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1、2019/8/4,国家骨干高职院校重点专业及专业群建设项目成果 国家提升专业服务产业发展能力建设项目成果,机械加工工艺及夹具,主编：王鑫秀,机械加工工艺及夹具,书名：机械加工工艺及夹具 书号：978-7-111-51199-1 作者：王鑫秀 出版社：机械工业出版社,2019/8/4,目 录,学习情境1 轴类零件的加工工艺编制 1.1 任务1 阶梯轴零件的加工工艺编制 1.2 任务2 传动轴加工工艺编制 学习情境2 盘、套类零件的加工工艺编制 2.1 任务1 轴承套加工工艺编制 2.2 任务2 盘类零件加工工艺编制 学习情境3 齿轮加工工艺编制 3.1 任务1 直齿圆柱齿轮加工工艺编制 3.2
2、任务2 双联齿轮加工工艺编制 学习情境4 箱体零件加工工艺编制 4.1 任务1 主轴箱加工工艺的编制 4.2 任务2 减速器箱体加工工艺编制 学习情境5 夹具的选用 5.1 任务1 车床夹具 5.2 任务2 铣床夹具 参考文献,2019/8/4,学习情境1 轴类零件的加工工艺,【学习目标】 该学习情境主要以轴类零件为载体，设计了“由简单到复杂”的2个学习任务。通过一体化教学，使学生能根据生产实际需要，根据轴类零件的结构工艺、技术要求进行毛坯的选择、熟悉传动轴的常用材料、合理选择刀具、夹具等工艺装备，能对零件的加工工艺进行合理分析，能够编制轴类零件的加工工艺规程，并能正确、清晰、规范地填写工艺文
3、件。通过训练，培养学生自主学习意识，团队合作精神、独立解决问题的能力，从而达到本课程学习目标。,2019/8/4,【学习任务】,阶梯轴零件的加工工艺编制；,传动轴加工工艺编制；,2019/8/4,【情境描述】 轴类零件是机器中最常见的零件，是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，主要起支承传动件（齿轮、带轮）和传递扭矩、承受载荷，以保证装在轴上零件的回转精度。轴类零件一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴、偏心轴、曲轴、各种丝杠等。长径比小于5的轴称为短轴，大于20的轴称为细长轴，大多数轴介于两者之间。,201
4、9/8/4,如图1-1通过分析传动轴的技术资料，明确传动轴在产品中的作用，找出其主要技术要求，确定传动轴的加工关键表面，从而学会轴类零件的加工工艺编制方法。,图1-1传动轴,2019/8/4,完成该学习情境的各项任务，需准备硬件CA6140车床，90、45车刀及螺纹刀，铣床、磨床、卡尺、千分尺，铝棒若干。加工过程中学生分组进行，制定工艺方案，填写轴类零件加工工序卡与工艺过程卡，组织小组讨论加工工艺方案择优选用。教师辅助完成教学秩 序与组织实施，控制教学进度。 图1-2所示为阶梯轴，通过分析阶梯轴的零件图的结构，能明确阶梯轴在产品中的作用，找出其主要加工表面。通过技术要求，确定阶梯轴的加工关键表
5、面，从而学习轴类零件技术资料的分析方法。阶梯轴有哪几部分组成？主要加工表面有几个？,2019/8/4,图1-2阶梯轴零件图,2019/8/4,任务1.1 阶梯轴零件加工工艺编制,1.1.1 任务描述 阶梯轴零件加工工艺编制任务单见表1-1。,2019/8/4,2019/8/4,2019/8/4,2019/8/4,1.1.2 资讯 阶梯轴零件加工工艺编制资讯单见表1-2。 表1-2 阶梯轴零件加工工艺编制资讯单,2019/8/4,2. 阶梯轴零件加工工艺编制信息单见表1-3。,2019/8/4,表1-3 阶梯轴零件加工工艺编制信息单,2019/8/4,在机器中，轴一般采用轴承支承，与轴承配合的轴
6、段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度、表面粗糙度等技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件确定。轴类零件的技术要求见表1-3-1。 表1-3-1轴类零件一般技术要求,2019/8/4,2019/8/4,2019/8/4,在编制工艺规程时，正确选择各道工序的定位基准，对保证加工质量、提高生产率等有重大影响。 基准：指确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 基准的种类：基准按作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。 1.工艺基准：指在加工或装配过
7、程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准四种，定位基准根据选用的基准是否已加工，又可分为精基准和粗基准，如图1-4所示。,图1-5基准的分类,2019/8/4,（1）工序基准：在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。 （2）定位基准：加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。 （3）测量基准：用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。 （4）装配基准：装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。 2.设计基准：设计图样上所采用的基准，也是标注尺寸的起点。 按加工顺序标注尺寸符合加工过程，方便加工和测量，从而易于保证工艺要求。轴
8、套类零件的一般尺寸或零件阶梯孔等都按加工顺序标注尺寸。 轴类零件精基准的选择：合理地选择定位精基准是保证零件加工精度的关键。 精基准：将零件已加工的表面作为定位基准，这种基准称为精基准。 选择精基准应先根据零件关键表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同时还要考虑所选基准的装夹是否稳定可靠、操作方便，选定精基准所用的夹具结构是否简单。 可按表1-3-2所述的原则选取。,2019/8/4,表1-3-2 精基准选择,轴类零件粗基准的选择：从零件加工的全过程来考虑。 粗基准：以毛坯表面作为定位基准，称为粗基准。可按表1-3-3所示的原则选取。,2019/8/4,表1-3-3 粗基准选择,20
9、19/8/4,工艺装备的选择： 1.机床设备和工艺装备的选择 （1）所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应； （2）精度等级应与本工序加工要求相适应； （3）电机功率应与本工序加工所需功率相适应； （4）机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。 2.工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。 （1）在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)； （2）在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。 3.机床夹具的组成 机床夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件或装置、连接元件、夹具体和
10、其它元件及装置等组成。,2019/8/4,外圆车削加工时，最常见的工件装夹方法见表1-3-4。,2019/8/4,4.刀具种类的选择 刀具种类主要根据被加工表面的形状、尺寸、精度、加工方法、所用机床及要求的生产率等进行选择。 六点定位规则：,图1-6工件的六个自由度,任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度：沿三坐标轴的移动自由度和绕三坐标的转动自由度，分别用、 和、 表示，如图1-5所示。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。六点定位规则是指用6个支撑面来分别限制工件的6个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。6个支撑点的分布方式与工件形状有关，如图1-6
11、所示。,、,、,2019/8/4,图1-7工件的六点定位,a) 六面体类工件 b) 轴类工件,如图1-6（a）所示，工件底面A由3个不处于同一直线的支撑点支撑，限制了、 3个自由度，起主要支撑作用，称为第一定位基准；侧面B靠在2个支撑点上，两支撑点沿与A面平行方向布置，限制了工件的、 2个自由度，称为第二定位基准；端面C由1个支撑点支撑，限制了 1个自由度，称为第三定位基准。可见，工件的6个自由度都被限制了，工件在夹具中的位置得到了完全确定。,2019/8/4,如图1-6（b）所示，底面为第一基准，由2个支撑点限制了 、 2个自由度；侧面为第2基准，用2个支撑点限制了、 2个自由度；端面为第三
12、基准，用1个支撑点限制了 1个自由度；另一端面为第四基准，用槽孔的1个支撑点限制了 1个自由度。 限制工件自由度与加工要求的关系： 工件在夹具中的定位并非所有情况都必须完全定位，所需要限制的自由度取决于本工序的加工要求。对空间直角坐标系来说，工件在某个方面有加工要求，则在那个方面的自由度就应该加以限制。 正确处理欠定位和过定位： 工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位，如上述车床加工轴的通孔案例，仅限制了4个自由度。 按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。欠定位不能保证工件在夹具中占据正确位置，
13、无法保证工件所规定的加工要求，因此，在确定工件定位方案时，欠定位是绝对不允许的。 工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。因为，过定位将会造成工件位置的不确定、工件安装干涉或工件在夹紧过程中出现变形，从而影响加工精度。,2019/8/4,1.1.3 计划 根据任务内容制定小组任务计划，简要说明任务实施过程的步骤及注意事项。将计划内容等填入表1-4中。阶梯轴零件加工工艺编制计划单见表1-4。 表1-4 阶梯轴零件加工工艺编制计划单,2019/8/4,1.1.4 决策 各小组之间讨论工作计划的合理性和可行性，进行计划方案讨论，选定合适
14、的工作计划，进行决策，填写决策单。压力机传动系统工作分析决策单见表1-5。阶梯轴零件加工工艺编制决策单见表1-5。 表1-5 阶梯轴零件加工工艺编制决策单,2019/8/4,1.1.5 实施 1.实施准备 任务实施准备主要有场地准备、教学仪器（工具）准备、资料准备，见表1-6。 表1-6 阶梯轴零件加工工艺编制实施准备,2.依据计划步骤实施任务，并完成作业单的填写。阶梯轴零件加工工艺编制作业单见表1-7。,2019/8/4,表1-7 阶梯轴零件加工工艺编制作业单,2019/8/4,1.1.6 检查评估 学生完成本学习任务后，应展示的结果为：完成的计划单、决策单、作业单、检查单、评价单。 1阶梯
15、轴的加工工艺编制检查单见表1-8。 表1-8 阶梯轴的加工工艺编制检查单,2019/8/4,2轴的工作分析与设计评价单见表1-9。 表1-9 轴的工作分析与设计评价单,2019/8/4,1.1.7 实践中常见问题解析 1.当零件上有一些表面不需要进行机械加工，且不加工表面与加工表面之间有一定的相互位置精度要求时，应选择不加工表面中与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面为粗基准。 2.为使个加工表面都能得到足够的加工余量，应选择毛坯上加工余量最小的表面作为粗基准。 3.若保证某重要加工表面的加工余量小而均匀，应以该重要加工表面作为粗基准。 4.粗基准的选择应尽可能使尽可能使金属切削量总和最小
16、。 5.精细车要求机床精度高，刚性好，传动平稳，能微量进给，无爬行现象。车削中采用金刚石或硬质合金刀具，刀具主偏角选大些（4590），刀具的刀尖圆弧半径小于0.11.0mm，以减少工艺系统中弹性变形及振动。,2019/8/4,任务1.2 传动轴加工工艺编制,1.2.1 任务描述 传动轴加工工艺编制任务单见表1-10。 表1-10 传动轴加工工艺编制任务单,2019/8/4,如图1-2所示轴类零件为某厂要生产减速器，年产量为150台。该减速器输出轴备品率为4%，废品率约为1%，。试分析该输出轴，确定生产类型，选择毛坯类型及合理的制造方法，选取定位基准和加工装备，拟定工艺路线，设计加工工序，并填写工艺文件。,图1-8 减速器和传动轴,2019/8/4,2019/8/4,2019/8/4,1.2.2 资讯 1. 传动轴加工工艺编制资讯单见表1-11。 表1-11 传
