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1、机加工及其工艺培训教材本文编者俞群华九牧研发部前言部门现有设计中，不仅在打样过程中经常会有一些加工工艺性的问题，也有很多归档转产的零件存在加工困难的情况，不仅影响开发进度与量产，也影响结构件的质量。“一次做好，次次做对”，因此当收到外观工程师发来的外观效果图时，各工程师需要对产品首先进行模具成型及后加工的工艺分析，以避免产品先天不良。编写该教材的目的，就是为了方便工程师在结构设计时清晰一些常用的、基本的、关键的加工工艺知识，更好地保证工程师设计出的零件有较好的加工工艺性，统一结构要素，减少不必要的开模，加快加工进度，降低加工成本，提高产品质量。木来机械加工工艺知识是机械行业，特别是我司五金研发
2、部设计、制造、管理人员所必备的知识。为熟悉与解决加工工艺问题的方法，掌握加工工艺方面的基本理论与基本知识，熟悉机械加工方面的进展，结合我司现场的工艺设备重点介绍车削、钻削、铳削加工工艺过程的要紧问题。由于时间与实际经验有限，培训资料中错误在所难免，恳请大家批判指正，希望通过一定时间的实践检验，通过将来补充、修订、完善之后，能够成为一部非常有用的培训教程参考书，对我们的设计工作起到很好的指导作用。考虑培训资料手册的篇幅与有用性，与我们的设计要紧是五金铸造类零件设计，因此，本培训资料机加工艺要紧以车、钻、铳等为主。第一节机械加工工艺规程概述1.1 基础知识与术语1.1.1 工艺过程改变生产对象的形
3、状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为成品或者半成品的过程。1.1.2 工艺过程的构成由一个或者若干个顺序排列的工序构成的。工序是工艺过程的基本构成单位，也是生产组织与计划的基本单元。工序又可细划分若干个安装、工位、工步等，见图LlTo它们的含义见表1.1-1。工艺过程工序工序工序安装安装工步工步工位工位工位工步工步工步工步工步工步工步工步工步1.2.1区分工序的要紧根据是工 作地（或者设备）是否变动与完成的 那一部分工艺内容是否连续。图 L 2T所示的圆盘零件， 时其加工工艺过程如表1.2-1所 示；时其加工工艺过程如表 1. 2-2所示。1.2构成部分的区别图1.2-1圆盘零件图LlT工艺过
4、程的构成表1.1-1工艺过程各构成部分的含义名称含义工序一个或者一组工人，在一个工作地对同一个或者同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序工位为完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或者装配单元）与夹具或者设备的可动部分一起相对刀具或者设备的固定部分所占据的每一个位置所完成的那一部分工序工步在加工表面（或者装配时的连接表面）与加工（或者装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序走刀在一个工步内当加工表面切削余量较大，需分几次切削时,则每一次切削称之一次走刀表L2-1圆盘零件单件小批机械加工工艺过程工序号工序名称工装工步工序内容设备1车削I12
5、34（用三爪自定心卡盘夹紧毛坯小端外圆）车大端面车大端外圆至6100钻620孔倒角车床（工件调头，用三爪卡盘夹紧毛坏大端外圆）II5车小端端面，保证尺寸35m6车小端外圆至648,保证尺寸207倒角2钻削I12（用夹具装夹工件）依次加工三个68孔在夹具中修去孔口的锐边与毛刺钻床表1.2-2圆盘零件成批机械加工工艺过程工序号工序名称工装工步工序内容设备1车削I1234（用三爪自定心卡盘夹紧毛坯小端外圆）车大端面车大端外圆至6100钻20孔倒角车床12车削I123（以大端面涨胎心轴）车小端端面，保证尺寸35mm车小端外圆至648,保证尺寸20倒角车床23钻削I1（钻床夹具）钻三个68孔钻床4钳工I
6、1修孔口的锐边与毛刺由表1.2T可知，该零件的机彳成加工分车削与钻削两道工序。由于两者的操作工人、孔床及加工的连续性均已发生变化。而在车削加工序中，尽管含有多个加工表面与多种加工方法（如车、钻等），其划分工序的要素未改变，故属同一工序。而表1.2-2分为四道工序。尽管工序1与工序2同为车削，但考虑质量与效率等方面的因素分为两台机器加工，故加工的连续性己变化，因此应为两道工序；同样工序4修边口锐边及毛刺，由于场地与使用设备均发生变化,因此也应作为另一道工序。由此可见工序不仅是构成工艺过程的基本单元，也是制订时间定额，配备工人，安排作业与进行质量检验的基本单元。1.1.3 工步与走刀为了便于分析与
7、描述工序的内容,工序还能够进一步划分工步。一个工序能够包含几个工步，也能够只有一个工步。如表1.2T中的工序1。在安装I中进行车大端面、车外圆、钻20孔、倒角等加工，由于加工表面与使用刀具的不一致，即构成四个工步。通常来多，构成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工连续性）改变后，即成为另一个工步。但下面指出一些的情况应视为一个工步：（1）关于那些一次装夹中连续进行的若干相同的工步应视为一个工步。如图1.2T零件上级三个8孔钻削。能够作为一个工步。钻3-8（2）为了提高生产效率，有的时候用几把刀具同时加工几个表面，如今也应视为一个工步,图1.2-2复合工步称之复合工步。如图1.2-2的加工方案。
8、在一个工步内，若被加工表面切去的金属层很厚，需分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步能够包含一次走刀或者几次走刀。1.1.4 安装与工位工件在加工前，在机床或者夹具上先占据一正确位置（定位），然后再夹紧的过程称之装夹。工件（或者装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称之安装。在一道工序中能够有一个或者多个安装。表1.2-1中工序1即有两个安装，而工序2有一个安装。工件加工应尽量减少装夹次数，由于多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间。因此生产中常用各类PI转工作台、回转夹具或者移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不一致的位置加工。为完成一定的工序内容，一次装
9、夹工件后，工件（或者装配单元）与夹具或者设备固定部分所占据的每一个位置,称之工位。工位I-装卸工件工位H-钻孔工位In-扩孔工位Iv-较孔图1.2-3多工位加工图1.2-3所示为一种利用回转工作台在一次装夹后顺序完成装卸工件、钻孔、扩孔与较孔四个工位加工的实例。 1.3 1.3工艺规程及其制订1.3.1 3.1工艺规程规定产品或者零件制造工艺过程与操作方法等的工艺文件。1.3.2 制定工艺规程的原则保证图样上规定的各项技术要求，有较高的生产效率，技术先进,经济效率高，劳动条件良好。1.3.3 制定工艺规程的原始材料产品装配图及零件图；产品质量验收标准；产品的生产纲领及生产类型；原材料及毛坯的生
10、产水平；现场生产条件（机床设备与工艺装备、工人技术水平等）；国内外有关工艺、技术进展状况。1.3.4 制定工艺规程的程序计算生产纲领，确定生产类型；分析产品装配图，对零件图样进行工艺审查；确定毛坯的种类、形状、尺寸及精度；拟定工艺路线（划分工艺过程的构成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序、选择机床设备等）；进行工序设计（确定各工序加工余量、切削用量、工序尺寸及公差，选择工艺装备，计算时间定额等）；确定工序的技术要求及检验方法，填写工艺文件。 1.4 生产纲领与生产类型1.4.1 生产纲领企业在计划期内企业应当生产的产品产量与进度计划。年生产纲领是包含备品与废品在内的某产品的年
11、产量。零件的生产纲领按下式计算：N=Qn（l+B）式中N一零件的生产纲领（件/年）；Q机器产品年产量（台/年）n每台产品中该零件的数量（件/台）；一备品的百分率；B一废品的百分率1.4.2 生产类型企业（或者车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。根据企业生产的产品特征（即产品属于重型、中型或者轻型零件）、年生产纲领、批量与投入生产的连续性，通常分为三种生产类型，即单件生产、成批生产与大量生产。1.4.3 生产批量一次投入或者产出的同一产品（或者零件）的数量。生产类型与生产纲领的关系见表L4-1,各类生产类型的特点见表L4-2。表1.4T生产类型与生产纲领的关系生产类型某类零件的年产量
12、（件/年）产品类型重型机械中型机械轻型机械单件生产5201000500050000表1.4-2生产类型的工艺特点工艺特点生产类型单件小批生产中批生产大批大量生产加工对象经常变换，很少重复周期性变换，重复固定不变零件的互换性用修配法，缺乏互换性多数互换，部分修配全部互换，高精度偶件使用分组装配毛坯情况锻件自由锻造，铸件木工手工造型，毛坯精度低锻件部分使用模锻，铸件部分用金属模，毛坯精度中等广泛使用锻模，机器造型等高效方法生产毛坯，毛坯精度高机床设备及其布置形式通用机床，机群式布置，也可用数控机床部分通用机床，部分专用机床，机床按零件类别分工段布置广泛使用自动机床，专用机床，按流水线、自动线排列设
13、备工件尺寸获得方法试切法，划线找正定程调整法，部分试切，找正调整法自动化加工工艺装置通用刀具、量具与夹具，或者组合夹具，找正法装夹工件广泛使用夹具，部分靠找正装夹工件，较多使用专用量具与刀具高效专用夹具，多用专用刀具，专用量具及自动检测装置对工人的技术要求高中等对调整工人的技术水平要求高，对操作工人技术水平要求低工艺文件仅要工艺过程卡工艺过程卡，关键零件的工序卡全面的工艺文件，工艺过程卡、工序卡、调整卡等加工成本较高中等低进展趋势使用成组工艺、数控机床、加工中心及柔性制造单元使用成组工艺、柔性制造系统或者柔性自动线使用计算机操纵的自动化系统、车间或者无人工厂，实现自习惯操纵第二节零件的工艺分析
14、 2.1 2.1审查零件图样与产品的装配图制订工艺规程时，通过分析零件图样与部件的装配图，要紧是明确被加工零件在产品中的位置与作用，找出该零件上有多少要紧加工表面，找出该零件要紧的技术要求与加工中的关键的技术问题，熟悉各项公差与技术要求制定的根据，在编制工艺过程中,有针对性的解决这些问题。具体内容包含：(1)审查零件图的视图、尺寸、公差与技术条件等是否完整。(2)审查各项技术要求是否合理。(3)审查零件材料及热处理选用是否合适。 2.2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的方便性、可行性与经济性。即零件的结构应方便于加工时工件的装夹、对刀、测量，能
15、够提高切削效率等。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材料与工时，有的时候甚至无法加工。因此应该对零件的结构进行工艺性审查，如发现零件结构不合理之处.应与有关设计人员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。表2.2-1所示为便于加工零件结构示例表2.2T零件机械加工工艺性实例序号工艺性不好的结构A工艺性好的结构B说明结构B槽的尺寸、方位相同.Jll可在一次装夹中加工出全部槽.以提高生产率结构A的加工不便引进刀具结构B的底面接触面枳小,加工量小， 用定性好结构B有退刀槽保证了加工的可能性.M少刀具(砂轮)的磨损加工结构A上的孔钻头容易引偏或折断结构B避免了深孔加工，替的了零件材料,量阖连接稔
16、定可靠结构B凹槽尺寸相同,可减少刀具种类，减少挨刀时间2.3数控加工对零件结构工艺性的影响数控加工的特点是自动化程度高，加工精度高，对加工对象的习惯性强，能够与计算机通讯(DNC),实现计算机辅助设计与制造一体化。因此数控加工对传统的零件结构工艺性衡量标准产生了很大影响，在下列情况下使用数控加工，其工艺性是好的：(1)单件小批生产的零件的加工，成批生产中的关键工序的加工。(2)加工精度高，具有形状复杂的曲线或者曲面的零件加工。(3)需要多次改型设计的零件的加工。(4)需要钻、镣、较、攻丝及铳削多个工步加工的工件，如箱体零件的加工。(5)价值高的零件。(6)进行精密复制的零件的加工。(7)用通用
17、机床加工时，需要复杂的专用夹具或者需要很长的调整时间的零件的加工。零件的外形、内腔最好是使用统一的几何形状与尺寸，这样能够减少换刀次数，还有可能应用操纵程序或者专用程序以缩短程序长度。比如图2.3-1a)所示，有的数控机床有对称加工的功能,编程时关于一些对称零件，比如图2.3Tb)所示的零件，只需编其半边的程序,这样能够节约许多编程时间。RA/7/A3A-Aa)b)图2.3T数控工艺性实例第三节毛坯的选择3.1 选择毛坯应考虑的因素3.1.1 零件的力学性能要求相同的材料使用不一致的毛坯制造方法，其力学性能是完全不一致的。铸铁件的强度，离心浇注，压力浇注，金属型浇注，砂型浇注的铸件依次递减；钢
18、质零件的锻造毛坯，其力学性能高于钢质捧料与铸钢件。3.1.2 零件的结构形状与外廓尺寸直径相差不大的阶梯轴宜使用捧料，相差较大时宜使用锻件。形状复杂、力学性能要求不高可使用铸钢件。形状复杂与薄壁的毛坯不宜使用金属型锻造。尺寸较大毛坯，不宜使用模锻，压铸与精铸，多使用砂型铸造与自由锻造。外形复杂的小零件宜使用精密铸造方法，以避免机械加工。3.1.3 生产纲领与批量生产纲领大时宜使用高精度与高生产率的毛坯制造方法，生产纲领小时，宜使用设备投资小的毛坯制造方法。3. 1.4现场生产条件与进展应通过技术经济分析与论证。3.2常用的毛坯类型3.2.1 冷冲件指各类不一致型号、不一致厚度的金属板形料，根据
19、零件几何形状的具体要求制作相应的模具、模块，用冲压机将其冲制成各类类型的零件毛坯，即为冷冲件。3.2.2 铸件将熔融金属浇入铸型，凝固后所得到的金属毛坯。适用于形状比较复杂，所用材料又具备可铸性的零件。铸件的材料能够是铸铁、铸钢或者有色金属。表3.2-1所示为例铸件与锻件毛坯制造方法的工艺特点。3.2.3锻件金属材料通过锻造变形而得到的毛坯。适用于力学性能要求高，材料(钢材)又具有可锻性，形状比较简单的零件。生产批量大时，可用模锻代替自由锻。表3.2-1所示为例铸件与锻件毛坯制造方法的工艺特点。表3.2-1铸件与锻件毛坯制造方法的工艺特点毛坯制造方法最大质小壁印mm形状的复杂性材料生产方式精度
20、等级(IT)尺寸公差(ft11un及面粗费度mX他手工砂蟹偶造不犀制3-5最复杂铁碳合金、有色金属及其合金取件生产及小水生产147618余大,一般为I10mm;由砂罩和气泡造成的废品率高；立面有结砂便皮,且结构粒大；适于“造大件；生产率很低机蝮砂至25035最复杂大批生产及大量生产14左右1*3生产率比手制砂型高效倍至十数倍；设备复杂；但要求工人的技术低；iiTMfi中小型9件永久整”造至1001.5简单或平*11-120.10.512.5生产不高,因免去每次修造钝雪；单边余It一般为l-3n;结构细密，能承受较大压力；占用生产面枳小I（心Wft通常2003-5主要是加转体15*161*812
21、.S生产率高.每件只需25min;力学性能好且少砂眼;壁厚均匀；不需混芯和浇注系统压锌10-160.5（）1.0（他合金）由模子制造速易而定锌、帼、俣、蝌、0、铅各金属的台金11-120.05-G.156.3生产率离,每小时可鬣50-500件；段各昂贵；可直接制取零件或仅需少许IBI竭模钝造小型零件0.8非常复杂适于切用困嘘的材料事件生产及成抵生产0.05-0.225占用生产面枳小,矮看设备妁3040m2;体件机械性能好；便于组织流水线生产；的造延续时闰长.僮件可不经Inr无模痔造至2001.5复杂传铁和有色金属小批至大量12-1412.5-6.3生产率高.一个制砂工班产为。.5-1.7“外衣
22、曲余鱼为0.250.5mm;孔余小为0.080.25mm；便于机械化与自动化；的件无便皮自由不限制不限制简单错案的、合金策单件及小批生产14-161.52.5生产率低且需高级技工；余量大，为330mm;适用于机接修理厂和重型机械厂的锻造车间M（利用*）通常至1002.S由雄馍制造甫易而定9.合金第及合金成批及大量生产12-140.42.512.5生产享育Ja不需育级技Ij材料清帏少；锻件力学性倦好，强度增高Iffff通常1001.S由锻模制造难明而定碳索铜、合金钢及合金成批及大量生产11-12）.05-0.16.33.2光压后的像件可不任机械施工或直接进行精加工3.2.4型材各类热轧与冷拉的圆
23、钢、板材、异型材等，适用于形状简单的、尺寸较小的零件。3.2.5焊接件是将各类金属零件用焊接的方法，而得到的结合件。在单件小批生产中，用焊接件制作大件毛坯，能够缩短生产周期。第四节定位基准的选择4.1.1 基准用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所根据的那些点、线、面。4.1.2 定位基准加工中用来使工件在机床或者夹具上定位的所根据的工件上的点、线、面。按工件上用作定位的表面状况把定位基准分为：(1)粗基准与精基准在零件加工的第一道工序，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称之粗基准。粗基准是用工件上未经加工的表面定位。而利用工件上已加工过的表面作为定位基准面，称之精基准。(
24、2)辅助基准零件设计图中某不要求加工的表面，有的时候为了工件装夹的需要，而专门将其加工作为定位用；或者者为了定位需要,加工时有意提高了零件设计精度的表面,这种表面不是零件上的工作表面，只是由于工艺需要而加工的基准面，称之辅助基准或者工艺基准。零件的加工过程是首先用粗基准定位，加工出精基准表面；然后使用精基准定位，加工零件的其它表面。在选择定位基准时,首先考虑用那一组精基准定位加工出工件的要紧表面,然后确定用如何的粗基准定位加工出精基准的表面。4.2粗基准的选择1 .2.1粗基准的选择影响一是影响工件上加工表面与不加工表面的相互位置,二是影响加工余量的分配。4 .2.2粗基准的选择原则(1)关于
25、同时具有加工表面与不加工表面的零件，当务必保证其不加工表面与加工表面的相互位置时，应选择不加工表面为粗基准。假如零件上有多个不加工表面，应选择其中与加工表面相互位置要求高的表面为粗基准。(2)关于有较多加工表面的工件，粗基准的选择应能合理分配加工余量。合理分配加工余量指：a)若工件务必首先保证某重要表面的余量均匀，应选择该表面为粗基准。b)选择毛坯上余量最小的表面为粗基准，以保证各加工表面都有足够加工余量。(3)作为粗基准的表面应尽量平整，不应有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。(4)为保证重要加工面的余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。(5)应避免重复使用粗基
26、准，在同一尺寸方向上粗基准只准使用一次。由于粗基准是毛坯表面,定位误差大,两次以同一粗基准装夹下加工出的各表面之间会有较大的位置误差。4.3精基准的选择4.3.1 精基准的选择考虑选择精基准要紧应从保证工件的位置精度与装夹方便这两方面来考虑。4.3.2 精基准的选择原则(1)基准重合原则应尽量选择加工表面的设计基准作为定位基准，这一原则称之基准重合原则。(2)基准统一原则当零件需要多道工序加工时，应尽可能在多数工序中选择同一组精基准定位，称之基准统一原则。(3)自为基准原则有的时候精加工或者光整加工工序要求余量小而均匀，则应以加工表面本身作为定位基准，称之自为基准原则。如拉孔、较孔、研磨、无心
27、磨等。(4)互为基准原则某个工件上有两个相互位置精度要求很高表面，使用工件上的这两个表面互相作为定位基准，反复加工另一表面，称之互为基准。(5)所选精基准应能保证工件定位准确，装夹方便，夹具结构简单适用。第五节工艺路线的选择5.1工序顺序的确定5.1.1确定工序顺序考虑精基准的选择在选定零件各表面加工方法与加工时的定位基准之后，要把对零件的加工分散到各工序中去完成，确定工艺路线中各工序的内容与工序的顺序，这时须考虑两个问题：一是加工阶段的划分，二是机械加工顺序的安排。5.1.2划分加工阶段的原则将工艺路线划分为几个加工阶段，会增加工序数目，从而增加加工成木。因此在工件刚度高，工艺路线不划分阶段
28、也能够保证加工精度的情况下，就不应该划分加工阶段，即在一个工序内连续完成某一表面的粗、半精与精加工工步。比如重型零件的加工中，为减少工件的运输与装夹，常在一次装夹中完成某些表面的加工。数控加工中因其设备的刚度高、功率大、精度高，常不划分加工阶段，通常加工中心就是在一次装夹下完成工件多个表面的粗加工、半精加工与精加工工步，达到零件的设计尺寸要求。5.1.3加工阶段的划分在加工较高精度的工件时，如工序数较多，可把工件各表面的粗加工工序集中起来，安排工序顺序时，首先加工，称之粗加工阶段；然后集中进行各表面的半精加工工序，称之半精加工阶段；最后集中完成各表面的精加工工序，称之精加工阶段。即把工艺路线分
29、成几个加工阶段，各加工阶段的作用是：(1)粗加工阶段高效率地去除各加工表面上的大部分余量，并为半精加工提供精度准备与表面粗糙度的准备。粗加工阶段所能达到的精度较低，表面粗糙度大，要求粗加工中能够有高的生产率。(2)半精加工阶段目的是消除要紧表面上经粗加工后留下的加工误差，使其达到一定的精度，为进一步精加工做准备，同时完成一些次要表面的加工。(3)精加工阶段该阶段中的加工余量与切削用量都很小，其要紧任务是保证工件的要紧表面的尺寸、形状、位置精度与表面粗糙度。(4)光整加工阶段包含布磨、超精加工、镜面磨削等光整加工方法，其加工余量极小，要紧目的是进一步提高尺寸精度与减小表面粗糙度，通常不能用于纠正
30、位置误差。5.1.4机械加工顺序的安排机械加工顺序应该遵循下述原则：(1)先加工基准面，后加工其他面；即先用粗基准定位加工精基准表面，为其他表面的加工提供可靠的定位基准，然后再用精基准定位加工其他表面。(2)先加工平面后加工孔；箱体零件通常先以要紧孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔系。(3)先安排粗加工工序，后安排精加工工序。(4)先加工要紧表面，后加工次要表面；零件的要紧表面是加工精度与表面质量要求高的表面，它的工序较多，其加工质量对零件质量影响大，因此先加工。5.2工序的组合5.2.1工序的组合在一个工序中安排多个工步，因此在确定加工顺序后，还要把工步序列进行适当组合，以形成以工序
31、为单位的工艺过程。在工序的组合中，要紧要考虑下列两个方面。5.2.2确定工序内容确定一个工序所包含的若干工步，需要考虑这几个工步是否能在同一机床上加工；是否需要在一次安装中加工，以保证相互位置精度。几个工步能在同一机床完成是它们能被组合成一个工序的先决条件。此外，零件的一组表面在一次安装中加工，能够保证这些表面间的相互位置精度。因此关于有较高位置精度要求的一组表面，应安排在一个工序内加工。5.2.3工序的集中与分散如何确定零件工艺过程中的工序数目，就是工序的集中与分散问题。假如一个零件的加工集中在少数工序内完成，每道工序加工内容多，称之工序集中。反之，称之工序分散。工序集中使得工艺路线短，减少
32、了工件的装夹次数，即可提高生产率，又有利于保证加工表面的位置精度，降低生产成本。工序分散便于使用简单的加工设备与工艺装备，加工调整容易，可使用最合理的切削用量，便于划分加工阶段。在拟定工艺路线时，通常单件小批生产多使用工序集中。5.3 辅助工序的安排5.3.1 辅助工序包含去毛刺、倒棱、清洗、防锈、检验等工序。其中检验工序是保证产品质量的有效措施之一，检验工序通常可安排在：关键工序前后；零件从一个车间转到另一个车间加工前后；粗加工阶段结束后；零件全部加工完毕后。应该注意的是某一工序后面不再有去毛刺工序时，本工序产生的毛刺应由本工序去除。5.4 零件表面加工方法的选择5.4.1加工经济精度与加工
33、经济表面粗糙度一种加工方法能够保证的加工精度有一个相当大的范围，但假如要求它保证的加工精度过高，需要采取的一些特殊的工艺措施，加工成木随之加大。一种加工方法的加工经济精度是指在正常加工条件下（使用符合质量标准的设备、工艺装备与标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。各类加工方法达到的加工经济精度与加工经济表面粗糙度可查阅各类金属切削加工工艺手册。5. 4.2典型表面的加工路线机械零件是由一些简单的几何表面如外圆柱、孔、平面等组合而成的，因此零件的工艺路线就是这些表面加工路线的恰当组合，表5.37、表5.3-2与表6. 3-3分别是外圆柱、孔、平面的典型加工路线，供选用时参考。表
34、5.37外圆柱面的加工路线序号加工方法公差等级粗糙度Ra值/Um适用范围1粗车IT11-1312.550适用于淬火钢以外的各类金属2粗车一半精车IT8-103.26.53粗车-半精车-精车IT780.81.64粗车-半精车-精车-滚压（或者抛光）IT780.0250.25粗车-半精车-磨削IT780.40.8要紧用于淬火钢，也能够用于未淬火钢，不宜加工有色金属6粗车-半精车-粗磨-精磨IT670.1-0.47粗车一半精车粗磨-精磨-超精加工IT50.0120.18粗车一半精车-精车-精细车IT670.0250.4要紧用于精度高的有色金属加工9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨IT50.0060.
35、025极高精度的外圆加工10粗车-半精车粗磨-精磨-研磨IT50.006-0.1表5.3-2孔的）加工路线序号加工方法公差等级粗糙度Ra值/m适用范围1钻IT11-1312.5加工未淬火钢及铸铁。也可用于加工有色金属。孔径小于15202钻-钱IT8-101.66.33钻-粗较-精较IT7-80.81.64钻-扩ITlO-Il6.3-12.5加工未淬火钢及铸铁。也可用于加工有色金属。孔径大于5钻-扩-钱IT8-91.63.26钻-扩-粗较-精锐IT70.8-1.67钻-扩-机较一手较IT670.2-0.415208钻-扩-拉IT790.1-1.6大批大量生产9粗镇（或者扩）TT11-136.3-
36、12.5除淬火钢外的各类材料10粗镇（粗扩）-半精獴（精扩）-IT9101.6-3.211粗镇（粗扩）-半精镇（精扩）-精链（钱）1T780.8-1.612粗锋（粗扩）-半精键（精扩）-精键-浮动镣刀镣孔IT670.40.813粗镇（扩）-半精镇-磨IT780.20.8要紧用于淬火钢，也可用于未淬火钢，不宜用于有色金属14粗停（扩）-半精馍-粗磨-精磨IT670.1-0.215粗像-半精馍-精镜-精细镇IT670.050.4要紧用于高精度有色金属加工16粗馍-半精镇-精镇-布磨IT670.025-0.2用于加工精度很高的孔17以研磨代替上述方法的琦磨IT560.006-0.1表5.3-3平面的
37、加工路线序号加工方法公差等级粗糙度Ra值/m适用范围1粗车IT11-1312.5-5.0端面2粗车一半精车IT8103.26.33粗车-半精车-精车IT7-80.81.64粗车-半精车-磨削IT680.20.85粗刨（或者粗铳）IT11136.325通常不淬硬平面（端铳表面粗糙度Ra值较小）6粗刨（或者粗铳）-精刨（或者精铳）8101.66.37粗刨（或者粗铳）-精刨（或者精铳）-刮研IT670.1-0.8精度高的不淬硬平面8以宽刃刨刀精刨代替上述刮研IT70.2-0.89粗刨（或者粗铳）-精刨（或者精铳）-磨削IT70.20.8精度高的淬硬平面或者不淬硬平面10粗刨（或者粗铳）-精刨（或者精
38、铳）-粗磨-精磨IT670.025-0.411粗铳-拉IT790.20.8大量生产,较小平面12粗铳-精铳-磨削-研磨TT5以上0.006-0.1高精度平面第六节机床的选择 6 1机床的选择7. 1.1普通机床的选择考虑要考虑下列几个方面：（1）机床的要紧规格尺寸应与工件的外形轮廓尺寸相习惯，即小工件应选小型机床加工，大工件应选大型机床加工，合理使用设备。(2)机床的精度应与工序要求的加工精度相习惯。(3)机床的生产率应与零件的生产类型相习惯。尽量利用工厂现有的机床设备。6.1.2数控机床的选择选择数控机床作为工序中的加工设备，称之数控加工。数控加工方法是根据被加工零件图样与工艺要求，编制成加
39、工程序，由加工程序操纵数控机床并自动加工出工件。数控机床与普通机床相比具有许多优点，它的应用范围还在不断扩大。但是数控机床的初始投资费用比较大，在选用数控机床加工时要充分考虑其经济效益。通常来说，数控机床适用于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新快、生产周期要求短的场合。6.2工艺装备的选择6.2.1工艺装备指零件的制造过程中的所用各类工具的总称，包含夹具、刀具、量具与辅具。6.2.2夹具的选择所用夹具应与生产类型相习惯。单件小批生产时，应优先选择通用夹具。如各类通用卡盘、平口虎钳、分度头、回转工作台等。也可使用组合夹具。中批生产能够选用通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具。大批大量生产应尽
40、量使用高产效率的专用夹具，如气动、液动、电动夹具。此外夹具的精度应能满足加工精度的要求。6.2.3夹具、辅具的选择通常应优先选用标准刀具，必要时也可选用高效率的复合刀具与专用刀具。所用刀具的类型、规格与精度应能满足加工要求。机床辅具是用以连结刀具与机床的工具，如刀柄、接杆、夹头等。通常要根据刀具与机床结构选择辅具，尽量选择标准辅具。6.2.4量具的选择单件小批生产应选用通用量具，如游标卡尺、千分表等。大批大量生产时尽量选用极限量规、高效专用检具。第七节钻削加工7.1钻削历史与进展人类认识与使用钻头的历史能够上溯到史前时代。燧人氏“钻木取火所使用的石钻，能够看作最原始的钻头。现代工业加工中广泛使
41、用的麻花钻(俗称钻头)，是一种形状复杂的实工件孔加工刀具，诞生于一百多年前。现在，全世界每年消耗的各类钻头数以亿计。据统计，在美国的汽车制造业，机械加工中钻孔工序的比重约占50%；而在飞机制造业，钻孔工序所占的比重则更高。尽管钻头的使用如此广泛，但众所周知，钻削加工也是最复杂的机械加工方法之一。正由于如此，人们一直致力于钻头的改进与钻削过程的研究。7.2钻削工艺7. 2.1钻削用各类钻头进行钻孔、扩孔或者钩孔的切削加工。具体含义如下：(1)钻孔是用麻花钻、扁钻或者中心孔钻等在实体材料上钻削通孔或者盲孔。(2)扩孔是用扩孔钻扩大工件上预制孔的孔径。(3)惚孔是用钩孔钻在预制孔的一端加工沉孔、锥孔
42、、局部平面或者球面等，以便安装紧固件。7. 2.2钻削方式要紧有下列两种方式：(1)工件不动，钻头作旋转运动与轴向进给，这种方式通常在钻床、镇床、加工中心或者组合机床上应用。(2)工件旋转，钻头仅作轴向进给，这种方式通常在车床或者深孔钻床上应用。麻花钻的钻孔孔径范围为0.05100mm,使用扁钻可达125mm。关于孔径大于100nlm的孔，通常先加工出孔径较小的预制孔(或者预留铸造孔)，而后再将孔径镣削到规定尺寸。钻削时，钻削速度V是钻头外径的圆周速度(米/分)；进给量f是钻头(或者工件)每转钻入孔中的轴向移动距离(mmr)图7.2-1是麻花钻的钻削要素，由于麻花钻有两个刀齿，故每齿进给量af
43、=f2(mm齿)。切削深度ap有两种：钻孔时按钻头直径d的一半计算；扩孔时按（d-d）2计算，其中d为预制孔直径。每个刀齿切下的切屑厚度aO=afsinKr,单位为11uno式中Kr为钻头顶角的一半。使用高速钢麻花钻钻削钢铁材料时，钻削速度常取1640米/分，用硬质合金钻头钻孔时速度可提高1倍。图7.2T麻花钻的钻削要素当钻孔的深度1与直径d之比大于6时，通常视 为深孔钻削。钻削深孔的钻头细长，刚度差，钻 削时钻头容易偏斜并与孔壁发生摩擦，同时对钻 头的冷却与排屑也较困难。因此，当1/d大于20 时需要使用专门设计的深孔钻，并输入一定流量 与压力的切削液加以冷却与把切屑冲刷出来，才 能达到较高
44、的钻削质量与效率。7. 2. 3钻头 用以在实体材料上钻削出通孔或者 盲孔，并能对已有的孔扩孔的刀具。常用的钻头 要紧有麻花钻、扁钻、中心钻、深孔钻与套料钻。 扩孔钻与锐钻虽不能在实体材料上钻孔,但习惯 上也将它们归入钻头一类。各类钻头具体形状如 图7. 2-2所示。（1）麻花钻是应用最广的孔加工刀具。通常 直径范围为0.2580mm。它要紧由工作部分与锥柄麻花钻直柄麻花钻g i-书-A中心钻物钻柄部构成。工作部分有两条螺旋形的沟槽，形似钻削过程中，麻花钻头有两条主切削刃与一条横刃，俗称“一尖（钻心尖）三刃，参与切削工作，它是在横刃严重受挤与排屑不利的半封闭状态下工作，因此加工的条件比车削或者其他切削方法更为复杂与困难，加工精度较低，表面较粗糙。钻削钢铁材料的精度通常为IT13-10,表面粗糙度为Ra20L25m,扩孔精度可达IT10-9,表面粗糙度为RalO0.63。钻削加工的质量与效率很大程度上决定于钻头切削刃的形状
