机械制造工艺基础知识点

机械制造工艺基础知识点

第一章金属切削加工基础知识

一、切削加工基本概念

1、成形运动（切削运动）是为了形成工件表面所必需的、刀具与工件之间的相对运动。成形运动（切削运动）包括主运动和进给运动。

2、主运动是指直接切除工件上的切削层，形成已加工表面所需的最基本运动。一般来讲，主运动是成形运动中速度最高、消耗功率最大的运动，机床的主运动只有一个。

3、进给运动是指不断地把切削层投入切削的运动，以加工出完整表面所需的运动。进给运动可能有一个或几个，通常运动速度较低，消耗功率较小。

4、切削过程中，工件上形成三个表面

1）待加工表面——将被切除的表面；

2）过渡表面——正在切削的表面；

3）已加工表面——切除多余金属后形成的表面。

5、切削用量三要素

1）切削速度v c

切削刃上选定点在主运动方向上相对于工件的瞬时速度。

2）进给量f

在进给运动方向上，刀具相对于工件的位移量，称为进给量。

3）背吃刀量a p

背吃刀量是在通过切削刃基点并垂直于工作平面方向上测量的切削深度。

6、成形运动简图

7、切削层尺寸要素

(1)切削层：刀具切过工件的一个单程，或只产生一圈过渡表面的过程中所切除的工件材料层。

(2)切削层尺寸平面：通过切削刃基点并垂直于该点主运动方向的平面，称为切削层尺寸平面。

(3)切削层尺寸要素

①切削厚度: 指在切削层尺寸平面内，沿垂直于切削刃方向度量的切削层尺寸。

②切削宽度：指在切削层尺寸平面内，沿切削刃方向度量的切削层尺寸。

③切削面积：是指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面面积。

二、刀具角度

1、车刀的组成

三个刀面：前面、主后面、副后面

两个切削刃：主切削刃、副切削刃

一个刀尖

2、辅助平面

1）基面：过切削刃选定点，垂直于主运动方向的平面。

2）主切削平面：过切削刃选定点，与切削刃相切，并垂直于基面的平面。

3）正交平面：通过主切削刃上的某一点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。

3、车刀的标注角度

γ

（1）前角

在正交平面中测量，是刀具前面与基面之间的夹角。

α

（2）主后角

在正交平面中测量，是刀具主后面与主切削平面之间的夹角。

κ

（3）主偏角

r

在基面中测量，主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角。

κ

（4）副偏角'r

在基面中测量，副切削刃在基面上的投影与进给运动反方向之间的夹角。

λ

（5）刃倾角

s

在主切削平面中测量，是主切削刃与基面之间的夹角。

角度标注

4、刀具材料的选用

（1）对刀具切削部分材料的基本要求

①高的硬度：刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，刀具材料的室温硬度一般要求在60HRC以上。

②高的耐磨性：耐磨性高，抗磨损能力强。一般刀具材料硬度越高，耐磨性越好。

③高的热硬性：即在高温下仍能保持较高硬度的性能。一般用热硬性温度表示，热硬性温度是指能保持刀具切削性能所允许的最高温度。热硬性温度越高，刀具材料所允许的切削温度越高。

④足够的强度和韧性

⑤较好的工艺性

（2）常用的刀具材料

1、碳素工具钢与合金工具钢

碳素工具钢淬火后具有较高的硬度，而且价格低廉。但这种材料的耐热性较差，淬火时容易产生变形和裂纹。

合金工具钢是在碳素工具钢中加入少量的Cr、W、Mn、Si 等合金元素形成的刀具材料（如9SiCr）。由于合金元素的加入，与碳素工具钢相比，其热处理变形有所减少，耐热性也有所提高。

2、高速钢

高速钢具有较高的耐热性，其许用切削速度为30～50m/min，是碳素工具钢的5～6倍，而且它的强度、韧性和工艺性都较好，可广泛用于制造中速切削及形状复杂的刀具，如麻花钻、铣刀、拉刀、各种齿轮加工工具。

3、硬质合金

它是以高硬度、高熔点的金属碳化物（WC，TiC）为基体，以金属Co，Ni等为粘结剂，用粉末冶金方法制成的一种合金。其硬度为

HRC74～82，能耐800～1000o C的高温，因此耐磨、耐热性好，许用切削速度是高速钢的6倍，但强度和韧性比高速钢低，工艺性差，因此硬质合金常用于制造形状简单的高速切削刀片，经焊接或机械夹固在车刀、刨刀、端铣刀、钻头等刀体（刀杆）上使用。

4、陶瓷

陶瓷的硬度高，化学性能高，耐氧化，所以被广泛用于高速切削加工中。但由于其强度低、韧性差、长期以来主要用于精加工。

陶瓷刀具与于传统硬质合金刀具相比，具有以下优点：可加工硬度高达HRC65的高硬度难加工材料；可进行扒荒粗车及铣、刨等大冲击间断切削；耐用度可提高几倍至几十倍；切削效率提高3～10倍，可实现以车、铣代磨。

5、立方氮化硼（CBN）

既能胜任淬硬钢、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其它难加工材料的高速切削。

6、金刚石

具有很高的耐磨性，其摩擦系数小，切削刃可以做得非常锋利。但

人造金刚石的热稳定性差，不得超过700～800o C，特别是它与铁元素的

化学亲和力很强，因此它不宜用来加工钢铁件。人造金刚石主要用作制

作模具磨料，用作刀具材料时，多用与在高速下精细车削或镗削有色金

属及非金属材料。尤其用它切削加工硬质合金、陶瓷、高硅铝合金及高

硬度、高耐磨性的材料时，具有很大的优越性。

三、切削的形成过程

1、切削过程也是切屑的形成过程，其实质是一种挤压过程。在挤压过程中，被切削的金属主要经过剪切滑移变形而形成切屑。

当与切削速度方向呈一定夹角的OA晶面上（约45o）产生的切应力

达到材料的屈服强度时，开始剪切滑移产生塑性变形。

OE位置时，应力、应变达到最大值。

2、变形区

（1）第I变形区或基本变形区：OA与OE之间是切削层的塑性变形区，变形量最大。

（2）第II变形区：切屑沿前刀面流出时会进一步受到挤压和摩擦而又一次发生塑性变形。

（3）第III变形区：由于刀具磨损，已加工表面会受到后刀面的强烈挤

压和摩擦而发生塑性变形。

3、切屑的种类

a) 带状切屑：切屑延续成较长的带状，接触的面很光滑，背面呈毛茸状。

b) 节状切屑：切屑的背面呈锯齿形，底面有时出现裂纹。

c) 粒状切屑：切屑切离成单元切屑。

d) 崩碎切屑：切屑的形状不规则，加工表面凸凹不平。

4、积屑瘤※

（1）定义：在用中等或较低的切削速度切削塑性较大的金属材料时，往

往会在切削刃上粘附一个楔形硬块，称为积屑瘤。

（2）形成

切屑塑性材料时，在一定的温度和压力作用下，与刀具前面接触的

切屑底层受到很大的摩擦阻力，使这层金属的流动速度低于切屑上层的

流动速度，形成一层很薄的滞留层。当刀具前面对滞留层的摩擦阻力超

过切屑本身分子间的结合力时，滞留层的部分金属就会粘附在切屑刃附近，形成楔形的积屑瘤。

（3）对切屑过程的影响

1）保护刀具，减少了刀具磨损，起到保护刀具的作用。

2）增大前角，使切屑变形和切屑力减小。

3）使实际吃刀深度和切削厚度不断变化，影响尺寸精度，并导致切削力变化，引起振动。

4）增大已加工表面粗糙度值。

粗加工时产生积屑瘤有一定的好处，精加工时应避免产生积屑瘤。

（4）影响积屑瘤形成的因素

影响积屑瘤形成的因素主要是工件材料的性能和切削速度。

工件材料的性能：塑性大的材料易产生积屑瘤，对塑性大的材料进行正火或调质处理，切削塑性材料不会产生积屑瘤。

切削速度：切削速度在5-60m/min范围内时容易产生积屑瘤。

（5）防止积屑瘤产生的方法

精车、精铣采用高速切削，拉削、绞削和宽刀细刨采用低速切削，均可以避免产生积屑瘤。增大前角、减少切削厚度、提高刀具前面光滑程度、合理使用切削液等，也可以防止积屑瘤的产生。

四、切削力

1、切削力的分解

（1）切削力F c

F c是计算机床动力以及主传动系统零件、刀具、夹具强度和夹具夹紧力的依据，也是选择刀具几何角度和切削用量的主要依据。

（2）进给力F f （轴向力）

F f一般只消耗总功率的1％～5％，是设计和验算进给系统零件强度的依据。

（3）背向力F p（径向力，不作功）

F p是设计机床主轴、选用轴承和校验机床刚度的主要依据之一。

2、影响切削力的因素

主要有：工件材料、切削用量、刀具角度

（1）工件材料

材料的强度、硬度越高，变形抗力越大，切削力也越大。强度、硬度相近的材料，塑性、韧性大时，因切削变形较大，硬度增加，消耗的功率增多，故切削力较大。

（2）切削用量

◎当a p增加1倍时，切削宽度增加1倍，切削力成倍增加。

◎当f成倍增加时，切削力只增加68%-86%。

（3）刀具角度

◎前角增大时，切削变形减小，切削流出顺利，刀具前面推挤金属的正压力和摩擦力都相应降低，切削力下降。

◎主偏角增加时，F p减小而F f增大

车细长轴时，常采用90度主偏角车刀，以减少工件弯曲变形和振动。

五、切削热与切削温度

1、切削热：在切削过程中，由于被切削材料层的变形、分离及刀具与被

切削材料间的摩擦而产生的热量，称为切削热。

2、切削热的传导

传入切屑，约占总热量的50％～86％，对切削加工无不利影响

传入工件，约占总热量的10％～40％，会使工件膨胀或伸长，产生尺寸和形状误差，影响加工精度

传入刀具，约占总热量的3％～9％，使刀具温度升高，硬度下降，磨损加快，耐用度降

传入周围介质，约占总热量的1％，对切削加工无不利影响。

六、刀具磨损与刀具耐用度

1、刀具磨损的形式

（1）刀具后刀面磨损：切削脆性材料或以较低的切削速度和较小的切削厚度（＜0.1mm）切削塑性材料时。

（2）刀具前刀面磨损：以较高的切削速度和较大的切削厚度

（＞0.5mm）切削塑性材料时。

（3）刀具前、后刀面同时磨损：以中等切削速度和中等切削厚度

（0.1～0.5mm）切削塑性材料时。

2、刀具耐用度

（1）磨损限度：后面磨损带的高度VB作磨损值。

（2）刀具耐用度：由于生产中不可能用经常测量刀具后面磨损值的办法来判断刀具是否已经到达磨损限度，所以提出了用刀具耐用度作为刀具磨损限度的标准。刀具两次刃磨之间允许进行切削的总时间。

（3）刀具寿命：刀具耐用度和刀具允许重磨次数的乘积。

第二章加工误差的统计分析

一、零件的加工质量与检验

1、零件加工质量包括加工精度和表面质量。

加工精度：反映加工后表面的几何参数的（尺寸、形状、位置）精确程度。

表面质量：反映的是零件加工后表面层的质量。例如：表面粗糙度、变形强化程度、表层残余应力的性质及大小、金相组织等。

2、工艺系统中凡是能直接引起加工误差的因素都被称为原始误差

原始误差中，一部分与工艺系统的初始状态有关，称为工艺系统的几何(静)误差，在加工过程中产生的误差称为工艺系统的动误差。

3、加工原理误差

（1）采用近似的加工运动造成的误差

如在车削或磨削模数螺纹时，由于其导程t=πm,式中有π这个无理因子，在用配换齿轮来得到导程数值时，就存在原理误差。

（2）采用近似的刀具轮廓造成的误差

如用滚刀滚切渐开线齿轮时，滚刀制造困难，多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，从而产生了加工原理误差。

4、误差复映

工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状，但它在尺寸、形状以及表面层材料硬度上都有较大的误差。毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生变化，从而导致切削力的变化，进而引起工艺系统产生相应的变形，使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。

5、机械加工表面质量

(1)基本概念: 表面质量是指零件加工后表面层的状态。可以从几何特征与物理力学性能两方面进行评定。

(2) 表面层的几何形状特性

①表面粗糙度: 它是指加工表面的微观几何形状误差。表面粗糙度通常是由机械加工中切削刀具的运动轨迹所形成。

②表面波纹度: 介于宏观的形状误差与微观的表面粗糙度之间的周期性形状误差。一般由工艺系统振动引起。

6、加工误差的统计性质

（1）系统误差：在顺序加工一批工件中，其大小和方向均不改变，或按一定规律变化的加工误差。

◆常值系统误差——其大小和方向均不改变。如机床、夹具、刀具的制造误差，工艺系统在均匀切削力作用下的受力变形，调整误差，机床、夹具、量具的磨损等因素引起的加工误差。譬如，铰刀直径尺寸误差所造成孔径尺寸的误差就是常值系统误差。

◆变值系统误差——误差大小和方向按一定规律变化。如机床、夹具、刀具在热平衡前的热变形，刀具磨损等因素引起的加工误差。譬如，加工中刀具的磨损使工件尺寸产生有规律的变化。

（2）随机误差：在顺序加工一批工件中，其大小和方向随机变化的加工误差。

第三章回转面加工与平面加工

回转面加工

一、车削

1、车刀种类

整体式、焊接式、机夹重磨式、机夹可转位式

2、装夹方法

卡盘装夹、花盘装夹、顶尖装夹、心轴装夹

3、加工方法

车外圆、车内孔、车断、车锥面与车成形面、车平面、车螺纹

4、公差等级

粗车的公差等级为IT13~IT11，表面粗超度Ra为50~12.5 μm。

半精车公差等级为IT10~IT9，表面粗超度Ra为6.3~3.2 μm。

精车的公差等级为IT8~IT6，表面粗超度Ra为1.6~0.8 μm。

5、车削工艺特点

（1）生产率高

（2）容易保证工件各加工面的位置精度

（3）加工范围广

（4）适于有色金属工件的精加工

（5）车孔时工件上孔的轴线必须与主轴回转中心重合才能加工

二、钻削与镗削

1、钻床

立式钻床、摇臂钻床、台式钻床

2、钻孔的工艺特点

（1）钻头容易偏斜（2）排屑困难（3）切削热不易传散

3、公差等级

钻削的公差等级为IT13~IT11

三、扩孔与铰孔

1、公差等级

扩孔精度一般为IT10~IT9，表面粗糙度Ra值可达6.3～3.2 μm。

铰孔精度一般为IT8～IT6，表面粗糙度Ra值为1.6～0.2μm。

四、镗削

1、镗孔

镗床上镗孔按进给方式分为主轴进给和工作台进给两种方式。

主轴进给方式中，进给时主轴悬伸长度和刚性是变化的，容易带来误差。所以此方法只适宜加工长度较短的孔。

工作台进给方式可加工孔径较大且孔深短的孔。对于孔深又有同轴度要求的孔系，可用主轴前锥孔和后立柱上的尾座来支承镗杆进行加工。

2、公差等级

一般镗孔的尺寸公差等级为IT8~IT7，表面粗超度为1.6~0.8 μm，精细镗时，公差等级为IT7~IT6，表面粗超度Ra为0.8~0.1μm。

五、拉削

1、公差等级

一般拉孔的尺寸公差等级为IT8~IT6，表面粗超度Ra为0.8~0.1μm。

六、磨削

1、公差等级

（1）无心磨削尺寸公差等级为IT6~IT5

（2）内圆磨削尺寸公差等级为IT8~IT7

（3）先进磨削尺寸公差等级为IT5~IT3

（4）砂带磨削尺寸公差等级为IT6~IT5

七、光整加工

1、研磨

研磨后尺寸公差等级为IT5~IT3，表面粗超度Ra为0.1~0.008 μm。

2、珩磨

珩磨后尺寸公差等级可达IT6~IT4，表面粗超度Ra为0.2~0.025μm。并可以提高孔的形状精度，但不能提高孔的位置精度。

3、超级光磨

超级光磨只能提高加工表面质量（Ra=0.1~0.008 μm），不能提高尺寸精度和形位精度。

4、抛光

不能提高或保持工件原有的尺寸和形状精度

平面加工

一、刨削

1、刨床

（1）牛头刨床：刨刀主运动

（2）龙门刨床：工件作主运动

2、刨削加工

a) 刨平面b)刨垂直面c)刨斜面d)刨燕尾槽e)刨T形槽f)刨直槽g)刨成形面

3、公差等级

粗刨后两平面之间的尺寸公差等级为IT13~IT11，表面粗超度Ra为12.5μm。精饱后的尺寸公差等级为IT9~IT7，表面粗超度Ra为

3.2~1.6μm。

二、插削

1、主运动

滑枕带动插刀沿立柱导轨作垂直的直线往复运动，刀架上下往复运动

2、公差等级

插削的表面粗超度Ra为6.3~1.6μm

三、铣削

1、铣床

卧式万能升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床

2、铣刀

圆柱铣刀、端面铣刀、立铣刀、圆盘铣刀、锯片铣刀、键槽铣刀和T形槽铣刀、角度铣刀

3、铣削力

铣削过程中由于切削厚度不断变化，使得工件受力的大小也在变化。此外，同时参加切削的刀齿数以及切削力的作用点和方向也时刻在变化。

4、铣削方式

1、周铣

用圆柱铣刀的圆周刀齿进行铣削称为周铣。

分类：

1）逆铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相反时，称为逆铣。（由薄到厚）

2）顺铣铣刀切削速度方向与工件进给速度方向相同时，称为顺铣。（由厚到薄）

2、端铣

端铣是用端铣刀的端面齿进行切削的方法。

根据铣刀与工件相对位置的不同，端铣分为不对称铣和对称铣两种，不对称铣又分为不对称逆铣和不对称顺铣。

①不对称逆铣是指铣削时铣刀轴线偏置于铣削弧长的对称位置，且逆铣部分大于顺铣部分的铣削方式。

②不对称顺铣的特点与不对称逆铣相反。

③对称铣是指铣刀轴线位于铣削弧长的对称位置，即顺铣部分等于逆铣部分，切入与切出的切削厚度相等且大于零。

第四章机械加工工艺过程设计

一、基准与装夹

1、按照基准的不同的功用，基准分为设计基准和工艺基准两大类。

2、设计基准：设计图样上所采用的基准。

工艺基准：工艺过程中所采用的基准。

分类：

（1）工序基准：在工序图中用来确定本道工序所加工的表面，加工后尺寸、形状、方向和位置的基准，称为工序基准。

（2）定位基准：在加工中用作定位的基准，称为定位基准。

（3）测量基准：测量时所采用的基准。

（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，称为装配基准。

3、工件装夹

（1）装夹的含义

装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。

（2）定位与加紧

◎定位—— 机械加工时使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程叫做定位或者找正。

◎夹紧—— 夹紧：工件定位后将其固定，使其在加工过程中不致因切削力、重力和惯性力的作用而偏离正确的位置，而始终保持正确位置不变的操作。

（3）工件装夹方法

直接装夹、专用夹具装夹

二、生产过程与生产类型

1、机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程由1～n个工序组成，每个工序又分为安装、工位、工步和走刀。

（1）工序：工序是指一个（或一组）工人，在一个工作地（或一台机床）上，对同一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。

工人、工作地、工件和连续工作构成了工序的四个要素。

（2）安装：安装工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序，称为安装

（3）工位：工件在一次安装中，先后经过若干个不同位置，顺次进行加工，则工件在夹具或机床上占据的每一个位置所完成的那一部分工序，

称为工位。

（4）工步：在一次安装中，在加工面（或装配时的连接表面）、加工

（或装配）工具、转速和进给量都不变的情况下所连续完成的那一部分

工序，称为工步。

（5）走刀：同一工步中，若加工余量大，需用同一刀具，在相同转速和进给量下，对同一加工面进行多次切削，则每切削一次，就是一次走刀。一个工步可包括一次或几次走刀。

2、生产类型

单件生产、大量生产、成批生产

三、定位基准的选择

1、定位基准：加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准。

粗基准：采用毛坯上未经机械加工的表面作为定位基准。

精基准：采用毛坯上经机械加工的表面作为定位基准。

（1）粗基准选择

①选择不需加工表面作为粗基准。

②为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。

③选择加工余量最小的表面作粗基准，以保证各加工面都有足够的加工

余量。

④选择较平整、光洁，面积足够大，定位稳定、夹紧方便的表面作粗基准。

⑤粗基准精度低，表面粗超度值大，形状不平整，一般只能使用一次。（2）精基准选择

①基准重合原则：应尽量选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可

以避免基准不重合而引起的定位误差。

②基准统一原则：尽可能选择统一的精基准来加工工件上的多个表面，便于保证各加工表面间的相互位置精度。

③互为基准原则：当两表面相互位置精度要求很高时，可以采用互为精基准的原则，反复多次进行精加工。

④自为基准原则：对于某些精度要求很高的表面，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工表面的余量很小且均匀，这时常以加工表面本身定位。

2、定位原理

六点定则：在加工中，为使工件在空间保持正确的位置，一般要用相当于六个支承点的定位元件与工件定位基准相接触，来限制六个自由度，即六点定位，或称六点定则。

3、完全定位与不完全定位

①完全定位：限制六个自由度，这种定位称为完全定位。

②不完全定位：这种根据加工要求，没有完全限制六个自由度的定位称为不完全定位。

4、过定位

由两个或两个以上的定位元件同时限制工件的一个或几个自由度的现象，称为过定位。

四、夹具的基本知识

1、夹具的分类

按夹具用途划分：通用夹具、专用夹具、可调整夹具

2、机床夹具的组成

（1）定位元件（2）夹紧元件（3）对刀元件、导向元件（4）连接元件（5）其他元件（6）夹具体

图5-1 钻模

１—心轴；２—支承板；３—钻套；４—工件；５—螺母；６—钻模体（1）定位元件（装置）夹具上直接与工件定位基准接触，用来确定工件在夹具中正

确位置的元件（装置）称为定位元件，如图5-1中的支承板和心轴。

（2）夹紧元件（装置）工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的元件（装置）称为夹紧元件，如图5-1中的螺母和带螺纹的心轴等。

（3）对刀元件、导向元件用来确定刀具位置或引导刀具方向的元件，称为对刀元件、导向元件，如图5-1中的钻套。

（4）连接元件用来确定夹具在机床上正确位置，并与机床相连接，如图5-1中的钻

模体（夹具体），其底面为安装基面。铣床夹具上的定位键等都是连接元件。

（5）其他元件（装置）根据加工需要，某些夹具上还设有分度装置，防止工件安装错误的装置，安全保护装置，为便于卸下工件而设置的顶出器，平衡铁等。

（6）夹具体夹具体是夹具中的基准零件，用以连接夹具各元件或装置，使之成为一个整体，通过夹具体将夹具安装在机床上，如图5-1中的钻模体。

五、机械加工工艺规程的制定

1、工艺规程

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。

2、工艺规程的格式

（1）机械加工工艺过程卡：以工序为单位简要列出整个零件全部加工过程所经过的工艺路线。

（2）机械加工工艺卡：以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。

（3）机械加工工序卡：机械加工工序卡片是在工艺过程卡或工艺卡片的基础上，按每道工序所编排的一种工艺文件。它更详细的说明了零件在

各个工序的加工要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件。

3、工艺规程的制定步骤

（1）分析零件技术要求

（2）审查被加工零件的结构工艺性

（3）确定毛坯种类及制造方法

（4）拟订工艺路线

（5）确定加工余量、工序尺寸及公差

（6）确定切削用量、工时定额

（7）填写工艺文件

4、加工阶段的划分

粗加工阶段：切除大量多余材料，主要提高生产率。

半精加工阶段：完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)，主要表面达到一定要求，为精加工作好余量准备安排在热处理前。

精加工阶段：主要表面达到图纸要求。

光整加工阶段：进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位

置精度。

5、划分加工阶段的主要目的

（1）保证加工质量

粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正。

（2）合理使用设备

有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床。

（3）便于安排热处理工序

热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产。

（4）及时发现毛坯的缺陷

以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费。

6、工序的集中与分散

（1）工序集中：就是将工件的加工，集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。

（2）工序分散：就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅一个简单工步。

7、工序顺序的安排

（1）机械加工工序的安排

先基准后其它、先主后次、先粗后精、先面后孔

（2）热处理工序的安排

①预备热处理：位置：粗加工前

目的：改善切削性能，消除内应力

退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；

正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；

调质：淬火后高温回火

②最终热处理：位置：半精加工后，精加工前

目的：提高强度、硬度

淬火、渗碳、氮化等

③去除内应力处理：位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前

目的：消除内应力，防止变形、开裂。

自然时效、人工时效

加工余量的确定与工艺尺寸链

1、加工余量的基本概念

为加工出合格的零件，从毛坯上切除的那层金属，称为加工余量。

加工余量分工序余量和总余量。

工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差。

总余量：毛坯尺寸与零件图样上的设计尺寸之差，等于相应表面各工序余量之和。

工序尺寸公差带的布置，采用“单向、入体”原则，将公差带偏置在零件表面有材料的一方。

1）对于被包容面（轴类）：公差标成下偏差，取上偏差为零，工序基本尺寸即为最大工序尺寸。

2）对于包容面（孔类）：公差标成上偏差，取下偏差为零，工序基本尺寸即为最小工序尺寸。

3）孔中心距尺寸和毛坯尺寸的公差带一般都取双向对称布置。

2、工艺尺寸链

（1）工艺尺寸链的主要特征是：封闭性和关联性

1) 封闭性——尺寸链中各个尺寸的排列呈封闭形式，且各尺寸按一定顺序首尾相接，不封闭就不成为尺寸链。

2)关联性——尺寸链是由一个自然形成的尺寸和若干个直接获得的尺寸所组成。任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将影响自然形成的尺寸和其精度。

（2）工艺尺寸链的组成　

把组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为环。包括封闭环和组成环两种。

1)封闭环——在加工过程中，间接获得、最后保证、自然形成的尺寸称为封闭环,“A0”。

2)组成环——除封闭环以外的其他环称为组成环。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。

◎增环——当其余组成环不变，而该环增大（或减小）使封闭环随之增大（或减小）的环为增环。

◎减环——当其余组成环不变，而该环增大（或减小）反而使封闭环减小（或增大）的环为减环。

（3）增、减环判别方法

在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封

闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。

（4）尺寸链的建立

1、确定封闭环

关键：①封闭环是加工过程中自然形成的，加工顺序或装配顺序确定后

才能确定封闭环。

②封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。

要领：①设计尺寸往往是封闭环。

②加工余量往往是封闭环

2、组成环确定

关键：①封闭环确定后才能确定。

②直接获得。

③对封闭环有影响

（5）尺寸链计算方法

尺寸链计算方法有极值法和概率法两种，目前生产中常采用极值法。概率法主要在大批量生产中，特别是当环数较多时采用。极值法计算公式如下所述。

（1）基本尺寸

∑∑==-=q

1i i

10A A A P i i 式中：m ——增环数；n ——尺寸链总环数

例题

1、车削大孔时要求保证尺寸0.16+-，但是该尺寸不便直接测量，只好通过

测量尺寸L 来间接保证，试求工序尺寸L 及其极限偏差。

例题2

例题3

拟定工艺路线举例主要任务是：

1、选择定位基准

2、选择加工方案

3、安排加工顺序