机械制造基础第4章机械制造工艺基础

机械制造基础 2 机械制造工艺基础第四章机械加工工艺过程及工艺规程概述工件的装夹与获得加工精度的方法工件的定位毛坯的选择零件表面加工方案的选择机械加工工艺路线的拟定 3 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述4.1.1 机械加工工艺过程1生产过程生产过程生产技术准备过程生产工艺过程辅助生产过程生产服务过程 4 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述2工艺过程工艺过程工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等内容，使其成为成品或半成品的过程，如毛坯制造、机械加工、热处理及装配等。工艺过程是生产过程中的主体。5 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述（1）工序）工序 6 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述（1）工序）工序工序工序内容设备1车端面，钻中心孔车床2车外圆，车槽和倒角车床3铣键槽，去毛刺铣床4磨外圆磨床工序工序内容设备1铣端面，钻中心孔铣床2车一端外圆，车槽和倒角车床3车另一端外圆，车槽和倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台6磨外圆磨床阶梯轴单件、小批生产的工艺过程 阶梯轴中、大批生产的工艺过程 7 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述（2）安装）安装工序安装工步工步内容设备1铸造2时效3一1三爪卡盘夹f50外圆，车端面C车床2车外圆尺寸f100工序安装工步工步内容设备3一3钻f30至尺寸f28车床4扩孔到尺寸f305倒角二6掉头，卡盘夹f100，车端面A车床7车端面B8倒角4专用夹具（盖板钻模）装夹工件钻610 EQS钻床5检验 8 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述（3）工位）工位（4）工步）工步（5）走刀）走刀 9 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述4.1.2 生产纲领、生产类型及工艺特征1生产纲领生产纲领 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量。零件的生产纲领是指企业根据产品生产量而制定的、在计划期内应生产的零件数量。2生产类型生产类型 生产类型是企业（车间、工段、班组或工作地）生产专业化程度的分类。企业的生产类型取决于生产纲领，一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。生产类型单件件生生产大量生产成批成批生生产单件生产时，产品品种很多，而每一品种的结构不同且产量很少，各工作地点的加工对象经常改变且很少重复。成批生产时，几种不同的产品在一年中分批轮流进行制造，每种产品都有一定的数量，各工作地点的加工对象周期性地重复。大量生产时，生产产品的数量很大，大多数工作地点长期按一定规律进行某一零件的某一工序的加工。10 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述3工艺特征工艺特征工艺特征生产类型单件小批生产成批生产大量生产零件的互换性装配时用修配法互换，缺乏互换性多数有互换性，可采用分组装配法和部分修配法全部互换，少数装配精度要求较高时，采用分组装配法毛坯的制造方法及精度木模手工造型，自由锻造，毛坯精度低，加工余量大部分采用机器造型及模锻造型，毛坯精度及加工余量中等广泛采用机器造型及模锻造型，毛坯精度高，加工余量小机器设备及布置形式通用机床，机群式布置部分通用机床，部分专用机床，按工件类别分工段排列设备广泛采用高效专用机床及自动机床，按流水线以及自动线排列设备对工人的技术要求高中等对装调工人的技术水平要求高，操作工人技术水平要求低工艺文件工艺过程卡工艺过程卡，关键零件要求有工序卡工艺过程卡、工序卡，关键零件要求有调整卡和检验卡加工成本高中低 11 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述4.1.3 机械加工工艺规程机械加工工艺规程文件机械加工工艺过程卡片机械加工工序卡片工艺守则检验卡片工艺简图毛坯图装配工艺卡片 12 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述1机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工（包括毛坯制造、机械加工和热处理等）过程的一种工艺文件。13 第四章 机械制造工艺基础 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述2机械加工工序卡片机械加工工序卡片 工序简图可按比例放大或缩小，尽量用较少的投影绘出，可以画向视图、剖视图或局部视图，可以略去视图中的次要结构和线条。工序简图的主视图应是本工序工件在机床上装夹的位置。例如，在卧式车床上加工的轴类零件的工序简图，其中心线要水平，加工端在右，卡盘夹紧端在左。工序简图中工件在本工序的加工表面用粗实线表示，本工序不加工的表面用细实线表示。工序简图中需用规定的符号（参见机械行业标准JB/T 50612006）表示出工件的定位基面、夹紧位置、测量基准等信息。工序简图中需标注本道工序的工序尺寸、公差、加工表面的表面粗糙度，以及本工序中应该达到的其他技术要求。14 第四章 机械制造工艺基础3制定机械加工工艺规程的原则和步骤制定机械加工工艺规程的原则和步骤 4.1 机械加工工艺过程及工艺规程概述准备工阶段准备工阶段工艺路线拟定阶段工艺路线拟定阶段工序设计阶段工序设计阶段填写工艺文件阶段填写工艺文件阶段 在拟定零件机械加工工艺路线之前，要做必要的准备工作，包括熟悉产品图纸及技术要求、列出分工明细表、计算生产纲领、确定生产类型、对零件进行工艺分析、确定毛坯种类等。该阶段是制定工艺规程的核心，其主要内容包括选择零件表面加工方法、划分定位基准和加工阶段、安排加工工序及工序整合等内容。在拟定了工艺路线后，确定工艺路线中每一道工序的工序内容，包括确定加工余量、工序尺寸及其公差、选择机床和刀、夹、量具等工艺装备、确定切削用量等工艺参数、计算工时定额等。零件机械加工工艺规程经上述步骤确定后，应将有关内容填入各种不同的卡片，以便贯彻执行，这些卡片统称为工艺文件。填写工艺文件是零件机械加工工艺规程编制的最后一项工作。工艺文件的种类很多，可根据生产实际的需要，选择相应的类型。机械加工工艺规程是直接指导现场生产的重要技术文件，应做到正确、完整、统一、清晰。在一定的生产条件下，确保加工质量和降低生产成本是制定机械加工工艺规程的基本原则。机械加工工艺规程首先应保证加工后工件能够达到图纸上规定的技术要求；其次应该在现场生产条件、规定的生产批量时得良好的经济效益。15 第四章 机械制造工艺基础4.2 工件的装夹与获得加工精度的方法4.2.1 工件装夹的概念 工件在开始加工前，首先必须使工件在机床上或夹具中占有某一正确的位置，这个过程称为定位。为了使定位好的工件不至于在切削力的作用下发生移动，使其在加工过程中始终保持正确的位置，还需将工件压紧夹牢，这个过程称为夹紧。定位和夹紧合称为装夹。16 第四章 机械制造工艺基础4.2 工件的装夹与获得加工精度的方法4.2.2 工件装夹的方式直接找正装夹划线找正装夹用夹具装夹工件装夹的方式 划线找正装夹是指先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线在机床上找正工件装夹位置。夹具装夹是将工具直接安装在夹具的定位元件上的方法。直接找正装夹是指用百分表、划线盘等工具直接在机床上找正工件位置的装夹方法。17 第四章 机械制造工艺基础4.2 工件的装夹与获得加工精度的方法4.2.3 工件获得加工精度的方法加工精度加工精度尺寸精度尺寸精度形状精度形状精度位置精度位置精度直直接接找找正正划划线找找正正用用夹具具装装夹轨迹迹法法成成形形法法展展成成法法试切切法法调整整法法定尺定尺寸刀寸刀具法具法自自动控控制制法法 18 第四章 机械制造工艺基础4.3 工件的定位4.3.1 定位原理1六点定位原理六点定位原理 19 第四章 机械制造工艺基础4.3 工件的定位在应用六点定位原理对工件进行定位时，应注意以下几点：1 1定位支承点是由定位元件抽象而来的。在夹具中，定位支承点是通过定位元件来体现的，即支承点常用线或面来代替。3 3定位和夹紧是两个不同的概念。分析定位支承点的定位作用时，除了工件自身的重力外，不考虑其他外力作用；而夹紧则是指使工件在外力作用下仍能保持正确位置。对于一般夹具，先定位，再夹紧；对于自定心夹具，定位和夹紧同时进行。定位支承点与工件定位基面必须始终保持紧密贴合，不得脱离，否则就失去了定位的作用。2 2支承点的位置必须合理分布，否则不能有效地限制六个自由度。4 4 20 第四章 机械制造工艺基础4.3 工件的定位2工件定位情况分析工件定位情况分析1234欠定位完全定位过定位不完全定位 21 第四章 机械制造工艺基础4.3 工件的定位4.3.2 基准和定位副基准基准设计设计基准基准工艺基工艺基准准工序工序基准基准测量测量基准基准定位定位基准基准装配装配基准基准精基准附加基准粗基准 22 第四章 机械制造工艺基础4.3 工件的定位2定位基准和定位副定位基准和定位副（1）定位基准和定位基面）定位基准和定位基面定位基准和定位基面限位基准和限位基面定位副 23 第四章 机械制造工艺基础4.4 毛坯的选择4.4.1 毛坯的类型与尺寸铸件铸件锻件锻件型材型材焊接件焊接件 型材是各种圆钢、板材、异型材等毛坯，有热轧和冷拉两种。锻件是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（如钢材等）又具有可锻性，且形状比较简单的零件。铸件是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且所用材料又具备可铸性的零件。焊接件是将型钢或钢板焊接成所需的结构，适于单件小批生产中大型毛坯的制造。粉末冶金件粉末冶金件冷挤压件冷挤压件冲压件冲压件 冲压件是由板料在冲床上用冲模冲制而成的。冷挤压件是在压力机上通过挤压模挤压而成的，其生产效率较高。粉末冶金件是以金属粉末为原料，在压力机上通过模具压制成形后经高温烧结而成的。毛坯的类型毛坯的类型 24 第四章 机械制造工艺基础4.4 毛坯的选择2毛坯的形状和尺寸毛坯的形状和尺寸毛坯的形状和尺寸的确定步骤如下：选取毛坯加工余量和毛坯公差。将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸，最后标注毛坯的尺寸公差。在决定毛坯形状时，还需要考虑加工工艺对毛坯形状的影响。25 第四章 机械制造工艺基础4.4 毛坯的选择4.4.2 选择毛坯时应考虑的因素毛坯选择新工艺及新材料现有生产条件生产纲领的大小零件的结构形状与外形尺寸零件的材料及力学性能要求 26 第四章 机械制造工艺基础4.5 零件表面加工方案的选择4.5.1 不同加工方案的选择原则 工件经淬火后的硬度较高，用刀具切削比较困难，因此大都采用磨削加工。对于硬度较低的有色金属，加工不宜采用磨削加工。保证加工表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求1考虑零件的批量和经济性2考虑工件的热处理方法及材料的性能3 加工一个精度为IT6、表面粗糙度值Ra 0.2 的外圆表面，最终加工方法选择为精磨，则其前面的加工方法为粗车、半精车和粗磨。在普通车床上加工外圆，所获得尺寸的加工经济精度为IT9IT8级，加工经济表面粗糙度值Ra大于1.252.5 mm。在普遍外圆磨床上加工外圆，尺寸的加工经济精度为IT6IT5级，加工经济表面粗糙度值Ra大于0.160.32 mm。27 第四章 机械制造工艺基础4.5 零件表面加工方案的选择4.5.2 常见零件表面的加工方案1外圆表面的加工方案外圆表面的加工方案序号加工方法经济精度（用公差等级表示）经济粗糙度值Ra/mm适用范围1粗车IT13IT85012.5适用于淬火钢以外的各种金属材料2粗车半精车IT11IT106.33.23粗车半精车精车IT8IT71.60.84粗车半精车精车滚压（或抛光）IT8IT70.80.25序号加工方法经济精度（用公差等级表示）经济粗糙度值Ra/mm适用范围5粗车半精车磨削IT8IT70.80.4主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车半精车粗磨精磨IT7IT60.40.17粗车半精车粗磨精磨超精加工（或轮式超精磨）IT50.10.0