机械加工工艺基础知识

项目一机械加工工艺规程概述,各种类型的机械零件，由于其结构形状、精度、表面质量、技术条件和生产数量等要求各不相同，所以针对某一零件的具体要求在生产实际中要综合考虑机床设备、生产类型、经济效益等诸多因素，确定一个合适的加工方案，并合理安排加工顺序，经过一定的加工工艺过程，才能制造出符合要求的零件。,机械加工工艺基础知识,1.生产过程,生产过程是指产品由原材料到成品之间的各个相互联系的劳动过程的总和。它不仅包括毛坯制造、零件加工、装配调试、检验出厂，而且还包括生产准备阶段中生产计划编制、工艺文件制订、刀夹量具准备，生产辅助阶段中原料与半成品运输和保管，设备维修和保养、刀具刃磨、生产统计与核算等等。,2.工艺过程,生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。如毛坯的制造、机械加工、热处理、装配等。用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺规程，称为机械加工工艺过程；将加工好的零件组装成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。,一.生产过程和工艺过程,机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而每一个工序又可分为安装、工位、工步和走刀。,1.工序,一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。它是组成工艺过程的基本单元。,二.机械加工工艺过程的组成,下图所示齿轮轴零件，可采用两种不同的加工方案。表1所示为第一方案的工艺过程；如果零件产量很大，则可选用表2所示第二方案的工艺过程。,例题：,表1第一方案的工艺过程,表2第二方案的工艺过程,为了提高生产效率，两端面和中心孔的加工被安排在双面铣端面钻中心孔机床上作为一个工序同步完成，如图所示；,工件在一次安装中，工件相对于机床或刀具每占据一个确切位置所完成的那一部分工艺过程称为工位。,在一个工步内，若被加工表面需切去的材料很厚，就可分几次切削，每切去一层材料称为一次走刀。,3.工位,5.走刀,在加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序为工步。,4.工步,2.安装,在同一个工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次，工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。,用几把刀具同时加工几个表面也可看作一个工步，称为复合工步。如图所示，铣端面和钻中心孔都是用两把刀具同时加工，它们都是复合工步。,对于连续进行的若干个相同的工步，为了简化工序内容的叙述，通常都看作一个工步。例如图盘类零件，用同一钻头连续钻削6个孔，可写成一个工步。,工件在进行加工之前需要定位和夹紧。定位是为了工件在机床上具有一个正确的位置。夹紧是使工件保持这一正确位置。,三.工件的定位和夹紧,四.机械加工生产纲领与生产类型,根据市场需求和本企业的生产能力编制的企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。,某零件的年生产纲领可按下式计算：,N=Qn(1+a%)(1+b%),式中N零件的年产量（件/年）Q产品的年产量（台/年）n每台产品中该零件的数量（件/台）a备品的百分率b废品的百分率,在零件年生产纲领确定后，可根据具体情况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量。,1.生产纲领,2.生产类型,生产类型是指生产单位（企业、车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为三种生产类型。,（1）单件、小批生产,（2）成批生产,（3）大批、大量生产,项目二机械加工工艺规程,一台相同结构、相同要求的机器，一个相同要求的机械零件，可以采用几种不同的工艺过程完成，但是其中总有一种工艺过程是在某一具体条件下最合理，人们把合理的工艺过程的有关内容写在文件中，用以指导生产，这些工艺文件就是工艺规程。,一.工艺规程的作用(P40)二.工艺规程制定的原则三.制定工艺规程的原始资料,四制订机械加工工艺规程的步骤,1.计算零件的生产纲领，确定生产类型。,2.分析研究产品装配图和零件图。,3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。,4.拟定工艺路线。,5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。,6.确定机床设备和工艺装备。,8.确定各工序的切削用量和工时定额。,9.编制工艺文件。,7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。,2分析产品零件图和装配图,目的：熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制定依据，找出其主要技术要求和技术关键。难点：零件的工艺性分析，工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、形状精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等技术要求是否合理，二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制定出合理的工艺规程。零件的工艺分析包括：技术要求分析、结构工艺分析零件的结构工艺性，是指零件所具有的结构是否便于毛坯制造，是否便于机械加工，是否便于装配拆卸。,常用零件机械加工结构工艺性对照实例,工艺性差,工艺性好,1,序号,留有越程槽。可以磨成清根，而且可以进行纵向来回自动进给磨削,2,磨锥面时要碰伤圆柱面，而且不能清根,序号,工艺性差,工艺性好,3,车螺纹时较为紧张，而且车至根部容易打刀。,留有退刀槽，操作相对容易，避免打刀，螺纹根部清根,退刀槽,4,小齿轮无法切削加工,留有越程槽，小齿轮可以插齿加工,无法加工,序号,工艺性差,工艺性好,5,在斜面上钻孔，钻头易引偏折断,留出平台，方便钻孔,6,两键槽需在二次装夹中加工,将所有键槽设计在同一径向上，可在一次装夹中加工全部键槽,序号,工艺性差,工艺性好,7,三个不同尺寸的退刀槽就需三把不同尺寸的割槽刀,可使用同一把割刀槽,8,接触面太大，既增加加工工时，浪费材料，又降低接触联结精度,加工面减小，节省工时；接触面减少，提高联结精度,加工面减少,序号,工艺性差,工艺性好,9,孔与壁的距离太近，要用接长钻头加工，容易折断,根据刀夹具所占空间设计孔的位置，可提高加工精度和生产效率,孔与壁太近,序号,工艺性差,工艺性好,10,加工面设计在箱体内，操作观察和调整刀具都不方便,加工面设计在外部，加工方便,序号,工艺性差,工艺性好,11,油(气)槽设计在孔壁上，加工困难,油(气)槽设计在筏芯外圆上，加工容易,孔壁加工困难,在筏芯外圆上,四制订机械加工工艺规程的步骤,1.计算零件的生产纲领，确定生产类型。,2.分析研究产品装配图和零件图。,3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。,4.拟定工艺路线。,5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。,6.确定机床设备和工艺装备。,8.确定各工序的切削用量和工时定额。,9.编制工艺文件。,7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。,4拟定工艺路线,零件表面加工方法的选择同一个表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的加工质量、加工时间和所花费的费用各不相同。,外圆表面加工中各种加工方法,孔表面加工中各种加工方法,平面加工中各种加工方法,4拟定工艺路线,零件表面加工方法的选择具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。,外圆表面加工方案,4拟定工艺路线,零件表面加工方法的选择具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。,孔表面加工方案,4拟定工艺路线,零件表面加工方法的选择具有一定技术要求的加工表面，一般都不是通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往需要采用多种加工方法，通过多次加工才能达到加工质量要求。,平面加工方案,四制订机械加工工艺规程的步骤,1.计算零件的生产纲领，确定生产类型。,2.分析研究产品装配图和零件图。,3.确定毛坯的类型、结构形状、制造方法。,4.拟定工艺路线。,5.确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差。,6.确定机床设备和工艺装备。,8.确定各工序的切削用量和工时定额。,9.编制工艺文件。,7.确定各主要工序的技术要求及检验方法。,单件、小批生产可采用较简单的机械加工工艺过程卡，如表5所示。它主要说明零件加工的整个工艺路线应如何进行，其中包括每道工序名称