机械加工工艺及装备PPT学习教案

1、会计学1 机械加工工艺及装备机械加工工艺及装备 设计条件设计条件 给出两个典型零件的零件图，编制出合适的机给出两个典型零件的零件图，编制出合适的机 械加工工艺规程。械加工工艺规程。 10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明 第1页/共48页 设计内容及要求设计内容及要求 u主轴零件的机械加工工艺规程的编制主轴零件的机械加工工艺规程的编制 确定减速器主轴的机械加工工艺路线：确定减速器主轴的机械加工工艺路线： 了解轴类零件的种类及结构特点。掌握如何选了解轴类零件的种类及结构特点。掌握如何选 择轴类零件的材料及毛坯。一般轴类零件机械加择轴类零件的材料及毛坯。一般轴类零件机械加 工的工艺特点。工的

2、工艺特点。 u底座零件的机械加工工艺规程的编制底座零件的机械加工工艺规程的编制 确定减速器底座的机械加工工艺路线：确定减速器底座的机械加工工艺路线： 了解箱体类零件的种类及结构特点。掌握如何了解箱体类零件的种类及结构特点。掌握如何 选择箱体类零件的材料及毛坯。一般箱体类零件选择箱体类零件的材料及毛坯。一般箱体类零件 机械加工的工艺特点。机械加工的工艺特点。 10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明 第2页/共48页 一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程 10.2 基础知识 1生产过程和工艺过程的基本概念 生产过程：将原材料转变为成品的全过程。 工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相

3、对位置和性质，使 其成为成品或半成品的过程。 工艺过程是生产过程的主要部分，其余为辅助过程。 2机械机械加工加工工艺过程的组成工艺过程的组成 第3页/共48页 一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程 10.2 基础知识 3生产纲领和生产类型 生产纲领：即年产量。企业计划一年内应当生产的产品产量和进度计划。 N=Qn(1+%) (1+ %) N零件的年产量，单位为件/年； Q产品的年产量，单位为台年； n每台产品中该零件的数量，单位为件台； 零件的备品率，一般为35%； 零件的废品率，一般为15%。 备品：为防止个别零件加工后互换性不好，常多做几件备用。 生产类型：企业生产专业化程度的分类

4、。即单件、成批和大量生产性质。 生产类型主要依据生产纲领确定。类型不同，工艺过程就不同。 第4页/共48页 一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程 10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第5页/共48页 一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程 10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第6页/共48页 一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程 10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第7页/共48页 二、零件的结构工艺性分析二、零件的结构工艺性分析 10.2 基础知识 第8页/共48页 二、零件的结构工艺性分析二、零件的结构工艺性分析 10.2 基础知识 第9页/共48页 三、

5、毛坯的选择三、毛坯的选择 10.2 基础知识 第10页/共48页 三、毛坯的选择三、毛坯的选择 10.2 基础知识 毛坯选择考虑因素：毛坯选择考虑因素： 1）零件的材料及对零件力学性能的要求。）零件的材料及对零件力学性能的要求。铸铁铸铁铸件，高强度铸件，高强度锻锻 件，一般性能件，一般性能型材或铸钢型材或铸钢 2）零件的结构形状与外形尺寸。）零件的结构形状与外形尺寸。轴轴锻件或型材，大件锻件或型材，大件铸件铸件 3）生产类型和生产条件。）生产类型和生产条件。小批小批砂型铸或自由锻，大批砂型铸或自由锻，大批模锻、精密模锻、精密 铸，减少粗加工量，提高效率铸，减少粗加工量，提高效率 4）充分考虑利

6、用新工艺、新技术和新材料。）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。 毛坯形状和尺寸选择毛坯形状和尺寸选择： 1）铸锻件毛坯余量应足够大。）铸锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松，锻件有黑皮、飞边铸件有夹渣、疏松，锻件有黑皮、飞边 和凹凸不平。和凹凸不平。 2）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后再割开）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后再割开 。 3）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳，最后去）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳，最后去 除。除。 第11页/共48页 四、定位基准的选择四、定位基准的选择 10.2 基础知识 1 1基准的概念及其分类基准

7、的概念及其分类 基准基准 设计基准设计基准 工艺基准工艺基准 测量基准测量基准 定位基准定位基准 装配基准装配基准 工序基工序基 准准 图图10-1 10-1 钻套零件图钻套零件图 第12页/共48页 四、定位基准的选择四、定位基准的选择 10.2 基础知识 1 1基准的概念及其分类基准的概念及其分类 图例分析： 如图10-1所示钻套零件图中，轴心线O1-O2是各回转面 的设计基准，A面是B、C 面的设计基准，而内孔 D1的轴 心线，也是外圆 D2的径向圆跳动的设计基准，又是端面B 的端面圆跳动的设计基准。钻套内孔套在心轴上磨削外圆 D2及端面时，内孔的轴线就是定位基准。钻套内孔套在 心轴上用

8、百分表测外圆径向圆跳动及端圆跳动时，钻套内 孔的轴线就是测量基准。钻套装在钻模板上是以其外圆 D2及端面B面来确定外套位置的，所以其外圆轴线及端面 B面是装配基准。 第13页/共48页 四、定位基准的选择四、定位基准的选择 10.2 基础知识 2 2定位基准的选择定位基准的选择 选择定位基准时应符合两点要求：选择定位基准时应符合两点要求： 1）各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸）各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸 、位置符合设计要求；、位置符合设计要求； 2）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证 能承受大的切削力

9、，保证定位稳定可靠。能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。 定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表 面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工 的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。 第14页/共48页 四、定位基准的选择四、定位基准的选择 10.2 基础知识 2 2定位基准的选择定位基准的选择 (1) 粗基准的选择粗基准的选择 为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加 工表面

10、作为粗基准。工表面作为粗基准。 为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度 要求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具要求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具 有多个非加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的有多个非加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的 非加工表面作为粗基准。非加工表面作为粗基准。 有多个表面需要一次加工时，应选择精度要求最高、有多个表面需要一次加工时，应选择精度要求最高、 或者加工余量最小的表面作为粗基准。或者加工余量最小的表面作为粗基准。 粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。粗基准在同一尺寸方

11、向上通常只允许使用一次。 选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边 、浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。、浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。 第15页/共48页 四、定位基准的选择四、定位基准的选择 10.2 基础知识 2 2定位基准的选择定位基准的选择 (2) 精基准的选择精基准的选择 基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基 准。准。 基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工 工件上的各个表面。工件上的各个表面。 互为基准原则：

12、即对工件上两个相互位置精度要求比互为基准原则：即对工件上两个相互位置精度要求比 较高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准较高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准 ，反复进行加工，以保证位置精度要求。，反复进行加工，以保证位置精度要求。 自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时 ，可选择加工表面本身作为定位基准。，可选择加工表面本身作为定位基准。 准确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准准确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准 确、安装可靠；夹具设计简单、操作方便。确、安装可靠；夹具设计简单、操作方便。 第16页/共48页

13、四、定位基准的选择四、定位基准的选择 10.2 基础知识 3 3工件定位的方法工件定位的方法 工件定位工件定位 直接找正定位：直接找正定位：通常在单件小批生产的加工车间、修理、试制、工具车间中得到应通常在单件小批生产的加工车间、修理、试制、工具车间中得到应 用用 在夹具上找正：在夹具上找正：广泛用于成批生产和单件、小批量生产的关键工序中广泛用于成批生产和单件、小批量生产的关键工序中 划线找正定位划线找正定位：受到划线精度的限制，定位精度低，多用于批量较小、毛坯精度较受到划线精度的限制，定位精度低，多用于批量较小、毛坯精度较 低以及大型零件的粗加工低以及大型零件的粗加工 第17页/共48页 五、

14、工艺路线的拟定五、工艺路线的拟定 10.2 基础知识 经济精度：在正常加工条件下所能达到的加工精度及表面粗糙度 加 工 表 面 加 工 方 法 经济精度 等级IT 表 面 粗 糙 度 m 加 工 表 面 加 工 方 法 经济精度 等级IT 表 面 粗 糙 度 m 外圆柱面 和端面 粗车 半精车 精车 粗磨 精磨 研磨 超精加工 金刚车 1113 910 78 89 6 5 56 6 12.550 3.26.3 0.81.6 0.40.8 0.10.4 0.0120.1 0.0120.1 0.0250.4 圆柱 孔 钻孔 粗镗 半精镗 精镗、铰 粗磨 精磨 珩磨 研磨 1112 1112 89

15、78 78 67 67 56 12.525 6.312.5 1.63.2 0.81.6 0.20.8 0.10.2 0.0250.1 0.0250.1 平 面 粗刨（铣） 精刨（铣） 粗磨 1113 810 89 12.550 1.66.3 1.255 平 面 精磨 刮研 研磨 67 67 5 0.161.25 0.161.25 0.0060.1 各种表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度 第18页/共48页 五、工艺路线的拟定五、工艺路线的拟定 10.2 基础知识 首先应了解各种加工方法所能达到的经济精度，然后考虑： 1）零件的材料及性质。有色金属的精加工不宜采用磨削，因为有色金 属易使砂轮

16、堵塞，因此常采用高速精细车削或金刚镗等切削加工方法 2）零件的形状与尺寸。形状复杂、尺寸较大的零件，其上的孔一般不 宜采用拉削或磨削；直径大于60mm的孔不宜采用钻、扩、铰等 3）选择的加工方法要与生产类型相适应 。大批量生产应选用高生产 率的和质量稳定的加工方法，而单件、小批生产应尽量选择通用设备和避免 采用非标准的专用刀具来加工。 4）具体的生产条件 。考虑工厂现有的加工设备及其工艺能力、工人的 技术水平，以充分利用现有设备和工艺手段，同时也要注意不断引进新技术 ，对老设备进行技术改造，挖掘企业的潜力，不断提高工艺水平 第19页/共48页 五、工艺路线的拟定五、工艺路线的拟定 10.2 基

17、础知识 加工阶段一般为：粗加工、半精加工、精加工和光整加工。 1）有利于保证加工质量 。可使大切削量粗切引起的变形充分释放，由 半精、精加工逐步校正。 2）合理地使用设备 。普通机床粗加工，数控机床精加工。充分发挥粗 、精加工设备特点，有利于长期保证机床精度。 3）有利于及早发现毛坯的缺陷 。粗加工安排在前，若发现了毛坯缺 陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。 4）便于安排热处理工序 。粗加工后要时效消除应力，精加工前要淬火 ，淬火变形可由精加工消除。 粗精加工分开，使机床台数和工序数增加，批量较小时，机床负荷率低、 不经济。所以当工件批量小、精度要求不太高、工件刚性较好时也可以不分

18、 或少分阶段。 重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工。 第20页/共48页 五、工艺路线的拟定五、工艺路线的拟定 10.2 基础知识 热处理工序的安排： （1）粗加工前的预备热处理：消除组织的不均匀，细化晶粒，改善金属的切 削加工性能 。有退火、正火和调质。 （2）中间工序间的时效退火热处理：消除残余应力引起工件的变形 。 （3）精加工前的最终热处理：获得零件使用上所需要的力学性能、表面硬度 和抗蚀性，如淬火、渗碳、渗氮等。因淬火变形大，最终做磨削加工。 辅助工序安排： （1）检验工序：重要工序的前后、送往外车间之前、最终检验。确保质量 （2）清洗和去毛刺：淬火工序之前、全

19、部完工之后。 （3）消磁等：根据需要做消磁、平衡等安排 第21页/共48页 五、工艺路线的拟定五、工艺路线的拟定 10.2 基础知识 工序划分的原则： （1）工序集中的原则：将加工集中在少数几道工序内完成。可减少装夹次数 、减少机床使用数量和占地面积、简化了生产组织和计划调度工作。 但机床、工装一次性投资大，调整维修费事、不利于阶段划分。 （2）工序分散的原则：将加工分散到较多的工序内进行。每工序内容简单， 所用设备、工装也简单，调整维修方便，对工人要求低。 但使用设备多、占地面积大、使用工人多。 工序划分的方法： （1）刀具集中分序法：用同一把刀具加工完所有可加工的部位后再换刀完成 它们所有

20、可加工的部位。减少换刀次数、缩短空程时间，减少误差。 （2）粗精加工分序法：完成全部粗加工、半精加工，最后作全部精加工。 （3）加工部位分序法：按“先面后孔”、“先简单后复杂”、“先低后高（ 精度）”的加工顺序对需加工的部位划分工序。 第22页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 a ) b) 图10-2 单边加工余量 第23页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 a ) b) 图10-3 双边加工余量 第24页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 第25页/共4

21、8页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 a ) b) 图10-4 工序尺寸与工序余量 第26页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 第27页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 第28页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 第29页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 第30页/共48页 六、工序尺寸及公差带分布六、工序尺寸及公差带分布 10.2 基础知识 第31页/共48页 七、设备

22、及工艺装备的选择七、设备及工艺装备的选择 10.2 基础知识 第32页/共48页 七、设备及工艺装备的选择七、设备及工艺装备的选择 10.2 基础知识 第33页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第34页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第35页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第36页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 图图10-5 10-5 减速器传动主轴简图减速器传动主轴简图 第

23、37页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 支承轴颈 安装联轴器轴段 安装联轴器轴段 第38页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第39页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第40页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第41页/共48页 一、轴类零件的加工工艺一、轴类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 序号序号工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准设备设备 1 1 备料备

24、料 2 2 锻造锻造模锻模锻立式精锻机立式精锻机 3 3 热处理热处理正火正火 4 4 锯头锯头 5 5 铣端面钻中心孔铣端面钻中心孔毛坯外圆毛坯外圆中心孔机床中心孔机床 6 6 粗车外圆粗车外圆顶尖孔顶尖孔多刀半自动车床多刀半自动车床 7 7 热处理热处理调质调质 8 8半精车外圆半精车外圆半精车各外圆并切槽、倒角半精车各外圆并切槽、倒角顶尖孔顶尖孔数控车床数控车床 9 9 研研研中心孔研中心孔外圆外圆 1010 精车外圆精车外圆精车各外圆精车各外圆 1111 粗磨外圆粗磨外圆粗磨两粗磨两3535、3838、2525外外 圆圆 顶尖孔顶尖孔组合外圆磨床组合外圆磨床 1212铣键槽铣键槽铣铣1

25、2、8两键槽两键槽3838、2525外圆外圆立式铣床立式铣床 第42页/共48页 二、箱体类零件的加工工艺二、箱体类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第43页/共48页 二、箱体类零件的加工工艺二、箱体类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 图图10-6 10-6 减速器箱体简图减速器箱体简图 底座 箱盖 第44页/共48页 二、箱体类零件的加工工艺二、箱体类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 第45页/共48页 二、箱体类零件的加工工艺二、箱体类零件的加工工艺 10.3 典型零件的加工工艺 序号序号工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准加工设备加工设备

26、 1铸造铸造铸造毛坯铸造毛坯 2热处理热处理人工时效人工时效 3油漆油漆喷涂底漆喷涂底漆 4划线划线分别划出箱盖和底座上各平面的加分别划出箱盖和底座上各平面的加 工线和校正线工线和校正线 箱盖以箱盖以A面和面和C面为基准，面为基准， 底座以底座以B面和面和C面为基准，面为基准， 划线平台划线平台 5粗刨粗刨粗刨箱盖的对合面、方孔顶面和轴粗刨箱盖的对合面、方孔顶面和轴 承孔的两端面；粗刨底座的对合面、承孔的两端面；粗刨底座的对合面、 底面和轴承孔的两端面底面和轴承孔的两端面 按划线找正加工对合面，然按划线找正加工对合面，然 后以对合面和后以对合面和C面为基准面为基准 牛头刨床或龙门牛头刨床或龙门 刨床刨床 6 6精刨精刨精刨箱盖的对合面至尺寸，再精刨精刨箱盖的对合面至尺寸，再精刨 方孔顶面至尺寸；精刨底座的对合方孔顶面至尺寸