第 7 章 机械加工工艺规程 Process Engineering
第 1 节 基本概念与术语
一、生产过程与工艺过程
1. 生产过程
我们通常所讲的生产过程是将原材料或半成品转变为成品所进行的全部过程。
任何一种机械都是由零件、组件、部件装配而成， 其制造是一个复杂的过程。对一个机械产品来说，
要满足与适应市场的需求， 其设计与制造应分为以下几个阶段， 如图 7-1 所示：
图 7-1 机械产品的生产过程
2. 工艺过程
工艺过程-加工对象性能的变化，包括几何形状、硬度、状态、信息量等等。如锻压、铸造、机械加工、
冲压、焊接、热处理、表面处理、装配和试
车等。所以，具体地说，工艺过程是与改变
原材料或半成品使之与成为成品直接有关
的全部过程。
二、工艺过程的组成
机械加工工艺过程是由一系列工序
组成的，毛坯依次通过这些工序而变为成品。
工序是工艺过程的基本组成部分。
1 工序
总体设计
零部件设计
决定功能
选择材料
决定结构与尺寸
制定技术条件
绘出样图
与尺寸
决定结构
与尺寸
制定技术
条件
绘出样图
零部件设计
决定功能
选择材料
决定结构
与尺寸
制定技术
条件
绘出样图
零部件设计
决定功能
选择材料
决定结构
与尺寸
制定技术
条件
绘出样图零部
件设计
决定功能
选择材料
决定结构
与尺寸
制定技术
条件
绘出样图总体
设计
零部件设计
决定功能
选择材料
决定结构
与尺寸
制定技术
条件
绘出样图
决定生产方案
制定工艺规程
及工艺卡
设计并制造工
艺装备
铸件
锻件
冲压件
焊接件
棒料
非金属材料
毛坯
粗加工
精加工
半精加工
热处理及表面处理
外购件
外协件
标准件
组件装配
部件装配
总装配
调 试
检 测
技术与生产管理（包括检测）依具体要求贯穿全过程
产品设计 工艺准备 毛坯制造 机械加工 装配调试
涂装
出厂
A
A
60
A
图 7-5 齿轮
在一个工作地点上、对一个工件(或—组工件)进行加工所进行的连续工作过程，叫工序。如图 7—5 所
示的齿轮，加工数量较少时，可按表 7-1 分工序，而加工数量较多时，工序划分如表 7—2 所示。
工序的划分依靠两个基本要素：一是工序中的工人、工件和所用的机床或工作地点是否改变，；二是
加工过程是否连续完成。 比如，即使粗加工和精加工都是在同一机床上进行，如果中间插入其它处理，
失去了工序的连续性，则应把这两次加工分成两道工序。
表 7-1 齿轮的单件小批生产加工工序
工序号 工 序 内 容 设 备
10
粗车大端面、大外圆，钻孔；调头，粗车小端面、小外圆、
台阶端面，精车小端面、小外圆、台阶端面，倒角，调头
精车大端面、大外圆，精镗孔， 倒角
车 床
20 磨小端面 磨 床
30 滚齿 滚齿机
40 插键槽 插 床
50 检验 检验台
表 7-2 齿轮的大批生产加工工序
工序号 工序内容 设 备
10 粗车大端面、大外圆，钻孔； 内倒角 车床 1
20 粗车小端面、小外圆、台阶端面，内倒角 车床 2
30 拉孔 拉 床
40 精车小端面、小外圆、台阶端面，外倒角 车床 3
50 精车大端面、大外圆，钻孔； 内倒角 车床 4
60 滚齿 滚齿机
70 拉键槽 拉 床
90 检验 检验台
2．工步
工序可细分为多个工步。当加工表面不变，切削刀具不
变，切削用量中的切削速度和进给量不变的情况下所完成的
那一部分工艺过程称为工步。 车削图 7－5 所示齿轮零件的
加工，在大批量加工时， 工序 10 包括下列 4 个工步：Ⅱ粗车
大端面、Ⅱ粗车大外圆，Ⅱ钻孔；Ⅱ倒角。
为了简化工艺文件， 对于在一次安装中连续进行的若干相
同的工步，常可看为一个工步(称为合并工步)。如用一把钻头连 图 7-6 复合工步
续钻削几个相同尺寸的孔。就认为是—个工步，而不看成是几个工步。
为了提高生产效率， 用几把不同的刀具或复合刀具同时加工—个工件上的几个表面， 如图 7－6 所
示，也看成是一个工步，称为复合工步。
3.走刀
在一个工步中， 用同一刀具、同一切削用量，
对同一表面进行多次切削时，相对被加工表面移动
一次，切去一层金属的过程，称为走刀， 如图 7－
7 所示。一个工步可包括一次或几次走刀。
4.安装
工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。在一个工序内，工件的加工可能只需安装一次．也
可能需要安装几次。如表 7—1 中的工序 40 中，一次安装即可拉出键槽。 而工序 10 中， 车削全部外圆
表面至少需安装二次。
工件加工中应尽量减少安装次数，因为多一次安装就多一次安装误差，且增加安装工件的辅助时间。
5 工位
为了减少工件的安装次数，在加工中常采用各种回转工作台、
回转夹具或移动夹具及多轴机床。工件在一 次安装中，在机床上
所占有的每一个位置上所完成的那一部分工作称为工位。如图
7—8 所示为利用回转工作台，在一次安装中顺次完成装卸工件、
钻孔、扩孔和铰孔等四工位加工实例。采用多工位加工可以减少
工件安装次数，缩短辅助时间，提高生产率，有利于保证加工精
度。
四、生产纲领、生产类型及其工艺特征
1 生产纲领
生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期通常为 1 年，所以生产纲领也
称产品的年生产量。
零件的生产纲领要计入备品及废品的数量，一般按下式计算：
式中 ——零件年产量，单位为件／年；
——产品的年产量．单位为台／年；
n——每台产品中，该零件的数量，单位为件／台；
——备品的百分率（％）；
)1)(1( QnN
N
Q
图 7－7 以棒料加工阶梯轴
图 7－8 多工位加工
—一废品的百分率（％）；
备品率的多少要根据用户和修理单位的需要考虑。一般由调查及经验确定。零件平均废品则根据各
企业的生产条件与技术的不同而不同。生产条件稳定，产品定型，如汽车、机床等产品生产废品率一般为
o．5％一 1％；当生产条件不稳定，新产品试制，废品率可高达 50％。
2 生产类型
生产类型是指企业生产专业化程度的分类。
产品的生产纲领决定了工厂的生产规模和生产方式。根据生产纲领、产品的复杂程度和质量的大小， 其
生产方式可分为大量生产、成批生产（根据批量的大小又可分为大批、中批与小批生产）和单件生产三种
类型。
1）单件生产
单件生产的基本持点是生产的产品品种繁多，每种产品仅制造一个或少数几个少再重复生产。例如，
船用大型柴油机、大型汽轮机、重型机械产品制造及新产品试制等，都属于单件生产类型。
2．成批生产
一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象
周期性地重复， 例如，机床、机车、电机和纺织机械的制造常同成批生产。
同一产品(或零件)每批投入生产的数量称为批量。批量可根据零件的年产量及一年中
的生产批数计算确定。一年的生产批数根据用户的需要、零件的特征、流动资金的周转、仓库容量等具体
情况确定。
3．大量生产
产品的数量很大，大多数工作地按照一定的生产节拍进行某种零件的某道工序的重复
加工。例如，汽车、拖拉机、自行车、缝纫机和手表的制造均采用大量生产方式。
表 7-3 生产类型与生产纲领的关系
表 7-4 各种生产类型工艺过程的特点
特点 单件、小批生产 成批生产 大批、大量生产
加工对象 经常换， 不固定 周期性更换 固定不变
零件互换性
配对制造， 无互换
性， 广泛用于钳工
修配。
普遍具有互换性，一
般不用试配
全部互换， 某些高
精度配合件采用分组
装配、配研或配磨
毛坯制造与加工余量
木模手工造型或自由
锻造， 毛坯精度低，
加工余量大
部分用金属模或模锻，
毛坯精度及加工余量
中等
广泛采用金属模机器
造型、精密铸造、模
锻或其它高效成型方
法， 毛坯精度高及
加工余量较小
机床设备及布置
通用设备， 极少用
数控机床， 按机群
布置
通用机床及部分高效
专用机床和数控机床
等， 按零件类别分
工段布置
广泛采用高效专用机
床信自动机床， 按
流水线排列或采用自
动线
夹具与安装
多用通用夹具， 极
少用专用夹具，通常
用划线找正
广泛使用专用夹具，
部分用划线找正，
广泛使用高效能的专
用夹具
尺寸获得方法 试切法 调整法 调整法及自动化
刀具与量具
多用通用刀具与万能
量具
较多采用专用夹具与
量具
广泛使用高效能的专
用刀具与量具
对工人的技术要求 熟练 中等熟练
对操作工人一般要求，
调整工人技术要求较
高
工艺规程
有简单的工艺路线卡 有工艺规程，对关键
工序有详细的工艺规
程
有详细的工艺规程
生产率 低 中 高
成本 高 中 低
第 2 节. 工件的定位与夹紧 Location and Fixture
一 工件的安装与基准
1.工件的安装
定位-使工件相对与机床、刀具占据一个正确位置的过程。
夹紧-使工件在加工过程中保持所占据的确定位置不变的过程。
安装-定位与夹紧总称为工件的安装，常称为工件的装夹。
1) 直接找正安装 直接找正安装是用划针或百分表等直接在机床上找正工件的位置。
图 7—9 所示是用四爪单动卡盘装夹套筒，先用百分表按工件外圆 A 进行找正后，再夹紧工件进行外
圆面 B 的车削，以保证套筒的 A、B 圆柱面的同轴度。
使用工具为划线盘时，定位精度在 ～；找正工具为千分表时，定位精度在 ～。
这种安装方式的特点是：生产率低，适用于单件、小批量生产，形状简单的零件，对工人技术水平要求高。
2) 按划线找正装夹 划线找正装夹是用划针根据毛坏或半成品上所划的线为基准，找正它在机床上正确位
置的一种装夹方法。 如图 7—10 所示的车床床身毛坯，为保证床身各加工面和非加工面的尺寸及各加工
面的余量，先在钳工台上划好线，然后在龙门刨床工作台上用千斤顶顶起床身毛坯，用划针按线找正并夹
紧，再对床身底平面进行粗刨。由于划线既费时，又需技术水平高的划线工， 划线找正的定位精度也不
高，所以划线找正装夹只用于批量不大、形状复杂而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而无法采用夹具
装夹的工件。
3) 采用专用夹具装夹 夹具的定位夹紧元件能使工件迅速获得正确位置，便使其固定在夹具和机床上。
因此，工件定位方便，定位精度高而且稳定．装夹效率也高。当以精基准定位时，工件的定位精度一般可
达 。所以，用专用夹具装夹工件广泛用于中、大批和大量生产。
2．基准及其分类
基准就是“依据”的意思。在零件工作图或实际零件上，
总要依据一些指定的点、线、面，来确定另一些点、线、面
的位置。这些作为依据的点、线、面，称为基准。按基准的
作用不同，常把基准分为设计基准和制造基准两大类。
1)设计基准
在设计零件图样时， 用以确定其他点、线、面位置的
基准称为设计基准。即零件图纸上标注尺寸的起点， 或中 图 7－11 设计基准分析
图 7-9 图 7-10
图 7－13 轴套圆跳动检验
心线、对称线、圆心等。如图 7—11 所示的柴油机机身零件，平面 N 和孔 I 的位置是根据平面 M 决定的，
平面 M 是平面 N 和孔 I 的设计基准。孔Ⅱ、Ⅱ的位置是根据孔 I 的中心线决定的，所以， 孔 I 的中心线是
孔Ⅱ、Ⅱ的设计基准。
2)工艺基准
在制造过程（包括、度量、装配）中采用的各种基
准总称工艺基准， 也称制造基准。
1)工序基准
工序尺寸的起点称为工序基准。也称为原始基准，
是在工序简图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、
形状、位置的基准。
如图 7－12a 所示加工齿轮毛坯和端面 E 及 F 的工序
中， B 面及轴线 O-O 是 E 及 F 的工序基准，尺寸 a 及φF
是工序尺寸。 在图 7-12b 中， 对于齿轮端面 D 及外圆 C
来说， E 面轴线 O-O 是 D 及 C 的工序基准， 而尺寸 b 及φC
是工序尺寸。 工序基准与工序尺寸可用于工艺过程的任一工
序中。
2) 定位基准 定位基准是工件在夹具或机床上定位时， 用
以确定工件在工序尺寸方向上相对于刀具的正确位置的基准。
如图 7—12a 所示， 加工齿轮的端面 E 及内孔φF 时，以
毛坯外圆面 A 及端面 B 确定工件在夹具上的位置， 所以 A、
B 面即为此工序的定位基准。 而在图 7-12b 中， 加工外圆 C
及及端面 D 时， 则以已加工的内孔 F 及端面 E 确定工件的位
置，则内孔 F 及端面 E 即为此工序的定位基准。所以， 对不同的工序尺寸，其定位基准的表面也不同。
3) 度量基准 用于检验已加工表面的尺寸及各表面之间位置精度的基准，称为度量基准。
如图 7-13 所示，利用锥度心轴检验齿轮外圆和两个端面相对孔轴线的圆跳动时，孔的轴线即为度量基准。
4)装配基准 在机器装配中， 用于确定零件或部件在机器
中正确位置的基准。例如图 7—14 所示轴套，其孔以一定的
配合精度安装在轴上决定其径向位置，并以端面 A 紧贴轴肩
决定其轴向位置，轴套孔的轴线和该端面即为装配基准。
必须指出，作为定位基准的点或线，总是以具体表面来体
现的，这种表面就称为基面。
例如图 7—14 所示轴套孔的轴线并不具体存在，而是由孔的
表面来体现的，因而孔是该零件的定位基面。
A
a
E
B
F
O O
C
b
ED
F
O O
a) b)
图 7-12 齿轮加工
图 7-14 轴套的装配基准
二、工件在夹具中的定位
1.工件定位的基本原理
（1）六点定位原理：把工件看作空间直角坐标系中的一
个刚体， 则其在空间有六个独立运动， 即沿 x、y、z 轴的移
动 (分别用 X、Y、Z 表示)，和绕这三个轴的转动 (分别用 x、
y、z 表示)，如图 7-—15 所示。通常将这六个运动称为六个
自由度。 要使工件在某方向有确定的位置，就必须限制该方
向的自由度，当工件的六个自由度均被限制后，工件在空间
的位置就唯一地被确定下来。此称为六点定位原理。
例如， 对一长方体工件进行定位， 可在其
底面布置三个不共线的约束点 1、2、3（图
7-16 ）， 在侧面布置两个约束点 4、5， 在端面
布置一个约束点 6。这样， 1、2、3 就限制了 x、
y、Z 三个自由度；约束点 4、5 可以限制 Y、z 两
个自由度；约束点 6 则限制了一个自由度 X。
可见，六个按一定规则布置的约束点， 就可以限
制六个自由度， 使工件在空间的位置完全确定，
这就是六点定位原理。
六点定位也适用于其他形状的工件，只是定位支承点的分
布方式有所不同。如图 7－17 圆盘几何体的定位， 圆盘的端面
为主要定位基准，由定位支承点 1、2、3 限制了工件 Z、x、y
三个自由度， 定位销的定位支承点 5、6 限制了工件的两个自
由度 X、Y； 防转支承点 4 限制了工件的一个自由度 z。
（2）定位元件
用于定位元器件称为定位元件；如图 7－18 所示轴类零件
六点定位情况。长 V 形块为一个定位元件，限制了工
件的 X、Z、x、z 四个自由度；定位支承钉 3 限制了工
件的 Y 自由度；销 6 限制工件绕 Y 轴回转方向的自
由度 y， 共限制六个自由度。
2、限制工件自由度与加工技术要求的关系
完全定位-工件的六个自由度全部限制。如图 7-18
所示的定位。
不完全定位-工件的六个自由度有一个或几个没
有被限制，段并不影响工件的加工质量。
图 7－15
图 7－16 长方体工件的定位
A
B
图 7－18
图 7-17 盘类工件的定位
1
2
5
36
4
如图 7－19 所示在小轴上铣通槽。由于槽有深度与宽
度要求， 所以应限制自由度 Z 及 X 两个自由度。同时，应
保证槽两侧面的中心平面对轴线的重合，及侧面与底面
对轴线的平行度要求，则应限制 x、z 两个自由度。而加工
的为通槽，对槽的长度没有要求，即在 Y 轴方向的移动没
有要求，所以 Y 可以不限制， 又因为加工的是轴， 且在
其圆周周向并没有相对角度与位置要求， 所以 y 也不必
限制。因此，归纳起来，在小轴上加工通槽时，应限制 Z、X、x、z 四个自由度，属于不完全定位（类似的
如图 7-20）。若将工件加工改为加工不通槽，且周向有两个键槽， （如图 7-18 所示）则 Y、y 都应被限
制， 即应限制六个自由度，为完全定位。
3 过定位与欠定位
1) 欠定位
欠定位是一种定位不足而影响加工质量的现
象。 所谓欠定位，是指工件实际定位所限制的自由
度数目，少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。
如图 7—21 所示在工件上铣不通槽，工件沿 X 方向
的自由度没有被限制，故加工出来的键槽在沿 x 方向
的长度尺寸 l 不能保证一致。可见， 欠定位不能保证
工件的加工技术要求，欠定位是不允许出现的。
2) 过定位
两个或两个以上的定位支承点同时限制工件的同
一个自由度的定位形式称为过定位， 也常称为超定位或重
复定位，如图 7—22 所示的定位形式，由于心轴限制了工
件的 Y、Z、y、z 四个自由度，大支承板限制了工件 y、z、
X 自由度， 工件以上述这种过定位形式定位时， 由于工
件和定位元件都存在有误差，工件的几个定位基准面可能
与几个定位元件不能同时很好地接触，夹紧后工件和定位元
件将产生变形，甚至损坏。例如当图 7—22 中工件内孔与
端面垂直度误差较大且内孔与心轴配合间隙很小时， 工件
端面与大定位支承板只有极少部分接触，夹紧后，工件和心
轴将会产生变形，影响加工精度。过定位严重时，还可能使
工件无法进行装卸。因此，一般情况下、应尽量避免采用过定位形式。
图 7－22b、c 所示是通过改变定位元件的结构形状而避免了过定位的示例。图 7－22b 采用定位销(圆
图 7－19 限制工件自由度分析
图 7-20
图 7－21
柱销)，仅限制工件两个自由度 Y、Z，而没有像心轴那样限制工件 Y、Z、y、z 四个自由度，大支承板限
制工件 y、z、X 三个自由度，共限制工件五个自由度，没有出现过定位。图 7—22c 采用心轴和小支承面
定位。心轴限制工件 Y、Z、y、z 四个自由度，小支承面限制工件 X 自由度，共限制工件五个自由度，也
没有出现过定位。一般情况下，当加工表面与工件的大端面有较高的位置精度要求时，可采用图 7－22b
所示的定位方案；当加工表面与工件内孔有较高的位置精度要求时，则应采用 7—22c 所示的定位方案。
三、 定位基
准的选择
定位基准又有
粗基准和精基准
两种。 用毛坯表
面（即未经加工
表面）作为定位
基准的称为粗基
准，而用已加工面作为定位基准的则称为精基准。
(1) 粗基准的选择
1）保证加工表面加工余量合理分配
为保证重要表面的加工余量小而均匀；应选择重
要加工面为粗基准。如图 7-23 所示，为保证导轨面有
均匀的组织和一致耐磨性， 应使其加工余量均匀。 因
此选择导轨面为粗基准加工床腿底面，然后再以底面
为基准加工导轨面。这样选择的另一个特点是可使加工
量最小， 最经济， 成本最低。当工件上有多个重要
加工面要求保证余量均匀时， 则需选余量要求最严的
面为粗基准。
为保证各个加工面具有足够的加余量， 应选择毛坯余量最小的面为粗加工基准。如图 7—24 所示，
自由锻件毛坯大外圆 M 的余量小，小外圆 N 余量大，且 N、
M 轴线的偏差较大。若以 M 为粗基准车削外圆 N， 则在调
头车削外圆 M 时，可使其得到足够而均匀的余量。反之，
若以 N 为粗基准，则外圆 M 可能因余量过小无法满足加工
要求而致使工件报废。
2）保证相互位置要求
如加工表面与非加工表面有位置要求，则应以此非加工
面作粗基准，这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误
Y Y Y
图 7-22
N
M
图 7－24 最小余量表面作为粗基准
图 7－23
差最小， 有时还可能在一次装夹中加工出更多的表
面。如图 7—25 所示铸铁件，用不需要加工的小外
圆 A 作粗基准，不仅能保证φ90H7 孔壁厚薄均匀，
而且能在一次装夹中车削出除小端面以外的全部加
工表面，使φ160Js6 孔与φ90H7 孔同轴，大端面、
内台阶端面与孔的轴线垂直。
当工件上有多个不加面与加工面之间有位置要
求时， 则应以其中要求较高的不加工面为粗基准。
3）方便工件装夹与定位可靠
为保证定位准确、夹紧可靠， 粗基准表面应尽
量平整光洁，有足够大的面积， 避开飞边、浇道、
冒口等缺陷。
4）粗基准不重复使用
粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免
重复使用。因为作为粗基准的表面粗糙而不规则，多次使用
易导致较大的定位误差， 无法保证各加工表面之间的位
置精度。
(2)精基准的选择
选择精基准一般应遵循如下原则，
① 基准重合”原则。
为避免基准不重合而产生的误差， 应尽可能选用设计基准或工序基准作为精基准。如果加工的是最
终工序， 所选择的定位基准应与设计基准重合， 如加工为中间工序， 则应尽量采用工序基准。
如图 7－26 所示箱体件，最终镗孔时应以底面Ⅱ为定位基准，因底面Ⅱ为设计基准， 从而直接保证尺
寸 ，以及孔轴线对底面的平行度。AA
¦ ÄF A A ¢ ó
¢ ñ
¢ ò
图 7－26 加工箱体孔选用的精基准
图 7－25
图 7－27
b)
如果设计基准与定位基准不重合， 则会影响定位精度， 从而影响加工精度。如图 7—27 所示，当工
件表面间尺寸按图 7—27a 标注时，如果选择设计基准 A 为定位基准，并按调整法加工表面 B 和表面 c，
对于 B 面来说，是符合“基准重合”原则的，而对于 c 面来说，定位基准与设计基准不重合， 这样尺寸 c
要通过尺寸 a 间接得到。 由于加工中存在的种种原因，对一批工件来说，尺寸 a 相对定位基准 A 会产生
一定的加工误差δa，由于尺寸 c 是以 B 为基准设计的， 此时，对一批工件来说， B 是变动的，所以尺寸
c 相对基准 A 的加工误差δ=δa+δc, δa 是由于尺寸 c 的设计基准与定位基准不重合而造成的， 通常称为基
准不重合误差， δa≤Ta。
②基准统一原则 在工件加工过程中应尽可能选用统一的定位基准称为基准统一原则。
工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准。耍遵
循基准重合原则，就会有较多定位基准，因而夹具种类也较多。
为了减少夹具种类，简化夹具结构，可设法在工件上找到一组
基准，或者在工件上专门设计一组定位面，用它们来定位加工
工件上多个表面，遵循基准统一原则。为满足工艺需要，在工
件上专门设计的定位而称为辅助基准。 常见的辅助基准有轴
类工件的中心、箱体工件的两工艺孔、工艺凸台和活塞类工
件的内止口和中心孔。
在自动化加工中，为了减少工件的装夹次数也须遵循基
准统一原则。例如柴油机机体加工自动线上，常以一面两孔作
为统一基准进行平面和孔系的加工。
②自为基准原则
在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定位基准．这就称
为自为基准。如图 7—29 所示为镗连杆小头孔时，以加工表面小头孔作为定位基准的夹具。工件除以大头
孔轴线和端面为定位基准外，还以小头孔中心线为定位基准，用削边销定位，消除绕大头孔轴线转动自由
度，并在小头孔两侧用浮动夹紧装置夹紧后．拔出定位销，伸入镗杆对小头孔进行加工。能保证加工余量
小而均匀。另外，如浮动镗孔、浮动铰孔和珩磨等孔加工方法都是自为基准的实例。
②互为基准原则
对于相互位置精度要求较高的表面，往往用互为基准，反复
加工的方法予以保证。
精密齿轮的相加工通常是在齿面淬硬以后再磨齿面及内孔的，
因齿面淬硬层较薄，磨齿余量应力求小而均匀，所以应先以齿面为
基准磨内孔(图 7—30)，然后再以内孔为基准磨齿面。这样，不但
可以做到磨齿余量小而均匀，而且还能保证轮齿基圆对内孔有较
图 7—29
图 7－30
高的同轴度。又如，车床主轴的主轴颈和前端锥孔的同轴度要求很高，因此也常采用互为基准反复加工。
第三节 零件加工的结构工艺性
零件的结构工艺性-是指设计的零件进行机械加工的难易程度、生产率和经济性。结构工艺性不合理的
零件会造成无法加工，即使能够被加工出来，但会给加工带来困难；结构工艺性良好的零件，可以较经济
地、高效地、合理地加工。
一、零件的结构便于加工
1．应留有空刀槽和退刀措 为避免刀具或砂轮与工件某一部分相碰，使加工无法进行，有时在二联
齿轮中间和变径轴中间应留有退刀槽和空刀槽。图 7-29 中 a 为车螺纹时的退刀槽；b 为滚齿轮时的退刀槽；
d 为刨削时的越程槽；e 为磨削时的越程槽;f 为磨内孔时的越程槽。
2．凸台的孔要留有加工空间 如图 7-30 所示。若孔的轴线距 S 小于钻头外径 D 的一半，则难以加工。
一般 S＞D/2+（2~5）mm
3．避免弯曲孔 如图 7-31 所示。a、b 加工不出来，c 虽能加工，但还需加一个塞柱。
4．孔轴线应与其端面垂直 如图 7-32 所示。孔轴线应该与端面垂直，避免使钻头钻入和钻出时，不
产生引偏或折断。
5．同类要素要统一 如图 7-33 所示。同一工件上的退刀槽、过渡圆尺寸及形状应该一致可减少换刀
时间．减少辅助时间。
6．尽量减少走刀次数 同一面上的凸台应设计得一样高，从而减少工件安装次数和对
刀时间。如图 7-34 所示。因 7-34a 需多次对刀，改成图 7-34b 结构后只需对刀一次加工出三个小凸台。
7．将零件中难加工的部位进行合理的拆分。
图 7-35a 所示的零件其内部为球面凹坑，很难加工，改为图 7-35b 所示的两个零件，凹坑变为外部加
工，比较方便。
二、尽量减少不必要的加工面积
如图 7-36 所示。图 b 比图 a 结构减少了加工面积，又能保证装配时零件很好结合。
三、零件的结构应便于安装
1．增加工艺凸台 刨乎面时，经常将工件直接安装在工作台上。如果要刨上平面使加工面水平。如
图 7-37 所示。零件较难安装，将图 a 改为图 b，增加一个工艺凸台容易找正安装，加工完上面可将凸台切
去。
2．增加辅助安装面 如图 7-38 所示
四、提高标准化程度
1．应尽量采用标准件和标准化参数设计，降低成本。如图 7-39 所示。a 设计的锥孔锥度值和尺寸都
是非标准的，既不能采用标准锥度塞规检验，又不能与标准外锥面配合使用。改进后，锥面和直径都
采用标准值。b 为莫氏锥度；c 为米制锥度。
2．尽量选用标准刀具加工工件，这样不用特制刀具。例如当加工不通孔时由一直径到另直径的过渡
最好做成与钻头顶角相同的锥面。
复习思考题
1．何谓零件的结构工艺性?
2 设计零件时，考虑零件结构工艺性的一般原则有哪几项?
3．增加工艺凸台或辅助安装面，可能会增加加工的工作量，为什么还要它们?
4．如图 7-40 所示，齿轮轮毂的形状共有三种不同的结构设计方案，试从你所选定的齿形加工方法对零件
结构的要求，比较出哪种结构工艺性较好?哪种较差?为什么?
5．分析图 7-41 所示各零件的结构，找出哪些部位结构工艺性不妥当，为什么？绘出改进后的图形。
6．指出图 7-42 所示零件难以加工或无法加工的部位，并提出改进意见。
本讲小结：
1． 主要内容：工艺过程的组成，生产纲领与生产类型，工件的安装与基准，六点定位原理，完
全定位与不完全定位，欠定位与过定位，定位基准的选择。零件机械加工的结构工艺性。
重点内容：工件的安装与基准，完全定位与不完全定位，欠定位与过定位，定位基准的选择，零件机械加
工的结构工艺性。
