机械制造工艺与机床夹具第一章-机械加工工艺规程的制订课件.ppt

1、机械制造工艺与机床夹具机械制造工艺与机床夹具第一章第一章 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程概述第三节第三节 零件图的分析零件图的分析第四节第四节 毛坯的选择毛坯的选择第五节第五节 定位基准的选择定位基准的选择第六节第六节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定第七节第七节 加工余量的确定加工余量的确定第八节第八节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第九节第九节 机械加工生产率和技术经济分析机械加工生产率和技术经济分析内内 容容 提提 要要本章内容本章内容:介绍了生产过程、工艺过程；引入了工艺过程组成的概

2、念；讲述了制定机械加工工艺规程的步骤和方法；重点讨论了机械加工工艺过程设计中的主要问题(定位基准的选择，加工路线的拟订，工艺尺寸链概念及计算)；学习要求学习要求:熟悉机械加工工艺过程；理解工序、安装、工位、工步及走刀的含义；掌握机械加工工艺过程设计的基本原理(定位基准的选择原则，加工方法的选择原则，工序划分及加工顺序安排的原则，确定余量的原则和方法，确定工序尺寸及公差的方法等)。案例导入如图所示的阶梯轴零件，材料为45钢，大批量生产，试编制其机械加工工艺规程。案案 例例 导导 入入确定生产类型工艺规程制定步骤零件图工艺分析选择毛坯制造方式选择定位基准拟定工艺路线确定各工序的设备及工艺装备确定加

3、工余量及工序尺寸确定切削用量及时间定额填写工艺文 件 教学内容生产过程和工艺的概念及组成；生产过程和工艺的概念及组成；机加工工艺过程的组成和相关概念；机加工工艺过程的组成和相关概念；生产纲领的计算方法和各生产类型的分类；生产纲领的计算方法和各生产类型的分类；工艺规程的作用。工艺规程的作用。教学重点难点机加工工艺规程的组成；机加工工艺规程的组成；工序、工步的划分。工序、工步的划分。重重 点点 难难 点点第一节 基本概念第一节 基本概念一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程包括原材料和成品的运输与保管；生产技术准备工作；毛坯的制造；零件的机械加工、热处理和其它表面处理；产品的装配、调试、检验

4、、油漆和包装等。生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为工艺过程工艺过程。包括毛坯制造、零件的机加工和热处理、产品的装配、调试等金属材料铸造、锻造铸造、锻造 或焊接或焊接毛坯机械加工机械加工 热处理热处理装配、调试装配、调试机器零件采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为机械加工机械加工工艺过程。工艺过程。通常一个零件的机械加工工艺过程不是唯一的，但只有一种方法是比较合理的。把最合理的机械加工工艺

5、过程，按一定格式用文件的形式固定下来，称为工艺规程。将零件装配成部件或产品的过程，称为将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。装配工艺过程。工艺过程工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序所组成，毛坯依次通过这些工序就变成了成品或半成品。每个工序又可细分为工步、走刀、安装、工位。二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成工序工序一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序工序。在零件的加工过程中，有一些工作并不改变零件的形状、尺寸和表面质量，但却影响工艺过程的完成。一般称完成这些工作的工序为辅助工序辅

6、助工序。练习工序号工序内容设备1车端面，钻中心孔，车外圆，车槽和倒角车床2铣键槽铣床3磨外圆磨床表表1 阶梯轴单件小批量生产工序安排阶梯轴单件小批量生产工序安排练习工序工序号号工序内容工序内容设备设备1两端同时铣端面，钻中心孔铣端面、钻中心孔机床2粗车所有外圆车床3精车所有外圆，车槽，倒角车床4铣键槽铣床5磨外圆磨床表表2 阶梯轴大批量生产工序安阶梯轴大批量生产工序安排排安装安装 工件在加工前，先要把工件位置放准，确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位定位。工件定位后将其固定住，使其在加工过程中的位置保持不变的操作称为夹紧夹紧。工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避

7、免产工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避免产生更大的误差。生更大的误差。将工件在机床上或夹具中定位后加以夹紧的过程称为安装安装。问题：表1中第一工序，有几次安装？每次安装完成的工序内容是什么？工序工序号号工序内容工序内容设备设备1车端面，钻中心孔，车外圆，车槽和倒角车床2铣键槽铣床3磨外圆磨床表表1 阶梯轴单件小批量生产工序安排阶梯轴单件小批量生产工序安排工位工位 采用多工位加工法既减少了安装次数，又可同时进行作业，可以提高加工精度和生产率。工件在机床上所占据的位置称为工位工位。工艺过程组成工艺过程组成 立轴式回转工作台一次安装四个工位立轴式回转工作台一次安装四个工位工步工

8、步 一个工序含有一个或几个工步。为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看作一个工步，并称为复合工步复合工步。那些连续进行的若干相同的工步，通常也看作一个工步。在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容，称为工步工步。走刀走刀 走刀是构成工艺过程的最小单元。在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，一次切削无法完成，则可分几次切削，每一次切削就称为一次走刀走刀。小批量生产阶梯轴零件，粗加工过程工序安排：大批量生产阶梯轴零件，粗加工过程工序安排：工序安装工步工序内容111车右端面2钻中心孔3车外圆d44车外圆d325车左端面6钻中

9、心孔7车外圆d18车外圆d2工序安装工序内容11铣两端面，同时钻两端中心孔22粗车右端外圆各台阶面3粗车左端外圆各台阶面例：阶梯轴加工分析三、生产纲领与生产类型及其工艺特征三、生产纲领与生产类型及其工艺特征 生产纲领生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量。零件的生产纲领零件的生产纲领是指包括备品和废品在内的年产量，可按下式计算：式中，N零件的生产纲领（件/年）Q产品的生产纲领（台/年）n每台产品中含该零件的数量（件/台）a%零件备品率；b%零件废品率。N零=Nn(1)(1)生产类型生产类型：企业生产专业化程度的分类。根据生产纲领和产品的大小，可分为 单件生产单件生产：单个生产，很少重复或不重

10、复的生产类型大量生产大量生产：产品数量很大，大多数工作地点重复进行成批生产成批生产：一年中分批轮流地制造，工作地点周期重复生产纲领决定一生产类型，产品大小也对生产类型有影响。工艺特征工艺特征：不同的生产类型具有不同的工艺特点。四、获得加工精度的方法四、获得加工精度的方法获得尺寸精度的方法试切法试切法：通过试切出一小段测量调刀再试切，反复进行，直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法。调整法调整法：先调整好刀具的位置，然后以不变的位置加工一批零件的方法。定尺寸刀具法定尺寸刀具法：通过刀具的尺寸来保证加工表面的尺寸精度。自动控制法自动控制法：通过自动测量和数字控制装置，在达到尺寸精度时自动停止加工

11、的尺寸控制方法。获得形状精度的方法刀尖轨迹法刀尖轨迹法：通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法。仿形法仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。成形法成形法：利用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的方法。展成法展成法：利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获得形状精度 的方法。获得位置精度的方法直接找正安装直接找正安装：用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法。按划线找正安装按划线找正安装：先用划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加以夹紧。用夹具安装用夹具安装：将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。直接找正安装直接找正安装：将工件直接放在

12、机床上，工人可用百分表、划线盘、直角尺等对被加工表面进行找正，确定工件在机床上相对刀具的正确位置之后再夹紧。这种装夹方法，找正困难且费时间，找正的精度要依靠生产工人的经验和量具的精度，因此多用于单件、小批生产或某些相互位置精度要求很高、应用夹具装夹又难以达到精度的零件加工。按划线找正安装按划线找正安装：工件在切削加工前，预先在毛坯表面上划出要加工表面的轮廓线，然后按所划的线将工件在机床上找正、夹紧。划线时要注意照顾各表面间的相互位置和保证被加工表面有足够的加工余量。这种装夹方法被广泛用于单件、小批生产，尤其是用于形状较复杂的大型铸件或锻件的机械加工。这种方法的缺点是增加了划线工序，另外由于划的

13、线条本身有一定的宽度，划线时又有划线误差，因此它的装夹精度低，一般在0.20.5 mm 之间。用夹具安装用夹具安装：夹具固定在机床上，夹具本身有使工件定位和夹紧的装置。工件在夹具上固定以后便获得了相对刀具的正确位置。这种装夹方法方便、迅速、精度高且稳定，广泛用于成批生产和大量生产中。如图阶梯轴的铣键槽工序，可将工件直接放在夹具体的v形块上，不用找正就保证了工件相对刀具的位置，然后用压板夹紧工件，便可进行铣键槽的工作。对于某些零件(例如连杆、曲轴)，即使批量不大，但是为了达到某些特殊的加工要求，仍需要设计制造专用夹具。第二节 机械加工工艺规程概述 用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来，成

14、为指导性技术文件，就是机械加工工艺规程。其内容包括：一、工艺规程的作用一、工艺规程的作用 是指导生产的主要技术文件 是组织和管理生产的基本依据 是新建和扩建工厂的基本资料零件加工工序内容、切削用量、工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备二、工艺规程的格式二、工艺规程的格式机械加工工艺过程卡机械加工工艺卡机械加工工序卡三、制订工艺规程的原则三、制订工艺规程的原则 工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件，在编制时还应做到正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位和编号都要符合标准。所制订的工艺规程，能在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合要求的零件。同时

15、还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。四、制订工艺规程的原始资料四、制订工艺规程的原始资料产品的全套装配图和零价的工作图；产品验收的质量标准；产品的生产纲领；产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料；工厂现有生产条件；国内外新技术新工艺及其发展前景；有关的工艺手册及图册。五、制订工艺规程的步骤五、制订工艺规程的步骤分析零件图和产品装配图；选择毛坯；选择定位基准；拟定工艺路线；确定加工余量和工序尺寸；确定切削用量和工时定额；确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具；确定各工序的技术要求及检验方法；填写工艺文件。第三节 零件图的分析一、检查零件

16、图的完整性和正确性一、检查零件图的完整性和正确性二、零件的技术要求分析二、零件的技术要求分析 加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求（如动平衡、未注圆角或倒角等）三、零件的结构工艺性分析三、零件的结构工艺性分析 （见下图）第四节 毛坯的选择一、毛坯的种类一、毛坯的种类铸件铸件：适用于形状较复杂的零件毛坯。铸造方法有砂型铸造砂型铸造、精密铸 造、金属型铸造、压力铸造等。锻件：锻件：适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。锻造方法有自 由锻和模锻两种。型材：型材：有热轧（尺寸大、精度低）和冷拉（尺

17、寸小、精度高）两种。焊接件：焊接件：根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件。冷冲压件：冷冲压件：可以非常接近成品要求，但模具昂贵。二、毛坯选择时应考虑的因素二、毛坯选择时应考虑的因素零件的材料及机械性能要求。零件的结构形状与大小。生产纲领的大小。现有生产条件。充分利用新工艺、新材料。三、毛坯的形状与尺寸的确定三、毛坯的形状与尺寸的确定为加工时安装工件的方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。装配后需形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常将分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。对于形状比较规则的小型零件，为了提高机械加工的生产率和便于安装，应将多件合成一个毛坯，当

18、加工到一定阶段后，再分离成单件。第五节 定位基准的选择一、基准的概念及其分类一、基准的概念及其分类设计基准设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面工艺基准工艺基准：在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准。按用途分为：定位基准定位基准在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。又分为精基准和粗基准。工序基准工序基准在工艺文件上用以标定被加工表面位置的基准。测量基准测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。装配基准装配基准装配

19、时用以确定零件在机器中位置的基准。基准在工作上并不一定具体存在。基准在工作上并不一定具体存在。二、定位基准的选择二、定位基准的选择精基准的选择原则精基准的选择原则（考虑加工精度和工件安装）。基准重合原则基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。为保证尺寸c的精度(Tc)要求，应使：cajTT 如下图，此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响，加工误差只需满足：显然这种基准重合的情况能使工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经济性更好。cjT基准统一原则基准统一原则应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。自为基准原则自为基准原则某些

20、要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准。互为基准原则互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。粗基准的选择原则粗基准的选择原则（保证足够余量，尽快获得精基面）。如果主要要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。（余量均匀原则）例如，导轨面是车床床身的主要工作表面，要求在加工时切去薄而均匀的一层金属，使其保留铸造时在导轨面上所形成的均匀而细密的金相组织，以便增加导轨的耐磨性。另外，小而均匀的加工余量将使切削力小而均匀

21、，因此引起的工件变形小，而且不易产生振动，从而有利于提高导轨的几何精度和降低表面粗糙度。若主要要求保证加工面与不加工面间的位置要求，则应选不加工面为粗基准。（相互位置原则）相互位置原则）作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠、夹紧方便。（光滑平整原则）光滑平整原则）粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。（一次使用原则）一次使用原则）第六节 工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择工件材料的性质工件材料的性质工件的结构和尺寸工件的结构和尺寸生产类型生产类型具体生产条件具体生产条件特殊要求特殊要求为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法为零件上每

22、一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法 任何一种加工方法可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个较大的范任何一种加工方法可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个较大的范围。只有一定的精度范围内才是经济的。围。只有一定的精度范围内才是经济的。某种加工方法的经济精度经济精度，是指在正常的工作条件下是指在正常的工作条件下(包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用术等级、标准的耗用时间和生产费用)所能达到的加工精所能达到的加工精度度。与经济加工精度相似，各种加工方法所能达到的表面粗糙度也有一个较经济的范围。各种加工方法

23、所能达到的经济精度、表面粗糙度以及表面形状以及位置精度可查阅金属机械加工工艺人员手册。加工方法的选择加工方法的选择 加工方法的选择加工方法的选择加工方法和加工方案的选择加工方法和加工方案的选择 首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加工方案加工方案。选择零件表面的加工方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。表1、表2、表3分别介绍了机器零件的三种最基本的表面(外圆表面、内孔表面和平面)的较常用的加工方案及其所能达到的经济精度和表面粗糙度。表57 外圆表面加工方采及其经济精度加工方案经济精

24、度公差等级表面粗糙度Ra(m)适用范围粗车半精车精车滚压(或抛光)ITll13 IT89 IT78 IT675010032631.81600820适用于除淬火钢以外的金属材料粗车半精车磨削粗磨精磨超精磨IT67 IT57 IT51.400802.100400012010除不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工粗车半精车精车金刚石车IT560025040主要用于有色金属粗车半精车粗磨精磨镜面磨精车精磨研磨粗研抛光IT5以上IT5以上IT5以上1.0250200050100025040主要用于高精度要求的钢件加工加工方法的选择加工方法的选择表58 内孔表面加工方案及其经济特度加工方案经济精度

25、公差等级表面粗糙度Ra(m)适用范围钻扩铰粗铰精铰铰粗铰精铰ITll13ITl011IT89 IT78 IT89IT78502550160320080160160320080160加工未淬火钢及其铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属(所得表面粗糙度Ra值稍大)钻(扩)拉IT78080160大批、大量生产(精度可由拉刀精度而定)，如校正拉削后，则Ra可降低到040020粗镗(扩)半精镗磨精镗(或铰)浮动镗ITll13IT89 IT78 IT672550160320080160020040除淬火钢外的各种钢材，毛坯上已有铸出或锻出的孔粗镗(扩)半精镗磨 粗磨精磨IT78 IT671.0200800

26、10020主要用于淬火钢，不宜用于有色金属粗磨半精磨精磨金刚镗IT67005020主要用于精度要求高的有色金属钻(扩)粗铰精铰拉珩磨粗镗半精镗精镗珩磨IT67IT67 IT67002502000250200025020精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可达IT6以上，Ra可降低到0l001加工方法的选择加工方法的选择表59 平面加工方法及其经济精度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra(m)适用范围粗车半粗车粗车磨ITll13IT89 IT78 IT6750320630080160020080适用于工件的端面加工粗刨(或粗铣)精刨(或精铣)刮研ITll13IT79IT56501.6063

27、0010080适用于不淬硬的平面(用端铣加工，可得较低的粗糙度值)粗刨(或粗铣)精刨(或精铣)宽刃精刨 IT67020080批量较大，宽刃精刨效率高粗刨(或粗铣)精刨(或精铣)磨 粗磨精磨IT67 IT560200800025040适用于精度要求较高的平面加工粗铣拉IT69020080适用于大量生产中加工较小的不淬火平面粗铣精铣磨研磨抛光IT56IT5以上00250200025010适用于高精度平面的加工5411 加工方法的选择 加工方法的选择加工方法的选择 随着生产技术的发展，工艺水平的提高，同一种加工方法所能达到的精度和表面质量也会提高。加工方法所达到的精度变化的曲线 见图。例如，过去在外

28、圆磨床上精磨外圆仅能达到IT6的公差和Ra0.20m的表面粗糙度。但是在采用适当的措施提高磨床精度以及改进磨削工艺后，现在已能在普通外圆磨床上进行镜面磨削，可达IT5以上精度、Ra0.100.012 m的表面粗糙度。用金刚石刀车削，也能获得Ra0.01m的表面。在大批、大量生产中，为了保证高的生产率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于获得粗糙度较大的表面。决定加工方法时要考虑被加工材料的性质决定加工方法时要考虑被加工材料的性质。淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和

29、选择加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题经济性的问题。在大批、大量生产中可采用专用的高效率设备和专用工艺装备。在大批、大量生产中可以从根本上改变毛坯的形态，大大减少切削加工的工作量。在单件小批生产中，就采用通用设备、通用工艺装备及一般的加工方法。提高单件小批生产的生产率亦是目前机械制造工艺的研究课题之一。加工方法的选择加工方法的选择 选择加工方法还要考虑本厂选择加工方法还要考虑本厂(或本车间或本车间)的现有设备情的现有设备情况及技术条件况及技术条件。关于加工方案可参考与表5.7相类似的表格来进行选择。【例题例题5.1】表格应用的举例：要求孔的加工精度为IT7级，粗糙度Ra=1

30、.63.2m，确定孔的加工方案。查表5.8可有下面四种加工方案：钻扩粗铰精铰；粗镗半精镗精镗；粗镗半精镗粗磨精磨；钻(扩)拉。加工方法的选择加工方法的选择 方案用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。该方案一般用于加工小于80mm的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。方案用于加工毛坯本身有铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度，箱体零件的孔加工常用这种方案。方案适用于淬火的工件。方案适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为未淬火钢、铸铁及

31、有色金属。加工方法的选择举例加工方法的选择举例二、加工顺序的安排二、加工顺序的安排切削工序的安排原则先粗后精先粗后精 在一个零件的所有表面的加工中，一般包括粗加工阶段粗加工阶段切除各表面上大部分余量半精加工阶段半精加工阶段完成次要表面的加工精加工阶段精加工阶段保证各主要表面达到图样要求光整加工阶段光整加工阶段处理表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面利于保证加工重量便于合理使用设备便于安排热处理工序和检验工序便于及时发现毛坯缺陷，避免损伤已加工面先主后次先主后次 零件的加工应先安排加工主要表面，后加工次要表面。先面后孔先面后孔 零件上的平面必须先进行加工，然后再加工孔。基面先行基面先行 用

32、作精基准的表面要首先加工出来。2 热处理及表面处理工序的安排热处理及表面处理工序的安排 退火和正火退火和正火 可以消除内应力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前进行，有时正火也安排在粗加工后进行。时效处理时效处理 对于大而复杂的铸件，为了尽量减少由于内应力引起的变形，常常在粗加工后进行人工时效处理。粗加工前最好采用自然时效。调质处理调质处理 可以改善材料的机械性能，因此许多中碳钢和合金钢常采用这种热处理方法，一般安排在粗加工之后进行，但也有安排在粗加工之前进行的。淬火处理或渗碳淬火处理淬火处理或渗碳淬火处理 可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火处理一般安排在磨削之前进行，当用高频淬火时也可安

33、排在最终工序。渗碳可安排在半精加工之前或之后进行。表面处理表面处理(电镀及氧化电镀及氧化)可提高零件的抗腐蚀能力，增加耐磨性，使表面美观等。一般安排在工艺过程的最后进行。三、工序的集中与分散三、工序的集中与分散工序集中工序集中 就是指每道工序加工内容很多，工艺路线短。可以采用高效机床和工艺装备，生产率高。减少了设备数量以及操作工人和占地面积、节省人力、物力。减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度。采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。工序分散工序分散 就是指每道工序的加工内容很少，甚至一道工序只含一个工步，工艺路线很长。设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的

34、变换。对工人的技术要求较低。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。在确定工序集中或分散的问题上，主要根据生产规模、零件主要根据生产规模、零件的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件综合考虑后确定。的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件综合考虑后确定。在单件小批生产中在单件小批生产中：一般采用通用设备和工艺装备，尽可能在一台机床上完成较多的表面加工，尤其是对重型零件的加工，为减少装夹和往返搬运的次数，多采用工序集中的原则多采用工序集中的原则。在成批生产中：在成批生产中：尽可能采用效率高的通用机床(如六角机床)和专用机床，使工序集中使工序集中

35、。在大批、大量生产中：在大批、大量生产中：常采用高效率的设备和工艺装备，如多刀自动机床、组合机床及专用机床等，使工序集中使工序集中，以便提高生产率和保证加工质量。但因工件特殊结构关系，各个表面不便于集中加工。如活塞、连杆等可采用效率高、结构简单的专用机床和工艺装备，按工序分散的原则进行生产按工序分散的原则进行生产。第七节 加工余量的确定一、加工余量的基本概念一、加工余量的基本概念加工余量可分为工序余量和总余量。工序余量工序余量指某一表面在一道工序 中被切除的金属层厚度。工序余量的计算工序余量的计算对于外表面 对于内表面 加工时从加工表面上切去的金属层厚度。baZabZ式中，Z本工序的工序余量；

36、a前工序的工序余量；b本工序的工序尺寸。上述加工余量均是非对称的单边余量单边余量，旋转表面的加工余量是对称的双边余量双边余量。对于轴对于孔式中，Z直径上的加工余量；da前工序加工直径；db本工序加工直径。baddZabddZ工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差 当尺寸a、b均等于工序基本尺寸时，基本余量为则最小余量而最大余量 baZmaxminminbaZ当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得的加工余量称为基准余量或公称余量的加工余量称为基准余量或公称余量minmaxmaxbaZ工序余量和工序尺寸公差的关系式如下：式中，

37、Ta前工序的工序尺寸公差；Tb本工序的工序尺寸公差。余量公差是加工余量的变动范围，其值为式中，Tz本工序余量公差。所以，余量公差等于前工序与本工序的工序尺寸公差之和。aTZZminbazTTbbaaZZT)()(minmaxminmaxminmaxbabTTZTZZminmax总加工余量总加工余量指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，也等于该表面各工序余量之和，即 niiZZ1总二、影响加工余量的因素二、影响加工余量的因素上工序的表面质量前工序的工序尺寸公差前工序的位置误差本工序工件的安装误差所以本工序的加工余量必须满足下式：所以本

38、工序的加工余量必须满足下式：用于对称余量时：用于单边余量时：)(aaSH 和)(aT)(a)(baaaaaTSHZ2)(2aaaaaTSHZ三、加工余量的确定三、加工余量的确定经验估计法经验估计法根据工艺人员的经验来确定加工余量。查表修正法查表修正法根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当修正。分析计算法分析计算法对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算关系来计算加工余量的方法。在确定加工余量时，要分别确定在确定加工余量时，要分别确定加工总余量加工总余量（毛坯余量）（毛坯余量）和和工序余量工序余量。第八节 工序尺寸及其公差的确定一、基准重合时，工序尺寸及其公差的计

39、算一、基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合，表面多次加工时，工序尺寸及公差的计算是比较容易的。其计算顺序是由最后一道工序向前推算。定毛坯总余量和工序余量。定毛坯总余量和工序余量。定工序公差。定工序公差。求工序基本尺寸。求工序基本尺寸。标注工序尺寸公差。标注工序尺寸公差。二、其准不重合时，工序尺寸及其公差的计算二、其准不重合时，工序尺寸及其公差的计算 当零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准工序与设计基准不重合，这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链工艺尺寸链由一系列相互联系的尺寸所形成的

40、尺寸封闭图形。通过对上图的分析可以知道，工艺尺寸链的主要特征是：封闭性封闭性尺寸链中各个尺寸的排列呈封闭形式，关联性关联性任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将 影响间接保证的尺寸和其精度。工艺尺寸链的组成工艺尺寸链的组成组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为环。环又分为：封闭环封闭环在加工过程中间接获得、最后保证的尺寸，组成环组成环除封闭环以外的其它环。分为增环增环（封闭环随 其增加而增加）和减环减环(封闭环随其增加而减小)工艺尺寸链的建立工艺尺寸链的建立 利用工艺尺寸链进行工序尺寸及其公差的计算，关键在于正确找出尺寸链，正确区分增、减环和封闭环，其步骤为：封闭环的确定封闭环的确定 组成环的查找

41、组成环的查找 区分增减环区分增减环 注意：所建立的尺寸链必须使组成环数最少，这样能更容注意：所建立的尺寸链必须使组成环数最少，这样能更容易满足封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。易满足封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。工艺尺寸链计算的基本公式工艺尺寸链计算的基本公式极值法极值法 封闭环的基本尺寸计算封闭环的基本尺寸计算封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和，即式中，m增环的环数；n包括封闭环在内的总环数。111nmjjmiiAAA 封闭环极限尺寸的计算封闭环极限尺寸的计算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有减环的最小

42、极限尺寸之和，即 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之和，即11min1maxmaxnmjjmiiAAA11max1minminnmjjmiiAAA 封闭环上下偏差的计算封闭环上下偏差的计算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减去所有减环的上偏差之和，即式中，增环和减环的上偏差 增环和减环的下偏差111)()()(nmjjxmiissABABAB111)()()(nmjjsmiixxABABAB)()()()(jxixjsisA、BABA、BAB 封闭环的公差计算封闭环的公差计算封闭

43、环的公差等于所有组成环公差之和，即式中，T(Ai)第i个组成环的公差值。封闭环平均尺寸和平均偏差的计算封闭环平均尺寸和平均偏差的计算封闭环的平均尺寸等于所有增环的平均尺寸之和减去所有减环的平均尺寸之和，即 封闭环的平均偏差等于所有增环的平均偏差之和减去所有减环的平均偏差之和，即11)()(niiATAT111)()()(nmjiMmiiMMABABAB111nmjiMmiiMMAAA概率法概率法 当工艺尺寸链的环数较多、且为大批量生产时，应该按概率法计算，其公差什的计算公式为式中，封闭环的公差值；第i个组成环的公差值；平均分配系数。在保证封闭环精度不变的前提下，应用概率法可以使组成环公差放大，

44、在保证封闭环精度不变的前提下，应用概率法可以使组成环公差放大，从而减低了加工时对工艺尺寸的精度要求，降低了加工难度和加工成本。从而减低了加工时对工艺尺寸的精度要求，降低了加工难度和加工成本。112miimTKTTiTmK尺寸链的计算形式尺寸链的计算形式正计算正计算已知各组成环尺寸，求封闭环尺寸，其计算结果是唯一的。反计算反计算已知封闭环求各组成环。中间计算中间计算已知封闭环和部分组成环，求某一组成环。二、工艺尺寸链的分析和解算二、工艺尺寸链的分析和解算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 在零件加工时，会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情况

45、，因此需要在零件上另选一个易于测量的表面作测量基准进行测量，以间接检验设计尺寸。带来的问题是：提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求 假废品问题假废品问题定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 零件调整法加工时，如果加工表面的定位基准与设计基准不重合，就要进行尺寸换算，重新标注工序尺寸。也需要提高本工序的加工精度，使加工更加困难，同时也会出现假废品的问题。措施是：减小其它组成环的公差。改变定位基准或加工方式。从尚需继续加工的表面上标注的工序尺寸计算从尚需继续加工的表面上标注的工序尺寸计算保证渗氮、渗碳层

46、深度的工艺计算保证渗氮、渗碳层深度的工艺计算靠火花磨削时的工序尺寸计算靠火花磨削时的工序尺寸计算靠火花磨削能保证磨去最小余量，生产率较高。在尺寸链中，磨削余量是直接控制的，为组成环，而保证的设计尺寸为 封闭环。由于靠磨的余量值存在公差，因而靠磨后尺寸的误差要比靠磨前相应尺 寸的误差增大一个余量公差值。工序尺寸的图算法工序尺寸的图算法 针对零件加工工序较多，工艺基准又与设计基准不重合，且各工序的工艺基准多次转换的情况，可采用此法来进行各工序尺寸的计算。第九节 机械加工生产率和技术经济分析一、机械加工生产率分析一、机械加工生产率分析时间定额：在一定的生产条件下制订出来的完成单件产品或某项工作所 必

47、须消耗的时间。基本时间（基本时间（T基本基本）指直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置与表 面质量等所耗费的时间劳动生产率是指工人在单位时间内制造的合格品数量，或者指制造单件产品所耗的劳动时间。paZvfLLLDinfLLLT1000)(2121基本辅助时间（辅助时间（T辅助）辅助）指在每个工序中，为保证完成基本工艺工作所用 于辅助动作而耗费的时间。辅助动作主要有：装卸工件装卸工件开停机床开停机床改变切削用量改变切削用量试切和测量零件尺寸试切和测量零件尺寸 基本时间和辅助时间的总和称为操作时间基本时间和辅助时间的总和称为操作时间(T操作操作)工作地点服务时间（工作地点服务时间（T服务）服务）指

48、工人在工作时为照管工作地点及保持 正常工作状态所耗费的时间。休息和自然需要时间（休息和自然需要时间（T休息）休息）指工人在工作时间内为恢复体力和满 足生理需要所消耗的时间。上述时间 的总和称为单件时间，即准备终结时间（准备终结时间（T准终）准终）指当加工一批工件的开始和终了时，所做的 准备工作和结束工作而耗费的时间。休息服务辅助基本单件TTTTT 对一批零件，时间分摊到每个零件上，所以批量生产时单件时间定额为上述时间之和。即 在大量生产时，每个工作地点完成固定的一道工序，一般不需要考虑准备终结时间，所以，其单件时间定额为NTTTTTT/准终休息服务辅助基本定额休息服务辅助基本定额TTTTT提高

49、机械加工生产率的工艺措施缩减时间定额缩减基本时间缩减基本时间 提高切削用量n、f、ap 减小切削长度 多件加工缩减辅助时间缩减辅助时间 采用先进高效夹具 采用多工位连续加工 采用主动检验或数字显示自动测量装置 采用两个相同夹具交替工作的方法缩减工作地点服务时间缩减工作地点服务时间缩减准备终结时间缩减准备终结时间采用先进工艺方法采用选进的毛坯制造方法采用选进的毛坯制造方法采用少、无切屑新工艺采用少、无切屑新工艺采用特种加工采用特种加工改进加工方法改进加工方法二、工艺过程的技术经济分析二、工艺过程的技术经济分析 所谓经济性好就是指在机械加工中能用最低的成本制造出合格的产品。生产成本和工艺成本 制造

50、一个零件（或产品）所耗费的费用总和叫生产成本。制造一个零件（或产品）所耗费的费用总和叫生产成本。分为与工艺过程有关的工艺成本和与工艺过程无关的开支。工艺成本的组成工艺成本的组成可变费用可变费用V V与零件年产量直接有关，并与之成正比变化的费用。不变费用不变费用S S与零件年产量无直接关系，不随着年产量的变化而变化的费用。工艺成本的计算工艺成本的计算 零件加工全年工艺成本可按下式计算E=VN+SE=VN+S （元/年）式中，E一种零件全年的工艺成本（元/年）V可变费用（元/件）N零件年产量（件/年）S不变费用（元/年）每个零件的工艺成本可按下式计算 （元/年）式中，Ed单件工艺成本（元/件）NS