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 N 1 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
2、 M面为安装面，限 制 Z Y X r ) ) 、 、 三个自由度，以 N 面为导向面，限制 X r 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
3、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 。 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
4、，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 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
5、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
6、） 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 h d 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。
7、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 D ； 。由图 可 知： j H h j H h h h h h h D + = - = D + + = = d d d min max max min式 中 ： min h 台 阶 高 h的最小 实际 尺寸 ； max h 台 阶 高 h的最大 实际 尺寸 ； H d 尺寸 H的 公差； h d 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 D 。 还包括 顶 面的尺寸 公差 H
8、 d 。 H d 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 h d 的 范围 ， 必须设 法减 小尺寸 H的 公差 H d 和 尺寸 h的加工 误差 j D ， 使 H d + j D h d 。 基准不重合误差 H d 的 产生使 加工 误差 j D 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 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，
9、 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
10、 以表面 1定位， 否则 因安装 不可靠而引 起 的 误差 将超 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
11、 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， 10H7mm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
12、 ） 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孔。 理
13、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
14、 （ 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 较合 理 。 3 如下图所示 之 两 模 板 零件， 欲 钻 孔 O 1 及 O 2 ，要求距 A面和 O孔的尺寸 分 别 为 a 1 和 a 2 ， 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 O 1 及 O 2 时的定位 基准 ，并 指出 所限制的自由度 数 。
15、 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 工 序名 称 、加工 方 法 、所用 设 备 并以工 序 图表 示）。 已知 该 零件
16、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
17、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 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
18、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 孔的 粗 加工
19、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
20、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 孔精度为 IT13IT12， 粗 糙 度 R a 值 为 5012.5 m。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
21、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 R a 值 为 6.33.2 m。 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
22、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 （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
23、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
24、 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 R a 值 为 1.60.4 m的孔。 手 铰 孔 径 一 般 为 1 50， 机 铰 孔 径 为 10 80。 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
25、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、 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 R a 值 为 6.30.4 m， 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
26、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 ： 通 过 拉 刀 的 移 动 （主 运 动 ）， 使 其上 每 一个 齿
27、 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 R a 值 为 3.20.8 m， 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、
28、 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
29、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 R a 值 为 0.10.012 m， 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 0.02 m， 但 对 改 变 加工面 宏观
30、形 状 和位置精度的 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 0.01 m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
31、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 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
32、 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
33、 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 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
34、 级 为 IT13IT11，表面 粗 糙 度 R a 值 为 5012.5 m。 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 R a 值 为 6.33.2 m。 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
35、R a 值 为 0.80.4 m。（ 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 R a 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 R a 值 为 0.40.2 m。 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
36、级达 到 IT5IT3，表面 粗 糙 度 R a 值 达 到 0.10.008 m。 5 高 精 度 有 色金属外圆 面的加工 方案 （粗 车半 精 车 精 车 精 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 R a 值 为 1.250.32 m。 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
37、 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 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
38、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 R a 值 为 5012.5 m。 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 R a 值 为 6.33.2 m。 3 较高 精 度内圆 面的加工 方案 （ 钻扩
39、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 R a 值 为 3.21.6 m。 当 直 径 小于 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
40、，表面 粗 糙 度 R a 值 为 1.60.4 m。 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 R a 值 为 0.40.025 m。 对 于 淬火 钢 件， 通常 采 用 钻 后 扩 （ 或 镗
41、 ） 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
42、 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 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
43、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 R a 值 为 5012.5 m。 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 R a 值 为 0.80. 2 m。 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 R a 值 为 6.3
44、3.2 m。 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， 通常采 用 粗 铣 精 铣 方 案 可 达 到 要求。表面 粗 糙 度 R a 值 为 6.31.6 m。 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 R a 值 为 6.31.6 m。 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 R
45、a 值 为 0.80.2 m。 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 R a 值 为 0.040.012 m。 （ 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
46、 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
47、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
48、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 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
