机械制造工艺与夹具ppt培训课件

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1、绪 论,本书突出了基本概念，注重实际应用，是根据全国职工高教学会推荐的大纲编写的。本书包括机械加工工艺规程的制订、机床夹具、机械加工精度、机械加工表面质量、典型零件加工、机械装配工艺基础、现代机械制造工艺技术共七章。课程定位1、如何理解机械制造、工艺及夹具？2、课程的作用？3、如何学好本门课程 课程要求考核性质和方法,机械加工过程中，为保证加工精度，固定工件，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称夹具,第一节 基本概念,一、生产过程和工艺过程包括 原材料和成品的运输与保管； 生产技术准备工作； 毛坯的制造； 零件的机械加工、热处理和其它表面处理； 产品的装配、调试、检验

2、、油漆和包装等。,生产过程是指将原材料转变 为成品的所有劳动过程。,第一章 机械加工工艺规程的制订,在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为工艺过程。,采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程。,二、工艺过程的组成 工序,一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序。,在零件的加工过程中，有一些工作并不改变零件的形状、尺寸和表面质量，但却影响工艺过程的完成。一般称完成这些工作的

3、工序为辅助工序。,2.工步一个工序含有一个或几个工步。为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看作一个工步，并称为复合工步。那些连续进行的若干相同的工步，通常也看作一个工步。,在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容，称为工步。,3.走刀走刀是构成工艺过程的最小单元。,在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，一次切削无法完成，则可分几次切削，每一次切削就称为一次走刀。,4.安装工件在加工前，先要把工件位置放准，确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位。工件定位后将其固定住，使其在加工过程中的位置保持不变的操作称为夹紧

4、。工件在加工时应尽量减少安装次数，以减少安装工作的时间，避免产生更大的误差。,将工件在机床上或夹具中定位后加以夹紧的过 程称为安装。,5.工位采用多工位加工法既减少了安装次数，又可同时进行作业，可以提高加工精度和生产率。,工件在机床上所占据的位置称为工位。,三、生产纲领与生产类型及其工艺特征生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量。 零件的生产纲领是指包括备品和废品在内的年产量，可按下式计算：式中， N零件的生产纲领（件/年）Q产品的生产纲领（台/年）n每台产品中含该零件的数量（件/台）a零件备品率；b零件废品率。,生产类型：企业生产专业化程度的分类。 根据生产纲领和产品的大小，可分为,单件小

5、批生产：单个生产，很少重复或不重复的生产类型,大批大量生产：产品数量很大，大多数工作地点重复进行,中批连续生产：一年中分批轮流地制造，工作地点周期重复,生产纲领决定一生产类型，产品大小也对生产类型有影响。,工艺特征：不同的生产类型具有不同的工艺特点。,四、获得加工精度的方法 获得尺寸精度的方法试切法：通过试切出一小段测量调刀再试切，反复进行，直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法。,调整法：先调整好刀具的 位置，然后以不变的位置加 工一批零件的方法。定尺寸刀具法：通过刀具 的尺寸来保证加工表面的尺 寸精度。自动控制法：通过自动测 量和数字控制装置，在达到 尺寸精度时自动停止加工的 尺寸控制方

6、法。,获得形状精度的方法刀尖轨迹法：通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法。仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。成形法：利用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的方法。展成法：利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获得形状精度的方法。,获得位置精度的方法直接找正安装：用划针、 百分表等工具直接找正工 件位置并加以夹紧的方法。按划线找正安装：先用 划针画出要加工表面的位 置，再按划线用划针找正 工件在机床上的位置并加 以夹紧。用夹具安装：将工件直 接安装在夹具的定位元件 上的方法。,第二节 机械加工工艺规程的制订,用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来，成为指导性技术文件

7、，就是机械加工工艺规程。其内容包括：一、工艺规程的作用是指导生产的主要技术文件是组织和管理生产的基本依据是新建和扩建工厂的基本资料,零件加工工序内容、切削用量、工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备,二、工艺规程的格式 机械加工工艺过程卡,机械加工工艺卡,机械加工工序卡,三、制订工艺规程的原始资料产品的全套装配图和零价的工作图； 产品验收的质量标准； 产品的生产纲领； 产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料； 工厂现有生产条件； 国内外新技术新工艺及其发展前景； 有关的工艺手册及图册。,四、制订工艺规程的原则工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件，在编制时还应做到正确、完整、统一和清晰。所用术语、

8、符号、计量单位和编号都要符合标准。,所制订的工艺规程，能在一定的生产条件下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合要求的零件。同时还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。,五、制订工艺规程的步骤分析零件图和产品装配图； 选择毛坯； 选择定位基准； 拟定工艺路线； 确定加工余量和工序尺寸； 确定切削用量和工时定额； 确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具； 确定各工序的技术要求及检验方法； 填写工艺文件。,第三节 零件的工艺分析,一、检查零件图书的完整性和正确性 二、零件的技术要求分析加工表面的尺寸精度；主要加工表面的

9、形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；其它要求（如动平衡、未注圆角或倒角等） 三、零件的结构工艺性分析（见下图）,第四节 毛坯的选择,一、毛坯的种类 铸件：适用于形状较复杂的零件毛坯。铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。 锻件：适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。锻造方法有自由锻和模锻两种。 型材：有热轧（尺寸大、精度低）和冷拉（尺寸小、精度高）两种。 焊接件：根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件。 冷冲压件：可以非常接近成品要求，但模具昂贵。,二、毛坯选择时应考虑的因素零件的材料及机械性能要求。零件的结构形状与

10、大小。生产纲领的大小。现有生产条件。充分利用新工艺、新材料。,三、毛坯的形状与尺寸的确定 为加工时安装工件的方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。,装配后需形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常将分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。,对于形状比较规则的小型零件，为了提高机械加工的生产率和便于安装，应将多件合成一个毛坯，当加工到一定阶段后，再分离成单件。,第五节 定位基准的选择,一、基准的概念及其分类设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。,零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面,工艺基准：在零件加工、测量

11、和装配过程中所使用的基准。按用途分为：定位基准在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。又分为精基准和粗基准。工序基准在工艺文件上用以标定被加工表面位置的基准。测量基准零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。装配基准装配时用以确定零件在机器中位置的基准。基准在工作上并不一定具体存在。,在机械加工中，必须使工件、夹具、刀具和机床之间保持正确的相互位置，才能加工出合格的零件。这种正确的相互位置关系，是通过工件在夹具中的定位、夹具在机床上的安装、刀具相对于夹具的调整来实现的。二、工件的定位 自由度的概念一个位于空间自由状态的物体，对于直角坐标系来说，具有六个自由度。它的空间位

12、置是任意的，即能沿X、Y、Z轴移动（移动自由度）。又能绕三个坐标轴转动（转动自由度）。,六点定位原则定位就是从限制自由度开始。分析工件定位时，通常用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是六点定位原则(六点定则)。,通过以上分析，可将定位基准按其所限制的自由度数分为： 主要定位基准面设置三个支承点，限制工件的三个自由度。,导向定位基准面设置两个支承点，限制工件两个自由度的平面或圆柱面。,双导向定位基准面限制工件四个自由度的圆柱面。（左图） 双支承定位基准面限制工件两个移动自由度的圆柱面。（右图）,止推定位基准面限制工件一

13、个自由度的表面。防转定位基准面限制工件一个转动自由度。在分析限制工件在空间的自由度，即分析工件的定位时，需注意下面两点：用定位支承点限制工件的自由度，可以理解为：定位支承点与工件的定位基准必须始终保持紧贴接触，即工件上的定位基面与夹具的定位元件的工作表面要始终保持接触配合。在分析定位支承点，即定位元件起定位作用时，不要考虑力的影响,不能把“定位”与“夹紧”两 个概念混淆。如图，工件在支承1和 两个圆柱销2上定位，工件在X方向 上的任一位置都可以夹紧，这就是 说工件在X方向上的位置不确定， 只有在X方向上设置一个止推销时， 在X的方向才能取得确定的位置。,限制工件自由度与加工要求的关系工批工件在

14、夹具中定位时，只有满足以下两条要求，定位方案才是可行的。一是需要限制的自由度，必须都得到恰当地限制二是保证必要的定位精度和稳定性。因此确定定位方案时，要根据工件的加工精度要求，遵循六点定位原则，分析工件应该限制的自由度，确定定位方法，选择定位元件，继而进行定位误差的分析和计算。,工件定位中的几种情况 完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位不完全定位根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。,欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制的定位。无法保证加工要求，所以是不允许的。 过定位夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同一个或几个自由度。,过定位可能导致下列后果：

15、工件无法安装 造成工件或定位元件变形,由于过定位往往会带来不良 后果，一般确定定位方案时，应 尽量避免。消除或减小过定位所 引起的干涉，一般有两种方法：改变定位元件的结构，使定位元件重复限制自由度的部分起定位作用。,提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。,三、定位基准的选择 1.粗基准的选择原则（保证足够余量，尽快获得精基面）。如果主要要求保证 工件上某重要表面的加工 余量均匀，则应选该表面 为粗基准。若主要要求保证加工面与不加工面间的位置要求，则应选不加工面为粗基准。作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠、夹紧方便。粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次

16、。,2.精基准的选择原则（考虑加工精度和工件安装）。 基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。为保证尺寸c的精度(Tc)要求，应使：,如下图，此时尺寸a的误 差对加工尺寸c无影响，加工 误差只需满足：显然这种基准重合的情况能使 工序允许出现的误差加大，使 加工更容易达到精度要求，经 济性更好。,基准统一原则应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。 自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准。互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要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。 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。,3、实现定位的一般方法 （1）直接找正安装： 用划针、百分表等工具直接 找正工件位置并加以夹紧的 方法。 （2）按划线找正安装： 先用划针画出要加工表面的 位置，再按划线用划针找正 工件在机床上的位置并加以 夹紧。 （3）、用夹具安装： 将工件直接安装在夹具的定 位元件上的方法。,