8加工(6章工艺过程设计).ppt

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1、第六章 工艺过程设计6.1零件的工艺分析6.1.16.1.1零件的图纸分析零件的图纸分析 通过图纸了解零件的形状、结构并检查图纸的完整性通过图纸了解零件的形状、结构并检查图纸的完整性 ；分析分析尺寸尺寸及其及其公差公差、表面表面粗糙度粗糙度、形状和位置公差形状和位置公差等技术要求，等技术要求，审查其合理性，审查其合理性，必要时应参阅部、必要时应参阅部、组件装配图或总装图组件装配图或总装图。例：耳槽例：耳槽 Ra3.2Ra3.2改为改为Ra12.5Ra12.5 分析零件材料及热处理分析零件材料及热处理 目的目的 ：审查零件材料及热处理选用是否合适，了解审查零件材料及热处理选用是否合适，了解 零件

2、材料加工的难易程度；零件材料加工的难易程度；初步考虑热处理工序的安排。初步考虑热处理工序的安排。如黑色金属（淬火钢），Ra=0.8 用磨削。有色金属（铝合金）Ra=0.8 用精车。热处理：如预备热处理 高碳钢 退火；低碳钢 正火；铸铁 时效。找出主要加工表面 找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求找出主要加工表面和某些特殊的工艺要求,分析分析其可行性，以确保其最终能顺利实现其可行性，以确保其最终能顺利实现。以上，对零件的主要工序及加工顺序获得初步以上，对零件的主要工序及加工顺序获得初步概念，为具体设计工艺过程概念，为具体设计工艺过程各个阶段的细节打下打下必要的基础。必要的基础。6.1.2 零件的

3、结构工艺性分析1.结构工艺性的概念 零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。用要求的前提下，制造的可行性和经济性。零件的结构工艺性的好与差是相对的，与生产零件的结构工艺性的好与差是相对的，与生产的工艺过程、生产批量、工艺装备条件和技术水的工艺过程、生产批量、工艺装备条件和技术水平等因素有关。平等因素有关。2.零件的结构工艺性 零件的结构尺寸（如轴径、齿轮模数等）应标准化零件的结构尺寸（如轴径、齿轮模数等）应标准化 ；零件结构形状应尽量简单和布局合理；各加工表面应零件结构形状应尽量简单和布局合理；各加工表面应尽可能分布

4、在同一轴线或同一平面上，否则各加工表面最尽可能分布在同一轴线或同一平面上，否则各加工表面最好相互平行或垂直好相互平行或垂直 ；尽量减少加工表面的数量和面积，合理地规定零件的尽量减少加工表面的数量和面积，合理地规定零件的精度和表面粗糙度；精度和表面粗糙度；零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠；有位置要求零件应便于安装，定位准确，夹紧可靠；有位置要求的表面，最好能在一次安装中加工。的表面，最好能在一次安装中加工。零件应具有足够的刚度，能承受夹紧力和切削力，以零件应具有足够的刚度，能承受夹紧力和切削力，以便于提高切削用量，采用高速切削。便于提高切削用量，采用高速切削。零件的结构工艺性实例零件的结构工艺

5、性实例1 1零件的结构工艺性实例零件的结构工艺性实例2 2零件的结构工艺性实例零件的结构工艺性实例3 3零件的结构工艺性实例零件的结构工艺性实例4 4零件的结构工艺性实例零件的结构工艺性实例5 5 3.装配工艺性 是指零件结构要方便装配和维修，易于保证产是指零件结构要方便装配和维修，易于保证产品的质量。品的质量。装配工艺性装配工艺性 6.2毛坯的选择 包包括括选选择择毛毛坯坯的的种种类类和和确确定定毛毛坯坯的的制制造造方方法法两两个方面。个方面。6.2.16.2.1常见制坯方法和毛坯种类常见制坯方法和毛坯种类 型材型材 指各种截面和规格的成型轧材。指各种截面和规格的成型轧材。如钢材中的各种圆钢

6、、方钢、槽钢、角钢、工字钢、钢如钢材中的各种圆钢、方钢、槽钢、角钢、工字钢、钢轨、六角钢、钢管还有板材、线材和用挤压法生产的各种轨、六角钢、钢管还有板材、线材和用挤压法生产的各种截面形状的轻合金型材等都属于这一类。截面形状的轻合金型材等都属于这一类。使用方便。使用方便。铸造毛坯 常用作箱体、壳体、机座类零件的毛坯。这类常用作箱体、壳体、机座类零件的毛坯。这类零件大都承受压应力，只要求一定的强度和韧性。零件大都承受压应力，只要求一定的强度和韧性。但该类零件的形状都比较复杂，特别是有复杂的但该类零件的形状都比较复杂，特别是有复杂的内腔。内腔。铸铁及大型铝、镁合金件几乎都用砂型铸造铸铁及大型铝、镁合

7、金件几乎都用砂型铸造 形状复杂的中小型铝合金件用压力铸造；形状复杂的中小型铝合金件用压力铸造；复杂而较大型的铸件用低压铸造；复杂而较大型的铸件用低压铸造；要求承受高压和气密性高的泵体、壳体用金属要求承受高压和气密性高的泵体、壳体用金属型铸造等型铸造等。锻造毛坯 常用作轴、齿轮类零件的毛坯。常用作轴、齿轮类零件的毛坯。这类零件承受这类零件承受应力较复杂，应力较复杂，运动速度运动速度较较高。高。锻造可使纤维组织分布合理，进一步提高性能。锻造可使纤维组织分布合理，进一步提高性能。床头箱内的齿轮传递力大，但运动平稳，选用床头箱内的齿轮传递力大，但运动平稳，选用中碳钢锻件。中碳钢锻件。汽汽车车、拖拖拉拉

8、机机、航航空空发发动动机机中中的的某某些些齿齿轮轮，运运动动速速度度很很高高，传传动动的的扭扭矩矩很很大大，冲冲击击力力也也很很大大，因因此此采采用用高高级级的的渗渗碳碳合合金金钢钢（如如1212Cr2NiACr2NiA、38CrMoAlA38CrMoAlA）锻件。锻件。焊接毛坯 常用作容器、框架类零件的毛坯制。常用作容器、框架类零件的毛坯制。框架材料壁厚中等，焊缝不长也不规则时，选用手弧焊；框架材料壁厚中等，焊缝不长也不规则时，选用手弧焊；船体则用埋弧自动焊；船体则用埋弧自动焊；铝合金、钛合金、高合金钢则应使用氩弧焊；铝合金、钛合金、高合金钢则应使用氩弧焊；壁厚小于壁厚小于1 1mmmm的低

9、碳钢板用气焊，可用点焊、滚焊时，的低碳钢板用气焊，可用点焊、滚焊时，尽量用点、滚焊；尽量用点、滚焊；强度要求不高，但要求表面光滑的焊缝，可采用钎焊。强度要求不高，但要求表面光滑的焊缝，可采用钎焊。此外，还有板金加工、冷冲压等多种制坯方法。此外，还有板金加工、冷冲压等多种制坯方法。6.2.2影响毛坯选择的因素零件的材料及其力学性能零件的材料及其力学性能 生产类型生产类型 大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法。大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法。零件的形状和尺寸零件的形状和尺寸 形状复杂的毛坯，常采用铸造方法。钢质阶梯轴零件，形状复杂的毛坯，常采用铸造方法。钢质阶梯轴零件，如

10、各台阶的直径相差较大宜用锻件如各台阶的直径相差较大宜用锻件 。充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性 例如，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑例如，精铸、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金和工程塑料等料等 。6.2.3毛坯选择实例 例1 无人机发动机用轴流转子毛坯原设计为毛坯原设计为1 1Cr13Cr13马氏体型不锈钢锻件。马氏体型不锈钢锻件。两种方案：两种方案：1.1.选镦粗成圆盘类选镦粗成圆盘类自由锻件，进行切削加工。自由锻件，进行切削加工。优点是毛坯制造方便，优点是毛坯制造方便，1 1Cr13Cr13锻造性能尚可。锻造性能尚可。缺点是毛坯加

11、工量极大，金属消耗多；加工后，叶片缺点是毛坯加工量极大，金属消耗多；加工后，叶片处锻造纤维组织被切断。处锻造纤维组织被切断。2.2.选接近零件形状的模锻件选接近零件形状的模锻件 优点是：优点是：材质力学性能好，纤维组织基本不切断材质力学性能好，纤维组织基本不切断 缺点是：缺点是：轴流转子形状复杂不能从锻模中取出。轴流转子形状复杂不能从锻模中取出。采采用用分分块块的的锻锻造造模模具具，精精密密程程度度达达不不到到设设计计要要求求，仍仍需需切切削削加加工工，且且需需用用精精度度高高、压压力力大大的的锻压设备。锻压设备。批量不大，模具成本费用较高批量不大，模具成本费用较高。3.根据以上分析，改用熔模

12、精铸。缺点是：缺点是：制造蜡模的压型结构复杂；焊接后蜡模易变形。制造蜡模的压型结构复杂；焊接后蜡模易变形。优点是：优点是：制制造造精精度度高高。采采用用900900左左右右的的铸铸型型浇浇注注，能能铸铸出出叶叶尖尖上上仅仅1 1mmmm厚厚的的形形状状，铸铸件件尺尺寸寸精精确确、表表面面质质量量好好、轮轮廊清晰。廊清晰。解决了锻件切削时切断纤维组织的缺陷。解决了锻件切削时切断纤维组织的缺陷。经济性好。经济性好。锻锻件件改改铸铸件件，选选用用ZGCr17Ni4Cu3ZGCr17Ni4Cu3沉沉淀淀硬硬化化不不锈锈钢钢1 1Cr13Cr13，实实践践证证明明：外外形形尺尺寸寸、表表面面粗粗糙糙度度

13、 ，化化学学成成分分、金金相相组织及力学性能均合格。组织及力学性能均合格。例2 铝合金航空摇臂 是飞机上的中载受力件，是飞机上的中载受力件，材料材料LD7LD7锻铝，形状复杂，锻铝，形状复杂，具有腹板和深盘结构。具有腹板和深盘结构。根据零件的材料及其根据零件的材料及其力学性能，用锻造毛坯力学性能，用锻造毛坯较合适。较合适。锻造的方法可有三个方案。锻造的方法可有三个方案。三个方案：1.1.全全部部用用自自由由锻锻毛毛坯坯件件。自自由由锻锻成成本本低低、但但腹腹板板与与深深盘盘无无法锻成。法锻成。2.2.全部用模锻毛坯件。全部用模锻毛坯件。必须设计多型槽的锻模，一则成必须设计多型槽的锻模，一则成本

14、高，二则铝合金本高，二则铝合金LD7LD7的变形流动性差，不适宜进行拨的变形流动性差，不适宜进行拨长、滚挤等操作。长、滚挤等操作。3.3.用二种锻压设备，分三步锻造用二种锻压设备，分三步锻造 先将棒料先将棒料自由锻自由锻制坯，使纤维组织流线符合图纸要求；制坯，使纤维组织流线符合图纸要求；然然后后在在摩摩擦擦压压力力机机上上预预锻锻。锻锻出出腹腹板板和和深深盘盘，使使形形状状、尺寸与终锻件基本相同；尺寸与终锻件基本相同；最最后后在在摩摩擦擦压压力力机机上上终终锻锻成成型型。该该锻锻件件多多数数部部位位可可不不再再进行切削加工进行切削加工。最终采用方案最终采用方案3 3。6.3工艺路线设计 v工艺

15、路线设计是指拟定将毛坯制成所需零件的整个加工路线，是制订工艺规程的总体布局。v其内容包括：定位基准的选择、确定各主要表面的加工方法合理安排加工工序等。在工艺路线设计时，应提出几个设计方案，从中加以分析比较，最后确定一个最为合理的方案。v工艺路线设计是工艺过程设计的最重要内容。v拟定工艺路线首先应正确选择定位基准定位基准对保证零件加工精度、合理安排加工顺序起决定性的作用。先应考虑选择怎样的精基准才能较方便地将各个加工表面、加工出来；然后再考虑选择怎样的粗基准才能将作为精基准的各个表面加工出来。基准的选择方法在前面已作了介绍。在拟定工艺路线时，还需考虑下列问题。6.3.1加工方法的选择 1.首先确

16、定零件主要表面最终工序的加工方法 零件是由表面组成的。由于零件的主要表面接影响零件和产品的质量，所以应首先确定其最终工序的加工方法。工件材料的性质 加工方法的选择，常受工件材料性质的限制。例如：淬火钢淬火后应采用磨削加工；有色金属磨削困难，常采用高速精密车削或金 刚镗来进行精加工。工件的结构形状和尺寸外圆表面多采用车削或磨削；回转体零件上较大直径的孔亦可采用车削或磨削；箱体上孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，孔径较小时宜用铰削。各种加工方法所能达到的经济精度和粗糙度各种加工方法所能达到的经济精度和粗糙度 选定的加工方法应能达到所需的加工精度和表面粗度，并符合经济性的要求。在正常加工条件下（采用

17、符合质量标准的设备和工艺装备，以及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，这称为经济加工精度，简称经济精度。常用加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度见表。2.2.然后确定零件主要表面前导工序的加工方法然后确定零件主要表面前导工序的加工方法 零件主要表面最终工序的加工方法确定后，用倒推法，逐一确定零件主要表面前导工序（准备工序）的加工方法。例如，某主要表面为外圆柱面，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra0.2m，最终工序为精磨则前导工序可分别确定为：粗车半精车粗磨从而确定了该外圆柱面的加工方案。外圆表面的加工方案 常用的有以下三种：常用的有以下三种：粗车一半精车一精车 如果加工

18、精度要求较低，也可以只取粗车一半精车。如果加工精度要求较低，也可以只取粗车一半精车。粗车一半精车一磨 对于黑色金属材料，特别是有淬火要求的表面，通常采对于黑色金属材料，特别是有淬火要求的表面，通常采用这种加工方案。用这种加工方案。当外圆表面精度要求较高时，可采取粗车一半精车一粗当外圆表面精度要求较高时，可采取粗车一半精车一粗磨一精磨的方案。磨一精磨的方案。当外圆表面的精度或表面质量要求特别高时，还要增加当外圆表面的精度或表面质量要求特别高时，还要增加光整加工（或精密加工）方法光整加工（或精密加工）方法 。粗车一半精车一精车一金刚石车 主主要要适适用用于于有有色色金金属属材材料料及及其其它它不不

19、宜宜采采用用磨磨削削加加工工的的有有较高精度要求的外圆表面。较高精度要求的外圆表面。孔的加工方案 常用的方案有四种：常用的方案有四种：钻一扩一粗铰一精铰 （中小孔）（中小孔）此方案广泛用于加工直径小于此方案广泛用于加工直径小于3 3的中小孔。的中小孔。其中扩孔有纠正位置误差的能力，而铰刀又是定尺寸刀其中扩孔有纠正位置误差的能力，而铰刀又是定尺寸刀具，容易保证孔的尺寸精度。具，容易保证孔的尺寸精度。对于直径较小的孔，有时只需铰一次便能达到要求的加对于直径较小的孔，有时只需铰一次便能达到要求的加工精度。工精度。粗镗一半精镗一粗磨一精磨 （大中孔大中孔）主要用于大中孔的加工，特别是淬硬零件孔的加工。

20、主要用于大中孔的加工，特别是淬硬零件孔的加工。当孔的精度要求更高时，可再增加研磨或珩磨等光整加工当孔的精度要求更高时，可再增加研磨或珩磨等光整加工工序。工序。粗镗（或钻）一半精镗一精镗（位置要求高位置要求高）适用于位置精度要求高的孔系或有色金属零件孔的加工。适用于位置精度要求高的孔系或有色金属零件孔的加工。如果毛坯上已有铸出或锻出的孔，则第一道工序可直接安如果毛坯上已有铸出或锻出的孔，则第一道工序可直接安排粗镗（或扩）。排粗镗（或扩）。当孔的加工要求当孔的加工要求更高更高时，可在精镗后再安排时，可在精镗后再安排金刚镗或珩磨金刚镗或珩磨等精密加工方法。等精密加工方法。钻一拉 多用于大批大量生产中

21、加工多用于大批大量生产中加工盘套类零件的圆孔、单键孔及盘套类零件的圆孔、单键孔及花键孔。花键孔。加工要求较高时，拉削可分为粗拉和精拉。加工要求较高时，拉削可分为粗拉和精拉。平面加工方案 平面加工主要采用平面加工主要采用铣削铣削或或刨削刨削方法加工。要求较高的还方法加工。要求较高的还须安排精加工须安排精加工:磨削磨削 磨削可以得到较高的加工精度（磨削可以得到较高的加工精度（IT6IT6）和较小的和较小的表面粗糙度（表面粗糙度（R Ra a0.160.16），），且可以磨淬硬表面，且可以磨淬硬表面，刮研刮研 这是获得精密平面的传统加工方法。这是获得精密平面的传统加工方法。高速精铣或宽刃精刨高速精铣

22、或宽刃精刨 宽宽刃刃精刨多用于大型零件特别精刨多用于大型零件特别是狭长平面的精加工。是狭长平面的精加工。零件的主要表面的加工方案和加工方法选定后，再选零件的主要表面的加工方案和加工方法选定后，再选定次要表面的加工方案和加工方法。定次要表面的加工方案和加工方法。螺纹的加工方法及选择vv主要有切削加工和滚压加工两类。主要有切削加工和滚压加工两类。切削加工切削加工有螺纹车削、铣削、磨削、研磨、攻螺和套螺有螺纹车削、铣削、磨削、研磨、攻螺和套螺纹等。纹等。螺纹滚压加工螺纹滚压加工是用成形滚压模具挤压，使工件塑性变形是用成形滚压模具挤压，使工件塑性变形获得螺纹的方法，分为搓丝和滚丝两种。获得螺纹的方法，

23、分为搓丝和滚丝两种。它适宜加工小直径的外螺纹件，主要用于大量生产。它适宜加工小直径的外螺纹件，主要用于大量生产。车螺纹车螺纹：刀具结构简单，：刀具结构简单，广泛广泛用于各种精度的非淬硬工用于各种精度的非淬硬工件的螺纹加工。车削可用来加工各种形状、尺寸的内、外件的螺纹加工。车削可用来加工各种形状、尺寸的内、外螺纹，特别适于加工尺寸较大的螺纹。螺纹，特别适于加工尺寸较大的螺纹。主要用于单件、小批生产。主要用于单件、小批生产。铣螺纹：铣螺纹：螺纹铣削一般都是在专门的螺纹铣床上进行。螺纹铣削一般都是在专门的螺纹铣床上进行。盘形铣刀铣螺纹适合于加工盘形铣刀铣螺纹适合于加工大螺距的长螺纹大螺距的长螺纹。梳

24、形铣刀可以看成是若干盘形铣刀的组合梳形铣刀可以看成是若干盘形铣刀的组合，用于加工用于加工短短且螺距不大的三角形内、外螺纹且螺距不大的三角形内、外螺纹。旋旋风风切切削削加加工工螺螺纹纹 是是用用安安装装在在高高速速回回转转（100010003000 3000 rpmrpm）刀刀盘盘上上的的多多把把成成形形刀刀头头或或梳梳刀刀，在在工工件件上上铣铣出出螺螺纹纹的的方方法法，生生产产率率很很高高，大大约约是是螺螺纹纹铣铣的的3 36 6倍倍、是是车车削削大大螺螺纹纹的的2020倍倍左右。左右。适于加工较长的适于加工较长的外螺纹及大直径外螺纹及大直径的内螺纹。的内螺纹。攻攻丝丝和和套套丝丝 对对于于小

25、小尺尺寸寸的的内内螺螺纹纹，攻攻螺螺纹纹几几乎是唯一的加工方法。乎是唯一的加工方法。磨螺纹磨螺纹 淬硬后螺纹的精加工方法主要是磨削。淬硬后淬硬后螺纹的精加工方法主要是磨削。淬硬后引起的变形，必须在螺纹磨床上进行修整。引起的变形，必须在螺纹磨床上进行修整。磨削有两种方法：磨削有两种方法：单线砂轮单线砂轮磨削和磨削和多线砂轮多线砂轮磨削。磨削。对于精度和表面质量要求很高的螺纹，磨削后还可进行对于精度和表面质量要求很高的螺纹，磨削后还可进行研磨加工。研磨加工。常见螺纹加工方法所能达到的精度和表面粗糙度见常见螺纹加工方法所能达到的精度和表面粗糙度见表表6-5 6-5 齿形的加工方法及选择 目前制造齿轮

26、的齿形主要是用切削加工目前制造齿轮的齿形主要是用切削加工 ，可分为也称可分为也称仿形法仿形法（成形法）和（成形法）和展成法展成法（也称范成或包络法）两种。（也称范成或包络法）两种。铣齿铣齿 是利用成形齿轮铣刀，在铣床上加工齿轮齿形的是利用成形齿轮铣刀，在铣床上加工齿轮齿形的方法方法 。刀具结构简单，因而加工成本较低。加工精度和生产刀具结构简单，因而加工成本较低。加工精度和生产率较低。率较低。适用于单件小批生产或维修工作中加工精度不高的低速适用于单件小批生产或维修工作中加工精度不高的低速齿轮。齿轮。滚齿滚齿 是在滚齿机上利用齿轮滚刀加工齿轮齿是在滚齿机上利用齿轮滚刀加工齿轮齿形的方法。它运用形的

27、方法。它运用一对蜗轮蜗杆相啮合的原理一对蜗轮蜗杆相啮合的原理。插齿插齿 是用插齿刀在插齿机上加工齿轮齿形的方是用插齿刀在插齿机上加工齿轮齿形的方法。它是法。它是按一对圆柱齿轮相啮合的原理按一对圆柱齿轮相啮合的原理进行加进行加工的。工的。滚齿和插齿两种方法的相同点在于：滚齿和插齿两种方法的相同点在于：都是按展成法原理进行加工都是按展成法原理进行加工 ；精度相当，一般都可达精度相当，一般都可达7 76 6级精度。级精度。两种方法的不同点在于：两种方法的不同点在于：插齿刀的制造、刃磨及检验均比滚刀更为方便；插齿刀的制造、刃磨及检验均比滚刀更为方便；插齿得到的齿面粗糙度数值比滚齿的小；插齿得到的齿面粗

28、糙度数值比滚齿的小；滚齿的生产率高于插齿。滚齿的生产率高于插齿。滚齿应用最广泛，它不但能加工直齿圆柱齿轮，滚齿应用最广泛，它不但能加工直齿圆柱齿轮，还可以加工斜齿圆柱齿轮、蜗轮等，但不能加还可以加工斜齿圆柱齿轮、蜗轮等，但不能加工内齿轮。工内齿轮。插齿多用于加工滚齿难以加工的场合。插齿多用于加工滚齿难以加工的场合。齿轮精加工方法齿轮精加工方法 ：剃齿剃齿 是在专用的剃齿机是在专用的剃齿机 或经过改造的通用机床上，或经过改造的通用机床上，以剃齿刀与齿轮的自由啮合以剃齿刀与齿轮的自由啮合 的展成过程进行加工的方法。的展成过程进行加工的方法。其加工过程相当于两个轴线其加工过程相当于两个轴线 交叉交叉

29、(剃齿刀为斜齿轮剃齿刀为斜齿轮)的渐开线齿轮的啮合过程。的渐开线齿轮的啮合过程。通过反复刮削，完成对齿面的精加工。通过反复刮削，完成对齿面的精加工。剃齿适于淬火前或经调质处理的钢类齿轮或剃齿适于淬火前或经调质处理的钢类齿轮或表面硬度低于表面硬度低于3030HRCHRC的其它材料齿轮的精加工。的其它材料齿轮的精加工。生产批量不限。这是一种常用的、最简单且生产批量不限。这是一种常用的、最简单且成本较低廉的精加工齿轮的方法。成本较低廉的精加工齿轮的方法。珩齿珩齿 珩齿与剃齿的原理相同，不同之处是以珩磨轮代珩齿与剃齿的原理相同，不同之处是以珩磨轮代替了剃齿刀。替了剃齿刀。主要是减小热处理后齿面的粗糙度

30、值。主要是减小热处理后齿面的粗糙度值。珩齿适应于淬硬齿轮的光整加工，几乎所有的渐开线齿珩齿适应于淬硬齿轮的光整加工，几乎所有的渐开线齿轮都可应用这一光整加工方法。轮都可应用这一光整加工方法。磨齿磨齿 磨齿主要用来精加工齿面已淬硬的齿轮，加工方磨齿主要用来精加工齿面已淬硬的齿轮，加工方法有成形法磨齿和展成法磨齿两种。法有成形法磨齿和展成法磨齿两种。成形法磨齿与成形法磨齿与成形法铣齿相似成形法铣齿相似 ，应用较少。应用较少。展成法磨齿是依据齿条与齿轮啮合的原理成形齿面的。展成法磨齿是依据齿条与齿轮啮合的原理成形齿面的。可分为单片锥面砂轮磨齿机和双碟形砂轮磨齿机两种。可分为单片锥面砂轮磨齿机和双碟形

31、砂轮磨齿机两种。展成法磨齿加工精度较高，一般可达级，但生展成法磨齿加工精度较高，一般可达级，但生产率低产率低 。研齿研齿 其切削原理与珩齿相同。在专用的研齿机或改装其切削原理与珩齿相同。在专用的研齿机或改装的设备上，被研齿轮与研磨轮作无间隙的自由啮合，并的设备上，被研齿轮与研磨轮作无间隙的自由啮合，并在啮合的齿面间加入研磨剂，利用齿面的相对滑动，从在啮合的齿面间加入研磨剂，利用齿面的相对滑动，从被研齿轮的齿面上切除一层极薄的金属，达到减小表面被研齿轮的齿面上切除一层极薄的金属，达到减小表面粗糙度值和修正齿轮部分误差的目的。粗糙度值和修正齿轮部分误差的目的。研齿仅能提高齿面质量及研齿仅能提高齿面

32、质量及稍修正齿形、齿向误差，稍修正齿形、齿向误差，对其它精度改善不大。对其它精度改善不大。它主要用于淬硬齿面齿轮它主要用于淬硬齿面齿轮的精加工。的精加工。vv齿轮齿形加工方法的选择齿轮齿形加工方法的选择，主要取决于：，主要取决于：齿轮精度齿轮精度 齿面粗糙度的要求齿面粗糙度的要求 齿轮的结构、形状、尺寸、材料及热处理状态等齿轮的结构、形状、尺寸、材料及热处理状态等 特型面的加工方法及选择vv加工原理：成形法和包络法。加工原理：成形法和包络法。具体加工方法车削、铣削、刨削、拉削或磨削等。具体加工方法车削、铣削、刨削、拉削或磨削等。vv包络法加工特型面时：包络法加工特型面时：单件小批生产：采用手工

33、控制或划线法控制型面成形。单件小批生产：采用手工控制或划线法控制型面成形。成成批批生生产产：采采用用自自动动控控制制法法。基基于于“模模”，所所以以称称作作靠靠模法，分为：模法，分为：o o机械靠模法、机械靠模法、o o液压靠模法、液压靠模法、o o电气靠模法等。电气靠模法等。vv特型面的加工方法特型面的加工方法的选择取决于工件的的选择取决于工件的形状、材料、尺寸大小、精度要求、生产批量等因素形状、材料、尺寸大小、精度要求、生产批量等因素。6.3.2加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段 任务是切除毛坯的大部分加工余量。任务是切除毛坯的大部分加工余量。半精加工阶段半精加工阶段 任任务务减减小小粗粗

34、加加工工后后留留下下的的误误差差和和表表面面缺缺陷陷层层，为为主主要要表面的精加工做好准备表面的精加工做好准备 。精加工阶段精加工阶段 任任务务是是各各主主要要表表面面经经加加工工后后达达到到图图样样的的全全部部技技术术要要求求 。光整加工阶段光整加工阶段 任务是减小表面粗糙度值或进一步提高尺寸精度任务是减小表面粗糙度值或进一步提高尺寸精度 。当当毛毛坯坯余余量量特特别别大大时时，在在粗粗加加工工阶阶段段之之前前，还还可可增增加加去去外皮的外皮的荒加工阶段荒加工阶段。v划分加工阶段的原因是：划分加工阶段的原因是：保证加工质量保证加工质量 合理使用机床设备合理使用机床设备 便于安排热处理工序便于

35、安排热处理工序 有利于及早发现毛坯的缺陷有利于及早发现毛坯的缺陷 v应用：应用：工件工件刚度刚度很低时很低时 ，阶段划分必须严格；，阶段划分必须严格；精度精度要求较高的零件，其加工阶段的划分也要要求较高的零件，其加工阶段的划分也要严格。严格。零件需要零件需要热处理热处理 ，自然地把工艺过程划分为若，自然地把工艺过程划分为若干个阶段。干个阶段。航空、航天产品航空、航天产品的零件的零件 ，阶段划分一般都比较阶段划分一般都比较严格。严格。6.3.3工序的集中与分散 1.工序集中原则 将几个简单工序合并成一个工序，使工艺过程将几个简单工序合并成一个工序，使工艺过程的每个工序中包括尽可能多的加工内容。的

36、每个工序中包括尽可能多的加工内容。有利于保证各加工表面间的相互位置精度有利于保证各加工表面间的相互位置精度 减少了设备数量和相应的操作人员减少了设备数量和相应的操作人员 。缩小了生产规模，有利于生产的组织、计划和缩小了生产规模，有利于生产的组织、计划和管理工作管理工作 。适适应应于于各各表表面面间间具具有有较较高高相相对对位位置置要要求求的的工工件件的的加加工工，也也适适应应于于一一般般零零件件的的单单件件、小小批批或或中中等批量工件的加工等批量工件的加工 2.工序分散原则 将一个复杂工序分解成几个简单工序，尽量减将一个复杂工序分解成几个简单工序，尽量减少每个工序的加工内容少每个工序的加工内容

37、 。采用比较简单的机床和工艺装备采用比较简单的机床和工艺装备 对工人的技术水平要求低对工人的技术水平要求低 加工中的辅助性时间花费较多。加工中的辅助性时间花费较多。常用于大批、大量生产的流水线工艺过程常用于大批、大量生产的流水线工艺过程。6.3.4工序顺序的安排 1.1.切削加工工序的安排切削加工工序的安排先基面后其它先基面后其它 先面后孔先面后孔 先主后次先主后次 先粗后精先粗后精 2.2.热处理工序的安排热处理工序的安排 退火、正火和时效工序的安排退火、正火和时效工序的安排 退退火火、正正火火作作为为预预备备热热处处理理，一一般般安安排排在在粗粗加加工工之之前前进进行。行。一般铸件，常在粗

38、加工前安排一次时效处理一般铸件，常在粗加工前安排一次时效处理 刚刚性性较较差差、精精度度要要求求特特别别高高的的重重要要航航空空零零件件，常常常常在在每每个个加加工工阶阶段段之之间间，大大量量切切除除材材料料以以后后，都都安安排排一一次次时时效效处理。处理。淬火和调质工序的安排淬火和调质工序的安排 v中碳钢、高碳钢、合金钢等钢质零件中碳钢、高碳钢、合金钢等钢质零件 ：淬火淬火工序安排在工序安排在半精加工以后半精加工以后，精加工（磨削），精加工（磨削）以前进行。以前进行。调质调质处理（淬火后高温回火），一般安排在处理（淬火后高温回火），一般安排在粗粗加工以后加工以后和半精加工以前进行。和半精加工

39、以前进行。v铝合金零件：淬火后硬度、强度不太高，故可铝合金零件：淬火后硬度、强度不太高，故可在在粗加工之前粗加工之前就安排淬火并时效。就安排淬火并时效。渗碳和渗氮工序的安排渗碳和渗氮工序的安排 o渗碳渗碳 （低碳钢和低碳合金钢低碳钢和低碳合金钢 ）在）在精加工之前精加工之前。o渗渗氮氮 变变形形较较小小，渗渗氮氮层层较较薄薄，一一般般安安排排在在精精加工以后加工以后进行。进行。3.表面处理工序的安排 为了提高零件表面的抗蚀性、抗磨性、耐热性为了提高零件表面的抗蚀性、抗磨性、耐热性和导电率等，和导电率等，金属镀层金属镀层镀铜、镀锌、镀铝、镀镍、镀锡等。镀铜、镀锌、镀铝、镀镍、镀锡等。非金属涂层非

40、金属涂层油漆、喷涂陶瓷等油漆、喷涂陶瓷等 。产生氧化膜层产生氧化膜层钢的发蓝、铝合金的阳极化、钢的发蓝、铝合金的阳极化、镁合金的氧化等。镁合金的氧化等。表面处理工序一般安排在工艺过程的最后。表面处理工序一般安排在工艺过程的最后。4.4.辅助工序的安排辅助工序的安排检验工序检验工序 每道工序自检每道工序自检 ；各加工阶段（如半精加工）结束之后；各加工阶段（如半精加工）结束之后；在某些关键工序以后；在某些关键工序以后；零件转换车间时；零件转换车间时；零件全部加工完毕要进行总检零件全部加工完毕要进行总检 。v特种检验特种检验 超声波探伤、射线检验：用于材料的内部质超声波探伤、射线检验：用于材料的内部

41、质量检验，安排在粗加工之前（毛坯去外皮后）。量检验，安排在粗加工之前（毛坯去外皮后）。磁力探伤、荧光检验：表层质量检验，安排在磁力探伤、荧光检验：表层质量检验，安排在精加工以后进行。精加工以后进行。去毛刺工序去毛刺工序经过铣削和刨削等易产生毛刺的加工后、经过铣削和刨削等易产生毛刺的加工后、淬火之前淬火之前总检之前。总检之前。洗涤、防锈洗涤、防锈 洗洗涤涤：零零件件经经过过抛抛光光、研研磨磨或或磁磁力力探探伤伤以以后后，总检之前。总检之前。防防锈锈：在在气气候候潮潮湿湿的的地地区区或或工工序序间间周周转转时时间间较较长长时时，特特别别是是对对铝铝镁镁合合金金件件，为为防防止止氧氧化化生生锈锈，经

42、常在有关工序中安排防锈。经常在有关工序中安排防锈。6.4工艺过程设计实例1.1.轴类零件轴类零件零件名称：传动轴；生产批量：小批；材料：零件名称：传动轴；生产批量：小批；材料：4545钢，钢，HRC40HRC404545。工艺分析：工艺分析：该传动轴的左、右两段该传动轴的左、右两段 2020为轴颈，用于安装轴承，为轴颈，用于安装轴承，2424处安装齿轮或其它传动件；处安装齿轮或其它传动件；外圆外圆 2020和和 2424的加工精度的加工精度和表面质量要求较高，和表面质量要求较高，它们的尺寸公差均为它们的尺寸公差均为IT6IT6，表面粗糙度均为表面粗糙度均为R Ra a0.80.8。此外，此外，

43、2424外圆相对于外圆相对于 2020外圆还有位置精度要求；外圆还有位置精度要求；键槽的中心面相对于外圆轴线（或）的对称度误差键槽的中心面相对于外圆轴线（或）的对称度误差不大于不大于0.030.03mmmm，材料为材料为4545钢，有硬度要求钢，有硬度要求HRC40HRC404545，应在安排热处理。应在安排热处理。除除 2727外，其余四段外圆柱面为主要表面，用磨削的方外，其余四段外圆柱面为主要表面，用磨削的方法可达到图纸要求法可达到图纸要求 。初初步步确确定定加加工工顺顺序序：车车外外圆圆 铣铣键键槽槽热热处处理理磨磨外外圆圆。由由于于铣铣键键槽槽安安排排在在磨磨外外圆圆之之前前，铣铣键键

44、槽槽的的深深度度需需通通过过尺尺寸链计算得出。寸链计算得出。结构工艺性分析结构工艺性分析 退刀槽是为磨削留出退刀槽是为磨削留出的让刀空程，的让刀空程，且宽度均为且宽度均为3 3mmmm；两处键槽宽度尺寸相同，两处键槽宽度尺寸相同，且位于一个方向，且位于一个方向，便于铣削加工便于铣削加工 ；轴上有四处倒角，便于装配；轴上有四处倒角，便于装配；所以该零件结构工艺性是较好的。所以该零件结构工艺性是较好的。选择毛坯选择毛坯生产批量不大，直径尺寸变化较小，选用生产批量不大，直径尺寸变化较小，选用4545钢圆棒料。钢圆棒料。工艺路线设计工艺路线设计 选择定位基准：选择定位基准：遵照基准重合和遵照基准重合和

45、基准同一的原则，基准同一的原则，选用两端中心孔作径向定位精基准选用两端中心孔作径向定位精基准 。选择加工方法：轴的选择加工方法：轴的主要表面主要表面最终加工用磨最终加工用磨 ，前导工序安排车削（粗车、半精车）；前导工序安排车削（粗车、半精车）；热处理热处理（淬火后回火），（淬火后回火），热处理前安排热处理前安排键槽键槽的加工（铣键槽）；的加工（铣键槽）；初始初始下料下料工序用车削（端面、中心孔）工序用车削（端面、中心孔）热处理后应安排对中心孔研修工序。热处理后应安排对中心孔研修工序。传动轴工艺路线：下料（车）下料（车）车外圆车外圆 铣键槽铣键槽 热处理热处理 研修中心孔研修中心孔 磨削磨削 检

46、验。检验。表表6 67 7传动轴的加工工艺过程传动轴的加工工艺过程工序号工序号 工序工序 工工 序序 内内 容容 定位基准定位基准 加工设备加工设备 0 0 车车 1 1车一端面，钻中心孔车一端面，钻中心孔2 2切断，长切断，长1721723 3车另一端面到长车另一端面到长170170，钻中，钻中 心孔心孔外圆表面外圆表面作为粗基作为粗基准准 卧式车卧式车床床 5 5 车车 1 1粗车一端外圆（三段）粗车一端外圆（三段）2 2半精车该端外圆（三段），半精车该端外圆（三段），保证保证27273 3车槽车槽30.330.34 4倒角倒角145145外圆、外圆、中心孔中心孔 卧式车卧式车床床 工序号

47、工序号工序工序 工工 序序 内内 容容定位基准定位基准加工设备加工设备 5 5（续）（续）车车5 5粗车另一端面外圆（二段）粗车另一端面外圆（二段）6 6半精车该端外圆（二段）半精车该端外圆（二段）7 7车槽车槽30.330.38 8倒角倒角145145 外圆、外圆、中心孔中心孔卧式车卧式车床床 10 10 铣铣 粗、精铣键槽分别至粗、精铣键槽分别至 6 6-0.03-0.032222 6 6-0.03-0.035555两中心孔两中心孔 立式铣立式铣床床 15 15 热热 淬火中温回火淬火中温回火40404545HRC HRC 20 20 钳钳 修研中心孔修研中心孔 钻床钻床 25 25 磨磨

48、 1.1.粗磨一端外圆（二段）粗磨一端外圆（二段）2.2.精精磨磨该该端端外外圆圆分分别别至至200.065200.065，3.3.粗磨另一端外圆（二段）粗磨另一端外圆（二段）4.4.精精磨磨该该端端外外圆圆分分别别至至200.065200.065，两中心孔两中心孔 外圆磨外圆磨床床 30 30 检检 按图纸要求检验按图纸要求检验2.2.盘套类零件盘套类零件 零件名称：轴套；生产批量：小批；材料：零件名称：轴套；生产批量：小批；材料：HT200HT200。工艺分析：工艺分析：选择毛坯选择毛坯:铸造圆棒料铸造圆棒料 艺路线设计：铸造艺路线设计：铸造 车削车削 钻孔钻孔 开油槽开油槽 检验。检验。

49、加工工艺过程（同学自看，新书加工工艺过程（同学自看，新书P198P198）3.3.航空零件航空零件 零件名称：变矩轴；批量：小批；材料：零件名称：变矩轴；批量：小批；材料：3030CrMnSiACrMnSiA。tutuq 航空零件的加工和检验航空零件的加工和检验 航空零件可靠性要求高，质量要求严格，形状复杂，加航空零件可靠性要求高，质量要求严格，形状复杂，加工难度较大。工难度较大。变矩轴用合金结构钢制造变矩轴用合金结构钢制造 ，要求一类检验。，要求一类检验。一类为特别重要的主载荷零件如涡轮轴、桨轴、弹性一类为特别重要的主载荷零件如涡轮轴、桨轴、弹性轴、机翼前梁等。每个锻件需留检验用余块，对纤维

50、组轴、机翼前梁等。每个锻件需留检验用余块，对纤维组织流线、化学成分、机械性能指标有严格的要求；织流线、化学成分、机械性能指标有严格的要求；因此，变矩轴的锻造毛坯需加长，留出制作试样的检因此，变矩轴的锻造毛坯需加长，留出制作试样的检 验验用用余余块块。为为检检验验零零件件内内部部缺缺陷陷，需需在在适适当当工工序序安安排排特特种检验。种检验。vv由由于于航航空空零零件件形形状状的的复复杂杂性性，为为保保证证质质量量，加加工工中中严严格格划分加工阶段；划分加工阶段；vv零件左端曲面采用了特种加工（线切割）方法；零件左端曲面采用了特种加工（线切割）方法；vv零零件件生生产产批批量量不不大大，可可工工序