機械加工工藝規(guī)程設(shè)計教材(-)課件

工業(yè)生產(chǎn)過程

機械加工工藝規(guī)程設(shè)計（中）ZZQ2014-10-28工業(yè)生產(chǎn)過程

機械加工工藝規(guī)程設(shè)計（中）ZZQ20141本節(jié)課內(nèi)容：擬定機械加工工藝路線的相關(guān)問題。各種非傳統(tǒng)加工方法和新工藝、新技術(shù)。

毛坯和定位基準的選擇。

2014-10-28本節(jié)課內(nèi)容：擬定機械加工工藝路線的相關(guān)問題。2014-10-2今天的課程學(xué)完后，預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果

：熟悉擬定機械加工工藝路線的各相關(guān)問題；了解確定機床設(shè)備和工藝裝備時的要求；了解各種常見非傳統(tǒng)加工方法以及新工藝、新技術(shù)；了解零件毛坯的種類與選擇；了解毛坯圖的要求；掌握定位基準中粗基準和精基準的定義及其選擇原則。2014-10-28今天的課程學(xué)完后，預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果：熟悉擬定機械加工工藝路線的3CDIO相關(guān)能力在今天課程中的培養(yǎng)：應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)知識與工程基礎(chǔ)知識，實行工程推理和解決問題的能力；通過對機械加工工藝過程和工藝規(guī)程各相關(guān)問題的了解，理解系統(tǒng)思維的方法，了解企業(yè)目標和計劃，提高在企業(yè)和社會環(huán)境中，完成設(shè)計實施過程、零件制造過程和實施過程管理的各種具體能力；通過對各種常見非傳統(tǒng)加工方法以及新工藝、新技術(shù)的了解，思考如何立足于現(xiàn)代工程師世界；對各項學(xué)習(xí)任務(wù)進行合理的時間安排，有效高質(zhì)量地完成。2014-10-28CDIO相關(guān)能力在今天課程中的培養(yǎng)：應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)知識與工程基4平面的加工路線2014-10-28平面的加工路線2014-10-285寬刀精刨2014-10-28寬刀精刨2014-10-286刮削2014-10-28刮削2014-10-287三塊平板對研(或?qū)?2014-10-28三塊平板對研(或?qū)?2014-10-288平面研磨2014-10-28平面研磨2014-10-289噴丸成形2014-10-28噴丸成形2014-10-2810滾軋成形2014-10-28滾軋成形2014-10-2811加工階段的劃分為保證加工質(zhì)量和合理地使用資源，對零件上精度要求較高的表面，應(yīng)劃分加工階段來加工，即先安排所有表面的粗加工，再安排半精加工和精加工，必要時安排光整加工。（1）粗加工階段主要任務(wù)是盡快切去各表面上的大部分加工余量，要求生產(chǎn)率高，可用大功率、剛度好的機床和較大的切削用量進行加工。（2）半精加工階段在粗加工的基礎(chǔ)上，可完成一些次要表面的終加工，同時為主要表面的精加工準備好基準。（3）精加工階段保證達到零件的圖紙要求，此階段的主要目標是保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段對于質(zhì)量要求很高（IT6級以上，表面粗糙度Ra0.2μm以下）的表面，還應(yīng)增加光整加工階段，以進一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度。2014-10-28加工階段的劃分為保證加工質(zhì)量和合理地使用資源，對零件上精度要12注意:2014-10-28注意:2014-10-2813機械加工工序順序安排2014-10-28機械加工工序順序安排2014-10-2814機械加工工序順序安排零件的加工順序包括機械加工工序順序、熱處理先后順序及輔助工序。在擬定工藝路線時，工藝人員要全面地把三者一起加以考慮。機械加工工序順序的安排原則零件上需要加工的表面很多，往往不是一次加工就能達到要求。表面的加工順序?qū)鶞实倪x擇及加工精度有很大的影響，在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則：2014-10-28機械加工工序順序安排零件的加工順序包括機械加工工序順序、熱處15機械加工工序順序安排基準先行——同一方向上，若已有表面在前面工序被加工，則選作定位基準的表面，必須是已加工的表面，即從第二道工序開始就必須用精基準作主要定位面。所以，前工序必須為后工序準備好基準。先粗后精——指先安排各表面的粗加工，后安排半精加工、精加工和光整加工。從而逐步提高被加工表面的精度和表面質(zhì)量。2014-10-28機械加工工序順序安排基準先行——同一方向上，若已有表面在前面16機械加工工序順序安排先主后次——指先安排主要表面的加工，再安排次要表面的加工。次要表面的加工可適當穿插在主要表面的加工工序之間進行。當次要表面與主要表面之間有位置精度要求時，必須將其加工安排在主要表面的加工之后。先面后孔——當零件上有平面（或大的圓柱面等）和孔要加工時，應(yīng)先加工面，再加工孔。這樣，不僅孔的精度容易保證，還不會使刀具引偏。對于箱體類零件尤為重要。2014-10-28機械加工工序順序安排先主后次——指先安排主要表面的加工，再安17熱處理等工序的安排2014-10-28熱處理等工序的安排2014-10-2818熱處理工序的安排在制訂工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。按照熱處理的目的，分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理

正火和退火——在粗加工前通常安排退火或正火處理，消除毛坯制造時產(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。調(diào)質(zhì)——淬火后高溫回火。經(jīng)調(diào)質(zhì)的鋼材，可得到較好的綜合力學(xué)性能。時效處理——主要目的是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。2014-10-28熱處理工序的安排在制訂工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料19熱處理工序的安排最終熱處理：淬火——提高零件的硬度和耐磨性。零件淬火后，會出現(xiàn)變形，所以淬火工序應(yīng)安排在半精加工后精加工前進行，以便在精加工中糾正其變形。滲碳淬火——對于用低碳鋼和低碳合金鋼制造的零件，為使零件表面獲得較高的硬度及良好的耐磨性，常用滲碳淬火的方法提高表面硬度。滲碳淬火容易產(chǎn)生變形，應(yīng)安排在半精加工和精加工之間進行。滲氮——向零件的表面滲入氮原子的過程。滲氮不僅可以提高零件表面的硬度和耐磨性，還可提高疲勞強度和耐腐蝕性。滲氮層很薄且較脆，故滲氮處理安排盡量靠后，另外，為控制滲氮時變形，應(yīng)安排去應(yīng)力處理。滲氮后的零件最多再進行精磨或研磨。表面處理（表面鍍層和氧化）——提高零件的抗腐蝕性和耐磨性，并使表面美觀。通常安排在工藝路線最后。2014-10-28熱處理工序的安排最終熱處理：2014-10-2820輔助工序的安排輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等。其中檢驗工序是主要的輔助工序，對保證加工質(zhì)量，防止繼續(xù)加工前道工序中產(chǎn)生的廢品，起著重要的作用。除了在加工中各工序操作者自檢外，在粗加工階段結(jié)束后、關(guān)鍵工序前后、送往外車間加工前后、全部加工結(jié)束后，一般均應(yīng)安排檢驗工序。零件機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)（或時效）→主要表面的半精加工→次要表面加工→淬火（或滲碳淬火）→修基準→主要表面的精加工→表面處理。2014-10-28輔助工序的安排輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平21工序集中與工序分散工序集中是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每一工序的加工內(nèi)容比較多。其特點是便于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和工藝裝備，減少了工件的裝夾次數(shù)，縮短了輔助時間，可有效地提高勞動生產(chǎn)率；由于工序數(shù)目少、工藝路線短，便于制訂生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織；使用的設(shè)備數(shù)量少，減少了操作工人和車間面積；由于在一次裝夾中可以加工出較多的表面，有利于保證這些表面間相互位置精度。工序集中時所需設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整和維修困難，投資大、生產(chǎn)準備工作量大且周期長，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。2014-10-28工序集中與工序分散工序集中是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)22工序集中與工序分散工序分散與工序集中正好相反。擬定工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)類型、產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特點、零件的技術(shù)要求等來確定采用工序集中還是分散。一般批量較小或采用數(shù)控機床、多刀、多軸機床、各種高效組合機床和自動機床加工加工時，常用工序集中原則。而大批量生產(chǎn)時，常采用工序分散的原則。2014-10-28工序集中與工序分散工序分散與工序集中正好相反。2014-1023工序集中2014-10-28工序集中2014-10-2824工序分散2014-10-28工序分散2014-10-2825機床及工藝裝備的選擇機床設(shè)備的選擇機床設(shè)備的選擇應(yīng)做到四個適應(yīng)：即所選機床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)；機床精度等級應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)；電動機功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)；機床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。工藝裝備的選擇工藝裝備（夾具、刀具、輔具、量具和工位器具等簡稱工裝）是產(chǎn)品制造過程中所用各種工具的總稱。工藝裝備的選擇應(yīng)根據(jù)零件的精度要求、結(jié)構(gòu)尺寸、生產(chǎn)類型、加工條件、生產(chǎn)率等合理選用。2014-10-28機床及工藝裝備的選擇機床設(shè)備的選擇2014-10-2826常見非傳統(tǒng)加工方法

電火花加工電火花線切割加工電化學(xué)加工（電解、電鑄）激光加工電子束、離子束加工超聲加工機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)在高年級還將開出一門選修的專業(yè)課：“特種加工”，具體介紹各種“特種”即非傳統(tǒng)的機械加工方法。2014-10-28常見非傳統(tǒng)加工方法電火花加工2014-10-2827激光切割激光能切割的材料除金屬外，還有塑料、木材、紙張、橡膠、皮革、陶瓷、混凝土、纖維以及復(fù)合材料等。切割效果：割縫寬度0.2~0.3mm；熱影響區(qū)寬度0.04~0.06mm；割縫形狀平行；切割速度快，設(shè)備費很高；運轉(zhuǎn)費低。激光切割適合多品種小批量生產(chǎn)。在激光切割機上配以數(shù)控工作臺，可切割復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。2014-10-28激光切割激光能切割的材料除金屬外，還有塑料、木材、紙張、橡膠28用聚焦離子束進行單晶硅三維納米制造聚焦離子束加工所獲得的多級結(jié)構(gòu)AFM圖像2014-10-28用聚焦離子束進行單晶硅三維納米制造聚焦離子束加工所獲得的多級29新工藝、新技術(shù)

快速原型制造技術(shù)微機械的制造技術(shù)高速切削技術(shù)快速原型制造技術(shù)和微機械的制造技術(shù)在專業(yè)選修課：“特種加工”中將進一步具體介紹。高速切削技術(shù)在前面（第八次課）中已具體介紹。2014-10-28新工藝、新技術(shù)快速原型制造技術(shù)2014-10-2830快速原型制造應(yīng)用實例發(fā)動機用連桿快速模具的開發(fā)制作：某廠通過制作連桿RP模型，采用石墨電極整體成型技術(shù)制作連桿石墨電極，通過電火花加工制造連桿鋼模具。制作生產(chǎn)周期為3周。

2014-10-28快速原型制造應(yīng)用實例發(fā)動機用連桿快速模具的開發(fā)制作：某廠通過31零件毛坯的種類零件是由毛坯按照其技術(shù)要求經(jīng)過各種加工而最后形成的。毛坯選擇的正確與否，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且對制造成本也有很大的影響。因此，正確地選擇毛坯有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。毛坯的種類毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法。機械制造中常用的毛坯有以下幾種:鑄件形狀復(fù)雜的毛坯，宜用鑄件作毛坯。根據(jù)鑄造方法不同可分為：1）砂型鑄造2）離心鑄造3）壓力鑄造4）精密鑄造2014-10-28零件毛坯的種類零件是由毛坯按照其技術(shù)要求經(jīng)過各種加工而最后形32零件毛坯的種類鍛件機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機上用手工操作而成形的鍛件。它的精度低，加工余大，生產(chǎn)率也低，適于單件小批生產(chǎn)及大型鍛件。型材型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其他特殊截面的型材，有冷拉和熱軋兩種。熱軋的精度低，價格較冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉鋼尺寸較小，精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格貴，多用于批量較大在自動機床上進行加工的情況。2014-10-28零件毛坯的種類鍛件2014-10-2833零件毛坯的種類焊接件將型鋼或鋼板，焊接成所需的結(jié)構(gòu)，適于單件小批生產(chǎn)中制造大型毛坯，其優(yōu)點是制造簡便，周期短，毛坯重量輕；缺點是焊接件抗振性差，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形大，因此在進行機械加工前需經(jīng)時效處理。沖壓件在沖床上用沖模將板料沖制而成。沖壓件的尺寸精度高，可以不再進行加工或只進行精加工,生產(chǎn)效率高。適于批量較大而零件厚度較小的中小型零件。2014-10-28零件毛坯的種類焊接件2014-10-2834零件毛坯的種類冷擠壓件在壓力機上通過擠壓模擠壓而成。生產(chǎn)效率高。冷擠壓毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再進行機械加工。但要求材料塑性好，主要為有色金屬和塑性好的鋼材。適于大批量生產(chǎn)中制造形狀簡單的小型零件。如儀表上和航空發(fā)動機中的小型零件。粉末冶金以金屬粉末為原料，在壓力機上通過模具壓制成型后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。生產(chǎn)效率高，零件精度高，表面粗糙度值小，一般可不再進行精加工，但金屬粉末成本較高，適于大批大量生產(chǎn)中壓制形狀較簡單的小型零件。2014-10-28零件毛坯的種類冷擠壓件2014-10-2835毛坯的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗及加工成本都有影響。提高毛坯精度，可減少機械加工的勞動量，提高材料利用率，降低機械加工成本，但毛坯制造成本增加，兩者是相互矛盾的。選擇毛坯應(yīng)綜合考慮下列因素:零件的材料及對力學(xué)性能的要求當零件的材料確定后，毛坯的類型也就大致確定了。零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸鋼質(zhì)的一般用途的階梯軸，如臺階直徑相差不大，可用棒料；若臺階直徑相差大，則宜用鍛件，以節(jié)約材料和減少機械加工工作量。2014-10-28毛坯的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料36毛坯的選擇生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都高的先進的毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀、尺寸，以節(jié)約材料，減少機械加工工作量，由此而節(jié)約的費用會遠遠超出毛坯制造所增加的費用，獲得好的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)條件選擇毛坯時，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。考慮新工藝、新技術(shù)和新材料隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用越來越多，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可大大減少機械加工量，節(jié)約材料，有十分顯著的經(jīng)濟效益，我們在選擇毛坯時，應(yīng)于充分考慮，在可能的條件下，盡量采用。2014-10-28毛坯的選擇生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都37實例

2009年全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽要求設(shè)計兩個機械加工工藝規(guī)程，分別針對單件小批量生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)。我校參賽隊在針對大批大量生產(chǎn)的機械加工工藝規(guī)程中選用精鑄新工藝生產(chǎn)毛坯，大大簡化了工藝規(guī)程設(shè)計的工作量，完成了似乎不可能完成的任務(wù)。2014-10-28實例2009年全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽要求設(shè)計兩個機38毛坯的形狀與尺寸的確定由于零件精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，絕大多數(shù)情況下毛坯需經(jīng)過機械加工才能達到零件的使用要求，因此通常毛坯尺寸比零件尺寸要大。毛坯尺寸與零件圖上相應(yīng)的尺寸之差，稱為加工余量。毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差。毛坯余量和公差的大小與毛坯的制造方法和制造精度有關(guān)，生產(chǎn)中可參考有關(guān)工藝手冊和標準確定。毛坯余量確定后，就可大致確定毛坯的形狀和尺寸。此外，在毛坯的制造、機械加工及熱處理時，還有許多工藝因素會影響到毛坯的形狀與尺寸。如為了工件加工時裝夾方便，有些毛坯需要鑄出工藝搭子（如下頁圖所示，毛坯上為了滿足工藝的需要而增設(shè)的工藝凸臺，工藝搭子在零件加工好后應(yīng)予切除）。又如下頁圖所示發(fā)動機連桿零件，為了保證加工質(zhì)量，同時也為了加工方便，常將分離零件先做成一個整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。2014-10-28毛坯的形狀與尺寸的確定由于零件精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，39毛坯的形狀2014-10-28毛坯的形狀2014-10-2840毛坯－零件綜合圖選定毛坯后，即應(yīng)設(shè)計、繪制毛坯圖。對于機械加工工藝人員來說，建議設(shè)計毛坯—零件綜合圖。毛坯零件綜合圖是簡化零件圖與簡化毛坯圖的迭加圖。如下頁圖所示。它表達了機械加工對毛坯的期望，為毛坯制造人員提供毛坯設(shè)計的依據(jù)，并表明毛坯與零件之間的關(guān)系。先進制造(2級)項目中，毛坯圖要求畫成這種毛坯－零件綜合圖。注意視圖和剖視圖的兩種不同畫法。毛坯—零件綜合圖的內(nèi)容應(yīng)包括毛坯結(jié)構(gòu)形狀、余量、尺寸及公差、機械加工選定的粗基準、毛坯組織、硬度、表面及內(nèi)部缺陷等技術(shù)要求。毛坯—零件綜合圖的具體繪制方法可參閱有關(guān)工藝手冊。2014-10-28毛坯－零件綜合圖選定毛坯后，即應(yīng)設(shè)計、繪制毛坯圖。對于機械加41毛坯－零件綜合圖2014-10-28毛坯－零件綜合圖2014-10-2842機械加工工藝規(guī)程設(shè)計研討課

研討題

（現(xiàn)在先考慮）

現(xiàn)有一個矩形體零件需要加工：其毛坯是鑄件，要求每個面需粗、精加工各一次，每次加工定為一個工序，共12個工序。請擬定工藝路線并選擇每個工序的定位基準。2014-10-28機械加工工藝規(guī)程設(shè)計研討課

研討題（現(xiàn)在先考慮）現(xiàn)有一個43思考零件機械加工時，需要幾個定位基準？

注意：零件是一立體，由前述六點定位原理，要實現(xiàn)完全定位，需限制工件的六個自由度，具體對矩形體零件，需要三個定位基準面，分別限制工件的三、二、一個自由度。2014-10-28思考零件機械加工時，需要幾個定位基準？2014-10-2844定位基準的選擇在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準，則稱為精基準。有時，為便于安裝和保證所需的加工精度，在工件上制出專門供定位用的表面，這種定位基準稱為輔助基準。制訂工藝規(guī)程時，能否正確且合理地選擇定位基準，將直接影響到被加工零件的位置精度、各表面加工的先后順序，在某些情況下，還會影響到所采用工藝裝備的復(fù)雜程度和加工效率等。2014-10-28定位基準的選擇在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工45思考零件機械加工時，若用經(jīng)粗加工的表面作定位基準，該定位基準是粗基準還是精基準？為什么？2014-10-28思考零件機械加工時，若用經(jīng)粗加工的表面作定位基準，該定位基準46定位基準選擇的一般原則

選盡可能大的面或線作為安裝定位基準。定位基準選擇時，首先考慮保證相互位置精度，其次考慮尺寸精度要求。選擇零件的主要表面作為定位基準面。定位基準面的選擇要有利于定位準確、夾緊可靠。2014-10-28定位基準選擇的一般原則選盡可能大的面或線作為安裝定位基準。47定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-2848定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-2849定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-2850定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-2851選擇定位基準時的順序（1）首先選擇精基準選擇零件上的哪一組（個）表面作為精基準，方能保證零件的精度要求？是否需要第二組（個）表面作為精基準，以及如何進行轉(zhuǎn)換？（2）然后選擇粗基準粗基準是為加工精基準服務(wù)的，為了加工出上述精基準，應(yīng)選擇哪一組（個）毛坯表面作為粗基準？粗精基準的用途不同，在選擇時所考慮的側(cè)重點也不同。下面對它們的選擇原則分別加以說明。2014-10-28選擇定位基準時的順序（1）首先選擇精基準選擇零件上的哪一52精基準的選擇原則

在零件的機械加工過程中，除起始工序采用粗基準外，其余工序的主要定位面都應(yīng)采用精基準。選擇精基準時，應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。具體選擇原則為：基準重合原則——應(yīng)盡量選擇加工表面的工序設(shè)計基準作為定位基準，稱為基準重合原則?；鶞式y(tǒng)一原則——在零件的加工過程中，應(yīng)采用同一組精基準定位，盡可能多地加工出零件上的加工表面。這一原則稱為基準統(tǒng)一原則。自為基準原則——選擇加工表面本身作為定位基準，這一原則稱為自為基準原則。自為基準原則多應(yīng)用在某些要求加工余量小而均勻的精加工中?；榛鶞试瓌t——對于零件上兩個有位置精度要求的表面，可以彼此互為定位基準，反復(fù)進行加工。2014-10-28精基準的選擇原則在零件的機械加工過程中，除起始工序采用粗基53基準重合原則應(yīng)盡量選擇加工表面的工序基準作為定位基準，稱為基準重合原則。例如，下頁圖a所示的活塞，活塞銷孔軸線垂直方向的工序基準是活塞頂。鏜削活塞銷孔時，采用頂面作定位基準，能直接保證工序尺寸A的精度，即遵循了基準重合原則。如下頁圖b所示，為簡化夾具結(jié)構(gòu)，采用活塞裙部的止口端面定位，當用調(diào)整法加工時，直接保證的是尺寸C，而工序要求是尺寸A，兩者不同。2014-10-28基準重合原則應(yīng)盡量選擇加工表面的工序基準作為定位基準，稱為基54設(shè)計基準與定位基準的關(guān)系2014-10-28設(shè)計基準與定位基準的關(guān)系2014-10-2855基準重合實例2014-10-28基準重合實例2014-10-2856設(shè)計基準（定位基準）若本道工序的加工精度為δ，則只要δ≤δA2，即可滿足加工要求例：圖示零件加工臺階面切削平面δ（本道工序加工精度）2014-10-28設(shè)計基準（定位基準）若本道工序的加工精度為δ57設(shè)計基準定位基準若要滿足加工精度必須有：－稱為基準不重合誤差2014-10-28設(shè)計基準定位基準若要滿足加工精度必須有：－稱為基準不重合誤差58基準統(tǒng)一原則在零件的加工過程中，應(yīng)采用同一組精基準定位，盡可能多地加工出零件上的加工表面。這一原則稱為基準統(tǒng)一原則。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常采用的統(tǒng)一基準形式有：軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準；箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準；盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一精基準；套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一精基準。當采用基準統(tǒng)一原則無法保證加工表面的位置精度時，應(yīng)先用基準統(tǒng)一原則進行粗、半精加工，最后采用基準重合原則進行精加工。這樣既保證了加工精度，又充分地利用了基準統(tǒng)一原則的優(yōu)點。2014-10-28基準統(tǒng)一原則在零件的加工過程中，應(yīng)采用同一組精基準定位，盡可59自為基準原則選擇加工表面本身作為定位基準，這一原則稱為自為基準原則。自為基準原則多應(yīng)用在某些要求加工余量小而均勻的精加工中。如下頁圖，車床導(dǎo)軌面磨削時，在導(dǎo)軌磨床上，用百分表找正導(dǎo)軌面相對機床運動方向的正確位置，然后磨去小而均勻的一層，以滿足對導(dǎo)軌面的質(zhì)量要求。2014-10-28自為基準原則選擇加工表面本身作為定位基準，這一原則稱為自為基60床身導(dǎo)軌面自為基準定位1—工件2—調(diào)整用楔塊3—找正用百分表4—機床工作臺2014-10-28床身導(dǎo)軌面自為基準定位1—工件2—調(diào)整用楔塊3—找正用百61加工連桿時自為基準定位2014-10-28加工連桿時自為基準定位2014-10-2862互為基準原則對于零件上兩個有位置精度要求的表面，可以彼此互為定位基準，反復(fù)進行加工。如加工精密齒輪時，齒面淬火后需進行磨削。除上述四個原則外，選擇精基準時，還應(yīng)考慮所選精基準能使工件定位準確、穩(wěn)定、夾緊方便可靠、夾具的結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。2014-10-28互為基準原則對于零件上兩個有位置精度要求的表面，可以彼此互為63以齒形表面定位加工1－卡盤；2－滾柱；3－齒輪加工精密齒輪時互為基準定位2014-10-28以齒形表面定位加工加工精密齒輪時互為基準定位201464加工精密主軸時互為基準定位2014-10-28加工精密主軸時互為基準定位2014-10-2865定位夾緊與夾具研討課

研討題（現(xiàn)在先考慮）有一長度對稱工件，長度方向設(shè)計基準是其對稱面，其左右兩端均為平面而且不要求加工。為保證基準重合而且加工后左右兩端面基本對稱，試設(shè)計一個可用于該工件加工的自動對中夾緊機構(gòu)。（提示：可參考自動定心的三爪卡盤，三爪卡盤采用平面螺紋機構(gòu)來實現(xiàn)對圓柱面的自動定心夾緊）。2014-10-28定位夾緊與夾具研討課

研討題（現(xiàn)在先考慮）有一長度對稱工件，66粗基準的選擇原則

粗基準選擇得是否合理，直接影響到各個加工表面加工余量的分配，以及加工表面和非加工表面的相互位置關(guān)系。粗基準一般按下列原則進行選擇：選擇非加工表面作為粗基準——有些零件上的個別表面不需要進行機械加工，為了保證加工表面和非加工表面的位置關(guān)系，應(yīng)該選擇非加工表面作為粗基準。選擇加工余量最小表面作為粗基準——當零件上具有較多需要加工的表面時，粗基準的選擇，應(yīng)有利于合理地分配各加工表面的加工余量。選擇加工余量最小表面作為粗基準，可保證各加工表面都有足夠的加工余量。2014-10-28粗基準的選擇原則粗基準選擇得是否合理，直接影響到各個加工表67粗基準的選擇原則選擇重要表面作為粗基準——為保證重要表面的加工余量小而均勻，并使總的金屬切除量最小，應(yīng)以重要表面作為粗基準。粗基準在零件的加工過程中一般只能使用一次——由于粗基準的誤差很大，重復(fù)使用必然產(chǎn)生很大的加工誤差。同一方向上，若已有表面在前面工序被加工，則選作定位基準的表面，必須是已加工的表面，即從第二道工序開始就必須用精基準作主要定位面。以上各項原則，每項只突出了一個方面的要求，具體應(yīng)用時，可能會相互矛盾，這時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求，保證主要方面，兼顧次要方面，使粗基準的選擇合理。2014-10-28粗基準的選擇原則選擇重要表面作為粗基準——為保證重要表面的加68選擇非加工表面作為粗基準有些零件上的個別表面不需要進行機械加工，為了保證加工表面和非加工表面的位置關(guān)系，應(yīng)該選擇非加工表面作為粗基準。如圖所示的零件，內(nèi)孔和端面需要加工，外圓表面不需加工，鑄造時內(nèi)孔2相對外圓1有偏心。為了保證加工后零件的壁厚均勻，應(yīng)該選擇外圓表面作為粗基準。2014-10-28選擇非加工表面作為粗基準有些零件上的個別表面不需要進行機械加69選擇加工余量最小表面作為粗基準當零件上具有較多需要加工的表面時，粗基準的選擇，應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量。例如，對圖所示的階梯軸，由于鍛造的誤差，使兩段軸頸產(chǎn)生了3mm的偏心，在這種情況下，應(yīng)選擇Φ55mm的外圓表面作粗基準，因其在兩段軸頸中加工余量最小。2014-10-28選擇加工余量最小表面作為粗基準當零件上具有較多需要加工的表面70選擇重要表面作為粗基準為保證重要表面的加工余量小而均勻，并使總的金屬切除量最小，應(yīng)以重要表面作為粗基準。例如圖示的機床床身，要求導(dǎo)軌面應(yīng)有較好的耐磨性，以保持其導(dǎo)向精度。

2014-10-28選擇重要表面作為粗基準為保證重要表面的加工余量小而均勻，并使71粗基準在零件的加工過程中一般只能使用一次由于粗基準的誤差很大，重復(fù)使用必然產(chǎn)生很大的加工誤差。同一方向上，若已有表面在前面工序被加工，則選作定位基準的表面，必須是已加工的表面，即從第二道工序開始就必須用精基準作主要定位面。2014-10-28粗基準在零件的加工過程中一般只能使用一次由于粗基準的誤差很大72思考在機械加工的第二道工序中，能否不用粗基準作定位基準？為什么？

2014-10-28思考在機械加工的第二道工序中，能否不用粗基準作定位基準？為什73習(xí)題2014-10-28習(xí)題2014-10-2874習(xí)題2014-10-28習(xí)題2014-10-2875習(xí)題2014-10-28習(xí)題2014-10-2876習(xí)題2014-10-28習(xí)題2014-10-2877工業(yè)生產(chǎn)過程

機械加工工藝規(guī)程設(shè)計（中）ZZQ2014-10-28工業(yè)生產(chǎn)過程

機械加工工藝規(guī)程設(shè)計（中）ZZQ201478本節(jié)課內(nèi)容：擬定機械加工工藝路線的相關(guān)問題。各種非傳統(tǒng)加工方法和新工藝、新技術(shù)。

毛坯和定位基準的選擇。

2014-10-28本節(jié)課內(nèi)容：擬定機械加工工藝路線的相關(guān)問題。2014-10-79今天的課程學(xué)完后，預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果

：熟悉擬定機械加工工藝路線的各相關(guān)問題；了解確定機床設(shè)備和工藝裝備時的要求；了解各種常見非傳統(tǒng)加工方法以及新工藝、新技術(shù)；了解零件毛坯的種類與選擇；了解毛坯圖的要求；掌握定位基準中粗基準和精基準的定義及其選擇原則。2014-10-28今天的課程學(xué)完后，預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果：熟悉擬定機械加工工藝路線的80CDIO相關(guān)能力在今天課程中的培養(yǎng)：應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)知識與工程基礎(chǔ)知識，實行工程推理和解決問題的能力；通過對機械加工工藝過程和工藝規(guī)程各相關(guān)問題的了解，理解系統(tǒng)思維的方法，了解企業(yè)目標和計劃，提高在企業(yè)和社會環(huán)境中，完成設(shè)計實施過程、零件制造過程和實施過程管理的各種具體能力；通過對各種常見非傳統(tǒng)加工方法以及新工藝、新技術(shù)的了解，思考如何立足于現(xiàn)代工程師世界；對各項學(xué)習(xí)任務(wù)進行合理的時間安排，有效高質(zhì)量地完成。2014-10-28CDIO相關(guān)能力在今天課程中的培養(yǎng)：應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)知識與工程基81平面的加工路線2014-10-28平面的加工路線2014-10-2882寬刀精刨2014-10-28寬刀精刨2014-10-2883刮削2014-10-28刮削2014-10-2884三塊平板對研(或?qū)?2014-10-28三塊平板對研(或?qū)?2014-10-2885平面研磨2014-10-28平面研磨2014-10-2886噴丸成形2014-10-28噴丸成形2014-10-2887滾軋成形2014-10-28滾軋成形2014-10-2888加工階段的劃分為保證加工質(zhì)量和合理地使用資源，對零件上精度要求較高的表面，應(yīng)劃分加工階段來加工，即先安排所有表面的粗加工，再安排半精加工和精加工，必要時安排光整加工。（1）粗加工階段主要任務(wù)是盡快切去各表面上的大部分加工余量，要求生產(chǎn)率高，可用大功率、剛度好的機床和較大的切削用量進行加工。（2）半精加工階段在粗加工的基礎(chǔ)上，可完成一些次要表面的終加工，同時為主要表面的精加工準備好基準。（3）精加工階段保證達到零件的圖紙要求，此階段的主要目標是保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段對于質(zhì)量要求很高（IT6級以上，表面粗糙度Ra0.2μm以下）的表面，還應(yīng)增加光整加工階段，以進一步提高尺寸精度和減小表面粗糙度。2014-10-28加工階段的劃分為保證加工質(zhì)量和合理地使用資源，對零件上精度要89注意:2014-10-28注意:2014-10-2890機械加工工序順序安排2014-10-28機械加工工序順序安排2014-10-2891機械加工工序順序安排零件的加工順序包括機械加工工序順序、熱處理先后順序及輔助工序。在擬定工藝路線時，工藝人員要全面地把三者一起加以考慮。機械加工工序順序的安排原則零件上需要加工的表面很多，往往不是一次加工就能達到要求。表面的加工順序?qū)鶞实倪x擇及加工精度有很大的影響，在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則：2014-10-28機械加工工序順序安排零件的加工順序包括機械加工工序順序、熱處92機械加工工序順序安排基準先行——同一方向上，若已有表面在前面工序被加工，則選作定位基準的表面，必須是已加工的表面，即從第二道工序開始就必須用精基準作主要定位面。所以，前工序必須為后工序準備好基準。先粗后精——指先安排各表面的粗加工，后安排半精加工、精加工和光整加工。從而逐步提高被加工表面的精度和表面質(zhì)量。2014-10-28機械加工工序順序安排基準先行——同一方向上，若已有表面在前面93機械加工工序順序安排先主后次——指先安排主要表面的加工，再安排次要表面的加工。次要表面的加工可適當穿插在主要表面的加工工序之間進行。當次要表面與主要表面之間有位置精度要求時，必須將其加工安排在主要表面的加工之后。先面后孔——當零件上有平面（或大的圓柱面等）和孔要加工時，應(yīng)先加工面，再加工孔。這樣，不僅孔的精度容易保證，還不會使刀具引偏。對于箱體類零件尤為重要。2014-10-28機械加工工序順序安排先主后次——指先安排主要表面的加工，再安94熱處理等工序的安排2014-10-28熱處理等工序的安排2014-10-2895熱處理工序的安排在制訂工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。按照熱處理的目的，分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。預(yù)備熱處理

正火和退火——在粗加工前通常安排退火或正火處理，消除毛坯制造時產(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。調(diào)質(zhì)——淬火后高溫回火。經(jīng)調(diào)質(zhì)的鋼材，可得到較好的綜合力學(xué)性能。時效處理——主要目的是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。2014-10-28熱處理工序的安排在制訂工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料96熱處理工序的安排最終熱處理：淬火——提高零件的硬度和耐磨性。零件淬火后，會出現(xiàn)變形，所以淬火工序應(yīng)安排在半精加工后精加工前進行，以便在精加工中糾正其變形。滲碳淬火——對于用低碳鋼和低碳合金鋼制造的零件，為使零件表面獲得較高的硬度及良好的耐磨性，常用滲碳淬火的方法提高表面硬度。滲碳淬火容易產(chǎn)生變形，應(yīng)安排在半精加工和精加工之間進行。滲氮——向零件的表面滲入氮原子的過程。滲氮不僅可以提高零件表面的硬度和耐磨性，還可提高疲勞強度和耐腐蝕性。滲氮層很薄且較脆，故滲氮處理安排盡量靠后，另外，為控制滲氮時變形，應(yīng)安排去應(yīng)力處理。滲氮后的零件最多再進行精磨或研磨。表面處理（表面鍍層和氧化）——提高零件的抗腐蝕性和耐磨性，并使表面美觀。通常安排在工藝路線最后。2014-10-28熱處理工序的安排最終熱處理：2014-10-2897輔助工序的安排輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等。其中檢驗工序是主要的輔助工序，對保證加工質(zhì)量，防止繼續(xù)加工前道工序中產(chǎn)生的廢品，起著重要的作用。除了在加工中各工序操作者自檢外，在粗加工階段結(jié)束后、關(guān)鍵工序前后、送往外車間加工前后、全部加工結(jié)束后，一般均應(yīng)安排檢驗工序。零件機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)（或時效）→主要表面的半精加工→次要表面加工→淬火（或滲碳淬火）→修基準→主要表面的精加工→表面處理。2014-10-28輔助工序的安排輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平98工序集中與工序分散工序集中是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每一工序的加工內(nèi)容比較多。其特點是便于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和工藝裝備，減少了工件的裝夾次數(shù)，縮短了輔助時間，可有效地提高勞動生產(chǎn)率；由于工序數(shù)目少、工藝路線短，便于制訂生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織；使用的設(shè)備數(shù)量少，減少了操作工人和車間面積；由于在一次裝夾中可以加工出較多的表面，有利于保證這些表面間相互位置精度。工序集中時所需設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整和維修困難，投資大、生產(chǎn)準備工作量大且周期長，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。2014-10-28工序集中與工序分散工序集中是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)99工序集中與工序分散工序分散與工序集中正好相反。擬定工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)類型、產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特點、零件的技術(shù)要求等來確定采用工序集中還是分散。一般批量較小或采用數(shù)控機床、多刀、多軸機床、各種高效組合機床和自動機床加工加工時，常用工序集中原則。而大批量生產(chǎn)時，常采用工序分散的原則。2014-10-28工序集中與工序分散工序分散與工序集中正好相反。2014-10100工序集中2014-10-28工序集中2014-10-28101工序分散2014-10-28工序分散2014-10-28102機床及工藝裝備的選擇機床設(shè)備的選擇機床設(shè)備的選擇應(yīng)做到四個適應(yīng)：即所選機床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)；機床精度等級應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)；電動機功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)；機床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。工藝裝備的選擇工藝裝備（夾具、刀具、輔具、量具和工位器具等簡稱工裝）是產(chǎn)品制造過程中所用各種工具的總稱。工藝裝備的選擇應(yīng)根據(jù)零件的精度要求、結(jié)構(gòu)尺寸、生產(chǎn)類型、加工條件、生產(chǎn)率等合理選用。2014-10-28機床及工藝裝備的選擇機床設(shè)備的選擇2014-10-28103常見非傳統(tǒng)加工方法

電火花加工電火花線切割加工電化學(xué)加工（電解、電鑄）激光加工電子束、離子束加工超聲加工機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)在高年級還將開出一門選修的專業(yè)課：“特種加工”，具體介紹各種“特種”即非傳統(tǒng)的機械加工方法。2014-10-28常見非傳統(tǒng)加工方法電火花加工2014-10-28104激光切割激光能切割的材料除金屬外，還有塑料、木材、紙張、橡膠、皮革、陶瓷、混凝土、纖維以及復(fù)合材料等。切割效果：割縫寬度0.2~0.3mm；熱影響區(qū)寬度0.04~0.06mm；割縫形狀平行；切割速度快，設(shè)備費很高；運轉(zhuǎn)費低。激光切割適合多品種小批量生產(chǎn)。在激光切割機上配以數(shù)控工作臺，可切割復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。2014-10-28激光切割激光能切割的材料除金屬外，還有塑料、木材、紙張、橡膠105用聚焦離子束進行單晶硅三維納米制造聚焦離子束加工所獲得的多級結(jié)構(gòu)AFM圖像2014-10-28用聚焦離子束進行單晶硅三維納米制造聚焦離子束加工所獲得的多級106新工藝、新技術(shù)

快速原型制造技術(shù)微機械的制造技術(shù)高速切削技術(shù)快速原型制造技術(shù)和微機械的制造技術(shù)在專業(yè)選修課：“特種加工”中將進一步具體介紹。高速切削技術(shù)在前面（第八次課）中已具體介紹。2014-10-28新工藝、新技術(shù)快速原型制造技術(shù)2014-10-28107快速原型制造應(yīng)用實例發(fā)動機用連桿快速模具的開發(fā)制作：某廠通過制作連桿RP模型，采用石墨電極整體成型技術(shù)制作連桿石墨電極，通過電火花加工制造連桿鋼模具。制作生產(chǎn)周期為3周。

2014-10-28快速原型制造應(yīng)用實例發(fā)動機用連桿快速模具的開發(fā)制作：某廠通過108零件毛坯的種類零件是由毛坯按照其技術(shù)要求經(jīng)過各種加工而最后形成的。毛坯選擇的正確與否，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且對制造成本也有很大的影響。因此，正確地選擇毛坯有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。毛坯的種類毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法。機械制造中常用的毛坯有以下幾種:鑄件形狀復(fù)雜的毛坯，宜用鑄件作毛坯。根據(jù)鑄造方法不同可分為：1）砂型鑄造2）離心鑄造3）壓力鑄造4）精密鑄造2014-10-28零件毛坯的種類零件是由毛坯按照其技術(shù)要求經(jīng)過各種加工而最后形109零件毛坯的種類鍛件機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機上用手工操作而成形的鍛件。它的精度低，加工余大，生產(chǎn)率也低，適于單件小批生產(chǎn)及大型鍛件。型材型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其他特殊截面的型材，有冷拉和熱軋兩種。熱軋的精度低，價格較冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉鋼尺寸較小，精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格貴，多用于批量較大在自動機床上進行加工的情況。2014-10-28零件毛坯的種類鍛件2014-10-28110零件毛坯的種類焊接件將型鋼或鋼板，焊接成所需的結(jié)構(gòu)，適于單件小批生產(chǎn)中制造大型毛坯，其優(yōu)點是制造簡便，周期短，毛坯重量輕；缺點是焊接件抗振性差，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形大，因此在進行機械加工前需經(jīng)時效處理。沖壓件在沖床上用沖模將板料沖制而成。沖壓件的尺寸精度高，可以不再進行加工或只進行精加工,生產(chǎn)效率高。適于批量較大而零件厚度較小的中小型零件。2014-10-28零件毛坯的種類焊接件2014-10-28111零件毛坯的種類冷擠壓件在壓力機上通過擠壓模擠壓而成。生產(chǎn)效率高。冷擠壓毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再進行機械加工。但要求材料塑性好，主要為有色金屬和塑性好的鋼材。適于大批量生產(chǎn)中制造形狀簡單的小型零件。如儀表上和航空發(fā)動機中的小型零件。粉末冶金以金屬粉末為原料，在壓力機上通過模具壓制成型后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。生產(chǎn)效率高，零件精度高，表面粗糙度值小，一般可不再進行精加工，但金屬粉末成本較高，適于大批大量生產(chǎn)中壓制形狀較簡單的小型零件。2014-10-28零件毛坯的種類冷擠壓件2014-10-28112毛坯的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗及加工成本都有影響。提高毛坯精度，可減少機械加工的勞動量，提高材料利用率，降低機械加工成本，但毛坯制造成本增加，兩者是相互矛盾的。選擇毛坯應(yīng)綜合考慮下列因素:零件的材料及對力學(xué)性能的要求當零件的材料確定后，毛坯的類型也就大致確定了。零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸鋼質(zhì)的一般用途的階梯軸，如臺階直徑相差不大，可用棒料；若臺階直徑相差大，則宜用鍛件，以節(jié)約材料和減少機械加工工作量。2014-10-28毛坯的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料113毛坯的選擇生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都高的先進的毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀、尺寸，以節(jié)約材料，減少機械加工工作量，由此而節(jié)約的費用會遠遠超出毛坯制造所增加的費用，獲得好的經(jīng)濟效益。生產(chǎn)條件選擇毛坯時，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。考慮新工藝、新技術(shù)和新材料隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用越來越多，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可大大減少機械加工量，節(jié)約材料，有十分顯著的經(jīng)濟效益，我們在選擇毛坯時，應(yīng)于充分考慮，在可能的條件下，盡量采用。2014-10-28毛坯的選擇生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都114實例

2009年全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽要求設(shè)計兩個機械加工工藝規(guī)程，分別針對單件小批量生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)。我校參賽隊在針對大批大量生產(chǎn)的機械加工工藝規(guī)程中選用精鑄新工藝生產(chǎn)毛坯，大大簡化了工藝規(guī)程設(shè)計的工作量，完成了似乎不可能完成的任務(wù)。2014-10-28實例2009年全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽要求設(shè)計兩個機115毛坯的形狀與尺寸的確定由于零件精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，絕大多數(shù)情況下毛坯需經(jīng)過機械加工才能達到零件的使用要求，因此通常毛坯尺寸比零件尺寸要大。毛坯尺寸與零件圖上相應(yīng)的尺寸之差，稱為加工余量。毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差。毛坯余量和公差的大小與毛坯的制造方法和制造精度有關(guān)，生產(chǎn)中可參考有關(guān)工藝手冊和標準確定。毛坯余量確定后，就可大致確定毛坯的形狀和尺寸。此外，在毛坯的制造、機械加工及熱處理時，還有許多工藝因素會影響到毛坯的形狀與尺寸。如為了工件加工時裝夾方便，有些毛坯需要鑄出工藝搭子（如下頁圖所示，毛坯上為了滿足工藝的需要而增設(shè)的工藝凸臺，工藝搭子在零件加工好后應(yīng)予切除）。又如下頁圖所示發(fā)動機連桿零件，為了保證加工質(zhì)量，同時也為了加工方便，常將分離零件先做成一個整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。2014-10-28毛坯的形狀與尺寸的確定由于零件精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，116毛坯的形狀2014-10-28毛坯的形狀2014-10-28117毛坯－零件綜合圖選定毛坯后，即應(yīng)設(shè)計、繪制毛坯圖。對于機械加工工藝人員來說，建議設(shè)計毛坯—零件綜合圖。毛坯零件綜合圖是簡化零件圖與簡化毛坯圖的迭加圖。如下頁圖所示。它表達了機械加工對毛坯的期望，為毛坯制造人員提供毛坯設(shè)計的依據(jù)，并表明毛坯與零件之間的關(guān)系。先進制造(2級)項目中，毛坯圖要求畫成這種毛坯－零件綜合圖。注意視圖和剖視圖的兩種不同畫法。毛坯—零件綜合圖的內(nèi)容應(yīng)包括毛坯結(jié)構(gòu)形狀、余量、尺寸及公差、機械加工選定的粗基準、毛坯組織、硬度、表面及內(nèi)部缺陷等技術(shù)要求。毛坯—零件綜合圖的具體繪制方法可參閱有關(guān)工藝手冊。2014-10-28毛坯－零件綜合圖選定毛坯后，即應(yīng)設(shè)計、繪制毛坯圖。對于機械加118毛坯－零件綜合圖2014-10-28毛坯－零件綜合圖2014-10-28119機械加工工藝規(guī)程設(shè)計研討課

研討題

（現(xiàn)在先考慮）

現(xiàn)有一個矩形體零件需要加工：其毛坯是鑄件，要求每個面需粗、精加工各一次，每次加工定為一個工序，共12個工序。請擬定工藝路線并選擇每個工序的定位基準。2014-10-28機械加工工藝規(guī)程設(shè)計研討課

研討題（現(xiàn)在先考慮）現(xiàn)有一個120思考零件機械加工時，需要幾個定位基準？

注意：零件是一立體，由前述六點定位原理，要實現(xiàn)完全定位，需限制工件的六個自由度，具體對矩形體零件，需要三個定位基準面，分別限制工件的三、二、一個自由度。2014-10-28思考零件機械加工時，需要幾個定位基準？2014-10-28121定位基準的選擇在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準，則稱為精基準。有時，為便于安裝和保證所需的加工精度，在工件上制出專門供定位用的表面，這種定位基準稱為輔助基準。制訂工藝規(guī)程時，能否正確且合理地選擇定位基準，將直接影響到被加工零件的位置精度、各表面加工的先后順序，在某些情況下，還會影響到所采用工藝裝備的復(fù)雜程度和加工效率等。2014-10-28定位基準的選擇在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工122思考零件機械加工時，若用經(jīng)粗加工的表面作定位基準，該定位基準是粗基準還是精基準？為什么？2014-10-28思考零件機械加工時，若用經(jīng)粗加工的表面作定位基準，該定位基準123定位基準選擇的一般原則

選盡可能大的面或線作為安裝定位基準。定位基準選擇時，首先考慮保證相互位置精度，其次考慮尺寸精度要求。選擇零件的主要表面作為定位基準面。定位基準面的選擇要有利于定位準確、夾緊可靠。2014-10-28定位基準選擇的一般原則選盡可能大的面或線作為安裝定位基準。124定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-28125定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-28126定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-28127定位基準的選擇2014-10-28定位基準的選擇2014-10-28128選擇定位基準時的順序（1）首先選擇精基準選擇零件上的哪一組（個）表面作為精基準，方能保證零件的精度要求？是否需要第二組（個）表面作為精基準，以及如何進行轉(zhuǎn)換？（2）然后選擇粗基準粗基準是為加工精基準服務(wù)的，為了加工出上述精基準，應(yīng)選擇哪一組（個）毛坯表面作為粗基準？粗精基準的用途不同，在選擇時所考慮的側(cè)重點也不同。下面對它們的選擇原則分別加以說明。2014-10-28選擇定位基準時的順序（1）首先選擇精基準選擇零件上的哪一129精基準的選擇原則

在零件的機械加工過程中，除起始工序采用粗基準外，其余工序的主要定位面都應(yīng)采用精基準。選擇精基準時，應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。具體選擇原則為：基準重合原則——應(yīng)盡量選擇加工表面的工序設(shè)計基準作為定位基準，稱為基準重合原則?；鶞式y(tǒng)一原則——在零件的加工過程中，應(yīng)采用同一組精基準定位，盡可能多地加工出零件上的加工表面。這一原則稱為基準統(tǒng)一原則。自為基準原則——選擇加工表面本身作為定位基準，這一原則稱為自為基準原則。自為基準原則多應(yīng)用在某些要求加工余量小而均勻的精加工中?；榛鶞试瓌t——對于零件上兩個有位置精度要求的表面，可以彼此互為定位基準，反復(fù)進行加工。2014-10-28精基準的選擇原則在零件的機械加工過程中，除起始工序采用粗基130基準重合原則應(yīng)盡量選擇加工表面的工序基準作為定位基準，稱為基準重合原則。例如，下頁圖a所示的活塞，活塞銷孔軸線垂直方向的工序基準是活塞頂。鏜削活塞銷孔時，采用頂面作定位基準，能直接保證工序尺寸A的精度，即遵循了基準重合原則。如下頁圖b所示，為簡化夾具結(jié)構(gòu)，采用活塞裙部的止口端面定位，當用調(diào)整法加工時，直接保證的是尺寸C，而工序要求是尺寸A，兩者不同。2014-10-28基準重合原則應(yīng)盡量選擇加工表面的工序基準作為定位基準，稱為基131設(shè)計基準與定位基準的關(guān)系2014-10-28設(shè)計基準與定位基準的關(guān)系2014-10-28132基準重合實例2014-10-28基準重合實例2014-10-28133設(shè)計基準（定位基準）若本道工序的加工精度為δ，則只要δ≤δA2，即可滿足加工要求例：圖示零件加工臺階面切削平面δ（本道工序加工精度）2014-10-28設(shè)計基準（定位基準）若本道工序的加工精度為δ134設(shè)計基準定位基準若要滿足加工精度必須有：－稱為基準不重合誤差2014-10-28設(shè)計基準定位基準若要滿足加工精度必須有：－稱為基準不重合誤差135基準統(tǒng)一原則在零件的加工過程中，應(yīng)采用同一組精基準定位，盡可能多地加工出零件上的加工表面。這一原則稱為基準統(tǒng)一原則。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常采用的統(tǒng)一基準形式有：軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準；箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準；盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一精基準；套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一精基準。當采用基準統(tǒng)一原則無法保證加工表面的位置精度時，應(yīng)先用基準統(tǒng)一原則進行粗、半精加工，最后采用基準重合原則進行精加工。這樣既保證了加工精度，又充分地利用了基準統(tǒng)一原則的優(yōu)點。2014-10-28基