機(jī)械制造工藝學(xué)

主講：胡大超4.2工藝路線的制定1怎樣選擇基準(zhǔn)怎樣確定加工方法怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗(yàn)等其它工序4.2工藝路線的制定2在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。分為：

使用未經(jīng)機(jī)械加工外表作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)為裝夾方便或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)也稱為輔助基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)使用經(jīng)過機(jī)械加工外表作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)附加基準(zhǔn)一、定位基準(zhǔn)的選擇這種基準(zhǔn)不是零件上的工作外表,或是一些次要外表(非配合外表),因工藝上的需要作出或提高它們的精度作定位用,如用作軸類零件定位的頂尖孔,用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)等。3(一)粗基準(zhǔn)的選擇1.粗基準(zhǔn)的選擇的重要性:將影響到加工面與不加工面的相互位置，或影響到加工余量的分配。直接找正裝夾四爪單動(dòng)卡盤夾緊外圓夾具裝夾三爪自定心卡盤夾緊外圓4(1)保證相互位置要求原那么(2)保證加工外表加工余量合理分配原那么(3)便于工件裝夾原那么——要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。(4)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原那么2．粗基準(zhǔn)選擇原那么使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。上述粗基準(zhǔn)的四條原那么，每一原那么都只說明一個(gè)方面的問題。在實(shí)際應(yīng)用中，劃線裝夾有時(shí)可以兼顧這四條原那么，而夾具裝夾那么不能同時(shí)兼顧，這就要根據(jù)具體情況，抓住主要矛盾，解決主要問題。5(4)粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原那么?30外圓定位，車端面、鉆鏜孔?30外圓定位，鉆3-?7孔b)、c)方案重復(fù)使用粗基準(zhǔn)b)、d)方案好以加工的內(nèi)孔和端面定位，鉆3-?7孔8粗基準(zhǔn)定位實(shí)例，圖4-49基準(zhǔn)重合原那么:選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)；基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么：多道工序選擇同一個(gè)定位基準(zhǔn)；互為基準(zhǔn)原那么：采取兩個(gè)加工外表互為基準(zhǔn)；自為基準(zhǔn)原那么：選擇加工外表本身；便于裝夾原那么：所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡單，操作方便(二)精基準(zhǔn)的選擇原那么使用已機(jī)械加工外表作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)101〕基準(zhǔn)重合原那么——選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，容易保證加工精度。

當(dāng)加工外表B、C時(shí),從基準(zhǔn)重合原那么出發(fā),應(yīng)選擇外表A(設(shè)計(jì)基準(zhǔn))為定位基準(zhǔn)。11所示零件，欲加工孔3，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是面2，要求保證尺寸A。122)基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么——整個(gè)工藝過程或有關(guān)的幾道工序采用同一個(gè)〔或一組〕定位基準(zhǔn)來定位稱基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么。基準(zhǔn)統(tǒng)一原那么容易保證各加工外表的相互位置精度，防止基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差。如，加工軸類零件時(shí)，一般都采用兩個(gè)頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)來加工軸類零件上的所有外圓外表和端面，樣可以保證各外圓外表間的同軸度和端面對(duì)軸心線的垂直度。13例，表4-5當(dāng)工件以某一外表作精基準(zhǔn)定位,可以方便地加工大多數(shù)(或全部)其余外表時(shí),應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來,并到達(dá)一定精度,以后大多數(shù)(或全部)工序加工均以它為精基準(zhǔn)頂面兩個(gè)銷孔14例，表4-5153〕互為基準(zhǔn)原那么——兩個(gè)被加工外表之間位置精度較高，多以兩外表互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。16例，表4-6174〕自為基準(zhǔn)原那么——精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，這時(shí)應(yīng)盡可能用加工外表自身為精基準(zhǔn)。18被加工床身1通過楔鐵2支承在工作臺(tái)上，縱向移開工作臺(tái)時(shí)，輕壓在被加工導(dǎo)軌面上的百分表指針便給出了被加工導(dǎo)軌面相對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌的不平行度讀數(shù)，根據(jù)此讀數(shù)操作工人調(diào)整工件1底部的4個(gè)楔鐵，直至工作臺(tái)帶開工件縱向移動(dòng)時(shí)百分表指針根本不動(dòng)為止，然后將工件1夾緊在工作臺(tái)上進(jìn)行磨削。19圖浮動(dòng)鏜刀塊1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿鉸孔、拉孔、研磨、浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔均自為基準(zhǔn)，注意：只能提高加工外表的尺寸精度，不能提高外表間的位置精度。圖外圓研磨示意圖20二、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇(一)加工經(jīng)濟(jì)精度圖4-7加工誤差與成本關(guān)系CΔ0AB加工誤差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代圖4-8加工精度與年代的關(guān)系一般加工精密加工超精密加工21(二)加工方法的選擇零件外表〔平面、外圓、孔、復(fù)雜曲面〕零件材料的可加工性能如何所選擇的加工方法能否到達(dá)零件精度的要求生產(chǎn)率對(duì)加工方法有無特殊要求本廠的工藝能力和現(xiàn)有加工設(shè)備的加工經(jīng)濟(jì)精度如何經(jīng)濟(jì)性，加工經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法應(yīng)考慮的問題外圓、孔、平面各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)度及外表粗糙度見表4-7,8,9；機(jī)床精度見表4-10。根據(jù)零件的精度要求、現(xiàn)有工藝條件，考慮加工經(jīng)濟(jì)精度的因素選擇加工方法。22外圓各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)度及外表粗糙度見表4-723內(nèi)孔各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)度及外表粗糙度見表4-824平面各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)度及外表粗糙度見表4-925普通機(jī)床數(shù)控機(jī)床組合機(jī)床高精度機(jī)床普通精度機(jī)床(三)機(jī)床的選擇26三、典型外表的加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.01~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT8～11Ra2.5～12.5粗車IT10～13Ra10～80μm

圖4-9外圓外表的典型加工工藝路線精車IT7～8Ra1.25～12.5(一)外圓外表加工路線精銑IT8～9Ra1.25～5μm

半精銑IT10～11Ra6.3～10μm

粗銑IT12～13Ra10～80μm

27零件的外圓外表采用四條根本加工路線：粗車－半精車－精車〔應(yīng)用最廣、精度低〕粗車－半精車－粗磨－精磨〔黑色金屬，IT6，Ra0.4um，精度高〕粗車－半精車－精車－金剛石車〔有色金屬，精度高〕粗車－半精車－粗磨－精磨－精密加工〔研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨或拋光〕〔精度更高〕超精加工是指工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用細(xì)磨粒油石作高頻短幅振動(dòng)和送進(jìn)運(yùn)動(dòng)，以很小的壓力對(duì)工件外表進(jìn)行加工的一種加工方法。28(二)孔的加工路線推IT6～8Ra0.08~1.25μm

圖4-13孔的典型加工工藝路線

珩磨IT5～6Ra0.04~1.25μm

研磨IT5～6Ra0.008~0.63μm

粗鏜IT12～13Ra5～20μm

鉆IT10～13Ra5～80μm

半精鏜IT10～11Ra2.5～10μm

粗拉IT9～10Ra1.25～5μm

擴(kuò)IT9～13Ra1.25~40μm

精鏜IT7～9Ra0.63～5μm粗磨IT9～11Ra1.25～10μm

精拉IT7～9Ra0.16~0.63μm

鉸IT6～9Ra0.32~10μm

金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25μm

精磨IT7～8Ra0.08~0.63μm

滾壓IT6～8Ra0.01~1.25μm

手鉸IT5Ra0.08~1.25μm

高速精鏜IT6～7Ra0.16?1.2529孔的四條根本加工路線鉆－粗拉－精拉〔大批大量〕鉆－擴(kuò)－鉸－手鉸〔應(yīng)用最廣，<Ф40中、小孔〕鉆或粗鏜－半精鏜－精鏜－浮動(dòng)鏜或金剛鏜單件小批箱體孔系加工；位置精度要求高的加工直徑>Ф80的孔〔有底孔〕；材料有色金屬，鏜加工保證精度鉆(或粗鏜)－粗磨－半精磨－精磨－研磨或珩磨〔中小淬硬孔、高精度〕30(三)平面的加工路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5導(dǎo)軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨IT6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20μm

粗刨IT11～13Ra5～20砂帶磨IT5～6Ra0.01?0.32金剛石車IT6Ra0.02?1.25刮研Ra0.04?1.25精車IT6～8Ra1.25～5粗車IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25圖4-7平面典型加工工藝路線

31平面的五條根本加工路線粗銑－半精銑－精銑－高速銑〔銑削應(yīng)用最多〕粗刨－半精刨－精刨－寬刀精刨、刮研或研磨〔刨削應(yīng)用較多〕粗銑(刨)－半精銑(刨)－粗磨－精磨－研磨、精密磨、砂帶磨或拋光〔用于淬硬零件〕粗拉－精拉〔大批大量〕粗車－半精車－精車－金剛石車〔有色金屬〕32加工一個(gè)精度等級(jí)為IT6、外表粗糙度Ra為0.2μm的鋼質(zhì)外圓外表。最終工序選用精磨其前道工序分別可選為粗車、半精車和粗磨。實(shí)例3334基面先行：先加工基準(zhǔn)面，再加工其它外表開始安排加工面為基準(zhǔn)面；精度高加工，精基準(zhǔn)精修軸類零件中心孔；箱體類零件頂面、兩銷孔2)先面后孔：有兩層含義：1〕當(dāng)零件上有較大的平面可作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來，再以面定位，加工孔，可保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定；2〕在毛坯面上鉆孔或鏜孔，易使鉆頭引偏或打刀,先將此面加工好，再加工孔，可防止上述情況的發(fā)生。四、工序順序的安排(一)工序順序的安排原那么基面先行先面后孔先主后次先粗后精35先主后次：先加工主要外表，后加工次要外表兩層含義：1〕先考慮主要外表加工，再安排次要外表加工，次要外表加工常常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排2〕次要外表和主要外表之間往往有相互位置要求，常常要求在主要外表加工后，以主要外表定位進(jìn)行加工軸外圓〔主要外表〕、鍵槽〔次要外表〕“后加工〞含義4〕先粗后精：先安排粗加工工序，后安排精加工工序精密零件加工，應(yīng)粗精分開36(二)熱處理工序及外表處理工序的安排3738(三)其它工序的安排〔輔助工序〕39五、工序的集中與分散403.工序集中與工序分散的應(yīng)用

傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式〔個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況〕由于市場(chǎng)需求的多變性，對(duì)生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式

多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理,多采用工序集中方式411)粗加工階段:主要任務(wù)是切除各外表上的大局部余量，其關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。2)半精加工階段為主要外表的精加工作好準(zhǔn)備工作，即到達(dá)一定的加工精度，保證適當(dāng)?shù)募庸び嗔浚⑼瓿梢恍┐我獗淼募庸ぁＡ⒓庸るA段的劃分對(duì)于加工精度要求較高的零件一般分為三階段粗加工階段半精加工階段精加工階段當(dāng)加工精度和外表質(zhì)量要求特別高時(shí)，可增設(shè)光整