第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

學(xué)習(xí)新內(nèi)容

第一章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

1基本概念2工藝規(guī)程制訂的原則、步驟和原始資料

3零件的工藝分析

4毛坯的選擇

5工件的定位及定位基準(zhǔn)的選擇

6工藝路線(xiàn)的擬訂

7加工余量的確定

8工序尺寸及其公差的確定

9機(jī)床、工藝裝備等的選擇

10工藝規(guī)程設(shè)計(jì)舉例

知識(shí)點(diǎn)第一章

機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

第一節(jié)基本概念一、機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程(一)生產(chǎn)過(guò)程

生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過(guò)程。對(duì)機(jī)械制造行業(yè)而言，生產(chǎn)過(guò)程包括下列過(guò)程。

(1)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程如市場(chǎng)需求情況的預(yù)測(cè)、產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、專(zhuān)用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備、生產(chǎn)計(jì)劃的編制等。

(2)毛坯制造過(guò)程如鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。

(3)零件的各種加工過(guò)程如機(jī)械加工、熱處理、焊接和其它表面處理等。

(4)產(chǎn)品的裝配過(guò)程如部裝、總裝、調(diào)試和油漆等。

(5)生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程如原材料、工具、協(xié)作件和配套件的訂購(gòu)、供應(yīng)、運(yùn)輸、保管、試驗(yàn)與化驗(yàn)，以及產(chǎn)品的包裝、銷(xiāo)售、發(fā)運(yùn)和售后服務(wù)等。（二）、工藝過(guò)程

生產(chǎn)過(guò)程中，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程稱(chēng)為工藝過(guò)程。采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱(chēng)為機(jī)械加工工藝過(guò)程(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為工藝過(guò)程)。把零件裝配成機(jī)械產(chǎn)品并達(dá)到裝配要求的過(guò)程稱(chēng)為裝配工藝過(guò)程。

機(jī)械加工工藝過(guò)程與裝配工藝過(guò)程是“機(jī)械制造技術(shù)”研究的主要內(nèi)容。

二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工藝過(guò)程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和進(jìn)給(走刀)。毛坯依次通過(guò)這些過(guò)程就成為成品。

(1)工序一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程，稱(chēng)為工序。劃分工序的主要依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變動(dòng)或工作是否連續(xù)。

(2)安裝工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序內(nèi)容稱(chēng)為安裝。在一道工序中，工件可能被裝夾一次或多次，才能完成加工。

(3)工位為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)于刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置，稱(chēng)為工位。

(4)工步在加工表面、切削用量(主要是進(jìn)給量和切削速度)和加工工具均不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程稱(chēng)為工步。

(5)進(jìn)給(走刀)

有些工步由于加工余量較大或其它原因，需要同一把刀具及同一切削用量對(duì)同一表面進(jìn)行多次切削。這樣，刀具對(duì)工件的每一次切削就稱(chēng)為一次進(jìn)給(走刀)。

附：對(duì)工藝過(guò)程的基本要求

設(shè)計(jì)工藝過(guò)程的基本要求是具體生產(chǎn)條件下工藝過(guò)程必須滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的要求。

質(zhì)量和產(chǎn)量的矛盾具體反映在生產(chǎn)中往往表現(xiàn)為新的生產(chǎn)任務(wù)同現(xiàn)有設(shè)備能力之間的矛盾，或新的生產(chǎn)任務(wù)同操作技術(shù)水平之間的矛盾。解決這些矛盾從技術(shù)方面來(lái)說(shuō)主要是采用新工藝、新設(shè)備，挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，進(jìn)行技術(shù)革新和技術(shù)革命。

三、生產(chǎn)類(lèi)型及其工藝特征

(一)生產(chǎn)綱領(lǐng)

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)劃稱(chēng)為生產(chǎn)綱領(lǐng)。產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定后，就可以根據(jù)各種零件在該產(chǎn)品中的數(shù)量，備品及允許的廢品來(lái)確定零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)。根據(jù)車(chē)間具體情況，每次投入或產(chǎn)出的產(chǎn)品(或零件)數(shù)量，稱(chēng)為生產(chǎn)批量。

生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)加工過(guò)程和生產(chǎn)組織起著重要的作用，它決定了各個(gè)工序所需的專(zhuān)業(yè)化和自動(dòng)化的程度，決定了所選用的工藝方法和機(jī)床設(shè)備。

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算

N=Qn(1+a%+b%)

式中N——零件的年產(chǎn)量，單位為件／年；

Q——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)；

a%——備品的百分率；

b%——廢品的百分率。

(二)生產(chǎn)類(lèi)型

生產(chǎn)類(lèi)型是指企業(yè)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi)。一般分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。

(1)單件生產(chǎn)

(2)成批生產(chǎn)根據(jù)批量的大小成批生產(chǎn)還可細(xì)分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。

a小批生產(chǎn)

b中批生產(chǎn)

c和大批生產(chǎn)

(3)大量生產(chǎn)

(三)工藝特征

生產(chǎn)類(lèi)型不同，產(chǎn)品和零件的制造工藝、所用設(shè)備及工藝裝備、采取的技術(shù)措施、達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果也不同。

在制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，先確定生產(chǎn)類(lèi)型，再分析該生產(chǎn)類(lèi)型的工藝特征，以使所制訂的工藝規(guī)程正確合理。

四、工藝系統(tǒng)的組成

由機(jī)床、刀具、工件和夾具所組成的系統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)工藝系統(tǒng)。

第二節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂工藝規(guī)程工藝規(guī)程的制訂

規(guī)定零件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件稱(chēng)為機(jī)械加工工藝規(guī)程。在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法，按規(guī)定的形式書(shū)寫(xiě)成工藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)。

知識(shí)點(diǎn)：（一）工藝規(guī)程的作用

工藝規(guī)程一般包括的內(nèi)容有：零件加工的工藝路線(xiàn)、各工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、時(shí)間定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。

工藝規(guī)程具有以下幾方面的作用。

1.工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件

2.工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理、計(jì)劃工作的依據(jù)

3.工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建企業(yè)及車(chē)間的基本資料

（二）制訂工藝規(guī)程的原則和方法

制訂工藝規(guī)程的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。

產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性這三個(gè)方面有時(shí)互相矛盾，合理的工藝規(guī)程應(yīng)該處理好這些矛盾，體現(xiàn)這三者的統(tǒng)一。

（三）制訂工藝規(guī)程的步驟

1.制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)

制訂工藝規(guī)程必須根據(jù)生產(chǎn)對(duì)象、生產(chǎn)規(guī)模和具體生產(chǎn)條件來(lái)進(jìn)行，為此必須以下列原始資料為依據(jù)。

(1)零件圖和產(chǎn)品裝配圖

(2)生產(chǎn)綱領(lǐng)

(3)現(xiàn)有生產(chǎn)條件

(4)其它有關(guān)資料

如毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件，夾具、刀具、量具及輔助工具的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各種工藝資料和手冊(cè)，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝、先進(jìn)技術(shù)資料，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算需要的資料，如工資、機(jī)床折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、工藝裝備的使用費(fèi)等。

2.制訂工藝規(guī)程的步驟

1)熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，確定零件制造的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

2)確定毛坯，包括選擇毛坯類(lèi)型及其制造方法，繪制毛坯圖。計(jì)算總余量、毛坯尺寸和材料利用率等。

3)擬定工藝路線(xiàn)。

4)確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及其公差，繪制工序圖。

5)選擇切削用量和計(jì)算時(shí)間定額。

6)確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。

7)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案。

8)編制工藝文件。

（四）、工藝文件格式

1專(zhuān)用工藝規(guī)程

2通用工藝規(guī)程

(1)典型工藝規(guī)程

(2)成組工藝規(guī)程

3標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程

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(chē)床調(diào)整卡片。

5)多軸自動(dòng)車(chē)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。

第三節(jié)零件的工藝分析一、分析研究產(chǎn)品的零件圖和裝配圖（1）零件的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求等是否齊全。（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。二、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析第四節(jié)毛坯的選擇正確選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。因?yàn)槊鞯姆N類(lèi)及其不同的制造方法，對(duì)零件的質(zhì)量、加工方法、材料利用率、機(jī)械加工勞動(dòng)量和制造成本等都有很大的影響。

確定毛坯的主要任務(wù)是：根據(jù)零件的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、生產(chǎn)綱領(lǐng)等方面的要求，合理地確定毛坯的種類(lèi)、毛坯的制造方法、毛坯的形狀、毛坯的尺寸等，最后繪制出毛坯圖。毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性，而且影響機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性。所以在確定毛坯時(shí)，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的制造成本。一、機(jī)械零件毛坯的種類(lèi)

(1)鑄件

(2)鍛件

鍛件有自由鍛造件和模鍛件兩種。

(3)型材

型材是指各種不同截面形狀的熱軋和冷拉鋼材。熱軋型材的截面尺寸大、精度低，適用于一般零件的毛坯。冷拉型材的截面尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中小型零件，自動(dòng)機(jī)床上加工零件的毛坯，也多用冷拉型材。

(4)焊接件

由于焊接方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)大型毛坯、結(jié)構(gòu)復(fù)雜毛坯的制造，適用于單件小批生產(chǎn)。

在選擇毛坯的種類(lèi)時(shí)，要綜合考慮零件的材料和對(duì)材料組織性能的要求、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件等多方面的因素，只有這樣，才能合理地加以選擇。

二、毛坯的選擇原則在選擇毛坯種類(lèi)及制造方法時(shí)，應(yīng)考慮下列因素：

1．零件材料及其力學(xué)性能

2．零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸

3．生產(chǎn)類(lèi)型

4．現(xiàn)有生產(chǎn)條件確定毛坯的種類(lèi)及制造方法，必須考慮具體的生產(chǎn)條件，如毛坯制造的工藝本平、設(shè)備狀況以及對(duì)外協(xié)作的可能性等。

5．充分考慮利用新工藝、新技術(shù)的可能性

三、確定毛坯的形狀和尺寸

毛坯的形狀和尺寸，基本上取決于零件的形狀和尺寸。

零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機(jī)械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生誤差，毛坯尺寸公差稱(chēng)為毛坯公差。毛坯加工余量和毛坯公差的大小，與毛坯的制造方法有關(guān)，生產(chǎn)中可參照有關(guān)工藝手冊(cè)或有關(guān)的企業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。

(1)

工藝搭子的設(shè)置

(2)

整體毛坯的采用

(3)

合件毛坯的采用

在確定了毛坯的種類(lèi)、形狀和尺寸之后，還應(yīng)繪制一張毛坯圖，作為毛坯生產(chǎn)單位的產(chǎn)品圖樣。繪制毛坯圖，是在零件圖的基礎(chǔ)上，在相應(yīng)的加工表面上加上毛坯加工余量。但繪制時(shí)還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空檔、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件表面的起模斜率(拔模斜度)和圓角；分型面和分模面的位置等。并用雙點(diǎn)劃線(xiàn)在毛坯圖中表示出零件的表面，以區(qū)別加工表面和非加工表面。除了圖中表示的尺寸、精度外，還應(yīng)在圖上寫(xiě)明具體的技術(shù)要求，如未注圓角、起模斜度、熱處理要求、組織要求、表面質(zhì)量及硬度要求等。

鍛件毛坯下料尺寸的確定：

計(jì)算鍛件坯料體積V坯

V坯＝V鍛K式中V鍛——鍛件的體積；

K——損耗系數(shù)；K＝1.05～1.10。計(jì)算鍛件坯料尺寸：理論圓棒料直徑D理為:

D理＝實(shí)際圓棒料的直徑尺寸按現(xiàn)有鋼材棒料的直徑規(guī)格選取，當(dāng)D理比較接近實(shí)有規(guī)格時(shí)，D實(shí)≈D理。第五節(jié)工件的定位及定位基準(zhǔn)的選擇

一、基準(zhǔn)的概念及其分類(lèi)基準(zhǔn)是指用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線(xiàn)、面。一個(gè)幾何關(guān)系就有一個(gè)基準(zhǔn)。任何零件都是由若干個(gè)表面組成的，它們之間有一定的相互位置和距離尺寸的要求。根據(jù)基準(zhǔn)作用的不同，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。

1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，常指零件圖樣上的基準(zhǔn)。二、工藝基準(zhǔn)

工藝基準(zhǔn)是工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。它包括如下內(nèi)容。

1.工序基準(zhǔn)

在工序圖上用來(lái)確定本工序加工表面的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。

2.定位基準(zhǔn)

在加工中用作定位的基準(zhǔn)。工件在機(jī)床上或夾具中裝夾時(shí)，定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)、線(xiàn)、面。

定位基準(zhǔn)又可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。

(1)粗基準(zhǔn)用作定位基準(zhǔn)的表面，如果是沒(méi)有加工過(guò)的毛坯面，則稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。

(2)精基準(zhǔn)用作定位基準(zhǔn)的表面，如果是已加工過(guò)的，則稱(chēng)為精基準(zhǔn)。

3.

測(cè)量基準(zhǔn)零件檢驗(yàn)時(shí)，用以測(cè)量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)稱(chēng)為測(cè)量基準(zhǔn)。4.裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)，用以確定零件或部件在機(jī)器中的位置所用的基準(zhǔn)稱(chēng)為裝配基

準(zhǔn)。二.工件定位的概念及定位方法的確定

(1)工件定位的概念與基本要求

確定工件在機(jī)床或夾具中的正確位置的過(guò)程稱(chēng)為定位。

對(duì)工件的定位有以下兩點(diǎn)基本要求：

1)為保證加工表面與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的相對(duì)位置精度，應(yīng)使加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相對(duì)于機(jī)床占有一正確的位置。

2)為了保證加工表面與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的距離尺寸精度，當(dāng)采用調(diào)整法加工時(shí)，位于機(jī)床或夾具上的工件，相對(duì)于刀具必須有一確定的位置。獲得表面間距離尺寸精度的方法通常有兩種：試切法和調(diào)整法。

試切法是一種通過(guò)試切——測(cè)量——調(diào)整——再試切，反復(fù)進(jìn)行直到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法。采用這種方法，距離尺寸精度是通過(guò)多次試切獲得的，所以工件在加工前相對(duì)刀具的位置可以不必確定。

(2)定位方法的確定

工件的定位方法有以下兩種。

1.找正定位

此法是利用工具(或儀表)等確定工件在機(jī)床上的正確位置的方法。

1)直接找正

2)劃線(xiàn)找正

2.采用夾具定位

用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的一種方法。三、定位的基本原理

零件在空間位置的自由度，用直角坐標(biāo)來(lái)表示時(shí)，共有六個(gè)，即沿x、y、z軸三個(gè)方向的移動(dòng)，用x、y、z來(lái)表示，以及繞x、y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，用x、y、z表示（圖1－17a）。

要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位置，就必須限制其六個(gè)自由度。限制方法如圖l－17b所示，用相當(dāng)于六個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件的定位基面接觸來(lái)限制。四、定位基準(zhǔn)選擇

制訂工藝規(guī)程時(shí)，能否正確且合理地選擇定位基準(zhǔn)，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(huì)影響到所采用工藝裝備的復(fù)雜程度，因此，必須重視定位基準(zhǔn)的選擇。（一）粗基準(zhǔn)的選擇

粗基準(zhǔn)選擇得是否合理，直接影響到各個(gè)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(zhǔn)的選擇原則。

1.某些零件上的個(gè)別表面不需要進(jìn)行機(jī)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)選擇非加工表面作粗基準(zhǔn)。

2.當(dāng)零件上具有較多加工表面時(shí)，粗基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)有利于合理地分配各加工表面的加工余量。

在余量分配時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。

(1)應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量

(2)為保證重要表面的加工余量小而均勻

(3)應(yīng)盡可能使加工表面的金屬切除量總和最小

(4)應(yīng)盡量選擇沒(méi)有飛邊、澆口、冒口或其它缺陷的平整表面作粗基準(zhǔn)，使工件定位穩(wěn)定.

(5)粗基準(zhǔn)在零件的加工過(guò)程中一般只能使用一次.

以上各項(xiàng)原則，每項(xiàng)只突出了一個(gè)方面的要求，具體應(yīng)用時(shí)，可能會(huì)相互矛盾，這時(shí)，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(zhǔn)的選擇相對(duì)合理一些。

（二）精基準(zhǔn)的選擇

在零件的機(jī)械加工過(guò)程中，除起始工序采用粗基準(zhǔn)外，基余工序都應(yīng)采用精基準(zhǔn)定位，因此，應(yīng)合理選擇精基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的總原則是：保證零件的加工精度和裝夾方便可靠，使零件的加工較為經(jīng)濟(jì)、容易。具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列原則。

(1)基準(zhǔn)重合原則

選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為基準(zhǔn)重合原則。采用基準(zhǔn)重合原則，比較容易保證設(shè)計(jì)精度，避免基準(zhǔn)不重合誤差。

(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

在零件的加工過(guò)程中，應(yīng)用同一組精基準(zhǔn)定位，盡可能多地加工出零件上的加工表面。這一原則稱(chēng)為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

(3)自為基準(zhǔn)原則

選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，這一原則稱(chēng)為自為基準(zhǔn)原則。自為基準(zhǔn)原則多應(yīng)用在某些要求加工余量小而均勻的精加工工序中。

Δc+Δch(Ta)≤Tc

(4)互為基準(zhǔn)原則

對(duì)于零件上兩個(gè)有位置精度要求的表面，可以認(rèn)為彼此互為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，當(dāng)加工這種位置精度要求較高的表面時(shí)，可以互為定位基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。如加工精密齒輪時(shí)，齒面淬火后需進(jìn)行磨削。此時(shí)，先以齒面定位磨孔，然后再以孔為定位基準(zhǔn)磨削齒面，這樣不僅可以保證磨齒時(shí)的余量小而均勻，而且能使齒面和孔之間達(dá)到很高的位置精度(齒圈徑向跳動(dòng)較小)。

除上述四個(gè)原則外，選擇精基準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)考慮所選精基準(zhǔn)能使工件定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊方便可靠、夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。

第六節(jié)工藝路線(xiàn)的擬訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂，大體可分為兩個(gè)部分：

a

擬訂零件加工的工藝路線(xiàn)。

b

確定各道工序的工序尺寸及公差、所用設(shè)備及工藝裝備、切削規(guī)范和時(shí)間定額等。一.加工方法的選擇(一)經(jīng)濟(jì)精度與經(jīng)濟(jì)粗糙度

加工方法的選擇，就是為零件上每一個(gè)有質(zhì)量要求的表面，選擇一套合理的加工方法。選擇時(shí)，既要滿(mǎn)足零件加工質(zhì)量的要求，也要兼顧生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。

加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常的加工條件下(采用符合質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間)所能保證的加工精度。經(jīng)濟(jì)粗糙度的概念類(lèi)同于經(jīng)濟(jì)精度的概念。（二）選擇加工方法時(shí)考慮的因素（l）選擇相應(yīng)能獲得經(jīng)濟(jì)精度的加工方法（2）工件材料的性質(zhì)（3）工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小（4）結(jié)合生產(chǎn)類(lèi)型考慮生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性（5）現(xiàn)有生產(chǎn)條件二、加工順序的確定

復(fù)雜工件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)中，要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，在擬訂工藝路線(xiàn)時(shí)，必須全面地把切削加工、熱處理和輔助工序一起考慮，合理安排。

(一)

機(jī)械加工工序的安排原則

1．劃分加工階段一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。

如果加工精度和表面粗糙度要求特別高時(shí)，還可增設(shè)光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務(wù)為：

粗加工階段從毛坯上切除大部分加工余量，只能達(dá)到較低的加工精度和表面質(zhì)量。

半精加工階段介于粗加工和精加工的切削加工過(guò)程，它能完成一些次要表面的加工，并為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備（如精加工前必要的精度、表面粗糙度和合適的加工余量等）。

精加工階段使各主要表面達(dá)到規(guī)定質(zhì)量要求。

光整加工和超精密加工對(duì)要求特別高的零件增設(shè)的加工方法，主要目的是達(dá)到所要求的光潔表面和加工精度。加工工藝過(guò)程中劃分加工階段的原因是：

(1）保證加工質(zhì)量（2）合理使用設(shè)備（3）便于安排熱處理工序，使冷熱加工配合得更好（4）便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的各種缺陷

在擬訂零件的工藝路線(xiàn)時(shí)，一般應(yīng)遵循劃分加工階段這一原則，但具體應(yīng)用時(shí)要靈活處理。劃分加工階段，是對(duì)零件整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程而言，通常是以零件上主要表面的加工過(guò)程劃分，而次要表面的加工穿插在主要表面加工過(guò)程之中。在有些情況下，次要表面的精加工是在主要表面的半精加工、甚至是粗加工中就可完成，而這時(shí)并沒(méi)有進(jìn)入整個(gè)加工過(guò)程的精加工階段；相反，有些小孔，如箱體上軸承孔周?chē)穆菁y連接孔，常常安排在精加工之后進(jìn)行鉆削，這對(duì)小孔加工本身來(lái)講，仍屬于粗加工。這點(diǎn)，在劃分加工階段時(shí)應(yīng)引起注意。

2．先加工基準(zhǔn)面

3．先面后孔

4．次要表面穿插在各加工階段進(jìn)行

（二）工序集中與工序分散

如果零件的加工集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成，則每一工序的加工內(nèi)容就比較多，稱(chēng)為工序集中；反之，則稱(chēng)為工序分散。

(1)工序集中的特點(diǎn)

1)便于采用高生產(chǎn)率的專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備及數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，減少了工件的裝夾次數(shù)，縮短了輔助時(shí)間，可有效地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

2)由于工序數(shù)目少、工藝路線(xiàn)短，便于制訂生產(chǎn)計(jì)劃和組織生產(chǎn)。

3)使用的設(shè)備數(shù)量少，減少了操作工人和車(chē)間面積。

4)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。

5)采用專(zhuān)用設(shè)備和工藝裝備時(shí)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整和維修困難、投資大、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大且周期長(zhǎng)，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)；但采用數(shù)控設(shè)備加工時(shí)，雖然設(shè)備投資較大，但調(diào)整方便，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量相對(duì)較小，因而易于產(chǎn)品品種的轉(zhuǎn)換，是現(xiàn)代機(jī)械加工的發(fā)展方向之一。

(2)工序分散的特點(diǎn)

1)使用的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整和維修方便，工人容易掌握操作技術(shù)，生產(chǎn)準(zhǔn)備簡(jiǎn)單，便于產(chǎn)品品種的更新。

2)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，車(chē)間面積大，生產(chǎn)組織工作量大。

擬定工藝路線(xiàn)時(shí)，工序集中和工序分散原則的應(yīng)用，主要應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型來(lái)決定。

（三）加工順序的安排

1.機(jī)械加工工序的安排

安排機(jī)械加工工序順序的任務(wù)，一是為各個(gè)表面的加工安排先后順序，二是在加工工藝路線(xiàn)中為每個(gè)表面的各個(gè)加工工序，安排具體的位置。

首先，為零件上各個(gè)需要加工的表面選擇合理的加工方案；

然后，將次要表面性質(zhì)相同的加工工序，放在與主要表面加工性質(zhì)相同的工序中完成。這樣，大多數(shù)次要表面的終加工，一般在主要表面的粗、半精加工中即可完成。但對(duì)于那些與主要表面有密切位置關(guān)系的次要表面的加工，應(yīng)放在主要表面的精加工后進(jìn)行。

零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)中，第一道工序往往都是加工精基準(zhǔn)，然后使用精基準(zhǔn)定位，進(jìn)行后續(xù)加工。對(duì)軸類(lèi)零件，應(yīng)先鉆中心孔；箱體類(lèi)零件先加工平面、定位銷(xiāo)孔等。

2.熱處理工序的安排

熱處理可以提高材料的力學(xué)性能，改善金屬的切削性能及消除內(nèi)應(yīng)力。在制訂工藝路線(xiàn)時(shí)，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。在機(jī)械制造中，常用的熱處理工序有：退火、正火、調(diào)質(zhì)、時(shí)效、淬火、滲碳、滲氮、液體碳氮共滲等。

按照熱處理目的的不同，可將熱處理劃分為:

預(yù)備熱處理最終熱處理

1).預(yù)備熱處理

預(yù)備熱處理的目的，主要是改善材料的切削性能、消除內(nèi)應(yīng)力及為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。

(1)正火和退火

(2)調(diào)質(zhì)

(3)時(shí)效處理

2).最終熱處理

最終熱處理的目的，是達(dá)到零件要求的力學(xué)性能，如一定的硬度、耐磨性等。

(1)淬火

(2)滲碳淬火

(3)滲氮

滲氮處理往往是零件加工工藝路線(xiàn)的最后一道工序，滲氮后的零件最多再進(jìn)行精磨或研磨。

3.輔助工序的安排

輔助工序包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等。輔助工序也是機(jī)械加工中必不可少的工序，對(duì)保證零件的質(zhì)量、為后續(xù)工序創(chuàng)造良好的加工條件都有重要的意義，應(yīng)合理安排。輔助工序中，檢驗(yàn)工序是比較重要的，對(duì)保證加工質(zhì)量起著重要的作用。除了在加工中由各工序自檢外，還應(yīng)在下列場(chǎng)合單獨(dú)安排檢驗(yàn)工序。

1)粗加工階段結(jié)束后。

2)重要工序前后。

3)零件從一個(gè)車(chē)間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車(chē)間前后。

4)零件全部加工完成后。

第七節(jié)加工余量的確定

確定工序尺寸，首先應(yīng)確定加工余量。

一、加工余量的概念由于毛坯不能達(dá)到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便經(jīng)過(guò)機(jī)械加工來(lái)達(dá)到這些要求。

加工余量是指加工過(guò)程中從加工表面切除的金屬層厚度。

1.總加工余量和工序加工余量為了得到零件上某一表面所要求的精度和表面質(zhì)量而從毛坯這一表面上切除的全部多余的金屬層，稱(chēng)為該表面的總加工余量。

2．公稱(chēng)加工余量、最大加工余量和最小加工余量在制訂工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)各工序的性質(zhì)來(lái)確定工序的加工余量，進(jìn)而求出各工序的尺寸。由于在加工過(guò)程中各工序尺寸都有公差，所以實(shí)際切除的余量也是變化的。因此，加工余量又可分為公稱(chēng)加工余量、最大加工余量、最小加工余量。

二、影響加工余量的因素加工余量的大小對(duì)零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。加工余量過(guò)大，不僅增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量，降低了生產(chǎn)率，而且增加了材料工具、電力的消耗，提高加工成本。為了使工件的加工質(zhì)量逐步得到提高，各工序所留的最小加工余量，應(yīng)該保證前工序所產(chǎn)生的形位誤差和表面層缺陷被相鄰后續(xù)工序切除，這是確定工序最小余量的基本要求。

圖1-28所示為最小工序余理的構(gòu)成因素。

三、確定加工余量的方法

1．分析計(jì)算法

2．查表修正法

3．經(jīng)驗(yàn)估算法

經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定加工余量的方法。這種方法不太準(zhǔn)確，并且為了避免加工余量不夠而產(chǎn)生廢品，所以估計(jì)的加工余量一般偏大，常用于單件小批生產(chǎn)。第八節(jié)工序尺寸及其公差的確定

零件圖上要求的設(shè)計(jì)尺寸和公差，是經(jīng)過(guò)多道工序加工后達(dá)到的。工序尺寸是零件的加工過(guò)程中各個(gè)工序應(yīng)達(dá)到的尺寸。每個(gè)工序的加工尺寸是不同的，是逐步向設(shè)計(jì)尺寸靠近的。在工藝規(guī)程中需要標(biāo)注出這些工序尺寸，以作加工或檢驗(yàn)的依據(jù)。

基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差的確定基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及公差的確定一、基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差的確定

計(jì)算順序是由后往前逐個(gè)推算，

即由零件圖的設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，一直推算到毛坯圖的尺寸。例：

二、工藝尺寸鏈（一）工藝尺寸鏈的概念1．尺寸鏈的定義

在機(jī)器裝配或零件加工過(guò)程中，由相互連接的尺寸形成封閉尺寸，稱(chēng)為尺寸鏈。

(1)尺寸鏈的組成

1)環(huán)尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸均稱(chēng)為尺寸鏈中的環(huán)。

2)封閉環(huán)尺寸鏈中在加工過(guò)程或裝配過(guò)程中間接獲得或間接保證的一環(huán)。封閉環(huán)以下角標(biāo)“Σ”表示。

3)組成環(huán)尺寸鏈中在加工過(guò)程或裝過(guò)程直接獲得，并且對(duì)封閉環(huán)有影響的全部環(huán)。這些環(huán)中任一環(huán)的變動(dòng)必然引起封閉環(huán)的變動(dòng)。

4)增環(huán)尺寸鏈中的組成環(huán)，該環(huán)的變動(dòng)會(huì)引起封閉環(huán)同向變動(dòng)。同向變動(dòng)是指該環(huán)增大時(shí)封閉環(huán)增大，該環(huán)減小時(shí)封閉環(huán)減小。

5)減環(huán)尺寸鏈中的組成環(huán)，該環(huán)的變動(dòng)會(huì)引起封閉環(huán)反向變動(dòng)。反向變動(dòng)是指該環(huán)增大時(shí)封閉環(huán)減小，該環(huán)減小時(shí)封閉環(huán)增大。

(2)尺寸鏈的特性

1)封閉性

2)關(guān)聯(lián)性

(3)尺寸鏈圖

(4)尺寸鏈形式

按環(huán)的幾何特征劃分

1)長(zhǎng)度尺寸鏈全部環(huán)為長(zhǎng)度尺寸的尺寸鏈。

2)角度尺寸鏈全部環(huán)為角度尺寸的尺寸鏈。

3)組合形式的尺寸鏈兼有長(zhǎng)度尺寸和角度尺寸的尺寸鏈。

按其應(yīng)用場(chǎng)合劃分

(1)零件尺寸鏈

(2)工藝尺寸鏈

(3)裝配尺寸鏈

按各環(huán)所處空間位置劃分

(1)直線(xiàn)尺寸鏈全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。

(2)平面尺寸鏈全部組成環(huán)位于一個(gè)或幾個(gè)平面內(nèi)，但某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。

(3)空間尺寸鏈組成環(huán)位于幾個(gè)不平行平面內(nèi)的尺寸鏈。

2.尺寸鏈的計(jì)算公式

尺寸鏈的計(jì)算，是指計(jì)算封閉環(huán)與組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差之間的關(guān)系。計(jì)算方法分為極值法和概率法兩類(lèi)。極值法與概率法相比，計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)單可靠，在生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，下面介紹極值法的計(jì)算方法。

3.尺寸鏈的計(jì)算形式

(a)正計(jì)算形式

已知各組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差，求封閉環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差。它的計(jì)算結(jié)果是唯一的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的校驗(yàn)工作常遇到此形式。

(b)反計(jì)算形式

已知封閉環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差，