《机械制造工艺学》一基本概念PPT课件

1、.,1,机械制造工艺学,第一章 基本概念,.,2,主要内容：机械制造工艺是各种机械制造方法和制造过程的总称。本章研究机械制造工艺过程的基本概念，主要包括生产过程与工艺过程、生产纲领与生产类型、工件的定位与基准、机器的装配等内容。,第一章 机械制造工艺过程 的基本概念,机械制造工艺基本术语（GB/T4863-2008）,第一节 生产过程和工艺过程 一、生产过程（制造阶段） 将原材料转变为成品的全过程,毛坯,半成品,成品,机械加工、热,处理、电化处理,毛坯,装配,涂漆,原材料,制造,生产过程流程图：,.,4,生产过程,直接生产过程： 直接改变加工对象形状、尺寸、相对位置和性质等,辅助生产过程： 不

2、使加工对象产生直接变化的过程,包括：1）毛坯制造工艺过程 2）热处理工艺过程 3）机械加工工艺过程* 4）装配工艺过程*,二、工艺过程-直接生产过程,机械制造工艺过程,.,6,利用机械加工方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为成品的过程。 本章主要讨论的内容,机械加工工艺过程：,.,7,第二节 生产纲领与生产类型,第一节,第三节,一、生产纲领 企业在计划期内应当生产的产品产量和 进度计划。计划期为一年的生产纲领称 为年生产纲领，即年产量。,年生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据，是车间（或工段）设计的基本文件。,.,8,生产批量:,计划期内一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量

3、,n每批中的零件数量； N年生产纲领规定的零件数量； A零件应该储备的天数； F一年中工作日天数。,.,9,二、生产类型： 生产规模,生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。生产纲领决定生产规模。,.,10,1.单件生产,生产中，单个地生产不同结构和尺寸的产品，加工对象很少或不重复，这种生产称为单件生产。,新产品试制、重型机械的制造、专用设备制造等均是单件生产。,常采用通用设备及通用工艺装备，对于形状复杂的表面，一般采用数控加工。,.,11,2.大量生产,同一产品的生产数量很大，大多数工作地点重复地进行某一个零件的某一道工序的加工，这种生产称为大量生产。,汽车、拖拉

4、机、轴承、各种标准件等的生产多属于大量生产。,常采用专用设备及专用工艺装备，广泛地采用高生产率的专用机床、组合机床、自动机床与自动生产线。,.,12,3.成批生产（批量生产）,各工作地点分批轮流制造几种不同的产品，加工对象周期性重复，称为成批生产。 批量：每批制造相同产品的数量,.,13,小批生产：工艺特点接近单件生产 单件小批生产 大批生产：工艺特点接近大量生产 大批大量生产 中批生产：中批生产的工艺特点介于单件小批产和大批大量生产之间。,表1-1，表1-2,3.成批生产（批量生产）,表1-1 各种生产类型的划分依据,表1-2 各种生产类型的特点和要求,.,16,目前各国都在进行单件、小批生

5、产自动化方面的研究。采用柔性制造单元、柔性制造系统，就可以大大提高它们的生产率。如果这些技术达到了广泛推广采用的程度，各种生产类型的工艺特点就会有较大的改变。,多品种中小（变）批量的生产方式已成为当今生产方式的主流。,设计工艺过程时，必须和生产类型相适应。 发动机缸体,汽车发动机缸体,该零件是一个十分复杂的箱体类零件，在它的六个面上，要加工二百多个螺纹孔。,单件生产：则只能采用划线并逐个进行钻孔、攻丝，需 要 50h/人才能完成。 小批生产：则可以采用专用钻模板，在摇臂钻上逐个进 行钻孔、攻丝，需要35h人。 大批生产：则可设计组合机床。被加工零件几个面上的 孔可同时钻出，也可以同时攻丝，因此

6、生产 率大大提高，只需要1.2h人。 大量生产：则可以设计专用自动线，只需 0.15h人就 可完成。生产率相差三百多倍。,第二节结束,绪论1720”齿轮加工QT9137”,.,19,第三节 工件的定位和基准,基准： 确定零件或部件上某些点、线、面位置的点、线、面。,一、基准及其分类,.,20,设计基准 基准 工序基准 工艺基准 定位基准 测量基准 装配基准,基准分类,.,21,（一）设计基准,设计基准是指在零件图上标注设计尺寸所采用的基准。,图1-1 设计基准示例,.,22,（二）工艺基准,工艺基准是指在零件的加工工艺过程中所采用的基准。 （1）工序基准 （2）定位基准 （3）测量基准 （4）

7、装配基准,.,23,（1）工序基准,在工序图中，用以确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置所采用的基准，称为工序基准。,图1-2 工序基准,.,24,（2）定位基准,在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准，称为定位基准。,图1-3 某工序简图,.,25,（3）测量基准,在加工中或加工后，用以测量工件形状、位置和尺寸误差所采用的基准，称为测量基准。,B,L3,L2,图1-3 某工序简图,.,26,（4）装配基准,在装配时，用以确定零件或部件在产品上相对位置所采用的基准，称为装配基准。,.,27,卧式车床 1主轴箱 2尾座体 3尾座底板 4床身,.,28,注意：,（1）作

8、为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在，而由某些具体的表面来体现，这些表面称为基面。 （2）作为基准，可以是没有面积的点和线或很小的面，但代表这种基准的基面总是有一定面积的。,.,29,.,30,二、工件的装夹,（一）装夹的概念 使工件在加工前相对于刀具和机床占有正确的加工位置，并且在加工过程中始终保持加工位置的稳定可靠。这一工艺过程称为装夹(固定工件的工作)。,工件的装夹包括定位和夹紧两个过程。,注意定位与夹紧的区别。,.,31,例：,.,32,定位,夹紧,装夹,.,33,定位,夹紧,定位与夹紧=装夹,.,34,（二）装夹的方法,.,35,1.直接找正装夹,利用百分表、划针等工具，将工件直

9、接靠紧或贴合在机床上的装夹面上进行定位和夹紧。,.,36,在四爪卡盘上加工零件表面B。若B与A同轴度要求不高，可按A用划针找正（定位精度可达0.5mm左右)；若同轴度要求较高，则可用百分表找正（定位精度可达0.02mm左右）；若A不需要加工，只要求B能切去均匀的余量，则应以B找正装夹,直接找正定位法,.,37,1.直接找正装夹,利用百分表、划针等工具，将工件直接靠紧或贴合在机床上的装夹面上进行定位和夹紧。,用途：单件小批生产中加工表面单一、加工精度要求不高、生产率较低的加工情况。,.,38,2.划线找正装夹,在工件表面上先划出中心线、对称线及待加工表面的加工线，再利用可调垫块、四爪单动卡盘和机

10、用虎钳等工具，按照已划好的线找正工件在机床上的位置进行定位和夹紧。,.,39,.,40,镗孔：用划线找正定位法安装。在画线时画出检验线以备检验时用。一般加工线和检验线之间的距离为5mm。,划线找正定位法,.,41,2.划线找正装夹,在工件表面上先划出中心线、对称线及待加工表面的加工线，再利用可调垫块、四爪单动卡盘和机用虎钳等工具，按照已划好的线找正工件在机床上的位置进行定位和夹紧。,用途：单件中小批生产中加工表面复杂、加工精度要求不太高、生产率较低的铸件加工，也可用于大型铸件的精加工中。,.,42,3.夹具装夹,根据被加工工件的某一工序的具体加工要求设计一套夹具，其上备有专用的定位和夹紧装置，

11、可实现工件迅速准确的定位和夹紧全过程。,夹具：使工件在机床上得到迅速、正确装夹的一种工艺装备。即用于在机床上装夹工件的一种装置。其作用是使工件在机床上有一个正确的位置，并保持该位置不变。,专用夹具：为完成一种工件的一道工序（或某几道工序）而专门设计和制造的夹具。,.,43,车孔夹具,.,44,钻孔夹具（固定式钻模）,.,45,铣轴端槽夹具,.,46,无需划线和找正，定位精度较高(一般可达0.01mm) 、操作简单、装卸方便、生产率高 制造专用夹具的费用高，周期长 广泛应用于成批和大量生产中 对于某些零件，即使批量不大，但是为了达到某些特殊的加工要求，仍需设计制造专用夹具。,特点：,三、工件的定

12、位原理,（一）六点定位原理（六点定则）,DQCAI,.,48,图1-5 长方体工件的定位分析,.,49,.,50,.,51,三、工件的定位原理,六点定位原理（六点定则）,工件在安装过程中，适当的布置六个定位支承点来限制工件的六个自由度，使其在空间占有唯一的、完全确定的位置的原则。,.,53,注意下列几点：,（1）设置三个定位支承点的平面限制一个移动自由度和两个转动自由度，称为主要定位面。 （2）设置两个定位支承点的平面限制两个自由度，称为导向定位面。 （3）设置一个定位支承点的平面限制一个自由度，称为止推定位面或防转定位面。 （4）一个定位支承点只能限制一个自由度。 （5）定位支承点必须与工件

13、的定位基准始终贴紧接触。,.,55,支承钉 支承板 圆柱销 心轴 V形块 定位套 ,四、工件的实际定位定位元件,典型定位方式及其定位元件P123,平面定位 以外圆定位 内孔定位 特殊表面定位 组合定位 ,.,56,根据是否限制自由度和能否可调分：,支承钉 支承板,固定支承 可调支承 浮动支承,主要支承 辅助支承,支承,（一）工件以平面定位,典型定位方式及其定位元件,.,57,1）固定支承使用过程中固定不动,1.主要支承能起限制自由度作用的支承。,支承钉,支承板,.,58,图5-2 几种常用定位支承钉GB/T2226-91,一个支承钉只限制一个自由度,.,59,图5-3 两种常用定位支承板 GB

14、/T2236-91,短支承板限制一个自由度 狭长支承板限制两个自由度 宽长支承板限制三个自由度,.,60,图5-4 几种常用的可调支承 1-可调支承螺钉 2-螺母,2）可调支承 其高度位置是可以根据需要进行调整。,.,61,可调支承适用范围： 毛坯（如铸件）分批制造，其形状及尺寸变化较大，而又以粗基准定位的场合。 用于同一夹具加工形状相似而尺寸不同的工件。,.,62,支承本身在定位过程中所处的位置是随工件定位基准面位置变化而自动与之适应。,3）自位支承（浮动支承）,.,63,图5-5 几种常见的自位支承结构,.,64,浮动支承可能与工件两点或三点接触，但由于它是活动的，它只相当于一个定位支承点

15、。限制工件一个自由度。,浮动支承特点： 可提高工件刚性和稳定性，但夹具结构复杂。 浮动支承适用范围： 工件以毛面定位、定位刚性不足时。,.,65,2.辅助支承,不起限制自由度作用的支承。辅助支承是在工件实现定位后才参与支承的定位元件。,.,66,图5-6 常见的几种辅助支承 1支承 2螺母 3手轮 4楔块,.,67,辅助支承,.,68,V型块,辅助支承,.,69,辅助支承的作用： 1.提高工件的装夹刚度和稳定性； 2.起预定位作用。,注意： 不能破坏主要支承的定位作用。,.,70,各种支承钉 限制一个自由度 短 支 承 板 限制一个自由度 狭长支承板 限制二个自由度 宽长支承板 限制三个自由度

16、,GB/T2226-91，GB/T2236-91,工件以平面定位限制的自由度数：,.,71,常用定位元件为V形块、定位套、半圆套及圆锥套、支承板等。,（二）工件以外圆定位,.,72,图5-8 常用固定式V形块,1、V形块,.,73,.,74,短V形块限制两个自由度,长V形块限制四个自由度,v01,v01,.,75,图5-9 活动V形块应用实例,限制Y移动 及夹紧,.,76,V形块,长V形块（限制4个自由度） 短V形块（限制2个自由度）,V形块,固定式 活动式（限制1个自由度）,在V形块中定位,GB/T2208-91 - GB/T2211-91,.,77,对中性好且安装方便； 应用范围较广，不论

17、定位基准是否经过加工，不论是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用V形块定位。,V形块上两斜面间的夹角一般选用60、90和120，90应用最多。,V形块定位的优点：,.,78,短定位套定位，限制工件两个自由度 长定位套定位，限制工件四个自由度,2、定位套,定位套定位,.,79,.,80,3、半圆套,短半圆套定位，限制工件两个自由度 长半圆套定位，限制工件四个自由度,v01,v01,.,81,图5-11 半圆套结构简图,夹 紧,定 位,.,82,4、圆锥套,一个圆锥套限制工件的三个移动自由度,.,83,5、支承板,.,84,常用定位元件为定位销、定位心轴（圆柱心轴、圆锥心轴）、定心夹紧装置（三爪卡

18、盘）等。,（三）工件以内孔定位,.,85,图5-13 几种常用的圆柱定位销,1）圆柱定位销 GB/T2203-91 - GB/T2205-91,.,86,短圆柱销,长圆柱销,.,87,2）圆锥销,粗基准,精基准,图5-14 短圆锥销,限制三个移动自由度,.,88,图5-16 几种常见的圆柱心轴,3）定位心轴,间隙配合芯轴,过渡配合芯轴,花键芯轴,.,89,工件以圆柱孔定位,*短圆柱销（心轴）：限制2个自由度 *长圆柱销（心轴）：限制4个自由度,短圆锥销限制3个移动自由度,长锥销（圆柱芯轴）限制5个自由度,.,90,2. 工件以圆锥孔定位,1）在顶尖上定位 限制工件3个移动自由度,.,91,图5

19、-17 圆锥心轴,2）在锥形心轴上定位,.,92,在锥形心轴上定位 限制工件5个自由度,DQCAI,v3,.,93,1.工件以V型导轨槽定位 2.工件以燕尾导轨面定位 3.齿轮以分度圆定位 4.花键表面 5.螺纹表面 6.组合定位 图,（四）工件以特殊表面定位,.,94,.,95,定位元件所限制的自由度与其大小、长度、数量及其组合有关。,注意：,.,96,(1)长短关系： 长、短圆柱销（4、2）； 长、短V形块（4、2） 。 (2)大小关系： 一个支承钉（1） ； 一个条形支承板（2）； 一个矩形支承板（3）。 (3)数量关系： 一个短V形块（2）； 两个短V形块（4）。,.,97,不成比例的

20、组合关系： 一个条形支承板（2）； 两个条形支承板的组合（3）。,定位元件数量和所限制自由度成比例的组合关系： 一个短V形块（2）；两个短V形块（4） 。,(4)组合关系：,视具体定位情况而定的组合关系： 前后顶尖孔定位时其所限制的自由度与定位元件的组合有关。,.,98,定位套与平面组合定位,.,99,活动V形块应用实例,限制Y移动 及夹紧,.,100,圆锥套组合定位,.,101,两顶尖组合定位,.,102,图5-12 圆锥套+顶尖组合定位 1夹具体锥柄 2传动螺钉 3定位圆锥套 4工件 5后顶尖,.,103,（b）支承板组合定位,.,104,注：工件以单个圆锥销定位容易倾斜，一般应和其它定位元件组合定位。,图5-15 圆锥销组合定位,限制X、Y二个移动自由度,.,105,圆锥销组合定位,.,106,图5-18 一面两孔组合定位情况 1平面 2短圆柱销 3短削边销,.,107,完全定位：工件的六个自由度完全被限制，使工件在空间占有唯一的完全确定的位置的一种定位。,五、完全定位和不完全定位,长方体工件钻孔 铣不通的槽,.,108,图1-6 长方体工件钻孔工序的定位分析,完全定位,用定位支承点约束工件的自由度,铣不通的槽,完全定位,.,110,不完全定位：工件的六个自由度并没有完全被限制，但已能满足加工要求的一种定位。,铣通槽 刨平面 套筒上钻孔 在平面