第第七七章章 机械加工工艺规程的制定机械加工工艺规程的制定工序具体内容的确定第三节第三节 工序具体内容的确定工序具体内容的确定加工余量及工序尺寸加工余量及工序尺寸设备与工艺装备设备与工艺装备切削用量切削用量时间定额时间定额工序具体内容的确定第三节第三节 工序具体内容的确定工序具体内容的确定一、加工余量及工序尺寸一、加工余量及工序尺寸工序具体内容的确定一、加工余量及工序尺寸一、加工余量及工序尺寸1.加工余量加工余量加工余量加工余量Z加工总余量加工总余量Z0工序余量工序余量Zi工序具体内容的确定工序余量工序余量Zi轴：轴：Zi=di1di孔：孔：Zi=DiDi1轴孔工序具体内容的确定工序余量工序余量Zi加工加工B面：面：Z1=A0A1加工加工C面：面：Z2=A1A2外表面BC工序具体内容的确定加工总余量加工总余量Z0式中 n某一表面的工序（或工步）数目。 工序具体内容的确定一、加工余量及工序尺寸一、加工余量及工序尺寸2.工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差工序具体内容的确定2.工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差对于轴类零件的外尺寸：工工序序尺尺寸寸偏偏差差取取单单向向负负偏偏差差（h），），工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如，对对于于孔孔类类等等零零件件的的内内尺尺寸寸：工工序序尺尺寸寸偏偏差差取取单单向向正正偏偏差（差（H），），工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如，对于毛坯的制造偏差：对于毛坯的制造偏差：取正负偏差。取正负偏差。工序具体内容的确定2.工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差图7-16 工序尺寸与余量间的关系粗车半精车精车毛坯i工序具体内容的确定3.工序余量的确定工序余量的确定经验法查表法分析计算法工序具体内容的确定影响加工余量的因素：影响加工余量的因素：图7-17 上工序尺寸公差Ti1 的影响1）上工序的尺寸公差Ti1、形状公差fi1和位置公差wi1 （与定位有关）；工序具体内容的确定影响加工余量的因素：影响加工余量的因素：图7-18 直线度误差对加工精度 的影响1）上工序的尺寸公差Ti1、形状公差fi1和位置公差wi1 （与定位有关）；0.05工序具体内容的确定影响加工余量的因素：影响加工余量的因素：2）上工序加工表面的粗糙度Ri1以及表面缺陷层的深度Hi1 ；图7-19 上工序表面粗糙度和缺陷层的影响工序具体内容的确定影响加工余量的因素：影响加工余量的因素：图7-20 三爪卡盘的装夹误差3）本工序的装夹误差i，包括定位误差和夹紧误差。 工序具体内容的确定3.工序余量的确定工序余量的确定对于平面加工的单边余量：对于平面加工的单边余量：Zi=Ti1+fi1+wi-1+Ri1+Hi1+ i对于外圆和内孔加工的双边余量：对于外圆和内孔加工的双边余量：Zi=Ti1+2（fi1+wi-1+Ri1+Hi1+ i）工序具体内容的确定3.工序余量的确定工序余量的确定用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时：Zi=Ti1+2（Ri1+Hi1）对于研磨、超精加工等光整加工工序：Zi=2Ri1工序具体内容的确定4.简单工序尺寸及公差的确定简单工序尺寸及公差的确定图7-21 小轴例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料车端面车端面钻中心孔钻中心孔粗车外圆粗车外圆精车精车外圆外圆磨削外圆。磨削外圆。 工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车粗车粗车毛坯毛坯工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车粗车粗车毛坯毛坯3.0IT141.0280.5工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削0.3IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车0.8粗车粗车毛坯毛坯3.0IT141.0 26.1+1.9=28.0280.5工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削0.3IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车0.8粗车粗车1.9毛坯毛坯3.0IT141.0280.5工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削0.3IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车0.8IT100.084粗车粗车1.9IT120.210毛坯毛坯3.0IT141.0280.5工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削0.3IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车0.8IT100.084 25+0.3=25.3粗车粗车1.9IT120.210 25.3+0.8=26.1毛坯毛坯3.0IT141.0 26.1+1.9=28.0280.5工序具体内容的确定表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差磨削磨削0.3IT70.021 25.0025.00-0.021精车精车0.8IT100.084 25+0.3=25.325.30-0.084粗车粗车1.9IT120.210 25.3+0.8=26.126.10-0.210毛坯毛坯3.0IT141.0 26.1+1.9=28.0280.5工序具体内容的确定某齿轮内孔工序尺寸及公差的计算（单位：mm）工序工序名称名称工序工序余量余量工序经济工序经济加工精度加工精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差精镗精镗0.3IT70.025 48.0048.0+0.0250半精半精镗镗1.0IT90.06248.0-0.3=47.747.7+0.0620粗镗粗镗1.7IT120.250 47.7-1.0=46.746.7+0.2500毛坯毛坯3.0IT151.0 46.7-1.7=45.0450.5工序具体内容的确定二、工艺装备的选择二、工艺装备的选择工艺装备：机床、夹具、量具、刀具、辅具 工序具体内容的确定1.机床的选择 (1)机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；(2)机床精度要与被加工零件的加工要求相适应；机床精度要与被加工零件的加工要求相适应；(3)机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；(4)机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展;(5)改（扩）建车间，要充分利用原有设备。改（扩）建车间，要充分利用原有设备。工序具体内容的确定2.机床夹具的选择 机床夹具的选择主要考虑生产类型。机床夹具的选择主要考虑生产类型。（1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；（2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具；机床夹具；此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。工序具体内容的确定3.刀具的选择 刀具的选择主要取决于：刀具的选择主要取决于： 工序所采用的加工方法工序所采用的加工方法 加工表面的尺寸大小加工表面的尺寸大小 工件材料工件材料 要求的加工精度要求的加工精度 表面粗糙度表面粗糙度 生产率生产率 经济性经济性 在选择时应尽量采用标准刀具。在选择时应尽量采用标准刀具。工序具体内容的确定4.量具的选择 量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。对于尺寸误差：对于尺寸误差：1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）；2）成批生产多采用极限量规；）成批生产多采用极限量规；3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。对于形位误差：对于形位误差：1)在在单单件件小小批批生生产产中中，一一般般采采用用通通用用量量具具（百百分分表表，千千分分表表等等），也有采用三坐标测量机的；也有采用三坐标测量机的；2）在成批大量生产中，多采用专用检具。）在成批大量生产中，多采用专用检具。工序具体内容的确定三、切削液的选择三、切削液的选择1.切削液的作用（1 1）冷却作用）冷却作用（2 2）润滑作用）润滑作用（3 3）清洗作用）清洗作用 工序具体内容的确定三、切削液的选择三、切削液的选择2.切削液的种类（1 1）水溶液水溶液（2 2）乳化液乳化液（3 3）切削油切削油 工序具体内容的确定3.切削液的选用(1) (1) 按加工性质选用：按加工性质选用： 1) 1) 粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液； 2) 2) 精精加加工工时时，应应选选用用润润滑滑为为主主的的极极压压切切削削油油或或高高浓浓度的极压乳化液。度的极压乳化液。 3) 3) 钻钻削削、铰铰削削、拉拉削削和和深深孔孔加加工工时时，应应选选用用粘粘度度较较小小的的极极压压水水溶溶液液、极极压压乳乳化化液液和和极极压压切切削削油油，并并应应加大流量和压力。加大流量和压力。工序具体内容的确定3.切削液的选用(2)按刀具材料选用：按刀具材料选用：1)高高速速钢钢刀刀具具粗粗加加工工，用用极极压压水水溶溶液液或或极极压压乳乳化化液液。高高速速钢钢刀刀具具精精加加工工，用用极极压压乳乳化化液液或或极极压压切切削削油油，以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命。以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命。2)硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液；硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液；3)使使用用立立方方氮氮化化硼硼刀刀具具或或砂砂轮轮时时，不不宜宜使使用用水水质质切切削削液。液。工序具体内容的确定3.切削液的选用(3)按工件材料选用按工件材料选用要注意以下几点：要注意以下几点：1)铸铸铁铁、黄黄铜铜及及硬硬铝铝等等脆脆性性材材料料，由由于于切切屑屑碎碎末末会会堵堵塞塞冷冷却却系系统统，容容易易使使机机床床磨磨损损，一一般般不不加加切切削削液液。但但精精加加工工时时为为了了降降低低表表面面粗粗糙糙度度，可可采采用用粘粘度度较较小小的煤油或的煤油或7%10%乳化液。乳化液。2)切切削削有有色色金金属属和和铜铜合合金金时时，不不宜宜采采用用含含硫硫的的切切削削液液，以免腐蚀工件。以免腐蚀工件。3)切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。工序具体内容的确定四、时间定额的确定四、时间定额的确定什么是时间定额？工序具体内容的确定1.1.时间定额的组成时间定额的组成图7-22 车削外圆的基本时间（1）基本时间tm（单位：min） 工序具体内容的确定1.1.时间定额的组成时间定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min） 如如: : 装卸工件、装卸工件、 开停机床、开停机床、 改变切削用量、改变切削用量、 进退刀具、进退刀具、 测量工件等测量工件等 工序具体内容的确定1.1.时间定额的组成时间定额的组成（2）辅助时间ta（单位：min） 如如: : 装卸工件、装卸工件、 开停机床、开停机床、 改变切削用量、改变切削用量、 进退刀具、进退刀具、 测量工件等测量工件等 基本时间基本时间+辅助时间辅助时间=工序作业时间工序作业时间 工序具体内容的确定1.1.时间定额的组成时间定额的组成（3）布置工作地时间ts（单位：min） 如：更换刀具、如：更换刀具、 润滑机床、润滑机床、 清理切屑、清理切屑、 收拾工具等收拾工具等 布置工作地时间ts=工序作业时间工序作业时间%工序具体内容的确定1.1.时间定额的组成时间定额的组成（4）休息与生理需要时间tr（单位：min） 休息与生理需要时间=工序作业时间% 上述四部分的时间之和称为单件工时，即上述四部分的时间之和称为单件工时，即工序具体内容的确定1.1.时间定额的组成时间定额的组成（5）准备与终结时间准备与终结时间tsutsu（单位：单位：minmin）工序具体内容的确定2 2、提高生产率的措施、提高生产率的措施(1)(1)缩短基本时间：缩短基本时间：1 1）采采用用精精铸铸、精精锻锻的的毛毛坯坯件件，实实施施无无切切屑屑或或少少切屑加工；切屑加工；2 2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；3 3）采用多刀多刃切削，多件同时加工；）采用多刀多刃切削，多件同时加工；4 4）缩短工作行程；缩短工作行程；5 5）在在可可行行条条件件下下，采采用用先先进进切切削削技技术术，如如高高速速切削、强力切削与大进给切削等。切削、强力切削与大进给切削等。工序具体内容的确定2 2、提高生产率的措施、提高生产率的措施(2)(2) 缩短辅助时间：缩短辅助时间：1 1）采用高度自动化的机床或数控机床；）采用高度自动化的机床或数控机床；2 2）采采用用先先进进的的检检测测设设备备，实实施施在在线线主主动动检检测；测；3 3）采采用用连连续续加加工工，如如采采用用带带回回转转工工作作台台的的组组合合机机床床或或者者在在万万能能机机床床上上设设置置多多工工位位夹夹具，使装卸时间和加工时间相重合。具，使装卸时间和加工时间相重合。工序具体内容的确定2 2、提高生产率的措施、提高生产率的措施(3)(3)合合理理采采用用先先进进制制造造技技术术（AMTAMT），例例如如CAPPCAPP、CAMCAM、GTGT及及CIMSCIMS等。等。(4) (4) 合合理理采采用用科科学学管管理理模模式式，提提高高管管理理效效率率和和劳劳动动生生产产率率，使使制制造造系系统统管管理理组组织织机机构构合合理理化化，使使制制造造系系统统以以最最优优化化的的方方式式运运行。行。工序具体内容的确定五、切削用量的合理选择五、切削用量的合理选择 什么是合理的切削用量？ 它它是是指指在在保保证证加加工工质质量量的的前前提提下下，充充分分利利用用刀刀具具和和机机床床的的性性能能，能能获获得得高高的生产率和低的加工成本的切削用量。的生产率和低的加工成本的切削用量。 工序具体内容的确定五、切削用量的合理选择五、切削用量的合理选择1. 切削用量选择的原则 工序具体内容的确定（1 1）a aspsp、f f、v vc c对切削生产率的影响对切削生产率的影响 材料切除率材料切除率 P P17 17 Q Q=1000=1000v vc ca aspspf f （mmmm3 3/s/s）工序具体内容的确定（2 2）a aspsp、f f、v vc c对表面粗糙度的影响对表面粗糙度的影响 表面粗糙度表面粗糙度 进给量进给量f f 影响最大影响最大 切削速度切削速度v vc c次之次之 被吃刀量被吃刀量a aspsp影响最小影响最小工序具体内容的确定（3 3）aspasp、f f、vcvc对刀具寿命的影响对刀具寿命的影响 刀具寿命：刀具寿命：P P103103 工序具体内容的确定五、切削用量的合理选择五、切削用量的合理选择1.切削用量选择的原则 在机床、刀具、工件的强度以及工艺在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下系统刚性允许的条件下: :1)1)首先选择尽可能大的背吃刀量首先选择尽可能大的背吃刀量aspasp; ;2)2)其次选择在加工条件和加工要求限制下其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量允许的进给量f f; ;3)3)最后再按刀具寿命的要求确定一个合适最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度的切削速度vcvc。工序具体内容的确定五、切削用量的合理选择五、切削用量的合理选择 2.刀具寿命的确定 1)刀具的经济寿命TC（min）： 按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。 2)刀具的最高生产率寿命TP（min）： 按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命 。 工序具体内容的确定2.刀具寿命的确定 表7-12 计算刀具寿命的近似公式 刀具寿命高 速 钢硬 质 合 金陶 瓷经 济寿 命最高生产率 寿 命工序具体内容的确定五、切削用量的合理选择五、切削用量的合理选择 3.切削用量的合理制定 工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (1)(1)背吃刀量背吃刀量aspasp和走刀次数的选择和走刀次数的选择 1 1）粗粗加加工工时时，首首先先应应将将精精加加工工的的和和半半精精加加工工的的余余量量留留下下来来，剩剩下下的的余余量量尽可能在一次走刀下切除。尽可能在一次走刀下切除。工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (1)(1)背吃刀量背吃刀量aspasp和走刀次数的选择：和走刀次数的选择： 2 2）精精加加工工时时的的最最小小背背吃吃刀刀量量的的确确定定，取取决决于于刀刀具具刃刃口口的的锋锋利利程程度度，对对于于刃刃口口较较锋锋利利的的高高速速钢钢刀刀具具不不应应小小于于0.0050.005mmmm；对对于于刃刃口口不不太太锋锋利利的的硬硬质质合金刀具，背吃刀量要略大一点。合金刀具，背吃刀量要略大一点。工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (2)(2) 进给量进给量f f的选择：的选择： 1 1）粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。选选择择进进给给量量的的限限制制条条件件有有：机机床床进进给给机机构构的的强强度度、车车刀刀刀刀杆杆强强度度、车车刀刀刀刀杆杆刚刚度度、刀刀片片强强度度以以及及工工件件装装夹夹刚刚度度等等，每每个个限限制制条条件件给给出出一一个个允允许许的的进进给给量量，在在这这几个允许的进给量中选取最小的一个。几个允许的进给量中选取最小的一个。在在制制定定大大批批大大量量生生产产的的工工艺艺规规程程时时，应应该该按按照照上上述述限限制条件，通过计算和比较，来确定合理的进给量。制条件，通过计算和比较，来确定合理的进给量。工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (2)(2) 进给量进给量f f的选择：的选择： 2 2）半半精精加加工工和和精精加加工工时时，最最大大进进给给量量主主要受加工精度和表面粗糙度的限制。要受加工精度和表面粗糙度的限制。 当当车车刀刀的的刀刀尖尖圆圆弧弧半半径径r r 较较大大或或车车刀刀具具有有副副偏偏角角很很小小的的修修光光刃刃，且且切切削削速速度度较高时，进给量可较高时，进给量可以选得大一些。以选得大一些。工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (2)(2) 进给量进给量f f的选择：的选择： 3 3）在在生生产产中中，进进给给量量常常常常是是按按实实际际经验确定的。经验确定的。P247表表7-157-15工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (2)(2) 进给量进给量f f的选择：的选择： 4 4）受受已已加加工工表表面面粗粗糙糙度度限限制制的的半半精精加加工工和和精精加加工工的的进进给给量量经经验验值值，可可按按表表7-167-16选取。选取。工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (1)(1)切削速度切削速度vc的选择：的选择： 1 1）首先，应该根据已确定的背吃刀量）首先，应该根据已确定的背吃刀量asp、进给量进给量f以及刀具寿命以及刀具寿命T，再按刀具寿命与切削用量关系式计再按刀具寿命与切削用量关系式计算，得出的计算值。算，得出的计算值。 所选定的这个刀具寿命所选定的这个刀具寿命T，一般都在刀具的经济一般都在刀具的经济寿命寿命Tc和最高生产率寿命和最高生产率寿命Tp之间之间。工序具体内容的确定3.切削用量的合理制定 (3)(3)切削速度切削速度vc的选择：的选择：2）计算）计算vc后，应根据加工工件直径计算相应的转速，后，应根据加工工件直径计算相应的转速，转速转速n再再按按照照机机床床的的转转速速表表，确定一个可实现的转速n。然然后后，再再计计算算在在这这个个实实际际转转速速n下下的的实实际际的的切切削削速速度度vc。通通常常要要求求实实际际的的切切削削速速度度vc尽尽量量接接近近（一一般般为为略略小于）初始计算值。小于）初始计算值。 工序具体内容的确定3）校验机床功率及扭矩。）校验机床功率及扭矩。切削功率切削功率Pc：（Kw）机床的有效功率机床的有效功率：（Kw）若若则机床效验合格则机床效验合格(3)(3)切削速度切削速度vc的选择：的选择：工序具体内容的确定