机械制造工艺设计内容

半精镗Ф (97.75-1)0+0.22 = Ф 96.750+0.22, 粗镗Ф (96.75-1.4)0+0.54= Ф 95.350+0.54, 毛坯Ф (98-6)±1.2= Ф 92±1.2
2.7.4 小结
加工余量的大小对零件的加工质量和生产率
有较大影响。确定加工余量的基本原则是在保证 加工质量的前提下，越小越好。
应合理地分配各工序的加工余量。
余量足够原则 具有较多加工表面的零件，粗基准选择应
保证各加工表面都有足够的加工余量。
切除余量最少原则
对具有较多的加工表面的零件，粗基准选
择应使零件各加工表面总的金属切除量最少。 粗基准不重复使用原则 由于粗基准的误差很大，一般只能使用一 次，重复使用必然产生很大的加工误差。
之分。
图中被包容的面: Z = La - Lb
Zmin = Lamin - Lbmax
Zmax = Lamax – Lbmin
式中: La——上道工序基本尺寸
Lb——本工序的基本尺寸
Lamax、 Lamin ——上道工序最大、最小尺寸
Lbmax
、
Lbmin——本工序最大、最小尺寸
公称余量的变化范围（余量公差）：
5)确定主要工序的生产技术要求和质量验收标准；
6)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差；
7)确定各工序的切削用量；
8)确定工时定额；
9)填卡装订；
2.2 零件的工艺性分析 2.2.1 主要内容
2.2.2 零件结构工艺性分析举例
2.2.1 主要内容 主要内容如下： 分析零件的作用及零件图上的技术要求 分析零件主要加工表面的尺寸、形状和位置精 度、表面粗糙度以及设计基准等 分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性
进给量应是它们所能承受的最大进给量。
半精加工时和精加工时，进给量f主要受
表面粗糙度和加工精度要求的限制。故进给量
一般选得较小。 在实际生产中一般采用查表法确定进给量。 （3）切削速度 vc 粗加工时，切削速度受刀具耐用度和机床 功率的限制；精加工时，机床功率足够，切削 速度主要受刀具耐用度的限制。
+0.035
mm,表面
粗糙度Ra为0.8µm，孔长度为45mm,毛坯为铸件， 在成批生产的条件下，其加工工艺过程为：粗 镗—半精镗—精镗—浮动镗。试计算各个工序 尺寸的极限偏差。
解：1）查机械加工手册得各个工序余量
和所能达到的经济精度及其数值分别为：
Z浮动镗=0.25mm，Z精镗=1mm，Z半精镗=1.4mm， Z毛坯=6mm,T毛坯=±1.2mm。 粗镗（IT13）： T粗镗=0.054mm，Ra=5µm； 半精镗（IT11）:T半精镗=0.22mm,Ra=2.5µm； 精镗（IT9）： T精镗=0.087mm，Ra=1.25µm； 浮动镗（IT7）：T浮动镗=0.035mm，Ra=0.8µm。
按照刀具耐用度的限制确定合理的切削
速度 vc
2）精加工阶段切削用量的选用原则：
较高的切削速度 vc 尽可能大的背吃刀量 ap 较小的进给量 f
2.8.2 切削用量三要素的具体选用
（1）背吃刀量 ap
粗加工时，一般是在保留半精加工和精加 工余量的前提下，尽可能用一次进给切除全部 余量，以使走刀次数最少。 在中等功率的机床上，ap可达8—10mm。
该计算要运用尺寸链原理，在2.9中专门讨
论。
2）工序基准与设计基准重合下所形成的
工序尺寸（简单工序尺寸）的计算。
只需根据工序的加工余量就可以算出各工
序的基本尺寸，其计算顺序是由最后一道工序
开始向前推算。各工序尺寸的尺寸精度按加工 方法的经济精度确定。
2.7.3 应用举例
某零件孔的设计尺寸为Ф 980
检验工序等）
2.6.2 机械加工工序安排的原则
安排加工顺序就是指把零件各表面加工的先
后顺序按工序次序排列出来。它对保证加工质量、 降低生产成本有着重要的作用。一般按以下几个
原则安排：
基准先行
主要表面的精基准应先加工，以便在后续
工序中能以其为基准加工其他表面。
先粗后精 当零件需要划分加工阶段时，应按先粗加 工，中间半精加工，最后精加工和光整加工的 先后顺公式：
vc
Cv T
m
a xv p
f•
yv
Kv
式中：Cv ——切削速度系数
m、xv、yv ——T、ap 和f的指数
Kv ——切削速度的修正系数
用查表法确定切削速度
车削加工常用钢材的切削速度参考数值<表>
由表可知：
1)粗加工的切削速度通常选得比精加工的小， 这是由于粗加工的背吃刀量和进给量比精 加工的大。 2)刀具材料的切削加工性能越好，切削速度选 得就越高。 3)硬质合金可转位车刀的切削速度明显高于焊
2）具体计算过程如下：
Z精镗= Z毛坯-Σ Z工序=(6-0.25-1-1.4)mm=0.035mm
3）作孔加工余量和工序尺寸分布图，将数据填 入：
0
+0.035
4）从最后一道工序向前推算，求出各工序尺寸
和极限偏差(单位为mm):浮动镗Ф 980
+0.035
，
精镗Ф (98-0.25)0+0.09= Ф 97.750+0.09,
2.4 工件的装夹 1）直接找正装夹：工件定位时，用量具或量仪直接 找正工件上某一表面，使工件处于正确的位置， 称为直接找正装夹。
2）划线找正装夹：先按加工表面的要求在工件上划
线，加工时在机床上按线找正以获得正确位置。
3）用夹具装夹：机床夹具是指在机械加工工艺过程
中用以装夹工件的机床附加装置。
2.5 选择定位基准 2.5.1 定位基准作用与分类
先主后次 先安排零件的工作表面和装配基准面等主 要表面的加工，后加工非工作面、键槽、紧固
用的光孔和螺纹孔等次要表面。由于次要表面 加工面积小，又常与主要表面有位置精度要求，
所以一般放在主要表面半精加工或精加工后加
工。 先面后孔 对于箱体、支架等类零件，平面的轮廓尺 寸较大，用它定位比较稳定，因此应选平面作
2.6 拟定工艺路线
2.6.1 拟定工艺路线的任务与内容 2.6.2 机械加工工序安排的原则 2.6.3 常用加工路线及其工艺特点
2.6.1 拟定工艺路线的任务与内容
任务： 确定机械加工路线、热处理工序、检验工 序及其它工序的先后顺序。
主要内容： 确定主要表面的加工方法和加工路线 划分加工阶段 工序内容的安排 机械加工工序及顺序的安排 其他辅助工序的安排（热处理、表面处理、
内、外圆柱面等回转体表面的加工余量为双边
余量。
图(a)：外圆面
Zb = da -db 图(b)：内圆面 Zb= Db - Da 式中：Zb ——直径上的加工余量 Da
、d a
——本工序加工表面的直径
Db、db ——上道工序加工表面的直径
加工余量及其公差：
由于工序尺寸在加工时有偏差，实际切除的 余量值是变化的故加工余量有基本（或公称）加 工余量Z、最大加工余量Zmax和最小加工余量Zmin
精基准的选择： 基准重合原则 尽量选择被加工表面的设计基准或工序基 准作为定位基准，避免基准不重合误差的产生。
基准统一原则
在工件的加工过程中尽可能地采用统一的
定位基准称为基准统一原则。
互为基准原则
对于互相位置精度要求高的表面，可以采
用互为基准、反复加工的方法。
自为基准原则
当精加工或光整加工工序要求余量小而均 匀时，应选择加工表面本身作为定位基准
2. 工艺设计内容 2.1 工艺设计原则与步骤 2.2 零件的工艺性分析
2.3 确定毛坯
2.4 工件的装夹 2.5 选择定位基准 2.6 拟定工艺路线 2.7 加工余量和工序尺寸的确定 2.8 切削量的选择 2.9 工艺尺寸链及其计算 2.10 实例分析
2.1 工艺设计原则与步骤
机械加工工艺规程的设计原则：
必须保证零件图纸上所有的技术要求的实 现 在规定的生产纲领和生产批量下，要求工 艺成本最低
充分利用现有生产设备和生产条件
尽量减轻工人的劳动强度，保障安全生产
机械加工工艺规程设计的步骤： 1)零件的工艺性分析； 2)确定毛坯； 3)拟定工艺路线，确定定位基准； 4)确定各工序的设备和工装；
在保证使用要求的前提下，合理的结构工艺性
可以提高产品质量，提高生产效率，降低材料
消耗及生产成本。
2.2.2 零件结构工艺性分析举例
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2.3 确定毛坯 毛坯的选择包括选择毛坯的种类和确定毛坯
的制造方法两个方面。常用的毛坯种类有铸件锻
件型材焊接件。 选择毛坯主要考虑下列因素： 1)零件的材料及其力学性能； 2）生产类型：如大批量生产和单件小批量 生产的情况下有不同的毛坯制造方法； 3）零件的结构形状和外形尺寸。
2.5.2 定位基准选择原则
2.5.1 定位基准作用与分类
定位基准作用：
基准是零件上用以确定其他点、线、面位置 所依据的那些点、线、面。它往往是计算、测量 或标注尺寸的起点。定位基准是为了保证加工表 面尺寸精度和相互位置。
定位基准的分类：
定位基准
粗基准
精基准
辅助基准
•粗基准：未加工表面作为定位基准。 •精基准：已加工表面作为定位基准。
•辅助基准：在工件上专门设置或加工出定位基
准，如（轴类工件加工时用的中心孔，箱体加工
时的工艺孔、活塞加工时的止口和下端面）。
2.5.2 定位基准选择原则 粗基准的选用： 相互位置要求原则 为保证加工表面与非加工表面的位置关系， 应选择非加工表面作粗基准。 余量均匀的原则
具有较多加工表面的零件，粗基准的选择