1
第一章 数控加工工艺规程制定
基本概念
机械加工工艺规程的制定
零件图样的工艺分析
毛坯及加工余量
定位基准的选择
工艺路线的拟定
工序尺寸及公差的确定
机床设备和工艺装备的选择
数控加工常用工艺文件
2
第一章 数控加工工艺规程制定
基本概念
将原材料转变为成品的
全过程
生产过程
改变生产对象的形状、尺寸、
相对位置和性质等，使其成
为成品或半成品的过程称为
工艺过程。工艺过程是生产
过程中的主要部分，其余的
劳动过程则为生产过程的辅
助过程
工艺过程
3
第一章 数控加工工艺规程制定
由若干个顺序排列的工序组
成的，而工序又可分为安装、
工位、工步和走刀
基本概念
一个或一组工人，
在一个工作地对同
一个或同时对几个
工件所连续完成的
那一部分工艺过程
工件经一次装
夹后所完成的
那一部分工序
工艺过程
的组成
工序
安装
4
第一章 数控加工工艺规程制定
基本概念
在加工表面和加工工具不变的情况下，
所连续完成的那一部分工序内容
一次装夹工件后，工件与夹具或设备
的可动部分一起相对刀具或设备的固
定部分所占据的每一个位置
在一个工步内, 若被加工表面需切去
的金属层很厚, 就可分几次切削, 每
切削一次为一次走刀
工步
工位
走刀
5
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 1,
请仔细观看下列动画，回答下列问题,
1.该加工过程含有多少道工序，工序顺序如何？
2.每道工序有多少道工步，工步顺序如何？
装夹一 装夹二 装夹三
基本概念 基本概念
6
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 2,
请仔细观看下列加工视频，回答问题：
该加工过程含有多少个工位？
基本概念 基本概念
7
第一章 数控加工工艺规程制定
生产
纲领
企业在计划期内应当生产
的产品产量和进度计划。
计划期常定为 1年，所以生
产纲领常称为年产量
生产
类型
企业（或车间、工段、班
组、工作地）生产专业化
程度的分类。一般分为大
量生产，成批生产和单件
生产三种类型
基本概念
8
第一章 数控加工工艺规程制定
工艺规程
●指导生产的主要技术文件；
●组织生产和管理的基本依据；
●新建、扩建工厂（车间）的基本资料
作
用
规定产品或零部件制
造工艺过程和操作方
法等的工艺文件
定义
机械加工工艺规程的制定
9
第一章 数控加工工艺规程制定
机械加工工艺规程的制定
制定
工艺
规程
的基
本要
求
●在保证产品质量的前提下，能尽量提
高生产率和降低成本；
●做到技术上的先进性、经济上的合理
性，保证工人具有良好的劳动条件；
●制定工艺规程时，工艺人员必须认真
研究原始资料，如产品图样、生产纲领、
毛坯资料及生产条件的状况等；
●参照同行业工艺技术的发展，综合本
部门的生产实践经验，进行工艺文件的
编制
10
第一章 数控加工工艺规程制定
机械加工工艺规程的制定
确定
工序
尺寸、
公差
及其
技术
要求
制定工艺规程的方法与步骤
零件
图的
研究
与工
艺审
查
确
定
生
产
类
型
确
定
毛
坯
的
种
类
和
尺
寸
选择定
位基准
和主要
表面的
加工方
法，拟
订零件
的加工
工艺路
线
确定机
床、工
艺装备、
切削用
量及时
间定额
填
写
工
艺
文
件
实例 模具零件加工 工艺规程制定 一般步骤和所包含的基本内容
11
第一章 数控加工工艺规程制定
零件图样的工艺分析
读图和审图
●分析零件图是否完整正确 ；
● 零件的技术要求分析 ；
● 尺寸标注应符合数控加工的特点；
● 定位基准可靠
零件结构
工艺性
零件在满足使用要求的前提下，
制造的可行性和经济性。它包括
零件各个制造过程中的工艺性，
如零件的铸造、锻造、冲压、焊
接、热处理和切削加工工艺性等
。好的工艺性会使零件加工容易
，节省工时，降低消耗
12
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
常用毛坯的种类有铸、锻、压
制、冲压、焊接、型材和板材
等 。
毛
坯
种
类
铸件 适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，
不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用
砂型铸造；中、小型零件可用较先进
的铸造方法
锻件 适用于强度较高、形状较简单的零件。
尺寸大的零件一般用自由锻；中、小
型零件选模锻；形状复杂的钢质零件
不宜自由锻
13
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
热轧型材的尺寸较大，精度低，
多用作一般零件的毛坯；冷轧材
尺寸较小，精度较高，多用于毛
坯精度要求较高的中、小零件，
适用于自动机床加工
对于大件来说，焊接件简单、方便，
特别是单件小批生产可大大缩短生
产周期。但焊接后变形大，需经时
效处理
适用于形状复杂的板料零件，多用
于中、小尺寸件的大批大量生产
焊接件
冷冲压件
毛
坯
种
类
型材
14
第一章 数控加工工艺规程制定
大型齿轮毛坯 工业汽轮机叶片毛坯 连杆毛坯
毛坯及加工余量
毛坯种类选
择的依据
◆零件材料及机械性能
◆零件的功能
◆生产类型
◆ 具体生产条件
15
第一章 数控加工工艺规程制定
◆ 特殊情况,采用锻件、铸件毛坯时，因锻模时的欠压量与允
许的错模量的不等；铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体
的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造、铸造
后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、
不稳定。因此，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准
备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量
毛坯及加工余量
毛坯形状和尺
寸的选择
减少肥头大耳，实现少、无屑加工。
因此毛坯形状要力求接近成品形状，
以减少机械加工的劳动量
16
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
◆ 尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，
可多个工件连在一起由一个毛坯制出
◆ 装配后形成同一工作表面的两个相关零件，
为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为
一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开
◆ 对于不便装夹的毛坯。可考虑在毛坯上另外增
加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准
17
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
加工余
量
加工过程中，所切
去的金属层厚度
工序余量 相邻两工序的工序尺寸之差
加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差
18
第一章 数控加工工艺规程制定
影响加工余量
的主要因素
◆前工序的尺寸公差 Ta（ Ta越大,就越大）；
◆前工序的位置误差；
◆前工序的表面质量 (Ra+Ha)；
◆本工序的安装误差；
◆其它：如热处理引起的工件变形 (若变形过大而余量
不足而报废 )
毛坯及加工余量
19
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
确
定
加
工
余
量
的
方
法
查表法
根据各工厂的生产实践和试验研究积累的
数据，先制成各种表格，再汇集成手册。
确定加工余量时，查阅这些手册，再结合
工厂的实际情况进行适当修改后确定
经验估
计法
根据实际经验确定加工余量。一般情
况，为防止因余量过小而产生废品，
经验估计的数值总是偏大
分析计
算法
根据上述的加工余量计算公式和一定的试
验资料，对影响加工余量的各项因素进行
分析，并计算确定加工余量
20
第一章 数控加工工艺规程制定
切削用量
三要素
切削用量的选择
● 主运动速度 Vc,主运动速度表示主运动的速度大小和方
向,单位为 m/min。 当主运动为旋转运动时，可按下式计算,
式中,n— 主轴转速（ r/s或 r/min）； d— 工件或刀具的最大
直径（ mm）。
● 进给量：每转进给量 f（ mm/r）
每齿进给量 fz （ mm/z）
进给速度 (mm/min)
● 背吃刀量：背吃刀量是车削时已加工表面与待加工表
面之间的垂直距离（单位,mm）。
式中 dw — 工件待加工表面的直径,dm— 工件已加工
表面的直径
1000C DnV ??
2
wmp dda ??
21
第一章 数控加工工艺规程制定
选择切
削用量
的原则
在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大
的 ap,其次选择一个较大的 f,最后在刀具耐用度
和机床功率允许条件下选择一个合理的 Vc
◆ ap的选择, 主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定
● 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除；
● 当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧）
时，可适当降低，使切削力减小；
● 精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度
和表面质量；
● 一般精加工时，取 0.05～ 0.8㎜；半精加工时，取 1.0～ 3.0㎜
切削用量的选择
22
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 3,
请仔细观看下列加工视频，请比较切削用
量选择的不同，并讨论影响切削用量选择的主
要因素,
基本概念 基本概念
23
第一章 数控加工工艺规程制定
◆ f的选择
● 粗加工时,f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制,
一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的 f； 反之，适当降低 f；
● 精加工、半精加工时,f应根据工件的 Ra要求选。 Ra要求小的，取较小的 f,但又
不能过小，因为 f过小，切削厚度过薄,Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀
尖圆弧半径愈大，则 f可选较大值
◆ Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选
● 刀具材料好，可选得高些；
● Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的 Vc,高速钢刀取小 Vc＜ 5 m／ min
,硬质合金取较高的 Vc=130～ 160 m/min；
● 表面有硬皮或断续切削时，应适当降低；
● 工艺系统刚性差的，应减小 Vc
切削用量的选择
24
第一章 数控加工工艺规程制定
基准的概念
定位基准的选择
零件是由若干表面组成，各表面之间都
有一定的尺寸和相互位置要求。用以确
定零件上点、线、面间的相互位置关系
所依据的点、线、面称为基准
按作用不
同分为设
计基准和
工艺基准
设计基准 设计图样上所采用的基准
工艺基准
在工艺中采用的基准。工艺基
准按用途不同，又分为定位基
准、测量基准和装配基准
25
第一章 数控加工工艺规程制定
加工时使工件在机床或夹具中
占据正确位置所用的基准
定位基准的选择
工艺基准
零件检验时，用以测量已加
工表面尺寸及位置的基准
装配时用以确定零件在部件
或产品中位置的基准
定位
基准
测量
基准
装配
基准
26
第一章 数控加工工艺规程制定
粗基准的选择
粗基准
的选择
原则
●非加工表面原则 为了保证加工面与不加工面之间
的位置要求，应选不加工面为粗基准。
●加工余量最小原则 以余量最小的表面作为粗基准
●重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，
应选择重要加工面为粗基准。
●不重复使用原则 粗基准原则上只能使用一次,
●便于工件装夹原则 作为粗基准的表面，应尽量平
整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使
工件定位准确、夹紧可靠
粗基准 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作定位的基准
床身粗基准的选择
定位基准的选择
27
第一章 数控加工工艺规程制定
精基准 用加工过的表面作定位基准
精基准的选择
●基准重合原则, 选择设计基准为定位基准；
●基准统一原则：多道工序选择同一个定位基准；
●自为基准原则, 选择加工表面本身；
●互为基准原则, 采取两个加工表面互为基准；
●便于装夹原则, 所选精基准应保证定位准确；稳
定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便
灵活，足够大的接触面积，以承受较大的切削力
精基准的
选择原则
定位基准的选择
28
第一章 数控加工工艺规程制定
加工阶段
的划分
当加工质量要求较高时，应划分加工
阶段。一般可分为粗加工、半精加工
和精加工三个阶段。当加工精度和表
面质量要求特别高时，可增设光整加
工和超精密加工
工艺路线的拟定
粗加工 切除毛坯大部分余量，接近成品的形状和尺寸
半精加工 主要表面留下精加工余量并达到一定的精度，完成一些次要表面的加工
光整加工
保证主要表面精度和表面粗糙度 精加工
获得很高的尺寸精度、降低表面
粗糙度或使其表面得到强化
粗精加
工视频
29
第一章 数控加工工艺规程制定
划分
加工
阶段
的原
因
保证加工质量
有利于合理使
用设备
便于安排热处
理工序
便于及时发
现毛坯缺陷
精加工和光整
加工过的表面
少受磕碰损坏
工艺路线的拟定
30
第一章 数控加工工艺规程制定
工序集中
工序分散
将工件的加工集中在少数几道工序
内完成，每道工序的加工内容较多。
工序集中有利于采用数控机床、高
效专用设备及工装
将工件的加工，分散在较多的工序
内进行，每道工序的加工内容很少。
工序分散使用的设备及工艺装备比
较简单，调整和维修方便，操作简
单，转产容易
工序的划分 工艺路线的拟定
31
第一章 数控加工工艺规程制定
基准先行 先主后次 先粗后精 先面后孔
切削加工工序
热处
理工
序
预备热处理
消除残余
应力处理
最终热处理
表面装饰
性镀层和
发兰处理
一般安排在粗加工前
粗加工、半精加工和
精加工之间
一般安排在精加工前
一般都安排在机械
加工完毕后
工艺路线的拟定
32
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 4,
请仔细观看下列加工视频，回答问题：
该数控加工过程遵循了哪些工艺原则？
基本概念 基本概念
33
第一章 数控加工工艺规程制定
辅助
工序
自检
重要工序的前后
送往外车间加工之前
全部加工工序完成
淬火工序之前 全部加
工工序完成
检验
去毛刺
倒棱
清洗
防锈
去磁和平衡
工艺路线的拟定
34
第一章 数控加工工艺规程制定
退火,将钢加热到一定的温度，保
温一段时间，随后由炉中缓慢冷却
的一种热处理工序
其作用是：消除内应力，提高
强度和韧性，降低硬度，改善
切削加工性。 应用,高碳钢采
用退火，以降低硬度； 放在粗
加工前，毛坯制造出来以后
正火,将钢加热到一定温度，保温
一段时间后从炉中取出，在空气中
冷却的一种热处理工 序。 注：加
热到的一定的温度，其与钢的含 C
量有关，一般低于固相线 200度左
右
其作用是：提高钢的强度和硬
度，使工件具有合适的硬度，
改善切削加工性。应用,低碳
钢采用正火，以提高硬度。放
在粗加工前，毛坯制造出来以
后
回火,将淬火后的钢加热到一定的
温度，保温一段时间，然后置于空
气或水中冷却的一种热处理的方法
其作用是：稳定组织、消除内
应力、降低脆性
常用热处理方法及作用小结
35
第一章 数控加工工艺规程制定
调质处理 （淬火后再高温回火）,
其作用：是获得细致均匀的组织,
提高零件的综合机械性能。
应用：安排在粗加工后，半精加工
前。常用于中碳钢和合金钢
时效处理,其作用：是消除毛坯制
造和机械加工中产生的内应力
应用：一般安排在毛坯制造出来和
粗加工后。常用于大而复杂的铸件
淬火,将钢加热到一定的温度，保
温一段时间，然后在冷却介质中迅
速冷却，以获得高硬度组织的一种
热处理工艺
其作用是：提高零件的硬度。 应
用：一般安排在磨削前
渗碳处理,提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后
进行
为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的
而安排的热处理工序，例如 镀铬、镀锌、发兰 等，一般都安排在工艺过程
最后阶段进行
常用热处理方法及作用小结
36
第一章 数控加工工艺规程制定
工艺路线的拟定
先基准面后
其它表面
先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工
其它表面，以保证加工质量
先粗加工后
精加工
即粗加工在前，精加工在后，粗精分开
主要表面后
次要表面
如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表
面是指键糟、联接用的光孔等
先加工平面
后加工孔
平面轮廓尺寸较大，平面定位装夹稳定，通常
均以平面定位来加工孔
37
第一章 数控加工工艺规程制定
尺寸
链与
工艺
尺寸
链
在机器装配或零件加工过
程中，由相互连接的尺寸
形成封闭的尺寸组
示意图
工序尺寸及公差的确定
定义
38
第一章 数控加工工艺规程制定
组成环按其对封闭环的影
响又可分为 增环 和 减环
尺寸链
尺寸链中凡属间
接得到的尺寸称
为 封闭环
尺寸链中凡属通
过加工直接得到
的尺寸称为 组成环
组成尺寸链的每一个尺
寸，称为尺寸链的 环
当其它组成环的大小不变
，若封闭环随着某组成环
的增大而增大，则此组成
环就称为 增环 ；反之则此
组成环就称为 减环
工序尺寸及公差的确定
39
第一章 数控加工工艺规程制定
图示工件如先以 A面定位加工 C
面，得尺寸 A1然后再以 A面定位
用调整法加工台阶面 B,得尺寸
A2,要求保证 B面与 C面间尺寸 A0；
A1,A2和 A0这三个尺寸构成了一
个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。
A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸
链的 封闭环 。 A1是 增环, A2是 减环 。
如右图
工序尺寸及公差的确定
40
第一章 数控加工工艺规程制定
尺寸链
的计算
（极值法 ）
封闭环的
基本尺寸
式中 —— 各增环的基本尺寸；
m—— 增环的环数； —— 各减
环的基本尺寸； n—— 尺寸链
的总环数。
封闭环的
极限尺寸
工序尺寸及公差的确定
41
第一章 数控加工工艺规程制定
尺寸链
的计算
（极值法 ）
封闭环的
上偏差
封闭环的
公差
封闭环的
下偏差
工序尺寸及公差的确定
42
第一章 数控加工工艺规程制定
工序尺寸
及公差
每道工序完成后应保证的尺寸 定义
基准重合时, 计算顺序是：先确定各工序的基
本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸
的公差，则都按各工序的经济精度确定，并按
“入体原则”确定上下偏差
基准不重合时, 需用工艺
尺寸链来分析计算
计
算
工序尺寸及公差的确定
43
第一章 数控加工工艺规程制定
例：右 图所示轴承碗，当以
端面 B定位车内孔端面 C时,
A的尺寸不便测量,若先按尺
寸 A车出端面 A,再以 A为测
量基准车出 x,则可间接保证
A。 显然，上述 A,A和 x构成
的尺寸链中,A是封闭环，为
较全面地了解尺寸换算中的
问题，我们设计尺寸 A和 A给
出三种不同的公差（见表）,
分别讨论。
工序尺寸及公差的确定
44
第一章 数控加工工艺规程制定
即公差为零，这是由于组成环 A的公差与封闭环的公差相等。
尺寸 x的公差为零，即 x必须加工得绝对准确，这实际上是不
可能的。因此必须压缩 A的公差。
工序尺寸及公差的确定
45
第一章 数控加工工艺规程制定
这是由于组成环 A的公差远大于封闭环的公差。根据封闭环的公差应大于或
等于各组成环公差之和的原则，考虑到加工内孔端面 C的困难，应给其留有
较大的公差，则应大幅压缩 A1的公差
工序尺寸及公差的确定
46
第一章 数控加工工艺规程制定
总结,在实际加工中，由于测量基准与设计基准不重合，因而要换算测量
尺寸。如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一
组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检，逐个测
量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否
工序尺寸及公差的确定
47
第一章 数控加工工艺规程制定
内孔键槽加工尺寸换算
课堂讨论,
右图所示为一齿轮内孔的简图 。 内孔
为 φ mm, 键槽尺寸深度为 φ
90.4 mm。 内孔及键槽的加工顺序
如下,
① 精镗孔至 φ 84.8 mm；
② 插键槽至尺寸 A（ 通过工艺计算确
定 ） ；
③ 热处理；
④ 磨内孔至 mm,同时间接保证
键槽深度 90.4 mm要求 。
要求：通过工艺 尺寸链计算 尺寸 A
0.035085?
0.070?
0.035085?
0.200?
0.200?
工序尺寸及公差的确定
48
第一章 数控加工工艺规程制定
分析, 根据以上加工顺序可以看出，磨孔后不仅要能保证内孔
的尺寸 φ mm,而且要能同时自动获得键槽的深度尺寸
90.4 mm。 为此必须正确地算出以镗孔后表面为测量基准的
插键槽的工序尺寸 A。 由尺寸链简图知，精镗后的半径 42.4
mm,磨孔后的半径 42.5 mm以及键槽尺寸 A都是直接获得的,
是组成环。键槽深度 90.4 mm,是间接获得的，为封闭环。按
照工艺尺寸链的公式 A值计算如下,
0.035085?
0.200?
+0.0350
+0.01750
+0.200
工序尺寸及公差的确定
49
第一章 数控加工工艺规程制定
按公式求基本尺寸,
∵ 90.4＝ A＋ 42.5－ 42.4
∴ A＝ 90.4＋ 42.4－ 42.5＝ 90.3mm
按公式求上偏差,
∵ 0.20＝ ESA＋ 0.175－ 0
∴ ESA＝ 0.20－ 0.175＝ 0.1825mm
按公式求下偏差,
∵ 0＝ EIA＋ 0－ 0.035
∴ EIA＝ 0.035mm
插键槽工序尺寸,A＝ 90.3 mm +0.183
+0.035
工序尺寸及公差的确定
50
第一章 数控加工工艺规程制定
练习 1：下图工件，如先以 A面定位
加工 C面，得尺寸 A1；然后再以 A面定
位用调整法加工台阶面 B，得尺寸 A2，
要求保证 B面与 C面间尺寸 A0。试求工
序尺寸 A2。
尺寸链问题
51
第一章 数控加工工艺规程制定
练习 2,一批如图示轴套零件，在车床上已加
工好外圆、内孔及端面，现须在铣床上铣右端缺
口，并保证尺寸 5-00.06及 26?0.2，求采用调整法加
工时控制尺寸 H,A及其偏差并画出尺寸链图。
尺寸链问题
52
第一章 数控加工工艺规程制定
练习 3：如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其
外圆、内孔及端面均已加工。试求,① 当以 A面定
位钻直径为 φ10mm孔时的工序尺寸 A1及其偏差；
② 当以 B面定位钻直径为 φ10mm孔时的工序尺寸 B1
及其偏差。
尺寸链问题
53
第一章 数控加工工艺规程制定
● 机床规格应与工件的外形尺寸相适应即大件用大
机床、小件用小机床；
● 机床精度应与工件加工精度要求相适应 机床精度
过低，不能保证加工精度；机床精度过高，又会增加工
件的制造成本，应根据工件的精度要求合理选择；
● 机床的生产效率应与工件的生产类型相适应 单件小
批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效
专用设备；
● 与现有条件相适应 要根据现有设备及设备负荷状况,
外协条件等确定，避免“闭门造车”
机床的选择
机床设备和工艺装备的选择
54
第一章 数控加工工艺规程制定
工艺装备
的选择
● 刀具的选择 一般优先采用标准刀具。必要时,
可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具
等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求
● 夹具的选择 数控加工的特点对夹具提出了两个基本
要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对
固定； 二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸
机床设备和工艺装备的选择
55
第一章 数控加工工艺规程制定
同一批刀具的切削性能和使用寿命要稳定，以便实现
按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命的管理
刀具必须具有较高的精
度，以适应数控加工的高
精度和自动换刀的要求。
如整体式立铣刀径向尺寸
精度应高达 0.005mm等
刀具的选择
整体硬质合金刀具
机床设备和工艺装备的选择
56
第一章 数控加工工艺规程制定
刀具及其刀柄等附件的可靠性及
适应性要高，以免在数控加工中发
生意外损坏而影响加工的顺利进行
刀具的耐用度应比普通机床用的刀具更高，以减少
更换、刃磨刀具及对刀次数，发挥数控机床的效益
刀具的断屑和排屑性能要好
刀具的
选择
机床设备和工艺装备的选择
57
第一章 数控加工工艺规程制定
夹具
的选择
● 单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹
具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生
产费用。 下图为卧式加工中心上加工阀体零件的
孔系组合夹具（ 其它组合夹具 ）
工件装夹前 工件 装夹 后
机床设备和工艺装备的选择
58
第一章 数控加工工艺规程制定
夹具
的选择
零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短
机床的停顿时间
夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表
面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧
元件不能影响加工中的走刀
为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工
可以采用多工位、气动或液压夹具
在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并
力求结构简单
机床设备和工艺装备的选择
59
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工
常
用工艺文
件
● 数控编程任务书
● 数控加工工件装夹和
加工原点设定卡片
● 数控加工工序卡片
● 数控加工走刀路线图
● 数控刀具卡片
数控加工常用工艺文件
60
第一章 数控加工工艺规程制定
数控编程任务书, 主要包含数控加工工序说明和技术要求,
是编程人员和工艺人员协调工作编制数程序的重要依据只之一
数控加工工件装夹和加工原点设定卡片, 主要表示
出加工原点，定位方法和夹紧方法，并注明加工原点设置位置和
坐标方向，使用的夹具名称的编号等
数控加工常用工艺文件
61
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工工序卡片, 数控加工工序卡片与普通加工工序卡片
有许多相似之处，只是数控加工工序卡片应注明编程原点和对刀点,
并要进行简要编程说明（如：所用机床型号，程序介质，程序编号,
刀具半径补偿等）及刀具参数（如：主轴速度，进给速度，最大背
吃刀量或刀宽等）的选择
数控加工走刀路线图, 在数控加工中，常常要注意并防止刀具
在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为次必须告诉操作者关于
编程中的刀具运动路线（如：从哪里下刀、在哪里抬刀等）
数控加工常用工艺文件
62
第一章 数控加工工艺规程制定
数控刀具卡片, 反映刀具编号、刀具结构、尾柄
规格、组合件名称代号、刀型号和材料等。它是
组装刀具和调整刀具的依据
数控加工常用工艺文件
63
第一章 数控加工工艺规程制定
结 束
64
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表一 数控编程任务书
65
第一章 数控加工工艺规程制定
表一 数控编程任务书
数控加工常用工艺文件
表二 数控加工工件安装和加工原点设定卡片
66
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表三 数控加工工序卡片
67
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表四 数控加工走刀路线图
68
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表五 数控刀具卡片
69
第一章 数控加工工艺规程制定
常见的
组合夹
具（ 1）
机床设备和工艺装备的选择
常见的
组合夹
具（ 2）
瑞士 EROWA组合
夹具适用于航天零
件、模具制造、精
密加工等，手动,
自动替换工作可达
± 1μm 。
70
第一章 数控加工工艺规程制定
常见专
用夹具
连杆加
工夹具
东风电机
转子夹具
机床设备和工艺装备的选择
71
第一章 数控加工工艺规程制定
液压
夹具
机床设备和工艺装备的选择
72
第一章 数控加工工艺规程制定
图一
图二
工艺路线的拟定
73
第一章 数控加工工艺规程制定
图一
图二
工艺路线的拟定
74
第一章 数控加工工艺规程制定
生产过程流程图
基本概念
75
第一章 数控加工工艺规程制定
工位举例
工艺过程的组成
76
第一章 数控加工工艺规程制定
转换法兰 齿轮
毛坯及加工余量
77
第一章 数控加工工艺规程制定
各种汽车锻件
毛坯及加工余量
78
第一章 数控加工工艺规程制定
焊接件
毛坯及加工余量
79
第一章 数控加工工艺规程制定
各种冲压件
毛坯及加工余量
80
第一章 数控加工工艺规程制定
定位基准的选择
81
第一章 数控加工工艺规程制定
为保证皮带的轮缘厚度 均匀,
以不加工表面 1为粗基准
为保证零件的壁厚均匀，以不
加工的外圆表面 A为粗基准
定位基准的选择
82
第一章 数控加工工艺规程制定
阶梯轴零
件图及加
工工艺过
程
基本概念
83
第一章 数控加工工艺规程制定
机械加工工艺规程的制定
84
第一章 数控加工工艺规程制定
凸轮锻
件毛坯
凸轮铸件毛坯 其它铸件毛坯
毛坯及加工余量
第一章 数控加工工艺规程制定
基本概念
机械加工工艺规程的制定
零件图样的工艺分析
毛坯及加工余量
定位基准的选择
工艺路线的拟定
工序尺寸及公差的确定
机床设备和工艺装备的选择
数控加工常用工艺文件
2
第一章 数控加工工艺规程制定
基本概念
将原材料转变为成品的
全过程
生产过程
改变生产对象的形状、尺寸、
相对位置和性质等，使其成
为成品或半成品的过程称为
工艺过程。工艺过程是生产
过程中的主要部分，其余的
劳动过程则为生产过程的辅
助过程
工艺过程
3
第一章 数控加工工艺规程制定
由若干个顺序排列的工序组
成的，而工序又可分为安装、
工位、工步和走刀
基本概念
一个或一组工人，
在一个工作地对同
一个或同时对几个
工件所连续完成的
那一部分工艺过程
工件经一次装
夹后所完成的
那一部分工序
工艺过程
的组成
工序
安装
4
第一章 数控加工工艺规程制定
基本概念
在加工表面和加工工具不变的情况下，
所连续完成的那一部分工序内容
一次装夹工件后，工件与夹具或设备
的可动部分一起相对刀具或设备的固
定部分所占据的每一个位置
在一个工步内, 若被加工表面需切去
的金属层很厚, 就可分几次切削, 每
切削一次为一次走刀
工步
工位
走刀
5
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 1,
请仔细观看下列动画，回答下列问题,
1.该加工过程含有多少道工序，工序顺序如何？
2.每道工序有多少道工步，工步顺序如何？
装夹一 装夹二 装夹三
基本概念 基本概念
6
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 2,
请仔细观看下列加工视频，回答问题：
该加工过程含有多少个工位？
基本概念 基本概念
7
第一章 数控加工工艺规程制定
生产
纲领
企业在计划期内应当生产
的产品产量和进度计划。
计划期常定为 1年，所以生
产纲领常称为年产量
生产
类型
企业（或车间、工段、班
组、工作地）生产专业化
程度的分类。一般分为大
量生产，成批生产和单件
生产三种类型
基本概念
8
第一章 数控加工工艺规程制定
工艺规程
●指导生产的主要技术文件；
●组织生产和管理的基本依据；
●新建、扩建工厂（车间）的基本资料
作
用
规定产品或零部件制
造工艺过程和操作方
法等的工艺文件
定义
机械加工工艺规程的制定
9
第一章 数控加工工艺规程制定
机械加工工艺规程的制定
制定
工艺
规程
的基
本要
求
●在保证产品质量的前提下，能尽量提
高生产率和降低成本；
●做到技术上的先进性、经济上的合理
性，保证工人具有良好的劳动条件；
●制定工艺规程时，工艺人员必须认真
研究原始资料，如产品图样、生产纲领、
毛坯资料及生产条件的状况等；
●参照同行业工艺技术的发展，综合本
部门的生产实践经验，进行工艺文件的
编制
10
第一章 数控加工工艺规程制定
机械加工工艺规程的制定
确定
工序
尺寸、
公差
及其
技术
要求
制定工艺规程的方法与步骤
零件
图的
研究
与工
艺审
查
确
定
生
产
类
型
确
定
毛
坯
的
种
类
和
尺
寸
选择定
位基准
和主要
表面的
加工方
法，拟
订零件
的加工
工艺路
线
确定机
床、工
艺装备、
切削用
量及时
间定额
填
写
工
艺
文
件
实例 模具零件加工 工艺规程制定 一般步骤和所包含的基本内容
11
第一章 数控加工工艺规程制定
零件图样的工艺分析
读图和审图
●分析零件图是否完整正确 ；
● 零件的技术要求分析 ；
● 尺寸标注应符合数控加工的特点；
● 定位基准可靠
零件结构
工艺性
零件在满足使用要求的前提下，
制造的可行性和经济性。它包括
零件各个制造过程中的工艺性，
如零件的铸造、锻造、冲压、焊
接、热处理和切削加工工艺性等
。好的工艺性会使零件加工容易
，节省工时，降低消耗
12
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
常用毛坯的种类有铸、锻、压
制、冲压、焊接、型材和板材
等 。
毛
坯
种
类
铸件 适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，
不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用
砂型铸造；中、小型零件可用较先进
的铸造方法
锻件 适用于强度较高、形状较简单的零件。
尺寸大的零件一般用自由锻；中、小
型零件选模锻；形状复杂的钢质零件
不宜自由锻
13
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
热轧型材的尺寸较大，精度低，
多用作一般零件的毛坯；冷轧材
尺寸较小，精度较高，多用于毛
坯精度要求较高的中、小零件，
适用于自动机床加工
对于大件来说，焊接件简单、方便，
特别是单件小批生产可大大缩短生
产周期。但焊接后变形大，需经时
效处理
适用于形状复杂的板料零件，多用
于中、小尺寸件的大批大量生产
焊接件
冷冲压件
毛
坯
种
类
型材
14
第一章 数控加工工艺规程制定
大型齿轮毛坯 工业汽轮机叶片毛坯 连杆毛坯
毛坯及加工余量
毛坯种类选
择的依据
◆零件材料及机械性能
◆零件的功能
◆生产类型
◆ 具体生产条件
15
第一章 数控加工工艺规程制定
◆ 特殊情况,采用锻件、铸件毛坯时，因锻模时的欠压量与允
许的错模量的不等；铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体
的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造、铸造
后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、
不稳定。因此，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准
备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量
毛坯及加工余量
毛坯形状和尺
寸的选择
减少肥头大耳，实现少、无屑加工。
因此毛坯形状要力求接近成品形状，
以减少机械加工的劳动量
16
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
◆ 尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，
可多个工件连在一起由一个毛坯制出
◆ 装配后形成同一工作表面的两个相关零件，
为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为
一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开
◆ 对于不便装夹的毛坯。可考虑在毛坯上另外增
加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准
17
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
加工余
量
加工过程中，所切
去的金属层厚度
工序余量 相邻两工序的工序尺寸之差
加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差
18
第一章 数控加工工艺规程制定
影响加工余量
的主要因素
◆前工序的尺寸公差 Ta（ Ta越大,就越大）；
◆前工序的位置误差；
◆前工序的表面质量 (Ra+Ha)；
◆本工序的安装误差；
◆其它：如热处理引起的工件变形 (若变形过大而余量
不足而报废 )
毛坯及加工余量
19
第一章 数控加工工艺规程制定
毛坯及加工余量
确
定
加
工
余
量
的
方
法
查表法
根据各工厂的生产实践和试验研究积累的
数据，先制成各种表格，再汇集成手册。
确定加工余量时，查阅这些手册，再结合
工厂的实际情况进行适当修改后确定
经验估
计法
根据实际经验确定加工余量。一般情
况，为防止因余量过小而产生废品，
经验估计的数值总是偏大
分析计
算法
根据上述的加工余量计算公式和一定的试
验资料，对影响加工余量的各项因素进行
分析，并计算确定加工余量
20
第一章 数控加工工艺规程制定
切削用量
三要素
切削用量的选择
● 主运动速度 Vc,主运动速度表示主运动的速度大小和方
向,单位为 m/min。 当主运动为旋转运动时，可按下式计算,
式中,n— 主轴转速（ r/s或 r/min）； d— 工件或刀具的最大
直径（ mm）。
● 进给量：每转进给量 f（ mm/r）
每齿进给量 fz （ mm/z）
进给速度 (mm/min)
● 背吃刀量：背吃刀量是车削时已加工表面与待加工表
面之间的垂直距离（单位,mm）。
式中 dw — 工件待加工表面的直径,dm— 工件已加工
表面的直径
1000C DnV ??
2
wmp dda ??
21
第一章 数控加工工艺规程制定
选择切
削用量
的原则
在工艺系统刚性允许时，应首先选择一个尽可能大
的 ap,其次选择一个较大的 f,最后在刀具耐用度
和机床功率允许条件下选择一个合理的 Vc
◆ ap的选择, 主要根据加工余量和工艺系统的刚度确定
● 粗加工时，在留下精加工、半精加工的余量后，尽可能一次走刀将剩下的余量切除；
● 当冲击载荷较大（如断续表面）或工艺系统刚度较差（如细长轴、镗刀杆、机床陈旧）
时，可适当降低，使切削力减小；
● 精加工时，应根据粗加工留下的余量确定，采用逐渐降低的方法，逐步提高加工精度
和表面质量；
● 一般精加工时，取 0.05～ 0.8㎜；半精加工时，取 1.0～ 3.0㎜
切削用量的选择
22
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 3,
请仔细观看下列加工视频，请比较切削用
量选择的不同，并讨论影响切削用量选择的主
要因素,
基本概念 基本概念
23
第一章 数控加工工艺规程制定
◆ f的选择
● 粗加工时,f主要受刀杆、刀片和机床、工件等强度、刚度所承受的切削力限制,
一般根据刚度来选。工艺系统刚度好时，可用大些的 f； 反之，适当降低 f；
● 精加工、半精加工时,f应根据工件的 Ra要求选。 Ra要求小的，取较小的 f,但又
不能过小，因为 f过小，切削厚度过薄,Ra反而增大，且刀具磨损加剧。若刀具的刀
尖圆弧半径愈大，则 f可选较大值
◆ Vc的选择 主要根据工件材料、刀具材料和机床功率来选
● 刀具材料好，可选得高些；
● Ra值要求小的，要避开积屑瘤、鳞刺产生的 Vc,高速钢刀取小 Vc＜ 5 m／ min
,硬质合金取较高的 Vc=130～ 160 m/min；
● 表面有硬皮或断续切削时，应适当降低；
● 工艺系统刚性差的，应减小 Vc
切削用量的选择
24
第一章 数控加工工艺规程制定
基准的概念
定位基准的选择
零件是由若干表面组成，各表面之间都
有一定的尺寸和相互位置要求。用以确
定零件上点、线、面间的相互位置关系
所依据的点、线、面称为基准
按作用不
同分为设
计基准和
工艺基准
设计基准 设计图样上所采用的基准
工艺基准
在工艺中采用的基准。工艺基
准按用途不同，又分为定位基
准、测量基准和装配基准
25
第一章 数控加工工艺规程制定
加工时使工件在机床或夹具中
占据正确位置所用的基准
定位基准的选择
工艺基准
零件检验时，用以测量已加
工表面尺寸及位置的基准
装配时用以确定零件在部件
或产品中位置的基准
定位
基准
测量
基准
装配
基准
26
第一章 数控加工工艺规程制定
粗基准的选择
粗基准
的选择
原则
●非加工表面原则 为了保证加工面与不加工面之间
的位置要求，应选不加工面为粗基准。
●加工余量最小原则 以余量最小的表面作为粗基准
●重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，
应选择重要加工面为粗基准。
●不重复使用原则 粗基准原则上只能使用一次,
●便于工件装夹原则 作为粗基准的表面，应尽量平
整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使
工件定位准确、夹紧可靠
粗基准 在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作定位的基准
床身粗基准的选择
定位基准的选择
27
第一章 数控加工工艺规程制定
精基准 用加工过的表面作定位基准
精基准的选择
●基准重合原则, 选择设计基准为定位基准；
●基准统一原则：多道工序选择同一个定位基准；
●自为基准原则, 选择加工表面本身；
●互为基准原则, 采取两个加工表面互为基准；
●便于装夹原则, 所选精基准应保证定位准确；稳
定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便
灵活，足够大的接触面积，以承受较大的切削力
精基准的
选择原则
定位基准的选择
28
第一章 数控加工工艺规程制定
加工阶段
的划分
当加工质量要求较高时，应划分加工
阶段。一般可分为粗加工、半精加工
和精加工三个阶段。当加工精度和表
面质量要求特别高时，可增设光整加
工和超精密加工
工艺路线的拟定
粗加工 切除毛坯大部分余量，接近成品的形状和尺寸
半精加工 主要表面留下精加工余量并达到一定的精度，完成一些次要表面的加工
光整加工
保证主要表面精度和表面粗糙度 精加工
获得很高的尺寸精度、降低表面
粗糙度或使其表面得到强化
粗精加
工视频
29
第一章 数控加工工艺规程制定
划分
加工
阶段
的原
因
保证加工质量
有利于合理使
用设备
便于安排热处
理工序
便于及时发
现毛坯缺陷
精加工和光整
加工过的表面
少受磕碰损坏
工艺路线的拟定
30
第一章 数控加工工艺规程制定
工序集中
工序分散
将工件的加工集中在少数几道工序
内完成，每道工序的加工内容较多。
工序集中有利于采用数控机床、高
效专用设备及工装
将工件的加工，分散在较多的工序
内进行，每道工序的加工内容很少。
工序分散使用的设备及工艺装备比
较简单，调整和维修方便，操作简
单，转产容易
工序的划分 工艺路线的拟定
31
第一章 数控加工工艺规程制定
基准先行 先主后次 先粗后精 先面后孔
切削加工工序
热处
理工
序
预备热处理
消除残余
应力处理
最终热处理
表面装饰
性镀层和
发兰处理
一般安排在粗加工前
粗加工、半精加工和
精加工之间
一般安排在精加工前
一般都安排在机械
加工完毕后
工艺路线的拟定
32
第一章 数控加工工艺规程制定
课堂讨论 4,
请仔细观看下列加工视频，回答问题：
该数控加工过程遵循了哪些工艺原则？
基本概念 基本概念
33
第一章 数控加工工艺规程制定
辅助
工序
自检
重要工序的前后
送往外车间加工之前
全部加工工序完成
淬火工序之前 全部加
工工序完成
检验
去毛刺
倒棱
清洗
防锈
去磁和平衡
工艺路线的拟定
34
第一章 数控加工工艺规程制定
退火,将钢加热到一定的温度，保
温一段时间，随后由炉中缓慢冷却
的一种热处理工序
其作用是：消除内应力，提高
强度和韧性，降低硬度，改善
切削加工性。 应用,高碳钢采
用退火，以降低硬度； 放在粗
加工前，毛坯制造出来以后
正火,将钢加热到一定温度，保温
一段时间后从炉中取出，在空气中
冷却的一种热处理工 序。 注：加
热到的一定的温度，其与钢的含 C
量有关，一般低于固相线 200度左
右
其作用是：提高钢的强度和硬
度，使工件具有合适的硬度，
改善切削加工性。应用,低碳
钢采用正火，以提高硬度。放
在粗加工前，毛坯制造出来以
后
回火,将淬火后的钢加热到一定的
温度，保温一段时间，然后置于空
气或水中冷却的一种热处理的方法
其作用是：稳定组织、消除内
应力、降低脆性
常用热处理方法及作用小结
35
第一章 数控加工工艺规程制定
调质处理 （淬火后再高温回火）,
其作用：是获得细致均匀的组织,
提高零件的综合机械性能。
应用：安排在粗加工后，半精加工
前。常用于中碳钢和合金钢
时效处理,其作用：是消除毛坯制
造和机械加工中产生的内应力
应用：一般安排在毛坯制造出来和
粗加工后。常用于大而复杂的铸件
淬火,将钢加热到一定的温度，保
温一段时间，然后在冷却介质中迅
速冷却，以获得高硬度组织的一种
热处理工艺
其作用是：提高零件的硬度。 应
用：一般安排在磨削前
渗碳处理,提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后
进行
为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的
而安排的热处理工序，例如 镀铬、镀锌、发兰 等，一般都安排在工艺过程
最后阶段进行
常用热处理方法及作用小结
36
第一章 数控加工工艺规程制定
工艺路线的拟定
先基准面后
其它表面
先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工
其它表面，以保证加工质量
先粗加工后
精加工
即粗加工在前，精加工在后，粗精分开
主要表面后
次要表面
如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表
面是指键糟、联接用的光孔等
先加工平面
后加工孔
平面轮廓尺寸较大，平面定位装夹稳定，通常
均以平面定位来加工孔
37
第一章 数控加工工艺规程制定
尺寸
链与
工艺
尺寸
链
在机器装配或零件加工过
程中，由相互连接的尺寸
形成封闭的尺寸组
示意图
工序尺寸及公差的确定
定义
38
第一章 数控加工工艺规程制定
组成环按其对封闭环的影
响又可分为 增环 和 减环
尺寸链
尺寸链中凡属间
接得到的尺寸称
为 封闭环
尺寸链中凡属通
过加工直接得到
的尺寸称为 组成环
组成尺寸链的每一个尺
寸，称为尺寸链的 环
当其它组成环的大小不变
，若封闭环随着某组成环
的增大而增大，则此组成
环就称为 增环 ；反之则此
组成环就称为 减环
工序尺寸及公差的确定
39
第一章 数控加工工艺规程制定
图示工件如先以 A面定位加工 C
面，得尺寸 A1然后再以 A面定位
用调整法加工台阶面 B,得尺寸
A2,要求保证 B面与 C面间尺寸 A0；
A1,A2和 A0这三个尺寸构成了一
个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。
A0是间接得到的尺寸，它就是尺寸
链的 封闭环 。 A1是 增环, A2是 减环 。
如右图
工序尺寸及公差的确定
40
第一章 数控加工工艺规程制定
尺寸链
的计算
（极值法 ）
封闭环的
基本尺寸
式中 —— 各增环的基本尺寸；
m—— 增环的环数； —— 各减
环的基本尺寸； n—— 尺寸链
的总环数。
封闭环的
极限尺寸
工序尺寸及公差的确定
41
第一章 数控加工工艺规程制定
尺寸链
的计算
（极值法 ）
封闭环的
上偏差
封闭环的
公差
封闭环的
下偏差
工序尺寸及公差的确定
42
第一章 数控加工工艺规程制定
工序尺寸
及公差
每道工序完成后应保证的尺寸 定义
基准重合时, 计算顺序是：先确定各工序的基
本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸
的公差，则都按各工序的经济精度确定，并按
“入体原则”确定上下偏差
基准不重合时, 需用工艺
尺寸链来分析计算
计
算
工序尺寸及公差的确定
43
第一章 数控加工工艺规程制定
例：右 图所示轴承碗，当以
端面 B定位车内孔端面 C时,
A的尺寸不便测量,若先按尺
寸 A车出端面 A,再以 A为测
量基准车出 x,则可间接保证
A。 显然，上述 A,A和 x构成
的尺寸链中,A是封闭环，为
较全面地了解尺寸换算中的
问题，我们设计尺寸 A和 A给
出三种不同的公差（见表）,
分别讨论。
工序尺寸及公差的确定
44
第一章 数控加工工艺规程制定
即公差为零，这是由于组成环 A的公差与封闭环的公差相等。
尺寸 x的公差为零，即 x必须加工得绝对准确，这实际上是不
可能的。因此必须压缩 A的公差。
工序尺寸及公差的确定
45
第一章 数控加工工艺规程制定
这是由于组成环 A的公差远大于封闭环的公差。根据封闭环的公差应大于或
等于各组成环公差之和的原则，考虑到加工内孔端面 C的困难，应给其留有
较大的公差，则应大幅压缩 A1的公差
工序尺寸及公差的确定
46
第一章 数控加工工艺规程制定
总结,在实际加工中，由于测量基准与设计基准不重合，因而要换算测量
尺寸。如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一
组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检，逐个测
量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否
工序尺寸及公差的确定
47
第一章 数控加工工艺规程制定
内孔键槽加工尺寸换算
课堂讨论,
右图所示为一齿轮内孔的简图 。 内孔
为 φ mm, 键槽尺寸深度为 φ
90.4 mm。 内孔及键槽的加工顺序
如下,
① 精镗孔至 φ 84.8 mm；
② 插键槽至尺寸 A（ 通过工艺计算确
定 ） ；
③ 热处理；
④ 磨内孔至 mm,同时间接保证
键槽深度 90.4 mm要求 。
要求：通过工艺 尺寸链计算 尺寸 A
0.035085?
0.070?
0.035085?
0.200?
0.200?
工序尺寸及公差的确定
48
第一章 数控加工工艺规程制定
分析, 根据以上加工顺序可以看出，磨孔后不仅要能保证内孔
的尺寸 φ mm,而且要能同时自动获得键槽的深度尺寸
90.4 mm。 为此必须正确地算出以镗孔后表面为测量基准的
插键槽的工序尺寸 A。 由尺寸链简图知，精镗后的半径 42.4
mm,磨孔后的半径 42.5 mm以及键槽尺寸 A都是直接获得的,
是组成环。键槽深度 90.4 mm,是间接获得的，为封闭环。按
照工艺尺寸链的公式 A值计算如下,
0.035085?
0.200?
+0.0350
+0.01750
+0.200
工序尺寸及公差的确定
49
第一章 数控加工工艺规程制定
按公式求基本尺寸,
∵ 90.4＝ A＋ 42.5－ 42.4
∴ A＝ 90.4＋ 42.4－ 42.5＝ 90.3mm
按公式求上偏差,
∵ 0.20＝ ESA＋ 0.175－ 0
∴ ESA＝ 0.20－ 0.175＝ 0.1825mm
按公式求下偏差,
∵ 0＝ EIA＋ 0－ 0.035
∴ EIA＝ 0.035mm
插键槽工序尺寸,A＝ 90.3 mm +0.183
+0.035
工序尺寸及公差的确定
50
第一章 数控加工工艺规程制定
练习 1：下图工件，如先以 A面定位
加工 C面，得尺寸 A1；然后再以 A面定
位用调整法加工台阶面 B，得尺寸 A2，
要求保证 B面与 C面间尺寸 A0。试求工
序尺寸 A2。
尺寸链问题
51
第一章 数控加工工艺规程制定
练习 2,一批如图示轴套零件，在车床上已加
工好外圆、内孔及端面，现须在铣床上铣右端缺
口，并保证尺寸 5-00.06及 26?0.2，求采用调整法加
工时控制尺寸 H,A及其偏差并画出尺寸链图。
尺寸链问题
52
第一章 数控加工工艺规程制定
练习 3：如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其
外圆、内孔及端面均已加工。试求,① 当以 A面定
位钻直径为 φ10mm孔时的工序尺寸 A1及其偏差；
② 当以 B面定位钻直径为 φ10mm孔时的工序尺寸 B1
及其偏差。
尺寸链问题
53
第一章 数控加工工艺规程制定
● 机床规格应与工件的外形尺寸相适应即大件用大
机床、小件用小机床；
● 机床精度应与工件加工精度要求相适应 机床精度
过低，不能保证加工精度；机床精度过高，又会增加工
件的制造成本，应根据工件的精度要求合理选择；
● 机床的生产效率应与工件的生产类型相适应 单件小
批生产用通用设备或数控机床，大批大量生产应选高效
专用设备；
● 与现有条件相适应 要根据现有设备及设备负荷状况,
外协条件等确定，避免“闭门造车”
机床的选择
机床设备和工艺装备的选择
54
第一章 数控加工工艺规程制定
工艺装备
的选择
● 刀具的选择 一般优先采用标准刀具。必要时,
可采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具
等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求
● 夹具的选择 数控加工的特点对夹具提出了两个基本
要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对
固定； 二是要能协调零件与机床坐标系的尺寸
机床设备和工艺装备的选择
55
第一章 数控加工工艺规程制定
同一批刀具的切削性能和使用寿命要稳定，以便实现
按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具寿命的管理
刀具必须具有较高的精
度，以适应数控加工的高
精度和自动换刀的要求。
如整体式立铣刀径向尺寸
精度应高达 0.005mm等
刀具的选择
整体硬质合金刀具
机床设备和工艺装备的选择
56
第一章 数控加工工艺规程制定
刀具及其刀柄等附件的可靠性及
适应性要高，以免在数控加工中发
生意外损坏而影响加工的顺利进行
刀具的耐用度应比普通机床用的刀具更高，以减少
更换、刃磨刀具及对刀次数，发挥数控机床的效益
刀具的断屑和排屑性能要好
刀具的
选择
机床设备和工艺装备的选择
57
第一章 数控加工工艺规程制定
夹具
的选择
● 单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹
具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生
产费用。 下图为卧式加工中心上加工阀体零件的
孔系组合夹具（ 其它组合夹具 ）
工件装夹前 工件 装夹 后
机床设备和工艺装备的选择
58
第一章 数控加工工艺规程制定
夹具
的选择
零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短
机床的停顿时间
夹具上各零件应不妨碍机床对零件各表
面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧
元件不能影响加工中的走刀
为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工
可以采用多工位、气动或液压夹具
在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并
力求结构简单
机床设备和工艺装备的选择
59
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工
常
用工艺文
件
● 数控编程任务书
● 数控加工工件装夹和
加工原点设定卡片
● 数控加工工序卡片
● 数控加工走刀路线图
● 数控刀具卡片
数控加工常用工艺文件
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第一章 数控加工工艺规程制定
数控编程任务书, 主要包含数控加工工序说明和技术要求,
是编程人员和工艺人员协调工作编制数程序的重要依据只之一
数控加工工件装夹和加工原点设定卡片, 主要表示
出加工原点，定位方法和夹紧方法，并注明加工原点设置位置和
坐标方向，使用的夹具名称的编号等
数控加工常用工艺文件
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第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工工序卡片, 数控加工工序卡片与普通加工工序卡片
有许多相似之处，只是数控加工工序卡片应注明编程原点和对刀点,
并要进行简要编程说明（如：所用机床型号，程序介质，程序编号,
刀具半径补偿等）及刀具参数（如：主轴速度，进给速度，最大背
吃刀量或刀宽等）的选择
数控加工走刀路线图, 在数控加工中，常常要注意并防止刀具
在运动过程中与夹具或工件发生意外碰撞，为次必须告诉操作者关于
编程中的刀具运动路线（如：从哪里下刀、在哪里抬刀等）
数控加工常用工艺文件
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第一章 数控加工工艺规程制定
数控刀具卡片, 反映刀具编号、刀具结构、尾柄
规格、组合件名称代号、刀型号和材料等。它是
组装刀具和调整刀具的依据
数控加工常用工艺文件
63
第一章 数控加工工艺规程制定
结 束
64
第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表一 数控编程任务书
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第一章 数控加工工艺规程制定
表一 数控编程任务书
数控加工常用工艺文件
表二 数控加工工件安装和加工原点设定卡片
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第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表三 数控加工工序卡片
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第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表四 数控加工走刀路线图
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第一章 数控加工工艺规程制定
数控加工常用工艺文件
表五 数控刀具卡片
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第一章 数控加工工艺规程制定
常见的
组合夹
具（ 1）
机床设备和工艺装备的选择
常见的
组合夹
具（ 2）
瑞士 EROWA组合
夹具适用于航天零
件、模具制造、精
密加工等，手动,
自动替换工作可达
± 1μm 。
70
第一章 数控加工工艺规程制定
常见专
用夹具
连杆加
工夹具
东风电机
转子夹具
机床设备和工艺装备的选择
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第一章 数控加工工艺规程制定
液压
夹具
机床设备和工艺装备的选择
72
第一章 数控加工工艺规程制定
图一
图二
工艺路线的拟定
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第一章 数控加工工艺规程制定
图一
图二
工艺路线的拟定
74
第一章 数控加工工艺规程制定
生产过程流程图
基本概念
75
第一章 数控加工工艺规程制定
工位举例
工艺过程的组成
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第一章 数控加工工艺规程制定
转换法兰 齿轮
毛坯及加工余量
77
第一章 数控加工工艺规程制定
各种汽车锻件
毛坯及加工余量
78
第一章 数控加工工艺规程制定
焊接件
毛坯及加工余量
79
第一章 数控加工工艺规程制定
各种冲压件
毛坯及加工余量
80
第一章 数控加工工艺规程制定
定位基准的选择
81
第一章 数控加工工艺规程制定
为保证皮带的轮缘厚度 均匀,
以不加工表面 1为粗基准
为保证零件的壁厚均匀，以不
加工的外圆表面 A为粗基准
定位基准的选择
82
第一章 数控加工工艺规程制定
阶梯轴零
件图及加
工工艺过
程
基本概念
83
第一章 数控加工工艺规程制定
机械加工工艺规程的制定
84
第一章 数控加工工艺规程制定
凸轮锻
件毛坯
凸轮铸件毛坯 其它铸件毛坯
毛坯及加工余量
