零件加工工艺规程.docVIP

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零件加工工艺规程211机械加工工艺总过程机械加工工艺的整个过程是指用机械加工方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为零件的全过程。在实施对零件的机械加工前,须对零件机械加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制订机械加工工艺规程，制定它的主要依据是产品图纸、生产纲领、生产类型、现场加工设备及生产条件等。制订机械加工工艺规程一般需要如下过程：分析加工零件要设计零件生产加工工艺，首先要分析加工零件，充分领会产品的使用要求和设计要求，在此基础上，进一步审查零件制造工艺的可行性和加工的经济性。选择毛坯选择毛坯的种类和制造方法时，全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到降低零件生产总成本的目的。拟订零件机械加工工艺总过程：包括，选择零件的加工方法，划分工艺过程的各工序组成，安排各加工工序的先后顺序和工序间的相互组合等。工序设计：对工艺过程中包含的各工序进行详细的工艺设计。212 加工零件分析制订零件加工工艺规程前，准确地对加工零件分析，是制定零件加工工艺规程的前提，零件分析包括：分析产品的装配图和零件的工作图，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的装配位置和作用，进而了解零件上各项技术要求制订的依据，找出主要技术要求和加工关键，以便在拟订工艺规程时采取适当的工艺措施加以保证，对图纸的完整性、技术要求的合理性以及材料选择是否恰当等提出意见。审查零件结构的工艺性，在充分领会产品的使用要求和设计要求的前提下，审查零件制造工艺的可行性和加工的经济性，遇到工艺问题与设计问题有矛盾时，与设计人员共同磋商解决方法。1分析零件要求在通过分析装配图、产品说明书等，熟悉了零件在产品中的作用、位置、装配关系和工作条件的前提下，还应进一步分析零件图样，搞清楚零件主要和关键的技术要求，理解各项技术要求对零件装配质量和使用性能的影响。零件图的分析包括：(1) 检查零件图的完整性和正确性在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。(2) 零件的技术要求分析零件的技术要求包括下列几个方面：加工表面的尺寸精度，主要加工表面的形状精度，主要加工表面之间的相互位置精度，加工表面的粗糙度要求，热处理要求，其它要求，如，动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等。要注意分析这些要求在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因为主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。(3) 零件的材料分析即分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断工件材料加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。所选的零件材料应经济合理，切削性能好，满足使用性能的要求。(4) 分析尺寸标注分析零件图上的重要尺寸的设计基准，是否可在加工时用作工艺基准，分析设计尺寸是否便于加工时测量验证；分析零件图上的尺寸是否标注成封闭式，造成对加工要求矛盾的理解等。 2零件的结构工艺性分析 零件的结构工艺性是指在满足使 用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。主要考虑如下几方面：分析加工质量要求分析零件的加工精度与表面质量要求是否合理。在零件满足使用性能的前提下，尽可能使零件加工方便，制造成本低。分析零件位置精度的可能性。为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。 分析零件加工的劳动量分析加工面积和余量的大小，力求减少加工面积和余量，减少劳动量，减少刀具的损耗。分析零件结构的加工难度。零件外表面加工要比内腔加工方便经济，又便于测量。 分析零件加工的生产率零件加工尺寸基准是否一致，零件安装次数，零件结构加工方便性等因素影响加工生产率。213 确定毛坯在制订机械加工工艺规程时，正确选择合适的毛坯，对零件的加工质量、材料消耗和加工工时都有很大的影响。显然毛坯的尺寸和形状越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，应综合考虑毛坯制造和机械加工的费用来确定毛坯，以求得最好的经济效益。1毛坯的种类选择毛坯的种类和制造方法时，应全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本。(1) 铸件铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。较常用的是砂型铸造，当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法；当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。(2) 锻件锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。(3) 型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。(4) 焊接件焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件，它简单方便，生产周期短，但需经时效处理后才能进行机械加工。(5) 冷冲压件冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。2 毛坯选择时应考虑的因素影响毛坯选择的因素是：生产规模的大小；工件结构形状和尺寸；零件的机械性能要求；本厂现有设备和技术水平；毛坯的种类、制造方法和尺寸偏差。 (1) 零件的材料及机械性能要求零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。例如铸铁零件用铸造毛坯；钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用型材，对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件。(2) 零件的结构形状与外形尺寸大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件的毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；若各台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。(3) 生产规模的大小大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。在单件小批生产中用木模手工造型或自由锻来制造毛坯。 (4) 现有生产条件确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等，否则就不现实。(5) 充分利用新工艺、新材料为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需要进行加工，经济效益非常显著。214加工工艺路线的制定零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，加工阶段的划分，工序集中与分散的程度，加工顺序安排等问题。1表面加工方法的选择表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：(1)工件材料的性质 例如，淬硬钢零件的精加工适宜用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。(2)工件的结构和尺寸 例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60的孔不宜采用钻、扩、铰的方法。(3)生产类型 选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法，例如，平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。(4)具体生产条件 应充分利用现有设备和工艺手段，不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提高工艺水平。表2-1-1列出了平面的加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。外圆、内孔加工方案及经济精度可查阅相关资料。表2-1-1 平面加工方案序号加 工 方 案经济精度级表面粗糙度Ra值/m适 用 范 围1粗车半精车IT96.33.22粗车半精车精车IT7IT81.60.8端面3粗车半精车磨削IT8IT90.80.24粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）IT8IT96.31.6一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较细）5粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）刮研IT6IT70. 80. 1精度要求较高的不淬硬平面；批量较大时宜采用宽刃精刨方案6以宽刃刨削代替上述方案刮研IT70.80.27粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）磨削IT70.80.2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IT6IT70.40.029粗铣拉IT7IT90.80.2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级以上0. 1Rz0. 05高精度平面2加工阶段的划分 对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件表面，常将加工过程分成从粗到精的几个阶段来完成。从粗到精过程可分成以下几个阶段： (1) 粗加工阶段切除表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率。 (2) 半精加工阶段主要保证精加工余量的均匀。 (3) 精加工阶段：保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。(4) 光整加工阶段：对于表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面，还需要进行光整加工阶段。这个阶段的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形、位精度。零件加工分粗、精加工各阶段。粗加工时，加工余量大，切削力、夹紧力也大，工件变形大，虽然不利于保证质量，但可以提高加工效率，可选用刚性好、效率高而精度较低的机床。在半精加工或精加工时加工阶段，加工余量、切削力、夹紧力、工件变形等变小，可纠正粗加工产生的误差和变形，逐步提高零件的精度和表面质量，应选用精度较高的机床，保证加工质量。3工件加工过程中的热处理安排工件加工过程中，安排适当的热处理可以提高材料的力学性能，改善金属的切削性能以及消除残余应力。在制订工艺路线时，应根据零件的技术要求和材料的性质，合理地安排热处理工序。退火与正火 退火或正火的目的是为了消除组织的不均匀，细化晶粒，改善金属的加工性能。对高碳钢零件用退火降低其硬度，对低碳钢零件用正火提高其硬度，以获得适中的较好的可切削性，同时能消除毛坯制造中的应力。退火与正火一般安排在机械加工之前进行。时效处理 以消除内应力、减少工件变形为目的。为了消除残余应力，在工艺过程中需安排时效处理。对于般铸件，常在粗加工前或粗加工后安排一次时效处理；对于要求较高的零件，在半精加工后尚需再安排一次时效处理；对于一些刚性较差、精度要求特别高的重要零件(如精密丝杠、主轴等)，常常在每个加工阶段之间都安排一次时效处理。调质 对零件淬火后再高温回火，能消除内应力、改善加工性能并能获得较好的综合力学性能。一般安排在粗加工之后进行。对一些性能要求不高的零件，调质也常作为最终热处理。淬火、渗碳淬火和渗氮 它们的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前进行，其中渗氮由于热处理温度较低，零件变形很小，也可以安排在精加工之后。 4零件加工过程中的辅助工序 检验工序是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，在粗加工之后，精加工之前，零件转换车间时，以及重要工序之后和全部加工完毕、进库之前，一般都要安排检验工序。除检验外，其它辅助工序有：表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、防锈等。正确地安排辅助工序是十分重要的。如果安排不当或遗漏，将会给后续工序和装配带来困难，甚至影响产品的质量，所以必须给予重视。5工序划分集中与分散当零件加工的粗、精切削加工、热处理、辅助加工等内容已经确定，应考虑将这些加工内容或分散或集中，考虑到生产地点、设备、人员、加工内容要求的便利性，合理安排成各个工序，使工序划分有利于完成加工任务，有利于生产管理、有利于高效率、低成本。工序划分主要采用工序集中或工序分散的原则。(1) 工序集中工序集中就是将零件的加工内容过程尽量集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。其主要特点是： 可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度；采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。(2) 工序分散 工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少，工艺路线很长。其主要特点是：设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换；对工人的技术要求较低；可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。(3) 集中与分散的选择在拟定工艺路线时，工序集中或分散的程度，主要取决于生产规模、零件的结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍的一致性。一般情况下，单件小批生产时，只能工序集中，在一台普通机床上加工出尽量多的表面；大批大量生产时，既可以采用多刀、多轴等高效、自动机床，将工序集中，也可以将工序分散后组织流水生产。批量生产应尽可能采用效率较高的半自动机床，使工序适当集中，从而有效地提高生产率。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，则工序应适当分散。 (4) 数控机床集中加工的特点数控机床加工具有工艺复合性特点，传统加工工艺下的一道工序在数控加工中常常成为一个或几个工步，可以说数控加工把传统工艺中的工序“集成”了。这使得零件加工所需的专用夹具数量大为减少，零件装夹次数大大减少，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以减少机床占地面积，节约厂房，既省时间又省人力。对于带自动换刀的数控加工中心，在一次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序。如，在一次装夹下能完成镗、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工，一台数控机床可以代替数台普通机床。据统计，在我国的机械产品中，属于中小批量生产性质的企业已超过了企业总数的90%，单件中小批量生产方式占绝对优势。随着数控技术的普及，多品种中小批量生产中，越来越多地使用加工中心机床，从发展趋势来看，倾向于采用工序集中的方法来组织生产。6工序顺序的安排切削加工顺序的安排一般有下列规则(1) 基面先行：用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工。(2) 先粗后精：先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。(3) 先面后孔：对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。(4) 合理安排热处理、辅助工序：粗加工后，一般要安排去应力热处理，以消除内应力；精加工前，要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。检验工序一般可安排在关键工序前后；零件从一个车间转到另一个车间加工前后；粗加工阶段结束后；零件全部加工完毕后。阉盲蓬蔫匡灭等十禹值位翘敷址唁受冷日歹禁殃虫柔忿娟氨托叠势圾盗触餐逝杂洞类慧瘴拉兰淫堆馈笨粘厉焉枚惺风删篓拙墙