机械加工工艺编制授课教案

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1、1第一章 机加工工艺认知1、机械加工行业的危险源及其防护电、蒸汽、压缩空气、钢屑、行车、叉车、重物、光、热等头 帽子（安全帽、工作帽）眼睛 眼镜（护目镜、防护镜）身体 工作服-三紧（袖口、领口、下摆）脚 劳保鞋2、安全用电熟悉现场用电设施、开关（闸刀）位置 及时检查发现电线老化、电线裸漏情况不私拉乱接电线 不触碰带电设施及其运转设备发生触电事故及时切断电源后救治伤员 人走灯灭、断电原理高压线、电线杆、配电室等设施 专业人员处置3、机械加工的基本知识3.1 生产过程生产技术准备过程调查、研发、技术鉴定、先期策划、人机料法 环信息分析等生产工艺过程形状、尺寸、相对位置、性质等改变辅助生产过程保证工

2、艺过程顺利进行的必要活动如装备制造、能源供应、设备维修等生产服务过程采购、运输、包装、保管、销售等3.2 工艺过程工序一个人或一组人 在一个工作地（或设备）对同一个（或几个）工件 连续完成的哪一部分工艺过程 安装+工位（一次安装,相对移动）+工步（加 工部位、刀具不变）-走刀-一次、多次工艺规程机械加工工艺过程卡控制计划-P10机械加工工艺卡（工序卡）-作业指导书P11这只是一种，各厂家有不同格式，了解即可3.3 生产纲领及生产类型计划期内应该生产的产品产量和进度计划N=Qn(1+a%) (1+b%)N生产纲领 Q年生产量（台 /年） n每台产品件数（件/台） a%-备品百分数10%20%易损

3、程度 b%-废品百分数-0.02%-10%不同工艺方法生产类型 决定生产规模和工艺装备P13单件生产、小批量 通用设备 手工-批量生产 专用设备 生产线 自动大量生产 自动线 完全互换3.4 工艺装备金属切削机床车、铣、刨、磨、钻、镗、拉-数控组合车铣、车钻、镗铣等 GB/T15375-2008（）（） （)（）/（) （-）分类号1 、2 、3 。 。 。类代号C 、X 、B 、M 、Z 、T 、L 。 。 。2特性代号G 、M 、Z 、B 、K 、F 。 。 。 组代号0 、1 、2 、3. 。 。 。系代号1 、2 、3. 。 。 。不同类别含义不同主参数- -即 1、2、3.。 。 。

4、依据折算系数 1、1/10、1/100，一般钻床为 1，中小车床为 1/10。主轴数1 、2 、3. 。 。 。重大改进顺序A 、B 、C 。 。 。 其他特性 企业代号 CA6140 MG1432A第 2 章 轴类零件加工工艺制订及加工1、分析轴的结构特点、技术要求结构：光轴、半轴、阶梯轴、花键轴、十字轴、曲轴、凸轮轴等长度大于直径的回转体一般台肩、键槽、轴颈、孔技术要求：尺寸精度、形状精度（圆度、圆柱度、平面度） 、位置精度（平行度、对称度、同轴度、跳动）表面粗糙度。2.1 材料选择钢轴 高碳钢50CrVA、65Mn调质、表面高频中碳钢45#、40Cr 、 42CrMo调质、表面高频低碳钢

5、 18CrMnTi、20CrMnTi渗碳淬火铁轴球墨铸铁QT500、QT600国内外广泛采用高碳C70、中碳C38等非调质钢2.2 毛坯分类棒材选择棒材圆钢直接加工单件、小批量锻造毛坯根据生产类型确定锻造毛坯要求较高批量、大量生产。铸造毛坯低负荷批量、大批量2.3 定位基准设计基准设计的相对位置基准工序基准：在工序图中确定加工表面位置的基准 定位基准（粗、精）：工件在机床或夹具确定位置的基准测量基准：测量加工表面所相对位置基准装配基准：装配中零件相对位置的基准原则：先确定精基准，后确定粗基准基准重合以设计基准为定位基准-减少定位误差基准统一各工序采用同一基准减少基准转换误差互为基准加工与定位互

6、为基准自为基准加工面自身为定位基准粗基准加工与量平均、装夹方便、精基准、不重复六点定位原则：物体六自由度X、 、Y、 、Z、3完全定位六点自由度限制过定位一个/多个自由度被两个以上支撑点限制欠定位一个/多个自由度未限制轴类定位：卡盘、顶尖盘类定位：端面+孔、孔、外圆+ 端面箱体类定位：一面+双销（一园+ 一菱形） 、双端面+ 一销定位基准简图：3.1 加工方法外圆表面常用加工方法：车削加工：经济高效粗加工、半精加工；磨削加工：精加工淬火热处理后；光整加工：超精密加工滚压、抛光、研磨。花键/键槽加工：花键铣/铣床-立铣、卧铣、花键铣、齿轮铣、孔加工：立式钻床、摇臂钻床，钻孔、铰孔、攻螺纹、锪平面

7、钻模板应用。热处理：正火、退火（高碳钢） 、调质，毛坯处理，提高加工性能，消除应力。渗碳淬火、表面高频淬火，半精加工后，精加工之前。3.1.1 车削加工：工件和刀具相对运动切削运动合成运动速度Ve=Vc（主运动切削速度）+Vf（进给运动进给速度） （矢量）主运动机床主轴的回转运动带动工件运动1) 切削速度Vc= d n / 1000(m/min) =3.14d刀具切削刃与工件接触任意一点的直径mm n主运动转速 r/min进给运动 刀具相对工件的移动2) 进给速度Vf=n f /1000(m/min) f进给量：刀具在进给方向相对工件的移动速度（mm/r)3)切削深度a (吃刀量）= （d1+

8、d2)/2每一次进给过程，已加工表面到待加工表面之间的距离（mm)d1已加工表面直径（mm) d2待加工表面直径（mm) 加工余量=a 进给次数（走刀次数）Vc、Vf（ f） 、 a 统称切削三要素。4）常用的车削方案粗车（荒车）IT12IT13 半精车IT10 11 精车IT7IT9 精细车IT6IT7方案选择主要根据产品设计要求的精度，以最经济的加工方法确定。车螺纹：n=1200/p( 螺距或导程） -k(安全系数80） Vf=n*f3.1.2 铣削加工：半圆键槽一般采用立式/卧式铣床，刀具（棒铣刀）旋转；花键一般采用花键铣床。1)切削速度Vc= d n / 1000(m/min)d棒铣刀

9、直径(mm); n主轴转速(r/min)2)进给速度Vf 工作台移动速度(mm/r或者mm/行程)3）切削深度 a=H（键槽深度）/走刀次数。3.1.3 钻削加工：1)切削速度Vc= d n / 1000(m/min)d钻头直径(mm); n主轴转速(r/min)42)进给速度Vf 工作台移动速度(mm/r)3）切削深度a= d /2。3.1.4 磨削加工：主运动：砂轮高速旋转，工件相对转动。砂轮相对工件同时进行轴向或径向进给运动；深度为余量/ 进给次数。3.1.5 热处理加工加工前处理：中低碳钢：正火（850 ） 、调质（ 850 淬火，回火520 高碳钢：退火（650 ） ，改变加工性能，

10、消除内应力或加工应力；半精加工后，精加工前：低碳钢：渗碳淬火（920 渗碳， 840 淬火，600 回火） ；中高碳钢：中频感应表面淬火（860 ）3.2 工艺路线或流程毛坯、材料、热处理要求一般在产品设计图纸中已经明确。基本路线或基本流程如下：粗加工检验 -（热处理退火、正火去应力）- 检验 -半精加工检验-铣削加工（去毛刺）-检验-钻孔（倒棱）检验-热处理（淬火）-检验 -精加工（去剩磁） -（平衡）检验-超精密加工（表面处理镀铬、镀锌、氮化等）-检验防锈、包装、运输、入库加工顺序安排原则：1)基准先行，即先加工被选为精基准的加工面，再以其定位加工其他；2)先粗后精，即先粗加工，后精加工；

11、3）先主后次；4）先面后孔；5）工序集中：一次装夹，尽可能多完成加工面；6）工序分散：流水线、自动线便于布置和大量单一化生产。3.3 工艺路线或流程实例图2-2 减速器输出轴毛坯：棒材 材料：40Cr 热处理：调质、去应力工艺路线（流程）如下：05下料（检验长度255+3、直径60 ）10 车大端端面，打中心孔B4 、车55外圆至 5615 车小端端面，打中心孔B4 （检验长度255 ）20 粗车各外圆（检验长度、直径）25 调质热处理（检验硬度、金相组织）30 研中心孔B435 半精车一端外圆、倒角40 半精车另一端外圆、倒角45 检验长度、直径50 铣两键槽（检验键槽尺寸1416 和位置尺

12、寸，去毛刺）555 钻孔、攻螺纹2-M8 （检验螺纹、位置，去毛刺）60 研中心孔B465 磨一端外圆70 磨另一端外圆75 检验外圆尺寸、台阶长度80 防锈、包装、运输、入库16/17 个过程，轴类加工的标准过程后续确定轴类加工的作业标准4.1 设备选择要求依据所生产产品的形状、尺寸选择相应的规格型号设备设备大，大马拉小车浪费；小，超负荷运转，易损。设备精度满足产品技术要求；自动化程度/专用化程度与生产纲领/生产类型相适用。大批大量专用/自动化；中小批量通用、柔性（包括夹具）短期使用与长远发展相结合，柔性生产是趋势。4.2 机床夹具在机床上用于装夹工件，使工件定位，保证工件相对于设备、刀具有

13、正确的位置，能够夹紧工件的装置。使用范围分：通用（或可调） 、专用、组合、成组；安装机床分：车夹具、钻夹具、铣夹具。 。 。夹紧力方式：手动、气动、液压、电动、电磁、真空一般组成：连接元件、定位元件、夹紧元件、对刀元件、导向元件、夹具体及其他元件或装置组成。常见的机床夹具：三爪、四爪、花盘、双顶尖（中心架、跟刀架)、心轴4.3.1 车床刀具外圆车刀-主偏角90、75 、 60 、 45 螺纹车刀 切断刀 内孔车刀 车槽刀车刀的基本构成：前刀面 切屑流过的表面主后刀面 与工件过度表面相对并相互作用的表面；副后刀面 与加工表面相对并相互作用的表面；主切削刃：前刀面与主后刀面交线，主要完成切削工作副

14、切削刃：前刀面与副后刀面交线，配合主切削刃完成切削工作，并最终形成已加工表面。刀 尖：主切削刃与副切削刃相连接的刀刃，直线段或圆弧段。刀体或刀柄：承载刀头并安装在设备上。车刀安装刀尖高度低于工件中心高度 ；底平面：刀体安装底面。切削平面Ps ：通过主切削刃并垂直于底平面的平面；基面Pr ：通过主切削刃并平行于底平面的平面；正交平面Po ：同时垂直于底平面、切削平面Ps 、基面Pr 的平面。6车床刀具前角： 在正交平面内Po ，前刀面与基面之间的夹角，即前刀面的倾斜程度，前刀面在基面以下为正，刀具锋利，易崩刃；前刀面在基面以上为负，刀具钝，抗冲击，切削力大。前角大，则切屑变形小，切削力小，但易崩刃。工件硬度低，前角越大，精车大于粗车；粗车/荒车或者工件硬度高，前角越小，也可为负数。P65 表2-16 一般10-20 .后角：在正交平面内Po ，主后刀面与切削平面之间的夹角，即后刀面的倾斜程度。一般为正。后角主要影响后刀面与已加工表面的摩擦。后角大，锋利，摩擦小，刀刃强度低。工件软，则后角可大；工件硬，则后角可小。一般5-10P66 表2-17 一般5-10 。主偏角Kr:在基面内，测量的主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角，正。主偏角小刀头强度高，粗加工、硬加工取小；10-30 ；45 、60 、75 、90 、93 等。负偏角K :在基面内，测量的副切削刃在