1、1計(jì)劃學(xué)時(shí)：30學(xué)時(shí)加工余量的確定本章要點(diǎn)定位基準(zhǔn)的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)分析基本術(shù)語(yǔ)2 v了解機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念，如工序、安裝和工藝規(guī)程等，了解機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定步驟，掌握工藝規(guī)程制定中的重要問(wèn)題和內(nèi)容確定，理解工藝尺寸鏈的概念，掌握工藝尺寸鏈極值法解算公式并能應(yīng)用其解決常見(jiàn)的工藝尺寸鏈的問(wèn)題，了解機(jī)械加工生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的基本知識(shí)。 v機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念，粗精基準(zhǔn)的選擇原則，應(yīng)用工藝尺寸鏈進(jìn)行常用幾種工藝尺寸的換算。 v工藝尺寸鏈的計(jì)算 34輸入輸出+ +- -生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程效益從系統(tǒng)的觀點(diǎn)，生產(chǎn)可以定義為將生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)財(cái)富并創(chuàng)造效益的輸入輸出系統(tǒng)

2、，見(jiàn)圖1-1。 生產(chǎn)財(cái)富有形（產(chǎn)品）無(wú)形（服務(wù)）圖1-1 生產(chǎn)的定義轉(zhuǎn)變效率：生產(chǎn)率 = 輸出/輸入 生產(chǎn)要素生產(chǎn)對(duì)象（原材料）生產(chǎn)資料（直接、間接）能源勞動(dòng)力信息（知識(shí)、技能、情報(bào)）資金指完成生產(chǎn)活動(dòng)所需的原材料，包括主要材指完成生產(chǎn)活動(dòng)所需的原材料，包括主要材料和輔助材料。料和輔助材料。 指生產(chǎn)過(guò)程所需的各種手段（硬件）。生產(chǎn)指生產(chǎn)過(guò)程所需的各種手段（硬件）。生產(chǎn)資料可分為直接生產(chǎn)資料和間接生產(chǎn)資料兩資料可分為直接生產(chǎn)資料和間接生產(chǎn)資料兩類。類。 正效益指生產(chǎn)的財(cái)富能夠滿足人們物質(zhì)生活正效益指生產(chǎn)的財(cái)富能夠滿足人們物質(zhì)生活和精神生活的需要，生產(chǎn)活動(dòng)本身能夠促進(jìn)和精神生活的需要，生產(chǎn)活動(dòng)本身

3、能夠促進(jìn)社會(huì)健康發(fā)展。社會(huì)健康發(fā)展。負(fù)效益則指生產(chǎn)活動(dòng)給社會(huì)帶來(lái)的負(fù)面影響，如負(fù)效益則指生產(chǎn)活動(dòng)給社會(huì)帶來(lái)的負(fù)面影響，如對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞，各種各樣的污染（其對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境的破壞，各種各樣的污染（其中也包括精神污染）。中也包括精神污染）。5將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過(guò)程。 圖1-2 狹義的生產(chǎn)的定義機(jī)械制造工藝過(guò)程機(jī)械制造工藝過(guò)程毛坯毛坯成品成品高質(zhì)量高質(zhì)量高效率高效率經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性機(jī)機(jī)床床刀刀具具夾夾具具量量具具加工工藝系統(tǒng)加工工藝系統(tǒng)能源能源切削切削原理原理信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)工藝工藝規(guī)程規(guī)程物料流物料流數(shù)控?cái)?shù)控程序程序產(chǎn)品開(kāi)發(fā)產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 6 。 7 JB/T5992-92按大、中、小和細(xì)分類四

4、個(gè)層次劃分 大類中類代碼代碼名稱0123456789中類名稱0鑄造砂型鑄造特種鑄造1壓力加工鍛造軋制沖壓擠壓旋壓拉拔其他2焊接電弧焊電阻焊氣焊壓焊特種焊接釬焊3切削加工刃具 加工磨削鉗加工4特種加工電物理加工電化學(xué)加工 化學(xué)加工復(fù)合加工其他5熱處理整體熱處理表面熱處理化學(xué)熱處理6覆蓋層電鍍化學(xué)鍍真空 沉積 熱侵鍍 轉(zhuǎn)化膜 熱噴涂涂裝其他78裝配包裝裝配試驗(yàn)與檢驗(yàn)包裝9其他粉末冶金冷作非金屬成形表面 處理防銹纏繞編織其他表1-1 機(jī)械制造工藝方法類別劃分及代碼（JB/T5992-92）8 200.07210.8圖1-3 階梯軸3240250.07350-0.0170.80.83540305501

5、50其余倒角1453.221flashflash9 10 工序號(hào)工序號(hào)工序內(nèi)容工序內(nèi)容設(shè)備設(shè)備1車端面，打中心孔車端面，打中心孔車床車床2車兩外圓及倒角車兩外圓及倒角車床車床3銑鍵槽，去毛刺銑鍵槽，去毛刺銑床銑床大批量生產(chǎn)的工藝過(guò)程大批量生產(chǎn)的工藝過(guò)程單件小批生產(chǎn)的工藝過(guò)程單件小批生產(chǎn)的工藝過(guò)程工序號(hào)工序號(hào)工序內(nèi)容工序內(nèi)容設(shè)備設(shè)備1銑端面，打中心孔銑端面，打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床銑端面打中心孔機(jī)床2車大外圓及倒角車大外圓及倒角車床車床3車小外圓及倒角車小外圓及倒角車床車床4銑鍵槽銑鍵槽銑床銑床5去毛刺去毛刺鉗工臺(tái)鉗工臺(tái)圖1-4 階梯軸211 a）立軸轉(zhuǎn)塔車床的一個(gè)復(fù)合工步 b）鉆孔、擴(kuò)孔復(fù)合

6、工步圖1-5 復(fù)合工步12 圖1-6 立軸轉(zhuǎn)塔車床圖1-7 铇平面圖1-8 鉆孔、擴(kuò)孔圖1-9 組合銑刀銑平面圖1-10 同時(shí)車外圓和倒角圖1-11 同時(shí)銑削兩凸臺(tái)面13 圖1-12 走刀和行程14 ：使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)某一正確位置并夾緊的過(guò)程稱為裝夾。 包括定位和夾緊兩項(xiàng)內(nèi)容。 使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置 對(duì)工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過(guò)程中保持不變 ：在一道工序中，工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。有時(shí)在機(jī)床上需經(jīng)過(guò)多次裝夾才能完成一個(gè)工序的工作內(nèi)容。 ：在工位是在工件的一次安裝中，通過(guò)分度（或移位）裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床床身變換加工位置，我們把工件在

7、機(jī)床上占據(jù)每一個(gè)位置所完成的那部分工序稱為工位。15 圖1-13 直接找正安裝flash毛坯孔加工線找正線 圖1-14 劃線找正安裝flash16 圖1-15 工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）flash17 2134圖1-16 多工位加工1：裝卸工件 2：鉆孔 3：擴(kuò)孔 4：絞孔flash18 ：所示階梯軸單件生產(chǎn)工藝過(guò)程中的第1工序，包括幾次安裝？每次安裝中有幾個(gè)工步？200.07210.8圖1-17 階梯軸3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash19 （1-1）式中 Q 產(chǎn)品年產(chǎn)量（件/年）； n 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)

8、量（件/臺(tái)）； 備品率； 廢品率。生產(chǎn)類型的劃分可按照年生產(chǎn)綱領(lǐng)劃分，產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是產(chǎn)品包括備品和廢品在內(nèi)的年生產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)是設(shè)計(jì)或修改工藝規(guī)程的重要依據(jù)，是車間（或工段）設(shè)計(jì)的基本文件 20資金周轉(zhuǎn)要快零件加工、調(diào)整費(fèi)用要少保證裝配和銷售有足夠必要的儲(chǔ)備量。 ：所謂生產(chǎn)批量是指一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量。確定生產(chǎn)批量大小應(yīng)考慮三因素： 單件小批生產(chǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)尺寸的產(chǎn)品，且很少重復(fù)的生產(chǎn)。如重型機(jī)械、大型船舶制造、新產(chǎn)品試制等。批量生產(chǎn)：成批地制造相同產(chǎn)品，且周期性地重復(fù)生產(chǎn)，如機(jī)床制造等。根據(jù)產(chǎn)品特征及批量大小，又分為小批、中批和大批生產(chǎn)三種。大批大量生產(chǎn)：產(chǎn)

9、品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地一直按照一定的節(jié)拍進(jìn)行同一種零件的某一道工序的加工，稱為大量生產(chǎn)。如自行車、洗衣機(jī)、汽車等生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品本身的大小及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，產(chǎn)品的制造可分為三種生產(chǎn)類型。21生產(chǎn)類型不同，生產(chǎn)組織、設(shè)備布局、毛坯制造及機(jī)床、刀具的配置等方面就均有不同；生產(chǎn)類型還影響著制訂工藝過(guò)程的繁簡(jiǎn)程度。對(duì)于簡(jiǎn)單零件的單件生產(chǎn)，一般只制訂工藝路線；而對(duì)于重要零件的單件生產(chǎn)、各類零件的成批和大量生產(chǎn)，就要制訂詳細(xì)的工藝規(guī)程。表1-2 年產(chǎn)量與生產(chǎn)類型22表1-3 各種生產(chǎn)類型工藝過(guò)程的主要特點(diǎn)23指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件 生產(chǎn)組織管理的主要依據(jù) 新建或擴(kuò)建工廠車間的基本文件 技術(shù)交流 的作用

10、 ：將制訂好的零（部）件的機(jī)械加工工藝過(guò)程按一定的格式（通常為表格或圖表）和要求描述出來(lái)，作為指令性技術(shù)文件，用以指導(dǎo)生產(chǎn)，即為機(jī)械加工工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡機(jī)械加工工序卡機(jī)械加工工藝綜合卡機(jī)械加工檢驗(yàn)卡機(jī)械加工機(jī)床調(diào)整卡24表1-4 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片25表1-5 機(jī)械加工工序卡片26表1-6 機(jī)械加工工藝卡片27表1-7 機(jī)械加工工藝綜合卡片28工藝文件中的工序簡(jiǎn)圖可以清楚直觀地表達(dá)出工序的內(nèi)容，其繪制要求有以下幾點(diǎn)： 工序簡(jiǎn)圖可以按比例縮小，并盡量用較少的投影繪出，可以略去視圖中的次要結(jié)構(gòu)和線條。 工序簡(jiǎn)圖主視圖方向盡量與零件在機(jī)床上的安裝方向相一致。 本

11、工序的加工表面用粗實(shí)線或紅色粗實(shí)線表示，其余表面用細(xì)實(shí)線表示。 零件的結(jié)構(gòu)、尺寸要與本工序加工后的情況相符，不能將后面加工工序形成的結(jié)構(gòu)在前面工序的簡(jiǎn)圖中反映出來(lái)。 工序簡(jiǎn)圖應(yīng)該使用規(guī)定符號(hào)表示出定位及夾緊情況。 工序簡(jiǎn)圖中應(yīng)標(biāo)注本工序加工尺寸及上下偏差、加工表面粗糙度、確定加工表面位置的主要定位尺寸。29工藝文件中的工序簡(jiǎn)圖可以清楚直觀地表達(dá)出工序的內(nèi)容，其繪制要求有以下幾點(diǎn)： 圖1-19 a支座零件第4工序（磨內(nèi)孔、端面）圖1-19b 支座零件第5工序（磨外圓、臺(tái)階面）30表1-8 定位及夾緊符號(hào) 31表1-9 定位及夾緊符號(hào)（續(xù)） 321）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要

12、求為前提。2）工藝過(guò)程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。5）積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。 3334、準(zhǔn)備性階段、準(zhǔn)備性階段1圖紙研究 了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用，明確零件的主要技術(shù)要求。審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當(dāng)，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。2熟悉或確定毛坯 確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。3定位基

13、準(zhǔn)的確定 35、工藝路線擬定階段、工藝路線擬定階段4加工方法的選擇 根據(jù)零件形狀結(jié)構(gòu)、加工要求、生產(chǎn)綱領(lǐng)以及本廠的實(shí)際生產(chǎn)條件選擇所有加工表面的加工方法或加工方法鏈。5工序的集中與分散原則 確定各工序的加工內(nèi)容，決定工藝路線的長(zhǎng)短。6加工階段的劃分 機(jī)加工路線一般分為四個(gè)階段，各階段所完成的任務(wù)不同。7工序安排 機(jī)加工工序排序、熱處理工序安排、輔助工序安插。 36、工序詳細(xì)設(shè)計(jì)階段、工序詳細(xì)設(shè)計(jì)階段 8加工余量、工序尺寸計(jì)算 工序余量的確定和工序尺寸的計(jì)算，包括利用工藝尺寸鏈計(jì)算工序尺寸。9機(jī)床、夾具、刀具、量具和輔具選擇 選擇各工序的工藝裝備。10切削用量、工時(shí)定額確定 、最終確定階段、最終

14、確定階段 對(duì)設(shè)計(jì)的工藝過(guò)程進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和比較，經(jīng)反復(fù)修改完善，最終確定一個(gè)最優(yōu)的工藝過(guò)程。填寫或打印工藝文件37381）熟悉該產(chǎn)品的用途、性能、工作條件、作用）熟悉該產(chǎn)品的用途、性能、工作條件、作用2）加工表面技術(shù)條件的制定依據(jù)。）加工表面技術(shù)條件的制定依據(jù)。3）檢查零件圖的完整性、正確性。）檢查零件圖的完整性、正確性。4）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析5）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向有關(guān)部門提出改進(jìn)意見(jiàn)）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)向有關(guān)部門提出改進(jìn)意見(jiàn) 1）視圖關(guān)系：）視圖關(guān)系：包括視圖的完備性、視圖的正確性、大致輪廓 2）技術(shù)要求：）技術(shù)要求：尺寸精度要求、形狀精度要求、位置精度要求、表面粗糙度要求、材料及

15、熱處理要求、物理機(jī)械性能要求、其他要求 3）零件結(jié)構(gòu)工藝性）零件結(jié)構(gòu)工藝性39圖1-20 C616主軸零件圖40圖1-21 C616主軸箱零件圖411）機(jī)器設(shè)計(jì)工藝性）機(jī)器設(shè)計(jì)工藝性 在機(jī)械設(shè)計(jì)中綜合考慮制造、裝配工藝、維修及成本等方面的技術(shù)，稱為機(jī)械設(shè)計(jì)工藝性。機(jī)器及其零部件的工藝性主要體現(xiàn)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，所以又稱為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性。2）零件結(jié)構(gòu)工藝性）零件結(jié)構(gòu)工藝性 零件結(jié)構(gòu)工藝性指設(shè)計(jì)的零件是否能在現(xiàn)在的技術(shù)水平及設(shè)備條件下被經(jīng)濟(jì)、方便地制造出來(lái)，是否可能使用高效率的制造方法和充分發(fā)揮設(shè)備能力的程度。 零件結(jié)構(gòu)工藝性存在于零部件生產(chǎn)和使用的全過(guò)程，包括：材料選擇、毛坯生產(chǎn)、機(jī)械加工、熱處理

16、、機(jī)器裝配、機(jī)器使用、維護(hù)，直至報(bào)廢、回收和再利用等421）生產(chǎn)類型）生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性的首要因素。常常同一種結(jié)構(gòu)，在單件小批生產(chǎn)中工藝性良好，在大批大量生產(chǎn)中未必也好，反之亦然。2）制造條件）制造條件 機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)必須與制造廠的生產(chǎn)條件相適應(yīng)。具體生產(chǎn)條件應(yīng)包括：毛坯的生產(chǎn)能力及技術(shù)水平、機(jī)械加工設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格及性能、熱處理設(shè)備條件與能力、技術(shù)人員和工人的技術(shù)水平以及輔助部門的制造能力和技術(shù)力量等。3）工藝技術(shù)的發(fā)展）工藝技術(shù)的發(fā)展 隨著生產(chǎn)不斷發(fā)展，新的加工設(shè)備和工藝方法的不斷出現(xiàn)，以往認(rèn)為工藝性不好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在采用了先進(jìn)的制造工藝后，可能變得簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。4

17、3零部件結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)服從整機(jī)的工藝性在滿足工作性能的前提下，零件造型應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，同時(shí)應(yīng)盡量減少零件的加工表面數(shù)量和加工面積；盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和外購(gòu)件；增加相同形狀和相同元素（如直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數(shù)等）的數(shù)量。零件設(shè)計(jì)時(shí)在保證零件使用功能和充分考慮加工可能性、方便性、精確性的前提下應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)性要求，即應(yīng)盡量降低零件的技術(shù)要求（加工精度和表面質(zhì)量），以使零件便于制造。 盡量減少零件的機(jī)械加工余量，力求實(shí)現(xiàn)少或無(wú)切屑加工，以降低零件的生產(chǎn)成本。 合理選擇零件材料，使其機(jī)械性能適應(yīng)零件的工作條件，且成本較低。符合環(huán)境保護(hù)要求，使零件制造和使用過(guò)程中無(wú)污染、省能源，便于報(bào)廢、回

18、收和再利用。44 對(duì)于零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性，主要從零件加工的難易性和加工成本兩方面考慮。次外零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性還要考慮以下要求： 1）設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要有足夠的加工空間，以保證刀具能夠接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等； 2）設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工，如應(yīng)盡量避免使鉆頭在斜面上鉆孔； 3）盡量減少加工面積，如對(duì)大平面或長(zhǎng)孔合理加設(shè)空刀等； 4）從提高生產(chǎn)率的角度考慮，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使零件上相似的結(jié)構(gòu)要素（如退刀槽、鍵槽等）規(guī)格相同，并應(yīng)使類似的加工面（如凸臺(tái)面、鍵槽等）位于同一平面上或同一軸截面上，以減少換刀或安裝次數(shù)及調(diào)整時(shí)間； 5）零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于加工時(shí)的安裝與夾緊。4546474

19、8491）設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的材料及機(jī)械性能 如：2）零件的結(jié)構(gòu)形狀及外形尺寸 如：3）零件制造經(jīng)濟(jì)性4）生產(chǎn)綱領(lǐng)5）現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)水平 確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)表。50表1-10 各類毛坯的特點(diǎn)及其適用范圍 毛坯種類制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形狀機(jī)械性能適用生產(chǎn)類型型 材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件 工程塑料件 13級(jí)以下13級(jí)以下1115101281181171081079 911大

20、一般大大一般較小較小小很小小很小 較小各種材料鋼 材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小 型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小 型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸 中、小尺寸簡(jiǎn) 單較復(fù)雜復(fù) 雜較簡(jiǎn)單一 般較復(fù)雜較復(fù)雜復(fù) 雜復(fù) 雜復(fù) 雜較復(fù)雜復(fù)雜較好有內(nèi)應(yīng)力差好好較好較好較好較好好一般 一般各種類型單 件單件小批單件小批中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量 中、大批量51 常用的機(jī)械零件的毛坯有鑄件、鍛件、焊接件、型材、沖壓件以及粉末冶金、成型軋制件等。 零件的毛坯種類有

21、的已在圖紙上明確，如焊接件。有的隨著零件材料的選定而確定，如選用鑄鐵、鑄鋼、青銅、鑄鋁等，此時(shí)毛坯必為鑄件，且除了形狀簡(jiǎn)單的小尺寸零件選用鑄造型材外，均選用單件造型鑄件。 對(duì)于材料為結(jié)構(gòu)鋼的零件，除了重要零件如曲軸、連桿明確是鍛件外，大多數(shù)只規(guī)定了材料及其熱處理要求，這就需要工藝規(guī)程設(shè)計(jì)人員根據(jù)零件的作用、尺寸和結(jié)構(gòu)形狀來(lái)確定毛坯種類。 如一般的階梯軸，若各階梯的直徑差較小，則可直接以圓棒料作毛坯；重要的軸或直徑差大的階梯軸，為了減少材料消耗和切削加工量，則宜采用鍛件毛坯。521）毛坯的形狀與尺寸）毛坯的形狀與尺寸 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并

22、盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，力求達(dá)到少或無(wú)切削加工。 毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關(guān)。 毛坯的形狀和尺寸的確定，除了將毛坯余量附在零件相應(yīng)的加工表面上之外，有時(shí)還要考慮到毛坯的制造、機(jī)械加工及熱處理等工藝因素的影響。 有時(shí)為了提高生產(chǎn)率和加工過(guò)程中便于裝夾，可以將一些小零件多件合成一個(gè)毛坯，如圖 3-19 所示的滑鍵為鍛件，可以將若干零件先合成一件毛坯，待兩側(cè)面和平面加工后，再切割成單個(gè)零件。2）毛坯尺寸確定方法）毛坯尺寸確定方法53如圖 1-22 所示，工藝凸臺(tái)在零

23、件加工后一般應(yīng)切去。又如車床開(kāi)合螺母外殼，它由兩個(gè)零件合成一個(gè)鑄件，待加工到一定階段后再切開(kāi)，以保證加工質(zhì)量和加工方便。如圖 1-23 所示。圖1-22 工藝凸臺(tái)圖1-23 車床開(kāi)合螺母外殼示意圖54圖 1-24 所示的滑鍵為鍛件，可以將若干零件先合成一件毛坯，待兩側(cè)面和平面加工后，再切割成單個(gè)零件。圖1-24 滑鍵零件及其毛坯55如圖 1-25 所示為墊圈類零件，也應(yīng)將若干零件合成一個(gè)毛坯，毛坯可取一長(zhǎng)管料，其內(nèi)孔直徑要小于墊圈內(nèi)徑。車削時(shí)，用卡盤夾住一端外圓，另一端用頂尖頂住，這時(shí)可車外圓、車槽，然后用卡盤夾住外圓較長(zhǎng)的一部分用 16mm 的鉆頭鉆孔，這樣就可以分割成若干個(gè)墊圈零件。圖1-

24、25 墊圈整體毛坯及其加工示意圖561）內(nèi)容）內(nèi)容 毛坯形狀、尺寸及公差、分形（分模）面、澆冒口位置、拔模斜度及圓角、毛坯組織。2）毛坯圖的繪制）毛坯圖的繪制鑄造毛坯圖鍛件毛坯圖焊接件毛坯圖57圖1-26 轉(zhuǎn)向機(jī)殼體鑄件圖58圖1-26 轉(zhuǎn)向機(jī)殼體鑄件圖59圖1-27 轉(zhuǎn)向垂臂鍛造毛坯圖60圖1-28 機(jī)架焊接結(jié)構(gòu)圖1-機(jī)架本體 2-軸承 3-加強(qiáng)筋 4-凸臺(tái) 5-機(jī)架座 6-軸承 7-軸承611）基準(zhǔn)）基準(zhǔn) 將用來(lái)確定加工對(duì)象上幾將用來(lái)確定加工對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。那些點(diǎn)、線、面稱為基準(zhǔn)。2）基準(zhǔn)分類）基準(zhǔn)分類基基 準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)

25、計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)輔加基準(zhǔn)輔加基準(zhǔn)62在設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖1-29所示的箱體零件，頂面B的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為底面A（尺寸H）；孔I的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為底面A與角尺面C（尺寸X1、Y1）；孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為底面A孔I的中心（尺寸Y2、R1）；孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔I與孔的中心（尺寸R2、R3）。設(shè)計(jì)人員是從零件的工作性能要求出發(fā)而確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。圖1-29中孔I與孔、孔之間，孔與孔之間均有齒輪嚙合傳動(dòng)關(guān)系。為保證齒側(cè)嚙合間隙量，孔采用了孔I中心作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，孔采用了孔I與孔的中心作為的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。圖1-29 多工

26、位加工63圖1-30 鉆套零件圖圖 1-30a 所示的鉆套軸線 O-O 是各外圓表面及內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；端面 A 是端面 B 、 C 的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；內(nèi)孔表面 D 的軸心線是 40h6 外圓表面的徑向跳動(dòng)和端面 B 的端面跳動(dòng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。同樣，圖 1-30b 中的 F 面是 C 面和 E 面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是兩孔垂直度和 C 面平行度的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)； A 面為 B 面的距離尺寸及平行度設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。64 圖1-31 鉆套零件圖a）圖1-31外圓表面和的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心線，平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為母線C。b）圖1-31端面和的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為端面，外圓表面D2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是內(nèi)孔D1。作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上有時(shí)不一定具體

27、存在，例如表面的幾何中心、對(duì)稱線、對(duì)稱面等，而常常由某些具體表面來(lái)體現(xiàn) ，這些具體表面稱為基面。65 66 圖1-32a 支座零件第1工序（車削）67 圖1-32b 支座零件第1工序（鉆孔）68 圖1-32c 支座零件第3工序（鉆、锪 4 分布孔）69 圖1-32d 支座零件第4工序（磨內(nèi)孔、端面）圖1-32e 支座零件第5工序（磨外圓、臺(tái)階面）70 盡可能用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)。盡可能用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作工序基準(zhǔn)。 當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí)，可另選工序當(dāng)采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)有困難時(shí)，可另選工序基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求。基準(zhǔn)，但必須可靠地保證零件的設(shè)計(jì)尺寸和技術(shù)要求。 所

28、選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的所選工序基準(zhǔn)應(yīng)盡可能用于工件的定位和工序尺寸的檢查。檢查。71在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。又可進(jìn)一步分為：使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)（圖1-33）等。使用經(jīng)過(guò)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。72 工藝凸臺(tái)A向A圖1-33 小刀架上的工藝凸臺(tái)73保證相互位置要求原則如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。 保證不加工表面與加工表面相互位置關(guān)系； 多個(gè)情況下，選位置精

29、度較高者 被加工零件上如有不加工表面應(yīng)選不加工面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有較為精確的相對(duì)位置余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。 余量足夠 重要表面余量均勻 總金屬切除量少 74 a a）b b）c c）圖1-34 粗基準(zhǔn)選擇比較如圖1-34a 加工時(shí)，若以不加工外圓表面1作粗基準(zhǔn)定位（如用三爪卡盤夾外圓），則加工后內(nèi)孔2與外圓1同軸，可以保證零件壁厚均勻，但加工面（內(nèi)孔）2加工余量不均勻，見(jiàn)圖1-34b。若以零件毛坯孔3作粗基準(zhǔn)定位（如用四爪卡盤夾外圓1，以毛坯孔3直接找正），則加工面（內(nèi)孔）2與毛坯孔3同軸，

30、可以保證加工余量均勻，但加工面（內(nèi)孔）2與不加工面外圓1不同軸，即壁厚不均勻，見(jiàn)圖1-34c。75 圖1-35 床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序1工序1工序2（a）工序2（b）flash再如車床床身加工，導(dǎo)軌面是床身的重要表面，不但精度要求高，而且要求材料的組織致密，金相組織均勻。為此在鑄造時(shí)，置導(dǎo)軌面于下方，并采取激冷措施。這時(shí)若以導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)加工底面，再以底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，即可保證其余量均勻（見(jiàn)圖1-35a），否則若以底面為粗基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面（見(jiàn)圖1-35b）就無(wú)法滿足這一要求。76 思考題1-2答案：根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇第2條原則，加工時(shí)為保證有足夠的余量，應(yīng)選B作為粗基準(zhǔn) 。圖1-36柱塞桿零件粗

31、基準(zhǔn)的選擇77便于工件裝夾原則要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則 因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身是毛坯表面，精度和粗糙度均較差，如果在兩次裝卡中重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)，就會(huì)造成兩次加工出的表面之間出現(xiàn)較大的位置誤差。78 a) b) 圖1-37 粗基準(zhǔn)重復(fù)使用錯(cuò)誤示例及改進(jìn)圖1-37a所示零件，如第一道工序以不加工外圓表面1定位，加工內(nèi)孔2，若第二道工序仍以外圓表面定位加工均布孔4（見(jiàn)圖1-37a），則孔4將與孔2產(chǎn)生較大的同軸度誤差。正確的工藝方案應(yīng)以已加工過(guò)的內(nèi)孔2定位加工均布孔4（如圖1-3

32、7b所示）79三個(gè)問(wèn)題（須同時(shí)考慮） 能經(jīng)濟(jì)合理地達(dá)到零件的加工要求 其加工的粗基面如何選擇 采用第二精基面滿足特殊的加工要求二條要求 各加工表面有足夠的加工余量（至少不留黑癍） 定位基準(zhǔn)有足夠的接觸面積和分布面積 一關(guān)鍵減少誤差 四項(xiàng)原則 基準(zhǔn)重合原則 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 自為基準(zhǔn)原則 互為基準(zhǔn)原則80應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即謂基準(zhǔn)重合原則。這樣可避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的定位誤差。在對(duì)加工面位置尺寸和位置關(guān)系有決定性影響的工序中，特別是當(dāng)位置公差要求較嚴(yán)時(shí)，一般不應(yīng)違反這一原則。否則，將由于存在基準(zhǔn)不重合誤差，而增大加工難度。 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 特別在最終工序 目的避免基準(zhǔn)不

33、重合誤差81 圖5-5所示活塞零件，設(shè)計(jì)要求活塞銷孔與頂面距離C1，公差一般為0.10.2mm。若加工銷孔時(shí)以止口面（一大平面加一短圓柱面）定位，直接保證的尺寸是C2。此時(shí)，為了使尺寸C1達(dá)到規(guī)定的精度，必須同時(shí)嚴(yán)格控制尺寸C和C2（尺寸C1、C2和C構(gòu)成一個(gè)尺寸鏈，其中C1是封閉環(huán)，尺寸C和C2公差之和應(yīng)小于或等于尺寸C1的公差）。而這兩個(gè)尺寸從功能要求出發(fā)，均不需嚴(yán)格控制，且在加工頂面時(shí)（通常采用車削方法），尺寸C也確實(shí)較難控制。因此在大批量生產(chǎn)中，常以頂面定位加工銷孔，以使尺寸C1容易保證。圖1-38活塞零件簡(jiǎn)圖82當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，

34、應(yīng)盡早地將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工這樣有利于保證各加工表面之間的位置精度；可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來(lái)基準(zhǔn)不重合問(wèn)題。此時(shí)，需針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。大部分表面采用同一組精基面加工簡(jiǎn)化工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)減少基準(zhǔn)變換所帶來(lái)的基準(zhǔn)更換誤差83 圖1-39所示為某廠批量生產(chǎn)的X62W銑床立柱簡(jiǎn)圖，該零件選擇立導(dǎo)軌A、C面為統(tǒng)一精基準(zhǔn)。在最初的工序中，首先將立導(dǎo)軌加工好，以后的各工序均以此為精基準(zhǔn)定位，依次加工出底面1、懸梁導(dǎo)軌2、側(cè)面4以及孔系3（軸孔），以 保 證 軸

35、孔 （主軸孔）、懸梁導(dǎo)軌及底面與立導(dǎo)軌的垂直度；側(cè)面與軸孔的平度以及軸孔間的中心距和平行度。圖1-39 銑床立柱簡(jiǎn)圖84 圖1-40所示大批量生產(chǎn)條件下加工床頭箱體的工藝路線，采用頂面和頂面上兩工藝孔做統(tǒng)一精基準(zhǔn)。圖1-40 主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇flash85 圖1-42 以頂面和兩銷孔定位 鏜孔支架圖1-41 置于箱體中部的吊架支承 吊架86 在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 4）套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面

36、作統(tǒng)一基準(zhǔn)。需要指出，采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來(lái)基準(zhǔn)不重合問(wèn)題。此時(shí)，需針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。例如圖1-38所示活塞零件，采用止口面作統(tǒng)一精基準(zhǔn)，而銷孔加工工序中，為保證尺寸C1，采用頂面作精基準(zhǔn)。87軸徑軸徑錐孔圖1-43 主軸零件精基準(zhǔn)選擇【例】主軸零件精基準(zhǔn)選擇（圖1-43）如臥式銑床主軸（圖1-43），前端7:24錐孔對(duì)支承軸徑的同軸度要求很高，為保證這一要求，采用互為基準(zhǔn)的原則進(jìn)行加工，有關(guān)的工藝過(guò)程如下：先以精車后的前后支撐軸頸為基準(zhǔn)粗、精車錐孔（通孔已鉆出）及后端38H9錐孔(錐度為1:5 ） 作輔助基準(zhǔn)；分別以7:24錐孔和38H9錐孔定位裝前、后堵

37、，粗、精磨支承軸頸及各外圓面；再以支承軸頸為基準(zhǔn)粗、精磨7:24錐孔。通過(guò)這樣互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工，確保兩者的同軸度誤差滿足設(shè)計(jì)要求。 88【例】床身導(dǎo)軌面磨削加工（圖1-44）對(duì)一些精度要求很高的表面，在精密加工時(shí)，為了保證加工精度，要求加工余量小而且均勻，這時(shí)可以已經(jīng)精加工過(guò)的表面自身作為定位基準(zhǔn)，這就是自為基準(zhǔn)的原則。 如圖1-44所示的床身導(dǎo)軌，在磨削前通過(guò)精刨或精銑已達(dá)到一定精度，磨削時(shí)希望余量小而均勻，安裝時(shí)可以導(dǎo)軌面自身為定位基準(zhǔn)，通過(guò)調(diào)整工件下面的四個(gè)楔鐵，用千分表找正導(dǎo)軌面定位。圖1-44 導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇flash89圖1-46 浮動(dòng)鏜刀塊1工件 2鏜刀塊 3鏜桿便于裝夾原則

38、所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。圖1-45 外圓研磨示意圖【例】鉸孔、拉孔、研磨（圖1-45）【例】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔（圖1-46）90圖1-47 搖桿零件圖4012H7鑄造圓角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【思考題 1-3】選擇圖1-47所示搖桿零件的定位基準(zhǔn)。零件材料為HT200，毛坯為鑄件，生產(chǎn)批量：5000件。 1.精基準(zhǔn)的選擇：該零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是20H7孔及端面A。根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選20H7孔及端面A作定位精基準(zhǔn)。從統(tǒng)一基準(zhǔn)的原則出發(fā)，以20H

39、7孔及端面A定位可以方便地加工其他表面，也應(yīng)選20H7孔及端面A作統(tǒng)一精基準(zhǔn)。在本例中基準(zhǔn)重合與統(tǒng)一基準(zhǔn)原則相一致。2. 粗基準(zhǔn)的選擇：本例中零件毛坯為一般鑄件，20H7孔及12H7孔及12H7孔均較小，一般不鑄出，故不存在重要加工面加工余量均勻問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)著重考慮加工面與不加工面的位置要求。本例中20H7孔要求與40外圓同軸，因此在加工20H7孔時(shí)，應(yīng)以40外圓作粗基準(zhǔn)。911） 工藝上要求 2 ） 尋求統(tǒng)一基準(zhǔn)面使定位方便3） 尋求合理定位面如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)（圖1-33）等。工藝凸臺(tái)A向A圖1-33 小刀架上的工藝凸臺(tái)9293圖1-48 加工

40、誤差與成本關(guān)系C0ABv 經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖1-49）v 在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖1-48AB段）加工誤差（m）196010-110-210-319202000102101100年代圖1-49 加工精度與年代的關(guān)系 一般加工精密加工超精密加工94v根據(jù)零件制造工藝過(guò)程中原有物料與加工后物料在重量（或質(zhì)量）上有無(wú)變化及變化的方向（增大或減少），可將零件制造工藝方法分為三類：材料成形法，材料去除法和材料累加法。v材料成形法 特點(diǎn)是進(jìn)入工藝過(guò)程的物料，其初始重量等

41、于（或近似等于）加工后的最終重量。常用的材料成形法有鑄造、鍛壓、沖壓、粉末冶金、注塑成形等。v材料去除法 特點(diǎn)是零件的最終幾何形狀局限在毛坯的初始幾何形狀范圍內(nèi)，零件形狀的改變是通過(guò)去除一部分材料，減少一部分重量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。v材料累加法 傳統(tǒng)的累加方法主要是焊接、粘接或鉚接，通過(guò)這些不可拆卸的連接方法使物料結(jié)合成一個(gè)整體，形成零件。近幾年才發(fā)展起來(lái)的快速原型制造技術(shù)（RPM），是材料累加法的新發(fā)展。95 快速原型制造（Rapid Photograph Manufacturing RPM），又稱“快速成形技術(shù)”（ Rapid Photograph RP）或“分層制造”（Layer Manufact

42、uring LM），是20世紀(jì)80年代后期迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型制造技術(shù)。它將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）、精密伺服驅(qū)動(dòng)、新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)計(jì)算機(jī)上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型，對(duì)其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的輪廓。按照這些輪廓，激光束選擇性地切割一層層的箔材（或固化一層層的液態(tài)樹(shù)脂，或燒結(jié)一層層的粉末材料），或噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié)劑或熱熔材料等，形成一個(gè)個(gè)薄層，并逐步迭加成三維實(shí)體（見(jiàn)圖2-1）。96圖1-50 快速成型過(guò)程噴粘結(jié)劑噴熱熔材料三維產(chǎn)品（樣品/模具）表面處理構(gòu)造三維模型模型近似處理切片處理激光噴射源固化樹(shù)脂切割箔材燒結(jié)

43、粉末97a） b）圖1-51 傳統(tǒng)加工與快速成型比較模具模具設(shè)計(jì)鑄造焊接鍛壓毛坯（大于工件）半成品半成品工件去除加工去除加工設(shè)計(jì)模具樣品快速成形快速成形98圖1-52 快速成型機(jī)床及快速成型件99flashflashflashflasha）軌跡法 b）成形法c）相切法 d）展成法圖1-53 零件表面成形方法100 指直接切除工件上的余量形成加工表面的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的速度即切削速度，用v（m/s）表示。主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)切削加工的基本運(yùn)動(dòng)，可以由刀具來(lái)完成，也可以由工件來(lái)完成；可以是直線運(yùn)動(dòng)（用 T 表示），也可以是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（用 R 表示）。正是由于上述不同運(yùn)動(dòng)形式和不同運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的多種組合

44、，產(chǎn)生了不同的加工方法。 指為不斷把余量投入切削的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度用進(jìn)給量（fmm/r）或進(jìn)給速度（vf mm/min）表示。 使工件或刀具進(jìn)入正確加工位置的運(yùn)動(dòng)。如調(diào)整切削深度，工件分度等。101 外圓表面加工方法有車削、成形車削、旋轉(zhuǎn)拉削、研磨、銑削外圓、成形外圓磨（橫磨）、普通外圓磨、無(wú)心磨、車銑加工、滾壓加工。內(nèi)圓表面加工方法有鉆孔、擴(kuò)、鉸孔、拉孔、擠孔、磨孔。平面加工方法包括刨平面、插削、銑平面、磨削平面、車（鏜）平面、拉平面。螺紋加工方法包括車螺紋、攻螺紋和套螺紋 、盤形銑刀銑螺紋 、梳形銑刀銑螺紋 、旋風(fēng)銑螺紋 、磨螺紋 、滾壓螺紋 。漸開(kāi)線齒形常用的加工方法有兩大類，即成形

45、法和展成法。包括銑齒成形磨齒滾齒剃齒插齒展成法磨齒 。102 外圓磨無(wú)心磨車銑加工滾壓加工銑削成形磨（橫磨）主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表1-11 外圓表面加工方法 刀 具T/ RT主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 工 件表 面 成 形 原 理 圖RRRRRTRRT/ R車削成形車削拉削研磨1）車削 外圓表面加工中，車削應(yīng)用最為廣泛。通常，工件通過(guò)夾具安裝在車床主軸上，并與車床主軸一起回轉(zhuǎn)，形成主運(yùn)動(dòng)。刀具安裝在刀架上，與縱溜板一起作平行于主軸回轉(zhuǎn)軸線的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成圓柱面；或作與主軸回轉(zhuǎn)軸線成一定角度的的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成圓錐面；或沿靠模曲線運(yùn)動(dòng)，形成回轉(zhuǎn)曲面。2）成形車削 用成形車刀車削外圓通常采用徑向進(jìn)給方式，

46、少數(shù)也有采用切向進(jìn)給方式的。成形車削多用于自動(dòng)車床上的小件加工。3）旋轉(zhuǎn)拉削 工件旋轉(zhuǎn)，拉刀沿切向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，完成外圓加工。旋轉(zhuǎn)拉削是一種高生產(chǎn)率的加工方式，適用于大批量生產(chǎn)。4）研磨 工件回轉(zhuǎn)，研具沿工件軸向作往復(fù)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。研磨屬零件表面光整加工，材料去除量很小。5）銑削外圓 刀具與工件均作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（刀具運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)），可用于加工長(zhǎng)度較短、具有不完整圓柱形的表面。6）成形外圓磨（橫磨） 運(yùn)動(dòng)形式與銑削外圓相同，多用于長(zhǎng)度較短或不完整圓柱形表面的精加工。7）普通外圓磨 砂輪回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)包括轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。多用于黑色金屬、特別是淬硬鋼外圓表面的精加工。8

47、）無(wú)心磨 工件放在砂輪和導(dǎo)輪之間，砂輪高速回轉(zhuǎn)進(jìn)行磨削，導(dǎo)輪低速回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)并作軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。無(wú)心磨生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。9）車銑加工 這是一種新的加工方法。加工偏心零件外圓表面時(shí)，由于零件不能高速旋轉(zhuǎn)，采用車削方法無(wú)法充分發(fā)揮刀具的潛力。此時(shí)若采用端銑刀銑外圓，不僅可以獲得高的切削效率，且可保證可靠的斷屑。車銑時(shí)，端銑刀與工件互相垂直布置。10）滾壓加工 通過(guò)自由旋轉(zhuǎn)的磙子對(duì)工件表面均勻施加壓力，使被滾壓表面得到強(qiáng)化，并形成表面殘余壓應(yīng)力，表面粗糙度也得到減小。滾壓加工還常用來(lái)成形表面花紋103表1-12 內(nèi)圓表面加工方法表 面 成 形 原 理 圖鉆擴(kuò)鉸鏜拉擠行星式內(nèi)圓

48、磨主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)刀 具主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工 件RRTRRT/ RTRTRTTRTT內(nèi)圓磨無(wú)心磨1）鉆孔 通常用于在實(shí)心材料上加工直徑0.550mm的孔。鉆孔加工有不同的運(yùn)動(dòng)形式：在鉆床或鏜床上加工，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由刀具完成；在車床上鉆孔，主運(yùn)動(dòng)由工件完成，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由刀具完成；在組合機(jī)床上加工時(shí)，刀具完成主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或由工件完成，或由刀具完成。鉆孔刀具有麻花鉆、扁鉆、深孔鉆及中心鉆等。2）擴(kuò)、鉸孔 擴(kuò)、鉸孔是孔加工的中間或終結(jié)工序，其成形運(yùn)動(dòng)與鉆孔相似。3）鏜孔 一般刀具的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，刀具或工件的作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鏜孔加工可在鏜床上進(jìn)行，也可在車床、銑床、組合機(jī)床或加工中心上進(jìn)行。4

49、）拉孔 利用多刃刀具，通過(guò)刀具相對(duì)于工件的直線運(yùn)動(dòng)完成加工工作?？梢岳瓐A柱孔、花鍵孔、成形孔等，是一種高生產(chǎn)率的加工方法，多用于大批量生產(chǎn)。5）擠孔 可以用擠刀擠孔，也可以用鋼球擠孔。擠孔在獲得尺寸精度的同時(shí)，可使孔壁硬化，使被加工孔表面粗糙度降低。6）磨孔 是高精度、淬硬內(nèi)孔的主要加工方法，其基本加工方式有內(nèi)圓磨削、無(wú)心磨削和行星磨削。104主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表1-13 平面加工方法刀 具主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工 件表 面 成 形 原 理 圖RTRTTT刨插周銑端銑平磨端面平磨車?yán)璗1）刨平面 對(duì)于牛頭刨床，刨刀的直線運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)通常由工件完成；對(duì)于龍門刨床，工件的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)

50、給運(yùn)動(dòng)通常由刀具完成。目前，牛頭刨床已逐漸被各種銑床所代替，但龍門刨床仍廣泛用于大件的平面加工。寬刃精刨工藝在一定條件下可代替磨削或刮研工作。2）插削 是內(nèi)孔鍵槽的常用加工方法，其主運(yùn)動(dòng)通常為插刀的直線運(yùn)動(dòng)。3）銑平面 有周銑和端銑兩種形式。端銑刀由于刀盤轉(zhuǎn)速高，刀桿剛性好，可進(jìn)行高速銑削和強(qiáng)力銑削。 4）磨削平面 也可以分圓周磨和端面磨兩大類。圓周磨由于砂輪與工件接觸面積小，磨削區(qū)散熱排屑條件好，加工精度較高；端面磨允許采用較大的磨削用量，可獲得高的加工效率，但加工精度不如圓周磨。平面磨削一般作為精加工工序，安排在粗加工之后進(jìn)行。5）車（鏜）平面 在車床上車平面時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，刀

51、具作垂直于主軸回轉(zhuǎn)軸線的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。鏜平面時(shí)，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由刀具來(lái)完成。6）拉平面 平面拉刀相對(duì)于工件作直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)拉削加工。平面拉削是一種高精度和高效率的加工方法，適用于大批量生產(chǎn)。105車螺紋板牙主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表1-14 螺紋加工方法刀 具主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工 件表 面 成 形 原 理 圖RTRRTTR滾壓絲錐銑螺紋梳形銑刀旋風(fēng)銑磨螺紋RR1）車螺紋 螺紋車刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，可用于加工各種尺寸、形狀和精度的內(nèi)外螺紋。但加工效率較低，多用于單件小批生產(chǎn)。2）攻螺紋和套螺紋 用絲錐攻螺紋和用板牙套螺紋常用于加工精度要求不高的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)、外螺紋。3）盤形銑刀銑螺紋 主要用于加工大螺距的梯形

52、螺紋及蝸桿。4）梳形銑刀銑螺紋 梳形螺紋銑刀相當(dāng)于若干把盤形銑刀的組合，一般在專用的螺紋銑床上加工短而螺距不大的內(nèi)、外螺紋。5）旋風(fēng)銑螺紋 利用裝在特殊旋轉(zhuǎn)刀盤上的硬質(zhì)合金刀頭進(jìn)行內(nèi)、外螺紋的高速銑削，是一種高效率的加工方法。6）磨螺紋 是一種高精度的螺紋加工方法，主要用于加工外螺紋。7）滾壓螺紋 是一種高效率的螺紋加工方法。它利用壓力加工方法使金屬材料產(chǎn)生塑性變形以形成螺紋，所用工具有滾絲輪和搓絲板。106主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)表1-15 齒形加工方法刀 具主運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)工 件表 面 成 形 原 理 圖RTRTTR/TRRR/T銑齒指狀銑刀銑齒成形磨齒滾齒剃齒插齒蝸桿砂輪磨齒碟形砂輪磨齒錐形砂輪

53、磨齒1）銑齒 采用盤形模數(shù)銑刀或指狀銑刀銑齒屬于成形法加工，銑刀刀齒截面形狀與齒輪齒間形狀相對(duì)應(yīng)。此種方法加工效率和加工精度均較低，僅適用于單件小批生產(chǎn)。2）成形磨齒 也屬于成形法加工，因砂輪不易修整，使用較少。3）滾齒 屬于展成法加工，其工作原理相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪嚙合。齒輪滾刀的原型是一個(gè)螺旋角很大的螺旋齒輪，因齒數(shù)很少（通常齒數(shù)z = 1），牙齒很長(zhǎng)，繞在軸上形成一個(gè)螺旋升角很小的蝸桿，再經(jīng)過(guò)開(kāi)槽和鏟齒，便成為了具有切削刃和后角的滾刀。4）剃齒 在大批量生產(chǎn)中剃齒是非淬硬齒面常用的精加工方法。其工作原理是利用剃齒刀與被加工齒輪作自由嚙合運(yùn)動(dòng)，借助于兩者之間的相對(duì)滑移，從齒面上剃下很細(xì)的切屑

54、，以提高齒面的精度。剃齒還可形成鼓形齒，用以改善齒面接觸區(qū)位置。5）插齒 插齒是除滾齒以外常用的一種利用展成法的切齒工藝。插齒時(shí)，插齒刀與工件相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪的嚙合。插齒刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是插齒的主運(yùn)動(dòng)，而插齒刀與工件按一定比例關(guān)系所作的圓周運(yùn)動(dòng)是插齒的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。6）展成法磨齒 展成法磨齒的切削運(yùn)動(dòng)與滾齒相似，是一種齒形精加工方法，特別是對(duì)于淬硬齒輪，往往是唯一的精加工方法。展成法磨齒可以采用蝸桿砂輪磨削，也可以采用錐形砂輪或碟形砂輪磨削。107108q 非傳統(tǒng)加工方法特點(diǎn)109機(jī)械過(guò)程q 非傳統(tǒng)加工方法分類按加工機(jī)理和采用的能源劃分）熱學(xué)過(guò)程電化學(xué)過(guò)程化學(xué)過(guò)程110復(fù)合過(guò)程工件（陶瓷滾柱）磁性材

55、料磁極振動(dòng)運(yùn)動(dòng)圖1-54 磁力拋光示意圖NS111q 發(fā)展趨勢(shì)圖1-55 EI 收錄文章數(shù)比較70年代80年代90年代20841104232142244424214441321252353316激光加工 電火花加工 超聲加工 電化學(xué)加工圖7-62反映了學(xué)術(shù)界和工程界對(duì)幾種非傳統(tǒng)加工方法的關(guān)注程度。112圖1-56 非傳統(tǒng)加工方法構(gòu)成圖113電火花加工又稱電腐蝕加工，包括使用模具電極的型腔加工和使用電極絲的線切割加工。有電火花成形加工、電火花穿孔加工、電火花線切割電解加工又稱電化學(xué)加工，電解加工廣泛應(yīng)用于模具的型腔加工，槍炮的膛線加工，發(fā)電機(jī)的葉片加工，花鍵孔、內(nèi)齒輪、深孔加工，以及電解拋光、倒

56、棱、去毛刺等。高能束加工是指用激光、電子束、離子束等具有很高能量密度的射流進(jìn)行加工的一種方法，包括激光加工、電子束加工、離子束加工超聲波發(fā)生器將工頻交流電能，轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩，通過(guò)換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng)。利用工具端面的超聲振動(dòng)，使工作液中的懸浮磨粒對(duì)工件表面產(chǎn)生撞擊拋磨，實(shí)現(xiàn)加工。114q 工作原理：利用工具電極與工件電極之間脈沖性火花放電，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，工件材料被熔化和氣化。同時(shí)，該處絕緣液體也被局部加熱，急速氣化，體積發(fā)生膨脹，隨之產(chǎn)生很高的壓力。在這種高壓作用下，已經(jīng)熔化、氣化的材料就從工件的表面迅速被除去（圖7-63）。 4個(gè)階段： 1）介質(zhì)電離、擊穿

57、，形成放電通道； 2）火花放電產(chǎn)生熔化、氣化、熱膨脹； 3）拋出蝕除物； 4）間隙介質(zhì)消電離（恢復(fù)絕緣狀態(tài)）。 圖1-57 電火花加工原理圖進(jìn)給系統(tǒng)放電間隙工具電極工件電極直流脈沖電源工作液Real115圖1-58 電火花加工機(jī)床116q 工作要素117q 電火花加工類型圖1-59 電火花線切割原理圖XY儲(chǔ)絲筒導(dǎo)輪電極絲工件RealRealReal118電火花線切割機(jī)床圖1-60 電火花線切割加工加工過(guò)程顯示119q 電火花加工特點(diǎn)q 電火花加工應(yīng)用120工作原理：工件接陽(yáng)極，工具（銅或不銹鋼）接陰極，兩極間加直流電壓624V，極間保持0.11mm間隙。在間隙處通以 660m/S高速流動(dòng)電解液

58、，形成極間導(dǎo)電通路，工件表面材料不斷溶解，溶解物及時(shí)被電解液沖走。工具陰極不斷進(jìn)給，保持極間間隙。 圖1-61 電解加工原理圖電解液直流電源泵工件陽(yáng)極陰極進(jìn)給工具陰極121q 電解加工特點(diǎn)q 電解加工應(yīng)用122 q 電解磨削（圖1-62）導(dǎo)電磨輪電解液電刷工作臺(tái)工件絕緣板導(dǎo)電基體磨料陽(yáng)極膜圖1-62電解磨削123圖1-63 電子束加工原理圖控制柵極加速陽(yáng)極電子束斑點(diǎn)旁熱陰極聚焦系統(tǒng)工件工作臺(tái)工作原理（圖1-63）124q 特點(diǎn)及應(yīng)用125q 工作原理（圖1-64）電源Real126混合氣體：氦約80%，氮約15%， CO2 約5%通過(guò)高壓直流放電進(jìn)行激勵(lì)波長(zhǎng)10.6m，為不可見(jiàn)光能量效率5%

59、15%反射凹鏡反射平鏡電極放電管CO2氣體冷卻水進(jìn)口冷卻水出口激光高壓直流電源圖1-65 CO2激光器示意圖q 激光器127q 激光加工特點(diǎn)128q 激光加工應(yīng)用圖1-66 焦點(diǎn)位置對(duì)孔形狀影響Real129RealReal130圖1-68 激光焊接車身圖1-67 激光切割131q 工作原理（圖1-69） 變幅桿超聲波發(fā)生器圖1-69 超聲波加工原理圖振動(dòng)方向工具換能器工作液噴嘴工件Real132圖1-70 超聲波加工機(jī)床圖1-71 超聲波加工樣件133q 超聲波加工特點(diǎn)及應(yīng)用134q 工作原理：q 加工裝置（圖1-72）q 噴嘴材料及工作條件（表1-16） 項(xiàng)目 材料 孔徑/mm 至工件距離

60、/mm 噴射角度/ 參數(shù)金剛石，藍(lán)寶石，淬火鋼0.0750.42.550030表7-16 噴嘴材料及工作條件圖1-72 水噴射加工裝置示意圖噴嘴閥控制器蓄能器供水器過(guò)濾器泵增壓器液壓裝置排水器工件射流d利用超高壓水（或水與磨料的混合液）對(duì) 工 件 進(jìn) 行 切 割（或打孔），又稱高 壓 水 切 割 ， 或“水刀”。135q 工藝參數(shù)（表1-17，表1-18） 表1-17 水噴射加工常用工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 常用值 工藝參數(shù) 常用值 壓力/MPa 70450 噴射力/N 45135 流速/m/s 300900 功率/kW 1040 流量/L/s 2.5 7.5 磨料耗量/kg/min 0.10.3工