机械加工工艺规程的制订2

机械加工工艺规程设计（一）设计的内容和步骤•1）分析零件图和产品装配图；•2）工艺审查；•3）确定毛坯；•4）拟定工艺路线；•5）确定各工序所用机床设备、工艺装备等；•6）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差；•7）确定各工序的技术要求和检验方法；•8）确定各工序的切削用量和工时定额；•9）编制工艺文件。（二）工艺路线的拟定1.选择定位基准（1）基准分类1）设计基准2）工艺基准①工序基准工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准②定位基准a.粗基准和精基准b.附加基准③测量基准④装配基准基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅加基准基准分类归纳如下：在保证得到所选精基准的前提下确定粗基准选择粗基准一般应遵循以下原则：1）选择不加工面为粗基准2）合理分配加工余量的原则3）便于工件装夹原则4）同方向上粗基准不得重复使用（2）粗基准的选择主要应保证加工精度和装夹方便选择精基准一般应遵循以下原则：1）基准重合原则设计(工序)与定位2）基准统一原则各工序的基准相同3）互为基准原则两表面位置精度高4）自为基准原则加工余量小而均匀（3）精基准的选择2.表面加工方法的选择（1）尽量采用经济加工精度方案进行加工零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：（2）首先考虑主要表面的加工方案（3）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、结构形状、尺寸大小等。（4）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适应，考虑现有技术力量和设备。3.加工阶段的划分（1）粗加工阶段去除各表面大部分余量，关键是提高生产率（2）半精加工阶段次要表面达到要求，为主要表面的精加工作准备（3）精加工阶段各主要表面达到零件图规定的质量要求（4）光整加工阶段主要用于高精度、小粗糙度要求的表面划分加工阶段的主要目的：（1）保证加工质量粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正（2）合理使用设备有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床（3）便于安排热处理工序热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产（4）及时发现毛坯的缺陷以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费4.工序的集中与分散确定工序内容时有两种思路，即工序集中与分散工序集中的特点是：（1）可减少工件装夹次数，易保证位置精度（2）工序数少，减少了设备数量、操作工人和生产面积（3）可采用高效专用设备、工艺装备，提高加工精度和生产率。（4）设备的一次性投资大、工艺装备复杂工序分散的特点是：（1）设备、工装比较简单，调整、维护方便，生产准备工作量少。（2）每道工序的加工内容少，便于选择最合理的切削用量，对操作工人的技术水平要求不高。（3）工序数多，设备数量多、操作人员多、占用生产面积大。工序集中分散各有所长，工序集中优点较多，现代生产的发展趋于工序集中。5.工序顺序的安排（1）机械加工顺序的安排1）先基准后其它2）先平面后孔3）先主后次4）先粗后精（2）热处理工序的安排1）预备热处理①退火和正火粗加工之前或后②调质粗加工后半精加工前2）最终热处理①淬火半精加工后精加工前②渗碳半精加工后精加工前③渗氮半精加工或精加工后（3）其它工序的安排1）检验工序①粗加工结束后；②重要工序前后；③转向另车间前后；④全部加工结束后2）去除毛刺3）特种检验无损探伤、平衡试验4）表面处理表面涂层、镀层、发蓝5）洗涤防锈6.机床与工艺装备的选择机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；精度等级与本工序加工要求相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应；自动化程度和生产效率与生产类型相适应。工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制造成本。中小批条件下可选用通用工艺装备；大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。（三）时间定额在一定条件下规定生产一件产品或完成一道工序所耗时间时间定额由以下几部分组成：1）基本时间tmtm=il+l1+l2nf2）辅助时间ta装卸工件、开停机床、改变用量、测量尺寸、进退刀具等基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。3）布置工作地时间ts润滑机床、清理切屑、收拾工具等4）休息和生理需要时间tr单件时间tp为:tp=tm+ta+ts+tr5）准备与终结时间tbe单件计算时间tpc为:tpc=tp+tbe/n（四）典型零件加工工艺过程分析1.轴类零件的加工一般分为光滑轴、阶梯轴、空心轴和异形轴四类。加工面主要有内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽轴类零件一般在机器中支承传动零件，传递转矩、承受载荷。对于机床主轴，它把旋转运动和转矩通过主轴端部的夹具传递给工件或刀具，因此它除了一般轴的要求，还必须具有很高的回转精度。(1)轴类零件的技术要求分析以CA6140型车床主轴为例，主轴跨距较大，采用前后支承为主，中间支承为辅的三支承结构。支承轴颈是主轴部件的装配基准，直接影响到主轴部件的回转精度。主轴锥孔轴线与支承轴颈的公共轴线尽量重合，否则将影响机床精度，使工件产生同轴度误差。主轴前端圆锥面和端面是安装卡盘的定位表面，保证锥面与支承轴颈轴线同轴，端面与支承轴颈轴线垂直。主轴螺纹表面中心线与支承轴颈的同轴度要求，否则引起主轴的径向圆跳动。主轴轴向定位面应与主轴回转轴线垂直，影响工件端面的平面度及对轴线的垂直度，加工螺纹时会造成螺距误差。安装传动齿轮的轴颈，若与支承轴颈不同轴，会造成齿轮啮合不良；考虑轴的耐磨性、抗振性、尺寸稳定性，以及在变载荷作用下所具有的抗疲劳强度等。(2)轴类零件材料、毛坯和热处理一般轴类零件常用45钢，采用正火、调质、淬火等；中等精度转速较高的轴类，选用40Gr等合金结构钢；高精度轴用GCr15或65Mn等材料，调质或表面淬火处理；高速重载轴，用20GrMnTi渗碳钢或38CrMoALA渗氮钢，经调质和表面氮化；轴颈表面处于滑动摩擦中，要求较高耐磨性，使用较好轴瓦材料；采用滚动轴承时轴颈表面要求可较低些。轴类零件一般以棒料为主，某些大型、结构复杂情况下用铸件（如曲轴）；重要、高速轴须采用锻件，单件小批量采用自由锻，大批量宜采用模锻。(3)工艺过程特点1）定位基准常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修正中心孔不断提高精度，采用基准重合、重准统一原则。空心轴需解决深孔加工和定位问题，常用外圆表面定位加工内孔，以内孔定位加工外圆。必要时借用锥堵，仍用顶尖孔定位，如此内孔、外圆互为基准反复加工，保证内孔、外圆的同轴度。精磨主轴内锥孔头架主轴与工件间采用挠性连接，工件回转轴线由专用磨夹具决定，不受头架回转误差影响。2）深孔加工为减小零件变形，在调质后进行，采用特殊钻头、设备和加工方式，解决好导向、排屑和冷却润滑问题。可采取下列措施：①工件回转，钻头进给，使钻头具有自动定心的能力②采用深孔钻削系统，如内排式深孔钻、枪钻等③工件上预加工导向孔，深度1～1.5d，精度不低于IT7④大量输送一定压力的冷却介质，加快刀具冷却及排屑3）细长轴的加工①工件装在前后顶尖上，紧松适当；亦可装在卡盘和后顶尖上，采用弹簧顶尖，以免工件热伸长受阻；②细长轴刚性差，采用大主偏角、大前角、正刃倾角；③采用中心架或跟刀架，以增加工艺系统刚性；④采用采用反向车削，使工件轴向受拉；⑤轴左端缠一圈钢丝，卡盘夹在钢丝上，避免过定位变形；⑥充分使用切削液；(4)一般传动轴加工工艺过程各段直径相差不大，批量5件，选φ60热轧40Gr圆钢料；主要表面M、N、P、Q的加工顺序为：粗车——调质——半精车——磨削；在轴两端加工B型中心孔为定位精基准面。磨床主轴加工示例(点击播放)2.套类零件的加工(1)主要特点：起支承或导向作用；壁厚较薄易变形；长度大于直径；主要加工面为同轴度要求较高的内外回转表面(2)保证位置精度的主要方法：①一次安装完成内外圆表面及端面的加工；②主要加工面内外圆面互为基准反复加工；③采用定位精度高的夹具。(3)防止套类零件变形的主要措施：①粗精加工分开，减小切削力、切削热的影响；②减小夹紧力影响，径向改轴向夹紧，增大夹紧面积；③热处理放在粗精加工之间，适当放大精加工余量。３.箱体零件的加工1．主轴箱体结构特点及技术条件分析箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。主要加工面是平面和孔。底面M和侧面N是装配基准、设计基准。大多数孔是轴承的支承孔，有较高尺寸精度和形位精度，要求最高的是主轴孔Ⅵ。（2）定位基准的选择1）精基准的选择①根据基准重合原则选M面和N面作精基准，定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。（2）定位基准的选择1）精基准的选择②在大批量生产中，用顶面R和两定位销孔作统一的精基准。定位可靠，中间导向支承刚度好，易保证孔系位置精度，装卸工件方便。加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误差，为保证主轴孔至底面M的尺寸要求，须提高顶面R至底面M的加工精度。2）粗基准的选择选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的Ⅰ轴孔作粗基准。保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件间有足够的间隙。1）平面加工大批量生产中采用铣平面和磨平面加工方案；单件小批生产中宜用粗刨、半精刨和宽刀精刨平面方案。（3）加工方法的选择2）孔系加工主轴孔精度IT6，采用粗镗—半精镗—精镗—金刚镗方案；其它轴孔采用粗镗—半精镗—精镗的加工方案。（4）加工阶段的划分主轴箱体加工精度要求高，宜将工艺过程划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。（5）加工顺序安排根据先粗后精、先基准后其它、先平面后孔、先主后次等原则，安排箱体加工顺序。在大批量生产中主轴箱加工顺序如下：1）加工精基准面铣顶面R和钻、铰R面上两定位孔，同时加工R面上的其它小孔；2）主要表面的粗加工粗铣底平面（M、N）、侧平面（O）和两端面（P、Q），粗镗、半精镗主轴孔和其它孔；3）人工时效处理；4）次要表面加工在两侧面上钻孔、攻螺纹，在两端面上和底面上钻孔、攻丝；5）精加工精基准面磨顶面R；6）主要表面精加工精镗、金刚镗主轴孔及其它孔，磨箱体主要表面。