第一章-机械加工工艺规程的制订和工艺尺寸链课件.ppt

1、第一章第一章机械加工工艺规程的机械加工工艺规程的制订和工艺尺寸链制订和工艺尺寸链 在机械制造中，采用各种机械加工方法将毛坯加工成零件，再将这些零件装配成机器。为了满足“优质、高产、低成本”的要求，首先要制定零件的机械加工工艺规程和机器的装配工艺规程，然后按照所制定的工艺规程来进行机械加工和装配。机械加工工艺规程的制定是机械制造工艺学的基本内容之一。具有制定机械加工工艺规程的初步能力是本课程的主要任务之一。本章主要内容：阐述制定机械加工工艺规程的基本原理和主要问题。对制订者的要求：具有一定的生产实践知识。第一节基 本 概 念一、生产过程和生产系统的概念 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。对

2、机械制造而言，包括下列过程：1）原材料、半成品和成品的运输和保管；2）生产和技术准备工作；如产品的开发和设计、工艺设计、专用工艺装备的设计和制造、各种生产资料的准备以及生产组织等方面的准备工作。3）毛坯制造；如铸造、锻造、冲压和焊接等。4）零件的机械加工、热处理和其他表面处理等；5）部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装等。一种机械产品的生产过程往往是由许多工厂共同协作来完成的。特点：有利于零部件的标准化、通用化和产品的系列化，从而能在保证质量的前提下，提高劳动生产效率和降低成本。工厂的生产过程又可分为各车间的生产过程。将生产过程看成一个具有输入和输出的生产系统，用系统工程学的原理和方

3、法组织和指导生产。特点：能使工厂的生产和管理科学化；能使工厂按照市场动态及时地改进和调节生产，不断更新新产品以满足社会的需要；能使生产的产品质量更好、周期更短、成本更低。二、工艺过程及其组成（一）工艺过程的概念 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的过程称为工艺过程。机械加工工艺过程是指主要用机械加工方法来改变毛坯的形状、尺寸、表面相互位置和表面质量，使其成为零件的过程。简称工艺过程。（二）工艺过程的组成机械加工工艺过程分为以下组成部分：1.工序 一个（或一组）工人在一个工作地对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据：工作地是否变动

4、和工作是否连续。机械加工工艺过程是由若干工序组合而成的，毛坯依次通过这些工序就变成所需的零件。工序号内 容设备1车端面，打中心孔车床2车外圆，车槽，倒角车床3铣键槽，去毛刺铣床4磨外圆磨床工序号内容设备1两边同时铣端面，打中心孔铣端面钻中心孔机床2车一端外圆，车槽，倒角车床3车另一端外圆，车槽，倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台6磨外圆磨床 工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。2.安装 确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程称为定位。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作称为夹紧。将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹。工件（或装配单元）经一次装

5、夹后所完成的那一部分工序称为安装。工序号内 容设备1车端面，打中心孔车床2车外圆，车槽，倒角车床3铣键槽，去毛刺铣床4磨外圆磨床 工件在加工中应尽量减少安装次数，因为多一次装夹，就会增加装夹时间，还会增加装夹误差。3、工位 一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。4.工步 指在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。工序号内 容设备1车端面，打中心孔车床2车外圆，车槽，倒角车床3铣键槽，去毛刺铣床4磨外圆磨床 用几把刀具同时加工几个表面，视为一个工步，称为复合工步。为简化

6、工艺文件，对于那些连续进行的若干个相同的工步，通常都看作一个工步。另外还有辅助工步，它是由人和（或）设备连续完成的一部分工序，该部分工序不改变工件的形状、尺寸和表面粗糙度，但它是完成工步所必需的。如更换工具等。目的：为了能精确计算工步工时。5.行程 行程（走刀）分为工作行程与空行程。工作行程是指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分；空行程是指刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分；目的：为了反映工步中的进给次数和工序卡片中相吻合，并能精确计算工步工时。二、生产纲领、生产类型及其工艺特征1.生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。生产

7、纲领也称年产量。零件的生产纲领要记入备品和废品的数量，可按下式计算：)(1Qn(1N2.生产类型 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。（1）单件生产 单个的生产不同的产品。（2）大量生产 产品的数量很大，在机床上长期重复进行某种零件的某道工序的加工。如：汽车、拖拉机、轴承等。（3）成批生产 产品周期的成批投入生产。每一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量称为生产批量。根据批量的大小，成批生产可分为小批生产、中批生产和大批生产。表1-33.各种生产类型的工艺特征 表15四、获得加工精度的方法和工件的装夹方式（一）获得

8、尺寸精度的方法1、试切法 通过试切测量调整再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法特点：不需要复杂的装置，精度可能很高，但由于需做多次调整、试切、测量、计算，因此比较费时，效率低，且依赖技工水平，只用于单件小批生产。试切法的另一类型配做：是以已加工件为基准，加工与其相配的另一个工件，或将两个（或两个以上）工件组合在一起进行加工的方法。配做中最终被加工尺寸达到的要求是以与已加工件的配合要求为准的。2.调整法：预先用样板、样件或根据试切工件来调整好刀具和工件在机床上的相对位置，然后加工一批工件，在加工这一批工件的过程中，不再调整，也不用试切即可保证达到被加工尺寸的要求。影响精度的因素：测

9、量精度、调整精度、重复定位精度等。特点：加工精度稳定性好，并有较高的生产率，对调整工的要求高，对机床操作工的要求不高，因此适用于成批及大量生产。3.定尺寸刀具法 用刀具（或组合刀具）的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法。如钻孔、铰孔、拉孔、攻丝和用镗刀块镗孔，以及用组合铣刀铣多个槽。影响尺寸精度的因素：刀具的尺寸精度、刀具与工件的位置精度等。尺寸精度要求高时常用浮动刀具进行加工，以消除刀具与工件的位置误差影响特点：操作方便，加工精度取决于刀具的精度和磨损，精度稳定，与工人的技术水平无关，生产效率高，使用广泛。4.主动测量法 在加工过程中，边加工边测量加工尺寸，并将所测结果与设计要求的尺寸比

10、较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作。主动测量法是把测量装置加入到工艺系统中，使其成为第五个因素。特点：质量稳定，生产效率高。5.自动控制法 把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成。特点：质量稳定，生产效率高，加工柔性好，能适应多品种生产。（二）获得形状精度的方法 1.轨迹法 2.仿形法 3.成形法 4.展成法（三）获得位置要求（位置尺寸和位置精度）的方法工件的装夹方式 工件的位置要求取决于工件的装夹（定位和夹紧）方式及其精度。（1）用夹具装夹 夹具以一定的位置安装在机床上，工件按六点定位原则，在夹具中定位并夹紧，从而保证加工表面与定位基面之间的位置精度。

11、特点：安装方法迅速、准确，且可保证一定的精度要求，主要用于成批和大量生产。（2）找正装夹 找正是用工具（和仪器）根据工件上有关基准，找出工件在划线、加工（或装配）时的正确位置的过程。1）划线找正装夹 按照零件图在毛坯上划出中心线、对称线及待加工表面的加工线，然后按照划好的线找正工件在机床上的位置，从而保证加工表面与定位基准面之间的位置精度特点：定位精度不高，用于批量不大，形状复杂的零件加工。2）直接找正安装法 工件直接安装在机床上，利用量具或凭目力来校准或检查工件在机床上的位置，从而保证加工表面与定位基准面之间的位置精度。表16五、工艺规程的概念、作用、类型及格式 1.工艺规程的概念 由于零件

12、的工艺过程可以是多种多样的，工艺人员的任务是从现有生产条件出发，制定出一个切合实际的最优工艺过程，并将其有关内容用文件的形式规定下来。规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。2.工艺规程的作用 工艺规程是指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据和新建、扩建车间或工厂的原始资料。先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。典型和标准的工艺规程能缩短工厂的生产准备时间。3.工艺规程的类型和格式 工艺规程的类型有：（1）专用工艺规程 针对每一个产品或零

13、件所设计的工艺规程。（2）通用工艺规程 1）典型工艺规程 为一组结构相似的零部件所设计的通用工艺规程。2）成组工艺规程 按成组技术原理将零件分类成组，针对每一组零件所设计的通用工艺规程。（3）标准工艺规程 已纳入标准的工艺规程。属于机械加工工艺规程的有：1）机械加工工艺过程卡片2）机械加工工序卡片3）标准零件或典型零件工艺过程卡片4）单轴自动车床调整卡片5）多轴自动车床调整卡片6）机械加工工序操作指导卡片7）检验卡片属于装配工艺规程的有：1）工艺过程卡片2）工序卡片表17 18 机械加工工艺规程常用的有工艺过程卡片和工序卡片两种基本形式。机械加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件机械加工的

14、一种工艺文件。一般适用于单件小批生产。在大批大量生产中，工艺过程卡片可作为工序卡片的汇总表供生产调度人员安排生产使用。机械加工工序卡片是在工艺过程卡的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件。在工序卡片上需绘制工序简图，并详细说明该工序每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求及所使用的设备和工艺装备等。工序卡片主要用于大批大量生产中的机械加工各道工序和单件小批生产中的机械加工关键工序。六、制定工艺规程的基本要求、主要依据和制订步骤1.制订工艺规程的基本要求 在保证产品质量的前提下，尽量提高生产率和降低成本。同时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，并保证良

15、好的劳动条件。必须要做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位、编号等都要符合相应标准。2.制订工艺规程的主要依据（即原始资料）1）产品的装配图样和零件图样；2）产品的年生产纲领；3）现有生产条件和资料，包括毛坯的生产条件或协作关系、工艺装备及专用设备的制造能力、有关机械加工车间的设备和工艺装备条件、技术工人的水平以及各种工艺资料和标准等。4）国内外同类产品的有关工艺资料等。3.制定工艺规程的步骤1）熟悉和分析制订工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺分析。2）确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法。3）拟定工艺路线。4）确定各工序的加工余量，计算工序尺

16、寸及其公差。5）确定各主要工序的技术要求及检验方法。6）确定各工序的切削用量和时间定额。7）进行技术经济分析，选择最佳方案。8）填写工艺文件。第二节零件结构工艺性分析一、零件结构工艺性的概念 零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。包括零件的各个制造过程中的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。在制订机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性分析。在不同的生产类型和生产条件下，同样结构的制造可行性和经济性可能不同。由此，只有熟悉制造工艺、有一定实际知识并且掌握工艺理论，才能分析零件结构工艺性。零件结构工艺性的分析，可从零件

17、尺寸和公差的标注、零件的组成要素和零件的整体结构等三方面分析。二、合理标注零件的尺寸、公差和表面粗糙度 零件图样上的尺寸标注既要满足设计要求，又要便于加工。满足设计要求的尺寸，都是直接影响装配精度的尺寸，要通过装配尺寸链的分析来标注。其余尺寸（而且是大多数尺寸）则应按工艺要求标注。（1）按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证。（2）由定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差（3）由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸，避免尺寸换算 若零件上的轮廓要素是平面或圆柱面，则应从这些表面标注尺寸。如果轮廓要素由一些复杂的不规则表面组成，作为孔是较好的基准，由孔的轴线为基准标注尺寸。注意：零

18、件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的标注，应根据零件的功能经济合理的决定。过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响工作性能，两者都是不允许的。三、零件要素的工艺性 零件要素是指组成零件的各加工面。零件要素的切削加工性有以下三点要求：1）各要素的形状应尽量简单，面积应尽量减小，规格应尽量标准和统一。2）能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。3）加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。四、零件整体结构的工艺性1）尽量采用标准件、通用件、借用件和相似件。2）有便于装夹的基准。3）有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来。4）零件要有足够的刚性，

19、便于采用高速和多刀切削。5）节省材料，减轻质量。五、零件结构工艺性的评定指标主要定量评定指标有：1）加工精度系数Kac总数产品（或零件）的尺寸数标注有公差要求的尺寸产品（或零件）图样中acK2)结构继承性系数Ks产品零件总数通用件数产品中借用件数sK3)结构标准化系数Kst产品零件总数产品中标准件数stK4)结构要素统一化系数Ke该结构要素的尺寸数结构要素数产品中各零件所用同一eK5)材料利用系数Km定额该产品的材料消耗工艺产品净质量mK第三节确 定 毛 坯 在制订零件机械加工工艺规程之前，还要确定毛坯，包括选择毛坯类型及制造方法、确定毛坯精度。毛坯选用是否合适，对零件的质量、材料消耗和加工工

20、时都有很大影响。毛坯的尺寸和形状越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，材料消耗也少，生产效率可提高，成本可降低。但是毛坯的制造成本就越高。毛坯类型有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。选用时应考虑下列因素：1）零件的材料及其机械性能 零件的材料大致确定了毛坯的种类。如：铸铁和青铜零件用铸造毛坯；钢制零件当形状不复杂而机械性能要求不高使用棒料，机械性能要求高时使用锻件；当力学性能要求较低时，可选型材或铸钢。2）零件的结构形状和外形尺寸 形状复杂的毛坯用铸件。阶梯轴零件各台阶直径相差不大时可用棒料，相差较大时宜用锻件；外形尺寸大的零件一般用自由锻或砂型铸造毛坯，中小型零件可用模锻件或特种铸造

21、毛坯。3）生产类型 大批大量生产应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法，铸件应采用金属模机器造型或精密铸造，锻件应采用锻模或精密锻造；单件小批生产则应采用木模手工造型铸件或自由锻造锻件。4）毛坯车间的生产条件 必须结合现有生产条件来确定毛坯，也可考虑到毛坯车间的近期发展情况以及是否由专业化工厂提供毛坯。5）利用新工艺、新技术、新材料的可能性 如采用精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等。第四节定位基准的选择 制订机械加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证零件表面间的位置要求（位置尺寸和位置精度）和安排加工顺序都有很大影响。用夹具装夹时，定位基准的选择还会影响到夹具的结构。

22、因此定位基准是一个很重要的工艺问题。一、基准的概念及其分类（一）基准的概念 基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。一个几何关系就有一个基准。（二）基准的分类 根据基准作用的不同，可分为设计基准和工艺基准。1.设计基准：设计图样上所采用的基准。2.工艺基准 在工艺中采用的基准。按用途不同分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。（1）工序基准 在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。即工序图上的基准。（2）定位基准：在加工过程中作定位的基准。用夹具装夹时，定位基准就是工件上直接与夹具的定位元件相接触的点、线、面。（3）测量基准 测量时所

23、采用的基准。（4）装配基准 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。（三）基准的分析 注意以下两点：1）基准是依据，必然客观存在。有时作为基准的点、线、面，并不一定存在，往往是通过有关的具体表面来体现的，这些表面称为基面。2）基准要确切。要分清是圆柱面还是圆柱面的轴线，两者有所不同。二、定位基准的选择 用未加工的毛坯表面做定位基准称为粗基准；用加工过的表面做定位基准称为精基准。在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因而分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。（一）精基准的选择选择精基准时，应能保证加工精度和装夹方便，按下列原则选取：1.基准重合原则 应选用设计基准作

24、为定位基准。maxminminminmaxmaxACBACBmaxminminmaxminmaxACACBBAcBTTT 在实际生产中，往往会遇到基准不重合的情况，这是由于设计基准定位有困难或使夹具结构变得复杂的缘故，这时不得不选用非设计基准做定位基准。设计基准与定位基准不重合而产生的基准不重合误差，是在加工的定位过程中产生的。同样，基准不重合误差也可引伸到其他基准不重合的场合。如装配基准与设计基准、设计基准与工序基准、工序基准与定位基准、工序基准与测量基准、设计基准与测量基准等。注意：定位过程中的基准不重合误差是在用夹具装夹、调整法加工一批工件时产生的。若用试切法加工，每个箱体都可直接测量尺

25、寸B，从而直接保证尺寸B，就不存在基准不重合误差。2.基准统一原则 应尽可能在多数工序中选用一组统一的定位基准来加工其它各表面。优点：1）可以避免基准转换所产生的误差；2）可使各工序所用的夹具的某些结构相同或相似，简化夹具的设计和制造。有些工件可能找不到合适的表面作为统一基准，必要时可在工件上增设一组专供定位用的表面，这种定位面称为辅助基准。如轴类零件两端的中心孔；箱体零件一面两孔定位中的两定位销孔。在自动线加工中，为了减少工件的装夹次数，也必须遵循基准统一原则。采用基准统一原则时，若统一的基准面和设计基准一致，则又符合基准重合原则。此时既能获得较高的精度，又能减少夹具种类，是最理想的方案。若

26、统一的基准面和设计基准不一致，遵循基准统一原则时，加工面之间的位置精度虽不如基准重合时那样高，即增加一个由辅助基准到设计基准之间的基准不重合误差，但是仍比基准多次转化时的精度高，因为多次转换基准会有多个基准不重合误差。当采用基准统一原则后，无法保证表面间位置精度时，往往是先用基准统一原则，然后在最后工序用基准重合原则保证表面间的位置精度。3、自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面本身作为定位基准。遵循自为基准原则时，不能提高加工面的位置精度，只是提高加工面本身的精度。此外，拉孔、浮动铰孔、浮动镗孔、无心外圆磨及珩磨等都是自为基准。4.互为基准原则 为了使加工面间

27、有较高的位置精度，又为了使其加工余量小而均匀，可以采用反复加工、互为基准的方法。如加工车床主轴颈和主轴锥孔及精密齿轮。5.保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便原则 所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度值较小、支承面积较大的表面。当用夹具装夹时，选择的精基准面还应使夹具结构简单、操作方便。（二）粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，为后续工序提供精基准。出发点：1）考虑如何合理分配各加工表面的余量；2）考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求。原则：（1）若工件必须保证某不加工表面与加工表面之间的尺寸或位置要求，

28、则应选该不加工表面为粗基准。当工件有多个非加工面与加工面之间有位置要求时，则应以其中要求较高的非加工面为基准。（2）合理分配各加工面的余量。在分配余量时应考虑以下两点：1）若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，应选该表面为粗基准。2）若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。当工件上有多个重要加工面都要求保证余量均匀时，应选余量要求最严的面为粗基准。（3）粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许用一次。若两次装夹使用同一粗基准，则这两次装夹所加工的表面之间会产生较大的位置误差。只有当重复使用某一粗基准所产生的定位误差在允许范围之内

29、时，该粗基准才可以重复使用。（4）选作粗基准的表面应尽可能平整，要避开锻造飞边和铸造浇口、冒口、分型面、毛刺或其它缺陷，以保证定位准确、夹紧可靠。当用夹具装夹时，选择的粗基准面还应使夹具结构简单、操作方便。第第 五五 节节机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 拟定工艺路线的主要内容，除选择定位基准外，还应包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定工序的集中与分散程度以及选择设备与工艺装备等。这是制订工艺规程的关键阶段。拟定工艺路线是制定工艺规程的总体布局，需要解决如下问题：一、表面加工方法的选择 工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求。加

30、工方法的选择是指为了达到加工表面的精度和粗糙度要求而选用的由粗到精的加工方法。根据每个加工表面的技术要求，先选择能保证该要求的最终加工方法，后选择其前导加工方法。1.加工经济精度和经济表面粗糙度的概念 加工经济精度是指在正常加工条件下所能保证的加工精度。加工经济表面粗糙度是指在正常加工条件下所能保证的表面粗糙度。2.选择加工方法时应考虑的因素1）工件材料的性质 如：淬火钢采用磨削加工，有色金属采用金刚镗或高速精密车削。2）工件的结构形状和尺寸 如内表面孔，回转体工件上的孔常用车削、磨削加工；箱体工件上IT7级公差的孔不宜用拉或磨孔，通常用镗孔或铰孔，孔径大用镗孔，孔径小用铰孔。3）生产类型及生

31、产率和经济性 单件小批生产采用常规的加工方法，大批大量生产采用高效率的先进工艺。如平面加工：单件生产一般用铣、刨等加工方法；大批量生产可采用拉削加工。4）本厂（或本车间）的现有设备状况和技术条件 充分利用现有设备，挖掘潜力、发挥工人的积极性和创造性。5）充分考虑利用新工艺、新技术的可能性，提高工艺水平6）特殊要求 如表面纹路方向的要求，铰削和镗削孔的纹路方向与拉削的纹路方向不同，应根据设计的特殊要求选择相应的加工方法。二、加工顺序的安排（一）机械加工工序的安排原则1.先加工基准面 选为精基准的表面应安排在起始工序先进行加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。2.划分加工阶段 零件的加工质量较

32、高时，应把整个加工过程划分为几个阶段。一般分为粗加工、半精加工和精加工。要求特别高时增设光整加工和超精密加工。（1）各加工阶段的主要任务1）粗加工阶段 主要任务是切除大部分的加工余量，应着重考虑生产率。2）半精加工阶段 完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备；3）精加工阶段 使各主要表面达到图纸规定的质量要求；4）光整加工阶段 对质量要求很高的表面，须进行光整加工，主要用以进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值。一般不用来提高位置精度。5）超精密加工阶段 按照超稳定、超微量切除原则，实现加工尺寸误差和形状误差在0.1m以下的加工技术。当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工阶段前还有

33、荒加工阶段。（2）划分加工阶段的原因：1）可保证加工质量；粗加工切除余量大，切削力、夹紧力和切削热都较大，使工件产生较大的变形。加工表面被切除一层金属后，内应力要重新分布，也会引起工件变形。这些变形可通过半精加工和精加工逐步得到纠正，以保证加工质量。2）可合理使用机床；粗加工采用功率大、刚性好、一般精度的高效率设备；精加工采用精度较高的机床。3）粗加工阶段可发现毛坯缺陷，及时报废或修补；4）可适应热处理的需要；便于穿插必要的热处理工序，并使它发挥充分的效果。5）表面精加工、光整加工安排在最后，可使这些表面少受或不受损伤。注意：加工阶段的划分不是绝对的。对于刚性好，余量小，加工要求不高或内应力影

34、响不大的工件，可以不划分加工阶段。划分加工阶段是对整个工艺过程而言的，因而应以工件的主要加工面来分析，不应以个别面和个别工序来判断。3.先粗后精 当零件需要划分加工阶段时，先安排各表面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。4.先主后次 先加工零件上的装配基面和工作表面等主要表面。后加工键槽、紧固用的光孔与螺纹孔等次要表面。因为次要表面的加工面积较小，往往与主要表面有一定的相对位置要求，所以一般放在主要表面半精加工之后进行加工。次要表面也可穿插在各加工阶段之间进行，便于工件有足够时间让残余应力重新分布并引起变形，以便在后续工序中纠正其变形。5.先面后孔 对于箱体、支架等

35、类零件，由于平面的轮廓尺寸较大，以平面为精基准来加工孔，定位比较稳定可靠，故先加工平面，后加工孔。（二）热处理工序的安排 热处理是用于提高材料的力学性能、改善金属的加工性能以及消除残余应力。热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于热处理的目的。1.预备热处理目的：改善加工性能，为最终热处理做好准备和消除残余应力。退火与正火和时效处理常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的内应力；放在粗加工之后，有利于粗加工后残余应力的消除。调质一般应放在粗加工之后、半精加工之前进行，以保证调质层的厚度；对于精度要求不太高的工件，一般在毛坯进入机械加工之前安排一次人工时效即可；对于机床床身、立柱等

36、结构复杂的铸件，应在粗加工前、后都要进行时效处理；对于一些刚性差的精密零件（如精密丝杠），在粗加工、半精加工和精加工过程中，要安排多次人工时效。2.最终热处理目的：主要用以提高零件的表面硬度和耐磨性以及防腐、美观等。淬火、渗碳淬火、淬火-回火等安排在半精加工之后、磨削加工之前进行；氮化处理由于温度低，变形小，且氮化层较薄，故应放在精磨之后进行。表面装饰性镀层、发兰处理，应安排在机械加工完毕后进行。（三）辅助工序的安排 辅助工序的种类较多，包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁及平衡等。辅助工序也是必要的工序，若安排不当或遗漏，将会给后续工序和装配带来困难，影响产品质量，甚至使机器不能使用。检

37、验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的重要措施。除了各工序操作者自检外，在粗加工阶段结束后、关键工序之后、送往外车间加工前、零件全部加工结束之后，均应安排检验工序。有些特殊的检验，如探伤等检查工件的内部质量，一般都安排在精加工阶段。密封性检验、工件的平衡和重量检验，一般安排在工艺过程最后进行。三、工序的集中与分散 安排了加工顺序后，需将各加工表面的各次加工，按不同的加工阶段和加工顺序组合成若干个工序，从而拟定出零件加工的工艺路线。组合时可采用工序集中或工序分散原则。工序集中与工序分散，是拟定工艺路线时确定工序数目（或工序内容多少）的两种不同的原则，它和设备类型的选择有密切的关系。（一）工序集

38、中和工序分散的概念 工序集中是把零件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序加工内容较多。工序集中可采用技术上的措施集中，称为机械集中。如：多刃、多刀和多轴机床、自动机床、数控机床、加工中心等。也可采用人为的组织措施集中，称为组织集中。如：卧式车床的顺序加工。工序分散是把零件的加工分散到许多工序内完成。每道工序的加工内容很少，最少时仅一个简单工步。（二）工序集中和工序分散的特点1.工序集中的特点（机械集中）1）有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高；2）工件装夹次数少，可减少辅助时间，缩短生产周期，而且可在一次安装中加工许多表面，容易保证相互位置精度。3）工序数目少，可以减少机床数量，

39、相应的减少操作工人人数和生产面积，并可简化生产计划和生产组织工作。4）因采用结构复杂的专用设备及工艺装备，使投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。2.工序分散的特点 1）机床与工艺设备比较简单，调整和维修方便。生产准备工作量小，容易适应产品变换。2）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。2）对工人的技术要求低。3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。（三）工序集中与工序分散的选用 工序集中与工序分散各有优缺点，应根据生产类型、零件的结构特点与技术要求以及现有设备条件等来确定工序集中或分散的程度。单件小批生产宜于工序集中，但多采用通用机床，这是工序集中或组织集中。成批生产

40、，尽可能采用高效机床，如转塔车床、多刀半自动车床、数控机床等。大批大量生产既可采用多刀、多轴等高效、专用机床将工序集中，这是平行集中、技术密集型集中，也可按工序分散组织流水生产。对于结构简单的产品，可采用分散的原则。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。现代生产的发展多趋向于工序集中。四、设备与工艺装备的选择（一）设备的选择选择设备时应考虑以下问题：1）机床精度与工件精度相适应。2）机床规格与工件的外形尺寸相适应。3）与现有加工条件相适应。（二）工艺装备的选择 工艺装备选择的合理与否，将直接影响工件的加工精度、生产效率和经

41、济性。1.夹具的选择 单件小批生产采用通用夹具；大批量生产采用专用夹具。2.刀具的选择 一般优先采用标准刀具。若机械集中，则应采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。3.量具的选择 单件小批采用通用量具，大批量生产采用极限量块和高效的专用夹具和量仪。量具的精度必须与加工精度相适应。第六节第六节确定加工余量、确定加工余量、工序尺寸及其公差工序尺寸及其公差一、加工余量的概念 在由毛坯变为零件的加工过程中，从被加工表面上切除的金属层厚度称为加工余量。毛坯尺寸与零件图的尺寸之差称为加工总余量。相邻两工序的尺寸之差称为工序余量。由于工序尺寸有公差，故实际切除

42、的余量大小不等。Z=上工序基本尺寸 -本工序基本尺寸Z=本工序基本尺寸 -上工序基本尺寸 为了便于加工，工序尺寸都按“入体原则”标注极限偏差，即被包容面的工序尺寸取上偏差为零；包容面的工序尺寸取下偏差为零。毛坯尺寸则按双向布置上、下偏差。工序余量和工序尺寸及其公差的计算公式为：baminbmaxaminTTZTZZTZZbaminbmaxaminTTZTZZTZZn1iin210ZZZZZ单边余量双边余量二、加工余量的影响因素（一）上工序各种表面缺陷和误差的因素1.表面粗糙度Ra和缺陷层Da表142.前工序的尺寸公差aminTZZ3上工序的形位误差（空间误差）空间偏差是指不包括在尺寸公差范围内

43、的形状误差及位置误差，如直线度，平面度，同轴度，平行度，垂直度等。前工序形成的这类误差应在本工序予以修正。（二）本工序的装夹误差 包括定位误差和夹紧误差由此，加工余量的基本公式为：双边余量时单边余量时baaaabbaaaab2DR2T2ZDRTZ 在应用时，需根据具体情况进行修正。如：对于用无心磨床上加工小轴或浮动镗刀等工具以加工表面本身定位进行加工时，可不考虑装夹误差与空间偏差；对于研磨、珩磨、超精加工和抛光等光整加工工序，最小工序余量只与前工序的表面粗糙度有关。三、确定加工余量的方法原则：在保证加工质量的前提下，尽量减少加工余量。1.分析计算法 通过对影响加工余量的各项因素进行分析和综合计

44、算，来确定所需的最小工序余量。是最经济合理的方法，但必须要有齐全而可靠的实验数据资料，且计算较繁琐，在实际生产中应用尚少。对于大批大量生产，应力求采用分析计算法。目前只有材料十分贵重以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用。2.经验估计法 凭经验来确定加工余量。为了防止因余量过小而产生废品，所估余量往往偏大。常用于单件小批生产。（3）查表法 根据工艺手册或工厂中的统计经验资料查表，并结合具体情况加以修正来确定加工余量。在实际生产中应用广泛。四、确定工序尺寸及其公差 工序尺寸是指某工序加工应达到的尺寸。工序尺寸公差的确定，要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。计算工序尺寸

45、和标注其公差是制定工艺规程的主要工作之一。1、工序基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定 计算顺序是：先确定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐个工序推算，即由零件的设计尺寸开始，由最后一道工序开始向前工序推算，直到毛坯尺寸。各工序尺寸的公差由所采用的加工方法的加工经济精度决定，并按“入体原则”标注。例112、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸的计算 需用尺寸链计算。第七节第七节时间定额和提高时间定额和提高劳动生产率的工艺途径劳动生产率的工艺途径 工序设计中第二方面的内容是确定劳动消耗工艺定额，简称劳动定额。是劳动生产率的指标。衡量指标：产量定额，时间定额。制定工艺规程时，必须处理好质量、生

46、产率和经济之间的关系。劳动生产率是指一个工人在单位时间内生产出的合格品的数量，也可用完成单件产品或单个工序所消耗的劳动时间来衡量。提高生产率是个综合性的问题，涉及到产品设计、制造工艺、组织管理等各个方面。一、时间定额 指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。合理的时间定额能促进工人技能的不断提高，发挥他们的积极性和创造性，进而推动生产的发展。制定的时间定额应具有平均先进水平，并随生产水平的提高而及时修改。完成一个零件的一道工序的时间定额称为单件时间定额。1、基本时间bT 指直接改变零件尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对切削而言，就是切除

47、规定的工序余量所消耗的时间（包括刀具的切入和切出时间）。对于车削：pjbnf ZlT2、辅助时间aT 指为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。包括装卸工件、开停机床、改变切削用量、进退刀具、试切和测量工件等。基本时间和辅助时间之和称为作业时间，它是直接用于制造产品或零、部件所消耗的时间。3、布置工作地时间sT 指为使加工正常进行，工人照管工作地所消耗的时间。如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等。不是直接消耗在每个工件上的，而是消耗在一个工作班内的时间，再折算到每个工件上。一般按作业时间的2%7%估算。4、休息与生理需要时间rT 指工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所

48、消耗的时间。BrsBrsabpT1TTTTTTTT 一般按作业时间的2%4%估算。上述时间的总和称为单件时间。5、准备与终结时间eT 指工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。如熟悉工艺文件、安装工艺装备、调整机床、归还工艺装备及送交成品等所消耗的时间。准备与终结时间对一批零件只需要一次。零件批量越大，分摊到每个工件上的准备与终结时间越少。成批生产的单件时间定额为：nTTTTTnTTTersabepc二、提高劳动生产率的工艺途径（一）缩短时间定额 缩短单件工时是提高生产率的根本措施，特别是要缩减占时间定额比重较大的那部分时间。单件小批生产应着重缩减辅助时间，大批大量生产

49、应着重缩减基本时间。1.缩减基本时间（1）增大切削用量 高速切削和强力切削是机械加工中广泛采用的提高生产率的有效方法。磨削的发展趋势是尽量采用高速磨削和强力磨削以提高金属的切除率。采用高速切削和强力切削时，机床刚度和功率都要加强，应对原机床进行改造或设计新机床。2）减少或重合切削行程长度 如用几把刀或复合刀同时加工一个或n个表面，用宽砂轮做切入法磨削等均可大大提高生产率。采用多刃或多刀加工时，要尽量做到粗、精分开。同时，由于刀具间的位置精度会直接影响工件的精度，故调整精度要求高。（4）采用多件加工1）顺序多件加工 顺序多件加工可减少刀具切入和切出的时间，并可将辅助时间分摊到若干个工件上去。平行

50、多件加工所需的基本时间与加工一个工件相同，即分摊到每个工件上的基本时间可大大减少。2）平行多件加工 平行顺序多件加工是上述两种方法的综合，适用于工件较小、批量较大的场合。3）平行顺序加工（5）改变加工方法，采用新工艺 如用精刨、精磨代替刮研，用粗磨代替铣平面，用滚压代替孔的铰、磨加工，用电加工制造磨具等均可明显的提高生产率。采用精锻、挤压、粉末冶金、熔模铸造等工艺制造毛坯，可大大减少机械加工劳动量。2.缩减辅助时间 主要方法是使辅助动作实现机械化或自动化，以及使辅助时间与基本时间重合。1）采用先进的夹具 在大批大量生产中，采用高效的气动或液压夹具；在单件小批和中批生产中，使用组合夹具、可调夹具