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工序先后顺序。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。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法,只总结出一些综合性原则,在具体运用这些原则时,要根据具体条件综合分析。拟定工艺路线的基本过程见图4-28所示。
表面加工方法的选择,就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时,一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法,然后再确定精加工前准备工序的加工方法,即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种,在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外,还应考虑下列因素:
(1) 工件材料的性质
例如,淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法;有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法,而不应采用磨削。
(2) 工件的结构和尺寸
例如,对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨,而常常采用铰孔和镗孔,直径大于60㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。
(3) 生产类型
选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率
高和质量稳定的加工方法。例如,平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如为保证质量可靠和稳定,保证较高的成品率,在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。
(4) 具体生产条件
应充分利用现有设备和工艺手段,不断引进新技术,对老设备进行技术改造,挖掘企业潜力,提高工艺水平。
表4-1~4-4分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度,供选择加工方法时参考。
表4-1 外圆表面加工方案
序号 | 加 工 方 案 | 经济精度级 | 表面粗糙度Ra值/μm | 适 用 范 围 |
1 | 粗车 | IT11以下 | 50~12.5 | 适用于淬火钢 以外的各种金属 |
2 | 粗车一半精车 | IT8~10 | 6.3~3.2 | |
3 | 粗车一半精车一精车 | IT7~8 | 1.6~0.8 | |
4 | 粗车一半精车一精车一滚压(或抛光) | IT7~8 | 0.2~0.025 | |
5 | 粗车一半精车一磨削 | IT7~8 | 0.8~0.4 | 主要用于淬火钢, 也可用于未淬火钢, 但不宜加工有色金属 |
6 | 粗车一半精车一粗磨一精磨 | IT6~7 | 0.4~0.1 | |
7 | 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工 (或轮式超精磨) | IT5 | 0.1~Rz0.1 | |
8 | 粗车一半精车一精车一金刚石车 | IT6~7 | 0.4~0.025 | 主要用于要求较高的 有色金属加工 |
9 | 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨 | IT5以上 | 0.025~Rz0.05 | 极高精度的外圆加工 |
10 | 粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨 | IT5以上 | 0.1~Rz0.05 |
表4-2 孔加工方案
序号 | 加 工 方 案 | 经济精度级 | 表面粗糙度Ra值/μm | 适 用 范 围 |
1 | 钻 | IT11~12 | 12.5 | 加工未淬火钢及铸铁 的实心毛坯,也可用 于加工有色金属(但 表面粗糙度稍大,孔径 小于15~20㎜) |
2 | 钻—铰 | IT9 | 3.2~1.6 | |
3 | 钻—铰—精铰 | IT7~8 | 1.6~0.8 | |
4 | 钻—扩 | IT10~11 | 12.5~6.3 | 同上,但孔径 大于15~20㎜ |
5 | 钻—扩—铰 | IT8~9 | 3.2~1.6 | |
6 | 钻—扩—粗铰—精铰 | IT7 | 1.6~0.8 | |
7 | 钻—扩—机铰—手铰 | IT6~7 | 0.4~0.1 | |
8 | 钻—扩—拉 | IT7~9 | 1.6~0.1 | 大批大量生产(精度 由拉刀的精度而定) |
9 | 粗镗(或扩孔) | IT11~12 | 12.5~6.3 | 除淬火钢外各种材料, 毛坯有铸出孔或锻出孔 |
10 | 粗镗(粗扩)—半精镗(精扩) | IT8~9 | 3.2~1.6 | |
11 | 粗镗(扩)—半精镗(精扩)—精镗(铰) | IT7~8 | 1.6~0.8 | |
12 | 粗镗(扩)—半精镗(精扩)—精镗 —浮动镗刀精镗 | IT6~7 | 0.8~0.4 | |
13 | 粗镗(扩)—半精镗—磨孔 | IT7~8 | 0. 8~0. 2 | 主要用于淬火钢也可用 于未淬火钢,但不宜用 于有色金属 |
14 | 粗镗(扩)—半精镗—粗磨—精磨 | IT6~7 | 0.2~0.1 | |
15 | 粗镗—半精镗—精镗—金钢镗 | IT6~7 | 0.4~0.05 | 主要用于精度要求 高的有色金属加工 |
16 | 钻—(扩)—粗铰—精铰—珩磨; 钻—(扩)—拉—珩磨;粗镗—半精镗 —精镗—珩磨 | IT6~7 | 0.2~0.025 | 精度要求很高的孔 |
17 | 以研磨代替上述方案中的珩磨 | IT6级以上 |
表4-3 平面加工方案
序号 | 加 工 方 案 | 经济精度级 | 表面粗糙度Ra值/μm | 适 用 范 围 |
1 | 粗车—半精车 | IT9 | 6.3~3.2 | |
2 | 粗车—半精车—精车 | IT7~IT8 | 1.6~0.8 | 端面 |
3 | 粗车—半精车—磨削 | IT8~IT9 | 0.8~0.2 | |
4 | 粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣) | IT8~IT9 | 6.3~1.6 | 一般不淬硬平面 (端铣表面粗糙度较细) |
5 | 粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)—刮研 | IT6~IT7 | 0. 8~0. 1 | 精度要求较高的不 淬硬平面;批量较大 时宜采用宽刃精刨方案 |
6 | 以宽刃刨削代替上述方案刮研 | IT7 | 0.8~0.2 | |
7 | 粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)—磨削 | IT7 | 0.8~0.2 | 精度要求高的淬硬 平面或不淬硬平面 |
8 | 粗刨(或粗铣)—精刨(或精铣)—粗磨 —精磨 | IT6~IT7 | 0.4~0.02 | |
9 | 粗铣—拉 | IT7~IT9 | 0.8~0.2 | 大量生产,较小的平面 (精度视拉刀精度而定) |
10 | 粗铣—精铣—磨削—研磨 | IT6级以上 | 0. 1~Rz0. 05 | 高精度平面 |
表4-4 各种加工方法的经济精度和表面粗糙度(中批生产)
被加工表面 | 加工方法 | 经济精度IT | 表面粗糙度Ra(μm) |
外圆和端面 | 粗 车 半 精 车 精 车 粗 磨 精 磨 研 磨 超精加工 精细车(金刚车) | 11~13 8~11 7~9 8~11 6~8 5 5 5~6 | 50~12.5 6.3~3.2 3.2~1.6 3.2~0.8 0.8~0.2 0.2~0.012 0.2~0.012 0.8~0.05 |
孔 | 钻 孔 铸锻孔的粗扩(镗) 精 扩 粗 铰 精 铰 半 精 镗 精 镗(浮动镗) 精细镗(金刚镗) 粗 磨 精 磨 研 磨 珩 磨 拉 孔 | 11~13 11~13 9~11 8~9 6~7 9~11 7~9 6~7 9~11 7~9 6 6~7 7~9 | 50~6.3 50~12.5 6.3~3.2 6.3~1.6 3.2~0.8 6.3~3.2 3.2~0.8 0.8~0.1 6.3~3.2 1.6~0.4 0.2~0.012 0.4~0.1 1.6~0.8 |
平面 | 粗刨、粗铣 半精刨、半精铣 精刨、精铣 拉 削 粗 磨 精 磨 研 磨 | 11~13 8~11 6~8 7~8 8~11 6~8 5~6 | 50~12.5 6.3~3. 2 3.2~0.8 1.6~0.8 6.3~1.6 0.8~0.2 0.2~0.012 |