機械加工工藝基礎課件

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1、機械加工工藝基礎機械加工工藝基礎 主講人：孔存生主講人：孔存生多媒體教學課件機械加工工藝基礎：機械加工工藝基礎：主要介紹機械加工的基本概念、切削基本原理、切削機床與刀具、切削加工基本工藝過程、選擇切削加工方法的基本原則，以及零件機械加工結構工藝性。第一章第一章.切削加工的基礎知識切削加工的基礎知識 第二章第二章.金屬切削機床金屬切削機床 第三章第三章.機械加工工藝過程機械加工工藝過程 第四章第四章.零件表面的加工方案零件表面的加工方案 第五章第五章.零件的結構工藝性零件的結構工藝性 第一章第一章 切削加工的基礎知識切削加工的基礎知識返回索引1.1 鉗工與機械加工鉗工與機械加工 鉗工鉗工：通過工

2、人手持工具進行切削加工。通過工人手持工具進行切削加工。機械加工機械加工：采用不同的機床（如車床、銑采用不同的機床（如車床、銑 床、刨床、磨床、鉆床等）對工床、刨床、磨床、鉆床等）對工 件進行切削加工。件進行切削加工。2.零件表面質量的概念零件表面質量的概念 零件幾何參數：零件幾何參數：宏觀幾何參數：宏觀幾何參數：包括：包括：尺寸、形狀、位置尺寸、形狀、位置等要素。等要素。微觀幾何參數：微觀幾何參數：指：指：微觀表面粗糙程度。微觀表面粗糙程度。2.1 加加 工工 精精 度度 加工精度：指零件經切削加工后，其尺寸、加工精度：指零件經切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數同理論參數的相符合的形狀、位置

3、等參數同理論參數的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：尺寸精度：零件尺寸參數的準確程度。零件尺寸參數的準確程度。b.b.形狀精度：形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。零件形狀與理想形狀接近程度。c.c.位置精度：位置精度：零件上實際要素（點、線、面）相對零件上實際要素（點、線、面）相對于基準之間位置的準確度。于基準之間位置的準確度。2.1 加加 工工 精精 度度 國家標準規定：常用的精度等級分為國家標準規定：常用的精度等級分為2020級，級，分別用分別用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2IT18IT18表示

4、。表示。數字越大，精度越低。其中數字越大，精度越低。其中IT5-IT13IT5-IT13常用。常用。高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6 IT6 通常由磨削加工獲得。通常由磨削加工獲得。中等精度：中等精度：IT7-IT10 IT7-IT10 通常由精車、銑、刨獲得。通常由精車、銑、刨獲得。低低 精精 度：度：IT11-IT13 IT11-IT13 通常由粗車、銑、刨、鉆通常由粗車、銑、刨、鉆 等加工方法獲得。等加工方法獲得。2.1.1 尺尺 寸寸 精精 度度250-0.04 零件尺寸要素的誤差大小。零件尺寸要素的誤差大小。問：問：精度的高低與哪兩個因精度的高低與哪兩個因 素有關？素有關？基

5、本尺寸和公差大小基本尺寸和公差大小。2.1.2 形形 狀狀 精精 度度 25 軸加工后可能產生的形狀誤差軸加工后可能產生的形狀誤差 00.0132.1.2 形形 狀狀 精精 度度 指零件上實際要素的形狀與理想形狀相符指零件上實際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；合的程度；國家標準規定了六類形狀公差（見下表）國家標準規定了六類形狀公差（見下表）形狀精度的標注：框格分為形狀精度的標注：框格分為2 2格，格，箭頭指向待表達的表面，數字表示箭頭指向待表達的表面，數字表示允許誤差的大小，單位為毫米。允許誤差的大小，單位為毫米。2.1.3 位位 置置 精精 度度 指零件的實際要素（點、線、面）相對指零件的

6、實際要素（點、線、面）相對于基準之間位置的準確度。于基準之間位置的準確度。圓圈中的英文字母表示基準，框格分圓圈中的英文字母表示基準，框格分3 3格，箭頭指向待格，箭頭指向待表達的表面表達的表面精度等級精度等級尺寸精度范圍尺寸精度范圍Ra值范圍值范圍（m）相應的加工方法相應的加工方法低精度低精度IT13IT 112512.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等中等中等精度精度IT10IT 96.33.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴孔等擴孔等IT8IT 71.60.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等鉸

7、等高精度高精度IT7IT 60.80.2精磨、精鉸等精磨、精鉸等特別特別精密精密精度精度IT5IT2Ra0.2研磨、珩磨、超精加工、拋光等研磨、珩磨、超精加工、拋光等零件精度等級及其相應的加工方法零件精度等級及其相應的加工方法2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 表面粗糙度：表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的零件微觀表面高低不平的 程度。程度。產生的原因產生的原因：1）切削時刀具與工件相）切削時刀具與工件相 對運動產生的磨擦；對運動產生的磨擦；2）機床、刀具和工件在加工時的振動；）機床、刀具和工件在加工時的振動；3）切削時從零件表面撕裂的切屑產生的痕跡；）切削時從零件表面撕裂的切屑產生的痕跡；

8、4）加工時零件表面發生塑性變形。）加工時零件表面發生塑性變形。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 表面粗糙度對零件質量的影響：表面粗糙度對零件質量的影響：零件的表面粗糙度對機器零件的性能和使用壽命影響較大，零件的表面粗糙度對機器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個方面：主要有以下幾個方面：1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸 變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；2)表面粗糙度影響配合性質。對于間隙配合，表面粗糙易磨損，表面粗糙度影響配合性質。對于間隙配合，表面粗糙易磨損，造成

9、間隙迅速加大；對于過盈配合，在裝配時，可使微小凸峰造成間隙迅速加大；對于過盈配合，在裝配時，可使微小凸峰 擠平，有效過盈量減少，使配合件強度降低；擠平，有效過盈量減少，使配合件強度降低；3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質，且不易清除，造）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質，且不易清除，造 成表面腐蝕；成表面腐蝕；4）當零件承受載荷時，凹谷處易產生應力集中，以致產生裂紋而）當零件承受載荷時，凹谷處易產生應力集中，以致產生裂紋而 造成零件斷裂。造成零件斷裂。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度評定參數：常用的是輪廓算術平均偏差評定參數：常用的是輪廓算術平均偏差Ra2.2 表表 面面 粗

10、粗 糙糙 度度nh.hhhn321RaRah1 h2 h3hnldxxylRa0|)(|12.2 表 面 粗 糙 度 國家標準規定：表面粗糙度分為國家標準規定：表面粗糙度分為1414個等級，個等級，分別用分別用 表示，表示，數字越大，表面越粗糙。數字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符號上的數值表面粗糙度符號上的數值Ra,Ra,單位是微米單位是微米（mm）。）。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度符號的意義及應用表面粗糙度符號的意義及應用 符號符號 符號說明符號說明 意義及應用意義及應用基本符號基本符號單獨使用無意義單獨使用無意義基本符號上加一短基本符號上加一短劃線劃線表示表面粗糙度是用去

11、表示表面粗糙度是用去除法獲得除法獲得基本符號內加一小基本符號內加一小圓圓表示表面粗糙度是用不表示表面粗糙度是用不去除材料的方法獲得去除材料的方法獲得 符號上加符號上加Ra值值用去除材料方法獲得的用去除材料方法獲得的表面，表面，Ra的最大允許值的最大允許值為為3.2m2.3 2.3 常見加工方法的常見加工方法的RaRa表面特征表面特征加工加工方法方法Ra(Ra(微米微米)表面特征表面特征粗車粗車粗鏜粗鏜5050 可見明顯刀痕可見明顯刀痕粗銑粗銑粗刨粗刨2525 可見刀痕可見刀痕鉆孔鉆孔12.512.5 微見刀痕微見刀痕精銑精銑精刨精刨半精半精車車6.36.3 可見加工痕跡可見加工痕跡3.23.2

12、 微見加工痕跡微見加工痕跡精車精車1.61.6 看不清加工痕跡看不清加工痕跡粗磨粗磨0.80.8 可辨加工痕跡方向可辨加工痕跡方向精磨精磨0.40.4 微辨加工痕跡方向微辨加工痕跡方向精密加工精密加工0.1-0.0120.1-0.012 只能按表面光澤辯識只能按表面光澤辯識 碳素工具鋼碳素工具鋼：如：如T7T7、T8T8、T9T9T13T13等。適合于制造等。適合于制造簡單的手工工具，如銼刀、鋸條等；簡單的手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr9SiCr

13、等，適合于等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：的有：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4VW6Mo5Cr4V等。適合于制造中速等。適合于制造中速精加工刀具；精加工刀具；硬質合金硬質合金：成分由：成分由WCWC、TiCTiC和和CoCo組成，采用燒結方組成，采用燒結方法獲得法獲得4.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料4.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料 常用的硬質合金有：常用的硬質合金有：鎢鈷鈦類（牌號鎢鈷鈦類（牌號YT）硬質合金）硬質合金：適合于加工：適合于加工鋼

14、等塑性材料，其代號有鋼等塑性材料，其代號有YT5、YT15、YT30等，粗加工用等，粗加工用YT5,精加工用精加工用YT30;鎢鈷類（牌號鎢鈷類（牌號YG）硬質合金：）硬質合金：適合于加工鑄適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號有鐵、青銅等脆性材料，其代號有YG3、YG6、YG8等，粗加工用等，粗加工用YG8，精加工用，精加工用YG3。4.1.2其它刀具材料其它刀具材料 陶瓷：陶瓷：常用的刀具陶瓷有兩種：常用的刀具陶瓷有兩種：AlAl2 2O O3 3基陶瓷基陶瓷和和SiSi3 3N N4 4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點是具有基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主

15、要很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺點是抗彎強度低，沖擊韌性很差，不能承受缺點是抗彎強度低，沖擊韌性很差，不能承受較大的沖擊載荷。較大的沖擊載荷。金剛石：金剛石：它分三種它分三種 天然單晶金剛石刀具天然單晶金剛石刀具 整體人造聚晶金剛石刀具整體人造聚晶金剛石刀具 金剛石復合刀片金剛石復合刀片 立方氧化硼：立方氧化硼：由軟的立方氧化硼在高溫高壓下由軟的立方氧化硼在高溫高壓下加入催化劑轉變而成加入催化劑轉變而成種種 類類硬度硬度HRCHRC抗彎強抗彎強度度GPaGPa熱硬性熱硬性工藝性能工藝性能用用 途途碳素工具鋼碳素工具鋼60-6560-652.162.16200-250200-250熱

16、成型熱成型手工刀具手工刀具合金工具鋼合金工具鋼60-6560-652.352.35300-400300-400同上同上低速刀具低速刀具高速鋼高速鋼63-7063-701.9-4.41.9-4.4600-700600-700同上同上中速刀具中速刀具硬質合金硬質合金89-9389-931.0-2.21.0-2.2800-1000800-1000燒結成型燒結成型高速刀具高速刀具陶瓷材料陶瓷材料91-9591-950.4-0.90.4-0.91100-1100-12001200同上同上連續精加連續精加工刀具工刀具常用的刀具材料常用的刀具材料 第二章第二章 金屬切削機床金屬切削機床返回索引 1、機床的類

17、型、機床的類型 金屬切削機床是用來對工件進行加工的機金屬切削機床是用來對工件進行加工的機器，故稱為器，故稱為“工作母機工作母機”，習慣上稱機床。，習慣上稱機床。按加工性質和所用刀具分類：按加工性質和所用刀具分類：分為車床、銑床、分為車床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機床等鉆床、磨床、齒輪加工機床等12大類；大類；按精度分類：按精度分類：分為普通精度、精密和高精度三種；分為普通精度、精密和高精度三種；按重量分類：按重量分類：分為一般機床、大型機床和重型機分為一般機床、大型機床和重型機床。床。機床的型號：如：機床的型號：如：C6136表示表示2、機床的基本結構、機床的基本結構1.主傳動部件：主傳動部

18、件：用來實現機床主運動；用來實現機床主運動；2.進給傳動部件：進給傳動部件：主要用來實現機床進給運動；主要用來實現機床進給運動；3.工件安裝裝置：工件安裝裝置：用來安裝工件；用來安裝工件；4.刀具安裝裝置刀具安裝裝置：用來安裝刀具；用來安裝刀具；5.支承件：支承件：用來支承和連接機床各零部件，是機用來支承和連接機床各零部件，是機 床的基礎構件；床的基礎構件；6.機床動力部件：機床動力部件：為機床提供動力。為機床提供動力。5、車床的基本結構主電機及變速機構掛輪箱床頭箱進給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿 5.2車削的加工范圍車削的加工范圍 車削是以加工回轉體為主要加工目的。在車床上可以車削是以加工

19、回轉體為主要加工目的。在車床上可以加工：外圓、端面、錐度、鉆孔、鉆中心孔、鏜孔、鉸孔、加工：外圓、端面、錐度、鉆孔、鉆中心孔、鏜孔、鉸孔、切斷、切槽、滾花、車螺紋、車成型面、繞彈簧等。切斷、切槽、滾花、車螺紋、車成型面、繞彈簧等。5.3 車削的工藝特點車削的工藝特點粗加工粗加工：經濟精度可達到：經濟精度可達到IT10IT10，表面粗糙度在，表面粗糙度在25-25-12.512.5之間之間;精加工精加工：經濟精度可達：經濟精度可達IT7IT7左右，表面粗糙度左右，表面粗糙度Ra6.3-Ra6.3-1.61.6之間。之間。2.2.易于保證相互位置精度要求。一次裝夾可加工幾個不易于保證相互位置精度要

20、求。一次裝夾可加工幾個不同的表面，避免安裝誤差。同的表面，避免安裝誤差。3.3.刀具簡單，制造、刃磨和安裝方便，容易選用合理的刀具簡單，制造、刃磨和安裝方便，容易選用合理的幾何形狀和角度，有利于提高生產率。幾何形狀和角度，有利于提高生產率。4.4.應用范圍廣泛，幾乎所有繞定軸心旋轉的內外回轉體應用范圍廣泛，幾乎所有繞定軸心旋轉的內外回轉體表面及端面，均可以用車削方法達到要求。表面及端面，均可以用車削方法達到要求。5.5.可以用精細車的辦法實現有色金屬零件的高精度的加可以用精細車的辦法實現有色金屬零件的高精度的加工工（有色金屬的高精度零件不適合采用磨削（有色金屬的高精度零件不適合采用磨削）6 銑

21、削加工銑削加工主軸箱主軸箱主軸主軸橫溜板橫溜板工作臺工作臺升降臺升降臺底座底座6.1立式銑床的基本結構立式銑床的基本結構6.2 銑削的主要加工范圍6.5 銑削的工藝特點銑削的工藝特點1.銑削加工的精度可達銑削加工的精度可達IT10-IT7IT10-IT7，表面粗糙度，表面粗糙度可達可達6.3-1.66.3-1.6左右左右2.2.生產效率高，銑刀是多刀齒刀具，銑削時有生產效率高，銑刀是多刀齒刀具，銑削時有幾個刀齒同時參加切削，主運動是刀具的旋轉，幾個刀齒同時參加切削，主運動是刀具的旋轉，所以銑削的生產效率比刨削高。所以銑削的生產效率比刨削高。3.3.容易產生振動，銑刀的刀齒切入和切出時產容易產生

22、振動，銑刀的刀齒切入和切出時產生振動，加工過程中切削面積和切削力變化較生振動，加工過程中切削面積和切削力變化較大。大。4.4.刀齒的散熱條件較好，在刀具旋轉過程的不刀齒的散熱條件較好，在刀具旋轉過程的不切削時間內，刀具可以得到一定的冷卻。切削時間內，刀具可以得到一定的冷卻。5.5.與刨床相比，銑床價格高，適用于批量生產與刨床相比，銑床價格高，適用于批量生產。7.7.刨（插）削加工刨（插）削加工刨床主要有牛頭刨床和龍門刨床兩種刨床主要有牛頭刨床和龍門刨床兩種牛頭刨床牛頭刨床:刨刀的直線往復刨刀的直線往復運動是主運動，工件在刨刀運動是主運動，工件在刨刀返回行程將結束時作橫向進返回行程將結束時作橫向

23、進給運動。牛頭刨床主要用于給運動。牛頭刨床主要用于加工中小型零件加工中小型零件龍門刨床龍門刨床:工作臺往復運動，橫梁工作臺往復運動，橫梁上的刀架可以水平或垂直運動上的刀架可以水平或垂直運動龍門刨床主要用于加工大型零件龍門刨床主要用于加工大型零件7.2 刨削加工的范圍刨削加工的范圍3.1 插削加工插床插床又稱立式刨床，其運動原理又稱立式刨床，其運動原理與牛頭刨床相似，主要用于孔內與牛頭刨床相似，主要用于孔內表面加工，如方孔、多邊形孔、表面加工，如方孔、多邊形孔、鍵槽等的加工。鍵槽等的加工。工件在工作臺上可做縱工件在工作臺上可做縱向、橫向和回轉的運動，向、橫向和回轉的運動，滑枕做上下往復運動?；?/p>

24、做上下往復運動。7.3 插削主要加工范圍插削主要加工范圍7.4 刨削加工的工藝特點刨削加工的工藝特點1.加工精度通常為：精刨：加工精度通常為：精刨：IT7-IT10IT7-IT10，粗糙度，粗糙度RaRa為為6.3-1.66.3-1.6之間。之間。2.2.通用性好，刨床簡單、價格低、調整和操作簡通用性好，刨床簡單、價格低、調整和操作簡便，刨刀形狀簡單，制造、刃磨方便。便，刨刀形狀簡單，制造、刃磨方便。3.3.生產率一般比較低，主運動為往復直線運動，生產率一般比較低，主運動為往復直線運動，返回行程不參加切削。返回行程不參加切削。4.4.適用于單件小批生產適用于單件小批生產。8.鉆削加工鉆削加工

25、鉆床包括臺式鉆床、立式鉆床包括臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。如圖：鉆床和搖臂鉆床。如圖：工件直徑工件直徑12mm12mm的孔一般使的孔一般使用臺式鉆床加工，孔徑用臺式鉆床加工，孔徑50mm50mm的的中小型零件在立式鉆床上加工，中小型零件在立式鉆床上加工，大型工件上的孔在搖臂鉆床上大型工件上的孔在搖臂鉆床上加工。加工。鉆夾頭是鉆孔的常用鉆夾頭是鉆孔的常用夾具，一般用于孔徑較夾具，一般用于孔徑較小小(12mm)12mm)的工件，大的工件，大直徑的零件用錐度套筒直徑的零件用錐度套筒裝入鉆軸。裝入鉆軸。對精度要求高，粗對精度要求高，粗糙度低的零件鉆孔后還糙度低的零件鉆孔后還必須進行精加工。必須進行精

26、加工。鉆削加工的范圍鉆削加工的范圍 8.1擴孔擴孔 用擴孔鉆對已經鉆出或鑄出、鍛出的孔進行擴大和提用擴孔鉆對已經鉆出或鑄出、鍛出的孔進行擴大和提高精度的加工，稱為擴孔。擴孔鉆如下圖所示。其結構與高精度的加工，稱為擴孔。擴孔鉆如下圖所示。其結構與麻花鉆相似，但切削刃有麻花鉆相似，但切削刃有3 3 4 4個，前端是平的，無橫刃，個，前端是平的，無橫刃，螺旋槽較淺，鉆頭剛度好。擴孔余量小，切削比較平穩，螺旋槽較淺，鉆頭剛度好。擴孔余量小，切削比較平穩，所以擴孔精度比鉆孔高。其所以擴孔精度比鉆孔高。其尺寸公差等級可達尺寸公差等級可達IT10IT10 IT9IT9，表面粗糙度表面粗糙度RaRa值可達值可

27、達6.36.3 3.23.2 m m。擴孔可作為終加工，也。擴孔可作為終加工，也可作為鉸孔前的預加工?？勺鳛殂q孔前的預加工。第三章第三章 機械加工工藝過程機械加工工藝過程返回索引4.工藝規程的擬定工藝規程的擬定A.工藝分析工藝分析檢查圖紙檢查圖紙做出修改做出修改審查材料審查材料審查零件審查零件的結構工的結構工藝性藝性下一步下一步B.毛坯的選擇及加工余量的確定毛坯的選擇及加工余量的確定4.1工件的基準工件的基準工件的基準：工件的基準：在零件的設計和制造過程中，在零件的設計和制造過程中，要確定一些點、線或面的位置，必須以一要確定一些點、線或面的位置，必須以一些指定的點、線或面作為依據，這些作為些指

28、定的點、線或面作為依據，這些作為依據的點、線或面，稱為基準。依據的點、線或面，稱為基準。按照作用的不同，常把基準分為按照作用的不同，常把基準分為設計設計基準基準和和工藝基準工藝基準兩類。兩類。4.2 工件的基準工件的基準設計基準：設計基準：即設計零件的基準，如下圖左：齒輪內孔、外圓和齒輪分即設計零件的基準，如下圖左：齒輪內孔、外圓和齒輪分度圓均以軸線為基準；而兩端面是互為基準。下圖右：表面度圓均以軸線為基準；而兩端面是互為基準。下圖右：表面2和和3及孔及孔4的軸線的設計基準是表面的軸線的設計基準是表面1的?？椎??？?的軸線的設計基準是孔的軸線的設計基準是孔4的軸線。的軸線。工藝基準：工藝基準：

29、在制造零件時所使用的基準，它又分為在制造零件時所使用的基準，它又分為工序基準工序基準、定位基定位基準、測量基準、裝配基準。準、測量基準、裝配基準。下圖左在加工時、軸線并不實際存在，所下圖左在加工時、軸線并不實際存在，所以內孔實際是加工外圓和左端面的定位基準。以內孔實際是加工外圓和左端面的定位基準。4.3.1 工藝基準工藝基準 工藝基準分為工序基準、定位基準、測量基準、裝工藝基準分為工序基準、定位基準、測量基準、裝配基準。配基準。1、工序基準：、工序基準：在工藝文件上用以標定加工表面在工藝文件上用以標定加工表面 位置的基位置的基 準。準。2、定位基準：、定位基準：在機械加工中，用來使工件在機床或

30、夾具中在機械加工中，用來使工件在機床或夾具中 占有正確位置的點、線或面。它是工藝基準占有正確位置的點、線或面。它是工藝基準 中最主要的基準。中最主要的基準。定位基準選擇是否合理，對保證工件加工后的尺寸定位基準選擇是否合理，對保證工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工順序、提高生產率以及降低精度和形位精度、安排加工順序、提高生產率以及降低生產成本起著決定性的作用，它是制定工藝過程的主要生產成本起著決定性的作用，它是制定工藝過程的主要任務之一。任務之一。定位基準可分為定位基準可分為粗基準粗基準和和精基準精基準兩種兩種 4.3.1 工藝基準工藝基準3、測量基準：、測量基準：用以測量已加工表面尺寸及

31、用以測量已加工表面尺寸及 位置的基準。位置的基準。4、裝配基準：、裝配基準：用來確定零件或部件在機器用來確定零件或部件在機器 中的位置的基準。中的位置的基準。4.4 機械加工工藝過程的制定機械加工工藝過程的制定機械加工工藝過程的制定按三個步驟進行：機械加工工藝過程的制定按三個步驟進行：1、擬定加工工藝路線、擬定加工工藝路線 分析研究零件圖的各項內容及技術要分析研究零件圖的各項內容及技術要求擬定零件加工的加工方法、加工方案及求擬定零件加工的加工方法、加工方案及工藝路線。工藝路線。2、安排好加工工序、安排好加工工序 （1）選擇毛坯）選擇毛坯 4.4工藝路線的制定工藝路線的制定 3、擬訂加工工藝過程

32、、擬訂加工工藝過程 制定工藝規程的目的是確保產品質量、提高經制定工藝規程的目的是確保產品質量、提高經濟效益，同時它是確定生產人員數量以及定設備、濟效益，同時它是確定生產人員數量以及定設備、定生產廠房面積和投資額的原始材料。定生產廠房面積和投資額的原始材料。安排加工順序的原則：安排加工順序的原則：“基面先行、粗精分開、基面先行、粗精分開、先粗后精、先面后孔先粗后精、先面后孔”4.4 工藝路線的制定工藝路線的制定(1)(1)基面先行原則基面先行原則 ,零件加工時，必須選擇合適的表面零件加工時，必須選擇合適的表面作為定位基面，以便正確安裝工件。在第一道工序中，作為定位基面，以便正確安裝工件。在第一道

33、工序中，只能用毛坯面只能用毛坯面(未加工面未加工面)作為定位基面，在后續工序作為定位基面，在后續工序中，為了提高加工質量，應盡量采用加工過的表面為中，為了提高加工質量，應盡量采用加工過的表面為定位基面，顯然，安排加工工序時，精基面應先加工。定位基面，顯然，安排加工工序時，精基面應先加工。例如，軸類零件的加工多采用中心孔為精基準。因此，例如，軸類零件的加工多采用中心孔為精基準。因此，安排其加工工藝時，首先應安排車端面、鉆中心孔工安排其加工工藝時，首先應安排車端面、鉆中心孔工序。序。(2)(2)粗精分開，先粗后精的原則粗精分開，先粗后精的原則 零件加工質量要求高零件加工質量要求高時，對精度要求高的

34、表面，應劃分加工階段。一般可時，對精度要求高的表面，應劃分加工階段。一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個階段，精加工應分為粗加工、半精加工和精加工三個階段，精加工應放在最后進行。這樣，有利于保證加工質量，有利于放在最后進行。這樣，有利于保證加工質量，有利于某些熱處理工序的安排。某些熱處理工序的安排。4.4工藝路線的制定工藝路線的制定 (3)先面后孔的原則先面后孔的原則 對于箱體、支架類等零件應先加工平面對于箱體、支架類等零件應先加工平面后加工孔。這是因為平面的輪廓平整，安放和定位穩定可靠。后加工孔。這是因為平面的輪廓平整，安放和定位穩定可靠。先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的

35、位先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置置 綜上所述，一般機械加工的順序是：綜上所述，一般機械加工的順序是：先加工精基準先加工精基準粗粗加工主要面加工主要面(精度要求高的表面精度要求高的表面)精加工主要面。次要表面精加工主要面。次要表面的加工適當穿插在各階段之間進行。的加工適當穿插在各階段之間進行。第四章第四章 零件表面的加工方案零件表面的加工方案返回索引 零件是由多個表面組成的，每一個零件是由多個表面組成的，每一個表面又可以用多種加工方法獲得。因此，表面又可以用多種加工方法獲得。因此，應該對零件的結構特點、形狀大小、技應該對零件的結構特點、形狀大小、技術要求、材料性能、生產批

36、量、設備現術要求、材料性能、生產批量、設備現狀以及經濟性等多方面進行分析，選擇狀以及經濟性等多方面進行分析，選擇合適的加工方法。將多種加工方法按照合適的加工方法。將多種加工方法按照一定的加工順序鏈接起來，依次對各個一定的加工順序鏈接起來，依次對各個表面進行加工，多種加工方法的有機組表面進行加工，多種加工方法的有機組合成為加工方案。合成為加工方案。加工方案是擬訂工藝加工方案是擬訂工藝過程的基礎。過程的基礎。1.外圓表面的加工方案外圓表面的加工方案公差等級公差等級表面粗糙度表面粗糙度Ra(m)加工方案加工方案適用范圍適用范圍IT13 IT11 50 12.5粗車粗車適用于淬火適用于淬火鋼外的各種鋼

37、外的各種金屬金屬IT10 IT86.3 3.2粗車粗車半精車半精車IT8 IT71.6 0.8粗車粗車半精車半精車精精車車IT6 IT50.8 0.2粗車粗車半精車半精車精精車車精細車精細車主要用于要主要用于要求高的有色求高的有色金屬金屬IT8 IT70.8 0.4粗車粗車半精車半精車磨磨削削 適用于除有適用于除有色金屬外的色金屬外的各種金屬，各種金屬，特別是淬火特別是淬火鋼鋼IT7 IT60.4 0.1粗車粗車半精車半精車粗粗磨磨精磨精磨IT5 IT30.1 0.025粗車粗車半精車半精車粗粗磨磨精磨精磨超精磨超精磨2.平面的加工方案平面的加工方案公差等級公差等級表面粗糙度表面粗糙度加工方案

38、加工方案適用范圍適用范圍IT12 IT1025 12.5粗車粗車軸、套、軸、套、盤類等零盤類等零件未淬火件未淬火的端面的端面IT9 IT76.3 0.8粗車粗車半精車半精車精車精車IT10 IT86.3 1.6粗刨（銑）粗刨（銑）精精刨（銑）刨（銑）用于不淬用于不淬硬的平面硬的平面IT7 IT60.8 0.1粗刨（銑）粗刨（銑）精精刨（銑）刨（銑）刮研刮研IT7 IT60.4 0.05粗刨（銑）粗刨（銑）精精刨（銑）刨（銑）粗粗磨磨精磨精磨用于高精用于高精度低粗糙度低粗糙度的平面度的平面3.孔的加工方案孔的加工方案公差等級公差等級表面粗糙度表面粗糙度加工方案加工方案適用范圍適用范圍IT13 I

39、T1150 12.5鉆鉆 加工除淬火鋼加工除淬火鋼外各種金屬實外各種金屬實心毛坯上較小心毛坯上較小的孔的孔IT10 IT96.3 3.2鉆鉆擴擴IT8 IT76.3 3.2鉆鉆擴擴IT7 IT60.4 0.2鉆鉆擴擴機鉸機鉸手鉸手鉸IT13 IT1012.5 6.3粗鏜粗鏜 除淬火鋼外各除淬火鋼外各種金屬，毛坯種金屬，毛坯有鑄出孔或鍛有鑄出孔或鍛出孔出孔IT9 IT83.2 1.6粗鏜粗鏜精鏜精鏜IT8 IT71.6 0.8粗鏜粗鏜半精鏜半精鏜精鏜精鏜IT7 IT60.8 0.4粗鏜粗鏜半精鏜半精鏜精鏜精鏜精細鏜精細鏜IT7 IT60.2 0.1粗鏜粗鏜半精鏜半精鏜粗磨粗磨精磨精磨主要用于淬火

40、主要用于淬火鋼，但不宜用鋼，但不宜用于有色金屬于有色金屬5.螺紋的加工方法螺紋的加工方法 螺紋的結構簡單、形式多樣、傳動螺紋的結構簡單、形式多樣、傳動穩定、連接可靠、調整迅速準確、裝拆穩定、連接可靠、調整迅速準確、裝拆方便、成本低廉，在機械行業中應用廣方便、成本低廉，在機械行業中應用廣泛。泛。5.1 螺紋的種類和用途螺紋的種類和用途螺紋按其用途分為聯接螺紋和傳動螺紋螺紋按其用途分為聯接螺紋和傳動螺紋1、聯接螺紋：主要起聯接和調整的作用聯接螺紋：主要起聯接和調整的作用 （1）普通螺紋：牙形角為）普通螺紋：牙形角為60，又分為粗牙螺紋，又分為粗牙螺紋和細牙螺紋兩種，代號為和細牙螺紋兩種，代號為M。

41、（2）管螺紋：牙形角為）管螺紋：牙形角為55，常用于水管、氣管、，常用于水管、氣管、油管等防泄露要求的場合。油管等防泄露要求的場合。5.1 螺紋的種類和用途螺紋的種類和用途2、傳動螺紋：主要用于傳遞運動和動力。傳動螺紋：主要用于傳遞運動和動力。(1)梯形螺紋：牙形角為梯形螺紋：牙形角為30，牙形為等腰梯形，牙形為等腰梯形，代號為代號為Tr，它是傳動螺紋的主要形式，如機床，它是傳動螺紋的主要形式，如機床絲杠等。絲杠等。5.1 螺紋的種類和用途螺紋的種類和用途（2）矩形螺紋矩形螺紋：主要用于力的傳遞，其特：主要用于力的傳遞，其特點是傳動效率較其它螺紋高，但強度較點是傳動效率較其它螺紋高，但強度較低

42、、對中準確性較差，特別是磨損后軸低、對中準確性較差，特別是磨損后軸向和徑向的間隙較大，因此應用受到了向和徑向的間隙較大，因此應用受到了一定的限制。一定的限制。5.1 螺紋的種類和用途螺紋的種類和用途 (3)鋸齒形螺紋：其牙形為鋸齒形，代號為鋸齒形螺紋：其牙形為鋸齒形，代號為B。它只用于承受單向壓力，由于它的傳動效率它只用于承受單向壓力，由于它的傳動效率 及強度比梯形螺紋高，常用于螺旋壓力機及及強度比梯形螺紋高，常用于螺旋壓力機及 水壓機等單向受力機構。水壓機等單向受力機構。5.1 螺紋的種類和用途螺紋的種類和用途（4）模數螺紋模數螺紋：即蝸桿蝸輪螺紋，其牙形：即蝸桿蝸輪螺紋，其牙形角為角為40

43、，它具有傳動比大、結構緊湊、傳動平，它具有傳動比大、結構緊湊、傳動平穩、自鎖性能好等特點，主要用于減速裝置。穩、自鎖性能好等特點，主要用于減速裝置。5.2 螺紋的加工螺紋的加工1、車螺紋：、車螺紋：其特點是通過車床機構的調整，其特點是通過車床機構的調整，能方便地車出不同螺距、不同直徑、不同能方便地車出不同螺距、不同直徑、不同線數和不同牙形的螺紋，適合于單件線數和不同牙形的螺紋，適合于單件 小批量生產。小批量生產。5.2 螺紋的加工螺紋的加工2、攻螺紋和套螺紋、攻螺紋和套螺紋:攻螺紋是用絲錐在工件的光孔內加工出內螺紋攻螺紋是用絲錐在工件的光孔內加工出內螺紋的方法，如下圖左。的方法，如下圖左。套螺

44、紋是用板牙在工件光軸上加工出螺紋的套螺紋是用板牙在工件光軸上加工出螺紋的方法，如下圖右。方法，如下圖右。5.2 螺紋的加工螺紋的加工 攻螺紋和套螺紋攻螺紋和套螺紋的特點是特別適宜于的特點是特別適宜于小尺寸的螺紋加工，對于特別小的螺紋，攻小尺寸的螺紋加工，對于特別小的螺紋，攻螺紋和套螺紋幾乎是其它方法不能代替的。螺紋和套螺紋幾乎是其它方法不能代替的。攻螺紋和套螺紋的另一特點是操作十攻螺紋和套螺紋的另一特點是操作十分靈活，特別適宜于成批大量箱體類零件上分靈活，特別適宜于成批大量箱體類零件上小螺紋的加工。小螺紋的加工。5.2 螺紋的加工螺紋的加工3、銑螺紋、磨螺紋和滾壓螺紋、銑螺紋、磨螺紋和滾壓螺紋

45、 （1）銑螺紋銑螺紋：是在專用的螺紋銑床上進行，也：是在專用的螺紋銑床上進行，也可在萬能臥式銑床上進行。銑螺紋比車螺紋的加可在萬能臥式銑床上進行。銑螺紋比車螺紋的加工精度略低、表面粗糙度略大，但銑螺紋的生產工精度略低、表面粗糙度略大，但銑螺紋的生產率高，適宜于大批大量螺紋生產的粗加工和半精率高，適宜于大批大量螺紋生產的粗加工和半精加工。加工。（2）磨螺紋磨螺紋：是在專用的螺紋磨床上進行，主：是在專用的螺紋磨床上進行，主要是對需要熱處理（硬度較高和精度要求高）的要是對需要熱處理（硬度較高和精度要求高）的螺紋進行精加工，一般需要磨削的螺紋是經過車螺紋進行精加工，一般需要磨削的螺紋是經過車螺紋或銑螺

46、紋等半精加工后才進行的。螺紋或銑螺紋等半精加工后才進行的。5.2 螺紋的加工螺紋的加工（3）滾壓螺紋滾壓螺紋：是使坯料在滾壓工具的壓力下產生塑性：是使坯料在滾壓工具的壓力下產生塑性變形，強制壓制出相應的螺紋，滾壓方式主要有兩種：變形，強制壓制出相應的螺紋，滾壓方式主要有兩種：A.搓螺紋搓螺紋：是在搓絲機上進行，利用搓絲機壓出來：是在搓絲機上進行，利用搓絲機壓出來的螺紋精度高，的螺紋精度高，可達可達5級，表面粗糙度為級，表面粗糙度為Ra 1.60.8，目前市場上購買的螺釘、螺栓等螺紋零件大都是由搓目前市場上購買的螺釘、螺栓等螺紋零件大都是由搓絲機生產出來的。絲機生產出來的。B.滾螺紋滾螺紋：是在

47、專用的滾壓螺紋機上進行的，被滾：是在專用的滾壓螺紋機上進行的，被滾壓出來的螺紋精度可達壓出來的螺紋精度可達3級，表面粗糙度為級，表面粗糙度為Ra 0.8 0.2，其優點是大大提高了螺紋的抗拉強度、抗剪強度和疲其優點是大大提高了螺紋的抗拉強度、抗剪強度和疲勞強度，且生產率很高，缺點是需要貴重的專用設備，勞強度，且生產率很高，缺點是需要貴重的專用設備，對坯料精度要求較高，而且只能滾壓外螺紋。對坯料精度要求較高，而且只能滾壓外螺紋。6.典型零件的工藝過程典型零件的工藝過程 我們對軸類、盤類以及箱體類我們對軸類、盤類以及箱體類零件進行工藝過程分析零件進行工藝過程分析6.1 軸類零件軸類零件 軸類零件按

48、其結構特點可分為光軸、階梯軸、軸類零件按其結構特點可分為光軸、階梯軸、空心軸、曲軸等，其主要表面為外圓面、軸肩和空心軸、曲軸等，其主要表面為外圓面、軸肩和端面，某些軸類零件還有內圓面、鍵槽、退刀槽、端面，某些軸類零件還有內圓面、鍵槽、退刀槽、螺紋等其它表面。外圓面主要用于安裝軸承和輪螺紋等其它表面。外圓面主要用于安裝軸承和輪系（帶輪、齒輪、鏈輪等），軸肩的作用是使上系（帶輪、齒輪、鏈輪等），軸肩的作用是使上述零件在軸上軸向定位。軸類零件通過軸上安裝述零件在軸上軸向定位。軸類零件通過軸上安裝的零件起支承、傳遞運動和扭矩的作用。的零件起支承、傳遞運動和扭矩的作用。6.1 軸類零件軸類零件6.1 軸

49、類零件軸類零件 1）技術要求）技術要求 本零件的軸頸本零件的軸頸24和和16分別裝在箱體的兩分別裝在箱體的兩個孔中，軸通過螺紋個孔中，軸通過螺紋M10和孔和孔10緊固在箱體上，緊固在箱體上，軸上軸上20h6處是用來安裝滾動軸承的，軸承上裝處是用來安裝滾動軸承的，軸承上裝有齒輪，軸中間對稱地加工出相距有齒輪，軸中間對稱地加工出相距22的兩個平行的兩個平行平面，是為了卡扳手而設計的。平面，是為了卡扳手而設計的。2）工藝分析）工藝分析 毛坯選擇：毛坯選擇：由于軸受力不大，主要是支承由于軸受力不大，主要是支承齒輪，所以可直接選用不經鍛造的齒輪，所以可直接選用不經鍛造的45鋼。鋼。6.1 軸類零件軸類零

50、件 定位基準的選擇定位基準的選擇 A.以圓鋼外圓面為粗基準，粗車端面并鉆以圓鋼外圓面為粗基準，粗車端面并鉆中心孔；中心孔；B.為保證外圓面的位置精度，以軸兩端的為保證外圓面的位置精度，以軸兩端的中心孔為定位精基準，這樣滿足了基準重合和中心孔為定位精基準，這樣滿足了基準重合和基準統一的原則；基準統一的原則；C.調質處理后，以外圓面定位，精車兩端調質處理后，以外圓面定位，精車兩端面并修整中心孔；面并修整中心孔；D.以修整的兩中心孔作為半精車和磨削的以修整的兩中心孔作為半精車和磨削的定位精基準，滿足了互為基準的原則。定位精基準，滿足了互為基準的原則。制訂機械加工工藝過程制訂機械加工工藝過程 單件小批

51、量生產機床某軸的工藝過程單件小批量生產機床某軸的工藝過程 第五章第五章 零件的結構工藝性零件的結構工藝性返回索引 零件結構的工藝性是指這種結構的零件加工的難易程度。零件具有使用性和工藝性兩種性質。評價零件設計好壞不應偏重使用性。工藝性的好壞是相對的。隨著科學技術的進步，原來認為工藝性差的零件可能不再難于加工。例：1.1機械零件的切削加工結構工藝性 切削加工是零件獲得所需結構形狀、尺寸精度和表面質量的主要途徑。通常切削加工所耗費的工時和費用是最高的。因此零件的切削加工結構工藝性設計就顯得尤為重要。為了使零件有較好的切削加工結構工藝性，在結構設計時應考慮以下幾點原則：1.應盡量采用標準化參數；2.

52、零件的結構要素應盡量統一;3.應考慮到零件的方便裝夾;4.通孔比不通孔好、外表面比內表面好加工、1.1機械零件的切削加工結構工藝性 平面比臺階面好、直孔比斜孔好加工、剛性好的好加工；5.盡可能使需精密加工的面少,使要加工的表面積少;6.為了方便零件的加工,可以考慮零件的合理拆分和組合;7.在滿足使用要求的基礎上,盡量降低零件的加工精度和表面質量要求;8.零件的結構應與先進加工方法相適應.1.1結構工藝性的一般原則a.便于安裝和加工，即便于定位和可靠的夾緊。左圖中的設計方案中，上表面需要加工，加工時必須安裝在工作臺上，由于底部是斜面而裝夾不穩。1.1.1 斜面鉆孔 斜面鉆孔引起鉆頭偏斜或折斷。1.1.2 T型槽結構改進 b.便于加工和測量。T形槽設計要考慮刀具的進入和退出。1.1.3鉆孔空間 考慮鉆孔時的加工狀況。鉆夾頭與工件不發生碰撞。1.1.4彎曲的孔避免彎曲的孔。1.1.5 尺寸要素的統一 盡量做到刀具規格統一，減少換刀，提高效率1.1.6 退刀槽 方便刀具退出。