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1、第二章第二章机械加工工艺机械加工工艺规程的制订规程的制订*1一一一一 基本概念基本概念基本概念基本概念二二二二 工件的装夹工件的装夹工件的装夹工件的装夹三三三三 定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择四四四四 工序内容的拟定工序内容的拟定工序内容的拟定工序内容的拟定五五五五 工艺路线的拟定工艺路线的拟定工艺路线的拟定工艺路线的拟定六六六六 工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析*2按按一一定定的的格格式式，用用文文件件的的方方式式规规定定零零件件制制造造工工艺艺过过程程和和操操作作方方法法等等的的技技术术文文件件，称为机械加工
2、工艺规程称为机械加工工艺规程机械加工工艺规程的概念机械加工工艺规程的概念机械加工机械加工工艺过程卡工艺过程卡机械加工机械加工工艺卡工艺卡机械加工机械加工工序卡工序卡工艺规程的分类工艺规程的分类*3*4*5*6它它是是机机械械制制造造厂厂最最主主要要的的技技术术文文件件之之一一，是是生生产产一一线线的的法法规规性性文文件件。新新工工艺艺是是衡衡量量生生产产部部门门技技术术力量的标志，是产品设计和技术革新的内容之一力量的标志，是产品设计和技术革新的内容之一工艺规程的作用工艺规程的作用指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件组织和管理生产的基本依据组织和管理生产的基本依据新建和扩建工厂的基本资料
3、新建和扩建工厂的基本资料交流和推广经验的基本文件交流和推广经验的基本文件*7制订工艺规程的原则制订工艺规程的原则制订工艺规程的原则和依据制订工艺规程的原则和依据保证产品质量保证产品质量提高劳动生产率提高劳动生产率降低成本降低成本充充分分利利用用本本企企业业现有的生产条件现有的生产条件采用国内外先进采用国内外先进工艺技术工艺技术保证良好的劳动条件保证良好的劳动条件*8制订工艺规程的主要依据制订工艺规程的主要依据产品的整套装配图和零件工作图产品的整套装配图和零件工作图产品验收的质量标准产品验收的质量标准产品的生产纲领和生产类型产品的生产纲领和生产类型现现有有的的生生产产条条件件和和资资料料（包包括
4、括毛毛坯坯生生产产条条件件、协作关系、工艺装备、工人技术状态等）协作关系、工艺装备、工人技术状态等）工厂的发展前景工厂的发展前景国内外的生产技术发展状态等国内外的生产技术发展状态等*9制订工艺规程的步骤制订工艺规程的步骤分析零件图和产品装配图分析零件图和产品装配图选择毛坯选择毛坯选择定位基准选择定位基准拟定工艺路线拟定工艺路线确定各工序的设备、工装确定各工序的设备、工装*10确确定定各各工工序序的的加加工工余余量量，计算工序尺寸和公差计算工序尺寸和公差确定各主要工序的技确定各主要工序的技术要求及检验方法术要求及检验方法确定切削用量和工时定额确定切削用量和工时定额进行经济分析，选择最佳方案进行经
5、济分析，选择最佳方案填写工艺文件填写工艺文件*11制订工艺规程时制订工艺规程时要解决的主要问题要解决的主要问题零件图的研究和工艺分析零件图的研究和工艺分析毛坯的选择毛坯的选择定位基准的选择定位基准的选择工艺路线的拟定工艺路线的拟定工序内容的设计工序内容的设计包括机床设备及工装的包括机床设备及工装的选择；加工余量和工序选择；加工余量和工序尺寸的确定；切削用量尺寸的确定；切削用量的确定；热处理工序的的确定；热处理工序的安排；工时定额的确定安排；工时定额的确定*12零件图的研究和工艺分析零件图的研究和工艺分析*13通过零件图的研究和分析，了解产品的性能、通过零件图的研究和分析，了解产品的性能、用途和
6、工作条件，明确各零件的相互装配位用途和工作条件，明确各零件的相互装配位置和作用，了解零件的主要技术要求，找出置和作用，了解零件的主要技术要求，找出关键技术问题关键技术问题零件图的研究零件图的研究检查产品图样的完整性和正确性检查产品图样的完整性和正确性分析零件材料选择是否恰当分析零件材料选择是否恰当分析零件的技术要求分析零件的技术要求*14零件结构工艺性的主要要求零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析零件图的尺寸标注零件图的尺寸标注应适应机械加工工应适应机械加工工艺和检验的要求艺和检验的要求尽可能减少机械加尽可能减少机械加工量，提高生产率工量，提高生产率提高生产效率，提高生产效率，保证产品质量
7、保证产品质量减少装夹次数，减少装夹次数，缩短辅助时间缩短辅助时间结构应适应结构应适应刀具要求刀具要求保证装配的方保证装配的方便和可拆性便和可拆性*15主次表面的区分和主要表面加工的保证主次表面的区分和主要表面加工的保证零件的技术要求分析零件的技术要求分析零件工艺性分析应重点研究的问题零件工艺性分析应重点研究的问题加工表面的尺寸精度加工表面的尺寸精度主要加工表面主要加工表面的形状精度的形状精度主要加工表面之主要加工表面之间的位置精度间的位置精度加工表面的粗糙加工表面的粗糙度以及表面质量度以及表面质量方面的其它要求方面的其它要求热处理要求热处理要求其它要求，如平衡、探其它要求，如平衡、探伤、气密性
8、试验伤、气密性试验零件图上表面位置尺寸的标注零件图上表面位置尺寸的标注*16毛坯的选择毛坯的选择*17毛坯的种类毛坯的种类毛坯的种类选择毛坯的基本任务选定毛坯的制造方法及其制造精度选定毛坯的制造方法及其制造精度铸件铸件锻件锻件焊接件焊接件冲压件冲压件型材型材冷挤冷挤压件压件粉末粉末冶金件冶金件砂型、金属型、离心、砂型、金属型、离心、压力、精密铸造压力、精密铸造自由锻和模锻自由锻和模锻*18确定毛坯时应考虑的因素确定毛坯时应考虑的因素零件的材料及机械力学性能要求零件的材料及机械力学性能要求零件的结构形状与尺寸零件的结构形状与尺寸生产纲领及生产类型生产纲领及生产类型现有生产条件现有生产条件充分考虑
9、利用新技术、新工充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性艺、新材料的可能性*19为为了了便便于于安安装装，有有些些铸铸件件毛毛坯坯需需铸铸出出工工艺艺搭搭子子确定毛坯时的几项工艺措施确定毛坯时的几项工艺措施*20装装配配后后需需要要形形成成同同一一工工作作表表面面的的两两个个相相关关偶偶件件，为为了了保保证证加加工工质质量量并并使使加加工工方方便便，常常常常将这些分离零件先制成一个整体毛坯将这些分离零件先制成一个整体毛坯*21对对于于形形状状比比较较规规则则的的小小型型零零件件，为为了了便便于于安安装装和和提提高高机机械械加加工工的的生生产产率率，可可将将多多件件合合成成一个毛坯，加工到一定
10、阶段后再分离成单件一个毛坯，加工到一定阶段后再分离成单件*22定位基准的选择和工件的装夹定位基准的选择和工件的装夹*23基基准准是是确确定定零零件件上上某某些些点点、线线、面面位位置置时时所所依依据据的的那那些些点点、线线、面面（或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面）分为设计基准和工艺基准分为设计基准和工艺基准基准的概念及其分类基准的概念及其分类零件图上用零件图上用以确定其它以确定其它点、线、面点、线、面位置的基准位置的基准零件加工、零件加工、测量、装配测量、装配过程中采用过程中采用的基准的基准*24定位基准定位基准工序基准工序基准测量基准测量基准装配基准装配基
11、准加工时用以确定零件在机床夹加工时用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准具中的正确位置所采用的基准用用以以标标定定被被加加工工表表面面位位置置（或或者说确定某加工精度）的基准者说确定某加工精度）的基准用用以以测测量量已已加加工工表表面面尺尺寸寸和和位位置的基准置的基准装装配配时时用用以以确确定定零零件件在在机机器器中中位置的基准位置的基准*25设计基准实例设计基准实例*26定位基准实例定位基准实例工序工序基准基准实例实例*27定位基准实例定位基准实例工序基准实例工序基准实例*28基准问题的分析基准问题的分析基准是制订工艺依据，因此必然客观存在，基准是制订工艺依据，因此必然客观存在，但不
12、一定具体存在：有的是轮廓要素，可直但不一定具体存在：有的是轮廓要素，可直接接触；有的是中心要素，不可触摸接接触；有的是中心要素，不可触摸当作为基准的要素无法触及时，常当作为基准的要素无法触及时，常常由某些具体存在的基面来体现常由某些具体存在的基面来体现基准可以是没有面积的点以及面积很小的基准可以是没有面积的点以及面积很小的面，但工件上的基面必定有接触面积面，但工件上的基面必定有接触面积表示位置关系的基准与表示尺寸的一样表示位置关系的基准与表示尺寸的一样*29定位原理定位原理学学习要点：要点：定位是机械加工中一个极定位是机械加工中一个极为重要的重要的问题。学学习本本节要深刻理解和牢固掌握定位原理
13、，熟知常用的要深刻理解和牢固掌握定位原理，熟知常用的定位方法。深刻理解欠定位与定位方法。深刻理解欠定位与过定位的概念，能正确分定位的概念，能正确分析和析和处理有关欠定位与理有关欠定位与过定位的定位的问题。深刻理解定位。深刻理解定位误差的概念，能正确差的概念，能正确计算定位算定位误差。差。*30六点定位六点定位任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自由度，即沿任何一个位置尚未确定的工件，均具有六个自由度，即沿空间三个直角坐标轴空间三个直角坐标轴X、Y、Z方向的移动与绕它们的转动，分方向的移动与绕它们的转动，分别以别以X、Y、Z、表示。要使工件在机床表示。要使工件在机床夹具中正确定位，必须限制或约
14、束工件的这些自由度。夹具中正确定位，必须限制或约束工件的这些自由度。如图如图2-5中所示，采用六个定位支承点合理布置，使工件有关中所示，采用六个定位支承点合理布置，使工件有关定位基面与其相接触，每一个定位支承点限制了工件的一个自定位基面与其相接触，每一个定位支承点限制了工件的一个自由度，便可将工件六个自由度完全限制，使工件在空间的位置由度，便可将工件六个自由度完全限制，使工件在空间的位置被唯一地确定。这就是通常所说的工件的六点定位原则。被唯一地确定。这就是通常所说的工件的六点定位原则。*31*32两点两点说明：明：1）机械加工中关于自由度的概念与力学中自由度的概念不完全相同。机）机械加工中关于
15、自由度的概念与力学中自由度的概念不完全相同。机械加工中的自由度械加工中的自由度实际上是指工件在空上是指工件在空间位置的不确定性。位置的不确定性。这里特里特别要注意要注意将定位与将定位与夹紧的概念区分开来。工件一的概念区分开来。工件一经夹紧，其空，其空间位置就不能再改位置就不能再改变，但但这并不意味着其空并不意味着其空间位置是确定的。例如，下位置是确定的。例如，下图所示板状工件安放在平面所示板状工件安放在平面磨床的磁性工作台上，扳磨床的磁性工作台上，扳动磁性开关后，工件即被磁性开关后，工件即被夹紧，其位置就被固定。，其位置就被固定。但工件放在工作台什么位置上并不确定，既可以放在但工件放在工作台什
16、么位置上并不确定，既可以放在1的位置上（的位置上（图中中实线所所示），也可以放在示），也可以放在2的位置上（的位置上（图中虚中虚线所示），也即工件的所示），也即工件的X、Y和和Z三三个自由度未被限制。个自由度未被限制。2）六点定位原）六点定位原则中中“点点”的含的含义是限制自由度，不要机械地理解成接触点。是限制自由度，不要机械地理解成接触点。例如，下例如，下图所示板状工件安放工作台上限制了所示板状工件安放工作台上限制了3个自由度，是三点定位。个自由度，是三点定位。实际上，工件与工作台面接触点可能有多个。上，工件与工作台面接触点可能有多个。*33*34欠定位欠定位工件加工时必须限制的自由度未被完
17、全限制，称为欠定位。工件加工时必须限制的自由度未被完全限制，称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许的。欠定位不能保证工件的正确安装位，因而是不允许的。图图2-35为在铣床上加工长方体零件台阶面的两种定位方案。为在铣床上加工长方体零件台阶面的两种定位方案。为保证尺寸为保证尺寸B和和H，需限制除，需限制除以外的以外的5个自由度。若采用图个自由度。若采用图a的定位方式，只能限制的定位方式，只能限制X、Y、Z3个自由度，属欠定位，无法个自由度，属欠定位，无法保证尺寸保证尺寸B。在图。在图b中，加入一块支承板后，除中，加入一块支承板后，除以外的以外的5个自个自由度均被限制，尺寸由度均被
18、限制，尺寸B和和H可以得到保证。可以得到保证。*35*36过定位过定位如果工件的某一个自由度被定位元件重复限制，称为过定位。如果工件的某一个自由度被定位元件重复限制，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯
19、面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。*37过定位实例分析之一过定位实例分析之一图图2-36所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定所示为加工连杆小头孔工序中以连杆大头孔和端面定位的两种情况。图位的两种情况。图b中，长圆柱销限制了中，长圆柱销限制了X、Y、X、Y4个自由度，支承板限制了个自由度，支承板限制了Z、X、Y3个自由度。个自由度。显然显然X、Y被被2个定位元件重复限制，出现了过定位。如果
20、个定位元件重复限制，出现了过定位。如果工件孔与端面垂直度保证很好，则此过定位是允许的。但若工件工件孔与端面垂直度保证很好，则此过定位是允许的。但若工件孔与端面垂直度误差较大，且孔与销的配合间隙又很小时，定位孔与端面垂直度误差较大，且孔与销的配合间隙又很小时，定位后会造成工件歪斜及端面接触不好的情况，压紧后就会使工件产后会造成工件歪斜及端面接触不好的情况，压紧后就会使工件产生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴生变形或圆柱销歪斜。结果将导致加工后的小头孔与大头孔的轴线平行度达不到要求。这种情况下应避免过定位的产生。最简单线平行度达不到要求。这种情况下应避免过定位的产生。最简单的
21、解决办法是将长圆柱定位销改成短圆柱销（图的解决办法是将长圆柱定位销改成短圆柱销（图a所示），由于所示），由于短圆柱销仅限制短圆柱销仅限制X、Y2个移个移动自由度，自由度，X、Y的的重复定位被避免了。重复定位被避免了。*38*39定位基准的选择定位基准的选择学习要点：学习要点：定位基准的选择是零件加工工艺定位基准的选择是零件加工工艺规程制定的重要问题，要深刻理解并牢固掌握粗规程制定的重要问题，要深刻理解并牢固掌握粗基准及精基准的选择原则，并会灵活地使用这些基准及精基准的选择原则，并会灵活地使用这些原则。原则。*40各加工表面应有足够的加工余各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、位置量，
22、非加工表面的尺寸、位置应符合设计要求应符合设计要求定位基准应有足够大的接触面定位基准应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受积和分布面积，以保证能承受切削力，保证定位稳定可靠切削力，保证定位稳定可靠选择定位基准，应符合两点要求选择定位基准，应符合两点要求*41定位基准分为粗基准和精基准定位基准分为粗基准和精基准未加工表面作未加工表面作为定位基准者为定位基准者已加工表面作已加工表面作为定位基准者为定位基准者粗基准重点考虑如何保证粗基准重点考虑如何保证各加工表面有足够的余量各加工表面有足够的余量精基准重点考虑如何减精基准重点考虑如何减少误差，提高定位精度少误差，提高定位精度选择定位基准通常从精
23、基准到粗基准选择定位基准通常从精基准到粗基准*42精基准的选择精基准的选择基准重合原则基准重合原则基准统一原则基准统一原则自为基准原则自为基准原则互为基准原则互为基准原则选择设计基准为定位基准选择设计基准为定位基准采用同一基准加工采用同一基准加工尽可能多的表面尽可能多的表面精加工某些余量小而均匀的重精加工某些余量小而均匀的重要表面时，以其自身作为基准要表面时，以其自身作为基准加工位置精度要求高的两加工位置精度要求高的两表面以二表面互相作为基表面以二表面互相作为基准反复进行加工准反复进行加工准确可靠原则准确可靠原则保证定位准确，夹紧可靠，保证定位准确，夹紧可靠，设计简单，操作方便设计简单，操作方
24、便*43基准基准不重合不重合误差误差示例示例基准重合基准重合工件安装示例工件安装示例*44自为基准实例自为基准实例*45选择精基准的两条主要原则选择精基准的两条主要原则 1）基准重合原则）基准重合原则 应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准，即谓应尽量选择加工表面的设计基准作为精基准，即谓基准重合基准重合原则原则。这样可避免由于基准不重合而产生的。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影定位误差。在对加工面位置尺寸和位置关系有决定性影响的工序中，特别是当位置公差要求较严时，一般不应响的工序中，特别是当位置公差要求较严时，一般不应违反这一原则。否则，将由于
25、存在基准不重合误差，而违反这一原则。否则，将由于存在基准不重合误差，而增大加工难度增大加工难度。*46例如，如下图所示活塞零件，例如，如下图所示活塞零件，设计要求活塞销孔与顶面距离设计要求活塞销孔与顶面距离C1，公差一般，公差一般为为0.10.2mm。若加工销孔时以止口面（一大平面加一短圆柱面）定位，若加工销孔时以止口面（一大平面加一短圆柱面）定位，直接保证的尺寸是直接保证的尺寸是C2。此时，为了使尺寸。此时，为了使尺寸C1达到规定的精度，必须同时严达到规定的精度，必须同时严格控制尺寸格控制尺寸C和和C2（尺寸（尺寸C1、C2和和C构成一个尺寸链，其中构成一个尺寸链，其中C1是封闭环，是封闭环
26、，尺寸尺寸C和和C2公差之和应小于或等于尺寸公差之和应小于或等于尺寸C1的公差）。而这两个尺寸从功能的公差）。而这两个尺寸从功能要求出发，均不需严格控制，且在加工顶面时（通常采用车削方法），尺要求出发，均不需严格控制，且在加工顶面时（通常采用车削方法），尺寸寸C也确实较难控制。因此在大批量生产中，也确实较难控制。因此在大批量生产中，常以顶面定位加工销孔常以顶面定位加工销孔，以使，以使尺寸尺寸C1容易保证容易保证。*47活塞零件简图活塞零件简图2）统一基准原则）统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早地将
27、这个基工大多数（或全部）其余表面时，应尽早地将这个基准面加工出来，并达到一定精度，准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工。部）工序均以它为精基准进行加工。*48*49例如下图所示为某厂批量生产的例如下图所示为某厂批量生产的X62W铣床立柱简图，该零件选择铣床立柱简图，该零件选择立导轨立导轨A、C面为统一精基准面为统一精基准。在最初的工序中，首先将立导轨加工好，以后的各工。在最初的工序中，首先将立导轨加工好，以后的各工序均以此为精基准定位，依次加工出底面序均以此为精基准定位，依次加工出底面1、悬梁导轨、悬梁导轨2、侧面、侧面4以及孔系以及孔系
28、3（轴孔（轴孔），），以保证轴孔以保证轴孔（主轴孔）、悬梁导轨及底面与立导轨的（主轴孔）、悬梁导轨及底面与立导轨的垂直度垂直度；侧面与；侧面与轴孔的轴孔的平度平度以及轴孔以及轴孔间的间的中心距和平行度中心距和平行度。 粗基准的选择粗基准的选择选有技术要求、加工余量小的选有技术要求、加工余量小的重要非加工表面作为粗基准重要非加工表面作为粗基准加工表面与非加工表面间有位置要加工表面与非加工表面间有位置要求时，应选非加工表面作为粗基准求时，应选非加工表面作为粗基准选选尺尺寸寸、位位置置可可靠靠，平平整整光光洁洁，有有一定面积，方便夹紧的表面作基准一定面积，方便夹紧的表面作基准粗基准在同一尺寸方向只能
29、用一次粗基准在同一尺寸方向只能用一次选选择择粗粗、精精基基准准时时，如如上上述述原原则则互互相相矛矛盾盾，应应具体情况具体分析，权衡利弊，保证主要要求具体情况具体分析，权衡利弊，保证主要要求*50例例如下图如下图加工时，若以加工时，若以不加工外圆表面不加工外圆表面1作粗基准作粗基准定位（如用三爪卡盘夹定位（如用三爪卡盘夹外圆），则加工后外圆），则加工后内孔内孔2与外圆与外圆1同轴同轴，可以保证零件壁厚均匀，可以保证零件壁厚均匀，但加工面但加工面（内孔）（内孔）2加工余量不均匀加工余量不均匀，见图，见图b。若以零件毛坯孔若以零件毛坯孔3作粗基准作粗基准定位（如用定位（如用四爪卡盘夹外圆四爪卡盘夹
30、外圆1，以毛坯孔，以毛坯孔3直接找正），则直接找正），则加工面（内孔）加工面（内孔）2与毛坯孔与毛坯孔3同轴同轴，可以保证加工余量均匀可以保证加工余量均匀，但，但加工面（内孔）加工面（内孔）2与不加工面外圆与不加工面外圆1不同轴，不同轴，即壁厚不均匀即壁厚不均匀，见图，见图c。*51图粗基准选择比较a)法兰盘零件b)以外圆面1为粗基准c）以内孔毛面3为粗基准1外圆表面（不加工）2内孔加工面3内孔毛面4均布孔床身加工粗基准选择床身加工粗基准选择*52粗基准一般不得重复使用原则粗基准一般不得重复使用原则因为粗基准本身是毛坯表面，精度和粗糙度均较因为粗基准本身是毛坯表面，精度和粗糙度均较差，如果在两
31、次装卡中重复使用同一粗基准，就会造差，如果在两次装卡中重复使用同一粗基准，就会造成两次加工出的表面之间出现较大的位置误差。成两次加工出的表面之间出现较大的位置误差。*53定位基准选择实例分析定位基准选择实例分析见教材见教材P27。*54装夹的概念装夹的概念在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以后才能在机械加工时，工件在机床上或者夹具中需装夹好以后才能进行加工。装夹应实现两个方面：定位与夹紧。进行加工。装夹应实现两个方面：定位与夹紧。1）定位定位使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位置。使工件在机床上或夹具中占有某一个正确的位置。2）夹紧夹紧对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持
32、对工件施加一定的外力，使工件在加工过程中保持定位后的正确位置不变动。定位后的正确位置不变动。*55装夹方式装夹方式工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复工件在机床上的装夹方式，取决于生产批量、工件大小及复杂程度、加工精度要求及定位的特点等。主要装夹形式一般有杂程度、加工精度要求及定位的特点等。主要装夹形式一般有三种：三种：直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹直接找正装夹、划线找正装夹和夹具装夹。1）直接找正装夹）直接找正装夹将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些）表面，将工件装在机床上，然后按工件的某个（或某些）表面，用划针或用百分表等量具进行找正，以获得工件在机床上的正用划
33、针或用百分表等量具进行找正，以获得工件在机床上的正确位置。直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很高，确位置。直接找正装夹效率较低，但找正精度可以很高，适用适用于单件小批生产或定位精度要求特别高的场合于单件小批生产或定位精度要求特别高的场合*56*572）划线找正装夹）划线找正装夹这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、这种装夹方法是按图纸要求在工件表面上事先划出位置线、加工线和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的位置，然加工线和找正线，装夹工件时，先按找正线找正工件的位置，然后夹紧工件（图后夹紧工件（图2-22）。）。划线找正装夹不需要专用设备，通用性好，但效率低，精度划线找正
34、装夹不需要专用设备，通用性好，但效率低，精度也不高，通常划线找正精度只能达到也不高，通常划线找正精度只能达到0.10.5mm。此方法多用。此方法多用于单件小批生产中铸件的粗加工工序。于单件小批生产中铸件的粗加工工序。*58*593 3）使用）使用夹具装具装夹 使用使用夹具装具装夹，工件在，工件在夹具中可迅速而正确的定位具中可迅速而正确的定位和和夹紧（图2-232-23）。）。 这种装种装夹方式效率高、定位精度好而可靠，方式效率高、定位精度好而可靠，还可以可以减减轻工人的工人的劳动强度和降低度和降低对工人技工人技术水平的要求，因水平的要求，因而广泛而广泛应用于各种生用于各种生产类型型。*60*6
35、1学习要点：学习要点：掌握掌握加工经济精度加工经济精度的概念，了解常见的概念，了解常见表面的典型加工方法与加工路线表面的典型加工方法与加工路线，理解并掌握，理解并掌握加工阶段加工阶段的划分原则的划分原则，加工顺序的安排原则加工顺序的安排原则，工序集中与工序分工序集中与工序分散的特点及其应用散的特点及其应用。工艺路线的拟定工艺路线的拟定工艺路线的制订工艺路线的制订工工艺艺路路线线不不但但影影响响加加工工质质量量和和生生产产效效率率，而而且且影影响响工工人人的的劳劳动动强强度度，影影响响设设备备投投资资、车车间间面面积积、生生产产成成本等本等,是制订工艺规程的关键一步是制订工艺规程的关键一步。*6
36、2表面加工方法的选择表面加工方法的选择先根据技术要求先根据技术要求确定加工方案以确定加工方案以及分几次加工及分几次加工应考虑材料的性质应考虑材料的性质应考虑生产类型应考虑生产类型应考虑本厂的现有设应考虑本厂的现有设备及技术条件备及技术条件应应考考虑虑工工件件的的形形状状、重量、物理特性重量、物理特性应作加工经济精度和应作加工经济精度和经济粗糙度分析经济粗糙度分析还应考虑其他特殊要求还应考虑其他特殊要求*63选择表面加工方法应考虑的因素选择表面加工方法应考虑的因素（1）工件材料的性质）工件材料的性质（2）工件的形状和尺寸）工件的形状和尺寸（3）选择加工方法应与生产类型相适应）选择加工方法应与生产
37、类型相适应（4）具体的生产条件）具体的生产条件表表2-2表表2-4列出了各种加工方法的加工经济精度及表列出了各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度面粗糙度*64外圆表面的加工路线外圆表面的加工路线下图给出了外圆表面的典型加工路线以及路线中各工序所下图给出了外圆表面的典型加工路线以及路线中各工序所能达到的精度和粗糙度。这些路线可概括成四条基本路线：能达到的精度和粗糙度。这些路线可概括成四条基本路线：1.粗车粗车-半精车半精车-精车精车这是这是应用最广泛的一条工艺路线应用最广泛的一条工艺路线。只要工件材料可以进行切削加工，精度要求不高于只要工件材料可以进行切削加工，精度要求不高于IT7、粗糙、粗糙
38、度度Ra0.8m的零件表面，的零件表面，均可采用此加工路线均可采用此加工路线。如果精度。如果精度要求较低，可只取到半精车，要求较低，可只取到半精车，甚至只取到粗车甚至只取到粗车。各种表面的典型加工路线各种表面的典型加工路线*652.粗车粗车-半精车半精车-粗磨粗磨-精磨精磨此工艺路线此工艺路线主要用于黑色金属主要用于黑色金属材料材料，特别是，特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。的零件。表面精度要求不高于表面精度要求不高于IT6、粗糙度、粗糙度Ra值不小于值不小于0.16m的的外圆表面，外圆表面，均可安排此工艺路线均可安排此工艺路线。*663粗车粗车-半精车
39、半精车-粗磨粗磨-精磨精磨-光整加工光整加工若采用第二条工艺路线若采用第二条工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度的要求，可采用此工艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度的要求，可采用此工艺路线，即在精磨以后增加一道光整加工工序。常用的光整加工方法有即在精磨以后增加一道光整加工工序。常用的光整加工方法有研磨、砂带磨削、低粗糙度磨削、超精加工以及抛光等。研磨、砂带磨削、低粗糙度磨削、超精加工以及抛光等。4.粗车粗车-半精车半精车-精车精车-金刚石车金刚石车此加工路线此加工路线主要适用于工件材主要适用于工件材料不宜采用磨削加工的高精度外圆表面料不宜采用磨削加工的高精度外圆表面，如铜、铝等，如铜、铝等有色
40、金属有色金属及其合金以及非金属材料及其合金以及非金属材料的零件表面。的零件表面。*67*68孔的加工路线孔的加工路线下图是典型的孔的加工路线框图。可归纳为以下四条基本下图是典型的孔的加工路线框图。可归纳为以下四条基本的加工路线：的加工路线：1)钻（粗镗）钻（粗镗）-粗拉粗拉-精拉精拉此加工路线此加工路线多用于大批量生产多用于大批量生产中加工盘套类零件的圆孔、单键孔和花键孔中加工盘套类零件的圆孔、单键孔和花键孔。加工出的孔的尺。加工出的孔的尺寸寸精度可达精度可达IT7，且加工质量稳定，生产效率高。当工件上无，且加工质量稳定，生产效率高。当工件上无铸出或锻出的毛坯孔时，铸出或锻出的毛坯孔时，第一道
41、工序安排钻孔第一道工序安排钻孔；若有毛坯孔，；若有毛坯孔，则安排则安排粗镗孔粗镗孔；如毛坯孔的精度好，；如毛坯孔的精度好，也可直接拉孔也可直接拉孔。*69*702)钻钻-扩扩-铰铰此工艺路线此工艺路线主要用于直径主要用于直径D50mm的中的中小孔加工，是一条应用最为广泛的加工路线小孔加工，是一条应用最为广泛的加工路线，在各种生产，在各种生产类型中都有应用。加工后孔的尺寸精度通常达类型中都有应用。加工后孔的尺寸精度通常达IT68，表，表面粗糙度面粗糙度Ra0.83.2m。若尺寸。若尺寸形状精度和粗糙度要形状精度和粗糙度要求还要高，求还要高，可在铰后安排一次手铰可在铰后安排一次手铰。由于铰削加工对
42、孔的。由于铰削加工对孔的位置误差的纠正能力差，因此位置误差的纠正能力差，因此孔的位置精度主要由钻孔的位置精度主要由钻-扩来扩来保证保证；位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案位置精度要求高的孔不宜采用此加工方案。*713)钻（粗镗）钻（粗镗）-半精镗半精镗-精镗精镗-浮动镗（或金刚镗）浮动镗（或金刚镗）这也是一条应用非常这也是一条应用非常广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。用于广泛的加工路线，在各种生产类型中都有应用。用于加工未经淬火的黑色加工未经淬火的黑色金属及有色金属等材料的高精度孔和孔系金属及有色金属等材料的高精度孔和孔系（IT57级，级，Ra0.161.25m）。）。与钻与钻-扩扩
43、-铰工艺路线不同的是铰工艺路线不同的是：1.所能加工的孔径范围大，一般孔径所能加工的孔径范围大，一般孔径D18mm即可采用装夹式镗刀镗孔；即可采用装夹式镗刀镗孔；2.加工出孔的位置精度高，如金刚加工出孔的位置精度高，如金刚镗多轴镗孔，孔距公差可控制在镗多轴镗孔，孔距公差可控制在0.0050.01mm，常用于加工位置精度常用于加工位置精度要求高的孔或孔系要求高的孔或孔系，如连杆大小头孔，机床主轴箱孔系等。，如连杆大小头孔，机床主轴箱孔系等。4)钻（粗镗）钻（粗镗）-半精镗半精镗-粗磨粗磨-精磨精磨-研磨（或珩磨）研磨（或珩磨）这条工艺路线这条工艺路线用于黑用于黑色金属特别是淬硬零件的高精度的孔加
44、工色金属特别是淬硬零件的高精度的孔加工。其中研磨孔的原理和工艺与前。其中研磨孔的原理和工艺与前述外圆研磨相同，只是此时研具是一圆棒。述外圆研磨相同，只是此时研具是一圆棒。*72平面加工路线平面加工路线粗铣粗铣-半精铣半精铣-精铣精铣-高速精铣高速精铣铣削是平面加工中用得最多铣削是平面加工中用得最多的方法的方法。若采用高速精铣作为终加工，不但可达到较高的精度，。若采用高速精铣作为终加工，不但可达到较高的精度，而且可获得较高的生产效率。而且可获得较高的生产效率。P32-3*73工艺过程的四个加工阶段加工阶段的划分加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段半精加工阶段半精加工阶段精加工阶段精加工阶段光整阶段
45、光整阶段切除各表面大部分余切除各表面大部分余量；考虑劳动效率量；考虑劳动效率完成次要表面的加工；完成次要表面的加工；为精加工作准备为精加工作准备保证达到图纸要求保证达到图纸要求提高尺寸精度，提高尺寸精度，降低粗糙度降低粗糙度*74划分加工阶段应考虑的因素保证加工质量保证加工质量粗粗加加工工切切削削力力、切切削削热热、夹夹紧紧力力、变变形形都都大大，不不可可能能达达到高精度到高精度合理利用机床设备合理利用机床设备合合理理安安排排热热处处理和检验工序理和检验工序及时发现毛坯及时发现毛坯缺陷，及时修缺陷，及时修补或报废补或报废精精加加工工应应放放在在最最后后，避避免免损损伤已加工表面伤已加工表面*7
46、5拟拟定定工工艺艺路路线线时时，选选定定了了各各表表面面的的加加工工工工序序和和划划分分加加工工阶阶段段之之后后，就就可可以以将将同同一一阶阶段段中中的的各各加工表面组合成若干工序加工表面组合成若干工序工序的集中与分散工序的集中与分散工序工序集中集中工序工序分散分散即将工件的加工，集中在即将工件的加工，集中在少数几道工序内完成少数几道工序内完成即将工件的加工，分散即将工件的加工，分散在较多的工序内完成在较多的工序内完成*76工序集中的特点工序集中的特点采用高效专用设备及工装，生产效率高采用高效专用设备及工装，生产效率高减少设备数量，相应减少操作工人和生产面积减少设备数量，相应减少操作工人和生产
47、面积减少工序数目，简化生产计划减少工序数目，简化生产计划减少安装次数，缩短辅助时间，保证位置精度减少安装次数，缩短辅助时间，保证位置精度缩短加工时间，减少运输工作量，缩短生产周期缩短加工时间，减少运输工作量，缩短生产周期设备结构复杂，投资大，调整、设备结构复杂，投资大，调整、维修困难，转换产品费时维修困难，转换产品费时*77工序分散的特点工序分散的特点设备简单，调整、维修方便设备简单，调整、维修方便对工人技术要求低，培训时间短对工人技术要求低，培训时间短生产准备量小，易于平衡工序时间生产准备量小，易于平衡工序时间可采用合理的切削用量，缩短基本时间可采用合理的切削用量，缩短基本时间易更换产品易更
48、换产品设备数量多，操作工人多，占地面积大设备数量多，操作工人多，占地面积大*78工序集中与工序分散的选择应根据企业规模、产品类型、现有应根据企业规模、产品类型、现有条件、零件结构特点和技术要求、条件、零件结构特点和技术要求、工序节拍选择工序节拍选择*79复复杂杂工工件件的的机机械械加加工工工工艺艺路路线线通通常常要要经经过过切削加工、热处理和辅助工序切削加工、热处理和辅助工序切削加工安排顺序四原则加工顺序的安排加工顺序的安排基准先行基准先行先粗后精先粗后精先主后次先主后次先面后孔先面后孔便于定位便于定位防止变形防止变形避免浪费避免浪费保证孔的位置精度保证孔的位置精度*80热处理工序的安排预热处
49、理预热处理去应力处理去应力处理最终热处理最终热处理表面处理表面处理退火，正火，调质，时效处理退火，正火，调质，时效处理人工时效，自然时效，退火，人工时效，自然时效，退火，冰冷处理（冰冷处理（0-80，12小时小时淬火淬火-回火，渗碳淬火，回火，渗碳淬火，渗氮，正火，调质渗氮，正火，调质涂镀、发蓝、发黑涂镀、发蓝、发黑*81热处理的目的有：热处理的目的有：1）提高材料的机械性能提高材料的机械性能在毛坯制造以后，其硬度，强度以及其它机械性能一般都不在毛坯制造以后，其硬度，强度以及其它机械性能一般都不能满足产品提出的要求。因此，常采用一些热处理方法，淬火，能满足产品提出的要求。因此，常采用一些热处理
50、方法，淬火，调质，化学处理等调质，化学处理等。2）改善材料的加工性改善材料的加工性金属的切削加工性一般用切削速度，切削力，加工能达到的金属的切削加工性一般用切削速度，切削力，加工能达到的表面粗糙度表示。一般用退火或正火等使硬度降低，组织均匀。表面粗糙度表示。一般用退火或正火等使硬度降低，组织均匀。在加工韧性较大的材料时，则用热处理来提高其硬度，以改善在加工韧性较大的材料时，则用热处理来提高其硬度，以改善其加工性。如铝合金采用淬火其加工性。如铝合金采用淬火时效方法来提高其硬度。时效方法来提高其硬度。3）消除内应力消除内应力在毛坯制造和机械加工的过程中，工件要产生内应力，当在毛坯制造和机械加工的过
51、程中，工件要产生内应力，当内应力的平衡条件遭到破坏时，内应力就要重新分布，使工件内应力的平衡条件遭到破坏时，内应力就要重新分布，使工件变形，从而影响加工精度。常安排消除内应力的热处理工序。变形，从而影响加工精度。常安排消除内应力的热处理工序。*821)退火与正火：退火与正火的目的是消除组织的不均匀，提退火与正火：退火与正火的目的是消除组织的不均匀，提高加工性，高碳合金钢用退火降低硬度，低碳合金钢用正高加工性，高碳合金钢用退火降低硬度，低碳合金钢用正火提高硬度。火提高硬度。2)调质：调质是为了获得组织均匀细致的回火索氏体组织。调质：调质是为了获得组织均匀细致的回火索氏体组织。使零件不仅有一定的强
52、度和硬度，而且还有良好的冲击韧性，使零件不仅有一定的强度和硬度，而且还有良好的冲击韧性，综合机械性能好。综合机械性能好。3)淬火：淬火：淬火是为了提高工件的硬度，满足零件最终的性淬火是为了提高工件的硬度，满足零件最终的性能要求。能要求。4）渗碳：对于低碳合金钢的零件，要求表面硬度高，而内）渗碳：对于低碳合金钢的零件，要求表面硬度高，而内部韧性好的时候，常采用渗碳处理。一般是局部渗碳，因而部韧性好的时候，常采用渗碳处理。一般是局部渗碳，因而需要对不要求渗碳的表面采取保护措施。需要对不要求渗碳的表面采取保护措施。*83辅助工序的安排包包括括：检检验验、去去毛毛刺刺、倒倒棱棱、清清洗洗、防防锈、表面
53、强化、退磁、平衡等锈、表面强化、退磁、平衡等检验是主要的辅助工序，一般安排在检验是主要的辅助工序，一般安排在粗加工之后，精加工之前粗加工之后，精加工之前重要工序前后重要工序前后零件转换车间前零件转换车间前特殊性能检验前（如磁力探伤）特殊性能检验前（如磁力探伤）零件全部加工完毕，入库之前零件全部加工完毕，入库之前*84工序工序内容内容的的设计设计工序内容的设计包括：工序内容的设计包括：设备和工艺装备的选择；设备和工艺装备的选择；确定加工余量；确定加工余量；工序的尺寸及其偏差；工序的尺寸及其偏差；有时还要确定切削用量和时间定额。有时还要确定切削用量和时间定额。*86 设备的选择设备的选择设备及工艺
54、装备的选择设备及工艺装备的选择工序集中时，应选高效自动加工设工序集中时，应选高效自动加工设备；组织集中时，应选通用设备备；组织集中时，应选通用设备工序分散时，应选简易设备工序分散时，应选简易设备机床精度与工件精度应相适应机床精度与工件精度应相适应机床规格与工件的外形尺寸应相适应机床规格与工件的外形尺寸应相适应应与现有加工条件相适应应与现有加工条件相适应*87 工艺装备的选择工艺装备的选择影响加工精度、生产效率、劳动强度、经济性影响加工精度、生产效率、劳动强度、经济性应根据生产类型、具体加工条件、应根据生产类型、具体加工条件、工件结构特点、技术要求等选择工件结构特点、技术要求等选择夹具的选择夹具
55、的选择单件、小批生产采用通用夹具和附件单件、小批生产采用通用夹具和附件大批、大量生产应采用专用高效夹具大批、大量生产应采用专用高效夹具多品种、小批量可采用可调夹具或成组夹具多品种、小批量可采用可调夹具或成组夹具*88刀具的选择刀具的选择优先选用标准刀具优先选用标准刀具机械（工序）集中时，应采用高效机械（工序）集中时，应采用高效专用夹具、复合刀具、多刃刀具专用夹具、复合刀具、多刃刀具刀具类型、规格、精度等级应符合加工要求刀具类型、规格、精度等级应符合加工要求量具的选择量具的选择单件、小批生产采用通用量具单件、小批生产采用通用量具大批、大量生产应采用极限大批、大量生产应采用极限量规和高效专用检验量
56、仪量规和高效专用检验量仪量具精度必须与加工精度相适应量具精度必须与加工精度相适应*89加工余量的确定加工余量的确定 加工余量的基本概念加工余量的基本概念加工加工余量余量工序工序余量余量加工时从加工表面切去的金属层厚度加工时从加工表面切去的金属层厚度相邻两工序的工序尺寸之差（或某一表面在相邻两工序的工序尺寸之差（或某一表面在一道工序中切除的金属层厚度）一道工序中切除的金属层厚度）*90 加工余量的计算加工余量的计算工序余量等于前后工序余量等于前后两道工序尺寸之差两道工序尺寸之差以上为非对称的单边余量，旋转表以上为非对称的单边余量，旋转表面的加工余量为面的加工余量为对称的双边余量对称的双边余量工步
57、余量为相邻两工步尺寸之差，它是工步余量为相邻两工步尺寸之差，它是某工步在表面上切除的金属层厚度某工步在表面上切除的金属层厚度*91加工余量加工余量*92工工序序基基本本余余量量、最最大大余余量量、最最小小余余量量、余量公差的概念余量公差的概念加加工工余余量量是是个个变变动动值值（毛毛坯坯制制造造和和各各个个工工序序尺尺寸都存在误差）寸都存在误差）基本余量基本余量最大余量最大余量最小余量最小余量余量公差余量公差工序尺寸用基本尺寸计工序尺寸用基本尺寸计算时所得的加工余量算时所得的加工余量该工序余量的最大值该工序余量的最大值保证该工序加工表面的精度和质保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最
58、小厚度量所需切除的金属层最小厚度前工序与本工序的工序尺寸公差之和前工序与本工序的工序尺寸公差之和*93*94入体原则：指入体原则：指工序间公差带的取向工序间公差带的取向规定：被包容面被包容面（轴、键宽等）工序间公差带取上偏工序间公差带取上偏差为零，加工后基本尺寸和最大极限尺寸相等差为零，加工后基本尺寸和最大极限尺寸相等包容面包容面（孔、键槽宽等）工序间公差带取下偏工序间公差带取下偏差为零，加工后基本尺寸和最小极限尺寸相等差为零，加工后基本尺寸和最小极限尺寸相等为了便于加工，规定工序尺寸按为了便于加工，规定工序尺寸按“入体原则入体原则”标标注极限偏差，毛坯按注极限偏差，毛坯按“双向双向”布置上、
59、下偏差布置上、下偏差*95加工余量与工序间公差的关系加工余量与工序间公差的关系对于被包容面而言工序间余量工序间余量 = 上工序基本尺寸上工序基本尺寸 - - 本工序基本尺寸本工序基本尺寸最大工序间余量最大工序间余量 = 上工序最大极限尺寸上工序最大极限尺寸 - - 本工序最小极限尺寸本工序最小极限尺寸最小工序间余量最小工序间余量 = 上工序最小极限尺寸上工序最小极限尺寸 - - 本工序最大极限尺寸本工序最大极限尺寸*96对于包容面而言工序间余量工序间余量 = 本工序基本尺寸本工序基本尺寸 上工序基本尺寸上工序基本尺寸最大工序间余量最大工序间余量 = 本工序最大极限尺寸本工序最大极限尺寸 上工序
60、最小极限尺寸上工序最小极限尺寸最小工序间余量最小工序间余量 = 本工序最小极限尺寸本工序最小极限尺寸 上工序最大极限尺寸上工序最大极限尺寸*97总余量等于该表面各工序余量之和总余量总余量指零件从毛坯变为成品时从某一表指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。即毛坯面所切除的金属层总厚度。即毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差尺寸与零件图样的设计尺寸之差总加工余量对工艺过程的影响总加工余量对工艺过程的影响总余量不够，质量得不到保证总余量不够，质量得不到保证总余量太大，增加劳动量、消耗、成本总余量太大，增加劳动量、消耗、成本总余量与毛坯精度、生产类型、批量大小有关总余量与毛坯精度、生产类型
61、、批量大小有关*98*99 影响加工余量的因素影响加工余量的因素上道工序的表面质量上道工序的表面质量（包括表面粗糙度Ha和表面破坏层深度Sa）前道工序的工序尺寸公差前道工序的工序尺寸公差（Ta）前道工序的位置误差前道工序的位置误差（a ）本工序工件的安装误差（本工序工件的安装误差（b）*100用于双边余量用于双边余量2Z 2（ Ha + Sa）+ Ta + 2|a +b |单边余量单边余量Z Ha + Sa + Ta + |a +b |本工序的加工余量必须满足下式本工序的加工余量必须满足下式*101 确定加工余量的方法确定加工余量的方法经验估算法经验估算法查表修正法查表修正法分析计算法分析计算
62、法根据工艺人员的经验确定加工余根据工艺人员的经验确定加工余量量（适应于单件、小批量生产）先查手册，然后根据实际情况先查手册，然后根据实际情况进行适当修正进行适当修正（查工艺手册，广泛采用）分析各项因素，根据关系式计分析各项因素，根据关系式计算算（贵重材料，大批生产；需要资料，较少 采用）*102工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 基准重合时基准重合时，工序，工序 尺寸及其公差的计算尺寸及其公差的计算 当当工工序序基基准准、定定位位基基准准或或测测量量基基准准与与设设计计基基准准重重合合，表表面面多多次次加加工工时时，计计算算顺顺序序是是由由最最后后一一道道工工序序开开始始，即即由由设
63、设计计尺尺寸寸开始向前推算到毛坯尺寸开始向前推算到毛坯尺寸*103计算计算步骤步骤定毛坯总余量和工序余量定毛坯总余量和工序余量定工序公差定工序公差求工序基本尺寸求工序基本尺寸标注工序尺寸和公差标注工序尺寸和公差*104*105 基准不重合时基准不重合时，工序，工序 尺寸及其公差的计算尺寸及其公差的计算 当当零零件件加加工工过过程程中中多多次次转转换换工工艺艺基基准准，引引起起测测量量基基准准、定定位位基基准准或或工工序序基基准准与与设设计计基基准准不不重重合合时时，需需利利用用工工艺艺尺尺寸寸链链原原理理进进行行工工序序尺尺寸寸及及其公差的计算其公差的计算*106工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链
64、的基本概念尺寸链的定义尺寸链的定义尺寸链尺寸链工艺工艺尺寸链尺寸链环环由相互联系的尺寸按一定顺序首由相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列成的尺寸封闭图形尾相接排列成的尺寸封闭图形由单个零件在工艺过程中的由单个零件在工艺过程中的有关尺寸所形成的尺寸链有关尺寸所形成的尺寸链组成尺寸链的各个尺寸组成尺寸链的各个尺寸*107尺寸链的组成尺寸链的组成封闭环封闭环组成环组成环增环增环减环减环最终被间接保证精度的那个环最终被间接保证精度的那个环（必有且只有一个）（必有且只有一个）除封闭环之外的所有其他环除封闭环之外的所有其他环当其余各组成环不变，而该环当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环也增大者增大时使
65、封闭环也增大者当其余各组成环不变，而该环当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环反而减小者增大时使封闭环反而减小者*108作作法法：首首先先确确定定间间接接保保证证的的尺尺寸寸，定定为为封封闭闭环环；然然后后从从封封闭闭环环起起，画画出出各各组组成成环环；尺尺寸寸首首尾尾相相接接，顺一个方向画箭头顺一个方向画箭头，构成封闭图形，构成封闭图形尺寸尺寸链图链图 将尺寸链中各相应的环，用将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在示意图上，尺寸或符号标注在示意图上，这种尺寸图称为尺寸链图这种尺寸图称为尺寸链图*109尺寸链尺寸链的形式的形式工艺尺寸链的构成，取决于工艺方工艺尺寸链的构成，取决于工艺方案和
66、加工方法，确定案和加工方法，确定封闭环是关键封闭环是关键一个尺寸链只能解一个封闭环一个尺寸链只能解一个封闭环请注意箭头方向： 与封闭环同向者为减环与封闭环同向者为减环 与封闭环异向者为增环与封闭环异向者为增环按环的几何特征分：按环的几何特征分：长度、角度、组合尺寸链长度、角度、组合尺寸链按应用场合分：按应用场合分：装配、工艺、零件尺寸链装配、工艺、零件尺寸链按各环所处空间位置分：按各环所处空间位置分：直线、平面、空间尺寸链直线、平面、空间尺寸链*110尺寸链的特性尺寸链的特性封闭性封闭性关联性关联性尺寸链必是一组有关尺寸首尾相尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺寸封闭图。其中应接所形成的尺
67、寸封闭图。其中应包含一个间接保证的尺寸和若干包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸个对此有影响的直接获得的尺寸尺寸链中间接保证的尺寸由精尺寸链中间接保证的尺寸由精度直接保证的尺寸精度支配，度直接保证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的尺寸精度于直接获得的尺寸精度*111封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸=组成环基本尺寸的代数和组成环基本尺寸的代数和尺寸链的计算公式尺寸链的计算公式封闭环的极限尺寸封闭环的极限尺寸*112封闭环的公差封闭环的公差封闭环的上、下偏差封闭环的上、下偏差*113尺寸链的计算竖式尺寸链的计算竖式口诀口诀：增环上下
68、偏差照抄；增环上下偏差照抄； 减环上下偏差对调、反号减环上下偏差对调、反号*114*115加工轴承座加工轴承座测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算*116*117机座镗孔机座镗孔定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算*118分析题意可知，分析题意可知，t0=0.3+0.2mm是间接获得，是间接获得，为封闭环为封闭环保证渗氮、渗碳层保证渗氮、渗碳层深度的工艺计算深度的工艺计算加工过程为：加工过程为：磨内孔至磨内孔至144.76+0.04mm；渗氮，深度渗氮，深度t1； 磨内孔至磨内孔至145+0.04mm，并保
69、，并保持渗氮层深度持渗氮层深度t0=0.30.5mm。*119*120学习要点：掌握时间定额的组成，了解提高生产效率学习要点：掌握时间定额的组成，了解提高生产效率的方法，掌握工艺成本的概念，能够对不同的工艺方案的方法，掌握工艺成本的概念，能够对不同的工艺方案进行比较，了解工艺过程优化的基本原理和方法。进行比较，了解工艺过程优化的基本原理和方法。时间定额时间定额时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额是安排作业计划、或完成一道工序所需消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制及
70、规划生产面积的重进行成本核算、确定设备数量、人员编制及规划生产面积的重要依据，是工艺规程的重要组成部分。要依据，是工艺规程的重要组成部分。工艺过程的技术经济分析工艺过程的技术经济分析*121制订工艺规程的根本任务在于保证产制订工艺规程的根本任务在于保证产品质量的前提下，提高劳动生产率和品质量的前提下，提高劳动生产率和降低成本，即做到高产、优质、低消降低成本，即做到高产、优质、低消耗。要达到这一目的，制订工艺规程耗。要达到这一目的，制订工艺规程时，还必须对工艺过程认真开展技术时，还必须对工艺过程认真开展技术经济分析，有效地采取提高机械加工经济分析，有效地采取提高机械加工生产率的工艺措施。生产率的
71、工艺措施。*122时间定额时间定额机械加工生产率机械加工生产率指工人在单位时间内内的合格产品的数量，指工人在单位时间内内的合格产品的数量，或者指制造单件产品所消耗的劳动时间或者指制造单件产品所消耗的劳动时间时间定额时间定额指在一定的生产条件下，规定每个工人完成指在一定的生产条件下，规定每个工人完成单件合格产品或某项工作所必需的时间单件合格产品或某项工作所必需的时间*123Tc=Tp+Ten=Tb+Ta+Tsw+Tr+Ten完成零件一道工序的时间定额称为单件时间。完成零件一道工序的时间定额称为单件时间。它由下列部分组成它由下列部分组成基本基本时间时间Tb辅助辅助时间时间Ta布置布置工作工作场地场
72、地时间时间Tsw生理生理和和自然自然需要需要时间时间Tr准备准备与与终结终结时间时间Te*124单件时间的计算公式：单件时间的计算公式：式中式中TS-单件时间；单件时间；tB-基本时间；基本时间；tA-辅助时间；辅助时间；tC-布置工作地时间；布置工作地时间；tR-休息与生理需要时间休息与生理需要时间。单件工时定额的计算公式为：单件工时定额的计算公式为：式中式中TQ-单件工时定额；单件工时定额；tP-准备终结时间；准备终结时间；B-批量。批量。在大批量生产中，由于在大批量生产中，由于tP/B数值很小，常常忽略不记，此时有：数值很小，常常忽略不记，此时有：*125劳动生产率是一个综合技术经济指标
73、，它与产品劳动生产率是一个综合技术经济指标，它与产品设计、生产组织、生产管理和工艺设计都有密切设计、生产组织、生产管理和工艺设计都有密切关系。关系。提高机械加工生产率的工艺措施提高机械加工生产率的工艺措施缩短基本时间缩短基本时间提高切削用量提高切削用量减少或重合切削行程长度减少或重合切削行程长度采用多件加工采用多件加工*126缩短辅助时间缩短辅助时间采用先进高效的机床夹具采用先进高效的机床夹具采用多工位连续加工采用多工位连续加工采用主动测量或数字显示自动测量装置采用主动测量或数字显示自动测量装置采用两个相同夹具交替工作的方法采用两个相同夹具交替工作的方法缩短布置工作场地时间缩短布置工作场地时间
74、缩短准备与终结时间缩短准备与终结时间*127*128*129缩短布置工作地时间缩短布置工作地时间 主要是减少换刀时间和调刀时间。如采用自动换刀装置或主要是减少换刀时间和调刀时间。如采用自动换刀装置或快速换刀装置，使用不重磨刀具，采用样板或对刀块对刀，以快速换刀装置，使用不重磨刀具，采用样板或对刀块对刀，以及采用新型刀具材料以提高刀具耐用及采用新型刀具材料以提高刀具耐用缩短准备终结时间缩短准备终结时间 在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具可明显缩短准在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具可明显缩短准备终结时间。备终结时间。*130可变可变成本成本不变不变成本成本工艺过程的技术经济分析工艺过程的
75、技术经济分析生产成本和工艺成本生产成本和工艺成本制造一个零件或一件产品所必需的一切费用制造一个零件或一件产品所必需的一切费用的总和，称为该零件或产品的生产成本的总和，称为该零件或产品的生产成本只需分析、评价与工艺过程直接相关的只需分析、评价与工艺过程直接相关的生产费用，即所谓工艺成本生产费用，即所谓工艺成本不同工艺方案不同工艺方案的经济比较的经济比较*131工艺成本工艺成本生产一件产品或一个零件所需一切费用的总和称为生产成本。通常，生产一件产品或一个零件所需一切费用的总和称为生产成本。通常，在生产成本中大约有在生产成本中大约有60%75%的费用与工艺过程直接有关，这部分费用的费用与工艺过程直接
76、有关，这部分费用称为工艺成本，工艺成本可分为两部分：称为工艺成本，工艺成本可分为两部分：1）可变费用）可变费用可变费用是与年产量有关且与之成比例的费用，记为可变费用是与年产量有关且与之成比例的费用，记为CV。它包括材料费。它包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费，机床使用费CVE，普通机床折旧费，普通机床折旧费CVD，刀具费，刀具费CVC，通用夹具折旧费，通用夹具折旧费CVF等。即等。即：2）不变费用）不变费用不变费用是与年产量的变化没有直接关系的费用，记为不变费用是与年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。它包括调整工人的工资及工资附加费。它
77、包括调整工人的工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费，专用机床折旧费CSD，专，专用夹具折旧费用夹具折旧费CSF等。即：等。即：*132零件全年工艺成本为：零件全年工艺成本为：式中式中 N-零件年产量。零件单件工艺成本为零件年产量。零件单件工艺成本为：*133装配的概念装配的概念 按规定的技术要求，将零件、组件按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和联接，使之成为和部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配半成品或成品的工艺过程称为装配把零件、组件装配成部件把零件、组件装配成部件的过程称为部装的过程称为部装把零件、组件和部件装配成产品把零件、组件和部件装配成产品的过程称为
78、总装的过程称为总装装配工作装配工作 清洗清洗联接联接平衡平衡目的是去除零件表面或部件中目的是去除零件表面或部件中的油污及机械杂质的油污及机械杂质将两个以上的零件结合在一起将两个以上的零件结合在一起对有关旋转零件进行平衡对有关旋转零件进行平衡校正、校正、调整与调整与配作配作验收验收试验试验校正就是在装配过程中通过找正、校正就是在装配过程中通过找正、找平及相应的调整工作来确定相找平及相应的调整工作来确定相关零件的相互位置关系；关零件的相互位置关系；根据其质量验收标准进行根据其质量验收标准进行调整就是调节相关零件的相互位置调整就是调节相关零件的相互位置配作是指在装配过程中的配钻、配作是指在装配过程中
79、的配钻、配铰、配刮、配磨等配铰、配刮、配磨等机器装配精度机器装配精度 装配精度的内容装配精度的内容尺寸尺寸尺寸尺寸精度精度精度精度位置位置位置位置精度精度精度精度运动运动运动运动精度精度精度精度接触接触接触接触精度精度精度精度装配精度与零件精度的关系装配精度与零件精度的关系机器的质量是通过装配质量最终机器的质量是通过装配质量最终得以保证的，装配工艺方法对保得以保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用证机器的质量有着很重要的作用 如果装配不当，即使零件的加工质量如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现不合格产品再高，仍可能出现不合格产品 相反，即使零件的加工质量不是很高，相反
80、，即使零件的加工质量不是很高，但在装配时采用了合适的工艺方法，依但在装配时采用了合适的工艺方法，依然可能使产品达到规定的精度要求然可能使产品达到规定的精度要求 影响装配精度的因素影响装配精度的因素零件的加工精度零件的加工精度零件之间的配合要求和接触质量零件之间的配合要求和接触质量零件的变形零件的变形旋转零件的不平衡旋转零件的不平衡工人的装配技术工人的装配技术装配的类型装配的类型 流水流水线装线装配线配线自动自动装配装配线线变节变节奏流奏流水装水装配配固定固定流水流水装配装配固定固定装配装配装配的组织形式参见表装配的组织形式参见表2-10保证保证装配装配精度精度的的工艺工艺方法方法互换法互换法完
81、全互换法完全互换法装配时各配合零件可不经挑装配时各配合零件可不经挑选、修配及调整，即可达到选、修配及调整，即可达到规定的装配精度的装配方法规定的装配精度的装配方法其装配尺寸链采用其装配尺寸链采用极值法极值法解算解算部分互换法部分互换法绝大多数产品装配时各组成环绝大多数产品装配时各组成环可不需挑选、修配及调整，装可不需挑选、修配及调整，装配后即能达到装配精度的要求，配后即能达到装配精度的要求，但可能会有少数产品成为不能但可能会有少数产品成为不能达到装配精度而需要采取修配达到装配精度而需要采取修配措施甚至可能成为废品措施甚至可能成为废品其装配尺寸其装配尺寸链采用链采用概率概率法法解算解算选配法选配
82、法直接选配法直接选配法装配时，由工人直接从许多待装配装配时，由工人直接从许多待装配的零件中选择合适的零件进行装配的零件中选择合适的零件进行装配将尺寸链中组成环的公差放将尺寸链中组成环的公差放大到经济加工精度，按此精大到经济加工精度，按此精度对各零部件进行加工，然度对各零部件进行加工，然后再选择合适零件进行装配后再选择合适零件进行装配分组选配法分组选配法当封闭环精度要求很高时，先使零件当封闭环精度要求很高时，先使零件按经济加工精度进行加工，然后再按按经济加工精度进行加工，然后再按实际测量的尺寸将零件分为若干组，实际测量的尺寸将零件分为若干组，装配时选择对应组内零件进行装配装配时选择对应组内零件进
83、行装配复合选配法复合选配法分组选配法和直接选配法的复合形式分组选配法和直接选配法的复合形式修配法修配法将尺寸链中各组成环均按经济精度加工，将尺寸链中各组成环均按经济精度加工，装配时去除某一预先确定好的组成环上的装配时去除某一预先确定好的组成环上的材料，改变其尺寸，从而保证装配精度材料，改变其尺寸，从而保证装配精度被修配的零件称为修配环，又称补偿环被修配的零件称为修配环，又称补偿环其解算装配尺寸的方法采用极值法其解算装配尺寸的方法采用极值法分为单件修配法、合并加工分为单件修配法、合并加工修配法和自身加工修配法修配法和自身加工修配法调整法调整法在装配时通过改变产品中可调零件在装配时通过改变产品中可
84、调零件的位置或更换尺寸合适的可调零件的位置或更换尺寸合适的可调零件来保证装配精度的方法来保证装配精度的方法与修配法的实质相同与修配法的实质相同分为可动调整法、固定调整法分为可动调整法、固定调整法和误差抵消法三种和误差抵消法三种装配装配尺寸链尺寸链装配尺寸链的装配尺寸链的基本概念及其特征基本概念及其特征机器装配过程中，由相关零件的尺寸或相互机器装配过程中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链装配尺寸链的特点装配尺寸链的特点封闭环是装配时封闭环是装配时要保证的装配精要保证的装配精度或技术要求度或技术要求各组成环分别属于各组成环分别属于不
85、同的零件或部件不同的零件或部件装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立应先查明并建立装配尺寸链；然后作出应先查明并建立装配尺寸链；然后作出尺寸链图；最后再进行相应的计算并确尺寸链图；最后再进行相应的计算并确定保证装配精度的工艺方法定保证装配精度的工艺方法封闭环的公差为各组成环公差之和封闭环的公差为各组成环公差之和组成环数等于相关零件数，即一件一环组成环数等于相关零件数，即一件一环在建立装配尺寸链时，在建立装配尺寸链时，组成环的数目组成环的数目应该越少越好，这就是最短路线原则应该越少越好，这就是最短路线原则一件一环原则一件一环原则（b错）错）最短路线原则最短路线原则装配尺寸链的计算装配尺寸链的计算极值法
86、极值法与解算与解算工艺尺寸链工艺尺寸链的的计算公式相同计算公式相同概率法概率法生产实践表明，在正常生产条件生产实践表明，在正常生产条件下加工出的一批零件中，绝大多下加工出的一批零件中，绝大多数零件的尺寸都出现在其平均尺数零件的尺寸都出现在其平均尺寸左右，只有极少数零件的尺寸寸左右，只有极少数零件的尺寸出现在其极限尺寸附近，因此在出现在其极限尺寸附近，因此在解算成批、大量生产的多环尺寸解算成批、大量生产的多环尺寸链时，应用概率法更为合理链时，应用概率法更为合理概率法的基本计算公式为概率法的基本计算公式为概率法可将组成环的平均公差相对于极概率法可将组成环的平均公差相对于极值法扩大值法扩大 倍，而且
87、组成环倍，而且组成环环数越多，平均公差增大的也越多，从而环数越多，平均公差增大的也越多，从而使零件加工更容易，成本更低使零件加工更容易，成本更低为了计算简便，在实际计算时常将各环改写为了计算简便，在实际计算时常将各环改写成成平均尺寸平均尺寸，公差按双向等偏差标注，计算，公差按双向等偏差标注，计算完毕，再按完毕，再按“入体原则入体原则”标注标注装配工艺规程的制订装配工艺规程的制订机械制造基础机械制造基础第第9章章用文件的形式将装配内容、顺序、操用文件的形式将装配内容、顺序、操作方法和检验项目等规定下来，作为作方法和检验项目等规定下来，作为指导装配工作和组织装配生产的依据指导装配工作和组织装配生产
88、的依据的技术文件，称为装配工艺规程的技术文件，称为装配工艺规程它对于保证装配质量、提高装配生它对于保证装配质量、提高装配生产效率、减轻工人劳动强度以及降产效率、减轻工人劳动强度以及降低生产成本等都有重要的作用低生产成本等都有重要的作用制订装配工艺的制订装配工艺的基本原则及原始资料基本原则及原始资料制定装配工艺的基本原则制定装配工艺的基本原则保证产品的装配质量，保证产品的装配质量，力求提高质量以延长力求提高质量以延长产品的使用寿命产品的使用寿命合理安排装配顺序，尽量合理安排装配顺序，尽量减少钳工装配工作量，缩减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高效率短装配周期，提高效率尽量减少装配占地面积，提高
89、单位尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率，力求降低装配成本面积的生产率，力求降低装配成本制定装配工艺的原始资料制定装配工艺的原始资料产品的总装图和部件装配图，必要时产品的总装图和部件装配图，必要时还应有重要零件的零件图还应有重要零件的零件图产品的验收技术标准。它规定了产品产品的验收技术标准。它规定了产品性能的检验、试验的方法和内容性能的检验、试验的方法和内容产品的生产纲领，它决定装配生产类型产品的生产纲领，它决定装配生产类型现有生产条件，包括本厂现有的装配工艺设备、现有生产条件，包括本厂现有的装配工艺设备、工人技术水平、装配车间面积等各方面的情况工人技术水平、装配车间面积等各方面的情况装
90、配工艺规程的内容和步骤装配工艺规程的内容和步骤装配工艺规程的内容装配工艺规程的内容分析产品总装图，分析产品总装图，划分装配单元，划分装配单元，确定各零、部件确定各零、部件的装配顺序及装的装配顺序及装配方法配方法确定各工序的装配技术要确定各工序的装配技术要求、检验方法和检验工具求、检验方法和检验工具确定各工序的确定各工序的装配技术要求、装配技术要求、检验方法和检检验方法和检验工具验工具确定装配时确定装配时零、部件的零、部件的运输方法及运输方法及工具工具确定装确定装配的时配的时间定额间定额制定装配工艺规程的步骤制定装配工艺规程的步骤分析产品的原始资料分析产品的原始资料确定装配方法的组织形式确定装配方法的组织形式划分装配单元划分装配单元确定装配顺序确定装配顺序划分装配工序划分装配工序编制装配工艺文件编制装配工艺文件制定产品检测与试验规范制定产品检测与试验规范确定工序集中确定工序集中与分散程度与分散程度划分装配工序，划分装配工序，确定各工序内容确定各工序内容确定各工序所用设备、工具确定各工序所用设备、工具制定各工序装配操作规范制定各工序装配操作规范制定各工序装配质制定各工序装配质量要求与检验方法量要求与检验方法确定工序时间定额确定工序时间定额装配工艺过程卡装配工艺过程卡装配工序卡装配工序卡*162
