第四章 机械制造工艺.pdf

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1、第四章 机械制造工艺 制订机械制造工艺是产品设计与制造过程的中间环节，是机械制造的基本工作内容之一，是企业生产活动的核心，也是一项复杂的工作，与生产实际有着极其密切的联系，要求制订者有一定的生产实践知识。第一节 机械制造工艺设计 第一节 机械制造工艺设计 一、概述 一、概述 在一定的生产条件下，对同样一个零件，可能会有几个不同的工艺过程。合理的工艺设计方案应立足于生产实际，全面考虑，体现各方面要求的协调和统一。1、制定工艺规程的原则（1）目标方面的科学性 制订工艺规程的首要原则是确保质量，即加工出符合设计图样规定的各项技术要求的零件。“优质、高产、低耗”是制造过程中不懈追求的目标。但质量、生产

2、率和经济性之间经常互相矛盾，可遵循“质量第一、效益优先、效率争先”这一基本法则，统筹兼顾，处理好这些矛盾。在保证质量可靠的前提下，评定不同工艺方案好坏的主要标志是工艺方案的经济性。“效益优先”就是通过成本核算和相互对比，选择经济上最合理的方案，力争减少制造时的材料和能源消耗，降低制造成本。“效率争先”就是争取最大限度地满足生产周期和数量上的要求。（2）实施方面的可行性 应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产技术条件，使制订的工艺切实可行，尤其注意不要与国家环境保护明令禁止的工艺手段等要求相抵触，并尽可能做到平衡生产。（3）技术方面的先进性 要用可持续发展的观点指导工艺方案的制订，

3、既应符合生产实际，又不能墨守成规，在通过必要的工艺试验的基础上，积极采用国内外适用的先进技术和工艺。（4）劳动方面的安全性 树立保障工人实际操作时的人身安全和创造良好文明的劳动条件的思想，在工艺方案上注意采取机械化或自动化等措施，并体现在工艺规程中，减轻工人的劳动强度。此外，工艺规程还应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号等都应符合相应标准以方便直接指挥现场生产和操作。2、制订工艺规程的原始资料 在编制零件机械加工工艺规程之前，要进行调查研究，了解国内外同类产品的有关工艺状况，收集必要的技术资料，作为编制时的依据和条件。（1）技术图样与说明性技术文件，包括：零件的工作图样

4、和必要的产品装配图样，针对技术设计中的产品结构、工作原理、技术性能等方面作出描述的技术设计说明书，产品的验收质量标准等。（2）产品的生产纲领及其所决定的生产类型。淘花/文库专用（3）毛坯资料，包括：各种毛坯制造方法的特点，各种钢材和型材的品种与规格，毛坯图等，并从机械加工工艺角度对毛坯生产提出要求。在无毛坯图的情况下，需实地了解毛坯的形状、尺寸及力学性能等。（4）现场的生产条件，主要包括：毛坯的生产能力、技术水平或协作关系，现有加工设备及工艺装备的规格、性能、新旧程度及现有精度等级，操作工人的技术水平，辅助车间制造专用设备、专用工艺装备及改造设备的能力等。（5）国内外同类产品的有关工艺资料，如

5、工艺手册、图册、各种标准及指导性文件。3、制订工艺规程的步骤（1）产品装配图和零件图的工艺性分析，主要包括零件的加工工艺性、装配工艺性、主要加工表面及技术要求，了解零件在产品中的功用。（2）确定毛坯的类型、结构形状、制造方法等。（3）拟定工艺路线。（4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。（5）选择设备和工艺装备。（6）确定各主要工序的技术要求及检验方法。（7）确定切削用量及计算时间定额。（8）工艺方案的技术经济分析。（9）填写工艺文件。二、零件的工艺性分析 二、零件的工艺性分析 对零件进行工艺分析的目的，一是形成有关零件的全面深入的认识和工艺过程的初步轮廓，作到心中有数；二是从工艺的角

6、度审视零件，扫除工艺上的障碍，为后续各项程序中确定工艺方案奠定基础。1、分析零件图 由于应用场合和使用要求不同，形成了各种零件在结构特征上的差异。通过零件图了解零件的构形特点、尺寸大小与技术要求，必要时还应研究产品装配图以及查看产品质量验收标准，借以熟悉产品的用途、性能和工作条件，明确零件在产品（或部件）中的功用及各零件间的相互装配关系等。（1）分析零件的构形 首先，分析组成零件各表面的几何形状，加工零件的过程，实质上是形成这些表面的过程，表面不同，其典型的工艺方法不同；其次，分析组成零件的基本表面和特形表面的组合情况（2）分析零件的技术要求 零件的技术要求一般包括：各加工表面的加工精度和表面

7、质量，热处理要求，动平衡、去磁等其它技术要求。分析零件的技术要求，应首先区分零件的主要表面和次要表面。主要表面是指零件与其它零件相配合的表面或直接参与机器工作过程的表面，其余表面称为次要表面。分析零件的技术要求，还要结合零件在产品中的作用、装配关系、结构特点，审查技术要求是否合理，过高的技术要求，会使工艺过程复杂，加工困难，影响加工的生产率和经济性。如果发现不妥甚至遗漏或错误之处，应提出修改建议，与设计人员协商解决；如果要求合理，但现有生产条件难以实现，则应提出解决措施。（3）分析零件的材料 材料不同，工作性能、工艺性能不同，会影响毛坯制造和机械加工工艺过程。淘花/文库专用如图 4-1 所示的

8、方头销，其上有一孔 2H7 要求在装配时配作，零件材料为 T8A，要求头部淬火硬度 HRC5560。而零件长度只有 15mm，方头长 4mm，局部淬火时，全长均被淬硬，配作时，2H7 孔无法加工。若建议材料改用 20Cr 进行渗碳淬火，便能解决问题。图 4-1 方头销 2、分析零件的结构工艺性（1）零件结构工艺性的概念 零件的结构工艺性，是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。（2）切削加工对零件结构工艺性的要求 总的要求是使零件安装、加工和测量方便，提高切削效率，减少加工量和易于保证加工质量。表 4-1 和表 4-2 对照列出最常见的零件切削加工工艺性的优劣，供分析时

9、参考。表 4-1 便于安装的零件结构工艺性分析示例 结 构 简 图 设计准则 改 进 前 改 进 后 说 明 工件安装在卡盘上车削圆锥面，若用锥面装夹，工件与卡盘呈点接触，无法夹牢；改用圆柱面后，定位、夹紧都可靠 改 变 结 构 加工大平板顶面，在两侧设置装夹用的凸缘和孔，既便于用压板及T型螺栓将其固定在机床工作台上，又便于吊装和搬运 受机床床身结构限制或考虑外形美观，加工导轨时不好定位。可为满足工艺要求需要而在毛坯上增设工艺凸台，精加工后再将其切除 增 设 方 便 安 装 的 车削轴承盖上120mm 外圆及端面，将毛坯 B 面构形改为 C 面或增加工艺凸台 D，使定位准确，夹紧稳固 淘花/文

10、库专用定 位 基 准 在划线平板的四个侧面上各增加两个孔，以便加工顶面时直接用压板及螺栓压紧，且方便吊装起运 键槽或孔的尺寸、方位应尽量一致，便于在一次走刀中铣出全部键槽或一次安装中钻出全部孔 减 少 安 装 次 数 轴套两端轴承座孔有较高的相互位置精度要求，最好能在一次装夹中加工出来 有足够的刚性 薄壁套筒夹紧时易变形，若一端加凸缘，可增加零件的刚性，保证加工精度；而且较大的刚性允许采用较大的切削用量进行加工，利于提高生产率 减 轻 重 量 在满足强度、刚度和使用性能的前提下，零件从结构上应减少壁厚，力求体积小、重量轻，减轻装卸劳动量。必要时可在空心处布置加强筋 表 4-2 便于加工和测量的

11、零件结构工艺性分析示例 结构简图 设计准则 改进前 改进后 说明 留出退刀空间，小齿轮可以插齿加工；有砂轮越程槽后，方便于磨削锥面时清根 易 于 进 刀 和 退 刀 加工内、外螺纹时，其根部应留有退刀槽或保留足够的退刀长度，使刀具能正常地工作 减 钻孔一端留空刀或减小孔深，可既避免深孔加工和钻头偏斜，减少工作量和钻头损耗；又减轻零件重量，节省材料 淘花/文库专用 斜面钻孔时，钻头易引偏和折断。只要零件结构允许，应在钻头进出表面上预留平台 箱体内安放轴承座的凸台面属不敞开的内表面，加工和测量均不方便。改用带法兰的轴承座与箱体外部的凸台连接，则加工时，刀具易进人、退出和顺利通过凸台外表面 少 加

12、工 困 难 在常规条件下，弯曲孔的加工显然是不可能的，应改为几段直孔相接而成 减少加工表面面积 加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开，以尽量减少加工面积，并保证工作稳定可靠 各结构要素的尺寸规格相差不大时，应尽量采取统一数值并标准化，以便减少刀具种类和换刀时间，便于采用标准刀具进行加工和数控加工 便 于 采 用 标 加工表面的结构形状尽量与标准刀具的结构形状相适应，使加工表面在加工中自然形成，减少专用刀具的设计和制造工作量 淘花/文库专用准 刀 具 凸缘上的孔要留出足够的加工空间，当孔的轴线与侧壁面距离 S 小于钻夹头外径的一半时，难以采用标准刀具进行加工 减少对刀次数 所有凸台

13、面尽可能布置在同一平面上或同一轴线上，以便一次对刀即可完成加工 力求加工表面几何形状简单 拨叉的沟槽底部若为圆弧形，铣刀直径必须与圆弧直径一致，且只能单个地进行加工；若改成平面，则可选任意直径的铣刀并多件串联起来同时加工，提高生产率 零件的结构工艺性与发展着的先进工艺方法相适应，特别是数控加工和特种加工的发展应用，对零件工艺性发生了许多变化。例如，对于数控机床，特别是加工中心，具有功能多、柔性大的优点，能实现工序高度集中，在工件一次装夹中能完成多个工序、多个表面加工，而且加工精度高。原来被认为工艺性不好的零件，如有曲线、曲面、多方向的孔和平面或者有位置精度要求很高的孔和平面的零件，在数控机床上

14、加工并不困难。对于常规切削加工而言，方孔、小孔、弯孔、窄缝等被认为是工艺性很“坏”的典型，对工艺、设计人员是非常“忌讳”的，有的甚至是“禁区”。随着特种加工技术在生产中日益广泛的应用，则改变了这种现象，采用电火花穿孔成型加工或电火花线切割加工等特种加工方法，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。过去，淬火前漏做钻定位销孔、铣槽等工序，淬火后即成废品，现在则大可不必，可安排电火花打孔、切槽等工序进行补救。因此，工程技术人员应注意及时进行知识更新，据实衡量零件的结构工艺性。（3）装配和维修对零件结构工艺性的要求 零件的结构应便于装配和维修时的拆装。表 4-3 所示为装配和维修对零件结构工艺性影响的

15、示例。表 4-3 装配和维修对零件结构工艺性影响 序号 改进前 改进后 说明 淘花/文库专用1 改 进 后 有透气口 2 改 进 后 在轴 肩 处 切槽 或 孔 口处倒角 3 改 进 前 结构不合理 4 改 进 前 螺钉 装 配 空间太小，螺钉装不进 上述结构工艺性的分析，都是根据经验概括地提出一些要求，属于定性分析指标。近年来，有关部门正在探讨和研究评价结构工艺性的定量指标。在对零件进行工艺性分析中发现的问题，如图样上的视图、尺寸标注、技术要求不尽合理甚至有错误或遗漏，或结构工艺性不好，工艺人员可以提出修改意见，在征得设计人员的同意后，经一定的试验和审批程序进行修改。三、毛坯的选择 三、毛坯

16、的选择 毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。1、常见的毛坯种类 毛坯的种类很多，同一毛坯又有多种制造方法。机械制造中常见的毛坯有以下几种。（1）铸件 对形状较复杂的毛坯。一般可用铸造制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造、如永久铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等。（2）锻件 毛坯经过锻造可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生

17、产率较低，主要用于小批量生产淘花/文库专用和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。（3）型材 主要有板材、棒材线材等。常用截面形状有圆形、方形和特殊界面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。（4）焊接件 主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性差，存在内用力，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。（5）冲压件 尺寸精度高，可以不再进行加工或只进行精加工，生产效率高。适用于

18、批量较大而零件厚度较小的中小零件。（6）冷挤压件 毛坯精度高，表面粗糙度小，生产效率高。但要求材料塑性好，适用于大批量生产中制造形状简单的小型零件。（7）粉末冶金 以金属粉末为原材料，在压力机上通过模具压制成形后经高温烧结而成。生产效率高，零件的精度高，表面粗糙度小，一般可以不再进行精加工，但金属粉末成本较高，适用于大批大量生产中压制形状较为简单的小型零件。2、毛坯的选择原则 选择毛坯时应该考虑如下几个方面的因素。（1）零件的生产纲领 大量生产的零件应选择精度和生产率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可有材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。如铸件采用金属模机器造型和精密铸造；锻件采

19、用模锻、精锻；选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产的零件应选择精度和生产效率低的毛坯制造方法。（2）零件材料的工艺性 材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；钢质零件当形状不复杂，力学性能要求又不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选用锻造毛坯。（3）零件的结构形状和尺寸 形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，如果各段直径相差不大，可选用圆棒料；反之，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，则宜采用锻造毛坯。尺寸大的零件一般选用铸造或自由锻造，中小型零件可考虑选用模锻件。（4）现有的生产条件 选择毛坯时，还要考虑本企业的毛坯制造水平、设备条件

20、以及外协的可能性和经济性等。表 4-4 概括了各类毛坯的情况，可供参考。表 4-4 各类毛坯的特点及适用范围 毛坯种类 制造精度（IT）加工余量 原材料 工件尺寸工件形状适应 生产类型 适应 生产成本型材 大 各种材料 大 简单 各类型 低 焊接件 一般 钢材 大、中 较复杂 单件 低 砂型铸造 1316 大 铸铁、青铜、各种尺寸复杂 各类型 较低 自由锻造 1316 大 钢材为主 各种尺寸较简单 单件小批 较低 普通模锻 1114 一般 钢、铸铝、铜 中、小 一般 中、大批 一般 精密锻造 811 较小 钢材、锻铝 小 较复杂 大批 较高 钢模铸造 1012 较小 铸铝为主 中、小 较复杂

21、中、大批 一般 压力铸造 811 小 铸铁、铸钢、青铜 中、小 复杂 中、大批 较高 熔模铸造 710 很小 铸铁、铸钢、青铜 小 复杂 中、大批 高 淘花/文库专用四、工艺路线拟定 四、工艺路线拟定 拟定工艺路线是指拟定零件加工所经过的有关部门和工序的先后顺序。工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要内容，其主要任务是选择各个加工表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容。它与零件的加工要求，生产批量及生产条件等多种因素有关。1.表面加工方法的选择 选择表面加工方法是，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求并考虑生产率和经济性，考虑零件的结构形状、尺寸大小、材料和

22、热处理要求及工厂的生产条件等因素，选定最终加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。（1）经济精度与经济粗糙度 表 4-5、表 4-6、表 4-7 分别为外圆面、孔和平面等典型加工方法和加工方案能达到的经济精度和经济粗糙度。表 4-8 为各种加工方法加工轴线平行的孔系时的位置精度（用距离误差表示）。各种加工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度等级，在机械加工的各种手册中均能查到。表 4-5 外圆柱面加工方法 序号 加工方法 经济精度（公差等级表示）经济粗糙度 Ra/m 适用范围 1 粗车 IT1113 12.550 2 粗车-半精车 IT810 3.26.3 3 粗车-半

23、精车-精车 IT78 0.81.6 4 粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）IT78 0.0250.2 适用于淬火钢以外的各种金属 5 粗车-半精车-磨削 IT78 0.40.8 6 粗车-半精车-粗磨-精磨 IT67 0.10.4 7 粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工 IT5 0.120.1 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属 8 粗车-半精车-精车-精细车（金刚石车）IT67 0.0250.4 主要用于要求较高的有色金属加工 9 粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）IT5 以上 0.0060.02510 粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨 IT5 以上 0.0060.

24、1 极高精度的外圆加工 表 4-6 孔加工方法 序号 加工方法 经济精度（公差等级表示）经济粗糙度 Ra/m 适用范围 1 钻 IT1113 12.5 2 钻-铰 IT810 1.66.3 3 钻-粗铰-精铰 IT78 0.81.6 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大4 钻-扩 IT1011 6.312.5 5 钻-扩-铰 IT89 1.63.2 6 钻-扩-粗铰-精铰 IT7 0.81.6 7 钻-扩-机铰-手铰 IT67 0.20.4 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属，孔径大于 1520mm 淘花/文库专用8 钻-扩-拉 IT79 0.11.6 大

25、批大量生产（精度由拉刀的精度而定）9 粗镗(或扩孔）IT1113 6.312.5 10 粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）IT910 1.63.2 11 粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）IT78 0.81.6 12 粗镗(粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗 IT67 0.40.8 除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 13 粗镗(扩）-半精镗-磨孔 IT78 0.20.8 14 粗镗(扩）-半精镗-粗磨-精磨 IT67 0.10.2 主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属 15 粗镗-半精镗-精镗-精细镗（金刚镗）IT67 0.050.4 主要用于精度要求高的有色

26、金属加工 16 钻-（扩）-粗铰-精铰-衍磨；钻-（扩）-拉-衍磨；粗镗-半精镗-精镗-衍磨；IT67 0.0250.2 17 钻-（扩）-粗铰-精铰-研磨；钻-（扩）-拉-研磨；粗镗-半精镗-精镗-研磨；IT56 0.0060.1 精度要求很高的孔 表 4-7 平面加工方法 序号 加工方法 经济精度（公差等级表示）经济粗糙度 Ra/m 适用范围 1 粗车 IT1113 12.550 2 粗车-半精车 IT810 3.26.3 3 粗车-半精车-精车 IT78 0.81.6 4 粗车-半精车-磨削 IT69 0.20.8 端面 5 粗刨（或粗铣）IT1113 6.325 6 粗刨（或粗铣）-精

27、刨（或精铣）IT810 1.66.3 一般不淬硬平面 7 粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-刮研 IT67 0.10.8 8 粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-宽刃精刨 IT7 0.20.8 精度要求较高的不淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨方案 9 粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-磨削 IT7 0.20.8 10 粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-粗磨-精磨 IT67 0.0250.4 精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面 11 粗铣-拉削 IT79 0.20.8 大量生产，较小的平面(精度视拉刀精度而定)12 粗铣-或精铣-磨削-研磨 IT5 以上 0.0060.1 高精度平面 淘花/文库专用表 4

28、-8 轴线平行的孔的位置精度（经济精度）加工方法 工具的定位 两孔轴线间的距离误差或从孔轴线到平面的距离误差。加工方法工具的定位 两孔轴线间的距离误差或从孔轴线到平面的距离误差。用钻模 0.10.2 用镗模 0.050.08 立钻或摇臂钻上钻孔 按划线 1.03.0 按定位样板 0.080.2 立钻或摇臂钻上钻孔 用镗模 0.050.03 按定位器的指示读数 0.040.06 按划线 1.02.0 用块规 0.050.1 车床上镗孔 用带有滑磨角尺 0.10.3 用内径规或用塞尺 0.050.25 坐标镗床上镗孔 用光学仪器 0.0040.015 用程度控制的坐标装置 0.040.05 金刚镗

29、床上镗孔 0.0080.02 用游标尺 0.20.4 多轴组合机床是镗孔 用镗模 0.030.05 卧 式 镗 床 上 镗 孔 按划线 0.40.6（2）零件结构形状和尺寸大小 零件的形状和尺寸影响加工方法的选择。如小孔一般用铰削而较大的孔用镗削加工；箱体上的孔一般难于拉削而采用镗削或铰削；对于非圆的通孔，应优先考虑用拉削或批量较少时用插削加工；对于难磨得小孔，则可采用研磨加工。（3）零件的材料及热处理要求 经淬火后的表面，一般应采用磨削加工；材料未淬硬的精密零件的配合表面，可采用刮研加工；对硬度低而韧性较大金属，如铜、铝、镁铝合金等有色金属，为避免磨削时砂轮的嵌塞，一般不采用磨削加工，而采用

30、高速精车、精镗、精铣等加工方法。（4）生产率和经济性 对于较大的平面，铣削加工生产率较高，面窄长的工件宜用刨削加工；对于大量生产的低精度孔系，宜采用多轴钻；对批量较大的曲面加工，可采用机械靠模加工、数控加工和特种加工等加工方法。2、加工阶段的划分 当零件表面精度和粗糙度要求比较高时，往往不可能在一个工序中加工完成，而划分为几个阶段来进行加工。（1）工艺过程的加工阶段划分 粗加工阶段。主要切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品。该阶段的特点是适用大功率机床，选用较大的切削用量，尽可能提高生产率和降低刀具磨损等。半精加工阶段。完成此要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。精加工

31、阶段。保证主要表面达到图样要求。光整加工阶段。对表面粗糙度及加工精度要求高的表面，还需进行光整加工。这个阶段一般不能用于提高零件的位置精度。应当指出，加工阶段的划分是就零件加工的整个过程而言，不能以某个表面的加工或某个工序的性质来判断。同时在具体应用时，也不可以绝对化，对有些重型零件或余量小、精度不高的零件，则可以在一次装夹后完成表面的粗精加工。淘花/文库专用（2）划分加工阶段的原因 有利于保证加工质量。工件在粗加工时，由于加工余量较大，所受的切削力、夹紧力较大，将引起较大的变形及内应力重新分布。如不分阶段进行加工，上述变形来不及恢复，将影响加工精度。而划分加工阶段后，能逐渐恢复和修正变形，提

32、高加工质量。便于合理使用设备。粗加工要求采用刚性好，效率高而精度低的机床，精加工则要求机床精度高。划分加工阶段后，可以避免以精干粗，充分发挥机床的性能，延长机床的使用寿命。便于安排热处理工序和检验工序。如粗加工阶段后，一般要安排去应力的热处理，以消除内应力。某些零件精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形可通过精加工予以消除。便于及时发现缺陷及避免损伤已加工表面。毛坯经粗加工阶段后，缺陷即已暴露，可及时发现和处理，同时，精加工工序放在最后，可以避免加工好的表面在搬运和夹紧中受损。3、加工顺序的安排（1）切削加工顺序安排的原则 先粗后精。零件的加工一般应划分加工阶段，先进行粗加工，然后进行半精加工

33、，最后是精加工和光整加工，应将粗精加工分开进行。先主后次。先考虑主要表面的加工，后考虑次要表面的加工。主要表面加工容易出废品，应放在前阶段进行，以减少工时的浪费，应当出，先主后次的原则应正确理解和应用。次要表面一般加工余量较小，加工比较方便，因此把次要表面加工穿插在各加工阶段中进行，使加工阶段更明显且能顺利进行，又能增加加工阶段的时间间隔，可以足够的时间让残余应力重新分布并使其引起的变形充分表现，以便在后续工序中修正。先面后孔。先加工平面，后加工孔。因为平面一般面积较大，轮廓平整，先加工好平面，便于加工孔时的定位安装，利于保证孔与平面的位置精度，同时也给孔的加工带来方便，另外由于平面已加工好，

34、对平面上的孔加工时，使刀具的初始工作条件得到改善。先基准后其他。用作精基准的表面，要首先加工出来，所以第一道工序一般进行定位基面的粗加工伙伴精加工（有时包括精加工），然后以精基面定位加工其他表面。（2）热处理工序的安排 热处理的目的是提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性。按照热处理不同的目的，热处理工艺可分为两大类：预备热处理和最终热处理。预备热处理 预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。退火和正火用于经过热处理加工的毛坯。含碳量高于 0.5%的碳钢和合金钢，为降低其硬度易于切削，常采用退火处理；含

35、碳量低于 0.5%的碳钢和合金钢，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理，退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理做准备。退火和正火常安排在毛坯制作之后、粗加工之前进行。时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，为减少运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件,应安排两次或数次时效处理工序，简单零件一般可以不安排时效处理。除铸件外，对于一些刚性较差的精密零件，为消除加工中产生的内应力，稳定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之间安排多次实效处理，有些轴类零件在校直工序后也要安排时效处理。调质即在淬火后进行高温回火处理，它能获得均匀

36、细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形做准备，因此调质可作为预备热处理。由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。淘花/文库专用 最终热处理 最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。其热处理工艺有淬火、渗碳淬火、渗氮处理等。淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广，而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好，而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能，常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为:下料锻造正火粗加工调质半精加工淬火精加工。渗碳淬火

37、适用于低碳钢和低合金钢，该工艺方法先提高零件表面层的含碳量，经淬火后使表面获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳，局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施（镀铜或镀防渗材料）。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在 0.52mm 之间。其工艺路线一般为：下料锻造正火粗、半精加工渗碳淬火精加工。当局部渗碳零件的不渗碳部分，采用加大加工余量后切除多余的渗碳层时，切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后、淬火前。渗氮是使氮原子深入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般

38、不超过 0.60.7mm），渗氮工序应尽量靠后安排，为减少渗氮时的变形，在切削后一般需要进行消除应力的高温回火。（3）辅助工序的安排 辅助工序一般包括毛刺、倒棱、清洗、防锈、退磁、检验等。其中检验工序是主要的辅助工序，它对产品的质量有极重要的作用。检验工序一般安排如下。关键工序或工序较长的工序前后。零件换车间前后，特别是进行热处理工艺前后。在加工阶段前后。如在粗加工后精加工前。零件全部加工完毕。4、工序集中和工序分散 在划分了加工阶段以及各表面加工先后顺序后，就可以把这些内容组成为各个工序。在组成工序时，有两条原则：即工序集中和工序分散。工序集中就是将工件加工内容集中在少数几道工序内完成，每道

39、工序的加工内容较多。工序分散就是将工件加工内容分散在较多的工序中进行，每道工序的加工内容较少，最少时每道工序只包含一个简单工步。工序集中可用多刀刃、多轴机床、数控机床和加工中心等技术措施集中，称为机械集中；也可采用普通机床顺序加工，称为组织集中。工序集中有如下特点：（1）在一次安装中可以完成零件多个表面的加工，可以较好地保证这些表面的相互位置精度，同时减少了装夹时间和减少工件在车间内的搬运工作量，有利于缩短生产周期。（2）减少机床数量，并相应减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。（3）可采用高效率的机床或自动线、数控机床等，生产率高。（4）因采用专用设备和工艺装备，使投资增大

40、，调整和维护复杂，生产准备工作量大。工序分散有如下的特点：（1）机床设备及工艺装备简单，调整和维护方便，工人易于掌握，生产准备工作量少，便于平衡工序时间。（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，占用场地大。工序集中和工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、企业能力、工作结构淘花/文库专用特点和技术要求等进行综合分析，择优选用。单件小批生产采用通用机床顺序加工，使工序集中，可以简化生产计划和组织工作。多品种小批量生产也可以采用数控机床等先进的加工方法。对于重型工件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中。大批大量生产的产品，可采用专用设备和工艺装

41、备，如多刀、多轴机床或自动机床等，将工序集中，也可将工序分散后组织流水线生产。但对一些结构简单的产品，如轴承和刚性较差、精度较高的精密零件，则工序应适当分散。五、设备与工装选择 五、设备与工装选择 在设计加工工序时，需要正确地选择机床和工艺装备，并填入相应工艺卡片中，这是保证零件的加工质量，提高生产率和经济效益的重要措施。1、机床的选择 机床是加工工件的主要生产工具，选择时应考虑下述问题：（1）所选择的机床应与加工零件相适应。即机床的精度应与加工零件的技术要求相适应；机床的主要规格尺寸应与加工零件的外轮廓尺寸相适应；机床的生产率应与零件的生产纲领相适应。（2）要考虑生产现场的实际情况，即现有设

42、备的类型，规格及实际精度、设备的分布排列及负荷情况、操作者的实际水平等。（3）还要考虑生产工艺技术的发展。如在一定的条件下考虑采用计算机辅助制造（CAM）、成组技术（GT）等新技术时，则有可能选用高效率的专用、自动、组合等机床以满足相似零件组的加工要求，而不仅仅考虑某一零件批量的大小。综合考虑上述因素，在选择时应充分利用现有设备，并尽量采用国产机床。当现有设备的规格尺寸和实际精度不能满足零件的设计要求时，应优先考虑新技术、新工艺进行设备改造，实施“以小干大”、“以粗干精”等行之有效的办法。2、工艺装备的选择（1）夹具的选择 单件小批量生产应尽量选用通用夹具，如机床自带的卡盘、平口钳、转台等。大

43、批大量生产时，应采用高生产效率的专用夹具，积极推广气、液传动的专用夹具，在推行计算机辅助制造、成组技术等新工艺，或提高生产效率时，则应采用成组夹具、组合夹具。夹具的精度应与零件的加工精度相适应。（2）刀具的选择 主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生产率及经济性等，选择刀具时应尽可能采用标准刀具，必要时可采用高生产率的复合刀具和其他专用刀具。（3）量具的选择 主要是根据要求检验的精度和生产类型，量具的精度必须与加工精度相适应。在单件小批生产中，应尽量采用通用量具、量仪，而在大批大量生产中，则应采用各种量规、高生产率的检验仪器、检验夹具 六、工艺文

44、件填写工工艺过程卡。六、工艺文件填写工工艺过程卡。常用的工艺文件的格式有下列几种。（1）机械加等。机械加工工艺过程卡以工序为单位，简要的列出整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯制造、机械加工和热处理等）它是制定其他工艺文件的基础，也是生产准备、编排作业计划和组织生产的依据。在这种卡片中，由于工序的说明不够具体，故一般不直接指导工人操作，而多作为生产管理方面使用。但在单件小批生产中，由于通常不编制其他较详细的工艺文件，就以这种卡片指导生产，机械加工工艺过程卡见表 4-9。淘花/文库专用表 4-9 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 (工厂名或企业名）机械加工工艺过程卡片产品名称 零件名称

45、 共 页 第 页 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数（5）备注 工时定额工序号 工序名称 工序内容 车间工段设备 工艺装备 准终 单件（7）（8）更 改 内 容 编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）（2）机械加工工艺卡片。机械加工工艺卡片是以工序为单位，详细地说明整个工艺过程的一种工艺文件。它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，广泛应用于成批生产的零件和重要零件的小批生产中。机械加工工艺卡片内容包括零件的材料、毛坯种类、工序号、工序名、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等。机械加工工艺卡片

46、见表 4-10。表 4-10 机械加工工艺卡片 产品型号 零（部）件图号 共 页（企业名）机械加工工艺卡片 产品名称 零（部）件名称 第 页 材料牌号 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 备注切削用量 工艺装备名称及编号 工时定额工序 装 夹 工步 工序内容 同时加工 零件数 背吃刀量（mm）切削速度（m/min）切削速度（r/min）进给量（mm/r 或mm/min）设备名称及编号夹具刀具 量具 技术等级 单件准终 淘花/文库专用 更改内容 编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）+标记 处数 更改文件号 签字 日期 （3）机械加工工序卡片。机械加工工序卡片是根据机械加工

47、工艺卡片为每一道工序制订的。它更详细地说明整个零件各个工序的要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件，在这种卡片上要画工序简图，说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及工艺装备。一般用于大批大量生产的零件。机械工艺工序卡片见表 4-11。表 4-11 机械工艺工序卡片 产品名称及型号 零件名称 零件图号工序名称 工序号 第 页（工厂名）机械工艺 工序卡片 共 页 车间 工段 材料名称 材料牌号 力学性能 同时加工工件数 每料件数技术等级 单件时间（min）准-终时间（min）设备名称 设备编号 夹具名称 夹具编号 工作液 （画工序简图处）更改内容 淘花/文库专用计算数据（mm）切削用量 工时定额（mm)刀具量具及辅助工具工步号 工步内容 直径或 长度 进给长度 单边余量 走刀次数 背吃刀量（mm)进给量（mm/r）切削速度（r/min）切削速度（m/min）基本时间辅助时间工作地点服务时间 名称 规格 编号 数量 编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记 处数 更改文件号 签字 日期 淘花/文库专用