模块二 工艺基准的选择
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一、生产过程和工艺过程
1. 生产过程
就广义而言，生产过程是指将自然界的资源经过人们的劳动转变成为有用产品的整个过程。机械生产加工的生产过程是将原材料或半成品经过生产加工转变成为成品的全过程。一件机械产品生产加工一般包括以下内容。
①原材料准备；
②生产技术准备；
③生产加工；
④产品装配、性能调试与检测、入库等。
2. 工艺过程
工艺过程是指在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使之成为成品或半成品的过程，工艺过程有铸造、焊接、冲压、锻造、机械加工、装配等不同的类别，本书主要讨论机械加工工艺过程。
二、机械加工工艺过程
机械加工工艺过程是指在生产过程中用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和某些力学性能使之成为成品或半成品的过程。为了叙述方便，以下将机械加工工艺过程简称工艺过程。工艺过程由若干个工序组成，每个工序又可细分为若干个安装、工位、工步、走刀。
1. 工序
一个（或一组）工人，在同一个工作地点，对同一个（或同时对几个）工件连续加工所完成的那部分工艺过程称为工序。划分工序的主要依据是工作地点是否改变及加工是否连续完成，只要工作地点、工作对象、完成工艺工作的连续性三者之一发生变化则形成了另一个工序。
2. 安装
使工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位；工件定位后将其固定不动的过程称为夹紧；将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为安装。一个工序中根据工艺需要可以包含一次或几次安装，但应尽量减少不必要的安装，因为多一次安装不但会增加工时成本，而且会增加定位和夹紧误差，影响加工质量。
3. 工位
为了减少安装次数，可以通过采用回转夹具、回转工作台或其他移位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工，工件在机床上所占据的每一个待加工位置称为工位。
4. 工步
在一个工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程称为工步。以上所述的三个要素中任一个要素发生变化则会成为另一个工步，在一个工序中，如果连续加工几个相同的工步，通常看做一个工步。如图1-2所示，在同一个工序中，连续钻四个φ 10mm的孔。
图1-2 简化相同工步实例
5. 走刀
在加工过程中，切削刀具在某一特定表面切削一次所完成的工步内容称为一次走刀。一个工步可以包含一次或数次走刀，走刀次数多少取决于切削表面的加工余量、加工精度要求、切削用量等因素。
三、工艺基准
1. 基准的概念
（1）基准的定义
基准是指用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。任何零件都是由若干个表面组成的，它们之间都有一定的相互位置和距离要求，基准就是用来确定其他点、线、面的位置和距离的参照几何要素。
（2）基准的分类
1）设计基准
零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准称为设计基准，如图1-3（a）所示C面、轴线OO。
2）工艺基准
工艺基准是加工、测量、装配过程中使用的基准，又称制造基准。工艺基准按照用途又分为以下四个基准。
①工序基准。在工序图上标出的加工表面的尺寸和它的位置尺寸称为工序尺寸，确定工序尺寸的基准称为工序基准，如图1-3（b）所示工件端面A、轴线OO。
②定位基准。在加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准称为定位基准，如图1-3（c）所示的定位基准轴线OO。
③测量基准。检验时用来测量加工表面位置和尺寸所使用的基准称为测量基准。工序图上所标注的工序尺寸就是该工序加工所需保证的尺寸，加工后要进行测量检验，通常测量基准应与工序基准相同，如图1-3（d）所示的F。
图1-3 各种基准示例
（a）零件图上的设计基准；（b）工序图上的工序基准；（c）加工时的定位基准；（d）测量E面时的测量基准
④装配基准。装配过程中用来确定零部件在产品中位置的基准称为装配基准。
2. 定位基准的选择
定位基准分为粗基准与精基准两种。用未加工过的毛坏表面作为定位基准的称为粗基准；用已加工过的表面作为定位基准的称为精基准。
（1）粗基准的选择原则
1）选用的粗基准应便于定位、安装、加工，并力求工件夹具结构简单。
2）如果必须首先保证工件加工面与不加工面之间的位置精度要求，则应以该不加工面为粗基准。
3）为保证某重要的表面的粗加工余量小而均匀，应选择该表面为粗基准。
4）为使毛坯上多个表面的加工余量相对较为均匀，应选能使其他毛坯至所选粗基准的位置误差得到均分的这种毛坯为粗基准。
5）粗基准应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。
6）粗基准一般只能使用一次（尤其是主要定位基准），以免产生较大的定位误差。
（2）精基准的选择原则
1）所选定位基准应便于定位、安装和加工，要有足够的定位精度。
2）遵循基准统一原则，当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他多数表面时，应在这些表面的加工各工序中，采用这同一组基准来定位，这样可以减少工装设计与制造，避免基准转换误差。
3）遵循基准重合原则，表面最后精加工需要保证位置精度时，应选用设计基准为定位基准，称为基准重合原则。
4）自为基准原则，当有的表面精加工工序要求余量小而均匀时，可以利用被加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。此时的位置精度要求由先行工序保证。
3. 工序基准的选择
1）对于设计基准尚未最后加工完毕的中间工序，应选各工序的定位基准作为工序基准。
2）在各表面的最后精加工时，当定位基准与设计基准重合时，应选择这个重合基准作为工序基准。当所选定的定位基准与设计基准不重合时，且这两种基准都有可能作为测量基准的情况下，工序基准的选择应注意以下三点。
①选择设计基准作为工序基准时，对工序尺寸的检验就是对设计尺寸的检验，有利于减少检验工作量。
②当本工序中位置精度是由夹具保证而不需要进行试切、调整的情况时，应使工序基准与设计基准重合；在按工序尺寸进行试切、调整情况时，选工序基准与定位基准重合，能简化刀具位置调整工作。
③对一次安装下所加工出来的各个表面，各加工面之间的工序尺寸应与设计尺寸一致。
工作任务
1. 加工小端面时如何确定定位基准？
2. 车削大端外圆时如何选择定位基准？
3. 铣削键槽时如何确定定位基准？