GW39_工艺规程设计

1、1加工余量的确定本章要点定位基准的选择加工方法的选择工艺尺寸链工艺过程经济分析工序顺序的安排3v 机械加工工艺过程 采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。v 机械加工工艺规程 规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。v 工艺规程的作用 工艺规程是生产准备工作的依据工艺规程是组织生产的指导性文件工艺规程是新建和扩建工厂（或车间）时的原始资料便于积累、交流和推广行之有效的生产经验 4 1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量

2、减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 56 1阅读装配图和零件图 了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。2工艺审查 审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。 3熟悉或确定毛坯 确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表5-4。7表5-4 各类毛坯的特点及适用范围 毛坯种类

3、制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型 材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件工程塑料件 13级以下13级以下1115101281181171081079 911大一般大大一般较小较小小很小小很小 较小各种材料钢 材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小 型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小 型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸 中、小尺寸简 单较复杂复 杂较简单一 般较复杂较复杂复 杂复 杂复 杂较复杂复杂较好有内应力差好好较

4、好较好较好较好好一般 一般各种类型单 件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量 中、大批量84. 选择定位基准5. 拟定加工路线1)确定满足各工序要求的工艺装备9 2)确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差3)确定切削用量4)确定时间定额5)编制数控加工程序（对数控加工）6)评价工艺路线 对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。7)填写或打印工艺文件11工序顺序的安排问题主要解决问题：基准的选择加工方法的选择问题12基准：基准：用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些用来确定生

5、产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面点、线、面分类：分类：设计基准设计基准: 设计图样上设计尺寸所依据的基准设计图样上设计尺寸所依据的基准 工艺基准工艺基准: 工艺过程中所使用的基准工艺过程中所使用的基准 设计基准设计基准13 工序基准：工序基准：工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的 尺寸、形状、位置的基准 定位基准定位基准 在加工中用作工件定位的基准 a.粗基准和精基准 b.附加基准 测量基准：测量基准：工件在加工中或加工后，测量尺寸和形位误差所 依据的基准 装配基准：装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所 依据的基准基准：基准：用来确定生产对象几何要素间几何关系

6、所依据的那些用来确定生产对象几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面点、线、面工艺基准工艺基准: : 工艺过程中所使用的基准工艺过程中所使用的基准14基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准基准分类归纳如下：基准分类归纳如下：15在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。 使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。1

7、6工艺凸台A向A图5-1 车床小刀架上的工艺凸台17图52用不加工表面作粗定位基准18图53床身加工的粗基准19保证相互位置要求原则余量均匀分配原则便于工件装夹原则粗基准一般不得重复使用原则使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准20保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。 ABC图5-4 粗基准选择比较21a a）b b）c c）图5-5 粗基准选择比较为保证零件的壁厚均匀，以不加工的外圆表面A为粗基准保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。 22余量均匀分配原则若每个

8、表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够的余量。 图5-6 阶梯轴的加工23 便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。图5-7 床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。 24 a) b) 图5-8 粗基准重复使用错误示例及改进粗基准一般不得重复使用原则在同一尺寸方向上，粗在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定

9、位误差。25保证相互位置要求原则，选择永不加工表面余量均匀分配原则，选择余量小的表面便于工件装夹原则粗基准一般不得重复使用原则26基准重合原则统一基准原则互为基准原则 自为基准原则便于装夹原则使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准27图5-9定位基准选择基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准28图5-10基准不重合误差分析基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准29基准重合原则选用被加工面设计基准作为精基准30图5-11 主轴箱零件精基准选择统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或

10、全部）工序均以它为精基准进行加工 31 在实际生产中，经常使用的统一基准形式有： 1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准； 2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准； 3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准； 4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则好处： 1）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。 注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。 32 互为基准原则 轴径轴径锥孔图5-12 主轴零件精基准选择【例】主轴零

11、件精基准选择（图5-12）自为基准原则 【例】床身导轨面磨削加工（图5-9）图5-13 导轨磨削基准选择便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。33基准重合原则统一基准原则互为基准原则 自为基准原则便于装夹原则34基准重合原则统一基准原则互为基准原则 自为基准原则便于装夹原则保证相互位置原则余量均匀分配原则便于工件装夹原则粗基准不得重复使用原则35图5-14 加工误差与成本关系C0ABv 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高v 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加

12、工精度和表面粗糙度加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图5-15 加工精度与年代的关系 一般加工精密加工超精密加工361）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生产批量和生产节拍要求4）企业现有加工设备和加工能力5）经济性37 研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛 光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚 压IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.2

13、5精 车IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗 车IT1213Ra 1080图5-16 外圆表面的典型加工工艺路线 38图5-17 孔的典型加工工艺路线 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 580半 精 镗IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精 镗IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra 0.3210金

14、刚 镗IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滚 压IT68Ra0.011.25手 饺IT5Ra0.081.2539图5-18 平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精 铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510

15、半 精 车IT811Ra 2.510粗 铣IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 车IT68Ra 1.255粗 车IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 52040先基准后其他先加工基准面，再加工其他表面先面后孔有两层含义：1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定 2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生先主后次也

16、有两层含义：1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排 2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工先粗后精41v 改善工件材料切削性能 v消除内应力v 改善工件材料的力学物理性质v 提高零件表面耐磨性或耐蚀性或以装饰为目的热处理的目的：热处理的目的：热处理工序的安排试其目的来定热处理工序的安排试其目的来定42v 为为改善工件材料切削性能改善工件材料切削性能而进行退火、正火或调质等而进行退火、正火或调质等, ,应安排在粗加工以前或粗加工以后半精加工之前进行应安排在粗加工以前或粗加工以后半精加工之

17、前进行v 为为消除内应力消除内应力而进行退火、人工时效等而进行退火、人工时效等, ,最好安排在粗最好安排在粗加工之后精加工以前加工之后精加工以前, ,也可安排在粗加工之前也可安排在粗加工之前v 为为改善工件材料的力学物理性质改善工件材料的力学物理性质而进行的如调质、淬火而进行的如调质、淬火等通常安排在粗加工后、精加工前进行。等通常安排在粗加工后、精加工前进行。v 为为提高零件表面耐磨性或耐蚀性或以装饰为目的提高零件表面耐磨性或耐蚀性或以装饰为目的而进行而进行的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一般放在机械加工完毕之后后工艺

18、过程的最后煮黑等）一般放在机械加工完毕之后后工艺过程的最后43除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序： 零件加工完毕后； 从一个车间转到另一个车间前后； 重要工序前后。v 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。v 清洗工序 在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。v动平衡44v 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数 目减少v 优点： 1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度； 2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件 搬运次数； 3）可减小生产面积，并有利于管理。v 使每个工序的工步内容相对较少，从而使

19、总的工序数目较多v 工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单， 调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高4546 v粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的材料v半精加工阶段使加工面达到一定的加工精度，为精加工 作好准备v精加工阶段使加工面精度和表面粗糙度达到要求v超精加工或光整加工阶段对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求v可及早发现毛坯缺陷以减少损失；v有利于保证零件的加工精度；v有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持；v有利于人员的合理安排；v精加工工序安排在最后，可保护精加工后的表面少受损伤或不受损伤47预备热处理消除残余应力处理最终热处理表面装饰性镀层和发

20、兰处理一般安排在粗加工前粗加工、半精加工和精加工之间一般安排在精加工前一般都安排在机械加工完毕后48自检重要工序的前后送往外车间加工之前全部加工工序完成淬火工序之前全部加工工序完成检验去毛刺倒棱清洗防锈去磁和平衡49工作环境：工作环境：中温（中温（300度），度），高速（高速（1000015000转转/分）分）材料：材料：40CrNiMoA热处理：淬火后回火热处理：淬火后回火硬度：硬度：HRc3236表面处理：氧化表面处理：氧化毛坯：摸锻件毛坯：摸锻件50515253箱体零件的加工箱体零件的加工主轴箱体结构特点及技术条件分析主轴箱体结构特点及技术条件分析 箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件

21、，加工质量箱体是支承或安装其它零、部件的基础零件，加工质量 影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。 主要加工面是平面和孔。主要加工面是平面和孔。底面底面M M和侧面和侧面N N是装配基准、设是装配基准、设 计基准。大多数孔是轴承的支承孔，有较高尺寸精度和形位计基准。大多数孔是轴承的支承孔，有较高尺寸精度和形位 精度，要求最高的是主轴孔精度，要求最高的是主轴孔。54定位基准的选择定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择 根据根据基准重合基准重合原则原则选选M M面和面和N N面作精基准，面作精基准，定位稳定可靠，且箱体定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔

22、时调整开口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。刀具、测量孔径等方便。加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。箱体零件的加工箱体零件的加工图59吊架式镗模55定位基准的选择定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择 在大批量生产中，在大批量生产中，用顶面用顶面R R和两定位销孔作和两定位销孔作统一精基准统一精基准。定位可靠，。定位可靠，中间导向支承刚度好，易中间导向支承刚度好，易保证孔系位置精度，装卸保证孔系位置精度，装卸工件方便。工件方便。 加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误差，为保证主轴孔至底面M的尺寸要求，须提高顶面R至底面M的加工精度。 箱体零件的加工箱体零件的加工图510中间导向支承固定在夹具体上的镗模镗孔支架56 2 2）粗基准的选择）粗基准的选择 选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的轴孔作粗基准。轴孔作粗基准。 保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件间有保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件间有 足够的间隙。足够的间隙。 箱体零件的加工箱体零件的加工图511主轴孔为粗基准的铣夹具1、2、3、4、5、9、10支承6轴