机械制造工艺与装备2-9

（3）粗车—半精车—精车—金刚车
有色金属（如铜、铝）材料，不宜采用磨削加工
（4）粗车—半精车—粗磨—精磨—精密加工
在（2）的基础上，进行精密、超精密或光整加工工序。
加工方法
2）孔加工
钻孔 镗孔
铰孔，扩孔 拉孔 磨孔
孔加工路线
孔的基本加工路线
（1）钻—粗拉—精拉
用于大批大量生产盘套类零件的圆孔、单件孔和花键孔加工。
回火：将淬火后的钢加热到一 作用：稳定组织、消除内应力、 定的温度，保温一段时间，然 降低脆性。 后置于空气或水中冷却的一种 热处理的方法
常用热处理方法及作用
调质处理（淬火后再高温回火）： 应用：安排在粗加工后， 其作用：是获得细致均匀的组织 半精加工前。常用于中 ，提高零件的综合机械性能。 碳钢和合金钢 。 应用：一般安排在毛坯制 时效处理：其作用：是消除毛坯制 造出来和粗加工后。常 造和机械加工中产生的内应力 。 用于大而复杂的铸件 。 淬火：将钢加热到一定的温度，保 其作用是：提高零件的硬 温一段时间，然后在冷却介质中迅 度。 一般安排在磨削前 速冷却，以获得高硬度组织的一种 。 热处理工艺 。 渗碳处理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工 之前或之后进行。 镀铬、镀锌、发兰等：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，一般都 安排在工艺过程最后阶段进行。
预备热处理 消除残余 应力处理 最终热处理 表面装饰 性镀层和 发兰处理
一般安排在粗加工前
2、热处理工序
粗加工、半精加工和 精加工之间
一般安排在精加工前 一般都安排在机械 加工完毕后
常用热处理方法及作用
退火：将钢加热到一定的温度 作用：消除内应力，提高强度和 ，保温一段时间，随后由炉中 韧性，降低硬度，改善切削加工 缓慢冷却的一种热处理工序。 性。 应用： 高碳钢采用退火，以降低 硬度； 放在粗加工前，毛坯制造 出来以后。 正火：将钢加热到一定温度， 保温一段时间后从炉中取出， 在空气中冷却的一种热处理工 序。 注：加热到的一定的温 度，其与钢的含C量有关，一 般低于固相线200度左右。 作用：提高钢的强度和硬度，使 工件具有合适的硬度，改善切削 加工性。 应用： 低碳钢采用正火，以提高 硬度。放在粗加工前，毛坯制造 出来以后。
A段：精度高，成本不经济； AB段：比例适当，为经济精度； B段：不能满足加工要求。
2、加工方法选择
应考虑以下因素：
1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求。 2）零件材料的加工性。 3）生产率要求。 4）企业现有加工设备和加工能力。 5）经济性。
获得同一精度和表面粗糙度的加工方法往往不止一 种，选择时要考虑多种因素及要求的实际条件。 各种加工方法所能达到的经济精度与经济粗糙度等 级，在机械加工手册中都能查到。
第二章 机械加工工艺基本知识
第九节 工艺路线的拟定
零件机械加工的工艺路线： 是指零件生产过程中，由毛坯到成品 所经过的有关部门和工序的先后顺序。 在拟定工艺路线时，除了首先考虑定 位基准的选择外，还应当考虑各表面加工 方法的选择，工序集中与分散的程度，加 工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问 题。
3、典型表面的加工路线 1）外圆表面
典型零件：轴类、盘类
加工方法：车削、磨削
技术要求：尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量
外圆表面加工路线
外圆表面基本加工路线
（1）粗车—半精车—精车
一般常用材料采用的最主要的加工路线
（2）粗车—半精车—粗磨—精磨
黑色金属材料，半精车后有淬火要求，精度要求高，后续只 能采用磨削而采用的加工路线
4、精密、超精密或光整加工阶段：进一步提高精度，
降低表面粗糙度。 对于特别精密的零件，安排此阶段。一般不能用于 提高零件的位置精度。
加工阶段划分的意义
1、有利于保证加工质量，恢复和修正变形；
2、便于合理使用设备，充分发挥机床的性能，
延长机床使用寿命。
3、便于安排热处理工序和检验工序，消除内应 力和变形； 4、便于及时发现缺陷及避免损伤已加工面。
3、辅助工序的安排
辅助工序一般包括去毛刺，倒棱、清洗、防锈、 退磁、检验等。检验工序是主要的辅助工序。 检验工序： 1）零件加工完毕后； 2）换车间前后； 3）重要工序或较长的工序前后； 4）加工阶段前后，粗加工后，精加工前。 其他工序的安排 1）去毛刺工序：通常安排在切削加工之后。
2）清洗工序：在零件加工后装配之前，研磨、珩磨 等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去 磁后，应对工件进行认真地清洗。
说明
在拟定零件的工艺路线时，一般应遵循划分加 工阶段这一原则，但具体运用时要灵活处理；
1、对于精化毛坯，加工精度要求低刚性好的不必
划分。
2、刚性较好的重型零件，吊装困难，不必划分；
3、某些定位基面的精加工，在半精加工甚至粗加 工阶段就要完成，不能放在精加工阶段。
三.加工顺序的安排
1、加工工序
先粗后精 先主后次 先面后孔 基准先行
答：先面后孔，基准先行 (1) 应在先加工底面、顶面 之后，加工两端面，因为底 面、端面是定位表面，定位 表面加工之后，再进行镗孔。
(2) 孔加工时，应以底面作基 准，所以底面的精加工应放 到镗孔加工之前。
（2）钻—扩—铰—手铰
应用最广，在各种生产类型中都有应用，多用于中小孔加工。
（3）钻（粗镗）—半精镗—精镗—浮动镗或金刚镗
1）单件小批生产中的箱体孔系加工； 2）位置精度要求很高的孔系加工； 3）各种生产类型中，直径较大的孔，位置精度较低的铸孔、锻孔。 4）有色金属材料，需要由金刚镗来保证尺寸、形状和位置精度以及 表面粗糙度的要求。采用工序分散组织形 式（个别工序亦有相对集中情况）。
多品种、中小批量生
产，为便于转换和管理 多采用工序集中方式。
由于市场需求的多变
性，对生产过程的柔性 要求越来越高，加之加 工中心等先进设备的采 用，工序集中将越来越 成为生产的主流方式。
五面体加工中心（典型工序集中）
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练习
1、在大批量生产条件下，加工一批直径为φ25mm，长度 为58mm 的光轴，其表面粗糙度Ra<0.16μm，材料为45 钢，试安排其加工路线。
答：粗车—半精车—粗磨—精磨—精密磨削。
2、如图所示箱体零件的两种工艺安排如下： (1) 在加工中心上加工：粗、精铣底面；粗、精铣顶面；粗镗、半精镗、精 镗Φ80H7 孔和60H7孔；粗、精铣两端面。 (2) 在流水线上加工：粗刨、半精刨底面，留精刨余量；粗、精铣两端面； 粗镗削、半精镗Φ80H7孔和60H7 孔，留精镗余量；粗刨、半精刨、精刨 顶面；精镗Φ80H7 孔和60H7 孔； 精刨底面。 试分别分析上述两种工艺安排有无 问题，若有问题请提出改进意见。
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四、工序集中工序和分散
1、工序集中
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。 优点： 1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度。 2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间， 减少工件搬运次数。 3）可减小生产面积，并有利于管理。 2、工序分散 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。 优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调 整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高。
（4）钻（粗镗）—半精镗—粗磨—精磨—研磨或珩磨
用于淬硬零件加工或精度要求高的孔加工。
3）平面加工路线
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平面基本加工路线
（1）粗铣—半精铣—精铣—高速铣
平面加工中用得最多。视被加工面的精度和表面粗糙度要求，可以只 安排粗铣，或粗铣、半精铣。
（2）粗刨—半精刨—精刨—宽刀精刨或刮研
用于单件小批生产，窄长面加工。
（3）粗铣—半精铣—粗磨—精磨—研磨、导轨磨、砂带磨或抛光
如果被加工面有淬火要求，可在半精铣后安排淬火。
（4）粗拉—精拉
用于有沟槽或台阶面的零件，生产率高。
（5）粗车—半精车—精车—金刚石车
用于有色金属零件的平面加工。
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二、加工阶段的划分 1、粗加工阶段：以高生产率去除加工面多余的金属。 2、半精加工阶段：减小粗加工中留下的误差，为精 加工做好准备。 3、精加工阶段：确保尺寸、形状和位置精度、表面 粗糙度。
一、表面加工方法的选择 表面加工方法的选择，一般先根据零件表面的 加工精度和表面粗糙度要求，选择一套合理的加工 方法。 1.经济精度与经济粗糙度 是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设 备、工装、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和表面粗糙度。
某种加工方法的加工经济精度应理解为一个范围。 随着加工精度的提高和表面粗糙度值的减小， 所耗费的时间与成本也会随之增加。