工藝路線的擬定課件

1、5.3 工藝路線的擬定在正確選擇定位基準(zhǔn)后，就要擬定各表面的工藝路線。工藝路線的擬定主要解決的問題是:選擇加工方法確定加工順序劃分加工工序 5.3.1 加工方法的選擇1. 加工經(jīng)濟(jì)精度（1）加工經(jīng)濟(jì)精度的概念各種加工方法，車、銑、刨、磨、鉆、鏜、鉸等所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，都有一定的范圍。任何一種加工方法，只要仔細(xì)刃磨刀具，調(diào)整機(jī)床，選擇合理的切削用量，精心操作，就可以獲得較高的加工精度。但同時(shí)耗時(shí)多，效率低，會(huì)使加工成本較獲得同樣精度的其他加工方法高。由此提出了這樣一個(gè)問題：對某種加工方法，用于加工何種等級的零件才經(jīng)濟(jì)合理？這就是加工經(jīng)濟(jì)精度的概念。選擇加工方法的基本原則是既要保證零件的加工質(zhì)量

2、,又要使加工成本最低。為此，必須熟悉各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度。5.3.1 加工方法的選擇1. 加工經(jīng)濟(jì)精度（2）加工經(jīng)濟(jì)精度的定義 P177在正常的加工條件下（使用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人、合理的工時(shí)定額）所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度。（3）加工精度與成本之間的關(guān)系 任何一種加工方法的加工精度與加工成本之間有如圖5-7所示關(guān)系。 ABCCLL圖5.7 加工誤差與加工成本的關(guān)系圖中為加工誤差，C表示加工成本。由圖中曲線可知，兩者關(guān)系的總趨勢是加工成本隨著加工誤差的下降而上升，但在不同的誤差范圍內(nèi)成本上升的比率不同。ABCCLL圖5.7 加工誤差與加工成

3、本的關(guān)系A(chǔ)點(diǎn)左側(cè)曲線，加工誤差減少一點(diǎn)，加工成本會(huì)上升很多；加工誤差減少到一定程度，投入的成本再多，加工誤差的下降也微乎其微，這說明某種加工方法加工精度的提高是有極限的（圖中L）。在B點(diǎn)右側(cè)，即使加工誤差放大許多，成本下降卻很少，這說明對于一種加工方法，成本的下降也是有極限的，即有最低成本（圖中CL）。ABCCLL圖5.7 加工誤差與加工成本的關(guān)系只有在曲線的AB段，加工成本隨著加工誤差的減少而上升的比率相對穩(wěn)定。可見，只有當(dāng)加工誤差等于曲線AB段對應(yīng)的誤差值時(shí)，采用相應(yīng)的加工方法加工才是經(jīng)濟(jì)的，該誤差值所對應(yīng)的精度即為該加工方法的經(jīng)濟(jì)精度。因此，加工經(jīng)濟(jì)精度是指一個(gè)精度范圍而不是一個(gè)值。超精

4、密加工一般加工精密加工19201960200010210110010-110-210-3加工誤差（m）圖5.8 加工精度與年代的關(guān)系（4）加工精度與年代的關(guān)系如圖所示，各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高。5.3.1 加工方法的選擇（5）各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度 表5.5，5.6，5.7為典型表面的各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，表5.8為常用機(jī)床加工的形位精度，可供選擇時(shí)參考。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊、機(jī)械工藝師手冊等5.3.1 加工方法的選擇2. 加工方法的選擇加工方法的選擇,應(yīng)在分析研究零件圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行。一般先選擇零件上精度要

5、求最高的表面的加工方法，即該表面的最終加工方法，再往前推。選擇時(shí)主要考慮以下問題：5.3.1 加工方法的選擇2. 加工方法的選擇1）加工表面的精度和粗糙度要求 根據(jù)這些要求，選擇與之相符合的加工經(jīng)濟(jì)精度對應(yīng)的加工方法。滿足要求的加工方法可能會(huì)有多種，再結(jié)合其他條件，最后確定一種。5.3.1 加工方法的選擇2. 加工方法的選擇1）加工表面的精度和粗糙度要求 2）零件的材料和熱處理要求零件的材料和熱處理是影響加工方法選擇最重要的因素。如有色金屬精加工，因材料過軟容易堵塞砂輪而不宜采用磨削，而一般淬火鋼只能采用磨削。5.3.1 加工方法的選擇2. 加工方法的選擇1）加工表面的精度和粗糙度要求 2）零

6、件的材料和熱處理要求3）零件的生產(chǎn)類型 選擇的加工方法的選擇,應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批大最量生產(chǎn)應(yīng)采用高生產(chǎn)率的加工方法，如加工孔、內(nèi)鍵槽等可以采用拉削的方法；當(dāng)批量不大時(shí)，則采用一般的鉆、鉸、鏜、插等方法。5.3.1 加工方法的選擇2. 加工方法的選擇1）加工表面的精度和粗糙度要求 2）零件的材料和熱處理要求3）零件的生產(chǎn)類型 4）本廠現(xiàn)有技術(shù)水平、生產(chǎn)條件等技術(shù)人員應(yīng)對本單位的設(shè)備種類和數(shù)量、加工范圍、精度水平以及工人的技術(shù)水平有充分的了解，應(yīng)盡量利用本廠資源。換頁5.3.1 加工方法的選擇3. 典型表面的加工路線 P182187（要求熟悉，會(huì)選用）如某軸材料45，軸頸尺寸精度IT6、Ra

7、 0.32，表面淬火，試確定其加工路線。研 磨IT5Ra 0.0080.32m超 精 加 工IT5Ra 0.010.32m砂 帶 磨IT5Ra 0.010.16m精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08m 拋 光 Ra 0.0081.25m金 剛 石 車IT56Ra 0.021.25m滾 壓IT67Ra 0.161.25m精 磨IT67Ra 0.161.25m精 車IT78Ra1.2 55m粗 磨IT89Ra 1.2510m半 精 車IT1011Ra 2.512.5m粗 車IT1213Ra 1080m精磨粗磨半精車粗車材料45，軸頸尺寸精度IT6、Ra 0.32，表面淬火粗車半精車粗磨精磨

8、加工路線為:5.3.2 加工階段的劃分1.怎樣劃分加工階段為了保證零件的加工質(zhì)量生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，通常在安排工藝路線時(shí)，將其劃分成幾個(gè)階段。一般精度零件，可劃分成粗加工半精加工和精加工三個(gè)階段。對精度要求高和特別高的零件，還需安排精密加工（含光整加工）和超精密加工階段。5.3.2 加工階段的劃分2.各階段的主要任務(wù)1）粗加工階段 主要去除各加工表面的大部分余量，并加工出精基準(zhǔn)。2）半精加工階段 減少粗加工階段留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備，并完成一些精度要求不高的表面的加工。5.3.2 加工階段的劃分2.各階段的主要任務(wù)3）精加工階段 主要是保證零件的尺寸形狀位置精度及表

9、面粗糙度，這是相當(dāng)關(guān)鍵的加工階段。大多數(shù)表面至此加工完畢，也為少數(shù)需要進(jìn)行精密加工或光整加工的表面做好準(zhǔn)備。4）精密和超精密加工階段 精密和超精密加工采用一些高精度的加工方法，如精密磨削珩磨研磨金剛石車削等，進(jìn)一步提高表面的尺寸、形狀精度，降低表面粗糙度，最終達(dá)到圖紙的精度要求。 5.3.2 加工階段的劃分3. 劃分加工階段的好處1）有利于保證零件的加工質(zhì)量 粗加工時(shí)，夾緊力大、切削厚度大、切削力大、切削熱多，零件因受力變形、受熱變形及殘余應(yīng)力引起的加工誤差大，如無后續(xù)的精加工加以糾正，將難以保證加工精度。此外，粗精加工分開進(jìn)行，可以避免精加工表面少受損傷。5.3.2 加工階段的劃分3.對零件

10、的加工過程劃分加工階段的好處1）有利于保證零件的加工質(zhì)量 2）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷粗加工時(shí)，切除的余量大，容易發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，此時(shí)實(shí)施報(bào)廢，可以避免以后精加工的經(jīng)濟(jì)損失。5.3.2 加工階段的劃分3.對零件的加工過程劃分加工階段的好處1）有利于保證零件的加工質(zhì)量 2）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷3）合理安排加工設(shè)備和操作工人粗精加工對設(shè)備的要求不同。粗加工要求設(shè)備的功率大、生產(chǎn)率高，對精度和工人的技術(shù)水平要求不高；精加工則要求精度高但功率不大的設(shè)備，而對工人的技術(shù)水平要求高。粗精加工分開可分別安排適合各自要求的設(shè)備和操作工人，有利于延長精加工設(shè)備的壽命。5.3.2 加工階段的劃分3.對零件的加工過

11、程劃分加工階段的好處1）有利于保證零件的加工質(zhì)量 2）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷3）合理安排加工設(shè)備和操作工人4）便于組織生產(chǎn)粗、精加工對生產(chǎn)環(huán)境條件的要求不同。精加工和精密加工要求環(huán)境清潔、恒溫，劃分加工階段后，可以為精加工創(chuàng)造所要求的環(huán)境條件。此外，劃分加工階段便于熱處理工序的插入。換頁5.3.2 加工階段的劃分4.劃分加工階段需考慮的因素 1）零件的技術(shù)要求 一般精度的零件可劃分為粗加工和精加工兩個(gè)階段，高精度零件可分為粗加工半精加工和精加工三個(gè)階段，更高精度的零件可安排粗加工半精加工精加工和精密加工四個(gè)階段或更多的加工階段。 5.3.2 加工階段的劃分4.劃分加工階段需考慮的因素 1）零件

12、的技術(shù)要求 2）生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件 在大批量生產(chǎn)中，為了更合理地安排設(shè)備，加工階段一般劃分得比較細(xì)；單件小批生產(chǎn)中則劃分得比較粗，有時(shí)將粗精加工混在一起。在自動(dòng)化生產(chǎn)中，為了在一次安裝中加工出盡可能多的表面，有時(shí)也將粗精加工混在一起。如采用加工中心加工時(shí)，既要求機(jī)床有較大功率剛度和精度，同時(shí)也要求毛坯有較高的精度，使余量小而均勻，以保證加工過程中不產(chǎn)生大的受力變形和受熱變形。 5.3.2 加工階段的劃分4.劃分加工階段需考慮的因素 1）零件的技術(shù)要求 2）生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件 3）毛坯的情況 毛坯的精度和質(zhì)量對加工階段的劃分有直接影響。如毛坯精度低（如自由鍛砂型鑄造等），可以在粗加工前增加一道荒

13、加工工序，其主要目的是暴露毛坯的質(zhì)量問題，如砂眼氣孔夾砂等。如果毛坯的精度高質(zhì)量好（如精密鑄造精密鍛造等），則一開始就可進(jìn)入半精加工階段。 換頁5.3.3 加工順序的安排機(jī)械加工工序順序的安排原則1）先基準(zhǔn)面后其它 應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。在精加工階段開始時(shí)應(yīng)先對基準(zhǔn)面進(jìn)行精加工， 以提高定位精度，然后再安排其它表面的精加工。如精度要求高的軸類零件，第一道工序就是以外圓面為粗基準(zhǔn)加工兩端面及頂尖孔，再以頂尖孔完成各表面的粗加工。精加工開始前先修整頂尖孔，以提高軸在精加工時(shí)的定位精度，然后再安排各外圓的精加工。5.3.3 加工順序的安

14、排機(jī)械加工工序順序的安排原則1）先基準(zhǔn)面后其它 2）先粗后精 指先安排各表面粗加工，后安排精加工。對于精度要求高的零件，粗、精加工應(yīng)分成兩個(gè)階段。5.3.3 加工順序的安排機(jī)械加工工序順序的安排原則1）先基準(zhǔn)面后其它 2）先粗后精 3）先主后次 是指先安排主要表面加工，再安排次要表面加工。主要表面一般指零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進(jìn)行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時(shí)，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，安排次要表面的加工。 主要表面為兩端軸徑及裝傳動(dòng)件的3

15、5圓柱面：先安排這些表面的加工順序：粗車外圓精車外圓磨外圓退刀槽、倒角、鍵槽等次要表面的加工從加工的方便出發(fā)，穿插在其中進(jìn)行。其總的加工順序?yàn)椋浩蕉嗣?、打中心孔粗車外圓精車外圓、倒角、切退刀槽銑鍵槽磨外圓5.3.3 加工順序的安排機(jī)械加工工序順序的安排原則1）先基準(zhǔn)面后其它 2）先粗后精 3）先主后次 4）先面后孔 箱體和支架類零件既有平面，又有孔或孔系，這時(shí)應(yīng)先將平面（通常是裝配基準(zhǔn)）加工出來，再以平面為基準(zhǔn)加工孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀。此時(shí)也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。換頁5.3.3 加工順序的安排2. 熱處理和表面處理工序的安排1）為了改

16、善工件材料切削性能而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行。2）為了消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之后，精加工之前進(jìn)行；有時(shí)也可安排在切削加工之前進(jìn)行。5.3.3 加工順序的安排2. 熱處理和表面處理工序的安排3）為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前進(jìn)行。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行。4）為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化

17、、煮黑等）一般放在工藝過程的最后。5.3.3 加工順序的安排3. 輔助工序的安排檢驗(yàn)工序的安排1）重要工序的加工前后；2）不同加工階段的前后，如粗加工結(jié)束精加工前；精加工后精密加工前；3）工件從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后；4）零件的全部加工結(jié)束以后。輔助工序的種類很多，如檢驗(yàn)去毛刺清洗平衡去磁等，它們也是工藝過程的重要組成部分。檢驗(yàn)工序是保證零件加工質(zhì)量合格的關(guān)鍵工序之一。在工藝規(guī)程中，應(yīng)在下列情況下安排常規(guī)檢驗(yàn)工序：5.3.4 工序的集中與分散1.工序集中及分散的概念工序分散：工序數(shù)多而各工序的加工內(nèi)容少工序集中：是工序數(shù)少而各工序的加工內(nèi)容多零件的加工順序確定以后，在確定各工序的加工內(nèi)容時(shí)，可有兩種設(shè)計(jì)思路：一種是工序分散；一種是工序集中。5.3.4 工序的集中與分散2.工序集中的特點(diǎn)1）在一次安裝中可加工出多個(gè)表面，不但減少了安裝次數(shù)，而且易于保證這些表面之間的位置精度；2）有利于采用高效的專用機(jī)床和工藝裝備；3）所用機(jī)器設(shè)備的數(shù)量少，生