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第八章第八章 机械加工工艺过程机械加工工艺过程 第一节第一节 概述概述一、工艺过程组成一、工艺过程组成生产过程：生产过程：由原材料到生产出成品的全部劳由原材料到生产出成品的全部劳动过程的总和。包括原材料运输、保管、生动过程的总和。包括原材料运输、保管、生产准备、制造坯料、机械加工、装配、检验产准备、制造坯料、机械加工、装配、检验及试车、油漆和包装等。及试车、油漆和包装等。工艺过程：工艺过程：生产过程中直接改变原材料（坯料）生产过程中直接改变原材料（坯料）的性能、尺寸和形状，使之变成成品的过程。的性能、尺寸和形状，使之变成成品的过程。机械加工机械加工工艺过程工艺过程由一系列由一系列工序工序组成。组成。f20六孔均布六孔均布 图图1 轮坯轮坯 图图1中，零件加工工艺过程可中，零件加工工艺过程可分为两个工序分为两个工序。工序工序1：在车床上车外圆，在车床上车外圆，车端面车端面A、B、C，镗孔和内镗孔和内孔倒角；孔倒角；工序工序2：在钻床上钻在钻床上钻6个个 20的孔。的孔。工序是工艺过程的基本组成部分。工序是工艺过程的基本组成部分。（一）（一）工序工序工艺过程中，在一个工作地点，对一个或一组工件连工艺过程中，在一个工作地点，对一个或一组工件连续完成的那部分加工过程。续完成的那部分加工过程。（二）（二）工步工步 20六孔均布六孔均布图图1 轮坯轮坯在不改变加工表面、切削用在不改变加工表面、切削用量、切削刀具条件下所完成量、切削刀具条件下所完成的那部分工艺过程。的那部分工艺过程。图图1中，车削工序可分为：中，车削工序可分为：粗车外圆、半精车外圆、粗车外圆、半精车外圆、粗镗孔、半精镗孔、精镗粗镗孔、半精镗孔、精镗孔、粗车端面孔、粗车端面等工步。等工步。（三）（三）进给（走刀）进给（走刀）同一工步中，当加工表面、刀具和切削用量中的转速同一工步中，当加工表面、刀具和切削用量中的转速与进给量保持不变时，切去一层金属的加工过程。与进给量保持不变时，切去一层金属的加工过程。一个工步可包一个工步可包括一次或数次括一次或数次进给。进给。（四）（四）安装安装安装是工件在机床上占据应有的位置，并夹紧使之固安装是工件在机床上占据应有的位置，并夹紧使之固定在这个位置上。它包括定在这个位置上。它包括定位和夹紧定位和夹紧定位：定位：机械加工时，工件在机床上应占有一正确位置。机械加工时，工件在机床上应占有一正确位置。夹紧：夹紧：为使工件在切削力或其他力作用下保持其正确为使工件在切削力或其他力作用下保持其正确 位置，还必须将工件压紧或夹牢。位置，还必须将工件压紧或夹牢。一道工序中安装可能是一次，也可能是数次。一道工序中安装可能是一次，也可能是数次。图图1中车削工序中车削工序1中一般有两次安装。中一般有两次安装。安装安装1：在三爪卡盘上以在三爪卡盘上以 102定位并夹紧，车端面定位并夹紧，车端面C、镗孔、内孔倒角、车镗孔、内孔倒角、车 223外圆。外圆。20六孔均布六孔均布图图1 轮坯轮坯安装安装2：调头在三爪卡盘调头在三爪卡盘上以上以 223外圆定位并夹紧，外圆定位并夹紧，车端面车端面A、内孔倒角、车内孔倒角、车端面端面B。安装将增加零件各加工安装将增加零件各加工表面间的表面间的位置误差位置误差及及装装卸辅助时间卸辅助时间，因此，要，因此，要尽量减少每一工序中安尽量减少每一工序中安装的次数。装的次数。（五）（五）工位工位工件在一次装夹后，在机床工件在一次装夹后，在机床上所占有的各个位置。上所占有的各个位置。图为在三轴钻床上利用回转图为在三轴钻床上利用回转夹具，一次安装中完成夹具，一次安装中完成钻钻、扩扩、铰铰加工。加工。利用利用多工位加工多工位加工，可，可减少安减少安装次数，缩短辅助时间。装次数，缩短辅助时间。工序工序安装安装工步工步走刀走刀工位工位5：车：车三爪卡盘三爪卡盘1）车端面）车端面A112）车外圆）车外圆E13）车螺纹外径）车螺纹外径D34）车端面）车端面B15）倒角）倒角F16）车螺纹）车螺纹67）切断）切断110：车：车 三爪卡盘三爪卡盘1）车端面）车端面C112）倒角）倒角G115：铣：铣 旋转夹具旋转夹具1）铣六方（复合工步）铣六方（复合工步）33二、设计工艺过程的技术依据二、设计工艺过程的技术依据（一）零件图及技术条件（一）零件图及技术条件 零件图及技术条件是制造对象的要求，研究如零件图及技术条件是制造对象的要求，研究如下信息：下信息：构型构型 尺寸、形状和位置精度尺寸、形状和位置精度 表面粗糙度表面粗糙度相关技术要求相关技术要求 材料材料 热处理种类和硬度热处理种类和硬度 毛坯种类等内容毛坯种类等内容（二）（二）生产类型生产类型生产纲领：生产纲领：某零件的生产纲领就是包括备品和废品某零件的生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量。在内的年产量。单件生产单件生产单个地制造结构或尺寸不同的产品，并很少重复，甚单个地制造结构或尺寸不同的产品，并很少重复，甚至不重复的生产。至不重复的生产。如重型机械制造厂、试制及维修车间的生产。如重型机械制造厂、试制及维修车间的生产。成批生产成批生产成批制造相同的工件，每隔一定时间又重复进行的生成批制造相同的工件，每隔一定时间又重复进行的生产。每批制造相同工件的数量称为产。每批制造相同工件的数量称为批量批量。大量生产大量生产按批量大小，成批生产又分为按批量大小，成批生产又分为大批大批、中批中批、和、和小批小批生产生产三种。三种。实际生产中，成批生产通常指中批生产。实际生产中，成批生产通常指中批生产。机床制造厂多属成批生产。机床制造厂多属成批生产。一种产品制造数量很多，多数工作地点经常重复地进一种产品制造数量很多，多数工作地点经常重复地进行一种工件某一工序的加工。行一种工件某一工序的加工。如汽车、拖拉机、轴承的制造。如汽车、拖拉机、轴承的制造。（三）现场条件（三）现场条件三、基准的概念及其分类三、基准的概念及其分类基准：在零件上（工件上），用以确定其它点、基准：在零件上（工件上），用以确定其它点、线、面位置的点、线、面。线、面位置的点、线、面。（一）、设计基准（一）、设计基准 设计基准是设计图样上所采用的基准。它由设计基准是设计图样上所采用的基准。它由设计人员选取。设计人员选取。零件图中的设计基准零件图中的设计基准图（图（a）中端面中端面C、B的设计基准是的设计基准是A；孔；孔16H7是外圆是外圆40h6的径向设计基准。图（的径向设计基准。图（b）中主轴中主轴孔轴线的设计基准是孔轴线的设计基准是M、N面。面。（二）、工艺基准（二）、工艺基准零件在工艺过程中所采用的基准。零件在工艺过程中所采用的基准。1.工序基准工序基准 在工序图上，用于确定被加工表面位置使用的在工序图上，用于确定被加工表面位置使用的基准称工序基准。基准称工序基准。工序基准工序基准工序基准到被加工表面尺寸称为工序尺寸。工序基准到被加工表面尺寸称为工序尺寸。2.定位基准定位基准 工件上用于确定工件在夹具中位置的基准称为工件上用于确定工件在夹具中位置的基准称为定位基准。定位基准。工件加工时的定位基准工件加工时的定位基准C、D、A为定为定位基准。位基准。3.测量基准测量基准在在测量时所采用的基准。测量时所采用的基准。工件上已加工表面的测量基准工件上已加工表面的测量基准M面为测量基准面为测量基准4.装配基准装配基准 在机器装配时，用来确定零件或部件在产在机器装配时，用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。品中的相对位置所采用的基准。装配基准为装配基准为M、N四、机械加工精度及其获得方法四、机械加工精度及其获得方法（一）、加工精度（一）、加工精度 加工精度是指零件加工后的实际几何参数加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺尺寸、形状、位置寸、形状、位置)与理想几何参数的符合程度。与理想几何参数的符合程度。加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺加工误差：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状、位置）与理想几何参数的偏离程度。寸、形状、位置）与理想几何参数的偏离程度。加工精度越高，加工误差越小，满足加工精度要求加工精度越高，加工误差越小，满足加工精度要求就是使加工误差小于等于零件图上规定的公差。就是使加工误差小于等于零件图上规定的公差。机械加工精度是指尺寸精度、形状精度、位置机械加工精度是指尺寸精度、形状精度、位置关系精度。关系精度。（二）、机械加工精度的获得方法（二）、机械加工精度的获得方法尺寸精度获得方法尺寸精度获得方法1.试削法试削法 对加工表面尺寸不断测量，不断调整刀具对加工表面尺寸不断测量，不断调整刀具对加工表面位置进行切削，直至达到尺寸精度对加工表面位置进行切削，直至达到尺寸精度要求。要求。2.自动获得法自动获得法 （1）定尺寸刀具或组合刀具）定尺寸刀具或组合刀具 （2）定距装刀）定距装刀 （3）由设备本身保证）由设备本身保证3.调整法调整法 按规定的尺寸先调整好刀具和工件在机按规定的尺寸先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件加工过程中床上的相对位置，并在一批零件加工过程中保持这个位置不变。保持这个位置不变。如在多刀车床上加工曲轴，无心外圆磨床磨如在多刀车床上加工曲轴，无心外圆磨床磨外圆等外圆等4.自动控制法自动控制法形状精度的获得方法形状精度的获得方法1.刀尖轨迹法刀尖轨迹法2.成形刀具法成形刀具法3.展成法展成法位置精度的获得方法位置精度的获得方法1.用夹具装夹用夹具装夹2.找正装夹找正装夹 （1）划线找正装夹）划线找正装夹 （2）直接找正装夹）直接找正装夹五、尺寸链五、尺寸链(一一)、尺寸链的概念及类型、尺寸链的概念及类型1.尺寸链概念尺寸链概念用来确定某些表面间相互位置的一组尺寸，用来确定某些表面间相互位置的一组尺寸，按一定的次序首尾相连组成的封闭链环称按一定的次序首尾相连组成的封闭链环称为尺寸链。为尺寸链。设计尺寸链设计尺寸链2.尺寸链的类型尺寸链的类型(1)设计尺寸链：在设计图上使用的尺寸链。设计尺寸链：在设计图上使用的尺寸链。设计尺寸链设计尺寸链(2)工艺尺寸链：在加工过程中，各有关工艺尺工艺尺寸链：在加工过程中，各有关工艺尺寸组成的尺寸链。寸组成的尺寸链。零件加工过程中工艺尺寸链零件加工过程中工艺尺寸链(3)装配尺寸链：由装配精度与构成装配精度的装配尺寸链：由装配精度与构成装配精度的全部相关零件的设计尺寸所形成的尺寸链。全部相关零件的设计尺寸所形成的尺寸链。装配尺寸链装配尺寸链(二二)、尺寸链组成及其特性、尺寸链组成及其特性1.1.尺寸链的组成尺寸链的组成尺寸链是由一系列相关联的尺寸组成的尺寸链是由一系列相关联的尺寸组成的,其中每其中每一尺寸称为尺寸链的环。一尺寸称为尺寸链的环。(1)(1)封闭环封闭环:尺寸链中间接获得的尺寸称封闭环。尺寸链中间接获得的尺寸称封闭环。一个尺寸链只有一个封闭环。一个尺寸链只有一个封闭环。(2)(2)组成环组成环:尺寸链中除封闭环以外的其余环。尺寸链中除封闭环以外的其余环。增环增环:在其他组成环不变时在其他组成环不变时,某一组成环增大某一组成环增大封闭环也随之增大封闭环也随之增大,该环为增环。该环为增环。减环减环:在其他组成环不变时在其他组成环不变时,某一组成环增大某一组成环增大封闭环随之减小封闭环随之减小,该环为减环。该环为减环。(三三)、尺寸链的计算、尺寸链的计算（1）尺寸链基本计算方法（极值法）尺寸链基本计算方法（极值法）计算尺寸链首先要确定封闭环、增环和计算尺寸链首先要确定封闭环、增环和减环，而正确确定封闭环是解决问题的减环，而正确确定封闭环是解决问题的关键。关键。封闭环、增环、减环及其上下偏差符号：封闭环、增环、减环及其上下偏差符号：A0、A0max、A0min封闭环的基本尺寸、最大极限封闭环的基本尺寸、最大极限 尺寸和最小极限尺寸；尺寸和最小极限尺寸；i、imax、imin 增环的基本尺寸、最大极限增环的基本尺寸、最大极限 尺寸和最小极限尺寸；尺寸和最小极限尺寸；j、jmax、jmin减环的基本尺寸、最大极限减环的基本尺寸、最大极限 尺寸和最小极限尺寸；尺寸和最小极限尺寸；EsA0、Esi i、ESj封闭环、增环和减环的上封闭环、增环和减环的上 偏差；偏差；EiA0、Ei、Eii ij封闭环、增环和减环的下封闭环、增环和减环的下 偏差；偏差；TA0、TAi封闭环和组成环的公差；封闭环和组成环的公差；m 尺寸链中的增环数；尺寸链中的增环数；n 尺寸链中的总环数。尺寸链中的总环数。（2）封闭环的极限尺寸：封闭环的最大极限）封闭环的极限尺寸：封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和。有减环的最小极限尺寸之和。结论：结论：（1）封闭环的基本尺寸：封闭环基本尺寸等）封闭环的基本尺寸：封闭环基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和。寸之和。封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。之和。（3）封闭环的上、下偏差：封闭环的上偏）封闭环的上、下偏差：封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和，即的下偏差之和，即封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和，即减去所有减环的上偏差之和，即（4）封闭环的公差：封闭环的公差等于所有）封闭环的公差：封闭环的公差等于所有组成环公差之和，即组成环公差之和，即加工如图所示工件，先以加工如图所示工件，先以A面定位加工面定位加工C面，面，得尺寸得尺寸 ；然后再以；然后再以A面定位加工台阶面定位加工台阶面面B，得尺寸，得尺寸A2，要求保证，要求保证B面与面与C面间尺寸面间尺寸 。试求工序尺寸。试求工序尺寸 A2。01.060-25.0025+1A2A3A1.画尺寸链图画尺寸链图2.确定封闭环、增环、减环确定封闭环、增环、减环A3为封闭环、为封闭环、A1为增环、为增环、A2为减环为减环3.运用公式计算运用公式计算01.060-25.0025+1A2A3A第二节第二节 机床夹具机床夹具一、一、工件的安装工件的安装（一）一）直接找正安装直接找正安装将工件安放在机床工将工件安放在机床工作台或通用夹具上，作台或通用夹具上，利用划针、角尺、千利用划针、角尺、千分表或眼睛找正工件分表或眼睛找正工件在机床上的正确位置在机床上的正确位置后夹紧。后夹紧。（二）二）划线找正安装划线找正安装对于形状复杂、公差较大的铸件、锻件坯对于形状复杂、公差较大的铸件、锻件坯料的加工，其安装是先在待加工坯料上划料的加工，其安装是先在待加工坯料上划出被加工表面的位置线，然后按此线作基出被加工表面的位置线，然后按此线作基准找正工件。准找正工件。（三）三）使用夹具安装使用夹具安装工件安装在为某一具体加工工序专门设计和工件安装在为某一具体加工工序专门设计和制造的夹具中，不需要找正即可迅速可靠地制造的夹具中，不需要找正即可迅速可靠地保证工件在机床上相对刀具有一正确位置。保证工件在机床上相对刀具有一正确位置。二、机床夹具作用及其组成二、机床夹具作用及其组成1.机床夹具的作用机床夹具的作用工序加工要求：工序加工要求：槽宽槽宽8+0.05；槽深槽深10；对对A的对称度为的对称度为0.1。槽宽由铣刀宽度保证，其余由加工前工件对槽宽由铣刀宽度保证，其余由加工前工件对刀具及切削成形运动位置正确保证刀具及切削成形运动位置正确保证如如图正确位置为：图正确位置为：铣槽时正确位置铣槽时正确位置铣刀对称面铣刀对称面C与轴与轴套轴线套轴线D重合；重合；铣刀圆周刃口铣刀圆周刃口F距距轴套底面轴套底面E为为38mm；铣床夹具铣床夹具夹具保证了上述正确位置：夹具保证了上述正确位置：机床夹具主要保证的是位置尺寸和位置关机床夹具主要保证的是位置尺寸和位置关系精度。系精度。2.专用机床夹具的组成专用机床夹具的组成定位元件定位元件夹紧元件夹紧元件对刀、引导元件对刀、引导元件安装元件安装元件夹具体夹具体其它元件其它元件三、工件定位三、工件定位工件的定位工件的定位:使逐次放置到夹具中的一批工件使逐次放置到夹具中的一批工件都占据同一位置。都占据同一位置。使使一批工件占据同一位置的方法即定位方法。一批工件占据同一位置的方法即定位方法。使一批工件占据同一位置的程度即定位精度。使一批工件占据同一位置的程度即定位精度。（一）六点定位原理及应用（一）六点定位原理及应用1.六点定位原理六点定位原理工件在空间有六种移动的可能性，称为六个工件在空间有六种移动的可能性，称为六个自由度。自由度。在图在图6-6中，设六个支承中，设六个支承点分布在三个互相垂直点分布在三个互相垂直的坐标平面内。其中三的坐标平面内。其中三个支承点在个支承点在XOY平面内平面内,限制三个自由度、限制三个自由度、和；两个支承点在和；两个支承点在XOZ平面内平面内,限制两个限制两个自由度和；一个支自由度和；一个支承点在承点在YOZ平面内平面内,限限制一个自由度。制一个自由度。（二）六点定则的应用（二）六点定则的应用机械加工中的工件定位，其六个自由度的限机械加工中的工件定位，其六个自由度的限制需视具体要求而定。制需视具体要求而定。如图，须限定六个自由如图，须限定六个自由度，称为度，称为完全定位完全定位。如图为如图为不完全定位不完全定位。欠欠定位与过定位定位与过定位欠定位：欠定位：定位点的数目少于工序加工要求必定位点的数目少于工序加工要求必须限制的自由度数目。须限制的自由度数目。欠定位是不允许的。欠定位是不允许的。过定位：过定位：自由度被重复限制。自由度被重复限制。平面的过定位平面的过定位过定位分析及处理过定位分析及处理第三节第三节 工件的夹紧工件的夹紧一、夹紧装置的组成一、夹紧装置的组成1.动力源动力源2.夹紧机构夹紧机构改变夹紧力方向；改变夹紧力方向；改变夹紧力大小；改变夹紧力大小；改变夹紧力行程；改变夹紧力行程；保证机构自锁。保证机构自锁。二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定夹紧力的方向夹紧力的方向1.夹紧力的方向应垂直于各夹紧力的方向应垂直于各定位表面定位表面2.夹紧力方向应有利于减小夹紧力夹紧力方向应有利于减小夹紧力夹紧力作用点夹紧力作用点1.夹紧力作用点应保持工件夹紧力作用点应保持工件定位稳定，不致引起工件产定位稳定，不致引起工件产生位移或偏斜生位移或偏斜2.夹紧力的作用点应使变夹紧力的作用点应使变形尽可能小形尽可能小3.夹紧力作用点应尽量夹紧力作用点应尽量靠近加工表面靠近加工表面夹紧力的大小夹紧力的大小通常将夹具和工件看成一个刚性系统，根通常将夹具和工件看成一个刚性系统，根据工件受切削力、夹紧力、重力后处于静据工件受切削力、夹紧力、重力后处于静力平衡，求理论夹紧力力平衡，求理论夹紧力W，则则一般一般K=1.53，粗加工时粗加工时K=2.53，精加工时精加工时K=1.52三、夹紧机构三、夹紧机构（一）斜楔夹紧机构（一）斜楔夹紧机构斜楔的自锁性斜楔的自锁性当当外力撤除后机构外力撤除后机构仍能夹紧工件。仍能夹紧工件。斜楔自锁条件：斜楔自锁条件：双升角斜楔双升角斜楔用于要求斜楔具有用于要求斜楔具有较大行程，又要求较大行程，又要求机构自锁时。机构自锁时。具有两个升角的斜块具有两个升角的斜块(二）螺旋夹紧机构二）螺旋夹紧机构1.作用原理及典型结构作用原理及典型结构2.几种典型螺旋夹紧机构几种典型螺旋夹紧机构螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构螺旋钩形压板夹紧机构螺旋钩形压板夹紧机构（三）圆偏心夹紧机构三）圆偏心夹紧机构(四）铰链夹紧机构四）铰链夹紧机构（五）自动定心夹紧机构（五）自动定心夹紧机构特点：定位元件既是定位元件，也是夹紧元件；特点：定位元件既是定位元件，也是夹紧元件；定位、夹紧两个过程同时实现。定位、夹紧两个过程同时实现。（六）联动夹紧机构六）联动夹紧机构多点多向联动夹紧机构多点多向联动夹紧机构（七）磁力夹紧七）磁力夹紧电磁夹紧电磁夹紧（八）真空夹紧八）真空夹紧第四节第四节 工艺过程的制定工艺过程的制定分为两大步骤：分为两大步骤：第一步：划分工艺路线（将零件的加工过程分成一道道第一步：划分工艺路线（将零件的加工过程分成一道道工序）工序）工艺分析工艺分析加工方法选择、基准选择、毛坯选择、阶段加工方法选择、基准选择、毛坯选择、阶段划分划分形成加工路线。形成加工路线。第二步：具体工序设计第二步：具体工序设计选择机床、工艺装备、计算工序尺寸等。选择机床、工艺装备、计算工序尺寸等。制定零件机械加工工艺过程的主要内容包括：制定零件机械加工工艺过程的主要内容包括：对零件的对零件的工艺分析工艺分析、毛坯的选择毛坯的选择、加工余量的确定加工余量的确定、定位基准的定位基准的选择选择、工艺路线的拟定工艺路线的拟定和和工艺文件的编制工艺文件的编制等。等。划分工艺路线划分工艺路线一、一、零件的工艺分析零件的工艺分析了解产品的用途、性能和工作条件，结合装配图了解零了解产品的用途、性能和工作条件，结合装配图了解零件在整机中的位置、作用及装配关系，明确其精度和技件在整机中的位置、作用及装配关系，明确其精度和技术要求对产品质量和使用性能的影响。在此基础上对零术要求对产品质量和使用性能的影响。在此基础上对零件进行工艺分析。通常审查以下三个方面：件进行工艺分析。通常审查以下三个方面：（一）一）零件图样是否完整、正确零件图样是否完整、正确零件视图是否足够、关系是否正确；尺寸、公差、零件视图是否足够、关系是否正确；尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、合理等。表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、合理等。（二）二）零件选材是否恰当零件选材是否恰当所选材料是否会使工艺变得困难和复杂。所选材料是否会使工艺变得困难和复杂。（三）三）零件的结构工艺性是否合理零件的结构工艺性是否合理二、二、坯料的选择坯料的选择常用的坯料类型有常用的坯料类型有型材型材、铸件铸件、锻件锻件、焊接件焊接件等。等。这些坯料余量较大，材料利用率低。这些坯料余量较大，材料利用率低。精密铸造精密铸造、精密锻造精密锻造、粉末冶金粉末冶金、冷挤压冷挤压和和特种特种轧制轧制等。等。三、三、定位基准的选择定位基准的选择定位主要是为保证定位主要是为保证加工表面的相互位置精度加工表面的相互位置精度，故定位基准应选择，故定位基准应选择有相互位置精度要求的有相互位置精度要求的表面表面。第一道工序第一道工序只能只能以坯料表面定位以坯料表面定位，这种基准面称为，这种基准面称为粗基准粗基准；以后的工序以后的工序中用中用已加工过的表面定位已加工过的表面定位，称，称为为精基准精基准。（一）一）粗基准的选择粗基准的选择粗基准的选择原则：粗基准的选择原则：1、选取、选取不加工表面不加工表面为粗基准为粗基准可使零件可使零件加工表面与不加工表面间加工表面与不加工表面间具有较高的具有较高的位位置精度置精度。当零件有两个以上的不加工表面时，应选择与当零件有两个以上的不加工表面时，应选择与加工表面加工表面位置精度要求较高的表面位置精度要求较高的表面为粗基准。为粗基准。如图如图 不加工表面作粗基准不加工表面作粗基准2、选取、选取要求余量均匀的表面要求余量均匀的表面为粗基准为粗基准当零件的所有表面均需加工时，应选取当零件的所有表面均需加工时，应选取要要求余量均匀的表面求余量均匀的表面为粗基准，这可保证作为粗基准，这可保证作为粗基准的表面加工时为粗基准的表面加工时余量均匀余量均匀。3、选取、选取便于装夹的表面便于装夹的表面为粗基准为粗基准粗基准表面粗糙，每次安装中位置不可能一致，故粗粗基准表面粗糙，每次安装中位置不可能一致，故粗基准一般基准一般只能使用一次只能使用一次。（二）二）精基准的选择精基准的选择精基准的精基准的选择原则：选择原则：1、基准重合原则基准重合原则确定精基准时，尽量选择设计基准，即确定精基准时，尽量选择设计基准，即定定位基准与原始基准重合位基准与原始基准重合。这可。这可避免产生定避免产生定位误差位误差。定位基准与设计基准不重合定位基准与设计基准不重合，产生了，产生了定位误差。定位误差。2、基准统一原则基准统一原则加工零件上某些位置精度要求较高的表面时，加工零件上某些位置精度要求较高的表面时，应尽可能选择应尽可能选择同一基准同一基准，以利于保证各加工表，以利于保证各加工表面间的面间的位置精度位置精度。如加工较精密的主轴时，大都以如加工较精密的主轴时，大都以中心孔为定位基中心孔为定位基准准车削各表面。精加工前，将中心孔车削各表面。精加工前，将中心孔修研修研后仍以后仍以其定位，磨削各表面，这就保证了主轴各表面间其定位，磨削各表面，这就保证了主轴各表面间的同轴度、垂直度等的同轴度、垂直度等位置精度位置精度要求。要求。3、自为基准原则自为基准原则对于某些精加工或光整加工，可用对于某些精加工或光整加工，可用被加工表被加工表面自身作为定位基准面自身作为定位基准。如浮动铰刀铰孔、拉。如浮动铰刀铰孔、拉刀自由拉削圆孔、无心磨削外圆表面等均以刀自由拉削圆孔、无心磨削外圆表面等均以加工表面自身作定位基准。加工表面自身作定位基准。4、互为基准原则互为基准原则当两表面间的当两表面间的位置精度要求高位置精度要求高，且，且自身尺寸自身尺寸和形状精度要求也高和形状精度要求也高时，则可采用时，则可采用互为基准互为基准原则原则。四、四、工艺路线的拟定工艺路线的拟定拟定工艺路线是根据工件的拟定工艺路线是根据工件的结构形状、结构形状、精度要求、生产类型、材料精度要求、生产类型、材料及及硬度硬度等，等，将加工工件所需将加工工件所需各工序按顺序排列各工序按顺序排列出来。出来。主要包括主要包括加工阶段的划分加工阶段的划分和和加工顺序的加工顺序的安排安排。（一）（一）加工阶段的划分加工阶段的划分零件精度要求较高时，往往需要将加工过程划零件精度要求较高时，往往需要将加工过程划分为分为几个阶段几个阶段，一般分为，一般分为粗加工、半精加工粗加工、半精加工（细加工）（细加工）、精加工精加工和和光整加工光整加工等。划分加工等。划分加工阶段的阶段的目的目的是：是：（1）保证加工质量保证加工质量工件粗加工时要切除工件粗加工时要切除较厚较厚的金属层。因的金属层。因切削力大切削力大，夹紧力大夹紧力大，切削热多切削热多，工件内应力大工件内应力大，故，故变形也变形也大大，加工精度不高加工精度不高。因此，必须通过。因此，必须通过精加工等阶精加工等阶段段提高加工精度，保证加工质量。提高加工精度，保证加工质量。（2）合理使用设备合理使用设备粗加工可在功率大、精度低、刚性好的机床上进行，粗加工可在功率大、精度低、刚性好的机床上进行，充分发挥设备潜力，提高劳动生产率。精加工可安排充分发挥设备潜力，提高劳动生产率。精加工可安排在精度高的机床上进行，这有利于长期保持设备精度。在精度高的机床上进行，这有利于长期保持设备精度。（3）热处理工序的需要热处理工序的需要安排热处理是为了改善材料的安排热处理是为了改善材料的加工性能加工性能、力学性能力学性能及及消除内应力消除内应力。热处理工序的插入，使加工过程自然划。热处理工序的插入，使加工过程自然划分为阶段。分为阶段。一般一般热处理工序前热处理工序前安排安排粗加工粗加工，为热处理提供一定精，为热处理提供一定精度的表面；度的表面；热处理后热处理后安排安排精加工精加工，以，以修正修正热处理产生热处理产生的的变形变形。例如，精密主轴在例如，精密主轴在粗加工后粗加工后有有时效处理去除应力时效处理去除应力，半精加工后半精加工后有有淬火淬火，精加工后精加工后有有冷处理及低温回火冷处理及低温回火，最后再最后再光整加工光整加工。此外，划分阶段还可以在此外，划分阶段还可以在粗加工后粗加工后及时发现坯料及时发现坯料缺陷缺陷，如裂纹、气孔、夹砂、余量不足等，如裂纹、气孔、夹砂、余量不足等，以便以便及时处理，避免浪费工时。及时处理，避免浪费工时。上述加工阶段的划分的划分上述加工阶段的划分的划分并非绝对并非绝对，对加工，对加工精度要求不高精度要求不高、批量又小批量又小或或受设备条件限制受设备条件限制时，往时，往往往粗、精加工安排在同一工序粗、精加工安排在同一工序；对某些；对某些大型零件大型零件的的加工，考虑到运输、装夹困难，也加工，考虑到运输、装夹困难，也常在同一机床上常在同一机床上完成某些表面的粗、精加工完成某些表面的粗、精加工。（二）二）加工顺序的安排加工顺序的安排加工顺序对加工质量和经济性有着重要影响。加工顺序对加工质量和经济性有着重要影响。1、机械加工工序的安排机械加工工序的安排（1）先粗后精的原则先粗后精的原则（2）先主后次的原则先主后次的原则主要表面先加工，次要表面后加工。主要表面指主要表面先加工，次要表面后加工。主要表面指工作表面、装配表面等；次要表面指非工作表面、工作表面、装配表面等；次要表面指非工作表面、键槽、螺钉孔、螺纹孔等。键槽、螺钉孔、螺纹孔等。（3）基准领先的原则基准领先的原则定位基准面的精度决定着加工表面精度。所以，每次定位基准面的精度决定着加工表面精度。所以，每次粗、精加工工作表面之前，应先相应加工其基准面。粗、精加工工作表面之前，应先相应加工其基准面。如采用中心孔定位的轴类零件加工中，每一加工阶段如采用中心孔定位的轴类零件加工中，每一加工阶段开始时，总是先钻中心孔（或修研中心孔），然后加开始时，总是先钻中心孔（或修研中心孔），然后加工各工作表面。工各工作表面。2、热处理工序的安排热处理工序的安排（1）预备处理预备处理为改善金属组织和切削性能而进行的处理，如退火、为改善金属组织和切削性能而进行的处理，如退火、正火等。通常安排在切削加工之前。正火等。通常安排在切削加工之前。（2）时效处理时效处理为消除坯料制造和切削加工中残留在工件内的应力对为消除坯料制造和切削加工中残留在工件内的应力对加工精度的影响需时效处理。如铸件需时效处理。加工精度的影响需时效处理。如铸件需时效处理。（3）最终处理最终处理为提高零件表层硬度或强度进行的热处理，如淬火、为提高零件表层硬度或强度进行的热处理，如淬火、渗氮等，安排在工艺过程后期，磨削加工之前。渗氮等，安排在工艺过程后期，磨削加工之前。3、辅助工序的安排辅助工序的安排辅助工序包括辅助工序包括检验、去毛刺、清洗、涂防锈漆检验、去毛刺、清洗、涂防锈漆等。等。检验工序的安排：检验工序的安排：1）粗加工阶段之后，精加工前；）粗加工阶段之后，精加工前；2）关键工序前后；）关键工序前后；3）零件自一个车间转到另一车间时；）零件自一个车间转到另一车间时；4）全部加工完成；）全部加工完成；5）特种性能检验，如磁力探伤。）特种性能检验，如磁力探伤。五、工序集中与分散五、工序集中与分散1.工序集中工序集中在在每个工序中尽可能安排加工多的表面，每个工序中尽可能安排加工多的表面，每个工序内容较多。每个工序内容较多。1.1.便于采用高效率专用设备和工艺装备及数控加工技术便于采用高效率专用设备和工艺装备及数控加工技术;2.2.减少了工序数目，缩短了工艺过程，简化了生产计减少了工序数目，缩短了工艺过程，简化了生产计划工作和生产组织工作；划工作和生产组织工作；3.3.设备数量少，操作工人少，占地面积小；设备数量少，操作工人少，占地面积小；4.4.减少了工件的安装次数，不仅缩短了辅助时间，而减少了工件的安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且易于保证加工表面之间的位置精度；且易于保证加工表面之间的位置精度；5.5.专用设备和工艺装备的投资大，调整和维修复杂，专用设备和工艺装备的投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较困难。生产准备工作量大，转换新产品比较困难。2.工序分散工序分散在在每个工序中加工尽可能少的加工表面，每道工每个工序中加工尽可能少的加工表面，每道工序内容少。序内容少。1.1.设备和工艺装备比较简单，调整方便，工人设备和工艺装备比较简单，调整方便，工人容易掌握操作技术，生产准备简单，产品容易容易掌握操作技术，生产准备简单，产品容易更换；更换；2.2.有利于选择合理的切削用量，减少基本时间；有利于选择合理的切削用量，减少基本时间；3.3.设备数量多，操作工人多，生产面积大，生设备数量多，操作工人多，生产面积大，生产组织工作量大。产组织工作量大。具体工序设计具体工序设计一、机床和工艺装备选择一、机床和工艺装备选择（一）（一）机床机床选择选择1.1.机床加工范围应与零件的外廓尺寸相适应。机床加工范围应与零件的外廓尺寸相适应。2.2.机床的精度应与工序加工要求的精度相适应。机床的精度应与工序加工要求的精度相适应。3.3.机床的生产率应与零件的生产类型相适应。机床的生产率应与零件的生产类型相适应。4.4.选择机床应与工厂现有生产条件相适应。选择机床应与工厂现有生产条件相适应。（二）工艺装备选择（二）工艺装备选择1.1.夹具选择夹具选择单件小批生产中，应尽量选用通用夹具和单件小批生产中，应尽量选用通用夹具和组合夹具。大批大量生产时，根据工序要组合夹具。大批大量生产时，根据工序要求设计专用夹具，也可使用组合夹具。求设计专用夹具，也可使用组合夹具。2.2.刀具选择刀具选择首先尽量选用通用刀具，必要时可采用高效首先尽量选用通用刀具，必要时可采用高效率的复合刀具和专用刀具。率的复合刀具和专用刀具。3.3.量具的选择量具的选择根据生产类型和检验精度确定。在单件小批根据生产类型和检验精度确定。在单件小批生产中，尽量采用通用量具，在大批大量生生产中，尽量采用通用量具，在大批大量生产中应采用各种量规、检验仪和设计专用检产中应采用各种量规、检验仪和设计专用检验夹具。验夹具。二、二、加工余量的确定加工余量的确定工序余量、加工总余量工序余量、加工总余量。余量的确定方法：余量的确定方法：1、计算法；、计算法；2、估算法；、估算法；3、查表法、查表法（一）工序基准的选择（一）工序基准的选择三、工序尺寸的确定三、工序尺寸的确定（1 1）工序基准与设计基准重合）工序基准与设计基准重合1.1.最终工序工序基准的选择最终工序工序基准的选择（2 2）便于作测量基准）便于作测量基准（1 1）工序尺寸间接参与设计尺寸保证时，选择）工序尺寸间接参与设计尺寸保证时，选择工序基准应使尺寸链的环数要少工序基准应使尺寸链的环数要少2.2.中间工序的工序基准选择中间工序的工序基准选择（2 2）要使精加工时余量变化范围小）要使精加工时余量变化范围小（3 3）便于作测量基准，以使测量方便和测具简单）便于作测量基准，以使测量方便和测具简单（二）工序尺寸的确定（二）工序尺寸的确定（1 1）当最终工序的工序尺寸不参与其他设计尺）当最终工序的工序尺寸不参与其他设计尺寸保证时，工序基准与设计基准重合，工序尺寸保证时，工序基准与设计基准重合，工序尺寸等于设计尺寸，工序尺寸公差等于该设计尺寸等于设计尺寸，工序尺寸公差等于该设计尺寸公差。寸公差。1.1.最终工序尺寸确定最终工序尺寸确定（2 2）最终工序尺寸参与其他设计尺寸保证，而）最终工序尺寸参与其他设计尺寸保证，而工序尺寸取设计尺寸公差太大时，应由尺寸链工序尺寸取设计尺寸公差太大时，应由尺寸链解出。解出。（1 1）中间工序工序尺寸参与设计尺寸保证时，）中间工序工序尺寸参与设计尺寸保证时，工序尺寸由尺寸链解出。工序尺寸由尺寸链解出。2.2.中间工序工序尺寸的确定中间工序工序尺寸的确定（2 2）中间工序工序尺寸不参与设计尺寸保证时，）中间工序工序尺寸不参与设计尺寸保证时，工序尺寸由前一工序尺寸和本工序余量求得，工序尺寸由前一工序尺寸和本工序余量求得，即即“由后往前推由后往前推”的方法，其公差值按该工序的方法，其公差值按该工序加工方法经济加工精度选取。加工方法经济加工精度选取。作业：作业：P149-5，6，7，14，15