机械制造技术(浓缩)-4-12

1、机械制造工艺机械制造工艺机械制造技术工艺规程设计工艺规程设计机械制造技术工艺规程设计工艺规程设计 研究零件图与装配图，分析技术要求； 包括工艺审查、确定生产类型设计合理性设计合理性设计合理性设计合理性毛坯的选择毛坯的选择 常见毛坯类型有铸造、锻压、冲压、粉末冶金、挤压、轧制、焊接、粘接等，根据零件的结构类型、使用性能、生产批量和生产条件进行选择。毛坯毛坯特特 点点生产方法生产方法应应 用用铸铸件件 价格低廉，应用广泛，可制不同复杂价格低廉，应用广泛，可制不同复杂程度的大小铸件，适合各种批量生产。程度的大小铸件，适合各种批量生产。 合金组织粗大，内有缺陷；力学性能合金组织粗大，内有缺陷；力学性能

2、不高，尤其抗冲击性能较低；工序较多，不高，尤其抗冲击性能较低；工序较多，废品率较高；精度低、加工余量大。废品率较高；精度低、加工余量大。 砂型铸造砂型铸造金属型铸造金属型铸造熔模铸造熔模铸造压力铸造压力铸造低压铸造低压铸造离心铸造等离心铸造等在各行各业都应在各行各业都应用广泛。用广泛。如，活塞环、气如，活塞环、气缸套、气缸体、缸套、气缸体、机床床身、机架、机床床身、机架、机座、泵等等。机座、泵等等。锻锻压压件件 适应性较广，锻压件力学性能较好适应性较广，锻压件力学性能较好(强强度、冲击性和抗疲劳性高度、冲击性和抗疲劳性高)，合金组织较，合金组织较细，内部缺陷较少，精度较高。细，内部缺陷较少，精

3、度较高。 难以获得大型件和复杂的形状，尤其难以获得大型件和复杂的形状，尤其是内腔。是内腔。自由锻自由锻模锻模锻挤压挤压轧制轧制冲压等冲压等在各行各业都常在各行各业都常应用。如光轴、应用。如光轴、阶梯轴、曲轴、阶梯轴、曲轴、连杆等等。连杆等等。毛坯的选择毛坯的选择毛坯毛坯特特 点点生产方法生产方法应应 用用焊焊件件 可以小拼大，气密性好，生产周期短，可以小拼大，气密性好，生产周期短，焊件强度和刚度较高，材料利用率高。焊件强度和刚度较高，材料利用率高。 抗震性差，易变形。抗震性差，易变形。手弧焊、气体手弧焊、气体保护焊、电阻保护焊、电阻焊等焊等广泛应用于石油广泛应用于石油化工、船舶、航化工、船舶、

4、航空等上。空等上。型型材材可直接使用，精度高，性能较高，成本可直接使用，精度高，性能较高，成本较低，便于自动化加工。较低，便于自动化加工。槽钢、工字钢、槽钢、工字钢、角钢等角钢等建筑、桥梁等工建筑、桥梁等工程结构。程结构。毛坯的选择毛坯的选择 零件批量大时采用高生产率生产的毛坯；批量小时，采用自零件批量大时采用高生产率生产的毛坯；批量小时，采用自由锻造、砂型铸造的毛坯；由锻造、砂型铸造的毛坯； 一般轴类零件采用锻件毛坯；曲轴、凸轮轴等用锻件或球铁一般轴类零件采用锻件毛坯；曲轴、凸轮轴等用锻件或球铁铸件；大型重型或复杂轴类用锻件或铸件；铸件；大型重型或复杂轴类用锻件或铸件； 一般盘套件要求具有一

5、定的强韧性，且局部耐磨性高，一般一般盘套件要求具有一定的强韧性，且局部耐磨性高，一般选用中、低碳钢或合金结构钢毛坯；选用中、低碳钢或合金结构钢毛坯； 形状简单的齿轮大批量生产时选用轧材毛坯，大部分齿轮选形状简单的齿轮大批量生产时选用轧材毛坯，大部分齿轮选用锻钢毛坯，低速齿轮选用铸铁毛坯：用锻钢毛坯，低速齿轮选用铸铁毛坯： 受力不大的箱架件一般采用铸铁，受力复杂的可采用铸钢；受力不大的箱架件一般采用铸铁，受力复杂的可采用铸钢；工艺规程设计工艺规程设计 确定定位基准；确定定位基准； 确定主要表面的加工方案； 划分加工阶段； 确定工序顺序； 确定加工设备和工艺装备； 确定工序余量，计算工序尺寸； 确

6、定技术要求及检验方法； 确定切削用量与工时定额； 编制工艺文件。 平面平面B是平面是平面A的设计基准，其它均以中心轴为设计基准，的设计基准，其它均以中心轴为设计基准，齿轮的轴线和端面齿轮的轴线和端面B为装配基准，滚切齿形时以孔和端面为装配基准，滚切齿形时以孔和端面B为为定位基准，孔的轴线为测量基准。定位基准，孔的轴线为测量基准。选择定位基准选择定位基准粗基准粗基准1、不加工表面原则 选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。（a）正确 （b）不正确 铸造件有定位误差，铸造件有定位误差，应选择手轮内缘作为应选择手轮内缘作为加工基准，保证后续加

7、工基准，保证后续加工余量基本相当。加工余量基本相当。选择定位基准选择定位基准粗基准粗基准2、加工余量合理分配原则 对所有表面都需要加工的工件，应该根据加工余量最小的表面找正，这样不会因位置的偏移而造成余量太小的部位加工不出来。 台阶轴锻件毛坯，应台阶轴锻件毛坯，应选选55外圆柱面作粗外圆柱面作粗基准车削基准车削108；否则；否则有可能因余量不足而有可能因余量不足而使零件报废。使零件报废。选择定位基准选择定位基准粗基准粗基准3、重要表面原则 为使重要表面加工余量的均匀，应选择重要加工面为粗基准。 床身导轨加工时，床身导轨加工时，先选择导轨面为粗先选择导轨面为粗基准，加工与床腿基准，加工与床腿的连

8、接面，然后再的连接面，然后再以连接面为精基准，以连接面为精基准，加工导轨面。这样加工导轨面。这样能保证导轨面加工能保证导轨面加工时被切去的金属层时被切去的金属层薄且均匀。薄且均匀。选择定位基准选择定位基准粗基准粗基准4、不重复使用原则 粗基准未经加工，表面粗糙精度低，二次安装时，其在机床或夹具上的实际位置可能与第一次安装时不一样，从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大位置误差。选择定位基准选择定位基准粗基准粗基准 在加工端面在加工端面A、内孔、内孔C和和钻孔钻孔D时，若均使用未时，若均使用未经加工的经加工的B表面定位，表面定位，则钻孔的位置精度就会则钻孔的位置精度就会相对于内孔和端面产生相

9、对于内孔和端面产生偏差。偏差。选择定位基准选择定位基准粗基准粗基准5、便于工件装夹原则 作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有浇口、冒口、飞边、毛刺和其他缺陷，以便定位基准准确和夹紧牢靠。选择定位基准选择定位基准精基准精基准1、基准重合原则 选择加工面的设计基准作为精基准，避免由于基准不重合引起的定位误差。选择定位基准选择定位基准精基准精基准2、统一基准原则 选择同一精基准加工工件上尽可能多的表面，确保相对位置关系的准确性。选择定位基准选择定位基准精基准精基准3、互为基准原则 两个加工表面之间位置精度要求较高时，采用两个加工表面互为基准方法进行加工。 车床主轴，先以锥孔定位基面磨主轴支承轴颈表

10、面，车床主轴，先以锥孔定位基面磨主轴支承轴颈表面，再以轴颈表面为定位定位基面磨主轴锥孔。再以轴颈表面为定位定位基面磨主轴锥孔。选择定位基准选择定位基准精基准精基准4、自为基准原则 一些表面精加工工序，加工余量小且均匀，以加工表面自身为精基准进行加工。 带导轨磨床上磨床身导轨面，用百分表将导带导轨磨床上磨床身导轨面，用百分表将导轨面调至水平。轨面调至水平。工艺规程设计工艺规程设计 确定定位基准； 确定主要表面的加工方案；确定主要表面的加工方案； 划分加工阶段； 确定工序顺序； 确定加工设备和工艺装备； 确定工序余量，计算工序尺寸； 确定技术要求及检验方法； 确定切削用量与工时定额； 编制工艺文件

11、。零件加工方法零件加工方法 加工方法的经济精度、表面粗糙度与加工表面的技术要求相适应； 加工方法与被加工材料的性质相适应； 加工方法与生产类型相适应； 加工方法与本厂条件相适应。 经济精度：在正常的工作条件下（包括完好的经济精度：在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。的加工精度。车IT7IT13铣削IT8IT13外磨IT5IT9研磨IT5IT6超精加工IT5各种加工方法加工经济精度各种加工方法加工经济精度钻IT10IT13扩IT9I

12、T13铰IT5IT9拉IT7IT10镗孔IT5IT13内磨IT6IT11研磨IT5IT6垳IT5IT6周铣IT6IT13端铣IT6IT13车IT7IT13刨IT6IT13拉IT7IT11平磨IT6IT10平面加工方法平面加工方法孔表面加工方法孔表面加工方法外圆表面加工方法外圆表面加工方法零件表面加工方法零件表面加工方法 外圆表面加工方案外圆表面加工方案粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精车精车精磨精磨金刚车金刚车滚压滚压研磨研磨超精加工超精加工砂带磨砂带磨精密磨削精密磨削抛光抛光车削类方案车削类方案 中等精度中等精度车磨类方案车磨类方案 高精度，有色金属件除外高精度，有色金属件除外粗镗粗镗钻钻扩扩半

13、精镗半精镗粗拉粗拉铰铰手铰手铰粗磨粗磨精车精车金刚镗金刚镗滚压滚压精磨精磨研磨研磨珩磨珩磨推推精拉精拉零件表面加工方法零件表面加工方法 孔表面加工方案孔表面加工方案拉削类方案拉削类方案 硬淬件除外硬淬件除外钻扩类方案钻扩类方案 非硬淬件除外，小孔、非硬淬件除外，小孔、细长孔加工细长孔加工车磨类方案车磨类方案 有色金有色金属件除外，加工淬硬属件除外，加工淬硬或不淬硬的高精度孔或不淬硬的高精度孔车类方案车类方案 外孔径大于外孔径大于8粗铣粗铣半精铣半精铣粗刨粗刨半精刨半精刨粗车粗车半精车半精车粗拉粗拉精拉精拉精车精车金刚车金刚车砂带磨砂带磨精密磨精密磨精刨精刨刮研刮研宽刃精刨宽刃精刨粗磨粗磨精铣精

14、铣高速精铣高速精铣精磨精磨导轨磨导轨磨抛光抛光研磨研磨零件表面加工方法零件表面加工方法 平面加工方案平面加工方案刨磨类方案刨磨类方案 精精度高，度高，Ra值小值小铣类方案铣类方案 中等精度中等精度刨类方案刨类方案 中等精度中等精度车类方案车类方案 端面、台阶面端面、台阶面拉类方案拉类方案 适合拉削适合拉削面面平板导轨类方案平板导轨类方案 工艺规程设计工艺规程设计 确定定位基准； 确定主要表面的加工方案； 划分加工阶段；划分加工阶段； 确定工序顺序； 确定加工设备和工艺装备； 确定工序余量，计算工序尺寸； 确定技术要求及检验方法； 确定切削用量与工时定额； 编制工艺文件。加工阶段加工阶段 加工阶

15、段一般划分为粗加工、半精加工、精加工； 当加工精度要求特别高（IT5以上），表面粗糙度特别小时（Ra小于0.2um），需要光整加工； 光整加工仅提高表面精度和形状精度，一般无法改变位置精度。加工阶段划分目的加工阶段划分目的 重新分布残余应力，消除切削力和切削热造成的工件变形； 前期加工误差在后期消除； 及时发现毛坯缺陷； 合理使用不同加工功率、不同加工精度的机床； 合理安排热处理。高精度机床不能进行粗加工；高精度机床不能进行粗加工；粗精加工一般不在同一机床上加工。粗精加工一般不在同一机床上加工。加工阶段考虑整个加工进程加工阶段考虑整个加工进程 半精加工、粗加工阶段的一些定位基准，加工要求很精确

16、； 精加工阶段安排钻孔、攻螺纹等一些粗加工工序； 高精密设备加工、加工精度要求不高、加工余量不多等情况下，运送麻烦、装夹耗时的加工过程，不太划分加工阶段。浸在粗加工后松开夹具、用较小力夹紧力重新夹紧工件后进行精加工。工艺顺序工艺顺序 确定定位基准； 确定主要表面的加工方案； 划分加工阶段； 确定工序顺序；确定工序顺序； 确定加工设备和工艺装备； 确定工序余量，计算工序尺寸； 确定技术要求及检验方法； 确定切削用量与工时定额； 编制工艺文件。工序的集中与分散工序的集中与分散 集中原则：每个工序阶段中所包含的加工内容尽可能多； 分散原则：每个工序阶段中所包含的加工内容尽可能少； 工序是一个（或一组

17、）工人在一个工作地点使工序是一个（或一组）工人在一个工作地点使用同一台设备对一个工件连续完成的那一部分用同一台设备对一个工件连续完成的那一部分加工过程。加工过程。工序的集中与分散工序的集中与分散 分散原则 适用于专用机床、组合机床为主体的流水线生产，产品转性适应性差，不易转产； 集中原则 适用于自动化程度高的设备，可减少装夹次数，保证各加工表面相互位置精度，转产相对容易；工序安排工序安排 粗加工阶段：主要是切去大部分加工余量，为半精加工作准备。 半精加工阶段：为零件主要表面精加工作好准备，完成一些次要表面加工。 精加工阶段：保证各主要表面达到图样规定的质量要求。 光整加工阶段：对于精度和表面粗

18、糙度要求很高的零件，安排专门的光整加工阶段，以提高尺寸精度和减少表面粗糙度，但一般不用以纠正形状精度和位置精度。工序顺序工序顺序 先定位基面，后其他表面； 要求特别高时，精加工之前甚至要精加工精基准 先主要表面，后次要表面； 主要工作面完成加工后再加工键槽螺孔等 先粗加工，后精加工； 粗加工会产生切削内应力，加工表面质量差 先加工平面，后加工孔； 定位准确，防止打滑 合理安排热处理环节。 热处理后要去除变形与氧化皮，不能作为最后工序。 退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却，为了降低硬度，消除残余应力，细化晶粒，适宜

19、速度冷却，为了降低硬度，消除残余应力，细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。调整组织，消除组织缺陷。 正火，是将工件加热至正火，是将工件加热至3050，保温一段时间后，从炉中，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却，使晶粒细化和碳化取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却，使晶粒细化和碳化物分布均匀化。物分布均匀化。 淬火：钢加热到临界温度以上，保温一段时间，使之全部或淬火：钢加热到临界温度以上，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷进行马部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷进行马氏体（或贝氏体）转变，以大幅提高钢的强度、硬度。氏体（或贝氏体）

20、转变，以大幅提高钢的强度、硬度。 回火：工件淬硬后加热到某一温度，保温一定时间，然后冷回火：工件淬硬后加热到某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温，从而消除淬火时产生的残留应力，防止变形和开却到室温，从而消除淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂，调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，稳定组织与尺寸，裂，调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，稳定组织与尺寸，保证精度，改善和提高加工性能。保证精度，改善和提高加工性能。 调质：淬火和高温回火的综合热处理工艺，改善调质件的综调质：淬火和高温回火的综合热处理工艺，改善调质件的综合力学性能，即高强度和高韧性的适当配合。合力学性能，即高强度和高韧性的适当配合。 时

21、效：金属或合金在大气温度下经过一段时间后时效：金属或合金在大气温度下经过一段时间后,由于过饱和由于过饱和固溶体脱溶和晶格沉淀而使强度逐渐升高。固溶体脱溶和晶格沉淀而使强度逐渐升高。 热处理工序的安排退火：用于高碳钢、退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，合金钢等，降低硬度，便于切削；便于切削；正火：用于低碳钢，正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回调质：淬火后高温回火火预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理去除内应力处理去除内应力处理位置：粗加工前位置：粗加工前目的：改善切削性能，目的：改善切削性能，消除内应力消除内应力位置：半精加工后，精位置：半精加工

22、后，精加工前加工前目的：提高强度、硬度目的：提高强度、硬度 位置：粗加工前、后，半位置：粗加工前、后，半 精加工后，精加工前精加工后，精加工前 目的：消除内应力，防止目的：消除内应力，防止 变形、开裂。变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等淬火、渗碳、氮化等自然时效自然时效人工时效人工时效辅助工序的安排金属镀层金属镀层非金属镀层非金属镀层氧化膜氧化膜表面处理工序表面处理工序检验工序检验工序其它工序安排其它工序安排位置：工艺过程最后位置：工艺过程最后目的：美观目的：美观 位置：位置：去毛刺、倒钝锐边去毛刺、倒钝锐边应在淬火应在淬火前前目的：安全目的：安全 位置：粗加工后、位置：粗加工后、关键工序关键工序 后、送往外车间加工前后、后、送往外车间加工前后、 零件全部加工结束之后零件全部加工结束之后 目的：质量控制。目的：质量控制。质量检验质量检验特种检验（无损探伤、特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超磁力探伤、水压、超速试验）速试验）去毛刺、倒钝锐边去毛刺、倒钝锐边去磁去磁清洗清洗涂防锈油涂防锈油工序顺序工序顺序 先改善工件材料切削性能（正