第六章机械加工工艺规程的制定

1《汽车制造工艺学》课程第六章机械加工工艺规程的制定2第一节概述加工工艺——产品制造的方法。工艺规程制订的原则——是优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前题下，争取最好的经济效益。1.生产过程指把原材料转变为成品的全过程。工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。一、生产过程和工艺过程（复习）32.工艺过程把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。第一节概述4第一节概述二、机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程是指用机械加工方法（主要是切削加工方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使其成为合格零件所进行的全部过程。它一般由工序、安装、工位、工步、走刀等不同层次的单元所组成。51.工艺规程的作用1)工艺规程是指导生产的主要技术文件2)工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据3)工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料三、机械加工工艺规程机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要技术文件。第一节概述6它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。2.常用工艺文件的种类（1）机械加工工艺过程卡片第一节概述7它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。（2）机械加工工艺卡它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序。（3）机械加工工序卡第一节概述8第一节概述9第一节概述10第一节概述11第一节概述121314第一节概述1516•产品整套装配图、零件图•质量标准•生产纲领、生产类型•毛坯情况•本厂现有生产条件•先进技术、工艺•有关手册、图册1、制订机械加工工艺规程的原始资料第一节概述四、工艺规程制定的步骤和原则172、步骤•分析研究产品图纸•工艺性分析•选择毛坯•拟订工艺路线•选择设备、工装•确定工序余量、工序尺寸•确定切削用量、工时定额•技术经济分析•填写工艺文件第一节概述183、机械加工工艺规程制定的原则（1）保证加工质量（2）保证生产效率（3）较低制造成本（4）良好劳动条件第一节概述1、基准分类（复习）1）设计基准第二节工艺路线的制定一.定位基准的选择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装配基准第二节工艺路线的制定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：第二节工艺路线的制定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）尽可能选用精度要求高的主要加工表面为粗基准2、粗基准的选择原则第二节工艺路线的制定232）选择不加工面为粗基准图用不需加工的外圆作粗基准第二节工艺路线的制定243）合理分配加工余量的原则选择粗基准；4）同方向上粗基准只能使用一次。第二节工艺路线的制定图用需加工的内孔作粗基准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3、精基准的选择原则第二节工艺路线的制定26第二节工艺路线的制定272）“基准统一”原则各工序的基准相同第二节工艺路线的制定283）“互为基准”原则两表面位置精度高第二节工艺路线的制定294）“自为基准”原则加工余量小而均匀第二节工艺路线的制定图以加工表面本身为精基准二.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。1、表面加工方法选择的一般原则：（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。第二节工艺路线的制定31可以根据零件及加工表面的结构特点和产量等条件，决定采用哪一种方案。第二节工艺路线的制定2、表面加工方法选择应考虑的主要因素：1)根据加工表面的加工精度和表面租糙度要求确定最终加工方法。例如：32序号加工方案经济精度等级经济表面粗糙度Ra值/μm适用范围1粗车IT11以下50~12.5适用于淬火钢以外的各种金属2粗车—半精车IT8~106.3~3.23粗车—半精车—精车IT7~81.6~0.84粗车—半精车—精车—滚压（或抛光）IT7~80.2~0.0255粗车—半精车—磨削IT7~80.8~0.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车—半精车—粗磨—精磨IT6~70.4~0.17粗车—半精车—粗磨—精磨—超精加工（或轮式超精磨）IT50.1~Rz0.18粗车—半精车—精车—金刚石车IT6~70.4~0.025主要用于要求较高的有色金属9粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨或镜面磨IT15以上0.025~Rz0.05极高精度的外圆加工10粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨IT15以上0.1~Rz0.05常见各种加工方法可达到的经济精度和经济粗糙度：表6-5外圆表面加工方案第二节工艺路线的制定33序号加工方案经济精度等级经济表面粗糙度Ra值/μm适用范围1钻IT11~1212.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍大，孔径小于15~20mm）2钻—铰IT93.2~1.63钻—铰—精铰IT7~81.6~0.84钻—扩IT10~1112.5~6.3同上，但孔径大于15~20mm5钻—扩—铰IT8~93.2~1.66钻—扩—粗铰—精铰IT71.6~0.87钻—扩—机铰—手铰IT6~70.4~0.18钻—扩—拉IT7~91.6~0.1大批大量生产（精度由拉刀的精度决定）9粗镗（或扩孔）IT11~1212.5~6.3除淬火钢以外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）—精镗（精扩）IT8~93.2~1.611粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）IT7~81.6~0.812粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗IT6~70.8~0.413粗镗（扩）—半精镗—磨孔IT7~80.8~0.2主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属14粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨IT6~70.2~0.115粗镗—半精镗—精镗—金刚镗IT6~70.4~0.05主要用于精度要求高的有色金属加工16钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨IT6~70.2~0.025精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨IT6以上表6-6孔加工方案第二节工艺路线的制定34序号加工方案经济精度等级经济表面粗糙度Ra值/μm适用范围1粗车—半精车IT96.3~3.2端面2粗车—半精车—精车IT7~81.6~0.83粗车—半精车—磨削IT8~90.8~0.24粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）IT8~96.3~1.6一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较小）5粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研IT6~70.8~0.1精度要求较高的不淬硬平面；批量较大时宜采用宽刀精刨方案6以宽刀刨削代替上述方案刮研IT70.8~0.27粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削IT70.8~0.2精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—粗磨—精磨IT6~70.4~0.029粗铣—拉IT7~90.8~0.2大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）10粗铣—精铣—磨削—研磨IT6以上0.1~Rz0.05高精度平面表6-7平面加工方案第二节工艺路线的制定35第二节工艺路线的制定2）考虑工件材料的性质。例如，对淬火钢应采用磨削加工，但对有色金属采用磨削加工就会发生困难，一般采用金刚镗削或高速精细车削加工。3）考虑工件的结构形状和尺寸大小。例如，回转工件可以用车削或磨削等方法加工孔，而箱体上IT7级公差的孔，一般就不宜采用车削或磨削，而通常采用镗削或铰削加工。孔径小的宜用铰孔，孔径大或长度较短的孔则宜用镗孔。36第二节工艺路线的制定4）考虑生产率和经济性要求。大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的铣、刨和镗孔等加工方法。甚至可以从根本上改变毛坯的制造方法，如用粉末冶金来制造油泵齿轮，用熔模铸造柴油机上的小零件等，均可大大减少机械加工的劳动量。5）考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。选择加工方法时应充分利用现有设备。但也应考虑不断改进现有的加工方法和设备，采用新技术和提高工艺水平，此外还应考虑设备负荷的平衡。第二节工艺路线的制定三、加工阶段的划分粗加工阶段光整加工阶段精加工阶段半精加工阶段加工阶段划分加工阶段的原因切除大量多余材料，主要提高生产率。完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)主要表面达到一定要求，为精加工作好余量准备，安排在热处理前。主要表面达到图纸要求。进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度1、保证加工质量2、合理使用设备3、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。38四.工序的集中与分散确定工序内容时有两种思路，即工序集中与分散第二节工艺路线的制定1）工序集中就是将工件的加工，集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。2）工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅一个简单工步。3）趋势：工序集中（MC、FMC等）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、工艺装备复杂第二节工艺路线的制定工序分散的特点是：（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。第二节工艺路线的制定五.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）先粗后精第二节工艺路线的制定第二节工艺路线的制定2、热处理工序的安排•退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；•正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；•调质：淬火后高温回火预备热处理最终热处理去除内应力处理位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除内应力位置：半精加工后，精加工前目的：提高强度、硬度位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除内应力，防止变形、开裂。•淬火、渗碳、氮化等•自然时效•人工时效第二节工艺路线的制定3、辅助工序的安排•金属镀层•非金属镀层•氧化膜表面处理工序检验工序其它工序安排位置：工艺过程最后目的：美观位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前目的：安全位置：粗加工后、关键工序后、送往外车间加工前后、零件全部加工结束之后目的：质量控制。•质量检验•特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）•去毛刺、倒钝锐边•去磁•清洗•涂防锈油六、机床与工艺装备的选择第二节工艺路线的制定3.机床的规格与加工工件的尺寸相适应5、合理选用数控机床。2.机床的生产率与生产类型相适应。1.机床的精度应与要求的加工精度相适应.4、机床的选择