加工工艺与工艺规程制订的原则
机械加工过程与工艺规程
第一章机械加工过程与工艺规程第一节基本概念制订机械加工工艺是机械制造企业工艺技术人员的一项主要工作内容。
机械加工工艺规程的制订与生产实际有着密切的联系，它要求工艺规程制订者具有一定的生产实践知识和专业基础知识。
在实际生产中，由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产数量等要求不同，一个零件往往要经过一定的加工过程才能将其由图样变成成品零件。
因此，机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产数量出发，根据零件的具体要求，在保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本的前提下，对零件上的各加工表面选择适宜的加工方法，合理地安排加工顺序，科学地拟定加工工艺过程，才能获得合格的机械零件。
下面是在确定零件加工过程时应掌握的一些基本概念。
一生产过程与工艺过程1．生产过程和工艺过程的概念机械产品的生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。
这里所指的成品可以是一台机器、一个部件，也可以是某种零件。
对于机器制造而言，生产过程包括：⑴原材料、半成品和成品的运输和保存；⑵生产和技术准备工作，如产品的开发和设计、工艺及工艺装备的设计与制造、各种生产资料的准备以及生产组织；⑶毛坯制造和处理；⑷零件的机械加工、热处理及其它表面处理；⑸部件或产品的装配、检验、调试、油漆和包装等。
由上可知，机械产品的生产过程是相当复杂的。
它通过的整个路线称为工艺路线。
工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。
它是生产过程的一部分。
工艺过程可分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配等工艺过程。
机械加工工艺过程是指用机械加工的方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为零件或部件的那部分生产过程，它包括机械加工工艺过程和机器装配工艺过程。
本书所称工艺过程均指机械加工工艺过程，以下简称为工艺过程。
2．工艺过程的组成在机械加工工艺过程中，针对零件的结构特点和技术要求，要采用不同的加工方法和装备，按照一定的顺序集资进行加工，才能完成由毛坯到零件的过程。
机械加工工艺过程与工艺规程
1.2.2 制定工艺规程的原则、原始资料及步骤
◆机械加工工艺规程设计步骤
1．研究产品的装配图和零件图，进行工艺分析 2．确定生产类型 3．熟悉或确定毛坯 4. 拟定工艺路线 5. 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差 6. 确定满足各工序要求的工艺装备 7. 确定切削用量及时间定额 8. 填写工艺文件
1.2 机械加工工艺规程的制定
2. 机械加工工艺卡片 以工序为单位，详细说明整个工艺过程的 工艺文件。是用来指导工人生产和帮助车 间管理人员和技术人员掌握整个零件加工 过程的一种主要技术文件，广泛用于成批 生产的零件和小批生产中的重要零件。
1.2 机械加工工艺规程的制定
3. 机械加工工序卡片
在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工 序的工序内容所编制的一种工艺文件。更详细地 说明整个零件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。在这种卡片上，要画 出工序简图，注明该工序每个工步的内容、工艺 参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备。用 于大批量生产的零件。
都可减少，节省人力、物力，还可简化生产计划和 组织工作； (4)工序集中通常需要采用专用设备和工艺装备，使得 投资大，设备和工艺装备的调整、维修较为困难， 生产准备工作量大，转换新产品较麻烦。
1.3.3 工艺路线的拟定
半精车
IT8～11 Ra 2.5～10
精车
IT6～8 Ra 1.25～5
精拉
IT6～9 Ra 0.32～2.5
图3 平面典型加工工艺路线
抛光
Ra0.008¬1.25
研磨 IT5～6 Ra0.008¬0.63
导轨磨 IT6
Ra0.16¬1.25
砂带磨 IT5～6
Ra0.01¬0.32
机械制造工艺学第四章 机械加工工艺规程设计
（3）应尽量减小加工面积 支座底面设计为中凹可减少加工量，提高支撑精度和稳定性。
三、要考虑生产类型与加工方法
箱体零件： 单件小批时（a），其同轴孔的直径应设计成单向递减的，以便 在镗床上通过一次安装就能逐步加工出各孔。 大批生产时（b），为提高生产率，一般用双面联动组合机床加 工，这时应采用双向递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两 端孔，以缩短加工工时。
床身导轨面自为基准
（4）互为基准原则
对工件上的两个相互位置精度要求很高的表面，互相作为 定位基准，反复进行加工。
优点： 可使两个加工表面间获得高的位置精度。 如：内外圆面同轴度要求比较高的套类零件的加工安排
第二节 机械加工工艺路线的制订
一、定位基准的选择
2、粗基准的选择原则 （1）保证位置精度原则
0.16-0.01
加工方法 钻 扩
铰 拉
镗
孔的加工方法
加工性质
加工经济精度(IT)
实心材料
12-11
粗扩
12
精扩
10
半精铰
11-10
精铰
9-8
细铰
7-6
粗拉
10-9
精拉
9-7
粗镗
12
半精镗
11
精镗
10-8
细镗
7-6
表面粗糙度Ra
20-2.5 20-10 10-2.5 10-5 5-1.25 1.25-0.32 5-2.5 2.5-0.63 20-10 10-5 5-1.25 1.25-0.32
加工方法
外圆加工的方法
加工性质
加工经济精度(IT) 表面粗糙度Ra（um）
车 外磨 研磨 超精加工
粗车 半精车
精车 金刚石车
机械加工工艺规程的制订
机械加工工艺规程的制订1．工艺规程的作用①工艺规程是指导生产的主要技术条件；②工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据；③工艺规程是新建或扩建工厂及车间的基本资料。
2.工艺规程的设计原则①技术上的先进性②经济上的合理性③良好的劳动条件3.制订工艺规程所需的原始资料①产品的全套装配图和零件工作图②产品验收的质量标准③产品的生产纲领④毛坯资料⑤现场生产条件⑥工艺规程设计时应尽可能多了解新工艺、新方法4.工艺规程的制订步骤4.1零件的工艺分析1）零件技术要求分析①加工表面的尺寸精度②主要加工表面的形状精度③主要表面之间的相互位置精度④各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求⑤热处理及其它技术要求2）对零件图具体技术分析：①零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐全②零件图所规定加工要求是否合理③零件的选材是否恰当3）零件结构工艺性分析①机械零件的结构，由于使用要求不同而具有各种形状②在分析零件的结构时，不仅要注意各物体表面本身特征，而且要注意这些表面的不同组合③在研究零件结构时，要注意审查零件的结构工艺性4.2选择毛坯类型1）毛坯种类的选择：由材料的力学性能要求，零件结构形状的尺寸大小，零件的生产纲领以及利用新技术，新工艺的可能性决定。
2）确定毛坯的形状和尺寸，确定毛坯形状和尺寸时应注意以下几个问题：①为使加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯，需要铸出工艺凸台②为了保证零件加工质量和加工方便，常将一些零件作成一个整体毛坯，加工到一定形状后再切割分离。
4.3选择定位基准按照基准的选择原则，必须选择好各道工序的定位基准。
4.4工艺路线的拟定要解决的主要问题：零件各表面的加工方法和方案的选择，加工阶段的划分，确定工序的分散与集中，加工顺序安排和热处理安排等。
1）加工方法和加工方案的选择选择表面加工方案时，应注意以下几个问题①根据加工表面的技术要求，尽可能采用经济加工精度方案经济加工精度：是指在正常的加工条件下，（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。
机械加工工艺规程及工艺文件
机械加工工艺规程及工艺文件一、机械加工工艺规程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。
它是机械制造工厂最主要的技术文件。
其具体作用如下：1 ．工艺规程是指导生产的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。
对于大批大量生产的工厂，由于生产组织严密，分工细致，要求工艺规程比较详细，才能便于组织和指挥生产。
对于单件小批生产的工厂，工艺规程可以简单些。
但无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键技术研究、器材配置等都无法安排，生产将陷入混乱。
同时，工艺规程也是处理生产问题的依据，如产品质量问题，可按工艺规程来明确各生产单位的责任。
按照工艺规程进行生产，便于保证产品质量、获得较高的生产效率和经济效益。
2 ．工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。
首先，有了工艺规程，在新产品投入生产之前，就可以进行有关生产前的技术准备工作。
例如为零件的加工准备机床，设计专用的工、夹、量具等。
其次，工厂的设计和调度部门根据工艺规程，安排各零件的投料时间和数量，调整设备负荷，各工作地按工时定额有节奏地进行生产等，使整个企业的各科室、车间、工段和工作地紧密配合，保证均衡地完成生产计划。
3 ．工艺规程是新建或改（扩）建工厂或车间的基本资料。
在新建或改（扩）建工厂或车间时，只有依据工艺规程才能确定生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格；车间的面积；机床的布局；生产工人的工种、技术等级及数量；辅助部门的安排。
但是，工艺规程并不是固定不变的，它是生产工人和技术人员在生产过程中的实践的总结，它可以根据生产实际情况进行修改，使其不断改进和完善，但必须有严格的审批手续。
二、工艺规程制订的原则工艺规程制定的原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。
在制订工艺规程时应注意下列问题：1 ．技术上的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业的工艺技术的发展水平，通过必要的工艺试验，积极采用先进的工艺和工艺装备。
加工工艺产品制造方法
（2）步 骤
•分析研究产品图纸 •工艺性分析 •选择毛坯 •拟订工艺路线 •选择设备、工装 •确定工序余量、工序尺寸 •确定切削用量、工时定额 •技术经济分析 •填写工艺文件
第二节 零件的结构工艺性分析
2. 生产类型的划分
根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种 不同的生产类型。
1. 单 件 生 产
产品品种不固定，每一 品种的产品数量很少，大多 数工作地点的加工对象经常 改变。例如，重型机械、造 船业等一般属于单件生产。
2. 大 量 生 产
产品品种固定，每种
产品数量很大，大多数工 作地点的加工的对象固定 不变。例如，汽车、轴承 制造等一般属于大量生产。
工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲 压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的 工艺过程。
二、机械加工工艺过程及其组成
机械加工工艺过程是指用机械加工方法（主要是切削加工 方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使 其成为合格零件所进行的全部过程。它一般由工序、工步、走 刀等不同层次的单元所组成。
（2）机械加工工艺卡
它是以工序为单位，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。它用来指导工人 进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程 的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中 比较重要的零件或工序。
（3） 机械加工工序卡
如表3-5所示，它是根据工艺卡片的每一道工序制订的， 主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用 于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附 有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位 基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、 切削用量和工时定额等。
制定工艺规程的原则、原始资料及步骤
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制定工艺规程的原则、原始资料及步骤
▪ 1.1 制定工艺规程的原则
▪ 1.2 制定工艺规程的原始资料
▪ 1.3 制定工艺规程的步骤(★)
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1.1 制定工艺规程的原则
制定工艺规程的基本要求是，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，并保证良好的劳动条件。
产品验收的 质量标准Fra bibliotek产品的装配 图样和零件
图样
产品的生 产纲领
1.2 制定工艺规程的原始资料
▪ 现有生产条件和资料
▪ 它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的条件、技术工人的 水平以及各种工艺资料和标准等。
1.2 制定工艺规程的原始资料
▪ 国内外同类产品的有关工艺资料
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1.1 制定工艺规程的原则
由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件， 所以工艺规程还应做到正确、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。
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1.2 制定工艺规程的原始资料
国内外同类 产品的有关 工艺资料
现有生产条 件和资料
有关的工 艺手册及
图册
工艺规程的 原始资料
确定毛坯。包括选择毛 坯类型及其制造方法。
拟定工艺路线。这是制 定工艺规程的关键一步。
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1.3 制定工艺规程的步骤
确定各工序的加工余量， 计算工序尺寸及其公差。
确定各主要工序的技 术要求及检验方法。
确定各工序的切削 用量和时间定额。
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1.3 制定工艺规程的步骤
机械加工工艺规程制订
⑴为使加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯需要铸 出工艺凸台，如图10-5所示。工艺凸台在零件加工 后一般均应切除。
⑵将几个零件制成一个整体毛坯，加工到一定阶段 后再切割分离。如图10-6所示。
⑶有些表面不要求制出，如孔、槽、凹坑等。
10.3 机械加工工艺路线的拟定
10.3.1 基准及其分类
在机床上加工工件时，必须使工件在机床或夹具上处于某一正确的位置，这一过程称为定位。 工件定位之后一般还需夹紧，以便在承受切削力时仍能保持其正确位置。在零件图样和实际 零件上，总要依据一些指定的点、线、面来确定另一些点、线、面的位置。这些作为依据的 点、线、面就称为基准。根据基准功用的不同，它可以分为设计基准和工艺基准两大类。
应尽量选择加工表面本身作为精 工精度和表面粗糙度来确定。确定应使用的最终加工方
基准，但该表面与其它表面的位 法，由最终加工反推至第一次加工，而形成一个获得该 置精度由前道工序保证，即“自 加工表面的加工方案。表10-10、表10-11、表10-12
为基准”原则。
10.3.4 加工顺序的安排
1.加工阶段的划分 划分加工阶段的作用是： (1)保证加工质量， (2)合理使用设备，(3)便于安排热处理工序， (4)
4． 安装：安装是指工件在加 工之前，在机床或夹具上占据 正确的位置（即为定位），然 后加以夹紧的过程。在一个工 序中，工件可能安装一次，也 可能需要安装几次。
5． 工位：工位是指为了减少安装次数，常采用转位（移位） 夹具、回转工作台，使工件在一次安装中先后处于几个不同 的位置进行加工。工件在机床上所占据的每一个待加工位置 称为工位。
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各种生产类型的规范
零件的年生产纲领（件/年）
重型机械
中型机械
小型机械
<5件
<20件0件
20---200件
100---200件
100-300件
200-500件
500-5000件
300-1000件 >1000件
500-5000件 >5000件
5000-50000件
>50000件
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30
[思考题答案]
a）图：外圆表面Ⅰ和Ⅱ的设计基准为中心线， 平面Ⅲ的设计基准为母线C。
b）图：端面Ⅱ和Ⅲ的设计基准为端面Ⅰ，外 圆表面D2的设计基准是内孔D1。
注：作为基准的点、线，通常是由某些具体表 面来体现的，这些表面称为基面。例如图a中零件 的中心线实际是由外圆表面d1 和d2所确定的。在 没有特别标定的情况下，这两个外圆表面可理解为 互为基准。
② 精基准
使用已经机械加工的表面作定位基准，称为精基准。
③ 附加基准
仅仅是为了机械加工工艺需要设计的定位基准，称为附
加基准。例如，轴类零件常用的顶尖孔，某些箱体零件加工
所用的工艺孔，支架类零件用到的工艺凸台等都属于附加基
2006准-2 。
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3）测量基准 零件测量时所采用的基准，称为测量基
准。
4）装配基准 装配时用来确定零件或部件在机器中的
相对位置所采用的基准，称为装配基准。
装配基准一般与零件的主要设计基准相 一致。
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设计人员是从零件的工作性能要求出发而确定 设计基准的。
图中孔I与孔Ⅱ、孔Ⅲ之间，孔Ⅱ与孔Ⅲ之间 均有齿轮啮合传动关系。
为保证齿侧啮合间隙量，孔Ⅱ采用了孔I中心作 设计基准，孔Ⅲ采用了孔I与孔Ⅱ的中心作为的设 计基准。
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[思考题] 试指出下图所示零件的设计基准。
工件上任何一个点、线、面的位置总是要用它与 另外一些点、线、面的相互关系（如尺寸距离、平行 度、垂直度、同轴度等）来确定。
在零件图上或实际的零件上，用来确定其它点、 线、面位置时所依据的那些点、线、面，称为基准。
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2、 基准的分类：
按其功用可分为：
1） 设计基准： 零件工作图上用来确定其它点、 线、面位置的基准，为设计基准。
基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必 须可靠地保证零件的设计尺寸和技术要求。
② 所选工序基准应尽可能用于工件的定位和工 序尺寸的检查。
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2）定位基准
定位基准是加工中用作定位的基准。
定位基准可进一步分为粗基准、精基准和附加
基准。
① 粗基准
使用未经机械加工的表面作定位基准，称为粗基准。
批和大批生产。小批生产的特点接近于单件生产的
特点，大批生产的特点接近于大量生产的特点，中
批生产的特点介于单件和大量生产特点之间。因此
生产类型可分为：单件小批生产，大批大量生产，
中批生产。各种生产类型的工艺特点见表3-3。
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生产类型
单件生产
小批生产
成
批 生
中批生产
产
大批生产
大量生产
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2. 大 量 生 产
产品品种固定，每种产
品数量很大，大多数工作地
点的加工的对象固定不变。
例如，汽车、轴承制造等一
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般属于大量生产。
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3.成批生产
产品品种基本固定， 但数量少，品种较多， 需要周期性地轮换生产， 大多数工作地点的加工 对象是周期性的变换。
在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中
加工工艺——产品制造的方法。
工艺规程制订的原则——是优质、高 产、低成本，即在保证产品质量的前 题下，争取最好的经济效益。
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1
第一节 生产过程和工艺过程
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2
企业组织产品生产的模式：
1）生产全部零部件、组装机器。
2）生产一部分关键的零部件，其余的由其 它企业供应。
3）完全不生产零部件，自己只负责设计与 销售。
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二、工艺基准
工艺基准是指在工艺过程中所采用的基准。
又可分为：
工序基准、
定位基准、
测量基准与
装配基准。
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1）工序基准
工序基准是在工序图上用来确定本道工序所加
工的表面加工后位置尺寸和位置关系的基准。
工序基准的选择应主要考虑如下两个方面的问题： ① 尽可能用设计基准作工序基准。当采用设计
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图2－6 以棒料制造阶梯轴
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第二节 生产纲领与生产类型
一. 生产纲领
产品的年生产 纲领就是产品的年 生产量。
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二. 生产类型的划分
根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种 不同的生产类型。
1. 单 件 生 产
产品品种不固定，每一
品种的产品数量很少，大多 数工作地点的加工对象经常 改变。例如，重型机械、造 船业等一般属于单件生产。
企业在市场导向下，产品的生产过程主要
可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、 产品销售和售后服务阶段。
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二、工艺过程
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机械加工工艺过程及其组成
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5
机械加工工艺过程由若干个按一定顺序 排列的工序组成。
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1. 工 序
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图2－1 小轴零件
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2. 安 装 3. 工 位
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图2－2 多工位加工
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4. 工步与复合工步
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图2－3 底座零件底孔加工工序
2006-2图2－4 转塔自动车床的不同工步
图2－5 复合工步
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5. 走 刀
2） 工艺基准： 是加工、测量和装配过程中使用 的基准，又称制造基准。
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设计基准
在设计图样上所采用的基准称为设计基准。
如图所示的箱体零件，顶面B的设计基准为底面A（尺寸 H）；孔I的设计基准为底面A与角尺面C（尺寸X1、Y1）；孔 Ⅱ的设计基准为底面A孔I的中心（尺寸Y2、R1）；孔Ⅲ的设 计基准为孔I与孔Ⅱ的中心（尺寸R2、R3）。
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第三节 基准的概念
学习要点：掌握基准的概念，深刻理解
设计基准、工艺基准（包括工序基准、定 位基准、装配基准和测量基准）的含义及 其相互之间的关系；掌握装夹的概念及三 种装夹方法的特点。
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1、 基准的定义：
工件是个几何形体，它由一些几何元素（如点、 线、面）所构成。