机械加工工艺设计

机械加工工艺设计《工程实践》课程“工艺设计”单元理论辅导主讲教师：王利民一、机械加工工艺过程的基本概念工艺就是制造产品的方法。机械加工工艺过程就是在机械加工车间生产机械产品的过程，也就是直接用来改变原材料或毛坯的形状、尺寸，使之变为成品的过程。制订零件机械加工工艺过程就是“机械加工工艺设计”。机械加工工艺过程包括如下的组成部分：工序、工步、走刀；定位、安装。工序：是组成工艺过程的基本单元。是指一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对一个(或同时几个)工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。工步：是在加工表面不变、切削工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。走刀：是用同一刀具在切削用量不变的条件下，对同一表面进行多次切削，则刀具每一次切削所完成的那部分工艺过程。定位：是工件在加工之前，使其在机床上或夹具中占据一正确的位置。安装：是工件定位后加以夹紧的过程。在制定机械加工工艺时，一般根据零件生产类型的不同制定相应的工艺。零件生产类型可分三种：单件生产：单个地生产某一零件，很少重复，甚至完全不重复的生产。成批生产：成批地制造相同的零件，每相隔一段时间又重复生产。成批生产可分为小批生产、中批生产和大批生产。大量生产：经常重复地进行一种零件某一工序的生产，为大量生产。如图所示轴的加工内容有：车两端面、钻两端中心孔、粗车各外圆、半精车各外圆及切槽、倒角、车螺纹、磨各外圆、磨台肩面。单件小批生产工艺过程工序工序内容设备1分别车两端面、钻两端中心孔；粗车各外圆；半精车各外圆及切槽、倒角；车螺纹。车床2磨各外圆至要求，靠磨台肩面。磨床成批生产工艺过程工序工序内容设备1分别车端面、钻两端中心孔车床2粗车各外圆车床3半精车各外圆及切槽、倒角车床4车螺纹车床5磨各外圆至尺寸要求，靠磨台肩面磨床二、零件表面的加工方法简介车削加工：车削加工主要用于加工各种回转表面，如图。钻削加工：用于在实体材料上钻孔或在已有孔的前提下对孔进行加工等，如图。(a)在实体材料上加工孔(b)对已有孔进行加工铣削加工：可以加工平面、台阶面、沟槽、螺旋形表面及各种曲面等，如图。(a)铣平面

(b)铣内凹面

(c)铣外凸面

(e)铣键槽

(d)铣螺旋槽

刨削削加加工工：用用在在单单件件小小批批生生产产中中，，加加工工平平面面、、直直槽槽、、成成形形面面等等，，如如图图。。磨削削加加工工：用用于于加加工工外外圆圆面面、、内内圆圆面面、、平平面面、、成成形形面面、、螺螺纹纹和和齿齿轮轮等等各各种种表表面面，，如如图图。。三、、制制订订机机械械加加工工工工艺艺过过程程的的步步骤骤1.选择择零零件件加加工工的的毛坯坯类类型型轴类类毛毛坯坯：：常常用用碳碳钢钢、、合合金金钢钢，，毛毛坯坯多多用用型材材、锻锻件件。。盘套套类类毛毛坯坯：：常常用用碳碳钢钢、、合合金金钢钢、、铸铸铁铁、、铸铸钢钢，，毛毛坯坯多多用用型型材材、、锻件件、铸铸件件。。支架架箱箱体体类类毛毛坯坯：：常常用用铸铸铁铁、、铸铸钢钢，，毛毛坯坯多多用用铸件件，单单件件小小批批量量生生产产时时也也可可采采用用焊焊接接件件毛毛坯坯。。2.选择择零零件件表表面面的的加加工工方方案案外圆圆加工工方方案案方案加工方法精度等级（IT）表面粗糙度Ra值（µm）1粗车12~1150~12.52粗车—半精车10~96.3~3.23粗车—半精车—精车8~61.6~0.84粗车—半精车—粗磨8~71.6~0.85粗车—半精车—粗磨—精磨6~50.8~0.2内圆圆加工工方方案案方案加工方法精度等级（IT）表面粗糙度Ra值（µm）1钻12~1125~12.52钻—扩11~1012.5~6.33钻—扩—铰9~83.2~1.64粗车12~1125~12.55钻或粗车—半精车10~96.3~3.26钻或粗车—半精车—精车8~73.2~1.67钻或粗车—半精车—粗磨8~71.6~0.88钻或粗车—半精车—粗磨-精磨7~60.8~0.4平面面加工工方方案案方案加工方法精度等级（IT）表面粗糙度Ra值（µm）1粗铣(刨)12~1125~12.52粗铣(刨)—半精铣(刨)11~1012.5~6.33粗铣(刨)—半精铣(刨)—精铣(刨)9~83.2~1.64粗铣(刨)—半精铣(刨)—粗磨8~71.6~0.85粗铣(刨)—半精铣(刨)—粗磨—精磨7~60.8~0.46粗车12~1125~12.57粗车—半精车10~96.3~3.28粗车—半精车—精车8~73.2~1.6螺纹纹加工工：：有车车螺螺纹纹、、铣铣螺螺纹纹、、磨磨螺螺纹纹、、攻攻螺螺纹纹、、套套螺螺纹纹、、搓搓螺螺纹纹和和滚滚螺螺纹纹等等。。齿形形加工工方方法法：：有铣铣齿齿、、插插齿齿、、滚滚齿齿等等。。3.定位位基基准准的选选择择定位位基基准准：：工工件件在在加加工工过过程程中中，，用用于于确确定定工工件件在在机机床床或或夹夹具具上上的的正正确确位位置置的的基基准准。。三类类典典型型零零件件定定位位基基准准常常作作如如下下选选择择：：阶梯梯轴轴类类零零件件：：常常选选择择两端端中中心心孔孔作为为定定位位基基面面。。如如图图所所示示。。盘套套类类零零件件：：一一般般以以轴轴线线部部位位的的孔孔作作为为定定位位基基面面，，常常采采用用心轴轴装夹夹，，如如左左图图。。支架架箱箱体体类类零零件件：：多多选选择择主主要要平平面面（（即即装装配配基基面面））作作为为定定位位基基面面，，采采用用压板板、、螺螺栓栓装夹夹，，加加工工轴轴承承孔孔等等，，如如右右图图。。4.拟定定零零件件加加工工工艺艺路路线线拟定定工工艺艺过过程程就就是是把把零零件件各各表表面面的的加加工工，，按按先先后后顺顺序序作作合合理理的的安安排排，，一一般般考考虑虑以以下下三三条条原原则则：：先粗粗后后精精：先先进进行行粗粗加加工工、、半半精精加加工工，，再再进进行行精精加加工工。。先主主后后次次：主主要要表表面面先先加加工工，，次次要要表表面面的的加加工工可可穿穿插插在在主主要要表表面面加加工工工工序序之之间间，，或或稍稍后后进进行行。。要要注注意意退退刀刀槽槽、、倒倒角角等等的的安安排排。。先基基准准后后其其他他：精精基基准准面面应应在在一一开开始始就就进进行行加加工工，，因因为为后后续续加加工工要要用用它它来来定定位位。。热处处理理工序序的的安安排排：：是是由由热热处处理理的的目目的的及及其其方方法法决决定定的的，，并并与与零零件件的的材材料料有有关关。。具具体体方方法法的的选选择择及及其其工工序序安安排排参参见见图图。。热处处理理工工序序在在工工艺艺过过程程中中的的安安排排检验验工序序安安排排：：一一般般安安排排在在粗粗加加工工完完成成结结束束以以后后，，重重要要工工序序加加工工前前后后，，及及零零件件全全部部加加工工结结束束之之后后进进行行。。工序序的的加工工余余量量：经经验验估估计计法法的的加加工工余余量量（（回回转转表表面面为为半半径径方方向向余余量量，，平平面面为为单单边边余余量量））简简述述如如下下：：粗加加工工余余量量约约为为1~1.5㎜㎜；半精精加加工工余余量量约约为为0.5~l㎜㎜；精加加工工余余量量约约为为0.2~0.5㎜㎜；磨削削余余量量约约为为0.15-0.25㎜㎜。确定定各各工工序序所所用用的的设设备备、、刀刀具具。。填写写工工艺艺文文件件。。四、、典典型型零零件件机机械械加加工工工工艺艺规规程程示示例例1.传动动轴轴机机械械加加工工工工艺艺规规程程传动动轴轴的的材材质质为为40Cr，，生产产数数量量500件件。。传动动轴轴技技术术要要求求为为：：调调质质处处理理HB220———240，如如图图所所示示。。传动动轴轴工工艺艺规规程程卡卡片片工序工种工序内容加工简图设备1下料圆钢ø60×260锯床2车车一端面见平；调头，车另一端面保证总长250。车床3车钻一端中心孔；钻另一端中心孔。车床工序工种工序内容加工简图设备4车用尾架顶尖顶住，粗车三个台阶。调头，用尾架顶尖顶住。粗车另外四个台阶。车床工序工种工序内容加工简图设备5热调质处理HB220~2406钳修研两端中心孔车床工序工种工序内容加工简图设备7车双顶尖装夹，半精车二个台阶。切槽二个，倒角二个。调头，双顶尖装夹，半精车余下的三个台阶。切槽三个，倒角四个。车床工序工种工序内容加工简图设备8车双顶尖装夹，车螺纹M24X1．5。车床9钳划键槽加工线。工序工种工序内容加工简图设备10铣铣两个键槽，键槽深度比图样规定尺寸多铣0.25mm,作为磨削的余量。铣床11钳修研两端中心孔车床工序工种工序内容加工简图设备12磨磨一端两个外圆；调头，磨另一端两个外圆。外圆磨床13检检验2.接盘盘机机械械加加工工工工艺艺规规程程。。接盘盘材材质质为为45钢钢，生产产数数量量500件件。。接盘盘技技术术要要求求为为：：调调质质处处理理HB220———240，如如图图所所示示。。工序号工种工序内容加工简图设备1锻锻造毛坯2车三爪自定心卡盘夹小端，粗车大端面见平，粗车大外圆至Ø96。车床接盘盘加加工工工工艺艺规规程程卡卡片片工序号工种工序内容加工简图设备3车调头夹大端，粗车小端面保证总长52，粗车小外圆至Ø57长31，粗车孔至Ø33。车床4热调质处理B220~240工序号工种工序内容加工简图设备5车半精车大外圆至图纸要求Ø94,半精车大端面保证Ø94外圆长20，倒角1×450车床6车半精车小端面保证总长51，半精车小外圆至Ø54，半精车台阶端面保证小外圆长31.5，内、外倒角1×450车床工序号工种工序内容加工简图设备7车精车小端面保证总长50.5，精车孔至Ø35+0.025，精车小外圆至Ø55-0.019，精车台阶端面保证小外圆长31。车床8车顶尖、心轴装夹，精车大外圆端面保证外圆长19+0.021。车床工序号工种工序内容加工简图设备9钳划圆弧槽线，划Ø16孔中心线10铣圆工作台一三爪自定心卡盘装夹，铣宽16深8的圆弧槽。铣床11钻圆工作台一三爪自定心卡盘装夹，钻Ø16通孔。钻床12检检验3.支座座机机械械加加工工工工艺艺规规程程。。接接盘盘材材质质为为HT200钢，生产产数数量量500件件。。支支座座如如图图所所示示。。支座座加加工工工工艺艺规规程程卡卡片片工序号工种工序内容加工简图设备1铸铸造毛坯2钳划底面A加工线。

3刨平口钳装夹工件；粗刨底面A；