汽车典型零件制造技术

书名：汽车典型零件制造技术ISBN：978-7-111-42542-7作者：邹平出版社：机械工业出版社本书配有电子课件机械加工工艺路线的制定是选择各个加工表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容。主要任务表面加工方法的选择一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再确定精加工前的准备工序的加工方法，即确定加工方案。经济加工精度与经济粗糙度所谓的经济加工精度是指在正常生产条件下（采用符合标准的生产设备、工装、标准的工人技术等级、合理的加工时间），某种加工方法所能达到的加工精度。所谓的经济粗糙度是指在正常生产条件下（采用符合标准的生产设备、工装、标准的工人技术等级、合理的加工时间），某种加工方法所能达到的加工表面粗糙度。外圆面、孔和平面等的典型加工方法和加工方案能达到的经济精度和经济粗糙度外圆柱面加工方法序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围1粗车IT11～IT1312.5～50适用于淬火钢以外的各种金属2粗车一半精车IT8～IT103.2～6.33粗车一半精车—精车IT7～IT80.8～1.64粗车-半精车-精车-滚压(或抛光)IT7～IT80.025～0.25粗车一半精车-磨削IT7～IT80.4～0.8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粗车一半精车-粗磨-精磨IT6～IT70.1～0.47粗车-半精车一粗磨-精磨-超精加工IT50.12-0.l8粗车-半精车-精车-精细车(金刚石车)IT6～70.025～0.4主要用于要求较高的有色金属加工9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨(或镜面磨)IT5以上0.006～0.025极高精度的外圆加工10粗车一半精车-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.006～0.l孔加工方法序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围1钻IT11～IT1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯,也可用于加工有色金属,孔径小于15～20mm2钻-铰IT8～IT101.6～6.33钻-粗铰-精铰IT7～IT80.8～1.64钻-扩IT10～IT116.3～12.55钻-扩-铰IT8～IT91.6～3.26钻-扩一粗铰一精铰IT70.8～1.67钻-扩-机铰-手铰IT6～IT70.2～0.48钻-扩-拉IT7～IT90.1～1.6大批大量生产(精度由拉刀的精度而定)9粗镗(或扩孔)IT11～IT136.3～12.5除淬火钢外的各种材毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗(粗扩)—半精镗(精扩)IT9～IT101.6～3.211粗镗(粗扩)—半精镗(精扩)—精镗(铰)IT7～IT80.8～1.612粗镗(粗扩)—半精镗(精扩)—精镗-浮动镗刀精镗IT6～IT70.4～0.813粗镗(扩)—半精镗一磨孔IT7～IT80.2～0.8主要用于淬火钢,也可用于未淬火钢,但不宜用于有色金属14粗镗(扩)半精镗-粗磨-精磨IT6～IT70.1～0.215粗镗-半精镗-精镗—精细镗(金刚镗)IT6～IT70.05～0.4主要用于精度要求高的有色金属加工16钻—(扩)—粗铰-精铰-衍磨；钻—(扩)—拉一衍磨；粗镗-半精镗-精镗-衍磨IT6～IT70.025～0.2精度要求很高的孔17钻—(扩)—粗铰一精铰-研磨；钻-(扩)—拉-研磨；粗镗一半精镗-精镗一研磨IT5～IT60.006～0.1平面加工方法序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围1粗车IT11～IT1312.5～50端面2粗车—半精车IT8～IT103.2～6.33粗车—半精车—精车IT7～IT80.8～1.64粗车—半精车—磨削IT6～IT90.2～0.85粗刨（粗铣）IT11～IT136.3～25未淬硬平面6粗刨（粗铣）—精刨（精铣）IT8～IT101.6～6.37粗刨（粗铣）—精刨（精铣）—刮研IT6～IT70.1～0.8精度要求较高的未淬硬平面，批量较大时宜采用宽刃精刨8粗刨（粗铣）—精刨（精铣）—宽刃精刨IT70.2～0.89粗刨（粗铣）—精刨（精铣）—磨削IT70.2～0.8精度要求较高的淬硬平面及未淬硬平面10粗刨（粗铣）—精刨（精铣）—粗磨—精磨IT6～IT70.025～0.411粗铣—拉削IT7～IT90.2～0.8大量生产，较小平面12粗铣—精铣—磨削—研磨IT5以上0.006～0.1高精度平面加工阶段的划分工艺过程的加工阶段划分粗加工阶段切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品。半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。精加工阶段保证主要表面达到图样要求。光整加工阶段对表面粗糙度及加工精度要求高的表面，还需进行光整加工。这个阶段一般不能用于提高零件的位置精度。划分加工阶段的原因有利于保证加工质量便于合理使用设备便于安排热处理工序和检验工序便于及时发现缺陷及避免损伤已加工表面加工顺序的安排切削加工顺序安排的原则先粗后精先基准后其他先主后次先面后孔热处理工序的安排热处理的目的是提高材料的机械性能，消除残余应力和改善金属的切削加工性。预备热处理预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。有退火、正火、时效、调质等退火和正火常安排在毛坯制作之后、粗加工之前进行。铸件在粗加工前安排时效，其它精密零件，常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理，有些轴类零件在校直工序后也要安排时效处理。调质安排在粗加工后，半精加工前，一是消除粗加工的残余应力，二是提高零件的综合力学性能，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理工序。最终热处理最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。其热处理工艺有淬火、渗碳淬火、渗氮处理等最终热处理安排在半精加工之后，精加工之前。下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→淬火→精加工。如一般齿轮的加工工艺路线如承受冲击载荷齿轮的加工工艺路线下料→锻造→正火→粗、半精加工→渗碳淬火→精加工辅助工序的安排辅助工序一般包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、退磁、检验等检验工序一般安排如下:关键工序或工序较长的工序前后零件换车间前后，特别是进行热处理工艺前后在加工阶段前后，如在粗加工后，精加工前零件全部加工完毕工序集中和工序分散组成工序有两条原则:工序集中就是将工件加工内容集中在少数几道工序内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中有如下特点:在一次安装中可以完成零件多个表面的加工减少机床数量，并相应减少操作工人可采用高效率的机床或自动线、数控机床因采用专用设备和工艺装备，使投资增大，调整和维护复杂，生产准备工作量大工序分散就是将工件加工内容分散在较多的工序中进行，每道工序的加工内容较少，最少时每道工序只包含一个简单工步。工序分散有如下的特点:机床设备及工艺装备简单，调整和维护方便可采用最合理的切削用量，减少基本时间设备数量多，操作工人多，占用场地大单件小批生产采用通用机床顺序加工，使工序集中，可以简化生产计划和组织工作。多品种小批量生产也可以采用数控机床等先进的加工方法。对于重型工件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中。大批大量生产的产品,可采用专用设各和工艺装备,如多刀、多轴机床或自动机床等，将工序集中，也可将工序分散后组织流水线生产。但对一些结构简单的产品，如轴承和刚性较差、精度较高的精密零件，则工序应适当分散。设备与工装选择机床的选择所选择的机床应与加工零件相适应考虑生产现场的实际情况考虑生产工艺技术的发展综合考虑上述因素，在选择时应充分利用现有设备，并尽量采用国产机床。当现有设备的规格尺寸和实际精度不能满足零件的设计要求时，应优先考虑新技术、新工艺进行设备改造，实施“以小干大”、“以粗干精”等行之有效的办法。工艺装备的选择夹具的选择单件小批量生产应尽量选用通用夹具，大批大量生产时，应采用高生产效率的专用夹具，推行计算机辅助制造、成组技术等新工艺刀具的选择可能采用标准刀具，必要时可采用高生产率的复合刀具和其他专用刀具。量具的选择在单件小批生产中，应尽量采用通用量具、量仪,而在大批大量生产中，则应采用各种量规、高生产率的检验仪器、检验夹具等工艺文件填写常用工艺文件的格式有下列几种:机械加工工艺过程卡以工序为单位，简要地列出整个零件加工所经过的工芝路线(包括毛坯制造、机械加工和热处理等)机械加工工艺卡片以工序为单位，详细地说明整个工艺过程的一种工艺文件机械加工工序卡片详细地说明整个零件各个工序的要求，是用来具体指导工人操作的工艺文件，在这种卡片上要画工序简图，说明该工序每个工步的内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备及工艺装备。一般用于大批大量生产的零件。检验卡检验卡内容包括：检验内容、检验所用的夹具、量具、每批零件抽检数目加工余量、工序间尺寸及其公差的确定安排各个工序的具体加工内容时，很重要的一项任务就是要确定各工序的工序尺寸及上下偏差。加工余量加工余量是指加工过程中从加工表面切去的材料层厚度。工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。baZbaddZ加工总余量加工余量的确定ininZZZZZZ1321当工序用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量。基本余量为baZ最小余量为maxminminbaZ最大余量为minmaxmaxbaZ余量公差baZTTbbaaZZT)()(minmaxminmaxminmax工序尺寸及公差的确定加工孔，其工序尺寸及其公差确定如下：粗镗→半精镗→精镗→浮动镗工序加工余量基本尺寸浮动镗0.1100精镗0.599.9半精镗2.499.4粗镗597毛坯892确定各工序余量确定工序尺寸及公差工序加工余量基本尺寸工序公差最终尺寸浮动镗0.11000.035精镗0.599.90.054半精镗2.499.40.14粗镗5970.36毛坯8923035.00100054.009.9914.004.9936.00975.192工艺尺寸链的原理与应用工艺尺寸链的概念尺寸链的定义在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。在机械加工过程中，同一工件的各有关尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。工艺尺寸链的特征尺寸链由一个自然形成的尺寸与若干个直接得到的尺寸所组成。尺寸链一定是封闭的，且各尺寸按一定的顺序首尾相接。尺寸链的组成组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环分为封闭环和组成环封闭环在加工(或测量)过程中最后自然形成的环称为封闭环每个尺寸链必须有且仅能有一个封闭环。组成环在加工(或测量)过程中直接得到的环称为组成环。按其对封闭环的影响，可分为增环和减环增环尺寸链中，由于该类组成环的变动引起封闭环同向变动，则该类组成环称为增环减环尺寸链中，由于该类组成环的变动引起封闭环反向变动，则该类组成环称为减环为了简易地判别增环和减环，可在尺寸链图上先给封闭环任意定出方向并画出箭头，然后依此方向环绕尺寸链回路，顺次给每个组成环画出箭头。此时凡是与封闭环箭头相反的组成环为增环，相同的为减环。工艺尺寸链的建立封闭环的判定在工艺尺寸链中，封闭环是加工过程中自然形成的尺寸。因此，封闭环是随着零件加工方案的变化而变化的。尺寸链的建立方法从构成封闭的两表面开始，同步地按照工艺过程的顺序，分别向前查找各表面最后一次加工的尺寸，之后再进一步查找此加工尺寸的工序基准的最后一次加工的尺寸，如此继续向前查找，直到两条路线最后得到的加工尺寸的工序基准重合工艺尺寸连的计算尺寸链的计算方法有极值法和概率法两种在中、小批量生产和可靠性要求高的场合，多采用极值法。在大批量生产(如汽车工业)中，可采用概率法。极值法的计算封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸等于所有组成环基本尺寸的代数和jnmjimiAAA1110封闭环的极限尺寸min11max1max0jnmjimiAAAmax11min1min0jnmjimiAAA封闭环的极限偏差jnmjimiAEIAESESA1110jnmjimiAESAEIEIA1