工艺习题ppt课件

1,典型零件加工,轴类零件加工套类零件加工箱体类零件加工综合练习,2,典型零件加工,轴类零件加工一、概述：功用和结构特点轴类零件主要用于支承传动零件（齿轮、带轮等），承受载荷、传递转矩以及保证装在轴上零件的回转精度根据结构形状，轴的分类如图61所示。根据轴的长度L与直径d之比，又可分为刚性轴（L/d12）和挠性轴（L/d12）两种。（可分为光滑轴、台阶轴、空心轴和曲轴等）1)功用传递扭矩、支承传动件。结构特点回转体，长度常直径。2)技术要求一般尺寸、形状、位置精度高。3)零件材料、毛坯、热处理工艺过程分析：分析技术条件，找出主要加工面。,3,典型零件加工,结构：轴类零件通常由内外圆柱面、内外圆锥面、端面、台阶面、螺纹、键槽、花键、横向孔及沟槽等组成。2）轴类零件的技术要求、材料和毛坯装轴承的轴颈和装传动零件的轴头处表面，一般是轴类零件的重要表面，其尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度等）、位置精度（同轴度、与端面的垂直度等）及表面粗糙度要求均较高，是在制订轴类零件机械加工工艺规程时，应着重考虑的因素。一般轴类零件常选用45钢；对于中等精度而转速较高的轴可用40cr；对于高速、重载荷等条件下工作的轴可选用20Cr和20CrMnTi等低碳合金钢进行渗碳淬火，或用3sCrMoAIA氮化钢进行氮化处理。轴类零件的毛坯最常用的是圆棒料和锻件，只有某些大型的、结构复杂的轴才采用铸件（铸钢或球墨铸铁）。二、分析1)加工阶段划分2)定位基准选择与转换3)工序安排顺序基准先行、深孔、其它,4,外圆表面的加工方法和加工方案,外圆表面是轴类零件的主要表面因此要合理地制订轴类零件的机械加工工艺规程外圆表面的车削加工根据毛坯的制造精度和工件最终加工要求，外圆车削一般可分为粗车、半精车、精车、精细车。粗车的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度IT11IT13，表面粗糙度Ra5012.5m。半精车的尺寸精度可达IT8IT11，表面粗糙度角Ra6.33.2m。半精车可作为中等精度表面的终加工，也可作为磨削或精加工的预加工。精车后的尺寸精度可达IT7IT8，表面粗糙度Ra1.60.8m。精细车后的尺寸精度可达IT6一IT7，表面粗糙度Ra0.40.025m。精细车尤其适合于有色金属加工，有色金属一般不宜采用磨削，所以常用精细车代替磨削。,5,外圆表面的磨削加工,磨削是外圆表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工未经淬火的表面。根据磨削时工件定位方式的不同，外圆磨削可分为：中心磨削和无心磨削两大类。1中心磨削中心磨削即普通的外圆磨削，被磨削的工件由中心孔定位，在外圆磨床或万能外圆磨床上加工。磨削后工件尺寸精度可达工IT6IT8，表面粗糙度Ra0.80.1m。按进给方式不同分为纵向进给磨削法和横向进给磨削法。(1）纵向进给磨削法（纵向磨法）。如图62所示砂轮高速旋转，工件装在前后顶尖上，工件旋转并和工作台一起纵向往复运动。(2）横向进给磨削法（切人磨法）,6,2无心磨削无心磨削是一种高生产率的精加工方法，以被磨削的外圆本身作为定位基准。目前无心磨削的方式主要有贯穿法和切入法。图64所示为外圆贯穿磨法的原理。,7,(1)定位基准的选择,用两中心孔（顶尖孔）定位，工件装夹方便，符合基准统一和基准重合原则，容易保证较高位置精度，应用很广泛。加工过程中，中心孔始终要保持准确和清洁。每次热处理后，在转入下一加工阶段前应对中心孔进行研磨或修整，以去除中心孔表面的氧化皮或其他损伤。用外圆表面定位，一般用卡盘装夹。因基准面的加工和工件装夹都比较方便，故此法应用也较多。车削长轴时，常将轴的一端装夹在卡盘中，另一端用后顶尖顶住或用中心架托住，因此工件加工时刚性比用两顶尖定位时好。但是，卡盘定位精度低，工件调头车削时，两端外圆表面会产生同轴度误差，影响位置精度。,8,(2）工艺过程分析,轴类零件一般机械加工工艺过程如下：预备加工校直、车断、车端面和钻中心孔。粗车工序粗车顺序是先加工直径较大外圆表面，后加工小直径外圆表面。端面加工顺序与外圆加工相同。精车工序按粗车的加工顺序精车外圆和端面，然后进行车槽、倒角、车螺纹等。其他工序铣健槽、铣花键、钻孔、磨轴颈外圆等。热处理工序按工艺需要可在粗车或半精车工序后安排热处理工序。磨削工序当外圆面精度较高粗糙度值较小，及淬火后工件，可用磨削加工。若轴上有深孔，应在深孔加工前，利用中心孔先粗车或半精车外圆，然后再加工深孔。这样，可保证深孔加工时所用定位基准（外圆面）的质量，并可使深孔与外圆同轴，壁厚均匀。,9,例：传动轴加工工艺过程,图616为车床溜板箱中一根传动轴。现以此轴为例进行机械加工工艺分析。(l）传动轴各主要部分的作用及技术要求在24的轴段上装一个双联齿轮，为传递运动和动力，轴上开有键槽。轴上左、右两端22和20为轴颈，支承在溜板箱箱体的轴承孔中。22、24和20等配合面对轴线A的径向圆跳动允差为0.02。端面C和B对轴线A的端面跳动允差不大于0.03。工件材料为45钢，两端轴颈淬火硬度为4045HRC。,10,（2）基准选择为保证各主要外圆表面和端面的相互位置精度，选用两端的中心孔作为粗、精加工定位基准。这样，符合基准统一和基准重合原则，也可提高生产率。（3）生产类型为单件小批生产，选用35圆钢料作毛坯。（4）工艺分析该零件各加工面，均有一定的尺寸精度、位置精度和粗糙度要求。轴上的键槽，可在立式铣床上使用键槽铣刀铣出。其余各加工表面，报据技术要求，可采用粗车半精车粗磨精磨的加工顺序，其加工工艺过程见表62。,11,带轮轴加工工艺过程分析,图636所示为带轮轴工作图样。生产类型为小批生产。材料为15钢。带轮轴中的主要技术条件有两项：一为渗碳层深度，应控制在1215mm范围内；二为外圆22f7需经渗碳淬火其硬度为HRC5863。可以看出只有22f7处需渗碳处理，其余部分均不可渗碳。零件上不需渗碳的部分，可加大余量，待渗碳后车去渗碳层或在不需渗碳处涂防渗材料。加工余量应单面略大于渗碳深度，故右端直径取25mm，单面去碳余量为2.5mm，总长两端也应有渗碳余量各3mm。在磨外圆前由于已经过淬火工序，两端中心孔在淬火时易产生氧化皮及变形，故增加一道研磨中心孔的工序。表614为带轮轴的加工工艺过程。,12,13,典型零件加工,外圆表面精加工与光整加工方法1)磨削加工、顶尖孔的作用与修磨2)顶尖孔对质量的影响：深度、同轴度、圆度修研方法：油石、铸铁、硬质合金、专用磨床3)提高磨削生产率的方法：高速磨削、宽与多片砂轮、强力磨削、沙带磨削4)光整加工：高精度磨削、超精加工、研磨、滚压,14,典型零件加工,曲轴加工工艺特点1)功用直线运动旋转运动。结构特点细长、多拐，刚性差。2)技术要求动平衡等。3)零件材料、毛坯、热处理4)工艺分析：定位基准、轴颈加工、测量注意平衡的控制、平行的保证、强度,15,典型零件加工,丝杆加工工艺特点1)功用直线运动旋转运动，分为滑动、滚动、静压三类。结构特点回转体，细长。2)技术要求一般尺寸、形状、位置精度高。3)零件材料、毛坯、热处理注意应力的分布、质量的控制，尤其是变形控制思考：细长轴加工的特点，工艺措施？,16,典型零件加工,套类零件加工1)功用支承、导向、液压缸、汽缸等。结构特点回转体，长度常直径2)技术要求一般尺寸、形状、位置精度高。3)零件材料、毛坯、热处理,17,典型零件加工,箱体类零件加工工艺过程分析：1）拟定箱体工艺过程的共同性原则先面后孔、粗精分开、工序间时效、一般以重要孔为粗基准。箱体平面加工方法：常为刨、铣、磨箱体孔系加工方法：平行孔系找正、镗模、坐标同轴孔系利用已加工孔或掉头交叉孔系利用机床精度保证设备：钻床（台式、摇臂）、镗床、车床,18,一、主轴箱加工工艺过程及其分析,（一）主轴箱加工工艺过程,19,分离式箱体加工工艺过程及其分析,（一）分离式箱体的主要技术要求对合面对底座的平行度误差不超过0.5/10000。对合面的表面粗糙度Ra值小于1.6m，两对合面的接合间隙不超过。0.03mm。轴承支承孔必须在对合面上，误差不超过0.2mm。轴承支承孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度Ra值小于1.6m，圆柱度误差不超过孔径公差之半，孔距精度误差为0.050.08mm。,20,21,考试题目类型,填空题、判断题、单项选择、多项选择、名词解释、简答题、分析计算题、编制工艺例一：1、机床夹具通常由、等组成。2、零件加工表面层的残余应力对其疲劳强度的影响很大。磨削加工时，表面层的残余应力为应力，会降低零件的疲劳强度，采用工艺可使表面疲劳强度得到改善。,定位装置、夹紧装置、夹紧体、对刀装置、动力装置（任答三个）拉，滚压（抛丸、喷沙）,22,例二：（）1.在产品设计中应用成组技术可以大大减小新设计的工作量。（）2.在加工工序中用作工件定位的基准称为工序基准。（）3.欠定位是不允许的。,23,例三：（）在球体上铣平面，要求保证尺寸H（图1），必须限制个自由度。A、1B、2C、3D、4（）.误差的敏感方向是。A、主运动方向B、进给运动方向C、过刀尖的加工表面的法向D、过刀尖的加工表面的切向（）.在球体上铣平面，若采用图2所示方法定位，则实际限制个自由度。A、1B、2C、3D、4A、C、C,24,例四：（）如图2所示，零件安装在车床三爪卡盘上车孔（内孔车刀安装在刀架上）。加工后发现被加工孔出现外大里小的锥度误差。产生该误差的可能原因有。A、主轴径向跳动B、三爪装夹面与主轴回转轴线不同轴C、车床纵向导轨与主轴回转轴线不平行D、刀杆刚性不足（）.下列误差因素中属于随机误差的因素有。A、机床热变形B、工件定位误差C、夹紧误差D、毛坯余量不均引起的误差复映BCBCD,25,例五：欠定位、误差复映例六：在车床上加工一批光轴的外圆，加工后经度量发现整批工件有下列几何形状误差。如图3。锥形(a)，鞍形(b)，腰鼓形(c)，喇叭形(d)。试分别说明可能产生上述误差的主要因素？,a)机床主轴、尾座不同轴；导轨与回转主轴不平行；误差复映等。b)机床主轴、尾座刚度不够；导轨与回转主轴空间交错；误差复映。c)工件刚度不够；导轨不直；误差复映等。d)主轴倾角摆动；工件刚度不够；误差复映等。（带下划线为主因）,26,试分析图3所示的三种加工情况，加工后工件表面会产生何种形状误差？假设工件的刚度很大，且车床床头刚度大于尾座刚度。,a)径向切削力使尾顶尖处的位移量大于前顶尖处的，加工后工件外圆表面成锥形（右端直径大于左端直径）。b)轴向切削力使工件受到扭矩的产生顺时针方向的偏转。若刀具刚度很大，加工后端面会产生中凹。c）切削力作用点位置变化，将使工件产生鞍形误差（且右端直径大于左端直径）。（可图示）,27,所示夹具，四个端面均已加工合格，现加工两个平行孔8+0.036/0mm，要求两孔轴线平行度为0.06/100mm，工件其余表面为不加工表面。在题图中圈划出该钻模存在的主要问题并引出序号标记；按标记序号给出原因。,（描述可直接标示）件1导向孔太长，孔定位靠螺纹，导向孔精度太低，N-N剖面有过定位（定位不准确），件4不易于制造，工件右端孔需有辅助支撑（加工时平衡进给力），以工件毛坯面定位，夹具磨损后不易修复、排屑和清屑困难（回答合理，任意指出3处即给满分）,28,例七：在车床上半精镗一短套工件的内孔。已知：半精镗前内孔有圆度误差为0.45mm，YF0.75，K头40000N/mm，K架10000N/mm，CF2100N/mm，f0.05mm/r。只考虑加工过程中切削力变化的影响时，试求：一次走刀后的圆度误差为多少?需几次走刀方可使加工后的圆度误差控制在0.01mm以内?又若想一次走刀达到圆度0.01mm的要求，需选用多大的进给量f?,（计过程分，计算错误扣1分，只写计算结果不计分）系统刚度：,，误差复映系数,。,K8000N/mm；1）一次走刀后圆度：0.0124mm，二次后：0.00034mm，,2）需2次走刀。3）f0.037mm/r。,29,所示工件，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.50.8mm，零件上与此有关的加工过程如下：1)精车A面，保证尺寸mm；2)渗碳处理，控制渗碳层深度为H1；3)精磨A面，保证尺寸mm；试求H1。,参考尺寸链（4分），,为间接保证，是封闭环，,减环；,、Tdt是增环，解尺寸链，,（可按入体原则给出答案）,30,结构工艺性练习,试分析习图示零件在结构工艺性上有哪些缺陷？如何改进？,31,答案,螺纹左端无倒角，右端无退刀槽。应增加倒角和退刀槽。锥面与圆柱面连接处应加退刀槽。右端圆柱面右端应加倒角，与大圆柱面右端面连接处应加退刀槽。两键槽宽度应一致，且方位也应一致。修改后见图,32,自由度练习,试分析习图示各定位方案中：各定位元件限制的自由度；判断有无欠定位或过定位；对不合理的定位方案提出改进意见。a）车阶梯轴小外圆及台阶端面；b）车外圆，保证外圆与内孔同轴；c）钻、铰连杆小头孔，要求保证与大头孔轴线的距离及平行度，并与毛坯外圆同轴；d）在圆盘零件上钻、铰孔，要求与外圆同轴。,33,答案,a）三爪卡盘限制4个自由度；前后顶尖限制5个自由度。4个自由度被重复限制，属过定位。去掉三爪卡盘，改为拨盘+鸡心卡拨动。b）圆柱面限制4个自由度；端面限制3个自由度。2个自由度被重复限制，属过定位。在端面处加球面垫圈,34,c）大平面限制3个自由度；圆柱销限制2个