18第十八章 机械制造工艺过程概述.ppt

1,第十八章机械制造工艺过程概述,2,本章重点讨论,如何根据零件结构、技术要求、生产批量和生产条件选择毛坯材料，并制定经济可行的加工方案。制定零件机械加工工艺方案时要考虑和解决的主要问题典型零件的加工工艺过程分析,3,机械制造工艺过程的基本概念,几个基本概念生产过程工艺过程机械加工工艺过程工艺规程,4,机械制造过程是将原材料转变为成品的全过程，也就是产品生产过程，它分为工艺过程和辅助过程两部分。生产过程包括原材料购买、运输、管理、生产准备、毛坯制造、机械加工、热处理、检验、装配、试车、油漆、包装等。工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其变为成品或半成品的过程。例如，铸造、锻压、焊接、热处理、机械加工、装配等，均属于工艺过程。采用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为产品零件，则此过程称为机械加工工艺过程。辅助过程是指与原材料改变为成品间接有关的过程，如运输、保管、检验、设备维修、购销等。,5,第一节毛坯材料及其加工方法的选择,6,机械零件毛坯的选择,机械零件制造：,毛坯成形切削加工,毛坯选择影响：,制造质量使用性能生产周期制造成本,机械零件在机器中的作用,7,一、零件毛坯的类型,机械零件毛坯的选择,8,机械零件毛坯的选择,二、毛坯材料选择的一般原则,材料的实用性,形状精度尺寸精度表面质量,材料的工艺性,制造成本消耗的燃料和动力费、工资、设备费用等,成分、组织力学性能物理性能、化学性能,外部质量,内部质量,材料的经济性,材料购置费用包括材料本身的价格、运费等,9,机械零件毛坯的选择,二、零件毛坯成型方法的选择,铸造,是用来获得箱体类、支座类及大型零件（如大型齿轮、机床床身等）、结构复杂零件的毛坯。,锻造，是用于获得结构比较简单、工作应力较大的零件毛坯,如重载荷作用下的轴类、齿轮类、凸轮、杆等。,焊接，是用来制造一些结构复杂、受力较大的箱体类、支座类零件，当生产批量不大，或采用铸造方法不能满足其力学性能要求时，常用焊接方式来获得毛坯。,直接从型材上截取，对于轴类、中小型齿轮类及盘类、板类零件，也可直接从型材上截取一部分材料来充当其毛坯。,10,第二节材料的合理使用,一、铸铁与钢的合理使用,铸铁在耐磨性、减震性等方面优于钢，几何形状复杂，中空的壳体零件、汽缸盖、汽缸体、变速箱体等多采用铸铁制造。钢在强度、塑性、韧性等方面均优于铸铁，故轴类、齿轮类及其它在重载荷下工作的零件或构件多采用钢材制造。,11,二、碳钢、低合金钢和合金钢的合理使用,碳钢价格低廉，在使用性能能够满足要求的前提下应优先选用碳钢，尽量不采用合金钢。如下列情况下尽量选择碳钢：（1）小截面零件（2）在退火或正火状态下使用的零件（3）承受纯弯曲或纯扭转的零件当零件尺寸较大，载荷复杂，碳钢不能满足使用要求时，再选择合金钢。,12,三、非全属材料的合理使用,非金属材料具有多种特殊的性能，对于载荷不大，有特殊性能要求的零件可考虑选择塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料。,13,第三节典型零件选材实例,14,机械零件毛坯的选择,一、齿轮类零件的选材,15,机械零件毛坯的选择,二、轴杆类零件的选材,功用:,主要起支承传动件和传递转矩的作用。,16,机械零件毛坯的选择,传动轴、机床主轴、丝杠、光杠、曲轴、偏心轴、凸轮轴等,17,机械零件毛坯的选择,3、机架、箱体类零件,MB2000版辊磨床,18,机械零件毛坯的选择,3、机架、箱体类零件,特点：结构复杂，重量从几千克到数十吨，工作条件相差很大。,19,四、常用工具的选材,硬度和耐磨性强度和韧性热硬性（红硬性）工艺性经济性,20,刀具材料的类型,切削部分工具钢碳素工具钢：（典型牌号：T10A、T12A)6064HRC；200250；切削速度：V10m/min合金工具钢：（典型牌号：9SiCr、CrWMn)；60HRC以上；300350；切削速度：提高1040。高速钢硬质合金涂层刀具其它刀具材料陶瓷超硬刀具材料金刚石立方氮化硼（CBN）刀杆部分普通碳钢或合金钢（如45、40Cr）合金工具钢（如9CrSi、GCr15）,21,高速钢,总的性能特点冲击韧性好、热处理变形小、能锻造、能磨出锋利的刃口等；硬度6266HRC；耐热600应用结构复杂的成形刀具常见类型通用型高速钢（主要牌号：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W9Mo3Cr4V）高生产率高速钢粉末冶金高速钢,22,硬质合金,总体性能硬度：HRA8994，相当于HRC7481；热硬性：8001000、切削速度：比高速钢提高410倍；但较脆，抗弯强度低，韧性也很低；主要制作刃形简单，速度较高的刀具。,23,第四节机械加工工艺过程的概述,工序划分工序的关键工步安装工位多工位加工的好处走刀,一、工艺过程的组成,24,二、生产类型,生产纲领年产量生产类型企业生产的专业化程度单件生产成批生产大量生产,不同生产类型具备不同的工艺特征所用设备所用夹具所用刀量具毛坯的制造方法和加工余量工艺规程的详细程度对工人的要求,25,第五节工件的安装与定位基准,一、安装方式工件的安装方式有两种：一种是利用夹具来进行安装；另一种是找正安装。,26,二、基准的种类,基准是指用来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。根据基准的作用不同，可将基准分为设计基准和工艺基准两大类。,27,三、基准的选择,粗基准在最初的工序中，工件只能选择未经加工的毛坯表面作定位基准，这种基准称为粗基准。精基准采用经过加工的表面作为定位基准，称之为精基准,28,粗基准的选择,非加工表面原则如果首先必须保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应选择工件上的不加工表面为粗基准。余量最小原则重要表面原则不重复使用原则大而平原则,29,精基准的选择,“基准重合”原则“基准统一”原则“自为基准”原则“互为基准”原则,30,举例,分析技术要求定位方案1-化线不加工表面定位，画下加工面、20H7的孔中心线以底面和20H7的孔定位，画凹槽加工线以底面和20H7的孔定位画12H8的孔的中心线2-粗、精铣底面和凹槽侧面以画线找正3-粗、精镗20H7的孔以底面和凹槽侧面定位4-钻、扩、铰12H8的孔底面和凹槽定位底面和20H7的孔定位,31,第六节机械加工工艺路线的制定,一、遵循原则1.基准先行的原则加工前应先将定位基准加工出来，前道工序必须为后道工序准备好定位基准。2.粗精分开的原则粗加工时由于切除的余量较大，切削力和切削热所引起的变形也较大，对于零件上具有较高精度要求的表面，在全部粗加工完成后再进行精加工才能保证质量。,32,二、工艺阶段的划分,大多数零件的加工工艺阶段可分为四个：（1）毛坯制造（2）粗加工（3）半精加工（4）精加工个别有些特殊要求的零件表面还需进行光整加工,33,三、辅助工序的安排辅助工序指检验、去毛刺、清洗等。检验：在工序前和后都要进行检验。去毛刺：工序后。清洗：工序后，入库前。,34,四、零件加工工艺路线举例（以轴类零件为例）,轴类零件结构特点和主要技术要求功用、组成表面、常见类型主要表面及主要技术要求轴类材料、毛坯和热处理中碳钢、40Cr、20Cr、20CrMnTi、38CrMoA