《数控加工技术 第2版 教学课件 ppt 作者 田春霞 第四章 数控加工的工艺基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控加工技术 第2版 教学课件 ppt 作者 田春霞 第四章 数控加工的工艺基础（87页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 数控加工的工艺基础,主编,第一节 机械加工工艺规程概述,一、生产过程与机械加工工艺过程,机械产品的生产过程是将原材料转变为成品的全过程。机械制造厂中的生产过程包括原材料的运输和保存，产品的技术准备和生产准备，毛坯的制造，零件的机械加工及热处理，产品的装配、调试、检验，以及产品的销售和售后服务等。 工艺过程是指在生产过程中，直接改变对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。如生产过程中毛坯的制造，零件的机械加工及热处理，产品的装配、调试、检验等过程。,二、机械加工工艺过程的组成,为便于工艺过程的编制、执行和生产的组织管理，把机械加工工艺过程划分为不同层次的单元，其中
2、组成工艺过程的基本单元是工序，零件的机械加工工艺过程由若干工序组成。而工序是由安装、工位、工步和工作行程组成的。,表4-1 联轴器加工工艺过程(中批生产)(单位：mm),二、机械加工工艺过程的组成,图4-1 联轴器,一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。完成一个工序的工序内容，有时需要多次装夹工件。例如图4-1所示联轴器的工艺过程中(见表4-1),其中工序30的工序内容是：在车床上加工出外圆、mm孔和端面。,二、机械加工工艺过程的组成,图4-2 多工位加工,每一个位置，称为工位。如图4-2所示，为完成一个工序中的装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四部分工作内容，利用回转工作台在一次装夹中占据四个工位
3、。显然，采用多工位加工可以减少装夹次数，提高生产率。,二、机械加工工艺过程的组成,图4-3 复合工步,用几把刀具同时切削工件的几个表面时，也把它作为一个工步，称为复合工步。图4-3所示为复合工步的例子。,三、生产纲领和生产类型,表4-2 划分生产类型的参考数据,三、生产纲领和生产类型,表4-3 各种生产类型的工艺特点,为取得好的经济效益，不同生产类型的工艺特点是不一样的，小批生产的工艺特点与单件生产相似，大批生产的工艺特点与大量生产相似。表4-3列出了各种生产类型的工艺特点。,四、机械加工工艺规程,2.工序简图 在机械加工工序卡片中(见表4-11)附有工序简图，工序简图可以清楚直观地表达出一道
4、工序的工序内容。其绘制要点如下：,第二节 零件的工艺分析,一、分析、审查零件图、装配图,制订工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。通过分析零件图样和部件的装配图，主要是明确被加工零件在产品中的位置与作用，找出该零件上有多少主要加工表面，找出该零件主要的技术要求和加工中的关键的技术问题，了解各项公差与技术要求制定的依据，在编制工艺过程中，有针对性的解决这些问题。具体内容包括：,二、零件的结构工艺性分析,零件的结构工艺性是指所设计的零件结构在满足使用要求的前提下，,表4-4 零件的结构工艺性图例,二、零件的结构工艺性分析,图4-4 生产类型对零件结构工艺性的影响,此外，在分析零件的
5、结构工艺性时还要与生产类型相联系。如图4-4所示的车床进给箱箱体零件，在单件小批生产时，其同轴孔的直径应设计成单向递减的，如图4-4a所示,第三节 毛坯的选择,一、常用的毛坯类型,一、常用的毛坯类型 (1)铸件 将熔融金属浇入铸型，凝固后所得到的金属毛坯。适用于形状比较复杂，所用材料又具备可铸性的零件。铸件的材料可以是铸铁、铸钢或有色金属。 (2)锻件 金属材料经过锻造变形而得到的毛坯。适用于力学性能要求高，材料(钢材)又具有可锻性，形状比较简单的零件。生产批量大时，可用模锻代替自由锻。 (3)型材 各种热轧和冷拉的圆钢、板材、异型材等，适用于形状简单的、尺寸较小的零件。 (4)焊接件 是将各
6、种金属零件用焊接的方法而得到的结合件。在单件小批生产中，用焊接件制作大件毛坯，可以缩短生产周期。,二、毛坯的形状与尺寸,图4-5 毛坯形状 a)工艺凸台 b)丝杠的开合螺母,现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯，使毛坯形状和尺寸尽量接近零件，从而实现少屑甚至无屑加工。,第四节 定位基准的选择,一、定位基准分类,定位基准是加工中用来使工件在机床或夹具上定位所依据的工件上的点、线、面。按工件上用作定位的表面状况把定位基准分为粗基准、精基准，以及辅助基准。 1.粗基准和精基准 在零件加工的第一道工序，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。粗基准是用工件上未经加工的表面定位。
7、而利用工件上已加工过的表面作为定位基准面，称为精基准。,二、粗基准的选择,图4-6 活塞的止口,二是影响加工余量的分配。粗基准的选择原则是： 1)对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，当必须保证其不加工表面与加工表面的相互位置时，应选择不加工表面为粗基准。如果零件上有多个不加工表面，应选择其中与加工表面相互位置要求高的表面为粗基准。如图4-7所示,二、粗基准的选择,图4-7 粗基准选择对加工件的影响,与加工表面相互位置要求高的表面为粗基准。如图4-7所示铸件毛坯的外圆与内孔不同轴，使其壁厚不均匀。如以外圆表面定位，车削内孔，则加工出的孔与不加工表面(外圆)同,二、粗基准的选择,图4-8 拨杆
8、粗基准的选择,然后确定用怎样的粗基准定位加工出精基准的表面。图4-8所示拨杆，其上有多个不加工表面，但保证加工面mm孔与不加工面mm的同轴度(即壁厚)是主要的，因此加工mm孔时应选mm外圆为粗基准。,二、粗基准的选择,图4-9 床身的加工, 若工件必须首先保证某重要表面的余量均匀，应选择该表面为粗基准。如图4-9所示床身的加工，床身上的导轨面是重要表面,二、粗基准的选择,图4-10 阶梯轴的锻件毛坯, 应选择毛坯上余量最小的表面为粗基准，以保证各加工表面都有足够加工余量。如图4-10所示阶梯轴的锻件毛坯，应选择55mm外圆为粗基准。,二、粗基准的选择,图4-11 重复使用粗基准示例,如图4-1
9、1所示零件加工中，如第一次用不加工表面30mm定位,三、精基准的选择,图4-12 定位基准与设计 基准重合,如图4-12中，在工件的水平方向上面是mm孔的设计基准,三、精基准的选择,图4-13 自为基准定位磨床身导轨,某些要求加工余量较小且均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图4-13所示，磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件,三、精基准的选择,图4-14 互为基准定位磨齿轮孔,先以齿面为基准定位，磨孔(见图4-14)；然后以孔定位，磨齿面。使齿面加工余量均匀，能保证齿面与孔之间较高的相互位置精度。,四、定位基准选择举例,图4-15 轴座零件,轴座零件(见图4
10、-15)加工工艺过程如表4-5所示，表中列出各工序的定位基准以及选择定位基准的依据。,四、定位基准选择举例,表4-5 轴座机械加工工艺过程(单位：mm),第五节 机械加工工艺路线的拟定,一、零件表面加工方法的选择,一种加工方法能够保证的加工精度有一个相当大的范围。但如果要求它的加工精度过高，就需要采取一些特殊的工艺措施，加工成本就随之加大。,表4- 外圆柱面的加工路线,一、零件表面加工方法的选择,表4- 孔的加工路线,一、零件表面加工方法的选择,表4- 平面的加工路线,二、工序顺序的确定,在选定零件各表面加工方法和加工时的定位基准之后，要把对零件的加工分散到各工序中去完成，确定工艺路线中各工序
11、的内容和工序的顺序，这时需考虑下述两个问题： 1.加工阶段的划分 在加工较高精度的工件时，如工序数较多，可把工件各表面的粗加工工序集中起来，首先加工，称为粗加工阶段；然后集中进行各表面的半精加工工序，称为半精加工阶段；最后集中完成各表面的精加工工序，称为精加工阶段。 2.机械加工顺序的安排 机械加工顺序应遵循下列规则：,三、工序的组合,三、工序的组合 通过前述工作，可大致得到零件各表面加工的前后顺序，但是这个顺序中的每一工步不一定就是工艺过程中的一个工序。 .确定工序内容 确定一个工序所包括的若干工步，需要考虑这几个工步是否能在同一机床上加工；是否需要在一次安装中加工，以保证相互位置精度。 .
12、工序的集中与分散 如何确定零件工艺过程中的工序数目，即为工序的集中与分散问题。如果一个零件的加工集中在少数工序内完成，每道工序加工内容多，称为工序集中。反之，称为工序分散。,四、热处理工序的安排,热处理可用来提高材料的力学性能，消除残余内应力，改善金属的加工性能。按热处理的目的不同，可分为：预备热处理、最终热处理和时效处理。,五、辅助工序的安排,包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、检验等工序，其中检验工序是保证产品质量的有效措施之一。检验工序一般可安排在：关键工序前后；零件从一个车间转到另一个车间加工前后；粗加工阶段结束后；零件全部加工完毕后。,第六节 机床加工工序设计与实施,一、加工余量的确定,拟
13、定了零件的工艺路线之后，就要对其中的每一道工序进行设计，决定其工序内容。工序设计的主要工作如下：,回转体表面的工序尺寸以直径计算。图4-16b所示回转体表面的加工余量称为双边余,一、加工余量的确定,图4-16 加工余量 a)单边余量 b)双边余量,一、加工余量的确定,图4-17 各工序的工序余量与加工总余量 a)外表面(轴) b)内表面(孔),2)加工总余量(也称毛坯余量)，是指零件的毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差。也就是从毛坯变为成品的整个加工过程中，某一表面所切除的金属总厚度。图4-17表示了各工序的工序余量与加工总余量的关系。显然，某表面的加工总余量等于该表面的各个工序余量之和。,二、基
14、准重合时工序尺寸及公差的确定,表4-9 工序尺寸及其公差的计算(mm),例如某箱体上孔的设计尺寸为mm.(Js6)mm，表面粗糙度a.m，工艺路线为：粗镗半精镗精镗浮动镗。工序尺寸的计算方法如表4-9所示。,三、机床的选择,1.普通机床的选择 选择机床要考虑以下几个方面： 1)机床的主要规格尺寸应与工件的外形轮廓尺寸相适应，即小工件应选小型机床加工，大工件应选大型机床加工，合理使用设备。 2)机床的精度应与工序要求的加工精度相适应。 3)机床的生产率应与零件的生产类型相适应。尽量利用工厂现有的机床设备。,四、工艺装备的选择,机械加工中的工艺装备是指零件的制造过程中所用各种工具的总称，包括夹具、
15、刀具、量具和辅具。 (1)夹具的选择 所用夹具应与生产类型相适应。单件小批生产时，应优先选择通用夹。此外，夹具的精度应能满足加工精度的要求。 (2)刀具、辅具的选择 一般应优先选用标准刀具，必要时也可选用高效率的复合刀具 (3)量具的选择 单件小批生产应选用通用量具，如游标卡尺、百分表等。大批大量生产时尽量选用极限量规、高效专用检具。,五、机械加工工序实施金属切削加工工艺守则,五、机械加工工序实施金属切削加工工艺守则 机械加工工序的实施需要车、钳、铣、刨、磨等切削加工。工艺守则总则是切削加工中共同遵守的基本操作规程。下面简要介绍切削加工通用工艺守则中的总则。 (1)刀具的装夹 装夹各种刀具前，
16、一定要把刀柄、刀杆、刀套等擦拭干净。刀具装夹后，应该使用对刀装置或试切等方法，检查刀具装夹是否正确。 (2)工件的装夹 在机床工作台上安装夹具时要擦净其定位面，并要找正夹具定位面与机床及刀具的相互位置。工件装夹前应将工件的定位面,第七节 工艺尺寸链,一、尺寸链的基本概念,图4-18 加工尺寸链,列入尺寸链中的每一尺寸，如图4-18b所示的、，称为尺寸链的环。环可分为两种，即封闭环和组成环。,一、尺寸链的基本概念,图4-19 增减环的判别,用首尾相接的单箭头顺序表示各环，在组成环当中，与封闭环箭头方向相同的环为减环，与封闭环箭头方向相反的环为增环。如图4-19中(、)为增环，(、)为减环。,二、极值法解尺寸链的基本计算公式,计算工艺尺寸链的常用方法是极值法和概率法。此处介绍极值法。 1.封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸等
