《机加工工艺培训》PPT课件.ppt

1,机加工工艺培训,二零一三年八月,2,机加工概述,机械加工工艺过程的基本概念 基准就是确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 基准分为工艺基准和设计基准 工艺基准的概念及其分类 工艺基准零件在加工和装配中所使用的基准。 工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。 工序基准：在工序图上确定加工表面位置的基准 定位基准：在加工时用于工件定位的基准。 测量基准：测量时所使用的基准称为测量基准。 装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准。,3,定位基准分类及其选择原则 定位基准：在加工时用于工件定位的基准。 分为： 粗基准 ：使用未经机械加工的表面作为定位的基准。 精基准：使用经过机械加工的表面作为定位的基准。 粗基准的选择原则 保证相互位置要求原则、余量均匀分配原则、便于工件装夹原则 、粗基准一般不得重复使用原则 。 精基准的选择原则 基准重合原则 、统一基准原则 、互为基准原则 、自为基准原则 、便于装夹原则 。,机加工概述,4,机加工概述,机械加工工序的安排 先基准后其他先加工基准面，再加工其他表面 先面后孔这条原则有两层含义： 当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔。这样可以保证定位准确、稳定。 在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生。 先主后次这条原则也有两层含义： 先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排。,5,机加工概述, 次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。 先粗后精 先粗加工，后精加工。 其他工序的安排 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。 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。,6,机加工概述,工序集中与工序分散 工序集中是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。 工序集中优点： 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。 工序分散是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。 工序分散优点：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。 工序集中与工序分散的应用 传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）。 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，工序集中将越来越成为生产的主流方式,7,机加工概述,加工阶段的划分 粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的金属。 半精加工阶段主要任务是使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备。 精加工阶段使加工面精度和表面粗糙度达到图纸要求。 光整加工阶段对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求。 加工阶段划分的意义 有利于保证零件的加工精度； 有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持； 有利于人员的合理安排； 可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。,8,刀具部分,切削基本概念,待加工表面-工件上有待切除的表面。 已加工表面-工件上经刀具切削后产生的表面。 过渡表面(同义词：加工表面)-工件上由切削刃形成的那部分表面，它将在下一个行程，刀具或工件的下一转里被切除，或者由下一个切削刃切除。,9,刀具部分,切削运动,主切削运动 通常由机床主轴的旋转形成 衡量参数: (主)切削速度Vc 进给运动 维持持续切削的运动 衡量参数: 进给速度Vf 合成运动 由主切削运动和进给运动按矢量方式叠加 衡量参数: 合成切削速度V,10,刀具部分,刀具切削性能的优劣，主要取决于刀具材料、几何形状和结构。而刀具材料是首要的，它对刀具的使用寿命、生产效率、加工质量和加工成本影响极大。 1、硬度 刀具材料的硬度应高于工件材料的硬度 2、耐磨性 表示刀具抵抗磨损的能力 3、耐热性 刀具在高温现保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性 4、强度和韧性 承受切削力、冲击和振动 5、减磨性 刀具材料的减磨性越好，则刀面上的摩擦系数就越小，既可 以减小切削力和降低切削温度，还能抑制刀-屑面处冷焊的 形成,刀具材质要求,11,刀具部分,6、导热性和热膨胀系数 刀具材料的导热系数越大，散热也越好，有利于降低切削区温度而提高刀具使用寿命。线膨胀系数小，可减小刀具的热变形和对尺寸精度的影响 7、工艺性和经济性 为了便于制造，刀具材料应具有良好的可加工性；其次，刀具材料的价格应低廉，便于推广使用,12,刀具部分,一、铣刀 面铣刀 套铣刀 其直径是介于面铣刀和立铣刀之间 其装夹方式与面铣刀类似。 立铣刀 其它类型的铣刀： 三面刃铣刀 螺纹铣刀,常见刀具,13,刀具部分,顺铣 - 逆铣,逆铣时会对工件产生一个压力, 这样可避免振动,合成力 (推力),合成力 (拉力),顺铣,逆铣,进给方向,进给方向,14,刀具部分,只建议用在小直径的切削场合, 因为此时刀具的弯折趋向不可过大 可用于加工表面较硬的材料 (Fz较小) 用于刚性不足的机床 较高的后面磨损 加工表面质量较差,逆 铣,进给方向,15,刀具部分,铣削的故障处理,崩口 每齿进给量过高 机床或夹头的稳固性较差 悬伸量过大,磨损太快 切削速度过高 工件材料太韧 改变工件材料,振动 进给量太低 切削速度过高 轴向切深太大 机床或夹头的稳固性较差 悬伸量过大,断裂 每齿进给量过高 径向或轴向切深太大 过度磨损 (后面),16,刀具部分,二、钻 头,17,刀具部分,钻头柄部的类型,-,圆柱直柄,莫氏锥柄,直柄带扁尾,削平柄,阶梯柄 DIN 6535,18,刀具部分,钻孔深度,提供各种类型的钻头,以用于不同的孔深要求。 这些钻头的槽长均大于所钻孔的深度, 以确保切屑能从孔中排出,短型钻头 2.5 x 直径,标准钻头 4 x 直径,长钻头 6 x 直径,超长钻头 10 x 直径,19,刀具部分,如何得到较好的钻削结果?,以样本上的切削数据作为起始值 然后加以调整以得正确的切屑形式 进给量 mm/转 正常情况下, 增加进给量 = 可得较短切屑 若产生堵屑现象 降低切削速度 (转/分) 保持最佳进给量 (mm/转),20,刀具部分,钻头使用指导,整体硬质合金钻头和高技术的钴高速钢钻头都需要较好的钻夹头, 以确保较低的跳动量 硬质合金钻头的跳动量不应超过 0.04mm 若钻孔深度不大于 5xD, 则ADX, CDX 和其他硬质合金钻头在钻削前都不需要预定心 不包括以下情况: 跳动较大 钻削表面较粗糙 钻削表面有角度 机床不稳固,21,刀具部分,钻头使用指导,在加工层叠材料时: 因长铁屑可能进入二层材料之间, 故要特别小心 在钻进和钻出一层材料时都会产生长切屑 若层间为焊接的, 要注意局部的硬度情况 若钻出表面有角度, 进给量应降低 50% 左右 若有相交的孔, 进给量应降低 50% 左右,22,刀具部分,崩刃 进给量太大 机床/夹头的稳固性较差 钻头悬伸量过长,磨损太快 切削速度太高 材料太坚韧 改变工件材料 产生积屑瘤 乳化液浓度太低 改变切削速度,较差的加工质量/公差 孔过大 - 跳动太大 表面质量差 - 乳化液浓度太低,23,夹具部分,基本概念 机床夹具：在机床上安装的一种装置，作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工中保持这个位置不变。它包括定位元件或装置，刀具导向元件或装置，夹紧元件或装置，连接元件，夹具体及其它元件或装置。 夹具种类：1.通用夹具，2.专用夹具，3.通用可调整夹具和成组夹具，4.组合夹具，5. 随行夹具。 机床夹具的作用： 保证加工质量 提高生产率，降低成本 扩大机床工艺范围 减轻工人劳动强度，保证安全生产。 常用的定位方法和定位元件： 工件以平面定位，定位元件：固定支承， 可调支承，自位支承，辅助支承 工件以圆柱孔定位，定位元件：芯轴，定位销 工件以外圆表面定位与圆柱孔类似，常用定位元件为V型块,24,夹具部分,工件在夹具上的夹紧：夹紧力包括力的大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构首先要解决的问题。 夹紧力方向的选择原则：1. 有利于工件的准确定位；2. 尽量与工件刚度最大的方向一致；3；尽量与切削力，工件重力方向一致。 夹紧力作用点的选择原则： 1.夹紧力的作用点应正对支承元件或者位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件获得的定位不变 2.夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部分，以减小工件的夹紧变形。 3.作用点要尽可能靠近被加工面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。 专用夹具的基本要求： 1.保证加工精度 2.夹具总体方案与生产纲领相适应 3.操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度 4.便于排屑 5.有良好的工艺型,25,夹具部分,工件的定位原理 工件定位自由度规则 把刚体在空间坐标系中某个方向活动的可能性成为一个自由度，即空间中一个自由刚体有个自由度 在三个互相垂直的平面上，按照一定规律分布个定位点就能确定工件唯一确切位置的规则称为工件定位自由度规则。 定位与夹紧的区别 定位是解决工件在夹紧前位置是否正确、是否到位的问题； 夹紧是解决工件在加工过程中，受到切削力等外力的作用下是否稳定地保持在定位位置的问题。,26,夹具部分,定位元件的要求 .要有一定精度，一般要求是工件相应尺寸的； .要有良好的耐磨性，每一次加工工件都至少与定位元件至少接触一次，容易引起磨损； .要有足够的刚性，为了使在夹紧力、切削力等力的作用下不致发生较大变形，从而影响加工精度。 常见定位情况： .完全定位，定位系统正好限制工件个自由度 .部分定位，定位系统限制工件少于个自由度 .欠定位：工件的第一类自由度没有得到全部限制（绝不允许） .过定位：工件一个自由度同时被两个以上的定位元件限制,27,夹具部分,夹紧装置的组成 .动力装置 液压缸等 .中间传力机构 铰链等 改变夹紧力大小、方向，实现自锁 .夹紧元件 压板等 夹紧装置的要求 .保证工件定位 .夹紧力大小适宜，保证位置，减小变形 .结构简单，讲究效率 .自锁,28,量具部分,测量与测量方法分类,测量：以确定被测量值为目的的试验过程（一组操作）称为测量，一项有价值的测量必须包含四个基本条件：测量对象（ 指零件上被测量的参数）、计量单位、测量方法和测量准确度； 测量方法：指测量原理、测量器具和测量条件等因素在满足测量准确度和经济原则下的总和； 测量对象：指零件上的被测参数（被测量） 测量方法：指获得结果的方式； 测量方法的分类： 直接测量：被测量与计量器具本身的标准量（包括外加标准量，如：量块，标准件）直接比较后得到被测量值的测量（包括：相对测量与绝对测量）：,29,量具部分,间接测量：通过测量与被测量有函数关系的其他量，再经过计算而获得的被测量值的测量。（如：弓高弦长测量直径） 接触测量与非接触测量 接触测量：计量器具的测量面直接与被测工件表面接触，并存有测量力的测量； 非接触测量：计量器具的测量面与被测工件不直接接触，因而不存在测力的测量。 单次测量与综合测量 单次测量：对零部件上各个参数分别单独进行测量； 综合测量：对零件上几个相关参数的综合效应进行测量。,30,量具部分,计量器具及其选择,计量器具：量具、计量仪器、计量装置的总称； 量具：以固定形式复现量值的计量器具； 计量仪器：将被测量转换成可直接观察的示值或等效信息 的计量器具； 计量装置：计量器具连同有关的辅助设备所构成的整体或系统（如：三座标；平台、方箱高度尺）,31,量具部分,测量原则,测量原则：在几何量测量中普遍使用并得到公认的一些规律；遵守这些规律的意义在于减少测量误差提高测量准确度。 阿贝原则：长度测量的基本原则，其内容是：为保证长度测量的准确性，应使被测件的尺寸线和量仪中作为标准的刻度基准线重合或排成一条直线。 变形最小原则: (被测零件由于温度、自身重力、测力、装夹力的影响，使零件产生变形，给测量带来误差)：通过平衡温度（时间处理）、合理支承被测件、科学装夹、尽量减少和稳定测力等办法，使被测件变形最小，由变形引起的误差也最小。 基准统一原则： 测量基准、工艺基准和设计基准三者重合统一称为基准统一原则。（测量基准选择的原则是：中间工序的测量基准尽可能选用工艺基准，最后工序的测量尽可能选择设计基准。） 封闭原则：在测量圆分度器的分度误差时，由于圆周封闭的特性，其分度角或内角的标称值总和均应为360 ，故知其角度误差为零，称为封闭原则。,32,量具部分,游标卡尺是最常用的量具之一。它的主体是一个刻有刻度的尺身 称主尺。沿着主尺滑动的尺框上装有游标。游标卡尺它可以直接 测量各种工件的内径、外径、中心距、宽度、长度和深度等。,通用量具使用方法以及保养,游标卡尺的主要结构是由主尺游标尺、外量爪、内量爪刀口形、圆柱形、紧固螺钉、测深尺、微调装量所组成。,33,量具部分,游标卡尺结构型式有四种： 带深度卡尺、不带深度游标卡尺（带微调）、带表卡尺、带电子数显。 游标卡尺的读数值有三种： 0.1mm、0.05mm、0.02mm三种卡尺的尺身刻度是相同的，即每一小格为1mm，每大格为10mm，只是游标与尺身刻线宽度的相对应的关系不同。 0.1mm的卡尺：游标有10格刻线与主尺9格对齐，则游标的每格宽度为 9/10=0.9mm，主尺刻线间距与游标刻线间距之差是1-0.9=0.1mm。0.1mm的卡尺精度较低一般不用。 0.02mm的卡尺:游标有50格刻线与主尺49格对齐,则游标的 每格宽度为49/50=0.98mm。主尺刻线间距与游标刻线间距之差是1-0.98=0.02mm. 0.05mm的卡尺:游标有20格刻线与主尺的第19格对齐，则游标的每格宽度为19/20=0.95mm，主尺刻线间距与游标刻线间距之差是1-0.95=0.05mm,34,量具部分,读数方法：可分三步： 1、先读整数。看游标零线的左边，主尺上与游标零线最近的一条刻线的数值，即整数。 2、再读小数。看游标零线的右边游标第几条刻线与主尺某条刻线对齐。小数部分为n乘以游标读数值。 3、把整数与小数部分相加即为被测尺寸。 被测尺寸=整数部分+小数部分=22+5x0.05 =22.25mm 被测尺寸=整数部分+小数部分=45+4x0.02=45.08mm,35,量具部分,卡尺的正确使用及日常保养 1、量具是否有计量部门的确认标识，量具是否在有效期内。 2、检查量具的各部分相互作用是否灵活。 3、测量前，需用软净布将内外量爪的工作面擦干净，然后轻轻将内量爪的工作面贴合并观察游标零刻线是否与刻线对齐，对齐后才可以使用。 4、当内量爪为圆柱形测量面时，在测量内尺寸时应把读数值加上量爪厚度作为测量结果。 5、测量完毕应将量具擦干净放在量具盒中，存放的地点需注意防潮、防磁。,注意事项： 读数时，应使视线垂直于卡尺的刻度线，且不要在光线不好的地方进行测 量。测量内孔直径时，应使量爪的测量线通过孔心，取其最大值。测内槽 时应使测量线垂直槽壁，取其最小值。用带深度卡尺测孔深和高度时，深 度尺需垂直不能倾斜，测力要适当，力过大过小均会增大测量误差。,36,量具部分,千分尺：（测微螺旋量具）千分尺按用途和结构可分： 外径千分尺、内径千分尺，内测千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺、 杠杆千分尺、螺纹千分尺、公法线千分尺等。 外径千分尺主要结构：由尺架、固定测砧、测微螺杆、螺纹轴套、固定 套管、活动套管（微分筒）、调节螺母、弹性套、测力装置、锁紧手柄 （锁紧装置）、隔热板（隔热装置）。,37,量具部分,外径千分尺读数原理： 利用螺旋传动原理，将角位移转变成直线位移来进行长度测量的，微分筒上面刻有50条等分线，当旋转1圈时，由于测微螺杆的螺距为0.5mm，因此它轴向移动0.5mm,当微分筒转过一格时，测微螺杆轴向移动距离为0.5/50=0.01mm，因此微分筒上每格距离为0.01mm。它的精度比游标卡尺高。读数时，从活动套管的边缘向左看固定套管上距活动套管边缘最近的刻线。从固定套管中线以上读出整数。从中线以下读出0.5mm的小数。再从活动套管上找到与固定套管中线对齐的圆锥面刻线。将此刻线的序号乘以0.01，就是小于0.5mm的小数部分的读数。最后把以上几部分相加即可。,38,量具部分,外径千分尺正确使用及日常保养： 1、量具是否有确认标识，是否在有效期内。 2、检查各部分相互作用。 3、0-25mm千分尺使用前应将测砧与测微螺杆的工作面擦干净，然后轻轻的旋转测力装置，使其两工作面贴合并观察固定套管上零线是否与微分筒的零线对齐，25mm 以上用校对棒校零。（用校对棒校零应加上校对棒的修正量）即：校对棒的修正量为+0.008，如果测量工件为19.02，则实际尺寸为19.02-0.008=19.012。 4、测量时测微螺杆轴线与被测工件不要倾斜转动微分筒，当测量面将与工作表面接触时应改为转动测力装置，当发出咔咔声后方可读数，最好在工件上读出。如必须取下应用锁紧装置在轻轻滑出千分尺。 5、测量时把工件的被测表面擦干净，以免脏物影响测量精度。 6、测量中注意温度的影响。 7、不允许测量带有研磨剂的表面，粗糙表面和带毛刺的边缘表面。更不允许测量运动着的工件。 8、不要把千分尺放在机床的滑动部分，以免疏忽而受到不应有的损伤。 9、千分尺要保持清洁，保存在干燥的地方。,39,量具部分,表类量具： 百分表、内径百分表、杠杆百分表、千分表。 钟面式百分表简称百分表，它具有传动比大，结构简单， 使用方便等。,40,量具部分,百分表外形： 、表体 、表圈 、表盘 、转数指示盘 、转数指针 、指针 、套筒 、测量杆 、测量头 、挡帽 、耳环,百分表的分度值为0.01mm。测量范围一般为03mm，05mm，010mm。按 制造精度可分为0级和1级。,41,量具部分,百分表的刻线原理： 测量杆移动1mm，通过齿轮系传动，使指针沿大刻度量转过一周，刻度量沿圆周有100个刻度，当指针转过1格刻度时，表示所测量的尺寸变化1mm/100=0.01mm，所以百分表的刻度值为0.01mm。,百分表的特点 优点：体积小，结构紧凑，读数方便，测量范围大，用途广。 缺点：齿轮传动的磨损和传动间隙会产生测量误差，影响测量精度。,42,量具部分,百分表的使用方法： 1、测量前，先要检查表面玻璃是否破裂或脱落，测量头、测量杆、套筒等是否有磁份或锈蚀。表盘和指针有无松动现象。检查指针的稳定性。 2、查看量具检定合格证是否在有效期内。多次拔动测量头，指针应能回到原位。使用前将百分表装夹在表架或专用支架上，夹紧力要适当，不宜过大或过小，为了检验一下百分表装夹的可靠性，可把测量杆提起1至2mm，轻轻放下，反复二三次，如对零位置无变化，则表示装夹可靠方可使用。 3、测量时，应使测量杆垂直零件表面。测量圆柱时，测量杆的中心线还要通过零件的中心，测量头与被测表面接触时，测量杆应预先压缩0.31mm，以保持一定的初始测力，以免负偏差测不出来 。测量时，应轻轻提起测量杆，再把被测工件移到测量头下面，应慢慢使测量头与被测件相接触，不允许把工件强迫推入到测量头的下面。,43,量具部分,量规种类：螺纹量规 、通止规、位置量规,44,量具部分,量规使用方法：检验时以通端能顺利通过被测孔、轴，止端不能 通过为合格； 验收量规；应采用磨损较多的通规（极限范围内），没有磨损或 磨损较少的止规。 使用注意事项： 尽可能使量规与被测件温度一致； 量规的手持部位最好加隔热垫或戴手套； 使用时不准用力过大，塞规的推进力应小而稳定，卡规可以其自身 的重力作为测力； 定期校对或检定，妥善保管,45,金属加工液部分,金属加工液：各类在金属切削包括磨削加工中为机加工提供冷却、润滑、防锈及清洁冲洗作用的液体的总称。 金属加工液的主要功能： 润滑：1、减少刀具磨损，延长刀具寿命 2、减少机床刀具动力消耗 3、提高工件表面光洁度 冷却：1、减少刀具和加工屑之间的摩擦热 2、散热 清洗：将加工产生的碎屑冲走 防锈（临时）： 、避免由空气潮湿其它气体引起的氧化 、防止其它外界物质媒体的攻击，避免不相似金属的接触区域(如钢或铸铁对铝),46,金属加工液部分,浓度,冷却,润滑,润滑性随浓度提高而提高,冷却性随浓度提高而下降,47,金属加工液部分,金属加工液的类型 油性纯油 、不溶于水 、润滑性最大 、可用硅藻土过滤 水溶性切削液（乳化液、半合成乳化液、全合成溶液） 一般工作液中含以上的水，水质对水溶性切削液非常重要，水质不好 可能导致： 、工件、机床的生锈 、切削液不稳定 、皂化 、细菌滋生,48,金属加工液部分,使用前需要遵循的步骤 配槽前，检查确认机床和水箱是否清洁,加入0.5%机床 清洗剂和 适量杀菌剂,排净,循环时,人工清洗,加入 . 的切削液 漂洗,循环分钟,排净,配置要求 浓度的切削液,49,金属加工液部分,使用中需要控制的内容 日常添加，保持正常的液位 日常浓度、值控制 常规清洁，较少污染 用切削液冲洗加工区 过滤系统定期维护定期除油 定期循环切削液,50,金属加工液部分,切削液使用过程中常见的问题 泡沫 异味 皮肤过敏（PH值、浓度、杀菌剂、肮脏的切削液等） 污油过多 细菌、真菌 油雾及烟雾 工件、机床腐蚀 刀具寿命短、工件粗糙度差 切削液使用不稳定，使用寿命短,51,金属加工液部分,常见问题解决办法 使用优质稳定的产品 将浓缩液在水中恰当的混合 每天将液槽加满 控制浓度 控制污油 坚持每天开机循环至少2小时 坚持机器清洁规程,52,金