第1章_机械加工工艺基础

教学内容 1 数控加工工艺基础 2 数控车削加工工艺编制 3 数控铣削与加工中心加工工艺编制 4 数控加工工艺编制教学探讨 或交流 5 数控加工工艺发展 数控加工工艺的特点 教学目标 1 具有编制中等复杂程度机械零件的加工工艺能力 社会能力 方法能力 2 教学方法 六步法 3 教学手段 多媒体 实验室 1 处理好大工艺与小工艺的关系 2 处理好不同方案 第1章数控加工工艺基础 1 1基本概念1 2机械加工工艺规程的制订 主要内容 教学目标 掌握机械工艺规程的主要内容和编制方法步骤 一 生产过程和工艺过程 一 机械的生产过程机械产品制造时 由原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程称为机械产品的生产过程 二 工艺过程在机械产品的生产过程中 毛坯的制造 机械加工 热处理和装配等 这些与原材料变为成品直接有关的制造过程称为工艺过程 1 1基本概念 由若干个顺序排列的工序组成的 而工序又可分为安装 工位 工步和走刀 基本概念 1 1基本概念 基本概念 在加工表面和加工工具不变的情况下 所连续完成的那一部分工序内容 一次装夹工件后 工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置 在一个工步内 若被加工表面需切去的金属层很厚 就可分几次切削 每切削一次为一次走刀 工步 工位 走刀 1 1基本概念 若生产批量比较小则其加工工艺过程可由六个工序组成 如下表所示 棒料毛坯依次通过这六个工序就变成阶梯轴的产品零件 阶梯轴 1 1基本概念 阶梯轴加工工艺过程 阶梯轴加工工艺过程 若生产批量比较大时 其加工工序如下 加工工艺过程组成实例右图是在一台三工位回转工作台机床上加工轴承盖螺钉孔的示意图 操作者在上下料工位 处装上工件 当该工件依次通过钻孔工位 扩孔工位 后 即可在一次装夹后把四个阶梯孔在两个位置加工完毕 这样 既减少了装夹次数 又因各工位的加工与装卸是同时进行的 节约安装时间提高效率 1 1基本概念 二 生产纲领与生产类型 一 生产纲领企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领 生产类型是指企业 或车间 工段 班组 工作地 生产专业化程度的分类 1 1基本概念 零件的年生产纲领按下列公式计算 N Qn 1 a 1 b 3 1 式中N 零件的生产纲领 单位为件 年 Q 产品的年产量 单位为台 年 n 每台产品中所含该零件的数量 单位为件 台 a 零件的备品百分率 b 零件的废品百分率 1 生产纲领 产品的年生产纲领就是产品的年生产量 二 生产纲领与生产类型 2 生产类型的划分 根据产品投入生产的连续性 可大致分为三种不同的生产类型 1 单件生产 产品品种不固定 每一品种的产品数量很少 大多数工作地点的加工对象经常改变 例如 重型机械 造船业等一般属于单件生产 2 大量生产 产品品种固定 每种产品数量很大 大多数工作地点的加工的对象固定不变 例如 汽车 轴承制造等一般属于大量生产 在成批生产中 根据批量大小可分为小批 中批和大批生产 小批生产的特点接近于单件生产的特点 大批生产的特点接近于大量生产的特点 中批生产的特点介于单件和大量生产特点之间 因此生产类型可分为 单件小批生产 大批大量生产 中批生产 各种生产类型的工艺特点见表3 3 3 成批生产 产品品种基本固定 但数量少 品种较多 需要周期性地轮换生产 大多数工作地点的加工对象是周期性的变换 各种生产类型的规范 定义 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一 它是在具体的生产条件下 把较为合理的工艺过程和操作方法 按照规定的形式书写成工艺文件 经审批后用来指导生产 内容 工件加工的工艺路线 各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备 工件的检验项目及检验方法 切削用量 时间定额等 1 2机械加工工艺规程的制订 一 工艺规程的作用1 是指导生产的重要技术文件2 是生产组织和生产准备工作的依据3 是新建和扩建工厂 车间 的技术依据 1 2机械加工工艺规程的制订 二 制订工艺规程的原始资料1 产品全套装配图和零件图 2 产品验收的质量标准 3 产品的生产纲领 4 毛坯资料 5 本厂的生产条件 6 国内外先进工艺及生产技术发展情况 7 有关的工艺手册及图册 1 2机械加工工艺规程的制订 工艺规程制订的原则原则 工艺规程制订的原则是优质 高效和低成本 即在保证产品质量的前提下 争取最好的经济效益 注意问题 1 技术上的先进性2 经济上的合理性3 良好的劳动条件及避免环境污染 1 2机械加工工艺规程的制订 三 制订工艺规程的步骤 确定工序尺寸 公差及其技术要求 实例模具零件加工工艺规程制定一般步骤和所包含的基本内容 1 2机械加工工艺规程的制订 精度和技术要求分析 零件图样分析的内容与步骤 加工内容的选择 零件结构工艺分析 零件毛坯的工艺性分析 零件轮廓几何要素分析 1 2机械加工工艺规程的制订 一 零件图样的工艺分析 加工内容的选择 加工内容 曲线轮廓 空间曲面 复杂形状 繁多尺寸 内外凹槽 高精度面和孔 零件结构 尺寸标注正确 能否保证加工精度 统一相关尺寸 保证基准统一 结构是否合理 1 2机械加工工艺规程的制订 零件毛坯的工艺性分析 毛坯的余量充足稳定 毛坯的余量大小均匀 毛坯的装夹适应 精度和技术要求分析 精度和技术要求 精度和技术要求齐全合理 本工序达到的精度 考虑精度和装夹的要求 考虑精度和加工参数的关系 毛坯的工艺性 零件轮廓几何要素分析 1 2机械加工工艺规程的制订 二 毛坯的确定 常用毛坯的种类有铸 锻 压制 冲压 焊接 型材和板材等 毛坯种类 铸件 适用于形状复杂的毛坯 薄壁零件 不可用砂型铸造 尺寸大的铸件宜用砂型铸造 中 小型零件可用较先进的铸造方法 锻件 适用于强度较高 形状较简单的零件 尺寸大的零件一般用自由锻 中 小型零件选模锻 形状复杂的钢质零件不宜自由锻 1 2机械加工工艺规程的制订 热轧型材的尺寸较大 精度低 多用作一般零件的毛坯 冷轧材尺寸较小 精度较高 多用于毛坯精度要求较高的中 小零件 适用于自动机床加工 对于大件来说 焊接件简单 方便 特别是单件小批生产可大大缩短生产周期 但焊接后变形大 需经时效处理 适用于形状复杂的板料零件 多用于中 小尺寸件的大批大量生产 焊接件 冷冲压件 毛坯种类 型材 1 2机械加工工艺规程的制订 二 毛坯的确定 大型齿轮毛坯 工业汽轮机叶片毛坯 连杆毛坯 毛坯种类选择的依据 零件材料及机械性能 零件的功能 生产类型 具体生产条件 1 2机械加工工艺规程的制订 二 毛坯的确定 凸轮锻件毛坯 凸轮铸件毛坯 其它铸件毛坯 二 毛坯的确定 1 2机械加工工艺规程的制订 33 1 4箱体类零件的加工 34 1 4箱体类零件的加工 转换法兰 齿轮 二 毛坯的确定 1 2机械加工工艺规程的制订 各种汽车锻件 二 毛坯的确定 1 2机械加工工艺规程的制订 焊接件 二 毛坯的确定 1 2机械加工工艺规程的制订 各种冲压件 二 毛坯的确定 1 2机械加工工艺规程的制订 特殊情况 采用锻件 铸件毛坯时 因锻模时的欠压量与允许的错模量的不等 铸造时也会因砂型误差 收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等 此外 锻造 铸造后 毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分 不稳定 因此 除板料外 不论是锻件 铸件还是型材 只要准备采用数控加工 其加工表面均应有较充分的余量 1 2机械加工工艺规程的制订 二 毛坯的确定 尺寸小或薄的零件 为便于装夹并减少夹头 可多个工件连在一起由一个毛坯制出 装配后形成同一工作表面的两个相关零件 为保证加工质量并使加工方便 常把两件合为一个整体毛坯 加工到一定阶段后再切开 对于不便装夹的毛坯 可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台 工艺凸耳等辅助基准 1 2机械加工工艺规程的制订 二 毛坯的确定 三 工艺路线设计 工艺路线拟订的主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案 确定各个表面的加工顺序以及工序集中于分散的程度 合理选用机床和刀具 检具 确定所用夹具的大致结构等 1 2机械加工工艺规程的制订 1 表面加工方案的选择 1 各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度 2 选择表面加工方案时考虑的因素1 选择能获得相应经济精度的加工方法 2 零件材料的可加工性能3 工件的结构形状和尺寸大小4 生产类型5 现有条件 1 2机械加工工艺规程的制订 加工阶段的划分 当加工质量要求较高时 应划分加工阶段 一般可分为粗加工 半精加工和精加工三个阶段 当加工精度和表面质量要求特别高时 可增设光整加工和超精密加工 粗加工 切除毛坯大部分余量 接近成品的形状和尺寸 半精加工 主要表面留下精加工余量并达到一定的精度 完成一些次要表面的加工 光整加工 保证主要表面精度和表面粗糙度 精加工 获得很高的尺寸精度 降低表面粗糙度或使其表面得到强化 2 加工阶段的划分 2 加工阶段的划分 工序集中 工序分散 将工件的加工集中在少数几道工序内完成 每道工序的加工内容较多 工序集中有利于采用数控机床 高效专用设备及工装 将工件的加工 分散在较多的工序内进行 每道工序的加工内容很少 工序分散使用的设备及工艺装备比较简单 调整和维修方便 操作简单 转产容易 3 工序的划分 基准先行 先主后次 先粗后精 先面后孔 切削加工工序 3 工序的划分 热处理工序的安排 辅助工序 自检重要工序的前后送往外车间加工之前全部加工工序完成 淬火工序之前全部加工工序完成 3 工序的划分 1 机床选择2 定位基准和夹紧方案选择3 夹具选择4 刀具选择5 量具选择6 进给路线确定和工步顺序安排7 确定加工余量和工序尺寸及偏差8 确定切削用量