《機械制造工藝學》PPT課件

第 六 節(jié) 工 藝 路 線 的 擬 定機 械 加 工 工 藝 路 線 是 指 零 件 由 毛 坯 到 成 品 過 程 中 加工 各 工 序 的 先 后 順 序 。工 藝 路 線 擬 定 主 要 解 決 的 問 題 :選 擇 加 工 方 法 和 加 工 方案確 定 各 表 面 的 加 工 順 序劃 分 加 工 工 序 （ 集 中 與 分 散 ）機 械 制 造 工 藝 學 一 、 加 工 方 法 的 選 擇基 本 原 則 ：既 要 保 證 零 件 的 加 工 質(zhì) 量 ,又 要 使 加 工 成 本 最 低 。必 須 熟 悉 各 種 加 工 方法 所 能 達 到 的 經(jīng) 濟 精度 及 經(jīng) 濟 表 面 粗 糙 度 。（ 一 ） 經(jīng) 濟 精 度 和 經(jīng) 濟 表 面 粗 糙 度加 工 經(jīng) 濟 精 度 是 指 在 正 常 加 工 條 件 下 （ 采 用 符 合 質(zhì) 量 標 準 的設 備 、 工 藝 裝 備 和 標 準 技 術 等 級 的 工 人 ， 合 理 的 加 工 時 間 ）所 能 保 證 的 加 工 精 度 。 相 應 的 粗 糙 度 稱 為 經(jīng) 濟 表 面 粗 糙 度 。機 械 制 造 工 藝 學 對 某 種 加 工 方 法 ， 用 于 加 工 何 種 等 級 的 零 件 才 經(jīng) 濟 合 理 ？A B 誤 差 加 工 成 本 CC L L加 工 誤 差 與 加 工 成 本 的 關 系 觀 察 A點 左 側 曲 線 ， 這 說明 某 種 加 工 方 法 加 工 精 度的 提 高 是 有 極 限 的 。觀 察 B點 右 側 ， 這說 明 對 于 一 種 加 工方 法 ， 成 本 的 下 降也 是 有 極 限 的 ， 即有 最 低 成 本 。加 工 經(jīng) 濟 精 度是 指 一 個 精 度范 圍 而 不 是 一個 值 。機 械 制 造 工 藝 學 一 般 加 工精 密 加 工1920 1960 200010210110010-110-210-3 加 工 經(jīng) 濟 精 度 與 年 代 的 關 系 超 精 密 加 工加工誤差（ m） 機 械 制 造 工 藝 學 各 種 加 工 方 法 所 能 達 到 的 經(jīng) 濟 精 度 和 表 面 粗 糙 度 外 圓 柱 面 加 工 方 法孔 加 工 方 法平 面 加 工 方 法機 械 制 造 工 藝 學 加 工 方 法 加 工 性 質(zhì) 加 工 經(jīng) 濟 精 度 (IT) 表 面 粗 糙 度 Ra車 粗 車 13-12 80-10半 精 車 11-10 10-2.5精 車 8-7 5-1.25金 剛 石 車 6-5 1.25-0.02外 磨 粗 磨 9-8 10-1.25半 精 磨 8-7 2.5-0.63精 磨 7-6 1.25-0.16研 磨 粗 研 6-5 0.63-0.16精 研 5 0.32-0.04 超 精 加 工 精 5 0.32-0.08精 密 5 0.16-0.01 外 圓 柱 面 加 工 的 方 法機 械 制 造 工 藝 學 孔 的 加 工 方 法加 工 方 法 加 工 性 質(zhì) 加 工 經(jīng) 濟 精 度 (IT) 表 面 粗 糙 度 Ra鉆 實 心 材 料 12-11 20-2.5擴 粗 擴 12 20-10經(jīng) 擴 10 10-2.5鉸 半 精 鉸 11-10 10-5精 鉸 9-8 5-1.25細 鉸 7-6 1.25-0.32拉 粗 拉 10-9 5-2.5精 拉 9-7 2.5-0.63 鏜 粗 鏜 12 20-10半 精 鏜 11 10-5精 鏜 10-8 5-1.25細 鏜 7-6 1.25-0.32 機 械 制 造 工 藝 學 加 工 方 法 加 工 性 質(zhì) 加 工 經(jīng) 濟 精 度 (IT) 表 面 粗 糙 度 Ra銑 粗 銑 12-11 20-5精 銑 10-9 5-0.63刨 粗 刨 12-11 20-10精 刨 10-9 10-2.5平 磨 半 精 磨 8-7 2.5-1.25精 磨 7 0.63-0.16精 密 磨 6 0.16-0.016研 磨 粗 研 7-6 0.63-0.32精 研 5 0.32-0.08平 面 加 工 方 法機 械 制 造 工 藝 學 （ 二 ） 選 擇 加 工 方 法 應 考 慮 的 主 要 因素 （ 2） 工 件 材 料 的 性 質(zhì)（ 3） 工 件 的 結 構 形 狀 和 尺 寸（ 4） 生 產(chǎn) 類 型 （ 生 產(chǎn) 率 和 經(jīng) 濟 性 ）（ 1） 根 據(jù) 精 度 和 粗 糙 度 要 求 ， 選 擇 經(jīng) 濟 精 度 的 加 工 方 法（ 5） 現(xiàn) 有 生 產(chǎn) 條 件機 械 制 造 工 藝 學 典 型 表 面 的 加 工 路 線（ 1） 外 圓 表 面 的 加 工 路 線 粗 車 半 精 車 精 車 ： 常 用 材 料 （ 淬 火 鋼 除 外 ） ， 中 等 要 求 的 表 面 ； 粗 車 半 精 車 精 車 金 剛 石 車 ： 有 色 金 屬 ， 要 求 較 高 的 表 面 ； 粗 車 半 精 車 粗 磨 精 磨 ： 需 要 淬 硬 的 材 料 ， 要 求 較 高 的 表 面 ； 粗 車 半 精 車 粗 磨 光 整 加 工 或 （ 超 ） 精 密 加 工 ： 黑 色 金 屬 材 料 ， 表 面 精 度 、 粗 糙 度 要 求 質(zhì) 量 高 的 表 面 。 機 械 制 造 工 藝 學 外 圓 表 面 加 工 路 線 如 下 圖 所 示 ： 機 械 制 造 工 藝 學 （ 2） 孔 加 工 路 線 鉆 孔 擴 孔 鉸 精 鉸 ： 主 要 用 于 中 、 小 直 徑 （ d 50mm） 的 精 密 孔 。 鉆 或 擴 （ 粗 鏜 ） 粗 拉 精 拉 ： 用 于 大 量 生 產(chǎn) 中 尺 寸 中 等 的 孔 、 花 鍵 孔 等 。 鉆 或 粗 鏜 半 精 鏜 精 鏜 浮 動 鏜 金 剛 鏜 ： 廣 泛 用 于 箱 體 零 件 的 孔 系 加 工 、 有 色 金 屬 零 件 的 精 密 孔 的 加 工 。 鉆 或 粗 鏜 半 精 鏜 粗 磨 精 磨 珩 磨 或 研 磨 ： 主 要 用 于 淬 硬 零 件 或 要 求 高 的 零 件 。機 械 制 造 工 藝 學 孔 加 工 常 用 加 工 路 線 如 下 圖 所 示 機 械 制 造 工 藝 學 （ 3） 平 面 加 工 路 線 平 面 加 工 方 法 主 要 是 銑 削 、 刨 削 和 磨 削 。 粗 銑 半 精 銑 精 銑 高 速 銑 ： 用 于 精 度 和 粗 糙 度 要 求 高 的 平 面 加 工 ， 生 產(chǎn) 率 高 。 粗 刨 半 精 刨 精 刨 刮 或 研 磨 ： 多 用 于 單 件 、 小 批 生 產(chǎn) ， 生 產(chǎn) 率 低 。 粗 銑 （ 刨 ） 半 精 銑 （ 刨 ） 粗 磨 精 密 磨 、 導 軌 磨 、 研磨 、 砂 帶 磨 ： 主 要 用 于 淬 硬 零 件 和 精 度 要 求 高 、 表 面 粗 糙 度 值 要 求 小 的 平 面 加 工 。 粗 拉 精 拉 ： 用 于 大 量 生 產(chǎn) 。機 械 制 造 工 藝 學 平 面 加 工 路 線 如 下 圖 所 示 ：機 械 制 造 工 藝 學 加 工 方 法 選 擇 的 順 序 是 ：先 主 要 表 面 ， 后 次 要 表 面 ；先 考 慮 最 終 加 工 ， 后 推 至 前 面 加 工 方 法 ，即 ： 先 主 后 次 ， 先 終 后 前 ， 綜 合 考 慮 。機 械 制 造 工 藝 學 某 軸 材 料 45鋼 ， 軸 頸 尺 寸 精 度 IT6、 Ra0.32， 表 面 淬 火 ，試 確 定 其 加 工 路 線 ？粗 車 半 精 車 粗 磨 精 磨機 械 制 造 工 藝 學 二 、 加 工 順 序 的 確 定 （ 一 ） 機 械 加 工 工 序 安 排 的 原 則1、 劃 分 加 工 階 段加 工 階 段 粗 加 工 階 段半 精 加 工 階 段精 加 工 階 段光 整 超 精 加 工 高 效 率 地 去 除 各 加 工 表 面 上 的 大 部 分 余量 ， 獲 得 高 的 生 產(chǎn) 率 。消 除 主 要 表 面 上 經(jīng) 粗 加 工 后 留 下 的 加 工誤 差 ， 保 證 精 加 工 余 量 ， 完 成 次 要 表 面的 加 工 （ 鉆 孔 、 攻 螺 紋 、 銑 鍵 槽 等 ） 。全 面 保 證 加 工 質(zhì) 量 ， 使 主 要 表 面 達 到圖 紙 要 求 。進 一 步 提 高 尺 寸 精 度 ， 減 小 表 面 粗 糙 度 ， 但 不 能 提 高 形 位 精 度 。 機 械 制 造 工 藝 學 由 于 劃 分 了 加 工 階 段 ， 帶 來 了 有 利 條 件 ：1、 保 證 加 工 質(zhì) 量 。2、 合 理 使 用 設 備 。3、 便 于 安 排 熱 處 理 工 序 。4、 便 于 及 時 發(fā) 現(xiàn) 毛 坯 的 缺 陷 。 工 藝 路 線 劃 分 為 幾 個 加 工 階 段 會 增 加 工 序 數(shù) 目 ， 增 加 加工 成 本 。 在 工 件 剛 度 高 、 工 藝 路 線 不 劃 分 階 段 也 能 夠 保 證加 工 精 度 的 情 況 下 ， 就 不 應 該 劃 分 加 工 階 段 。機 械 制 造 工 藝 學 2、 先 加 工 基 準 面 基 準 先 行3、 先 面 后 孔 先 面 后 孔4、 次 要 表 面 穿 插 在 各 加 工 階 段 進 行機 械 制 造 工 藝 學 （ 二 ） 工 序 的 集 中 與 分 散工 序 分 散 ： 是 將 工 件 的 加 工 分 散 在 較 多 的 工 序 內(nèi) 完 成 。 每 道 工 序 的 加 工 內(nèi) 容 很 少 ， 有 時 甚 至 每 道 工 序 只 有 一 個 工 步 。發(fā) 展 趨 勢 ： 工 序 集 中工 序 集 中 ： 就 是 將 工 件 的 加 工 集 中 在 少 數(shù) 幾 道 工 序 內(nèi) 完 成 。 每 道 工 序 的 加 工 內(nèi) 容 較 多 。 確 定 各 工 序 的 加 工 內(nèi) 容 時 ， 可 有 兩 種 設 計 思 路 ：機 械 制 造 工 藝 學 工 序 集 中 的 特 點 ：1、 一 次 安 裝 完 成 多 個 表 面 的 加 工 ， 保 證 位 置 精 度 ， 縮 短生 產(chǎn) 周 期 。2、 采 用 專 用 設 備 及 工 藝 裝 備 ， 提 高 生 產(chǎn) 率 。3、 減 少 機 床 和 操 作 工 人 ， 簡 化 計 劃 和 生 產(chǎn) 組 織 。4、 投 資 較 大 ， 調(diào) 整 和 維 修 復 雜 ， 生 產(chǎn) 準 備 工 作 量 大 ， 產(chǎn)品 轉 換 費 時 。機 械 制 造 工 藝 學 工 序 分 散 的 特 點 ：1、 機 床 和 工 藝 裝 備 簡 單 ， 調(diào) 整 和 維 修 方 便 ， 生 產(chǎn) 準 備 工作 量 少 ， 易 于 產(chǎn) 品 轉 換 。2、 可 采 用 合 理 的 切 削 用 量 ， 減 少 基 本 時 間 。3、 設 備 數(shù) 量 多 ， 操 作 工 人 多 ， 占 用 生 產(chǎn) 面 積 大 。機 械 制 造 工 藝 學 （ 三 ） 工 序 順 序 的 安 排1、 機 械 加 工 工 序 的 安 排先 分 開 主 次 表 面 ， 考 慮 時 先 主 后 次按 機 械 加 工 工 序 的 安 排 原則 ， 主 表 面 的 加 工 順 序 是 先 粗 后 精次 要 表 面 的 加 工 穿 插 進 行與 主 表 面 關 系 密 切 的 次 表 面 應 在 主 表 面 精 加 工 后 加 工 。機 械 制 造 工 藝 學 2、 熱 處 理 工 序 的 安 排 預 備 熱 處 理最 終 熱 處 理時 效 處 理 退 火 ： 高 碳 鋼 、 合 金 鋼 等 ，降 低 硬 度 ， 便 于 切 削 ；正 火 ： 低 碳 鋼 ， 提 高 硬 度 ，便 于 切 削 ；調(diào) 質(zhì) ： 淬 火 后 高 溫 回 火 。位 置 ： 粗 加 工 前 后 ；目 的 ： 改 善 切 削 性 能， 消 除 內(nèi) 應 力 。 淬 火 、 滲 碳 、 氮 化 等位 置 ： 半 精 加 工 后 ，精 加 工 前 ；目 的 ： 提 高 強 度 、 硬度 。 自 然 時 效人 工 時 效 位 置 ： 粗 加 工 前 、 后 ，半 精 加 工 后 ， 精 加 工 前目 的 ： 消 除 內(nèi) 應 力 ， 防止 變 形 、 開 裂 。機 械 制 造 工 藝 學 3、 輔 助 工 序 的 安 排 表 面 處 理檢 驗 工 序其 它 工 序 安 排 金 屬 鍍 層非 金 屬 鍍 層氧 化 膜位 置 ： 工 藝 過 程 最 后 ；目 的 ： 美 觀 。 質(zhì) 量 檢 驗特 種 檢 驗 （ 無 損 探 傷 、磁 力 探 傷 、 水 壓 、 超速 試 驗 ）位 置 ： 粗 加 工 及 關 鍵 工 序 后、 送 往 外 車 間 加 工 前 后 、 零件 全 部 加 工 結 束 之 后 ；目 的 ： 質(zhì) 量 控 制 。 去 毛 刺 、 倒 鈍 銳 邊去 磁清 洗涂 防 銹 油目 的 ： 安 全 。機 械 制 造 工 藝 學 機 械 制 造 工 藝 學 先 安 排 這 些 表 面 的 加 工 順 序 ： 粗 車 外 圓 精 車 外 圓 磨 外 圓 退 刀 槽 、 倒 角 、 鍵 槽 等 次 要 表 面 的 加 工 從 加 工 的 方 便 出 發(fā) ，穿 插 其 中 。車 端 面 、 打 中 心 孔 粗 車 外 圓 精 車 外 圓 、 倒 角 、 切 退 刀 槽 銑 鍵 槽 磨 外 圓總 的 加 工 順 序 ：主 要 表 面 為 兩 端 軸 徑 及 裝 傳 動 件 的 35圓 柱 面 。機 械 制 造 工 藝 學 一 、 表 面 加 工 方 法 的 選 擇（ 一 ） 機 械 加 工 順 序 的 安 排 原 則（ 二 ） 工 序 的 集 中 與 分 散小 結 外 圓 、 孔 、 平 面粗 加 工半 精 加 工精 加 工光 整 超 精 加 工（ 三 ） 工 序 順 序 的 安 排 機 械 加 工熱 處 理輔 助 工 序機 械 制 造 工 藝 學二 、 加 工 順 序 的 確 定 加 工 階 段 的 劃 分 第 七 節(jié) 加 工 余 量 的 確 定一 、 加 工 余 量 的 概 念 加 工 余 量 是 指 零 件 加 工 過 程 中 從 加 工 表 面 切 除的 金 屬 層 厚 度 。 分 為 總 加 工 余 量 和 工 序 加 工 余 量 。工 序 尺 寸 是 指 本 工 序 加 工 后 應 達 到 的 尺 寸 。機 械 制 造 工 藝 學 1、 總 加 工 余 量 和 工 序 加 工 余 量（ 1） 總 加 工 余 量 （ 也 稱 毛 坯 余 量 ） 總 加 工 余 量 是 指 各 個 工 序 余 量 的 總 和 ， 即 從 毛 坯 變 為 成品 的 整 個 加 工 過 程 中 ， 某 一 加 工 表 面 上 所 切 除 的 全 部 多 余 的金 屬 層 。（ 2） 工 序 余 量 一 道 工 序 中 從 某 一 表 面 所 切 除 的 金 屬 層 厚 度 稱 為 工 序 余量 。 （ 即 相 鄰 兩 工 序 的 工 序 尺 寸 之 差 ）機 械 制 造 工 藝 學 總 加 工 余 量 與 工 序 余 量 的 關 系 如 下 ： 2、 公 稱 加 工 余 量 、 最 大 與 最 小 加 工 余 量 由 于 工 序 尺 寸 有 公 差 ， 故 實 際 切 除 的 余 量 是 一 個 變 值 ，致 使 加 工 余 量 有 基 本 余 量 （ 公 稱 余 量 ） 、 最 大 加 工 余 量 和 最小 加 工 余 量 之 分 。 難 點機 械 制 造 工 藝 學 對 于 非 對 稱 的 加 工 表 面 ， 如 圖 、 所 示 的 加 工 余 量稱 為 單 邊 余 量 ， 其 工 序 余 量 計 算 式 如 下 ： 對 于 外 表 面 ： b = A B 對 于 內(nèi) 表 面 ： b = B A其 中 b單 邊 加 工 余 量 ； A上 工 序 的 工 序 尺 寸 ； B本 工 序 的 工 序 尺 寸 。 機 械 制 造 工 藝 學 回 轉 體 表 面 的 工 序 尺 寸 以 直 徑 計 算 ， 如 圖 c、 d所 示 回 轉 體表 面 的 加 工 余 量 稱 為 雙 邊 余 量 ， 其 工 序 余 量 計 算 式 為 ：軸 ： b = A B 孔 ： b = B A其 中 b雙 邊 加 工 余 量 ； A上 工 序 的 工 序 尺 寸 ； B本 工 序 的 工 序 尺 寸 。 機 械 制 造 工 藝 學 工 序 余 量 與 工 序 尺 寸 關 系 公 稱 余 量 是 相 鄰 兩 工 序基 本 尺 寸 之 差 。最 小 加 工 余 量 是 前 工 序最 小 工 序 尺 寸 和 本 工 序最 大 工 序 尺 寸 之 差 。最 大 加 工 余 量 是 前 工 序最 大 工 序 尺 寸 和 本 工 序最 小 工 序 尺 寸 之 差 。工 序 加 工 余 量 的 變 動 范圍 等 于 前 工 序 與 本 工 序兩 工 序 尺 寸 公 差 之 和 。T aTb 機 械 制 造 工 藝 學 工 序 尺 寸 的 公 差 一 般 均 按 “ 入 體 方 向 ” 標 注 ， 毛 坯的 尺 寸 按 “ 雙 向 原 則 ” 標 注 。即 對 于 被 包 容 面 （ 軸 ） ,基本 尺 寸 即 最 大 工 序 尺 寸 ；對 于 包 容 面 （ 孔 ） ， 基 本尺 寸 則 是 最 小 工 序 尺 寸 。機 械 制 造 工 藝 學 “ 入 體 方 向 ” 標 注 ， 即 對 于 被 包 容 面 （ 軸 ） ， 基 本 尺 寸 即 最 大 工 序 尺 寸（ 上 偏 差 等 于 零 ） ； 對 于 包 容 面 （ 孔 ） ， 基 本 尺 寸 則 是 最 小 工 序 尺 寸 （ 下偏 差 等 于 零 ） 。 但 毛 坯 尺 寸 的 公 差 一 般 采 用 “ 雙 向 標 注 ” 。 軸 的 工 序 余 量 與 工 序 尺 寸 關 系 孔 的 工 序 余 量 與 工 序 尺 寸 關 系 機 械 制 造 工 藝 學 二 、 影 響 加 工 余 量 的 因 素 前 道 工 序 的 表 面 質(zhì) 量 （ 粗 糙 度 Ra 和 表 面 變 形 層 深 度 Ha）表 面 缺 陷 層 最 小 余 量 不 能 小 于該 部 分 的 厚 度 ； 厚度 值 與 加 工 方 法 有關 。 機 械 制 造 工 藝 學 前 道 工 序 的 尺 寸 公 差 Ta 前 道 工 序 的 形 位 公 差 a軸 線 彎 曲 對 加 工 余 量 的 影 響 本 工 序 的 裝 夾 誤 差 b 機 械 制 造 工 藝 學 本 工 序 加 工 余 量 的 計 算 式 ：對 單 邊 余 量 Zb Ta+（ Ra+ Ha） + a+ b對 雙 邊 余 量 Zb Ta+2（ Ra+ Ha） +2 a+ bZb/2 Ta/2+（ Ra+ Ha） + a+ b機 械 制 造 工 藝 學 三 、 確 定 加 工 余 量 的 方 法基 本 原 則 ： 在 保 證 加 工 質(zhì) 量 的 前 提 下 ， 加 工 余 量 越 小 越 好 。1） 分 析 計 算 法3） 經(jīng) 驗 估 計 法2） 查 表 修 正 法機 械 制 造 工 藝 學 一 、 加 工 余 量 的 概 念二 、 影 響 加 工 余 量 的 因 素小 結三 、 確 定 加 工 余 量 的 方 法 1、 總 加 工 余 量 和 工 序 加 工 余 量2、 公 稱 、 最 大 、 最 小 加 工 余 量1、 分 析 計 算 法2、 查 表 修 正 法3、 經(jīng) 驗 估 算 法機 械 制 造 工 藝 學 本 節(jié) 結 束