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机械制造及工艺教程－第一章绪论

时间：2022年12月11日

来源：猪哩野

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以下是小编为大家整理的机械制造及工艺教程－第一章绪论，本文共10篇，仅供参考，欢迎大家阅读。本文原稿由网友“猪哩野”提供。

篇1：机械制造及工艺教程－第一章绪论

第一章绪论

第一节机械制造及其企业结构一、机械制造业在国民经济中的地位与任务机械制造是各种机械、机床、工具、仪器、仪表制造过程的总称，

机械制造及工艺教程－第一章绪论

。机械制造技术是研究这些机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术。机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其它各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平重要标志之一。我国机械工业的主要任务是为国民经济各个部门的发展提供所需的各类先进、高效、节能的新型机电装备；并努力提高质量，保证交货期，积极降低成本，将我国机械加工工业提高到新的水平。二、机械制造企业的组成1．机械加工工艺系统机械加工工艺系统是制造企业中处于最底层的一个个加工单元，往往由机床、刀具、夹具和工件四要素组成。机械加工工艺系统是各个生产车间生产过程中的一个主要组成部分，其整体目标是要求在不同的生产条件下，通过自身的定位装夹机构、运动机构、控制装置以及能量供给等机构，按不同的工艺要求直接将毛坯或原材料加工成形，并保证质量、满足产量和低成本地完成机械加工任务。现代加工工艺系统一般是由计算机控制的先进自动化加工系统，计算机已成为现代加工工艺系统中不可缺少的组成部分。2．机械制造系统机械制造系统是将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为原材料输入，经过存储、运输、加工、检验等环节，最后输出机械加工的成品或半成品的系统。机械制造系统既可以是一台单独的加工设备，如各种机床、焊接机、数控线切割机，也可以是包括多台加工设备、工具和辅助系统（如搬运设备、工业机器人、自动检测机等）组成的工段或制造单元。一个传统的制造系统通常可以概括地分成三个组成部分：（1）机床（2）工具（3）制造过程机械加工工艺系统是机械制造系统的一部分。3．生产系统如果以整个机械制造企业为分析研究对象，要实现企业最有效地生产和经营，不仅要考虑原材料、毛坯制造、机械加工、试车、油漆、装配、包装、运输和保管等各种要素，而且还必须考虑技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源的利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题等要素，这就构成了一个企业的生产系统。生产系统是物质流、能量流和信息流的集合，可分为三个阶段，即决策控制阶段、研究开发阶段以及产品制造阶段。第二节机械制造技术的发展概况一、机械制造技术的特点1．机械制造是一个系统工程2．设计与工艺一体化3．精密加工是机械制造的前沿和关键精密加工和超精密加工技术是衡量现代制造技术水平的重要指标之一，代表了机械制造技术在精度方面的极限。第一章绪论第一节机械制造及其企业结构一、机械制造业在国民经济中的地位与任务机械制造是各种机械、机床、工具、仪器、仪表制造过程的总称。机械制造技术是研究这些机械产品的加工原理、工艺过程和方法以及相应设备的一门工程技术，机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其它各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。机械制造业发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平重要标志之一。我国机械工业的主要任务是为国民经济各个部门的发展提供所需的各类先进、高效、节能的新型机电装备；并努力提高质量，保证交货期，积极降低成本，将我国机械加工工业提高到新的水平。二、机械制造企业的组成1．机械加工工艺系统机械加工工艺系统是制造企业中处于最底层的一个个加工单元，往往由机床、刀具、夹具和工件四要素组成。机械加工工艺系统是各个生产车间生产过程中的一个主要组成部分，其整体目标是要求在不同的生产条件下，通过自身的定位装夹机构、运动机构、控制装置以及能量供给等机构，按不同的工艺要求直接将毛坯或原材料加工成形，并保证质量、满足产量和低成本地完成机械加工任务。现代加工工艺系统一般是由计算机控制的先进自动化加工系统，计算机已成为现代加工工艺系统中不可缺少的组成部分。2．机械制造系统机械制造系统是将毛坯、刀具、夹具、量具和其它辅助物料作为原材料输入，经过存储、运输、加工、检验等环节，最后输出机械加工的成品或半成品的系统。机械制造系统既可以是一台单独的加工设备，如各种机床、焊接机、数控线切割机，也可以是包括多台加工设备、工具和辅助系统（如搬运设备、工业机器人、自动检测机等）组成的工段或制造单元。一个传统的制造系统通常可以概括地分成三个组成部分：（1）机床（2）工具（3）制造过程机械加工工艺系统是机械制造系统的一部分。3．生产系统如果以整个机械制造企业为分析研究对象，要实现企业最有效地生产和经营，不仅要考虑原材料、毛坯制造、机械加工、试车、油漆、装配、包装、运输和保管等各种要素，而且还必须考虑技术情报、经营管理、劳动力调配、资源和能源的利用、环境保护、市场动态、经济政策、社会问题等要素，这就构成了一个企业的生产系统。生产系统是物质流、能量流和信息流的集合，可分为三个阶段，即决策控制阶段、研究开发阶段以及产品制造阶段。第二节机械制造技术的发展概况一、机械制造技术的特点1．机械制造是一个系统工程2．设计与工艺一体化3．精密加工是机械制造的前沿和关键精密加工和超精密加工技术是衡量现代制造技术水平的重要指标之一，代表了机械制造技术在精度方面的极限。二、机械制造技术的发展概况机械制造业是一个历史悠久的产业，它自18世纪初工业革命形成以来，经历了一个漫长的发展过程。随着现代科学技术的进步，特别是微电子技术和计算机技术的发展，使机械制造这个传统工业焕发了新的活力，增加了新的内涵，使机械制造业无论在加工自动化方面，还是在生产组织、制造精度、制造工艺方法方面都发生了令人瞩目的变化。这就是现代制造技术。近几年来，数控机床和自动换刀各种加工中心机床已成为当今机床的发展趋势。在机床数控化过程中，机械部件的成本在机床系统中所占的比重不断下降，模块化、通用化和标准化的数控软件，使用户可以很方便地达到加工目的。同时，机床结构也发生了根本变化。随着加工设备的不断完善，机械加工工艺也在不断地变革，从而导致机械制造精度不断提高。近年来新材料不断出现，材料的品种猛增，其强度、硬度、耐热性等不断提高。新材料的迅猛发展对机械加工提出新的挑战。一方面迫使普通机械加工方法要改变刀具材料、改进所用设备；另一方面对于高强度材料、特硬、特脆和其它特殊性能材料的加工，要求应用更多的物理、化学、材料科学的现代知识来开发新的制造技术。由此出现了很多特种加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、电子束加工、离子束加工以及激光加工等。这些加工方法，突破了传统的金属切削方法，使机械制造工业出现了新的面貌。

篇2：机械制造及工艺教程－第四章其他常用机床

第一节铣床

一、铣床类型与用途铣床是用于铣削加工的机床，

机械制造及工艺教程－第四章其他常用机床

。根据构造特点及用途，铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、圆工作台铣床、龙门铣床、铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面（水平面、垂直面、阶台面）、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面及内孔进行加工，以及进行切断工作等。二、各类铣床主要特点铣床使用的是旋转的多齿刀具，生产效率较高。但是，由于铣削加工为断续切削，铣刀的每个刀齿的切削层参数随时都在变化，所以铣削力的大小和方向也在不断变化，容易引起机床振动。因此，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。（一）万能升降台铣床万能升降台铣床的主轴为水平布置，属卧式升降台铣床，主要用于铣削平面、沟槽和成形表面。在工作台和床鞍之间有一层回转盘，它可以相对床鞍在水平面内调整±45°偏转，改变工作台的移动方向，从而可加工斜槽、螺旋槽等。此外，还可换用立式铣头，插头等附件，扩大机床的加工范围。（二）立式升降台铣床立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于安装铣刀的机床主轴是垂直于工作台面。除立铣头外其它主要组成部件与卧式升降台铣床相同。铣头可以在垂直平面内调整角度，主轴可沿其轴线方向进给或调整位置。立式铣床用于加工平面、沟槽、台阶，还可铣削斜面、螺旋面、模具型腔和凸模成形表面等。（三）其他常用铣床1、龙门铣床龙门铣床是一种大型的高效通用机床，它在结构上呈柜架式布局，具有较高的刚度及抗振性。主要用于大中型工件的平面、沟槽加工。可以进行粗铣、半精铣和精铣加工。2、工作台不升降铣床工作台不升降铣床一般为立式布局，工作台不作升降运动，机床的垂直进给运动由安装在立柱上的主轴箱作升降运动来实现。这种铣床由于工作台层次少，刚性好，适用于加工外形为中等或大尺寸的工件。工作台不升降铣床根据工作台面的形状，可分为矩形工作台式和圆形工作台式两类。第二节钻床和镗床钻床和镗床都是加工内孔的机床，主要用于加工外形复杂，没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。一、钻床钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。钻床分为坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等。（一）立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种，其特点是主轴轴线垂直布置，且位置固定，需调整工件位置，使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。由刀具旋转实现主运动，同时沿轴向移动作进给运动。因此，立式钻床适用于加工中、小型工件。多轴立式钻床是立式钻床的一种，可对孔进行不同内容的加工或同时加工多个孔，大大提高了生产效率。台式钻床实质上是一种加工小孔的立式钻床，结构简单小巧，使用方便，适于加工小型零件上的小孔。第一节铣床一、铣床类型与用途铣床是用于铣削加工的机床。根据构造特点及用途，铣床的主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、工作台不升降铣床、圆工作台铣床、龙门铣床、铣床、仿形铣床和各种专门化铣床。铣床是一种用途广泛的机床。它可以加工平面（水平面、垂直面、阶台面）、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面及内孔进行加工，以及进行切断工作等。二、各类铣床主要特点铣床使用的是旋转的多齿刀具，生产效率较高。但是，由于铣削加工为断续切削，铣刀的每个刀齿的切削层参数随时都在变化，所以铣削力的大小和方向也在不断变化，容易引起机床振动。因此，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。（一）万能升降台铣床万能升降台铣床的主轴为水平布置，属卧式升降台铣床，主要用于铣削平面、沟槽和成形表面。在工作台和床鞍之间有一层回转盘，它可以相对床鞍在水平面内调整±45°偏转，改变工作台的移动方向，从而可加工斜槽、螺旋槽等。此外，还可换用立式铣头，插头等附件，扩大机床的加工范围。（二）立式升降台铣床立式升降台铣床与卧式升降台铣床的主要区别在于安装铣刀的机床主轴是垂直于工作台面。除立铣头外其它主要组成部件与卧式升降台铣床相同。铣头可以在垂直平面内调整角度，主轴可沿其轴线方向进给或调整位置。立式铣床用于加工平面、沟槽、台阶，还可铣削斜面、螺旋面、模具型腔和凸模成形表面等。（三）其他常用铣床1、龙门铣床龙门铣床是一种大型的高效通用机床，它在结构上呈柜架式布局，具有较高的刚度及抗振性。主要用于大中型工件的平面、沟槽加工。可以进行粗铣、半精铣和精铣加工。2、工作台不升降铣床工作台不升降铣床一般为立式布局，工作台不作升降运动，机床的垂直进给运动由安装在立柱上的主轴箱作升降运动来实现。这种铣床由于工作台层次少，刚性好，适用于加工外形为中等或大尺寸的工件。工作台不升降铣床根据工作台面的形状，可分为矩形工作台式和圆形工作台式两类。第二节钻床和镗床钻床和镗床都是加工内孔的机床，主要用于加工外形复杂，没有对称旋转轴线的工件，如杠杆、盖板、箱体、机架等零件上的单孔或孔系。一、钻床钻床类机床的主要工作是用孔加工刀具进行各种类型的孔加工。主要用于钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面。钻床分为坐标镗钻床、深孔钻床、摇臂钻床、台式钻床、立式钻床、卧式钻床、铣钻床、中心孔钻床等。（一）立式钻床立式钻床是钻床中应用较广的一种，其特点是主轴轴线垂直布置，且位置固定，需调整工件位置，使被加工孔中心线对准刀具的旋转中心线。由刀具旋转实现主运动，同时沿轴向移动作进给运动。因此，立式钻床适用于加工中、小型工件。多轴立式钻床是立式钻床的一种，可对孔进行不同内容的加工或同时加工多个孔，大大提高了生产效率。台式钻床实质上是一种加工小孔的立式钻床，结构简单小巧，使用方便，适于加工小型零件上的小孔。（二）摇臂钻床对于体积和质量都比较大的工件，在立式钻床上加工很不方便，此时可以选用摇臂钻床进行加工。主轴箱可沿摇臂上的导轨横向调整位置，摇臂可沿立柱的圆柱面上、下调整位置，还可绕立柱转动，加工时，工件固定不动，靠调整主轴的位置，使其中心对准被加工孔的中心，并快速夹紧，保持准确的位置。摇臂钻床广泛地应用于单件和中、小批生产中，加工大、中型零件。如果要加工任意方向和任意位置的孔和孔系，可以选用万向摇臂钻床，机床主轴可在空间绕二特定轴线作回转。机床上端还有吊环，可以吊放在任意位置。故它适于加工单件、小批生产的大中型工件。为了提高钻削加工效率，目前正在发展钻削加工中心。集钻孔、攻螺纹和铣削于一体，可得到很高的加工精度和生产率。二、镗床镗床类机床主要工作是用镗刀进行镗孔，也可进行铣平面、车凸缘、切螺纹等工作。有卧式镗床、立式镗床、落地镗床、金刚镗床和坐标镗床等多种类型。（一）卧式镗床卧式镗床又称万能镗床，可以进行孔加工、车端面、车凸缘、车螺纹和铣平面等。尤其适于加工箱体零件中尺寸较大、精度较高且相互位置要求严格的孔系。（二）落地镗床为适应某些庞大而笨重工件的加工，产生了落地镗床。落地镗床具有万能性大、集中操纵、移动部件的灵敏度高、操作方便等特点。为提高生产效率和加工精度，在落地镗床的基础上还发展了以铣削为主的铣镗床。（三）坐标镗床坐标镗床主要用于镗削高精度的孔，特别适用于加工相互位置精度很高的孔系，如钻模、镗模和量具等零件上的精密孔加工。坐标镗床制造精度很高，具有良好的刚度和抗振性，最主要特点是具有坐标位置的精密测量装置，加工时，按直角坐标来精确定位。坐标镗床还可钻孔、扩孔、铰孔等工作。也可以用于精密刻度、划线、及孔距和直线尺寸的测量等工作。所以坐标镗床是一种万能性很强的精密机床。坐标镗床有立式的和卧式的，立式坐标镗床又有单柱和双柱之分，以适应不同的加工需要。金刚镗床是一种高速精镗床，采用很高的切削速度、极小的背吃刀量和进给量，可加工出质量很高的表面。适于成批、大量生产中，加工精密孔。第三节磨床一、磨床类型与用途用磨料磨具（砂轮、砂带、油石和研磨料等）为工具进行切削加工的机床，统称为磨床。磨床种类很多。主要有：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床和用来磨削特定表面和工件的专门化磨床，如花键轴磨床、凸轮轴磨床、曲轴磨床等。以上均为使用砂轮作切削工具的磨床。此外，还有以柔性砂带为切削工具的砂带磨床，以油石和研磨剂为切削工具的精磨磨床等。磨床可以加工各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以进行各种高硬、超硬材料的加工，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。二、磨床的工作运动（一）外圆磨床1.M1432A型万能外圆磨床M1432A型万能外圆磨床是普通精度级外圆磨床。它主要用于磨削圆柱形、圆锥形的外圆和内孔，还可磨削阶梯轴的轴肩、端平面等。这种机床的通用性较好，但生产效率低，故适于单件小批生产。2．无心外圆磨床无心外圆磨床进行磨削时，工件放在砂轮与导轮之间，且工件中心高于砂轮和导轮中心连线，以被磨削外圆表面作定位基准，支承在托板上。无心外圆磨床生产率较高，加工精度好，但只能磨削连续外圆表面，且磨床调整费时，只适用于成批及大量生产中。（二）内圆磨床内圆磨床用于磨削各种圆柱孔（通孔、盲孔、阶梯孔和断续表面的孔等）和圆锥孔，某些内圆磨床还附有磨削端面的磨头。内圆磨床主要类型有普通内圆磨床、无心内圆磨床和行星式内圆磨床。普通内圆磨床采用纵磨法和切入磨法磨削内孔。采用专门的端磨装置，可在工件一次装夹中磨削内孔和端面。无心内圆磨床适于加工外圆表面已经精加工的薄壁工件，如轴承环等。（三）平面磨床平面磨床主要用于磨削各种工件上的平面。根据磨削方法和机床布局不同，平面磨床要有以下四种类型：卧轴矩台平面磨床、卧轴圆台平面磨床、立轴矩台平面磨床和立轴圆台平面磨床。第四节齿轮加工机床一、齿轮加工机床类型与工作原理（一）齿轮加工机床的类型按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机、车齿机等；锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机；此外，还有加工齿线形状为长幅外摆线或延伸渐开线的锥齿轮铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。（二）齿轮加工机床的工作原理齿轮加工机床的种类繁多，构造各异，加工方法也各不相同，按齿面加工原理来分，有范成法和成形法。1．成形法成形法利用与被加工齿轮齿槽截形相一致的刀具齿形，在齿坯上加工齿面。在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齿轮。加工时，刀具作快速的切削运动（旋转运动或直线运动），并沿齿槽作进给运动，就可切出齿槽。加工完一个齿槽后，工件分度转动一个齿距，再加工另一齿槽，直至切出全部齿槽。采用成形法加工齿轮，所用机床较简单，并可以利用通用机床加工。缺点是加工精度较低，生产率不高，通常多用于修配。2.范成法用范成法加工齿轮时，刀具与工件模拟一对齿轮（或齿轮与齿条）作啮合运动（范成运动），在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。范成法切齿刀具的齿形可以和工件齿形不同，且可以用一把刀具切出同一模数而齿数不同的齿轮，加工时连续分度，具有较高的加工精度和生产率。滚齿机、插齿机、剃齿机和弧齿锥齿轮铣齿机均是利用范成法加工齿轮的齿轮加工机床。二、滚齿机的工作运动滚齿机生产效率高，在生产中应用广泛。用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮，还可加工轴齿轮、花键轴等。中型通用滚齿机常见的布局形式有立柱移动式和工作台移动式两种。滚齿机的主要运动是由主运动传动链、展成运动传动链、运动传动链和附加运动传动链组成。此外，还有空行程快速传动链，用于快速调整机床的部件。（一）主运动传动链主运动传动链的两端件是：电动机—滚刀主轴Ⅷ，计算位移是：电动机n电（单位为r/min）—滚刀主轴no（单位为r/min）。（二）范成运动传动链范成运动传动链的两端件是：滚刀主轴—工作台，计算位移是：滚刀主轴转1转时，工件转k/z转，（k是滚刀头数）。（三）垂直进给运动链垂直进给运动传动链的两端件是：工作台—刀架，计算位移是：工作台转1转时，刀架进给f(单位为mm)。第五节数控机床简介简介数控机床、加工中心等设备功能、特点、操作及加工。结合CAI软件、现场加工录像进行教学。

篇3：机械设计教程－绪论

一、本课程研究的对象及内容

1．研究对象

机械应用实例：内燃机

机械是机构和机器的总称，

机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。

机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息

（1）机构指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。如常见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等等

（2）机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。由实例可看出，各种机器的主要组成部分都是各种机构。所以可以说，机器乃是一种可用来变换或传递能量、物料与信息的机构组合体。

（3）机器的结构传统的机器由如下三个部分组成：

原动件—传动部分—执行部分

现代机器一般由如下四个部分组成原动件—传动部分—执行部分

2．研究内容

1）机构的组成及其自由度的计算

2）机构的运动分析

3）机构的力分析和机器动力学分析

4）常用机构的分析与设计

5）机构的选型与组合

3．学习的目的

为学习后续课程和掌握专业知识大好基础

为毕业设计提供机械设计知识

4．掌握本课程的特点

本课程是一门技术基础课，其最显著的特点是基础理论与工程实际的结合。

二、械设计基本要求和一般程序

1.机器应该满足的基本要求

(1)使用性要求

实现预定的功能，满足运动和动力性能的要求）（功能性要求）

(2)经济性要求

这是一个综合性指标，表现在设计制造和使用两个方面，

提高设计制造的经济性的途径有三条：

1）使产品系列化、标准化、通用化；

2）运用现代化设计制造方法；

3）科学管理。

提高使用经济性的途径有四条：

1）提高机械化、自动化水平；

2）提高机械效率；

3）延长使用寿命；

4）防止无意义的损耗。

(3)安全性要求有三个含义：

1）设备本身不因过载、失电以及其它偶然因素而损坏；

2）切实保障操作者的人身安全（劳动保护性）；

3）不会对环境造成破坏。

(4)工艺性要求

这包含两个方面1）装配工艺形2）零件加工工艺性。

(5)可靠性要求

要求机械系统在预定的环境条件下和寿命期限内，具有保持正常工作状态的性能，这就称为可靠性。

2.机械零件设计的基本准则及一般步骤

(1)根据零件的使用要求（如功率、转速等），选择零件的类型及结构型式，并拟定计算简图。

(2)分析作用在零件上的载荷（拉、压力，剪切力）。

(3)根据零件的工作条件，按照相应的设计准则，确定许用应力。

(4)分析零件的主要失效形式，按照相应的设计准则，确定零件的基本尺寸。

(5)按照结构工艺性、标准化的要求，设计零件的结构及其尺寸。

(6)绘制零件的工作图，拟定必要的技术条件，编写计算说明书.

篇4：机械制造及工艺教程－第七章装配工艺基础

第一节概述

装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要求连接到一起，成为一部完整的机器（或产品），它必须可靠地实现机器（或产品）设计的功能，

机械制造及工艺教程－第七章装配工艺基础

。机器的装配工作，一般包括：装配、调整、检验、试车等。它不仅是制造机器所必需的最后阶段，也是对机器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量的总检验。一、机器装配的基本概念任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分，称为装配单元。零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其他材料制成的。零件一般都预先装成套件、组件、部件后才安装到机器上。套件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成。它是最小的装配单元。组件是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如机床主轴箱中的主轴，在基准轴件上装上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。部件是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部件装配。在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。例如卧式车床就是以床身为基准零件，装上主轴箱、进给箱、溜板箱等部件及其它组件、套件、零件所组成。二、装配精度1．装配精度的概念产品的装配精度一般包括：（1）尺寸精度包括相关零部件的距离精度和配合精度。（2）位置精度包括相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。（3）相对运动精度（4）接触精度接触精度常以接触面积大小及接触点的分布来衡量。2．装配精度与零件精度的关系各种机器或部件都是许多零件有条件地装配在一起的。各个相关零件的误差累积起来，就反映到装配精度上。因此，机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。为了合理地确定零件的加工精度，必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。而进行综合分析的有效手段就是建立和分析产品的装配尺寸链。第二节装配尺寸链一、装配尺寸链的基本概念在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。在装配关系中，对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系，都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样，装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。二、装配尺寸链的查找方法1．装配尺寸链的查找方法首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找的线索，分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环)，直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。装配尺寸链也可从封闭环的一端开始，依次查找相关零部件直至封闭环的另一端，也可以从共同的基准面或零件开始，分别查到封闭环的两端。2．查找装配尺寸链应注意的问题第一节概述装配就是把加工好的零件按一定的顺序和技术要求连接到一起，成为一部完整的机器（或产品），它必须可靠地实现机器（或产品）设计的功能。机器的装配工作，一般包括：装配、调整、检验、试车等。它不仅是制造机器所必需的最后阶段，也是对机器的设计思想、零件的加工质量和机器装配质量的总检验。一、机器装配的基本概念任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分为若干能进行独立装配的部分，称为装配单元。零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其他材料制成的。零件一般都预先装成套件、组件、部件后才安装到机器上。套件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成。它是最小的装配单元。组件是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而构成的。如机床主轴箱中的主轴，在基准轴件上装上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。部件是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部件装配。在一个基准零件上，装上若干部件、组件、套件和零件就成为整个机器，把零件和部件装配成最终产品的过程，称之为总装。例如卧式车床就是以床身为基准零件，装上主轴箱、进给箱、溜板箱等部件及其它组件、套件、零件所组成。二、装配精度1．装配精度的概念产品的装配精度一般包括：（1）尺寸精度包括相关零部件的距离精度和配合精度。（2）位置精度包括相关零部件间的同轴度、平行度、垂直度等。（3）相对运动精度（4）接触精度接触精度常以接触面积大小及接触点的分布来衡量。2．装配精度与零件精度的关系各种机器或部件都是许多零件有条件地装配在一起的。各个相关零件的误差累积起来，就反映到装配精度上。因此，机器的装配精度受零件特别是关键零件的加工精度影响很大。为了合理地确定零件的加工精度，必须对零件精度和装配精度的关系进行综合分析。而进行综合分析的有效手段就是建立和分析产品的装配尺寸链。第二节装配尺寸链一、装配尺寸链的基本概念在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。在装配关系中，对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系，都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样，装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。二、装配尺寸链的查找方法1．装配尺寸链的查找方法首先根据装配精度要求确定封闭环。再取封闭环两端的任一个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找的线索，分别找出影响装配精度要求的相关零件(组成环)，直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。装配尺寸链也可从封闭环的一端开始，依次查找相关零部件直至封闭环的另一端，也可以从共同的基准面或零件开始，分别查到封闭环的两端。2．查找装配尺寸链应注意的问题在查找装配尺寸链时，应注意以下问题：（1）装配尺寸链应进行必要的简化机械产品的结构通常都比较复杂，对装配精度有影的因素很多，查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以不考虑那些影响较小的因素，使装配尺寸链适当简化。（2）装配尺寸链组成的“一件一环”原则在装配精度既定的条件下，组成环数越少，则各组成环所分配到的公差值就越大，零件加工越容易、越经济。在查找装配尺寸链时，每个相关的零、部件只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即“一件一环”，这就是装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。（3）装配尺寸链的“方向性” 在同一装配结构中，在不同位置方向都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。三、装配尺寸链的计算方法装配方法与装配尺寸链的解算方法密切相关，同一项装配精度，采用不同装配方法时，其装配尺寸链的解算方法也不相同。装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。第三节保证装配精度的方法在设计装配体结构时，就应当考虑到采用什么装配方法。因为，装配方法直接影响装配尺寸链的解法、装配工作组织、零件加工精度、产品的成本。常用的装配方法有：完全互换装配法、选择装配法、修配法和调节法。一、完全互换法这种方法，就是在装配时，对参加装配的零件，直接按其加工所得的尺寸进行装配。不经过任何选择、修配或调节都能达到装配精度的要求。为此，就应按极值法解装配尺寸链来确定各组成环（或零件有关尺寸）的公差和上、下偏差。此外，当在大批大量（或批量较大的）生产条件下，采用了概率法解装配尺寸链确定出各组成环（或零件有关尺寸）的公差和上、下偏差，此时假定加工出的各零件尺寸的分布符合正态分布、各环的尺寸分散中心与各自的公差带中点重合、各环的公差值又包容其尺寸分散范围、封闭环的平均尺寸等于增环平均尺寸之和减去减环的平均尺寸之和，这样加工出的零件也能满足完全互换的要求。在设计装配体时，常遇到有外购件或标准件，它们的尺寸和偏差都是已知的（例如：滚动轴承的外径、内径和宽度的尺寸及偏差都已由轴承厂决定了），因此，在装配尺寸链计算中，只要确定好它们是增环或减环，然后把它们已知的尺寸代入尺寸链中应有的位置进行计算即可。如果遇到并联尺寸链，它们的公共环在计算第一个尺寸链时是未知量，在计算第二个尺寸链时就应按已知量进行处理。采用完全互换法进行装配，使装配过程简单，生产率高，易实现流水装配作业，便于组织协作生产，便于维修中更换零件。但当装配精度要求较高、装配体中组成环数较多时，就会使零件尺寸公差过小，造成加工困难。对于这种情况，就要考虑采用其它装配方法。二、选择装配法选择装配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证规定的装配精度要求。实际生产中还可分成各种不同情况。（1）直接选配从配对的零件群中，选择二个符合规定要求的零件进行装配。这种方法劳动量大，与工人的技术水平和测量方法有关。（2）分组互换将装配的零件按公差预先进行分组，同一组号的零件便可按互换的原则装配。这是生产中常用的方法，分组愈多，则所获得的装配质量愈高。（3）分组选配分组后再成对选配零件，它可比分组互换法获得更高的质量。（4）分组选配后研配对特别精密的装配(如圆柱面或圆锥面的配合要求密封性)，在进行分组选配后，往往还采用装配接触表面相互研磨的方法，以保证密合。三、修配法修配法是用钳工或机械加工的方法修整产品某个有关零件的尺寸以获得规定装配精度的方法。这样产品中其它有关零件就可以按照经济加工精度进行制造。这种方法常用于产品结构比较复杂（或尺寸链环数较多）、产品精度要求高、以及单件和小批生产等情况。用修配法进行装配，装配工作复杂、劳动量大。产品装配以后，先要测量产品的装配精度，如果不合格，就要拆开产品。对某一零件进行修整，然后重新装配，进行检验，直到满足规定的精度为止。修配法作为解尺寸链的一种方法来说，就是修配尺寸链中某一预定组成环的尺寸，使封闭环达到规定的精度。通常所选择的修配件应是容易进行修配加工、并且对其它尺寸链没有影响的零件。计算尺寸链决定修配环的实质尺才时，要使修配时有足够的、而且是最小的修配量。修配环在修配时对封闭环尺寸变化的影响不外乎两种情况，即使封闭环尺寸变小，或者变大。修配法有三种方式：即独件修配法、合并加工修配法和就地加工修配法。独件修配法就是选定某一固定零件为修配件，在装配时进行修配以保证装配精度。如车床尾架底板的修配是为保证前后顶尖的等高度，又如平键的修配是为保证其与键槽的配合间隙。合并加工修配法是将数个零件预先装配在一起进行加工修配，此组成尺寸为一个组成环。用这种方法可以减少组成环数，并相应地减少了修配劳动量。就地加工修配法是在机床总装时常用的自己加工自己以达到总装精度的方法。对于某些装配精度要求很高的产品或部件，由于严格控制各组成零件的公差较难，且不易选择一个适当的修配件，为此，在装配时采用专门的加工工序，可直接抵消装配后产生的累积误差以保证装配精度，这种方法又称综合抵消法。修配法的主要优点是既可放宽组成环的制造公差，又能保证装配精度。其缺点是增加了一道修配工序，对工人技术要求较高。四、调节法(调整法)对于精度要求高且组成环数又较多的产品和部件，在不能用互换法进行装配时，除了用分组互换和修配法外，还可用调节法来保证装配精度。调节法的特点也是按经济加工精度确定零件的公差，由于每一个组成环的公差取得较大，就必然会使装配部件超差。为了保证装配精度，可改变一个零件的位置(动调节法)，或选定一个(或几个)适当尺寸的调节件(也称补偿件)加入尺寸链（固定调节法），来补偿这种影响。动调节法是通过移动或旋转来改变零件的位置，可较方便地达到装配精度。固定调节法是在尺寸链中选定一个或加入一个零件作为调节环。作为调节环的零件是按一定尺寸间隙级别制成的一组专门零件，根据装配时的需要，选用其中的某一级别的零件来作补偿，从而保证所需要的装配精度。通常使用的调节件有垫圈、垫片、轴套等。最后需要说明的是：利用尺寸链分析计算装配精度，仅考虑了零件尺寸和公差的影响，实际上，零件的几何形状和表面间的位置误差也会影响封闭环。不过零件的形状误差一般都在规定的公差范围以内，可以不予考虑。至于表面位置误差，除零件图上特别标明者外，一般也可忽略不计。此外在分析计算中没有考虑由于结构的刚性不足所引起的弹性变形、温度变形以及使用过程中零件的磨损。在实际计算时应根据实际情况予以适当的考虑。第四节装配工艺规程的制定装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人劳动强度、缩短小装配占地面积、降低生产成本等都有重要的影响。它取决于装配工艺规程的合理性。装配工艺规程的主要内容是：（1）分析产品样图，划分装配单元，确定装配方法。（2）拟订装配顺序，划分装配工序。（3）计算装配时间定额。（4）确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检查工具。（5）选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。一、制定装配工艺规程的基本原则及原始资料1．制定装配工艺规程的原则（1）保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿命。（2）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。（3）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。（4）尽量减少装配工作所占的成本。2．制定装配工艺规程的原始资料在制定装配工艺规程前，需要具备以下原始资料：（1）产品的装配图及验收技术标准（2）产品的生产纲领（3）生产条件二、制定装配工艺过程的步骤根据上述原则和原始资料，可以按下列步骤制定装配工艺规程。1．研究产品的装配图及验收技术条件2．确定装配方法与组织形式3．划分装配单元，确定装配顺序4．划分装配工序装配工艺过程是由站、工序、工步和操作组成的。5．确定工序的时间定额它是按装配工作标准时间来确定的。装配工作的时间定额包括基本时间及辅助时间，即工序时间、工作地点服务时间即工人必须的间歇时间，一般按工序时间的百分数来计算。三、装配元件系统图在装配工艺规程设计中，划分装配工序常采用绘制装配元件系统图。装配元件系统图是用图解法说明产品零件和合件的装配程序，以及各装配单元的组成零件。在设计装配车间时可以根据它来组织装配单元的平行装配，并可合理地按照装配顺序布置工作地点，将装配过程的运输工作减至最少。

篇5：机械制造技术教程_5机械装配工艺

5. 1 机械装配概述

装配是整个机械制造过程的后期工作，机器的各种零部件只有经过正确的装配，才能完成符合要求的产品。怎样将零件装配成机器，零件精度与产品精度的关系，以及达到装配精度的方法，是装配工艺所要解决的问题。

5.1.1装配的概念

零件是构成及其（或产品）的最小单元。将若干个零件结合在一起组成及其的一部分，称为部件。直接进入机器（或产品）装配的部件成为组件。

任何机器都是由许多零件、组件和部件组成。根据规定的技术要求，将若干零件结合成组件和部件，并进一步将零件、组件和部件结合成机器的过程称为装配。前者称为部件装配；后者称为总装配。

装配是机器制造过程中的最后一个阶段。为了使产品达到规定的技术要求，装配不仅是指零、部件的结合过程，还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。

5.1.2装配精度

装配精度是产品设计时根据使用性能规定的、装配时必须保证的质量指标。正确地规定机器和部件的装配精度是产品设计的重要环节之一，它不仅关系到产品质量，也影响产品制造的经济性。装配精度是制订装配工艺规程的主要依据，也是选择合理的装配方法和确定零件加工精度的依据。所以，应正确规定机器的装配精度。

装配精度一般包括：

（1）尺寸精度尺寸精度是指装配后相关零部件间应该保证的距离和间隙。尺寸精度包括配合精度和距离精度。如轴孔的配合间隙或过盈，车床床头和尾座两顶尖的等高度等。

图5-1 床身导轨简图

AD溜板移动导轨 BD尾座移动导轨

图5-2床头箱主轴与尾座套筒中心线等高示意图

（2）位置精度位置精度是指装配后零部件间应该保证的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。如普通车床溜板移动对尾座顶尖套锥孔轴心的平行度要求等。

（3）相对运动精度相对运动精度是指装配后有相对运动的零部件间在运动方向和运动准确性上应保证的要求。如普通车床尾座移动对溜板移动的平行度，滚齿机滚刀主轴与工作台相对运动的准确性等。

（4）接触精度接触精度是指相互配合表面、接触表面间接触面积的大小

和接触点分布的情况。它影响到部件的接触刚度和配合质量的稳定性。如齿轮啮合、锥体配合、移动导轨间均有接触精度的要求。

不难看出，上述各装配精度之间存在一定的关系，如接触精度是尺寸精度和位置精度的基础，而位置精度又是相对运动精度的基础。

5.1.3装配精度与零件精度间的关系

机器及其部件都是由零件所组成。因此，机器的装配精度和零件的精度有着密切的关系。零件的精度特别是关键零件的加工

精度，对装配精度有很大影响。例如图5-1

所示，普通车床尾座移动对溜板移动的平行度要求，就主要取决于床身上溜板移动的导轨A与尾座移动的导轨B的平行度以导轨面间的接触精度。一般而言，多数的装配精度是和它相关的若干个零部件的加工精度有关，所以应合理地规定和控制这些相关零件的加工精度，在加工条件允许时，它们的加工误差累积起来，仍能满足装配精度的要求。但是，当遇到有些要求较高的装配精度，如果完全靠相关零件的制造精度来直接保证，则零件的加工精度将会很高，给加工带来较大的困难。

如图5-2所示，普通车床床头和尾座两顶尖的等高度要求，主要取决于主轴箱1、尾座2、底板3和床身4等零部件的加工精度。该装配精度很难由相关零部件的加工精度直接保证。在生产中，常按较经济的精度来加工相关零部件，而在装配时则采用一定的工艺措施（如选择、修配、调整等措施），从而形成不同的装

配方法，来保证装配精度。本例中，采用修配底板3的工艺措施保证装配精度，这样做

，虽然增加了装配的劳动量，但从整个产品制造的全局分析，仍是经济可行的。

综上所述，产品的装配精度和零件的加工精度有密切的关系

5. 1 机械装配概述

装配是整个机械制造过程的后期工作。机器的各种零部件只有经过正确的装配，才能完成符合要求的产品。怎样将零件装配成机器，零件精度与产品精度的关系，以及达到装配精度的方法，是装配工艺所要解决的问题。

5.1.1装配的概念

零件是构成及其（或产品）的最小单元。将若干个零件结合在一起组成及其的一部分，称为部件。直接进入机器（或产品）装配的部件成为组件。

5.1.2装配精度

装配精度一般包括：

图5-1 床身导轨简图

AD溜板移动导轨 BD尾座移动导轨

图5-2床头箱主轴与尾座套筒中心线等高示意图

（4）接触精度接触精度是指相互配合表面、接触表面间接触面积的大小

和接触点分布的情况。它影响到部件的接触刚度和配合质量的稳定性。如齿轮啮合、锥体配合、移动导轨间均有接触精度的要求。

不难看出，上述各装配精度之间存在一定的关系，如接触精度是尺寸精度和位置精度的基础，而位置精度又是相对运动精度的基础。

5.1.3装配精度与零件精度间的关系

机器及其部件都是由零件所组成。因此，机器的装配精度和零件的精度有着密切的关系。零件的精度特别是关键零件的加工

精度，对装配精度有很大影响。例如图5-1

配方法，来保证装配精度。本例中，采用修配底板3的工艺措施保证装配精度，这样做

，虽然增加了装配的劳动量，但从整个产品制造的全局分析，仍是经济可行的。

综上所述，产品的装配精度和零件的加工精度有密切的关系

，零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不完全取决于零件的加工精度，还取决于装配精度。如果装配方法不同，对各个零件的精度要求也不同。同样，即使零件的加工精度很高，如果装配方法不当，也保证不了高的装配精度。

5.1.4装配尺寸链的建立

装配尺寸链是产品或部件在装配过程中，由相关零件的有关尺寸（表面或轴线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直度或同轴度等）所组成的尺寸链。其基本特征依然是尺寸组合的封闭性，即由一个封闭环和若干个组成环所构成的尺寸链呈封闭图形。下面分别介绍长度尺寸链和角度尺寸链的建立方法。

1. 长度装配尺寸链

（1）封闭环与组成环的查找装配尺寸链的封闭环多为产品或部件的装配精度,凡对某项装配精度有影响的零部件的有关尺寸或相互位置精度即为装配尺寸链的组成环。查找组成环的方法：从封闭环两边的零件或部件开始，沿着装配精度要求的方向，以相邻零件装配基准间的联系为线索，分别由近及远地去查找装配关系中影响装配精度的有关零件，直至找到同一基准零件的同一基准表面为止，这些有关尺寸或位置关系，即为装配尺寸链中的组成环。然后画出尺寸链图，判别组成环的性质。如图5-2所示装配关系中，主轴锥孔轴心线与尾座轴心线对溜板移动的等高度要求Ao为封闭环，按上述方法很快查找出组成环为A1、A2和A3，画出装配尺寸链（图5-2b）

（2）建立装配尺寸链的注意事项

① 装配尺寸链中装配精度就是封闭环。

② 按一定层次分别建立产品与部件的装配尺寸链。机械产品通常都比较复杂，为便于装配和提高装配效率，整个产品多划分为若干部件，装配工作分为部件装配和总装配，因此，应分别建立产品总装尺寸链和部件装配尺寸链。产品总装尺寸链以产品精度为封闭环，以总装中有关零部件的尺寸为组成环。部件装配尺寸链以部件装配精度要求为封闭环（总装时则为组成环），以有关零件的尺寸为组成环。这样分层次建立的装配尺寸链比较清晰，表达的装配关系也更加清楚。

③ 在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可适当简化。图5-3为车床头尾座中心线等高的装配尺寸链。图中各组成环的意义如下：

图5-3 车床头尾座中心线等高的装配尺寸链

A1—主轴轴承孔轴心线至底面的距离；

A2—尾座底板厚度；

A3—尾座孔轴心线至底面的距离；

e1—主轴滚动轴承外圈内滚道对

其外圆的同轴度误差；

e2—顶尖套锥孔相对外圆的同轴

度误差；

e3—顶尖套与尾座孔配合间隙引起

的偏移量（向下）；

e4—床身上安装主轴箱和尾座的平

导轨之间的等高度。

通常由于e1~ e4的公差数值相对于A1~ A3的公差很小，故装配尺寸链可简化成图5-2b所示。

④ 确定相关零件的相关尺寸应采用“尺寸链环数最少”原则（亦称最短路线原则）。由尺寸链的基本理论可知，封闭环公差等于各组成环公差之和。当封闭环公差一定时，组成环越少，各环就越容易加工，因此每个相关零件上仅有一个尺寸作为相关尺寸最为理想，即用相关零件上装配基准间的尺寸作为相关尺寸。同理，对于总装配尺寸链来说，一个部件也应当只有一个尺寸参加尺寸链。

例如图5-4是一车床尾座顶尖套装配图，装配时，要求后盖3装入后螺母2在尾座套筒内的轴向窜动不大于某一数值。如果后盖尺寸标注不同，就可建立两个不同的装配尺寸链。图c较图b多了一个组成环，其原因是和封闭环Ao直接有关的凸台高度A3由尺寸B1和B2间接获得，即相关零件上同时出现两个相关尺寸，这是不合理的。

图5-4 车床尾座顶尖套装配图

1D顶尖套 2D螺母 3D后盖

⑤ 当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。例如，常见的蜗杆

构，为保证正常啮合，蜗杆副中心距、轴线垂直度以及蜗杆轴线与蜗轮中心平面的重合度均有一定的精度要求，这是三个不同位置方向的装配精度，因而需要在三个不同方向建立尺寸链。

2. 角度装配尺寸链

角度装配尺寸链的封闭环就是机器装配后的平行度、垂直度等技术要求。尺寸链的查找方法与长度装配尺寸链的查找方法相同。

图5-5所示的装配关系中，铣床主轴中心线对工作台面的平行度要求为封闭环。分析铣床结构后知道，影响上述装配精度的有关零件有工作台、转台、床鞍、升降台和床身等。其相应的组成环为：

α1—工作台面对其导轨面的平行度；

α2—转台导轨面对其下支承平面的平行度；

α3—床鞍上平面对其下导轨面的平行度；

α4—升降台水平导轨对床身导轨的垂直度；

α5—主轴回转轴线对床身导轨的垂直度。

为了将呈垂直度形式的组成环转化成平行度形式，可作一条和床身导轨垂直的理想直线。这样，原来的垂直度和就转化为主轴轴心线和升降台水平导轨相对于理想直线的平行度和，其装配尺寸链如图5-4所示，它类似于线性尺寸链，但是基本尺寸为零，可应用线性尺寸链的有关公式求解。

图5-5 角度装配尺寸链

结合上例可将角度尺寸链的计算步骤的原则简述如下：

（1）转化和统一角度尺寸链的表达形式即把用垂直度表示的组成环转化为以平行度表示的组成环。如将图5-5表达形式转化为图b表达的尺寸链形式（二者都称为无公共顶角的尺寸链），假设各基线在左侧或右侧有公共顶点，可进一步将图b转化为图c的形式（称具有公共顶角的角度尺寸链）。

（2）增减环的判定增减环的判别通常是根据增减环的定义来判断，在角度尺寸链的平面图中，根据角度环的增加或减少来判别对封闭环的影响从而确定其性质。图5-4的尺寸链中可以判断α5是增环，α1、α2、α3、α4是减环。

5.2 装配方法及其选择

机械产品的精度要求，最终要靠装配工艺来保证。因此用方法什么方法能够以最快的速度、最小的装配工作量和较低的成本来达到较高的装配精度要求，是装配工艺的核心问题。生产中保证产品精度的具体方法有许多种，经过归纳可分为：互换法、选配法、修配法和调整法四大类。而且同一项装配精度，因采用的装配方法不同，其装配尺寸链的解算方法亦不相同。现分述如下：

5.2.1互换法

互换法即零件具有互换性，就是在装配过程中，各相关零件不经任何选择、调整、装配，安装后就能达到装配精度要求的一种方法。产品采用互换装配法时，装配精度主要取决于零件的加工精度。其实质就是用控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。按互换程度的不同，互换装配法又分为完全互换法和大数互换法两种。

1. 完全互换法

在全部产品中，装配时各零件不需挑选、修配或调整就能保证装配精度的装配方法称为完全互换法。选择完全互换装配法时，其装配尺寸链采用极值公差公式计算，即各有关零件的公差之和小于或等于装配公差：

（5-1）

故装配中零件可以完全互换。当遇到反计算形式时，可按“等公差”原则先求出各组成环的平均公差：

（5-2）

再根据生产经验，考虑到各组成环尺寸的大小和加工难易程度进行适当调整。如尺寸大、加工困难的组成环应给以较大公差；反之，尺寸小、加工容易的组成环就给较小公差。对于组成环是标准件的尺寸（如轴承尺寸）则仍按标准规定；对于组成环是几个尺寸链中的公共环时，其公差值由要求最严的尺寸链确定。

确定好各组成环的公差后，按“入体原则”确定极限偏差，即组成环为包

容面时，取下偏差为零；组成环为被包容面时，取上偏差为零。若组成环是中心距，则偏差按对称分布。按上述原则确定偏差后，有利于组成环的加工。

但是，当各组成环都按上述原则确定偏差时按公式计算的封闭环极限偏差常不符合封闭岸的要求值。因此就需选取一个组成环，它的极限偏差不是事先定好，而是经过计算确定，以便与其它组成环协调，最后满足封闭环极限偏差的要求，这个组成环称为协调环。一般协调环不能选取标准件或几个尺寸链的公共组成环。其余计算公式的解算同工艺尺寸链，不再赘述。

采用完全互换法进行装配，使装配质量稳定可靠，装配过程简单，生产率高，易于组织流水作业及自动化装配，也便于采用协作方式组织专业化生产。但是当装配精度要求较高，尤其组成环较多时，零件就难以按经济精度制造。因此，这种装配方法多用于高精度的少环尺寸链或低精度多环尺寸链中。

2. 大数互换法

大数互换法是指在绝大多数产品中，装配时各零件不要挑选、修配或调整就能保证装配精度要求的装配方法。该方法尺寸链计算采用概率法公差公式计算，即当各组成环呈正态分布时，各有关零件公差值的平方之和的平方根小于或等于装配公差。

（5- 3）

若各组成环的公差相等，则可得各组成环的平均公差TM为：

（5-4）

将上式和极值法的相比，可知概率法将组成环的平均公差扩大了倍。其它计算与完全互换法相同。可见，大数互换法的实质是使各组成环的公差比完全互换法所规定的公差大，从而使组成环的加工比较容易，降低了加工成本。但是，封闭环公差在正态分布下的取值范围为6σ，对应此范围的概率为0.9973，即合格率并非100%，结果会使一些产品装配后超出规定的装配精度，实际生产常忽略不计。

大数互换法的特点和完全互换法的特点相似，只是互换程度不同。大数互换法采用概率法计算，因而扩大了组成环的公差，尤其是在环数较多，组成环又呈正态分布，扩大的组成环公差最显著，因而对组成环的加工更为方便。但是，会有少数产品超差。为了避免超差，采用大数互换法时，应有适当的工艺措施。大数互换法常应用于生产节拍不是很严格的成批生产。例如，机床和仪器仪表等产品中，封闭环要求较宽的多环尺寸链应用较多。

5.2.2选配法

在批量或大量生产中，对于组成环少而装配精度要求很高的尺寸链，若采用完全互换法，则对零件精度要求很高，给机械加工带来困难，甚至超过加工工艺实现的可能性。在这种情况下可采用选择装配法(简称选配法)。该方法是将组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证规定的装配精度。选择装配法有三种：直接选配法、分组选配法和复合选配法。下面举例说明采用分组选配法时尺寸链的计算方法。

图5-6示出活塞与活塞销的连接情况，活塞销外径mm，相应的销孔直径mm。根据装配技术要求，活塞销孔与活塞销在冷态装配时应有0.0025~0.0075mm 的过盈，与此相应的配合公差仅为0.005mm。若活塞与活塞销采用完全互换法装配，销孔与活塞销直径的公差按“等公差”分配时，则它们的公差只有0.0025mm，

显然，制造这样精确的销和销孔都是很困难的，也很不经济的。

图5-6 活塞与活塞销连接

1D活塞销 2D挡圈 3D活塞

实际生产中则是先将上述公差值放大四倍，这时销的直径d=φ28mm，销孔的直径D=φ28mm，这样就可以采用

高效率的无心磨和金刚镗分别加工活塞外圆和活塞销孔，然后用精密仪器进行测量，并按尺寸大小分成四组，涂上不同的颜色加以区别（或装入不同的容器内）。并按对应组进行装配，即大的活塞销配大的活塞销孔，小的活塞销配小的活塞销孔，装配后仍能保证过盈量的要求。具体分组情况见图5-6b和表5-1。同样颜色的销与活塞可按互换法装配。

表5-1 活塞销和活塞销孔的分组尺寸

组别

标志颜色

活塞销直径

活塞销孔直径

配合情况

最小过盈量

最大过盈量

Ⅰ

红

-0．0025

-0．0075

Ⅱ

白

Ⅲ

黄

Ⅳ

绿

采用分组装配时，关键要保证分组后各对应组的配合性质和配合公差满足设计要求，所以应注意以下几点：

1. 配合件的公差应当相等；

2. 公差要向同方向增大，增大的倍数应等于分组数。

3. 分组数不宜多，多了会增加零件的测量和分组工作量，从而使装配成本提高。

分组装配法的特点是可降低对组成环的加工要求，而不降低装配精度。但是分组装配法增加了测量、分组和配套工作，当组成环较多时，这种工作就会变的非常复杂。所以分组装配法适用于成批、大量生产中封闭环工厂要求很严、尺寸链组成环很少的装配尺寸链中。例如，精密偶件的装配、滚动轴承的装配等。

5.2.3修配法

在装配精度要求较高而组成环较多的部件中，若按互换法装配，会使零件精度太高而无法加工，这时常常采用修配装配法达到封闭环公差要求。修配法就是将装配尺寸链中各组成环按经济精度加工，装配后产生的累积误差用修配某一组成环来解决，从而保证其装配精度。

1. 修配法的分类

（1）单件修配法。这种方法是在多环尺寸链中，选定某一固定的零件作为修配环，装配时进行修配以达到装配精度。

（2）合并加工修配法。这种方法是将两个或多个零件合并在一起当作一个修配环进行修配加工。合并加工的尺寸可看作一个组成环，这样减少尺寸链的环数，有利于减少修配量。例如，普通车床的尾座装配，为了减少总装时尾座对底板的刮研量，一般先把尾座和底板的配合平面加工好，并配刮横向小导轨，然后再将两者装配为一体，以底板的底面为定位基准，镗尾座的套筒孔，直接控制尾座套筒孔至底板底面的尺寸，这样一来组成环合A2、A3（图5-2）并成一环A2、3，

使加工精度容易保证，而且可以给底板底面留较小的刮研量（0.2mm左右）。

（3）自身加工修配法。在机床制造中，有一些装配精度要求，总装时用自己加工自己的方法去保证比较方便，这种方法即自身加工修配法。如牛头刨床总装时，用自刨工作台面来达到滑枕运动方向对工作台面的平行度要求。

2. 修配环的选择和确定其尺寸及极限偏差

采用修配装配法，关键是正确选择修配环和确定其尺寸及极限偏差。

（1）修配环选择

选择修配环应满足以下要求：

① 要便于拆装、易于修配。一般应选形状比较简单、修配面较小的零件。

② 尽量不选公共组成环。因为公共组成环难于同时满足几个装配要求，所以应选只与一项装配精度有关的环。

（2）确定修配环尺寸及极限偏差

确定修配环尺寸及极限偏差的出发点是，要保证装配时的修配量足够和最小。为此，首先要了解修配环被修配时，对封闭环的影响是逐渐增大还是逐渐减小，不同的影响有不同的计算方法。

为了保证修配量足够和最小，放大组成环公差后实际封闭环的公差带和设计要求封闭环的公差带之间的对应关系如图5-7所示，图中To、Aomax和Aomin表示设计要求的封闭环公差、最大极限尺寸和最小极限尺寸；T ′o、A′omax和A′omin分别表示放大组成环公差后实际封闭环的公差、最大极限尺寸和最小极限尺寸；Cmax表示最大修配量。

① 修配环被修配使封闭环尺寸变大，简称“越修越大”。由图5-7a可知无论怎样修配总应满足： A′omax = Aomax （5 - 5）

若A′omax＞Aomax，修配环被修配后A′omax会更大，不能满足设计要求。

② 修配环被修配使封闭环尺寸变小，简称“越修越小”。由图5-6b可知，为保证修配量足够和最小，应满足： A′omin = Aomin （5 - 6）

当已知各组成环放大后的公差，并按“入体原则”确定组成环的极限偏差后，就可按式（5-5）或式（5-6）求出修配环的某一极限尺寸，再由已知的修配环公差求出修配环的另一极限尺寸。

按照上述方法确定的修配环尺寸装配时出现的最大修配量为：

（5 - 7）

（3）尺寸链的计算步骤和方法

下面举例说明采用修配装配法时尺寸链的计算步骤和方法。

例如图5-2a所示普通车床床头和尾座两顶尖等高度要求为0~0.06（只许尾座高）。设各组成环的基本尺寸A1 = 202 mm，A2 = 46 mm，A3 = 156 mm，封闭环Ao = 0mm。此装配尺寸链如采用完全互换法解算，则各组成环公差平均值为：

如此小的公差给加工带来困难，不宜采用完全互换法，现采用修配装配法。

计算步骤和方法如下：

① 选择修配环因组成环A2尾座底板的形状简单，表面面积小，便于刮研修配，故选择A2为修配环。

② 确定各组成环公差根据各组成环所采用的加工方法的经济精度确定其公差。A1和A3采用镗模加工，取T1 = T3 = 0.1mm；底板采用半精刨加工，取T2 = 0.15 mm。

③ 计算修配环A2的最大修配量由式（5-7）得

④ 确定各组成环的极限偏差

A1与A3是孔轴线和底面的位置尺寸，故偏差按对称分布，即A1 = .05mm，A3 = 1560.05mm

。

⑤ 计算修配环A2的尺寸及极限偏差

● 判别修配环A2修配时对封闭环A0的影响。从图中可知，是“越修越小”情况。

● 计算修配环尺寸及极限偏差。用式（5-6）

代入数值后可得：

又 T2 = 0.15mm

则

所以

在实际生产中，为提高接触A2精度还应考虑底板底面在总装时必须留一定的刮研量。而按式（5-6）求出的A2，其最大刮研量为0.29mm，符合要求，但最小刮研量为0时就不符合要求，故必须将A2加大。对底板而言，最小刮研量可留0.1mm，故A2应加大0.1mm，即mm

3.修配法的特点及应用场合

修配法可降低对组成环的加工要求，利用修配组成环的方法能获得较高的装配精度，尤其是尺寸链中环数较多时，其优点更为明显。但是，修配工作需要技术熟练的工人，且大多是手工操作，逐个修配，所以生产率低，没有一定节拍，不易组织流水装配，产品没有互换性。因而，在大批大量生产中很少采用，在单件小批量生产中广泛采用修配法;在中批量生产中，一些封闭环要求较严的多环装配尺寸链也大多采用修配法。

5.2.4调整法

调整法是将尺寸链中各组成环按经济精度加工，装配时将尺寸链中某一预先选定的环，采用调整的方法改变其实际尺寸或位置，以达到装配精度要求。预先选定的环称为调整环（或补偿环），它是用来补偿其它各组成环由于公差放大后所产生的累计误差。调整法通常采用极值法计算。根据调整方法的不同，调整法分为：固定调整法、可动调整法和误差抵消调整法三种。

调整法和修配法在补偿原则上是相似的，而方法上有所不同。

在尺寸链中选定一组成环为调整环，该环按一定尺寸分级制造，装配时根据实测累积误差来选定合适尺寸的调整零件（常为垫圈或轴套）来保证装配精度，这种方法称为固定调整法。该法主要问题是确定调整环的分组数及尺寸，现举例说明。

图5-8a所示齿轮在轴上的装配关系。要求保证轴向间隙为0.05~0.2mm，即Ao=mm，已知A1 = 115mm，A2 = 8.5mm，A3 = 95mm，A4 = 2.5mm。画出尺寸链图如图5-8b。若采用完全互换法，则各组成环的平均公差应为：

显然，因组成环的平均公差太小，加工困难，不宜采用完全互换法，现采用固定调整法。

组成环Ak为垫圈，形状简单，制造容易，装拆也方便，故选择Ak为调整环。其它各组成环按经济精度确定公差，即T1 = 0.15mm， T2 = 0.10mm， T3 = 0.10mm， T4=0.12mm。并按“入体原则”确定极限偏差分别为：mm，mm，mm，mm。四个环装配后的累积误差Ts（不包括调整环）为 Ts = T1+T2+T3+T4 =（ 0.15+0.1+0.1+0.12）mm = 0.47mm

图5-8 固定调整法装配图示例

为满足装配精度T0 = 0.15mm，应将调整环Ak的尺寸分成若干级，根据装配后的实际间隙大小选择装入，即间隙大的装上厚一些的垫圈，间隙小的装上薄一些的垫圈。如调整环Ak做得绝对准确，则应将调整环分成级，实际上调整环Ak本身也有制造误差，故也应给出一定的公差，这里设Tk=0.03mm。这样调整环的补偿能力有所降低，此时分级数m为：

m应为整数，取m=4。此外分级数不宜过多，否则使调整件的制造和装配均造成麻烦。求得每级的级差为：mm

设Ak1为调整后最大调整件尺寸，则各调整件尺寸计算如下：

因为

所以

已知Tk=0.03mm，级差为0.12mm，偏差按“入体原则”分布，则四组调整垫圈尺寸分别为：

mmmmmm

调整法的特点是可降低对组成环的加工要求，装配比较方便，可以获得较高的装配精度，所以应用比较广泛。但是固定调整法要预先制作许多不同尺寸的调整件并将它们分组，这给装配工作带来一些麻烦，所以一般多用于大批大量生产和中批生产，而且封闭环要求较严的多环尺寸链中。

5.2.5装配方法的选择

上述各种装配方法各有特点。其中有些方法对组成环的加工要求不严，但装配时就要较严格；相反，有些方法对组成环的加工要求较严，而在装配时就比较方便简单。选择装配方法的出发点是使产品制造过程达到最佳效果。具体考虑的因素有：装配精度、结构特点（组成环环数等）、生产类型及具体生产条件。

一般来说，当组成环的加工比较经济可行是，就要优先采用完全互换装配法。成批生产、组成环又较多时，可考虑采用大数互换法。

当封闭环公差要求较严时，采用互换装配法会使组成环加工比较困难或不经济时，就采用其它方法。大量生产时，环数少的尺寸链采用选择装配法；环数多的尺寸链采用调整法。单件小批生产时，则常用修配法。成批生产时可灵活应用调整法、修配法和选配法。

一种产品究竟采用何种装配方法来保证装配精度，通常在设计阶段即应确定。因为只有在装配方法确定后，通过尺寸链的解算，才能合理地确定各个零、部件在加工和装配中的技术要求。但是，同一种产品的同一装配精度要求，在不同的生产类型和生产条件下，可能采用不同的装配方法。例如，在大量生产时采用完全互换法或调整法保证的装配精度，在小批生产时可用修配法。因此，工艺人员特别是主管产品的工艺人员必须掌握各种装配方法的特点及其装配尺寸链的解算方法，以便在制订产品的装配工艺规程和确定装配工序的具体内容时，或在现场解决装配质量问题时，根据工艺条件审查或确定装配方法。

5.3 装配工艺规程的制订

装配工艺规程是指用文件、图表等形式将装配内容、顺序、操作方法和检验项目规定下来，作为指导装配工作和组织装配生产的依据。装配工艺规程对保证产品的装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人的劳动强度、缩小装配车间面积、降低生产成本等方面都有重要作用。制订装配工艺规程的主要依据有产品的装配图纸、零件的工作图、产品的验收标准和技术要求、生产纲领和现有的生产条件等。

5.3.1制订装配工艺规程的基本要求

制订装配工艺规程的基本要求是在保证产品的装配质量的前提下，提高生产率和降低成本。具体如下：

（1）保证产品的装配质量，争取最大的精度储备，以延长产品的使用寿命。

（2）尽量减少手工装配工作量，降低劳动强度，缩短装配周期，提高装配效率。

（3）尽量减少装配成本，减少装配占地面积。

5.3.2制订装配工艺规程的步骤与工作内容

1. 产品分析

（1）研究产品及部件的具体结构、装配技术要求和检查验收的内容和方法。

（2）审查产品的结构工艺性。

（3）研究设计人员所确定的装配方法，进行必要的装配尺寸链分析与计算。

2. 确定装配方法和装配组织形式

选择合理的装配方法，是保证装配精度的关键。要结合具体生产条件，从机械加工和装配的全过程出发应用尺寸链理论，同设计人员一起最终确定装配方法。

装配组织形式的选择，主要取决于产品的结构特点（包括尺寸、重量和复杂程度）、生产纲领和现有的生产条件。装配组织形式按产品在装配过程中是否移动分为固定式和移动式两种。固定式装配全部装配工作在一个固定的地点进行，产品在装配过程中不移动，多用于单件小批生产或重型产品的成批生产，如机床、汽轮机的装配。移动式装配是将零部件用输送带或小车按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，各装配点完成一部分装配工作，全部装配点完成产

品的全部装配工作。移动式装配常用于大批大量生产，组成流水作业线或自动线，如汽车、拖拉机、仪器仪表等产品的装配。

3. 划分装配单元，确定装配顺序

（1）划分装配单元将产品划分为可进行独立装配的单元是制订装配工艺规程中最重要的一个步骤，这对于大批大量生产结果复杂的产品尤为重要。任何产品或机器都是由零件、合件、组件部件等装配单元组成。零件是组成机器的最基本单元。若干零件永久连接或连接后再加工便成为一个合件，如镶了衬套的连杆、焊接成的支架等。若干零件或与合件组合在一起成为一个组件，它没有独立完整的功能，如主轴和装在其上的齿轮、轴、套等构成主轴组件。若干组件、合件和零件装配在一起，成为一个具有独立、完整功能的装配单元，称为部件。如车床的主轴箱、溜板箱、进给箱等。

（2）选择装配基准件上述各装配单元都要首先选择某一零件或低一级的单元作为装配基准件。基准件应当体积（或质量）较大，有足够的支承面以保证装配时的稳定性。如主轴是主轴组件的装配基准件，主轴箱体是主轴箱部件的装配基准件，床身部件又是整台机床的装配基准件等。

（3）确定装配顺序的原则划分好装配单元并选定装配基准件后，就可安排装配顺序。安排装配顺序的原则是：

① 工件要先安排预处理，如倒角、去毛刺、清洗、涂漆等。

② 先下后上，先内后外，先难后易，以保证装配顺利进行。

③ 位于基准件同一方位的装配工作和使用同一工艺装备的工作尽量集中进行。

④ 易燃、易爆等有危险性的工作，尽量放在最后进行。

为了清晰表示装配顺序，常用装配单元系统图来表示。例如，图5-9a所示是产品的装配系统图；图5-9b所示是部件的装配系统图。

图5-9 装配系统图

画装配单元系统图时，先画一条较粗的横线，横线的右端箭头指向装配单元的长方格，横线左端为基准件的长方格。再按装配先后顺序，从左向右依次将装入基准件的零件、合件、组件和部件引入。表示零件的长方格画在横线上方；表示合件、组件和部件的长方格画在横线下方。每一长方格内，上方注明装配单元名称，左下方填写装配单元的编号，右下方填写装配单元的件数。

装配单元系统图比较清楚而全面地反应了装配单元的划分、装配顺序和装配工艺方法。它是装配工艺规程制订中的主要文件之一，也是划分装配工序的依据。

4. 划分装配工序，设计工序内容

装配顺序确定以后，根据工序集中与分散的程度将装配工艺过程划分为若干工序，并进行工序内容的设计。工序内容设计包括：制订工序的操作规范、选择设备和工艺装备、确定时间定额等。

5. 填写工艺文件

单件小批生产时，通常只绘制装配单元系统图。成批生产时，除装配单元系统图外还编制装配工艺卡，在其上写明工序次序、工序内容、设备和工装名称、工人技术等级和时间定额等。大批大量生产中，不仅要编制装配工艺卡，而且要编制装配工序卡，以便直接指导工人进行装配。

篇6：绿色机械制造工艺

摘要：随着我国经济的迅速发展，我国的能源消耗越来越大，所以国家大力推进节能减排措施，以促进国家经济的可持续发展，建设出节约友好型社会。

机械制造行业作为国家的重点行业，由于涉及面较广，因此如何发展好绿色机械制造工艺技术，提高企业的经济效益保护好生态环境和合理利用资源具有非常重要的意义。

关键词：绿色理念;绿色制造;机械制造;工艺技术

绿色机械制造工艺是指以综合考虑环境因素和资源效益为前提，以传统机械制造技术为基础，将环境科学、材料科学、能源科学、控制技术等先进科学技术结合在一起，以达到预期质量和功能的先进机械制造方法和过程。

发展绿色机械制造工艺的目的就是达到资源、环境和经济效益的统一。

1、发展绿色机械制造工艺技术的重要意义

近年来，我们一直提倡环保节能，建设资源节约型环境友好型社会，为节能环保产业创造了良好历史发展机遇。

机械制造行业涉及领域庞大，发展好绿色机械制造工艺技术，对国家发展、公司利益、环境保护都起着重要的作用，也对资源的合理利用具有重大意义。

机械制造业与国民经济发展的各个行业都密切相关，其为人们的衣食住行提供着各种不同性能的机电产品。

传统机械制造技术的发展是一个开环式的发展模式，不考虑环境和资源的代价，从自然界中获取资源，经过加工处理得到最终产品，同时还产生了大量的废气、废液、废渣，排放到环境中，给环境带来严重的污染，甚至产生有毒有害的物质，带来巨大的安全隐患;另一方面，许多的脚料、余料以及破损的零件和设备，最终都成为了废弃物，这不仅污染了环境，更是对现有资源的一种严重浪费。

而绿色机械制造工艺引用的是一个清洁生产和废弃物循环利用的闭环式发展模式，根据市场需求，设计、生产出质量合格的产品，在此过程中，充分考虑资源利用、能源消耗和环境保护等这些因素，从而达到资源和能源的最优化的配置，最大限度地减少环境污染。

因由此可见，绿色机械制造工艺比传统机械制造工艺更能适应新时期的机械工业发展要求。

2、绿色制造理念在机械制造工艺中的应用措施

2.1绿色设计

绿色设计是指根据产品的品质要求，在绿色理念的指导下，对机械的工作原理、结构、运动方式力、能量的传递、各个零件的材料和形状的尺寸进行设计，并通过计算分析转化图纸作为制造依据的工作过程。

要做好绿色设计，需从设计之初就要充分考虑产品流转的各个环节中所应注意的环保问题，并将环保作为设计的重要指导原则。

绿色设计涉及十多项设计阶段，包括选材、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸维护设计、报废处置设计等。

要将各阶段的设计方案系统地协调和整合起来，因此，绿色设计也成了一个具有绿色性、集成性、并行性的系统。

2.2选用绿色原材料

实现绿色制造理念，应该在制造中使用比较绿色环保的原材料进行制造，同时选择的环保材料还应该符合机械制造工艺的要求，还要具备非常良好的使用性能。

具体来讲，在原材料的选择上，首先应该注意环境和材料的兼容性，不可以使用有毒、有害、有辐射性的材料。

使用这样的原材料能够在使用完成之后再利用，减少资源的浪费。

其次，应该选用原料丰富、低成本、低污染的原材料，避免使用价格昂贵、污染大的材料。

最后，在制造的时候最好要使用一些能够回收的原材料，或者已经经过回收的原材料，实现资源的循环使用，减少制造中的浪费现象。

2.3选用绿色技术

想要保证机械制造工艺中绿色理念的融入，应该将一些先进的技术加入到机械制造当中。

例如可以在机械制造中使用快速成型制造技术。

这一技术所使用的仪器为快速成型机，这一设备在进行使用的时候，首先是使用cAD中的数据来进行模型的设立，将层层的模型进行堆积。

这种仪器使用的先进性在于它在使用的时候没有使用任何的刀具、模具和工装夹具，并且能在很短的时间内形成复杂形状的实体或者三维零件。

因此这种技术不仅能够有效的节约资源，还能够让制造成本得到有效的减少，与此同时，还能够生产出很多新型的机械设备。

在机械制造工艺中还可以使用少无切削加工技术，这一技术是新技术、新工艺中衍生的新型技术类型。

在使用的时候是利用精密铸造、冷挤压、沉积等成型技术和工程材料应用到机械制造当中，也是将机械零件的形状向着精密成型的`方向发展。

通过这种自由成型的加工技术，能够让产品的生产费用有效的减少，也能够减少机械产品生产中的能源浪费和资源浪费。

2.4绿色切削加工技术的应用

绿色切削技术在机械制造工艺中也能够达到节能减排的要求。

由于在机械产品切割的时候使用的切削液具有一定的污染成分，所以使用绿色切削技术就能有效的解决污染的题。

这一技术在使用的时候，主要是会进行干式切割、低温切割、绿色温式切割等几个方式。

但是这一技术在使用的时候的净化处理、切削液的研制等方面还存在着一定的问题，因此还没有得到全面的利用。

所以相关的技术人员应该加强对这一技术的开发力度，从而更好的投入到机械生产当中。

2.5振动消除应力法的应用

在机械制造的生产过程中，一般情况下都是要对原材料进行特殊的处理，这一过程不仅能够让材料的应力有效的减弱，还能让机械产品的性能大大增强。

处理中使用热时效法的时候，会让材料本身的性能得到破坏，还会让制造的成本大大增加。

所以在处理的时候可以使用振动消除应力法，这种方法能够让材料中的金属构件实现晶格滑移，从而就能让金属的塑性发生改变，从而让材料的应力得到有效的减弱，实现减少成本、避免浪费的目的。

2.6再制造技术的应用

再制造技术主要是将已经不能使用的或者已经到了使用寿命的零件进行一定的处理，再将这些处理过的零件加入到机械的生产当中，从而有效的减少资源的浪费，也让机械的使用寿命得到延长。

但是在使用这一技术的时候，必须要保证机械产品的使用性能，不能将处理不合格的零件应用在机械制造当中。

2.7绿色处理

绿色处理是指将在机械制造过程中排放出的废液、废气、毛坯脚料以及破损的零件设备等废渣，进行回收利用或将其变成对环境无污染的物质的过程。

绿色处理的方法有：第一，根据各排放气体的性能，能吸收的就采用物理或化学方法吸收，能燃烧的就在燃烧炉中通入氧气完全燃烧。

第二，废液集中进行回收、转化、燃烧等处理。

第三，将有毒的废渣进行集中深埋，或是采用化学方法将其变成无毒无害物质，将有棱角的锐利废弃物收集在一起并作集中处理。

第四，将已报废的产品回收并使用到下一个周期中，变废为宝。

3、结束语

绿色制造，简而言之就是，从生产到制造再到应用，后期的回收等都遵循环保健康的理念，能最大化地确保原材料和利用率的高效。

这就是绿色化的重要意义所在。

总之，在如今这个快速发展的社会中，只有顺应消费者诉求及高精度、高效率的绿色概念等，才能长久发展。

对于今后的发展，绿色化、自动化、机械化是未来的方向和目标，只有以之为契机，才能更加快速地发展壮大。

所以，机械制造业要有长远发展，必将以降低资源耗费，发展纯净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为永恒发展奋斗目标。

篇7：绿色机械制造工艺

【摘要】绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式，也是机械制造业今后乃至未来发展的必然趋势。

本文在阐述绿色制造含义的基础上，对绿色制造工艺技术的基本类型进行了分析，最后就绿色制造理念下的机械制造工艺进行了探究。

【关键词】绿色制造;机械制造;工艺技术;绿色设计

绿色制造是一种将环境影响与资源效益综合考虑在内的现代化制造模式。

长期以来，环境、资源、人口是人类社会面临的三大主要问题，尤其是环境问题，严峻程度日益俱增，严重威胁人类社会的生存与发展。

因此，我们在在大力发展机械制造业的同时，不能忽视生态环境的保护，而应将绿色制造理念渗透到机械制造行业中，积极推广绿色制造工艺，坚持可持续发展，实现资源的无害化。

1.绿色制造的含义

绿色制造，又被称为清洁制造、生态制造以及环境意识制造。

绿色制造，它是指在产品的整个生命周期中，从原料提炼、毛坯制造、材料选择、设计、生产、包装、使用、维修再到报废回收过程中均将环境影响和资源效益综合考虑在内，力求将环境的污染降到最小，将资源的消耗量降到最低，实现经济效益和社会效益协调优化的现代化制造模式。

绿色制造工艺技术，以传统的工艺技术为基础，结合表面技术、控制技术、材料科学技术等多种先进的新技术，在确保产品的质量、功能、成本的基础上，全面考虑环境和资源的双重因素的现代化制造技术。

其目标使产品从设计、制造、使用到报废整个生命周期过程中不会污染环境，使能源消耗最低、资源利用率最高，节约资源和能源。

2.绿色制造工艺技术的基本类型

2.1降低能耗型工艺技术

降低能耗型工艺技术是指一项在生产过程中能够降低能量损耗的工艺技术。

目前，主要通过减磨、降耗或采用低能耗工艺等方法来降低能量损耗。

众所周知，在机械制造过程中要消耗大量的能量，这些能量有一部分会转化成有用，另一部分在直接转化成能量的形式后会被消耗掉，而所消耗的这些能量总是伴随着一定的有害损失。

如摩擦损失掉的能量会因磨损而影响加工精度;损失掉的能量还会引起振动和噪声，破坏工艺系统的安全性和可靠性，污染周围环境，甚至威胁到操作者的生命安全。

2.2节约资源型工艺技术

节约资源型工艺技术是指一项在生产过程中能够简化生产工艺系统组成要素，节约原材料消耗的工艺技术。

节约资源型工艺技术可从设计和工艺两方面加以实现，在设计上，可通过优化设计技术、降低零件重量、减少零件数量等途径提高原材料的利用率。

在工艺上，可通过采用新型刀具材料，降低刀具组成的消耗，增强刀具的使用寿命;采用干式加工技术，减小或取消切削液的使用，降低加工废弃物对环境的污染，节约资源;通过先进的优化毛坯制造技术对毛坯形状加以优化，减小加工余量，降低原材料消耗。

2.3环境保护型工艺技术

环境保护型工艺技术是指一项在生产过程中，通过一定的工艺技术将产生的对环境和操作者有影响的物质尽量减少或消除的技术。

生产过程实际上是一个输入输出系统，当将各种加工过程所需要的要素输入系统中时，系统会将最终目标产品以外的物质直接输出，这些物质可能会对环境和操作者产生影响，甚至危害，如废气、废渣、废液、噪声等。

加强机械制造工艺设计阶段的全面管理，增强末端治理技术，积极预防污染的产生是目前机械制造业消除环境污染，保护生态环境最为有效的方法。

3.绿色制造理念下的机械制造工艺分析

3.1遵循绿色设计理念

绿色设计几乎决定了产品生命周期的全部消耗，是机械制造过程中的重要环节。

绿色设计，也称为环境设计、生态设计以及环境意识设计，它是集产品质量、功能、寿命和环境于一身的系统设计理念。

绿色设计理念具有绿色性、并行性以及集成性等特点，要求设计产品在之前应将产品整个生命周期全过程的所有因素考虑在内，如产品质量，产品结构设计、工艺设计、包装运输设计、拆卸回收设计、报废处置设计等各个环节的产品环境属性，同时确保各个设计阶段相互协调，做出各阶段和整体设计方案的信息交流和反馈工作，以便能在设计研发过程中及时对产品进改进，从而促使产品设计达到最优化。

篇8：机械制图简明教程-绪论

第一章绪论

一、设计制图的内容和特点

图样与文字、数字一样，是人类借以表达工程设计意图的基本工具之一，在科技界和工程技术界应用尤为广泛，在科技和生产领域中最常使用的工程图——多面正投影图，长期以来被誉为工程界的语言，这是由于它们具有独特的表现力，能详尽而准确地反映工程对象的形状和大小，便于依图进行生产和科研，起到了语言、文字难以起到的作用。当今科技突飞猛进，工程图的用途越来越广泛，工程施工、课题研究、创造发明、技术教育、传播文化、交流技术、普及知识、产品介绍等各方面随时都需要以相应的表达方法和形式来绘制人们所从事的对象，而且对表达方法提出了更高的要求。设计制图是以美术手法来绘制工程对象的立体形象，是绘画几何学和美术的融合体。其内容包括：轴测、透视、阴影、体视等有关的绘图理论，绘制轴测图、透视图等各种技法。

用工程图学理论绘制的图画（简称工程画），既保持了工程图的特点，又具有较好的直观性和艺术性，其作用不同于一般的绘画。它的突出特点是用细致、准确的特种手法，绘制出工程对象的结构造型、工作原理、装配关系、调整使用方法等。因此，工程画具有严格的绘图比例、清晰的表达方法、准确的轮廓及较强的立体感，使所绘制的物体形象跃立于画面，令人产生见图如见物的真实感。因此，可以把工程画喻为“工程图学中的普通话”。实践证明，工程绘画已成为人们从事科技、生产、教育活动及国际交往的得力助手。工程画是谁都容易理解和接受的表达形式，对从事产品设计、制造、供销、维护保养和使用修理人员来说，都是非常必要的，它可以缩短人们对产品的认识时间，减少人们思考的范围，简化各方面人员的工作，完全符合“高速度”这一时代特征的要求，所以在工业发达的国家已把工程画广泛地应用于飞机、汽车、电气、仪表、家庭器具等机械化工设备制造业。它已成为工业发展的橱窗，标志着一个国家物质文明和精神文明的发展高度。

二、本课程的任务及学习方法

1．本课程的主要任务

（1）学习多面正投影、轴测投影、透视投影的有关理论。

（2）学习绘制多面正投影、轴测图和透视图的绘制技法。

（3）学习用计算机绘制工程画的方法。

（4）培养学生的空间想象能力、绘图能力和审美能力。

（5）培养学生的手指灵活性及近距离的视觉敏锐度。

此外，在学习过程中还必须有意识地培养自学和创造能力、分析和解决问题的能力，

2．学习方法

本课程是一门既有理论又有较多实践的技术基础课，在学习中应该坚持理论联系实际。认真学习多面正投影、轴测投影、透视投影的基本理论及其投影规律，在此基础上由浅入深地通过一系列的绘画实践，掌握多面正投影、轴测图、透视图的基本作图方法及其应用。在日常生活中多注意观察物体的光影关系，以便增加所绘工程画的真实感。在具备计算机自动绘图系统的条件下，学习计算机绘制工程画，多上机练习才能掌握好所学内容。

三、工程界常用的三种图示方法

在科技工程领域中，常用多面正投影图、轴测投影图和透视投影图来表达物体的形状。每种投影图都是按一定的投影原理和方法绘制的，并各有其优、缺点。

1．多面正投影图

图1-1所示三视图，是用互相平行的投影光线将物体分别向三个互相垂直的投影面作垂直投影得到的一组图形。

图1-1 多面正投影的形成原理

多面正投影图能准确而完整地表达物体各向度的形状和大小，因此在工程制图中被广泛采用。但是，这样的投影图缺乏立体感，物体的确切形状还必须经过投影分析和空间想象才能得知，而这种想象能力必须经过学习和培养才能够掌握，这对未学过投影知识的人来说，无疑是个难题。

2．轴测投影图

图1-2所示的轴测投影图，是用一束平行投射光线将物体向一个投影面投射所得到的单面投影图。

图1-2 轴测投影图形成原理

轴测投影图是在一个投影面上反映物体三个向度的形状，因此它具有较好的立体感，一般人都能看懂。在轴测投影图上，各坐标轴（即轴测轴）与原坐标轴成一定比例，利用这些比例就可在轴测投影图上量出原物体的各轴向尺寸。轴测投影图具有理论简单、画图容易、形状逼真等优点，特别适用于表达机器零部件的立体形状。但是，由于轴测投影图是单面投影图，不能全面地表达出物体的形状，因此在工程上的应用还受到一定的限制。

3．透视投影图

透视投影图是用一束具有射影中心的辐射光线将物体向一个投影面投射所得到的单面投影图，如图1-3所示。

图1-3 透视投影图形成原理

与轴测投影图相同，透视投影图是在一个投影面上反映物体三个向度的形状，因此该图的立体感强。由于透视投影图是用中心投射法绘制立体形象，故它比轴测投影图更符合人们的视觉。在工业产品设计中，设计人员绘制的效果图往往用透视投影图表达，以达到见图如见物的目的。透视图的缺点是画图比较麻烦，度量性不如轴测投影图好。

篇9：机械制造技术教程_2机械加工工艺规程

第2章机械加工工艺规程

2.1 机械加工概述

2.1.1 生产过程和工艺过程

1. 生产过程

在机械产品制造时，将原材料（或半成品）转变为成品的全过程，称为生产过程，对机械制造而言，生产过程主要由以下各部分所组成：

毛坯的制造

零件的机械加工

热处理及其它表面处理

产品的装配试验等

原材料等的运输保管

生产和技术准备

产品的油漆包装等

在现代生产中，为了便于组织生产，提高生产率和降低成本，有利于产品的标准化和专业化生产，一种产品生产往往由许多工厂联合起来协作完成。例如：汽车的生产过程就是由发动机、底盘、电器设备、仪表、轮胎、总装等协作制造工厂（或车间）的生产过程所组成。

2. 工艺过程

工艺过程就是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。

机械加工工艺过程是指利用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为成品或半成品的过程。本章主要讨论机械加工工艺过程。

2.1.2 工艺过程的组成

机械加工工艺过程（以下简称为工艺过程）是由一个或若干个顺序排列的工序所组成，毛坯依次通过这些工序变为成品。

1.工序

工序是一个（或一组）工人，在一个工作地对同一个（或同时对几个）工件进行加工所连续完成的那部分工艺过程，划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续。如果其中之一有变动或加工不是连续完成，则应划分为另一道工序。这里的“工作地”是指一台机床，一个钳工台或一个装配地点，这里的“连续”是指对一个具体的工件的加工是连续进行的，中间没有插入另一个工件的加工。例如：在车床上加工一个轴类零件，尽管加工过程中可能多次调头装夹工件及变换刀具，只要没有变换机床，也没有在加工过程中插入另一个工件的加工，则在此车床上对该轴类零件的所有加工的内容都属于同一工序。再如先车好一批工件的一端，然后调头再车这批工件的另一端，这时对每个工件来说，两端的加工以不连续，所以即使在同一台车床上加工也是两道工序。

现在以图2-1所示的阶梯轴的加工为例来说明。若阶梯轴的精度和表面粗糙度要求不高，单件小批量生产时，其工艺过程见表2-1；大批量生产时，其工艺过程见表2-2。

图2-1阶梯轴

表2-1 单件小批生产的生产过程

工序号

工序内容

设备

车端面，钻中心孔；调头车端面，钻中心孔。

车床

车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角。

车床

铣键槽；去毛刺

铣床

第2章机械加工工艺规程

2.1 机械加工概述

2.1.1 生产过程和工艺过程

1. 生产过程

在机械产品制造时，将原材料（或半成品）转变为成品的全过程，称为生产过程。对机械制造而言，生产过程主要由以下各部分所组成：

毛坯的制造

零件的机械加工

热处理及其它表面处理

产品的装配试验等

原材料等的运输保管

生产和技术准备

产品的油漆包装等

2. 工艺过程

工艺过程就是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。

2.1.2 工艺过程的组成

机械加工工艺过程（以下简称为工艺过程）是由一个或若干个顺序排列的工序所组成，毛坯依次通过这些工序变为成品。

1.工序

图2-1阶梯轴

表2-1 单件小批生产的生产过程

工序号

工序内容

设备

车端面，钻中心孔；调头车端面，钻中心孔。

车床

车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角。

车床

铣键槽；去毛刺

铣床

表2-2 大量大批生产的工艺过程

工序号

工序内容

设备

铣端面，钻中心孔

机床

车大外圆及倒角

车床

车小外圆及倒角

车床

铣键槽

铣床

去毛刺

钳工台

从表中可以看出，生产规模的不同，工序的划分及每个工序所包含的加工内容是不同的。工序是组成工艺过程的基本单元，也是生产计划的基本单元。每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。

2.安装

工件加工前，使其在机床或夹具中占据一正确而固定位置的过程为安装。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能安装几次。在表2-1的工序1和2都是两次安装，而工序3以及表2-2的各道工序中都是一次安装。工件加工中应尽可能减少安装次数，以免影响加工精度和增加辅助时间。

3.工位

为了减少安装次数，常采用回转工作台，回转夹具或移动夹具等多工位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工。此时，工件在机床上占据的每一个加工位置称为工位。如图2-2所示的为一种利用回转工作台在一次安装中顺次完成装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工的实例。

4.工步

在加工表面，切削刀具和切削用量（不包括切削深度）不变的条件下，所连续完成的那一部分工序称为工步。一道工序可能包括几个工步，也可能只有一个工步。如表2-1工序1中，包括四个工步：两次车端面，两次打中心孔；工序2中也包括四个工步；而表2-2工序4只有一个工步。为了简化工艺文件，对于在一次安装中连续进行的若干相同的工步，常看作为一个工步（可称为合并工步）。如用一把钻头连续钻削几个相同尺寸的孔，就认为是一个工步，而不看成是几个工步。为了提高生产率，采用复合刀具或多刀加工的工步称为复合工步。在工艺文件上，复合工步应看做一个工步。

图2-3复合工步

5.走刀

走刀是切削工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工艺过程。在一个工步中，当加工表面上需要切除的材料较厚，无法一次全部切除掉，需分几次切除，则每切去一层材料称为一次走刀。一个工步可以包括一次或几次走刀。

2.1.3 生产纲领和生产类型

1. 生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划，因计划期常常定为1年，所以也称为年产量。零件的生产纲领要记入备品和废品的数量，可按下式计算：

式中零件的年产量（件/年）；产品的年产量（台/年）；每台产品中该零件的数量（件/台）；备品率；废品率。

2. 生产类型

生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。

(1)单件生产单件生产的基本特点是生产的产品种类很多，每种产品制造一个或少数几个，而且很少重复生产。例如重型机器制造，专用设备制造和新产品试制等。

(2)成批生产

成批生产指一年中分批轮流生产几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象周期性地重复。例如，机床、机车、纺织机械的制造等多属于成批生产。每批制造的相同产品的数量称为批量，根据批量的大小，成批生产可分为小批生产、中批生产和大批生产。小批生产和单件生产相似，常合称为单件小批生产；大批生产和大量生产相似，常合称为大批大量生产。中批生产的工艺特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间。

(3)大量生产

大量生产的产量很大，大多数工作地点长期只进行某一工序的生产。例如，汽车、拖拉机、手表的制造常属大量生产。

生产类型的划分，可根据生产纲领和产品的特点及零件的重量或工作地每月担负的工序数，参考表2-3确定。

表2-3生产类型与生产纲领的关系

生产类型

生产纲领 /（台/年或件/年）

工作地每月担负工序数

小型机械或小型零件

中型机械或中型零件

重型机械或重型零件

工序数·月

单件生产

≤ 100≤ 10≤ 5不作规定

小批生产

＞ 100~500＞ 10~150＞ 5~100＞ 20~40

中批生产

＞ 500~5000＞ 150~500＞ 100~300＞ 10~20

大批生产

＞ 5000~50000＞ 500~5000＞ 300~1000＞ 1~10

大量生产

＞ 50000＞ 5000＞ 10001

注：小型、中型和重型机械可分别以缝纫机、机床（或柴油机）和轧钢机为代表。

3. 各种生产类型的工艺特征

生产类型不同，产品制造的工艺方法、所采用的加工设备、工艺装备以及生产组织管理形式均不同。各种生产类型的工艺特征见表2-4。

表2-4各种生产类型的工艺特征

类型

特点

单件生产

成批生产

大量生产

加工对象

经常改变

周期性改变

固定不变

毛坯的制造方法及加工余量铸件用木模，手工造型；锻件用自由锻。毛坯精度底，加工余量大部分铸件用金属模，部分铸件采用模锻。毛坯精度中等，加工余量中等铸件广泛采用金属模机器造型。锻件广泛采用模锻以及其他高生产率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小机床设备及其布置形式采用通用机床。机床按类别和规格大小采用“机群式”排列布置采用部分通用机床和部分高生产率的专用机床。机床设备按加工零件类别分“工段”排列布置广泛采用高生产率的专用机床及自动机床。按流水线形式排列布置工艺装备多标准夹具，很少采用专用夹具，靠划线及试切法达到尺寸精度采用通用刀具与万能量具广泛采用专用夹具，部分靠划线进行加工较多采用专用刀具和专用量具广泛采用先进高效夹具，靠夹具及调整法达到加工要求广泛采用高生产率的刀具和量具对操作人员的要求需要技术熟练的操作工人操作工人需要有一定的技术熟练程度对操作工人的技术要求较底，对调整工人的技术要求较高工艺文件有简单的工艺过程卡片有较详细的工艺规程，对重要零件需编制工序卡片有详细编制的工艺文件零件的互换性广泛采用钳工修配零件大部分有互换性，少数用钳工修配零件全部有互换性，某些配合要求很高的零件采用分组互换生产率

低

中等

高

单件加工成本

高

中等

低

2.1.4 工艺规程

工艺规程是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。其中，规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。正确的工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实践的基础上，依据科学理论和必要的工艺实验并考虑具体的生产条件而制订定。

1.工艺规程的作用

(1)工艺规程是指导生产的主要技术文件按照工艺规程进行生产，可以保证产品质量和提高生产效率。

(2)工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据在产品投产前可以根据工艺规程进行原材料和毛坯的供应，机床负荷的调整，专用工艺装备的设计和制造，生产作业计划的编排，劳动力的组织以及生产成本的核算等。

(3)工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本技术文件在新建或扩建工厂、车间时，只有根据工艺规程和生产纲领，才能准确确定生产所需机床的种类和数量，工厂或车间的面积，机床的平面布置，生产工人的工种、等级、数量以及各辅助部门的安排等。

(4)工艺规程是进行技术交流的重要文件先进的工艺规程起着交流和推广先进经验的作用，能指导同类产品的生产，缩短工厂摸索和试制的过程。工艺规程是经过逐级审批的，因而也是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。但工艺规程也不是一成不变的，它应不断地反映工人的革新创造，及时地吸取国内外先进工艺技术，不断予以改进和完善，以便更好地指导生产。

2. 制定工艺规程的原则、主要依据和步聚

(1)制定工艺规程的原则制定工艺规程的原则是：所制定的工艺规程应保证在一定生产条件下，以最高的生产率、最低的成本、可靠地生产出符合要求的产品。为此，应尽量做到技术上先进，经济上的合理，并且有良好的劳动条件。另外还应该做到正确、统一、完整和清晰；所用的术语、符号、计量单位、编号等都要符合有关的标准。

(2)制定工艺规程的主要依据(原始资料)

①产品的成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现有生产条件和资料，包括毛坯的生产条件、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。

⑤国内同类产品的有关工艺资料等。

(3)制定工艺规程的步聚

①分析研究产品的装配图和零件图。

②确定生产类型。

③确定毛坯的种类和尺寸。

④选择定位基准和主要表面加工方法、拟定零件加工工艺路线。

⑤确定工序尺寸及公差。

⑥选择机床、工艺装备及确定时间定额。

⑦填写工艺文件。

3.工艺规程的格式

将工艺规程的内容填入一定格式的卡片，成为工艺文件。目前，工艺文件还没有统一的格式。各厂都是按照一些基本的内容，根据具体情况自行确定。最常用的工艺文件的基本格式如下：

⑴机械加工工艺过程卡片以工序单位简要说明零件机械加工过程的一种工艺文件，主要用于单件小批量生产和中批生产零件，大批大量生产可酌情自定。该卡片是生产管理方面的工艺文件。机械加工工艺过程卡片见表2-5。

②机械加工工序卡片是在工艺过程卡片的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件，其主要内容包括工序简图，该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等。工序卡片主要用于大量生产中所用零件，中批生产中的复杂产品的关键零件以及小批量生产中的关键工序。机械加工工序卡片见表2-6。

表2-5 机械加工工艺过程卡片格式

工厂

机械加工工艺过程卡片

产品型号

零(部)件图号

共页

产品名称

零(部)件名称

第页

材料牌号

毛坯种类

毛坯外型尺寸

每毛坯件数

每台件数

备注

工序号

工序名称

工序内容

车间

工段

设备

工艺装备

标记

处记

更改文件号

签字

日期

编制时间

表2-6 机械加工工序卡片

工厂

机械加工工序卡片

产品型号

零(部)件图号

共页

产品名称

零(部)件名称

第页

材料牌号

毛坯种类

毛坯外型尺寸

每毛坯件数

每台件数

备注

车间

工序号

工序名称

材料牌号

毛坯种类

毛坯外形尺寸

每坯件数

每台件数

设备名称

设备型号

设备编号

同时加工件数

夹具编号

夹具名称

冷却液

工序工时

准终

单件

工步号

工步内容

工艺装备

主轴转速

切削速度

走刀量

吃刀深度

走刀次数

定额

机动

辅助

编制日期

审核日期

会签日期

标记

处记

更改文件号

2.2 零件的工艺分析

制造零件的机械加工工艺过程，首先要对零件进行工艺分析。对零件工艺分析，主要包括零件的技术要求分析和结构工艺性分析两方面。

2.2.1 零件的技术要求分析零件的技术要求分析包括以下几个方面：

（1）加工表面的尺寸精度和性状精度。

（2）各加工表面之间以及加工表面和不加工表面之间的相互位置精度。

（3）加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求。

（4）热处理及其他要求，如动平衡、配适切削等。要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现存生产条件下能否实现，特别要分析主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。

2.2.2 零件的结构工艺性分析

零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、切削加工等的工艺性，涉及面很广，具有综合性。而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性可能不同。所以，在对零件进行工艺分析时，必须根据具体的生产类型和生产条件，全面、具体、综和地分析。在制定机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺性分析，它涉及的主要内容如下：

（1）工件应便于机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。

（2）刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。

（3）尽量减少刀具调整和走刀次数。

（4）尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。

（5）便于采用标准刀具，尽可能减少刀具种类。

（6）尽量减少工件和刀具的受力变形。

（7）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、多件加工。

（8）有适宜的定位基准、且定位基准至加工面的标柱尺寸应便于测量。表2-7是一些常见的零件结构工艺性实例。

表2-7常见的零件结构工艺性实例

主要要求

结构工艺性

工艺性好的结构的优点

不好

好

加工面积应尽量小减少加工量减少材料及切削工具的消耗量钻孔的入端和出端应避免斜面避免刀具损坏 .提高钻孔精度提高生产率避免斜孔简化夹具结构几个平行的孔便于同时加工减少孔的加工量孔的位置不能距壁太近可采用标准和辅具提高加工精度

2.3 毛坯的选择

在制定工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。因此选择毛坯时应从毛坯制造和机械加工两方面综和考虑，以求得最佳效果。

2.3.1 毛坯的种类

⑴铸件铸件毛坯的制造方法可分为砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、压力铸造等，适用于各种性状复杂的零件，铸件材料有铸铁、铸钢及钢等有色金属。

⑵锻件锻件可分为自由锻件和模锻件。自由锻件毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻件毛坯精度高、加工余量小、生产率高，适用于中批以上生产的中小型毛坯。常用的锻件材料为中、低碳钢及低合金钢。

⑶轧制件主要包括各种热轧和冷轧圆钢、方钢、六角钢、八角钢等型材，热轧毛坯精度较低，冷轧毛坯精度较高。

⑷焊接件是将型材或板料等焊接成所需的毛坯，简单方便，但需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工。

⑸其他毛坯如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等。

2.3.2 选择毛坯时应考虑的因素

1.零件的材料及力学性能要求

零件的材料选定后，毛坯的种类一般可大致确定。例如，铸铁和某些金属只能铸造；对于主要的钢质零件为获得良好的力学性能，应选用锻件毛坯。

2.零件的结构形状和尺寸

毛坯的形状和尺寸应尽量与零件的形状和尺寸接近，形状复杂和大型零件的毛坯多用铸造；板状钢质零件多用锻造；轴类零件毛坯，如各台阶直径相差不大，可选用棒料；如各台阶直径相差较大，易用锻件。对于锻件，尺寸大时可选用自由锻，尺寸小且批量较大时可选用模锻。

3.生产纲领的大小

大批量生产时，应选用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如模锻、金属型机器造型铸造等。单件小批生产时应选用木模手工造型造成自由锻造。

4.现有生产条件

选用毛坯时，要充分考虑现有的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力，外协生产的可能性。

5.充分考虑利用好技术、新工艺、新材料的可能性

为节约材料和能源，随着毛坯专业化生产的发展，精铸，冷扎，冷挤压等毛坯制造方法的应用将日益广泛，应用这些方法后，可大大减少机械加工量，甚至不需要切削加工，其经济效益非常显著。

2.3.3 毛坯形状与尺寸的确定

毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为加工余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差、毛坯余量的大小同毛坯的制造方法有关。生产中可参照有关工艺手册和标准确定。毛坯余量的确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上，即可大致确定毛坯的形状和尺寸，此外还要考虑毛坯制造、机械加工及热处理等许多工艺因素。下面尽从机械加工工艺角度分析在确定毛坯形状和尺寸时应注意的问题。

⑴工艺凸台为了加工时装夹方便，有些毛坯需要铸出工艺搭子。这种情况下，除了将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上外，还要把工艺凸台或工艺搭子附加在零件上。

⑵一坯多件为了提高零件机械加工的生产率，对于一些类似图2-3所示的需经锻造的小零件，可以将若干零件合锻为一件毛坯，经平面加工后再切割分离成单个零件。显然，在确定毛坯的长度时，应考虑切割零件所用锯片的厚度和切割的零件数。

⑶组合毛坯为了保证加工质量，同时也为了加工方便，通常将轴承、瓦块、砂轮平衡块及车床的开合螺母外壳之类的分离零件的毛坯先作成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。

图2-4一坯多件的毛坯

2.4 定位基准的选择

在制定零件机械加工工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各个表面间的加工顺序安排都有很大影响。采用夹具装夹工件时，定位基准的选择还会影响到夹具的结构。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。

2.4.1基准的概念及其分类

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。根据作用不同，可将基准做如下的分类：

定位基准测量基准工序基准装配基准

1.设计基准

在零件图上用来确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图2-5所示钻套零件，孔中心线是外圆与内孔径向圆跳动的设计准，也是端面圆跳动的设计基准，端面A是端面B、C的设计基准。

图2-5 钻套

2.工艺基准

零件在加工和装配过程所使用的基准。按用途的不同可将分为一下四种：

(1)定位基准加工时工件定位所用的基准。用夹具装夹时，定位基准就是工件上直接与夹具的定位元件相接触的点、线、面。例如，将图2-5所示零件套在心轴上磨削Φ40h6外圆表面时，内孔中心线即是定位基准。定位基准又可分为粗基准和精基准。粗基准是指没有经过机械加工的定位基准，而已经过机械加工的定位基准则为精基准。

(2)测量基准用以检验已加工表面形状、尺寸及位置的基准，称为测量基准。

(3)工序基准在工序简图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。简言之，它是工序图上的基准。例如，图2-5所示为钻套零件的车削加工工序图， A面即是B，C面的工序基准。

图2-5钻套零件车削工序简图

⑷装配基准

图2.5

装配时用以确定零件在部件或成品中位置的基准，称为装配基准。例如图2-4所示钻套零件上的Φ40h6外圆柱面及端面B就是该钻套零件装在钻床夹具的钻模板上的孔中时的装配基准。零件上的基准通常是零件表面具体存在的一些点、线、面，但也可以是一些假定的点、线、面，如孔或轴的中心线、槽的对称面等。这些假定的基准，必须由零件上某些相交的具体表面来体现，这样的表面称为基准面。例如图2-5所示钻套零件的内孔中心线并不具体存在，而是由内孔圆柱面来体现的，故内孔中心线是基准，内孔圆柱面是基准面。

2.4.2工件定位的基本原理

为了达到工件被加工表面的技术要求，必须保证工件在机床上相对于刀具占有正确的加工位置，即定位。夹具是保证工件相对于机床、刀具占有正确位置的重要工具。工件在加工过程中的正确位置，在使用夹具的情况下，就是使机床、刀具、夹具和工件之间保持正确的加工位置。

1.六点定位原则

工件定位的实质，就是使工件在夹具中占有某一个正确的加工位置。由理论力学可知，一个空间处于自由状态的刚体，具有六个自由度。一个尚未定位的工件，相当于一个空间自由刚体，其空间位置是不确定的，这种位置的不确定性如图2 -7所示。即在空间直角坐标系中，工件可沿X、Y、Z轴方向移动，称作工件沿X、Y、Z移动自由度，用X → 、Y → 、Z → 表示;也可以绕X、Y、Z轴转动，称做工件绕X、Y、Z轴的转动自由度，用、、表示。由此可见，要使工件在夹具中占有正确的位置，就是要对工件的X → 、Y → 、Z → 六个自由度加以必要的限制———即约束。

图2 -7 未定位工件的六个自由度

在这里，我们引出定位支承点的概念，将具体的定位元件抽象化，转化为相应的定位支承点来限制工件的自由度。夹具用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定。这就是六点定位原则。如图2 -8所示。工件底面上1、2、3，不在同一直线上的三个支承点，组成一个定位平面，限制了Z → 、、三个自由度;三点构成的三角形面积越大，定位越稳定。工件侧面上的两个支承点4、5，限制了X → 、两个自由度;两点连线不与底面垂直，否则，工件绕Z轴的转动自由度便不能限制。工件顶面上的一个支承点6，限制了一个自由度，可见合理设置工件定位时支承点的分布件的六个定位支承点，可以限制工件的六个自由度，以使工件的位置完全确定。

图2 -8 工件定位时支承点的分布

六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。表2-8列出了常用定位元件限制工件自由

2.工件的定位方式

工件定位时，影响加工要求的自由度必须加以限制;不影响加工要求的自由度，有时需要限制，有时也可不必限制，视其具体情况而定。

（1）完全定位工件的六个支承点全部被限制，工件在空间占有完全确定的惟一位置，称完全定位。

（2）不完全定位有些工件，根据加工要求，并不需要限制其全部自由度。如图2-9所示的通槽，为保证槽底面与A面的平行度和尺寸mm两项加工要求，必须限制、、三个自由度;为保证槽侧面与B面的平行度及尺寸30±0.1 mm两项加工要求，必须限制、两个自由度;至于，从加工要求的角度看，可以不限制。因为一批工件逐个在夹具上定位时，即使各个工件沿Y轴的位置不同，也不会影响加工要求，这就是不完全定位。但若将此槽改为不通的，在Y方向有尺寸要求，则自由度就必须加以限制。

图2 -9 加工零件通槽工序图

如图2 -10所示的几种不完全定位的示例。加工如图2 -10（ a）所示零件的上表面时，要求保证尺寸为H±δH，此时采用图2 -10（ b）的定位方式，底板上设置三个定位支承钉，限制、、三个自由度。图2 -10（ c）为加工图2 -10（a）所示零件的定位方式，底面三个支承钉，侧面两个定位支承钉，限制了工件的、、、、五个自由度，没有被限制。图2 -10（ d）为加工工件内孔、的自由度不需要被限制。

图2-10 几种不完全定位的实例

（3）欠定位所谓欠定位是指工件的实际定位所限制的自由度数少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。欠定位的结果将会导致工件应该被限制的自由度不被限制的不合理现象，在夹具中的位置不能满足加工要求。以图2 -9所示工件加工为例，如果仅以底面定位，而不用侧面定位或只在侧面上设置一个支承点定位时，则工件相对于成形运动的位置，就可能偏斜，按这样定位铣出的槽，显然无法保证槽与侧面的距离和平行度要求。由此可知，在加工过程中，欠定位的方式是绝对不允许出现的。

（4）过定位过定位亦称重复定位，它是指定位时几个定位支承点重复限制工件的同一个自由度，如图2 -11所示。定位销和支承板重复限制了，属于过定位。这种过定位可能在加工过程中安装零件时出现干涉，需要消除其中一个元件，图2-11（c）、图2-11（d）为两种方案，图2 -11（c）将圆柱销改为棱形销，图2 -11（d）是将支承板改为活动楔块。

图2 -11 工件过定位及改进措施

2.4.3 定位基准的选择

选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。

1. 精基准的选择

选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便、可靠。选择精基准的原则如下：

(1)基准重合原则

选择被加工表面的设计基准为定位基准，以避免基准不重合引起的基准不重合误差。如图2-12（a）所示的零件，为了遵守基准重合原则，应选择加工表面C的设计基准A表面作为定位基准。按调整法加工该零件时，加工表面C对设计基准A的位置精度的保证，仅取决于本工序的加工误差。即在基准重合的条件下，只要C面相对A面的平行度误差不超过00.2mm，位置尺寸b的加工误差不超过设计误差Tb的范围就能保证加工精度，表面B的加工误差对表面C的加工精度不产生影响(如图2-12（b）所示）。但是，当表面C的设计基准为表面B时(图2-12（c），如果仍以表面A为定位基准按调整法加工就违背了基准重合原则，会产生基准不重合误差。因此尺寸C的加工误差不仅包括本工序所出现的加工误差，而且还包括有由于基准不重合带来的设计基准(B表面)和定位基准(A表面)之间的尺寸误差，其大小为尺寸a的误差(图2-6d）。为了保证尺寸C的精度要求，应使＋。可以看出，在一定的条件下，由于基准不重合误差的存在，势必导致加工误差容许数值的减小，即提高了本工序的加工精度，增加了加工难度和成本。当然，就本例来讲，以设计基准（表面B）作为定位基准，势必要增加夹具设计与制造的难度。故遵守基准重合原则，有利于保证加工表面获得较高的加工精度，但应用基准重合原则时，应注意具体条件。

图2-12 基准重合原则

定位过程中产生的基准不重合误差，是在用调整法加工一批工件时产生的。若用试切法加工，直接保证设计要求，则不存在基准不重合误差。

(2)基准统一原则

采用同一组基准来加工工件的多个表面。不仅可以避免因基准变化而引起的定位误差，而且在一次装夹中能加工较多的表面，既便于保证各个被加工表面的位置精度，又有利于提高生产率。例如加工轴类零件采用中心孔定位加工各外圆表面、齿轮加工中以其内孔及一端面为定位基准，均属基准统一原则。

(3)自为基准原则

以加工表面本身作为定位基准称为自为基准原则。有些精加工或是光整加工工序要求加工余量小而均匀，经常采用这一原则。遵循自为基准原则时，不能提高加工表面的位置精度，只是提高加工表面自身的尺寸、形状精度和表面质量。

(4)互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。

2. 粗基准的选择

选择粗基准，主要要求保证各加工面有足够的余量，并尽快获得精基准面。在具体选择时应考虑下面原则：

(1)以不加工表面作粗基准。用不加工表面做粗基准，可以保证不加工表面与加工表面之间的相互位置关系。例如图2-13所示的毛坯，铸造时孔和外圆A有偏心，选不加工的外圆A为粗基准，从而保证孔B的壁厚均匀。若以需要加工的右端为粗基准，当毛坯右端中心线（O-O）与内孔中心线不重合时，将会导致内孔壁厚不均匀，如图中虚线所示。当工件上有多个不加工表面时，选择与加工表面之间相互位置精度要求较高的不加工表面为粗基准。

图2-13选择不加工表面为粗基准

(2)以重要表面、余量较小的表面作粗基准。此原则主要是考虑加工余量的合理分配。例如图2-14所示的床身零件，要求导轨面应有较好的耐磨性，以保持其导向精度。由于铸造时的浇铸位置决定了导轨面处的金属组织均匀而致密，在机械加工中，为保留这一组织应使导轨面上的加工余量尽量小而均匀，因此应选择导轨面作为粗基准加工床脚，再以床脚作为精基准加工导轨面。图2-15所示的阶梯轴，大小端余量不同且有偏心，加工时应选择余量较小的外圆为基准，否则，如果选外圆为粗基准加工外圆表面，当两个外圆有的偏心时，则加工后的外圆表面的一侧可能会因余量不足而残留部分毛坯表面，从而使工件报废

图2-14 床身加工的粗基准选择

(3)粗基准应尽量避免重复使用，在同一尺寸上（即同一自由度方向上）通常只允许使用一次，作为粗基准是毛坯表面一般都比较粗糙，如二次使用，定位误差较大。因此，粗基准应避免重复使用。如图2-16所示的心轴，如重复使用毛坯面B定位去加工A和C，则会使A和C表面的轴线产生较大的同轴度误差。

图2-16 粗基准的重复选择

(4)以质量较好的毛坯作为粗基准。应尽量选择没有飞边、浇口或其他缺陷的平整表面作为粗基准，使工件定位稳定、夹紧可靠。实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不一定能同时满足，有时还是互相矛盾的，因此，在选择时应根据具体情况作具体分析，权衡利弊，保证其主要要求。

2.5 工艺路线的拟定

工艺路线的拟定是工艺规程制定过程中的关键阶段，其主要工作是选择零件表面的加工方法和安排各表面的加工顺序。设计时一般应提出几种方案，通过分析对比，从中选择最佳方案。

2.5.1 表面加工方法的选择

不同的加工表面所采用的加工方法不同，而同一加工表面，可能有许多加工方法可供选择，

表面加工方法的选择应满足加工质量、生产率和经济性各方面的要求。一般要考虑以下问题：

1.加工经济精度和经济表面粗糙度。所谓经济精度是指在正常条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人、不延长加工时间）所能保证的加工精度。若延长加工时间，就会增加成本，虽然精度能提高，但不经济。经济表面粗糙度的概念类同于经济精度。经济精度和经济表面粗糙度均已制成表格，在有关机械加工的手册中可以查到。表2-9、表2-10和表2-11分别摘录了外圆、孔和平面等典型表面的加工方法及其经济精度和经济表面粗糙度（经济精度用公差等级表示）。选择加工方法常常根据经验或查表确定，再根据实际情况或通过工艺验证进行修改。

表2-9外圆柱面加工方法

序号

加工方法

经济精度（以公差等级表示）经济表面粗糙度

适用范围

粗车IT11~IT1312.5~50

适用于淬火钢外

的各种金属

粗车-半精车IT8~IT103.2~6.3

粗车-半精车-精车IT7~IT80.8~1.6

粗车-半精车-精车-滚压IT7~IT80.025~0.2

粗车-半精车-磨削IT7~IT80.4~0.8

主要用于淬火钢也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属

粗车-半精车-粗磨-精磨IT6~IT70.1~0.4

粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工IT50.012~0.1

粗车-半精车-精车-精细车IT6~IT70.025~0.4

主要用于要求较高的有色金属加工

粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨IT5以上0.006~0.025

极高精度的外圆加工

粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.006~0.1

表2-10孔加工方法

序号

加工方法

经济精度（以公差等级表示）

经济表面粗糙度Ra值/μm

适用范围

钻

IT11~IT13

12.5~50

加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属。孔径小于15~20mm

钻-铰

IT8~IT10

3.2~6.3

钻-粗铰-精铰

IT7~IT8

0.8~1.6

钻-扩

IT10~IT11

0.2~0.8

加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属。孔径小于15~20mm

钻-扩-铰

IT8~IT9

6.3~12.5

钻-扩-精铰-粗铰

IT7

1.6~3.2

钻-扩-机铰-手铰

IT6~IT7

0.2~0.4

钻-扩-拉

IT7~IT9

0.1~1.6

大批大量生产(精度由拉刀的精度决定)

粗镗（或扩孔）

IT11~IT13

6.3~12.5

除淬火钢外的各种材料,毛坯有铸出孔或锻出孔

粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）

IT9~IT10

1.6~3.2

粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）

IT7~IT8

0.8~1.6

粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗

IT6~IT7

0.4~0.8

粗镗（扩）-半精镗-磨孔

IT7~IT8

0.2~0.8

主要用于淬火钢，但不宜用于有色金属

粗镗（扩）-半精镗-粗磨-精磨

IT6~IT7

0.1~0.2

粗镗-半精镗-精镗-精细镗

IT6~IT7

0.05~0.4

主要用于精度要求高的有色金属

钻-（扩）-粗镗－精镗－衍磨；钻－（扩）－拉－衍－磨；粗镗（扩）-半精镗-粗磨-衍磨

IT6~IT7

0.025~0.2

精度要求很高的孔

以研磨代替上述方法中的衍磨

IT5~IT6

0.006~0.1

表2-11平面加工方法

序号

加工方法

经济精度（以公差等级表示）经济表面粗糙度Ra值/μm

适用范围

1粗车IT11~IT1312.5~50端面 2粗车-半精车IT8~IT103.2~6.3 3粗车-半精车-精车IT7~IT80.8~1.6 4粗车-半精车-磨削IT6~IT80.2~0.8 5粗刨（或粗铣）IT11~IT136.3~25一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较小） 6粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）IT8~IT101.6~6.3 7粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-刮研IT6~IT70.1~0.6主要用于要求较高的有色金属加工 8以宽刃精刨代替上述刮研IT70.2~0.8 9粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-磨削IT70.2~0.8精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面 10粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-粗磨-精磨IT6~IT70.025~0.4 11粗铣-拉IT7~IT90.2~0.8大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定） 12粗铣-精铣-磨削-研磨IT5以上0.006~0.1 （或0.05）高精度平面

2.工件材料的性质各种加工方法对工件材料及其热处理状态有不同的适用性。淬火钢的精加工要采用磨削，有色金属的精加工为避免磨削时堵塞砂轮，则要用高速精细车或精细镗（全钢镗）。

3.工件的形状和尺寸工件的形状和加工表面的尺寸大小不同，采用的加工方法和加工方案往往不同。例如一般情况下，大孔常常采用粗镗-半精镗-精镗的方法，小孔常采用钻-扩-铰的方法。

4.生产类型、生产率和经济性各种加工方法的生产率有很大的差异，经济性也各不相同。如内孔键槽的加工方法可以选择拉和插，单件小批量生产主要适宜用插，可以获得较好的经济性，而大批量生产中为了提高生产率大多采用拉削加工。

5. 加工表面的特殊要求有些加工表面可能会有一些特殊要求，如表面切削纹路方向的要求。不同的加工方法纹路方向有所不同，铰削和镗削的纹路方向与拉削的纹路方向就不相同。选择加工方法时应考虑加工表面的特殊要求。

2.5.2 加工阶段的划分

当加工零件的质量要求比较高时，往往不可能在一两个工序中完成全部的加工工作，而必须分几个阶段来进行加工。一般说来，整个加工过程可分为粗加工、半精加工、精加工等几个阶段。加工精度和表面质量要求特别高时，还可以增设光整加工和超精加工阶段。加工过程中将粗、精加工分开进行，由粗到精使工件逐步到达所要求的精度水平。

1.各加工阶段的主要任务

各加工阶段的主要任务如下： ⑴粗加工阶段这一阶段的主要任务是尽快从毛坯上去除大部分余量，关键问题是提高生产率。 ⑵半精加工阶段在粗加工阶段的基础上提高零件精度和表面质量，并留合适的余量，为精加工作好准备工作。 ⑶精加工阶段从工件表面切除少量余量，达到工件设计要求的加工精度和表面粗糙度。 ⑷光整加工阶段对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光整加工阶段，这一阶段的主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度。当毛坯余量较大时，表面非常粗糙时，在粗加工阶段前还可以安排荒加工阶段。为能及时发现名毛坯缺陷，减少运输量，荒加工阶段常在毛坯准备车间进行。

2. 划分加工阶段的原因

将工艺过程划分阶段有以下作用：

(1)保证加工质量工件划分阶段后，因粗加工的加工余量很大，切削变形大，会出现较大的加工误差，通过半精加工和精加工逐步得到纠正，以保证加工质量。 (2)合理使用设备划分加工阶段后，可以充分发挥粗、精加工设备的特点，避免以精干粗，做到合理使用设备。 (3)便于安排热处理工序粗加工阶段前后，一般要安排去应力等预先热处理工序，精加工前则要安排淬火等最终热处理，最终热处理后工件的变形可以通过精加工工序予以消除。划分加工阶段后，便于热处理工序的安排，使冷热工序配合更好。 (4)便于及时发现毛坯缺陷毛坯的有些缺陷往往在加工后才暴露出来。粗精加工分开后，粗加工阶段就可以及时发现和处理毛坯缺陷。同时精加工工序安排在最后，可以避免已加工好的表面在搬运和夹紧中受到损伤。划分加工阶段是对整个工艺过程而言的，以工件加工表面为主线进行划分，不应以个别表面和个别工序来判断。对于具体的工件，加工阶段的划分还应灵活掌握。对于加工质量要求不高，工件刚性好，毛坯精度高，余量较小的工件，就可少划分几个阶段或不划分加工阶段。

2.5.3 工序集中与工序分散

在确定了工件上各表面的加工方法以后，安排加工工序的时候可以采取两种不同的原则：工序集中和工序分散原则。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。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，最少时每道工序仅有一个简单的工步。

1. 工序集中的特点：

(1)可以采用高效机床和工艺装备，生产率高。

(2)工件装夹次数减少，易于保证表面间相互位置精度，还能减少工序间的运输量。

(3)工序数目少，可以减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可以简化生产。

(4)如果采用结构复杂的专用设备及工艺装备，则投资巨大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。

2. 工序分散的特点：

(1)设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，易适应产品更换。

(2)可采用最合理的切削用量，减少基本时间。

(3)设备数量多，操作工人多，占用生产面积大。在一般情况下，单件小批量生产多采用工序集中，大批量生产则工序集中和分散二者兼有。实际生产中采用工序集中或工序分散，需根据具体情况，通过技术经济分析来确定。

2.5.4 加工顺序的安排

复杂零件的机械加工顺序包括切削加工、热处理和辅助工序，因此在拟定工艺路线时要将三者加以考虑。

1. 切削加工工序的安排

切削加工工序的安排，一般应遵循以下原则：

(1)先粗后精零件分阶段进行加工时一般应遵守“先粗后精”的加工顺序，即先进行粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

(2)先主后次零件的加工先考虑主要表面的加工，然后考虑次要表面的加工。次要表面可适当穿插在主要表面加工工序之间。所谓主要表面是指整个零件上加工精度要求高，表面粗糙度值要求小的装配表面、工作表面等。

(3)基准先行被选为精基准的表面，应安排在起始工序进行加工，以便尽快为后面工序的加工提供精基准。

(4)先面后孔对于箱体、支架类零件，其主要加工面是孔和平面，一般先以孔作粗基准加工平面，然后以平面为精基准加工孔，以保证平面和孔的位置精度要求。

2. 热处理工序的安排

为了使零件具有较好的切削性能而进行的预先热处理工序，如时效、正火、退火等热处理工序，应安排在粗加工之前。对于精度要求较高的零件有时在粗加工之后，甚至半精加工后还安排一次时效处理。为了提高零件的综合性能而进行的热处理，如调质，应安排在粗加工之后半精加工之前进行，对于一些没有特别要求的零件，调质也常作为最终热处理。为了得到高硬度、高耐磨性的表面而进行的渗碳、淬火等工序，一般应安排在半精加工之后，精加工之前。对于整体淬火的零件，则应在淬火之前，尽量将所有用金属刀具加工的表面都加工完，经淬火后，一般只能进行磨削加工。为了提高零件硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀性而进行的渗氮处理，由于渗氮层较薄，引起工件的变形极小，故应尽量靠后安排，一般安排在精加工或光整加工之前。

3.辅助工序的安排

辅助工序包括工件的检验，去毛刺，清洗和防锈等，其中检验工序是主要的辅助工序，它对保证产品质量有极重要的作用，检验工序应安排在：粗加工结束后;重要工序前后;转移车间前后;全部加工工序完成后。

2.6 加工余量的确定

2.6.1 加工余量的概念加工余量是指加工过程中从加工表面切去的金属表面层。加工余量可分为工序加工余量和总加工余量。

1.工序余量

工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，即在一道工序中从某一加工表面切除的材料层厚度。对于如图2-17所示的单边加工表面，其单边加工余量为：

式中——前道工序的工序尺寸；——本道工序的工序尺寸。

图2-17 单边加工余量

对于对称表面，其加工余量是对称分布的，是双边加工余量，如图2-18所示：

对于轴

对于孔

式中——直径上的加工余量；——前道工序的工序尺寸（直径）；——本道工序的工序尺寸（直径）。

图2-18 双边加工余量

2总加工余量

总加工余量是指零件从毛坯变为成品的整个加工过程中表-表面所切除金属层的总厚度，也即零件毛坯尺寸与零件图上设计尺寸之差。总加工余量等于各工序加工余量之和，即

Z总=

式中 Z总——总加工余量; Zi——第i道工序加工余量; n——该表面的工序数

图2-19是轴和孔的毛坯余量及各工序余量的分布情况。图中还给出了各工序尺寸及其公差、毛坯尺寸及其公差。对于被包容面（轴），基本尺寸为最大工序尺寸；对于包容面（孔），基本尺寸为最小工序尺寸。毛坯尺寸的公差一般采用双向标注。

图2-19 工序余量和毛坯余量

由于毛坯尺寸和工序尺寸都有制造公差，总余量和工序余量都是变动的。因此，加工余量有基本余量、最大余量、最小余量3种情况。如图2-20所示的被包容面表面加工，基本余量是前工序和本工序基本尺寸之差；最小余量是前工序最小工序尺寸和本工序最大工序尺寸之差；最大余量是前工序最大工序尺寸和本工序尺寸之差。对于包容面则相反。

图2-20 基本余量、最大余量、最小余量

2.6.2 确定加工余量的方法1.经验估计法

根据工艺人员和工人的长期生产实际经验，采用类比法来估计确定加工余量的大小。此法简单易行，但有时为经验所限，为防止余量不够生产废品，估计的余量一般偏大。多用于单件小批量生产。

2.分析计算法

以一定的实验资料和计算公式为依据，对影响加工余量的诸多因素进行逐项的分析和计算以确定加工余量的大小。该法所确定的加工余量经济合理，但要有可靠的实验数据和资料，计算较复杂，仅在贵重材料及大批生产和大量生产中采用。

3.查表修正法

以有关工艺手册和资料所推荐的加工余量为基础，结合实际加工情况进行修正以确定加工余量的大小。此法应用较广。查表时应注意表中数值是单边加工余量还是双边加工余量。

2.7 工序尺寸的确定

2.7.1 正确确定工序尺寸及其公差

某工序加工应达到的尺寸称为工序尺寸。正确确定工序尺寸及其公差是制定零件工艺规程的重要工作之一。工序尺寸及公差的大小不仅受到加工余量大小的影响，而且与工序基准的选择有密切关系。下面分两种情况进行讨论。

1.工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定

这是指工艺基准与设计基准重合时，同一表面经过多次加工才能达到精度要求，应如何确定工序尺寸及其公差。一般外圆柱面和内孔加工多属这种情况。要确定工序尺寸，首先必须确定零件各工序的基本余量。生产中常采用查表法确定工序的基本余量。工序尺寸公差也可从有关手册中查得（或按所采用加工方法的经济精度确定）。按基本余量计算各工序尺寸，再由最后一道工序开始向前推算。对于轴，前道工序的工序尺寸等于相邻后续工序尺寸与其基本余量之和；对于孔，前道工序的工序尺寸等于相邻后续工序尺寸与其基本余量之差。计算时应注意，对于某些型材毛坯（如轧制棒料）应按计算结果从材料的尺寸规格中选择一个相等或相近尺寸为毛坯尺寸。在毛坯尺寸确定后应重新修正粗加工（第一道工序）的工序余量；精加工工序余量应进行验算，以确保精加工余量不至于过大或过小。例2.1 加工外圆柱面，设计尺寸为，表面粗糙度。加工的工艺路线为：粗车半精车磨外圆。用查表法确定毛坯尺寸、各工序尺寸及其公差。先从有关资料或手册查取各工序的基本余量及工序尺寸（见表2-11）。最后一道工序的加工精度应达到外圆柱面的设计要求，其工序尺寸为设计尺寸。其余各工序的工序基本尺寸为相邻后工序的基本尺寸，加上该后续工序的基本余量。经过计算得各工序的工序尺寸如表2-12所示。

表2-12 加工外圆柱面的工序尺寸计算

工序

工序基本余量

工序尺寸公差

工序尺寸

工序尺寸及其公差

磨外圆

0.6

0.016（IT6）

半精车

1.4

0.062（IT9）

粗车

0.25（IT12）

毛坯

验算磨削余量：直径上最小余量:直径上最大余量：验算结果表明，磨削余量是合适的。

2.工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及其工差的确定

根据加工的需要，在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸称为工艺尺寸。它可以是零件的实际尺寸，也可以是设计图上没有而检验时需要的测量尺寸或工艺规程中的工艺尺寸等。当工艺基准和设计基准不重合时，需要将设计尺寸换算成工艺尺寸，此时，需用工艺尺寸链理论进行工序尺寸的分析和计算。

⑴工艺尺寸链的概念在零件的加工过程中，被加工表面以及各表面之间的尺寸都在不断的变化，这种变化无论是在一道工序内，还是在各工序之间都有一定的内在联系。运用工艺尺寸链理论去揭示这些尺寸间的相互关系，是合理确定工序尺寸及其公差的基础，已成为编制工艺规程时确定工艺尺寸的重要手段。如图2-21（a）所示零件，平面1，2已加工，要加工平面3，平面3的位置尺寸A2，其设计基准为平面2。当选择平面1为定位基准，这就出现了设计基准与定位基准不重合的情况。在采用调整法加工时，工艺人员需要在工序图2-21（b）上标注工序尺寸A3，供对刀和检验时使用，以便直接控制工序尺寸A3，间接保证零件的设计尺寸A2。尺寸A1，，A2，A3首尾相连构成一封闭的尺寸组合。在机械制造中称这种相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合为尺寸链，如图2-21（c）所示。由工艺尺寸所组成的尺寸链称为工艺尺寸链。尺寸链的主要特征是封闭性，即组成尺寸链的有关尺寸按一定顺序首尾相连构成封闭图形，没有开口。

图2-21 零件加工中的工艺尺寸链

⑵工艺尺寸链的组成组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为工艺尺寸链的环。如图2-15(c)所示尺寸链有3个环。在加工过程中直接得到的尺寸称为组成环。用Ai表示，如图2-21中的A1、A3。在加工过程中间接得到的尺寸称为封闭环，用Aå表示。图2-21(c)Aå中为尺寸A2。由于工艺尺寸链是由一个封闭环和若干个组成环组成的封闭环图形，故尺寸链中组成环的尺寸变化必然引起封闭环的尺寸变化。当某组成环增大（其他组成环保持不变），封闭环也随之增大时，则该组成环称为增环，以表示，如图2-21(c)中的A1。当某组成环增大（其他组成环保持不变）封闭环反而减小，则该组成环称为减环，以表示，如图2-15(c)中的A3。为了迅速确定工艺尺寸链中各组成环的性质，可先在尺寸链图上平行于封闭环，沿任意方向画一箭头，然后沿此箭头方向环绕工艺尺寸链，平行于每一个组成环依次画出箭头，箭头指向与环绕方向相同，如图2-21(c)所示。箭头指向与封闭环箭头指向相反的组成环为增环（如图中A1），相同为减环（如图中A3）。应着重指出：正确判断尺寸链的封闭环是解工艺尺寸链最关键的一步。如果封闭环判断错了，整个工艺链的解算也就错了。因此，在确定封闭环时，要根据零件的工艺方案紧紧抓住间接得到的尺寸这一要点。

2.7.2 工艺尺寸链的计算1.用极值法进行工艺尺寸链计算的基本公式

计算工艺尺寸链的目的是要求出工艺尺寸链中某些环的基本尺寸及其上、下偏差。计算方法有极值法和概率法两种。这里介绍用极值法解算工艺尺寸链。用极值法解算工艺尺寸链，是以尺寸链中各环的最大极限尺寸和最小极限尺寸为基础进行计算的。表2-12列出了计算工艺尺寸链用到的尺寸及偏差（或公差）符号

表2-12 工艺尺寸链的尺寸及偏差符号

(1)基本尺寸封闭环的基本尺寸等于所有增环的所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和，即

(2-1)

式中 m——增环的环数； n——尺寸链的总环数。

(2)极限尺寸封闭环最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和，即

(2-2)

封闭环最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和，即

(2-3)

(3)上，下偏差封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和，即

(2-4)

封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和，即(2-5)

(4)公差封闭环的公差等于各组成环的公差之和，即

(2-6)

(5)平均尺寸封闭环的平均尺寸等于所有增环的平均尺寸之和减去所有减环的平均尺寸之和，即

式中—各组成环平均尺寸，；

—包括封闭环在内的尺寸链总环数；

—增环数目；

—组成环（包括增环和减环）的数目。

2.用尺寸链计算工艺尺寸

(1)定位基准与设计基准不重合的尺寸换算

例2.2

如图2-22(a)所示零件，各平面及槽均已加工，求以侧面K定位钻Φ 10mm孔的工序尺寸及其偏差。

图2-22 定位基准与设计基准不重合的尺寸换算

由于孔的设计基准为槽中心线，钻孔的定位基准K与设计基准不重合，工序持讯及其偏差应安工艺尺寸链进行计算。解算步骤如下：

确定封闭环：在零件加工过程中直接控制的式工序尺寸40 ±0.05m和A，孔的位置尺寸100±0.2 mm式简介得到的，故尺寸100±0.2 mm为封闭环。

绘出工艺尺寸链图：如图2-22(b)所示。

判断组成环的性质，尺寸A的箭头方向遇封闭环相反为增环，尺寸40±0.05mm为减环。

计算工序尺寸A及其上、下偏差。 A的基本尺寸： 100=A－40 A=140 mm。

计算A的上、下偏差：

+0.2=ESA－（－0.05）

ESA=0.15mm

－0.2mm=EIA-0.05

EIA=－0.15mm

校验计算结果：

根据式（2-6）得：

[0.2－(－0.2)] =[0.05－（－0.05）] +[0.15－(－0.15)]

0.4 =0.4

各组成环公差之和等于封闭环的公差，计算无误。故以侧面K定位钻孔 Φ10mm的工序尺寸为mm.。可以看出本工序尺寸公差减小的树枝等于定位基准与设计基准之间距离尺寸的公差mm，它就是本工序的基准不重合误差。

(2)测量基准与设计基准不重合的尺寸换算

例2.3 加工零件的轴向尺寸（设计尺寸）如图2-23(a)所示。

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2-23 测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算

在加工那孔端面B时，设计尺寸mm不便测量。

为了便于测量，现改为测量尺寸A2，以此判断零件合格与否。根据上述工艺关系，建立工艺尺寸链如图2-23（b）所示。由于设计尺寸mm是间接得到的尺寸，故为尺寸链的封闭环，而尺寸mm为增环，尺寸A2为减环。

由于该尺寸链中封闭环的公差0.1mm,小于组成环mm的公差，不满足，用极值法解算尺寸链，不能正确求得的尺寸偏差。现采用压缩组成环的公差的办法来处理。由于尺寸mm 时外形尺寸，比内孔端面B测量尺寸易于控制，故将它的公差值缩小，取。经压缩公差后，尺寸mm的尺寸偏差为mm。

按工艺尺寸链计算加工内孔端面B的测量尺寸及偏差，即

3 =16－

A2=13mm

0=0－

－0.1 =－0.043－

=0.057mm

校验计算结果：计算无误。

故内孔端面 B的测量尺寸及偏差为mm.

(3)工序基准是尚待继续加工的表面

在有些加工中，会出现要用尚待继续加工的表面为基准标注工序尺寸。该工序尺寸及其偏差也要通过工艺尺寸计算来确定。

例2.4 加工图2-24(a)所示外圆及键槽，其加工顺序为：车外圆至；铣键槽至尺寸A；淬火；磨外圆至。磨外圆后应保证键槽设计尺寸。

图2-24 加工键槽的尺寸换算

从上述工艺过程可知，工序尺寸A的基准是一个尚待继续加工的表面，该尺寸应安尺寸链进行计算来获得。

尺寸是间接得到尺寸，是尺寸链的封闭环。尺寸A、、是尺寸链的组成环。该组尺寸构成的尺寸链如图2-24(b)所示。尺寸A、为增环；为减环（半径尺寸及偏差取直径尺寸及偏差的一半）。

键槽的工序尺寸及偏差计算如下：

21 =A+13－13.2mm

A=21.2 mm

－0.16 =－0

加工键槽的工序尺寸A为。

某些零件根据使用性能的要求，需进行表面渗碳（氮）淬火处理。为了考虑热处理变形的影响，往往在渗碳（氮）淬火后，还要安排最终精加工。此时，渗碳（氮）层深度尺寸也是从尚待加工的外（或内）表面标准的，这种工序尺寸的计算与此类似。

2.8 机床与工艺装备的确定

制定机械加工工艺规程时，正确选择各工序所用机床设备的名称与型号、工艺装备的名称与型号以及合理确定切削用量和时间定额是满足零件质量要求、提高生产率、降低劳动成本的一项重要措施。

2.8.1机床的选择

在选择机床时应注意下述几点：

（1）机床主要规格尺寸与加工零件的外廓尺寸想适应小工件选用小机床加工，大工件选用大机床加工，做到设备的合理利用。

（2）机床的精确度应与工序要求的加工精度相适应机床的精度过低，满足不了加工质量要求；机床的精度过高，又会增加零件的制造成本。单件小批量生产时，特别是没有高精度的设备来加工高精度的零件时，为充分利用现有机床，可以选用精度低一些的机场，而在工艺上采用措施来满足加工精度的要求。

（3）机床的生产率应与加工零件的生产类型相适应单件小批生产应选择工艺范围较广的通用机床；大批大量生产选择生产率和自动化程度较高的专门化或专用机床。

（4）机床选择还应结合现场的实际情况应充分利用现有设备，如果没有合适的机床可供选用，应合理地提出专用设备设计或旧机床改装的任务书，或提供购置新设备的具体型号。

2.8.2工艺装备的选择

工艺设备选择是否合理，直接影响到工件的加工精度、生产率和经济性。因此，要结合生产类型、具体的加工条件、工件的加工技术要求和结构特点等合理选择工艺装备。

1.夹具的选择

单件小批生产应尽量选择通用夹具。例如，各种卡盘、虎钳和回转台等。如条件具备，可信用组合夹具，以提高生产率。大批量生产，应选择生产率和自动化程度高的专用夹具。多品种中小批量生产可选用可调整家具或成组夹具。夹具的精度应与工件的加工精度相适应。

2.刀具的选择

一般应选择标准刀具，必要时可选择各种高生产率的复合刀具及其它一些专用刀具。刀具的类型、规格及精度应与工件的加工要求相适应。

3.量具的选择

单件小批生产应选用通用量具，如游标卡尺、千分尺、千分表等。大批量生产应尽量选用效率较高的专用夹具，如各种极限量规、专用检验夹具和测量仪器等。所选量具的量程和精度要求要与工件的尺寸和精度相适应。

在制定工艺过程时，机床设备确定后还应正确选择切削用量。确定切削用量时应综合考虑零件的伸长批量，加工精度、刀具材料等因素。有关此部分的内容已在第1章讲述。单件小批量生产时，为了简化工艺文件，常不具体规定切削用量，而由曹作者根据具体情况自行确定。批量较小时，特别是组合机床、自动机床及多刀加工切削用量，应科学、严格地确定。

2.9 机械加工的生产率

时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序岁需消耗的时间。它是安排生产计划、进行成本核算、考核工人完成任务情况、确定所需设备和工人数量的主要依据。合理的时间定额能调动工人的积极性，促进工人技术水平的提高，从而不断提高生产率。随着企业生产技术条件的不断改善和水平的不断提高，时间定额应定期进行修订，以保持定额的平均先进水平。

2.9.1单件时间为了便于合理地确定时间定额，把完成一道工序的时间称为单件时间，它包括如下组成部分。

1.基本时间

基本时间是直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。对于机械加工来说，是指从工件上切除材料层所消耗的时间，其中包括刀具的切入和切出时间。各种加工方法的切入、切出长度可查阅有关手册确定。

2.辅助时间

辅助时间是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。这些辅助动作包括：装夹和卸下工件；开动和停止机床；改变切削用量；进、退刀具；测量工件尺寸等。基本时间和辅助时间的总和，称为工序作业时间，它是直接用于制造产品或零、部件所消耗的时间。

3.布置工作时间

布置工作时间是为使加工正常进行，工人照常管工作地(如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等)所消耗的时间。布置工作时间可按工序作业时间的2%-7%来估算。

4.休息和生理需要时间

休息和生理需要时间是工人在工作班内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。它可按工序作业时间的2%-4%来估算。以上四部分时间的总和就是单件时间，即

5.准备终结时间

在单件或成批生产中，每当加工一批工件的开始和终了时，工人需做以下工作：开始时，需熟悉工艺文件，领取毛坯、材料、领取核安装刀具和夹具，调整机床和其他工艺装备等；终了时，需拆下和归还工艺装备，送交成品等，工人为了生产一批产品或零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间称为准备终结时间（简称准终时间）设一批工件的数量为n，则分摊到每个工件上的时间为te/n。故单件和成批生产的单件计算时间tc应为

在大量生产时，每个工作地点完成固定的一道工序，一般不需考虑准备终结时间。计算得到的单件时间以 “min”为单位填入工艺文件的相应栏中。

2.9.2提高劳动生产率的工艺途径

1.缩短单件时间定额

缩短时间定额，首先应缩减占定额中比重较大部分。在单件小批量生产中，辅助时间和准备终结时间所占比重大；在大批大量生产中，基本时间所占比重较大。因此，缩短时间定额主要从以下几方面采取措施：

(1)缩短基本时间

基本时间可按有关公式计算。以车削为例式中，为切削长度(mm)；为切削直径(mm)；为切削余量(mm)；为切削速度(m/min)；为进给量(mm/r)；为吃刀深度(mm)。

①提高切削用量

由基本时间计算公式可知，增大均可缩短基本时间。

②减少切削长度L

利用n把刀具或复合刀具对工件的同一表面或几个表面同时进行加工或者利用宽刃刀具或成形刀具作横向走刀同时加工多个表面，实现复合工步，均能减少每把刀切削长度，减少基本时间。

③采用多件加工

多件加工通常有顺序多件加工(图2-25(a))、平行多件加工(图2-25(b))、平行顺序加工(图2-25(c))三种形式。多件加工常见于龙门刨、平面磨削以及铣削加工中。

图2-19 多件加工示意图

1-工作台；2-工件；3-刨刀；4-铣刀；5-砂轮

(2)缩短辅助时间

①直接减少辅助时间采用高效的气、液动夹具、自动检测装置等使辅助动作实现机械化和自动化，以缩减辅助时间。

②辅助时间与基本重合采用转位夹具或回转工作台(图2-2)加工，使装卸工件的辅助时间与基本时间重合。

(3)缩短布置工作地时间提高刀具或砂轮耐用度。减少换刀次数；采用各种快换刀夹、自动换刀、对刀装置来减少换刀和调刀时间，均可缩减布置工作地时间。

(4)缩短准备终结时间中、小批生产中，由于批量小、品种多，准备终结时间在单位时间中占有较大比重，使生产率受到限制。扩大批量是缩减准备终结时间的有效途径。目前，采用成组技术以及零、部件通用化、标准化、产品系列化是扩大批量的有效方法。

2.采用先进工艺方法采用先进工艺可大大提高劳动生产率。具体措施如下：

(1)在毛坯制造中采用新工艺如粉末冶金、石蜡铸造、精锻等新工艺，能提高毛坯精度,建烧鸡些家公劳动两和节约原材料。

(2)采用少、无切削工艺如冷挤、冷轧、滚压等方法，不仅能提高生产率，而且可提高工件表面质量和精度。

(3)改进加工方法如采用拉削代替镗、洗削可大大提高生产率。

(4)应用特种加工新工艺对于某些特硬、特脆、特韧性材料及复杂型面的加工，往往用常规切削方法难于完成加工，而采用电加工等特种加工等特种加工能显示其优越性和经济性。

第2章习题

2-1什么是生产过程？什么是工艺过程？二者有什么关系？

2-2举例说明工序、安装、工位、工步及走刀的概念。

2-3什么是生产纲领？有哪几种生产类型？

2-4什么是工艺规程？简述工艺规程制定的步骤。

2-5机械加工中常用的毛坯有哪几种？如何选用？

2-6简述基准、设计基准、工艺基准的概念。

2-7什么是定位基准？精基准与粗基准的选择各有何原则？

2-8什么是经济加工精度？

2-9选择表面加工方法的依据是什么？

2-10为什么对质量要求较高的零件在拟定工艺路线时要划分加工阶段？

2-11工序集中和工序分散各有什么优缺点？

2-12什么是毛坯余量？影响工序余量的因素有哪些？

2-13如图2-26所示的零件，在加工过程中将A面放在机床工作台上加工B、C、D、E、F表面，在装配时将A面与其他零件连接。试说明：

①A面是那些表面的尺寸和相互位置的设计基准？

②哪个表面是装配基准和定位基准？

图2-26 题2-13图

2-14如图2-27所示的零件，在外圆、端面、内孔加工后，钻φ10孔。试计算以B面定位钻φ10孔的工序尺寸及其偏差。

图2-27 题2-14图

2-15加工一批直径为φ250-0.021mm，Ra=0.8μm，长度为55mm的光轴，材料为45钢，毛坯为φ28+-0.3mm的热轧棒料，试确定其在大批量生产中的工艺路线以及各工序的工序尺寸、工序公差及其偏差。

2-16加工图2-28所示的一批零件，有关的加工过程如下：

①以左端A面及外圆定位，车右端外圆及端面D、B，保证尺寸300-0.20mm；

②调头以右端外圆及端面D定位，车A面，保证零件总长为L；

③钻φ20通孔，镗φ25孔，保证孔深为25.1+0.150mm； ④

以端面D定位磨削A面，用测量方法保证φ25孔深为25+0.100mm，加工完毕。求尺寸L。

图2-28 题2-16图

2-17加工图2-29所示的一轴及其键槽，图纸要求轴径为φ300-0.032mm，键槽深度尺寸为260-0.20mm，有关的加工过程如下：

①半精车外圆至φ30.60-0.1mm；

②铣键槽至尺寸A；

③热处理；

④磨外圆至φ300-0.032mm。

求工序尺寸A。

图2-29 题2-17图

2-18今磨削一表面淬火后的外圆表面，磨后尺寸要求为φ600-0.03mm。为了保证磨后工件淬硬层的厚度，要求磨削的单边余量为0.3+-0.05 mm，若不考虑淬火时工件的变形，求淬火前精车的直径工序尺寸。

篇10：机械制造及工艺教程－第五章机械加工工艺规程编制

第一节工艺规程概述

一、生产过程与工艺过程(一)生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程，

机械制造及工艺教程－第五章机械加工工艺规程编制

。一台产品的生产过程包括原材料、半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备的购置、运输、检验、保管，专用工具、专用工装、专用设备的设计与制造等生产准备工作和毛坯制造、零件加工、热处理、表面处理、产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。(二)工艺过程生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，称为工艺过程，可以通过不同的工艺方法来完成。因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。采用机械加工方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为成品的过程，称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。1．工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段性加工。工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分。2．安装安装是指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。3．工位工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。4．工步工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。工步是构成工序的基本单元。5．走刀走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。二、工艺规程的作用和类型(一)工艺规程的作用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.工艺规程是指导生产组织生产、管理生产的主要工艺文件，是加工、检验验收、生产调度与安排的主要依据。(二)生产纲领和生产类型1.生产纲领，是指包括备品和废品在内的年产量.2.生产类型生产管理部门按批量或生产的连续性，把生产规模分为三种类型，即单件生产，成批生产和大量生产。三、编制工艺规程的原则、方法和步骤(一)编制工艺规程的原则先进性、可行性、合理性、劳动条件的良好性。(二)编制工艺规程的主要依据产品的装配图和零件图、生产纲领和类型等等。(三)编制工艺规程的方法和步骤四、零件结构工艺性结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。零件可以采用不同的工艺方法来制造，每种工艺方法都具有该工艺方法特点所决定的评定零件结构工艺性的依据。如何来分析用机械加工工艺方法制作的零件的结构工艺性。归纳起来，可从以下几个方面来分析：1.零件应由一些简单或者有规律的表面，如平面、回转面、螺旋面、渐开线面等组成，避免奇异无规律的表面，否则将给加工带来困难。第一节工艺规程概述一、生产过程与工艺过程(一)生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。一台产品的生产过程包括原材料、半成品、元器件、标准件、工具、工装、设备的购置、运输、检验、保管，专用工具、专用工装、专用设备的设计与制造等生产准备工作和毛坯制造、零件加工、热处理、表面处理、产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。(二)工艺过程生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能的过程，称为工艺过程，可以通过不同的工艺方法来完成。因而工艺过程又可具体分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理、装配等工艺过程。采用机械加工方法，直接改变加工对象的形状、尺寸和表面性能，使之成为成品的过程，称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程是由若干个按一定顺序排列的工序组成。1．工序工序是指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的主要依据是工作地点是否改变和加工是否连续。这里的连续，是指工序内的工作需连续完成，不能插入其它工作内容或者阶段性加工。工序是组成工艺过程的基本单元，也是制定生产计划、进行经济核算的基本单元。工序又可细分为安装、工位、工步、走刀等组成部分。2．安装安装是指工件（或装配单元）通过一次装夹后所完成的那一部分工序。3．工位工位是指在一次装夹中，工件在机床上所占的每个位置上所完成那一部分工序。4．工步工步是指在加工表面（或装配时的连续表面）不变、加工工具不变和切削用量不变的条件下，所连续完成的那部分工序。工步是构成工序的基本单元。5．走刀走刀是指刀具相对工件加工表面进行一次切削所完成的那部分工作。每个工步可包括一次走刀或几次走刀。二、工艺规程的作用和类型(一)工艺规程的作用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.工艺规程是指导生产组织生产、管理生产的主要工艺文件，是加工、检验验收、生产调度与安排的主要依据。(二)生产纲领和生产类型1.生产纲领，是指包括备品和废品在内的年产量.2.生产类型生产管理部门按批量或生产的连续性，把生产规模分为三种类型，即单件生产，成批生产和大量生产。三、编制工艺规程的原则、方法和步骤(一)编制工艺规程的原则先进性、可行性、合理性、劳动条件的良好性。(二)编制工艺规程的主要依据产品的装配图和零件图、生产纲领和类型等等。(三)编制工艺规程的方法和步骤四、零件结构工艺性结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性。零件可以采用不同的工艺方法来制造，每种工艺方法都具有该工艺方法特点所决定的评定零件结构工艺性的依据。如何来分析用机械加工工艺方法制作的零件的结构工艺性。归纳起来，可从以下几个方面来分析：1.零件应由一些简单或者有规律的表面，如平面、回转面、螺旋面、渐开线面等组成，避免奇异无规律的表面，否则将给加工带来困难。2.零件表面的有关尺寸应标准化和规格化。例如孔、螺纹、轴径等的尺寸标准化、规格化，可采用标准刀具加工，也便于与标准件配合和便于加工、装配及用户的使用。3.零件有关表面形状应与加工刀具形状相适应。否则将增加加工难度。4.尽量减小加工面积。既减小了加工工作量，又保证接触良好。5.零件的结构应保证加工时刀具的引进和退出。6.零件的结构应能尽量减少加工时的装夹以及换刀次数。7.不需要加工的毛坯表面不要设计成加工面，要求不高的面不要设计成高精度、粗糙度值小的表面。8.应能定位准确，夹紧可靠，便于加工，便于测量。第二节定位基准的选择一、基准的概念及分类零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的那些点、线、面称为基准。根据其功用的不同，可分为设计基准、工艺基准两大类。(一)设计基准在零件图上用以确定其它点、线、面的基准，称为设计基准。(二)工艺基准零件在加工、测量、装配等工艺过程中使用的基准统称工艺基准。工艺基准又可分为：1．装配基准在零件或部件装配时用以确定它在机器中相对位置的基准。2．测量基准用以测量工件已加工表面所依据的基准。例如以内孔定位用百（千）分表测量外圆表面的径向跳动，则内孔就是测量外圆表面径向跳动的测量基准。

3．工序基准在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。所标注的加工面的位置尺寸称工序尺寸。工序基准也可以看作工序图中的设计基准。图6-1 所示为钻孔工序的工序图，图a、b分别表示两种不同的工序基准和相应的工序尺寸。

4．定位基准用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。如轴类零件的中心孔就是车、磨工序的定位基准。如图6-2所示的齿轮加工中，从图a可看出，在加工端面E及内孔F的第一道工序中，是以毛坯外圆面A及端面B确定工件在夹具中的位置的，故A、B面就是该工序的定位基准。图b是加工齿轮端面B及外圆A的工序，用E、F面确定工件的位置，故E、F面就是该工序的定位基准，由于工序尺寸方向的不同，作为定位基准的表面也就不同。作为基准的点、线、面有时在工件上并不一定实际存在（如孔和轴的轴线、某两面之间的对称中心面等），在定位时是通过有关具体表面起定位作用的，这些表面称定位基面。例如在车床上用顶尖拨盘安装一根长轴，实际的定位表面（基面）是顶尖的锥面，但它体现的定位基准是这根长轴的轴线。因此，选择定位基准，实际上既选择恰当的定位基面。二、定位基准的选择原则根据定位基面表面状态，定位基准又可分为粗基准和精基准。凡是以未经过机械加工的毛坯表面作定位基准的，称为粗基准，粗基准往往在第一道工序第一次装夹中使用。如果定位基准是经过机械加工的，称为精基准。精基准和粗基准的选择原则是不同的。(一)粗基准的选择粗基准的选择，主要考虑如何保证加工表面与不加工表面之间的位置和尺寸要求，保证加工表面的加工余量均匀和足够，以及减少装夹次数等。具体原则有以下几方面：1．如果零件上有一个不需加工的表面，在该表面能够被利用的情况下，应尽量选择该表面作粗基准。2．如果零件上有几个不需要加工的表面，应选择其中与加工表面有较高位置精度要求的不加工表面作第一次装夹的粗基准。3．如果零件上所有表面都需机械加工，则应选择加工余量最小的毛坯表面作粗基准。4．同一尺寸方向上，粗基准只能用一次。5．粗基准要选择平整、面积大的表面。(二)精基准的选择选择精基准时，主要应考虑如何保证加工表面之间的位置精度、尺寸精度和装夹方便，其主要原则是：1．基准重合原则即选设计基准作本道加工工序的定位基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可避免因基准不重合而引起的定位误差。2．基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个（或一组）定位基准来定位，称为基准统一原则。3．互为基准原则若两表面间的相互位置精度要求很高，而表面自身的尺寸和形状精度又很高时，可以采用互为基准、反复加工的方法。4．自为基准原则如果只要求从加工表面上均匀地去掉一层很薄的余量时，可采用以加工表面本身作定位基准。第三节工艺路线的拟订工艺路线是指从毛坯制造开始经机械加工、热处理、表面处理生产出产品、零件所经过的工艺流程。工艺路线是工艺规程的总体布局，它主要涉及零件表面加工方法的选择、加工阶段的划分、加工工序数目的确定和工序的安排。一、表面加工方法的选择在选择零件各表面的加工方法时，主要应从以下几个方面来考虑。(一)零件的结构包括组成零件各表面的性质和尺寸的大小及结构的复杂程度。各种典型表面都有其相适应的加工方法。例如，外圆表面的加工，主要以车、磨为主；孔的加工，则以钻、铰、车、镗、磨等为主；平面加工又以铣、刨、插、拉、车、磨等为主；精密螺纹加工是以车、磨、研为主；齿形的主要加工方法有滚、插、拉、磨、剃、珩、研等。(二)各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，而高精度的获得一般要以高成本为代价，不适当的高精度要求，会导致加工成本急剧上升。(三)工件材料的性质加工方法的选择，常受工件材料性质的限制。例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用金刚镗或高速精密车削来进行精加工。(四)工件的结构形状和尺寸以内圆表面加工为例，回转体零件上较大直径的孔可采用车削或磨削；箱体上IT7级的孔常用镗削或铰削，孔径较小时宜用铰削，孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，(五)生产率和经济性选择加工方法一定要考虑生产类型，这样才能保证生产率和经济性要求。二、加工阶段的划分零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线较长，工序较多。从零件的整个机械加工工艺过程来看，可划分为五个加工阶段：(一)粗加工阶段此阶段主要任务是切除大部分加工余量，应使用高生产率的加工方法和设备，以提高生产率。而对于精度要求很低的加工表面，在本阶段可直接加工完毕。(二)半精加工阶段此阶段要切除粗加工后可能产生的变形和缺陷，并为主要表面的精加工作好准备。一般安排在热处理之前进行。对于次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）则在本阶段加工完毕。(三)精加工阶段此阶段是要保证主要表面达到图纸规定的质量要求，主要是靠精加工方法和工艺装备保证质量。(四)光整加工阶段主要是为加工质量要求特别高（6级以上标准公差，表面粗糙度Ra0.2um以下）的表面设置的加工阶段。该阶段主要用光整加工方法和专门的工艺装备来降低表面粗糙度值，用以获得很光洁的表面。(五)超精密加工阶段其加工精度在0.3～0.03μm、表面粗糙度值在Ra0.05～0.03μm范围（或称亚微米级加工）。划分加工阶段的目的是：1．零件在加工中由于受切削力、切削热和内应力的作用，不可避免地要产生变形，影响加工质量。划分加工阶段并使各加工阶段有一定的时间间隔，便于残余应力得到释放，从而减少这些变形带来的影响，或者在加工阶段之间安排诸如热处理、校直、自然时效等工序来消除各种变形的影响，提高加工质量。2．由于各加工阶段的主要任务不同，加工方法、加工设备、不同等级的技术工人的配备也就不同。为合理地使用设备和发挥技术工人的积极性，粗加工用功率大、精度较低、效率高的设备和技术等级低的工人。精加工则与之相反，从而发挥机床的各自特点，满足高效、低耗生产的要求。3．便于安排热处理工序。例如，粗加工后安排时效处理，消除粗加工时工件所产生的残余应力；精加工又安排在淬火工序之后，以利于提高加工精度和消除淬火产生的变形及氧化层。4．便于发现毛坯的缺陷，以便及时报废或修补，减少浪费。5．精加工阶段放在最后进行加工，可以避免因零件在周转时的运输当中精加工表面的碰伤及划伤。三、工序集中与工序分散安排零件的加工工艺过程时，还要解决工序集中和工序分散问题。在不同的生产条件下，工艺人员编制的工艺会有所不同。。我们把同一个零件工艺过程中工序多少的状况称为工序的集中和分散。工序集中就是在每个工序中加工内容很多，尽可能在一次安装中加工许多表面，或尽量在同一台设备上连续完成较多的加工要求。这样，零件工艺过程中工序少，工艺路线短。工序分散则相反，它把加工表面分的很细，每个工序加工内容少，表现为工序多，工艺路线长。由于工序的集中和分散各有特点，究竟按何种原则确定工序数量，这要根据生产纲领、机床设备及零件本身的结构和技术要求等作全面的考虑。但从技术的发展方向来看，随着数控机床、加工中心的发展和应用，今后将更多地趋向于工序集中。四、加工顺序的安排要满足零件图样的全部技术要求及生产的高效率和低成本，不仅要正确选择定位基准和每个表面的加工方法，而且要合理地安排工序顺序。这不仅指安排好机械加工间的顺序，而且要合理地安排好机械加工与热处理、表面处理及与辅助工序（如清洗、检验等）间的工序顺序。(一)机械加工顺序的安排1．基面先行作为其它表面加工的精基准一般安排在工艺过程一开始就进行加工。2．先主后次零件的主要工作表面（一般是指加工精度和表面质量要求高的表面）、装配基面应先加工，从而及早发现毛坯中可能出现的缺陷。3．先粗后精一个零件的切削加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。4．先面后孔箱体、支架等类零件上具有轮廓尺寸远比其它表面尺寸为大的平面，用它作定位基准面稳定可靠，故一般先加工这些平面以作精基准，供加工孔和其它表面时使用。(二)热处理工序的安排热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的目的而定。(三)检验工序的安排检验工序是辅助工序中最重要的工序，为了确保零件的加工质量，在工艺过程中合理地安排检验工序是非常必要的。一般在重要工序的前后、零件送往另一个车间之前、各加工阶段之间及工艺过程的最终都应安排检验工序，以保证加工质量。零件的清洗工序一般安排在最终检验工序之前。第四节加工余量的确定一、加工余量(一)加工余量的概念毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为表面的加工余量，而相邻两工序尺寸之差称为工序余量。(二)影响加工余量的因素(三)确定加工余量的方法1．计算法按公式计算最经济合理，但难以获得齐全可靠的数据资料。2．经验估计法凭经验确定加工余量，仅用于单件小批生产。3．查表修正法实际生产中常用的方法是将生产实践和试验研究积累的大量数据列成表格，以便使用时直接查找，同时还应根据实际情况加以修正。二、工序尺寸的计算工序尺寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，工序尺寸的公差，应按各种加工方法的经济精度选定。制定工艺规程的重要内容之一就是确定工序尺寸及其公差。在确定了工序余量和工序所能达到的经济精度后，便可计算出工序尺寸及其公差。当加工某一表面的各道工序都采用同一个定位基准，并与设计基准重合时，只需考虑各工序的加工余量，可由最后一道工序开始向前推算。第五节工艺尺寸链一、基本概念在零件的加工过程个机器的装配过程中，经常会遇到一些相互联系的尺寸组合，这些相互联系、且按一定顺序排列的封闭尺寸组合称尺寸链。在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。在尺寸链中，每一个尺寸称为尺寸链的环，根据其作用不同，尺寸链中的环又可分为：封闭环——在尺寸链中最后形成或未标注间接保证的尺寸成为封闭环。一个尺寸链中，封闭环只能有一个，用A0表示。组成环——尺寸链中，除去封闭环以外的尺寸统称组成环。根据组成环对封闭环的影响，组成环又分：增环——在尺寸链中，当其余组成环不变时，将某一环增大（或减小），封闭环也随之增大（或减小），该环称之为增环，用表示。减环——在尺寸链中，当其余组成环不变时，将某一环增大（或减小），封闭环反而随之减小（或增大），该环就为减环，用表示。二、尺寸链的建立与分析用尺寸链来计算工艺尺寸时，正确的建立与分析尺寸链非常重要，如果建立分析错了，那就一切皆错。因此，要特别注意以下几点：(一)组成尺寸链的尺寸，一定是密切相关、相互制约的一组尺寸。不相关的尺寸不属于尺寸链的组成部分。(二)正确地确定封闭环。在尺寸链中，封闭环是最后形成的或者是间接保证的尺寸，而且只有一个。封闭环一定要判断准确，否则计算出的结果将是错误的。(三)准确判断增环、减环。根据增、减环对封闭环的影响，采用标箭头的方法来判断，特别是当尺寸链的环数较多时，这样判断既方便又不容易出错。其方法是：在封闭环上方任给一个方向标出箭头，然后沿箭头指定的方向，由封闭环的一端顺序地在各组成环上方标出箭头，直到与封闭环另一端封闭为止。凡是箭头方向与封闭环所标的箭头方向相同的组成环既为减环，相反则为增环。准确地确定增、减环也很重要，否则同样得到错误的结果。另外，在画尺寸链图时，应先确定出封闭环，然后由其一端画起，顺序画下去，直到封闭环另一端封闭为止。三、尺寸链的计算方法实际生产中，解尺寸链的方法主要是极值法（尤其当尺寸链环数较少的情况下）。极值法又称极大值极小值解法，这种解法是从最不利的情况出发，即各增环皆为最大值而各减环皆为最小值，或者各增环都是最小值而各减环又都是最大值的情况，来计算封闭环的。用极值法解尺寸链的基本公式如下：(一)基本尺寸的计算封闭环的基本尺寸等于各增环的基本尺寸之和减去各减环的基本尺寸之和。(二)极限尺寸的计算封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和；封闭环的最小极限尺寸，等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。(三)上、下偏差的计算封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。(四)公差的计算封闭环的公差等于所有组成环公差之和。四、几种尺寸链的分析解法(一)定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算例图6-12a）所示为一设计图样的简图，图6-12b）为相应的零件尺寸链。A、B两平面已在上一工序中加工好，且保证了工序尺寸mm的要求。本工序中采用B面定位来加工C面，调整机床时，需按尺寸A2进行（图6-12c）。C面的设计基准是A面，与其定位基准不重合，故需进行尺寸换算。1．确定封闭环设计尺寸20mm是本工序加工后间接保证的，故为封闭环A0。2．查明组成环根据组成环的定义尺寸A1和A2均对封闭环产生影响，故A1、A2为该尺寸链的组成环。3．绘制尺寸链图及判别增、减环工艺尺寸链如图6-12d）所示，其中A1为增环，A2为减环。4．计算工序尺寸及偏差。由得由得由得故：所求工序尺寸为5．验算根据题意及工艺尺寸链图可知增环的公差为0.16mm，封闭环的公差为0.33mm，由计算知工序尺寸（减环）的公差为0.17mm，根据公式得 0.33=（0.16+0.17）mm故计算正确。(二)测量基准与设计不重合时的尺寸换算例如图6-13所示的套筒零件，设计尺寸如图所示，加工时，测量尺寸较困难，而采用深度游标尺直接测量大孔的深度则较为方便，于是尺寸就成了被间接保证的封闭环A0，A1为增环。A2为减环。为了间接保证A0 ，须进行尺寸换算，确定A2尺寸及其偏差。(三)余量校核例如图6-14a）所示的小轴，其轴向尺寸的加工过程为：车端面A；车台阶面B（保证尺寸）；车端面C以保证总长；热处理；钻中心孔；磨台阶面B以保证尺寸。试校核台阶面B的加工余量。(四)中间工序尺寸及偏差换算有些零件的某些设计尺寸不是基准重合得到的，它不仅受到表面最终加工时工序尺寸的影响，还与中间工序尺寸的大小有关，此时应以设计尺寸为封闭环，求得中间工序尺寸的大小和偏差。如图6-15a）所示的齿轮内孔，内孔设计尺寸为，表示键槽深度的设计尺寸为，加工工艺过程为：1．拉孔至；2．拉键槽保证尺寸A；3．热处理（略去热处理变形的影响）；4．磨孔至图样尺寸。试计算工序尺寸A及其偏差。在上述工艺过程中没有特别指出拉孔和磨孔时所采用的定位基准。略去磨削后孔中心和拉削后孔中心同轴度的误差，可以认为磨削后孔表面是通过它们的中心线发生联系的，以孔半径和中间工序尺寸A为组成环。设计尺寸mm在磨孔工序中间接得到，为封闭环，拉削半径19.8mm为减环，工序尺寸A和磨孔半径20mm为增环。列出的工艺尺寸链图。增环（45.8 +0.275 +0.050）20 +0.025 0减环 -19.8 0 -0.050封闭环 46 +0.30 0故插键槽的工序尺寸A及其偏差为： A=45.8mm。若按入体原则标注，则A=45.85mm。