第2章機械加工工藝規(guī)程2.1機械加工工藝規(guī)程5.機械加工工藝規(guī)程形式機械加工工藝規(guī)程的詳盡程度與生產(chǎn)類型、零件的設(shè)計精度、零件加工工藝過程的自動化程度、零件及工序的重要程度等有關(guān)。一般情況，采用普通加工方法的單件小批生產(chǎn)機械加工工藝設(shè)計，只需編制簡單的機械加工工藝過程卡，工藝過程卡見表2.1。大批大量生產(chǎn)類型要求進行嚴密、細致的機械加工工藝設(shè)計工作，因此各工序都要編制工序卡，工序卡參見表2.2。對有調(diào)整要求的工序要編制調(diào)整卡，檢驗工序要編制檢驗卡。在批量生產(chǎn)零件的機械加工工藝設(shè)計中，依據(jù)生產(chǎn)組織管理的完備程度和產(chǎn)品的批量適當(dāng)確定機械加工工藝規(guī)程的復(fù)雜程度。對于加工精度要求高的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序，即使是普通加工方法的單件小批生產(chǎn)也應(yīng)制定較詳細的機械加工工藝規(guī)程(包括填寫工序卡和檢驗卡等)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。不管生產(chǎn)類型如何，數(shù)控加工工藝過程設(shè)計都必須編制詳細的數(shù)控加工工藝文件，完成數(shù)控加工編程工作。2.2機械加工工藝性審查零件圖的完整性與統(tǒng)一性審查

編制機械加工工藝的設(shè)計圖紙必需具備完整性和統(tǒng)一性。設(shè)計圖紙的完整性包括圖紙數(shù)量的完整無缺，也包括圖紙表達內(nèi)容的完整無缺。設(shè)計圖紙的統(tǒng)一性主要指在結(jié)構(gòu)和圖樣標注等問題上，零件圖與總裝圖等表達內(nèi)容具有一致性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性審查1.零件結(jié)構(gòu)無法加工或幾乎無法加工零件結(jié)構(gòu)工藝性最差的情況是零件結(jié)構(gòu)致使零件無法加工或幾乎無法加工，表2.3給出了兩個例子。這種情況是不能接受的，必須對零件結(jié)構(gòu)進行修改。

2.零件結(jié)構(gòu)可以加工，但是加工非常困難零件結(jié)構(gòu)工藝性較差的情況是零件可以加工，但是零件結(jié)構(gòu)致使零件加工非常困難，表2.4給出了兩個例子。由于客觀原因造成零件難加工情況出現(xiàn)在原理驗證樣機或單件生產(chǎn)中，有時這種難加工零件結(jié)構(gòu)是可以接受的。但是對于批量生產(chǎn)，這種情況是不能接受的。難加工零件結(jié)構(gòu)必須進行修改。

零件結(jié)構(gòu)可以加工，但是加工非常困難零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的一些實例2.2.3圖樣標注的合理性下面展開探討圖樣標注合理性問題。1.尺寸及尺寸公差標注零件的尺寸標注主要反映了零件外表之間的相互關(guān)系，也反映了設(shè)計者選用的設(shè)計基準。合理的尺寸標注應(yīng)該使零件設(shè)計基準更容易被選用作工序基準、定位基準和測量基準。如果零件還要經(jīng)過數(shù)控機床加工，那么相關(guān)尺寸標注應(yīng)方便數(shù)控工藝設(shè)計及數(shù)控編程、便于檢驗驗收。零件的尺寸公差那么反映出零件設(shè)計精度要求。設(shè)計精度與制造誤差是一對矛盾，事實上工藝審查能夠緩和其中可能的對立性。合理的尺寸公差標注應(yīng)該是滿足機械產(chǎn)品裝配和性能的前提下，努力使加工制造更為容易，生產(chǎn)本錢更低。2.形位公差標注形位公差標注主要反映了零件設(shè)計對位置精度和形狀精度的要求。形位公差往往是精密機械零部件設(shè)計須特別注意的關(guān)鍵內(nèi)容，形位公差標注對機械產(chǎn)品的性能影響非常大。但是零件設(shè)計圖標注的形位公差要求往往使零件制造難度大幅度增加。合理的形位公差標注應(yīng)該是滿足實際產(chǎn)品要求的前提下，盡量方便加工制造，盡量壓低生產(chǎn)本錢。3.外表粗糙度及外表物理性能零件實際加工所能到達的外表粗糙度及外表物理性能與多方面都有關(guān)系，如零件材料、零件加工方法、生產(chǎn)本錢等等。工藝審查時一方面考察設(shè)計要求的必要性，另一方面需要積極尋找低本錢、高效率的解決方案。2.2.4材料選用合理性零件材料選用合理性是通過選用零件適當(dāng)?shù)闹圃觳牧希梢允沽慵哂凶銐驒C械性能等滿足設(shè)計要求，使零件具有良好的機械制造工藝性，使零件制造過程和生產(chǎn)組織較為便利；并降低零件乃至機器制造本錢。通常，零件材料選用工作在圖紙設(shè)計時已經(jīng)完成，鑒于零件材料選用的重要性以及零件材料選用與機械制造關(guān)系十分密切，在工藝審查時需要對零件材料選用進行必要復(fù)核工作。零件選用材料的工藝審查，一般從如下幾個方面考慮：1．選用材料的機械性能零件材料選用的首要標準就是材料的機械性能必須滿足零件的功能要求。工藝審查零件材料選用主要是復(fù)核圖紙設(shè)計選用金屬材料在工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，能否到達零件設(shè)計要求和到達整機功能要求。3.選用材料的經(jīng)濟性零件材料選用的經(jīng)濟性需要從材料本身的價格和材料的加工費用兩個方面權(quán)衡。在滿足性能和功能要求時，優(yōu)先采用價廉材料，優(yōu)先采用加工費低的材料。注意采用組合結(jié)構(gòu)可以節(jié)約貴重材料。例如切削刀具采用組合結(jié)構(gòu)，刀刃與刀桿采用不同材質(zhì)。注意通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和選用先進加工方法提高材料利用率。零件選用材料過于優(yōu)良，實際上也是一種浪費。4．選用材料的供給情況零件選材恰當(dāng)與否還應(yīng)考慮到當(dāng)前本地的材料供給狀況和本企業(yè)庫存材料情況等等。為了減少供給費用，簡化供給和儲存的材料品種，對于單件小批量生產(chǎn)的零件，應(yīng)盡可能地減少選用材料品種和規(guī)格。2.3毛坯的選擇毛坯的選擇是機械加工過程的起點，它也是機械加工工藝設(shè)計的重要內(nèi)容。2.3.1毛坯的種類機械零件的毛坯主要可分為鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件、型材等多種。1.鑄件鑄件是常見的毛坯形式，形狀較為復(fù)雜的毛坯經(jīng)常采用鑄件。通常，鑄件的重量可能占機器設(shè)備整機重量的50%以上。鑄件毛坯的優(yōu)點是：適應(yīng)性廣，靈活性大，加工余量小，批量生產(chǎn)本錢低；鑄件缺點是內(nèi)部組織疏松，力學(xué)性能較差。鑄件成型方法主要有砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造和精密鑄造等等。按材質(zhì)不同，鑄件分為鑄鐵件、鑄鋼件、有色合金鑄件等等。不同鑄造方法和不同材質(zhì)的鑄件在力學(xué)性能、尺寸精度、外表質(zhì)量及生產(chǎn)本錢等方面可能有所不同。2.鍛件鍛件常用作受力情況復(fù)雜、重載、力學(xué)性能要求較高零件的毛坯。鍛件是金屬經(jīng)過塑性變形得到的，其力學(xué)性能和內(nèi)部組織較鑄件好。鍛件的生產(chǎn)方法主要是自由鍛和模鍛。鍛件的形狀復(fù)雜程度受到很大限制。鍛件材料種類較多，不同材料、不同熱處理方法零件的機械性能差異較大。3.沖壓件沖壓件是常溫下通過對良好塑性的金屬薄板進行變形和別離工序加工而成。沖壓件的特點是重量較輕，且具有一定的強度和剛度、并有一定的尺寸精度和外表質(zhì)量；但是沖壓模具制造本錢高。沖壓件材料通常采用塑性好的碳鋼、合金鋼和有色金屬。4.焊接件焊接是一種永久性的金屬連接加工方法，不是毛坯件的主要制造方法。焊接件毛坯的優(yōu)點是重量較輕，且機械性能較好。特別是焊接件還可以是異種材質(zhì)的；焊接件毛坯的缺點是焊縫處及其附近機械加工性能不好。焊接件作為毛坯通常出現(xiàn)在以下幾種情況下：復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)件的毛坯、異種材質(zhì)零件毛坯、某些特殊形狀零件或結(jié)構(gòu)件作毛坯、單件小批量生產(chǎn)的毛坯。5.型材機械加工中常用型材是圓鋼、方鋼、扁鋼、鋼管及鋼板等，型材經(jīng)過切割下料后可以直接作為毛坯。型材通常分為熱軋型材和冷拉型材。冷拉型材外表質(zhì)量和尺寸精度較高，當(dāng)零件成品質(zhì)量要求與冷拉型材質(zhì)量相符時，可以選用冷拉型材。普通機械加工零件通常選用熱軋型材制作毛坯。2.3.2.毛坯選擇方法零件毛坯選擇需綜合考慮多方面因素。通常主要包括如下幾個方面因素：(1)零件的材料

設(shè)計圖紙選用材料是毛坯選擇考慮的重要因素。例如，設(shè)計圖紙選用鑄鐵或鑄鋼時，毛坯選用鑄件。(2)零件的力學(xué)性能要求

零件的力學(xué)性能要求通常是選擇毛坯種類的主要考慮因素。例如，當(dāng)零件受力情況復(fù)雜，力學(xué)性能要求較高時，選用鋼材鍛件毛坯；當(dāng)零件力學(xué)性能較低時，可以選用鑄鐵件。(3)零件的形狀及尺寸

零件的形狀復(fù)雜程度和零件的尺寸也是選擇毛坯種類的重要因素。通常，形狀復(fù)雜的零件宜采用鑄件毛坯；大型復(fù)雜零件可以考慮選用鑄件或焊接件作為毛坯。各個臺階直徑相差不大的軸可以選用圓鋼型材作為毛坯；如果軸的各個臺階直徑相差較大時，宜選用鍛件毛坯；且當(dāng)零件尺寸較小時，宜用模鍛件；當(dāng)零件尺寸較大時，宜用自由鍛件。2.4工藝路線的擬定定位基準的選擇定位基準可分為粗基準和精基準兩種。如果用作定位的零件外表是沒有被機械加工過的毛坯外表，那么稱之為粗基準；如果用作定位基準的零件外表是經(jīng)過機械加工的外表，那么定位外表為精基準。機械零件往往有許多外表，但不是零件每個外表都適合作定位基準。定位基準選擇需要遵循一定原那么。1.粗基準選擇的原那么在機械加工工藝的過程中，第一道工序總是用粗基準定位。粗基準的選擇對零件各加工外表加工余量的分配、保證不加工外表與加工外表間的尺寸、保證相互位置精度等均有很大的影響。如下圖套筒鏜孔加工，粗基準可以選擇外圓柱面，用三爪卡盤安裝工件，參見圖(a)；也可以用內(nèi)孔作粗基準，用四爪卡盤裝夾工件，參見圖(b)。兩種定位基準產(chǎn)生的加工效果是不同的。因此粗基準選擇不是隨意的，粗基準選擇需要遵循如下原那么：1)選擇重要外表作為粗基準工件都有相對重要的外表。通常，為了控制重要外表處金相組織均勻，要求重要外表處機械加工金屬去除量小且均勻，那么應(yīng)優(yōu)先選擇該重要外表為粗基準。例如加工機床床身時，往往要以導(dǎo)軌面為粗基準，如圖a所示，然后以加工好的機床底部作精基準，見圖b，可以使導(dǎo)軌處金屬去除量小，且導(dǎo)軌內(nèi)部組織均勻。否那么，如圖c和d所示情況，機床導(dǎo)軌處金屬去除量較大，可能導(dǎo)致導(dǎo)軌處金屬去除量不均勻，而產(chǎn)生導(dǎo)軌內(nèi)部金相組織差異較大，造成機床性能下降。2)選擇不加工外表作為粗基準為了保證加工外表與不加工外表之間的相互位置要求，一般應(yīng)選擇不加工外表為粗基準。如圖2.1所示套筒鏜孔加工，如果外圓柱面是不加工面，應(yīng)該用圖2.1(a)以外圓柱面定位，保證壁厚均勻。不加工外表作基準原那么3)選擇加工余量最小的外表為粗基準假設(shè)零件有多個外表需要加工，那么應(yīng)選擇其中加工余量最小的外表作為粗基準，以保證零件各加工外表都有足夠的加工余量。例如，圖a所示零件，應(yīng)選擇其中加工余量最小的Φ95圓柱外表作為粗基準，見圖b否那么選用Φ68外表作為粗基準，導(dǎo)致Φ90外表加工余量不夠，如圖2.3(c)所示。4)選擇定位可靠、裝夾方便、面積較大的外表為粗基準粗基準應(yīng)平整光潔，無分型面和冒口等缺陷，以便使工件定位可靠、裝夾方便，減少加工勞動量。5)粗基準在同一自由度方向上只能使用一次重復(fù)使用粗基準并重復(fù)進行裝夾工件操作會產(chǎn)生較大的定位誤差。由于粗基準是未加工外表，精度較低。用三爪卡盤固定未加工圓柱面時，重復(fù)安裝工件中心位置可能變化2.精基準的選擇原那么精基準選擇應(yīng)著重保證加工精度，并使加工過程操作方便。選擇精基準一般應(yīng)遵循以下原那么：1)基準重合的原那么工藝人員盡量選用設(shè)計基準作為精基準，這樣可以防止因基準不重合而引起的誤差。第一章中工藝尺寸鏈應(yīng)用例題計算結(jié)果說明了定位基準與設(shè)計基準不重合情況會大大壓縮加工尺寸公差，造成制造困難，甚至無法加工。而測量基準與設(shè)計基準不重合那么會大大壓縮測量尺寸公差，造成假廢品現(xiàn)象。特別強調(diào)，從機械加工工藝方面看，設(shè)計人員在設(shè)計零件圖時，在關(guān)注零件的功能和要求外，亦應(yīng)充分關(guān)注零件的加工制造等工藝方面的需要，合理選擇設(shè)計基準。2)基準統(tǒng)一原那么工件加工過程中，盡量使用統(tǒng)一的基準做精基準，容易實現(xiàn)加工面之間具有高位置精度。例如軸類零件的外表常常是回轉(zhuǎn)外表，常用頂尖孔作為統(tǒng)一基準，加工各個外圓外表，采用統(tǒng)一基準加工有助于保證各外表之間同軸度。箱體零件常用一平面和兩個距離較遠的孔作為精基準，加工該箱體上大多數(shù)外表。盤類零件常用一端面和一端孔為精基準完成各工序的加工。采用基準統(tǒng)一原那么可防止基準變換產(chǎn)生的誤差，提高工件加工精度，并簡化夾具設(shè)計和制造。3)互為基準原那么對于兩個外表間相互位置精度要求很高，同時其自身尺寸與形狀精度都要求很高的外表加工，常采用“互為基準、反復(fù)加工〞原那么。如圖2.4所示連桿磨削工序，包含兩個安裝，兩個安裝的定位基準關(guān)系是互為基準。4)自為基準原那么當(dāng)零件加工外表的加工精度要求很高，加工余量小而且均勻時，常常用加工外表本身作為定位基準。例如各種機床床身導(dǎo)軌面加工時，為保證導(dǎo)軌面上切除加工余量均勻，以導(dǎo)軌面本身找正和定位，磨削導(dǎo)軌面。5)工件裝夾方便，重復(fù)定位精度高用作定位的精基準應(yīng)保證工件裝夾穩(wěn)定可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾操作方便，重復(fù)定位精度高。定位基準選定后，依據(jù)定位基準的幾何特征、零件的結(jié)構(gòu)以及加工外表情況，進一步可以確定工件的夾緊方式和夾緊位置。用表2.6中的定位與夾緊符號在工序簡圖上標記定位基準和夾緊位置。定位夾緊符號

2.4.2工序的集中與分散工序集中與分散是擬定工藝路線的兩個原那么。工序集中就是通過擬定零件的工藝路線，使零件加工集中在較少的工序內(nèi)完成。這樣每道工序的加工內(nèi)容多。工序分散就是通過擬定零件的工藝路線，使零件加工分散在較多的工序內(nèi)進行。這樣每道工序加工內(nèi)容少。采用工序集中原那么擬定工藝路線時，機械制造過程的特點如下：(1)采用柔性或多功能機械加工設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)率高；(2)工件裝夾次數(shù)少，易于保證加工外表間位置精度，減少工序間運輸量，縮短生產(chǎn)周期；(3)機床數(shù)量、操作工人數(shù)量和生產(chǎn)面積可以較少，從而簡化生產(chǎn)組織和方案工作；(4)因采用柔性或多功能設(shè)備及工藝裝備，所以投資大，設(shè)備調(diào)整復(fù)雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉(zhuǎn)換產(chǎn)品費時。機械制造過程具有如下特點時，往往采用工序分散原那么擬定工藝路線。(1)機械加工設(shè)備和工藝裝備功能單一，調(diào)整維修方便，生產(chǎn)準備工作量?。?2)由于工序內(nèi)容簡單，可采用較合理的切削用量；(3)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大；(4)對操作者技能要求低。2.4.3加工方法確實定任何復(fù)雜的外表都是由假設(shè)干個簡單的幾何外表〔外圓柱面、孔、平面或成形外表〕組合而成的。零件加工的實質(zhì)就是這些簡單幾何外表加工的組合。因此，在擬定零件的加工工藝路線時，首先要確定構(gòu)成零件各個外表的加工方法。加工方法選擇的根本原那么是保證加工外表的加工精度和外表粗糙度的要求。2.形位公差因素選擇的加工方法要能保證加工外表的幾何形狀精度和外表相互位置精度要求。各種加工方法所能到達的幾何形狀精度和相互位置精度可參閱機械加工工藝手冊或機械設(shè)計手冊。4.生產(chǎn)率因素不同加工方法的生產(chǎn)率有所不同，所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)可采用生產(chǎn)效率高的機床和先進加工方法。如平面和內(nèi)孔采用拉削加工，軸類零件可用半自動液壓仿形車或數(shù)控車床。單件小批生產(chǎn)那么普遍采用通用車床、通用工藝裝備和一般的加工方法。2.4.4加工階段的劃分零件加工往往分階段進行，其原因是機械加工過程中存在誤差復(fù)映規(guī)律，需要分屢次加工才可能得到較高加工質(zhì)量；鑄件或鍛件往往具有內(nèi)應(yīng)力或平衡內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)過切削加工后，零件內(nèi)應(yīng)力平衡被打破，零件會產(chǎn)生變形而影響加工精度。分階段加工〔或中間參加時效處理〕可以減少內(nèi)應(yīng)力對加工精度影響。另外，不同毛坯制造方法獲得毛坯質(zhì)量不同，需要劃分加工階段，分階段去處金屬和保證加工質(zhì)量。對于加工質(zhì)量要求較高或結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件，可將零件的整個工藝路線劃分為如下幾個階段：(1)粗加工階段在粗加工階段，機械加工主要任務(wù)是快速去除多余金屬。因此粗加工采用大切削用量提高生產(chǎn)率。粗加工階段還要加工出精基準，供下道工序加工定位使用。(2)半精加工階段半精加工階段是過度階段，主要任務(wù)是依據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律，采用屢次加工，減少粗加工留下的誤差，為主要外表的精加工做準備。并完成一些次要外表的加工。半精加工階段通常安排在熱處理前完成。(3)精加工階段在精加工階段，機械加工的主要任務(wù)是保證零件各主要外表到達圖樣規(guī)定要求。實現(xiàn)手段是均勻切除少量加工余量。精加工階段通常安排在熱處理后進行。(4)光整加工階段光整加工主要任務(wù)是提高零件外表粗糙度，它不用于糾正幾何形狀和相互位置誤差。常用光整加工方法有鏡面磨、研磨、珩磨、拋光等。當(dāng)毛坯余量特別大時，可以在毛坯車間進行去皮加工，切除多余加工余量。并檢查毛坯缺陷。加工階段的劃分應(yīng)依據(jù)具體情況而定，不是必需的。對于那些剛性好、余量小、加工質(zhì)量要求不高或內(nèi)力影響不大的工件，可以不劃分加工階段或少劃分加工階段。如有些重型零件安裝和搬運困難，亦可不劃分加工階段。對于加工精度要求極高的重要零件需要在劃分加工階段的根底上，適當(dāng)插入的時效處理環(huán)節(jié)，消除剩余應(yīng)力影響。分階段進行零件加工的益處:(1)有益于保證加工質(zhì)量粗加工時，切削余量大，切削力、切削熱和夾緊力也大，切削加工難以到達較高精度。而且由于毛坯本身具有的內(nèi)應(yīng)力，粗加工后內(nèi)應(yīng)力將重新分布，工件會產(chǎn)生較大變形。劃分加工階段后，粗加工誤差以及應(yīng)力變形，通過半精加工和精加工可以逐步修正，從而提高零件的精度和外表質(zhì)量。(2)有益于及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷粗加工階段去除了零件加工外表的大局部余量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有缺陷時，可及時作報廢或修補處理，可防止對廢品進行精加工產(chǎn)生浪費。(3)有益于合理使用設(shè)備粗加工階段可采用功率大、效率高，而精度一般的設(shè)備；精加工階段那么采用精度高的精密機床。將零件加工劃分加工階段可發(fā)揮各類機床的效能，延長機床的使用壽命。2.4.5加工順序的安排

機械零件常常有許多外表需要進行機械加工。零件各加工外表往往需要分階段分批次逐步進行加工，其間需要安排熱處理工序和檢驗工序等各種輔助工序。零件的加工順序安排不是隨意的，通常應(yīng)遵循一些原那么。1．機械加工工序安排原那么(1)先加工基準面原那么零件加工順序安排應(yīng)盡早加工用作精基準的外表，以便為后續(xù)加工提供可靠的高質(zhì)量的定位基準。(2)先主要后次要原那么零件的主要外表是加工精度和外表質(zhì)量要求較高的面，其加工過程往往較為復(fù)雜，工序數(shù)目多，且零件主要外表的加工質(zhì)量對零件質(zhì)量影響較大，因此安排加工順序時應(yīng)優(yōu)先考慮零件主要外表加工；零件一些次要外表如孔、鍵槽等，可穿插在零件主要外表加工中間或其后進行。(3)先面后孔原那么零件機械加工順序應(yīng)先進行平面加工工序，后進行孔加工工序。如箱體、支架和連桿等工件，因平面輪廓平整，定位穩(wěn)定可靠，應(yīng)先加工平面，然后以平面定位加工孔和其它外表，這樣容易保證平面和孔之間的相互位置精度。(4)先粗后精原那么零件加工順序安排應(yīng)先進行粗加工工序，后進行精加工工序。機械加工精度要求較高零件的主要外表應(yīng)按照粗加工、半精加工、精加工、光整加工的順序安排，使零件加工質(zhì)量逐步提高。(3)時效處理安排時效處理可以消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。假設(shè)鑄件毛坯零件精度要求一般，可在粗加工前或粗加工后進行一次時效處理。鑄件毛坯零件精度要求較高時，可安排屢次時效處理。(4)外表處理安排零件的外表處理工序一般都安排在工藝過程的最后進行。外表處理包括外表金屬鍍層處理、外表磷化處理、外表發(fā)藍、發(fā)黑處理、外表鈍化處理、鋁合金的陽極化處理等。3．檢驗工序安排檢驗工序分一般檢驗工序和特種檢驗工序，它們是工藝過程中必不可少的工序。一般檢驗工序通常安排在粗加工后、重要工序前后、轉(zhuǎn)車間前后以及全部加工工序完成后。特種檢驗工序，如x射線和超聲波探傷等無損傷工件內(nèi)部質(zhì)量檢驗，一般安排在工藝過程開始時進行。如磁力探傷、熒光探傷等檢驗工件外表質(zhì)量的工序，通常安排在精加工階段進行。殼體零件的密封性檢驗一般安排在粗加工階段進行。零件的靜平衡和動平衡檢查等一般安排在工藝過程的最后進行。2.5工序設(shè)計在工序設(shè)計階段，工序設(shè)計為每一道加工工序選擇適當(dāng)?shù)臋C床設(shè)備并配備工藝裝備；確定切削用量；確定加工余量；確定工序尺寸及公差等。2.5.1機床與工藝裝備的選擇1.機床的選擇機床是實現(xiàn)機械切削加工〔包括磨削等〕的主要設(shè)備。機床設(shè)備選擇應(yīng)遵循的原那么是：(1)機床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與被加工零件的外廓尺寸相適應(yīng)；(2)機床的加工精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)；(3)機床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；(4)機床的選擇應(yīng)充分考慮工廠現(xiàn)有設(shè)備情況。如果需要改裝或設(shè)計專用機床，那么應(yīng)提出設(shè)計任務(wù)書，說明與加工工序內(nèi)容有關(guān)的參數(shù)、生產(chǎn)率要求，保證零件質(zhì)量的條件以及機床總體布置形式等。2.工藝裝備的選擇工藝裝備主要指夾具、刀具、量具和輔助工具等。工藝裝備選擇首先需要滿足零件加工需求。一般地，夾具與量具選擇要注意其精度應(yīng)與工件的加工精度要求相適應(yīng)。刀具的類型、規(guī)格和精度應(yīng)符合零件的加工要求。工藝裝備的配備還應(yīng)該與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)，才能在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，提高生產(chǎn)率，并降低生產(chǎn)本錢。單件小批量生產(chǎn)中，夾具應(yīng)盡量選用通用工具，如卡盤、虎鉗和回轉(zhuǎn)臺等，為提高生產(chǎn)率可積極推廣和使用成組夾具或組合夾具。刀具一般采用通用刀具或標準刀具，必要時也可采用高效復(fù)合刀具及其它專用刀具。量具應(yīng)普遍采用通用量具。大批大量生產(chǎn)中，機床夾具應(yīng)盡量選用高效的液壓或氣動等專用夾具。刀具可采用高效復(fù)合刀具及其它專用刀具。量具應(yīng)采用各種量規(guī)和一些高效的檢驗工具。選用的量具精度應(yīng)與工序設(shè)計工件的加工精度相適應(yīng)。如果工序設(shè)計需要采用專用的工藝裝備，那么應(yīng)提出設(shè)計任務(wù)書。中批量生產(chǎn)應(yīng)綜合權(quán)衡生產(chǎn)率、生產(chǎn)本錢等多方面因素，可適中選用專用工藝裝備。2.5.2切削用量確實定切削用量是機械加工的重要參數(shù)，切削用量數(shù)值因加工階段不同而不同。選擇切削用量主要從保證工件加工外表的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、維持刀具耐用度以及機床功率限制等因素來綜合考慮。1.粗加工切削用量的選擇粗加工毛坯余量大，而且可能不均勻。粗加工切削用量的原那么一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮加工經(jīng)濟性和加工本錢。粗加工階段工件的精度與外表粗糙度可以要求不高。在保證必要的刀具耐用度的前提下，適當(dāng)加大切削用量。通常生產(chǎn)率用單位時間內(nèi)的金屬切除率Zω表示，那么Zω=1000vfapmm3/s。可見，提高切削速度v、增大進給量f和背吃刀量ap都能提高切削加工生產(chǎn)率。但是切削速度對刀具耐用度影響最大，背吃刀量對刀具耐用度影響最小。在選擇粗加工切削用量時，應(yīng)首先選用盡可能大的背吃刀量；其次選用較大的進給量；最后根據(jù)合理的刀具耐用度，用計算法或查表法確定適宜的切削速度。(1)背吃刀量的選擇粗加工時，背吃刀量由工件加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定。在預(yù)留后續(xù)工序加工余量的前提下，應(yīng)將粗加工余量盡可能快速切除掉；假設(shè)總余量太大，可分幾次走刀。(2)進給量的選擇

限制進給量的主要因素是切削力。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度良好的情況下，可用較大的進給量值。進給量的選擇可以采用查表法，參閱機械加工工藝手冊，根據(jù)工件材料和尺寸大小、刀桿尺寸和初選的背吃刀量選取。

(3)切削速度的選擇

切削速度主要受刀具耐用度的限制。在背吃刀量及進給量選定后，切削速度可按金屬切除率公式計算得到。背吃刀量、進給量和切削速度三者決定切削功率，確定切削速度時應(yīng)考慮機床的許用功率。

2.精加工時切削用量的選擇半精加工和精加工時，加工余量小而均勻。切削用量的選用原那么是在保證工件加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、加工經(jīng)濟性和加工本錢。一般地，吃刀量、進給量及切削速度確實定需要考慮如下因素：(1)背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇由粗加工后留下的余量決定，一般背吃刀量不能太大，否那么會影響加工質(zhì)量。

(2)進給量的選擇限制進給量的主要因素是外表粗糙度。進給量應(yīng)根據(jù)加工外表的粗糙度要求、刀尖圓弧半徑、工件材料、主偏角及副偏角等選取。

(3)切削速度的選擇切削速度選擇主要考慮外表粗糙度要求和工件的材料種類。當(dāng)外表粗糙度要求較高時，需要選擇較高的切削速度。上述切削用量參數(shù)亦可依據(jù)相關(guān)手冊或經(jīng)驗確定。2.5.3加工余量的擬定1.加工余量的概念加工余量是指在加工過程中從被加工外表上切除的金屬層厚度。加工余量可分為加工總余量和工序余量兩種。

工序余量是相鄰工序的工序尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故實際切除的余量大小不等，工序余量也是一個變動量。當(dāng)工序尺寸用名義尺寸計算時，所得的加工余量稱為根本余量或者公稱余量。保證該工序加工外表的精度和質(zhì)量所需切除的最小金屬層厚度稱為最小余量Zmin；該工序余量的最大值那么稱為最大余量Zmax。加工余量可以利用尺寸鏈理論計算。通常，加工余量形成過程是兩道工序〔或兩次加工〕之間的間接形成的，因此加工余量是封閉環(huán)，工序尺寸是組成環(huán)。機械加工過程總是去除金屬的過程，可以建立尺寸鏈圖，如圖a所示，Z表示加工余量。內(nèi)外表加工示意參見圖bA是上道工序的工序尺寸B是本工序的工序尺寸；外外表加工示意參見圖c，A是本工序的工序尺寸，B是上道工序的工序尺寸。不管內(nèi)外表還是外外表，工序余量和工序尺寸及公差的關(guān)系可統(tǒng)一寫成如下形式。Z=B–AESZ=ESB-EIA

EIZ=EIB-ESATz=Ta+TbTa為內(nèi)外表加工時，表示上道工序尺寸的公差；外外表加工時，表示本道工序尺寸的公差；Tb為內(nèi)外表加工時，表示本道工序尺寸的公差；外外表加工時，表示上道工序尺寸的公差；Tz為本工序的余量公差。

Zmax

=Z+ESZ

Zmin

=Z+EIZ

工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。零件非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱外表，其加工余量一般為單邊余量。例如單一平面的加工余量為單邊余量，見圖a。零件對稱結(jié)構(gòu)的對稱外表，其加工余量為雙邊余量；如回轉(zhuǎn)體外表〔內(nèi)、外圓柱外表〕的加工余量為雙邊余量，如圖b所示。加工總余量是同一外表上毛坯尺寸與零件設(shè)計尺寸之差〔即從加工外表上切除的金屬層總厚度〕。顯然零件某外表加工總余量〔Z總〕等于該外表各個工序余量〔Z1、Z2……Zn〕之和，即Z總=Z1+Z2+……+Zn第一道工序的加工余量Z1就是粗加工的加工余量，其數(shù)值大小與毛坯制造方法有關(guān)。一般來說，毛坯的制造精度高，Z1可以??；假設(shè)毛坯制造精度低，Z1需要大些。關(guān)于毛坯加工余量詳細內(nèi)容請查閱相關(guān)教材或手冊。本課程著重分析和探討機械加工余量的影響因素。2．影響工序加工余量的因素工序加工余量的影響因素非常復(fù)雜。相比較，如下因素的作用較為明顯：前道工序的外表粗糙度Ry和外表層缺陷層厚度Ha參見圖2.7，前道工序的外表粗糙度Ry和外表層缺陷層厚度Ha都應(yīng)在本工序內(nèi)去除。(2)前道工序的尺寸公差Ta應(yīng)將前道工序的尺寸公差Ta計入本工序加工余量。(3)前道工序的形位誤差ρa工件形位誤差如工件外表的彎曲、工件的空間位置誤差等。形位誤差ρa往往具有空間方向性，加工余量分析與計算時可以按照其矢量模計算。其原因是如果工件形位公差可以用目視觀察獲知，那么需要增加矯直工序，矯直后剩余形位誤差應(yīng)無法目測判斷其方向性，工序余量計算按照前道工序的形位誤差矢量模計算。(4)本工序的安裝誤差εb安裝誤差εb也具有空間方向性，加工余量分析與計算時也可以按照其矢量模計算。其原因是如果工件安裝誤差εb可以用目視觀察獲知其方向，那么需要重新安裝工件或找正處理，找正處理后剩余安裝誤差應(yīng)無法目測判斷其方向性，工序余量計算按照本道工序的安裝誤差矢量模計算。綜合上述分析結(jié)果，本工序的加工余量應(yīng)為：對稱余量：Z≥2(Ry+Ha+|εb|+|ρa|)+Ta單邊余量：Z≥Ry+Ha+Ta+|εb|+|ρa|3．加工余量的擬定加工余量的大小對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)本錢均有較大影響。加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量、降低生產(chǎn)率，而且增加了材料、刀具和電力的消耗，提高了加工本錢；加工余量過小往往會造成廢品，往往不是加工余量不能消除前道工序的各種外表缺陷和誤差，就是加工余量不能補償本工序加工時工件的安裝誤差。因此，應(yīng)合理地確定加工余量。確定加工余量的根本原那么是：在保證工件加工質(zhì)量的前提下，盡可能選用較小加工余量。實際工作中，確定工件加工余量的方法有以下三種：(1)查表法;(2)經(jīng)驗估計法；(3)分析計算法。(1)查表法查表法是根據(jù)有關(guān)切削加工手冊或機械加工工藝手冊提供的加工余量數(shù)據(jù)，或者依據(jù)工廠自身積累的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，以查表的方式擬定的加工余量。查表法往往可以獲知各種工序余量或加工總余量，亦可以結(jié)合實際加工企業(yè)情況，對查表數(shù)據(jù)作進一步修正，擬定適宜加工余量。查表法操作方便、簡單、實用。是目前應(yīng)用較為廣泛的方法。特別是對于機械加工經(jīng)驗尚不豐富的工藝人員，查表法擬定加工余量更顯實用。孔加工的一些加工余量經(jīng)驗數(shù)值參見表2.10。外圓加工的一些加工余量經(jīng)驗數(shù)值參見表2.11。外圓加工余量與外圓直徑和工件長度有關(guān)。外圓直徑小大于180mm且工件長度不超過200mm時，加工余量取下限；外圓直徑超過180mm且工件長度超過400mm時，加工余量取上限；其它情況酌減。平面或端面加工的一些加工余量經(jīng)驗數(shù)值參見表2.12。平面或端面加工余量與平面或端面大小有關(guān)。當(dāng)加工平面長與寬不大于100mm時，加工余量取下限；當(dāng)加工平面長大于500mm且寬大于200mm時取上限，其它情況酌減。

(2)經(jīng)驗估計法工藝人員根據(jù)自身積累的機械加工經(jīng)驗，確定加工余量的方法稱為經(jīng)驗估計法。經(jīng)驗估計法最為快捷、方便。為了防止余量過小而產(chǎn)生廢品，采用經(jīng)驗估計法確定的加工余量往往數(shù)值偏大。(3)分析計算法分析計算法是根據(jù)理論公式和試驗資料，對影響加工余量的各因素進行分析、計算從而確定加工余量的方法。這種確定加工的方法較合理，但需要掌握完備和可靠的試驗資料，加工余量計算也相對復(fù)雜。一般只在材料十分貴重或少數(shù)大批、大量生產(chǎn)的情況下采用。

2.5.4工序尺寸及其公差確實定零件的設(shè)計尺寸一般都要經(jīng)過多道工序加工才能得到，每道工序加工所應(yīng)保證的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸及偏差應(yīng)標注在對應(yīng)的工序卡的工序簡圖上，它們是零件加工和工序檢驗的依據(jù)。工序尺寸及偏差標注應(yīng)符合“入體原那么〞。“入體原那么〞標注指的是外外表的工序尺寸公差取上偏差為零；內(nèi)外表的工序尺寸公差取下偏差為零；而毛坯尺寸公差按雙向布置上、下偏差。工序尺寸及偏差確定的根本原那么：(1)滿足零件加工質(zhì)量要求；(2)毛坯制造方便，制造本錢較低；(3)各工序加工方便，加工本錢較低。機械加工過程中，工件的尺寸是不斷變化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，從上道工序尺寸到本道工序尺寸，然后到下道工序尺寸，最后到達滿足零件性能要求的設(shè)計尺寸。工序尺寸及偏差確定的根本方法：(1)最后一道工序的工序尺寸及公差按零件圖紙確定；(2)其余工序的工序尺寸及公差按工序加工方法的經(jīng)濟加工精度確定；(3)各工序的工序余量應(yīng)當(dāng)合理；(4)工序尺寸及公差確定過程是逐步推算的過程，推算方向是從最后一道工序向前依次推算。由于零件結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系可能非常復(fù)雜，實際工序尺寸及公差計算過程可能會較為繁瑣，需要遵循一些計算方法和步驟。一般來說，如果某個工序尺寸在零件加工過程中工藝基準與設(shè)計基準是重合的，那么工序尺寸及其公差的計算相對簡單。當(dāng)工藝基準與設(shè)計基準不重合時，工序尺寸及其公差的計算較為繁瑣。1．基準重合時工序尺寸及其公差的計算當(dāng)工藝基準與設(shè)計基準重合時，工件外表屢次加工的工序尺寸及其公差的計算是常見的工序尺寸計算問題。零件設(shè)計圖紙可以確定最后一道工序的工序尺寸及公差。其余工序尺寸及其公差確定的根本方法如下：(1)按照各工序加工方法，確定工序的加工余量；(2)依據(jù)加工余量計算公式，從最后一道工序的工序尺寸開始，依次計算上一道工序的工序尺寸，直至零件毛坯尺寸。(3)按工序加工方法的經(jīng)濟加工精度，確定各中間工序的工序尺寸及公差；(4)按“入體原那么〞標注極限偏差。例2.1某主軸箱體主軸孔的設(shè)計要求為Φ100H7，Ra=0.4μm。其加工工藝路線為：毛坯→粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜。試確定各工序尺寸及其公差。

解：從機械工藝手冊查得各工序的加工余量和所能到達的精度，具體數(shù)值見表2.13中的第二、三列，計算結(jié)果見表2.13中的第四、五列。2．基準不重合時工序尺寸及其公差的計算零件機械加工過程往往是復(fù)雜的過程，因此工序尺寸計算過程也往往較為復(fù)雜。當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工外表較多時，零件加工工序會很多，加工過程中往往會屢次更換機械加工機床設(shè)備，進行屢次安裝工件，并更換定位基準。當(dāng)零件加工精度較高時，盡管零件結(jié)構(gòu)不很復(fù)雜，其加工過程經(jīng)常也會有很多工序，加工過程中常常會使用不同定位基準和工序基準。由于基準轉(zhuǎn)換致使工序基準、定位基準或測量基準與設(shè)計基準不重合時，工序尺寸及其公差的計算需要利用工藝尺寸鏈理論。第1章的尺寸鏈應(yīng)用例題已經(jīng)介紹了測量基準或定位基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸計算方法、熱處理滲氮層控制工序尺寸計算方法；從未加工外表標注的工序尺寸計算方法。這里，用多尺寸同時保證情況工序尺寸設(shè)計方法和尺寸跟蹤圖工序尺寸計算方法作為例題進一步介紹工序尺寸計算方法。1)多尺寸同時保證情況工序尺寸計算方法多尺寸同時保證問題是工序設(shè)計時經(jīng)常遇到的問題。例2.2如下圖零件中，尺寸12-0.02、8+0.4和27+0.1都是以端面A為基準。但是由于A面加工質(zhì)量要求高，需要磨削加工，并且需要安排在最后工序進行。因此，以D面定位磨削A時，磨削加工需要同時保證上面三個零件尺寸符合精度要求。要求通過尺寸鏈計算，設(shè)計磨削加工前加工A外表、加工B外表和加工C外表的工序尺寸A1、B1和C1。問題分析：由于磨削加工，只能控制一個尺寸，那么選擇磨削加工控制精度最高的尺寸。依據(jù)精度要求最高的外表機械加工的尺寸鏈確定磨削加工余量。由于磨削加工同時加工三個尺寸的共同基準，該磨削余量同時是另外兩個工序尺寸的加工余量。B外表加工和C外表加工工序尺寸計算時，控制尺寸是封閉環(huán)，工序余量是組成環(huán)，尺寸鏈可解。解：工序尺寸間的關(guān)系見圖b。A0=12-0.02,B0=8+0.4,C0=27+0.1，Z是磨削余量。①工序尺寸Z計算：工序尺寸A0、A1與工序余量Z構(gòu)成尺寸鏈，見圖c，工序尺寸Z為封閉環(huán)，工序尺寸A0。初步擬定Z=0.3mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定A1根本尺寸12.3mm。按經(jīng)濟加工精度確定A1=12.3-0.04。依據(jù)尺寸鏈理論計算如下。，代入數(shù)值，，解得，代入數(shù)值，，解得，代入數(shù)值，，解得故，A1=12.3-0.04。②工序尺寸B1計算：工序尺寸B0、B1與工序余量Z構(gòu)成尺寸鏈，見圖d，工序尺寸B0為封閉環(huán)，工序余量Z工序尺寸B0。依據(jù)尺寸鏈理論計算如下。，代入數(shù)值，，解得，代入數(shù)值，，解得，代入數(shù)值，，解得那么，工序尺寸③工序尺寸C1計算：工序尺寸C0、C1與工序余量Z構(gòu)成尺寸鏈，見圖e，工序尺寸C0為封閉環(huán)，工序余量Z和工序尺寸C0。依據(jù)尺寸鏈理論計算如下。，代入數(shù)值，，解得，代入數(shù)值，，解得，代入數(shù)值，，解得那么，工序尺寸

2〕尺寸跟蹤圖方法當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜或工序數(shù)目較多時，工序尺寸常常相互關(guān)聯(lián)，工序尺寸分析計算顯得錯綜復(fù)雜。遇到工序尺寸計算較為復(fù)雜的情況，可以用尺寸跟蹤圖方法理清尺寸關(guān)系，求解工序尺寸。尺寸跟蹤圖法是一種有效的工序尺寸分析計算方法。例2.2套筒零件(略去與軸向加工面無關(guān)的尺寸)如上圖所示，零件軸向外表加工工藝過程如下，要求確定軸向端面加工各工序的工序尺寸及其公差。工序1：以D面定位基準，粗車A面；然后以A面作為工序基準，粗車C面。工序2：以A面定位基準，粗車和半精車B面；然后以A面作為工序基準，半精車D面。工序3：以B面定位基準，半精車A面；然后以A面作為工序基準，半精車C面。工序4：以A面作為定位基準，磨削B面。問題分析：圖示零件軸向外表加工中，出現(xiàn)了屢次基準變換。工序1中，A面加工以D面作為工序基準，C面加工以A面作為工序基準；工序2中和工序4中各面加工都是以A面作為工序基準；工序3中，A面加工以B面作為工序基準，C面加工以A面作為工序基準。圖2.9零件軸向外表加工中，既有外外表加工，亦有內(nèi)外表加工。重要外表還要分階段進行加工。圖2.9零件加工具有一定代表性。盡管圖2.9零件軸向設(shè)計尺寸只有三個。由于加工外表需要屢次加工和需要基準變換，工序尺寸分析計算具有一定復(fù)雜性。為清晰起見，可以繪制尺寸跟蹤圖，描述工序尺寸及工序余量之間的相互關(guān)系，方便工序尺寸分析計算。解：套筒零件毛坯(略去軸向加工面無關(guān)尺寸)如圖2.10所示。尺寸跟蹤圖繪制使用圖示符號尺寸跟蹤圖繪制過程如下。(1)繪制尺寸跟蹤圖表的表格，如圖2.11所示。(2)繪制被加工零件簡圖于尺寸跟蹤圖表的表格上部，并用符號標注各個加工外表。(3)依據(jù)零件加工工藝過程，嚴格按工序次序逐步繪制工序尺寸及工序余量，不得變更次序。繪制尺寸跟蹤圖時，使用圖2.11中給出的圖例符號。工序之間用表格橫線分開。①工序1尺寸繪制。標注D外表作定位基準。以D外表作為工序基準加工A外表，繪制兩個工序尺寸A1和工序余量Z3；以加工后的A外表作為工序基準加工C外表，繪制工序尺寸A2和工序余量Z2②工序2尺寸繪制。標注A外表作定位基準。以A外表作為工序基準加工B外表，繪制兩個工序尺寸A3和工序余量Z1；以加工后的A外表作為工序基準加工D外表，繪制工序尺寸A4和工序余量Z4③工序3尺寸繪制。標注B外表作定位基準。以B外表作為工序基準加工A外表，繪制兩個工序尺寸A5和工序余量Z5；以加工后的A外表作為工序基準加工C外表，繪制工序尺寸A6和工序余量Z6④工序4尺寸繪制。標注A外表作定位基準。以A外表作為工序基準加工B外表，繪制兩個工序尺寸A7和工序余量Z7⑤繪制設(shè)計尺寸。繪制完全部相關(guān)加工工序的工序尺寸，另起一行表格繪制設(shè)計尺寸，使用設(shè)計尺寸符號。將設(shè)計尺寸寫成對稱公差形式，A8=9.95±0.05，A9=80.1±0.3，A10=99.7±0.3⑥繪制毛坯尺寸。最后在尺寸跟蹤圖表上繪制毛坯尺寸

工序尺寸計算分析過程：工序尺寸確實定順序按加工工藝過程的逆向次序逐步進行，亦即按照尺寸跟蹤圖表由下至上的順序依次進行。①工序尺寸A7計算工序尺寸A7與設(shè)計尺寸A8相同，故A7=9.95±0.05②工序余量Z7計算

②工序余量Z7計算

圖2.12，其中工序余量Z7為封閉環(huán)，工序尺寸A7。初步擬定Z7=0.15mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定A5根本尺寸10.1。按經(jīng)濟加工精度確定A5=10.1±0.05。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z7min=10.05-10.0=0.05<0.08(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，不適宜，需要修改初步擬定工序余量數(shù)值，適當(dāng)增大工序余量。重新擬定Z7=0.2mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定A5根本尺寸10.15。按經(jīng)濟加工精度確定A5=10.15±0.05。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z7min=10.15-10.0=0.10>0.08(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，那么確定Z7=0.2mm，A5=10.15±0.05③工序尺寸A3和工序余量Z5計算

工序尺寸A3和工序余量Z5計算

圖2.13，其中工序余量Z5為封閉環(huán)，工序尺寸A5。初步擬定Z5=0.5mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定A5根本尺寸10.65。按經(jīng)濟加工精度確定A3=10.65±0.05。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z7min=10.60-10.20=0.40>0.3(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，那么確定Z5=0.5±0.1，A3=10.65±0.05④工序尺寸A6計算。工序尺寸A6與設(shè)計尺寸A9相同，故A6=80.1±0.1。

⑤工序余量Z6計算工序余量Z6計算圖2.14，其中工序余量Z6為封閉環(huán)，工序尺寸A6和工序余量Z5。初步擬定Z6=0.8mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定A2根本尺寸79.8。按經(jīng)濟加工精度確定A2=79.8±0.2。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z6min=80+0.6-80.2=0.4>0.3(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，那么確定Z6=0.8±0.4，A2=79.8±0.2⑥工序尺寸A4計算

工序尺寸A4計算

圖2.15，其中工序余量Z10為封閉環(huán)，工序余量Z5。那么可依據(jù)尺寸鏈理論A4=100.2±0.2⑦工序尺寸A1計算

工序尺寸A1計算

圖2.16，其中工序余量Z4為封閉環(huán)，工序尺寸A4。初步擬定Z4=2mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定A1根本尺寸102.2。按經(jīng)濟加工精度確定A1=102.2±0.3。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z4min=101.9-100.4=1.5>1.2(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，那么確定Z4=2±0.5，A1=102.2±0.3毛坯尺寸計算①毛坯尺寸B1計算

毛坯尺寸B1計算

圖2.17，其中工序余量Z5為封閉環(huán)，工序尺寸A1。初步擬定Z1=2mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定B1根本尺寸104.2。按經(jīng)濟加工精度確定B1公差為2，故圓整B1=104±1。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z1min=103-102.5=0.5<1.2(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，不適宜，需要修改初步擬定工序余量數(shù)值，適當(dāng)增大工序余量重新擬定Z1=2.5mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定B1根本尺寸104.7。按經(jīng)濟加工精度確定B1公差為2，故圓整B1=105±1。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z1min=104-102.5=1.5>1.2(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，利用尺寸理論計算Z1=，那么確定Z1=、B1=105±1

②毛坯尺寸B2計算

毛坯尺寸B2計算圖2.18，其中工序余量Z2為封閉環(huán)，工序尺寸A2和工序余量Z1。初步擬定Z2=3mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定B2根本尺寸78.6。按經(jīng)濟加工精度確定B2公差為2那么，B2=78±1。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z2min=1.5+79.6-79=2.1>1.2(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，那么確定B2=78±1③毛坯尺寸B3計算

毛坯尺寸B3計算圖2.19，其中工序余量Z3為封閉環(huán)，工序尺寸A3和工序余量Z1。初步擬定Z2=3.5mm，那么可依據(jù)尺寸鏈理論擬定B3根本尺寸16.95。按經(jīng)濟加工精度確定B3公差為2那么，B3=17±1。利用尺寸鏈理論驗算工序余量最小值Z2min=16-4.1-10.7=1.2(最小工序余量的經(jīng)驗數(shù)值)，適宜，那么確定B1=17±1整理計算數(shù)據(jù)，將工序尺寸按入體原那么標注，見表1.14。在工序卡上，需要用圖示方式，簡潔標明工件裝夾方式、加工質(zhì)量要求等。一般地，工序簡圖主要包括如下內(nèi)容：(1)零件結(jié)構(gòu)圖示；(2)用表中符號標明定位基準、夾緊位置等；(3)用加粗線條，突出標明本工序的加工外表輪廓；(4)標明本工序的工序尺寸及公差、形位公差、外表粗糙度等；汽車減速器螺旋傘齒輪加工過程中，磨內(nèi)孔和端面的工序簡圖

2.6數(shù)控加工工藝設(shè)計概述特殊性突出表現(xiàn)如下三個方面：(1)工序劃分高度集中數(shù)控加工設(shè)備是高度自動化程度的加工設(shè)備，具有一定的加工柔性，非常適合采用工序集中原那么編排加工工序。例如，加工中心采用機械手換刀，可以在一臺設(shè)備上完成銑削、鏜削、車削、攻螺紋等多種加工。而普通機床功能相對較為單一，更適合采用較為分散的工序安排。(2)數(shù)控工序內(nèi)容復(fù)雜與普通機床相比，數(shù)控機床價格貴、精度高，使用費也高，故常安排其進行復(fù)雜工序加工或普通機床無法完成的加工。(3)數(shù)控加工工步安排詳盡數(shù)控機床完全按照加工程序工作，因此工藝設(shè)計需要詳細安排工步內(nèi)容，確定對刀點、換刀點及加工路線等，并將其編入數(shù)控加工程序。而普通機械加工工序內(nèi)工步內(nèi)容往往允許操作者靈活掌握。2.數(shù)控加工工藝設(shè)計原始資料除了具有編制普通機械加工的原始資料之外，數(shù)控工藝規(guī)程編制還應(yīng)具備針對現(xiàn)有數(shù)控設(shè)備的資料。例如數(shù)控機床說明書；編程手冊；切削用量表；標準工具；夾具手冊。3.數(shù)控加工零件工藝分析數(shù)控加工零件工藝分析首要問題是分析判斷被加工對象是否可以在一臺數(shù)控機床上完成全部加工工作。如假設(shè)不能，那么需要確定數(shù)控加工內(nèi)容和加工使用的具體數(shù)控機床，即確定數(shù)控加工工序。其后可以針對加工設(shè)備開展工件數(shù)控加工工藝分析。數(shù)控加工工藝性審查涉及面很廣，但從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面來看，數(shù)控加工工藝審查特別提出如下要求：1〕零件圖樣標注應(yīng)便于數(shù)控編程(1)零件圖上尺寸標注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準標注尺寸。在不得已情況下，可將局部的分散標注法改為同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種尺寸標注方法容易使設(shè)計基準、工藝基準、檢測基準與編程原點設(shè)置等具有一致性，也方便編制加工程序。(2)構(gòu)成零件輪廓的幾何要素的應(yīng)充分手工編程往往需要計算基點或節(jié)點坐標。自動編程那么要對構(gòu)成零件輪廓的所有幾何要素進行定義。因此在分析零件圖工藝性時，要分析幾何要素是否充分。2〕零件結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。以便減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，方便編程，有益于提高生產(chǎn)效益。(2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的上下、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等都有關(guān)系。(3)零件銑削底平面時，槽底圓角半徑不應(yīng)過大。(4)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)便于采用統(tǒng)一的定位基準，確保兩次裝夾加工后其相對位置的準確性。4.數(shù)控加工工藝路線擬定1〕數(shù)控加工定位安裝數(shù)控加工普遍使用專用夾具裝夾工件，數(shù)控加工的定位安裝應(yīng)遵循如下根本原那么：(1)力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。(2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工外表。(3)防止采用人工調(diào)整式定位安裝方案。3〕數(shù)控加工方法的選擇數(shù)控加工方法的選擇主要依據(jù)數(shù)控設(shè)備加工能力、加工外表的加工精度和外表粗糙度的要求選擇數(shù)控加工方法。兼顧加工過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性指標，也要考慮工廠的設(shè)備及工作量分配情況。4〕數(shù)控加工工序劃分普通機械加工順序安排原那么對數(shù)控加工同樣適用，只是由于數(shù)控加工內(nèi)容往往比較復(fù)雜，工序和工步的劃分和安排需要更為詳盡。除了可以與普通機械加工一樣以粗、精加工劃分工序外，數(shù)控加工工序的劃分還有具有明顯數(shù)控加工的特點的方法。根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分方法如下：(1)以一次工件安裝作為一道工序這種工序劃分適合于加工內(nèi)容較少的工件，每道工序加工完后就能到達待檢狀態(tài)。(2)以一把刀具可以完成的加工內(nèi)容作為一道工序有些工件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工外表，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制〔主要是內(nèi)存容量〕，機床連續(xù)工作時間的限制〔如一道工序在一個工作班內(nèi)不能結(jié)束〕等。此外，程序太長會增加出錯與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。(3)以加工部位劃分工序?qū)τ诩庸?nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個局部，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一局部的加工作為一道工序。6〕數(shù)控加工順序編排數(shù)控加工順序編排應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，定位安裝與夾緊的需要來。一般遵循如下原那么：(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊；(2)先進行內(nèi)腔加工，后進行外形加工；(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。8)數(shù)控機床夾具的設(shè)計要求數(shù)控加工特點對數(shù)控機床夾具提出了根本要求：(1)要使夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；(2)要便于確定零件和機床坐標系的尺寸關(guān)系；(3)夾具上各零部件應(yīng)不阻礙機床對零件各外表的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。(4)零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。5.數(shù)控加工工序設(shè)計在普通機床上加工零件的工序設(shè)計內(nèi)容實際上只是一個工序卡，機床加工的切削用量、走刀路線、工序的具體安排，往往允許操作工人現(xiàn)場自行確定。數(shù)控加工是按照數(shù)控加工程序進行的加工。在數(shù)控加工工序設(shè)計中，每一道工序的具體內(nèi)容，如切削用量、工藝裝備、定位夾緊裝置及刀具運動軌跡等，都是數(shù)控加工程序編制的工藝根底。數(shù)控加工中的所有工序、工步的切削用量、走刀路線、加工余量，以及所用刀具的尺寸、類型等都要預(yù)先確定好，并編入數(shù)控加工程序。一名合格的數(shù)控加工編程員首先應(yīng)該是一名很好的工藝員，并且非常熟悉數(shù)控機床的性能、特點和應(yīng)用、切削標準和標準刀具系統(tǒng)等。否那么就無法做到全面、周到地編排零件加工的全過程，無法正確、合理地編制零件加工程序。下面比照普通機械加工，概述數(shù)控加工工序設(shè)計的幾個重要問題。1〕刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。數(shù)控編程時，刀具選擇通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求刀具精度高、剛度好、耐用度高，而且要求刀具尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。數(shù)控加工刀具普遍采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造，并優(yōu)選刀具參數(shù)。選取刀具時，要使刀具與被加工工件的外表尺寸和形狀相適應(yīng)。編程人員還應(yīng)了解數(shù)控機床上所用刀桿的結(jié)構(gòu)尺寸以及調(diào)整方法，調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。刀桿是連接普通刀具的接桿，以便使加工中心在進行鉆、鏜、擴、鉸、銑削等加工時，可以采用普通標準刀具。選取刀具時，要使刀具與被加工工件的外表尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯外表或粗加工孔時，可選鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面上較平坦的部位時，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應(yīng)采用環(huán)形刀。在單件或小批量生產(chǎn)中，常采用鼓形刀或錐形刀來加工一些變斜角零件，防止使用多坐標聯(lián)動機床。鑲齒盤銑刀適用于在五坐標聯(lián)動的數(shù)控機床上加工一些球面，其效率比用球頭銑刀高近十倍，并可獲得好的加工精度。此外，編程人員還應(yīng)了解數(shù)控機床上所用刀桿的結(jié)構(gòu)尺寸以及調(diào)整方法，調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。刀桿是連接普通刀具的接桿，以便使加工中心在進行鉆、鏜、擴、鉸、銑削等加工時，可以采用普通標準刀具。2〕切削用量確實定數(shù)控加工切削用量確定方法與普通機械加工相同。數(shù)控機床切削用量數(shù)值還應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合刀具，加工材料確定。與普通機械加工工藝不同，數(shù)控加工的切削用量應(yīng)編入數(shù)控加工程序內(nèi)。3〕對刀點與換刀點確實定數(shù)控程序編制時，應(yīng)正確地確定對刀點和換刀點的位置。對刀點就是在數(shù)控機床上加工零件時，刀具相對于工件運動的起點。加工結(jié)束時刀具要回到對刀點。對刀點既是程序的起點，也是程序的終點。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對刀點的重復(fù)精度。對刀點的選擇原那么(1)對刀點選擇便于用數(shù)字處理和簡化程序編制；(2)對刀點選擇應(yīng)使在機床上找正容易；(3)對刀點選擇應(yīng)便于在加工過程中檢查；(4)對刀點選擇引起的加工誤差小。對刀點可選在工件上，也可選在工件外面(如選在夾具上或機床上)，但必須與零件的定位基準有一定的尺寸關(guān)系。為了提高加工精度，對刀點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。換刀點是佰刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時不與工件及其它部件干預(yù)。其設(shè)定值可用實際測量方法或計算確定。數(shù)控加工中心的換刀機械手的位置是固定的，換刀點位置是固定的。數(shù)控車床的換刀點可以是任意的一點。4〕加工路線確實定在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線，也稱走刀路線或刀具運動軌跡。編程時，加工路線確實定主要遵循以下原那么：(1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和外表粗糙度符合要求，且加工效率較高。(2)使幾何要素的數(shù)值計算簡單，以減少編程工作量。(3)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。6.數(shù)控加工程序數(shù)控加工程序就是數(shù)控機床自動加工零件的工作指令。數(shù)控編程就是用數(shù)控加工指令語言記錄和描述零件的工藝過程、工藝參數(shù)、機床的運動以及刀具位移量等信息，形成代碼序列，并完成對其進行校核的全過程。數(shù)控系統(tǒng)的種類繁多，不同數(shù)控系統(tǒng)使用的數(shù)控程序的語言規(guī)那么和格式也不盡相同。編制加工程序必須嚴格