1、第第7 7章章机械加工工艺基本知识机械加工工艺基本知识7.1 7.1 基本概念基本概念7.2 7.2 工件的安装工件的安装7.3 7.3 基准基准及其及其选择选择7.4 7.4 机械机械加工工艺路线的制定加工工艺路线的制定7.5 7.5 典型零件加工工艺路线举例典型零件加工工艺路线举例7.6 7.6 特种特种加工加工7.1 7.1 基本概念基本概念（1）生产过程）生产过程生产过程指将原材料转变为成品的全生产过程指将原材料转变为成品的全过程。生产过程包括原材料运输和保管、过程。生产过程包括原材料运输和保管、生产准备工作、毛坯制造、机械加工、热生产准备工作、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、检测、
2、调试、油漆和包装等。处理、装配、检测、调试、油漆和包装等。7.1.1 7.1.1 生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程（2）工艺过程）工艺过程生产过程中，直接改变原材料或毛坯的生产过程中，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能等，使其成为成品或半成形状、尺寸和性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。工艺过程主要有毛品的过程称为工艺过程。工艺过程主要有毛坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、机器坯制造工艺过程、机械加工工艺过程、机器装配工艺过程。装配工艺过程。7.1.2 7.1.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成 机械加工工机械加工工艺过程由一系列工序程由一系列工序组成。成。（
3、1 1）工序工序 工序是指一个或一组工人，在一台机工序是指一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或同时对几个工床或一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。件所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的要点是工人、工作地点及划分工序的要点是工人、工作地点及工件三不变并加上连续作业。只要工人、工件三不变并加上连续作业。只要工人、工作地点及工件这三者中改变了一个或不工作地点及工件这三者中改变了一个或不是连续完成的，则构成下一个工序。是连续完成的，则构成下一个工序。（2 2）安装安装 工件经一次装夹后所完成的那一部分工件经一次装夹后所完成的那一部分工序，称一次安装。一个工序
4、可能经过几工序，称一次安装。一个工序可能经过几次安装。次安装。（3 3）工步）工步 以同样的工具，同样的切削用量加工以同样的工具，同样的切削用量加工同一个或同一组表面的那部分工作称一个同一个或同一组表面的那部分工作称一个工步。工步。（4 4）工位）工位 一次装夹后，工件与夹具或设备的可动部一次装夹后，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分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。一个位置。7.1.2 7.1.2 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型 （1 1）生产纲领生产纲领 生生产产纲纲领领指指企企业业计计划划期期内内应应当当生生产产的的产产品品产量和进度计
5、划。产量和进度计划。生生产纲领用年用年产量表示。量表示。N N 零零=N n(1+N n(1+)N N N N零零零零：零件的：零件的：零件的：零件的生产纲领生产纲领生产纲领生产纲领 Q Q Q Q：产品的产品的产品的产品的生产纲领生产纲领生产纲领生产纲领 n n n n：每台产品中该零件的数量每台产品中该零件的数量每台产品中该零件的数量每台产品中该零件的数量 ：备品百分率备品百分率备品百分率备品百分率 ：废品百分率废品百分率废品百分率废品百分率 （2 2）生产类型生产类型 单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产小批生产小批生产中批生产中批生产大批生产大批生产单件小批生产单件小批生产
6、大批大量生产大批大量生产生产类型生产类型零件的年产量（件）零件的年产量（件）重型零件重型零件中型零件中型零件轻型零件轻型零件单件生产单件生产5101000500050000生产类型的划分生产类型的划分单件生产单件生产成批生产成批生产大量生产大量生产机床设机床设备备通用设备通用设备通用的和部分通用的和部分专用的专用的广泛使用高效专用广泛使用高效专用设备设备夹具夹具通用通用部分使用专用部分使用专用夹具夹具广泛使用高效率夹广泛使用高效率夹具具刀具和刀具和量具量具一般刀具，一般刀具，通用量具通用量具部分采用专用部分采用专用刀具和量具刀具和量具使用高效专用的刀使用高效专用的刀具和量具具和量具毛坯毛坯手工
7、砂型铸手工砂型铸造、自由锻造、自由锻部分采用金属部分采用金属模铸造和模锻模铸造和模锻机械造型、压力铸机械造型、压力铸造、模锻等造、模锻等工人工人技术熟练工技术熟练工人人技术比较熟练技术比较熟练工人工人调整工要求技术较调整工要求技术较高，操作要求较低高，操作要求较低各种生产类型的工艺特征各种生产类型的工艺特征（3 3）生产纲领与生产类型的关系）生产纲领与生产类型的关系单件、小批量生产单件、小批量生产单件、小批量生产单件、小批量生产成批生产成批生产成批生产成批生产大批大量生产大批大量生产大批大量生产大批大量生产设设 备备 要要 求求低低低低高高高高工工人人技技术术水水平平高高高高低低低低低低低低高
8、高高高生生 产产 率率生生 产产成成 本本高高高高低低低低7.2 7.2 工件的安装工件的安装 将将工工件件在在机机床床上上或或夹具具中中加加以以定定位位和和夹紧的的过程程叫工件的安装或装夹叫工件的安装或装夹。定位是指保证工件在机床上或夹具中占有定位是指保证工件在机床上或夹具中占有正确的位置。正确的位置。夹夹紧紧是是指指工工件件定定位位后后将将其其固固定定，使使其其在在加加工工过过程程中中承承受受切切削削力力作作用用后后仍仍能能保保持持定定位位位位置置不变。不变。7.2.1 7.2.1 定位定位工件的六点定位原理工件的六点定位原理A A A A 面上三个点限制面上三个点限制面上三个点限制面上三
9、个点限制三个自由度三个自由度三个自由度三个自由度zxyB B B B 面上两个点限面上两个点限面上两个点限面上两个点限制两个自由度制两个自由度制两个自由度制两个自由度C C C C 面上一个点限制面上一个点限制面上一个点限制面上一个点限制一个自由度一个自由度一个自由度一个自由度y zx 三爪自定心卡盘定位限定的自由度三爪自定心卡盘定位限定的自由度用较长的卡爪定位时可限定的自由度用较长的卡爪定位时可限定的自由度用较长的卡爪定位时可限定的自由度用较长的卡爪定位时可限定的自由度xzx zxy用较短的卡抓定位用较短的卡抓定位用较短的卡抓定位用较短的卡抓定位 x z前后顶尖定位限定的自由度前后顶尖定位限
10、定的自由度x zx zy 完全定位完全定位为保证尺寸为保证尺寸B B、W W、H H、L L，必须限定的自由度有必须限定的自由度有x y zxzyxyy不完全定位不完全定位为保证尺寸为保证尺寸B B、W W、H H，必须限定的自由度有必须限定的自由度有x zxzyxxyy前后顶尖定位限定的自由度前后顶尖定位限定的自由度前后顶尖定位限定的自由度前后顶尖定位限定的自由度x zx zy 用较短的卡爪定位限定的自由度用较短的卡爪定位限定的自由度用较短的卡爪定位限定的自由度用较短的卡爪定位限定的自由度x z超定位超定位xy7.2.2 7.2.2 工件的安装方式工件的安装方式 （1 1）直接安装）直接安装
11、 直直接接找找正正装装夹夹或或划划线线找找正正装装夹夹。适适用用于于单单件、小批量生产。件、小批量生产。（2 2）夹具安装）夹具安装 安装快，精度高，对工人技术水平要求不安装快，精度高，对工人技术水平要求不高。适用于成批或大批量生产。高。适用于成批或大批量生产。7.3 7.3 基准基准及其及其选择选择 在在零零件件图样上上需需要要依依据据一一些些点点、线、面面来来确确定定另另一一些些点点、线、面面的的位位置置。这些些作作为依依据据的点、的点、线、面，称、面，称为基准。基准。7.3.1 7.3.1 基准的种类基准的种类基基准准设计基准：设计基准：设计基准：设计基准：工艺基准工艺基准工艺基准工艺基
12、准在工序图上用以指定加工表面位置的基准在工序图上用以指定加工表面位置的基准在加工中用做定位的基准在加工中用做定位的基准在工件上用以测量已加工表面位置的基准在工件上用以测量已加工表面位置的基准装配时用以确定零件在产品中位置的基准装配时用以确定零件在产品中位置的基准设计图样上所采用的基准设计图样上所采用的基准工序基准：工序基准：工序基准：工序基准：定位基准：定位基准：定位基准：定位基准：测量基准：测量基准：测量基准：测量基准：装配基准：装配基准：装配基准：装配基准：作作为为定定位位基基准准的的点点或或线线，总总是是以以具具体体表表面面来来体体现现的的，这这种种表表面面就就称称为为定定位位基基准准面
13、面。例例如如，轴类零零件件与与盘套套类零零件件，当当定定位位基基准准均均为轴线时，定位基准面却分，定位基准面却分别是中心孔和内孔。是中心孔和内孔。7.3.2 7.3.2 定位定位基准基准及其选择及其选择定位基准分为粗基准和精基准。定位基准分为粗基准和精基准。粗粗基基准准指指作作为为定定位位基基准准的的是是未未加加工工过过的的毛毛坯表面。坯表面。精基准精基准指指作为定位基准作为定位基准的是的是加工加工过的表面。的表面。（1）粗基准的选择原则：）粗基准的选择原则：选择不要求加工选择不要求加工的表面作为粗基准的表面作为粗基准选择加工余量最小的表面作为粗基准选择加工余量最小的表面作为粗基准选择平整、面
14、积足够大、装夹稳定的表面作选择平整、面积足够大、装夹稳定的表面作粗基准粗基准粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用尽量避免重复使用床身加工的粗基准床身加工的粗基准（2）精基准的选择原则）精基准的选择原则基基准准重重合合原原则则：设设计计基基准准与与定定位位基基准准重重合合。尽尽可可能能选选用用设设计计基基准准作作为为定定位位基基准准，这这样样可可避避免免因因定定位位基基准准与与设设计计基基准准不不重重合合而而引引起起的的定定位位误误差差，以以保保证证加加工工面面与与设设计计基基准准间间的的位位置精度。置精度。基准统一原则：应使尽可能多的表面
15、加工时基准统一原则：应使尽可能多的表面加工时都用同一个定位基准，这样有利于保证各加都用同一个定位基准，这样有利于保证各加工面之间的位置精度。工面之间的位置精度。自为基准原则：重要表面的精加工，为保证自为基准原则：重要表面的精加工，为保证余量小而均匀，可以用该重要表面自身作为余量小而均匀，可以用该重要表面自身作为定位基准。定位基准。加工连杆小头孔加工连杆小头孔互为基准原则：对某些位置精度要求高互为基准原则：对某些位置精度要求高的表面，可以通过互为基准、反复加工的的表面，可以通过互为基准、反复加工的方法来保证其相互位置精度。方法来保证其相互位置精度。便于装夹的原则。便于装夹的原则。铣床主轴铣床主轴
16、 制定机械加工工制定机械加工工艺过程的内容及步程的内容及步骤如如下下：研究研究图样及其技及其技术要求要求；选择毛坯的毛坯的类型型；拟订工工艺流流程程（确定主要表面的加工方确定主要表面的加工方案和步案和步骤，确定基准确定基准，安排安排热处理理）；）；工序工序设计（选择机床，工艺装备，工序余量，工设计（选择机床，工艺装备，工序余量，工序尺寸，切削用量，工时定额等）序尺寸，切削用量，工时定额等）；编制工制工艺卡片卡片。7.4 7.4 机械机械加工工艺路线的制定加工工艺路线的制定毛坯制造毛坯制造粗加工粗加工半精加工半精加工精加工精加工退火或正火退火或正火调质调质淬火淬火时效时效工艺阶段的划分工艺阶段的
17、划分l粗加工阶段粗加工阶段l半精加工阶段半精加工阶段l精加工阶段精加工阶段l光整加工阶段光整加工阶段7.5 7.5 典型零件加工工艺路线举例典型零件加工工艺路线举例一、凸轮轴一、凸轮轴1.加工精度高的部位：轴颈、凸轮、键加工精度高的部位：轴颈、凸轮、键槽。槽。2.常用定位方式：两顶尖孔常用定位方式：两顶尖孔3.主要机加工工序：粗车、粗磨、精磨主要机加工工序：粗车、粗磨、精磨二、曲轴二、曲轴1.加工精度高的部位：主轴颈、加工精度高的部位：主轴颈、连杆轴颈、键槽。连杆轴颈、键槽。2.常用定位方式：两顶尖孔（或常用定位方式：两顶尖孔（或主轴颈）主轴颈）3.主要机加工工序：各轴颈的粗主要机加工工序：各
18、轴颈的粗车精车、粗磨、精磨、光整加工。车精车、粗磨、精磨、光整加工。三、缸盖（顶置凸轮轴）三、缸盖（顶置凸轮轴）1.加工精度高的部位：底面、顶加工精度高的部位：底面、顶面、气门导管孔、凸轮轴孔。面、气门导管孔、凸轮轴孔。2.常用定位方式：一面两孔常用定位方式：一面两孔3.主要机加工工序：基准先行、主要机加工工序：基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔。先粗后精、先主后次、先面后孔。四、缸体四、缸体1.加工精度高的部位：底面、顶加工精度高的部位：底面、顶面、主轴承孔、汽缸孔。面、主轴承孔、汽缸孔。2.常用定位方式：一面两孔常用定位方式：一面两孔3.主要机加工工序：基准先行、主要机加工工序：基准先
19、行、先粗后精、先主后次、先面后孔。先粗后精、先主后次、先面后孔。五、连杆五、连杆1.加工精度高的部位：大小头孔、加工精度高的部位：大小头孔、两端面、大头接合面。两端面、大头接合面。2.常用定位原则：互为基准（两常用定位原则：互为基准（两端面；大小头孔）端面；大小头孔）3.主要机加工工序：基准先行、主要机加工工序：基准先行、先粗后精、先主后次、先面后孔。先粗后精、先主后次、先面后孔。7.6 7.6 特种特种加工加工电火花（成形与穿孔）加工原理电火花（成形与穿孔）加工原理:利用利用脉冲放电对导电材料的腐蚀作用去除材料，以脉冲放电对导电材料的腐蚀作用去除材料，以获得一定形状和尺寸的一种加工方法。获得
20、一定形状和尺寸的一种加工方法。电火花线切割加工原理：利用电极丝对电火花线切割加工原理：利用电极丝对工件进行脉冲放电时产生的电蚀作用进行加工。工件进行脉冲放电时产生的电蚀作用进行加工。电解加工原理：利用金属在电解液中发生电解加工原理：利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理，将工件加工成形。电化学阳极溶解的原理，将工件加工成形。激激光光加加工工原原理理：利利用用光光能能经经过过透透镜镜聚聚焦焦后后在在焦焦点点上上达达到到很很高高的的能能量量密密度度，靠靠光光热热效效应应对对材料进行加工。材料进行加工。表面强化工艺表面强化工艺表面产生残余压应力和冷作硬化层，改善表面质量。表面产生残余压应力和冷作硬化层，改善表面质量。）喷丸）喷丸小直径钢丸高速喷射冲击工件表面。小直径钢丸高速喷射冲击工件表面。）滚压）滚压用滚珠或滚柱冲压，无刃铰刀，无刃拉刀，挤压丝锥等。用滚珠或滚柱冲压，无刃铰刀，无刃拉刀，挤压丝锥等。）碾光）碾光金刚石滚轮金刚石滚轮）高能处理）高能处理激光激光
