工艺路线的拟定概要

机械制造工艺学 工艺路线的拟定 工艺路线 从毛坯到成品的加工顺序影响加工质量 效率 工人劳动强度 设备投资 车间面积 生产成本 内容 定位基准选择 各表面加工方法选择 工序集中和分散 加工阶段划分和先后顺序安排 设备及工装选择 定位基准的选择 粗基准 未加工的毛坯面精基准 已加工的表面 粗基准的选择 1 保证不加工面位置正确原则 选不加工面为粗基准 2 余量均匀原则 选重要表面 要求高的孔 导轨表面 3 粗基准平整光洁 定位可靠原则4 粗基准只能有效使用一次原则 二 精基准的选择 1 基准重合原则 定位基准与设计基准重合无基准不重合误差 2 基准统一原则 整个工艺过程或有关的几道工序采用同一个 或一组 定位基准来定位称基准统一原则 简化工艺过程制定及统一的夹具设计 避免基准转换带来的误差 若一次装夹能同时加工多个表面 那么这多个表面间的位置 尺寸精度和定位基准的选择无关 而是取决于加工多个表面的各主轴及刀具间的位置精度及调整精度 选作统一基准表面要求 面积大 精度高 孔距远 常用的有 箱体类 一面二孔 三面互相垂直面 轴类 两顶尖孔 盘类 大端面 短孔 3 互为基准原则渗碳淬火后齿面磨削 互为基准 注意 互为基准原则 使加工面间有较高的位置精度 又使其加工余量小而均匀 可采用反复加工 互为基准的原则 4 自为基准原则导轨面磨削 自为基准 注意 自为基准原则 不能提高加工面的位置精度 只能提高本身的精度 5 便于装夹原则首先考虑定位精度 其次考虑有合适的定位夹紧机构 三 粗 精准选择要点 1 精基准考虑的重点是如何减小误差 提高定位精度 2 粗基准考虑的重点是加工面有足够的余量 加工面与不加工面的尺寸 位置精度 提供精基准 3 粗 精基准选择的各条原则 从不同方面提出的要求 在具体使用时常常会互相矛盾 必须结合具体的生产条件进行分析 抓住主要矛盾 灵活选用这些原则 4 粗 精基准的选择使用 必注意精基准选择在前 使用在后 粗基准选择在后使用在先 因为对零件图进行工艺分析之后 必须首先选择精基准 以保证零件的主要加工精度 此后 才考虑选择粗基准 将零件加工出来 四 定位基准选择示例 下图为车床主轴箱体的 个视图 图中 孔为主轴孔 是重要孔 加工时希望加工余量均匀 试选择加工主轴孔的粗 精基准 表面加工方法的选择 一 加工精度 经济精度 加工经济精度 在正常的加工条件下所能保证的加工精度 外圆 孔 平面的经济精度 二 选择表面加工方法考虑的因素 1 工件材料的性质精加工 淬火钢 磨削 有色金属 精细车 镗 金刚镗2 工件的形状和尺寸IT7孔 镗 铰 拉 磨 箱体 大孔 镗 小孔 钻 扩 铰 3 生产类型大批大量生产 选高生产率 质量稳定的加工方法平面 孔 拉削 轴 仿形车单件小批生产 通用加工方法平面 刨 铣 孔 钻 扩 铰 镗 数控机床 加工中心 4 具体生产条件利用现有设备和工艺手段 工人的技术水平 挖掘潜力 重视新工艺 新技术 兼顾设备的负荷平衡 二 选择表面加工方法考虑的因素 1 工件材料的性质精加工 淬火钢 磨削 有色金属 精细车 镗 金刚镗2 工件的形状和尺寸IT7孔 镗 铰 拉 磨 箱体 大孔 镗 小孔 钻 扩 铰 三 各种表面的典型加工路线 1 外圆表面加工路线 1 粗车 半精车 精车精度低 2 粗车 半精车 粗磨 精磨黑色金属 IT6 Ra0 4um 精度高 3 粗车 半精车 精车 金刚石有色金属 精度高 4 粗车 半精车 粗磨 精磨 精密加工 精度更高 2 孔的加工路线 1 钻 扩 铰 40中 小孔 2 粗镗 半精镗 精镗大孔 有色金属孔 小批中小孔 3 钻 拉 大批大量 4 粗镗 半精镗 粗磨 精磨中小淬硬孔 3 平面加工路线一般要求采用铣 刨磨削 IT6Ra0 32um中小件 淬火刮研 精密单件小批高速精铣 中小件 不淬火宽刀精刨 大件 不淬火加工方法的选择顺序是 先主要表面 后次要表面 先考虑最终加工 后推至前面加工方法 即 先主后次 先终后前 综合考虑 2 孔的加工路线 1 钻 扩 铰 40中 小孔 2 粗镗 半精镗 精镗大孔 有色金属孔 小批中小孔 3 钻 拉 大批大量 4 粗镗 半精镗 粗磨 精磨中小淬硬孔 3 平面加工路线一般要求采用铣 刨磨削 IT6Ra0 32um中小件 淬火刮研 精密单件小批高速精铣 中小件 不淬火宽刀精刨 大件 不淬火加工方法的选择顺序是 先主要表面 后次要表面 先考虑最终加工 后推至前面加工方法 即 先主后次 先终后前 综合考虑 四 工序顺序的安排 1 工序顺序的安排 先基面 后其它 首先安排加工后续工序作为精基准的表面 然后再以该基准面定位 加工其它面 先面后孔 平面可以作为精基准 以平面定位加工孔易保证位置精度 先主后次 先粗后精 2 热处理工序的安排 退火 正火 机加工之前 高碳钢退火 低碳钢正火 目的 消除组织不均匀 细化晶粒 改善切削加工性能 消除应力 时效 目的 消除残余应力一般铸件 粗加工前或后 较高零件 半精加工后再安排一次 重要零件 每个加工阶段间各安排一次 淬火与调质目的 获得需要的力学性能由于产生较大变形 调质安排在机加工前 淬火安排在磨削前 渗碳淬火和渗氮低碳钢渗碳淬火 变形大 安排粗磨后 精磨前渗氮 提高表面硬度和抗蚀性 变形小 在最终加工之前 3 辅助工序的安排 检验工序一般性尺寸检查 重要 关键工序前后 各阶段间及最后特殊内部质量检验 X探伤 密封性检查等 加工前或最后 清洗 去毛刺 加工后 装配前 五 工序的集中和分散 1 集中与分散的概念工序集中 将工件的加工集中在小数几道工序内完成 每道工序的加工内容很多工序分散 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 工序集中的极端的情况 2 工序集中与分散的特点工序集中的优点 减少装夹次数 缩短辅助时间 保证位置精度 减少机床 工人数量和占地面积 简化生产组织和计划调度工序集中缺点 机床复杂 投资高 调整维修复杂 准备工作量大 转换产品费时 不利于划分加工阶段工序分散的特点刚好相反 3 工序集中和分散程度和确定应根据生产类型 工件结构 加工要求和设备条件综合考虑 单件小批 工序集中 大批大量 可以集中 也可分散趋势是集中 重型件 集中 刚性差 精密件 分散 六 加工阶段的划分 对于加工精度要求较高的零件一般分为粗加工 半精加工 精加工几个阶段 粗加工要求生产率 精加工保证精度 优点 保证加工质量 合理使用设备 及早发现缺陷 七 机床设备的选择 1 机床的选择内容 型号 规则 精度 生产率原则 与加工对象 工件精度 形状 尺寸 生产类型 生产条件 相适应 2 工艺装备的选择考虑因素 工件材料 形状 尺寸 精度 生产率 生产类型及机床 工艺方案等 与之相适应 夹具单件小批 通用夹具 机床附件 组合夹具 大批大量 专用夹具中小批生产 可调夹具或成组夹具 刀具单件小批 标准刀具 大批大量 专用或复合刀具 多刃刀具 量具单件小批 通用量具 游标卡尺 百分尺 千分表等 大批大量 极限量规 检验夹具 检验仪器 八 工艺规程实例 根据下图所示连杆零件图 铸件毛坯 孔未铸出 中 小批生产 试简述机械加工工艺过程并回答问题 问题 为何A面用车削 B C面却用铣削 机械加工工艺过程 1 铸坯 退火 检验 2 粗 精车A面 保证尺寸20及Ra5 钻孔 20 粗镗至 35 50 0 16 精镗 360 0 027达及Ra2 5 3 检验 4 铣C面保证尺寸70及Ra5 铣B面保证尺寸26及Ra5 5 钻 扩 铰 15孔至 150 0 019及Ra2 5 机械加工工艺过程 1 铸坯 退火 检验 2 粗 精车A面 保证尺寸20及Ra5 钻孔 20 粗镗至 35 50 0 16 精镗 360 0 027达及Ra2 5 3 检验 4 铣C面保证尺寸70及Ra5