第五章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定

第五章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定本章主要介紹以下內(nèi)容：5.1零件制造的工藝過(guò)程

5.2工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟

5.3零件工藝性分析與毛坯的選擇

5.4定位基準(zhǔn)的選擇

5.5工藝路線的擬定

5.6加工余量的確定

5.7尺寸鏈和工序尺寸的確定

5.8時(shí)間定額和經(jīng)濟(jì)分析

難點(diǎn)：尺寸鏈和工序尺寸的確定;定位基準(zhǔn)的選擇

機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過(guò)若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個(gè)相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過(guò)程完成，但其中總有一種工藝過(guò)程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。

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，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，這是本章所要解決的重點(diǎn)。

5.1零件制造的工藝過(guò)程一、幾個(gè)概念1、生產(chǎn)過(guò)程：從原材料或半成品到成品制造出來(lái)的各有關(guān)勞動(dòng)過(guò)程的總和稱為工廠的生產(chǎn)過(guò)程。一臺(tái)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程包括的內(nèi)容有：1）原材料的購(gòu)置、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、保管；2）生產(chǎn)準(zhǔn)備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造等；3）毛坯制造；4）零件的機(jī)械加工及熱處理；5）產(chǎn)品裝配與調(diào)試、性能試驗(yàn)以及產(chǎn)品的包裝、發(fā)運(yùn)等工作。提示：

生產(chǎn)過(guò)程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成，這有利于專業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。2、工藝過(guò)程：在生產(chǎn)過(guò)程中凡直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能等)以及相對(duì)位置關(guān)系的過(guò)程，統(tǒng)稱為工藝過(guò)程。

工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、裝配等工藝過(guò)程，本門(mén)課程只研究機(jī)械加工工藝過(guò)程和裝配工藝過(guò)程；

二、機(jī)械加工工藝過(guò)程

(一)定義：

用機(jī)械加工的方法，直接改變?cè)牧匣蛎餍螤?、尺寸和性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^(guò)程，稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程，又稱工藝路線或工藝流程。(二)機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成

機(jī)械加工工藝過(guò)程由若干個(gè)按一定順序排列的工序組成。

機(jī)械加工工藝過(guò)程組成

1）工序 指一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)（如一臺(tái)機(jī)床或一個(gè)鉗工臺(tái)），對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程，稱為工序。

區(qū)分工序的主要依據(jù)是：工作地點(diǎn)固定和工作連續(xù)。

工序是組成工藝過(guò)程的基本單元，也是制定生產(chǎn)計(jì)劃、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的基本單元。工序又可細(xì)分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。

返回前進(jìn)

2）安裝

工件加工前，使其在機(jī)床或夾具中相對(duì)刀具占據(jù)正確位置并給予固定的過(guò)程，稱為裝夾。（裝夾包括定位和夾緊兩過(guò)程）

安裝是指工件通過(guò)一次裝夾后所完成的那一部分工序。

例如：上圖中的第1道工序，若對(duì)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（分別進(jìn)行加工），每次安裝有兩個(gè)工步（車端面和鉆中心孔）

3）工位

為了減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或回轉(zhuǎn)夾具，使工件在在一次裝夾中，可先后在機(jī)床上占有不用的位置進(jìn)行加工，每個(gè)位置上所完成的那一部分工序稱為一個(gè)工位。

下圖為在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，按四個(gè)工位連續(xù)完成每個(gè)工件的裝夾、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔。

采用多工位加工，可提高生產(chǎn)率和保證被加工表面的相互位置精度。4）工步

當(dāng)加工表面、切削刀具、切削用量都不變的情況下所完成的那部分工序，稱為工步。工步是構(gòu)成工序的基本單元。為了提高生產(chǎn)率，常常用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面，這樣的工步稱為復(fù)合工步，如下圖所示。5）走刀

走刀（又稱工作行程）是指刀具相對(duì)工件加工表面進(jìn)行一次切削所完成的那部分工作。每個(gè)工步可包括一次走刀或幾次走刀。

(三)機(jī)械加工工藝過(guò)程與生產(chǎn)類型

不同的生產(chǎn)類型，其生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)組織、車間的機(jī)床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備、加工方法以及工人的熟練程度（技術(shù)水平）等都有很大的不同，因此在制定工藝路線時(shí)必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。（不同生產(chǎn)類型的加工工藝過(guò)程舉例）。

1、生產(chǎn)綱領(lǐng)：

指包括備品、備件在內(nèi)的該產(chǎn)品的年產(chǎn)量。產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)由下式計(jì)算N=Qn(1+a)(1+b)式中：

N：零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；

Q:產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）；

n:單臺(tái)產(chǎn)品該零件的數(shù)量（件/年）；

a:備品率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)；

b:廢品率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)。

2、生產(chǎn)類型：

根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，生產(chǎn)可分為三種類型：1）單件生產(chǎn)：

定義：?jiǎn)蝹€(gè)的生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品。

特點(diǎn)：產(chǎn)品的種類繁多。2）成批生產(chǎn)：

定義：一年中分批、分期地制造同一產(chǎn)品。

特點(diǎn)：生產(chǎn)品種較多，每種品種均有一定數(shù)量，各種產(chǎn)品分批、分期輪番進(jìn)行生產(chǎn)。小批生產(chǎn)：生產(chǎn)特點(diǎn)與單件生產(chǎn)基本相同。

中批生產(chǎn)：生產(chǎn)特點(diǎn)介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。

大批生產(chǎn)：生產(chǎn)特點(diǎn)與大量生產(chǎn)相同。3）大量生產(chǎn)：

定義：全年中重復(fù)制造同一產(chǎn)品。特點(diǎn)：產(chǎn)品品種少、產(chǎn)量大，長(zhǎng)期重復(fù)進(jìn)行同一產(chǎn)品的加工。

小測(cè)驗(yàn)參考答案為：1）B2）B3）B4）C5）B6）A7）C8）B。

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5.2工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟一、工藝規(guī)程1、定義：

規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程中包括各個(gè)工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。

2、工藝規(guī)程的作用：

（1）指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；

（2）是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)；

（3）是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。

總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個(gè)機(jī)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(yàn)。3、工藝規(guī)程的格式：

為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，加強(qiáng)科學(xué)管理和便于交流，原機(jī)械電子工業(yè)部還制訂了指導(dǎo)性技術(shù)文件JB/Z187.3—88《工藝規(guī)程格式》，要求各機(jī)械制造廠按統(tǒng)一規(guī)定的格式填寫(xiě)。

按照規(guī)定，屬于機(jī)械加工工藝規(guī)程的有：1)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。

2)機(jī)械加工工序卡片。

3)標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過(guò)程卡片。

4)單軸自動(dòng)車床調(diào)整卡片。

5)多軸自動(dòng)車床調(diào)整卡片。

6)機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片。

7)檢驗(yàn)卡片等。

最常用的是：機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片和機(jī)械加工工序卡片。（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片：

其格式見(jiàn)表5.4。

此卡片的特點(diǎn)：是以工序?yàn)閱挝唬?jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)品或零、部件的加工過(guò)程的一種工藝文件。它是生產(chǎn)管理的主要技術(shù)文件。

適用范圍：廣泛用于單件小批生產(chǎn)。

（2）機(jī)械加工工序卡片其格式見(jiàn)教材表5.5。此卡片的特點(diǎn)：在工藝過(guò)程卡片的基礎(chǔ)上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡(jiǎn)圖，并詳細(xì)說(shuō)明該工序的每一個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。

適用范圍：主要用于大批大量生產(chǎn)中所有零件，中批生產(chǎn)中的重要零件和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。

二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所需原始資料（1）產(chǎn)品裝配圖、零件圖；

（2）產(chǎn)品驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

（3）產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)；

（4）毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件； （5）制造廠的生產(chǎn)條件（6）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)所用設(shè)計(jì)手冊(cè)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；

（7）國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)資料等。三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則（1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn);（2）保證經(jīng)濟(jì)上的合理性：即要成本低，消耗要小；（3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；（4）要從本廠實(shí)際出發(fā);（5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實(shí)踐的檢驗(yàn)和工藝技術(shù)的發(fā)展與設(shè)備的更新，應(yīng)能不斷地修訂完善。

四、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟1.分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖；2.對(duì)零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查；3.由零件生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件生產(chǎn)類型；4.確定毛坯種類；5.擬定零件加工工藝路線；6.確定各工序所用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。7.確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；8.確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；9.確定各工序的切削用量和工時(shí)定額；10.編制工藝文件。

返回5.3零件工藝性分析與毛坯的選擇一、零件工藝性分析1、查零件圖的完整性：

審查零件圖上的尺寸標(biāo)注是否完整、結(jié)構(gòu)表達(dá)是否清楚。2、分析技術(shù)要求是否合理：（1）加工表面的尺寸精度；

（2）主要加工表面的形狀精度；

（3）主要加工表面的相互位置精度；

（4）表面質(zhì)量要求；

（5）熱處理要求。

注意：零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標(biāo)注，應(yīng)根據(jù)零件的功能經(jīng)濟(jì)合理地決定。過(guò)高的要求會(huì)增加加工難度，過(guò)低的要求會(huì)影響工作性能，兩者都是不允許的。3、審查零件材料選用是否適當(dāng)：

材料的選擇既要滿足產(chǎn)品的使用要求，又要考慮產(chǎn)品成本，盡可能采用常用材料，如45號(hào)鋼，少用貴重金屬。

4、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析：（1）零件結(jié)構(gòu)工藝性：

是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

它包括零件的各個(gè)制造過(guò)程中的工藝性，有零件結(jié)構(gòu)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性。由此可見(jiàn)，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，主要進(jìn)行零件切削加工工藝性分析。（2）機(jī)械加工對(duì)零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求

機(jī)械加工對(duì)零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求列舉如下：1）便于刀具的趨進(jìn)和退出：如邊緣孔的鉆削；

2）保證刀具正常工作：

圖a所示結(jié)構(gòu)，孔的入口端和出口端都是斜面或曲面，鉆孔時(shí)鉆頭兩個(gè)刃受力不均，容易引偏，而且鉆頭也容易損壞，宜改用圖b所示結(jié)構(gòu)。

圖c所示孔結(jié)構(gòu)，入口是平的，但出口都是曲面，宜改用圖d所示結(jié)構(gòu)。

3）保證能以較高的生產(chǎn)率加工：①被加工表面形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單

圖a所示鍵槽形狀只能用生產(chǎn)率較低的鍵槽銑刀加工，圖b所示結(jié)構(gòu)就能用生產(chǎn)率較高的三面刃銑刀加工。

②盡量減少加工面積

圖1所示兩種氣缸套零件，圖b所示結(jié)構(gòu)比圖a所示結(jié)構(gòu)加工面積小，工藝性好。

圖2所示箱體零件耳座結(jié)構(gòu)，圖b、圖c所示結(jié)構(gòu)不但省料而且生產(chǎn)效率高，它的工藝性就優(yōu)于圖a所示結(jié)構(gòu)。

③盡量減少加工過(guò)程的裝夾次數(shù)

加工圖示零件螺孔，需作兩次裝夾，先鉆、攻螺孔B、C，然后翻身裝夾，再鉆、攻螺孔A。如果設(shè)計(jì)允許，宜將螺孔A改成圖左上角的結(jié)構(gòu)。

④盡量減少工作行程次數(shù)（舉例）⑤應(yīng)統(tǒng)一或減少尺寸種類

上圖軸上槽寬尺寸統(tǒng)一，可減少刀具種類，減少換刀時(shí)間。

⑥避免深孔加工：

⑦用外表面聯(lián)接代替內(nèi)表面聯(lián)接：例如

⑧零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。例如：在大批量生產(chǎn)中，圖a所示箱體同軸孔系結(jié)構(gòu)是工藝性好的結(jié)構(gòu)；在單件小批生產(chǎn)中，則認(rèn)為圖b是工藝性好的結(jié)構(gòu)。原因

這是因?yàn)樵诖笈罅可a(chǎn)中采用專用雙面組合鏜床加工，此機(jī)床可以從箱體兩端向中進(jìn)給鏜孔。采用專用組合鏜床，一次性投資雖然高，但因產(chǎn)量大，分?jǐn)偟矫總€(gè)零件上的工藝成本并不多，經(jīng)濟(jì)上仍是合理的。 ⑨有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來(lái)。

⑩零件要有足夠的剛性，便于采用高速和多刀切削。

加工時(shí)，工件要承受切削力和夾緊力的作用，工件剛性不足易發(fā)生變形，影響加工精度。圖示兩種零件結(jié)構(gòu)，圖b所示結(jié)構(gòu)有加強(qiáng)筋，零件剛性好，加工時(shí)不易產(chǎn)生變形，其工藝性就比圖a所示結(jié)構(gòu)好。3）機(jī)械加工對(duì)零件整體結(jié)構(gòu)工藝性的要求

零件是各要素、各尺寸組成的一個(gè)整體，所以更應(yīng)考慮零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性，具體有以下幾點(diǎn)要求：1）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。

2）在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級(jí)和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值。3）盡量選用切削加工性好的材料。4）有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面。

5）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。

二、毛坯的選擇1、毛坯的種類：

（1）鑄造毛坯：適合做形狀復(fù)雜零件的毛坯；（2）鍛造毛坯：適合做形狀簡(jiǎn)單零件的毛坯；（3）型材：適合做軸、平板類零件的毛坯；（4）焊接毛坯：適合板料、框架類零件的毛坯。

2、選擇毛坯的原則：

（1）選擇原則：

毛坯的形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機(jī)械加工。

（2）毛坯選擇應(yīng)考慮的因素：

1）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。?/p>

對(duì)于大批大量生產(chǎn)，應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機(jī)械加工，節(jié)省材料。

2）現(xiàn)有生產(chǎn)條件：要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力。

3、舉例：

（1）軸類零件：

車床主軸：45號(hào)鋼模鍛件；階梯軸（直徑相差不大）：棒料

（2）箱體：

鑄造件或焊接件。

（3）齒輪：

小齒輪：棒料；大多數(shù)中型齒輪：模鍛件；大型齒輪：鑄鋼件返回

5.4定位基準(zhǔn)的選擇一、基準(zhǔn)的概念及分類1、基準(zhǔn)的定義：

在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來(lái)確定其它點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)。2、基準(zhǔn)的分類：按其功用可分為：1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：

零件工作圖上用來(lái)確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2）工藝基準(zhǔn)：

是加工、測(cè)量和裝配過(guò)程中使用的基準(zhǔn)，又稱制造基準(zhǔn)。

a、工序基準(zhǔn)：

是指在工序圖上，用來(lái)確定加工表面位置的基準(zhǔn)。它與加工表面有尺寸、位置要求。

b、定位基準(zhǔn)：

是加工過(guò)程中，使工件相對(duì)機(jī)床或刀具占據(jù)正確位置所使用的基準(zhǔn)。

c、度量基準(zhǔn)（測(cè)量基準(zhǔn)）：

是用來(lái)測(cè)量加工表面位置和尺寸而使用的基準(zhǔn)。

d、裝配基準(zhǔn)：

是裝配過(guò)程中用以確定零部件在產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)。（齒輪裝在軸上）返回返回

二、定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。

粗基準(zhǔn)：用未加工過(guò)的毛坯表面做基準(zhǔn)。

精基準(zhǔn)：用已加工過(guò)的表面做基準(zhǔn)。輔助基準(zhǔn)：該基準(zhǔn)在零件的裝配和使用過(guò)程中無(wú)用處，只是為了零件的加工而設(shè)置的基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇原則：

在零件加工過(guò)程中的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯表面，即粗基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：

1）合理分配加工余量的原則

a、應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準(zhǔn)；b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高；如床身加工，先加工床腿再加工導(dǎo)軌面；具體實(shí)例

車床床身加工

原因：在床身零件中，導(dǎo)軌面是最重要的表面，它不僅精度要求高，而且要求導(dǎo)軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性。由于在鑄造床身時(shí)，導(dǎo)軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的，導(dǎo)軌面材料質(zhì)地致密，砂眼、氣孔相對(duì)較少；因此要求加工床身時(shí)，導(dǎo)軌面的實(shí)際切除量要盡可能地小而均勻，故應(yīng)選導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加工床身底面；然后再以加工過(guò)的床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，此時(shí)從導(dǎo)軌面上去除的加工余量可較小而均勻。

2

選擇與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)

當(dāng)零件上有幾個(gè)不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇與加工面相對(duì)位置精度要求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。具體實(shí)例

套筒法蘭加工實(shí)例

圖示套筒法蘭零件，表面為不加工表面，為保證鏜孔后零件的壁厚均勻，應(yīng)選表面作粗基準(zhǔn)鏜孔、車外圓、車端面。

3）便于裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準(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位置誤差會(huì)相當(dāng)大，因此，粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。2、精基準(zhǔn)的選擇：

重點(diǎn)考慮：如何減少誤差，提高定位精度。1）基準(zhǔn)重合原則：

利用工序基準(zhǔn)做為定位基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原則。2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：

在大多數(shù)工序中，都使用同一基準(zhǔn)的原則。這樣容易保證各加工表面的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差。例如，加工軸類零件時(shí)，一般都采用兩個(gè)頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)來(lái)加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度。返回

3）互為基準(zhǔn)原則：

加工表面和定位表面互相轉(zhuǎn)換的原則。一般適用于精加工和光整加工中。例如：加工套筒類，當(dāng)內(nèi)、外圓柱表面的同軸度要求較高時(shí)，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)原則：

以加工表面自身做為定位基準(zhǔn)的原則，

如浮動(dòng)鏜孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的位置精度。5）可靠、方便原則：應(yīng)選定位可靠、裝夾方便的表面作基準(zhǔn)。

還有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基準(zhǔn).例如：圖示為在導(dǎo)軌磨床上磨床身導(dǎo)軌表面，被加工床身1通過(guò)楔鐵2支承在工作臺(tái)上，縱向移動(dòng)工作臺(tái)時(shí)，輕壓在被加工導(dǎo)軌面上的百分表指針便給出了被加工導(dǎo)軌面相對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌的不平行度讀數(shù)，根據(jù)此讀數(shù)操作工人調(diào)整工件1底部的4個(gè)楔鐵，直至工作臺(tái)帶動(dòng)工件縱向移動(dòng)時(shí)百分表指針基本不動(dòng)為止，然后將工件1夾緊在工作臺(tái)上進(jìn)行磨削。返回

5.5工藝路線的擬訂

擬訂工藝路線是設(shè)計(jì)工藝規(guī)程最為關(guān)鍵的一步，需順序完成以下幾個(gè)方面的工作。1、選擇定位基準(zhǔn)

前面已經(jīng)敘述。2、表面加工方法的選擇（1）各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度

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得到的精度和表面粗糙度也大不一樣。這是因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中，將有各種因素對(duì)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(jī)床的調(diào)整質(zhì)量等等。

某種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度：是指在正常的工作條件下（包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用）所能達(dá)到的加工精度。加工成本與加工精度的關(guān)系

（2）加工方法和加工方案的選擇1）根據(jù)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法和加工方案；

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。（教材P136表5.7、表5.8、表5.9分別為外圓表面、內(nèi)孔表面和平面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度）

2）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；而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。3）要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)，即考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。

如：大批大量生產(chǎn)應(yīng)選用高效率的加工方法，采用專用設(shè)備。例如，平面和孔可用拉削加工.4）應(yīng)考慮本廠的現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)條件：即充分利用本廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝裝備。

在選擇加工方法時(shí)，首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法。具體實(shí)例1例如，加工一個(gè)精度等級(jí)為IT6、表面粗糙度Ra為0.2μm的鋼質(zhì)外圓表面，如何確定加工方案？其最終工序選用精磨，則其前導(dǎo)工序可分別選為粗車、半精車和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序選定之后，再選定次要表面的加工方案和加工工序。

注意：具有一定技術(shù)要求的加工表面，一般都不是只通過(guò)一次加工就能達(dá)到圖紙要求的，對(duì)于精密零件的主要表面，往往要通過(guò)多次加工才能逐步達(dá)到。3、機(jī)床設(shè)備與工藝裝備的選擇（1）機(jī)床設(shè)備的選擇1、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)；2、機(jī)床精度等級(jí)應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)；

3、電機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)；

4、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)。（2）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。1、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)；

2、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。（3）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)使其具有足夠的柔性。

1）根據(jù)零件的技術(shù)要求劃分加工階段。（見(jiàn)P139）

分以下幾個(gè)階段：粗加工階段在此階段主要是盡量切除大部分余量，主要考慮生產(chǎn)率。半精加工階段在此階段主要是為主要表面的精加工做準(zhǔn)備，并完成次要表面的終加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。精加工階段在此階段主要是保證各主要表面達(dá)到圖紙要求，主要任務(wù)是保證加工質(zhì)量。光整加工階段在此階段主要是為了獲得高質(zhì)量的主要表面和尺寸精度。4、加工階段的劃分

2）將零件的加工過(guò)程劃分為加工階段的主要目的(1)保證零件加工質(zhì)量（因?yàn)楣ぜ袃?nèi)應(yīng)力變形、熱變形和受力變形，精度、表面質(zhì)量只能逐步提高）；(2)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理；(3)有利于合理利用機(jī)床設(shè)備。(4)便于穿插熱處理工序：穿插熱處理工序必須將加工過(guò)程劃分成幾個(gè)階段，否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。此外，將工件加工劃分為幾個(gè)階段，還有利于保護(hù)精加工過(guò)的表面少受磕碰損壞。

工序集中原則

按工序集中原則組織工藝過(guò)程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個(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。采用數(shù)控機(jī)床、加工中心按工序集中原則組織工藝過(guò)程，生產(chǎn)適應(yīng)性反而好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對(duì)容易，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來(lái)愈多的重視。工序分散原則按工序分散原則組織工藝過(guò)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每個(gè)工序只包括一個(gè)簡(jiǎn)單工步。傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過(guò)程的，這種組織方式可以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對(duì)產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。5、工序的劃分

1)先基準(zhǔn)面后其它表面

先把基準(zhǔn)面加工出來(lái)，再以基準(zhǔn)面定位來(lái)加工其它表面，以保證加工質(zhì)量。2)先粗加工后精加工即粗加工在前，精加工在后，粗精分開(kāi)。3)先主要表面后次要表面如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵糟、聯(lián)接用的光孔等。4)先加工平面后加工孔平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來(lái)加工孔。6、工序順序的安排

1)機(jī)械加工工序的安排原則

2)熱處理工序及表面處理工序的安排根據(jù)熱處理的目的，安排熱處理在加工過(guò)程中的位置。1）退火：

將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時(shí)間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。其作用是：消除內(nèi)應(yīng)力，提高塑性和韌性，降低硬度，改善切削加工性。應(yīng)用：

高碳鋼采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出來(lái)以后。

2)正火：

將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工序。其作用是：提高鋼的強(qiáng)度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。應(yīng)用：低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來(lái)以后。3）淬火：

將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時(shí)間，然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。

其作用是：提高零件的硬度。應(yīng)用：一般安排在磨削前。4）回火：

將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時(shí)間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法。其作用是：穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低脆性。5）調(diào)質(zhì)處理（淬火后再高溫回火）：

其作用：是獲得細(xì)致均勻的組織，提高零件的綜合機(jī)械性能。應(yīng)用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。6）時(shí)效處理：

其作用：是消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)用：一般安排在毛坯制造出來(lái)和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。7）滲碳處理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。8）為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過(guò)程最后階段進(jìn)行。

3)檢驗(yàn)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：1)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)和重要工序的前后；

4)最終加工之后。

除了安排幾何尺寸檢驗(yàn)工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗(yàn)工序。4)其它工序的安排1)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。2)零件在進(jìn)入裝配之前，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。3)在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進(jìn)入裝配線。返回5.6加工余量的確定5.6.1加工余量的概念1、加工余量：為了保證零件的質(zhì)量（精度和粗糙度值），在加工過(guò)程中，需要從工件表面上切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。2、總余量：某一表面毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差稱為總余量，以Z總表示。3、工序余量：每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量Zi?？傆嗔縕總與工序余量Zi的關(guān)系可用下式表示：式中：n為某一表面所經(jīng)歷的工序數(shù)。（1）工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。

1）單邊余量：

非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱表面的加工余量，稱為單邊余量，用Zb表示。

Zb＝la-lb

式中：Zb—本工序的工序余量；lb—本工序的基本尺寸；la—上工序的基本尺寸。2）雙邊余量：對(duì)稱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱表面的加工余量，稱為雙邊余量。

對(duì)于外圓與內(nèi)孔這樣的對(duì)稱表面，其加工余量用雙邊余量2Zb表示，對(duì)于外圓表面有：2Zb＝da-db；對(duì)于內(nèi)孔表面有：2Zb＝Db－Da

返回（2）工序余量有公稱余量（簡(jiǎn)稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。

由于工序尺寸有偏差，故各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量（簡(jiǎn)稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。見(jiàn)圖

對(duì)于上圖所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：Zb＝la-lb

；公稱余量的變動(dòng)范圍：δZ＝Zmax-Zmin＝δb+δa

式中：δb——本工序工序尺寸公差；

δa——上工序工序尺寸公差。

工序尺寸公差一般按“入體原則”標(biāo)注。

對(duì)被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對(duì)包容尺寸（孔徑、鍵槽），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。

而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對(duì)稱公差帶標(biāo)注。

余量過(guò)大——〉材料浪費(fèi)，成本增大；

余量過(guò)小——〉不能糾正加工誤差，質(zhì)量降低。

所以，在保證質(zhì)量的前提下，選余量盡可能小。5.6.2影響加工余量的因素（1）上道工序的表面粗糙度Ra

（各種加工方法的表面粗糙度值Ra數(shù)值見(jiàn)P137表5.7、表5.8、表5.9）

（2）上道工序的表面缺陷層深度Ta

（各種加工方法的表面缺陷層深度Ta數(shù)值見(jiàn)P141表5.10） （3）上道工序各表面相互位置空間偏差ρa(bǔ)；

包括軸線的直線度、位移和平行度；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。

ρa(bǔ)的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用近似計(jì)算法或查有關(guān)資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時(shí)，可用向量和表示。表5-10各種加工方法ta的數(shù)值（um）返回（4）本工序的裝夾誤差Δεb

它除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。

（5）上工序的尺寸公差δa

其大小可根據(jù)選用的加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查閱工藝手冊(cè)確定。上述前四項(xiàng)之和構(gòu)成最小余量，即

注：ρa(bǔ)和Δεb為矢量和。

最小余量加上上道工序的尺寸公差，即為本道工序的加工余量。

即：Zb≥δa+Zmin三、加工余量的確定——計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法

（1）經(jīng)驗(yàn)估算法：靠經(jīng)驗(yàn)估算確定，從實(shí)際使用情況看，余量選擇都偏大，一般用于單件小批生產(chǎn)。

（2）查表法(各工廠廣泛采用查表法)：根據(jù)手冊(cè)中表格的數(shù)據(jù)確定，應(yīng)用較多。

（3）分析計(jì)算法(較少使用)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料和計(jì)算公式，綜合確定，比較科學(xué)，數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，一般用于大批大量生產(chǎn)。返回

5.7尺寸鏈解算與工序尺寸確定

零件圖上所標(biāo)注的尺寸公差是零件加工最終所要求達(dá)到的尺寸要求，工藝過(guò)程中許多中間工序的尺寸公差，必須在設(shè)計(jì)工藝過(guò)程中予以確定。

工序尺寸及其公差一般都是通過(guò)解算工藝尺寸鏈確定的，為掌握工藝尺寸鏈計(jì)算規(guī)律，這里先介紹尺寸鏈的概念及尺寸鏈計(jì)算方法，然后再就工序尺寸及其公差的確定方法進(jìn)行論述。

一、尺寸鏈及尺寸鏈計(jì)算公式1、尺寸鏈的定義

在工件加工和機(jī)器裝配過(guò)程中，由相互聯(lián)系的尺寸，按一定順序排列成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。

圖示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用調(diào)整法加工臺(tái)階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0；A1、A2和A0這三個(gè)尺寸構(gòu)成了一個(gè)封閉尺寸組，就成了一個(gè)尺寸鏈。尺寸鏈?zhǔn)纠齆EXT箭頭法2、工藝尺寸鏈的組成：

環(huán)：工藝尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。工藝尺寸鏈由一系列的環(huán)組成。環(huán)又分為：（1）封閉環(huán)（終結(jié)環(huán)）：

在加工過(guò)程中間接獲得的尺寸，稱為封閉環(huán)。在圖b所示尺寸鏈中，A0是間接得到的尺寸，它就是圖b所示尺寸鏈的封閉環(huán)。（2）組成環(huán)：

在加工過(guò)程中直接獲得的尺寸，稱為組成環(huán)。尺寸鏈中A1與A2都是通過(guò)加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸鏈的組成環(huán)。1）增環(huán)：

在尺寸鏈中，自身增大或減小，會(huì)使封閉環(huán)隨之增大或減小的組成環(huán)，稱為增環(huán)。表