機械加工工藝設計基礎

1、第三章第三章 機械加工工藝設計基礎機械加工工藝設計基礎第一節(jié)第一節(jié) 機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程一、工藝規(guī)程的作用一、工藝規(guī)程的作用 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。工藝文件稱為工藝規(guī)程。 工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)組織生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的主要工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)組織生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的主要工藝文件，是加工、檢驗驗收、生產(chǎn)調(diào)度與安排的工藝文件，是加工、檢驗驗收、生產(chǎn)調(diào)度與安排的主要依據(jù)。主要依據(jù)。1.1.機械加工工藝規(guī)程的作用機械加工工藝規(guī)程的作用（1 1）指導生產(chǎn)的主要技術文件；）指導生產(chǎn)的主要技術文件；（2 2）生產(chǎn)組織管理和準備

2、工作的技術依據(jù)；）生產(chǎn)組織管理和準備工作的技術依據(jù)；（3 3）新建或擴建工廠或車間的技術依據(jù)）新建或擴建工廠或車間的技術依據(jù) 。2 2工藝規(guī)程制訂時所需的原始資料工藝規(guī)程制訂時所需的原始資料 （1 1）產(chǎn)品裝配圖和零件工作圖。）產(chǎn)品裝配圖和零件工作圖。 （2 2）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領。）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領。 （3 3）產(chǎn)品驗收的質量標準。）產(chǎn)品驗收的質量標準。 （4 4）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料。）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料。 （5 5）國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的有關工藝資料等。）國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的有關工藝資料等。 3 3對工藝規(guī)程的要求對工藝規(guī)程的要求 （1 1）技術上的先進性）技術上的先進性 （2 2）經(jīng)濟上的合理性

3、）經(jīng)濟上的合理性 （3 3）良好的勞動條件）良好的勞動條件 （4 4）格式上的規(guī)范性）格式上的規(guī)范性二、二、 數(shù)控加工工藝文件的格式數(shù)控加工工藝文件的格式 （1 1）機械加工工藝過程卡）機械加工工藝過程卡 （2 2）機械加工工序卡）機械加工工序卡 （3 3）數(shù)控加工工序卡）數(shù)控加工工序卡 （4 4）數(shù)控刀具卡片）數(shù)控刀具卡片 （5 5）數(shù)控加工走刀路線圖）數(shù)控加工走刀路線圖（6 6）數(shù)控加工工件安裝和原點設定卡片）數(shù)控加工工件安裝和原點設定卡片( (簡稱裝夾簡稱裝夾圖和零件設定卡圖和零件設定卡) ) （7 7） 數(shù)控編程任務書數(shù)控編程任務書 三、工藝規(guī)程設計的步驟三、工藝規(guī)程設計的步驟（1 1

4、）分析產(chǎn)品的裝配圖和零件圖）分析產(chǎn)品的裝配圖和零件圖（2 2）選擇和確定毛坯）選擇和確定毛坯（3 3）擬定工藝路線）擬定工藝路線（4 4）詳細擬定工序的具體內(nèi)容）詳細擬定工序的具體內(nèi)容（5 5）進行技術經(jīng)濟分析，選擇最佳方案）進行技術經(jīng)濟分析，選擇最佳方案（6 6）確定工序尺寸）確定工序尺寸（7 7）填寫工藝文件）填寫工藝文件第二節(jié)第二節(jié) 機械加工工藝規(guī)程的制定機械加工工藝規(guī)程的制定一、零件工藝分析一、零件工藝分析 零件的工藝分析，是指對所設計的零件在滿零件的工藝分析，是指對所設計的零件在滿足使用要求的前提下進行加工制造的可行性和經(jīng)足使用要求的前提下進行加工制造的可行性和經(jīng)濟性分析。濟性分析。

5、 包括零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處包括零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工工藝性能分析。理、切削加工工藝性能分析。 在制定機械加工規(guī)程時，主要進行零件的切在制定機械加工規(guī)程時，主要進行零件的切削加工工藝性能分析。削加工工藝性能分析。二、毛坯選擇二、毛坯選擇 機械零件的制造包括機械零件的制造包括毛坯成形和切削加工毛坯成形和切削加工兩個兩個階段。正確選擇毛坯的類型和成形方法對于機械制階段。正確選擇毛坯的類型和成形方法對于機械制造具有重要意義：毛坯成形對后續(xù)切削加工、對零造具有重要意義：毛坯成形對后續(xù)切削加工、對零件乃至產(chǎn)品的質量、使用性能、生產(chǎn)周期和成本等件乃至產(chǎn)品的質量、使用性能

6、、生產(chǎn)周期和成本等都有影響。都有影響。1、毛坯的種類、毛坯的種類機械零件的常用毛坯包括鑄件、鍛件、軋制型材、機械零件的常用毛坯包括鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。擠壓件、沖壓件、焊接件、粉末冶金件和注射成型件。1）鑄件）鑄件 形狀較復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前生形狀較復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前生產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質鑄件可產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是砂型鑄造，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質鑄件可采用特種鑄造，如金屬性鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造等。采用特種鑄造，如金屬性鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造等。2）鍛件）鍛件 鍛件適用于強度要求較

7、高，形狀比較簡單的零件毛坯，鍛件適用于強度要求較高，形狀比較簡單的零件毛坯，鍛造方法有自由鍛和模鍛。鍛造方法有自由鍛和模鍛。 自由鍛的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，適用自由鍛的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯制造。于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯制造。 模鍛加工余量小，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，適用于中小模鍛加工余量小，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，適用于中小型零件毛坯的大批量生產(chǎn)。型零件毛坯的大批量生產(chǎn)。3）型材）型材 型材有熱軋和冷拉兩種。型材有熱軋和冷拉兩種。 熱軋型材的精度較低，適用于一般零件的毛坯。熱軋型材的精度較低，適用于一般零件的毛坯。 冷拉型材

8、的精度較高，適用于對毛坯精度要求冷拉型材的精度較高，適用于對毛坯精度要求較高的中小型零件的毛坯制造，可用于自動機床加較高的中小型零件的毛坯制造，可用于自動機床加工。工。 4）焊接件）焊接件 焊接件是根據(jù)需要用焊接的方法將同類材料或焊接件是根據(jù)需要用焊接的方法將同類材料或不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。不同的材料焊接在一起而成的毛坯件。 焊接件制造簡單，生產(chǎn)周期短，但變形較大，焊接件制造簡單，生產(chǎn)周期短，但變形較大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。焊接方法適用需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。焊接方法適用于大型毛坯、結構復雜的毛坯制造。于大型毛坯、結構復雜的毛坯制造。 5）冷沖壓件）冷沖壓件 適

9、用于形狀復雜的板料零件。適用于形狀復雜的板料零件。低低碳碳鋼鋼中中碳碳鋼鋼高高碳碳鋼鋼灰灰鑄鑄鐵鐵鋁鋁合合金金銅銅合合金金不不銹銹鋼鋼工模工模具具具具鋼鋼鋼鋼塑料塑料橡膠橡膠砂型鑄造砂型鑄造金屬型鑄造金屬型鑄造壓力鑄造壓力鑄造熔模鑄造熔模鑄造鍛造鍛造冷沖壓冷沖壓粉末冶金粉末冶金焊接焊接擠壓型材擠壓型材2.毛坯種類的選擇毛坯種類的選擇 選擇毛坯的基本任務是選定毛坯的制造方法選擇毛坯的基本任務是選定毛坯的制造方法及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工及其制造精度。毛坯的選擇不僅影響毛坯的制造工藝和費用，而且對零件的加工質量、加工方法、生藝和費用，而且對零件的加工質量、加工方法、生產(chǎn)率及生產(chǎn)成

10、本都有很大的影響。因此，選擇毛坯產(chǎn)率及生產(chǎn)成本都有很大的影響。因此，選擇毛坯要從毛坯的制造和機械加工兩方面綜合考慮，以求要從毛坯的制造和機械加工兩方面綜合考慮，以求得最佳的技術經(jīng)濟效果。得最佳的技術經(jīng)濟效果。 1）零件材料及力學性能要求）零件材料及力學性能要求 例如材料為鑄鐵的零件，應選擇鑄造毛坯。例如材料為鑄鐵的零件，應選擇鑄造毛坯。對于重要的鋼制零件，為獲得良好的力學性能，應對于重要的鋼制零件，為獲得良好的力學性能，應選用鍛件毛坯；形狀較簡單及力學性能不太高時，選用鍛件毛坯；形狀較簡單及力學性能不太高時，可用型材毛坯；有色金屬零件常用型材或鑄造毛坯?？捎眯筒拿鳎挥猩饘倭慵Ｓ眯筒幕蜩T造

11、毛坯。 2）零件的結構形狀與大小）零件的結構形狀與大小 軸類零件毛坯，如直徑和臺階相差不大，可軸類零件毛坯，如直徑和臺階相差不大，可用棒料；如各臺階尺寸相差較大，則宜選用鍛件。用棒料；如各臺階尺寸相差較大，則宜選用鍛件。 大型零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；中小大型零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；中小型零件可用模鍛件或特種鑄造件。型零件可用模鍛件或特種鑄造件。 3）生產(chǎn)類型）生產(chǎn)類型 大批大量生產(chǎn)時，應選用毛坯精度和生產(chǎn)率均較大批大量生產(chǎn)時，應選用毛坯精度和生產(chǎn)率均較高的毛坯制造方法，和精密如模鍛、金屬型機器造型鑄高的毛坯制造方法，和精密如模鍛、金屬型機器造型鑄造和精密鑄造。造和精密鑄造。 單件小

12、批生產(chǎn)時，可采用木模手工造型鑄造或自單件小批生產(chǎn)時，可采用木模手工造型鑄造或自由鍛造。由鍛造。 4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件）現(xiàn)有生產(chǎn)條件 選擇毛坯時，必須考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛選擇毛坯時，必須考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯制造的水平和設備情況，外協(xié)的可能性及經(jīng)濟性等。坯制造的水平和設備情況，外協(xié)的可能性及經(jīng)濟性等。 5）充分利用新工藝、新材料）充分利用新工藝、新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應充為節(jié)約材料和能源，提高機械加工生產(chǎn)率，應充分考慮應用新工藝、新技術和新材料。如精鑄、精鍛、分考慮應用新工藝、新技術和新材料。如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓和粉末冶金等在機械中的應用日益廣泛，冷軋、冷擠

13、壓和粉末冶金等在機械中的應用日益廣泛，這些方法可以大大減少機械加工量，節(jié)約材料，大大提這些方法可以大大減少機械加工量，節(jié)約材料，大大提高了經(jīng)濟效益。高了經(jīng)濟效益。 3.典型零件的毛坯選擇典型零件的毛坯選擇 軸桿類零件軸桿類零件1）軸桿類零件）軸桿類零件軸桿類零件是機械產(chǎn)品中支軸桿類零件是機械產(chǎn)品中支承傳動件、承受載荷、傳遞承傳動件、承受載荷、傳遞扭矩和動力的常見典型零件。扭矩和動力的常見典型零件。其結構特征是軸向尺寸遠大其結構特征是軸向尺寸遠大于徑向尺寸。于徑向尺寸。包括各種傳動軸、機床主軸、包括各種傳動軸、機床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖

14、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓等臂、螺栓等 。軸類零件最常用的毛坯是軸類零件最常用的毛坯是型材和鍛件型材和鍛件，對于，對于某些大型的、結構形狀復雜的軸也可用鑄件某些大型的、結構形狀復雜的軸也可用鑄件或焊接結構件?；蚝附咏Y構件。 對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，對于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。 對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和對于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和交變應力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。當生產(chǎn)交變應力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。當生產(chǎn)批量較小時，應采用自由鍛件；當生產(chǎn)批

15、量較大時，批量較小時，應采用自由鍛件；當生產(chǎn)批量較大時，應采用模鍛件。應采用模鍛件。 對于結構形狀復雜的大型軸類零件，其毛坯可采對于結構形狀復雜的大型軸類零件，其毛坯可采用砂型鑄造件、焊接結構件或鑄一焊結構毛坯。用砂型鑄造件、焊接結構件或鑄一焊結構毛坯。圖圖2 減速器傳動軸減速器傳動軸 如圖如圖2所示為減速器傳動軸，工作載荷基本平衡，所示為減速器傳動軸，工作載荷基本平衡，材料材料45鋼，小批量生產(chǎn)。由于該軸工作時不承受沖擊鋼，小批量生產(chǎn)。由于該軸工作時不承受沖擊載荷，工作性質一般，且各階梯軸徑相差不大，因此，載荷，工作性質一般，且各階梯軸徑相差不大，因此，可選用熱軋圓鋼作為毛坯。下料尺寸為可選

16、用熱軋圓鋼作為毛坯。下料尺寸為45220。 減速器傳動軸的加工路線可設計為：減速器傳動軸的加工路線可設計為：熱軋棒料下料粗加工調(diào)質處理精加工磨削。熱軋棒料下料粗加工調(diào)質處理精加工磨削。圖圖3 磨床主軸簡圖磨床主軸簡圖如圖如圖3所示為磨床砂輪主軸，生產(chǎn)批量中等。所示為磨床砂輪主軸，生產(chǎn)批量中等。 砂輪主軸主要用于傳遞動力。該零件精度要求高，砂輪主軸主要用于傳遞動力。該零件精度要求高，工作中將承受彎曲、扭轉、沖擊等載荷，要求具有工作中將承受彎曲、扭轉、沖擊等載荷，要求具有較高的強度；較高的強度； 砂輪主軸與滑動軸承相配合砂輪主軸與滑動軸承相配合,由于主軸轉速高容易由于主軸轉速高容易導致軸頸與軸瓦磨

17、損，故要求軸頸具有較高的硬度導致軸頸與軸瓦磨損，故要求軸頸具有較高的硬度和耐磨性；和耐磨性； 砂輪在裝拆過程中易使外圓錐面拉毛，影響加工精砂輪在裝拆過程中易使外圓錐面拉毛，影響加工精度，所以要求這些部位具有一定的耐磨性。根據(jù)以度，所以要求這些部位具有一定的耐磨性。根據(jù)以上要求，材料選擇為上要求，材料選擇為65Mn，毛坯采用，毛坯采用模鍛件模鍛件。 砂輪主軸的加工路線設計為：砂輪主軸的加工路線設計為：下料鍛造退火粗加工調(diào)質處理精加工下料鍛造退火粗加工調(diào)質處理精加工表面淬火粗磨低溫人工時效精磨。表面淬火粗磨低溫人工時效精磨。 退火的目的是消除鍛造應力及組織不均勻性，降低退火的目的是消除鍛造應力及組

18、織不均勻性，降低硬度，改善加工性。硬度，改善加工性。 調(diào)質處理是為了提高主軸的綜合性能，以滿足心部調(diào)質處理是為了提高主軸的綜合性能，以滿足心部的強度要求，同時在表面淬火時能獲得均勻的硬化層。的強度要求，同時在表面淬火時能獲得均勻的硬化層。 表面淬火是為了使軸頸和外圓錐部分獲得高硬度，表面淬火是為了使軸頸和外圓錐部分獲得高硬度，提高耐磨性。提高耐磨性。 人工時效的作用是進一步穩(wěn)定淬硬層組織和消除磨人工時效的作用是進一步穩(wěn)定淬硬層組織和消除磨削應力，以減少主軸的變形。削應力，以減少主軸的變形。如圖如圖4所示為汽車排氣閥的外所示為汽車排氣閥的外形簡圖。該零件在高溫狀態(tài)下形簡圖。該零件在高溫狀態(tài)下工作

19、，要求材料為工作，要求材料為耐熱鋼耐熱鋼，大，大批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)。在保證滿足零件的使用要求在保證滿足零件的使用要求的前提下，為節(jié)約較貴重的耐的前提下，為節(jié)約較貴重的耐熱鋼，故采用焊接件毛坯。閥熱鋼，故采用焊接件毛坯。閥桿部分采用耐熱鋼，閥帽部分桿部分采用耐熱鋼，閥帽部分采用碳素結構鋼，焊接方法采采用碳素結構鋼，焊接方法采用電阻焊。用電阻焊。 圖圖4 汽車排氣閥示意圖汽車排氣閥示意圖2）盤套類零件的毛坯選擇盤套類零件的毛坯選擇 盤套類零件是指直徑尺寸盤套類零件是指直徑尺寸較大而長度尺寸相對較小的較大而長度尺寸相對較小的回轉體零件（一般長度與直回轉體零件（一般長度與直徑之比小于徑之比小于1）,如

20、圖如圖5所示。所示。 屬于這類零件的有各種齒屬于這類零件的有各種齒輪、帶輪、飛輪、聯(lián)軸節(jié)、輪、帶輪、飛輪、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)、端蓋及螺母、套環(huán)、軸承環(huán)、端蓋及螺母、墊圈等。墊圈等。圖圖5 盤套類零件盤套類零件（1）帶輪的毛坯選擇）帶輪的毛坯選擇 帶輪是通過中間撓性件（各種帶）來傳遞運動和動帶輪是通過中間撓性件（各種帶）來傳遞運動和動力的，一般載荷比較平穩(wěn)。力的，一般載荷比較平穩(wěn)。 對于中小帶輪多采用對于中小帶輪多采用HT150制造，故其毛坯一般采制造，故其毛坯一般采用用砂型鑄造砂型鑄造，生產(chǎn)批量較小時用手工造型；生產(chǎn)批量，生產(chǎn)批量較小時用手工造型；生產(chǎn)批量較大時可采用機器造型；較大時可采用機

21、器造型； 對于結構尺寸很大的帶輪，為減輕重量可采用鋼板對于結構尺寸很大的帶輪，為減輕重量可采用鋼板焊接毛坯。焊接毛坯。 （2）鏈輪的毛坯選擇）鏈輪的毛坯選擇 鏈輪是通過鏈條作為中間撓性件來傳遞動力和運動鏈輪是通過鏈條作為中間撓性件來傳遞動力和運動的，其工作過程中的載荷有一定的沖擊，且鏈齒的磨的，其工作過程中的載荷有一定的沖擊，且鏈齒的磨損較快。損較快。 鏈輪的材料大多使用鋼材，最常用的毛坯為鍛件。鏈輪的材料大多使用鋼材，最常用的毛坯為鍛件。 單件小批生產(chǎn)時，采用自由鍛造；單件小批生產(chǎn)時，采用自由鍛造； 生產(chǎn)批量較大時使用模鍛；對于新產(chǎn)品試制或修配生產(chǎn)批量較大時使用模鍛；對于新產(chǎn)品試制或修配件，

22、亦可使用型材；件，亦可使用型材； 對于齒數(shù)大于對于齒數(shù)大于50的從動鏈輪也可采用強度高于的從動鏈輪也可采用強度高于HT150的鑄鐵，其毛坯可采用砂型鑄造，造型方法視的鑄鐵，其毛坯可采用砂型鑄造，造型方法視生產(chǎn)批量決定。生產(chǎn)批量決定。（3）圓柱齒輪的毛坯選擇）圓柱齒輪的毛坯選擇 齒輪的毛坯選擇取決于齒輪的選材、結構形狀、齒輪的毛坯選擇取決于齒輪的選材、結構形狀、尺寸大小、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。尺寸大小、使用條件及生產(chǎn)批量等因素。 對于鋼制齒輪，如果尺寸較小且性能要求不高，對于鋼制齒輪，如果尺寸較小且性能要求不高，可直接采用熱軋捧料?？芍苯硬捎脽彳埮趿稀?除此之外，一般都采用鍛造毛坯。除此之外

23、，一般都采用鍛造毛坯。 生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的齒輪采用自由鍛造；生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的齒輪采用自由鍛造；生產(chǎn)批量較大的中小尺寸齒輪采用模鍛。生產(chǎn)批量較大的中小尺寸齒輪采用模鍛。 對于直徑比較大，結構比較復雜的不便于鍛造的對于直徑比較大，結構比較復雜的不便于鍛造的齒輪，采用鑄鋼毛坯或焊接組合毛坯。齒輪，采用鑄鋼毛坯或焊接組合毛坯。圖圖6 車床主軸箱中三聯(lián)滑動齒輪簡圖車床主軸箱中三聯(lián)滑動齒輪簡圖 一般來說，機床齒輪載荷不大，運動平穩(wěn)，工一般來說，機床齒輪載荷不大，運動平穩(wěn)，工作條件好，故對齒輪的耐磨性及沖擊韌度要求不作條件好，故對齒輪的耐磨性及沖擊韌度要求不高，高，材料選用中碳鋼，用熱軋圓鋼作

24、為毛坯。材料選用中碳鋼，用熱軋圓鋼作為毛坯。該該齒輪主要用來傳遞動力并改變轉速，通過撥動箱齒輪主要用來傳遞動力并改變轉速，通過撥動箱外手柄使齒輪在外手柄使齒輪在軸上作滑移運動，與軸上作滑移運動，與軸上的軸上的不同齒輪嚙合，以獲得不同的轉速。考慮到整個不同齒輪嚙合，以獲得不同的轉速?？紤]到整個齒輪較厚，采用中碳鋼難以淬透，生產(chǎn)中齒輪較厚，采用中碳鋼難以淬透，生產(chǎn)中也可選也可選用中碳合金鋼如用中碳合金鋼如40Cr，齒面經(jīng)，齒面經(jīng)高頻淬火高頻淬火提高表面提高表面硬度和耐磨性。硬度和耐磨性。其加工工藝路線為：其加工工藝路線為：下料鍛造正火粗加工調(diào)質精加工齒輪下料鍛造正火粗加工調(diào)質精加工齒輪高頻淬火及回

25、火精磨高頻淬火及回火精磨正火處理對鍛造齒輪毛坯是必須的熱處理工序，它正火處理對鍛造齒輪毛坯是必須的熱處理工序，它可消除鍛造壓力，均勻組織，改善切削加工性。對可消除鍛造壓力，均勻組織，改善切削加工性。對于一般齒輪，正火也可作為高頻淬火前的最后熱處于一般齒輪，正火也可作為高頻淬火前的最后熱處理工序。理工序。調(diào)質處理可以使齒輪獲得較高的綜合力學性能，齒調(diào)質處理可以使齒輪獲得較高的綜合力學性能，齒輪可承受較大的彎曲應力和沖擊力，并可減少淬火輪可承受較大的彎曲應力和沖擊力，并可減少淬火變形。變形。高頻淬火及低溫回火提高了齒輪表面硬度和耐磨性，高頻淬火及低溫回火提高了齒輪表面硬度和耐磨性，并且使齒輪表面產(chǎn)

26、生壓應力，提高了抗疲勞破壞的并且使齒輪表面產(chǎn)生壓應力，提高了抗疲勞破壞的能力。低溫回火可消除淬火應力，對防止產(chǎn)生磨削能力。低溫回火可消除淬火應力，對防止產(chǎn)生磨削裂紋和提高抗沖擊能力是有利的。裂紋和提高抗沖擊能力是有利的。圖圖7 解放牌汽車變速齒輪解放牌汽車變速齒輪汽車變速箱中的齒輪主要用來調(diào)節(jié)發(fā)動機曲軸和主軸凸汽車變速箱中的齒輪主要用來調(diào)節(jié)發(fā)動機曲軸和主軸凸輪的轉速比，以改變汽車的運行速度，其工作較為繁重，輪的轉速比，以改變汽車的運行速度，其工作較為繁重，因此在疲勞極限、耐磨性以及抗沖擊等性能方面均比機床因此在疲勞極限、耐磨性以及抗沖擊等性能方面均比機床齒輪要求高，因此變速齒輪的材料大多選用齒

27、輪要求高，因此變速齒輪的材料大多選用合金滲碳鋼合金滲碳鋼。圖圖7為解放牌汽車變速齒輪，采用為解放牌汽車變速齒輪，采用20CrMnTi鋼鋼，經(jīng)滲碳，經(jīng)滲碳淬火處理及低溫回火后表面硬度為淬火處理及低溫回火后表面硬度為5862HRC，心部硬，心部硬度為度為3045HRC，這種鋼具有良好的工藝性能，這對大，這種鋼具有良好的工藝性能，這對大量生產(chǎn)來說極為重要。毛坯生產(chǎn)方法采用量生產(chǎn)來說極為重要。毛坯生產(chǎn)方法采用模鍛模鍛。20CrMnTi鋼經(jīng)鍛造及正火后，切削加工性較好，同時有鋼經(jīng)鍛造及正火后，切削加工性較好，同時有良好的淬透性、過熱傾向小、滲碳速度快及淬火變形小等良好的淬透性、過熱傾向小、滲碳速度快及淬

28、火變形小等熱處理工藝性能。熱處理工藝性能。具體加工工藝路線如下：具體加工工藝路線如下：下料模鍛正火機械粗、半精加工下料模鍛正火機械粗、半精加工(內(nèi)孔及內(nèi)孔及端面留磨量端面留磨量)滲碳滲碳(孔防滲孔防滲)淬火、低溫回火噴淬火、低溫回火噴丸校正花鍵孔珩丸校正花鍵孔珩(或磨或磨)齒齒正火是為了均勻和細化組織，消除鍛造應力，獲正火是為了均勻和細化組織，消除鍛造應力，獲得較好的切削加工性。得較好的切削加工性。滲碳、淬火及低溫回火是為了使齒面具有高硬度滲碳、淬火及低溫回火是為了使齒面具有高硬度及耐磨性，而心部可得到低碳馬氏體組織，有高及耐磨性，而心部可得到低碳馬氏體組織，有高的強度和足夠的韌性。的強度和足

29、夠的韌性。噴丸處理是一種強化手段，可使零件滲碳表層的噴丸處理是一種強化手段，可使零件滲碳表層的壓應力進一步增大，有利于提高疲勞強度，同時壓應力進一步增大，有利于提高疲勞強度，同時也可清除氧化皮。也可清除氧化皮。圖圖8 箱體、機架類零件箱體、機架類零件3）箱體機架類零件）箱體機架類零件 是機器的基礎件，包括機身、齒是機器的基礎件，包括機身、齒輪箱、閥體、泵體、軸承座等。輪箱、閥體、泵體、軸承座等。 由于箱體類零件的結構形狀一般由于箱體類零件的結構形狀一般都比較復雜，且內(nèi)部呈腔形，為滿都比較復雜，且內(nèi)部呈腔形，為滿足減振和耐磨等方面的要求，其材足減振和耐磨等方面的要求，其材料一般都采用料一般都采用

30、鑄鐵鑄鐵。 為達到結構形狀方面的要求，最為達到結構形狀方面的要求，最常見的毛坯是砂型鑄造的鑄件。常見的毛坯是砂型鑄造的鑄件。 在單件小批生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制或在單件小批生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制或結構尺寸很大時，也可采用鋼板焊結構尺寸很大時，也可采用鋼板焊接毛坯接毛坯 。圖圖9 泵體零件圖泵體零件圖 如圖如圖9所示為泵體零件圖，材料為所示為泵體零件圖，材料為HT150，大批生，大批生產(chǎn)。產(chǎn)。 考慮到該零件是泵的支承件，結構比較復雜，材考慮到該零件是泵的支承件，結構比較復雜，材料為灰鑄鐵，而且生產(chǎn)批量大等因素，選擇機器造料為灰鑄鐵，而且生產(chǎn)批量大等因素，選擇機器造型的砂型鑄造方法生產(chǎn)零件毛坯比較適宜。型的砂型

31、鑄造方法生產(chǎn)零件毛坯比較適宜。車床進給箱體，材料車床進給箱體，材料HT200，中批量生產(chǎn)，中批量生產(chǎn)階梯軸，材料階梯軸，材料45鋼，小批生產(chǎn)鋼，小批生產(chǎn)雙聯(lián)齒輪，材料雙聯(lián)齒輪，材料40Cr，大批生產(chǎn)，大批生產(chǎn)三、工藝路線的擬定三、工藝路線的擬定擬定工藝路線時，首先考慮定位基準的選擬定工藝路線時，首先考慮定位基準的選擇，還要考慮加工方法的經(jīng)濟精度和經(jīng)濟表擇，還要考慮加工方法的經(jīng)濟精度和經(jīng)濟表面粗糙度，考慮加工階段劃分，結合工序集面粗糙度，考慮加工階段劃分，結合工序集中和工序分散的特點，合理安排加工順序。中和工序分散的特點，合理安排加工順序。1.表面加工方法的選擇表面加工方法的選擇（1）加工方法的

32、經(jīng)濟精度）加工方法的經(jīng)濟精度（2）選擇表面加工方法的考慮因素）選擇表面加工方法的考慮因素1）工件材料的性質）工件材料的性質2）工件的形狀和尺寸）工件的形狀和尺寸3）生產(chǎn)類型）生產(chǎn)類型4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件）現(xiàn)有生產(chǎn)條件（3）典型加工路線）典型加工路線1）外圓表面的常用加工路線）外圓表面的常用加工路線2）孔的常用加工路線）孔的常用加工路線3）平面的常用加工路線）平面的常用加工路線2.加工階段的劃分加工階段的劃分 粗加工階段粗加工階段 主要任務是盡快從毛坯上去除大部分余量，主要任務是盡快從毛坯上去除大部分余量，關鍵問題是提高生產(chǎn)率。關鍵問題是提高生產(chǎn)率。 半精加工階段半精加工階段 在粗加工階段的基礎上提

33、高零件精度和表在粗加工階段的基礎上提高零件精度和表面質量，并留合適的余量，為精加工作好準備面質量，并留合適的余量，為精加工作好準備工作。工作。 精加工階段精加工階段 從工件表面切除少量余量，達到工件設計從工件表面切除少量余量，達到工件設計要求的加工精度和表面粗糙度。要求的加工精度和表面粗糙度。 光整加工階段光整加工階段 對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，還要安排光整加工階段，主要任務是的表面，還要安排光整加工階段，主要任務是提高尺寸精度和減小表面粗糙度。提高尺寸精度和減小表面粗糙度。 加工階段的劃分原因加工階段的劃分原因（1）保證加工質量）保證加工

34、質量 （2）合理使用設備）合理使用設備（3）便于安排熱處理工序）便于安排熱處理工序（4）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷工藝過程應盡可能劃分階段進行，一般來說工工藝過程應盡可能劃分階段進行，一般來說工件件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應越細精度要求越高、剛性越差，劃分階段應越細。3.工序集中與工序分散工序集中與工序分散（1）工序集中的特點）工序集中的特點 1）可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高。）可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高。 2 ）工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間相互）工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間相互位置精度，還能減少工序間的運輸量。位置精度，還能減少工序間的運輸量

35、。 3 ）工序數(shù)目少，可以減少機床數(shù)量、操作工）工序數(shù)目少，可以減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可以簡化生產(chǎn)。人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可以簡化生產(chǎn)。 4 ）如果采用結構復雜的專用設備及工藝裝備，）如果采用結構復雜的專用設備及工藝裝備，則投資巨大，調(diào)整和維修復雜，生產(chǎn)準備工作量則投資巨大，調(diào)整和維修復雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉換新產(chǎn)品比較費時。大，轉換新產(chǎn)品比較費時。 （2）工序分散的特點）工序分散的特點1）設備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，）設備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，易適應產(chǎn)品更換。易適應產(chǎn)品更換。2）可采用最合理的切削用量，減少基本時間。）可采用最合理的切削用量，減少基本時

36、間。3）設備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。）設備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。在一般情況下，單件小批量生產(chǎn)多采用工序集中，在一般情況下，單件小批量生產(chǎn)多采用工序集中，大批量生產(chǎn)則工序集中和分散二者兼有。實際生大批量生產(chǎn)則工序集中和分散二者兼有。實際生產(chǎn)中采用工序集中或工序分散，需根據(jù)具體情況，產(chǎn)中采用工序集中或工序分散，需根據(jù)具體情況，通過技術經(jīng)濟分析來確定通過技術經(jīng)濟分析來確定3.工序順序的安排工序順序的安排（1）切削加工工序的安排原則）切削加工工序的安排原則1）基準先行：先加工作為精基準的表面）基準先行：先加工作為精基準的表面2）先面后孔：選擇較大平面作為定位基準）先面后孔：選

37、擇較大平面作為定位基準3）先主后次：先加工主要平面）先主后次：先加工主要平面4）先粗后精：劃分粗、精加工階段）先粗后精：劃分粗、精加工階段（2） 熱處理工序的安排熱處理工序的安排 為了使零件具有較好的切削性能而進行的預先為了使零件具有較好的切削性能而進行的預先熱處理工序，如熱處理工序，如時效、正火、退火時效、正火、退火等熱處理工等熱處理工序，應安排序，應安排在粗加工之前在粗加工之前。 對于精度要求較高的零件有時在粗加工之后，對于精度要求較高的零件有時在粗加工之后，甚至甚至半精加工后還安排一次時效處理半精加工后還安排一次時效處理。 為了提高零件的綜合性能而進行的熱處理，如為了提高零件的綜合性能而

38、進行的熱處理，如調(diào)質，應安排在粗加工之后半精加工之前進行調(diào)質，應安排在粗加工之后半精加工之前進行，對于一些沒有特別要求的零件，調(diào)質也常作為對于一些沒有特別要求的零件，調(diào)質也常作為最終熱處理。最終熱處理。 為了得到高硬度、高耐磨性的為了得到高硬度、高耐磨性的表面表面而進行的而進行的滲滲碳、淬火碳、淬火等工序，一般應安排在等工序，一般應安排在半精加工之后，半精加工之后，精加工之前精加工之前。 對于對于整體淬火整體淬火的零件，則應在淬火之前，盡量的零件，則應在淬火之前，盡量將所有用金屬刀具加工的表面都加工完，經(jīng)淬將所有用金屬刀具加工的表面都加工完，經(jīng)淬火后，一般只能進行火后，一般只能進行磨削加工。磨

39、削加工。 為了提高零件硬度、耐磨性、疲勞強度和抗腐為了提高零件硬度、耐磨性、疲勞強度和抗腐蝕性而進行的滲氮處理，由于蝕性而進行的滲氮處理，由于滲氮滲氮層較薄，引層較薄，引起工件的變形極小，故應盡量靠后安排，一般起工件的變形極小，故應盡量靠后安排，一般安排在安排在精加工或光整加工精加工或光整加工之前。之前。（3）輔助工序的安排）輔助工序的安排 輔助工序包括工件的輔助工序包括工件的檢驗，去毛刺，清洗檢驗，去毛刺，清洗和防銹和防銹等，其中檢驗工序是主要的輔助工序，等，其中檢驗工序是主要的輔助工序，它對保證產(chǎn)品質量有極重要的作用，檢驗工序它對保證產(chǎn)品質量有極重要的作用，檢驗工序應安排在：粗加工結束后應

40、安排在：粗加工結束后;重要工序前后重要工序前后;轉移轉移車間前后車間前后;全部加工工序完成后。全部加工工序完成后。一、工件的安裝方式一、工件的安裝方式第三節(jié)第三節(jié) 工件的定位及定位基準選擇工件的定位及定位基準選擇1.直接找正裝夾直接找正裝夾 工件直接安放在機床工作臺或者通用夾具工件直接安放在機床工作臺或者通用夾具(如三如三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、電磁吸盤等標準爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、電磁吸盤等標準附件附件)上，有時不另行找正即夾緊，例如利用三上，有時不另行找正即夾緊，例如利用三爪卡盤或電磁吸盤安裝工件；爪卡盤或電磁吸盤安裝工件； 有時則需要根據(jù)工件上某個表面或劃線找正工有時則需要根據(jù)工件上

41、某個表面或劃線找正工件，再行夾緊，例如在四爪卡盤或在機床工作件，再行夾緊，例如在四爪卡盤或在機床工作臺上安裝工件。臺上安裝工件。 找正費時，定位精度不易保證，生產(chǎn)率較低，找正費時，定位精度不易保證，生產(chǎn)率較低，通通常僅適用于單件小批生產(chǎn)。常僅適用于單件小批生產(chǎn)。2.劃線找正裝夾劃線找正裝夾 先按加工表面的要求在工件上劃出中心線、對先按加工表面的要求在工件上劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加工線，加工時按線找稱線和各待加工表面的加工線，加工時按線找正使工件獲得正確的位置；正使工件獲得正確的位置； 找正精度較低，通常適用于小批量、毛坯精度找正精度較低，通常適用于小批量、毛坯精度較低和大型零件的粗加工。較低和大型零件的粗加工。3.夾具裝夾夾具裝夾 利用通用夾具或者專用夾具裝夾；利用通用夾具或者專用夾具裝夾； 定位精度好，生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)和定位精度好，生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)的關鍵工序中。單件小批生產(chǎn)的關鍵工序中。二、工件的定位二、工件的定位1.工件的自由度工件的自由度 工件定位的實質，就是使工件在夾具中占有某工件定位的實質，就是使工件在夾具中占有某一個正確的加工位置。一個空間處于自由狀態(tài)一個正確的加工位置。一個空間處于自由狀態(tài)的剛體，具有六個自由度。要使工件在夾