机械制造工艺学-工艺规程设计3.

1、李诗龙武汉工业学院.2010年11月30日 第五节第五节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 工艺路线：从毛坯到成品的加工顺序。影响加工质量、效率、工人劳动强度，设备投资，车间面积，生产成本。内容：各表面加工方法选择，工序集中和分散，加工阶段划分和先后顺序安排。一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择（1）尽量采用）尽量采用经济加工精度经济加工精度方案进行加工方案进行加工 零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：（2）首先考虑主要表面的加工方

2、案）首先考虑主要表面的加工方案 （3 3）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、 结构形状、尺寸大小等。结构形状、尺寸大小等。 （4）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适 应，考虑现有技术力量和设备。应，考虑现有技术力量和设备。 加工经济精度是确定加工方法的基本依据加工经济精度是确定加工方法的基本依据 加工经济精度：在正常的加工条件下所能保证的加工精度。 采用符合质量标准的设备，工艺装备和标准技术等级的工具，不延长加工时间的条件。 先根据被加工表面的精度要求，选定最终加工方法，然后再选定精加工前的一系列准备工序的

3、加工方法。零件成本与加工误差的关系零件成本与加工误差的关系选择表面加工方法考虑的因素选择表面加工方法考虑的因素工件材料的性质： 精加工：淬火钢磨削， 有色金属精细车（镗），金刚镗工件的形状和尺寸： IT7孔：镗、铰、拉、磨； 箱体孔：大孔，镗。 小孔：钻、扩、铰。 孔系加工时，可采用组合铣或磨。生产类型 具体生产条件： 利用现有设备和工艺手段，工人技术水平，挖潜。 重视新工艺、新技术，兼顾设备的负荷平衡。生产类型不同，加工方法也不同生产类型不同，加工方法也不同大批大量生产：高生产率，质量稳定 平面、孔拉削 轴仿形车 甚至可根本改变毛坯形态，如粉末、冶金齿轮、精锻、精铸 单件小批量生产：通用加工

4、方法 平面刨、铣； 孔钻、扩、铰、镗，数控机床，加工中心 二、典型表面的加工路线二、典型表面的加工路线由于精度要求高的表面，均须通过粗加工、半精加工及精加工逐步达到，因此，除正确选择相应的最终方法外，还应确定从毛坯到最终形成的加工方案所组成的整套加工方案。例例外圆加工方案外圆加工方案 序号序号加工方案加工方案尺寸经济精度尺寸经济精度 粗糙度粗糙度Ra不不淬淬火火1粗车粗车IT11以下以下5012.52粗车粗车+半精车半精车IT8IT106.33.23粗车粗车+半精车半精车+精车精车IT7IT81.60.84粗车粗车+半精车半精车+精车精车+滚压滚压IT7IT80.20.025淬淬火火5粗粗+半

5、精半精+热热+磨磨IT7IT80.80.46粗粗+半精半精+粗磨粗磨+精磨精磨IT6IT70.40.17粗粗+半精车半精车+粗磨粗磨+精磨精磨+超精加工超精加工IT50.1Rz0.1有色有色金属金属8粗粗+半精车半精车+精车精车+金刚车金刚车IT6IT70.40.025典型表面（外圆、内孔和平面）的加工路线典型表面（外圆、内孔和平面）的加工路线 外圆 粗车粗车半精车半精车精车精车 粗车粗车半精车半精车粗磨粗磨精磨精磨内孔 钻钻扩扩铰铰手铰手铰 钻钻/粗镗粗镗半精半精精镗精镗浮动镗浮动镗/金刚镗金刚镗平面 粗铣粗铣半精铣半精铣精铣精铣高速铣高速铣 粗刨粗刨半精刨半精刨精刨精刨宽刀精刨宽刀精刨/刮

6、研刮研/研磨研磨淬火三、加工阶段的划分三、加工阶段的划分 1、划分加工阶段的主要目的、划分加工阶段的主要目的 ：（1）保证加工质量）保证加工质量 粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件 产生较大变形、残余应力、缺陷和加工误差，通过半精产生较大变形、残余应力、缺陷和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正、精加工逐步纠正（2 2）合理使用设备）合理使用设备人力、技术、资源 有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床（3）便于安排热处理工序）便于安排热处理工序 热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生

7、产热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产（4 4）及时发现毛坯的缺陷）及时发现毛坯的缺陷 以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费三、加工阶段的划分三、加工阶段的划分 2、工艺路线按工序性质不同而划分为以下几个阶段：粗加工阶段：主要任务是切除大部分加工余量，达到很高生产率。半精加工阶段：消除粗加工留下的缺陷，为精加工作准备，并完成次要表面加工。精加工阶段：达到加工表面图纸要求。光整加工阶段：加工精度高于IT 6，粗糙度低于0.04 时采用。3、划分加工阶段的主要依据、划分加工阶段的主要依据 零件的技术要求；年生产纲领及生产条件。毛坯的情况

8、，粗精分开，有利于发现毛坯缺陷。零件的大小，笨重的运输和安装都很不方便，粗精放在一起。四、工序集中与工序分散的原则四、工序集中与工序分散的原则确定了加工方法、方案，并且划分出各加工阶段后，零件的加工工步便确定了，下一步应该将各工步组成工序。同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序集中，一种是工序分散。 工序集中工序集中 工序集中是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，使得总工序数减少。有利于保证加工面间的相互位置精度要求。有利于采用生产率高机床，节省装夹工件时间，减少搬动次数。有利于生产组织管理。 工序集中的特点工序集中的特点 优点：能采用高效专用机床及工装，可大大

9、提高生产率。减少设备数量和工人数量及占地面积。缩短工艺路线，使生产计划和组织工作简化。运输路线缩短，加工周期压缩。安装次数减少，易保证相互位置精度。缺点：需购置专用机床和工装，调整及修理时需专人保管，生产准备工作量大。工序分散工序分散 工序分散是将工艺路线集中的内容分散在更多的工序中去完成，使得工序的工步少、路线长。 工序分散的特点工序分散的特点 优点：每台机床只完成一个或几个工步，可采用结构简单的高效机床和工装，容易调整，易于平衡工序时间，可组织流水线生产。生产准备工作量少，容易适应同类产品更换。操作工人技术水平要求不高。可以采用最合理的切削用量，减小机动时间。缺点：设备数量多，操作人员多，

10、生产面积大，加工周期长。工序集中与分散如何使用？工序集中与分散如何使用？ 单件小批生产，尽量采用工序集中，使用通用设备。 加工中心 高效自动化机床大批大量生产，工序应分散。 传统流水线 自动线工序集中分散各有所长，工序集中优点较工序集中分散各有所长，工序集中优点较多，现代生产的发展趋于工序集中。多，现代生产的发展趋于工序集中。五、工序顺序如何安排？五、工序顺序如何安排？ 1、机加工顺序安排应遵守下列原则：先粗后精：按粗加工半精加工精加工光整加工 逐渐逼近逐渐逼近基准先行：工件上的定位精基面，一般在工艺过程一开始应进行粗、精加工，在主要表面的精加工或光整加工之前，还有必要安排其定位精基准的精加工

11、和修复。 获得精度获得精度先主后次：精度要求较高的主要表面的粗加工（包括半精加工）一般都安排在次要表面的加工之前，这样有利于及时发现原材料缺陷和防止浪费次要表面的加工工时，但重要表面（特别是重要孔）的最终加工应安排在最后。 减少浪费减少浪费先面后孔：一般先安排平面加工，然后安排孔加工，特别是粗加工阶段更应如此，有利于提高孔加工刀具的耐用度和保证孔的位置精度。 定位可靠定位可靠 2、常用热处理工序的安排、常用热处理工序的安排 毛坯粗加工半精加工精加工粗磨细磨成品退火、正火、时效人工时效调质、退火 高频淬火、渗碳淬火、整体淬火、去应力处理氮化预 备 热 处 理最 终 热 处 理热处理及表面处理安排

12、热处理及表面处理安排热处理方法代号热处理方法代号（GC423-62）热处理方法热处理方法代代号号标注举例标注举例热处理方法热处理方法代代号号标注举例标注举例退火退火正火正火调质调质淬火淬火油冷淬火油冷淬火高频淬火高频淬火调质高频淬火调质高频淬火ThZTCYGT-GT235调质至调质至HB220250C48淬火回火淬火回火HRC4550Y35油冷淬火油冷淬火HRC3040G52高频淬火高频淬火HRC5055T-G54调质高频淬火回火调质高频淬火回火HRC5258火焰淬火火焰淬火氰化氰化氮化氮化渗碳淬火渗碳淬火渗碳高频淬火渗碳高频淬火HQDS-CS-GH54火焰加热淬火火焰加热淬火回火回火HRC5

13、2-58Q59氰化淬火回火氰化淬火回火HRC5662D0.3-900氮化深度至氮化深度至0.3mm,硬度大于硬度大于HV850S0.5-C59渗碳层深渗碳层深度度0.5mm,淬火后回火淬火后回火HRC5662S0.8-G59渗碳层深渗碳层深度度0.8mm,高频淬火回高频淬火回火火HRC56-623、其他辅助工序的安排、其他辅助工序的安排 1 1）检验工序）检验工序 （一般性尺寸、形位误差检查）防止废品和浪费。安排在 粗加工结束后；粗加工结束后； 重要工序前后；重要工序前后； 转向另车间前后；转向另车间前后； 全部加工结束后全部加工结束后2 2）去除毛刺）去除毛刺3 3）特种检验）特种检验（无损

14、探伤、密封性、平衡试验、重量） 内部质量检查X射线，磁力探伤，超声波探伤4 4）表面处理）表面处理（表面涂层、镀层、发蓝）5 5）清洗、退磁、清洗、退磁、防锈防锈 例：齿轮零件图例：齿轮零件图加工方法的选择加工方法的选择：端面端面A、B(IT11、Ra3.2)：粗车：粗车(IT1213)，半精车，半精车(IT10 11) 外圆（外圆（IT11、Ra3.2）：粗车）：粗车(IT1213)，半精车，半精车(IT1011)内孔（内孔（IT7、Ra1.6）：）： 钻、扩、精扩、半精铰、精铰钻、扩、精扩、半精铰、精铰齿面（齿面（8-7-7-DC、Ra1.6）：）： 滚齿滚齿键槽（键槽（IT9、Ra1.6

15、）：）： 粗刨、半精刨、钳工修粗刨、半精刨、钳工修R1.6孔孔4-12（Ra1.6）：）： 钻、半精铰钻、半精铰序号序号工序名称工序名称工序内容工序内容基准基准工装工装设备设备1热处理热处理正火正火2粗车粗车粗车端面粗车端面A 、外圆、外圆100，钻孔，钻孔25,粗车端面粗车端面B端面端面B，外圆，外圆端面端面A，外圆，外圆卡盘卡盘卡尺卡尺车床车床3粗刨粗刨粗刨（插）键槽粗刨（插）键槽8外圆外圆刨床刨床4钻孔钻孔钻孔钻孔4-12端面端面A，外圆，外圆钻床钻床5半精车半精车半精车端面半精车端面A 、半、半精车外圆精车外圆100、粗扩粗扩25孔孔半精车半精车B面面端面端面B，外圆，外圆端面端面A，外圆，外圆卡盘卡盘卡尺卡尺车床车