第5章机械加工工艺规程

第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础1.机械加工工艺规程的概述2.定位基准的选择，加工精度与加工方法的选择。3.加工阶段的划分与加工工序的安排4.加工余量、工序尺寸的确定，设备与工艺装备的选择，切削用量的确定。【主要内容】第5章机械加工工艺规程第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础●掌握精基准与粗基准的概念及选择原则●掌握加工阶段的划分及加工工序的安排原则●理解加工余量、工序尺寸及公差的确定●熟悉设备、工艺装备、切削用量的选择【学习目标】第5章机械加工工艺规程第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.1概述5.1.1机械加工工艺规程的概念及作用一、机械加工工艺规程的概念机械加工工艺规程是将产品或零部件的制造工艺过程和操作方法按一定格式固定下来的技术性文件。它是在具体生产条件下，本着最合理、最经济的原则编制而成的，经审批后用来指导生产的法规性文件。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础二、机械加工工艺规程的作用1．机械加工工艺规程是指导生产的主要技术文件2．机械加工工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据3．机械加工工艺规程是新建或扩建工厂或车间的原始资料第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.1.2工艺文件种类及其格式机械加工工艺过程卡片格式第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础机械加工工序卡片格式第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.1.3机械加工工艺规程制定的原则、步骤和内容一、机械加工工艺规程制定的原则1．充分利用本企业现有的生产条件；2．必须可靠地加工出符合图纸要求的零件，保证产品质量；3．保证良好的劳动条件，提高劳动生产率；4．在保证产品质量的前提下，应尽可能降低消耗、降低成本；5．应尽可能采用国内外先进工艺技术和经验；6．应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、编码、计量单位等都要符合相关标准。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础二、机械加工工艺规程制定所需的原始资料1．产品的装配图和零件的工作图。2．产品验收的质量标准。3．产品的生产纲领。4．毛坯的生产条件或协作关系。5．现有的生产条件和资料。6．国内、外同类产品的有关工艺资料等。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础三、机械加工工艺规程制定的步骤和内容1．分析零件图和产品装配图，进行零件结构工艺性分析；2．确定毛坯，包括选择毛坯类型及其制造方法；3．选择定位基准；4．拟定工艺路线；5．确定各工序需用的设备及工艺装备；6．确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；7．确定各工序的切削用量和时间定额；8．确定各主要工序的技术要求及检验方法；9．进行技术经济分析，选择最佳工艺方案；10．填写工艺文件。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.2工艺路线的制定5.2.1制定工艺路线时需考虑的问题工艺路线的拟定应在仔细分析零件图、合理确定毛坯的基础上，结合具体的生产类型和生产条件来进行，其主要工作包括选择哪些表面作为加工时的定位基准、选择各加工表面的加工方法与加工方案、工序集中与分散程度的确定以及零件加工顺序的安排等。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.2.2定位基准的选择定位基准可分为粗基准和精基准。在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，这种定位基准称为粗基准。在随后的工序中，用加工过的表面作定位基准，则称为精基准。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础一、粗基准的选择原则总原则：应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础具体选择原则是：1．应选不加工面为粗基准保证加工面与不加工面之间的位置要求，。如图所示毛坯，铸造时孔与外圆有偏心。只有采用不加工面（外圆A）为粗基准加工孔B，才能保证加工后的孔B与外圆A的轴线是同轴的，即壁厚是均匀的，但孔B的加工余量不均匀。粗基准的选择实例a)b)第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础2．合理分配各加工面的余量1）为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准。左图所示阶梯轴，应选择余量较小的φ55mm外圆为粗基准。如果选择φ108mm外圆为粗基准加工φ50mm时，当两外圆有3mm的偏心时，则可能因φ50mm的余量不足而使工件报废。阶梯轴加工的粗基准选择第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础2）为了保证重要加工面的余量小且均匀，应选重要加工面为粗基准。左图机床床身零件，铸造时导轨面处的金属组织均匀而致密，应使导轨面上的加工余量尽量小且均匀。为此，应选择导轨面作粗基准，先加工床腿底面，然后再以床腿底面为精基准加工导轨面。床身加工的粗基准选择a)导轨面为粗基准加工床退底面b)床腿底面为精基准加工导轨面第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础3．粗基准应避免重复使用在同一尺寸方向上（即同一自由度方向上）通常只允许使用一次。如图所示的小轴，如重复使用毛坯B面定位去加工表面A和C，则必然会使A和C表面的轴线产生较大的同轴度误差。4．选作粗基准的表面应平整光洁要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面、飞翅等缺陷，以保证定位准确，夹紧可靠。重复使用粗基准实例A、C—加工面B—毛坯面第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础二、精基准的选择原则总原则：重点是考虑如何减小工件的定位误差、保证工件的加工精度、同时也要考虑装夹工件的方便、夹具结构简单。具体原则是：1.基准重合原则选用设计基准（或工序基准）作为定位基准，以避免基准不重合而引起的加工误差。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础a)是工序简图，b)是加工示意图，加工尺寸A的工序基准是F，定位基准是E，两者不重合。当一批工件逐个在夹具上定位时，工序基准F的位置将随S的变化而变化，造成加工尺寸A的误差，这个误差就是基准不重合误差。基准不重合误差第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础2.基准统一原则即应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。采用基准统一原则，可以简化工艺规程的制定，减少夹具数量；同时有利于保证各表面间的相互位置精度。例如：两中心孔加工轴类零件的各外圆表面，箱体类零件采用一面两孔定位进行加工。基准重合原则和基准统一原则是选择精基准的两个重要原则。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础3.自为基准原则当加工表面余量小而均匀时，可选择加工表面本身作为定位基准。例如，在导轨磨床上磨削床身导轨，浮动镗刀、浮动铰刀和珩磨等加工孔的方法也都是自为基准。磨削床身导轨面自为基准第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础4.互为基准原则为了使加工面间有较高的相互位置精度，又为了使其加工余量小而均匀，可采取反复加工、互为基准的原则。例如：加工内外圆柱面时，以内外圆柱面互为基准，反复加工，保证内外圆柱面的同轴度。5．便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.2.3加工经济精度和加工方法的选择确定加工方法时，一般先根据表面加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再确定从毛坯表面到最终成形表面的加工路线。还应考虑工件的结构形式和尺寸、工件材料的性质、生产类型、生产率和经济性、生产条件等。经济精度：指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度。经济表面粗糙度：类同于经济精度的概念。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础外圆柱面的加工方法第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础平面的加工方法第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础孔的加工方法第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础孔的加工方法（续）第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础在选择加工方法时，还应考虑下列因素：1．工件材料的性质淬火钢的精加工要用磨削，而有色金属的精加工为避免磨削时堵塞砂轮，常采用金刚镗或高速精细车等加工方法。2．工件的结构形状和尺寸小孔一般采用钻、扩、铰的方法；大孔常采用镗削的加工方法。回转体零件上较大直径的孔可采用车削或磨削。箱体上的孔一般难以拉削或磨削，而采用镗削（大孔时）或铰削（小孔时）。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础3．生产类型大批大量生产时，平面和孔可采用拉削加工，单件小批生产时的平面采用刨削、铣削，孔采用钻、扩、铰或镗的加工方法。4．具体生产条件不能脱离本厂实际，重视新技术、新工艺的推广应用，不断提高工艺水平。5．特殊要求如表面纹路方向的要求，不同加工方法的纹路方向有所不同。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.2.4加工阶段的划分与加工工序的安排一、加工阶段的划分1.粗加工高效地切除各加工表面的大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近成品。2.半精加工消除粗加工留下的误差，为主要表面的精加工做准备，完成一些次要表面的加工。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础对表面粗糙度及加工精度要求高的表面，需进行光整，提高表面层的物理力学性能。3.精加工从工件上切除少量余量，保证各主要表面达到图纸规定的质量要求。4.光整加工第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础划分加工阶段的原因1）2）3）4）5）保证零件加工质量有利于合理使用设备便于及时发现毛坯缺陷避免损伤已加工表面便于安排必要的热处理工序第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础二、加工工序的安排机械加工工序的安排热处理工序的安排辅助工序的安排第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础1）基准先行（便于定位）2）先主后次（避免浪费）3）先粗后精（防止变形）4）先面后孔（保证孔的位置精度）1.机械加工工序的安排第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础2.热处理工序的安排安排在粗加工前：改善材料的切削加工性安排在粗加工后：消除残余应力目的：消除毛坯制造过程中产生的内应力、改善金属材料的切削加工性能、为最终热处理做准备。1）预备热处理（调质、退火、正火、时效处理）第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础变形较大的热处理变形较小的热处理如渗碳淬火、调质等，应安排在精加工前进行，以便在精加工时纠正热处理的变形如渗氮等，则可安排在精加工之后进行目的：提高金属材料的力学性能，如提高零件的硬度和耐磨性等。2）最终热处理（淬火-回火、渗碳淬火-回火、渗氮）第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础目的：为了表面防腐或表面装饰3）表面处理（涂镀、发蓝）涂镀：是指在金属、非金属基体上沉积一层所需的金属或合金的过程。发蓝：使零件表面生成蓝色或黑色的氧化膜的工艺，也称为煮黑处理。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础3.辅助工序的安排辅助工序检验去毛刺清洗去磁防锈第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础1）粗加工阶段结束后2）转换车间的前后，特别进入热处理工序的前后3）重要工序之前或加工工时较长的工序前后4）特种性能检验，如磁力探伤等之前5）全部加工工序结束之后检验是最主要的辅助工序，应安排在：第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础5.2.5工序的集中和分散一、工序集中和工序分散的概念将工件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。工序集中将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工序只有一个工步。工序分散第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础二、工序集中和工序分散的特点1.工序集中的特点•1）采用高效率的专用设备和工艺装备，生产效率高；•2）减少了装夹次数，易于保证各表面间的相互位置精度，缩短辅助时间；第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础•3）工序数目少，机床数量、操作工人数量和生产面积都可减少，节省人力、物力，还可简化生产计划和组织工作；•4）需要采用专用设备和工艺装备，投资大，设备和工艺装备的调整、维修较为困难，生产准备工作量大，转换新产品较麻烦。第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础2.工序分散的特点•1）设备和工艺装备简单、调整方便、工人便于掌握，容易适应产品的变换；•2）可以采用最合理的切削用量，减少基本时间；第5章机械加工工艺规程汽车制造工艺基础•3）对操作工人的技术水平要求较低；•4）设备和工