工藝路線的擬定

1.3.5工藝路線的擬定零件機械加工的工藝路線是指零件生產(chǎn)過程中，由毛坯到成品所經(jīng)過的工序先后順序。在擬定工藝路線時，除了首先考慮定位基準的選擇外，還應當考慮各表面加工方法的選擇，工序集中與分散的程度，加工階段的劃分和工序先后順序的安排等問題。

目前還沒有一套通用而完整的工藝路線擬定方法，只總結(jié)出一些綜合性原則，在具體運用這些原則時，要根據(jù)具體條件綜合分析。擬定工藝路線的基本過程見下圖所示。

.擬定工藝路線的基本過程表面加工方法的選擇，就是為零件上每一個有質(zhì)量要求的表面選擇一套合理的加工方法。1.經(jīng)濟表面粗糙度經(jīng)濟加工精度

所謂經(jīng)濟精度，是指在正常的條件下（采用符合質(zhì)量標準設(shè)備、工藝裝備和標準技術(shù)等級工人，不延長加工時間）一種加工方法所能達到的精度零件表面加工方案選擇加工方法的選擇1.加工方法選擇原則保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率與經(jīng)濟性。2.表面加工方法的選擇方法

根據(jù)表面的尺寸精度和Ra值進行選擇。同時考慮如下因素：①工件材料的性質(zhì)②工件的形狀和尺寸③生產(chǎn)類型④現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)條件⑤特殊要求。例1：隔套和襯套內(nèi)圓加工方案。①隔套

40(H14)、Ra6.3

m內(nèi)圓：鉆孔—半精車。②襯套

40H6、Ra0.4

m內(nèi)圓：鉆孔—半精車—粗磨—精磨根據(jù)零件材料的性能選擇

例2：兩種閥桿外圓加工方案。①45鋼閥桿(

25h4,Ra0.05

m)

粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨。②錫青銅閥桿(

25h4,Ra0.05

m)

粗車—半精車—精車—研磨。①T10A(已淬火，1000件)：電火花穿孔。②玻璃(1000件)：超聲波穿孔。③尼龍(1000件)：激光打孔。例3：三種塊狀零件小孔加工方案。

例4：軸承套和止口套外圓加工方案①軸承套外圓(

80h6,Ra0.8

m,長45mm)：

粗車—半精車—磨。②止口套外圓(

80h6,Ra0.8

m,長5mm)：

粗車—半精車—精車。根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)選擇①雙聯(lián)齒輪(m=2,z=32,8GM):插齒.②齒輪軸(m=2,z=32,8GM):滾齒。例5：雙聯(lián)齒輪和齒輪軸齒形加工方案。與生產(chǎn)類型相適應進行選擇

①10件(單件生產(chǎn))：鉆孔—半精車—精車。②1000件(中批生產(chǎn))：粗車—擴孔—鉸孔。③100000件(大量生產(chǎn)):粗車—拉孔例6：三種齒輪孔(45鋼，

35H7，Ra1.6

m)加工方案。①5件(單件生產(chǎn))：車螺紋。②500件(中批生產(chǎn))：銑螺紋。③50000件(大量生產(chǎn))：滾壓絲杠。例7：三種不同批量絲杠螺紋(45鋼，Tr24×5-8e)加工方案。根據(jù)是否熱處理及熱處理方法選擇

例6：擋塊和平行墊鐵平面加工案①擋塊(調(diào)質(zhì)240HBS)：粗銑(或粗刨)—調(diào)質(zhì)—半精銑(或半精刨)—精銑(或精刨)。②平行墊鐵(淬火50HRC)：粗銑(或粗刨)—半精銑(或半精刨)—淬火—磨。加工方法選擇的步驟

首先確定被加工零件主要表面的最終加工方法，然后再選擇前面一系列的預備工序加工方法和順序。由于獲得同一精度和粗糙度的加工方法往往有幾種，可提出幾個方案進行比較，選擇其中一個比較合理的方案。

孔的加工精度可選用的加工方法適用場合IT7、Ra0.8μm精鏜箱體零件、孔徑較大精鉸箱體零件、孔徑較小拉削批量大，能采用標準拉刀磨削需經(jīng)淬火的零件（一）外圓加工方案1.外圓表面的技術(shù)要求：尺寸精度：直徑、長度形狀精度：圓度、圓柱度、軸線的直線度位置精度：同軸度、垂直度、徑向圓跳動表面質(zhì)量：表面粗糙度Ra、表面硬度2.主要方法：（1）切削加工方法：①車削；②磨削：普通磨削、精密磨削、砂帶磨削③光整加工：研磨、超精加工、拋光三、常見表面的加工方案車削外圓分類（車刀的幾何角度和切削用量）：（1）粗車：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm。（2）半精車：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm（3）精車：IT8～IT6，Ra：1.6～0.8μm（4）精細車（金剛石車）：IT6～IT5，Ra：0.8～0.2μm

（切削用量：v＞2.6m/s，aP≤0.03～0.05mm，f＝0.02～0.2mm/r；刀具：金剛石；加工范圍：小型有色金屬零件或零件結(jié)構(gòu)不宜磨削的光整加工）車削特點（1）車削過程比較平穩(wěn)，生產(chǎn)率高。（2）車刀結(jié)構(gòu)簡單，費用低。（3）易于保證工件各加工面的位置精度。（4）加工各種材料（鋼、鑄鐵、有色金屬和非金屬），難加工淬火鋼件（HRC30以上）磨削外圓

外圓磨削在外圓磨床上進行，分類（磨削用量）：（1）粗磨：IT8～IT7，Ra：0.8～0.4μm（2）精磨：IT6～IT5，Ra：0.4～0.2μm（3）精密磨削：IT5，Ra：0.2～0.008μm（4）砂帶磨削：IT6～IT5，Ra：0.4～0.1μm磨削特點（1）容易達到較高的精度和較小的表面粗糙度。（2）磨削溫度高，易燒傷。（3）磨削的材料范圍廣（鑄鐵件、末淬火和淬火鋼件及高硬度難加工材料），不易磨削有色金屬。3.外圓表面加工方案的說明加工淬火鋼件的外圓面粗車→半精車→（淬火）→磨削→研磨加工不淬火鋼件和鑄鐵件的外圓面（1）先車后磨：粗車→半精車→磨削（2）粗車→半精車→精車①單件小批加工盤套類零件。②加工短軸銷的外圓。③加工外圓磨床上難以裝夾和磨削零件的外圓。加工有色金屬材料的外圓面

粗車→半精車→精車→研磨1、孔的技術(shù)要求2、孔的分類(1)、根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途①緊固孔和輔助孔螺釘孔、螺栓過孔、油孔（IT12～IT11，Ra：12.5～6.3μm）②回轉(zhuǎn)體零件的軸心孔齒輪軸心孔：IT8～IT6，Ra：1.6～0.4μm(二)內(nèi)圓加工方案③箱體支架類零件的軸承孔

機床主軸箱的軸承孔：IT7，Ra：1.6～0.8μm，位置精度。(2)根據(jù)尺寸和結(jié)構(gòu)形狀：大孔、小孔、微孔、通孔、盲孔、臺階孔、細長孔(3)根據(jù)技術(shù)要求：高精度低粗糙度孔、中等精度孔、低精度孔深孔（L/D＞5）和淺孔3.主要方法：⑴切削加工方法：鉆孔、擴孔、鉸孔、車孔、鏜孔、拉孔、磨孔、金剛石鏜、鉆孔⑴精度：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm，屬粗加工。⑵刀具：麻花鉆，規(guī)格：Φ0.1～100mm，常用Φ3～50mm。⑶設(shè)備：鉆床、車床、鏜床、銑床。擴孔⑴精度：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm。屬半精加工。⑵刀具：擴孔鉆。規(guī)格Φ10～100mm，常用Φ15～50mm。⑶設(shè)備：鉆床、車床、鏜床、銑床。⑷特點：①導向性好，切削平穩(wěn)。②剛性好。③切削條件好。鉸孔1、分類（1）粗鉸：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm。（2）精鉸：IT7～IT6，Ra：0.4～0.2μm。2、刀具：鉸刀：φ10～100常用φ10～403、設(shè)備：鉆床、鏜床、車床、銑床。4、鉸削特點（1）精度高，表面粗糙度小。（2）鉸孔糾正位置誤差的能力很差，位置精度需由前工序保證。（3）鉸刀是定徑刀具，易保證鉸孔質(zhì)量。（4）鉸削的適應性差。（5）鉸削可加工鋼、鑄鐵和有色金屬零件，不宜加工淬火或硬度過高的工件。鏜孔1、分類：（1）粗鏜（車）：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm（2）半精鏜（車）：IT10～IT9，Ra：6.3～3.2μm（3）精鏜（車）：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm2、刀具：鏜刀3、設(shè)備：鏜床、車床、銑床、鉆床4、鏜削特點（1）鏜削的適應性較強。（2）鏜削可有效校正原孔的軸線偏斜。（3）鏜削的生產(chǎn)率低。（4）鏜刀的制造和刃磨簡單，費用低。（5）鏜削可加工鋼、鑄鐵和有色金屬，不易加工淬火鋼和高硬鋼。磨孔1、分類：（1）粗磨：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm（2）精磨：IT7～IT6，Ra：0.4～0.2μm（3）精密磨削：IT5，Ra：0.2～0.025μm2、磨孔的特點（1）磨孔與鉸孔①磨孔的適應性較廣。②磨孔可糾正孔的軸線歪斜。③磨孔的生產(chǎn)率低。④磨削可加工未淬硬的鋼件或鑄鐵件、淬硬的鋼件，但不能加工有色金屬材料。⑤磨削適合加工淺孔、階梯孔、大直徑孔和斷續(xù)表面的孔，不宜于加工深孔、小孔。拉孔1、分類（1）粗拉：IT8～IT7，Ra：1.6～0.8μm（2）精拉：IT7～IT6，Ra：0.8～0.4μm2、拉削的特點（1）精度高，表面粗糙度小。（2）生產(chǎn)率高。（3）不能糾正孔的軸線歪斜。（4）拉削對前道工序要求不高。（5）拉削不能加工臺階孔、盲孔、薄壁零件的孔。研磨孔精度：IT6～IT4，Ra：0.1～0.008μm珩磨孔精度：IT6～IT4，Ra：0.4～0.05μm4.孔加工方案的選擇⑴孔加工比外圓加工困難①孔的類型多。②孔的加工難度大?？资莾?nèi)表面，加工孔的刀具受孔徑和長度限制，剛度差；孔加工近似半封閉式切削，散熱和排屑條件差，刀具磨損快，孔壁易被劃傷?？椎募庸し椒ê芏?。常用孔加工方法有鉆、擴、鉸、鏜、磨、拉、光整加工等，每一種方法都有一定的應用范圍和局限性?？准庸さ臋C床很多。常用機床有鉆床、車床、鏜床、銑床、磨床、拉床等，同一種孔的加工，可以在幾種不同的機床上進行。舉例：要求孔的加工精度為IT7級，粗糙度Ra＝1.6～3.2μm，確定孔的加工方案。查可有下面四種加工案：

①鉆→擴→粗鉸→精鉸；

②粗鏜一半精鏜一精鏜；

③粗鏜一半精鏜一粗磨一精磨；

④鉆（擴）一拉。

方案①用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動機床或組合機床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進行各個工步加工的機床上。該方案一般用于加工直徑較小的孔，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。

方案②用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。

方案③適用于淬火的工件。

方案④適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。

平面的加工路線2.工序的集中與分散

確定加工方法以后，就要按生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，機床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)有兩種基本原則：

⑴工序分散原則：是將零件各表面的加工分得很細，每道工序的內(nèi)容很少，極端情況下，每個工序只有一個工步。

特點：工序多，工藝過程長。所使用的工藝設(shè)備與裝備比較簡單，易于調(diào)整，有利于選用合理的切削用量，減少基本時間，生產(chǎn)中要求設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，但易于更換產(chǎn)品。

⑵工序集中原則：就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，而每道工序所包含的加工內(nèi)容很多。

特點：工序少，工藝路線短，簡化了生產(chǎn)的計劃和組織工作。有利于采用高效的專用設(shè)備和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。但設(shè)備、工裝投資大、調(diào)整、維護復雜、生產(chǎn)準備工作量大，更換新產(chǎn)品因難。

批量小時往往采用在通用機床上工序集中的原則；批量大時，既可按工序分散原則組織流水線生產(chǎn)，也可利用高秤率的專用設(shè)備按工序集中原則組織生產(chǎn)。1.加工階段的劃分按加工性質(zhì)和作用的不同,工藝過程一般可劃分為三個階段：⑴粗加工階段——主要是切除各加工表面上的大部分余量,所用的精基準的精加工則在本階段的最初工序中完成。⑵半精加工階段——為各主要表面的精加工做好準備(達到一定精度要求并留有精加工余量)。并完成一些次要表面的加工。⑶精加工階段——使各主要表面達到規(guī)定的質(zhì)量要求。

某些精密零件加工時還有精整加工階段，如：超精磨、鏡面磨、研磨和超精加工或滾壓、拋光等光整加工。3、加工順序的安排二點說明：

⑴下列情況可以不劃分加工階段,加工質(zhì)量要求不高或雖然加工質(zhì)量要求較高,但毛坯剛性好,精度高的零件,就可以不劃分加工階段,特別是用加工中心加工時,對于加工要求不太高的大型、重型工件,在一次裝夾中完成粗加工和精加工,往往也不劃分加工階段。⑵加工階段的劃分不是絕對的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。劃分加工階段的作用：

⑴避免毛坯內(nèi)應力重新分布而影響獲得的加工精度。⑵避免粗加工時較大的夾緊力和切削力所引起的彈性變形和熱變形對精加工的影響。⑶粗、精加工階段分開，可較及時地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷。⑷可以合理使用機床，使精密機床能長期地保持其精度。⑸適應加工過程中安排熱處理的需要?；鶞氏刃邢戎骱蟠蜗却趾缶让婧罂讬C械加工工序熱處理工序預備熱處理消除殘余應力處理最終熱處理表面裝飾性鍍層和發(fā)蘭處理一般安排在粗加工前粗加工、半精加工和精加工之間一般安排在精加工前一般都安排在機械加工完畢后3.加工序順的安排退火：將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。其作用是：消除內(nèi)應力，提高強度和韌性，降低硬度，改善切削加工性。

應用：

高碳鋼采用退火，以降低硬度；

放在粗加工前，毛坯制造出來以后。正火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工

序。

注：加熱到的一定的溫度，其與鋼的含C量有關(guān)，一般低于固相線200度左右。其作用是：提高鋼的強度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。應用：

低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。回火：將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法其作用是：穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應力、降低脆性。常用熱處理方法及作用調(diào)質(zhì)處理（淬火后再高溫回火）：

其作用：是獲得細致均勻的組織，提高零件的綜合機械性能。應用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。時效處理：其作用：是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力。應用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復雜的鑄件。淬火：將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。其作用是：提高零件的硬度。

應用：一般安排在磨削前。滲碳處理：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進行。為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。常用熱處理方法及作用

加工表面尺寸精度等級表面粗糙度Ra/um加工方案A、B面0.8車→磨125×125四周側(cè)面0.8銑→磨75×75槽25銑C面3.2粗銑→精銑8×M12-6H鉆→攻螺紋Φ10+0.030孔IT83.2鉆→鉸M12-6H鉆→擴→攻螺紋Φ36+0.030孔IT73.2鉆→車Φ25+0.0210孔IT71.6鉆→半精車→精車B面環(huán)形槽Φ103×Φ67×2

25車4×Φ15+0.0190孔IT71.6鉆→擴→鉸例：試簡要安排圖示零件的加工工藝過程（小批量）工藝審查序號工序內(nèi)容定位基準加工設(shè)備

平端面打中心孔

端面、外圓

車床

車外圓

中心孔

車床

粗磨外圓

中心孔

外圓磨床

熱處理

熱處理設(shè)備

修研中心孔

兩端?60外圓中心孔磨床

精磨外圓

中心孔

外圓磨床

鉗修

鉗工臺工藝方案不是唯一的要根據(jù)實際擇優(yōu)確定作業(yè)：題目有一批軸（材料為45鋼），其加工內(nèi)容有：①粗車；⑧半精車；②車端面鉆中心孔；⑨去毛刺；③鍛造；⑩粗磨；④調(diào)質(zhì)；⑾精磨；⑤退火；