機(jī)械加工工藝規(guī)程

1、第7章 機(jī)械加工工藝規(guī)程 Process Engineering 第1節(jié) 基本概念與術(shù)語(yǔ)一、生產(chǎn)過(guò)程與工藝過(guò)程1. 生產(chǎn)過(guò)程我們通常所講的生產(chǎn)過(guò)程是將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪M(jìn)行的全部過(guò)程。任何一種機(jī)械都是由零件、組件、部件裝配而成， 其制造是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。對(duì)一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)， 要滿足與適應(yīng)市場(chǎng)的需求， 其設(shè)計(jì)與制造應(yīng)分為以下幾個(gè)階段， 如圖7-1所示： 總體設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì)決定功能選擇材料 決定結(jié)構(gòu)與尺寸制定技術(shù)條件繪出樣圖 與尺寸 決定結(jié)構(gòu) 與尺寸 制定技術(shù) 條件 繪出樣圖零部件設(shè)計(jì) 決定功能 選擇材料 決定結(jié)構(gòu) 與尺寸 制定技術(shù) 條件 繪出樣圖零部件設(shè)計(jì) 決定功能 選擇材料 決定結(jié)構(gòu)

2、與尺寸 制定技術(shù) 條件 繪出樣圖零部件設(shè)計(jì) 決定功能 選擇材料 決定結(jié)構(gòu) 與尺寸 制定技術(shù) 條件 繪出樣圖總體設(shè)計(jì)零部件設(shè)計(jì) 決定功能 選擇材料 決定結(jié)構(gòu) 與尺寸 制定技術(shù) 條件 繪出樣圖決定生產(chǎn)方案制定工藝規(guī)程及工藝卡設(shè)計(jì)并制造工 藝裝備鑄件鍛件沖壓件焊接件棒料非金屬材料毛坯粗加工精加工半精加工熱處理及表面處理 外購(gòu)件外協(xié)件標(biāo)準(zhǔn)件組件裝配部件裝配總裝配調(diào) 試 檢 測(cè)技術(shù)與生產(chǎn)管理（包括檢測(cè)）依具體要求貫穿全過(guò)程產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝準(zhǔn)備 毛坯制造 機(jī)械加工 裝配調(diào)試涂裝出廠圖7-1 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程2. 工藝過(guò)程圖7-5 齒輪工藝過(guò)程-加工對(duì)象性能的變化，包括幾何形狀、硬度、狀態(tài)、信息量等等。如鍛

3、壓、鑄造、機(jī)械加工、沖壓、焊接、熱處理、表面處理、裝配和試車等。所以，具體地說(shuō)，工藝過(guò)程是與改變?cè)牧匣虬氤善肥怪c成為成品直接有關(guān)的全部過(guò)程。二、工藝過(guò)程的組成機(jī)械加工工藝過(guò)程是由一系列工序組成的，毛坯依次通過(guò)這些工序而變?yōu)槌善贰９ば蚴枪に囘^(guò)程的基本組成部分。1 工序 在一個(gè)工作地點(diǎn)上、對(duì)一個(gè)工件(或組工件)進(jìn)行加工所進(jìn)行的連續(xù)工作過(guò)程，叫工序。如圖75所示的齒輪，加工數(shù)量較少時(shí)，可按表7-1分工序，而加工數(shù)量較多時(shí)，工序劃分如表72所示。 工序的劃分依靠?jī)蓚€(gè)基本要素：一是工序中的工人、工件和所用的機(jī)床或工作地點(diǎn)是否改變，；二是加工過(guò)程是否連續(xù)完成。 比如，即使粗加工和精加工都是在同一機(jī)床上

4、進(jìn)行，如果中間插入其它處理，失去了工序的連續(xù)性，則應(yīng)把這兩次加工分成兩道工序。表7-1 齒輪的單件小批生產(chǎn)加工工序工序號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備10粗車大端面、大外圓，鉆孔；調(diào)頭，粗車小端面、小外圓、臺(tái)階端面，精車小端面、小外圓、臺(tái)階端面，倒角，調(diào)頭精車大端面、大外圓，精鏜孔， 倒角車 床20磨小端面磨 床30滾齒滾齒機(jī)40插鍵槽插 床50檢驗(yàn)檢驗(yàn)臺(tái)表7-2 齒輪的大批生產(chǎn)加工工序工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè) 備10粗車大端面、大外圓，鉆孔； 內(nèi)倒角車床120粗車小端面、小外圓、臺(tái)階端面，內(nèi)倒角車床230拉孔 拉 床40精車小端面、小外圓、臺(tái)階端面，外倒角車床350精車大端面、大外圓，鉆孔； 內(nèi)倒角車床460

5、滾齒滾齒機(jī)70拉鍵槽拉 床90檢驗(yàn)檢驗(yàn)臺(tái)圖7-6 復(fù)合工步2工步 工序可細(xì)分為多個(gè)工步。當(dāng)加工表面不變，切削刀具不變，切削用量中的切削速度和進(jìn)給量不變的情況下所完成的那一部分工藝過(guò)程稱為工步。 車削圖75所示齒輪零件的加工，在大批量加工時(shí)， 工序10包括下列4個(gè)工步：粗車大端面、粗車大外圓，鉆孔；倒角。 為了簡(jiǎn)化工藝文件， 對(duì)于在一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步，?？煽礊橐粋€(gè)工步(稱為合并工步)。如用一把鉆頭連續(xù)鉆削幾個(gè)相同尺寸的孔。就認(rèn)為是個(gè)工步，而不看成是幾個(gè)工步。 為了提高生產(chǎn)效率， 用幾把不同的刀具或復(fù)合刀具同時(shí)加工個(gè)工件上的幾個(gè)表面， 如圖76所示，也看成是一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。

6、圖77 以棒料加工階梯軸3.走刀在一個(gè)工步中， 用同一刀具、同一切削用量，對(duì)同一表面進(jìn)行多次切削時(shí)，相對(duì)被加工表面移動(dòng)一次，切去一層金屬的過(guò)程，稱為走刀， 如圖77所示。一個(gè)工步可包括一次或幾次走刀。4.安裝工件在機(jī)床或夾具中定位并夾緊的過(guò)程稱為安裝。在一個(gè)工序內(nèi)，工件的加工可能只需安裝一次也可能需要安裝幾次。如表71中的工序40中，一次安裝即可拉出鍵槽。 而工序10中， 車削全部外圓表面至少需安裝二次。工件加工中應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)，因?yàn)槎嘁淮伟惭b就多一次安裝誤差，且增加安裝工件的輔助時(shí)間。圖78 多工位加工 5工位為了減少工件的安裝次數(shù)，在加工中常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)夾具及多軸

7、機(jī)床。工件在一 次安裝中，在機(jī)床上所占有的每一個(gè)位置上所完成的那一部分工作稱為工位。如圖78所示為利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，在一次安裝中順次完成裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔等四工位加工實(shí)例。采用多工位加工可以減少工件安裝次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率，有利于保證加工精度。四、生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及其工藝特征1 生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。計(jì)劃期通常為1年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也稱產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品及廢品的數(shù)量，一般按下式計(jì)算： 式中 零件年產(chǎn)量，單位為件年； 產(chǎn)品的年產(chǎn)量單位為臺(tái)年； n每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量，單位為件臺(tái)； 備品的百分率（）；一廢品的百分

8、率（）；備品率的多少要根據(jù)用戶和修理單位的需要考慮。一般由調(diào)查及經(jīng)驗(yàn)確定。零件平均廢品則根據(jù)各企業(yè)的生產(chǎn)條件與技術(shù)的不同而不同。生產(chǎn)條件穩(wěn)定，產(chǎn)品定型，如汽車、機(jī)床等產(chǎn)品生產(chǎn)廢品率一般為o5一1；當(dāng)生產(chǎn)條件不穩(wěn)定，新產(chǎn)品試制，廢品率可高達(dá)50。2 生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定了工廠的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)方式。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)、產(chǎn)品的復(fù)雜程度和質(zhì)量的大小， 其生產(chǎn)方式可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)（根據(jù)批量的大小又可分為大批、中批與小批生產(chǎn)）和單件生產(chǎn)三種類型。 1）單件生產(chǎn) 單件生產(chǎn)的基本持點(diǎn)是生產(chǎn)的產(chǎn)品品種繁多，每種產(chǎn)品僅制造一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)少再重復(fù)生產(chǎn)。例如，船用大型

9、柴油機(jī)、大型汽輪機(jī)、重型機(jī)械產(chǎn)品制造及新產(chǎn)品試制等，都屬于單件生產(chǎn)類型。 2成批生產(chǎn) 一年中分批輪流地制造幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地的加工對(duì)象周期性地重復(fù)， 例如，機(jī)床、機(jī)車、電機(jī)和紡織機(jī)械的制造常同成批生產(chǎn)。 同一產(chǎn)品(或零件)每批投入生產(chǎn)的數(shù)量稱為批量。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(jì)算確定。一年的生產(chǎn)批數(shù)根據(jù)用戶的需要、零件的特征、流動(dòng)資金的周轉(zhuǎn)、倉(cāng)庫(kù)容量等具體情況確定。 3大量生產(chǎn) 產(chǎn)品的數(shù)量很大，大多數(shù)工作地按照一定的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行某種零件的某道工序的重復(fù)加工。例如，汽車、拖拉機(jī)、自行車、縫紉機(jī)和手表的制造均采用大量生產(chǎn)方式。 表7-3 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)

10、的關(guān)系表7-4 各種生產(chǎn)類型工藝過(guò)程的特點(diǎn)特點(diǎn)單件、小批生產(chǎn)成批生產(chǎn)大批、大量生產(chǎn)加工對(duì)象經(jīng)常換， 不固定周期性更換固定不變零件互換性配對(duì)制造， 無(wú)互換性， 廣泛用于鉗工修配。普遍具有互換性，一般不用試配全部互換， 某些高精度配合件采用分組裝配、配研或配磨毛坯制造與加工余量木模手工造型或自由鍛造， 毛坯精度低， 加工余量大部分用金屬?；蚰ｅ?， 毛坯精度及加工余量中等廣泛采用金屬模機(jī)器造型、精密鑄造、模鍛或其它高效成型方法， 毛坯精度高及加工余量較小機(jī)床設(shè)備及布置通用設(shè)備， 極少用數(shù)控機(jī)床， 按機(jī)群布置通用機(jī)床及部分高效專用機(jī)床和數(shù)控機(jī)床等， 按零件類別分工段布置廣泛采用高效專用機(jī)床信自動(dòng)機(jī)床，

11、 按流水線排列或采用自動(dòng)線夾具與安裝多用通用夾具， 極少用專用夾具，通常用劃線找正廣泛使用專用夾具，部分用劃線找正， 廣泛使用高效能的專用夾具尺寸獲得方法試切法調(diào)整法調(diào)整法及自動(dòng)化刀具與量具多用通用刀具與萬(wàn)能量具較多采用專用夾具與量具廣泛使用高效能的專用刀具與量具對(duì)工人的技術(shù)要求熟練中等熟練對(duì)操作工人一般要求， 調(diào)整工人技術(shù)要求較高工藝規(guī)程有簡(jiǎn)單的工藝路線卡有工藝規(guī)程，對(duì)關(guān)鍵工序有詳細(xì)的工藝規(guī)程有詳細(xì)的工藝規(guī)程生產(chǎn)率低中高成本高中低第2節(jié). 工件的定位與夾緊 Location and Fixture 一 工件的安裝與基準(zhǔn)1.工件的安裝定位-使工件相對(duì)與機(jī)床、刀具占據(jù)一個(gè)正確位置的過(guò)程。夾緊-使

12、工件在加工過(guò)程中保持所占據(jù)的確定位置不變的過(guò)程。安裝-定位與夾緊總稱為工件的安裝，常稱為工件的裝夾。 1) 直接找正安裝 直接找正安裝是用劃針或百分表等直接在機(jī)床上找正工件的位置。圖79 所示是用四爪單動(dòng)卡盤裝夾套筒，先用百分表按工件外圓A進(jìn)行找正后，再夾緊工件進(jìn)行外圓面B的車削，以保證套筒的A、B圓柱面的同軸度。 使用工具為劃線盤時(shí)，定位精度在0.10.5mm；找正工具為千分表時(shí)，定位精度在0.010.005mm。這種安裝方式的特點(diǎn)是：生產(chǎn)率低，適用于單件、小批量生產(chǎn)，形狀簡(jiǎn)單的零件，對(duì)工人技術(shù)水平要求高。圖7-9圖7-102) 按劃線找正裝夾 劃線找正裝夾是用劃針根據(jù)毛壞或半成品上所劃的線

13、為基準(zhǔn)，找正它在機(jī)床上正確位置的一種裝夾方法。 如圖710所示的車床床身毛坯，為保證床身各加工面和非加工面的尺寸及各加工面的余量，先在鉗工臺(tái)上劃好線，然后在龍門刨床工作臺(tái)上用千斤頂頂起床身毛坯，用劃針按線找正并夾緊，再對(duì)床身底平面進(jìn)行粗刨。由于劃線既費(fèi)時(shí)，又需技術(shù)水平高的劃線工， 劃線找正的定位精度也不高，所以劃線找正裝夾只用于批量不大、形狀復(fù)雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而無(wú)法采用夾具裝夾的工件。3) 采用專用夾具裝夾 夾具的定位夾緊元件能使工件迅速獲得正確位置，便使其固定在夾具和機(jī)床上。 因此，工件定位方便，定位精度高而且穩(wěn)定裝夾效率也高。當(dāng)以精基準(zhǔn)定位時(shí)，工件的定位精度一般可達(dá)0.

14、01mm。所以，用專用夾具裝夾工件廣泛用于中、大批和大量生產(chǎn)。圖711 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)分析2基準(zhǔn)及其分類 基準(zhǔn)就是“依據(jù)”的意思。在零件工作圖或?qū)嶋H零件上，總要依據(jù)一些指定的點(diǎn)、線、面，來(lái)確定另一些點(diǎn)、線、面的位置。這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)。按基準(zhǔn)的作用不同，常把基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和制造基準(zhǔn)兩大類。1)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在設(shè)計(jì)零件圖樣時(shí)， 用以確定其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。即零件圖紙上標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)， 或中心線、對(duì)稱線、圓心等。如圖711所示的柴油機(jī)機(jī)身零件，平面N和孔I的位置是根據(jù)平面M決定的，平面M是平面N和孔I的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。孔、的位置是根據(jù)孔I的中心線決定的，所以， 孔I的中心線是孔、

15、的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 圖7-12 齒輪加工2)工藝基準(zhǔn)在制造過(guò)程（包括、度量、裝配）中采用的各種基準(zhǔn)總稱工藝基準(zhǔn)， 也稱制造基準(zhǔn)。 1)工序基準(zhǔn) 工序尺寸的起點(diǎn)稱為工序基準(zhǔn)。也稱為原始基準(zhǔn)， 是在工序簡(jiǎn)圖上用來(lái)確定本工序加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。 圖713 軸套圓跳動(dòng)檢驗(yàn)如圖712a所示加工齒輪毛坯和端面E及F的工序中， B 面及軸線O-O是E及F的工序基準(zhǔn)，尺寸a及F 是工序尺寸。 在圖 7-12b中， 對(duì)于齒輪端面D及外圓C來(lái)說(shuō)， E面軸線O-O是D及C的工序基準(zhǔn)， 而尺寸b及C是工序尺寸。 工序基準(zhǔn)與工序尺寸可用于工藝過(guò)程的任一工序中。2) 定位基準(zhǔn) 定位基準(zhǔn)是工件在夾具或機(jī)床上定

16、位時(shí)， 用以確定工件在工序尺寸方向上相對(duì)于刀具的正確位置的基準(zhǔn)。如圖712a所示， 加工齒輪的端面E及內(nèi)孔F時(shí)，以毛坯外圓面A 及端面B確定工件在夾具上的位置， 所以A、B面即為此工序的定位基準(zhǔn)。 而在圖7-12b中， 加工外圓C及及端面D時(shí)， 則以已加工的內(nèi)孔F及端面E確定工件的位置，則內(nèi)孔F及端面E即為此工序的定位基準(zhǔn)。所以， 對(duì)不同的工序尺寸，其定位基準(zhǔn)的表面也不同。 3) 度量基準(zhǔn) 用于檢驗(yàn)已加工表面的尺寸及各表面之間位置精度的基準(zhǔn)，稱為度量基準(zhǔn)。如圖7-13所示，利用錐度心軸檢驗(yàn)齒輪外圓和兩個(gè)端面相對(duì)孔軸線的圓跳動(dòng)時(shí)，孔的軸線即為度量基準(zhǔn)。圖7-14 軸套的裝配基準(zhǔn) 4)裝配基準(zhǔn) 在

17、機(jī)器裝配中， 用于確定零件或部件在機(jī)器中正確位置的基準(zhǔn)。例如圖714所示軸套，其孔以一定的配合精度安裝在軸上決定其徑向位置，并以端面A緊貼軸肩決定其軸向位置，軸套孔的軸線和該端面即為裝配基準(zhǔn)。 必須指出，作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)或線，總是以具體表面來(lái)體現(xiàn)的，這種表面就稱為基面。例如圖714 所示軸套孔的軸線并不具體存在，而是由孔的表面來(lái)體現(xiàn)的，因而孔是該零件的定位基面。二、工件在夾具中的定位1.工件定位的基本原理圖715（1）六點(diǎn)定位原理：把工件看作空間直角坐標(biāo)系中的一個(gè)剛體， 則其在空間有六個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)， 即沿x、y、z軸的移動(dòng) (分別用X、Y、Z表示)，和繞這三個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng) (分別用x、y、z表示)，

18、如圖7-15 所示。通常將這六個(gè)運(yùn)動(dòng)稱為六個(gè)自由度。 要使工件在某方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度，當(dāng)工件的六個(gè)自由度均被限制后，工件在空間的位置就唯一地被確定下來(lái)。此稱為六點(diǎn)定位原理。圖7-17 盤類工件的定位125364圖716 長(zhǎng)方體工件的定位例如， 對(duì)一長(zhǎng)方體工件進(jìn)行定位， 可在其底面布置三個(gè)不共線的約束點(diǎn)1、2、3（圖7-16 ）， 在側(cè)面布置兩個(gè)約束點(diǎn)4、5， 在端面布置一個(gè)約束點(diǎn)6。這樣， 1、2、3 就限制了x、y、Z三個(gè)自由度；約束點(diǎn)4、5可以限制Y、z兩個(gè)自由度；約束點(diǎn)6則限制了一個(gè)自由度X。 可見，六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)， 就可以限制六個(gè)自由度， 使工件在空

19、間的位置完全確定， 這就是六點(diǎn)定位原理。六點(diǎn)定位也適用于其他形狀的工件，只是定位支承點(diǎn)的分布方式有所不同。如圖717 圓盤幾何體的定位， 圓盤的端面為主要定位基準(zhǔn)，由定位支承點(diǎn)1、2、3限制了工件Z、x、y三個(gè)自由度， 定位銷的定位支承點(diǎn)5、6限制了工件的兩個(gè)自由度X、Y； 防轉(zhuǎn)支承點(diǎn)4限制了工件的一個(gè)自由度z。（2）定位元件AB圖718用于定位元器件稱為定位元件；如圖718所示軸類零件六點(diǎn)定位情況。長(zhǎng)V形塊為一個(gè)定位元件，限制了工件的X、Z、x、z四個(gè)自由度；定位支承釘3限制了工件的Y自由度；銷6限制工件繞Y軸回轉(zhuǎn)方向的自由度y， 共限制六個(gè)自由度。2、限制工件自由度與加工技術(shù)要求的關(guān)系 完

20、全定位-工件的六個(gè)自由度全部限制。如圖7-18所示的定位。不完全定位-工件的六個(gè)自由度有一個(gè)或幾個(gè)沒(méi)有被限制，段并不影響工件的加工質(zhì)量。圖7-20圖719 限制工件自由度分析如圖719所示在小軸上銑通槽。由于槽有深度與寬度要求， 所以應(yīng)限制自由度Z及X兩個(gè)自由度。同時(shí)，應(yīng)保證槽兩側(cè)面的中心平面對(duì)軸線的重合，及側(cè)面與底面對(duì)軸線的平行度要求，則應(yīng)限制x、z兩個(gè)自由度。而加工的為通槽，對(duì)槽的長(zhǎng)度沒(méi)有要求，即在Y軸方向的移動(dòng)沒(méi)有要求，所以Y可以不限制， 又因?yàn)榧庸さ氖禽S， 且在其圓周周向并沒(méi)有相對(duì)角度與位置要求， 所以y也不必限制。因此，歸納起來(lái)，在小軸上加工通槽時(shí)，應(yīng)限制Z、X、x、z四個(gè)自由度，屬

21、于不完全定位（類似的如圖7-20）。若將工件加工改為加工不通槽，且周向有兩個(gè)鍵槽， （如圖7-18所示）則Y、y都應(yīng)被限制， 即應(yīng)限制六個(gè)自由度，為完全定位。3 過(guò)定位與欠定位 1) 欠定位 圖721欠定位是一種定位不足而影響加工質(zhì)量的現(xiàn)象。 所謂欠定位，是指工件實(shí)際定位所限制的自由度數(shù)目，少于按其加工要求所必須限制的自由度數(shù)目。如圖721 所示在工件上銑不通槽，工件沿X方向的自由度沒(méi)有被限制，故加工出來(lái)的鍵槽在沿x方向的長(zhǎng)度尺寸l不能保證一致?？梢?， 欠定位不能保證工件的加工技術(shù)要求，欠定位是不允許出現(xiàn)的。 2) 過(guò)定位 兩個(gè)或兩個(gè)以上的定位支承點(diǎn)同時(shí)限制工件的同一個(gè)自由度的定位形式稱為過(guò)定

22、位， 也常稱為超定位或重復(fù)定位，如圖722所示的定位形式，由于心軸限制了工件的Y、Z、y、z四個(gè)自由度，大支承板限制了工件y、z、X 自由度， 工件以上述這種過(guò)定位形式定位時(shí)， 由于工件和定位元件都存在有誤差，工件的幾個(gè)定位基準(zhǔn)面可能與幾個(gè)定位元件不能同時(shí)很好地接觸，夾緊后工件和定位元件將產(chǎn)生變形，甚至損壞。例如當(dāng)圖 722 中工件內(nèi)孔與端面垂直度誤差較大且內(nèi)孔與心軸配合間隙很小時(shí)， 工件端面與大定位支承板只有極少部分接觸，夾緊后，工件和心軸將會(huì)產(chǎn)生變形，影響加工精度。過(guò)定位嚴(yán)重時(shí)，還可能使工件無(wú)法進(jìn)行裝卸。因此，一般情況下、應(yīng)盡量避免采用過(guò)定位形式。 圖722b、c 所示是通過(guò)改變定位元件的

23、結(jié)構(gòu)形狀而避免了過(guò)定位的示例。圖722b采用定位銷(圓柱銷)，僅限制工件兩個(gè)自由度Y、Z，而沒(méi)有像心軸那樣限制工件Y、Z、y、z四個(gè)自由度，大支承板限制工件y、z、X三個(gè)自由度，共限制工件五個(gè)自由度，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)定位。圖722c采用心軸和小支承面定位。心軸限制工件Y、Z、y、z四個(gè)自由度，小支承面限制工件X自由度，共限制工件五個(gè)自由度，也沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)定位。一般情況下，當(dāng)加工表面與工件的大端面有較高的位置精度要求時(shí)，可采用圖722b所示的定位方案；當(dāng)加工表面與工件內(nèi)孔有較高的位置精度要求時(shí)，則應(yīng)采用722c所示的定位方案。YYY圖7-22 三、 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)又有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。 用毛

24、坯表面（即未經(jīng)加工表面）作為定位基準(zhǔn)的稱為粗基準(zhǔn)，而用已加工面作為定位基準(zhǔn)的則稱為精基準(zhǔn)。(1) 粗基準(zhǔn)的選擇圖7231）保證加工表面加工余量合理分配為保證重要表面的加工余量小而均勻；應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。如圖7-23 所示，為保證導(dǎo)軌面有均勻的組織和一致耐磨性， 應(yīng)使其加工余量均勻。 因此選擇導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)加工床腿底面，然后再以底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣選擇的另一個(gè)特點(diǎn)是可使加工量最小， 最經(jīng)濟(jì)， 成本最低。當(dāng)工件上有多個(gè)重要加工面要求保證余量均勻時(shí)， 則需選余量要求最嚴(yán)的面為粗基準(zhǔn)。圖724 最小余量表面作為粗基準(zhǔn) 為保證各個(gè)加工面具有足夠的加余量， 應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗加工基準(zhǔn)

25、。如圖724所示，自由鍛件毛坯大外圓M的余量小，小外圓N余量大，且N、M軸線的偏差較大。若以M為粗基準(zhǔn)車削外圓N， 則在調(diào)頭車削外圓M時(shí)，可使其得到足夠而均勻的余量。反之，若以N 為粗基準(zhǔn)，則外圓M可能因余量過(guò)小無(wú)法滿足加工要求而致使工件報(bào)廢。2）保證相互位置要求如加工表面與非加工表面有位置要求，則應(yīng)以此非加工面作粗基準(zhǔn)，這樣可使加工表面與不加工表面之間的位置誤差最小， 有時(shí)還可能在一次裝夾中加工出更多的表面。如圖725圖725 所示鑄鐵件，用不需要加工的小外圓A作粗基準(zhǔn)，不僅能保證90H7孔壁厚薄均勻，而且能在一次裝夾中車削出除小端面以外的全部加工表面，使160Js6孔與90H7孔同軸，大端

26、面、內(nèi)臺(tái)階端面與孔的軸線垂直。當(dāng)工件上有多個(gè)不加面與加工面之間有位置要求時(shí)， 則應(yīng)以其中要求較高的不加工面為粗基準(zhǔn)。3）方便工件裝夾與定位可靠圖726 加工箱體孔選用的精基準(zhǔn)為保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠， 粗基準(zhǔn)表面應(yīng)盡量平整光潔，有足夠大的面積， 避開飛邊、澆道、冒口等缺陷。4）粗基準(zhǔn)不重復(fù)使用粗基準(zhǔn)一般只在第一道工序中使用，以后應(yīng)盡量避免重復(fù)使用。因?yàn)樽鳛榇只鶞?zhǔn)的表面粗糙而不規(guī)則，多次使用易導(dǎo)致較大的定位誤差， 無(wú)法保證各加工表面之間的位置精度。(2)精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循如下原則， 基準(zhǔn)重合”原則。為避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差， 應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。如果加工

27、的是最終工序， 所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合， 如加工為中間工序， 則應(yīng)盡量采用工序基準(zhǔn)。圖727b)如圖726所示箱體件，最終鏜孔時(shí)應(yīng)以底面為定位基準(zhǔn)，因底面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 從而直接保證尺寸，以及孔軸線對(duì)底面的平行度。 如果設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合， 則會(huì)影響定位精度， 從而影響加工精度。如圖727所示，當(dāng)工件表面間尺寸按圖727a標(biāo)注時(shí)，如果選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A為定位基準(zhǔn)，并按調(diào)整法加工表面B和表面c，對(duì)于B面來(lái)說(shuō)，是符合“基準(zhǔn)重合”原則的，而對(duì)于c面來(lái)說(shuō)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合， 這樣尺寸c要通過(guò)尺寸a間接得到。 由于加工中存在的種種原因，對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)，尺寸a相對(duì)定位基準(zhǔn)A會(huì)產(chǎn)生一定的加

28、工誤差a，由于尺寸c是以B為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)的， 此時(shí)，對(duì)一批工件來(lái)說(shuō)， B是變動(dòng)的，所以尺寸c 相對(duì)基準(zhǔn)A的加工誤差=a+c, a是由于尺寸c的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合而造成的， 通常稱為基準(zhǔn)不重合誤差， aTa。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 在工件加工過(guò)程中應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。圖729工件上往往有多個(gè)表面要加工，會(huì)有多個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。耍遵循基準(zhǔn)重合原則，就會(huì)有較多定位基準(zhǔn)，因而夾具種類也較多。為了減少夾具種類，簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)，可設(shè)法在工件上找到一組基準(zhǔn)，或者在工件上專門設(shè)計(jì)一組定位面，用它們來(lái)定位加工工件上多個(gè)表面，遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。為滿足工藝需要，在工件上專門設(shè)計(jì)的定位而稱為輔助基準(zhǔn)。 常見

29、的輔助基準(zhǔn)有軸類工件的中心、箱體工件的兩工藝孔、工藝凸臺(tái)和活塞類工件的內(nèi)止口和中心孔。在自動(dòng)化加工中，為了減少工件的裝夾次數(shù)也須遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。例如柴油機(jī)機(jī)體加工自動(dòng)線上，常以一面兩孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)進(jìn)行平面和孔系的加工。 自為基準(zhǔn)原則 在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均勻時(shí)，可以選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)這就稱為自為基準(zhǔn)。如圖729所示為鏜連桿小頭孔時(shí)，以加工表面小頭孔作為定位基準(zhǔn)的夾具。工件除以大頭孔軸線和端面為定位基準(zhǔn)外，還以小頭孔中心線為定位基準(zhǔn)，用削邊銷定位，消除繞大頭孔軸線轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，并在小頭孔兩側(cè)用浮動(dòng)夾緊裝置夾緊后拔出定位銷，伸入鏜桿對(duì)小頭孔進(jìn)行加工。能保證加工余量小而

30、均勻。另外，如浮動(dòng)鏜孔、浮動(dòng)鉸孔和珩磨等孔加工方法都是自為基準(zhǔn)的實(shí)例。圖730互為基準(zhǔn)原則 對(duì)于相互位置精度要求較高的表面，往往用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的方法予以保證。精密齒輪的相加工通常是在齒面淬硬以后再磨齒面及內(nèi)孔的，因齒面淬硬層較薄，磨齒余量應(yīng)力求小而均勻，所以應(yīng)先以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔(圖730)，然后再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)磨齒面。這樣，不但可以做到磨齒余量小而均勻，而且還能保證輪齒基圓對(duì)內(nèi)孔有較高的同軸度。又如，車床主軸的主軸頸和前端錐孔的同軸度要求很高，因此也常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。第三節(jié) 零件加工的結(jié)構(gòu)工藝性零件的結(jié)構(gòu)工藝性-是指設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行機(jī)械加工的難易程度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。結(jié)構(gòu)工藝性不合理

31、的零件會(huì)造成無(wú)法加工，即使能夠被加工出來(lái)，但會(huì)給加工帶來(lái)困難；結(jié)構(gòu)工藝性良好的零件，可以較經(jīng)濟(jì)地、高效地、合理地加工。 一、 零件的結(jié)構(gòu)便于加工1應(yīng)留有空刀槽和退刀措 為避免刀具或砂輪與工件某一部分相碰，使加工無(wú)法進(jìn)行，有時(shí)在二聯(lián)齒輪中間和變徑軸中間應(yīng)留有退刀槽和空刀槽。圖7-29中a為車螺紋時(shí)的退刀槽；b為滾齒輪時(shí)的退刀槽；d為刨削時(shí)的越程槽；e為磨削時(shí)的越程槽;f為磨內(nèi)孔時(shí)的越程槽。 2凸臺(tái)的孔要留有加工空間 如圖7-30所示。若孔的軸線距S小于鉆頭外徑D的一半，則難以加工。一般SD/2+（25）mm3避免彎曲孔 如圖7-31所示。a、b加工不出來(lái)，c雖能加工，但還需加一個(gè)塞柱。4孔軸線應(yīng)與其端面垂直 如圖7-32所示?？纵S線應(yīng)該與端面垂直，避免使鉆頭鉆入和鉆出時(shí)，不產(chǎn)生引偏或折斷。5同類要素要統(tǒng)一 如圖7-33所示。同一工件上的退刀槽、過(guò)渡圓尺寸及形狀應(yīng)該一致可減少換刀時(shí)間減少輔助時(shí)間。6盡量減少走刀次數(shù) 同一面上的凸臺(tái)應(yīng)設(shè)計(jì)得一樣高，從而減少工件安裝次數(shù)和對(duì)刀時(shí)間。如圖7-34所示。因7-34a需多