機械加工工藝過程的基礎知識.ppt

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金屬材料成形基礎,主講徐曉峰,第八章機械加工工藝過程的基礎知識,1機械加工工藝過程的基本概念,2工件的安裝和夾具,3工件工藝規(guī)程的制定,4典型零件工藝過程,第八章機械加工工藝過程的基礎知識,1機械加工工藝過程的基本概念,一、生產(chǎn)過程和工藝過程,工藝是指制造產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機械制造過程中，凡是直接改變零件形狀、尺寸、相對位置和性能等，使其成為成品或半成品的過程，稱為機械制造工藝過程。它通常包括零件的制造與機器的裝配兩部分。,1.生產(chǎn)過程,由原材料制成各種零件，并裝配成機器的全過程。,包括：原材料的運輸、保管，生產(chǎn)準備、毛坯制造、機械加工、裝配、檢驗、試車、油漆、包裝等。,2.工藝過程,在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料的（毛坯）的形狀、尺寸、性能，使之變?yōu)槌善返倪^程。,工藝過程具體可分為：,鑄造、壓力加工、焊接、機械加工、熱處理、特種加工、電鍍、涂覆、裝配等工藝過程。,3.機械加工工藝過程的組成,1)工序,一個（一組）工人，在同一工作地點（同一機床），對一個（一組）零件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。,2)安裝,3)工步,工件在一次裝夾中所完成的那部分工藝過程。,加工表面、刀具、進給量、轉速不變的條件下，所連續(xù)完成的那部分工藝過程。,單件、小批量生產(chǎn)：,大批量生產(chǎn)：,二、生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型,1.生產(chǎn)綱領,2.生產(chǎn)類型,生產(chǎn)綱領—產(chǎn)品的年產(chǎn)量。,1)單件生產(chǎn),2)成批生產(chǎn),3)大量生產(chǎn),單個的制造某一種零件，很少重復、甚至不重復生產(chǎn)。,如：大型機械、試制品、修配件等。,成批的制造某一相同的零件，每隔一定時間又重復生產(chǎn)。,,小批生產(chǎn)：,中批生產(chǎn)：,大批生產(chǎn)：,在大多數(shù)工作地點，經(jīng)常重復地進行一種零件某一工序的生產(chǎn)。,生產(chǎn)類型的劃分：,各種生產(chǎn)類型的特征和要求：,2工件的安裝和夾具,定位,夾緊,=安裝,+,一、工件的安裝,1.直接安裝法,工件直接安裝在機床工作臺或通用夾具上。,找正比較費時，定位精度的高低主要取決于所有工具或儀表的精度，以及工人的技術水平。,所以：定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。,2.利用專用夾具安裝法,工件安裝在為其加工專門設計和制造的夾具上中。,所以：定位精度高，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。,二、夾具簡介,夾具是加工工件時，為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置。,所以：定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。,2)專用夾具,為某一特定零件的特定工序專門設計和制造的夾具。,所以：定位精度高，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。,3)其它夾具,可調夾具；組合夾具；隨行夾具等。,1)通用夾具,已標準化的夾具。,如：三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗等。,1.夾具的種類,2.夾具的組成,,1)定位元件及裝置,夾具上用來確定工件正確位置的元件及裝置。,2)夾緊機構及裝置,3)導向及對刀元件,5)其它元件及裝置,4)聯(lián)接元件,6)夾具體,夾具上工件定位后，將其夾緊以承受切削力等作用的機構或裝置。,夾具上用來對刀和引導刀具進入正確加工位置的元件。,分度機構、導向鍵、平衡塊等。,夾具上用來確定夾具和機床正確位置的元件。,是夾具的基準零件。,3工件工藝規(guī)程的制定,為了保證產(chǎn)品質量、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，須根據(jù)具體生產(chǎn)條件擬定合理的工藝過程，用圖表（或文字）的形式寫成文件—工藝規(guī)程。,一、對加工零件進行工藝分析,1.檢查零件的圖紙是否完整正確；,2.審查零件材料的選擇是否恰當；,3.審查零件的結構工藝性；,4.分析零件的技術要求；,二、選擇毛坯,三、確定加工余量,1.確定毛坯的種類；,毛坯—鍛件、鑄件、型材、焊接件等。,2.確定毛坯的形狀；,加工余量：為了得到一個合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬。,毛坯尺寸與零件圖的相應設計尺寸之差—加工總余量,相鄰兩道工序的工序尺寸之差—工序余量,總余量=工序余量之和,余量的大小,,①與生產(chǎn)類型有關,②與生產(chǎn)方法有關,③與零件的形狀和尺寸有關,④與工序有關,加工外圓面：,,粗車：3~5mm,精車：1~1.6mm,磨削,,粗磨：0.3~0.5mm,精磨：0.1mm以下,目的：為了切除上一道工序所留下來的加工誤差和表面缺陷，從而提高工件的加工精度、減小表面粗糙度。,確定加工余量的方法：,1)估算法,2)查表法,3)計算法,僅適用單件、小批量生產(chǎn)。,適用一般的加工生產(chǎn)。應用最廣泛。,適用大批量生產(chǎn)和自動機床及數(shù)控機床加工。,四、定位基準的選擇,1.基準的概念及分類；,1)基準,在產(chǎn)品的設計、制造和裝配過程中，在零件圖、工藝圖和裝配圖上作為依據(jù)的點、線、面。,2)基準的分類,⑴設計基準：,在零件圖上（設計圖樣上）所使用的基準。,⑵工藝基準：,在工藝過程中所依據(jù)的基準。,,定位基準：,裝配基準：,測量基準：,裝配時，用來確定零件、部件在產(chǎn)品中的相對位置所依據(jù)的基準。,在加工過程中，用作工件定位的基準。,測量工件被加工表面尺寸和相互位置所依據(jù)的基準。,,,,,,,2.定位基準的選擇,1)工件的六點定位原理,,,,,,,,,注意：,⑴定位支承點限制工件自由度時，必須使支承點與工件定位基準面始終緊密貼緊。,②一個支承點只限制工件的一個自由度，工件的同一自由度只能有一個支承點限制。,⑶夾緊?定位,2）定位現(xiàn)象分析,①完全定位,工件在夾具中六個自由度都被限制，工件具有唯一確定的位置。,,,,,,,,,,,②不完全定位,工件在夾具中被限制的自由度數(shù)少于六個，仍能保證加工質量。,③欠定位,④過定位,,,只限制：,夾具中用兩個或兩個以上的支承點重復限制工件的某一個自由度。,2）定位基準的選擇,（1）粗基準的選擇,粗基準—沒有經(jīng)過切削加工就被用作定位基準的表面。,,①保證各重要加工表面都有足夠的加工余量,②保證加工表面與非加工表面之間的相互位置精度,⑴選取非加工表面為粗基準；,⑶若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準。,⑵選取與加工表面相互位置精度高的表面為粗基準；,⑸在同一尺寸方向上，粗基準只允許使用一次。,（2）精基準的選擇,精基準—經(jīng)過切削加工才用作定位基準的表面。,⑴“基準”重合原則；,盡可能選用設計基準為定位基準?？梢员苊庥捎诨鶞什恢睾隙鸬亩ㄎ徽`差。,⑷選作粗基準的表面應盡量平整、光潔，不應有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、夾緊可靠。,⑵“基準同一”原則；,⑶“互為基準”原則；,1、2—軸頸3、4—錐孔,⑷選精基準的表面應能保證零件定位準確、夾緊可靠。,五、工藝路線的擬定,1.確定加工方案,加工一個直徑φ25H7表面粗糙度Ra0.8μm的孔。可有四種加工方案：a.鉆孔-擴孔-粗絞-精絞；b.鉆孔-粗鏜-半精鏜-磨削；c.鉆孔-粗鏜-半精鏜-精鏜-精細鏜；d.鉆-粗拉-精拉。應根據(jù)零件加工表面的特點和產(chǎn)量等條件，確定采用其中一種加工方案。,2.加工階段的劃分；,⑴粗加工階段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基準。生產(chǎn)率⑵半精加工階段：減小粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工作好準備，并完成一些次要表面的加工。⑶精加工階段：保證各主要表面達到圖紙規(guī)定的要求。⑷光整加工階段：進一步減小表面粗糙度、提高精度。,劃分加工階段的目的：,⑴保證加工質量；⑵及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷；⑶合理使用設備⑷便于組織生產(chǎn)。,3.加工順序的安排,1)切削加工工序的安排,⑴先粗后精；⑵先基準后其它；⑶先主后次；⑷先面后孔。,2)熱處理工序的安排,⑴預備熱處理：安排在機械加工之前。⑵最終熱處理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。⑶時效熱處理：安排在粗加工之后。,3)檢驗工序的安排,⑴零件從一個車間送往另一個車間的前后；⑵零件粗加工階段結束之后；⑶重要工序加工的前后；⑷零件全部加工結束之后。,六、機床與工藝裝備的選擇,1.機床的選擇,⑴機床的精度應與工序要求的精度相適應；⑵機床的生產(chǎn)率應與該零件生產(chǎn)類型相適應；⑶機床的加工尺寸范圍應與零件的外形尺寸相適應；⑷應符合本廠現(xiàn)有的實際情況。,2.工藝裝備的選擇,⑴夾具的選擇；⑵刀具的選擇；⑶量具的選擇；,七、工藝文件的編制,1.機械加工工藝過程卡片,2.機械加工工序卡片,2.機械加工工藝（綜合）卡片,用于單件、小批生產(chǎn)中。,用于大批大量生產(chǎn)中。,用于成批生產(chǎn)中。,4典型零件工藝過程,一、軸類零件,材料：45,淬火硬度：HRC40~50,1.零件各主要部分的技術要求,1）在的軸段上裝滑動齒輪，并開有鍵槽；,2）和的兩段為軸頸，支承于箱體的軸承孔中；,3）表面粗糙度值Ra均為0.8μm；,4）工件材料為45鋼，淬火硬度為40~50。,2.工藝分析,該零件各的配合表面本身均有一定的精度（相當于IT7）和粗糙度要求。,根據(jù)對各表面的具體要求，可采用如下的加工方案：,粗車——半精車——熱處理——粗磨——精磨,軸上的鍵槽可在立銑床上銑出。,3.基準的選擇,為了保證各配合表面的位置精度，選擇軸線（軸兩端的中心孔）為粗、精基準。,4.工藝過程,單件、小批量生產(chǎn)：,一、套類零件,