金属材料成形基础第8章

金属材料成形基础,主讲徐晓峰,第八章机械加工工艺过程的基础知识,1机械加工工艺过程的基本概念,2工件的安装和夹具,3工件工艺规程的制定,4典型零件工艺过程,第八章机械加工工艺过程的基础知识,1机械加工工艺过程的基本概念,一、生产过程和工艺过程,工艺是指制造产品的技巧、方法和程序。机械制造过程中，凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。,1.生产过程,由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。,包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。,2.工艺过程,在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。,工艺过程具体可分为：,铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等工艺过程。,3.机械加工工艺过程的组成,1)工序,一个（一组）工人，在同一工作地点（同一机床），对一个（一组）零件所连续完成的那部分工艺过程。,2)安装,3)工步,工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。,加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连续完成的那部分工艺过程。,单件、小批量生产：,大批量生产：,二、生产纲领和生产类型,1.生产纲领,2.生产类型,生产纲领产品的年产量。,1)单件生产,2)成批生产,3)大量生产,单个的制造某一种零件，很少重复、甚至不重复生产。,如：大型机械、试制品、修配件等。,成批的制造某一相同的零件，每隔一定时间又重复生产。,小批生产：,中批生产：,大批生产：,在大多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工序的生产。,生产类型的划分：,各种生产类型的特征和要求：,2工件的安装和夹具,定位,夹紧,=安装,+,一、工件的安装,1.直接安装法,工件直接安装在机床工作台或通用夹具上。,找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具或仪表的精度，以及工人的技术水平。,所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。,2.利用专用夹具安装法,工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具上中。,所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。,二、夹具简介,夹具是加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。,所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。,2)专用夹具,为某一特定零件的特定工序专门设计和制造的夹具。,所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。,3)其它夹具,可调夹具；组合夹具；随行夹具等。,1)通用夹具,已标准化的夹具。,如：三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳等。,1.夹具的种类,2.夹具的组成,1)定位元件及装置,夹具上用来确定工件正确位置的元件及装置。,2)夹紧机构及装置,3)导向及对刀元件,5)其它元件及装置,4)联接元件,6)夹具体,夹具上工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的机构或装置。,夹具上用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件。,分度机构、导向键、平衡块等。,夹具上用来确定夹具和机床正确位置的元件。,是夹具的基准零件。,3工件工艺规程的制定,为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据具体生产条件拟定合理的工艺过程，用图表（或文字）的形式写成文件工艺规程。,一、对加工零件进行工艺分析,1.检查零件的图纸是否完整正确；,2.审查零件材料的选择是否恰当；,3.审查零件的结构工艺性；,4.分析零件的技术要求；,二、选择毛坯,三、确定加工余量,1.确定毛坯的种类；,毛坯锻件、铸件、型材、焊接件等。,2.确定毛坯的形状；,加工余量：为了得到一个合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属。,毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差加工总余量,相邻两道工序的工序尺寸之差工序余量,总余量=工序余量之和,余量的大小,与生产类型有关,与生产方法有关,与零件的形状和尺寸有关,与工序有关,加工外圆面：,粗车：35mm,精车：11.6mm,磨削,粗磨：0.30.5mm,精磨：0.1mm以下,目的：为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，从而提高工件的加工精度、减小表面粗糙度。,确定加工余量的方法：,1)估算法,2)查表法,3)计算法,仅适用单件、小批量生产。,适用一般的加工生产。应用最广泛。,适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。,四、定位基准的选择,1.基准的概念及分类；,1)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。,2)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：,在工艺过程中所依据的基准。,定位基准：,装配基准：,测量基准：,装配时，用来确定零件、部件在产品中的相对位置所依据的基准。,在加工过程中，用作工件定位的基准。,测量工件被加工表面尺寸和相互位置所依据的基准。,2.定位基准的选择,1)工件的六点定位原理,注意：,定位支承点限制工件自由度时，必须使支承点与工件定位基准面始终紧密贴紧。,一个支承点只限制工件的一个自由度，工件的同一自由度只能有一个支承点限制。,夹紧定位,2）定位现象分析,完全定位,工件在夹具中六个自由度都被限制，工件具有唯一确定的位置。,不完全定位,工件在夹具中被限制的自由度数少于六个，仍能保证加工质量。,欠定位,过定位,只限制：,夹具中用两个或两个以上的支承点重复限制工件的某一个自由度。,2）定位基准的选择,（1）粗基准的选择,粗基准没有经过切削加工就被用作定位基准的表面。,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,选取非加工表面为粗基准；,若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。,选取与加工表面相互位置精度高的表面为粗基准；,在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次。,（2）精基准的选择,精基准经过切削加工才用作定位基准的表面。,“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。,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，以便定位准确、夹紧可靠。,“基准同一”原则；,“互为基准”原则；,1、2轴颈3、4锥孔,选精基准的表面应能保证零件定位准确、夹紧可靠。,五、工艺路线的拟定,1.确定加工方案,加工一个直径25H7表面粗糙度Ra0.8m的孔。可有四种加工方案：a.钻孔-扩孔-粗绞-精绞；b.钻孔-粗镗-半精镗-磨削；c.钻孔-粗镗-半精镗-精镗-精细镗；d.钻-粗拉-精拉。应根据零件加工表面的特点和产量等条件，确定采用其中一种加工方案。,2.加工阶段的划分；,粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基准。生产率半精加工阶段：减小粗加工留下的误差，为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。精加工阶段：保证各主要表面达到图纸规定的要求。光整加工阶段：进一步减小表面粗糙度、提高精度。,划分加工阶段的目的：,保证加工质量；及早发现毛坯的缺陷；合理使用设备便于组织生产。,3.加工顺序的安排,1)切削加工工序的安排,先粗后精；先基准后其它；先主后次；先面后孔。,2)热处理工序的安排,预备热处理：安排在机械加工之前。最终热处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。时效热处理：安排在粗加工之后。,3)检验工序的安排,零件从一个车间送往另一个车间的前后；零件粗加工阶段结束之后；重要工序加工的前后；零件全部加工结束之后。,六、机床与工艺装备的选择,1.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。,2.工艺装备的选择,夹具的选择；刀具的选择；量具的选择；,七、工艺文件的编制,1.机械加工工艺过程卡片,2.机械加工工序卡片,2.机械加工工艺（综合）卡片,用于单件、小批生产中。,用于大批大量生产中。,用于成批生产中。,4典型零件工艺过程,一、轴类零件,材料：45,淬火硬度：HRC4050,1.零件各主要部分的技术要求,1）在的轴段上装滑动齿轮，并开有键槽；,2）和的两段为轴颈，支承于箱体的轴承孔中；,3）表面粗糙度值Ra均为0.8m；,4）工件