机械制造工艺学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:定位基准选择;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;设备及工装选择。定位基准的选择粗基准:未加工的毛坯面精基准:已加工的表面粗基准的选择1.保证不加工面位置正确原则:选不加工面为粗基准。2.余量均匀原则:选重要表面:要求高的孔;导轨表面。3.粗基准平整光洁,定位可靠原则4.粗基准只能有效使用一次原则(二)精基准的选择1.基准重合原则:定位基准与设计基准重合无基准不重合误差。2.基准统一原则:整个工艺过程或有关的几道工序采用同一个(或一组)定位基准来定位称基准统一原则。⑴简化工艺过程制定及统一的夹具设计⑵避免基准转换带来的误差⑶若一次装夹能同时加工多个表面,那么这多个表面间的位置、尺寸精度和定位基准的选择无关,而是取决于加工多个表面的各主轴及刀具间的位置精度及调整精度。选作统一基准表面要求:面积大,精度高,孔距远。常用的有:箱体类(一面二孔,三面互相垂直面)轴类(两顶尖孔)盘类(大端面,短孔)3.互为基准原则渗碳淬火后齿面磨削(互为基准)注意:互为基准原则:使加工面间有较高的位置精度,又使其加工余量小而均匀,可采用反复加工,互为基准的原则。4.自为基准原则导轨面磨削(自为基准)注意:自为基准原则:不能提高加工面的位置精度,只能提高本身的精度。5.便于装夹原则首先考虑定位精度,其次考虑有合适的定位夹紧机构。(三)粗、精准选择要点:1.精基准考虑的重点是如何减小误差,提高定位精度;2.粗基准考虑的重点是加工面有足够的余量,加工面与不加工面的尺寸,位置精度,提供精基准。3.粗、精基准选择的各条原则,从不同方面提出的要求,在具体使用时常常会互相矛盾,必须结合具体的生产条件进行分析,抓住主要矛盾,灵活选用这些原则。4.粗、精基准的选择使用,必注意精基准选择在前,使用在后,粗基准选择在后使用在先。因为对零件图进行工艺分析之后,必须首先选择精基准,以保证零件的主要加工精度,此后,才考虑选择粗基准,将零件加工出来。(四)定位基准选择示例:下图为车床主轴箱体的—个视图,图中Ⅰ孔为主轴孔,是重要孔,加工时希望加工余量均匀。试选择加工主轴孔的粗、精基准。表面加工方法的选择(一)加工精度(经济精度)加工经济精度:在正常的加工条件下所能保证的加工精度。外圆,孔,平面的经济精度(二)选择表面加工方法考虑的因素1.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2.工件的形状和尺寸IT7孔:镗,铰,拉,磨;箱体:大孔,镗;小孔,钻,扩,铰。3.生产类型大批大量生产:选高生产率,质量稳定的加工方法平面、孔—拉削,轴—仿形车单件小批生产,通用加工方法平面—刨,铣,孔—钻,扩,铰,镗。数控机床,加工中心。4.具体生产条件利用现有设备和工艺手段,工人的技术水平,挖掘潜力,重视新工艺,新技术,兼顾设备的负荷平衡。(二)选择表面加工方法考虑的因素1.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2.工件的形状和尺寸IT7孔:镗,铰,拉,磨;箱体:大孔,镗;小孔,钻,扩,铰。(三)各种表面的典型加工路线1.外圆表面加工路线(1)粗车—半精车—精车精度低(2)粗车—半精车—粗磨—精磨黑色金属,IT6,Ra0.4um,精度高(3)粗车—半精车—精车—金刚石有色金属,精度高(4)粗车—半精车—粗磨—精磨—精密加工,精度更高。2.孔的加工路线(1)钻—扩—铰Ф40中、小孔(2)粗镗—半精镗—精镗大孔,有色金属孔,小批中小孔(3)钻—拉,大批大量(4)粗镗—半精镗—粗磨—精磨中小淬硬孔3.平面加工路线一般要求采用铣、刨磨削:IT6Ra0.32um中小件、淬火刮研:精密单件小批高速精铣:中小件,不淬火宽刀精刨:大件,不淬火加工方法的选择顺序是:先主要表面,后次要表面;先考虑最终加工,后推至前面加工方法,即:先主后次,先终后前,综合考虑。2.孔的加工路线(1)钻—扩—铰Ф40中、小孔(2)粗镗—半精镗—精镗大孔,有色金属孔,小批中小孔(3)钻—拉,大批大量(4)粗镗—半精镗—粗磨—精磨中小淬硬孔3.平面加工路线一般要求采用铣、刨磨削:IT6Ra0.32um中小件、淬火刮研:精密单件小批高速精铣:中小件,不淬火宽刀精刨:大件,不淬火加工方法的选择顺序是:先主要表面,后次要表面;先考虑最终加工,后推至前面加工方法,即:先主后次,先终后前,综合考虑。四、工序顺序的安排1.工序顺序的安排⑴先基面,后其它:首先安排加工后续工序作为精基准的表面,然后再以该基准面定位,加工其它面⑵先面后孔:平面可以作为精基准,以平面定位加工孔易保证位置精度。⑶先主后次⑷先粗后精2.热处理工序的安排⑴退火,正火(机加工之前)高碳钢退火,低碳钢正火,目的:消除组织不均匀,细化晶粒,改善切削加工性能,消除应力。⑵时效:目的:消除残余应力一般铸件:粗加工前或后;较高零件:半精加工后再安排一次;重要零件:每个加工阶段间各安排一次。⑶淬火与调质目的:获得需要的力学性能由于产生较大变形,调质安排在机加工前,淬火安排在磨削前。⑷渗碳淬火和渗氮低碳钢渗碳淬火,变形大,安排粗磨后,精磨前渗氮:提高表面硬度和抗蚀性,变形小,在最终加工之前。3.辅助工序的安排⑴检验工序一般性尺寸检查:重要、关键工序前后,各阶段间及最后特殊内部质量检验:X探伤,密封性检查等,加工前或最后。⑵清洗、去毛刺:加工后,装配前五、工序的集中和分散1.集中与分散的概念工序集中:将工件的加工集中在小数几道工序内完成,每道工序的加工内容很多工序分散:将工件的加工分散在较多的工序内进行,每道工序的加工内容很少。工序集中的极端的情况。2.工序集中与分散的特点工序集中的优点:⑴减少装夹次数,缩短辅助时间,保证位置精度⑵减少机床、工人数量和占地面积⑶简化生产组织和计划调度工序集中缺点:⑴机床复杂,投资高,调整维修复杂,准备工作量大,转换产品费时⑵不利于划分加工阶段工序分散的特点刚好相反3.工序集中和分散程度和确定应根据生产类型,工件结构,加工要求和设备条件综合考虑。单件小批:工序集中;大批大量:可以集中,也可分散趋势是集中;重型件:集中;刚性差,精密件:分散。六、加工阶段的划分对于加工精度要求较高的零件一般分为粗加工,半精加工,精加工几个阶段。粗加工要求生产率,精加工保证精度。优点:保证加工质量,合理使用设备,及早发现缺陷。七、机床设备的选择1.机床的选择内容:型号、规则、精度、生产率原则:与加工对象(工件精度、形状、尺寸、生产类型、生产条件)相适应。2.工艺装备的选择考虑因素:工件材料、形状、尺寸、精度、生产率、生产类型及机床、工艺方案等,与之相适应。(1)夹具单件小批:通用夹具;机床附件;组合夹具;大批大量:专用夹具中小批生产:可调夹具或成组夹具(2)刀具单件小批:标准刀具;大批大量:专用或复合刀具;多刃刀具(3)量具单件小批:通用量具(游标卡尺、百分尺、千分表等)大批大量:极限量规、检验夹具、检验仪器八、工艺规程实例根据下图所示连杆零件图,铸件毛坯、孔未铸出,中、小批生产,试简述机械加工工艺过程并回答问题。问题:为何A面用车削,B、C面却用铣削?机械加工工艺过程:(1)铸坯-退火-检验(2)粗、精车A面,保证尺寸20及Ra5,钻孔Φ20,粗镗至Φ35.50+0.16,精镗Φ360+0.027达及Ra2.5。(3)检验(4)铣C面保证尺寸70及Ra5,铣B面保证尺寸26及Ra5。(5)钻、扩、铰Ф15孔至Ф150+0.019及Ra2.5。机械加工工艺过程:(1)铸坯-退火-检验(2)粗、精车A面,保证尺寸20及Ra5,钻孔Φ20,粗镗至Φ35.50+0.16,精镗Φ360+0.027达及Ra2.5。(3)检验(4)铣C面保证尺寸70及Ra5,铣B面保证尺寸26及Ra5。(5)钻、扩、铰Ф15孔至Ф150+0.019及Ra2.5。(6)修毛刺,倒锐棱(7)插键槽100.0200.075及Ra10,保证尺寸39.60+0.14(8)检验为何A面用车削,B、C面却用铣削A面与Φ360+0.027轴线有垂直度要求,应在一次装夹中加工出来,铣床不易完成。B、C为一般平面,铣削比车削更方便。