机械制造工艺的基础知识ppt课件

1、目 录上一页下一页退 出机械制造工艺的根底知识机械制造工艺的根底知识根本概念消费过程消费过程工艺过程工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程目 录上一页下一页退 出消费过程包括：产品设计、消费预备、原资料的运输和保管、毛坯制造、机械加工、热处置、装配和调试、检验和试车、喷漆和包装等。消费过程消费过程消费过程的本质是由原资料或半废品变为产品的过程。因此一个工厂的消费过程，又可按车间分成假设干个车间的消费过程。零件的机械加工工艺过程工艺道路或工艺流程：用机械加工的方法，直接改动原资料或毛坯的外形、尺寸和性能等，使之变为合格零件。工艺过程工艺过程将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。机械制

2、造工艺的根底知识机械制造工艺的根底知识目 录上一页下一页退 出一个或一组工人，在一个固定的任务地点一台机床或一个钳工台，对一个或同时对几个工件所延续完成的那部分工艺过程，称为工序。它是工艺过程的根本单元，又是消费方案和本钱核算的根本单元。 工艺过程是由一个或假设干个依次陈列的工序所组成。毛坯依次经过这些工序就变成了废品或半废品。工序工序目 录上一页下一页退 出 假设消费批量比较小那么其加工工艺过程可由六个工序组成，如下表所示。棒料毛坯依次经过这六个工序就变成阶梯轴的产品零件。 阶梯轴目 录上一页下一页退 出 工序号工序号工序内容工序内容设设 备备 1车端面，钻中心孔车端面，钻中心孔车床车床 2

3、车外圆、车槽、倒角车外圆、车槽、倒角车床车床 3铣键槽、去毛刺铣键槽、去毛刺铣床铣床 4粗磨外圆粗磨外圆磨床磨床 5 热处置热处置高频淬火机高频淬火机 6精磨外圆精磨外圆磨床磨床目 录上一页下一页退 出 工序号工序内容设 备1两边同时铣端面、钻顶尖孔铣端面钻顶尖孔机床2车一端外圆，车槽、倒角车床3车另一端外圆，车槽、倒角车床4铣键槽立式铣床5去毛刺钳工台6粗磨外圆磨床7热处置钻高频淬火机8精磨外圆磨床 同样加工上述零件，假设消费批量比较大时，其加工工序如下：目 录上一页下一页退 出 在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高消费效率，又可以减少由于多次安装带来的加工误差。工件在加工前，在机床或

4、夹具中相对刀具应有一个正确的位置并给予固定，这个过程称为装夹，一次装夹所完成的那部分加工过程称为安装。安装是工序的一部分。每一个工序能够有一次安装，也能够有几次安装。如表5.l中第一工序，假设对一个工件的两端延续进展车端面、钻中心孔，就需求两次安装分别对两端进展加工，每次安装有两个工步车端面和钻中心孔。目 录上一页下一页退 出采用多工位加工，可以提高消费率和保证被加工外表间的相互位置精度。为减少工序中的装夹次数，常采用回转任务台或回转夹具，使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进展延续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。目 录上一页下一页退 出当其中有一个要素变化时，那么

5、为另一个工步。当其中有一个要素变化时，那么为另一个工步。当同时对一个零件的几个外表进展加工时，那么为复合工步。当同时对一个零件的几个外表进展加工时，那么为复合工步。工步是工序的组成单位。在被加工的外表、切削用量工步是工序的组成单位。在被加工的外表、切削用量指切削速度、背吃刀量和进给量、切削刀具均坚持指切削速度、背吃刀量和进给量、切削刀具均坚持不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。不变的情况下所完成的那部分工序，称工步。目 录上一页下一页退 出 被加工的某一外表，由于余量较大或其它缘由，在切削用量不变的条件下，用同一把刀具对它进展多次加工，每加工一次，称一次走刀。 目 录上一页下一页退 出 消

6、费类型对工艺过程有着重要影响。 当消费类型不同时，消费组织和消费管理、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺配备刀、夹、量具、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制定工艺道路之前必需明确该产品的消费类型。目 录上一页下一页退 出零件的消费纲领可按下式计算：零件的消费纲领可按下式计算： N N零零= Nn= Nn1 1 a a1 1十十 式中式中 N N零零零件的消费纲领件年；零件的消费纲领件年； N N产品的消费纲领台年；产品的消费纲领台年； n n每台产品中包含该零件的数量件每台产品中包含该零件的数量件台；台； a a该零件备件的百分率；该零件备件的百分率； 该零件废品的百

7、分率。该零件废品的百分率。目 录上一页下一页退 出 划分消费类型，既要根据消费纲领，同时还要思索零件的体积、质量等要素。目 录上一页下一页退 出1单件消费 消费类型是指企业或车间、工段、班组、任务地消费消费类型是指企业或车间、工段、班组、任务地消费专业化程度的分类，普通分为：专业化程度的分类，普通分为：单个地消费不同构造和不同尺寸的产品，并且很少反复。 例如，重型机器制造、专业设备制造和新产品试制等。消费类型消费类型目 录上一页下一页退 出成批消费成批消费 一年中分批地制造一样的产品，制造过程有一定的反复性。 例如，机床制培育是比较典型的成批消费。每批制造的一样产品的数量称为批量。根据批量的大

8、小，成批消费又可分为： 小批消费-其工艺过程的工艺特点和单件小批消费类似； 大批消费-其工艺过程的特点和大量消费类似； 中批消费-其工艺过程的特点那么介于单件小批消费和大批大量消费之间。 目 录上一页下一页退 出大量消费大量消费 例如，汽车、迁延机、轴承等的制造通常都是以大量消费的方式进展。产品数量很大，大多数任务地点经常反复地进展某一个零件的某一道工序的加工。目 录上一页下一页退 出各种消费类型的工艺过程的特点可归纳成表各种消费类型的工艺过程的特点可归纳成表目 录上一页下一页退 出返回确定毛坯的种类 与零件的构造外形、尺寸大小、资料的机械性能和零件的消费类型及毛坯车间的详细消费条件有关。 铸

9、件 包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的外形可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低，普通壳体零件的毛坯多用铸件。 锻件 机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的外形不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。 型材 包括圆形、方形、六角形及其它断面外形的棒料、管料及板料。棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。 焊接件 对尺寸较大、外形较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形

10、，尺寸误差大。工程塑料 它是近年来在机械制造业中普遍推行的一种毛坯，其外形可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能差。 目 录上一页下一页退 出返回 在单件小批消费中，普通采用木模手工砂型铸造和自在锻造，因此毛坯的精度低，本钱高、废品率高、切削加工劳动量大。 毛坯的选择在大批、大量消费中，常采用精度和消费率较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精细铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的外形更接近于零件的外形。因此可大量减少切削加工的劳动量，甚至可不需求进展切削加工，从而提高了资料的利用率，降低了机械加工的本钱。目 录上一页下一页退 出加工余量的概念 为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需求从其毛坯

11、外表切去全部多余的金属层，这一金属层的总厚度称为该外表的加工总余量。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。可见某外表的加工总余量与该外表工序余量之间的关系为： 式中n加工该外表的工序或工步数目。niZZZZZ 21总工件加工余量的大小，将直接影响工件的加工质量、消费率和经济性。例如加工余量太小时，不易去掉上道工序所遗留下来的外表缺陷及外表的相互位置误差而呵斥废品；加工余量太大时，会呵斥加工工时和资料的浪费，甚至因余量太大而引起很大的切削热和切削力，使工件产生变形，影响加工质量。目 录上一页下一页退 出5.5.2.1 上工序外表质量Ra，Ta。的影响 在上工序加工后的外表上或毛坯外表上，存在着

12、外表微观粗糙度值Ra和外表缺陷层Ta包括冷硬层。氧化层、裂纹等，必需在本工序中切除。Ra, Ta的大小与所用的加工方法有关, Ra的数值可参考表57，58，59; Ta的数值可参考 。表510目 录上一页下一页退 出目 录上一页下一页退 出图5.12 它包括各种几何外形误差如锥度、椭圆度、平面度等。 的大小可根据选用的加工方法所能到达的经济精度，查阅确定。加工余量与工序尺寸公差之间的关系见 。Ta目 录上一页下一页退 出图5.12 加工余量与工序公差的关系babLLZ(a)为外外表被包容面加工，本工序的根本余量 为bZa) a) 观看动画观看动画(b)(b)观看动画观看动画目 录上一页下一页退

13、 出 它包括轴线的直线度、位移及平行度；轴线与外表的垂直度；阶梯轴内外圆的同轴度；平面的平面度等。为了保证加工质量，必需在本工序中给予纠正。 的数值与上工序的加工方法和零件的构造有关，可用近似计算法或查有关资料确定。假设存在两种以上的空间偏向时可用向量和表示。目 录上一页下一页退 出 5.5.2.4 本工序加工时装夹误差b的影响 此误差除包括定位和夹紧误差外，还包括夹具本身的制造误差，其大小为三者的向量和。它将直接影响被加工外表与刀具的相对位置，因此有能够因余量缺乏而呵斥废品，所以必需给予余量补偿。 空间偏向与装夹误差在空间是有不同方向的，二者对加工余量的影呼应该是向量和。 为上述各种要素对车

14、削轴类零件加工余量影响的表示图。 图5.13目 录上一页下一页退 出 图5.13 影响加工余量的要素观看动画观看动画目 录上一页下一页退 出5.5.3.1 计算法 根据上面所述各种要素对加工余量的影响，并由图513可得出下面的计算公式。 对称外表双边，如孔或轴的根本余量为： 或 非对称外表单边，如平面的根本余量为： )()(2baaaabtRTZ)( 2)( 22baaabtRTZ)()(baaaabtRtZ目 录上一页下一页退 出 工厂中广泛运用这种方法，表格是以工厂的消费实际和实验研讨所积累的数据为根底，并结合详细加工情况加以修正后制定的，如。目 录上一页下一页退 出 主要用于单件小批消费

15、，靠阅历确定加工余量，因此不够准确。为保证不出废品，余量往往偏大。目 录上一页下一页退 出 零件图上的尺寸、公差是毛坯经过加工之后最终到达的尺寸。在加工过程中，各工序所到达的尺寸称工序尺寸，也就是在工序图上所标注的尺寸。57l 用计算法确定工序尺寸工序尺寸的计算可分为四种 1经过几道工序加工所构成的外表的工序尺寸计算 2工序基准与设计基准不重合而弓l起的工序尺寸计算 3从尚需继续加工外表标注的工序尺寸计算 4对某外表进展加工，要同时保证多个设计尺寸的工序尺寸计算目 录上一页下一页退 出 在加工过程中，当同一个方向上的尺寸较多而又需求多次转换定位基准，或者当设计基准与其它基准不重合而需求进展尺寸

16、换算时，确定相应的各工序尺寸、公差和余量的任务就显得很杂乱、很费事。假设采用图表法来处理这类问题，就比较方便、明了、有次序。 关干图表的制造和运用的例子，请读者自行参阅有关资料。 目 录上一页下一页退 出5.8.1 时间定额 时间定额是在一定的消费规模、消费技术和消费组织的条件下，为完成某一工件的某一工序所需求的时间，称为工序单件时间或工序单件时间定额。它是计算产品本钱和企业经济核算的根据，也是新建或扩建工厂或车间时决议所需设备和人员的根据。 工序单件时间的组成，可表示如下： t单=t基十t辅十t服十t休目 录上一页下一页退 出 5.8.2.1 消费本钱的组成 5.8.2.2 工艺过程经济方案

17、的选择 本章小结 本章主要讨论了机械加工工艺规程的作用、内容、及编制方法。目 录上一页下一页退 出返回目 录上一页下一页退 出6.2.1六点定位原理一个自在的物体，它对三个相互垂直的坐标系来说，有六个活动能够性，其中三种是挪动，三种是转动。习惯上把这种活动的能够性称为自在度，因此空间任一自在物体共有六个自在度。如图6.2所示，物体的六个自在度分别为：目 录上一页下一页退 出1沿X轴挪动，用 表示；2沿Y轴挪动，用 表示；3沿Z轴挪动，用 表示；4绕X轴转动，用 表示；5绕Y轴转动，用 表示；6绕Z轴转动，用 表示。XYZXYZ目 录上一页下一页退 出o 这种用正确分布的六个支承点来限制工件的六

18、个自在度，使工件在夹具中得到正确位置的规律，称为六点定位原理。图6.4 工件的六点定位o假设使物体在某个方向有确定的位置，就必需限制该方向的自在度，所以要使工件在空间处于相对固定的位置，就必需对六个自在度加以限制。限制的方法就是用相当于六个支承点的定位元件与工件的定位基准面接触，如图6.4所示：在底面XOY内的三个支承点限制了 ， ， 三个自在度；在侧面YOZ内的两个支承点限制了 ， 两个自在度；在端面XOY内的一个支承点限制了 一个自在度。XYZX目 录上一页下一页退 出完全定位：六个自在度都需求限制的定位方法，完全定位：六个自在度都需求限制的定位方法，称为称为 完全定位。完全定位。不完全定

19、位：没有完全限制六个自在度而依然不完全定位：没有完全限制六个自在度而依然保证有关工序尺寸的定位方法称为不完全定位。保证有关工序尺寸的定位方法称为不完全定位。过定位：当两种定位元件均能限制工件的同一过定位：当两种定位元件均能限制工件的同一个方向自在度时称为过定位。个方向自在度时称为过定位。欠定位：假设定位支承点少于所应消除的自在欠定位：假设定位支承点少于所应消除的自在度数时，那么工件定位缺乏，称为欠定为。度数时，那么工件定位缺乏，称为欠定为。目 录上一页下一页退 出概念: 粗基准 精基准 有时工件上没有能作为定位基准用的恰当外表，这时就必需在工件上专门设置或加工出定位基面，这种基面称为辅助基面。

20、辅助基面在零件的任务中并无用途，它完全是为了加工需求而设置的。轴加工时用的中心孔、活塞加工用的止口图5-26就是典型的例子。目 录上一页下一页退 出 粗基准不同的影响 零件毛坯在铸造时内孔与外圆之间难免会有偏心(如图5-27所示)，因此在加工时，假设用不需加工的外圆1作为粗基准用三爪卡盘夹持外圆，加工内孔2，由于此时外圆1的中心线和机床主轴回转中心线重合，所以加工后内孔2与外圆1是同轴的，即加工后孔的壁厚是均匀的，但是内孔的加工余量却是不均匀的。目 录上一页下一页退 出相反见图5-28，假设选择内孔2作为粗基准用四爪卡盘夹持外圆1，然后按内孔2找正，由于此时内孔2的中心线和机床主轴回转中心线重

21、合，所以内孔2的加工余量是均匀的，但加工后的内孔2与外圆1不同轴，即加工后的壁厚是不均匀的。目 录上一页下一页退 出由此可见，粗基准的选择，主要影响不加工外表与加工表间的相互位置精度如上例加工后的壁厚均匀性，以及影响加工外表的余量分配。 因此，选择粗基准的根本原那么如下: 目 录上一页下一页退 出1假设工件必需首先保证某重要外表的加工余量均匀，那么应选择该外表为粗基准。2在没有要求保证重要外表加工余量均匀的情况下，假设零件上每个外表都要加工，那么应该以加工余量最小的外表作为粗基准。目 录上一页下一页退 出3在与上项一样的前提条件下，假设零件上有的外表不需加工，那么应以不加工外表中与加工外表的位

22、置精度要求较高的外表为粗基准，以到达壁厚均匀，外形对称等要求。 4选用粗基准的外表应尽量平整光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，这样可减小定位误差，并能保证零件夹紧可靠。目 录上一页下一页退 出5粗基准普通只运用一次。但是当毛坯是精细铸件或精细锻件时，毛坯的质量很高，假设工件的精度要求不高，这时可以反复运用某一粗基准。目 录上一页下一页退 出 精基准的选择应从保证零件的加工精度、特别是加工外表的相互位置精度来思索，同时也要照顾到装夹方便，夹具构造简单，因此，选择精基准普通应遵照以下原那么：目 录上一页下一页退 出 应尽量选用设计基准和工序基准作为定位基准，这就是基准重合原那么。假设加工的是

23、最终工序，所选择的定位基准应与设计基准重合；假设是中间工序，应尽能够采用工序基准作为定位基准。例如图5-32和图5-33。关于基准不重合产生定位误差的阐明。目 录上一页下一页退 出 应尽能够选择加工工件多个外表时都能运用的定位基准作为精基准，即遵照基准一致的原那么。这样便于保证各加工面间的相互位置精度，防止基准变换所产生的误差，并简化夹具的设计和制造。例如图5-34。目 录上一页下一页退 出 当两个外表相互位置精度以及它们本身的尺寸与外形精度都要求很高时，可以采取互为精基准的原那么，反复多次进展精加工。例如图5-35。目 录上一页下一页退 出4.“自为基准原那么 有些精加工或光整加工工序要求余

24、量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工外表本身作为精基准，即遵照自为基准的原那么，而该外表与其他外表之间的位置精度那么由先行的工序保证。 例如图5-36和图5-37。目 录上一页下一页退 出5.6.l 尺寸链概念 在机械设计和工艺任务中，为保证加工、装配和运用的质量，经常要对一些相互关联的尺寸、公差和技术要求进展分析和计算，为使计算任务简化，可采用尺寸链原理。 将相互关联的尺寸从零件或部件中抽出来，按一定顺序构成的封锁尺寸图形，称为尺寸链。见图5.14.观看动画观看动画目 录上一页下一页退 出(1)按尺寸链的运用范围分 工艺尺寸链 在加工过程中，工件上各相关的工艺尺寸所组成的尺寸链，如图5.14

25、。 装配尺寸链 在机器设计和装配过程中，各相关的零部件间相互联络的尺寸所组成的尺寸链，如 。2按尺寸链中各组成环所在的空间位置分 线性尺寸链 尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平行，如 平面尺寸链 尺寸链中各环位于同一平面或彼此平行的平面内，各环之间可以不平行，如 。平面尺寸可以转化为两个相互垂直的线性尺寸链，如 。 图5.15图5.16图5.17(a)图5.17(b)(c)目 录上一页下一页退 出图5.15 装配尺寸链观看动画观看动画目 录上一页下一页退 出图5.17 平面尺寸链 观看动画(a)(b)(c)目 录上一页下一页退 出 (3按尺寸链各环的几何特征分 长度尺寸链 尺寸链中各环均为长度量。角度尺寸链 尺寸链中各环均为角度量。由于平行度和垂直度分别相当于00和900，因此角度尺寸链包括了平行度和垂直度的尺寸链。如图 5.18所示。 图5.18 角度尺寸链