第六章 工艺过程基本知识 III

1、第六章第六章 工艺过程的基本知识工艺过程的基本知识 IIIChapter 6 Manufacturing processes II根据技术要求确定加工方案根据技术要求确定加工方案材料的性质材料的性质生产类型生产类型本厂的现有设备及技术条件本厂的现有设备及技术条件工件的形状、重量、物理特性工件的形状、重量、物理特性应作加工经济精度和经济粗糙度分析应作加工经济精度和经济粗糙度分析其他特殊要求其他特殊要求工艺路线的拟定工艺路线的拟定 工艺过程的四个加工阶段：工艺过程的四个加工阶段：u粗加工阶段粗加工阶段切除各表面大部分余量；考虑劳动效切除各表面大部分余量；考虑劳动效率。率。u半精加工阶段半精加工阶段

2、完成次要表面的加工；为精加工作完成次要表面的加工；为精加工作准备。准备。u精加工阶段精加工阶段保证达到图纸要求。保证达到图纸要求。u光整阶段光整阶段提高尺寸精度，降低粗糙度。提高尺寸精度，降低粗糙度。划分加工阶段划分加工阶段 复杂工件的机械加工工艺路线通常要经过切削加工、热处理和复杂工件的机械加工工艺路线通常要经过切削加工、热处理和辅助工序辅助工序切削加工安排顺序四原则：切削加工安排顺序四原则：l基准先行（便于定位）基准先行（便于定位）l先粗后精（防止变形）先粗后精（防止变形）l先主后次（避免浪费）先主后次（避免浪费）l先面后孔（保证孔的位置精度）先面后孔（保证孔的位置精度）切削加工过程中，穿

3、插划线工序切削加工过程中，穿插划线工序加工顺序的安排加工顺序的安排 加工顺序四原则的进一步解释加工顺序四原则的进一步解释基准先行基准先行选作精基准的表面一般应先行加工，以便为其它选作精基准的表面一般应先行加工，以便为其它表面的加工提供基准。表面的加工提供基准。先粗后精先粗后精零件上大部分加工表面的加工过程应该是粗加工零件上大部分加工表面的加工过程应该是粗加工工序在前，精加工工序在后。工序在前，精加工工序在后。先主后次先主后次先加工零件上的装配基面和工作表面等主要表面，先加工零件上的装配基面和工作表面等主要表面，后加工如键槽、紧固用的光孔和螺孔等次要表面。后加工如键槽、紧固用的光孔和螺孔等次要表

4、面。先面后孔先面后孔对于箱体、支架、连杆等类零件对于箱体、支架、连杆等类零件( (其结构主要由平其结构主要由平面和孔所组成面和孔所组成) )。由于平面的轮廓尺寸较大。用以定位比较稳定。由于平面的轮廓尺寸较大。用以定位比较稳定可靠。故一般是以平面为精基准来加工孔。可靠。故一般是以平面为精基准来加工孔。预热处理：预热处理：退火，正火，调质，时效处理退火，正火，调质，时效处理去应力处理：去应力处理：人工时效，自然时效，退火人工时效，自然时效，退火最终热处理：最终热处理：淬火淬火-回火，渗碳淬火，渗氮，正火，回火，渗碳淬火，渗氮，正火，调质调质热处理工序的安排热处理工序的安排 毛坯制造粗加工半精加工精

5、加工退火或正火调质淬火时效检验是主要的辅助工序，一般安排在检验是主要的辅助工序，一般安排在粗加工之后，精加工之前粗加工之后，精加工之前关键工序前后关键工序前后零件转换车间前零件转换车间前特殊检验前（如磁力探伤）特殊检验前（如磁力探伤）零件全部加工完毕，入库之前零件全部加工完毕，入库之前检验工序的安排检验工序的安排 辅助工序辅助工序表面处理：表面处理：电镀、发蓝、发黑电镀、发蓝、发黑去毛刺、倒棱、清洗、防锈、表面强化。去毛刺、倒棱、清洗、防锈、表面强化。工艺文件的编制工艺文件的编制机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡机械加工工艺卡机械加工工艺卡机械加工工序卡机械加工工序卡101112机械加工工艺

6、过程卡：机械加工工艺过程卡：单件小批生产，说明机单件小批生产，说明机械加工的工艺路线械加工的工艺路线机械加工工序卡：机械加工工序卡：大批量生产，针对某一工序大批量生产，针对某一工序编制，包括工序图、工件的装夹方式、刀具的编制，包括工序图、工件的装夹方式、刀具的形状和位置。形状和位置。机械加工工艺卡：机械加工工艺卡：成批生产，包括工艺路线和成批生产，包括工艺路线和各工序的主要内容。各工序的主要内容。 典型零件的工艺过程典型零件的工艺过程支撑传动零件；支撑传动零件；承受载荷；承受载荷；传递扭矩。传递扭矩。轴类零件的作用轴类零件的作用l长度大于直径；长度大于直径；l加工表面为内外圆柱面、加工表面为内

7、外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；槽等；l有一定的回转精度。有一定的回转精度。轴类零件的特点轴类零件的特点轴轴（杆）（杆）类零件的加工类零件的加工光滑轴光滑轴阶梯轴阶梯轴空心轴空心轴异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴异形轴（曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴、花键轴）、花键轴）轴类零件的分类轴类零件的分类 常见轴类的类型常见轴类的类型 尺寸精度：支承轴颈为尺寸精度：支承轴颈为IT5IT7，配合轴颈为，配合轴颈为IT6IT9几何形状精度：轴颈表面、外圆锥面、锥孔等的圆几何形状精度：轴颈表面、外圆锥面、锥孔等的圆度、圆柱度度、圆柱度相互位置精度：同轴度、径向跳

8、动、重要端面对轴相互位置精度：同轴度、径向跳动、重要端面对轴心线垂直度、端面间平行度心线垂直度、端面间平行度表面粗糙度：支承轴颈为表面粗糙度：支承轴颈为Ra0.21.6m，配合轴颈，配合轴颈为为Ra0.43.2m其他：热处理、倒角、倒棱、外观修饰其他：热处理、倒角、倒棱、外观修饰轴类零件的技术要求轴类零件的技术要求 轴类零件的材料、毛坯及热处理轴类零件的材料、毛坯及热处理轴类零件材料轴类零件材料 45钢、钢、40Cr、GCr15、65Mn、球墨铸铁、球墨铸铁、20CrMnTi、20Mn2B、20Cr轴类毛坯轴类毛坯圆棒料、锻件、铸件圆棒料、锻件、铸件正火或退火处理正火或退火处理 锻造毛坯加工前

9、锻造毛坯加工前细化晶粒，消除锻造应力，降低细化晶粒，消除锻造应力，降低硬度，改善切削性能硬度，改善切削性能调质调质 粗车后半精车前粗车后半精车前改善物理力学性能改善物理力学性能表面淬火表面淬火 精加工前精加工前提高硬度提高硬度低温时效低温时效 局部淬火或粗磨后局部淬火或粗磨后稳定性能稳定性能轴类零件的热处理轴类零件的热处理 轴类零件的安装方式轴类零件的安装方式采用两中心孔定位装夹采用两中心孔定位装夹以重要外圆表面为粗基准定位加工出中心孔，再以轴以重要外圆表面为粗基准定位加工出中心孔，再以轴两端的中心孔为定位精基准两端的中心孔为定位精基准尽可能基准重合、基准统一、互为基准。尽可能基准重合、基准统

10、一、互为基准。采用外圆表面定位装夹采用外圆表面定位装夹l采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘。采用三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘。采用各种堵头或拉杆心轴定位装夹采用各种堵头或拉杆心轴定位装夹u加工空心轴用带中心孔的加工空心轴用带中心孔的堵头或拉杆心轴。堵头或拉杆心轴。堵头堵头拉杆心轴拉杆心轴传动轴结构传动轴结构例:如图所示传动轴的加工，在单件小批生产中一般轴类零件的工艺过程。 1.零件各主要部分的作用及技术要求30轴径公差为： 0.014mm; 20轴径公差为: 0.014mm; 24 和22轴径公差为:0.02mm;所有轴径表面粗糙度：Ra0.8。所有配合轴径对轴线的径向圆跳动公差为：0.02mm

11、工件材料为45钢，淬火硬度为4045HRC。25举例26注意尺注意尺寸公差寸公差方面的方面的要求！要求！注意形位公差注意形位公差方面的要求！方面的要求！分析各表分析各表面的粗糙面的粗糙度要求。度要求。工艺方案的确定工艺方案的确定27l粗车半精车-热处理-粗磨精磨l为保证配合表面的位置精度，用轴两端的中心孔作为粗、精加工的定位基准。l热处理后要修研中心孔基准的选择基准的选择2829303132套类零件加工套类零件加工 套类零件的作用套类零件的作用套筒类零件应用范围很广套筒类零件应用范围很广在机器中主要起支承、定位或导向作用的零件。在机器中主要起支承、定位或导向作用的零件。支承回转轴的各种形式的轴

12、承和定位套支承回转轴的各种形式的轴承和定位套液压系统中的液压缸液压系统中的液压缸电液伺服阀的阀套电液伺服阀的阀套夹具上的钻套和导向套夹具上的钻套和导向套内燃机上的气缸套等都属套筒类零件内燃机上的气缸套等都属套筒类零件套类零件的结构形式套类零件的结构形式 外圆直径外圆直径D D一般小于其长度一般小于其长度L,L,通常长径比通常长径比(L/D)(L/D)小小于于5 5。内孔与外圆直径之差较小内孔与外圆直径之差较小, ,即零件壁厚较小即零件壁厚较小, ,易变易变形。形。内外圆回转表面的同轴度公差很小。内外圆回转表面的同轴度公差很小。结构比较简单。结构比较简单。 结构特点结构特点 孔径较大孔径较大(

13、(如如d d20mm)20mm)时时, ,常采用无缝钢管或带孔的铸件和常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件。锻件。孔径较小时孔径较小时, ,多选用热轧或冷拉棒料多选用热轧或冷拉棒料, ,也可采用实心铸件。也可采用实心铸件。大批量生产时大批量生产时, ,可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料等。可采用冷挤压棒料、粉末冶金棒料等。套类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜为主套类零件的材料以钢、铸铁、青铜或黄铜为主, ,也有采用双也有采用双金属结构金属结构( (即在钢或铸铁套的内壁上浇注一层轴承合金材即在钢或铸铁套的内壁上浇注一层轴承合金材料料) )。套类零件常用的热处理方法：套类零件常用的热处理方法：有渗碳、淬火

14、、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等。有渗碳、淬火、表面淬火、调质、高温时效及渗氮等。 套类零件的毛坯套类零件的毛坯 套类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔套类零件的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架或箱体孔配合配合,起支承作用。起支承作用。内孔主要起导向作用或支承作用内孔主要起导向作用或支承作用,常与传动轴、主轴、活塞、常与传动轴、主轴、活塞、滑阀相配合。有些套的端面或凸缘端面有定位或承受载荷滑阀相配合。有些套的端面或凸缘端面有定位或承受载荷作用。作用。套类零件的技术要求套类零件的技术要求 内孔与外圆的尺寸精度一般为内孔与外圆的尺寸精度一般为IT7IT6。为保证内孔的耐。为保证内孔的

15、耐磨和功能要求磨和功能要求,其表面粗糙度要求其表面粗糙度要求Ra2.50.16m,外圆的表外圆的表面粗糙度为面粗糙度为Ra50.63m。通常将外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即通常将外圆与内孔的几何形状精度控制在直径公差以内即可可,较精密的可控制在直径公差的较精密的可控制在直径公差的1/21/3,甚至更小。甚至更小。内外圆表面之间的同轴度公差按零件的装配要求而定。套内外圆表面之间的同轴度公差按零件的装配要求而定。套的端面的端面(包括凸缘端面包括凸缘端面)如在工作中承受载荷或加工中作为如在工作中承受载荷或加工中作为定位面时定位面时,端面与外圆或内孔轴线的垂直度要求较高。端面与外圆或内孔

16、轴线的垂直度要求较高。主要问题：保证内孔与外圆的同轴度公差主要问题：保证内孔与外圆的同轴度公差,以及以及端面与内圆端面与内圆(外圆外圆)轴线的垂直度公差轴线的垂直度公差套类零件的主要技术要求套类零件的主要技术要求39举例举例1技术要求的分析。技术要求的分析。2毛坯的选择。毛坯的选择。3定位基准的选择。定位基准的选择。4加工方法的选择加工方法的选择 4142箱体类零件的功用箱体类零件的功用 将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件连接成将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来实现规定的运动。矩

17、或改变转速来实现规定的运动。箱体类零件的加工箱体类零件的加工结构复杂，壁薄且不均匀结构复杂，壁薄且不均匀加工部位多，加工难度大加工部位多，加工难度大减速箱体结构简图减速箱体结构简图箱体类零件的结构特点箱体类零件的结构特点 孔径精度孔径精度 影响回转精度，引起噪声、振动、径向跳动，影响影响回转精度，引起噪声、振动、径向跳动，影响寿命寿命孔的尺寸精度和几何形状误差会使轴承与孔配合不孔的尺寸精度和几何形状误差会使轴承与孔配合不良良 (松、紧、不圆松、紧、不圆)主轴孔尺寸精度为主轴孔尺寸精度为IT6级，其余孔为级，其余孔为IT6IT7级级箱体零件的主要技术要求箱体零件的主要技术要求 箱孔与孔的位置精度

18、箱孔与孔的位置精度 引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动和轴向窜动，加剧轴承磨引起轴安装歪斜，致使主轴径向跳动和轴向窜动，加剧轴承磨损损同一轴线上各孔的同轴度误差同一轴线上各孔的同轴度误差孔端面对轴线垂直度误差孔端面对轴线垂直度误差孔和平面的位置精度孔和平面的位置精度主要是规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度主要是规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度主要平面的精度主要平面的精度影响主轴箱与床身的连接刚度影响主轴箱与床身的连接刚度规定底面和导向面必须平直（平面度）和相互垂直（垂直度规定底面和导向面必须平直（平面度）和相互垂直（垂直度）材料一般选材料一般选HT200400；因为灰铸铁成本低，耐磨；因为灰铸铁成本低，耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性好。性、可铸性、可切削性和阻尼特性好。毛坯为铸件；毛坯余量视生产批量和铸造方法等而毛坯为铸件；毛坯余量视生产批量和铸造方法等而定；浇铸后应退火。定；浇铸后应退火。箱体的材料及毛坯箱体的材料及毛坯 基本孔基本孔可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等。可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等。通孔工艺性最好；深孔、阶梯孔、相贯通的交叉孔工艺性较差通孔工艺性最好；深孔、阶梯孔、相贯通的交叉孔工艺性较差；