第七章 零件切削加工的工艺过程

,于美杰山东大学材料学院,,材料成型技术基础,第七章 零件切削加工的工艺过程,第一节 概述 第二节 工件的装夹与定位 第三节 定位基准和加工顺序 第四节 零件的结构工艺性和坯料的选择 第五节 典型零件切削成形工艺分析,重点内容,了解工序、工步、工位等概念以及几种不同的定位方式切削加工零件的结构工艺性（合理 or 不合理）,第一节 概述,第七章 切削加工的工艺过程,Introduction,1.1 生产工程与工艺过程生产过程：将原材料转变成产品的全过程。工艺过程：用来改变坯料形状、尺寸、表面质量等，使其成为合格零件的过程。如铸造、锻造、焊接、冲压，零件的机加工、热处理、装配等。机械加工的工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。机加工工艺过程卡片机加工工序卡片,第一节 概述,第七章 切削加工的工艺过程,Introduction,1.2 切削加工工艺过程的组成工序：一个或一组操作者在一个工作地点完成的那部分工作。安装：工件经一次装夹所完成的那部分工作工位：一次装夹后，工件在加工过程中相对于刀具作若干次位置的改变，每次工件所处的位置为一个工位。工步：在加工表面不变、加工工具不变的情况下所连续完成的那部分工作。一个工序可能有一个安装，也可能有多次安装；一个工序可能有一个工位，也可能有多个工位；一个工序可能有多个工步。,第二节 工件的装夹与定位,第七章 切削加工的工艺过程,Clamping Positioning,2.1工件的装夹定位-使工件在机床上占据正确的加工位置，以保证被加工表面的精度；夹紧-使工件在承受切削力时，能保持正确位置而对工件施加的力。二者区别：定位使工件在夹具中获得正确的位置；夹紧能保证定好的位置不因外力的作用而发生改变。安装-工件的定位夹紧过程。先定位、后夹紧同时定位夹紧,第二节 工件的装夹与定位,第七章 切削加工的工艺过程,Clamping Positioning,2.2 工件的定位定位原理：“六点定位原理”采用六个相互独立的定位元件来限制工件的六个自由度。定位方式：完全定位不完全定位重复定位（过定位超定位）欠定位合理：完全定位、不完全定位不合理：重复定位、欠定位,第二节 工件的装夹与定位,第七章 切削加工的工艺过程,Clamping Positioning,2.3 工件的夹紧夹紧装置的基本要求夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；夹紧力要适当；确定夹紧力作用点的原则应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承平面内应位于工件刚性较好的部位应尽量靠近加工面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,3.1 基准及分类基准：在产品的设计、制造和装配过程中，在零件图、工艺图和装配图上作为依据的点、线、面。基准的分类：设计基准在零件图上（设计图样上）所使用的基准。工艺基准加工工艺过程中所采用的基准。定位基准测量基准装配基准,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,3.2 定位基准的选择定位基准与设计基准的关系可以一致，也可以不一致；基准不重合时，前一加工的误差会影响到后一加工的误差（图712）；基准重合时，不影响。定位基准的选择粗基准：以未加工表面作为定位基准精基准：以已加工表面作为定位基准,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,（1）粗基准的选择原则 保证各重要加工表面都有足够的加工余量； 保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度；选择加工余量均匀的重要表面为粗基准（图713）；选取与加工表面有位置精度要求的不加工表面为粗基准（图714）；选作粗基准的表面应尽量平整、光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其它缺陷；粗基准只允许使用一次。,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,机床导轨面要求加工余量均匀-选作粗基准,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,不加工面作粗基准使内外圆柱面同轴,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,（2）精基准的选择原则 保证工件的加工精度；（1） “基准重合”原则：尽可能选用设计基准为定位基准。可以避免由于基准不重合而引起的定位误差。（2） “基准统一”原则：应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准，以保证各加工表面间的相互位置精度。 （3） “互为基准”原则：当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。（4）“自为基准”原则：精加工或光整加工时，选加工表面本身作为定位基准。,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,3.3 加工顺序的安排机加工顺序：先基面后其它、先粗后精、先主后 次、先面后孔。热处理顺序：预先热处理：调整硬度以利切削加工；时效处理：消除残余应力； 最终热处理：使零件的性能达到要求。辅助工序安排：包括检验、去毛刺、清洗、涂防锈漆等。,退火、正火，在机加工前,先精基准后其它，先重要表面后次要,分人工和自然，粗加工前后,调质：半精之前（硬度要求不高）；淬火：磨削前,第三节 定位基准和加工顺序,第七章 切削加工的工艺过程,Baseline Sequence,3.4 机床和工艺装备的选择机床的选择机床的精度应与工序要求的精度相适应；机床的生产率应与该零件生产类型相适应；机床的加工尺寸范围应与零件的外形尺寸相适应；应符合本厂现有的实际情况。工艺装备的选择夹具、刀具、量具,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,4.1 零件结构工艺性的一般原则减少换刀次数和内孔沟槽的加工便于装夹和定位便于加工和测量留有足够的退刀槽和越程槽利于保证加工质量和提高生产率,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,避免在斜面上钻孔或使钻头单刃切削防止损坏刀具和加工误差,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,孔的位置要保证钻头正常进给，避免加长钻头,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,钻不出的孔,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,统一尺寸，减少走刀次数和换刀时间，提高生产效率,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,非配合面可以不加工,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,便于装夹和定位,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,找正安装时，费时费力，而且不稳定,外形不规则零件，增设工艺凸台，使安装定位变得更容易,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,无法下刀！,便于加工和测量,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,4.2 坯料的选择常件坯料的种类铸件坯料: 形状复杂锻件坯料: 强度较高、形状简单型材：圆钢、扁钢、方钢、钢板、角钢、工字钢选择坯料时应考虑：生产规模：大批量？单件？小批量？力学性能：锻造铸造形状和尺寸：复杂程度？尺寸大小？自由锻模锻生产条件：经济性（经济精度）,第四节 零件的结构工艺性,第七章 切削加工的工艺过程,Structural Technology,常用坯料的种类和特点,第五节 典型零件工艺分析,第七章 切削加工的工艺过程,Processing of Typical Parts,材料：45钢单件、小批量 HRC 4045,第五节 典型零件工艺分析,第七章 切削加工的工艺过程,Processing of Typical Parts,5.1 分析零件各主要部分的技术要求在 的轴段上装滑动齿轮，并开有键槽； 和 的两段为轴颈，支承于箱体的轴承孔中；配合表面粗糙度值Ra均为0.8 m，其余3.2 m ；工件材料为45钢，淬火硬度为4045。,第五节 典型零件工艺分析,第七章 切削加工的工艺过程,Processing of Typical Parts,5.2 拟定工艺路线加工方案： 粗车半精车热处理粗磨精磨，轴上的键槽可在立铣床上铣出选择基准： 为了保证各配合表面的位置精度，选择轴线（轴两端的中心孔）为粗、精基准。工艺过程：,第五节 典型零件工艺分析,第七章 切削加工的工艺过程,Processing of Typical Parts,5.3 工艺过程,第五节 典型零件工艺分析,第七章 切削加工的工艺过程,Processing of Typical Parts,5.4 小批量加工简单阶梯轴工艺过程在车床上，先车阶梯轴的一端端面，钻中心孔；然后调头装夹，再车另一端，完成第一道工序。车外圆，车槽和倒角完成第二道工序。在铣床上，铣键槽，去毛刺，完成第三道工序。在磨床上，磨外圆