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第四節(jié)

機(jī)械加工工藝路線的擬定表面加工方法的選擇加工階段的劃分工序順序的安排1精選課件ppt第四節(jié)

機(jī)械加工工藝路線的擬定機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定,大體可分為兩部分:(1)擬定零件的工藝路線;(2)確定各道工序的工序尺寸及公差、所用設(shè)備及工藝裝備、切削規(guī)范和時(shí)間定額。工藝路線的擬定是制定工藝過(guò)程的總體布局,其主要任務(wù)是:

A選擇各個(gè)表面的加工方法和加工方案B確定各個(gè)表面的加工順序C整個(gè)工藝過(guò)程中工序數(shù)目的多少2精選課件ppt一、表面加工方法選擇(一)加工經(jīng)濟(jì)精度各種加工方法(車、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等)所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度都有一定范圍。任何一種方法,只要精心操作,細(xì)心調(diào)整選擇合適的切削用量,其加工精度就可以得到提高,其加工表面粗糙度就可以減少,但是,加工精度的提高,就會(huì)耗費(fèi)較多時(shí)間,降低生產(chǎn)率,提高成本,因此提出了加工經(jīng)濟(jì)精度的問(wèn)題。3精選課件ppt1.加工經(jīng)濟(jì)精度的概念所謂加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下(采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人,不延長(zhǎng)加工時(shí)間)所能保證的加工精度和表面粗糙度。例如:在普通車床上加工外圓,一般可達(dá)到IT8-9級(jí)的精度和Ra>1.2-2.5的表面粗糙度,若仔細(xì)操作,可以達(dá)到IT6-7級(jí)和Ra>0.63-1.25的表面粗糙度。在普通外圓磨床上加工外圓,一般達(dá)到IT6-7級(jí)和Ra>0.32-0.63的表面粗糙度,若細(xì)心操作,可這可以達(dá)到IT5-6級(jí)和Ra>0.16-0.32的表面粗糙度。4精選課件ppt2.加工經(jīng)濟(jì)精度的評(píng)價(jià)生產(chǎn)上加工精度的高低用可控制的加工誤差大小表示。加工誤差小則加工精度高;加工誤差大,則加工精度低。統(tǒng)計(jì)資料表明:加工成本與加工誤差成反比關(guān)系(1)同種加工方法,精度越高,加工成本越高,呈指數(shù)增長(zhǎng)(2)精度有一定極限,當(dāng)超過(guò)A點(diǎn),即使成本再增加,加工精度提高極少;(3)成本有一定極限,但超過(guò)B點(diǎn),即使再減低加工精度,加工成本降低極少;(4)曲線AB段,加工成本與加工精度互相適應(yīng),屬于經(jīng)濟(jì)精度的范圍;

5精選課件ppt3.加工經(jīng)濟(jì)精度的發(fā)展加工精度隨機(jī)械工業(yè)發(fā)展,不斷提高,加工成本不斷降低,因此各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度不是不變的。6精選課件ppt4.各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度(1)外圓加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度7精選課件ppt4.各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度8精選課件ppt4.各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度(2)孔加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度9精選課件ppt4.各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度10精選課件ppt4.各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度(3)平面加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度11精選課件ppt4.各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度12精選課件ppt(二)加工方法的選擇(1)加工經(jīng)濟(jì)精度任何一種加工方法能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個(gè)相當(dāng)大的范圍,但只有在某一個(gè)較窄的范圍才經(jīng)濟(jì),這個(gè)范圍的加工精度就是加工經(jīng)濟(jì)精度。為此,在選擇加工方法時(shí),應(yīng)選擇相應(yīng)的能獲得經(jīng)濟(jì)加工精度的加工方法。例如,公差為IT7級(jí)和表面粗糙度為Ra0.4外圓表面,通過(guò)精心車削是可以達(dá)到精度要求的,但這不如采用磨削經(jīng)濟(jì)。13精選課件ppt(二)加工方法的選擇(2)滿足零件精度要求:零件表面的加工方法,首先取決于加工表面的技術(shù)要求。但應(yīng)注意,這些技術(shù)要求不一定就是零件圖所規(guī)定的要求。有時(shí)還可能由于工藝上的原因而在某些方面高于零件圖上的要求。

例如:由于基準(zhǔn)不重合而提高對(duì)某些表面的加工要求,或由于被作為精基準(zhǔn)而可能對(duì)其提出更高的加工要求。14精選課件ppt(二)加工方法的選擇(3)加工方法選擇的步驟總是首先確定被加工零件主要表面的最終加工方法,然再選擇其他表面一系列的加工方法和順序??商岢鰩讉€(gè)方案進(jìn)行比較,選擇其中一個(gè)比較合理的方案。15精選課件ppt(二)加工方法的選擇(4)在被加工零件各表面加工方法分別初步選定以后,還應(yīng)綜合考慮為保證各加工表面位置精度要求而采取的工藝措施。16精選課件ppt(二)加工方法的選擇(5)要考慮到生產(chǎn)類型,即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題大批大量生產(chǎn)時(shí),應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝和專用設(shè)備.如平面和孔的加工采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔等加工方法,軸類零件可采用半自動(dòng)液壓仿型車床加工。從根本上改變毛坯的制造方法,如用粉末冶金來(lái)制造油泵齒輪,用石臘鑄造柴油機(jī)上的小尺寸零件等,均可大大減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。17精選課件ppt(二)加工方法的選擇(6)選擇加工方法應(yīng)考慮零件結(jié)構(gòu)、加工表面的特點(diǎn)和材料性質(zhì)等因素。零件結(jié)構(gòu)和表面特點(diǎn)不同,所選擇的加工方法也不同。18精選課件ppt(二)加工方法的選擇(7)對(duì)于那些有特殊要求的加工表面例如,相對(duì)于本廠工藝條件來(lái)說(shuō),尺寸特別大或特別小,工件材料難加工,技術(shù)要求高,則首先應(yīng)考慮在本廠能否加工的問(wèn)題,如果在本廠加工有困難,就需要考慮是否需要外協(xié)加工。

19精選課件ppt三、典型表面的加工路線外圓、內(nèi)孔和平面加工量大而面廣,習(xí)慣上把機(jī)器零件的這些表面稱作典型表面。掌握典型表面的加工路線對(duì)制定零件加工工藝過(guò)程是十分必要的。20精選課件ppt(一)外圓表面加工路線21精選課件ppt1.粗車-半精車-精車(最通用路線)最終工序:車削適用范圍:除淬火鋼以外的各種金屬加工精度:加工精度低于IT7,表面粗糙度等于或大于Ra0.822精選課件ppt2.粗車-半精車-粗磨-精磨最終工序:磨削適用范圍:淬火鋼、未淬火鋼和鑄鐵。不適用有色金屬加工精度:加工精度低于IT6,表面粗糙度等于或大于Ra0.16

23精選課件ppt3.粗車-半精車-精車-金剛石車最終工序:精車或金剛石車適用范圍:要求較高的有色金屬的精加工加工精度:加工精度低于IT5,表面粗糙度等于或大于Ra0.01

24精選課件ppt4.粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨等最終工序:光整加工適用范圍:要求高的鋼件的精加工加工精度:加工精度低于IT5,表面粗糙度等于或大于Ra0.00625精選課件ppt(二)孔的加工路線26精選課件ppt(二)孔的加工路線1.鉆(粗鏜)-粗拉-精拉適用范圍:大批大量生產(chǎn)盤套類零件的圓孔、單鍵孔和花鍵孔加工,加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高2.鉆-擴(kuò)-鉸-手鉸特點(diǎn):用于中、小孔的加工。擴(kuò)孔能糾正位置精度。鉸孔只能保證尺寸、形狀精度和減小孔的表面粗糙度27精選課件ppt(二)孔的加工路線3.鉆(粗鏜)-半精鏜-精鏜-浮動(dòng)鏜(金剛鏜)(1)單件小批生產(chǎn)中的箱體孔系加工(2)位置精度要求很高的孔系加工(3)直徑比較大的孔(4)材料為有色金屬,需要用金剛鏜來(lái)保證尺寸、形狀和位置精度以及表面粗糙度的要求4.鉆(粗鏜)-粗磨-半精磨-精磨-研磨或珩磨主要用于淬硬零件加工或精度要求高的孔加工

28精選課件ppt(二)孔的加工路線5.孔加工路線的選擇應(yīng)根據(jù)被加工孔的加工要求、尺寸、具體的生產(chǎn)條件、批量的大小以及毛坯上有無(wú)預(yù)加工孔合理選用。1)加工精度為IT9級(jí)的孔當(dāng)孔徑小于10mm時(shí),可采用鉆—鉸方案當(dāng)孔徑小于30mm時(shí),可采用鉆—擴(kuò)方案;當(dāng)孔徑大于30mm時(shí),可采用鉆—鏜方案。工件材料為淬火鋼以外的各種金屬29精選課件ppt(二)孔的加工路線2)加工精度為IT8級(jí)的孔當(dāng)孔徑小于20mm時(shí),可采用鉆—鉸方案;當(dāng)孔徑大于20mm時(shí),可采用鉆—擴(kuò)—鉸,3)加工精度為IT7級(jí)的孔當(dāng)孔徑小于12mm時(shí),可采用鉆—粗鉸—精鉸;當(dāng)孔徑在12mm到60mm之間時(shí),可采用鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸方案或鉆—擴(kuò)—拉4)加工精度為IT5級(jí)的孔最終工序可采用手鉸、精細(xì)鏜、研磨或珩磨等韌性較大的有色金屬不宜采用珩磨,可采用研磨或精細(xì)鏜。研磨對(duì)大、小孔加工均適用,而珩磨只適用于大直徑孔的加工。30精選課件ppt回轉(zhuǎn)體加工視頻31精選課件ppt(三)平面加工路線32精選課件ppt(三)平面加工路線1.粗銑-半精銑-精銑-高速銑通用加工路線,生產(chǎn)率比較高。

2.粗刨-半精刨-精刨-寬刀細(xì)刨、刮研或研磨刮研多用于單件小批生產(chǎn)中配合表面要求高且不淬硬平面的加工。當(dāng)批量較大時(shí),可用寬刀細(xì)刨代替刮研。寬刀細(xì)刨特別適用于狹長(zhǎng)平面

3.粗銑(刨)—半精銑(刨)—粗磨—精磨—研磨、精密磨、砂帶磨或拋光磨削適用于直線度及表面粗糙度要求高的淬硬工件和薄片工件,也適用于未淬硬鋼件上面積較大的平面的精加工。但不宜加工塑性較大的有色金屬。33精選課件ppt(三)平面加工路線4.粗拉—精拉這條加工路線主要在大批量生產(chǎn)中的加工質(zhì)量要求較高且面積較小的平面,生產(chǎn)率高。尤其對(duì)有溝槽或臺(tái)階的表面,拉削加工的優(yōu)點(diǎn)更加突出。但是由于拉刀和拉削設(shè)備昂貴,因此,這條加工路線只適合在大批大量生產(chǎn)中使用。5·粗車—半精車—精車—金剛石車這條加工路線主要用于有色金屬零件的平面加工,以及回轉(zhuǎn)體零件的端面的加工,以保證端面與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度。如果被加工零件是黑色金屬,則精車后可安排精密磨、砂帶磨或研磨,拋光等。34精選課件ppt平面加工視頻35精選課件ppt四、加工階段的劃分(一)加工階段的劃分

當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí),往往不可能用一道工序來(lái)滿足其要求,而需要用幾道工序逐步達(dá)到所要求的加工質(zhì)量要求。按工序的性質(zhì)不同,零件的工藝路線通常分為四個(gè)加工階段:粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段。36精選課件ppt(一)加工階段的劃分(1)粗加工階段:粗加工主要是切除毛坯上大部分多余金屬,為半精加工提供定位精基準(zhǔn)。這個(gè)階段關(guān)鍵問(wèn)題是提高生產(chǎn)率。(2)半精加工階段:在這個(gè)階段中應(yīng)為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備(達(dá)到一定的精度和表面粗糙度,保證一定的精加工余量),并完成一些次要表面的加工(如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等)。一般在熱處理之前進(jìn)行。37精選課件ppt(一)加工階段的劃分(3)精加工階段:對(duì)于零件上精度和表面粗糙度要求高(精度在IT7以上,表面粗糙度在Ra0.8以下)的表面,要安排精加工。這個(gè)階段的任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求。(4)光整加工階段:對(duì)于精度要求高(IT6級(jí)以上),表面粗糙度?。≧a0.2以下)的零件,在工藝過(guò)程的最后安排研磨、精密磨、超精加工,金剛石車等加工。主要目標(biāo)是提高尺寸精度、減小表面粗糙度,一般不能提高位置精度達(dá)到最終精度要求。38精選課件ppt(二)劃分加工階段的目的(原因)1.保證加工質(zhì)量工件在粗加工時(shí),切除的金屬較厚,切削力和夾緊力都比較大,切削溫度也比較高,這將引起工件較大的變形。若不劃分加工階段,粗、精加工混在一起,就無(wú)法避免上述原因引起的加工誤差。按加工階段進(jìn)行加工,粗加工造成的加工誤差可以通過(guò)半精加工和精加工來(lái)糾正,從而保證零件的加工質(zhì)量。39精選課件ppt(二)劃分加工階段的目的(原因)2.合理使用設(shè)備粗加工余量大,切削用量大,可采用功率大、效率高而精度低的機(jī)床。精加工切削力,小,對(duì)機(jī)床破壞小,可采用高精度機(jī)床。這樣發(fā)揮了不同機(jī)床的各自特點(diǎn),既能提高生產(chǎn)率,又能延長(zhǎng)精密設(shè)備的使用壽命。3.便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷粗加工切除較大的余量,可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷,以便及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ),避免繼續(xù)加工造成工時(shí)與成本的浪費(fèi)。40精選課件ppt(二)劃分加工階段的目的(原因)4.便于安排熱處理工序一般零件在工藝過(guò)程中插入了必要熱處理工序,熱處理通常安排在粗加工精加工之間。如粗加工后,一般要安排去應(yīng)力的熱處理,以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前安排淬火等最終熱處理,其變形可以通過(guò)精加工給以消除。注意:粗、精加工分開的原則既適用于某一表面的加工過(guò)程,也適用于整個(gè)零件的工藝過(guò)程。但加工階段的劃分也不應(yīng)絕對(duì)化,應(yīng)根據(jù)零件的質(zhì)量要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)綱領(lǐng)靈活掌握。對(duì)加工質(zhì)量要求不高、工件剛性好、毛坯精度高、加工余量小、生產(chǎn)批量不大時(shí),可不必劃分加工階段。41精選課件ppt五、工序順序的安排(一)切削加工工序的安排1.基面先行原則

用作精基準(zhǔn)的表面,應(yīng)優(yōu)先加工。因?yàn)楹罄m(xù)加工其它表面要它來(lái)定位,定位基準(zhǔn)的表面越精確,裝夾誤差就越小。所以任何零件的加工過(guò)程,總是首先對(duì)定位基準(zhǔn)面進(jìn)行粗加工和半精加工,必要時(shí)還要進(jìn)行精加工。例如,軸類零件總是先加工中心孔,再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓表面和端面。箱體類零件總是先加工定位用的平面及兩個(gè)定位孔,再以平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其它平面。

42精選課件ppt(一)切削加工工序的安排2先面后孔原則:當(dāng)零件上有較大的平面可作定位基準(zhǔn)時(shí),可先加工出來(lái)以面定位,再加工孔。特別是對(duì)箱體類、支架類、機(jī)體類的零件。原因:這樣安排加工順序,一方面是用加工過(guò)的平面定位,穩(wěn)定可靠;另一方面是在加工過(guò)的平面上加工孔,比較容易,并能提高孔的加工精度,特別是鉆孔,孔的軸線不易偏斜。43精選課件ppt(一)切削加工工序的安排3先主后次原則:先加工主要表面(如設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面主要工作面),再加工次要表面(鍵槽、螺孔)。因?yàn)榇我砻娴募庸すぷ髁啃?,而且往往與主要表面有位置要求,因此一般放在主要表面達(dá)到一定精度后,最終精加工或光整加工之前。

4.先粗后精各個(gè)表面的加工順序按照粗加工—半精加工—精加工—光整加工的順序依次進(jìn)行,這樣才能逐步提高加工表面的精度和減小表面粗糙度。44精選課件ppt(二)熱處理工序的安排為提高材料的力學(xué)性能,改善材料的切削加工性和消除工件內(nèi)應(yīng)力,在工藝過(guò)程中要適當(dāng)安排一些熱處理工序。1.預(yù)備熱處理:為改善改善材料的切削加工性而進(jìn)行的熱處理工序,一般安排在切削加工之前,常用的有正火、退火及調(diào)質(zhì)等45精選課件ppt(二)熱處理工序的安排2中間熱處理:為了消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理(如人工時(shí)效、退火、正火等),最好安排在粗加工之后。有時(shí)為減少運(yùn)輸工作量,對(duì)精度要求不太高的零件,把去除內(nèi)應(yīng)力的人工時(shí)效或退火安排在切削加工之前(即在毛坯車間)進(jìn)行。對(duì)于一般形狀的鑄件,應(yīng)安排兩次時(shí)效處理。對(duì)于精密零件要多次安排時(shí)效處理,加工一次安排一次。46精選課件ppt(二)熱處理工序的安排3.最終熱處理最終熱處理的目的是提高零件的強(qiáng)度、硬度和耐磨性,一般在半精加工之后,精加工之前常安排淬火、滲碳淬火等熱處理工序。對(duì)于整體淬火的零件,淬火前應(yīng)將所有切削加工的表面進(jìn)行

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