仪器制造工艺基础课件(PPT-172页).ppt

1、仪器制造工艺基础课程的性质、目的和任务课程的性质、目的和任务 ： 仪器设计、制造所必备的基本知识、基本理论与基本技能，为从事专业设计、制造和调试打下基础。课程基本要求：课程基本要求： 了解仪器制造过程的总体内容、主要制造方 法、典型零件的工艺；掌握六点定位原则并能设计一般夹具；了解仪器制造过程中的特种加工方法及新工艺、新技术和现代制造技术的发展趋势；具有结构分析和处理工艺问题的能力。 主要内容：主要内容： l仪器制造过程设计l夹具设计原理l加工精度l精密与超精密加工l特种加工l仪器仪表通用元件与专用技术l装配与调整l仪器的结构工艺性金属箔式应变计、金属箔式应变计、光刻腐蚀工艺光刻腐蚀工艺制成的

2、薄金属箔栅，金属箔的厚度般为(0.0030.010)mm，它的基片和盖片多为胶质膜，基片厚度一般为(0.030.05)mm。 扑翼微型飞机。翅膀用碳纤维材料加工，用柔性5杆机构驱动，靠共振原理扇翅。 工程实践和科学研究都需要制造工艺曲轴“巨无霸”长15.7米，重198吨 88汽轮机低压转子（含动叶栅）汽轮机低压转子（含动叶栅）9汽轮机动叶汽轮机动叶叶顶叶顶叶型叶型叶根叶根动叶通道动叶10汽轮机末级叶片（外面为进汽侧）汽轮机末级叶片（外面为进汽侧）动叶通道动叶工艺过程设计主要讨论：产品的制造工艺主要讨论：产品的制造工艺指导思想：优质、高产、经济性。指导思想：优质、高产、经济性。主要内容：主要内容

3、：1、研究如何制定零件的机械加工工艺规程。、研究如何制定零件的机械加工工艺规程。2、加工质量：加工精度、表面质量、加工质量：加工精度、表面质量3、装配工艺、装配工艺4、夹具设计、夹具设计5、了解机械制造技术的发展、了解机械制造技术的发展课程研究的对象和主要内容课程研究的对象和主要内容l各种不同零件按一定规则联接在一起实现某各种不同零件按一定规则联接在一起实现某一特定功能即构成机器一特定功能即构成机器-汽车汽车机械零件表面的形成汽车汽车变速箱部件变速箱部件转向器部件转向器部件发动机部件发动机部件驱动桥部件驱动桥部件车架车架车厢车厢驾驶室驾驶室曲轴组件曲轴组件连杆活塞组件连杆活塞组件凸轮轴组件凸轮

4、轴组件发动机缸体发动机缸体发动机缸盖发动机缸盖飞轮飞轮机油泵组件机油泵组件连杆合件连杆合件活塞活塞活塞环活塞环活塞销活塞销连杆体连杆体连杆盖连杆盖铜套铜套l仪器的组成仪器的组成合件1组件1合件2部件1组件2组件3部件3合件3仪器仪器部件2零件零件l机械零件的表面：机械零件的表面：l箱体箱体 孔（圆柱面）平面孔（圆柱面）平面l轴轴 圆柱面圆柱面 平面平面l齿轮齿轮 平面平面 圆柱面圆柱面 渐开线表面渐开线表面.机械零件的表面：机械零件的表面： 机械零件的表面机械零件的表面 : : 非加工表面非加工表面 加工表面加工表面 （重要的工作表面）（重要的工作表面） 通过机械加工保证通过机械加工保证有一定

5、的精度要求和粗糙度要求有一定的精度要求和粗糙度要求一、工件的加工表面及其形成方法一、工件的加工表面及其形成方法 1. 机械零件常用的表面形状零件的零件的常用表面常用表面平面平面圆柱面圆柱面特殊表面特殊表面成型表面成型表面圆锥面圆锥面 2. 2. 工件表面的形成工件表面的形成 工件表面可以看成是一条线沿着另一条线移动或旋转而形成的。并且我们把这两条线叫着母线和导线，统称发生线。导线导线导线导线母线导线母线母线母线母线母线母线导线导线导线3.3.发生线的形成发生线的形成 1) 1) 成型法成型法利用成形刀具来形成发生利用成形刀具来形成发生线，对工件进行加工的方法。线，对工件进行加工的方法。2) 2

6、) 轨迹法轨迹法靠刀尖的运动轨迹来形成靠刀尖的运动轨迹来形成所需要表面形状的方法。所需要表面形状的方法。3) 3) 相切法相切法由圆周刀具上的多个切削点来共同由圆周刀具上的多个切削点来共同形成所需工件表面形状的方法。形成所需工件表面形状的方法。4) 4) 展成法展成法利用工件和刀具作展成切削运动来利用工件和刀具作展成切削运动来形成工件表面的方法。形成工件表面的方法。4. 4. 表面成型运动表面成型运动车削外圆柱面的成形运动车削外圆柱面的成形运动 常见典型表面成形运动常见典型表面成形运动 5 5、几何量（形状）测量方案的形成、几何量（形状）测量方案的形成新产品快速开发制造系统快速成形制造的基本过

7、程CAD建模建模 分层分层层面信息处理层面信息处理层面加工与粘接层面加工与粘接层层堆积层层堆积 后处理后处理 根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码清理零件表面，去除辅助支撑结构由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型将三维模型沿一定方向（通常为Z向）离散成一系列有序的二维层片（习惯称为分层）成形机制造一系列层片并自动将它们联接起来，得到三维物理实体工艺过程的基本概念l 一一. .生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程( (一一) ) 生产过程生产过程指由原材料制成成品的全过程。指由原材料制成成品的全过程。1.1.原材料原材料, ,成品成品, ,半成品的运输与

8、保管；半成品的运输与保管；2.2.生产技术准备工作生产技术准备工作 包括包括: :工艺设计工艺设计, ,专用工艺装备的设专用工艺装备的设计制造计制造, ,材料与工时定额的制订材料与工时定额的制订, ,生产资料的准备生产资料的准备, ,生产生产组织的调整等；组织的调整等；3.3.毛坯的制造毛坯的制造 如如: :铸铸, ,锻锻, ,冲压冲压, ,焊接等；焊接等；4.4.零件加工零件加工, ,机械加工机械加工, ,热处理等；热处理等；5.5.产品的装配；产品的装配；包括包括: :装配、调整、检验、试验、油漆、包装、出厂。装配、调整、检验、试验、油漆、包装、出厂。30 机械加工工艺过程 采用各种机械加

9、工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。机械加工工艺规程机械加工工艺规程 ( (一一) ) 机械加工工艺规程概念机械加工工艺规程概念 用表格的形式用表格的形式, ,把机械加工工艺过程的内容书写出把机械加工工艺过程的内容书写出来来, ,并成为指导性的技术文件。并成为指导性的技术文件。 ( (二二) ) 机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程的作用 1. 1. 是指导车间生产的主要技术文件；是指导车间生产的主要技

10、术文件； 2. 2. 是生产组织及管理工作的主要依据；是生产组织及管理工作的主要依据； 3. 3. 是新建扩建改建厂房的主要依据。是新建扩建改建厂房的主要依据。 ( (三三) ) 工艺文件工艺文件 1. 1. 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 以工序为单位以工序为单位, ,对工艺过程作简要说明的工艺文对工艺过程作简要说明的工艺文件主要用于生产管理和调度使用。件主要用于生产管理和调度使用。 2. 2. 机械加工工序卡片机械加工工序卡片 以工步为单位以工步为单位, ,对每工序进行详细说明的工艺文对每工序进行详细说明的工艺文件。包括件。包括: :工件的定位基准及安装方法工件的定位基准及安装方

11、法; ;加工的工加工的工序尺寸及公差序尺寸及公差, ,切削用量切削用量, ,工时定额工时定额, ,使用的夹具使用的夹具, ,刀具和量具。主要用于指导工人进行操作。刀具和量具。主要用于指导工人进行操作。33（工艺过程卡、工序卡、工艺卡）343536 1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 37 1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前

12、提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 38 39 1阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。2工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。 3熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯

13、种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表5-4。40表5-4 各类毛坯的特点及适用范围 毛坯种类制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件 工程塑料件 13级以下13级以下1115101281181171081079 911大一般大大一般较小较小小很小小很小 较小各种材料钢 材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小 型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小 型中、小型小型为主各种

14、尺寸中、小尺寸 中、小尺寸简 单较复杂复 杂较简单一 般较复杂较复杂复 杂复 杂复 杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般 一般各种类型单 件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量 中、大批量414. 选择定位基准5. 拟定加工路线6. 确定满足各工序要求的工艺装备42 确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差确定切削用量确定时间定额编制数控加工程序（对数控加工）评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。12. 填写或打印工艺文件( (二二) ) 机械加工工艺

15、过程的组成机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一系列按顺序排列着的工机械加工工艺过程是由一系列按顺序排列着的工序组成的，工序又分为安装、工位、工步、走刀几个组序组成的，工序又分为安装、工位、工步、走刀几个组成部分。成部分。1. 1. 工序工序 由一个或一组工人由一个或一组工人, ,在一个工作场地在一个工作场地, ,对一个或多个对一个或多个工件所连续完成的那部分工艺过程。工件所连续完成的那部分工艺过程。 划分工序的依据是工作地点是否变更划分工序的依据是工作地点是否变更; ;加工是否连续。加工是否连续。.工序号工序号工工序序内内容容机床机床 1 车端面钻中心孔车端面钻中心孔,粗车各外圆粗车

16、各外圆,半精车半精车车床车床各外圆各外圆,切槽切槽,倒角倒角,车螺纹车螺纹2磨磨300.0065,350.008,450.008磨床磨床靠磨靠磨50台肩面台肩面3检验检验生产批量较小时的生产批量较小时的机械加工工艺过程机械加工工艺过程生产批量较大时的机械加工工艺过程生产批量较大时的机械加工工艺过程工工序号序号工工序序内内容容机床机床 1两端同时铣端面钻中心孔两端同时铣端面钻中心孔专用机床专用机床2粗车各外圆。粗车各外圆。车床车床3半精车各外圆半精车各外圆,切槽切槽,倒角。倒角。多刀车床多刀车床4车螺纹。车螺纹。车床车床5磨削磨削300.0065,450.008外圆至尺寸要求外圆至尺寸要求,靠磨

17、靠磨50台肩台肩磨床磨床面。面。6磨削磨削350.008外圆至尺寸要求。外圆至尺寸要求。磨床磨床7检验。检验。2. 2. 安装安装在工件的加工过程中在工件的加工过程中,需要多次装夹工件需要多次装夹工件,那么那么,每一每一次装夹所完成的那部分工艺过程称为安装。次装夹所完成的那部分工艺过程称为安装。3. 3. 工位工位在一次安装过程中在一次安装过程中,工件在机床上每占据一个工作位工件在机床上每占据一个工作位置置,称为工位。在大批大量生产中称为工位。在大批大量生产中,为了提高生产率为了提高生产率,往往往往采用多工位加工。采用多工位加工。减少了装夹次数减少了装夹次数,缩短了辅助缩短了辅助时间时间,不单

18、提高了生产率不单提高了生产率也有利于保证加工精度。也有利于保证加工精度。4. 4. 工步工步在一个工序中在一个工序中,加工表面加工表面,刀具机床转速及进给量都刀具机床转速及进给量都不变不变,所完成的那部分工艺过程。所完成的那部分工艺过程。构成工步的任一因素改变后构成工步的任一因素改变后,一般均变为另一工步。一般均变为另一工步。在工件一次安装中在工件一次安装中,连续进行若干相同工步连续进行若干相同工步,为简化工艺为简化工艺文件文件,可视为一个复合工步。可视为一个复合工步。采用多刀加工若干相同的采用多刀加工若干相同的表面或不相同的表面表面或不相同的表面均可可视为一个复合工步。均可可视为一个复合工步

19、。5. 5. 走刀走刀在工步中在工步中,需切除的金属层较厚需切除的金属层较厚,应分几次切削应分几次切削,每一次切削每一次切削,所完成的那部分工艺过程所完成的那部分工艺过程,称称为走刀。为走刀。l 三三. . 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型( (一一) ) 生产纲领生产纲领也称年产量，零件的生产纲领应包括也称年产量，零件的生产纲领应包括:备品和废品在内的该备品和废品在内的该产品的年产量。零件的生产纲领由下式计算产品的年产量。零件的生产纲领由下式计算: N=Qn(1+%+%)或N=Qn(1+%)(1+%)式中：式中：Q-产品的年产量；产品的年产量；n-零件在产品中的数量；零件在产品中的数量；

20、%-零零件的备品率；件的备品率；%-零件的废品率。零件的废品率。( (二二) ) 生产类型生产类型生产纲领不同生产纲领不同,生产规模也不相同生产规模也不相同,按照年产量的大小按照年产量的大小,机械制机械制造企业可分为三种类型。造企业可分为三种类型。1. 1. 单件生产单件生产单个的制造不同尺寸规格的产品单个的制造不同尺寸规格的产品,制造过程很少重复的。制造过程很少重复的。如新产品的试制如新产品的试制,重型机械的制造重型机械的制造,都属于单件生产。都属于单件生产。 2. 2. 大量生产大量生产 产品的数量很多产品的数量很多,大多数工作地点经常重复着某一零大多数工作地点经常重复着某一零件的某一道工

21、序。如件的某一道工序。如:汽车、自行车、手表、轴承的汽车、自行车、手表、轴承的制造制造,都属于大量生产。都属于大量生产。 3. 3. 成批生产成批生产 一年中一年中,分批的制造相同规格的产品分批的制造相同规格的产品,制造过程有一定制造过程有一定的重复性。如的重复性。如:机床机床,电动机的制造。电动机的制造。 又可根据每批投产数量的大小又可根据每批投产数量的大小,可分为可分为: 1) 1) 小批生产小批生产 其工艺特征和单件生产类似，因此，其工艺特征和单件生产类似，因此，往往合称为单件小批量生产；往往合称为单件小批量生产； 2 )2 )大批生产大批生产 其工艺特征和大量生产类似；其工艺特征和大量

22、生产类似； 3 )3 )中批生产中批生产 其工艺特征，则介于二者之间。其工艺特征，则介于二者之间。 ( (四四) ) 机械加工工艺规程的制订步骤机械加工工艺规程的制订步骤 1. 1. 对零件进行工艺分析对零件进行工艺分析 2. 2. 选择毛坯选择毛坯 3. 3. 拟定工艺路线拟定工艺路线( (选择定位基准选择定位基准, ,选择加工方法选择加工方法, ,安排加安排加工顺序工顺序, ,确定工序集中与分散的程度等确定工序集中与分散的程度等) )。 4. 4. 工序设计工序设计 包括包括: :选择机床及工艺装备选择机床及工艺装备, ,确定加工余量及工序尺寸确定加工余量及工序尺寸, ,选选择切削用量择切

23、削用量, ,估算工时定额等。估算工时定额等。 5. 5. 编写工艺文件编写工艺文件l 一一. . 对零件进行工艺分析对零件进行工艺分析( (一一) ) 了解各项技术条件了解各项技术条件, ,提出必要的改进意见提出必要的改进意见1. 1. 了解该零件在产品中的位置、用途、性能及工作条件。了解该零件在产品中的位置、用途、性能及工作条件。2. 2. 分析零件上主要表面的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度。分析零件上主要表面的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度。作为选择加工方法作为选择加工方法, ,定位基准及按排加工顺序的依据。定位基准及按排加工顺序的依据。3. 3. 分析技术条件中分析技术条件中, ,毛坯类

24、型毛坯类型, ,热处理及检验要求等热处理及检验要求等, ,以便作出以便作出相应的工序按排。相应的工序按排。4. 4. 对不能满足加工工艺要求的提出相应的改进意见对不能满足加工工艺要求的提出相应的改进意见。( (二二) ) 结构工艺性分析结构工艺性分析1. 1. 结构工艺性概念结构工艺性概念设计零件的结构设计零件的结构,在一定的生产规模在一定的生产规模,和生产条件下和生产条件下,能够高效能够高效,低耗的制造出来低耗的制造出来,并便于装配和维修。则可以并便于装配和维修。则可以说说,设计零件的结构具有良好的结构工艺性。设计零件的结构具有良好的结构工艺性。2. 2. 零件的切削加工工艺性零件的切削加工

25、工艺性 1) 1) 应使用标准化参数应使用标准化参数。如采用标准配合、标准尺如采用标准配合、标准尺寸等。寸等。2) 2) 便于在机床上安装。便于在机床上安装。3) 3) 便于加工便于加工 避免内表面的加工避免内表面的加工 应有退刀槽应有退刀槽减少安装次数减少安装次数减少机床调整次数减少机床调整次数减少加工面积减少加工面积？提高工件加工时的刚度提高工件加工时的刚度减少加工困难减少加工困难？ ( (二二) ) 选择毛坯应考虑的因素选择毛坯应考虑的因素 1. 1. 毛坯材料的工艺特性。毛坯材料的工艺特性。 即毛坯材料的可铸性或可锻性。即毛坯材料的可铸性或可锻性。 2.2.零件的结构类型及尺寸大小零件

26、的结构类型及尺寸大小 1 1） 光轴光轴, ,台肩之间相差不大的阶梯轴台肩之间相差不大的阶梯轴, ,应选择型材。应选择型材。 台肩之间相差较大及异型轴台肩之间相差较大及异型轴, ,如曲轴如曲轴, ,十字轴等则应十字轴等则应选择铸件。选择铸件。 2 2） 小型盘套零件的毛坯选择型材小型盘套零件的毛坯选择型材; ;大小型盘套零大小型盘套零件的毛坯选择铸件。件的毛坯选择铸件。 3 3） 支架支架, ,箱体零件由于结构复杂箱体零件由于结构复杂, ,一般都选一般都选择铸件。择铸件。 3. 3. 生产纲领生产纲领 对铸件来讲对铸件来讲, ,单件小批生产选择木模砂型手工造型单件小批生产选择木模砂型手工造型方

27、法制造的毛坯方法制造的毛坯; ;大批大量生产则选择大批大量生产则选择: :金属砂型机金属砂型机器造型等高效率毛坯制造方法制造的毛坯。器造型等高效率毛坯制造方法制造的毛坯。 4. 4. 对材料机械性能的要求对材料机械性能的要求 对材料有强度要求的应选择锻件对材料有强度要求的应选择锻件; ;对材料没有强度对材料没有强度要求的可不选择锻件。要求的可不选择锻件。 5. 5. 现有生产条件现有生产条件 选择毛坯时选择毛坯时, ,应综合考虑本厂的毛坯制造的应综合考虑本厂的毛坯制造的生产条件生产条件, ,工艺水平及外部协作的可能性和工艺水平及外部协作的可能性和经济性。经济性。70 2) 2) 工艺基准工艺基

28、准: :在零件的加工和产品的装配过程中使用在零件的加工和产品的装配过程中使用的基准。的基准。（1 1）定位基准）定位基准: :在工件的加工在工件的加工过程中过程中,用作定位的基准用作定位的基准,称为称为定位基准。定位基准。工件与工作台的装夹面工件与工作台的装夹面相贴合的面即为定位基准。相贴合的面即为定位基准。（2 2）工序基准）工序基准用以确定本工序加工表面加工以后的尺寸用以确定本工序加工表面加工以后的尺寸,形状和位置所使用的基准，称为工序基准。形状和位置所使用的基准，称为工序基准。工序图上使用的基准工序图上使用的基准,称为工序基准。称为工序基准。如上工序图所示如上工序图所示:F平面平面是孔是

29、孔,的工序基准；的工序基准；（3 3）测量基准）测量基准用以检验已加工表面用以检验已加工表面的尺寸及各表面之间的尺寸及各表面之间位置精度的基准位置精度的基准,称为测量基准称为测量基准.齿轮内孔轴线是检验各项尺寸齿轮内孔轴线是检验各项尺寸形位精度的基准形位精度的基准.即为测量基准。即为测量基准。（4 4）装配基准）装配基准: :在机器装配中在机器装配中,用以确定零件或部件在用以确定零件或部件在机器中正确位置的基准机器中正确位置的基准,称为装配基准。称为装配基准。 齿轮在装配时齿轮在装配时,是以内孔和端面确定是以内孔和端面确定 在轴部件上的位置。因此在轴部件上的位置。因此, 齿轮的内孔和端面是装配

30、基准。齿轮的内孔和端面是装配基准。l ( (二二) ) 定位基准的选择原则定位基准的选择原则定位基准可根据使用的是工件的毛坯面还是已加定位基准可根据使用的是工件的毛坯面还是已加工表面又分为工表面又分为定位粗基准和定位精基准。定位粗基准和定位精基准。定位粗基准定位粗基准:选择工件的毛坯面作为定位基准选择工件的毛坯面作为定位基准,这这个毛坯面就是粗基准。个毛坯面就是粗基准。定位精基准定位精基准:选择被加工工件的已加工面作为定位基选择被加工工件的已加工面作为定位基准准,这一基准称为定位精基准。这一基准称为定位精基准。定位基准选择的正确与否，对于保证加工精度，机定位基准选择的正确与否，对于保证加工精度

31、，机械加工顺序按排有着很大的影响，加工前必须正确的械加工顺序按排有着很大的影响，加工前必须正确的选择定位基准。选择定位基准。l 选择定位基准要依据以下原则选择定位基准要依据以下原则: :1.1.定位精基准的选择原则定位精基准的选择原则1) 1) 基准重合原则基准重合原则选择被加工零件的设计基准作为定位基准选择被加工零件的设计基准作为定位基准,这一原则称为这一原则称为基准重合原则，可避免基准不重合误差。基准重合原则，可避免基准不重合误差。如下图所示如下图所示:支架零件支架零件,孔的设计基准是孔的设计基准是1平面平面,定位基准则是定位基准则是底平面底平面,定位基准与设计基准不重合定位基准与设计基准

32、不重合,存在基存在基准不重合误差准不重合误差B采用采用1平面定位平面定位则定位基准与设计则定位基准与设计基准重合基准重合,消除了消除了基准不重合误差基准不重合误差B.2) 2) 基准统一原则基准统一原则如零件上有多个表面需要加工如零件上有多个表面需要加工,为保证各表面之间为保证各表面之间的位置精度的位置精度,应选择统一的定位基准进行加工应选择统一的定位基准进行加工,这一原则这一原则,称为基准统一原则。称为基准统一原则。76在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为： 使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶

33、尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。77 工艺凸台A向A图5-1 小刀架上的工艺凸台78保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。 余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。毛坯孔与外圆之间偏心较大，选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度偏差在镗孔时切除，保证其壁厚均匀 图5-2 粗基准选择比较80图5-3 床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2 便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽

34、可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。粗基准一般不得重复使用原则 4) 4) 粗基准在同一尺寸方向只能使用一次粗基准在同一尺寸方向只能使用一次 如图所示阶梯轴的加工如图所示阶梯轴的加工:毛坯面的定位精度较低毛坯面的定位精度较低,两次使两次使用必然造成两端加工后的外圆较大的同轴度误差。用必然造成两端加工后的外圆较大的同轴度误差。 5) 5) 作为定位粗基准的表面上不应有作为定位粗基准的表面上不应有, ,飞边飞边, ,分分型面型面, ,浇冒口浇冒口, ,等缺陷，应定位准确等缺陷，应定位准确, ,夹紧可靠夹紧可靠, , 并使夹具的结

35、构简单。并使夹具的结构简单。82 83对图 所示的支承块，为获得尺寸H ，用铣刀加工顶面时，通常只需要选择底面这一表面定位即可，而当加工B,C表面时，为获得尺寸b 和h，并保证加工面与其基面A，F 的平行度要求，则应选择A，F 两个表面定位。3)3)在工件上有多个表面需要加工在工件上有多个表面需要加工, ,为保证各表面均具有足为保证各表面均具有足够的加工余量够的加工余量, ,应选择加工余量最小的那个表面作为粗应选择加工余量最小的那个表面作为粗基准。基准。如图所示如图所示:阶梯轴的加工阶梯轴的加工,由于大小圆柱面之间有同轴度误差由于大小圆柱面之间有同轴度误差,较小的较小的圆柱面加工余量小圆柱面加

36、工余量小,如果如果依大圆柱面作为粗基准依大圆柱面作为粗基准加工加工,那么小圆柱面会因那么小圆柱面会因加工余量不足加工余量不足,产生废品产生废品。85 基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工 87 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准； 3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准； 4）

37、套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。 注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。 88 图5-7 以顶面和两销孔定位 镗孔支架图5-6 置于箱体中部的吊架支承 吊架 如箱体的加工如箱体的加工, ,为保证各表面之间的位置精度为保证各表面之间的位置精度, ,应选择一面两孔作为统一的定位基准。应选择一面两孔作为统一的定位基准。3) 3) 自为基准原则自为基准原则 为保证某重要表面加工余量均匀为保证某重要表面加工余量均匀, ,

38、应选择加应选择加工表面自身作为定位基准工表面自身作为定位基准, ,这一原则称为这一原则称为自为自为基准原则。基准原则。 如图所示如图所示: :机床导轨面是重要表面为保证导轨面加机床导轨面是重要表面为保证导轨面加工余量小且均匀工余量小且均匀,选导轨面自身作为定位基准选导轨面自身作为定位基准,加工前用加工前用千分表找正导轨面，这样就可以从导轨面上去除一层千分表找正导轨面，这样就可以从导轨面上去除一层小且均匀的加工余量。小且均匀的加工余量。95 互为基准原则 轴径轴径锥孔图5-8 主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择（图5-8）自为基准原则 【例】床身导轨面磨削加工（图5-9）图5-9 导轨磨

39、削基准选择4) 4) 互为基准互为基准为保证某重要表面为保证某重要表面加工余量小且均匀加工余量小且均匀并与其它表面之间并与其它表面之间的位置精度的位置精度, ,应采用应采用互为基准反复加工互为基准反复加工的原则进行加工。的原则进行加工。 如精密齿轮的加工淬火后需磨如精密齿轮的加工淬火后需磨齿面齿面, ,为保证齿面与内孔之间为保证齿面与内孔之间的位置精度及从齿面上去除一的位置精度及从齿面上去除一层小且均匀的加工余量层小且均匀的加工余量, ,须先须先依齿面为基准磨内孔依齿面为基准磨内孔, ,然后再然后再依磨过的内孔为基准磨齿面依磨过的内孔为基准磨齿面, ,这样互为基准反复加工这样互为基准反复加工,

40、 ,既去既去除一层小且均匀的加工余量除一层小且均匀的加工余量, ,又保证了齿面与内孔之间的位又保证了齿面与内孔之间的位置精度。置精度。 如阶梯轴的加工如阶梯轴的加工, ,为保证各表面之间的位置精度为保证各表面之间的位置精度应选择两端的中心孔作为统一的定位基准应选择两端的中心孔作为统一的定位基准, ,进行进行加工。加工。99 图5-12 摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【例 5-1】选择图5-12所示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件

41、。 二二. . 加工方法的选择加工方法的选择 一般应根据加工表面应有的技术条件进行选择一般应根据加工表面应有的技术条件进行选择.但具体选择但具体选择时还应考虑以下因素。时还应考虑以下因素。 1. 1. 应选择经济精度及表面粗糙度应选择经济精度及表面粗糙度 某一加工方法所能达到的精度及表面粗糙度范围是较宽的，某一加工方法所能达到的精度及表面粗糙度范围是较宽的，但只有在某一较窄的区间才是最经济的；但只有在某一较窄的区间才是最经济的； 2. 2. 应考虑工件材料的性质及热处理应考虑工件材料的性质及热处理 淬火的表面由于硬度较高，只能选择磨削；对硬度较低，淬火的表面由于硬度较高，只能选择磨削；对硬度较

42、低，塑性较大的材料表面由于磨削易堵塞砂轮，其精加工应选塑性较大的材料表面由于磨削易堵塞砂轮，其精加工应选择精车，择精车， 3. 3. 应考虑工件的结构类型及尺寸大小应考虑工件的结构类型及尺寸大小 回转体零件轴线部位的孔可选择车削或磨削，支架箱体零回转体零件轴线部位的孔可选择车削或磨削，支架箱体零件上的支承孔应选择镗削。件上的支承孔应选择镗削。箱体零件加工摸拟测试测试技术的应用 4. 4. 生产纲领生产纲领 大批大量生产应选择高效率加工方法进行加工；大批大量生产应选择高效率加工方法进行加工； 5. 5. 现有生产条件现有生产条件 充分利用现有设备和工艺手段充分利用现有设备和工艺手段, ,发挥工人

43、的创造发挥工人的创造性性, ,同时重视采用新工艺新技术以提高工艺水平。同时重视采用新工艺新技术以提高工艺水平。 三三. . 加工阶段的划分加工阶段的划分 对加工精度高对加工精度高, ,生产批量大的零件的加工生产批量大的零件的加工, ,一般均一般均应划分加工阶段。应划分加工阶段。粗加工阶段粗加工阶段-切除大部分余量切除大部分余量,为后续的加工作准备；为后续的加工作准备；半精加工阶段半精加工阶段-完成一些次要表面的加工完成一些次要表面的加工,为精加工作为精加工作准备；准备；精加工阶段精加工阶段-表面的终加工阶段表面的终加工阶段,也可以作为光整加工也可以作为光整加工前的预备加工；前的预备加工；光整加

44、工阶段光整加工阶段-高精度高精度,低粗糙度表面的终加工。低粗糙度表面的终加工。划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因: :1. 1. 保证加工质量保证加工质量粗加工由于加工余量大，切削力较大，将产生较大的加工粗加工由于加工余量大，切削力较大，将产生较大的加工误差，划分加工阶段后，可在后续的加工中逐步预以消除。误差，划分加工阶段后，可在后续的加工中逐步预以消除。2. 2. 合理使用设备合理使用设备粗加工由于切削力较大，应使用机床功率大，刚性好，粗加工由于切削力较大，应使用机床功率大，刚性好，生产率高的设备；而精加工则需精度高的设备，划分加生产率高的设备；而精加工则需精度高的设备，划分加工阶段后可充

45、分发挥粗精设备的各自的特点，做到合理工阶段后可充分发挥粗精设备的各自的特点，做到合理使用设备。使用设备。3. 3. 及时发现毛坯缺陷及时发现毛坯缺陷划分加工阶段便于在粗加工阶段及时发现毛坯缺陷，及划分加工阶段便于在粗加工阶段及时发现毛坯缺陷，及时决定报废或修补，以免继续加工造成浪费。时决定报废或修补，以免继续加工造成浪费。4. 4. 便于按排热处理便于按排热处理划分加工阶段，有利于在各阶段间合理安排热处理，做划分加工阶段，有利于在各阶段间合理安排热处理，做到冷热工序的合理配合。到冷热工序的合理配合。 5. 5. 保护精加工表面少受磕碰损伤保护精加工表面少受磕碰损伤 精加工按排在最后，有利于防止

46、精加工表面的磕碰损伤。精加工按排在最后，有利于防止精加工表面的磕碰损伤。 四四. . 加工顺序的按排加工顺序的按排 ( (一一) ) 机械加工顺序的按排机械加工顺序的按排 1. 1. 基准先行基准先行 作为定位精基准表面应首先按排加工。对铸件作为定位精基准表面应首先按排加工。对铸件, ,生产批量不大时生产批量不大时, ,加工前应先按排划线工序；加工前应先按排划线工序；2. 2. 主次分开主次分开, ,划分加工阶段；划分加工阶段；3. 3. 先面后孔；先面后孔；4. 4. 次要表面加工穿插进行。次要表面加工穿插进行。( (二二) ) 热处理工序的按排热处理工序的按排1. 1. 预备热处理预备热处

47、理( (消除残余应力消除残余应力, ,改善切削性能改善切削性能) ) 正火正火毛坯锻造后毛坯锻造后,正火以消除锻造表面的硬度不均正火以消除锻造表面的硬度不均,改善切削性能。改善切削性能。2) 2) 退火退火毛坯铸造后退火以消除残余应力。毛坯铸造后退火以消除残余应力。3) 3) 时效时效对于铸件对于铸件,为进一步消除残余应力为进一步消除残余应力,粗加工后粗加工后,还应按排时效处还应按排时效处理。理。 对于铸件结构复杂对于铸件结构复杂,精度要求高精度要求高,刚性差刚性差,应在精加工前应在精加工前再按排一次时效处理。再按排一次时效处理。 2. 2. 最终热处理最终热处理( (提高工件材料的力学性能提

48、高工件材料的力学性能).). 1) 1) 调质调质可获得良好的综合机械性能可获得良好的综合机械性能,一般按排在粗一般按排在粗加工后；加工后； 2) 2) 淬火淬火, ,渗碳淬火渗碳淬火可提高工件表面的硬度和耐磨可提高工件表面的硬度和耐磨性性,由于处理后的硬度较高由于处理后的硬度较高,一般按排在磨削之前；一般按排在磨削之前； 3) 3) 氰化氰化, ,氮化氮化主要用于提高工件表面的硬度主要用于提高工件表面的硬度,耐磨耐磨性及耐腐蚀性性及耐腐蚀性,由于处理层比较薄由于处理层比较薄,一般按排在表面的最一般按排在表面的最终加工之前。终加工之前。 ( (三三) ) 辅助工序的按排辅助工序的按排 包括包括

49、:检验、试验、去磁、平衡、去毛刺、清洗除油等。检验、试验、去磁、平衡、去毛刺、清洗除油等。 1. 1. 检验检验是必不可少的工序是必不可少的工序,除每工序必须自检外下列情除每工序必须自检外下列情况还须按排专检况还须按排专检:1) 1) 粗加工后；粗加工后；2) 2) 重要的工序完成以后；重要的工序完成以后；3) 3) 送外车间前后送外车间前后( (特别是送热处理车间特别是送热处理车间) )；4) 4) 所有工序完成以后。所有工序完成以后。 2. 2. 去磁去磁在磁力工作台装夹以后在磁力工作台装夹以后,工件往往带有磁性工件往往带有磁性,为避为避免在装配时吸在一起免在装配时吸在一起,影响正常装配影

50、响正常装配, 因此因此,要安排去磁工序。要安排去磁工序。 3. 3. 平衡平衡对高速回转的零件对高速回转的零件,为避免由于加工或自身为避免由于加工或自身质量分布不均质量分布不均,会在高速回转时产生振动会在高速回转时产生振动,影响影响 机器运转的平稳性及相关零件的寿命。机器运转的平稳性及相关零件的寿命。 五五. . 工序集中与工序分散程度的确定工序集中与工序分散程度的确定 ( (一一) ) 工序集中与工序分散的概念工序集中与工序分散的概念 1. 1. 工序集中的概念工序集中的概念 把零件的加工集中在较少的工序内完成把零件的加工集中在较少的工序内完成,每道工序包括每道工序包括的加工内容尽可能多。的