第三章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

加工余量的確定第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本章要點(diǎn)定位基準(zhǔn)的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過程經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)1機(jī)械制造基礎(chǔ)第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)ProcessPlanning3.1

概述StepsandMethodsofProcessPlanning23.1概述3.2機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.3工藝尺寸鏈3.4成組技術(shù)3.5計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.6機(jī)器裝配工藝設(shè)計(jì)3生產(chǎn)過程和工藝過程工廠的生產(chǎn)過程：機(jī)械制造廠一般都從其他工廠取得制造機(jī)械所需要的原材料或半成品，從原材料（或半成品）進(jìn)廠一直到把成品制造出來的各有關(guān)勞動(dòng)過程的總和統(tǒng)稱為工廠的生產(chǎn)過程。工廠的生產(chǎn)過程包括：原材料的運(yùn)輸保管、把原材料做成毛坯、把毛坯做成機(jī)器零件、把機(jī)器零件裝配成機(jī)器、檢驗(yàn)、試車、油漆、包裝等。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。3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成4工藝過程：在生產(chǎn)過程中凡屬直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、物理化學(xué)性能以及相對(duì)位置關(guān)系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程；其他過程則稱為輔助過程。工藝過程又可分為：鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配等工藝過程?！皺C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課只研究機(jī)械加工工藝過程和裝配工藝過程。5機(jī)械制造工藝方法與分類JB/T5992-92——按大、中、小和細(xì)分類四個(gè)層次劃分大類中類代碼代碼名稱0123456789中類名稱0鑄造砂型鑄造特種鑄造1壓力加工鍛造軋制沖壓擠壓旋壓拉拔其他2焊接電弧焊電阻焊氣焊壓焊特種焊接釬焊3切削加工刃具加工磨削鉗加工4特種加工電物理加工電化學(xué)加工化學(xué)加工復(fù)合加工其他5熱處理整體熱處理表面熱處理化學(xué)熱處理6覆蓋層電鍍化學(xué)鍍真空沉積熱侵鍍轉(zhuǎn)化膜熱噴涂涂裝其他78裝配包裝裝配試驗(yàn)與檢驗(yàn)包裝9其他粉末冶金冷作非金屬成形表面處理防銹纏繞編織其他表3-1機(jī)械制造工藝方法類別劃分及代碼（JB/T5992-92）3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成6零件成形方法材料成形法——進(jìn)入工藝過程物料初始重量近似等于加工后最終重量。如鑄造、壓力加工、粉末冶金、注塑成形等，這些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。材料去除法——零件的最終幾何形狀局限在毛坯的初始幾何形狀范圍內(nèi)，零件形狀的改變是通過去除一部分材料，減少一部分重量來實(shí)現(xiàn)的。如切削與磨削，電火花加工、電解加工等特種加工等。材料累加法——傳統(tǒng)的累加方法有焊接、粘接或鉚接等，通過不可拆卸連接使物料結(jié)合成一個(gè)整體，形成零件。近幾年才發(fā)展起來的快速原型制造技術(shù)（RPM），是材料累加法的新發(fā)展。3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成7快速原型制造技術(shù)（RPM）

◆快速原型制造（RapidPhotographManufacturing—RPM），又稱“快速成形技術(shù)”（RapidPhotograph—RP）或“分層制造”（LayerManufacturing—LM），是20世紀(jì)80年代后期迅速發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)?！羲鼘⒂?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）、精密伺服驅(qū)動(dòng)、新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)計(jì)算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型，對(duì)其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的輪廓?！舭凑者@些輪廓，激光束選擇性地切割一層層的箔材（或固化一層層的液態(tài)樹脂，或燒結(jié)一層層的粉末材料），或噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié)劑或熱熔材料等，形成一個(gè)個(gè)薄層，并逐步迭加成三維實(shí)體（見圖3-1）。3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成8圖3-1快速成型過程噴粘結(jié)劑噴熱熔材料三維產(chǎn)品（樣品/模具）表面處理構(gòu)造三維模型模型近似處理切片處理激光噴射源固化樹脂切割箔材燒結(jié)粉末9a）b）圖3-2傳統(tǒng)加工與快速成型比較模具模具設(shè)計(jì)鑄造焊接鍛壓毛坯（大于工件）半成品半成品工件去除加工設(shè)計(jì)模具樣品快速成形10圖3-2a快速成型機(jī)床及快速成型件Real11φ20±0.072×10.8圖3-3階梯軸φ32φ40φ25±0.07φ350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1×45°3.22×1flashflash工序——是指由一個(gè)或一組工人在同一臺(tái)機(jī)床或同一個(gè)工作地，對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分機(jī)械加工工藝過程。安裝——在一道工序中，工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成12133.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成加工如圖所示零件其工藝過程可由如表所示的五個(gè)工序組成。1415工位——一次裝夾后，工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分占據(jù)的每一個(gè)位置稱為工位。圖3-4多工位加工1：裝卸工件2：鉆孔3：擴(kuò)孔4：絞孔flash3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成16多工位加工17工步——指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序。（在一個(gè)工步內(nèi)，若有幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)不同表面，稱此工步為復(fù)合工步）走刀——同一加工表面加工余量較大，可以分作幾次工作進(jìn)給，每次工作進(jìn)給所完成的工步稱為一次走刀。a）立軸轉(zhuǎn)塔車床的一個(gè)復(fù)合工步b）鉆孔、擴(kuò)孔復(fù)合工步圖3-5復(fù)合工步3.1.1機(jī)械加工工藝過程及其組成18綜上分析可知，工藝過程的組成是很復(fù)雜的。工藝過程由許多工序組成，一個(gè)工序可能有幾個(gè)安裝，一個(gè)安裝可能有幾個(gè)工位,一個(gè)工位可能有幾個(gè)工步，如此等等。三爪卡盤2次走刀193.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

機(jī)械加工工藝過程和工藝規(guī)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。機(jī)械加工工藝規(guī)程規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程的工藝文件。一個(gè)同樣要求的零件，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，人們把工藝過程的有關(guān)內(nèi)容用文件的形式固定下來，用以指導(dǎo)生產(chǎn)，這個(gè)文件稱為工藝規(guī)程。201．工藝規(guī)程是工廠進(jìn)行生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理工作的主要依據(jù)產(chǎn)品在投入生產(chǎn)之前要作大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，包括原材料和毛坯的供應(yīng)，機(jī)床的配備和調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)制造，核算生產(chǎn)成本以及配備人員等，所有這些工作都要根據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行。2．工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，可以穩(wěn)定地保證產(chǎn)品質(zhì)量和獲得較高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格地執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。工廠管理人員根據(jù)工藝規(guī)程規(guī)定的要求，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，組織工人進(jìn)行生產(chǎn)，并按照工藝規(guī)程要求驗(yàn)收產(chǎn)品。工藝規(guī)程的作用連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程的橋梁，是企業(yè)組織生產(chǎn)活動(dòng)和進(jìn)行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。213．工藝規(guī)程是新建和擴(kuò)建機(jī)械制造廠（或車間）的重要技術(shù)文件新建和擴(kuò)建機(jī)械制造廠（或車間）須根據(jù)工藝規(guī)程確定機(jī)床和其他輔助設(shè)備的種類、型號(hào)規(guī)格和數(shù)量，廠房面積，設(shè)備布置，生產(chǎn)工人的工種、等級(jí)及數(shù)量等。此外，先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)制造技術(shù)的作用。典型工藝規(guī)程可以縮短工廠摸索和試制的過程。22工藝規(guī)程形式（工藝過程卡、工序卡、工藝卡）

3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

233.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

243.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

251）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提。2）工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。5）積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

加工及產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高效、低成本技術(shù)上的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)上的合理性、良好的勞動(dòng)條件26產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況本廠（車間）的生產(chǎn)條件各種有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況制定機(jī)械加工工藝規(guī)程所需原始資料3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

27

1．閱讀裝配圖和零件圖

了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用，明確零件的主要技術(shù)要求。2．工藝審查

審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當(dāng)，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。3．熟悉或確定毛坯

確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點(diǎn)及應(yīng)用見表5-4。機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

28表5-4各類毛坯的特點(diǎn)及適用范圍

毛坯種類制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形狀機(jī)械性能適用生產(chǎn)類型型材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件

工程塑料件

13級(jí)以下13級(jí)以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般較小較小小很小小很小

較小各種材料鋼

材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸

中、小尺寸簡(jiǎn)單較復(fù)雜復(fù)雜較簡(jiǎn)單一般較復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜較好有內(nèi)應(yīng)力差好好較好較好較好較好好一般

一般各種類型單件單件小批單件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

294.選擇定位基準(zhǔn)（見5.2節(jié)）5.擬定加工路線（見5.3節(jié)）6.確定滿足各工序要求的工藝裝備包括機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具等。工藝裝備的選擇在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。對(duì)必須改裝或重新設(shè)計(jì)的專用或成組工藝裝備，應(yīng)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證的基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)任務(wù)書。3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

30

確定各工序加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差（見5.4，5.5節(jié)）確定切削用量（見5.6節(jié)）確定時(shí)間定額（見5.7.1節(jié)）編制數(shù)控加工程序（對(duì)數(shù)控加工）評(píng)價(jià)工藝路線

對(duì)所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并應(yīng)對(duì)多種工藝方案進(jìn)行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)工藝方案（見5.6.3節(jié)）。12.填寫或打印工藝文件3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

31工藝性分析舉例3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

323.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

333.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

343.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

353.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

363.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

37練習(xí)38存在工藝問題與改進(jìn)措施1)鍵槽設(shè)置在階梯軸90。方向上，需兩次裝夾加工。將兩個(gè)鍵槽設(shè)計(jì)在同一方向上，一次裝夾即可。2)車螺紋時(shí)，螺紋根部易打刀;且不能清根。留有退刀槽，可使螺紋清根;操作相對(duì)容易，可避免打刀。3)兩端軸頸須磨削加工，因砂輪圓角而不能清根。留有退刀槽，磨削時(shí)可以清根。3.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

39機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)ProcessPlanning3.2

機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)SelectionofLocationDatum403.2.1零件工藝分析3.2.2毛坯的選擇3.2.3定位基準(zhǔn)的選擇3.2.4工藝路線的擬定3.2.5加工余量的確定3.2.6工序尺寸的確定3.2.7機(jī)床及工藝裝備的確定3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析3.2.10編制工藝規(guī)程文件41（1）加工表面的尺寸精度（2）主要加工表面的形狀精度;（3）主要加工表面之間的相互位置精度（4）各加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求;（5）熱處理要求及其他技術(shù)要求(如動(dòng)平衡等)。零件的技術(shù)要求分析3.2.1零件工藝分析42零件圖具體的技術(shù)要求分析內(nèi)容：1）零件的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求等是否齊全。了解零件的各項(xiàng)技術(shù)要求，找出主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵，以便制訂相應(yīng)的加工工藝。2）零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理3）零件的選材是否恰當(dāng)，熱處理要求是否合理43零件的結(jié)構(gòu)分析主要應(yīng)注意的問題1）機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)，由于使用要求不同而具有各種形狀和尺寸，但都是由一些基本表面和成型表面組成。在研究具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)時(shí)，首先要分析該零件是由哪些表面組成的，因?yàn)楸砻嫘螤钍沁x擇加工方法的基本因素。例如，外圓表面一般是由車削和磨削加工出來；內(nèi)孔大多通過鉆、擴(kuò)、鉸、拉、鏜澄和磨削等加工方法獲得。除表面形狀外，尺寸對(duì)工藝也有重要的影響。以內(nèi)孔為例，大孔與小孔、深孔與淺孔在工藝上均有不同的特點(diǎn)。零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析3.2.1零件工藝分析442）在分析零件的結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅要注意零件的各個(gè)構(gòu)成表面本身的特征，而且還要注意這些表面的不同組合。例如以內(nèi)外圓為主的表面既可組成軸類、盤類零件，也可組成套筒類零件。對(duì)于套筒類零件，既可是一般的軸套，也可以是形狀復(fù)雜或剛性很差的薄壁套筒。顯然，上述不同結(jié)構(gòu)的零件在工藝上往往有著較大的差異。在機(jī)械制造中，通常按照零件結(jié)構(gòu)和加工工藝過程的相似性，將各種零件大致分為軸類零件、套筒類零件、盤環(huán)類零件、叉架類零件以及箱體等。另外，特別要注意分析零件的剛度情況，對(duì)剛度特別薄弱的部位，在加工時(shí)要注意采取相應(yīng)的工藝措施以防止受力變形。同時(shí)還要注意分析零件剛度的方向，例如套筒類零件的軸向剛度大于徑向剛度，所以?shī)A緊時(shí)常將徑向夾緊改為軸向夾緊。3.2.1零件工藝分析453）在研究零件的結(jié)構(gòu)時(shí)，還要注意審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)在保證使用要求的前提下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地制造出來的特性。使用性能相同而結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)零件，它們的加工方法和制造成本可能有很大的差別。在進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)分析時(shí)應(yīng)考慮到加工時(shí)的裝夾、對(duì)刀、測(cè)量、切削效率等。結(jié)構(gòu)工藝性不好會(huì)使加工困難，浪費(fèi)工時(shí)，浪費(fèi)材料，甚至無法加工。3.2.1零件工藝分析46機(jī)械加工中常用的毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件、粉末冶金件和工程塑料件等。3.2.2毛坯的選擇毛坯種類的選擇473.2.2毛坯的選擇483.2.2毛坯的選擇49現(xiàn)代機(jī)械制造發(fā)展的趨勢(shì)之一是精化毛坯，使其形狀和尺寸盡量與零件接近，從而進(jìn)行少切屑加工甚至無屑加工。但由于毛坯制造技術(shù)和成本的限制，產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，所以毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯制造尺寸與零件相應(yīng)尺寸的差值稱為毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差，二者都與毛坯的制造方法有關(guān)，生產(chǎn)中可參閱有關(guān)的工藝手冊(cè)來選取。毛坯的加工量確定后，其形狀和尺寸的確定，還要考慮到毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理等工藝因素的影響。確定毛坯的形狀和尺寸3.2.2毛坯的選擇5051基準(zhǔn)

確定加工對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。

3.2.3定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：設(shè)計(jì)圖樣上標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸所依據(jù)的基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)：工藝過程中所使用的基準(zhǔn)ⅰ工序基準(zhǔn)ⅱ定位基準(zhǔn)ⅲ測(cè)量基準(zhǔn)ⅳ裝配基準(zhǔn)52設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)

圖3-8定位支座零件53工藝基準(zhǔn)

在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)。又可分為：工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與裝配基準(zhǔn)。

圖3-9a支座零件第1工序（車削）54圖3-9b支座零件第2工序（鉆孔）55圖3-9c支座零件第3工序（鉆、锪4分布孔）56圖3-9d支座零件第4工序（磨內(nèi)孔、端面）圖3-9e支座零件第5工序（磨外圓、臺(tái)階面）5758上述各種基準(zhǔn)應(yīng)盡可能使之重合。在設(shè)計(jì)機(jī)器零件時(shí)，應(yīng)盡量選用裝配基準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；在編制零件的加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)盡量選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為工序基準(zhǔn)；在加工及測(cè)量工作時(shí)，應(yīng)盡量選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)及測(cè)量基準(zhǔn)，以消除由于基準(zhǔn)不重合引起的誤差。59在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。又可進(jìn)一步分為：

使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)（圖5-1）等。定位基準(zhǔn)的選擇使用經(jīng)過機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)?！舸只鶞?zhǔn)◆精基準(zhǔn)◆附加基準(zhǔn)60

工藝凸臺(tái)A向A圖3-11小刀架上的工藝凸臺(tái)61在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)一般都是先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準(zhǔn)，然后再考慮用那一組表面作粗基準(zhǔn)才能把精基準(zhǔn)加工出來。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：（1）基準(zhǔn)重合原則應(yīng)盡可能選擇所加工表面的工序基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差?！艟鶞?zhǔn)的選擇原則62（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的表面，以保證所加工的各個(gè)表面之間具有正確的相對(duì)位置關(guān)系。（3）互為基準(zhǔn)原則當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求比較高時(shí)，可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)的方法進(jìn)行加工。（4）自為基準(zhǔn)原則一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。63上述四項(xiàng)選擇精基準(zhǔn)的原則，有時(shí)不可能同時(shí)滿足，應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件決定取舍。64主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇統(tǒng)一基準(zhǔn)原則——當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工精基準(zhǔn)65

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有：

1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

4）套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。

采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處：

1）有利于保證各加工表面之間的位置精度；

2）可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。

★注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合問題。此時(shí)，需針對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。66

互為基準(zhǔn)原則軸徑軸徑錐孔主軸零件精基準(zhǔn)選擇【例】主軸零件精基準(zhǔn)選擇自為基準(zhǔn)原則

【例】床身導(dǎo)軌面磨削加工導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇導(dǎo)軌67

浮動(dòng)鏜刀塊1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿便于裝夾原則——所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。外圓研磨示意圖【例】鉸孔、拉孔、研磨【例】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔68工件加工的第一道工序所用基準(zhǔn)都是粗基準(zhǔn),粗基準(zhǔn)選擇得正確與否，不但與第一道工序的加工有關(guān)，而且還將對(duì)該工件加工的全過程產(chǎn)生重大影響。選擇粗基準(zhǔn)，一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：◆粗基準(zhǔn)的選擇原則69（1）保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則被加工零件上如有不加工表面應(yīng)選不加工面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有一定的相對(duì)位置關(guān)系。不加工表面加工余量70a）b）c）粗基準(zhǔn)選擇比較71（2）合理分配加工余量的原則從保證重要表面加工余量均勻考慮，應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)，床身加工就是一個(gè)很好的實(shí)例。床身加工粗基準(zhǔn)選擇7273床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序1工序1工序2工序274（3）便于裝夾的原則為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平也光潔,不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口切痕或其他缺陷,并有足夠的支承面積。（4）同一方向上的粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙，重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間的位置誤差會(huì)相當(dāng)大，所以，粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。上述四項(xiàng)選擇粗基準(zhǔn)的原則，有時(shí)不能同時(shí)兼顧，只能根據(jù)主次決擇。75例題3.1請(qǐng)選擇圖3.14所示支架零件加工時(shí)的精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。76精基準(zhǔn)選擇：7778機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第3章工藝過程設(shè)計(jì)ProcessPlanning3.2.4

工藝路線的擬訂DeterminetheMachiningRoute79機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)形狀雖然多種多樣，但它們都是由一些最基本的幾何表面（外圓、孔、平面等）組成的，機(jī)器零件的加工過程實(shí)際就是獲得這些幾何表面的過程。同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工，但每種加工方法的加工質(zhì)量、加工時(shí)間和所花費(fèi)的費(fèi)用卻是各不相同的。工程技術(shù)人員的任務(wù)，就是要根據(jù)具體加工條件（生產(chǎn)類型、設(shè)備狀況、工人的技術(shù)水平等）選用最適當(dāng)?shù)募庸し椒?，加工出合乎圖樣要求的機(jī)器零件。表面加工方法和方案的選擇3.2.4工藝路線的擬定（1）根據(jù)加工表面的技術(shù)要求，盡可能采用經(jīng)濟(jì)加工精度方案80具有一定技術(shù)要求的加工表面，一般都不是只通過一次加工就能達(dá)到圖樣要求的，對(duì)于精密零件的主要表面，往往要通過多次加工才能逐步達(dá)到加工質(zhì)量要求。在選擇加工方法時(shí)，一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件，先選定該表面終加工工序加工方法，然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法。主要表面的加工方案和加工方法選定之后,再選定次要表面的加工方案和加工方法。81圖5-13加工誤差與成本關(guān)系CΔ0AB經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖5-14）在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖5-13AB段）加工經(jīng)濟(jì)精度加工誤差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代圖5-14加工精度與年代的關(guān)系一般加工精密加工超精密加工3.2.4工藝路線的擬定821）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力5）經(jīng)濟(jì)性選擇加工方法應(yīng)考慮的問題外圓表面、孔及平面加工方案（20世紀(jì)90年代）。3.2.4工藝路線的擬定83

典型表外圓加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT10～11Ra2.5～12.5粗車IT12～13Ra10～80外圓表面的典型加工工藝路線8485

孔的典型加工工藝路線珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗鏜IT12～13Ra5～20鉆IT10～13Ra5～80半精鏜IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5擴(kuò)IT9～13Ra1.25~40精鏜IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25餃IT6～9Ra0.32~10金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滾壓IT6～8Ra0.01~1.25手餃IT5Ra0.08~1.25典型孔加工路線868788平面典型加工工藝路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25導(dǎo)軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨IT6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂帶磨IT5～6Ra0.01?0.32金剛石車IT6Ra0.02?1.25刮研Ra0.04?1.25精車IT6～8Ra1.25～5粗車IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20典型平面加工路線899091(2)根據(jù)工件材料的性質(zhì)及熱處理，選用相應(yīng)的加工方法鋼淬火后應(yīng)用磨削方法加工，不能用鏜削或鉸削，而有色金屬則不能用磨削，應(yīng)采用金剛鏜削或高速精細(xì)車削的方法進(jìn)行精加工。(3)充分考慮工件的結(jié)構(gòu)和尺寸回轉(zhuǎn)體類零件孔的加工常用車削或磨削，而箱體類零件的孔，一般采用鉸削或螳削，孔徑小時(shí)，宜采用鉸削；孔徑大時(shí)，用鏜削。表面加工方法和方案的選擇（1）根據(jù)加工表面的技術(shù)要求，盡可能采用經(jīng)濟(jì)加工精度方案3.2.4工藝路線的擬定92(4)結(jié)合生產(chǎn)類型考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高效的先進(jìn)工藝，如平面和孔采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔。在大批大量生產(chǎn)中可以考慮從根本上改變毛坯的形態(tài)，從而大大減少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金來制造油泵齒輪，用石蠟鑄造柴油機(jī)上的小零件等。在單件小批生產(chǎn)中，常采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法，避免盲目地采用高效加工方法和專用設(shè)備而造成經(jīng)濟(jì)損失。（5）考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。也考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，采用新技術(shù)和提高工藝水平，考慮設(shè)備負(fù)荷的平衡等。有時(shí)，還應(yīng)考慮一些其他因素，如加工表面的物理力學(xué)性能的特殊要求、工件重量等。9394當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，一般都要經(jīng)過粗加工、半精加工和精加工等三個(gè)階段；如果零件的加工精度要求特別高、表面粗糙度要求特別小時(shí)，還要經(jīng)過精整和光整加工階段。各個(gè)加工階段的主要任務(wù)是：1．粗加工階段高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件。加工階段的劃分3.2.4工藝路線的擬定952．半精加工階段切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件達(dá)到一定精度，為精加工作準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工，例如，鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等。3．精加工階段保證各主要表面達(dá)到零件圖規(guī)定的加工質(zhì)量要求。4.光整加工和超精密加工階段對(duì)于精度要求很高（IT5以上）、表面粗糙度值要求很?。≧a＜0．2）的表面增設(shè)的加工階段，主要是為了降低表面粗糙度值，進(jìn)一步提高尺寸精度。96將零件的加工過程劃分為幾個(gè)加工階段的主要目的是：（1）保證零件加工質(zhì)量粗加工階段要切除加工表面上的大部分余量，切削力和切削熱量都比較大，裝夾工件所需夾緊力亦較大，被加工工件會(huì)產(chǎn)生較大的受力變形和受熱變形；此外，粗加工階段從工件上切除大部分余量后，殘存在工件中的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，也會(huì)使工件產(chǎn)生變形。97如果加工過程不劃分階段，把各個(gè)表面的粗、精加工工序混在一起交錯(cuò)進(jìn)行，那么安排在工藝過程前期通過精加工工序獲得的加工精度勢(shì)必會(huì)被后續(xù)的粗加工工序直接或間接的破壞，這是不合理的。加工過程劃分為幾個(gè)階段以后，粗加工階段產(chǎn)生的加工誤差，可以通過半精加工和精加工階段逐步予以修正，這樣安排，零件的加工質(zhì)量容易得到保證。98（2）有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理粗加工各表面后，由于切除了各加工表面的大部分加工余量，可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（氣孔、砂眼、裂紋和加工余量不夠），以便及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ)，不會(huì)浪費(fèi)后續(xù)精加工工序的制造費(fèi)用。（3）有利于合理利用機(jī)床設(shè)備粗加工工序需選用功率大、精度不高的機(jī)床加工，精加工工序則應(yīng)選用高精度機(jī)床加工。在高精度機(jī)床上安排做粗加工工作，機(jī)床精度會(huì)迅速下降,將某一表面的粗、精加工工作安排在同一機(jī)床上加工是不合理的。99應(yīng)當(dāng)指出，將工藝過程劃分為幾個(gè)階段進(jìn)行是對(duì)整個(gè)加工過程而言的，不能拘泥于某一表面的加工，例如，工件的定位基準(zhǔn),在半精加工階段（有時(shí)甚至在粗加工階段）中就需要加工得很精確；而在精加工階段中安排某些鉆、攻螺紋孔之類的粗加工工序也是常見的。當(dāng)然，劃分加工階段并不是絕對(duì)的。在高剛度高精度機(jī)床設(shè)備上加工剛性好、加工精度要求不特別高或加工余量不太大的工件就可以不必劃分加工階段。有些精度要求不太高的重型零件，由于運(yùn)送工件和裝夾工件費(fèi)時(shí)費(fèi)工，一般也不劃分加工階段，而是在一個(gè)工序中完成全部粗加工和精加工工作。在上述加工中，為減少夾緊變形對(duì)工件加工精度的影響，一般都在粗加工后松開夾緊裝置，然后用較小的夾緊力重新夾緊工件，繼續(xù)進(jìn)行精加工，這對(duì)提高工件加工精度有利.100確定加工方法之后，就要按零件加工的生產(chǎn)類型和工廠（車間）具體條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定零件加工過程工序數(shù)有兩種截然不同的原則，一種是工序集中原則，另一種是工序分散原則。工序的集中與分散3.2.4工藝路線的擬定101按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，組成一個(gè)集中工序；最大限度的工序集中，就是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些；最大限度的工序分散就是使每個(gè)工序只包括一個(gè)簡(jiǎn)單工步?！艄ば蚣性瓌t工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，此時(shí)工藝路線短工序數(shù)目少、每道工序加工的內(nèi)容多。3.2.4工藝路線的擬定102按工序集中原則組織工藝過程的特點(diǎn)是：1）有利于采用自動(dòng)化程度較高的高效率機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。2）工序數(shù)少，設(shè)備數(shù)少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，便于管理。3）工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間,而旦由于在一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各加工表面之間的相互位置精度要求。3.2.4工藝路線的擬定103按工序分散原則組織工藝過程的特點(diǎn)是：l）所用機(jī)床和工藝裝備簡(jiǎn)單，易于調(diào)整。2）對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。3）工序數(shù)多，設(shè)備數(shù)多，操作工人多,占用生產(chǎn)面積大?！艄ば蚍稚⒃瓌t工序分散就是將工件的加工內(nèi)容分散在較多的工序內(nèi)完成，此時(shí)工藝路線長(zhǎng)，工序數(shù)目多，每道工序加工的內(nèi)容少。3.2.4工藝路線的擬定104工序集中和分散的程度應(yīng)對(duì)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后確定。例如在單件小批生產(chǎn)中，一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，盡可能存一臺(tái)機(jī)床上完成較多的表面加工，尤其是對(duì)重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運(yùn)的次數(shù)，多采用工序集中的原則，這主要是為了便于組織管理。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(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及專用機(jī)床等，使工序集中，以便提高中產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。但有些工件(如活塞、連桿等)可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工藝裝備，按工序分散原則進(jìn)行生產(chǎn)。這樣容易保證加工質(zhì)量和使各工序的時(shí)間趨于平衡，便于組織流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。面對(duì)多品種、中小批量的生產(chǎn)趨勢(shì)，也多采用工序集中原則、選擇數(shù)控機(jī)床、加工中心等高效、自動(dòng)化設(shè)備，使一臺(tái)設(shè)備完成盡可能多的表面加工。由于工序集中的優(yōu)點(diǎn)較多，現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展趨于工序集中。工序集中與工序分散的應(yīng)用105◆機(jī)械加工工序的安排1)先基準(zhǔn)后其他被選定的零件的精基準(zhǔn)和定位表面應(yīng)先加工，并應(yīng)加工到足夠的精度和表面粗糙度，以便定位可靠且使其他表面能達(dá)到一定的精度。例如軸類零件先加工中心孔，齒輪零件應(yīng)先加工孔和基準(zhǔn)端面等。2)先粗后精零件表面加工一般部需要分階段進(jìn)行，先按排各表面的粗加工，其次安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。3)先主后次、穿插進(jìn)行根據(jù)零件功用和技術(shù)要求，往往先將零件各表面分為主要表面和次要表面，然后先著重考慮主要表面的加工順序，再把次要表面適當(dāng)穿插在主要表面的加工工序之間；出于次要表面的精度不高，一般在粗加工和半精加工階段即可完成，但對(duì)于那些同主要表面相對(duì)位置關(guān)系密切的次要表面，通常多按排在精加工之后加工。如箱體零件上重要孔周圍的緊固螺紋孔，常安排在重要孔精加工后進(jìn)行鉆孔和攻螺紋。工序的先后順序的安排3.2.4工藝路線的擬定1064)先面后孔對(duì)于底座、輻體、支架及連桿類零件應(yīng)先加工平面，后加工內(nèi)孔，因?yàn)槠矫嬉话忝娣e較大，輪廓平整，先加工好平面，便于在加工孔時(shí)定位安裝，有利于保證孔與平面的位置精度，同時(shí)也給孔加工帶來方便，使刀具的初始工作條件得到改善綜合以上原則，常見的機(jī)械加工順序?yàn)椋憾ㄎ换鶞?zhǔn)的加工一主要表面的粗加工一次要表面加工一主要表面的半精加工一次要表面加工一修基準(zhǔn)一主要表面的精加工。以上是安排機(jī)械加工工序順序的一些基本原則。實(shí)際工作時(shí)，為了縮短工件在車間內(nèi)的運(yùn)輸距離，考慮加工順序時(shí)，還應(yīng)考慮車間設(shè)備布置情況，盡量減少工件往返流動(dòng)。107◆熱處理工序的安排工藝過程中的熱處理按其目的，大致可分為預(yù)備熱處理和最終熱處理兩大類，前者可以改善材料切削加工性能，消除內(nèi)應(yīng)力和為最終熱處理做準(zhǔn)備；后者可使材料獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)，提高零件材料的硬度、耐磨性和強(qiáng)度等性能。1)預(yù)備熱處理正火和退火可以消除毛坯制造時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定金屬組織和改善金屬的切削性能，一般安排在粗加工之前。時(shí)效處理主要用于消除毛坯制造和機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，一般安排在粗加工前后進(jìn)行。調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的綜合力學(xué)性能，獲得均勻細(xì)致的索氏體組織，為表面淬火和氮化處理作組織準(zhǔn)備。對(duì)硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)處理可作為最終熱處理工序。調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工之后，半精加工之前。3.2.4工藝路線的擬定1082)最終熱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，常需預(yù)先進(jìn)行正火及調(diào)質(zhì)處理。淬火處理一般安排在精加工或磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)也可安排為最終工序。滲碳淬火處理適用于低碳鋼和低碳合金鋼，其目的是使零件表層含碳量增加，經(jīng)淬火后可使表層獲得高的硬度和耐磨性，而心部仍可保持一定的強(qiáng)度和較高的韌性及塑性。滲碳淬火一般安排在半精加工之后進(jìn)行。滲氮處理是使氮原子滲入金屬表面，從而獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。由于滲氮處理溫度較低，變形小，且滲氮層較薄(一般不超過0.6—0.7mm)，滲氮工序應(yīng)盡量靠后安排。為了減少滲氮時(shí)的變形，在切削加工后一般需要進(jìn)行消除應(yīng)力的高溫回火。109表面處理(如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑)可提高零件的抗腐蝕能力，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。零件機(jī)械加工的一般工藝路線為：毛坯制造-退火或正火-主要表面的粗加工-次要表面加工-調(diào)質(zhì)(或時(shí)效)-主要表面曲半精加工-次要表面加工-淬火(或滲碳淬火)-修基準(zhǔn)-主要表面的精加工。110◆輔助工序的安排為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場(chǎng)合安排檢驗(yàn)工序：l）粗加工全部結(jié)束之后；2）送往外車間加工的前后；3）工時(shí)較長(zhǎng)工序和重要工序的前后；4）最終加工之后。一般來說，鉆削、銑削創(chuàng)削、拉削等工序加工后要安排去毛刺工序。去毛刺工序應(yīng)安排在淬火等熱處理前。除檢驗(yàn)工序、去毛刺工序外，其他輔助工序還有清洗、防銹、去磁、探傷、密封、稱重、平衡等，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要的作用，均不要遺漏，要同等重視。3.2.4工藝路線的擬定111零件表層或內(nèi)腔的毛刺對(duì)機(jī)器裝配質(zhì)量影響甚大,切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。零件在進(jìn)人裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。工件內(nèi)孔、箱體內(nèi)腔易存留切屑；研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。在用磁力夾緊的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進(jìn)入裝配線。112

形狀復(fù)雜、加工面多、加工量大、生產(chǎn)批量較小的零件（如批量較小的復(fù)雜箱體類零件）數(shù)控加工的合理選用普通機(jī)床無法加工或需使用復(fù)雜工裝才能加工的零件（如復(fù)雜輪廓面或復(fù)雜空間曲面）加工精度要求高的零件（如某些徑向尺寸和軸向尺寸精度要求均很高的軸類零件）零件上某些尺寸難以測(cè)量和控制的情況（如具有不開敞內(nèi)腔加工面的殼體或盒型零件）零件一次裝夾，可完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多種操作圖5-18各類機(jī)床適應(yīng)的加工范圍專用機(jī)床數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床零件復(fù)雜程度零件批量3.2.4工藝路線的擬定113加工過程嚴(yán)格按程序指令自動(dòng)進(jìn)行——數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要求詳細(xì)、具體和完整。如工件在機(jī)床（或夾具）上裝夾位置、工序內(nèi)工步的安排、刀具選用、切削用量、走刀路線等，都必須在工藝設(shè)計(jì)中認(rèn)真考慮和明確規(guī)定數(shù)控加工工藝特點(diǎn)自行調(diào)整能力較差——數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)十分嚴(yán)密、準(zhǔn)確，必須注意到加工中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，如每個(gè)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定、攻絲時(shí)的排屑動(dòng)作等。程序須經(jīng)驗(yàn)證正確后，方可進(jìn)行正式加工多采用工序集中原則，一次裝夾可完成多個(gè)表面加工刀具（相對(duì)工件）運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)生產(chǎn)率、加工精度影響很大，需合理規(guī)劃使用夾具相對(duì)簡(jiǎn)單114點(diǎn)位加工——通常按空程最短安排走刀路線。位置精度要求較求高的孔系加工，要注意避免反向間隙影響數(shù)控加工走刀路線規(guī)劃對(duì)刀點(diǎn)234ABCD1XY對(duì)刀點(diǎn)23ABCD1XY45刀具折返點(diǎn)圖5-19孔加工路線示例a）b）115輪廓加工——刀具應(yīng)從切向進(jìn)入輪廓加工，加工完成后不要在切點(diǎn)處取消刀補(bǔ)，要安排一段沿切向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)距離圖5-20內(nèi)、外圓加工路線a）外圓加工b）內(nèi)孔加工116

形腔加工——在保證加工精度前提下，使走刀路徑最短a）b）c）5-21型腔加工路線比較117

高速加工——保證刀具運(yùn)動(dòng)軌跡光滑平穩(wěn)，并使刀具載荷均勻a）擺線加工b）賽車線加工圖5-22高速切削刀具路徑規(guī)劃（DELCAM公司）118零件加工的工藝路線確定以后，在進(jìn)一步安排各個(gè)丁序的具體內(nèi)容時(shí)，應(yīng)正確地確定各工序的工序尺寸。而確定工序尺寸，首先應(yīng)確定加工余量。加工余量：為了使零件得到所要求的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，在切削加上過程中，必須從加工表面上切除的金屬層厚度稱為機(jī)械加工余量。3.2.5加工余量的確定加工余量的概念119加工余量總余量工序余量單邊余量：如圖a）雙邊余量：如圖b）、c）(1)工序余量完成某一工序而從某一表面上切除的金屬層厚度。工序余量等于工件某工序前后尺寸之差。120

◎?qū)τ诒话荼砻妫?-1）◎?qū)τ诎荼砻妫?-2）a）b）c）d）Zbab圖5-24工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中Zb——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。121對(duì)于非對(duì)稱表面，其加工余量用單邊余量Zb表示。對(duì)于外圓與內(nèi)圓這樣的對(duì)稱表面，其加工余量用雙邊余量2Zb表示。122123最小余量構(gòu)成（圖5-25）◎采用浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔式中Ry——上一工序表面粗糙度；

Ha——上一工序表面缺陷層；

ea

——上一工序形位誤差；εb——本工序裝夾誤差。（5-8）◎無心磨床磨外圓◎研磨、拋光平面RyHaeaεb圖5-25最小加工余量構(gòu)成124毛坯制造和加工尺寸都有誤差，都必須規(guī)定一定的公差。工序尺寸公差帶，一般規(guī)定按“單向入體原則”標(biāo)注。對(duì)被包容面，工序基本尺寸為最大極限尺寸，上偏差為零；對(duì)包容面，工序基本尺寸即為最小極限尺寸，下偏差為零?？着c孔(或平面)之間的距離尺寸應(yīng)按對(duì)稱分布標(biāo)注，毛坯尺寸通常是正負(fù)分別標(biāo)注的。因?yàn)槌叽绲募庸ふ`差、加工余量是變動(dòng)的，因此加工余量又有公稱(或基本)加工余量、最大加工余量和最小加工余量之分。工序余量的變動(dòng)范圍等于前后工序尺寸公差之和。125最大加工余量Zmax：對(duì)包容面，等于本工序最大工序尺寸與前工序最小工序尺寸之差，對(duì)于被包容面，等于前工序最大工序尺寸與本工序最小工序尺寸之差。通常情況下，余量是指公稱加工余量。公稱加工余量：前工序與本工序基本尺寸之差。一般指加工余量或手冊(cè)中查到的加工余量。最小加工余量Zmin：對(duì)包容面，等于本工序最小工序尺寸與前工序最大工序尺寸之差；對(duì)被包容面，等于前工序最小工序尺寸與本工序最大工序尺寸之差。前工序最大工序尺寸本工序最小工序尺寸前工序最小工序尺寸本工序最大工序尺寸126正確規(guī)定加工余量的數(shù)值是十分重要的，加工余量規(guī)定得過大，不僅浪費(fèi)材料而巨耗費(fèi)機(jī)時(shí)、刀具和電力；但加工余量也不能規(guī)定得過小，如果加工余量留得過小，則本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷層，因而也就沒有達(dá)到設(shè)置這道工序的目的。影響最小加工余量的因素127為了合理確定加工余量，必須深入了解影響最小加工余量的各項(xiàng)因素。影響最小加工余量的因素有以下四個(gè)方面：1281．上工序留下的表面粗糙度值RZ（表面輪廓的最大高度）和表面缺陷層深度Ha本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去，如果連上一道工序殘留在加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷層都清除不干凈，那就失去了設(shè)置本工序的本意了。由此可知,本工序加工余量必須包括RZ和Ha這兩項(xiàng)因素。1292．上工序的尺寸公差Ta由于上工序加工表面存在尺寸誤差和形狀誤差，必須在本工序中去除，這些誤差必須不超過前工序的尺寸誤差Ta。Ta可從工藝手冊(cè)中按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度查得。本工序加工余量必須包括Ta項(xiàng)。1303．Ta值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差a（即前工序的相互位置偏差）它包括軸線的位移及直線度、平行度、軸線與表面的垂直度、階梯軸內(nèi)外圓的同軸度、平面的平面度等。為了保證加工質(zhì)量，必須在本工序中給予糾正。如圖3．19所示的軸，其軸線有直線度誤差，則加工余量至少應(yīng)增加2才能保證該軸加工后消除彎曲的影響。1314．本工序的裝夾誤差εb此誤差包括定位誤差和夾緊誤差。它將直接影響被加工表面與刀具表面的相對(duì)位置，因此有可能因余量不足而造成廢品，所以必須給予余量補(bǔ)償。定位誤差可按定位方法進(jìn)行計(jì)算，夾緊誤差可根據(jù)有關(guān)資料查得。如圖3．20所示零件，由于三爪卡盤的偏心，使零件裝夾后毛外中心與機(jī)床回轉(zhuǎn)中心偏離一個(gè)距離，其誤差為εb

，則加工余量至少應(yīng)大于2εb

，才能加工出一個(gè)符合要求的孔來。由于a和εb是空間向量，二者對(duì)加工余量的影響應(yīng)該是向量和。132根據(jù)上述各種因素對(duì)加工余量的影響，可得出基本余量Zb的計(jì)算公式：RyHaaεb圖5-25最小加工余量構(gòu)成133確定加工余量有計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法等三種方法，分述如下：1．計(jì)算法在掌握上述各影響因素具體數(shù)據(jù)的條件下，用計(jì)算法確定加工余量是比較科學(xué)的；可惜的是,目前所積累的統(tǒng)計(jì)資料尚不多，計(jì)算有困難，此法目前應(yīng)用較少。加工余量的確定方法1342．經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法加工余量由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。由于主觀上有怕出廢品的思想，故所估加工余量一般都偏大，此法只用于單件小批生產(chǎn)。3．查表法此法以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制定的各種表格為依據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況加以修正。用查表法確定加工余量，方法簡(jiǎn)便，比較接近實(shí)際，生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。135先確定各工序的基本余量及各工序加工的經(jīng)濟(jì)精度；然后根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸和各工序余量，從后向前推算各工序基本尺寸，直到毛坯尺寸；再將各工序尺寸的公差按“單向入體原則”標(biāo)注。3.2.6工序尺寸的確定136確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設(shè)計(jì)尺寸開始，逐次加上（對(duì)于被包容面）或減去（對(duì)于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序取設(shè)計(jì)尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對(duì)應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計(jì)算確定。3.2.6工序尺寸的確定1373.2.6工序尺寸的確定1383.2.6工序尺寸的確定1393.2.6工序尺寸的確定1403.2.6工序尺寸的確定141ITITITITIT3.2.6工序尺寸的確定142表5-6主軸孔工序尺寸及公差的確定浮動(dòng)鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5100-0.1=99.98Ra1.6半精鏜2.499.9-0.5=99.410Ra3.2粗鏜599.4-2.4=9712Ra6.3毛坯孔100-8=92工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度主軸孔工序尺寸及公差的確定，加工過程：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動(dòng)鏜【例5-2】3.2.6工序尺寸的確定143機(jī)床選擇時(shí)應(yīng)注意的問題1、機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與加工工件的外形輪廓尺寸相適應(yīng)2、機(jī)床的精度應(yīng)與要求的加工精度相適應(yīng)3、機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與加工工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)4、機(jī)床的選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況3.2.7機(jī)床及工藝裝備的確定機(jī)床的確定144正確選擇機(jī)床設(shè)備是一件很重要的工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。所選機(jī)床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)，機(jī)床精度等級(jí)應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)，電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)，機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。145機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)附有與該工序加工有關(guān)的一切必要的數(shù)據(jù)資料，包括工序尺寸、公差及技術(shù)條件，工件的裝夾方式，該工序加工所用切削用量、工時(shí)定額、切削力、切削功率以及機(jī)床的總體布置形式等。工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和制造成本，應(yīng)根據(jù)不同情況適當(dāng)選擇。1461、夾具的選擇夾具的種類和精度應(yīng)與工件的批量和加工精度相適應(yīng)2、刀具的選擇刀具的類型、規(guī)格及精度與工件的加工要求相適應(yīng)。3、量具的選擇夾具的種類和精度應(yīng)與工件的批量和加工精度相適應(yīng)。工藝裝備的確定3.2.7機(jī)床及工藝裝備的確定147在中小批生產(chǎn)條件下，應(yīng)首先考慮選用通用工藝裝備（包括夾具、刀具、量具和輔具）；在大批大量生產(chǎn)中，可根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)制造專用工藝裝備。使用數(shù)控機(jī)床加工，機(jī)時(shí)費(fèi)用高，為充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，宜選用機(jī)械夾固不重磨刀具和耐磨性特別好的刀具。3.2.7機(jī)床及工藝裝備的確定148例如，硬質(zhì)合金涂層刀具、立方氮化硼刀具和人造金剛石刀具等，以減少更換刀具和預(yù)調(diào)刀具的時(shí)間。數(shù)控加工所用刀具壽命至少應(yīng)保證能將一個(gè)工件加工完。機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設(shè)備投資的當(dāng)前效益，還要考慮產(chǎn)品改型及轉(zhuǎn)產(chǎn)的可能性，應(yīng)使其具有更大的柔性。3.2.7機(jī)床及工藝裝備的確定149選擇切削用量時(shí)，應(yīng)綜合考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、加工精度、表面粗糙度、材料、刀具的材料及耐用度等因素。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額切削用量的選擇

單件小批生產(chǎn)時(shí)，為了簡(jiǎn)化工藝文件，一般不明確規(guī)定切削用量，而由操作者根據(jù)具體情況確定。一般來說，粗加工時(shí)，由于加工精度要求低，選擇切削用量應(yīng)盡可能保證較高的金屬切除率和合適的刀具耐用度，以達(dá)到較高的生產(chǎn)率。為此，在確定切削用量時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用人的背吃刀量(切削深度），其次考慮采用較大的進(jìn)給量，最后根據(jù)刀具的耐用度要求，確定合理的切削速度。150半精加工、精加工時(shí)，選擇切削用量首先要考慮的問題是保證加工精度和表面質(zhì)量，同時(shí)也要考慮刀具耐用度和生產(chǎn)率。半精加工和精加工時(shí)一般多采用較小的背吃刀量和進(jìn)給量。在背吃刀量和進(jìn)給量確定之后，再確定合理的切削速度。在采用組合機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床等多刀具同時(shí)加工時(shí)，其加工精度、生產(chǎn)率和刀具的壽命與切削用量的關(guān)系很大。為保證機(jī)床正常工作，不經(jīng)常換刀，其切削用量要比采用一般普通機(jī)床加工時(shí)低一些。在確定切削用量的具體數(shù)值時(shí)，可憑經(jīng)驗(yàn)、也可查閱有關(guān)于冊(cè)中的表格，或在查表的基礎(chǔ)上，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和加工的具體情況，對(duì)數(shù)據(jù)作適當(dāng)?shù)男拚?51時(shí)間定額規(guī)定得過緊會(huì)影響生產(chǎn)工人的勞動(dòng)積極性和創(chuàng)造性，并容易誘發(fā)忽視產(chǎn)品質(zhì)量的傾向；時(shí)間定額規(guī)定得過松就起不到指導(dǎo)生產(chǎn)和促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的積極作用。合理制訂時(shí)間定額對(duì)保證產(chǎn)品加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。是指在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。時(shí)間定額是安排作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算的重要依據(jù),也是設(shè)計(jì)或擴(kuò)建工廠（或車間）時(shí)計(jì)算設(shè)備和工人數(shù)量的依據(jù)。時(shí)間定額

3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額152★

單件時(shí)間定額由以下幾個(gè)部分組成：1．基本時(shí)間Tb基本時(shí)間：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、性能和相對(duì)位置關(guān)系所消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間。對(duì)切削加工、磨削加工而言，基本時(shí)間就是去除加工余量所花費(fèi)的時(shí)間。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額時(shí)間定額

1532．輔助時(shí)間Ta輔助時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)基本工藝工作所作各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間；例如，裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量加工尺寸、引進(jìn)或退回刀具等動(dòng)作所花費(fèi)的時(shí)間。輔助時(shí)間的確定方法隨生產(chǎn)類型而異。大批大量生產(chǎn)時(shí)，為使輔助時(shí)間規(guī)定的合理，需將輔助動(dòng)作進(jìn)行分解，再分別確定各分解動(dòng)作的時(shí)間，最后予以綜合；中批生產(chǎn)可根據(jù)以往的統(tǒng)計(jì)資料來確定；單件小批生產(chǎn)則常用基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算?；緯r(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間，它是直接用于創(chuàng)造產(chǎn)品或零、部件所消耗的時(shí)間。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額1543．布置工作地時(shí)間TS布置工作地時(shí)間：為使加工正常進(jìn)行，工人為照管工作地（例調(diào)整更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間，稱為布置工作地時(shí)間，又稱工作地服務(wù)時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2％－7％估算。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額1554．休息和生理需要時(shí)間Tr休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時(shí)間，稱為休息和生理需要時(shí)間；一般按作業(yè)時(shí)間的2％估算。5．準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間是工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零、部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。例如，在單件或成批生產(chǎn)中，每當(dāng)開始加工一批工件時(shí)，工人需要熟悉工藝文件，領(lǐng)取毛坯、材料、工藝裝備，安裝刀具和夾縣，調(diào)整機(jī)床和其他工藝裝備等所消耗的時(shí)間；一批工件加工結(jié)束后，需拆下和歸還工藝裝備，送交成品等。Te既不是直接消耗在每個(gè)工件上，也不是消耗在一個(gè)工件班內(nèi)的時(shí)間，而是消耗在一批工件上的時(shí)間。因而分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的時(shí)間為Te／n，其中n為批量。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額156單件和批量生產(chǎn)的單件時(shí)間Tp為Tp＝Tb＋Ta＋Ts＋Tr＋Te/n3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額157★

提高生產(chǎn)率的工藝途徑提高生產(chǎn)率就是要縮短單件時(shí)間定額，即縮短基本時(shí)間、輔助時(shí)間、布置工作地時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。勞動(dòng)生產(chǎn)率：是以工人在單位時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的合格產(chǎn)品的數(shù)量來評(píng)定的。不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是降低成本、增加積累和擴(kuò)大社會(huì)再生產(chǎn)的根本途徑。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是一個(gè)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、組織管理等都有關(guān)的綜合性任務(wù)，此處僅就提高生產(chǎn)率的工藝途徑作一簡(jiǎn)要說明。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額時(shí)間定額

1581、縮減基本時(shí)間由基本時(shí)間的計(jì)算公式可知，提高切削用量、縮減工作行程都可減少基本時(shí)間:（1）提高切削用量增大切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量都可縮減基本時(shí)間。但切削用量的提高受到刀具壽命和機(jī)床條件（動(dòng)力、剛度、強(qiáng)度）的限制。（2）縮減工作行程長(zhǎng)度采用多刀加工可成倍縮減工作行程長(zhǎng)度。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額159（3）多件加工多件加工有平行加工、順序加工和平行順序加工三種不同方式。（4）減小切削加工余量——毛坯精化采用先進(jìn)的毛坯制造方法，如粉末冶金、壓力鑄造、精密鑄造、精鍛、冷擠壓、熱擠壓等新工藝，能有效地提高毛坯精度，減少機(jī)械加工量，節(jié)約材料，提高效率。采用少無切削代替常規(guī)切削加工方法，以提高生產(chǎn)率和提高加工精度、表面質(zhì)量。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額160途徑：（1）直接縮減輔助時(shí)間采用先進(jìn)高效夾具和各種上下料裝置，可縮短裝卸工件的時(shí)間。（2）將輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合采用交換夾具或交換托盤交替進(jìn)行工作，使裝卸工件的輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合。（3）主動(dòng)測(cè)量和光柵檢測(cè)元件在線實(shí)時(shí)顯示工件尺寸和刀具位置變化。2、縮減輔助時(shí)間輔助時(shí)間在單件時(shí)間中占有較大比重，采取措施縮減輔助時(shí)間是提高生產(chǎn)率的重要途徑；尤其是在大幅度提高切削用量之后，基本時(shí)間顯著減少，輔助時(shí)間所占比重相對(duì)較大的情況下，更顯得重要。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額161

3、縮減布置工作地時(shí)間在布置工作地時(shí)間中，大部分消耗在更換刀具（包括小調(diào)整刀具）的工作上?？s減布置工作地時(shí)間的主要途徑是減少換刀次數(shù)和縮短換刀時(shí)間。減少換刀次數(shù)就意味著要提高刀具或砂輪的壽命；而縮短換刀時(shí)間，則主要是通過改進(jìn)刀具的安裝方法和采用先進(jìn)的對(duì)刀裝置來實(shí)現(xiàn)，如采用各種快換刀夾、刀具微調(diào)裝置、專用對(duì)刀樣板和自動(dòng)換刀裝置等，以減少裝卸刀具和對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額1624、縮減準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間的工藝途徑縮減準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間的主要途徑是減少調(diào)整機(jī)床、刀具和夾具的時(shí)間，縮短數(shù)控編程時(shí)間和試調(diào)時(shí)間，具體措施如下：1）運(yùn)用成組工藝原理，把結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求和工藝過程相類似的零件劃歸為一組，然后按組制訂工藝規(guī)程，并為之設(shè)計(jì)或選用一套為該組零件共用的工藝裝備，更換同組零件時(shí)，可不更換工藝裝備，只需經(jīng)少量調(diào)整即可投人生產(chǎn)。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額1632）采用可換刀架或刀夾。在機(jī)外按加工要求將刀具預(yù)先調(diào)整好，更換加工對(duì)象時(shí)，只需將事先調(diào)整好的刀架或刀夾裝到機(jī)床上去便可進(jìn)行加工。3）采用刀具微調(diào)和快調(diào)機(jī)構(gòu)。在多刀加工中調(diào)整刀具特別費(fèi)時(shí)，若在刀夾尾部裝上微調(diào)機(jī)構(gòu)（如差動(dòng)螺絲等）就可顯著減少調(diào)整時(shí)間。4）采用數(shù)控加工過程擬實(shí)技術(shù)，在更換加工對(duì)象前在機(jī)外采用仿真模擬辦法,考證數(shù)控加工編程的正確性，如發(fā)現(xiàn)有干涉碰撞或加工尺寸不符合要求的情況，在機(jī)外進(jìn)行修改，直至完全合格為止。3.2.8確定切削用量和時(shí)間定額164制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，在同樣能滿足被加工零件技術(shù)要求和同樣能滿足產(chǎn)品交貨期的條件下，經(jīng)技術(shù)分析一般都可以擬訂出幾種不同的工藝方案，有些工藝方案的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短,生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品上市快，但設(shè)備投資較大；另外一些工藝方案的設(shè)備投資較少，但生產(chǎn)效率偏低；不同的工藝方案有不同的經(jīng)濟(jì)效果。為了選取在給定生產(chǎn)條件下最為經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，必須對(duì)各種不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。3.2.9工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析165經(jīng)濟(jì)分析：就是通過比較各種不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出其中最為經(jīng)濟(jì)的加工方案。生產(chǎn)成本包括兩部分費(fèi)用，一部分費(fèi)用與工藝過程直接有關(guān)，另一部分費(fèi)用與工藝過程不直接有關(guān)（例如行政人員工資、廠房折舊費(fèi)、照明費(fèi)、采暖費(fèi)等）。與工藝過程直接有關(guān)的費(fèi)用稱為工藝成本，工藝成本約占零件生產(chǎn)成本的70％－75％。對(duì)工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，只要分析與工藝過程直接有關(guān)的工藝成本即可，因?yàn)樵谕簧a(chǎn)條件下與工藝過程不直接有關(guān)的費(fèi)用兩相比方案基本上是相同的。166工藝成本由可變費(fèi)用與不變費(fèi)用兩部分組成?？勺冑M(fèi)用與零件的年產(chǎn)量有關(guān)，它包括材料費(fèi)（或毛坯費(fèi)）、工人工資、通用機(jī)床和通用工藝裝備維護(hù)折舊費(fèi)。不變費(fèi)用與零件年產(chǎn)量無關(guān)，它包括專用機(jī)床、專用工藝裝備的維護(hù)折舊費(fèi)以及與之有關(guān)的調(diào)整費(fèi)等；因?yàn)閷Ｓ脵C(jī)床、專用工藝裝備是專為加工某一工件所用，它不能用來加工其他工件；而專用設(shè)備的折舊年限卻是一定的,因此專用機(jī)床、專用工藝裝備的費(fèi)用與零件的年產(chǎn)量無關(guān)。工藝成本的組成及計(jì)算167168工藝成本生產(chǎn)成本——生產(chǎn)一件產(chǎn)品或一個(gè)零件所需費(fèi)用總和工藝成本——生產(chǎn)成本中與工藝過程直接有關(guān)的部分工藝成本可分為兩部分：可變費(fèi)用：與年產(chǎn)量有關(guān)且與之成比例的費(fèi)用，記為CV包括材料費(fèi)CVM，機(jī)床工人工資及工資附加費(fèi)CVP，機(jī)床使用費(fèi)CVE，普通機(jī)床折舊費(fèi)CVD，刀具費(fèi)CVC，通用夾具折舊費(fèi)CVF等CV=CVM+CVP+CVE+CVD+CVC+CVF

（5-29）不變費(fèi)用：與年產(chǎn)量的變化沒有直接關(guān)系的費(fèi)用，記為CN。包括調(diào)整工人工資及工資附加費(fèi)CSP，專用機(jī)床折舊費(fèi)CSD，專用夾具折舊費(fèi)CSF等CN=CSP+CSD+CSF

（6-30）169◆

零件全年工藝成本（式中N為零件年產(chǎn)量）：CY=CVN+CN

（5-31）◆

零件單件工藝成本：CP=CV+CN/N

（5-32）

工藝方案比較

比較工藝成本：需評(píng)價(jià)工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備，或其基本投資相近，直接比較其工藝成本。各方案的臨界年產(chǎn)量NC（圖5-50）計(jì)算如下：（5-33）圖5-50全年工藝成本比較與臨界年產(chǎn)量0方案1CN1CN2NCNCY方案2170方案1CN1CN20NCNCY方案2ΔCYNCC圖5-51考慮追加投資的臨界年產(chǎn)量比較投資回收期：當(dāng)對(duì)比的工藝方案基本投資額相差較大時(shí)，應(yīng)考慮不同方案基本投資額的回收期。（5-34）式中τ——投資回收期；

ΔF——基本投資差額；

ΔS——全年生產(chǎn)費(fèi)用節(jié)約額。（5-35）考慮投資回收期的臨界年產(chǎn)量NCC（圖5-51）：171圖5-52工藝路線網(wǎng)絡(luò)表示工序1工序2工序3工序4124798563L1(6)L2(4)S(5)MC(4)M(3)D1(3)D1(3)M(3)S(5)P(2)G1(2)G2(3)D2(4)B(4)B(4)毛坯成品參數(shù)優(yōu)化（如3.6.2節(jié)切削用量?jī)?yōu)化）在滿足一定約束條件的前提下，如何安排工藝過程使之能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效果兩種類型路徑優(yōu)化：零件加工包含有多個(gè)工序且有多條工藝路線可供選擇時(shí)，如何選取最優(yōu)方案就屬于路徑優(yōu)化問題◆工藝路線優(yōu)化可轉(zhuǎn)變?yōu)閷ふ易疃搪窂絾栴}處理工藝過程的優(yōu)化172網(wǎng)絡(luò)法求最短路徑

1）設(shè)節(jié)點(diǎn)h

評(píng)價(jià)值：eh

=

02）使用下面公式，按遞增順序計(jì)算其余節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)值：

（5-36）3）標(biāo)出節(jié)點(diǎn)k的評(píng)價(jià)值ek，即為從節(jié)點(diǎn)h到k的最短路徑值，并可從節(jié)點(diǎn)k向前推出最短路徑：（5-37）式中dij

——節(jié)點(diǎn)i

到節(jié)點(diǎn)j