1、 1 图1 图2 第二节 工艺路线的制定 一、 定位基准的选择 1 一般原则 （1） 选最大尺寸的表面为安装面（主要定位面，限制三个自由度），选最长距离的表面为导向定位面（限制二个自由度），选最小尺寸的表面为支承面（限制一个自由度）。 如下图1所示，如果要求所加工的孔与端面M垂直，显然用N1面定位时加工精度最高。 （2） 首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。因为在加工中保证空间位置精度有时要比尺寸精度困难得多。 如上图2 所示的主轴箱零件，其主轴孔要求与 M 面的距离为z，与 N 面的距离为 x。由于主轴孔在箱体两壁上都有，并且要求与M面及N面平行，因此要以M面为安装面，限制 ZYX
2、 r) 、 三个自由度，以 N 面为导向面，限制Xr和Z)两个自由度。要保证这些空间位置，M面与N面必须有较高的加工精度。（位置公差是关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动全量。位置公差又分为定向公差（平行度、垂直度、倾斜度）、定位公差（同轴度、对程度、位置度）、跳动公差（圆跳动、全跳动） （ 3 ） 应尽量选择零件的主要表面为定位基准，因为主要表面是决定该零件其他表面的基准，也就是主要的设计基准。如上例中的主轴箱零件，M面和N面就是主要表面，许多表面的位置都是由这两个表面来决定的，因此选主要表面为定位基准，可使设计基准与定位基准重合。 （4） 定位基准应便于夹紧，在加工过程中稳定可靠。
3、2 粗基准选择原则 （1） 保证相互位置要求的原则 （2） 保证加工表面加工余量合理分配的原则 （3） 便于工件的装夹原则 （4） 粗基准一般只能使用一次，应尽量避免重复使用 2 图6 (a) (b) 图7 （a） （b） 图8 基准不重合误差 （a）工件的设计基准 （b）基准不重合误差 （5） 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面最为粗基准。 图6（a）为一阶梯轴零件图，（ b ）图为该零件的现有毛坯图。由图（b）所示，100mm，外圆的余量为14mm，50mm外圆的余量为8mm，毛坯两个外圆之间由5mm的偏心。根据零件的技术要求，应
4、首先选58mm 为粗基准面，先加工114mm 外圆到100mm，然后再以车过的外圆为精基准面，加工58mm 外圆到50mm，这样可以保证50mm 外圆有足够的余量；反之，若以114mm 外圆为粗基准面，加工58mm 外圆时，有可能会因余量不够而产生废品。 3 精基准选择原则 （1） 基准重合原则 尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可避免因基准不重合而引起的定位误差。 如图7（a）所示的工件，其大孔和底面已加工好，现需用钻模在工件上钻两个与大孔对称的小孔。若用图（b）的定位方式，即用底面和大孔中的菱形销定位，这时尺寸 A 不受尺寸 H的偏差影响，就没有因基准不重合而引起的误差。 遵循基
5、准重合原则容易保证加工表面的位置精度。例如，3 图9 （a） （b） 图8（a）所示工件台阶面2的设计基准是顶面3，顶面3的设计基准是底面1。 先加工底面，然后以底面为精基准加工顶面，得到尺寸 H 这时，因为定位基准与设计基准重合，只要加工误差不超过的就能满足精度要求。当加工台阶面时，若以顶面为精基准，也符合基准重合原则，只要尺寸h的加工误差不超过 hd 就能满足精度要求。 但是，使用顶面定位会造成装夹困难和夹具结构复杂，甚至难以实现。生产中常常采用底面定位加工台阶面。因为定位基准不是设计基准，即基准不重合，将造成新的误差，如图8（b）所示。 设加工台阶面时的加工误差为 j ；。由图可知： j
6、HhjHhhhhhh+=+=dddminmaxmaxmin式中： minh 台阶高h的最小实际尺寸； maxh 台阶高h的最大实际尺寸； Hd 尺寸H的公差； hd 尺寸h的公差。 可见，当定位基准与设计基准不重合时，尺寸h的变动量不只是加工误差 j 。还包括顶面的尺寸公差 Hd 。 Hd 就是因定位基准与设计基准不重合而增加的误差，称为基准不重合误差。为保证台阶面的位置尺寸误差不超过 hd 的范围，必须设法减小尺寸H的公差 Hd 和尺寸h的加工误差 j ，使 Hd + j hd 。基准不重合误差 Hd 的产生使加工误差 j 必须相应减小，即增加了加工台阶面2的难度。 （2） 统一基准原则：选
7、择多个表面加工时都能使用的定位基准作为基准。 （3） 互为基准原则 （4） 自为基准原则 （5） 便于装夹原则 选择精基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。 如图9所示工件，根据基准重合原则，加工表面3时，应以表面1为定位基准；加工表面2时，应以3表面为定位基准；但若以表面3定位加工表面2（图b），因表面3的面积小，不易夹紧，并在切削力的作用下，工件易松动或产生振动，安装也比较复杂，因此应以面积较大的表面 1 为定位基准（图 a），这样工件的安装可靠而且方便，但违反了基准重合的原4 则。在这种情况下，安装的可靠性为主要矛盾，故仍以表面1定位，否则因安装不可靠而引起的误差将
8、超过基准不重合所引起的误差，至于因基准不重合而引起的定位误差，可通过尺寸换算加以控制。 由以上所述，定位基准选择，既要考虑零件的加工精度，又要使夹紧方便可靠，夹具的结构简单等，其与工艺过程的安排也有密切关系。上述选择基准的各个原则，在具体选择中有时互相矛盾的，应该具体分析，以能有效地保证表面间相互位置精度为前提，正确处理。 例图1 例图2 例 1 例图1所示为一锻造或铸造的轴套，通常是孔的加工余量较大，外圆的加工余量较小。试选择粗、精基准。 解答 以外圆为粗基准加工孔，然后以孔为精基准加工外圆，保证工件表面不会在加工过程中留下毛坯表面而造成废品。 例2 例图2所示零件的A、B、C面，10H7m
9、m及30H7mm孔均已加工。试分析加工12H7mm孔时，选用哪些表面定位最合理？为什么？ 解答 选A面（定位元件为支承板）、 30H7mm孔（定位元件为圆柱销）、 10H7mm孔（定位元件为菱形销）作为定位基准。选A面和30H7mm孔可以符合基准重合原则。 例3 例图3所示各零件加工时的粗、精基准应如何选择（标有符号的为加工面，其余为非加工面）？并简要地说明理由。注：图（a）中要求外毂壁厚较均匀；（b）中要求壳壁较均匀。 5 解答 （a）以外毂内壁为粗基准加工内孔和一端面，再以该内孔和端面加工外毂面和另一端面。（ b ）以壳体外圆为粗基准加工内孔和端面以及法兰外圆，再以端面和大孔为精基准加工6
10、10孔。理由： 课堂作业： 1 P212，4-5、4-6 2 如图所示零件若孔及底面B已加工完毕，在加工上平面A时，应选择哪个面作为定位基准较合理？试列出两种可能的定位方案并进行比较。 解答 加工导轨上平面A时，可能有两种定位方案： 方案一：以孔定位，符合基准重合的原则，但夹具结构复杂，刚性较差，工件安装不便，使用效果较差。 方案二：以底面 B 定位，工件定位稳定，装夹简便可靠，刚性好。由于基淮不重合，必然产生基准不符误差（0.2）。显然加工质量不能保证。为此要求提高前道工序的工序精度，即按尺寸20士0.05来控制镗孔的轴线位置。本道工序加工A面时的工序尺寸应为40土0.0 5。采用方案二比较
11、合理。 3 如下图所示之两模板零件，欲钻孔O1及O2，要求距A面和O孔的尺寸分别为a1和a2，且其轴心线与A面平行。l为自由尺寸，孔 O 及其他表面均已加工。试选择加工这两个零件的孔O1及O2时的定位基准，并指出所限制的自由度数。 解答 图a）模板零件选择下底面为主要定位基准,定位元件为两长条板或三个支承钉，限制三个自由度；以孔O为第二定位基准，定位元件为长菱形销，限制二个自由度，如下图c）。 图 b ）模板零件选择孔O为为主要定位基准，定位元件为长销，限制四个自由度；以下底面为第三定位基准，定位元件为活动支承板，限制一个自由度，如下图d）。 6 4 试拟定右图所示零件的机械加工工艺路线（包括
12、工序名称、加工方法、所用设备并以工序图表示）。已知该零件的毛坯为铸件,孔未铸出，生产类型为成批生产。 解答 加工工艺过程 7 主要工序的工序图 二、 加工经济精度与加工方法的选择 1 加工经济精度：在正常的加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和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和表面粗糙度。 1 加工方法的选择 在选择加工方法时应考虑以下几个主要问题： （1） 所选择的加工方法能否达到零件精度的要求； （2） 零件材料的可加工性能如何。例如有色金属宜采用切削加工方法，不宜采用磨削加工方法，因为有色金属易堵塞砂轮工作面。 （3） 生产率对加工方法有无特殊要求。例如为满
13、足大批大量生产的需要，齿轮内孔通常多采用拉削加工方法加工。 （4） 本厂的工艺能力和现有加工设备的加工经济精度如何。 三、 几种加工方法的概念和特点 1 成形刀（样板刀）法：在成批生产中，用刀刃形状与工件表面形状相吻合的成形刀来车削成形面的方法。加工时，车刀只作横向进给，由于车刀和工件的接触面较大，正如用宽刀法车削锥面一样，容易引起振动，因此切削用量应选小一些，同时要有良好的润滑条件。这种加工方法，操作简便、生产率高，但由于成形刀刃不能太宽，刀刃曲线不可8 锪钻锪孔示意图 能磨得很精确，以及刀具制造成本又较高等原因，所以这种方法只适用于成批生产形状简单、轴向尺寸较小的成形面。 2 钻孔：钻孔是
14、孔的粗加工方法，由于钻头横刃处有很大的负前角，切削条件很差，钻削中，横刃两端点交替作瞬时中心，使钻头容易偏斜；另外，由于钻头的两个刀刃在刃磨时不对称使得钻孔时容易产生孔径扩大。钻头的主刀刃长，切削宽度大，切屑成很宽的螺卷，它占居的空间体积大，使断屑和排屑困难，冷却液也难以注入，切屑往往与孔壁产生较大的摩擦、挤压，使内孔表面拉毛和刮伤，从而降低了内孔表面的质量。尽管它有上述缺点，但由于钻孔操作简单，适应性强，可用定径刀具对一些需要镗削、拉削、铰削和插削的实体工件进行孔的预加工，也可以对一些贯穿螺栓，螺钉和润滑通道孔进行加工，因此，钻孔仍然在各类机械制造中应用较广，是不可缺少的一种加工方法。钻孔精
15、度为IT13IT12，粗糙度Ra值为5012.5m。孔径小于10 mm的小孔，可以一次钻成，孔径大于30mm的孔，则要钻削两次，先钻一小孔，小孔直径应超过第二次钻孔所用钻头的横刃宽度，以减少轴向力。 3 扩孔：是指用扩孔钻来扩大工件上已有孔径的加工方法。常用作铰孔或磨孔前的预加工，它是孔的半精加工。当孔的精度要求不太高时，扩孔也可作为孔加工的最后加工。公差等级为IT10IT9，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。 4 锪孔：用锪钻在已有的孔上，锪出圆柱形或圆锥形沉坑的方法。顶角60的圆锥形锪钻，用于清除毛刺。75的用于锪埋头铆钉沉坑。90的用于锪埋头螺钉沉坑（左图）。圆柱形锪钻用于加工圆柱形沉坑
16、（中图）， 锪 钻 上有定位圆柱，以保证沉坑圆柱面与孔同轴，及底面与孔垂直。用端面锪钻来加工凸台的平面。（右图） 5 铰孔：是在半精加工基础上的精加工方法，广泛应用于不淬火工件。在很小的加工余量下（粗铰为 0.150.5mm，精铰为 0.050.25mm），采用较低的切削速度进行加工。铰孔时，切削力和切屑变形小，孔径又有铰刀的校准部分来修光和校正，还用切削液来降低孔的表面粗糙度，因此铰孔能保证孔的尺寸和形状精度以及表面粗糙度。对于小孔和细长孔，它与镗削相比更为适宜。但铰孔不能校正底孔的轴线偏斜，孔与其他表面的位置精度，应由前工序来保证。在机铰中，常用浮动连接代替刚性连接，以消除铰刀与工件孔之间
17、所产生的不同轴误差。铰孔的生产率比镗孔高，但适应性差，一把铰刀只能用于加工一种尺寸的孔，对于非标准尺寸的孔、台阶孔和盲孔不适于用铰削加工。由于铰孔精度主要取决于铰刀精度，而不是靠机床的精度保证，因此铰孔不需要精密机床。对于成批或大量生产中，不适宜拉削的孔，常采用铰孔方法。其典型加工方法之一是用钻、扩、铰联用的工艺来加工精度为 IT8IT6，粗糙度8 Ra值为1.60.4m的孔。手铰孔径一般为150，机铰孔径为1080。 6 镗孔：是指在已加工孔上用镗刀使孔径扩大并达到精度、粗糙度要求的加工方法。在一些箱体类和形状复杂的工件，如发动机缸体，机床变速箱等大型零件上有数量较多、孔径较大、精度要求较高
18、、分布在不同平面和轴线上的孔系，这类孔系的加工要在一般机床上进行是比较困难的，用镗床加工则比较容易。镗孔精度为 IT10IT7，粗糙度 Ra值为6.30.4m，而由于镗床的功能较多（在镗床上不仅可以镗孔，还可以铣平面、沟槽、钻、扩、铰孔和车端面、外圆、内外环形槽，以及车螺纹等），它可方便地保证大型零件上孔与孔，孔与基准面的平行度、垂直度以及孔的同轴度和中心距尺寸精度等要求。镗孔的质量主要取决于机床的精度，因而对机床，特别是镗床的性能和精度要求较高。若在低精度镗床上加工精度较高的孔系，则要使用镗模夹具。在镗床上，可在一次安装中完成工件的粗加工，半精加工和精加工，因此它适合单件小批生产。 7 拉削
19、：通过拉刀的移动（主运动），使其上每一个齿依次切下很薄的金属层，从而得到预定要求的加工表面。拉削一次行程就能完成粗、精加工，因此其生产率很高；拉削的切削厚度薄，加工表面经刀齿的切削、修光、校准作用，一般能达 IT3IT2，表面粗糙度 Ra值为 3.20.8m，适合于加工成批大量生产的零件。例如在汽车、拖拉机、机床制造以及国防工业中加工各种形状的通孔、通槽及外表面，如圆孔、齿轮花键孔、内齿轮与外齿轮齿形、连杆、汽缸体、汽轮机叶片、转子等，对数量少而形状特殊，并且其他刀具较难加工的零件也有用拉刀加工的。 8 研磨：指用研具和研磨剂从工件表面研去极薄一层金属的加工方法。研具由较软的金属材料如铸铁、青
20、铜、软钢等制成，其表面形状应与被研工件表面的形状相符。研磨剂由氧化铝、碳化硅、金刚石、碳化硼以及氧化铁、氧化铬微粉等，用切削液和添加剂混合而成。研磨过程实际上是用研磨剂对工件表面进行刮划、滚擦以及微量切削的综合作用过程。通过研磨加工，零件可以获得公差等级 IT6IT3，表面粗糙度 Ra值为 0.10.012m，但研磨一般不能提高表面之间的位置精度。研磨余量一般为 0.0050.02mm。（见教材 P158图4-10所示） 9 超精加工：指用细磨粒油石作高频短幅振动和送进运动，以很小的压力对工件表面进行加工的一种方法。这种方法可使工件表面粗糙度小至 0.02m，但对改变加工面宏观形状和位置精度的
21、能力较弱。 10 砂带磨削：指以粘满砂粒的砂带高速回转，工件缓慢转动并作送进运动对工件进行磨削加工的方法。 11 镜面磨削：指磨削后工件表面粗糙度可减小至 0.01m 或更小的磨削加工。这种方法不仅可以加工出表面粗糙度值很小的光整表面，而且亦可得到很高的形状和位置精度。它对机床、砂轮粒度、硬度、修整用量及磨削用量等都有很高的要求。 12 抛光：是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件获得光亮、平整表面的加工方法。9 这种方法去除余量通常小到可以忽略，不能提高尺寸和位置精度。 13 珩磨：指利用珩磨工具对工件表面施加一定压力并同时作相对回转和直线往复运动，切除工件上极小余量的加工方法。珩磨工具由
22、若干条粒度很细的油石组成的珩磨头。加工时，工件不动，珩磨头回转并作往复送进运动，包括旋转运动、往复直线运动和径向加压运动，是常用的一种孔加工方法。（见教材 P161图4-16所示） 四、 典型的加工路线 机械零件的基本表面由外圆面、内圆面、平面和成形面组成。机械加工就是对这些基本表面的加工。每一种基本表面通常有多种不同的加工方法。要使某种基本表面达到一定的精度、表面粗糙度要求，必须制定合理的加工方案。根据这些表面的精度要求选择一个最终的加工方法，然后辅以先导工序的预加工方法，就组成一条加工路线。长期的生产实践形成了一些比较成熟的加工路线，熟悉这些加工路线对编制工艺规程有指导作用。 （一） 外圆
23、面的加工路线 外圆面是轴类、盘套类零件的主要组成表面。外圆面的主要技术包括表面的尺寸精度、形状精度和表面质量等。表面质量主要指表面粗糙度、表层显微组织和表面硬度等。外圆面的主要加工方法是车削和磨削。 1 低精度外圆面的加工方案（车） 对于加工精度要求不高的未淬火钢件，经粗车一次可以达到要求。公差等级为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为5012.5m。 2 中等精度外圆面的加工方案（粗车半精车） 对于加工精度要求中等的未淬火钢件，经粗车后再半精车才能达到要求。公差等级为IT10IT9，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。 3 较高精度外圆面的加工方案（粗车半精车磨削） 对于加工精度要求较高的未淬
24、火钢件、淬火钢件、铸铁件，在粗车、半精车之后经磨削加工才能达到要求。公差等级为IT7IT6，表面粗糙度 Ra值为 0.80.4m。（磨削适宜加工未淬火钢件，以及较容易达到高的精度及较低的Ra值）。 4 高精度外圆面加工方案（粗车半精车粗磨精磨） 对于加工精度要求高的未淬火钢件、淬火钢件、铸铁件，在粗车、半精车后，还需经粗磨、精磨才能达到要求。公差等级为IT6IT5，表面粗糙度Ra值为0.40.2m。若有更高的精度要求，除车削、磨削工序外，还需增加研磨或抛光等光整加工工序，使公差等级达到 IT5IT3，表面粗糙度Ra值达到0.10.008m。 5 高精度有色金属外圆面的加工方案（粗车半精车精车精
25、细车） 非铁金属材料的塑性好，其切屑容易堵塞砂轮。在粗车、半精车和精车后，常用精细车代替磨削达到高精度要求。公差等级为IT6IT5，表面粗糙度Ra值为1.250.32m。 另外，根据零件的形状、尺寸、毛坯质量、生产批量等具体情况，还可以灵活选用各种加工方法。例如，对于毛坯质量较高的精铸件、精锻件，可以不经过粗车工序；对于不易磨削的重型工件的大轴颈，常采用粗车、半精车、精车等车削加工方法；对于尺寸精度要求不10 高，但对表面要求光洁的工件，可采用抛光加工方法。外圆面的加工方案见教材P36图1-29。 （二） 内圆面的加工路线 内圆面是盘套类、支架箱体类零件的主要组成表面，其主要技术要求与外圆面基
26、本相同。但内圆面的加工难度较大，相应的加工方法也较多。在实体材料上加工内圆面的方案也可以按精度等级区分。 1 低精度内圆面的加工方案（钻） 对于加工精度要求不高的未淬火钢件，经一次钻孔可以达到要求。公差等级为IT13IT11，表面粗糙度Ra值为5012.5m。 2 中等精度内圆面的加工方案（钻扩） 对于加工精度要求中等的未淬火钢件，常采用钻后扩或钻后镗达到技术要求。公差等级为IT10IT9，表面粗糙度Ra值为6.33.2m。 3 较高精度内圆面的加工方案（钻扩铰） 对于加工精度要求较高的未淬火钢件，一般需要三次加工才能达到要求。公差等级为IT9IT8，表面粗糙度Ra值为3.21.6m。当直径小
27、于20mm时，先钻后铰就能达到要求；当直径大于20mm时，常采用钻扩铰、钻镗铰、钻粗镗精镗、钻镗（或扩）磨、钻拉等方案。 4 高精度内圆面加工方案（钻扩粗铰精铰） 对于加工精度要求高的未淬火钢件一般采用四次加工才能达到要求。公差等级为IT7，表面粗糙度Ra值为1.60.4m。当直径小于12mm时，可采用钻粗铰精铰达到要求；当直径大于 12mm时，常采用钻扩（或镗）粗铰精铰、钻拉等方案。对于加工精度要求更高的内圆面，可在高精度内圆面加工方案的基础上增加一个最终加工工序，如精拉、手铰、研磨、精细镗、珩磨等，最终达到公差等级IT6，表面粗糙度Ra值为0.40.025m。对于淬火钢件，通常采用钻后扩（
28、或镗）淬火粗磨精磨的加工方案。 对于已经铸出或锻出的孔，可以直接进行扩孔或镗孔。若孔径大于80mm，以镗孔较为方便，可采用粗镗、粗镗半精镗、粗镗半精镗精镗、粗镗半精镗精镗珩磨等方案。同外圆面一样，内圆面的加工方案与金属材料的性质、热处理要求等有关，如有色金属工件不宜采用磨削方法；淬火钢件在淬火后只能采用磨削方法加工。在实体材料上加工内圆面的方案见教材P159图4-13。 （三） 平面的加工路线 平面几乎是所有零件的主要组成表面。刨削和铣削是加工平面的基本方法。通过磨削、研磨可以进一步提高平面的加工质量，平面本身没有尺寸精度要求，只有表面质量及形位精度要求。教材P41图1-37 中所示平面加工方
29、案中的公差等级是指两平行平面之间距离尺寸的公差等级。平面的各种加工方案可按表面粗糙度要求和平面的形状区分： 1 较粗糙平面的加工方案 对表面质量要求不高的未淬火钢件，经粗铣、粗刨、粗车等可达到要求。表面粗糙度Ra值为5012.5m。 2 较光洁平面的加工方案 对表面质量要求较高的未淬火钢件，特别是有色金属件，一般采用粗铣精铣高速精铣、粗刨精刨宽刃细刨等方案可达到要求。表面粗糙度11 Ra值为0.80. 2m。 3 回转体端平面的加工方案 对于表面质量要求中等的未淬火钢件，通常采用粗铣精铣方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为6.33.2m。 4 宽平面的加工方案 对于表面质量要求中等的未淬火钢件，
30、通常采用粗铣精铣方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为6.31.6m。 5 窄长平面的加工方案 对于表面质量要求中等的未淬火钢件，通常采用粗刨精刨方案可达到要求。表面粗糙度Ra值为6.31.6m。 磨削平面是平面的精加工方法，一般在铣削或刨削的基础上进行。对于薄片淬火工件，磨削几乎是唯一的加工方法。磨后表面粗糙度 Ra值为 0.80.2m。若有更高的加工质量要求，则必须增加研磨、抛光等工序，表面粗糙度Ra值为0.040.012m。 （四） 成形面的加工路线 成形面常采用车削、铣削、刨削等方法加工。 使用成形刀具加工成形面方法简单，生产率高。但要求刀具主切削刃必须与零件轮廓一致，因此，刀具制造的难度
31、大，成本高。尺寸稍大，就容易在切削时产生振动。这种方法多在大批量生产中加工较小尺寸的成形面。 较大尺寸的成形面常采用靠模加工和数控加工。 五、 基本类型零件加工工艺的要点 机械零件按其结构形状特征和功能可分为轴杆类、饼块盘套类和机架箱体类等。饼块盘套类安装在轴杆类零件上常作为机械产品的核心，而机架箱体类零件支承轴杆类零件成为机械产品的基础。分析这三类零件的加工工艺要点，将有利于对整个切削加工工艺的理解。 1 轴杆类零件的加工工艺要点 （1） 功能与结构 对零件结构和功能的分析是制定零件加工工艺的基础。轴杆类零件主要用于传递运动和转矩，其主要组成表面有外圆面、轴肩、螺纹和沟槽等。 （2） 选材与
32、选毛坯 轴杆类零件多承受交变载荷，工作时处于复杂应力状态，其材料应具有良好的综合力学性能，因此常选用45钢或4Cr钢。 轴杆类零件的毛坯通常有圆钢和锻件两种。台阶轴上各外圆相差较大时，多采用锻件，以节省材料；台阶轴上各外圆相差较小时，可直接采用圆钢。但重要的轴杆类零件应选用锻钢件，并进行调质处理，有些形状复杂的轴（如曲轴），可采用球墨铸铁件。 （3） 主要技术要求与主要工艺问题 轴杆类零件的轴颈、安装传动件的外圆、装配定位用的轴肩等的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度，是这类零件的主要技术要求和要解决的主要工艺问题。 （4） 定位基准与装夹方法 12 轴杆类零件加工时常以两端中心孔或外圆面定位，以
33、顶尖或卡盘装交。 （5） 工艺过程特点 一般来说，加工轴杆类零件以车削、磨削为主要加工方法；使用中心孔定位，在加工过程中定位基准与设计基准重合，各主要工序的定位基准统一；采用通用设备和通用工装。 典型轴杆类零件台阶轴的基本工艺过程如下图所示。 2 饼块盘套类零件的加工工艺要点 （1） 功能与结构 饼块盘套类零件主要用于配合轴杆类零件传递运动和转矩。在轴系部件中，除轴本身和键、螺钉等连接件外，几乎都属于盘套类零件。其主要组成表面有内圆面、外圆面、端面和沟槽等。下面以齿轮为例介绍。 （2） 选材与选毛坯 齿轮承受交变载荷，工作时处于复杂应力状态。其材料应具有良好的综合力学性能，因此，常先用45钢或
34、40Cr钢锻件毛坯，并进行调质处理，很少直接用圆钢作毛坯。对于受力不大，主要用来传递运动的齿轮，也可以采用铸件、有色金属件和非金属件毛坯。 （3） 主要技术要求与主要工艺问题 齿轮内孔、端面的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度及齿形精度，是齿轮加工的主要技术要求和要解决的主要工艺问题。 （4） 定位基准与装夹方法 齿轮加工时通常以内孔、端面定位或外圆、端面定位，使用专用心轴（一种带孔工件的夹具）或卡盘装夹工件。 （5） 工艺过程特点 一般来说，齿轮加工分为齿坯加工和齿形加工两个阶段。通常以内孔、端面定位，插入心轴装夹工件，符合基准重合、基准统一原则。齿坯加工过程代表了一般饼块、盘套类零件加工的基本
35、工艺过程，采用通用设备和通用工装；齿形加工多采用专用设备（齿轮加工机床）和专用工装。 有台阶齿轮的基本工艺过程，如下图所示。 13 3 机架箱体类零件的加工工艺要点 （1） 功能与结构 机架箱体类零件是机器（或部件）的基础零件。它将各零、部件连成一个整体，并使各零件之间保持正确的位置关系。箱体类零件通常尺寸较大，形状复杂，壁薄而不均匀，内部呈腔形，箱体上常用许多轴线互相平行或垂直的轴承孔。其底面、侧面或顶面通常是装配基准面。箱体上还常有许多小孔，如平滑的螺钉穿孔、螺孔、检查孔、油孔等。机架可以看成是箱体的一部分。 （2） 选材与选毛坯 机架箱体类零件起支承、封闭作用，形状复杂，但承载一般不大，
36、因此多选用灰铸铁件毛坯。承载较大的机架箱体类零件可以选用球墨铸铁件或铸钢件毛坯。在单件小批量生产中，也可以采用钢板焊接结构毛坯。 （3） 主要技术要求与主要工艺问题 机架箱体类零件的轴承孔和基准平面的形状精度、平行孔之间的平行度、同轴孔之间的同轴度、主要加工表面的表面粗糙度等，是加工这类零件的主要技术要求和解决的主要工艺问题。 （4） 定位基准与装夹方法 机架箱体类零件在单件小批量生产中要安排划线工序。通过划线，可以合理分配各加工表面的加工余量，调整加工表面与非加工表面之间的位置关系，并且提供了定位的依据，即以划的线条作为粗基准。机架箱体类零件在加工过程中的精基准有两种情况：一是以一个平面和该平面上的两个孔定位，称为一面两孔定位；二是以装配基准定位，即以机架箱体的底面和导向面定位。机架箱体类零件在单件小批量生产中常用螺钉、压板等直接装夹在机床工作台上；在大批量生产中则多采用专用夹具装夹。 （5） 工艺过程特点 一般说来，加工机架箱体类零件时，通常采用先面后孔的加工原则。即先加工平面，为孔加工提供稳定可靠的定位精基准，符合基准重合原则。加工过程中常需要安排时效处理，以消除工件的内应力；常采用通用的设备工装。平面在铣床、刨床上加工，轴承孔在镗床或铣床上加工。即使在大批大量生产中，也只采用部分的专用设备和工装。 14 在单件小批量生产中，机架箱体类零件的基本工艺过程，如下图所示。
