04第一章 机械加工工艺规程设计(4).ppt

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1、返回总目录返回总目录第第1章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计1.1 基本概念基本概念1.2 工件的安装、定位与基准工件的安装、定位与基准1.3 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订1.4 制订工艺规程要解决的几个问题制订工艺规程要解决的几个问题1.5 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定1.6 机械加工的生产率与经济性分析机械加工的生产率与经济性分析2021/9/231工艺线路的指定要考虑的问题要考虑的问题:1)1)如何选择定位基准如何选择定位基准?2)2)如何确定加工方法如何确定加工方法?3)3)如何安排加工顺序如何安排加工顺序?4)4)如何选择热处理如何选择热处

2、理?5)5)如何进行检验如何进行检验?2021/9/232一、定位准的选择粗基准的选择原则：粗基准的选择原则：1 1）保证相互位置要求）保证相互位置要求如果必须保证工件如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应上加工面与不加工面的相互位置要求，则应该以不加工面做为粗基准。该以不加工面做为粗基准。2021/9/2332021/9/234三爪自定心三爪自定心2021/9/2352）保证加工表面加工余量合理分配）保证加工表面加工余量合理分配好好不好不好2021/9/2363 3）便于工件装夹）便于工件装夹 要定位准确、夹紧可靠、便于操作，要要定位准确、夹紧可靠、便于操作，要求选用的粗基准

3、尽可能平整、光洁和有足求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有飞边、浇冒口等。够大的尺寸，不允许有飞边、浇冒口等。2021/9/2374）粗基准一）粗基准一般不得重复般不得重复使用使用B、C错误错误B、d正确正确2021/9/238限转动限转动允许允许2021/9/239精基准的选择：精基准的选择：1 1）基准重合原则）基准重合原则尽可能选择被加工表面的设尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准；计基准为精基准；2 2）统一基准原则）统一基准原则尽可能找出能照顾大多加工尽可能找出能照顾大多加工面的基准；面的基准；3 3）互为基准原则）互为基准原则对某些要求很高的表面，应对某些要求

4、很高的表面，应该尽量采用互为基准，反复加工；该尽量采用互为基准，反复加工；4 4）自为基准原则）自为基准原则主要为减小表面粗糙度，减主要为减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀；小加工余量和保证加工余量均匀；5 5）便于装夹原则）便于装夹原则2021/9/2310统一基准可以大大简统一基准可以大大简化夹具设计化夹具设计,可以减可以减少工件搬动和翻转次少工件搬动和翻转次数数,在自动化生产中在自动化生产中有广泛应用有广泛应用.统一基准常常会带来统一基准常常会带来基准不重合的问题基准不重合的问题,应根据具体问题在满应根据具体问题在满足设计要求的前提下足设计要求的前提下决定最终的精基准决定最终

5、的精基准.2021/9/2311互为基准互为基准互为基准采用互为基准采用反复加工的办反复加工的办法来达到位置法来达到位置度要求度要求,常用于常用于某些位置度要某些位置度要求很高的表面求很高的表面.3-7为互为基准为互为基准2021/9/2312自为基准自为基准以导轨面作基准加工导轨面以导轨面作基准加工导轨面2021/9/2313加工精度与加工方法的选择各种加工方法各种加工方法(车、铣、刨、磨、钻、镗、铰）所能车、铣、刨、磨、钻、镗、铰）所能达到的加工精度和表面粗糙度是在一定的范围的。达到的加工精度和表面粗糙度是在一定的范围的。2021/9/23142021/9/23152021/9/23162

6、021/9/2317典型表面的加工路线外圆表面加工路线外圆表面加工路线最广的路线最广的路线特别适合半精特别适合半精车后有淬火者车后有淬火者适合有色金属适合有色金属（不好磨）（不好磨）2021/9/2318研磨剂一般为氧化铝、碳化硅、金刚石、碳化硼、氧化铁、氧化铬微粉研磨剂一般为氧化铝、碳化硅、金刚石、碳化硼、氧化铁、氧化铬微粉2021/9/2319可获表面粗糙可获表面粗糙度至度至0.02微米微米2021/9/2320可获表面粗糙度至可获表面粗糙度至0.02微米微米2021/9/2321孔的加工路线孔的加工路线最广的路线最广的路线适用大批量生产适用大批量生产适用小批量生产适用小批量生产2021/

7、9/23222021/9/23232021/9/23242021/9/2325最多的路线效率高最多的路线效率高也很广泛的路线也很广泛的路线淬火安排淬火安排大批量生产大批量生产有色金属有色金属2021/9/2326加工工序安排1）先加工基准面，再加工其他面；）先加工基准面，再加工其他面；2）先加工平面，后加工孔；）先加工平面，后加工孔；3）先加工主要面，后加工次要面；）先加工主要面，后加工次要面；4）先安排粗加工，后安排精加工。）先安排粗加工，后安排精加工。2021/9/2327热处理工序和表面处理工序1）为改善切削性能而进行的热处理工序（如退火、）为改善切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火

8、、调质），应该安排在切削加工之前；正火、调质），应该安排在切削加工之前；2）为消除内应力而安排的热处理（如人工时效、退）为消除内应力而安排的热处理（如人工时效、退火、正火等），最好安排在粗加工之后；火、正火等），最好安排在粗加工之后；3）为改善材料力学物理性质，半精加工之后精加工）为改善材料力学物理性质，半精加工之后精加工之前安排淬火、淬火之前安排淬火、淬火-回火、渗碳淬火等，对于热变回火、渗碳淬火等，对于热变形小的热处理工序如高频感应加热淬火有时允许安形小的热处理工序如高频感应加热淬火有时允许安排在精加工之后进行；排在精加工之后进行；2021/9/2328其他工序的安排：其他工序的安排：包括

9、检查、检验、去毛刺、平衡、清洗等。包括检查、检验、去毛刺、平衡、清洗等。检查、检验：安排在零件加工完毕之后、转移车检查、检验：安排在零件加工完毕之后、转移车间之时、工时较长或非常重要的关键工序；内容间之时、工时较长或非常重要的关键工序；内容包括外观、尺寸、位置、探伤等。包括外观、尺寸、位置、探伤等。采用磁力夹具夹紧的工件还要进行去磁处理。采用磁力夹具夹紧的工件还要进行去磁处理。2021/9/2329工序的集中与分散：工序的集中与分散：同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：同形式的工艺规程：工序集中、工序分散工序集中、工序分散所谓工

10、序集中所谓工序集中，是使每一个工序中包括尽可能多，是使每一个工序中包括尽可能多的工步内容，使总的工序数目减少，夹具的数目的工步内容，使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应减少；和工件的安装次数也相应减少；所谓工序分散，所谓工序分散，是将工艺路线中的工步内容分散是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去完成，因此每道工序的工步少，在更多的工序中去完成，因此每道工序的工步少，工艺路线长。工艺路线长。2021/9/2330工序分散的特点：工序分散的特点：1 1）机床与工装比较简单，便于调整；）机床与工装比较简单，便于调整；2 2）容易适应产品的变换；）容易适应产品的变换；3 3）可以

11、采用最合理的切削用量，减少机动时间；）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间；4 4）有利于加工阶段的划分；）有利于加工阶段的划分；5 5）减少安置次数，缩短辅助时间。）减少安置次数，缩短辅助时间。适用：适用：1)1)大批大量生产有集中也有分散大批大量生产有集中也有分散2)2)单件生产一般多用工序集中单件生产一般多用工序集中2021/9/2331工序集中有利于保证各加工面之间的相互位置精工序集中有利于保证各加工面之间的相互位置精度要求，节省装夹工件的时间，减少工件搬动的度要求，节省装夹工件的时间，减少工件搬动的次数，生产效率较高，多采用高效自动化机床，次数，生产效率较高，多采用高效自动化机床，

12、贵，不易转产；贵，不易转产；工序分散可使设备和夹具简单，调整、对刀容易，工序分散可使设备和夹具简单，调整、对刀容易，操作水平要求较低。传统的流水线、自动线多有操作水平要求较低。传统的流水线、自动线多有采用。采用。2021/9/2332加工阶段的划分与安排：加工阶段的划分与安排：）粗加工粗加工以高生产效率去除加工面多余的金属。以高生产效率去除加工面多余的金属。进刀大切削多表面质量差。进刀大切削多表面质量差。）半精加工半精加工减少粗加工留下的误差，使加工面达减少粗加工留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工做准备。到一定的精度，为精加工做准备。）精加工精加工达到零件设计要求的尺寸、形状、位置达

13、到零件设计要求的尺寸、形状、位置和表面粗糙度。和表面粗糙度。）精密、超精密或光整加工精密、超精密或光整加工对特殊要求的加工面对特殊要求的加工面进行，采用珩磨、研磨、超精加工、金刚石车和镗等。进行，采用珩磨、研磨、超精加工、金刚石车和镗等。2021/9/2333加工顺序的安排加工顺序的安排（1 1）切削加工顺序安排原则）切削加工顺序安排原则 1)1)先粗后精先粗后精 按照粗加工按照粗加工半精加工半精加工精工精工 光整加工顺序。光整加工顺序。2)2)先主后次先主后次 主要表面加工容易出废品。主要表面加工容易出废品。次要表面安排在半精加工后。次要表面安排在半精加工后。3)3)先面后孔先面后孔 平面大

14、而平整容易定位，利于保平面大而平整容易定位，利于保 证相互位置精度。证相互位置精度。4)4)先基面后其它先基面后其它2021/9/2334(2)(2)热处理工序安排热处理工序安排1)1)预备热处理预备热处理 一般安排在粗加工之前一般安排在粗加工之前目的目的:消除内应力消除内应力 改善切削性能改善切削性能 为最终热处理作准备为最终热处理作准备方法：正火含方法：正火含C C 0.5%0.5%提高硬度提高硬度 退火含退火含C C 0.5%0.5%降低硬度降低硬度 调质调质 淬火淬火+高温回火高温回火 细化晶粒，细化晶粒，提高机械性能时效提高机械性能时效 消除内应力消除内应力2021/9/2335 2

15、)2)最终热处理最终热处理 目的：提高硬度及耐磨性目的：提高硬度及耐磨性 方法：淬火（安排在精加工之前）方法：淬火（安排在精加工之前）渗碳淬火、渗氮（安排在精渗碳淬火、渗氮（安排在精 加工之后）加工之后）2021/9/2336 第四节第四节 加工余量、工序间尺寸及公差的确定加工余量、工序间尺寸及公差的确定 (1)(1)基本概念基本概念 1)1)总加工余量总加工余量从毛坯表面切去全部多余从毛坯表面切去全部多余 的金属层厚度的金属层厚度 2)2)工序余量工序余量完成某一工序所切除的金属完成某一工序所切除的金属 层厚度即前后层厚度即前后两工序尺寸之差。两工序尺寸之差。返回本章目录返回本章目录2021

16、/9/2337最终加工余量最终加工余量精加工余量精加工余量R1503.2 0.8毛坯尺寸毛坯尺寸粗加工尺寸粗加工尺寸精加工尺寸精加工尺寸轴的最终尺寸轴的最终尺寸粗加工余量粗加工余量毛坯加工余量毛坯加工余量孔的最终尺寸孔的最终尺寸精加工尺寸精加工尺寸粗加工尺寸粗加工尺寸毛坯尺寸毛坯尺寸R1503.20.8粗加工余量粗加工余量毛坯加工余量毛坯加工余量最终加工余量最终加工余量精加工余量精加工余量图图1 加工余量和加工尺寸分布图加工余量和加工尺寸分布图返回本章目录返回本章目录2021/9/2338a ab bb b a az zb ba)a)b)b)d da ad db bZ Zb bZ Zb bZ

17、Zb bd da ad db bZ Zb bc)c)d)d)Z Zb b图图2 加工余量加工余量返回本章目录返回本章目录2021/9/2339 返回本章目录返回本章目录双边余量双边余量 轴轴 （图（图2c）孔孔 （图图2d）上工序表面直径上工序表面直径 本工序表面直径本工序表面直径单边余量单边余量 对外表面对外表面 （图（图2a）对内表面对内表面 （图（图2b）式中式中 工序余量工序余量 上工序所得到的工序尺寸上工序所得到的工序尺寸 本工序多得到的工序尺寸本工序多得到的工序尺寸2021/9/2340工序余量的另一种表达工序余量的另一种表达2021/9/23412021/9/2342 3)3)余

18、量公差余量公差 基本加工余量基本加工余量=上工序基本尺寸本工序基本尺寸上工序基本尺寸本工序基本尺寸 最小加工余量最小加工余量=上工序最小尺寸本工序最大尺寸上工序最小尺寸本工序最大尺寸 最大加工余量最大加工余量=上工序最大尺寸本工序最小尺寸上工序最大尺寸本工序最小尺寸 余量公差余量公差=最大加工余量最大加工余量-最小加工余量最小加工余量 =（上工序最大尺寸上工序最大尺寸-上工序最小尺寸）上工序最小尺寸）+（本工序最大尺寸（本工序最大尺寸-本工序最小尺寸）本工序最小尺寸）=上工序尺寸公差上工序尺寸公差+本工序尺寸公差本工序尺寸公差 返回本章目录返回本章目录2021/9/2343加工加工方向方向上工

19、序基本尺寸上工序基本尺寸本工序基本尺寸本工序基本尺寸本工序尺寸公差本工序尺寸公差上工序尺寸公差上工序尺寸公差最小加工余量最小加工余量基本加工余量基本加工余量最大加工余量最大加工余量图图3 加工余量及其公差加工余量及其公差返回本章目录返回本章目录2021/9/23442021/9/23452021/9/2346 返回本章目录返回本章目录4 表面粗糙度和缺陷层表面粗糙度和缺陷层（2 2）加工余量的确定）加工余量的确定 影响余量的主要因素影响余量的主要因素 1)1)上工序表面粗糙度上工序表面粗糙度Ra 2)2)上工序表面缺陷层上工序表面缺陷层Da破坏层破坏层正常层正常层DaRa2021/9/2347

20、表面加工表面加工RaDaRaDaRaDa外外 圆圆粗粗 车车精精 车车磨磨500100406054530401.7151525内内 孔孔粗粗 镗镗精精 镗镗磨磨252253050钻钻粗粗 铰铰精精 铰铰4522540602510025308.5251020平平 面面粗粗 刨刨精精 刨刨磨磨15100405054525401.5152030粗粗 铣铣精精 铣铣研研 磨磨152254060545254001.635表表7-11 各种加工方法的各种加工方法的Ra 和和Da 的数据的数据返回本章目录返回本章目录2021/9/23482021/9/2349 返回本章目录返回本章目录3)3)上工序表面尺寸

21、公差和形状误差上工序表面尺寸公差和形状误差Tadmaxdmin图图 5 上工序留下的形状误差的影响上工序留下的形状误差的影响2021/9/23504 4）上工序的相互位置误差上工序的相互位置误差2R2(R-)R2R-图图6 轴的弯曲对加工余量的影响轴的弯曲对加工余量的影响返回本章目录返回本章目录2021/9/23512021/9/23522021/9/23535)5)本工序加工时的安装误差本工序加工时的安装误差2ee旋转轴中心线旋转轴中心线工件中心线工件中心线图图7 三爪卡盘的安装误差三爪卡盘的安装误差返回本章目录返回本章目录2021/9/2354余量计算公式为：余量计算公式为：对于单边余量：

22、对于单边余量：对于双边余量：对于双边余量：在无心磨床在无心磨床,安装误差可不计安装误差可不计:在自为基准方法加工时在自为基准方法加工时,(,(如浮动镗刀如浮动镗刀,拉刀拉刀,铰铰刀等刀等)无相互位置误差和安装误差无相互位置误差和安装误差:在超精加工和抛光时在超精加工和抛光时:返回本章目录返回本章目录2021/9/2355 （3 3）加工余量确定方法）加工余量确定方法 1)1)计算法计算法 用上述公式进行计算，大批大量用上述公式进行计算，大批大量 生产中用。生产中用。2)2)经验估算法经验估算法 凭经验确定，凭经验确定，余量偏大。余量偏大。3)3)查表修正法查表修正法 查手册修正，应用广泛。查手册修正，应用广泛。至第七章至第七章4返回本章目录返回本章目录2021/9/2356某轴直径，其尺寸精度要求，表面粗某轴直径，其尺寸精度要求，表面粗糙度糙度.，要求高频淬火，毛胚为锻件。，要求高频淬火，毛胚为锻件。工艺路线：粗车工艺路线：粗车半精车半精车高频淬火高频淬火粗磨粗磨精磨精磨研磨。研磨。查手册：查手册：研磨余量研磨余量.、精磨余量、精磨余量.、粗磨余量粗磨余量.、半精车余量、半精车余量.、粗车、粗车余量余量.。总余量总余量.，定位，定位.，把粗车改，把粗车改.2021/9/23572021/9/2358