第六章 工艺过程设计

钻 IT10～13 Ra 5～80
半 精 镗 IT10～11 Ra 2.5～10
粗 镗 IT12～13 Ra 5～20
粗 拉 IT9～10 Ra 1.25～5
图6-17 孔的典型加工工艺路线
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6.3.1 加工方法的选择
粗 铣 IT11～13 Ra 5～20 半 精 铣 IT8～11 Ra 2.5¬ 10 精 铣 IT6～8 Ra 0.63～5 粗 磨 IT8～10 Ra 1.25¬ 10 高速精铣 IT6～7 Ra 0.16¬ 1.25 精 磨 IT6～8 Ra 0.16¬ 1.25 宽刀精刨 IT6 Ra 0.16¬ 1.25 刮 研 Ra 0.04¬ 1.25 抛 光 Ra0.008¬ 1.25 研 磨 IT5～6 Ra0.008¬ 0.63
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6.1.1 机械加工工艺规程
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6.1.1 机械加工工艺规程
机械加工工艺过程和工艺规程
机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、 尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。 工艺规程的作用 连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活 动和进行生产管理的重要依据。
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6.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
4. 拟定加工路线。 5. 确定满足各工序要求的工艺装备。 包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。 工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可 靠地保证零件加工质量的前提下，应与生产批量 和生产节拍相适应，并应充分利用现有条件，以 降低生产准备费用。 对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备， 应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任 务书。
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6.1.3 制定工艺规程所需原始资料
制定机械加工工艺规程所需原始资料
产品的全套装配图及零件图 产品的验收质量标准 产品的生产纲领及生产类型 零件毛坯图及毛坯生产情况 本厂（车间）的生产条件 各种有关手册、标准等技术资料 国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况
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6.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
粗 刨 IT11～13 Ra 5～20
半 精 刨 IT8～11 Ra 2.5～10
精 刨 IT6～8 Ra 0.63～5
导 轨 磨 IT6 Ra0.16¬ 1.25 砂 带 磨 IT5～6 Ra0.01¬ 0.32 精 密 磨 IT5～6 Ra 0.04¬ 0.32
金刚石车 IT6 Ra0.02¬ 1.25
图6-5 铣床立柱简图
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6.2.2 精基准的选择
◆互为基准原则 【例如】主轴零件精基准选择（图6-6）
轴径 锥孔 轴径
◆自为基准原则
图6-6 主轴零件精基准选择
【例如】床身导轨面磨削加工（图6-7）
图6-7 导轨磨削基准选择
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6.2.2 精基准的选择
【例如】铰孔、拉孔、研磨（图6-8） 【例如】浮动镗刀块镗孔（图5-11）
101 100 10-1 10-2
一般加工 精密加工 超精密加工
1920 1960 年代 2000
10-3
图6-13 加工误差与成本关系
图6-14 加工精度与年代的关系
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6.3.1 加工方法的选择
选择加工方法应考虑的问题
1 ）零件加工表面的精度 和表面粗糙度要求 2 ）零件材料和热处理要 求 3 ）生产批量和生产节拍 要求 4 ）企业现有加工设备和 加工能力 5）经济性
加工阶段划分的意义
有利于保证零件的加工精度； 便于组织生产； 有利于人员的合理安排； 可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。
划分加工阶段应考虑以下几个方面
零件的技术要求； 生产纲领和生产条件； 毛坯情况；
附加基准
零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准 。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位 的工艺孔或工艺凸台（图6-1）等。
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6.2.1 定位基准
A
工艺凸台
A向
图6-1 小刀架上的工艺凸台
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6.2.2 精基准的选择
◆基准重合原则——选用被加工面的设计基准作为精基准
◆统一基准原则——当工件以某一表面作精基准定位，可 以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这 个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全 部）工序均以它为精基准进行加工
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6.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
表6-1 各类毛坯的特点及适用范围
毛坯种类 型 材 13级以下 制造精度 （IT） 加工 余量 大 一般 大 原 材 料 各种材料 钢 材 铸铁,铸钢,青铜 工件尺寸 小 型 工件 形状 简 单 较复杂 复 杂 机械性能 较好 有内应力 差 适用生产 类型 各种类型 单 件 单件小批
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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6.1.4 机械加工工艺规程设计步骤
6.确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差。 7.确定切削用量。 8.确定时间定额。 9.评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多 种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最 优工艺方案。 10. 填写或打印工艺文件
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机械制造技术基础
研
磨
精 车 IT7～8 Ra1.2 5～5 粗 车 IT12～13 Ra 10～80 半 精 车 IT10～11 Ra 2.5～12.5 粗 磨 IT8～9 Ra 1.25～10
图6-16 外圆表面的典型加工工艺路线
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6.3.1 加工方法的选择
扩 IT9～13 Ra 1.25~40 饺 IT6～9 Ra 0.32~10 精 镗 IT7～9 Ra 0.63～5 粗 磨 IT9～11 Ra1.25～10 精 拉 IT7～9 Ra0.16~0.63 推 IT6～8 Ra0.08~1.25 精 磨 IT7～8 Ra0.08~0.63 手 饺 IT5 Ra0.08~1.25 滚 压 IT6～8 Ra0.01~1.25 金 刚 镗 IT5～7 Ra0.16~1.25 珩 磨 IT5～6 Ra0.04~1.25 研 磨 IT5～6 Ra0.008~0.63
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6.1.2 机械加工工艺规程设计原则
机械加工工艺规程设计原则
1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要 求为前提。 2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。
4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文 明劳动条件。 5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应 符合环保要求。
粗 车 IT12～13 Ra 10～80
半 精 车 IT8～11 Ra 2.5～10 精 拉 IT6～9 Ra 0.32～2.5
精 车 IT6～8 Ra 1.25～5
粗 拉 IT10～11 Ra 5～20
图6-18 平面典型加工工艺路线
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6.3.2 加工阶段的划分
加工阶段的划分
粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的材料 半精加工阶段——使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备 精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到要求 光整加工阶段——对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的 精度要求
图6-15 钻孔
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6.3.1 加工方法的选择
典型表面加工路线
IT5 Ra 0.008~0.32 金 刚 石 车 IT5～6 Ra 0.02~1.25 滚 压 IT6～7 Ra 0.16~1.25 精 磨 IT6～7 Ra 0.16~1.25 超 精 加 工 IT5 Ra 0.01~0.32 砂 带 磨 IT5 Ra 0.01～0.16 精 密 磨 削 IT5 Ra 0.008~0.08 抛 光 Ra 0.008~1.25
型材焊接件 砂型铸造
大、中型 各种尺寸
自由锻造
普通模锻 钢模铸造 精密锻造 压力铸造 熔模铸造 冲压件 粉末冶金件 工程塑料件
13级以下
11～15 10～12 8～11 8～11 7～10 8～10 7～ 9 9～11
大
一般 较小 较小 小 很小 小 很小 较小
钢材为主
钢,锻铝,铜等 铸铝为主 钢材,锻铝等 铸铁,铸钢,青铜 铸铁,铸钢,青铜 钢 工程塑料
在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准，如图6-2所示。
Ra3.2 Ra1.6
?35js7 ?65
Ra1.6
?35js7
200 310
图6-2 两顶尖孔做定位基准
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6.2.2 精基准的选择
2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距 离较远的销孔）作统一基准，如图6-3所示。
机械加工工艺规程设计步骤
1．阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品 中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。 2．工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确 、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件 结构工艺性。 3．熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的 结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产 批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压 件、型材等，其特点及应用见表5-4。
图6-8 外圆研磨示意图
图6-9 浮动镗刀块
1—工件 2—镗刀块 3—镗杆
◆便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准 确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。
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6.2.3 粗基准的选择
◆保证相互位置要求原则 ——如果首先要求保证工件上加 工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗 基准。 ◆余量均匀分配原则 ——如果首先要求保证工件某重要表 面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
图6-3 主轴箱零件精基准选择