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前言 1

第一篇 机械加工工艺规程的制订 1

第一章 制订机械加工工艺规程的步骤和内容 1

第一节 零件的工艺分析 1

一、了解零件的用途 1

二、分析零件的技术要求 1

目录 1

表1-1 ××零件技术要求表 2

三、审查零件的工艺性 2

第二节 确定零件的生产类型 2

表1-4 机械加工零件生产类型的划分 3

一、确定毛坯的种类 3

第三节 确定毛坯的种类和制造方法 3

表1-3 不同机械产品的零件质量型别表 3

表1-2 汽车制造厂机械加工车间生产类型的划分 3

二、毛坯制造方法考虑因素 4

第四节 拟定工艺路线 4

一、选择定位基准 5

表1-5 机械加工定位、夹紧符号（摘自JB/T 5061—1991） 6

二、表面加工方法的选择 9

表1-6 外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度 9

表1-7 孔加工方案的经济精度和表面粗糙度 10

表1-8 平面加工方案的经济精度和表面粗糙度 10

表1-9 圆锥形孔加工的经济精度 11

表1-10 米制螺纹加工的经济精度和表面粗糙度 11

表1-15 端面跳动和垂直度的经济精度 12

表1-14 平行度的经济精度 12

表1-13 圆柱度的经济精度 12

表1-11 齿轮齿面各种加工方案的经济精度和表面粗糙度 12

表1-12 平面度和直线度的经济精度 12

表1-16 同轴度的经济精度 13

表1-17 车床加工的经济精度 13

表1-18 钻床加工的经济精度 13

表1-19 铣床加工的经济精度 14

表1-20 各种加工方法的加工经济精度 14

三、加工阶段的划分 15

四、工序集中与分散 15

五、工序顺序的安排 16

六、绘制工序简图 17

第五节 编制工艺文件 17

三、检验卡片 18

表1-21 机械加工工艺过程卡片格式（JB/T 9165.2—1998） 18

二、机械加工工序卡片 18

一、机械加工工艺过程卡片 18

表1-22 机械加工工序卡片格式（JB/T 9165—1998） 19

表1-23 检验卡片格式（JB/T 9165.2—1998） 20

第二章 加工余量和工序尺寸的确定 21

第一节 概述 21

一、加工余量的概念 21

二、加工余量的分类 21

三、确定加工余量的方法 21

第二节 确定毛坯尺寸公差与加工 22

余量 22

一、铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T 6414—1999） 22

表2-2 小批量生产或单件生产的毛坯铸件的公差等级 23

表2-1 大批量生产的毛坯铸件的公差等级 23

表2-3 铸件尺寸公差 24

表2-4 要求的铸件机械加工余量（RMA） 24

表2-5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级 25

二、锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差（摘自GB/T 15826—1995） 25

表2-6 盘、柱类自由锻件机械加工余量与公差 27

表2-7 带孔圆盘类自由锻件机械加工余量与公差 27

表2-8 最小冲孔直径表 28

表2-9 光轴类锻件机械加工余量与公差 29

三、钢质模锻件公差及机械加工余量（摘自GB/T 12362—1990） 30

表2-10 锻件的长度、宽度、高度公差 33

表2-11 锻件的厚度公差 34

表2-13 锻件内外表面加工余量 35

表2-12 锻件的中心距公差 35

表2-14 锻件内孔直径的单面机械加工余量 36

第三节 确定工序间的加工余量 36

一、工序间加工余量的选用原则 36

二、轴的加工余量 36

表2-15 轴的折算长度 36

表2-16 粗车外圆余量 37

表2-17 粗车外圆后精车外圆余量 37

表2-18 外圆磨削余量 38

表2-19 粗磨后精磨外圆余量 39

表2-20 外圆研磨余量 39

表2-21 外圆抛光余量 39

表2-22 端面车削余量 39

表2-25 磨端面余量 40

表2-24 精车端面后，经淬火的端面磨削余量 40

表2-23 粗车端面后，正火调质的端面精加工余量 40

表2-26 精车（铣、刨）槽余量 41

表2-27 精车（铣、刨）后，磨槽余量 41

三、孔的加工余量 41

表2-28 基孔制7、8、9级（H7、H8、H9）孔的加工余量 41

表2-29 按照7级或8级、9级精度加工预先铸出或冲出的孔 42

表2-30 拉圆孔余量 42

表2-31 磨圆孔余量 42

表2-32 磨锥孔余量 43

四、平面加工余量 44

表2-35 平面粗加工余量 44

表2-34 研孔余量 44

表2-33 珩孔余量 44

表2-36 平面精加工余量 45

表2-37 平面研磨余量 45

表2-38 平面抛光余量 46

五、螺纹加工余量 46

表2-39 攻螺纹前钻孔用麻花钻直径 46

第四节 工序尺寸及其公差的确定 47

表2-40 标准公差数值（摘自GB/T 1800.3—1998） 48

表2-41 工序尺寸及公差计算表 49

第三章 金属切削刀具和量具的确定 50

第一节 常用金属切削刀具 50

一、钻头 50

表3-1 不同结构形式麻花钻的应用范围 50

表3-2 直柄短麻花钻（摘自GB/T 6135.2—1996） 50

表3-3 直柄麻花钻（摘自GB/T 6135.3—1996） 51

1438.1—1996） 52

表3-4 莫氏锥柄麻花钻（摘自GB/T 52

表3-5 硬质合金锥柄麻花钻（摘自GB/T 10946—1989） 53

表3-6 莫氏锥柄阶梯麻花钻（摘自GB/T 6138.2—1997） 54

表3-7 锥柄扩孔钻（摘自GB/T 1141—1984） 55

表3-8 直柄扩孔钻（摘自GB/T 4256—1984） 56

表3-9 套式扩孔钻（摘自GB/T 1142—1984） 57

表3-10 60°、90°、120°锥柄锥面锪钻（摘自GB/T1143—1984） 59

表3-11 60°、90°、120°直柄锥面锪钻（摘自GB/T 4258—1984） 59

表3-12 带导柱直柄平底锪钻（摘自GB/T 4260—1984） 60

二、铣刀 61

表3-14 铣刀直径选择 61

表3-13 中心钻（摘自GB/T 6078.1—1998） 61

表3-15 直柄立铣刀（摘自GB/T 6117.1—1996） 62

表3-16 莫氏锥柄立铣刀（摘自GB/T 6117.2—1996） 63

表3-17 直柄粗加工立铣刀（摘自GB/T 14328.1—1993） 64

表3-18 整体硬质合金直柄立铣刀（摘自GB/T 16770.1—1997） 65

表3-19 高钴钢立铣刀 65

表3-20 套式立铣刀（摘自GB/T 1114—1985） 66

表3-21 高速钢粗铣刀 67

表3-22 圆柱形铣刀（摘自GB/T 1115—1985） 67

表3-23 镶齿套式面铣刀（摘自JB/T 7954—1999） 68

表3-24 粗切削球形面铣刀 68

表3-25 圆刃面铣刀 69

表3-26 直柄键槽铣刀（摘自GB/T 1112.1—1997） 69

表3-27 半圆键槽铣刀（摘自GB/T 1127—1997） 70

表3-28 镶齿三面刃铣刀（摘自JB/T 7953—1999） 71

表3-29 锯片铣刀（摘自GB/T 6120—1996） 72

表3-30 超速型钻铣刀 73

三、铰刀 74

表3-31 手用铰刀（摘自GB/T 1131—1984） 74

表3-32 直柄机用铰刀（摘自GB/T 1132—1984） 75

表3-33 锥柄机用铰刀（摘自GB/T 1133—1984） 76

表3-34 高速钢整体套式机用铰刀（摘自GB/T 1135—1984） 78

表3-35 硬质合金直柄机用铰刀（摘自 GB/T 4251—1984） 79

表3-36 硬质合金锥柄机用铰刀（摘自 GB/T 4252—1984） 80

四、丝锥 81

表3-37 粗柄机用和手用丝锥（摘自GB/T 3464.1—1994） 81

表3-38 细柄机用和手用丝锥（摘自 GB/T 3464.1—1994） 81

二、计量仪器（计量仪表） 82

表3-39 常用量具一览表 82

第二节 常用量具 82

一、量具 82

第四章 金属切削机床的选择 85

第一节 金属切削机床的选择原则 85

第二节 常用金属切削机床的主要技术参数 85

一、车床主要技术参数 85

表4-1 卧式车床的型号与主要技术参数 85

表4-2 卧式车床刀架进给量 86

表4-3 卧式车床车削螺纹螺距 87

表4-4 数控车床主要技术参数 88

二、钻床主要技术参数 89

表4-5 摇臂钻床型号与主要技术参数 89

表4-7 摇臂钻床主轴进给量 90

表4-6 摇臂钻床主轴转速 90

表4-8 立式钻床型号与主要技术参数 91

表4-9 立式钻床主轴转速 91

表4-10 立式钻床进给量 91

表4-11 立式钻床工作台尺寸 92

表4-12 台式钻床型号与主要技术参数 92

表4-13 台式钻床主轴转速 93

三、铣床主要技术参数 93

表4-14 立式铣床型号与主要技术参数 93

表4-15 立式铣床主轴转速 94

表4-16 立式铣床工作台进给量 94

表4-17 卧式（万能）铣床型号与主要技术参数 95

表4-19 卧式（万能）铣床工作台进给量 96

表4-18 卧式（万能）铣床主轴转速 96

表4-20 卧式（万能）铣床工作台尺寸 97

表4-21 数控铣床型号与主要技术参数 97

第五章 切削用量和时间定额的确定 98

第一节 切削用量的选择 98

一、切削用量的选择原则 98

二、切削用量选择 99

表5-1 高速钢车刀常用切削用量 99

表5-2 硬质合金车刀常用切削速度 99

表5-3 硬质合金车刀精车薄壁工件切削用量 100

表5-4 粗车孔的进给量 100

表5-5 切断及车槽的进给量 100

表5-7 高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量 101

表5-8 高速钢套式面铣刀精铣平面进给量 101

表5-6 切断及车槽的切削速度 101

表5-9 高速钢（W18Cr4V）套式面铣刀铣削速度 102

表5-10 硬质合金圆柱铣刀铣削进给量 103

表5-11 高速钢立铣刀铣平面的铣削进给量 103

表5-12 硬质合金（YT15）圆柱铣刀的铣削速度 104

表5-13 高速钢立铣刀铣平面的铣削速度 104

表5-14 高速钢立铣刀铣槽进给量 104

表5-15 高速钢立铣刀铣槽的铣削速度 105

表5-16 高速钢键槽铣刀铣槽的切削用量 106

表5-17 高速钢切断铣刀切断速度 106

表5-18 高速钢切断铣刀切断进给量 107

表5-19 硬质合金三面刃圆盘铣刀铣槽进给量 107

表5-20 硬质合金（YT15）三面刃圆盘铣刀铣槽切削速度 107

表5-23 硬质合金扩孔钻扩孔的进给量 108

表5-22 在组合机床上用高速钢刀具钻孔时的切削用量 108

表5-21 高速钢麻花钻钻削碳钢及合金钢的切削用量 108

表5-24 硬质合金扩孔钻扩孔的切削速度 109

表5-25 高速钢铰刀铰削碳钢、合金钢及铝合金的切削速度 109

表5-26 高速钢铰刀精铰灰铸铁（195HBS）的切削速度 110

表5-27 高速钢铰刀粗铰灰铸铁（195HBS）的切削速度 110

表5-28 硬质合金铰刀的切削用量 110

表5-29 高速钢镗刀镗孔的切削用量 111

表5-30 硬质合金镗刀镗孔的切削用量 111

表5-31 在组合机床上用高速钢铰刀铰孔 111

的切削用量 111

表5-32 用高速钢锪钻锪端面的切削用量 112

表5-33 拉削的进给量（单面齿升量） 112

表5-34 拉削速度 112

表5-36 在圆台平面磨床上用砂轮端面 精磨平面的切削用量 113

表5-37 在组合机床上加工螺纹的切削速度 113

表5-35 在圆台平面磨床上用砂轮端面粗磨平面的切削用量 113

表5-38 攻螺纹的切削用量 114

第二节 时间定额的确定 115

一、时间定额及其组成 115

二、基本时间的计算 116

表5-39 车外圆和镗孔基本时间的计算 116

表5-40 试切附加长度l3 116

表5-41 钻削基本时间的计算 117

表5-42 铰孔的切入及切出行程 118

表5-43 铣削基本时间的计算 118

表5-44 圆柱铣刀铣平面时的切入和切出行程 119

表5-45 面铣刀铣平面时的切入和切出行程 120

表5-46 用丝锥攻螺纹基本时间的计算 121

第六章 机械加工工艺规程设计实例 122

第一节 拨叉的工艺分析及生产类型的确定 123

一、拨叉的用途 123

二、拨叉的技术要求 123

表6-1 拨叉零件技术要求表 123

三、审查拨叉的工艺性 124

四、确定拨叉的生产类型 124

第二节 确定毛坯、绘制毛坯简图 124

一、选择毛坯 124

二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 124

表6-2 拨叉锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量 125

三、绘制拨叉锻造毛坯简图 125

一、定位基准的选择 126

二、表面加工方法的确定 126

第三节 拟定拨叉工艺路线 126

表6-3 拨叉零件各表面加工方案 127

三、加工阶段的划分 127

四、工序的集中与分散 127

五、工序顺序的安排 127

六、确定工艺路线 128

表6-4 拨叉工艺路线及设备、工装的选用 128

第四节 机床设备及工艺装备的选用 128

一、机床设备的选用 128

二、工艺装备的选用 128

第五节 加工余量、工序尺寸和公差的确定 129

一、工序1和工序2——加工拨叉头两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 129

二、工序9——钻—粗铰—精铰φ8mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 130

一、切削用量的计算 131

第六节 切削用量、时间定额的计算 131

二、时间定额的计算 132

表6-5 机械加工工艺过程卡片 134

表6-6 机械加工工序卡片 135

表6-7 机械加工工序卡片 136

表6-8 机械加工工序卡片 137

第二篇 机床夹具设计 139

第七章 机床夹具概述 139

第一节 机床夹具的分类与组成 139

一、机床夹具的分类 139

二、专用机床夹具的组成 142

第二节 机床夹具设计方法 143

一、机床夹具设计要求 143

二、专用机床夹具设计的步骤 144

三、定位元件选用 145

二、工件的六点定位规则 145

第八章 定位方案设计 145

一、工件的定位基准及定位基面 145

第一节 工件在夹具中的定位 145

表8-1 常见定位元件限制自由度情况 146

表8-2 支承钉（摘自JB/T 8029.2—1999） 156

表8-3 支承板（摘自JB/T 8029.1—1999） 158

表8-4 六角头支承（摘自JB/T 8026.1—1999） 159

表8-5 调节支承（摘自JB/T 8026.4—1999） 160

表8-6 调节支承螺钉 161

表8-7 固定式定位销（摘自JB/T 8014.2—1999） 162

表8-8 可换式定位销（摘自JB/T 8014.3—1999） 163

表8-9 定位衬套（摘自JB/T 8013.1—1999） 164

表8-10 V形块（摘自JB/T 8018.1—1999） 165

表8-11 固定V形块（摘自JB/T 8018.2—1999） 166

表8-12 活动V形块（摘自JB/T 8018.4—1999） 167

第二节 定位误差分析与计算 168

表8-13 常见定位方式的定位误差计算 169

第九章 对刀及导向装置设计 172

第一节 对刀装置设计 172

一、对刀装置 172

表9-1 圆形对刀块（摘自JB/T 8031.1—1999） 173

表9-2 方形对刀块（摘自JB/T 8031.2—1999） 173

表9-3 直角对刀块（摘自JB/T 8031.3—1999） 174

表9-4 侧装对刀块（摘自JB/T 8031.4—1999） 174

表9-5 对刀平塞尺（摘自JB/T 8032.1—1999） 175

表9-6 对刀圆柱塞尺（摘自JB/T 8032.2—1999） 175

一、钻套基本类型 176

第二节 导向元件设计 176

二、确定对刀块位置尺寸和公差 176

二、钻套高度和排屑间隙 177

三、确定钻套位置尺寸和公差 177

表9-7 钻套的基本类型 178

表9-8 固定钻套（摘自JB/T 8045.1—1999） 179

表9-9 可换钻套（摘自JB/T 8045.2—1999） 181

表9-10 快换钻套（摘自JB/T 8045.3—1999） 182

表9-11 钻套用衬套（摘自JB/T 8045.4—1999） 183

表9-12 钻套螺钉（摘自JB/T 8045.5—1999） 184

表9-13 钻套高度和排屑间隙 184

一、夹紧力作用点 185

第二节 确定夹紧力的基本原则 185

二、夹紧装置的基本要求 185

一、夹紧装置的组成 185

第一节 夹紧装置的组成和基本要求 185

第十章 夹紧装置设计 185

二、夹紧力的方向 186

三、夹紧力的大小 186

表10-1 常见的夹紧形式所需夹紧力 187

表10-2 各种不同接触表面之间的摩擦系数 191

第三节 常用典型夹紧机构 191

一、斜楔夹紧机构 191

二、螺旋夹紧机构 191

三、偏心夹紧机构 192

四、定心夹紧机构 193

五、铰链夹紧机构 195

表10-3 常用典型夹紧机构 196

六、常用典型夹紧机构图例 196

第四节 常用夹具元件 206

一、夹紧件 206

表10-4 带肩六角螺母（摘自JB/T 8004.1—1999） 206

表10-5 球面带肩螺母（摘自JB/T 8004.2—1999） 207

表10-6 菱形螺母（摘自JB/T 8004.6—1999） 208

表10-7 固定手柄压紧螺钉（摘自JB/T 8006.3—1999） 208

表10-8 阶形螺钉 210

表10-9 内六角圆柱头螺钉（摘自GB/T 70.1—2000） 211

表10-10 转动垫圈（摘自JB/T 8008.4—1999） 213

表10-11 球面垫圈（摘自GB/T 849—1988） 214

表10-12 锥面垫圈（摘自GB/T 850—1988） 214

表10-13 快换垫圈（摘自JB/T 8008.5—1999） 215

表10-14 光面压块（摘自JB/T 8009.1—1999） 216

表10-15 移动压板（摘自JB/T 8010.1—1999） 217

表10-16 转动压板（摘自JB/T 8010.2—1999） 218

表10-17 偏心轮用压板（摘自JB/T 8010.7—1999） 219

表10-18 平压板（摘自JB/T 8010.9—1999） 219

表10-19 直压板（摘自JB/T 8010.13—1999） 220

表10-20 铰链压板（摘自JB/T 8010.14—1999） 220

表10-21 回转压板（摘自JB/T 8010.15—1999） 222

表10-22 钩形压板（摘自JB/T 8012.1—1999） 223

表10-23 钩形压板（组合）（摘自JB/T 8012.2—1999） 224

表10-24 圆偏心轮（摘自JB/T 8011.1—1999） 224

表10-25 偏心轮用垫板（摘自JB/T 8011.5—1999） 225

表10-26 铰链支座（摘自JB/T 8034—1999） 226

表10-27 快速夹紧装置 226

表10-28 滚花把手（摘自JB/T 8023.1—1999） 228

表10-30 导板（摘自JB/T 8019—1999） 229

表10-29 星形把手（摘自JB/T 8023.2—1999） 229

表10-31 铰链轴（摘自JB/T 8033—1999） 230

表10-32 圆柱螺旋压缩弹簧（摘自GB/T 2089—1994） 232

表10-33 法兰式气缸 236

表10-34 膜片式气缸 238

第十一章 夹具体的设计 239

第一节 概述 239

一、夹具体设计的基本要求 239

二、夹具体材料及制造方法 239

三、夹具体外形尺寸 239

表11-1 夹具体结构尺寸的经验数据 239

一、夹具体找正基面 240

二、夹具体排屑措施 240

表11-2 夹具体座耳结构尺寸 240

第二节 夹具体结构 240

第三节 铸造夹具体的技术要求 241

表11-3 夹具体零件的尺寸公差参考表 241

第十二章 专用机床夹具总装配图绘制 242

第一节 专用机床夹具装配草图绘制 242

一、绘制草图要求 242

二、绘制草图的顺序 242

三、绘制装配草图时应注意的若干问题 242

第二节 确定机床夹具与机床间的正确位置 243

一、确定钻床夹具与机床间的正确位置 243

二、确定铣床夹具与机床间的正确位置 244

表12-2 部分通用铣床工作台T形槽尺寸与定位键选择 245

表12-1 定位键（摘自JB/T 8016—1999） 245

第三节 专用机床夹具装配图绘制 246

表12-3 专用机床夹具非标准零件推荐材料及热处理 247

第四节 专用机床夹具装配图样上应标注的尺寸和位置公差 247

一、装配图上应标注的尺寸 247

表12-4 夹具上常用配合的选择 248

表12-5 常用夹具元件的配合 248

表12-6 固定式导套的配合 249

二、装配图上应标注的位置公差 249

表12-7 钻套中心对夹具安装基面的相互位置要求 250

表12-8 钻套中心距或导套中心到定位基面的制造公差 250

表12-9 钻床夹具技术条件示例 250

表12-12 铣床夹具技术条件示例 251

表12-11 对刀块工作面、定位表面和定位键侧面间的技术要求 251

表12-10 按工件公差确定夹具对刀块到定位表面制造公差 251

表12-13 夹具技术条件参考数值 252

第五节 专用机床夹具装配图样技术要求 252

第六节 专用机床夹具设计示例 252

一、专用钻床夹具设计 252

二、专用铣床夹具设计 255

表12-14 铣十字交叉槽专用铣床夹具各部分结构方案 257

第十三章 用CATIA软件进行机床夹具设计的实用技巧 260

第一节 用CATIA进行专用机床夹具设计的目的和意义 260

第二节 如何创建和引用CATIA标准件库中的标准零件 260

一、引用标准件的方法 260

二、创建标准件库的方法 269

第三节 螺纹联接零件孔的设计 273

第四节 装配工作环境中阵列的应用技巧 276

第五节 钻模板组件的设计、装配与工程图创建 277

一、机械零件设计 277

二、装配设计 279

三、工程绘图 280

第六节 在CATIA环境实现剖中剖或局部剖的方法 283

第七节 更改剖切符号 285

第八节 在CATIA环境标注尺寸与公差配合的方法 287

一、轮廓尺寸的标注 287

二、标注公差配合 291

三、尺寸公差的标注 293

第九节 在CATIA环境标注位置公差的方法 295

一、怎样标注基准要素 295

三、形位公差框格方向 297

二、形位公差的创建 297

四、形位公差框格的调整 298

第十节 在CATIA环境标注装配图零件序号的方法 300

第十一节 在工程图中插入标题栏 305

一、创建空白的二维工程图纸 305

二、插入图框和标题栏的实用技巧 305

第十二节 将CATIA创建的工程图转化为dwg文件格式 310

附录 312

附录A 标题栏 312

附录B 明细栏 312

附录C 结构工艺性 313

附录C表1 零件尺寸的合理标注图例 313

附录C表2 零件结构的机械加工工艺性图例 314

附录C表3 产品结构的装配工艺性图例 318

参考文献 319