精密机械制造技术4.4机械加工工艺路线的拟定剖析

LOGO 机械制造技术基础 1 第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定 拟定工艺路线时要解决的主要问题： v选定各表面的加工方法 v划分加工阶段 v确定工序的集中与分散程度 v安排工序的先后顺序 2 一、表面加工方法的选择 具有一定技术要求的加工表面，一般并具有一定技术要求的加工表面，一般并 不是一次加工就能达到图纸要求的。而获得不是一次加工就能达到图纸要求的。而获得 同样表面质量的方法一般有多种加工方法。同样表面质量的方法一般有多种加工方法。 vv表面加工方法的选择，在保证加工质量的前提表面加工方法的选择，在保证加工质量的前提 下，应同时满足下，应同时满足生产率生产率和和经济性经济性的要求。的要求。 3 一般应综合考虑以下几个问题 1 1、加工方法的经济精度及表面粗糙度、加工方法的经济精度及表面粗糙度 加工经济精度指在正常加工条件下（采用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的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精度 。 统计表明：同一种加工方法，其加工误差统计表明：同一种加工方法，其加工误差 和加工成本成反比例关系。精度愈高，加工成本和加工成本成反比例关系。精度愈高，加工成本 也愈高（见图也愈高（见图5-145-14）。）。 表5-7表 5-9列出了 各种方法所 能达到的经 济精度 4 2 2、零件材料的可加工性、零件材料的可加工性 淬硬工件采用磨削；硬度很低而韧性 较大的金属材料，如有色金属加工不宜磨 削，而采用金刚镗或高速精细车削加工。 5 3 3、生产类型、生产类型 即考虑生产率和经济性问题。在大批 大量生产中，采用高效率的专用机床（如 拉床）和组合机床及先进的加工方法；在 单件小批生产中，一般采用通用机床和工 艺装备进行加工。 6 4 4、工件的形状和尺寸、工件的形状和尺寸 选择加工方法应考虑零件结构、加工 表面的特点等因素。零件结构和表面特点 不同，所选择的加工方法也不同。 如位置精度要求高的或大直径的孔，如位置精度要求高的或大直径的孔， 一般采用一般采用镗孔镗孔；精密小孔一般采用；精密小孔一般采用铰削铰削。 7 5 5、现有设备等生产条件、现有设备等生产条件 应充分利用现有的设备，也应注意不 断对原有设备和工艺技术的改造，逐步采 用新技术和提高工艺水平。 6 6、对环境的影响、对环境的影响 8 选择表面加工方法时还应注意以下问题：选择表面加工方法时还应注意以下问题： vv（1 1）加工表面）加工表面技术要求是决定表面加工方法决定表面加工方法 的首要因素。此外还应包括由于基准不重合而提的首要因素。此外还应包括由于基准不重合而提 高对某些表面的加工要求，以及由于被作为精基高对某些表面的加工要求，以及由于被作为精基 准而可能对其提出的更高加工要求。准而可能对其提出的更高加工要求。 9 （2 2）加工方法选择步骤：首先确定被加工零件）加工方法选择步骤：首先确定被加工零件 主要表面最终加工方法，再选择前面一系列的加主要表面最终加工方法，再选择前面一系列的加 工方法和顺序。对可能方案比较，选择一个比较工方法和顺序。对可能方案比较，选择一个比较 合理的方案。合理的方案。 主要表面的加工方法选定以后主要表面的加工方法选定以后 再选定各次要表面的加工方法再选定各次要表面的加工方法 10 vv（3 3）在零件各表面加工方法初步选定以后，）在零件各表面加工方法初步选定以后， 还应综合考虑为保证各加工表面位置精度要求还应综合考虑为保证各加工表面位置精度要求 而采取的工艺措施。而采取的工艺措施。 § 例如：几个同轴度要求较高的外圆或孔，应安排在 同一工序的一次装夹中加工，这时就可能要对已选 定的加工方法作适当调整。 11 一个零件通常由多个表面所组成，典一个零件通常由多个表面所组成，典 型表面包括外圆、孔、平面及各种成形型表面包括外圆、孔、平面及各种成形 表面。熟悉典型表面的各种加工方案对表面。熟悉典型表面的各种加工方案对 制定零件加工工艺过程是十分必要的。制定零件加工工艺过程是十分必要的。 12 13 图5-16 孔表面加工方案 14 图5-17 平面加工方案 15 二、加工阶段的划分 制订工艺路线时，往往要把加工质量制订工艺路线时，往往要把加工质量 要求较高的主要表面的工艺过程，按粗、要求较高的主要表面的工艺过程，按粗、 精加工分开的原则划分为几个阶段。一个精加工分开的原则划分为几个阶段。一个 零件加工工艺过程通常可划分为零件加工工艺过程通常可划分为4 4个阶段个阶段. . 16 vv（1 1）粗加工阶段）粗加工阶段 切除加工表面的大部分余量，并加工出精切除加工表面的大部分余量，并加工出精 基准。基准。 vv（2 2）半精加工阶段）半精加工阶段 消除粗加工后留下的误差。消除粗加工后留下的误差。 17 vv（3 3）精加工阶段）精加工阶段 主要表面达图纸要求。 vv（4 4）光整加工阶段）光整加工阶段 对于精度要求很高的零件，要有此阶段。对于精度要求很高的零件，要有此阶段。 18 19 划分加工阶段的必要性（作用） （1）能减少或消除内应力、切削力和切削热对 精加工的影响； （2）便于合理使用机床设备； （3）便于及时发现毛坯的缺陷（气孔、砂眼等 ）； （4）表面精加工安排在最后，可避免或减少在 夹紧和运输过程中损伤已经加工过的表面。 20 三、组合工序 选定了加工方法和划分加工阶段后， 零件加工的各个工步也就确定了，接着就 要考虑如何合理地将这些工步组合成不同 的工序。 vv组合工序有两种不同的原则，即组合工序有两种不同的原则，即工序集中原则工序集中原则 与与工序分散原则工序分散原则。 21 vv工序集中原则工序集中原则 零件的加工集中在少数几道工序里，工艺 路线短，工序少。 vv工序分散原则工序分散原则 零件的加工分散在较多的工序里，工艺路 线长，工序多。 22 23 工序集中的特点工序集中的特点 v减少了工件的装夹次数。可较好保证加 工表面之间的相互位置精度； v减少工序数目，缩短了工艺路线，减少 了零件搬运次数，简化了生产计划和组 织工作。 24 工序集中的特点工序集中的特点 v可采用高效率专用设备和工艺装备，提 高生产率、减少机床数量和生产面积。 v专用设备和工艺装备较复杂，生产准备 周期长，更换产品较困难。 25 工序分散的特点工序分散的特点 v机床设备和工夹具比较简单，调整比较容易， 操作工人便于掌握； v生产、技术准备工作量小且容易，投产期短， 容易变换产品。 v工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面 积大。 26 工序集中的程度应根据生产纲领、零工序集中的程度应根据生产纲领、零 件技术要求、现场的生产条件和产品的发件技术要求、现场的生产条件和产品的发 展情况等因素决定。展情况等因素决定。 问题1：单件小批生产一般遵循：工序集中原则工序集中原则。 大批大量生产可根据情况采用其中某一种。 问题2：数控机床、FMC/FMS的应用：趋于工序集趋于工序集 中中。 Flexible Manufacturing Cell/System 27 四、工序顺序的排列四、工序顺序的排列 主要包括： vv1 1、切削加工工序的安排、切削加工工序的安排 vv2 2、热处理工序的安排、热处理工序的安排 vv3 3、检验工序和辅助工序的安排、检验工序和辅助工序的安排 28 1. 1. 切削加工工序的安排切削加工工序的安排 一个零件的各表面切削加工顺序安排遵循： 1.基准先行基准先行：即先基准面，后其它面； 2.先主后次先主后次：即先加工主要表面，后次要表面； 3.先粗后精先粗后精：先安排粗加工工序，后安排精加工 工序； 4.先面后孔先面后孔：先加工平面，后加工孔。 轴类零件：轴类零件：先以外圆为粗基准来加工中心孔，再以 中心孔为精基准来加工外圆； 箱体零件：箱体零件：先以主要孔为粗基准来加工平面，再以 平面为精基准来加工孔系和其它表面。 零件的主要表面一般都是表面质量和精度要求比较 高的表面，加工工序比较多，对零件的质量影 响大，应先安排加工； 箱体零件：箱体零件：主轴孔、孔系和底平面一般为主要平面 。螺纹孔、端面和侧面为次要表面。 29 2. 2. 热处理工序的安排热处理工序的安排 热处理的目的在于改变工件材料的性 能和消除内应力。热处理的目的不同，热 处理工序的内容及其在工艺过程中所安排 的位置不一样。 30 （1）预备热处理 （2）最终热处理 （3）时效处理 （4）表面处理 31 3. 3. 检验工序和辅助工序的安排检验工序和辅助工序的安排 检验工序分加工质量检验和特种检验 ，它们是保证产品质量的有效措施之一， 是工艺过程中不可缺少的内容。 32 3. 3. 检验工序和辅助工序的安排检验工序和辅助工序的安排 除了各工序操作者自检外，下列场合 还应考虑单独安排检验工序： 零件从一个车间送往另一个车间的前后。 零件粗加工阶段结束之后。 重要工序加工的前后。 零件全部加工结束之后。 33 LOGO 34