项目42工艺规程的制定.ppt

1、工艺规程的制定,教师：孙敏,开封大学机电工程学院,4 拟定工艺规程的几个主要问题 定位基准选择 工艺路线拟定 加工余量的确定 5加工工艺过程的生产率,3.4 拟定工艺规程的几个主要问题,一、基准的选择,1.基准(1)基准概念：我们知道零件总是由若干表面组成，各表面之间总有一定的尺寸和相互位置要求。 基准：就是零件专用来确定其他点、线、面所依据的那些点、线、面。,(2)定位基准对工艺规程的影响。直接影响： a.工序的数目；b.夹具结构的复杂程度；c.零件的精度是否易于保证（如基准重合）；,设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面的基准。设计基准是尺寸标注的起始点。基准关系是可逆的。,拟定多种定位

2、方案，进行比较择优。,(3)选定基准的方法：,(4)基准分类：,设计基准 工艺基准,按其作用的不同分为：,工艺基准有可分为:,定位基准 测量基准 装配基准 工序基准,图a 的C面及内孔轴线，图b的 N面及M面为设计基准,定位基准：在加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。 定位基准可分为：粗、精、辅助基准。,装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器上位置的表面。,工艺基准：在加工和装配中使用的基准。,测量基准：检验时用来确定被测零件在度量工具上位置的表面。,工序基准：在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基准称为工序基准。 工序基准可以采用工件上的实际点、线、面，

3、也可以是工件表面的几何中心、对称面或对称线等。 图a 的B面，图b的A面，图c的 B面C面,定位基准：工件在机床或夹具中进行加工时，用于定位的基准称为定位基准。,测量基准：在测量时所用的基准，称为测量基准。,装配基准：机器装配时，用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准，称为装配基准。,各种基准,作为基准的点、线、面在工件上不一定存在。如中心线、槽的对称平面、平面的交线等。但若选作为定位基准，则必须由某些具体表面来体现（即基面）。如轴的中心孔，体现的定位基准是中心线。,以上均以长度尺寸关系讨论基准的问题，对于位置要求，如平行度、垂直度等均具有同样的基准关系。,(5)对基准的两点说明,粗基

4、准：选用毛坯表面来定位的基准。（在第一道工序中只能选用毛坯表面来定位）精基准：采用已加工过的表面来定位的基准。（在第一到工序之后的各工序中）,2.定位基准及其选择,设计基准在零件的工程图中已经标出，加工中是否就是以设计基准作为定位基准呢？,回答是否定的。,定位基准有粗、精、辅助基准之分。,辅助基准：(有时回遇到这种情况)，工件上没有能作为定位基准用的恰当表面，而在工件上专门设置或加工出定位表面。常用的有工艺孔和工艺塔子。,辅助基准在零件上不起作用，纯粹是为了工艺上的需要。加工完毕后，若有需要（如有碍外观等）可予以去除。,粗基准和精基准所起作用不同，两者的选择原则也不一样。,粗基准选择,1. 选

5、择与加工面有位置要求的不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者的位置精度。,重点考虑： 加工表面与不加工表面的 相对位置精度； 各加工表面有足够的余量,2. 合理分配加工余量选择重要表面为粗基准，为保证某重要表面余量均匀。,2.合理分配加工余量选择余量最小的表面作为粗基准，若每个表面都加工，以保证各表面都有足够的余量。,3. 粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧可靠。,4. 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。,选外圆1为粗基如图。若工件必须首先保证加工表面与不加工表面之间的位置

6、要求，则应选不加工表面为粗基准，准，以达到壁厚均匀，外形对称等要求。,又如图加工下面，若AB，应选B面，否则选A面。,若工件上每个表面都要加工，则应以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够余量。 如图若以大端为粗基准，由于大小端外圆偏心有5毫米，则上侧单边为34，下侧单边为24,加工余量不足。,分析： 毛坯：单边29， 零件：单边25； 由于偏移5，则一边为24，另一边为34，24的一边加工不到。,选择主要表面导轨面作为粗基准，保证导轨面加工余量小而均匀,粗基准只允许使用一次。粗基准究竟是毛坯表面比较粗糙，重复定位精度低。,套零件应选择平整光洁的表面为粗基准，从毛坯制造看，外圆应好于内

7、孔。,阶梯轴的加工，不能用面重复定位加工、面,选择主要表面导轨面作为粗基准保证导轨面加工余量小而均匀,(2) 精基选择原则：1)出发点：应考虑减少定位误差，安装方便准确。,基准重合原则：尽可能选用设计基准作为精基准，避免基准不重合误差。,2)原则:,如图齿轮以A、B面定位加工其它表面外圆齿面右端面，即为基准重合原则,基准统一的好处：a.有利于保证各加工表面的相互位置要求，避免基准转换带来的误差。b.可简化夹具的设计与制造，缩短生产准备周期。典型方案：轴类零中加工采用中心孔和箱体类零中加工采用一面两孔。,基准统一原则,尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。,注意：基准统一

8、原则常常会带来基准不重合的问题，此时应综合考虑。,加工中多次用内孔和端面定位加工其它表面，采用基准统一原则,自为基准原则 对于某些精加工或光整加工工序，因为这些工序要求余量小而均匀，以保证表面加工的质量并提高生产率，此时应选择加工表面本身作为精基准。如：,注意：采用自为基准仅能提高表面质量，不能提高形位精度，该加工表面与其它表面之间形位精度则应由先行工序保证。,典型的采用自为基准加工的方法有：珩磨、高速自由镗等。,床身导轨面自为基准,无心外圆磨床工作原理 1砂轮 2托板 3导轮 4工件 5挡块,以加工表面本身为精基准,互为基准的原则,指的是：对于某些位置度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工

9、的办法来达到位置度要求。,如车床主轴前后支承轴颈与前锥孔有很高的同轴度要求。,以齿形表面定位磨内孔，然后再以内孔定位加工齿面是互为基准，套类零件常用互为基准原则。3次反复磨削端面C206平行度2.5微米以下。活塞粗基准外圆、上端面定位加工内孔、下端面，然后互为基准加工,二、工艺路线的拟定,工艺路线的拟定是拟定工艺规程的关键性一步。其实质就是选择合适的加工方法和加工方案。1、方法：在具体工作中，应该在充分调查研究的基础上，提出多种方案进行分析比较。,视工艺路线对加工质量和加工效率的影响。对工人劳动强度的影响。 对设备投资，车间面积和生产成本的影响。,2、工艺路线优越性判断依据：,3、拟定工艺路线

10、应考虑的问题（五个方面）,1、合理选择定位基准 2、加工方法的选择 3、加工阶段的划分 4、工序的集中与分散 5、加工顺序安排,1、合理选择定位基准 如前面所述。,2、加工方法的选择(1)内容：根据每个加工表面的技术要求，确定其加工方法及分几次加工。粗车粗铣粗钻可达IT11，加工一次提高一级，磨削一次可提高3 级 (2)具体应考虑的因素各加工方法：经济精度和表面粗糙度与表面加工技术要求相当。最好不低于加工技术要求，否则要进行特别处理，改进工艺措施。同时要注意：a、表中数据为一般情况下的数值，在某些条中下会发生变化。b、在大批大量生产中，为保证高的生产率和高的成品率。常把原用于高光洁度的加工方法

11、用于获得较差的表面粗糙度。如：连杆孔表面粗糙度要求为Ra为0.8m，采用Ra可达0.040.32的珩磨加工方法，用以获得高质、高效率。,本厂现有设备、技术不应一谓追求高精设备 要充分利用现有设备,挖掘企业潜力，发挥职工的积极性和创造性。,生产类型 反映的是生产率与经济性关系。大批高效加工方法。 如：采用拉削取代铣、刨、镗孔以获得高效率。又如：农用齿轮直接采用锻造成型，无需切削加工。,材料的性质及可以加工性。如：淬火钢应采用磨削加工，而有色金属磨削困难，一般应采用金刚镗或高速车削来进行精加工。,3、加工阶段的划分,（1）按加工性质和作用不同，工艺路线可分成如下几个阶段。 粗加工阶段主要任务：切除

12、大部分加工余量。主要问题：如何获得高的生产率。特点：加工精度低，表面粗糙度大 半精加工阶段主要任务： a.主要表面消除粗加工留下的误差。达到一定的精度及精加工余量。为精加工作准备。 b.完成一些次要表面如钻孔、铣键槽等的加工。, 荒加工毛坏余量特别大，表面极其粗糙。在粗加工前进行去皮加工。, 精加工阶段 任务：使各主要表面达到图纸要求。, 光整加工阶段a.主要任务：对IT6 以上，Ra0.2的表面进行加工。如孔表面的珩磨，外圆面的抛光。 b.注意：光整加工不能纠正几何形状和相互位置误差。,（2）划分加工阶段的理由,有利于保证加工质量（保量） 粗加工、半精加、精加工逐步提高精度，实现需要的精度。

13、有利于合理使用机床设备（保量 ）。a.粗加工：功率大，切削效率高。b.精加工：精度高，受力小，有利于延长等精度机床的寿命有利于插入必要的热处理程序（保物理性能）。工艺过程以热处理工序为界自然地划分为各阶段。如：粗加工之后去应力时效；精加工后淬火；精加工后：冰冷处理及低温回火。及早发现毛坯缺陷，及时报废或修补，避免造成更大浪费。表面精加工安排在最后，可防止或减少损伤。,（3）不划分加工阶段的情况,加工要求不高，工件刚性足够，毛坯质量高，切削余量小时，为减小夹紧力的影响，粗加工后应松开，以较小力重新夹紧。再进行精加工。有些重型零件中，为减少安装运输费用。,4、工序的集中与分散,确定了加工方法和划分

14、加工阶段之后，零件加工的各个工步也就确定了。如何将这些工步组合成工序呢？是将这些工步分散成各个单独工序，还是将某些工步集中在一个工序中加工？,如：,1）工序集中的特点优点： 零件各加工表面的加工集中在少数几道工序内完成，各工序内容多，工步多。有利于采用高效的专用设备和工艺装备，生产效率高。生产面积和操作工人数减少，工艺路线短。可简化生产计划和生产组织工作。工件装夹次数减少，辅助时间缩短，加工表面间的位置精度易于保证。缺点： 设备工艺装备投资大、调整、维护复杂，生产准备工作量大，更换新产品困难，柔性差。,2）工序分散的特点: 工序多，工艺过程长，各工序加工内容少，有的情况只有一 个工步。 所使用

15、的设备和工艺装备较简单，易于调整，掌握。有利于选用合理的切削用量，减少工序基本时间设备数量多，生产面积大，人员多，但不易于适应新产品的生产。,工序的集中与分散程度必须根据生产规模、零件的结构特点和技术要求、机床设备等具体生产条件进行综合分析确定。如：a.单件小批：在通用数控机床上实现工序集中b.大批大量生产：宜采用专机来实现工序集中c.成批生产：集中为宜，不宜采用昂贵设备和工艺装备使工序集中，而是采用多刀多工位进行工序集中。,工序集中与分散的选择,分散成本价格无竞争力；集中对市场无应变能力；怎样决策当好总工？,一个企业集中和分散并存,5、机械加工顺序安排,（1）遵循四个原则: a.先粗后精 精

16、度逐步提高；b.先主后次 先行装配基面和主要工作面的加工，与主要表面 有联系的槽、孔等，介于半精加工与精加工之间。 c.基面先行 即首先应加工出选作定位基准的精基准表面，然后再以精基准定位加工其它表面。如打中心孔。 d.先面后孔 平面轮廓大、定位稳定可靠。 配套加工 当部件精度很高时，某些表面精加工应安排在部件装配或总装过程中进行，否则将导致零件精度过高而无法加工。,（2）热处理工序安排,预备热处理： 目的：改善切削性能，消除毛坯内应力。安排：在加工之前。包括：退火、正火和调质等。应用： a.含碳0.5%，退火 降低硬度；b.含碳0.5%，正火 增大硬度，使不粘刀；c.调质，细化组织,热处理目

17、的：,改变材料的性能，消除内应力。,最终热处理： 目的： 提高材料的强度和硬度。 安排： 在半精和精加工之间，包括：淬火、渗碳、氮化、调质等 。应用： 淬火：强度，塑性，组织不稳定，易变形，淬火后应进行回火。淬火在磨之前 渗碳：强度变动加大 。碳淬火在磨之前 氮化：氮化前后都应进行磨削加工， a.前者：使氮化层厚度均匀。 b.后者：降低表面粗糙度Ra。调质：用以获得强度高，钢性好的综合性能要求。,去应力处理 目的：消除应力，减小变形方法：人工时效、退火、高温去应力等应用： a.一般铸件：在粗加工后进行；b.精度要求高的铸件：在半精加工之后，进行第二次c.高精度的丝杆、轴等，在粗车、粗磨、半精磨

18、之后均需进行时效处理，为稳定尺寸。还需进一步进行冰冷处理（-70-80摄氏度，12小时）,（3）辅助工序安排：,辅助工序是保证质量的重要措施，主要有检验工序。包括：中间检验、特种检验、表面处理。中间检验：是主要的辅助工序。和保证质量的重要措施。安排在：精加工前；送外厂或外车间加工前、后；花费大或重要工序前后；全部工序结束后。特种检验：如： a. x射线、超声波探伤。用于内部质量检查，在工艺过程开始； b. 荧光检验、磁力探伤。用于检验表面质量，安排在精加工阶段。表面处理：去毛刺、到棱边、清洗、电镀、发蓝、涂防锈油。,三、加工余量的确定,1加工余量的定义：在由毛坯变为成品的过程中，在某加工表面切

19、除的金属的总厚度，称为该表面的加工总余量。此外还有 a.工序间加工余量：每一道工序切除的金属层厚度。,b.单边余量：象平面的加工余量，它等于实际切除金属层厚度,c.双边余量：为外园和孔等旋转表面，其加工余量指的是直径上的，即表面实际切除的金属层厚度为加工余量的一半。,a.机加工中、工序公差按入体原则 即：.对轴类： 单向负偏差.对孔类： 单向正偏差,“入体”原则的好处:,b.毛坯制造偏差取对称正负偏差,2一个规定：工序尺寸公差的取定,毛坯制造偏差取对称标注好处:,防止废品出现,使加工余量均匀,3.加工总余量的计算,加工总余量 Z=Z1+Z2+Zn,最大工序余量： Z2max=D1max-D2m

20、in =Z2+2最小工序余量： Z2min=D1min-D2max=Z2-1工序余量公差：z2=Z2max-Z2min=1+2,1) 对轴类尺寸：工序中：,1、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图1）,3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图3）,2、上工序的尺寸公差（图2）,2. 影响加工余量的因素,4、本工序安装误差（图4),图1 加工表面的粗糙度与缺陷层 1缺陷层；2正常组织,图2 上工序留下的尺寸公差（形状误差）,图3 轴的弯曲对加工余量的影响,图4 本工序安装误差三爪卡盘上的装夹误差,计算公式：单边余量b=Ta+Ra+Da+a+b,计算公式：双边余量2b=Ta+2(Ra+Da)+2a+b,上工序公差 上工序粗糙度 上工序变质层,上工序形位误差 本工序装夹误差,铰孔,精镗孔,半精镗孔,粗镗孔,毛坯孔,0.1,0.5,2.4,5,H7（ ）,工序尺寸及公差的计算,H8（ ）,H10（ ）,H13（ ）,Ra0.8,Ra1.25,Ra2.5,Ra16,100,1