工艺路线的拟订综述

机械制造技术基础5.3

工艺路线的拟订DeterminetheMachiningRoute第5章机械加工工艺过程设计MachiningProcessPlanning5.3.1加工方法的选择图5-7加工误差与成本关系CΔ0AB经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图5-8）在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图5-7AB段）加工经济精度加工误差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代图5-8加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工

表5-5外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度加工方法加工情况加工经济精度（IT）表面粗糙度Ra/μm车粗车半精车精车金刚石车（镜面车）12～1310～117～85～610～802.5～101.25～50.02～1.25铣粗铣半精铣精铣12～1311～128～910～802.5～101.25～5车槽一次行程二次行程11～1210～1110～202.5～10外磨粗磨半精磨精密磨（精修整砂轮）镜面磨8～97～86～75～651.25～100.63～2.50.16～1.250.08～0.320.008～0.08抛光

0.08～1.25研磨粗研精研精密研5～6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08超精加工精精密550.08～0.320.01～0.16砂带磨精磨精密磨5～650.02～0.160.01～0.04滚压6～70.16～1.25注：加工有色金属时，表面粗糙度Ra取小值

外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度

表5-5外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度注：加工有色金属时，表面粗糙度Ra取小值

表5-9各种机床加工时的形位精度（表中括号内的数字是新机床的精度标准）5.3.1加工方法的选择

1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料和热处理要求3）零件的生产类型4）企业现有技术水平、生产条件等选择加工方法应考虑的问题5.3.1加工方法的选择典型表面加工路线研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂带磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08抛光Ra0.008~1.25金刚石车IT5～6Ra0.02~1.25滚压IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精车IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精车IT10～11Ra2.5～12.5粗车IT12～13Ra10～80图5-9外圆表面的典型加工工艺路线5.3.1加工方法的选择车外圆及车槽磨外圆纵磨法无心纵磨法磨外圆5.3.1加工方法的选择研磨外圆超精加工外圆砂带磨削外圆抛光外圆5.3.1加工方法的选择图5-12孔的典型加工工艺路线珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗镗IT12～13Ra5～20钻IT10～13Ra5～80半精镗IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5扩IT9～13Ra1.25~40精镗IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25铰IT6～9Ra0.32~10金刚镗IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滚压IT6～8Ra0.01~1.25手铰IT5Ra0.08~1.255.3.1加工方法的选择

钻孔扩孔铰孔锪孔镗通孔镗削盲孔镗孔5.3.1加工方法的选择

拉孔磨内孔砂带磨削5.3.1加工方法的选择

研磨内孔精加工内孔电火花加工孔5.3.1加工方法的选择图5-17平面典型加工工艺路线抛光Ra0.008¬1.25研磨IT5～6Ra0.008¬0.63精密磨IT5～6Ra0.04¬0.32半精铣IT8～11Ra2.5¬10精铣IT6～8Ra0.63～5高速精铣IT6～7Ra0.16¬1.25导轨磨IT6Ra0.16¬1.25精磨IT6～8Ra0.16¬1.25宽刀精刨IT6Ra0.16¬1.25粗磨IT8～10Ra1.25¬10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精车IT8～11Ra2.5～10粗铣IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂带磨IT5～6Ra0.01¬0.32金刚石车IT6Ra0.02¬1.25刮研Ra0.04¬1.25精车IT6～8Ra1.25～5粗车IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～205.3.1加工方法的选择

车削铣削5.3.1加工方法的选择刨削拉削刮削研削5.3.1加工方法的选择平面磨削研磨研磨抛光导轨磨削砂带磨削5.3.2加工阶段的划分

粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的材料

半精加工阶段——使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备（孔加工）

精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到要求

精密和超精密加工阶段——对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求（光整加工）有利于保证零件的加工质量；可及早发现毛坯缺陷，以减少损失；合理安排加工设备和操作工人；便于组织生产。加工阶段的划分加工阶段划分的意义5.3.3加工顺序的安排

先基准后其他——先加工基准面，再加工其他表面

先粗后精

——粗精分开先主后次——也有两层含义：

1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排

2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工

先面后孔——有两层含义：

1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定

2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生机械加工工序的安排

为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），应安排在切削加工之前进行为消除内应力而进行的热处理工序（如退火、人工时效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前进行。其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一般放在工艺过程的最后。5.3.3加工顺序的安排热处理和表面处理工序的安排5.3.2加工顺序的安排除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序：①重要工序前后；②不同加工阶段的前后③从一个车间转到另一个车间前后；④零件加工完毕后。其他工序的安排去毛刺工序通常安排在切削加工之后。清洗工序在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。检验工序的安排5.3.4工序集中与工序分散

使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少特点：

1）在一次安装中可加工出多个表面，不但减少了安装次数，而且易于保证这些表面之间的位置精度；

2）有利于采用高效的专用机床和工艺装备；

3）所用机器设备的数量少，生产线的占地面积小，使用的工人也少，易于管理；

4）机床结构通常较为复杂，调整和维修比较困难。工序集中5.3.4工序集中与工序分散使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多特点：

1）使用的设备较为简单，易于调整和维护；

2）有利于选择合理的切削用量；

3）使用的设备数量多，占地面积较大，使用的工人数量也多。工序分散5.3.4工序集中与工序分散

传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）工序集中与工序分散的应用由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心等先进设备的采用，工序集中将越来越成为生产的主流方式多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式5.3.5工艺路线拟定实例

试拟订图示摇杆零件的工艺路线。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量5000件。摇杆零件图φ40φ12H7铸造圆角R3其余倒角1×45°60±0.059.5φ20H71.63.23.23.21.64018M83.2R12710±0.1ABDC15455.3.5工艺路线拟定实例表5－10摇杆零件工艺路线工序号工序名称及内容定位基准工序简图机床夹具1车端面及内孔：车端面A，保证尺寸7；钻孔φ16。车孔至φ20H7；倒角1×45°φ40外圆普通车床C6132三爪卡盘2车端面：车端面D，保证尺寸40；倒角1×45°φ20H7孔及端面A普通车床C6132可涨心轴3铣端面：