《机械制造工艺学》课程教学资源（中文讲稿）第02章 机床夹具设计原理

机械制造工艺学讲义第一章 机械加工工艺规程的制订S1概述一、机械加工工艺规程的作用机械加工工艺规程一一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。正确的机械加工工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上，依据科学理论和必要的工艺试验而制订的，并通过生产过程的实践不断得到改进和完善。机械加工工艺规程的作用有如下三个方面。（一）机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件（二）机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据（三）机械加工工艺规程是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件（四）行之有效的先进加工工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用，有利于其他工厂缩短试制过程，提高工艺水平。制订工艺规程的基本原则：1.保证产品质量；2.提高劳动生产率，降低生产成本；1.安全操作，改善劳动条件：4.要根据本厂的生产条件，制订工艺规程。二、机械加工工艺规程的制订程序制订机械加工工艺规程的原始资料主要是：零件工作图，包括必要的装配图零件的生产纲领和投产批量本厂加工设备及生产条件毛坏生产和供应条件机械加工工艺规程的制订，其内容和顺序如下：1.分析被加工零件：2.选择毛坏；3.设计工艺过程：包括划分工艺过程的组成、选择定位基准、选零件表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等：4：工序设计：包括选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等；5.编制工艺文件。三、机械加工工艺规程制订研究的问题为了能优质、高产、低消耗地加工出合格的产品，在机械加工工艺规程制订中应研究如下问题：石河子大学机械电气工程学院2

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 2 第一章 机械加工工艺规程的制订 §1 概 述 一、机械加工工艺规程的作用 机械加工工艺规程——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。 正确的机械加工工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上，依 据科学理论和必要的工艺试验而制订的，并通过生产过程的实践不断得到改进和 完善。机械加工工艺规程的作用有如下三个方面。 （一）机械加工工艺规程是组织车间生产的主要技术文件 （二）机械加工工艺规程是生产准备和计划调度的主要依据 （三）机械加工工艺规程是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件 （四）行之有效的先进加工工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用，有 利于其他工厂缩短试制过程，提高工艺水平。 制订工艺规程的基本原则： 1.保证产品质量； 2.提高劳动生产率，降低生产成本； 1.安全操作，改善劳动条件； 4.要根据本厂的生产条件，制订工艺规程。 二、机械加工工艺规程的制订程序 制订机械加工工艺规程的原始资料主要是： 零件工作图，包括必要的装配图 零件的生产纲领和投产批量 本厂加工设备及生产条件 毛坯生产和供应条件 机械加工工艺规程的制订，其内容和顺序如下： 1．分析被加工零件； 2．选择毛坯； 3．设计工艺过程：包括划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表 面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等； 4．工序设计：包括选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工序尺寸及 其公差、确定切削用量及计算工时定额等； 5．编制工艺文件。 三、机械加工工艺规程制订研究的问题 为了能优质、高产、低消耗地加工出合格的产品，在机械加工工艺规程制订 中应研究如下问题：

机械制造工艺学讲义1.零件工艺性分析和毛坏选择；2.工艺过程设计；1.工序设计：4.提高劳动生产率的工艺措施：5.工艺方案的经济分析。S2零件的工艺性分析及毛坏的选择一、零件的工艺性分析在制订零件的机械加工工艺规程之前，首先应对该零件的工艺性进行分析。零件的工艺性分析包括以下两方面内容。（一）了解零件的各项技术要求，提出必要的改进意见如图1（a）所示的汽车板弹簧和弹簧吊耳内侧面的表面粗糙度，可由原设计的Ral.2改为Ra25，这样就可以在铣削加工时增大进给量，以提高生产效率。又如图1（b）所示的方头销零件，其方头部份要求淬硬到HRC55一60，其销轴上有一个的Φ2H7孔，系在装配时配作，零件材料为小孔因是配作，不能预先加工好，若采用T8A材料火，由于零件长度仅15mm，淬硬头部时势必全部被淬硬，造成小孔很难加工。若将该零件材料改为20Cr，可局部渗碳，在小Φ2H7处镀铜保护，则零件的加工就没有什么困难了。弹赞吊耳其余08JIRC55-602配件板弹镜2(a)(b)图1零件加工要求和零件材料选择不当的示例（二）审查零件结构的工艺性零件结构的工艺性一一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。所谓良好的工艺性，首先是这种结构便于机械加工，即在同样的生产条件下能够采用简便和经济的方法加工出来。此外，零件结构还应适应生产类型和具体生产条件的要求。图2上所示为零件局部结构能否进行加工或是否便于加工的一些实例。每个实例的左边系不合理结构，右边为合理的正确结构。石河子大学机械电气工程学院3

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 3 1.零件工艺性分析和毛坯选择； 2.工艺过程设计； 1.工序设计； 4.提高劳动生产率的工艺措施； 5.工艺方案的经济分析。 §2 零件的工艺性分析及毛坯的选择 一、零件的工艺性分析 在制订零件的机械加工工艺规程之前，首先应对该零件的工艺性进行分析。 零件的工艺性分析包括以下两方面内容。 （一）了解零件的各项技术要求，提出必要的改进意见 如图 1（a）所示的汽车板弹簧和弹簧吊耳内侧面的表面粗糙度，可由原设计 的 Ra1.2 改为 Ra25，这样就可以在铣削加工时增大进给量，以提高生产效率。又 如图 l（b）所示的方头销零件，其方头部份要求淬硬到 HRC55－60，其销轴上有 一个的φ2H7 孔，系在装配时配作，零件材料为小孔因是配作，不能预先加工好， 若采用 T8A 材料淬火，由于零件长度仅 15mm，淬硬头部时势必全部被淬硬，造成 小孔很难加工。若将该零件材料改为 20Cr，可局部渗碳，在小φ2H7 处镀铜保护， 则零件的加工就没有什么困难了。 图 1 零件加工要求和零件材料选择不当的示例 （二）审查零件结构的工艺性 零件结构的工艺性——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。 所谓良好的工艺性，首先是这种结构便于机械加工，即在同样的生产条件下 能够采用简便和经济的方法加工出来。此外，零件结构还应适应生产类型和具体 生产条件的要求。 图 2 上所示为零件局部结构能否进行加工或是否便于加工的一些实例。每 个实例的左边系不合理结构，右边为合理的正确结构

机械制造工艺学讲义（三）审查零件材料选择是否恰当(f)(d)1(j)k(1)(m)图2零件局部结构工艺性的一些实例（四）零件结构工艺性的评定指标为满足不同的生产类型和生产条件下，零件结构工艺性更合理，在对零件结构工艺性进行定性分析的基础上，也可采用定量指标进行评价。零件结构工艺性的主要指标项目有：1）加工精度参数KK.-产品（或零件）图样中标注有公差要求的尺寸数产品（或零件）图样中的尺寸总数2）结构继承性系数KsK.=产品中借用件数+通用件数产品零件总数3）结构标准化系数KstK.=产品中标准件数产品零件总数石河子大学机械电气工程学院4

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 4 （三）审查零件材料选择是否恰当 图 2 零件局部结构工艺性的一些实例 （四）零件结构工艺性的评定指标 为满足不同的生产类型和生产条件下，零件结构工艺性更合理，在对零件结 构工艺性进行定性分析的基础上，也可采用定量指标进行评价。零件结构工艺性 的主要指标项目有： 1) 加工精度参数 Kac Kac= 产品（或零件）图样中的尺寸总数 产品（或零件）图样中标注有公差要求的尺寸数 2）结构继承性系数 KS KS= 产品零件总数 产品中借用件数 + 通用件数 3）结构标准化系数 Kst Kst= 产品零件总数 产品中标准件数

机械制造工艺学讲义4）结构要素统一化系数K。K.=产品中各零件所用同一结构要素数该结构要素的尺寸数5）材料利用系数Ka产品净重K.=该产品的材料消耗工艺定额二、毛坏的选择1.在制订零件机械加工工艺规程之前，还要对零件加工前的毛坏种类及其不同的制方法进行选择：常用的毛坏种类有：铸件锻件、型材、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛坏又可能有不同的制造方法：2.选择毛坏应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坏制造方法的经济性；1.选择毛坏应考虑工件结构形状和尺寸大小：4.选择毛坏应考虑零件的机械性能要求；5.选择毛坏，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性；6.选择毛坏还应考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。s3工艺过程设计在对零件的工艺性进行分析和选定毛坏之后，即可制订机械加工工艺过程，一般可分两步进行。第一步是设计零件从毛坏到成品零件所经过的整个工艺过程，这一步是零件加工的总体方案设计：第二步是拟定各个工序的具体内容，也就是工序设计。这两步内容是紧密联系的，在设计工艺过程时应考虑有关工序设计的问题，在进行工序设计时，又有可能修改已设计的工艺过程。设计工艺过程时所涉及的问题主要是划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面加工方法、安排加工顺序和组合工序等，现分述如下。一、工艺过程的组成机械加工工艺过程由一系列工序、安装、工位和工步等组成。1.工序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所连续完成的那一部分工艺过程——工序。图3上所示的阶梯小轴其工艺过程可分为如表3-1所列的五个工序。图3阶梯小轴石河子大学机械电气工程学院5

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 5 4）结构要素统一化系数 Ke Ke= 该结构要素的尺寸数 产品中各零件所用同一结构要素数 5）材料利用系数 Km Km= 该产品的材料消耗工艺定额 产品净重 二、毛坯的选择 1.在制订零件机械加工工艺规程之前，还要对零件加工前的毛坯种类及其不 同的制方法进行选择； 常用的毛坯种类有：铸件锻件、型材、焊接件、冲压件等，而相同种类的毛 坯又可能有不同的制造方法； 2.选择毛坯应该考虑生产规模的大小，它在很大程度上决定采用某种毛坯制 造方法的经济性； 1.选择毛坯应考虑工件结构形状和尺寸大小； 4.选择毛坯应考虑零件的机械性能要求； 5.选择毛坯，应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性； 6.选择毛坯还应考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性。 §3 工艺过程设计 在对零件的工艺性进行分析和选定毛坯之后，即可制订机械加工工艺过程， 一般可分两步进行。 第一步是设计零件从毛坯到成品零件所经过的整个工艺过程，这一步是零件 加工的总体方案设计； 第二步是拟定各个工序的具体内容，也就是工序设计。这两步内容是紧密联 系的，在设计工艺过程时应考虑有关工序设计的问题，在进行工序设计时，又有 可能修改已设计的工艺过程。 设计工艺过程时所涉及的问题主要是划分工艺过程的组成、选择定位基准、 选择零件表面加工方法、安排加工顺序和组合工序等，现分述如下。 一、工艺过程的组成 机械加工工艺过程由一系列工序、安装、工位和工步等组成。 1.工序 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所连续完成的那一部 分工艺过程——工序。 图 3 上所示的阶梯小轴其工艺过程可 分为如表 3-l 所列的五个工序。 图 3 阶梯小轴

机械制造工艺学讲义表 3-1阶梯小轴的工序素3.1阶槽小轴的工序工序号工序名称加设备工1料备铝床2车床车筛面、车大端外固及到角3车床车消画、车小消外国及例角4洗缇洗床s毛去刻钳工台2.安装在某一工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那部分工序称为安装，如表3-1中，若工序2和工序3合并成一个工序，则需要进行两次装夹。车床刀架座，在平面磨床磨四个侧面，每磨一个侧面为一次安装，则此磨削工序需四次安装。3.工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。在某一工序中，有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往采用转位（或移位）工作台或夹具，不须重新装夹工件而能改变工件位置，以加工不同表面。定位销下部月架转轴二夹具底板定位销0(b)(a)(b)(a)图3一4四工位转位工作台及两工位刨床夹具图4（a）所示，在具有回转工作台的多轴立式钻床上，由工位2,3，4分别对工件进行钻、扩、铰孔加工，工位1装卸工件，此工序是一次安装四个工位。图4（b）所示在具有可转位的夹具上对车床下部刀架的燕尾导轨面进行刨削加工，工位1刨削加工燕尾导轨左侧，工位2则刨削加工燕尾导轨（1：60)右侧。4.工步一道工序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若于个表面只用一把刀石河子大学机械电气工程学院6

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 6 表 3-1 阶梯小轴的工序 2．安装 在某一工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完 成的那部分工序称为安装，如表 3-1 中，若工序 2 和工序 3 合并成一个工序，则 需要进行两次装夹。车床刀架座，在平面磨床磨四个侧面，每磨一个侧面为一次 安装，则此磨削工序需四次安装。 3．工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分 一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。 在某一工序中，有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往 采用转位（或移位）工作台或夹具，不须重新装夹工件而能改变工件位置，以加 工不同表面。 （a） （b） 图 3－4 四工位转位工作台及两工位刨床夹具 图 4(a)所示，在具有回转工作台的多轴立式钻床上，由工位 2,3,4 分别对工 件进行钻、扩、铰孔加工，工位 1 装卸工件，此工序是一次安装四个工位。图 4 （b）所示在具有可转位的夹具上对车床下部刀架的燕尾导轨面进行刨削加工， 工位 1 刨削加工燕尾导轨左侧，工位 2 则刨削加工燕尾导轨(1：60)右侧。 4．工步 一道工序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若干个表面只用一把刀

机械制造工艺学讲义具，也可能虽只加工一个表面，但却要用若于把不同刀具。在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为一个工步，如果上述二项中有一项改变，就成为另一工步。表3-1中的工序2，一次安装后要进行3个工步：车端面，称为工步1：车大端外圆，称为工步2；倒角，称为工步3。图5所示为六角车床上加工套类零件的工序包括六个工步。当几个相同的工步连续进行时，为了简化工艺，通常算作一个工步。D具有六个工步的工序图5第一工步第二工步第一次行程第二工步第二次行程图6选择不同粗基准时的不同加工结果复合工步-一采用几把刀具或一把复合刀具同时加工一个或几个表面可算作一个工步。如图36中工步3和工步4就是复合工步5.行程有些工步，由于余量较大或其它原因，需要用同一刀具，对同一表面进行多次切削，这样刀具对工件每切削一次就称为一次行程。如将棒料加工成阶梯轴，第二工步车右端外圆分两次行程。此外，螺纹表面的车削和磨削加工，也属多次行程。石河子大学机械电气工程学院7

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 7 具，也可能虽只加工一个表面，但却要用若干把不同刀具。 在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为一 个工步，如果上述二项中有一项改变，就成为另一工步。 表 3-1 中的工序 2，一次安装后要进行 3 个工步：车端面，称为工步 1；车大 端外圆，称为工步 2；倒角，称为工步 3。 图 5 所示为六角车床上加工套类零件的工序包括六个工步。当几个相同的工 步连续进行时，为了简化工艺，通常算作一个工步。 图 6 选择不同粗基准时的不同加工结果 复合工步——采用几把刀具或一把复合刀具同时加工一个或几个表面可算作 一个工步。如图 36 中工步 3 和工步 4 就是复合工步 5．行程 有些工步，由于余量较大或其它原因，需要用同一刀具，对同一表面进行多 次切削，这样刀具对工件每切削一次就称为一次行程。如将棒料加工成阶梯轴， 第二工步车右端外圆分两次行程。此外，螺纹表面的车削和磨削加工，也属多次 行程

机械制造工艺学讲义二，定位基准的选择；其朵040×45正确地选择定位基准是设计$22 1.03工艺过程的一项重要内容，粗基准一一选择未经加工的263毛坏表面（即铸造、锻造或轧制等公HA1表面）作为定位基准。BG55精基准一一用加工过的表面作定位基准R10为了满足工艺需要在工件上$109009专门设计的定位面，称为辅助基准。65±0.10图 7不需加工表面较多时粗基准时选择（一）粗基准的选择粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的位置精度。如图6所示。（一）选择粗基准时，一般应遵循的原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。如图7所示2.如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。3.选作粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。4.粗基准一般只能使用一次，即不应重复使用，以免产生较大的位置误差。4-A2-g1830-g01s其余S00.03130±003工件图金E(c)(h)(a)图8 基准重合原则的示例石河子大学机械电气工程学院8

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 8 二，定位基准的选择； 正确地选择定位基准是设计 工艺过程的一项重要内容。 粗基准——选择未经加工的 毛坯表面（即铸造、锻造或轧制等 表面）作为定位基准。 精基准——用加工过的表面 作定位基准 为了满足工艺需要在工件上 专门设计的定位面，称为辅助基 准。 图 7 不需加工表面较多时粗基准时选择 （一）粗基准的选择 粗基准的选择影响各加工面 的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的 位置精度。如图 6 所示。 （一）选择粗基准时，一般应遵循的原则 1．如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以 不加工表面作为粗基准。 如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要 求较高的表面作粗基准。如图 7 所示 2．如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。 3．选作粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位 可靠。 4．粗基准一般只能使用一次，即不应重复使用，以免产生较大的位置误差。 图 8 基准重合原则的示例

机械制造工艺学讲义（二）精基准的选择选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹准确方便，一般应遵循如下原则：1.“基准重合”原则用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差。如图8所示2.“基准统一”原则当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其它各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位。选作统一基准的表面，一般都应是面积较大、精度较高的平面J以及其它距离较远的儿个面的组合。①箱体零件用一个较大的平面和两个距离较远的孔作精基准（没有孔时用大平面及两个与大平面垂直的边作精基准，或者专门加工出两个工艺孔）②轴类零件用两个顶尖孔作精基准：③圆盘类零件（如齿轮等）用其端面和内孔作精基准。使用统一基准并不排斥个别工序采用其它基准，特别当统一的基准与设计基准不重合时，可能因基准不重合误差过大而超差，这时应直接用设计基准作为定位基准。3.遵循“自为基准”的原则当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面与其它表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，如图9所示。图9以加工表面本身为精基准的示例4.“互为基准”的原则。为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准”的原则。如图10所示。5.精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。三、表面加工方法的选择1-三爪卡盘：2-浓柱：3-T.件选择加工方法时应考虑下列各因素：图10以齿形表面定位磨内孔石河子大学机械电气工程学院9

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 9 （二）精基准的选择 选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹准确方便，一般应遵循如下原则： 1．“基准重合”原则 用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差。如图 8 所示 2．“基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以较方便的加工其它各表面时，应尽可能在多 数工序中采用此组精基准定位。 选作统一基准的表面，一般都应是面积较大、精度较高的平面 J 以及其它距 离较远的几个面的组合。 ①箱体零件用一个较大的平面和两个距离较远的孔作精基准（没有孔时用大 平面及两个与大平面垂直的边作精基准，或者专门加工出两个工艺孔) ②轴类零件用两个顶尖孔作精基准； ③圆盘类零件(如齿轮等）用其端面和内孔作精基准。 使用统一基准并不排斥个别工序采用其它基准，特别当统一的基准与设计基 准不重合时，可能因基准不重合误差过 大而超差，这时应直接用设计基准作为 定位基准。 3．遵循“自为基准”的原则 当精加工或光整加工工序要求余量 尽量小而均匀时，应选择加工表面本身 作为精基准，而该加工表面与其它表面 之间的位置精度则要求由先行工序保 证，如图 9 所示。 图 9 以加工表面本身为精基准的示例 4．“互为基准”的原则。 为了获得均匀的加工余量或较高的位置 精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准” 的原则。如图 10 所示。 5．精基准的选择应使定位准确，夹紧可 靠。为此，精基准的面积与被加工表面相比， 应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。 三、表面加工方法的选择 选择加工方法时应考虑下列各因素： 图 10 以齿形表面定位磨内孔

机械制造工艺学讲义1：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，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是一一加工精度。各种加工方法可达到的经济加工精度和表面粗糙度，可参阅工艺设计手册中的有关资料。2.要考虑工件材料的性质。例如，对淬火钢应采用磨削加工，但对有色金属采用磨削加工就会发生困难，一般采用金刚错削或高速精细车削加工。3．要考虑工件的结构形状和尺寸大小。4.要考虑生产率和经济性要求。大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺。5.要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。但也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平，此外还应考虑设备负荷的平衡。四，加工顺序的安排零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热处理、检验等其它工序在工艺过程中的位置。（一）加工阶段的划分零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程可划分如下几个阶段：1.粗加工阶段一一这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，因此主要是提高生产率问题。2.半精加工阶段一一这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备（达到一定的精度和表面粗糙度，保证一定的精加工余量，并完成一些次要表面的加工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）一般在热处理前进行。3.精加工阶段一一对于零件上精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7级或以上，表面粗糙度在Rao.8以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的任务主要是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度荒加工阶段一一有时由于毛坏余量特别大，表面十分粗糙，在粗加工前还需要去黑皮的加工阶段。为了及时地发现毛环的缺陷和减少运输工作量，通常把荒加工放在毛坏车间中进行。此外，对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后进行光整加工。称为光整加工阶段。划分加工阶段的原因在于：1.粗加工时切去的余量较大，因此产生的切削力和切削热都较大，功率的消耗也较多，所需要的夹紧力也大，从而在加工过程中工艺系统的受力变形、受热石河子大学机械电气工程学院10

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 10 1．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，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是——加工 精度。各种加工方法可达到的经济加工精度和表面粗糙度，可参阅工艺设计手册 中的有关资料。 2．要考虑工件材料的性质。例如，对淬火钢应采用磨削加工，但对有色金属 采用磨削加工就会发生困难，一般采用金刚错削或高速精细车削加工。 3．要考虑工件的结构形状和尺寸大小。 4．要考虑生产率和经济性要求。大批大量生产时，应采用高效率的先进工 艺。 5．要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。但也应考虑不断改进现 有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平，此外还应考虑设备负荷的平 衡。 四，加工顺序的安排 零件表面的加工方法确定之后，就要安排加工的先后顺序，同时还要安排热 处理、检验等其它工序在工艺过程中的位置。 （一）加工阶段的划分 零件加工时，往往不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分 开进行，为此，一般都将整个工艺过程划分几个加工阶段，这就是在安排加工顺 序时所应遵循的工艺过程划分阶段的原则。按加工性质和作用的不同，工艺过程 可划分如下几个阶段： 1．粗加工阶段——这阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提 供定位基准，因此主要是提高生产率问题。 2．半精加工阶段——这阶段的作用是为零件主要表面的精加工作好准备（达 到一定的精度和表面粗糙度，保证一定的精加工余量，并完成一些次要表面的加 工（如钻孔、攻丝、铣键槽等）一般在热处理前进行。 3．精加工阶段——对于零件上精度和表面粗糙度要求高（精度在 IT7 级或以 上，表面粗糙度在 Rao.8 以下）的表面，还要安排精加工阶段。这阶段的任务主 要是提高加工表面的各项精度和降低表面粗糙度。 荒加工阶段——有时由于毛坯余量特别大，表面十分粗糙，在粗加工前还需 要去黑皮的加工阶段。为了及时地发现毛坯的缺陷和减少运输工作量，通常把荒 加工放在毛坯车间中进行。 此外，对零件上精度和表面粗糙度要求特别高的表面还应在精加工后进行光 整加工。称为光整加工阶段。 划分加工阶段的原因在于： 1．粗加工时切去的余量较大，因此产生的切削力和切削热都较大，功率的消 耗也较多，所需要的夹紧力也大，从而在加工过程中工艺系统的受力变形、受热

机械制造工艺学讲义变形和工件残余应力变形也都大，不可能达到高的加工精度和表面质量。2粗加工阶段中可采用功率大而精度一般的高效率设备，而精加工阶段中则应采用相应的精密机床。这样，既发挥了机床设备的各自性能特点，又可延长高精度机床的使用寿命。3.零件的工艺过程中插人了必要的热处理工序，这样也就使工艺过程以热处理为界，自然地划分为几个各具不同特点和目的的加工阶段。例如，在精密主轴的加工中，在粗加工后进行消除残余应力的时效处理，半精加工后进行淬火，精加工后进行冰冷处理和低温回火，最后再进行光整加工。此外，划分加工阶段还有两个好处：一是粗加工后可及早发现毛坏的缺陷，及时修补或报废；二是零件表面的精加工安排在最后，可防止或减少表面损伤。零件加工阶段的划分也不是绝对的，当加工质量要求不高、工件刚度足够、毛坏质量高和加工余量小，可以不划分加工阶段。（二）机械加工顺序的安排一个零件上往往有几个表面需要加工，这些表面不仅本身有一定的精度要求而且各表面间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面的加工顺序就不能随意安排，而必须遵循一定的原则。1.基面先行2.先粗后精3.先主后次4.先面后孔（三）热处理工序的安排热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据零件材料和热处理的目的而定。1.退火与正火为了得到较好的表面质量、减少刀具磨损，需要对毛坏预先进行热处理，以消除组织的不均匀，降低硬度、细化晶粒，提高加工性。退火、正火等，一般应安排在机械加工之前进行。2.时效为了消除残余应力应进行时效处理（其中包括人工时效和自然时效）。例如巫标镇床箱体的加工工艺路线中即安排两次人工时效：铸造一退火一粗加工一人工时效一半精加工一人工时效一精加工。3.淬火萍火可以提高材料的机械性能（硬度和抗拉强度等人淬火后尚需回火以取得所需要的硬度与组织。淬火工序一般安排在精加工阶段的磨削加工之前进行。4.渗碳由于渗碳的温度高，容易产生变形，因此一般渗碳工序安排在精加工之前进石河子大学机械电气工程学院11

机械制造工艺学讲义 石河子大学机械电气工程学院 11 变形和工件残余应力变形也都大，不可能达到高的加工精度和表面质量。 2．粗加工阶段中可采用功率大而精度一般的高效率设备，而精加工阶段中则 应采用相应的精密机床。这样，既发挥了机床设备的各自性能特点，又可延长高 精度机床的使用寿命。 3．零件的工艺过程中插人了必要的热处理工序，这样也就使工艺过程以热处 理为界，自然地划分为几个各具不同特点和目的的加工阶段。例如，在精密主轴 的加工中，在粗加工后进行消除残余应力的时效处理，半精加工后进行淬火，精 加工后进行冰冷处理和低温回火，最后再进行光整加工。 此外，划分加工阶段还有两个好处：一是粗加工后可及早发现毛坯的缺陷， 及时修补或报废；二是零件表面的精加工安排在最后，可防止或减少表面损伤。 零件加工阶段的划分也不是绝对的，当加工质量要求不高、工件刚度足够、 毛坯质量高和加工余量小，可以不划分加工阶段。 （二）机械加工顺序的安排 一个零件上往往有几个表面需要加工，这些表面不仅本身有一定的精度要求， 而且各表面间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面的加工顺序 就不能随意安排，而必须遵循一定的原则。 1．基面先行 2．先粗后精 3．先主后次 4.先面后孔 （三）热处理工序的安排 热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据零件材料和热处理的目 的而定。 1．退火与正火 为了得到较好的表面质量、减少刀具磨损，需要对毛坯预先进行热处理，以 消除组织的不均匀，降低硬度、细化晶粒，提高加工性。退火、正火等，一般应 安排在机械加工之前进行。 2．时效 为了消除残余应力应进行时效处理（其中包括人工时效和自然时效）。 例如坐标镇床箱体的加工工艺路线中即安排两次人工时效： 铸造一退火一粗加工一人工时效一半精加工一人工时效一精加工。 3．淬火 淬火可以提高材料的机械性能（硬度和抗拉强度等人淬火后尚需回火以取得 所需要的硬度与组织。淬火工序一般安排在精加工阶段的磨削加工之前进行。 4．渗碳 由于渗碳的温度高，容易产生变形，因此一般渗碳工序安排在精加工之前进