汽车制造工艺学第五章 机械加工工艺规程的制定

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1、1,第五章 机械加工工艺规程的制定,本章要点,机械加工工艺规程的概念,工序具体内容的确定,机械加工工艺路线的拟定,2,第五章 机械加工工艺规程的制定,第一节 概 述,一、工艺规程的概念、作用、形式 工艺规程的概念 定义：规定零件制造、机器装配工艺过程和操作方法的工艺文件。分为 零件机械加工工艺规程和产品的装配工艺规程。 工艺规程是在具体的生产条件下，将最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成的技术文件，经审批后用来指导生产的。 工艺规程中包括各个工序的排列顺序、定位基准的确定、加工方法及设备的选择、加工余量的确定、工序尺寸及公差的确定等内容。 工艺规程的作用 是指导工人操作和用

2、于生产组织和管理的主要技术文件。 是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。,3,工艺规程的形式 工艺过程卡以工序为单位，表明零件加工经过的车间（分厂）、工段、所用设备、工艺装备及时间定额等内容工艺文件。主要用于生产管理人员（如表5-1）。 工序卡为每道工序具体操作编制的工艺文件，内容较具体、详细。主要用于操作工人（如表5-2）。 调整卡为某道工序调整机床编制的工艺文件，主要用于调整工人。 检验卡为某道工序检验工件编制的工艺文件，主要用于操作工人。 二、制定工艺规程的基本要求、主要依据和步骤 基本要求：正确、完整、统一，所用术语、符号、计量单位、编号符合相应标准。,第五章 机械加工工艺规程的制定,4

3、,主要依据 产品装配图和零件图（其中零件图是最重要的依据） 产品生产纲领 现有生产条件和资料 国内外同类产品有关工艺资料 基本步骤 分析产品装配图及零件图 毛坯的选用 工艺路线拟定（最关键的步骤） 确定各工序所用设备及工装 确定各工序加工余量、工序尺寸及公差 确定各工序切削用量及时间定额 确定关键工序检验方法 填写工艺文件,第五章 机械加工工艺规程的制定,5,第五章 机械加工工艺规程的制定,范例：以如图所示某型汽车齿轮零件为例，编制其机械加工工艺规程。,6,第五章 机械加工工艺规程的制定,一、审查零件图样的完整性及零件的工艺性 首先从加工工艺角度审查该零件图，该零件视图完整、正确，其结构合 理

4、，表达清楚，其尺寸、公差及技术要求合理、齐全，没有特殊加工要 求，不存在加工困难。,二、毛坯选择 分析：从该零件的使用要求看，该零件为汽车一个传动零件，在使用过程中要承受一定的冲击力和传递较大扭矩，因此，该零件需要具有一定的强度和冲击韧性；从该零件设计材料看，该零件选用的40Cr钢；从该零件结构看，其结构简单，外形尺寸不大。因此，可考虑采用模锻成形，并使毛坯形状与零件尽量接近，制作成台阶形，并且中孔可直接锻出。,7,第五章 机械加工工艺规程的制定,毛坯尺寸的确定 该零件各表面均需加工，可根据各表面的加工精度及表面粗糙度值要求查手册确定各表面的加工总余量，然后将各表面的设计尺寸加或减去加总工余量

5、值而得到各表面毛坯尺寸及其偏差，如表所示。,8,第五章 机械加工工艺规程的制定,画出零件毛坯图,9,第五章 机械加工工艺规程的制定,三、定位基准的选择 粗基准选择90mm毛坯外圆及端面。 精基准分别选择已加工的外圆117h11mm、 90mm和孔68K7mm。 四、零件表面的加工方法选择和工艺路线制定,10,第五章 机械加工工艺规程的制定,五、工序具体内容确定 确定工序尺寸 不同圆柱面的工序尺寸确定。由于该零件各圆柱面多次加工时工序基准重合，因而确定各表面工序尺寸时可以从最后一道工序（即设计尺寸）依次往前推算。如表所示为各不同圆柱表面的工序余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度。,11,第五章 机械

6、加工工艺规程的制定,轴向工序尺寸的确定。由于轴向尺寸基准不重合，需运用尺寸链原理进行 计算。（略）,加工设备与工艺装备的选择 机床选择 工序1、2、3的加工内容主要为粗车和半精车外圆及端面，各工序加工内容不多，零件尺寸不大，精度要求不高，故可选用常用的C620-1型卧式车床。工序4为精镗孔，考虑零件尺寸不大，又是回转体，加工精度要求不高，故选用较精密的C616A型车床。工序5为滚齿，从零件的加工要求及尺寸大小，可选用Y2150-1型滚齿机进行加工。,夹具选择 工序1、2、3、4采用自定心卡盘，工序5采用心轴。,刀具选择 在车床上进行车削加工时，选用硬质合金车刀和镗刀，其中，粗加工时用YT5，半

7、精加工时用YT15，精加工时用YT30。滚齿加工时，采用A级单头滚刀模数为2.25的型A级精度滚刀。,12,第五章 机械加工工艺规程的制定,量具选择 一般选择量具的方法有两种：一种按计量器具的不确定度进行选择； 另一种按计量器具极限误差进行选择。如本零件加工中车削加工时选用 分度值为0.02mm的游标卡尺，镗孔加工时分度值为0.01mm、测量范围为 5080mm的内径百分表，滚齿加工时选用相关量具进行测量，此处不再 赘述。,切削用量及基本时间的确定,切削用量主要包括背吃刀量、进击量及切削速度三项。切削用量的选择 可以计算得到，也可查询相关机械加工工艺手册得到。同理切削基本时间 也是如此。（略）

8、,六、填写工艺文件 把有关的加工信息填写到工艺文件（工艺过程卡、工序卡）中， 形成工艺文件，如图所示。,13,第五章 机械加工工艺规程的制定,14,第五章 机械加工工艺规程的制定,15,第五章 机械加工工艺规程的制定,16,第五章 机械加工工艺规程的制定,17,第五章 机械加工工艺规程的制定,18,一、定位基准的选择 粗基准的选择 零件上有非加工表面，且该非加工表面与加工表面间有相对位置精度要求，则应该选择这个非加工表面作为粗基准，。,第五章 机械加工工艺规程的制定,第二节 机械加工工艺路线拟定,19,应选择精度要求高的重要表面作为粗基准，这样可以保证以后加工该表面时有足够、均匀的加工余量。,

9、第五章 机械加工工艺规程的制定,20,第五章 机械加工工艺规程的制定,21,零件的表面若全部需要加工，而且毛坯比较精确，则应选择加工余量最少的表面作为粗基准，以保证加工该表面时有足够的余量。,第五章 机械加工工艺规程的制定,ABC，选A为粗基准,22,尽量选择平整、没有冒口、飞边和其他表面缺陷的毛坯表面作为粗基准，以保证定位准确，夹紧可靠。 同一尺寸方向上，粗基准一般只选择使用一次。因为粗基准是毛坯表面，表面粗糙，精度低，重复使用可能使定位误差变得很大。,第五章 机械加工工艺规程的制定,精基准的选择 基准重合原则可避免因基准不重合引起的基准不重合误差。,23,基准统一原则有利于保证各加工表面之

10、间的位置精度，同时可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。,第五章 机械加工工艺规程的制定,互为基准原则可以保证两个有较高位置精度表面的精度要求。,主轴零件精基准选择,24,自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小且均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。,第五章 机械加工工艺规程的制定,浮动镗刀块 1工件 2镗刀块 3镗杆,便于装夹原则,25,二、表面加工方法的选择 选择加工方法时考虑的因素 零件加工表面的精度和表面粗糙度要求； 零件材料的加工性； 工件的形状和尺寸； 生产批量和生产节拍要求； 企业现有加工设备和加工能力。 外圆表面加工路线,第五章 机械加工工艺

11、规程的制定,26,第五章 机械加工工艺规程的制定,27,孔的加工路线,第五章 机械加工工艺规程的制定,28,平面加工路线,第五章 机械加工工艺规程的制定,29,三、加工阶段的划分 加工阶段的主要阶段 粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的材料。 半精加工阶段使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备。 精加工阶段使加工面精度和表面粗糙度达到要求。 光整加工阶段对于精度要求特别高，表面粗糙度值特别小的表面，通过此阶段进一步提高精度，主要是改善表面质量。光整加工主要有四种方法：超精加工、研磨、珩磨及抛光。 划分加工阶段的意义 保证加工质量。 合理使用机床设备。 方便安排热处理及检验等辅助工序。,第

12、五章 机械加工工艺规程的制定,30,四、加工顺序的安排 机械加工工序的安排 先基准后其他先加工基准面，再加工其他表面。 先面后孔当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以此面定位加工孔，可以保证定位准确、稳定，保证平面和孔的位置精度。此外，先将平面加工好，再加工孔，可避免钻头引偏或打刀。 先主后次主要表面往往要经过多次加工，要划分加工阶段。先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面可穿插到在各阶段进行加工。 先粗后精同一加工面要加工多次，应先粗加工、半精加工，再精加工。,第五章 机械加工工艺规程的制定,31,热处理和表面处理工序的安排,预备热处理为改善工件材料切削性能而进

13、行的热处理工序（如退 火、正火、时效处理等 ），应安排在切削加工之前进行。 最终热处理为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工 序（如调质、整体淬火、表面处理等），通常安排在机械加工（粗 加工）后、磨削加工（精加工）前进行。 表面处理为了提高零件表面耐磨性、耐蚀性和装饰而进行的表面 处理工序（如表面淬火、渗氮、渗碳、镀铬、镀锌等）一般安排在精 加工前进行。,第五章 机械加工工艺规程的制定,32,辅助工序的安排 辅助工序包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁和平衡等， 其中检验工序是必不可少的辅助工序。除操作工自检外，一般下列情况 应安排检验工序： 粗加工阶段结束后。 重要工序后。 送往

14、外车间加工后。 全部加工工序结束后。,第五章 机械加工工艺规程的制定,33,五、确定工序集中与分散,工序集中的概念使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而 使总的工序数目减少，工艺路线短。 优点：,有利于保证工件各加工面之间的位置精度； 有利于采用高效机床，节省工件装夹时间，提高劳动生产率； 可减小生产占地面积，并有利于生产管理。,工序分散的概念使每个工序的工步内容相对较少，从而使总 的工序数目较多，工艺路线长。 优点： 每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整机床、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高。,第五章 机械加工工艺规程的制定,34,工序集中与工序分散的应用,五面体加工中心,大

15、量生产中对于精度要求较高、形状复杂的零件，可合理进行分散，以易于保证加工质量，并组成流水线、自动线生产。,多品种、中小批量生产，为便于 产品转换和管理，更多采用数控 机床、加工中心等高效、自动化 机床，多采用工序集中方式。工 序集中将越来越成为生产的主流 方式。,第五章 机械加工工艺规程的制定,35,一、加工余量的确定 加工余量的概念 加工余量加工过程中从 加工表面切去材料层厚度。 工序（工步）余量 某一表面在某一工序（工步） 中所切去的材料层厚度。,第五章 机械加工工艺规程的制定,第三节 工序具体内容的确定,（1）对于被包容表面：,Zi li-1 li,（2）对于包容表面：,Zi li li

16、-1,式中 Zi 本工序余量； li-1 前工序尺寸； li 本工序尺寸。,36,总加工余量零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度。,式中 Z0 总加工余量； Zi 第 i道工序加工余量； n 该表面加工工序数。,（3）最大余量,（被包容尺寸） （包容尺寸）,（4）最小余量,（被包容尺寸） （包容尺寸）,（5）余量公差,式中 Zmax ，Zmin 最大、最小余量； Ta 前工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。,第五章 机械加工工艺规程的制定,单边余量及双边余量,37,计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。一般只用于实验。,查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。,经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小