第四节机械加工工艺路线的拟定.

A选择各个表面的加工方法和加工方案
B确定各个表面的加工顺序
C整个工艺过程中工序数目的多少
一、表面加工方法选择
（一）加工经济精度 • 各种加工方法（车、铣、刨、磨、钻、 镗、铰等）所能达到的加工精度和表面 粗糙度都有一定范围。 • 任何一种方法，只要精心操作，细心调 整选择合适的切削用量，其加工精度就 可以得到提高，其加工表面粗糙度就可 以减少，但是，加工精度的提高，就会 耗费较多时间，降低生产率，提高成本， 因此提出了加工经济精度的问题。
（二）加工方法的选择
（5）要考虑到生产类型，即要考虑生产 率和经济性的问题
• 大批大量生产时，应采用高效率的先进工艺和 专用设备．如平面和孔的加工采用拉削代替普 通的铣、刨和镗孔等加工方法，轴类零件可采 用半自动液压仿型车床加工。 • 从根本上改变毛坯的制造方法，如用粉末冶金 来制造油泵齿轮，用石腊铸造柴油机上的小尺 寸零件等，均可大大减少机械加工的劳动量。
• 例如，公差为IT7级和表面粗糙度为Ra0.4外 圆表面，通过精心车削是可以达到精度要求的， 但这不如采用磨削经济。
（二）加工方法的选择
（2）满足零件精度要求： 零件表面的加工方法，首先取决于加工表面的 技术要求。 但应注意，这些技术要求不一定就是零件图所 规定的要求。有时还可能由于工艺上的原因而 在某些方面高于零件图上的要求。 例如：由于基准不重合而提高对某些表面的加 工要求，或由于被作为精基准而可能对其提出 更高的加工要求。
三、典型表面的加工路线
• 外圆、内孔和平面加工量大而面广，习 惯上把机器零件的这些表面称作典型表 面。 • 掌握典型表面的加工路线对制定零件加 工工艺过程是十分必要的。
（一）外圆表面加工路线
1.粗车-半精车-精车 （最通用路线）
• 最终工序：车削 • 适用范围：除淬火钢以外的各种金属 • 加工精度：加工精度低于IT7，表面粗糙度等 于或大于Ra0.8
（二）加工方法的选择
（6）选择加工方法应考虑零件结构、加 工表面的特点和材料性质等因素。 •零件结构和表面特点不同，所选择的加工 方法也不同。
（二）加工方法的选择
（7）对于那些有特殊要求的加工表 面
例如，相对于本厂工艺条件来说，尺寸 特别大或特别小，工件材料难加工，技 术要求高，则首先应考虑在本厂能否加 工的问题，如果在本厂加工有困难，就 需要考虑是否需要外协加工。
（二）加工方法的选择
（3）加工方法选择的步骤总是首先确定 被加工零件主要表面的最终加工方法， 然再选择其他表面一系列的加工方法和 顺序。 • 可提出几个方案进行比较，选择其中一 个比较合理的方案。
（二）加工方法的选择
• （4）在被加工零件各表面加工方法分别 初步选定以后，还应综合考虑为保证各 加工表面位置精度要求而采取的工艺措 施。
（二）划分加工阶段的目的（原因）
• 2.合理使用设备
• 粗加工余量大，切削用量大，可采用功率大、 效率高而精度低的机床。精加工切削力，小， 对机床破坏小，可采用高精度机床。这样发挥 了不同机床的各自特点，既能提高生产率，又 能延长精密设备的使用寿命。 • 3.便于及时发现毛坯缺陷 • 粗加工切除较大的余量，可以及早发现毛坯缺 陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成 工时与成本的浪费。
• 特点：用于中、小孔的加工。扩孔能纠 正位置精度。铰孔只能保证尺寸、形状 精度和减小孔的表面粗糙度
（二）孔的加工路线
3.钻（粗镗）-半精镗-精镗-浮动镗（金刚镗） • （1）单件小批生产中的箱体孔系加工 • （2）位置精度要求很高的孔系加工 • （3）直径比较大的孔 • （4）材料为有色金属，需要用金刚镗来保证 尺寸、形状和位置精度以及表面粗糙度的要求 4.钻（粗镗）-粗磨-半精磨-精磨-研磨或珩磨 • 主要用于淬硬零件加工或精度要求高的孔加工
4.粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨、超精加工、砂带磨、 镜面磨等
• 最终工序：光整加工 • 适用范围：要求高的钢件的精加工 • 加工精度：加工精度低于IT5，表面粗糙度等 于或大于Ra0.006
（二）孔的加工路线
（二）孔的加工路线
1.钻（粗镗）-粗拉-精拉
• 适用范围：大批大量生产盘套类零件的 圆孔、单键孔和花键孔加工，加工质量 稳定、生产效率高 2．钻-扩-铰-手铰
2. 加工经济精度的评价
• 生产上加工精度的高低用可控制的加工误差大 小表示。加工误差小则加工精度高；加工误差 大，则加工精度低。统计资料表明：加工成本 与加工误差成反比关系
（1）同种加工方法，精度越高，加工 成本越高，呈指数增长 （ 2）精度有一定极限，当超过 A点， 即使成本再增加，加工精度提高极少； （ 3）成本有一定极限，但超过 B点， 即使再减低加工精度，加工成本降低极 少；
平面加工视频
四、加工阶段的划分
（一）加工阶段的划分 • 当零件的加工质量要求较高时，往往不 可能用一道工序来满足其要求，而需要 用几道工序逐步达到所要求的加工质量 要求。 • 按工序的性质不同，零件的工艺路线通 常分为四个加工阶段：粗加工阶段、半 精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶 段。
（一）加工阶段的划分
（二）孔的加工路线
• 5.孔加工路线的选择
• 应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体的生 产条件、批量的大小以及毛坯上有无预加工孔 合理选用。 1）加工精度为IT9级的孔 • 当孔径小于10mm时，可采用钻—铰方案 • 当孔径小于30mm时，可采用钻—扩方案； • 当孔径大于30mm时，可采用钻—镗方案。 • 工件材料为淬火钢以外的各种金属
（二）划分加工阶段的目的（原因）
• 1.保证加工质量 • 工件在粗加工时，切除的金属较厚， 切削力和夹紧力都比较大，切削温度也 比较高，这将引起工件较大的变形。若 不划分加工阶段，粗、精加工混在一起， 就无法避免上述原因引起的加工误差。 按加工阶段进行加工，粗加工造成的加 工误差可以通过半精加工和精加工来纠 正，从而保证零件的加工质量。
（二）孔的加工路线
2）加工精度为IT8级的孔 • 当孔径小于20mm时，可采用钻—铰方案； • 当孔径大于20mm时，可采用钻—扩—铰， 3）加工精度为IT7级的孔 • 当孔径小于12mm时，可采用钻—粗铰—精铰； • 当孔径在12mm到60mm之间时，可采用 钻—扩—粗铰—精铰方案或钻—扩—拉 4）加工精度为IT5级的孔 • 最终工序可采用手铰、精细镗、研磨或珩磨等 • 韧性较大的有色金属不宜采用珩磨，可采用研 磨或精细镗。研磨对大、小孔加工均适用，而 珩磨只适用于大直径孔的加工。
（4）曲线AB段，加工成本与加工精 度互相适应，属于经济精度的范围；
3. 加工经济精度的发展
• 加工精度随机械工业发展，不断提高， 加工成本不断降低，因此各种加工方法 的经济精度不是不变的。
4. 各种加工方法的加工经济精度
（1）外圆加工中各种加工方法的加工经济精 度及表面粗糙度
4. 各种加工方法的加工经济精度
（一）加工阶段的划分
• （3）精加工阶段：对于零件上精度和表面粗 糙度要求高（精度在IT7以上，表面粗糙度在 Ra0.8以下）的表面，要安排精加工。这个阶 段的任务是保证各主要表面达到图纸规定的质 量要求。 • （4）光整加工阶段：对于精度要求高（IT6级 以上），表面粗糙度小（Ra0.2以下）的零件， 在工艺过程的最后安排研磨、精密磨、超精加 工，金刚石车等加工。主要目标是提高尺寸精 度、减小表面粗糙度，一般不能提高位置精度 达到最终精度要求。
五、工序顺序的安排
（一）切削加工工序的安排 • 1.基面先行原则 • 用作精基准的表面，应优先加工。因为后续加 工其它表面要它来定位，定位基准的表面越精 确，装夹误差就越小。所以任何零件的加工过 程，总是首先对定位基准面进行粗加工和半精 加工，必要时还要进行精加工。 • 例如，轴类零件总是先加工中心孔，再以中心 孔为精基准加工外圆表面和端面。箱体类零件 总是先加工定位用的平面及两个定位孔，再以 平面和定位孔为精基准加工孔系和其它平面。
• （1）粗加工阶段：
• 粗加工主要是切除毛坯上大部分多余金属，为 半精加工提供定位精基准。这个阶段关键问题 是提高生产率。 • （2）半精加工阶段：
• 在这个阶段中应为主要表面的精加工作好准备 （达到一定的精度和表面粗糙度，保证一定的 精加工余量），并完成一些次要表面的加工 （如钻孔、攻丝、铣键槽等）。一般在热处理 之前进行。
（二）划分加工阶段的目的（原因）
• 4．便于安排热处理工序 • 一般零件在工艺过程中插入了必要热处理工序， 热处理通常安排在粗加工精加工之间。如粗加 工后，一般要安排去应力的热处理，以消除内 应力。精加工前安排淬火等最终热处理，其变 形可以通过精加工给以消除。 注意：粗、精加工分开的原则既适用于某一表 面的加工过程，也适用于整个零件的工艺过程。 但加工阶段的划分也不应绝对化，应根据零件 的质量要求、结构特点和生产纲领灵活掌握。 对加工质量要求不高、工件刚性好、毛坯精度 高、加工余量小、生产批量不大时，可不必划 分加工阶段。
回转体加工视频
（三）平面加工路线
（三）平面加工路线
1.粗铣-半精铣-精铣-高速铣 • 通用加工路线，生产率比较高。 2.粗刨-半精刨-精刨-宽刀细刨、刮研或研磨 • 刮研多用于单件小批生产中配合表面要求高且 不淬硬平面的加工。当批量较大时，可用宽刀 细刨代替刮研。宽刀细刨特别适用于狭长平面 3.粗铣（刨）—半精铣（刨）—粗磨—精磨— 研磨、精密磨、砂带磨或抛光 • 磨削适用于直线度及表面粗糙度要求高的淬硬 工件和薄片工件，也适用于未淬硬钢件上面积 较大的平面的精加工。但不宜加工塑性较大的 有色金属。
第四节 机械加工工艺路线的拟定
表面加工方法的选择 加工阶段的划分 工序顺序的安排
第四节 机械加工工艺路线的拟定
• （1）拟定零件的工艺路线；
• （ 2 ）确定各道工序的工序尺寸及公差、所用 设备及工艺装备、切削规范和时间定额。 • 工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局， 其主要任务是:
• 机械加工工艺规程的制定，大体可分为两部分：
2.粗车-半精车-粗磨-精磨
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• 最终工序：磨削 • 适用范围：淬火钢、未淬火钢和铸铁。不适用 有色金属 • 加工精度：加工精度低于IT6，表面粗糙度等 于或大于Ra0.16
3.粗车-半精车-精车-金刚石车
• 最终工序：精车或金刚石车 • 适用范围：要求较高的有色金属的精加工 • 加工精度：加工精度低于IT5，表面粗糙度等 于或大于Ra0.01
1. 加工经济精度的概念
• 所谓加工经济精度是指在正常加工条件下（采 用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术 等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加 工精度和表面粗糙度。 例如：在普通车床上加工外圆，一般可达到 IT89级的精度和Ra>1.2-2.5的表面粗糙度，若仔 细操作 ,可以达到 IT6-7级和 Ra>0.63-1.25的 表面粗糙度。 在普通外圆磨床上加工外圆，一般达到IT6-7 级和Ra>0.32-0.63的表面粗糙度，若细心操 作，可这可以达到IT5-6级和Ra>0.16-0.32 的表面粗糙度。
（三）平面加工路线
4.粗拉—精拉 • 这条加工路线主要在大批量生产中的加工质量 要求较高且面积较小的平面，生产率高。尤其 对有沟槽或台阶的表面，拉削加工的优点更加 突出。但是由于拉刀和拉削设备昂贵，因此， 这条加工路线只适合在大批大量生产中使用。 5· 粗车—半精车—精车—金刚石车 • 这条加工路线主要用于有色金属零件的平面加 工，以及回转体零件的端面的加工，以保证端 面与回转轴线的垂直度。如果被加工零件是黑 色金属，则精车后可安排精密磨、砂带磨或研 磨，抛光等。
4. 各种加工方法的加工经济精度
• （2）孔加工中各种加工方法的加工经济精度 及表面粗糙度
4. 各种加工方法的加工经济精度
4. 各种加工方法的加工经济精度
（3）平面加工中各种加工方法的加工经济精 度及表面粗糙度
4. 各种加工方法的加工经济精度
（二）加工方法的选择
（1）加工经济精度
任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗 糙度都有一个相当大的范围，但只有在某一个 较窄的范围才经济，这个范围的加工精度就是 加工经济精度。为此，在选择加工方法时，应 选择相应的能获得经济加工精度的加工方法。