确定加工方案的步骤与方法

2.5.1.1　任务描述

根据图2-1所示传动轴零件的加工要求，合理确定各表面的加工方案。

2.5.1.2　学习目标

1.知识目标

（1）掌握常见表面的加工方法及加工方案；

（2）掌握确定加工方案的方法。

2.能力目标

能根据零件加工要求合理确定表面加工方案。

3.素养素质目标

（1）培养辩证分析能力；

（2）培养灵活应变能力。

2.5.1.3　重难点

1.重点

常见表面的加工方案。

2.难点

确定表面加工方案的方法。

2.5.1.4　相关知识链接

确定加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后再确定从毛坯表面到最终成形表面的加工路线，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，故在具体选择时还应考虑工件的结构形状和尺寸、工件材料的性质、生产类型、生产率和经济性和生产条件等。

1.根据加工经济精度和表面粗糙度确定加工方案

任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同，也就是说所有的加工方法能够获得的加工精度和表面粗糙度均有一个较大的范围。例如，选择较低的切削用量，精细地操作，就能达到较高的精度，但是，这样会降低生产率，增加成本。反之，如增大切削用量、提高生产率，成本能够降低，但精度也降低了。所以在确定加工方法时，应根据工件每个加工表面的技术要求来选择与经济精度相适应的加工方案，而这一经济精度指的是在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能达到的加工精度，相应的表面粗糙度称为经济表面粗糙度。由统计资料表明，各种加工方法的加工误差和加工成本之间的关系呈负指数函数曲线形状，如图2-18所示。图2-18中横坐标是加工误差Δ，纵坐标是成本Q。在A点左侧，精度不易提高，且有一极限值（Δ极）；在B点右侧，成本不易降低，也有一极限值（Q极）。曲线AB的精度区间属经济精度范围。

图2-18　加工误差（或加工精度）和成本的关系

表2-3～表2-5分别摘录了平面、外圆、孔的加工方法、加工方案及其经济精度和经济表面粗糙度，供选用时参考。

表2-3　平面加工方案

表2-4　外圆柱面加工方案

续表

表2-5　孔加工方案

根据经济精度和经济表面粗糙度的要求，采用相应的加工方法和加工方案，以提高生产率，取得较好的经济性。例如，加工除淬火钢以外的各种金属材料的外圆柱表面，当精度为IT11～IT13、表面粗糙度值为Ra12.5～50 μm时，采用粗车的方法即可；当精度为IT7～IT8、表面粗糙度值为Ra0.8～1.6 μm时，可采用粗车—半精车—精车的加工方案，此时，如采用磨削加工方法，由于其加工成本太高，一般来说是不经济的。反之，在加工精度为IT6级的外圆柱表面时，需在车削的基础上进行磨削，如不用磨削，只采用车削，由于需仔细刃磨刀具、精细调整机床、采用较小的进给量等，加工时间较长，也是不经济的。

2.根据工件的结构形状和尺寸确定加工方案

工件的形状和尺寸影响加工方法的选择。如小孔一般采用钻、扩、铰的方法；大孔常采用镗削的加工方法；箱体上的孔一般难以拉削或磨削而采用镗削或铰削；对于非圆的通孔，应优先考虑用拉削或批量较小时用插削加工；对于难磨削的小孔，则可采用研磨加工。

3.根据工件材料的性质确定加工方案

经淬火后的表面，一般应采用磨削加工；材料未淬硬的精密零件的配合表面，可采用刮研加工；对硬度低而韧性较大的金属，如铜、铝、镁铝合金等非铁合金，为避免磨削时砂轮的嵌塞，一般不采用磨削加工，而采用高速精车、精镗和精铣等加工方法。

4.根据生产类型确定加工方案

所选用的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，平面和孔可采用拉削加工，单件小批生产则应选择设备和工艺装备易于调整、准备工作量小、工人便于操作的加工方法。例如，平面采用刨削、铣削，孔采用钻、扩、铰或镗的加工方法。又如，为保证质量可靠、稳定及有高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精磨加工精密零件，也常常降级使用一些高精度的加工方法加工一些精度要求并不太高的表面。

5.根据生产率和经济性确定加工方案

对于较大的平面，铣削加工生产率较高，窄长的工件宜用刨削加工；对于大量生产的低精度孔系，宜采用多轴钻；对批量较大的曲面加工，可采用机械靠模加工、数控加工和特种加工等加工方法。(www.xing528.com)

6.根据生产条件确定加工方案

选择加工方法，不能脱离实际，应充分利用现有设备和工艺手段，发挥技术人员的创造性，挖掘企业潜力，重视新技术、新工艺的推广应用，不断提高工艺水平。

2.5.1.5　任务实施

2.5.1.5.1　学生分组

学生分组表2-12

续表

2.5.1.5.2　完成任务工单

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　25152-1　

引导问题：

（1）选择表面加工方案时要考虑哪些因素？举例说明。

（2）根据加工要求，确定图2-1所示传动轴零件各个表面的加工方案。

（3）各种表面的常用加工方案。

2.5.1.5.3　合作探究

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　25153-1　

引导问题：

（1）小组讨论，教师参与，确定任务工作单25152-1的最优答案，并检讨自己存在的不足。

（2）每组推荐一个小组长，进行汇报。根据汇报情况，再次检讨自己的不足。

2.5.1.6　评价反馈

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　2516-1　

自我检测表

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　2516-2　

小组内互评验收表

任务工作单

被评组号：______________　检索号：　2516-3　

小组间互评表

二维码2-33

任务工作单

组号：_______　姓名：_______　学号：_______　检索号：　2516-4　

任务完成情况评价表

二维码2-34