机械加工工艺培训1

1、 机械加工工艺基础知识机械加工工艺基础知识主讲人：宋主讲人：宋 文文 彪彪部部 门：工艺装备门：工艺装备日日 期：期：2011-4-252011-4-25机械加工工艺基础知识机械加工工艺基础知识一、零件的结构工艺性一、零件的结构工艺性二、加工工艺基础知识二、加工工艺基础知识四、桥梁产品相关工艺四、桥梁产品相关工艺三、金属切削机床三、金属切削机床 零件的结构工艺性零件的结构工艺性第一章第一章1.1零件结构的工艺性零件结构的工艺性使用性使用性满足设计性能要求满足设计性能要求零件结构零件结构 工艺性零件加工的可行性和经济性（难易程度） 桥梁产品的工艺性主要体现：零件的切削加工工艺上1.11.1零件结

2、构的工艺性 零件获得所需结构形状、尺寸精度和表面质量的主要途径。1.21.2结构工艺性一般原则结构工艺性一般原则 1、标准化参数与结构要素统一 2、考虑刀具加工空间 3、方便装夹 4、减少加工表面 5、合理拆分和组合 6、加工的可行性 7、尽量降低零件精度和质量要求（1）、标准化参数与结构要素统一n 尽量做到刀具规格统一，减少换刀，提高效率n 考虑加工时的加工状况。刀具与工件不发生碰撞。(2).考虑刀具加工空间n 3530001活塞结构n 车圆柱面时易打刀斜面：装夹不稳（3 3）、方便装夹）、方便装夹加工面加工面安装面安装面思考题思考题此零件的工此零件的工艺性？艺性？(4)(4)、 减少加工表

3、面减少加工表面n 减少加工量，使加工时间缩短，降低成本、提高效率( (5 5) )、 合理拆分与组合合理拆分与组合n 简化组件结构，减少加工费用，有利于减少成本。（6）、加工的可行性n 退刀槽（7）、其它一次加工出来 必须两次加工n 有利于保证相互位置精度加工工艺基础知识加工工艺基础知识 第二章第二章生产过程： 原材料成品全过程包括： a.原材料的运输和保存 b.生产技术准备工作 c.毛坯制造 d.零件的加工与热处理 e.部件和整机的装备 f.机械的检验调试 g.油漆和包装等 (如：支座的生产）工艺过程： 生产对象(半)成品 即：改变其形状、尺寸、相对位置和性质等的过程。(如：支座某零件的加工

4、）2.1 2.1 机械产品生产过程与机械加工工艺过程机械产品生产过程与机械加工工艺过程工序工序2.2 2.2 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成安装安装行程行程工步工步工位工位工艺过程工艺过程 定义：指一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工件，连续完成的那一部分加工过程。（1 1）、工序）、工序（锚碇钢棒）车工序车工序外圆外圆端面端面钻孔钻孔螺纹螺纹切断切断（2）、安装工序号工装号工序内容设备0备料锯床101车端面，车大端外圆及倒角车床2车端面，车小端外圆及倒角20铣键槽铣床30去毛刺钳工台定义：在同一个工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成

5、的那一部分工序。如图共有4个工位:工位1： 装卸工件工位2： 钻孔工位3: 扩孔工位4 : 铰孔（3）、工位定义：在安装中，工件相对设备的每一个位置。固定部分固定部分可动部分可动部分（多工位安装） 多工位安装有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往采用转位（或移位）工作台或夹具，不须重新装夹工作件而能改变工件位置，以加工不同表面（4）、工步工序号工序内容工步设备010车端面，车大端外圆及倒角1.车端面车床2.车大端外圆3.倒角20 定义：在一个工位中，加工表面、切削刀具、切削用量不变的情况下所完成的加工。复合工步为了提高生产效率，采用几把刀具或一把复合刀具同时加工一个或几个表面的工

6、步（5）、行程（走刀） 定义：刀具对工件每切削一次就称为一次行程（走刀） 有些工步，由于余量较大或其它原因，需要用同一刀，对同一表面进行多次切削，走刀是构成工艺过程的最小单元。2.3 2.3 定位基准定位基准粗基准精基准辅助基准 在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种表面称为粗基准 用加工过的表面作定位基准称为精基准 为了满足工序需要在工件上专门设计的定位面2.4 2.4 粗基准选择原则粗基准选择原则1、若须保证加工面与非加工面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准2、若须保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准（a.错误；b.正确）2.5 2.5 精基准先

7、择精基准先择为了获得较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准”的原则当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差基准重合基准重合基准统一基准统一自为基准自为基准互为基准互为基准精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。2.6 2.6 零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择考虑点考虑点结构尺寸设备情况材料性质经济性经济加工精度表面加工表面加工零件零件表面加工方法的选择表面加工方法的选择1.经济加工精度任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，但只有在某

8、一个较窄的范围才是经济的。2.考虑工件材料性质（淬火钢磨削；有色金属 高速精细车削）3.考虑工件的结构形状和尺寸大小（机床设备规格）4.考虑生产率和经济性要求5.考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，提高生产效率。对高精度及高表面粗糙度要求的零件加工。2.7 2.7 加工阶段划分加工阶段划分粗加工半精加工精加工2.82.8加工顺序安排加工顺序安排对于对于容易出现废品容易出现废品的工序，精加工可适的工序，精加工可适当放在前面当放在前面43211.1.先基准后其它先基准后其它作为精基准的表面应在

9、工作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工艺过程一开始就进行加工2.2.先主后次，先粗后精先主后次，先粗后精主要表面的精加工和主要表面的精加工和光整加工一般放在最后阶段进行光整加工一般放在最后阶段进行3.3.要重要表要重要表面加工前，面加工前，对对精基准应精基准应进行一次修进行一次修正正，以利于，以利于保证重要表保证重要表面的加工精面的加工精度。度。4.4.先面后孔先面后孔有位置要求但有位置要求但次要的表面，次要的表面，其切削力、夹其切削力、夹紧力小紧力小2.92.9热处理工序安排热处理工序安排退火退火 正火正火 时效时效淬火淬火/渗碳渗碳均匀组织，细化晶粒，提高加工性消除残余应力（人工/

10、自然）提高淬火硬度、抗拉强度提高表面硬度和抗腐蚀性（易变形）表面处理表面处理提高抗腐蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率粗粗加加工工半半精精加加工工精精加加工工工序安排2.92.9热处理工序安排热处理工序安排1.退火与正火机械加工之前（均匀组织，细化晶粒，提高加工性）2.时效粗加工之前，精加工之后（消除残余应力）3.淬火半精加工之后，精加工/磨削之后（提高淬火硬度、抗拉强度）4.渗碳精加工之前（温度高，易变形）（提高表面硬度和抗腐蚀性）5.表面处理工艺过程最后进行（提高抗腐蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率）附：球钢支座主要部件机加工工艺控制流程附：球钢支座主要部件机加工工艺控制流程金属切削机床

11、金属切削机床第三章第三章3.1 3.1 机床的类型机床的类型机床分类机床分类车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等1212大类大类普通精度普通精度精密精密高精密高精密一般一般大型大型重型重型 金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为“工作母机”，习惯上称机床。精度重量工作性质3.2 3.2 机床的主要部件机床的主要部件1.1.主传动部件：主传动部件： 用来实现机床主运动；用来实现机床主运动；2.2.进给传动部件：进给传动部件：主要用来实现机床进给运动；主要用来实现机床进给运动； 3.3.工件安装装置：工件安装装置：用来安装工件；用来安装工件； 4.4

12、.刀具安装装置刀具安装装置 ：用来安装刀具；用来安装刀具； 5.5.支承件：支承件：用来支承和连接机床各零部件，是机用来支承和连接机床各零部件，是机 床的基础构件；床的基础构件；6.6.机床动力部件：机床动力部件：为机床提供动力。为机床提供动力。3.3 机床型号含义机床型号含义n 如：如：C6136AC6136A含义含义如下：如下： C C车床类（种类）车床类（种类） 6 6普通普通车床组（组代码）车床组（组代码） 1 1卧式（系列代码）卧式（系列代码） 3232最大加工直径最大加工直径为为320mm320mm（参数）（参数） A A 第一次改造（改造次数）。第一次改造（改造次数）。 桥梁机床

13、设备桥梁桥梁主要主要的机床的机床设备设备机床类型机床类型设备名称设备名称型号规格型号规格车车普车普车/ /卧车卧车/ /马鞍车马鞍车CW6163C/CW6100DCW6163C/CW6100D数车数车/ /数控端面车数控端面车CKJ6163/CK64160CKJ6163/CK64160立车立车/ /单柱单柱/ /双柱立车双柱立车C5116A/C5225EC5116A/C5225E立铣立铣X53KX53K铣铣 数铣数铣PV1500PV1500加工中心加工中心MCV-2600MCV-2600龙门铣龙门铣/ /数控龙门铣数控龙门铣AB200A/AB200A/双面铣双面铣X345X345钻钻台钻台钻/

14、 /摇臂钻摇臂钻ZQ3080ZQ3080镗镗落地镗落地镗TX6916TX6916磨磨万能外圆磨万能外圆磨M1432BM1432B卧轴矩台平磨卧轴矩台平磨M7180M7180珩磨机珩磨机其它其它线切割、电火花、牛头刨、雕刻机、剪板机、折弯机等线切割、电火花、牛头刨、雕刻机、剪板机、折弯机等3.4 3.4 常用的切削机床常用的切削机床（1）车床车床车床的基本结构的基本结构主电机及变速机构挂轮箱床头箱进给箱卡盘中心架溜板箱尾架丝杆光杆车削车削的加工范围的加工范围 车削是以车削是以加工回转体回转体为主要加工目的。在车床上可以为主要加工目的。在车床上可以加工：加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔

15、、铰孔、外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。等。车削主要加工的桥梁产品车削主要加工的桥梁产品（涵盖机床：普车、立车、数车）（涵盖机床：普车、立车、数车）车削车削的工艺特点的工艺特点1.1.粗加工：粗加工：经济精度可达到经济精度可达到IT10IT10，表面粗糙度在，表面粗糙度在25-12.525-12.5之间之间; ; 精加工精加工：经济精度可达经济精度可达IT7IT7左右，表面粗糙度左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6Ra6.3-1.6之间之间。2. 2. 易于保证相互易于保证相互位置精度位置精度要

16、求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。安装误差。3. 3. 刀具简单，制造、刃磨和安装方便刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和角度，容易选用合理的几何形状和角度，有利于提高生产率有利于提高生产率。4. 4. 应用范围广泛应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。可以用车削方法达到要求。5. 5. 可以用可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的（有色金属的高精度零件不适合采用磨

17、削）高精度零件不适合采用磨削）3.4 常用的切削机床常用的切削机床（2）铣床主轴箱主轴箱主轴主轴横溜板横溜板工作台工作台升降台升降台底座底座立式立式铣床的基本结构铣床的基本结构铣铣削的主要削的主要加工范围加工范围铣削主要加工：铣削主要加工：面、槽、沉台。面、槽、沉台。铣削主要加工的桥梁产品铣削主要加工的桥梁产品（涵盖机床：立铣、龙门铣、端面铣、数铣、加工中心）（涵盖机床：立铣、龙门铣、端面铣、数铣、加工中心）逆铣逆铣和顺铣和顺铣逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给方向相反顺铣：铣刀旋向与进给方向一致 逆铣：刀齿不能立刻切入工件，而是在已加工表面上挤压滑行，使该表面的硬化现象严重，影响了表面质量，也

18、使刀齿的磨损加剧。易引起振动，影响工件的夹紧。铣薄壁和刚度差工件时影响更大。 顺铣：刀齿切入工件时的冲击力较大，尤其工件待加工表面是毛坯或者有硬皮时。对工件的夹紧有利。引起“扎刀”，损坏加工表面；严重时还会使刀齿折断，或使工件夹具移位，甚至损坏机床。不能消除丝杠螺母间隙的铣床上，只宜用逆铣，不宜用顺铣。 逆铣与顺铣特点逆铣与顺铣特点铣铣削的工艺特点削的工艺特点1.铣削加工的精度可达铣削加工的精度可达IT10-IT7IT10-IT7，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达6.3- 1.66.3- 1.6左右左右2.2.生产效率高生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切，铣刀是多刀齿刀具，

19、铣削时有几个刀齿同时参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。3.3.容易产生振动容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中切削面积和切削力变化较大。切削面积和切削力变化较大。4.4.刀齿的散热条件较好刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀具可，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀具可以得到一定的冷却。以得到一定的冷却。5.5.与刨床相比，铣床价格高，与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产适用于批量生产。3.4 常用的切削机床常用的切削机床（3）钻床钻钻削加工

20、削加工 钻床包括钻床包括台式台式钻床、（钻床、（1212）立式钻床（）立式钻床（5050）和和摇臂摇臂钻床钻床。对对精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必须进行精加工。精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必须进行精加工。钻钻削加工的范围削加工的范围主要以加工主要以加工孔孔为目的为目的扩孔扩孔 用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行扩大和提高扩大和提高精度精度的加工，称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻的加工，称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻花钻相似，但切削刃有花钻相似，但切削刃有3 3 4 4个，前端是平的，无横刃，螺个，前端是平的，无横刃，螺旋槽较浅

21、，钻头刚度好。扩孔余量小，切削比较平稳，所旋槽较浅，钻头刚度好。扩孔余量小，切削比较平稳，所以扩孔精度比钻孔高。其以扩孔精度比钻孔高。其尺寸公差等级可达尺寸公差等级可达IT10IT10 IT9IT9，表，表面粗糙度面粗糙度RaRa值可达值可达6.36.3 3.23.2 mm。钻钻削的工艺特点削的工艺特点1.钻削属于钻削属于低精度（低精度（IT11-IT13IT11-IT13）和和高表面粗糙度的高表面粗糙度的(Ra50-12.5)(Ra50-12.5)加工方法加工方法2.2.容易产生容易产生“引偏引偏”，是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大、孔不圆，是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大、孔不圆等

22、缺陷。原因是等缺陷。原因是刀具呈细长状，刚性较差刀具呈细长状，刚性较差。3.3.排屑困难排屑困难，钻孔在半封闭的状态下进行，切下来的切屑沿刀具两侧的螺，钻孔在半封闭的状态下进行，切下来的切屑沿刀具两侧的螺旋槽上升，旋槽上升，容易与已经加工出的表面发生摩擦和挤压，刮伤已加工表面，容易与已经加工出的表面发生摩擦和挤压，刮伤已加工表面，降低表面质量。降低表面质量。4.4.切削热不容易传散，切削液切削热不容易传散，切削液难以传到难以传到切削区。限制切削速度的提高切削区。限制切削速度的提高钻削主要加工的桥梁产品钻削主要加工的桥梁产品涵盖机床：台钻、摇臂钻涵盖机床：台钻、摇臂钻镗孔镗孔加工的工艺特点加工的

23、工艺特点1.镗床主要用于镗床主要用于加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系。例如变速例如变速箱、发动机缸体等。箱、发动机缸体等。2.2.镗孔尺寸公差等级可达镗孔尺寸公差等级可达IT8IT8 IT7IT7，表面粗糙度值一般为，表面粗糙度值一般为1.61.60.80.8 mm。 3.3.镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。镗刀的形状3.4 常用的切削机床常用的切削机床（4）磨床磨削磨削加工加工 磨削加工的机床是磨削加工的机床是磨床，刀具是砂轮。磨床，刀具是砂轮。 磨削加工可以磨削磨削加工可以磨削外圆、孔和平面外圆、孔

24、和平面。 磨削加工的夹具通磨削加工的夹具通常有常有电磁吸盘、三爪电磁吸盘、三爪卡盘、顶尖卡盘、顶尖等。等。 磨床磨床包括包括外圆磨、内圆磨、无心磨外圆磨、内圆磨、无心磨等几种，等几种，下图：万能下图：万能外外圆磨床圆磨床 M1432AM1432A万能外圆磨床万能外圆磨床(M(M磨床；磨床；1414万能外圆磨床；万能外圆磨床；3232最大磨削直最大磨削直径的径的1/101/10，即最大磨削直径为，即最大磨削直径为320mm320mm；AA性能和结构上经过一次重大改性能和结构上经过一次重大改进进) )。 9.1 9.1 磨床类型磨床类型磨削的工艺特点1.1.磨削的精度高，磨削的精度高，IT6-IT

25、5IT6-IT5，粗糙度低，粗糙度低，Ra0.8-0.2Ra0.8-0.2，砂轮表面有极多的切，砂轮表面有极多的切削刃同时参加切削。削刃同时参加切削。2.2.可以加工一些可以加工一些难加工的材料难加工的材料。如淬火钢、高速钢以及毛坯的清理。如淬火钢、高速钢以及毛坯的清理。3.3.切削速度高（切削速度高（30m/s30m/s以上）切削温度高（以上）切削温度高（10001000以上）。使用冷却液。以上）。使用冷却液。4.4.砂轮有自锐作用砂轮有自锐作用，这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断脱落，新的，这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断脱落，新的磨粒又是锋利的。磨粒又是锋利的。5.5.磨削力的径向分力

26、较大，因此，在达到尺寸以后，还要进行多次磨削力的径向分力较大，因此，在达到尺寸以后，还要进行多次无进无进给磨削给磨削。第四章第四章桥梁产品相关工艺.产品下料工艺（常规钢板厚规格及外形放量）.球面不锈钢（桥梁产品事业部球钢工装明细）.其它（吊装孔，组装，油漆，抛丸，热处理等）1.1产品下料工艺产品下料工艺图纸设计方面：1.在满足使用要求的基础上,尽量降低零件的加工精度和表面质量要求；2.结合市场材料规格，合理给定相关外形尺寸，以适当减少零件毛坯粗加工量。 一般一般钢板的厚度规格钢板的厚度规格厂商厂商材料牌号材料牌号厚度规格厚度规格湘钢湘钢Q345BQ345B1212484811511522022

27、0湘钢湘钢Q345BQ345B14145050120120230230湘钢湘钢Q345BQ345B15155252125125240240湘钢湘钢Q345BQ345B16165555130130湘钢湘钢Q345BQ345B18186060135135湘钢湘钢Q345BQ345B20206565140140湘钢湘钢Q345BQ345B25257070145145湘钢湘钢Q345BQ345B28287575150150湘钢湘钢Q345BQ345B30308080155155湘钢湘钢Q345BQ345B32328585160160湘钢湘钢Q345BQ345B35359090170170湘钢湘钢Q34

28、5BQ345B3636* *9595180180湘钢湘钢Q345BQ345B3838100100190190湘钢湘钢Q345BQ345B4040105105200200湘钢湘钢Q345BQ345B45451101102102101.21.2TJQZ-500T(3201064/65/66/67TJQZ-500T(3201064/65/66/67支座铁件加工成本支座铁件加工成本上座板上座板中座板中座板下座板下座板固定型固定型32010643201064产品尺寸产品尺寸950950* *610610* *101.6101.6444444* *5656630630* *630630* *111111下

29、料尺寸下料尺寸950950* *610610* *105105450450* *6060630630* *630630* *115115利用率利用率47.48%47.48%41.42%41.42%45.19%45.19%材料费材料费3041.463041.46480.96 480.96 2281.49 2281.49 纵向型纵向型32010653201065产品尺寸产品尺寸950950* *630630* *119.6119.6444444* *5656680680* *550550* *111111下料尺寸下料尺寸950950* *630630* *125125450450* *606068

30、0680* *550550* *115115利用率利用率40.19%40.19%41.42%41.42%60.01%60.01%材料费材料费3789.703789.70480.96 480.96 2149.86 2149.86 加工费加工费435.90435.90166.67 166.67 487.18 487.18 横向型横向型32010663201066产品尺寸产品尺寸950950* *570570* *119.6119.6444444* *5656680680* *550550* *111111下料尺寸下料尺寸950950* *570570* *125125450450* *606068

31、0680* *550550* *115115利用率利用率40.63%40.63%41.42%41.42%60.01%60.01%材料费材料费3428.783428.78480.96 480.96 2149.86 2149.86 多向型多向型32010673201067产品尺寸产品尺寸950950* *540540* *49.649.6444444* *5656550550* *550550* *111111下料尺寸下料尺寸950950* *540540* *5252450450* *6060550550* *550550* *115115利用率利用率79.03%79.03%41.42%41.42%68.29