72机械加工工艺规程设计.ppt

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1、7.2 机械加工工艺规程设计一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤1.分析零件图和产品装配图 设计工艺规程时，首先应分析零件图和该零件所在部件或总成的装配图，了解该零件在部件或总成中的位置和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要求，分析其关键技术要求和应采取的相应工艺措施，形成工艺规程设计的总体构思。2.对零件图和装配图进行工艺审查 审查图纸上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整，对零件设计的结构工艺性进行评价，如发现有不合理之处应及时提出，并同有关设计人员商讨图纸修改方案，报主管领导审批。3.由年生产纲领研究确定零件生产类型4.确定毛坯 要根据零件生产类型和毛坯制造的生产条件综合考

2、虑,只要有可能，应提倡采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进的毛坯制造方法。5.拟定工艺路线 主要内容包括：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。通过技术、经济的对比分析，最后确定一种最佳工艺方案。6.确定各工序所用机床设备和工艺装备，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。7.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。8.确定各工序的技术要求及检验方法。9.确定各工序的切削用量和工时定额。10.编制工艺文件。二、工艺路线的拟订 拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。1.定位基准的选择

3、 在工艺规程设计中，正确选择定位基准，对保证零件加工要求、合理安排加工顺序有着至关重要的影响。定位基准有精基准与粗基准之分，用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，这种定位基准成为精基准。在选择定位基准时往往先根据零件的加工要求选择精基准，由工艺路线向前反推，最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。精基准的选择原则 选择精基准一般应遵循以下几项原则：1)基准重合原则:应尽可能选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。n如床头箱上的主轴孔的中心高 ，其设计基准是底面，若镗主轴孔时以底面为定位基准，则定

4、位基准与设计基准重合，可以直接保证尺寸H1。n若为了便于安装镗模导向支架，将工件倒过来以顶面为定位基准，则定位基准与设计基准不重合，这时直接保证的尺寸是，而尺寸是通过及2间接得到的，则的误差就会影响的加工精度，所以尺寸的误差即为基准不重合误差。2)统一基准原则:应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证各加工表面之间的相对位置精度。n轴类零件常用顶尖孔作为统一的定位基准来加工各外圆表面，这样可保证各外圆表面之间较高的同轴度；n箱壳类零件常用一平面和两孔作为精基面；n盘类零件常用一端面和一短孔作为统一的基准。3)互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采

5、用两个加工表面互为基准反复加工的方法。n精密齿轮加工时，为保证齿面与内孔的相对位置精度，反复多次以齿面定位加工内孔，再以内孔定位加工齿面，这样可保证齿面与内孔有较高的位置精度。n机床主轴内锥孔与轴颈也是采用互为基准加工的。4)自为基准原则：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身作为精基准。而该表面与其它表面之间的位置精度则由先行工序保证。n如图所示机床床身导轨淬火后的磨削加工，要求磨削余量小而均匀，以保证导轨面具有均匀致密的耐磨层，一般磨削余量小于0.5mm，这时可用装在磨头上的百分表找正床身导轨，这就是“自为基准”的方法。上述四项选择精基准的原则，有时不可能同时满足，应

6、根据实际条件决定取舍。粗基准的选择原则 工件加工的第一道工序要用粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。1）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则 被加工零件上如有不加工表面，应选不加工表面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置关系。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。如图所示套筒法兰零件，表面1为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面1作粗基准镗孔2、车外圆、车端面。套筒法兰加工实例套筒法兰加工实例 2)合理分配加工余量的原则 从保

7、证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。如机床床身零件的加工，第一道工序应该选则导轨面作粗基准加工床身底面(图a)，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面(图b)，此时从导轨面上去除的加工余量小而均匀。床身加工粗基准选择床身加工粗基准选择 3)便于装夹的原则 为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。4)粗基准一般不得重复使用的原则 上述4项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次决择。2.表面加工方法的选择 机器零件的结构形状都是由一些最基本的几何表面组成的，机器零件的加工过程就是获

8、得这些几何表面的过程。同一种表面可以选用各种不同的加工方法，但每种加工方法所能获得的加工质量、所用加工时间和费用却是各不相同的。工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件选用最适当的加工方法，保证加工出合乎图纸要求的机器零件。在选择加工方法时，一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前道工序的加工方法。零件的加工表面都有一定的加工要求，一般都不可能通过一次加工就能达到要求，而是要通过多次加工（即多道工序）才能逐步达到要求。确定加工方法的步骤可概括如下，在分析研究零件图的基础上：首先要根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及加

9、工方案。确定加工方法时要考虑被加工材料的性质。确定加工方法要考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题。大批大量可采用专用高效率的设备，单件小批生产通常采用通用设备和工艺装备。(4)确定加工方法要考虑本厂（本车间）的现有设备和技术条件，应该充分利用现有设备，挖掘企业潜力。3.加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过不同的加工阶段，逐步达到加工要求，即所谓的“渐精”原则。一般要经过粗加工、半精加工和精加工等三个阶段，如果零件的加工精度要求特别高、表面粗糙度要求特别小时，还要经过光整加工阶段。各个加工阶段的主要任务概述如下:(1)粗加工阶段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛

10、坯在形状和尺寸上接近零件成品。(2)半精加工阶段 切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工。(3)精加工阶段 保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求。(4)光整加工阶段 主要任务是降低表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度，但一般不能纠正表面间位置误差。划分加工阶段的主要目的是：(1)保证零件加工质量 划分阶段以后，粗加工阶段造成的加工误差，可以通过半精加工和精加工阶段予以逐步修正，零件的加工质量容易得到保证。(2)有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理(3)有利于合理利用机床设备(4)为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理

11、发挥充分的效果，这就自然的把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且每个阶段各有其特点及应该达到的目的。此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰、切屑滑伤等损坏。将工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。划分加工阶段并不是绝对的4.工序的集中与分散 确定加工方法之后，就要根据零件的生产类型和工厂(车间)具体条件确定工艺过程的工序数。确定零件加工过程工序数有两种不同的原则，一种是工序集中原则，另一种是工序分散原则。按工序集中原则组织工艺过程的特点是:(1)有利于采用自动化程度较高的高效机床和工艺装备，生产效率高;(2)工序数少，设备数少，可相

12、应减少操作工人数和生产面积;(3)工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，其极端情况是每个工序只包括一个简单工步。按工序分散原则组织工艺过程的特点是:(1)所用机床和工艺装备简单，易于调整对刀;(2)对操作工人的技术水平要求不高;(3)工序数多，设备数多，操作工人多，生产占用面积大。5.工序顺序的安排(1)机械加工工序的安排 一般遵循以下几个原则:1)先加工定位基准面，再加工其它表面;2)先加工主要表面，后加工次要表面;3)先安排粗加工工序，后安排精

13、加工工序;4)先加工平面，后加工孔。(2)热处理工序及表面处理工序的安排 为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，例如退火、正火、调质等，应在切削加工之前进行。为消除工件内应力安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。为改善工件材料机械性能的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间进行。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。(3)其它工序的安排 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序:1)粗加工全部结束之后;2)送往外车间

14、加工的前后;3)工时较长和重要工序的前后;4)最终加工之后。6.机床设备与工艺装备的选择 正确选择机床设备很重要，它不但直接影响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效率和制造成本。所选机床设备的尺寸规格应与工件的形状尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。选用机床设备应立足于国内，必须进口的机床设备，须经充分论证，多方对比，合理的分析其经济性，不能盲目引进。如果工件尺寸太大(或太小)或工件的加工精度要求过高，没有现成的设备可供选择时，可以考虑采用自制专用机床。可根据工序加工要求提出专用机床设计任务书;机床设计任务书应附有与该工序加工有关的一切必要的数据资料，包括工序尺寸公差及技术条件，工件的装夹方式，工序加工所用切削用量、工时定额、切削力、切削功率以及机床的总体布置形式等。工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备;在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。