)構(gòu)，所以無論該支承是以兩點或三點與工件定位基準（面）接觸，其實質(zhì)只能起到一個定位支承點的作用，即只能限制工件的一個自由度。自位支承的主要作用是通過增加與工件表面支承點的數(shù)目，以減小工件的變形或減小接觸應力。由于自位支承是擺動的或浮動的結(jié)構(gòu)，所以無論該支承是以兩點或三1875.輔助支承輔助支承不是定位元件，只是用以增加工件在加工中的支承剛性作用，不能限制工件的自由度。附圖輔助支承的應用示例輔助支承5.輔助支承附圖輔助支承的應用示例輔助支承188圖6-5輔助支承螺旋式輔助支承自位式輔助支承圖6-5列出了輔助支承的幾種結(jié)構(gòu)形式。圖6-5輔助支承螺旋式輔助支承自位式輔助支承圖6-5列189圖6-5輔助支承螺旋式輔助支承推引式輔助支承圖6-5輔助支承螺旋式推引式190二、工件以孔定位常用定位元件1.定位銷圖6-6固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式D=10~18mmD＞18mm組合定位銷短錐銷二、工件以孔定位常用定位元件圖6-6固定式定位銷的結(jié)191圖6-6固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式圓柱定位銷分為長圓柱銷和短圓柱銷。長圓柱銷限制四個自由度，短圓柱銷限制兩個自由度，短錐銷限制三個自由度。圖6-6固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式圓柱定位銷分為長圓柱銷和1922.心軸圖6-7定位心軸過盈配合心軸間隙配合心軸小錐度心軸2.心軸圖6-7定位心軸過盈配合心軸間隙配合心軸小錐193圖6-7定位心軸1）過盈配合心軸——限制四個自由度。2）間隙配合心軸——（有軸肩）可限制五個自由度，（無軸肩）可限制四個自由度。3）小錐度心軸——限制五個自由度。圖6-7定位心軸1）過盈配合心軸——限制四個自由度。194三、工件以外圓定位常用定位元件1.V形塊圖6-8V形塊（局部）短V型塊兩短V型塊組合分體結(jié)構(gòu)V型塊粗基準用V型塊三、工件以外圓定位常用定位元件圖6-8V形塊（局部）195圖6-8V形塊（局部）一個短V形塊限制兩個自由度；兩個短V形塊的組合或一個長V形塊均可限制四個自由度。

圖6-8V形塊（局部）一個短V形塊限制兩個自由度；兩個196圖6-8V形塊（局部）用V形塊定位，工件的定位基準始終處于V形塊兩工作表面的對稱中心平面內(nèi)，對中性能好。

浮動V型塊浮動V型塊浮動V型塊