机械制造工艺基础全套课件
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铸件 锻件 型材 焊接件 冷冲压件 其他
2、选择毛坯应考虑的因素
工件的材料及其物理和力学性能。 工件的结构形状及其外形尺寸。 生产规模的大小。 工厂现场生产条件。
二、加工余量的确定
1．加工余量的基本概念
加工余量分工序余量和总余量。总余量等于该加 工表面各工序余量之总和。
单件生产 成批生产 大量生产
第二节 定位基准的选择
一、基准及其分类
基准——用来确定生产对象上几何要素间的几何关系 的那些点、线、面，是几何要素之间位置尺寸标注、计算 和测量的起点。
设计基准 工艺基准
1．设计基准
设计基准——设计图样上所采用的基准。
在设计图样上，以设 计基准为依据，标出一定 的尺寸或相互位置要求。
2．影响加工余量的因素
前工序（或毛坯）表面的加工痕迹和缺陷层。 前工序的尺寸公差。 前工序的相互位置公差。 本工序加工时的安装误差。 热处理变形量。 工序的特殊要求。
3．确定加工余量的方法
分析计算法 查表修正法 经验估算法
二、工序尺寸及其公差的确定
1．工序尺寸的确定
（3）测量基准
测量基准——测量时所采用的基准。测量基准是 据以测量已加工表面位置的点、线、面。
二、定位基准的选择
1．定位基准选择的基本原则
（1）应保证定位基准的稳定性和可靠性，以确保工件表 面之间相互位置的精度。
（2）力求与设计基准重合，也就是尽可能地从相互间有 直接位置精度要求的表面中选择定位基准，以避免因基准不 重合而引起的误差。
（2）安装 安装——工件装卸一次所完成的那部分工作。应尽可 能减少工件装夹次数，以节省装卸工件的辅助时间。 （3）工位 工位——在一次安装中，工件在 机床或夹具占据的每个加工位置上所 完成的那一部分工艺工程。
多任务位加工
（4）工步 工步——在一个工序中，加工表面、刀具、转速和 进给量都不变时所完成的那部分工作。
有利于消除或减小变形对加工精度的影响。 可尽早发现毛坯的缺陷。 有利于合理地选择和使用设备。 有种于合理组织生产和工艺布置。
三、工序的集中与分散
工序集中——在一道工序中尽可能多地包含加工内 容，而使工艺过程中总的工序数目减少。集中到极限时， 工艺过程只有一道工序，这道工序就能把工件加工到图 样规定的要求。
1．识读机械加工工艺卡
识读表头。 识读毛坯信息。 识读加工工艺过程。 各表面加工方案。 机床和工艺装备。 工时定额。
传动齿轮的机械加工工艺卡
传动齿轮
2．识读机械加工工序卡
识读表头。 识读工序简图。 识读工步内容和要求。 识读设备和工艺装备。 识读工艺参数。
机械加工工序卡
2．工序集中与分散的选择
（1）一般情况下，单件、小批量生产采用工序集中 原则，而大批量生产可采取工序集中原则，也可采取工 序分散原则。
（2）单件、小批量生产是在通用设备上主要使用通 用工具进行加工；大批、大量生产采则必须采用高效专 用设备，自动、半自动机床，组合机床等进行加工。
（3）应多采用工序集中原则来制定工艺过程和组织 生产。
粗加工阶段：切除工件各加工表面的大部分余量。在 粗加工阶段，主要的问题是如何提高生产率。
半精加工阶段：达到一定的准确度要求，完成次要表 面的最终加工，并为主要表面的精加工作好准备。
精加工阶段：完成各主要表面的最终加工，使工件的 加工精度和加工表面质量达到图样规定的要求。
2．划分加工阶段的作用
（2）工序分散的特点 工序内容单一，可采用比较简单的机床设备和工艺
装备，调整容易。 对操作工人的技术水平要求低。 生产准备工作量小，变换产品容易。 机床设备数量多，工人数量多，生产面积大。 由于工序数目增多，工件在工艺过程中装卸次数
多，对保证工件表面之间较高的相对位置精度不利。
主要设计基准
2．工艺基准
工艺基准——工艺过程中所采用的基准。
工序基准 定位基准 测量基准
（1）工序基准
工序基准——在工序图上用来确定本工序所加工表 面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
（2）定位基准
定位基准——在加工中 用作定位的基准。定位基准 用来确定工件在机床上或夹 具中的正确位置。
（5）进给
一次进给——在一个工步中，若所需切去的金属层 很厚，可以分几次切削，每一次切削称为一次进给。
3．生产过程与工艺过程
生产过程与工艺过程的关系
二、生产纲领和生产类型
1．生产纲领
工件的生产纲领主要是指包括备品与废品在内的年 产量。它根据市场需求量与本企业的生产能力来确定。
2．生产类型
生产类型——企业生产专业化程度 的分类。
（1）被加工表面的最终工序的工序尺寸及公差， 在一般情形下可直接按工件图样规定的尺寸和公差确定。
（2）中间各工序的工序尺寸，由工件图样规定的 尺寸，根据工序余量的大小采用“由后向前”推算的方 法确定,一直推算到毛坯尺寸。
2．工序尺寸公差的确定
（1）最终工序的公差，当工序基准与设计基准重 合时，一般就是工件图样规定的尺寸公差。
工序余量——某表面在一道工序中所切除的材料 层厚度。工序余量也就是同一表面相邻的前后工序尺 寸之差。
基本余量——按照基本尺寸计算出的工序余量。
外表面：z = a－b
内表面：z = b－a
计算工序余量，有外表面和内表面之分。
工序余量要注意单面余量与双面余量之分。
回转表面的工序基本余量 a）轴加工 b）孔加工
选择不加工表面作粗基准
用相互位置精度要求高的不加工表面作粗基准
（2）选取加工余量要求均匀的表面作为粗基准。
（3）对于所有表面都 需要加工的零件，应选择 加工余量最小的表面作为 粗基准，这样可以避免因 加工余量不足而造成废品。
（4）选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定、平整、 光洁，面积足够大的表面作为粗基准，这样可以减小定 位误差和使工件装夹可靠稳定。
（3）选择的定位基准，应使设计的夹具结构简单、工件 装卸和夹紧方便。
2．定位基准的分类
粗基准——在最初的切削工序中，只能使用毛 坯上未经加工的表面来定位，也称作毛基准 。
精基准——在后序的各工序中，采用已加工表 面作为定位基准表面。
3．粗基准的选择
（1）对于不需加工全部表面的零件，应采用始终不 加工的表面作为粗基准。
除工艺需要的表面处理（如工件非渗碳表面的保护 性镀铜、非氮化表面的保护性镀锡和镀镍等）视工艺要 求而定以外，一般表面处理工序都安排在工艺过程的最 后。
4．检验工序的安排
（1）在下列情况下安排中间检验工序： 1）工件从一个车间转到另一车间前。 2）重要工件的关键工序加工后。 （2）特种检验主要指无损探伤，此外还有密封性检 验、流量检验、称重检验等。 （3）最终检验工序安排在零件表面全部加工完之后。
四、加工顺序的确定
1．机械加工顺序的安排
先粗后精 先基面后其他表面 先主后次
2．热处理工序的安排
取决于工件的材料和热处理的目的及要求。 目的：提高材料的力学性能（强度、硬度等），改 善材料的切削加工性，消除内应力以及为后继热处理作 组织准备等。
3．表面处理工序的安排
主要目的和作用：提高工件的抗蚀能力，提高工件 的耐磨性，增加工件的导电率和作为一些工序的准备工 序。
第一节 机械加工工艺过程的组成和特征
一、生产过程与工艺过程
1．生wenku.baidu.com过程
生产过程——将原材料转变为成品的全过程。
2．工艺过程
工艺过程——在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯） 形状、尺寸和性能，使之变为成品或半成品的过程。
（1）工序 工序——一个或一组工人，在一个工作地点对一个 或一组工件所连续完成的那部分工艺过程。 工序是工艺过程的基本组成部分。
工序分散——使整个工艺过程的工序数目增多，而 每道工序的加工内容尽可能减少。分散到极限时，一道 工序中只包含一个简单工步的内容。
1．工序集中与工序分散的特点
（1）工序集中的特点
减少了工序数目、简化了工艺路线，缩短了生 产周期。
减少了机床设备、操作工人和生产面积。 容易保证有关工件表面之间的相互位置精度。 大大提高劳动生产率。 对调试、维修工人的技术水平要求高。
5．数控工序与非数控工序间的衔接
有些工件的加工是由普通机床和数控机床共同完成 的，数控机床加工工序一般穿插在整个工艺过程之间， 应注意解决好数控工序与非数控工序间的衔接。如作为 定位基准的孔和面的精度是否满足要求，后道工序的加 工余量是否足够等。
第四节 选择毛坯和确定工序尺寸
一、毛坯选择
1．毛坯的种类
4．精基准的选择
基准重合原则 基准统一原则 互为基准原则 自为基准原则 基准不重合误
差最小条件
车床主轴箱工序简图 工艺尺寸链
基准不重合误差最小条件
5．辅助定位基准
涡轮叶片的辅助定位基准
第三节 工艺路线的拟定
一、表面加工方法的选择
选择加工方法一般根据工件的经济精度和表面粗糙度 来考虑。
（2）毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根据所选 型材的品种规格确定。
（3）中间工序的公差一般按照该工序加工方法的 经济加工精度确定。
第五节 生产工艺卡
一、机械加工工艺规程
机械加工工艺规程——规定工件机械加工工艺过程和 操作方法等的工艺文件。
工艺过程综合卡 机械加工工艺卡 机械加工工序卡
二、识读机械加工工艺规程
1．常见表面的加工方案
外圆表面加工方案 孔加工方案 平面加工方案
2．选择表面加工方法考虑要点
（1）确定加工方法及分几次加工。 （2）考虑被加工材料的性质。 （3）根据生产类型，考虑生产率和经济性等问题。 （4）根据本企业（或本车间）的现有设备情况和 技术水平，充分利用现有设备，挖掘企业潜力。
二、加工阶段的划分
2、选择毛坯应考虑的因素
工件的材料及其物理和力学性能。 工件的结构形状及其外形尺寸。 生产规模的大小。 工厂现场生产条件。
二、加工余量的确定
1．加工余量的基本概念
加工余量分工序余量和总余量。总余量等于该加 工表面各工序余量之总和。
单件生产 成批生产 大量生产
第二节 定位基准的选择
一、基准及其分类
基准——用来确定生产对象上几何要素间的几何关系 的那些点、线、面，是几何要素之间位置尺寸标注、计算 和测量的起点。
设计基准 工艺基准
1．设计基准
设计基准——设计图样上所采用的基准。
在设计图样上，以设 计基准为依据，标出一定 的尺寸或相互位置要求。
2．影响加工余量的因素
前工序（或毛坯）表面的加工痕迹和缺陷层。 前工序的尺寸公差。 前工序的相互位置公差。 本工序加工时的安装误差。 热处理变形量。 工序的特殊要求。
3．确定加工余量的方法
分析计算法 查表修正法 经验估算法
二、工序尺寸及其公差的确定
1．工序尺寸的确定
（3）测量基准
测量基准——测量时所采用的基准。测量基准是 据以测量已加工表面位置的点、线、面。
二、定位基准的选择
1．定位基准选择的基本原则
（1）应保证定位基准的稳定性和可靠性，以确保工件表 面之间相互位置的精度。
（2）力求与设计基准重合，也就是尽可能地从相互间有 直接位置精度要求的表面中选择定位基准，以避免因基准不 重合而引起的误差。
（2）安装 安装——工件装卸一次所完成的那部分工作。应尽可 能减少工件装夹次数，以节省装卸工件的辅助时间。 （3）工位 工位——在一次安装中，工件在 机床或夹具占据的每个加工位置上所 完成的那一部分工艺工程。
多任务位加工
（4）工步 工步——在一个工序中，加工表面、刀具、转速和 进给量都不变时所完成的那部分工作。
有利于消除或减小变形对加工精度的影响。 可尽早发现毛坯的缺陷。 有利于合理地选择和使用设备。 有种于合理组织生产和工艺布置。
三、工序的集中与分散
工序集中——在一道工序中尽可能多地包含加工内 容，而使工艺过程中总的工序数目减少。集中到极限时， 工艺过程只有一道工序，这道工序就能把工件加工到图 样规定的要求。
1．识读机械加工工艺卡
识读表头。 识读毛坯信息。 识读加工工艺过程。 各表面加工方案。 机床和工艺装备。 工时定额。
传动齿轮的机械加工工艺卡
传动齿轮
2．识读机械加工工序卡
识读表头。 识读工序简图。 识读工步内容和要求。 识读设备和工艺装备。 识读工艺参数。
机械加工工序卡
2．工序集中与分散的选择
（1）一般情况下，单件、小批量生产采用工序集中 原则，而大批量生产可采取工序集中原则，也可采取工 序分散原则。
（2）单件、小批量生产是在通用设备上主要使用通 用工具进行加工；大批、大量生产采则必须采用高效专 用设备，自动、半自动机床，组合机床等进行加工。
（3）应多采用工序集中原则来制定工艺过程和组织 生产。
粗加工阶段：切除工件各加工表面的大部分余量。在 粗加工阶段，主要的问题是如何提高生产率。
半精加工阶段：达到一定的准确度要求，完成次要表 面的最终加工，并为主要表面的精加工作好准备。
精加工阶段：完成各主要表面的最终加工，使工件的 加工精度和加工表面质量达到图样规定的要求。
2．划分加工阶段的作用
（2）工序分散的特点 工序内容单一，可采用比较简单的机床设备和工艺
装备，调整容易。 对操作工人的技术水平要求低。 生产准备工作量小，变换产品容易。 机床设备数量多，工人数量多，生产面积大。 由于工序数目增多，工件在工艺过程中装卸次数
多，对保证工件表面之间较高的相对位置精度不利。
主要设计基准
2．工艺基准
工艺基准——工艺过程中所采用的基准。
工序基准 定位基准 测量基准
（1）工序基准
工序基准——在工序图上用来确定本工序所加工表 面加工后的尺寸、形状、位置的基准。
（2）定位基准
定位基准——在加工中 用作定位的基准。定位基准 用来确定工件在机床上或夹 具中的正确位置。
（5）进给
一次进给——在一个工步中，若所需切去的金属层 很厚，可以分几次切削，每一次切削称为一次进给。
3．生产过程与工艺过程
生产过程与工艺过程的关系
二、生产纲领和生产类型
1．生产纲领
工件的生产纲领主要是指包括备品与废品在内的年 产量。它根据市场需求量与本企业的生产能力来确定。
2．生产类型
生产类型——企业生产专业化程度 的分类。
（1）被加工表面的最终工序的工序尺寸及公差， 在一般情形下可直接按工件图样规定的尺寸和公差确定。
（2）中间各工序的工序尺寸，由工件图样规定的 尺寸，根据工序余量的大小采用“由后向前”推算的方 法确定,一直推算到毛坯尺寸。
2．工序尺寸公差的确定
（1）最终工序的公差，当工序基准与设计基准重 合时，一般就是工件图样规定的尺寸公差。
工序余量——某表面在一道工序中所切除的材料 层厚度。工序余量也就是同一表面相邻的前后工序尺 寸之差。
基本余量——按照基本尺寸计算出的工序余量。
外表面：z = a－b
内表面：z = b－a
计算工序余量，有外表面和内表面之分。
工序余量要注意单面余量与双面余量之分。
回转表面的工序基本余量 a）轴加工 b）孔加工
选择不加工表面作粗基准
用相互位置精度要求高的不加工表面作粗基准
（2）选取加工余量要求均匀的表面作为粗基准。
（3）对于所有表面都 需要加工的零件，应选择 加工余量最小的表面作为 粗基准，这样可以避免因 加工余量不足而造成废品。
（4）选择毛坯制造中尺寸和位置可靠、稳定、平整、 光洁，面积足够大的表面作为粗基准，这样可以减小定 位误差和使工件装夹可靠稳定。
（3）选择的定位基准，应使设计的夹具结构简单、工件 装卸和夹紧方便。
2．定位基准的分类
粗基准——在最初的切削工序中，只能使用毛 坯上未经加工的表面来定位，也称作毛基准 。
精基准——在后序的各工序中，采用已加工表 面作为定位基准表面。
3．粗基准的选择
（1）对于不需加工全部表面的零件，应采用始终不 加工的表面作为粗基准。
除工艺需要的表面处理（如工件非渗碳表面的保护 性镀铜、非氮化表面的保护性镀锡和镀镍等）视工艺要 求而定以外，一般表面处理工序都安排在工艺过程的最 后。
4．检验工序的安排
（1）在下列情况下安排中间检验工序： 1）工件从一个车间转到另一车间前。 2）重要工件的关键工序加工后。 （2）特种检验主要指无损探伤，此外还有密封性检 验、流量检验、称重检验等。 （3）最终检验工序安排在零件表面全部加工完之后。
四、加工顺序的确定
1．机械加工顺序的安排
先粗后精 先基面后其他表面 先主后次
2．热处理工序的安排
取决于工件的材料和热处理的目的及要求。 目的：提高材料的力学性能（强度、硬度等），改 善材料的切削加工性，消除内应力以及为后继热处理作 组织准备等。
3．表面处理工序的安排
主要目的和作用：提高工件的抗蚀能力，提高工件 的耐磨性，增加工件的导电率和作为一些工序的准备工 序。
第一节 机械加工工艺过程的组成和特征
一、生产过程与工艺过程
1．生wenku.baidu.com过程
生产过程——将原材料转变为成品的全过程。
2．工艺过程
工艺过程——在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯） 形状、尺寸和性能，使之变为成品或半成品的过程。
（1）工序 工序——一个或一组工人，在一个工作地点对一个 或一组工件所连续完成的那部分工艺过程。 工序是工艺过程的基本组成部分。
工序分散——使整个工艺过程的工序数目增多，而 每道工序的加工内容尽可能减少。分散到极限时，一道 工序中只包含一个简单工步的内容。
1．工序集中与工序分散的特点
（1）工序集中的特点
减少了工序数目、简化了工艺路线，缩短了生 产周期。
减少了机床设备、操作工人和生产面积。 容易保证有关工件表面之间的相互位置精度。 大大提高劳动生产率。 对调试、维修工人的技术水平要求高。
5．数控工序与非数控工序间的衔接
有些工件的加工是由普通机床和数控机床共同完成 的，数控机床加工工序一般穿插在整个工艺过程之间， 应注意解决好数控工序与非数控工序间的衔接。如作为 定位基准的孔和面的精度是否满足要求，后道工序的加 工余量是否足够等。
第四节 选择毛坯和确定工序尺寸
一、毛坯选择
1．毛坯的种类
4．精基准的选择
基准重合原则 基准统一原则 互为基准原则 自为基准原则 基准不重合误
差最小条件
车床主轴箱工序简图 工艺尺寸链
基准不重合误差最小条件
5．辅助定位基准
涡轮叶片的辅助定位基准
第三节 工艺路线的拟定
一、表面加工方法的选择
选择加工方法一般根据工件的经济精度和表面粗糙度 来考虑。
（2）毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根据所选 型材的品种规格确定。
（3）中间工序的公差一般按照该工序加工方法的 经济加工精度确定。
第五节 生产工艺卡
一、机械加工工艺规程
机械加工工艺规程——规定工件机械加工工艺过程和 操作方法等的工艺文件。
工艺过程综合卡 机械加工工艺卡 机械加工工序卡
二、识读机械加工工艺规程
1．常见表面的加工方案
外圆表面加工方案 孔加工方案 平面加工方案
2．选择表面加工方法考虑要点
（1）确定加工方法及分几次加工。 （2）考虑被加工材料的性质。 （3）根据生产类型，考虑生产率和经济性等问题。 （4）根据本企业（或本车间）的现有设备情况和 技术水平，充分利用现有设备，挖掘企业潜力。
二、加工阶段的划分