机械制造工艺培训幻灯片.ppt

机械制造工艺,第一章加工工艺基本概念及定义,(一)生产过程和工艺过程1生产过程：将原材料转变为产品的全过程。运输与管理技术准备毛坯制造零件制造装配调试检验2工艺过程工艺过程：生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、表面质量、性能以及相对位置关系、使其成为成品或半成品的过程。铸造、锻造、冲压、焊接、热处理过程均为工艺过程机械加工工艺过程:采用机械加工方法的工艺过程。辅助过程：将原材料（或半成品）转变为成品（或半成品）间接有关的过程。如运输、保管、机修等。,一、基本概念,以改变原材料形状为主，将原材料经过铸造或锻造制成铸件毛坯或锻件毛坯的工艺过程,用各种工具和设备将毛坯加工成零件，以改变其形状和尺寸为主的工艺过程,以确定各零件之间的相对位置为主，将加工好的零件按一定的装配技术要求装配成产品的工艺过程,一、基本概念,一、基本概念,.机械加工工艺过程的组成1)工序是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。工人、工作地和工件三不变加上连续完成是构成工序的四个要素。工序是工艺过程的基本组成部分，是制订生产计划和进行成本核算的基本单元。机械零件的机械加工工艺过程就是由若干工序组成，毛坯依次通过这些工序，就被加工成合乎图样规定要求的零件。工序数目的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。,一、基本概念,一、基本概念,2)安装指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部分工序内容。在一个工序中可以有多次安装，应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间和安装误差。,3)工位工件在机床上占据每一个位置所完成的加工,为了减少工件的安装次数,提高生产效率，常采用多工位夹具（或多工位）机床，使工件在一次安装后先后经过若干个不同位置顺次进行加工。,一、基本概念,4)工步指在加工表面、刀具和切削速度和进给量均保持不变的情况下完成的部分内容。有时为提高生产率，常用几把刀具同时加工几个表面，该工步称为复合工步。为简化工艺文件，复合工步视为一个工步。,一、基本概念,example,对8个12mm的孔进行钻削加工。虽然加工时分8次完成，但在工序中可以写成一个工步钻8-12mm孔。,一、基本概念,example,一、基本概念,综上分析可知，工艺过程的组成是很复杂的。工艺过程由许多工序组成，一个工序可能有几个安装，一个安装可能有几个工位,一个工位可能有几个工步，一个工步可能有几次走刀。,一、基本概念,3制订工艺规程的原始资料与步骤,一、基本概念,分析研究装配图和审查零件图制定零件加工工艺规程时，首先应分析该零件所在的产品装配图，了解该零件在产品中的位置和功用，由此找出该零件关键的技术要求，然后对产品零件图进行工艺分析。,选择毛坯毛坯的种类及制造方法，对零件的质量、加工方法、材料利用率、机械加工劳动量和制造成本都有很大的影响。毛坯的选择包扩确定毛坯的种类（铸件、锻件、型材）、形状、尺寸及其精度。,一、基本概念,拟定工艺路线工艺路线是指零件在加工过程中，按选定的一系列加工方法，将各工序从毛坯到成品所排列出的先后顺序。拟定工艺路线即按一定的加工顺序制定出零件由粗到精全部的加工工艺过程。,确定工序具体内容工艺路线确定之后，还要确定各工序的具体内容，其中，主要包括：确定各工序所采用的设备及工艺装备；确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公差；确定各工序的工步和切削用量，确定各主要工序的技术检验要求及检验方法。,一、基本概念,5填写工艺卡机械加工工艺过程卡片:是以工序为单位、简要说明零件机械加工过程的一种工艺文件，主要用于单件、小批生产，以供生产管理和生产调度使用。机械加工工序卡片:是在工艺过程卡片的基础上，进一步按每道工序编制的一种工艺文件，一般具有工序简图，并祥细说明该工序中每一工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备。主主要用于大批大量生产。,一、基本概念,二、定位、装夹,16,2020/5/18,六点定位,二、定位、装夹,17,2020/5/18,欠定位：按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而末予以限制的定位。在确定工件定位方案时，欠定位是绝对不允许的。过定位：工件的同一自由度被两个或两个以上的支承点重复限制的定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位如图3-33所示是齿坯定位的示例。其中图a是短销和大平面定位，大平面限制了、三个自由度，短销限制了、二个自由度，无过定位；图b是长销和小平面定位，长销限制了、四个自由度，小平面限制了一个自由度，因此也无过定位；图c是长销和大平面定位，长销限制、四个自由度，大平面限制、三个自由度，其中、为两个定位元件所限制，所以产生了过定位。,二、定位、装夹,18,2020/5/18,常用定位元件,二、定位、装夹,19,2020/5/18,定位基准的选择当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，此时提出了如何正确选择定位基准的问题。定位基准有粗基准和精基准之分。在加工起始工序中。只能用毛坯上未曾加工过的表面作为定位基准，则该表面称为粗基准。利用已加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。,二、定位、装夹,20,2020/5/18,（一）粗基准的选择选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则：1对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。如图3-35a所示。如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。如图3-35b，该零件有三个不加工表面，若要求表面4与表面2所组成的壁厚均匀，则应选择不加工表面2作为粗基准来加工台阶孔。,二、定位、装夹,21,2020/5/18,二、定位、装夹,22,2020/5/18,2对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点：（1）应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准，如图3-35c所示的阶梯轴，应选择55mm外圆表面作为粗基准。（2）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。如图3-36所示的床身导轨表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整个导轨面内具有大体一致的力学性能。因此，在加工导轨时，应选择导轨表面作为粗基准加工床身底面（图3-36a），然后以底面为基准加工导轨平面（图3-36b）。,二、定位、装夹,23,2020/5/18,3粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差。如图3-37所示的小轴加工，如重复使用B面加工A面、C面、则A面和C面的轴线将产生较大的同轴度误差。4选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。,二、定位、装夹,24,2020/5/18,（二）精基准的选择精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则：1“基准重合”原则为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，其产生的原因及计算方法在下节讨论。2“基准统一”原则当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。,二、定位、装夹,25,2020/5/18,3“自为基准”原则当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。此外，用浮动铰刀铰孔、用拉刀拉孔、用无心磨床磨外圆等，均为自为基准的实例。,4“互为基准”原则为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余量小而均匀。此时可用齿面为定位基准磨内孔，再以内孔为定位基准磨齿面，从而保证齿面的磨削余量均匀，且与齿面的相互位置精度又较易得到保证。,二、定位、装夹,26,2020/5/18,5精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。工件装夹如图3-40所示。这样不但工件装夹不便，夹具结构也较复杂；但如果采用图3-39a所示的以A面定位，虽然夹具结构简单、装夹方便，但基准不重合，定位误差较大。,二、定位、装夹,27,2020/5/18,（三）辅助基准的应用工件定位时，为了保证加工表面的位置精度，大多优先选择设计基准或装配基准作为主要定位基准，这些基准一般为零件上的主要表面。但有些零件在加工中，为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准。如毛坯上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔。这些表面不是零件上的工作表面，只是为满足工艺需要而在工件上专门设计的定位基准称为辅助基准。此外某些零件上的次要表面（非配合表面），因工艺上宜作定位基准而提高其加工精度和表面质量以便定位时使用。这种表面也称为辅助基准。例如，丝杠的外圆表面，从螺纹副的传动来看，它是非配合的次要表面，但在丝杠螺纹的加工中，外圆表面往往作为定位基准，它的圆度和圆柱度直接影响到螺纹的加工精度，所以要提高外圆的加工精度，并降低其表面粗糙度值。,一、毛坯定位尺寸,28,2020/5/18,粗基准的选择1对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。,3粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差。,根据以上两点：（铸件、锻件）毛坯零件加工第一道工序，首先确定的就是定位尺寸选择，即粗基准的选择。,第二章零件结构工艺性,1.1零件结构工艺性的概念,1.2零件结构的切削加工工艺性有以下几个原则：一、便于装夹二、便于加工和测量三、便于保证加工质量和提高生产率四、尽量采用标准化参数,零件在满足使用要求的前提下，制造的可能性和经济性。,原则一、便于装夹例1.外形不规则的零件，应设计工艺凸台以便于装夹图示为加工立柱导轨面，在斜面上设置工艺凸台C。,第二章零件结构工艺性,第二章零件结构工艺性,例2.增设装夹凸缘或装夹孔,第二章零件结构工艺性,例3.改变结构或增加辅助安装面,第二章零件结构工艺性,例1.刀具的引进和退出要方便,原则二、便于加工和测量,第二章零件结构工艺性,例2.凸缘上的孔要留出足够的加工空间,第二章零件结构工艺性,例4.尽可能避免弯曲的孔,第二章零件结构工艺性,例5.留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足够的排屑及刀具空间,第二章零件结构工艺性,例5.留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足够的排屑空间,第二章零件结构工艺性,例5.留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足够的排屑及刀具空间,第二章零件结构工艺性,例5.留出足够的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足够的排屑及刀具空间,例6.尽可能减少刀具应用,第二章零件结构工艺性,原则三、便于保证加工质量和提高生产率,例1.有相互位置精度要求的表面，应在一次装夹下加工如图结构可在一次装夹下加工内孔，保证了两端孔的同轴度，且易保证孔与端面A的垂直度，减少安装次数。,第二章零件结构工艺性,例2.尽量减少装夹次数,第二章零件结构工艺性,例3.零件的结构应有足够的刚度,第二章零件结构工艺性,例4.避免在斜面上钻孔和钻半截孔防止钻孔引偏和损坏钻头，保证钻孔精度，提高生产率。,第二章零件结构工艺性,例5.同类结构要素应尽量统一可减少刀具种类和减少更换刀具等辅助时间。,第二章零件结构工艺性,例6.尽可能减小被加工面的面积如图所示，支架底面加凹，减少加工面积；凸台可在钻孔的同时用锪钻加工，减少了加工时间。,第二章零件结构工艺性,例7.尽量减少走刀次数,（b)凸台可一次加工，并可实现多件加工。,第二章零件结构工艺性,例8.尽量避免内表面的加工,第二章零件结构工艺性,例9.