第四章汽车零件机械加工工艺规程的制定1-5节

第4章

汽车零件机械加工工艺规程的制定

汽车零件无论生产规模大小，都必须有工艺规程，否则生产调度、技术准备、关键技术研究、器材配置等都无法安排，生产将陷入混乱；同时，工艺规程也是处理生产问题的依据，如产品质量问题，可按工艺规程来明确各生产单位的责任。4.1

概述4.1概述1．机械加工工艺规程在生产中的具体作用

（1）工艺规程是生产准备、技术准备的工作基础：①关键技术的分析与研究；②机床配备、专用的工、夹、量具设计、制造及采购；③原材料及毛坯的供应；④设备改造或新设备的购置或定做；⑤生产计划、调度计划；⑥对工人和技术人员的配备；⑦调整、质检设备的设计及配备。（2）工艺规程是组织生产和管理生产的基本依据：①生产加工的具体过程和操作方法，包括零件的投料时间和数量、调整设备负荷；②调整、检验的具体过程和操作方法；③生产调度、工时考核按工时定额有节奏地进行生产，使整个企业的各科室、车间、工段和工作地紧密配合，保证均衡地完成生产计划。（3）工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）的基础：①确定生产需要的机床种类和数量；②确定机床布置和动力配置；③确定车间面积；④确定工人的工种、等级及数量；⑤辅助设施的确定。4.1概述2．工艺规程制订的原则工艺规程制定的原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量稳定的前提下，争取最优的经济效益；在制订工艺规程时还应注意下列问题：①技术的先进性②合理的经济性③良好的适用性4.1概述3.制订工艺规程的原始资料①产品图样及技术条件。如产品的装配图及零件图；②产品的相关资料。如产品验收质量标准、毛坯资料等；③车间分工明细表。用来了解产品及企业的管理情况；④产品的生产纲领（年产量）。用来确定生产类型和工序安排；⑤企业的生产条件。如工人的技术水平，企业现有设备、工艺装备及其制造能力等；⑥相关的工艺标准。如各种工艺手册和图表，本企业标准、国家标准和行业标准；⑦国内外同类产品的有关工艺资料等。

4.1概述4.制订工艺规程的步骤①计算零件的生产纲领、确定生产类型；②分析产品装配图样和零件图样；③计算并确定毛坯的类型、结构形状、制造方法等；④拟订工艺路线；⑤确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；⑥选择设备及工艺装备；⑦确定切削用量及计算时间定额；⑧填写工艺文件。4.2毛坯的制定4.2毛坯的制定1常见的毛坯种类汽车零件在机械加工中，常用的毛坯有铸件、锻件、冲压件、挤压件、焊接件、粉末冶金件及组合毛坯等。

4.2毛坯的制定2毛坯选择的原则（1）零件的生产纲领

大量生产的零件应选择精度和生产率较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿，铸件采用金属模机器造型或精密铸造；锻件采用模锻、精锻，选用冷拉和冷轧型材。单件小批生产时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法。（2）零件材料的工艺性材料为铸铁或青铜等的零件应选择铸造毛坯；当钢质零件形状简单，力学性能要求不太高时，可选用型材；重要的钢质零件，为保证其力学性能，应选择锻造件毛坯。（3）零件的结构形状和尺寸形状复杂的毛坯，一般采用铸造方法制造，薄壁零件不宜用砂型铸造。一般用途的阶梯轴，各段直径如相差不大，可选用圆棒料；各段直径如相差较大，为减少材料消耗和机械加工的劳动量，可采用锻造毛坯，其中尺寸大的零件一般选择自由锻造，中小型零件可考虑选择模锻件。（4）现有的生产条件选择毛坯时，还要考虑生产企业的毛坯制造水平、设备条件以及外协的可能性和经济性等因素。4.2毛坯的制定3毛坯的形状及尺寸

毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定，应尽量与零件相接近，力求达到少或无切削加工，以达到减少机械加工的劳动量。1）需要留有一定的加工余量2）考虑加工、热处理等因素4.3基准1基准的概念及分类

所谓基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。按其功用不同，基准分为设计基准和工艺基准两大类，即：

4.3基准

所谓设计基准是指设计图样上采用的基准，它是标注设计尺寸的起点。设计图样上标注的尺寸均称为设计尺寸。

4.3基准

设计基准是点、线、面，它既可以是实际存在的，也可以是假想的；并且有些设计基准可以是互为的。作为设计基准的点、线、面在工件上有时不一定具体存在;例如孔和外圆的中心线，两平面的对称中心面等，它们往往通过某些具体的表面来体现，用以体现基准的这些具体表面称为基面。

4.3基准

工艺基准是在工艺过程中所使用的基准。

所谓工艺基准是在机械加工工艺过程中用来确定本工序被加工表面尺寸、形状、位置所采用的基准。

工艺基准可分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准和对刀基准。4.3基准（1）工序基准

工序卡上用以表示工件被加工表面加工要求及工件装夹情况的简图，称为工序图。

在工序图上，用来标定本工序被加工面尺寸、形状和位置所采用的基准，称为工序基准。

被加工表面与工序基准间的加工尺寸，是本工序应直接保证的尺寸，称为工序尺寸。

工序基准是工序图上工序尺寸、位置公差标注的起始点。工序尺寸从工序基准为起点，指向被加工表面，所以工序尺寸具有方向性。

4.3基准4.3基准

多数情况下，工序基准应当尽量与设计基准相重合；当考虑定位或加工测量方便时，工序基准也可以与定位基准或测量基准相重合。

4.3基准（2）定位基准

在加工中确定工件在机床上或机床夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。

定位基准（基面）分为粗基准、精基准和辅助基准。用未经加工过的毛坯表面作为定位基准（基面）的，称为粗基准；用加工过的表面作为定位基准（基面）的，称为精基准；为方便加工，纯粹为要机加工需要而专门设计的定位基准，称为辅助基准，如轴类零件端面上的中心孔等。

一般情况下，定位基准应与设计基准和工序基准重合，否则将产生基准不重合误差。

用实际存在的表面来实现假想的定位基准的表面称为定位基面4.3基准（3）测量基准

用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准，即测量时所采用的基准，即称为测量基准。

如图4.8所示，阶梯轴放在V形块上测量外圆2的径向圆跳动，外圆1的轴线3为测量基准，而外圆l的外圆表面为测量基面。4.3基准（4）装配基准

装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。(5)对刀基准

在加工过程中调整刀具与机床夹具相对位置所采用的基准称为对刀基准。如车床的主轴轴线就是对（调）刀基准。

4.3基准

基准重合是产品设计人员和工艺人员都应遵循的基本准则。

在产品设计时，应尽量把装配基准作为零件图样上的设计基准，以便直接保证装配精度的要求；在零件加工时，应尽量使工序基准与设计基准重合，以便能直接保证零件的加工精度；同时还应使工序基准与定位基准重合，避免进行复杂的尺寸换算，同时避免产生基准不重合误差，提高加工精度。

4.3基准2合理地选择工件的定位基准

粗基准的选择（1）“保证位置精度”的原则（2）“保证余量足够且均匀”的原则（3）“金属切除量最小”的原则（4）“不重复使用”的原则“保证位置精度”的原则以有位置精度要求的面作为粗基准粗基准的选择“保证余量足够”的原则以余量较小的面作为粗基面“保证余量均匀”的原则以余量要求高的面作为粗基面“保证金属切除量最小”的原则“不重复使用”的原则同一方向上粗基面不多次使用精基准的选择

(1)“基准重合”的原则：设计基准作为定位基准(2)“基准统一”的原则：多个工序选用同一定位基准(3)“互为基准”的原则：交替使用，反复加工(4)“自为基准”的原则：余量小、精加工以自身为基准(5)“便于工件装夹”的原则

4.3基准辅助基准与附加基准的应用对于某些零件的加工，为确保定位精度、便于安装或实现基准统一，往往采用辅助基准定位。在加工过程中，当工件上固有的定位基面因加工而消失时，可将带有同样定位基面的零件镶在该工件上。这种附加在工件上的定位基面所体现的定位基准，称为附加基准。

图示零件的孔与底面已加工完毕,在加工导轨上平面A时，应选哪个面作定位基准比较合理？并提出两种方案加以比较。例题一：图示零件为机床主轴箱体的一个视图，其中I孔位主轴孔，是重要孔，加工时希望余量均匀。试选择加工主轴孔的粗、精基准。例题二：4.4加工路线及工艺装备的选择

工艺路线的拟订是制订工艺规程的重要内容，拟订工艺路线是指拟订零件加工所经过的有关部门和工序的先后顺序，其主要任务是选择各加工表面的加工方法，确定各表面的加工顺序以及整个工艺过程的工序数目和工序内容，它与零件的加工要求、生产批量及生产条件等多种因素有关。具体拟订工艺路线时，应结合企业生产的实际情况分析比较，确定合理的工艺路线。

4.4加工路线及工艺装备的选择工艺路线拟订的一些共性问题:1、表面加工方法及加工方案的选择

(1)考虑经济精度与经济粗糙度(2)考虑零件结构形状和尺寸大小(3)考虑零件的材料及热处理要求(4)考虑生产率和经济性4.4加工路线及工艺装备的选择2、加工阶段的划分（1）工艺过程的4个阶段粗加工：切除余量半精加工：一定精度，做孔、螺纹、槽精加工：可作为最终工序，或达到形状和位置精度光整加工:尺寸精度和表面粗糙度（2）划分原因

及时发现毛坯缺陷保证加工质量合理使用设备便于安排热处理工序和检验工序避免损伤已加工表面

4.4加工路线及工艺装备的选择3、加工顺序的安排（1）考虑切削加工顺序安排的原则基面先行先粗后精按照荒加工——粗加工——半精加工——精加工——光整加工的顺序，分阶段安排工件的加工。先主后次先面后孔（2）考虑热处理工序的安排

（3）考虑辅助工序的安排：检验

4.4加工路线及工艺装备的选择4、工序集中和工序分散在划分了加工阶段以及各表面加工先后顺序后，就可以把这些内容组成为各个工序。在组成工序时，应根据生产类型、现有生产条件、企业能力、工件结构特点和技术要求等进行综合分析，择优选用工序集中或工序分散。

4.4加工路线及工艺装备的选择5设备及工艺装备的选择

（1）设备的选择(1)设备的工作区域尺寸应该与工件的轮廓尺寸相适应。(2)设备的加工精度、功率、刚度及切削用量范围应该与工件工序的加工性质相适应。(3)设备的生产率应该与加工零件的生产类型相适应。(4)要充分利用现有的设备。(5)合理选用数控机床、加工中心等先进制造设备和成组加工。（2）工艺装备的选择

（1）夹具的选择：生产类型（2）刀具的选择：加工方法（3）检量具的选择：生产要求

4.5加工余量的选择

零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。

4.5加工余量的选择加工余量的概念

由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到规定的精度和表面粗糙度。

加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量。（1）工序余量工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度（