机械制造基础切削加工5.pptx

2024/4/14 周日1第一节第一节 基本概念基本概念 工艺是指制造产品的技巧、方法和程序工艺是指制造产品的技巧、方法和程序机械制造工艺过程是指直接改变零件形状、尺寸、机械制造工艺过程是指直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程生产过程：生产过程：由原材料制成各种零件，并装配成机器的全由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。原材料的运输、保管，生产准备、毛过程。原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等漆、包装等工艺过程：工艺过程：在生产过程中，直接改变原材料的在生产过程中，直接改变原材料的(毛坯毛坯)的的形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。包括：工序、安装、工步、工位及走刀等包括：工序、安装、工步、工位及走刀等2024/4/14 周日2工序：工序：一个一个(组组)工人在同一工工人在同一工作地点作地点(机床机床)，对一个，对一个(组组)工件连续完成的那工件连续完成的那部分工艺过程部分工艺过程安装：安装：工序的组成。工件在一次装夹所连续完成的那部工序的组成。工件在一次装夹所连续完成的那部分工序内容分工序内容阶梯轴工序安排方案阶梯轴工序安排方案方案方案1：单件小批量生产：单件小批量生产方案方案2：大批大量生产：大批大量生产工序号工序号工序名称工序名称1车端面，打中心孔，车外圆，切退刀槽车端面，打中心孔，车外圆，切退刀槽 铣端面，打中心孔铣端面，打中心孔2铣键槽铣键槽粗车外圆粗车外圆3磨外圆，去毛刺磨外圆，去毛刺精车外圆，倒角，切退刀槽精车外圆，倒角，切退刀槽4铣键槽铣键槽5磨外圆磨外圆6去毛刺去毛刺2024/4/14 周日3工步：工步：在不改变加工表面、刀具、切在不改变加工表面、刀具、切削用量的条件下，所连续完成削用量的条件下，所连续完成的那部分工位的内容的那部分工位的内容工位：工位：相对机床所在一固定位置中完相对机床所在一固定位置中完成的那部分安装的内容成的那部分安装的内容走刀：走刀：不改变加工表面、刀具和切削不改变加工表面、刀具和切削用量中的转速与进给量时用量中的转速与进给量时,切去切去一金属层的过程一金属层的过程2024/4/14 周日4二、生产类型二、生产类型生产纲领：生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划计划生产批量：生产批量：一次投入或产出的同一零件的数量一次投入或产出的同一零件的数量生产类型：生产类型：根据产品零件大小和生产纲领，企业根据产品零件大小和生产纲领，企业(或车或车间、工段、班组间、工段、班组)的生产分为三种生产类型的生产分为三种生产类型单件生产：单件生产：单个地制造不同结构或不同尺寸的产品，单个地制造不同结构或不同尺寸的产品，少重复或不重复的生产少重复或不重复的生产成批生产：成批生产：成批制造相同的工件，生产呈周期性的重成批制造相同的工件，生产呈周期性的重复。按批量分为大批、中批和小批生产复。按批量分为大批、中批和小批生产大量生产：大量生产：在大多数工作地点经常重复地进行一种工在大多数工作地点经常重复地进行一种工件某一工序的生产件某一工序的生产2024/4/14 周日5生产类型同一零件的年产量(件)重型中型小型单件生产5101000500050000单件小批生产单件小批生产成批生产成批生产大批大量生产大批大量生产机床设备机床设备通用通用(万能万能)设备设备通用和部分专用设备通用和部分专用设备高效专用设备高效专用设备夹具夹具通用夹具通用夹具广泛使用专用夹具广泛使用专用夹具高效专用夹具高效专用夹具刀具和量具刀具和量具通用通用部分的采用专用刀具和量具部分的采用专用刀具和量具 高效专用刀具和量具高效专用刀具和量具毛坯毛坯手工铸造手工铸造自由锻自由锻部分的采用机器造型和模锻部分的采用机器造型和模锻金属型铸造、模锻金属型铸造、模锻对工人的技术要求对工人的技术要求高高一般一般低低工艺文件工艺文件简单工艺卡简单工艺卡详细工艺卡详细工艺卡详细工艺卡和工序卡详细工艺卡和工序卡2024/4/14 周日6第二节第二节 工件的安装和夹具工件的安装和夹具定位定位定位定位+夹紧夹紧夹紧夹紧=安装安装安装安装一、工件的安装一、工件的安装1.1.直接安装法直接安装法工件直接安装在机床工作工件直接安装在机床工作台或通用夹具台或通用夹具(三爪卡盘、四爪三爪卡盘、四爪卡盘、平口虎钳、电磁吸盘卡盘、平口虎钳、电磁吸盘)上上找正比较费时、定位精度找正比较费时、定位精度不易保证，生产率低，仅适用不易保证，生产率低，仅适用于单件小批生产于单件小批生产2024/4/14 周日72.利用专用夹具安装法利用专用夹具安装法工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具中工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具中定位精度高，生产率高，适用于大批量生产定位精度高，生产率高，适用于大批量生产二、夹具简介二、夹具简介夹具：夹具：加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置速安装工件的装置1.夹具的种类夹具的种类1)通用夹具通用夹具 加工两种及其以上工件的同一夹具。适应性强加工两种及其以上工件的同一夹具。适应性强2)专用夹具专用夹具 为某一零件的特定工序而专门设计和制造的夹具为某一零件的特定工序而专门设计和制造的夹具2024/4/14 周日82.夹具的组成夹具的组成1)定位元件定位元件 夹具上用来确定工件正确位置的元件夹具上用来确定工件正确位置的元件2)夹紧机构夹紧机构 将已定位将已定位工件夹紧工件夹紧以承受切削力以承受切削力等作用等作用的机构的机构3)导向元件导向元件用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件4)夹具体和其它元件夹具体和其它元件 夹具体是将夹具安装在机床上的基准零件，用夹具体是将夹具安装在机床上的基准零件，用来连接并固定以上各元件等来连接并固定以上各元件等常用的有：支承钉、支承板、长销、短销、菱销、常用的有：支承钉、支承板、长销、短销、菱销、长形块、短形块、长定位套、短定位套等。长形块、短形块、长定位套、短定位套等。2024/4/14 周日9第三节第三节 工艺规程的拟定工艺规程的拟定工艺规程：为了保证产品质量、提高生产效率和工艺规程：为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，把根据具体生产条件拟定的较合理的工艺经济效益，把根据具体生产条件拟定的较合理的工艺过程，用图表过程，用图表(或文字或文字)形式写成的文件形式写成的文件一、零件工艺分析一、零件工艺分析1.检查零件的图纸是否完整正确检查零件的图纸是否完整正确2.审查零件材料的选择是否恰当审查零件材料的选择是否恰当3.审查零件的结构工艺性审查零件的结构工艺性4.分析零件的技术要求分析零件的技术要求2024/4/14 周日10二、选择毛坯及确定加工余量二、选择毛坯及确定加工余量常用毛坯类型有锻件、铸件、型材、焊接件等常用毛坯类型有锻件、铸件、型材、焊接件等加工余量：加工余量：为加工出合格零件所必须从毛坯上切去为加工出合格零件所必须从毛坯上切去的材料层的材料层总余量：总余量：从毛坯到零件所需切除的加工余量从毛坯到零件所需切除的加工余量工序余量：工序余量：某工序中所需切除的加工余量某工序中所需切除的加工余量总余量总余量 =工序余量之和工序余量之和1.加工余量的概念加工余量的概念在工件是留加工余量的目的是为了消除上一道工序所留下在工件是留加工余量的目的是为了消除上一道工序所留下在工件是留加工余量的目的是为了消除上一道工序所留下在工件是留加工余量的目的是为了消除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，以保证所需的精度和表面质量来的加工误差和表面缺陷，以保证所需的精度和表面质量来的加工误差和表面缺陷，以保证所需的精度和表面质量来的加工误差和表面缺陷，以保证所需的精度和表面质量2024/4/14 周日112.加工余量的确定加工余量的确定余量的大小与生产类型、生产方法、零件的形余量的大小与生产类型、生产方法、零件的形状和尺寸、工序有关状和尺寸、工序有关1)估算法估算法 2)查表法查表法 3)计算法计算法 仅适用单件、小批量生产。仅适用单件、小批量生产。适用一般的加工生产，应用最广泛。适用一般的加工生产，应用最广泛。适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。2024/4/14 周日12三、定位基准的选择三、定位基准的选择1.工件的六点定位原理工件的六点定位原理 定位：定位：确定工件在机床上的正确位置确定工件在机床上的正确位置用相应的六个支承点才能限制工件的六个自由度用相应的六个支承点才能限制工件的六个自由度完全定位：完全定位：定位元件限制工件六个自由度的定位方式定位元件限制工件六个自由度的定位方式2024/4/14 周日13欠定位：欠定位：该限制的自由度没有被限制的定位方式该限制的自由度没有被限制的定位方式过定位过定位(超定位超定位)：同一个自由度被两个或两个以上同一个自由度被两个或两个以上的支承点限制的定位方式的支承点限制的定位方式不完全定位：不完全定位：没有完全限制六个自由度的定位方式没有完全限制六个自由度的定位方式完全定位、不完全定位是合理的定位方式；完全定位、不完全定位是合理的定位方式；欠定位是不允许的；过定位须慎用。欠定位是不允许的；过定位须慎用。2024/4/14 周日142.工件的基准工件的基准 在零件的设计、制造和装配中，在零件的设计、制造和装配中，在零件图、工艺图和装配图上作为在零件图、工艺图和装配图上作为确定几何要素之间相互位置所依据确定几何要素之间相互位置所依据的点、线、面的点、线、面设计基准：设计基准：在零件的设计图上所使用的基准在零件的设计图上所使用的基准工艺基准：工艺基准：零件在加工、检测和装配中所的基准零件在加工、检测和装配中所的基准零件在加工、检测和装配中所的基准零件在加工、检测和装配中所的基准定位基准：定位基准：定位基准：定位基准：用作工件定位的基准用作工件定位的基准用作工件定位的基准用作工件定位的基准装配基准：装配基准：装配基准：装配基准：装配中确定零、部件的相对位置的基准装配中确定零、部件的相对位置的基准装配中确定零、部件的相对位置的基准装配中确定零、部件的相对位置的基准度量基准：度量基准：度量基准：度量基准：测量工件被加工元素形位尺寸的基准测量工件被加工元素形位尺寸的基准测量工件被加工元素形位尺寸的基准测量工件被加工元素形位尺寸的基准工艺基准是由具体的面体现的，该面称为基准面工艺基准是由具体的面体现的，该面称为基准面2024/4/14 周日152024/4/14 周日163.定位基准的选择定位基准的选择 1)粗基准的选择粗基准的选择 保证各重要加工表面都有足够的加工余量 保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度a.选取不加工的表面：选取不加工的表面：以保证相互位置要求2024/4/14 周日17b.选取要求余量均匀的表面：选取要求余量均匀的表面：合理分配加工余量c.对于所有表面都要加工的零件，则选择余量和公差对于所有表面都要加工的零件，则选择余量和公差最小的表面：最小的表面：避免余量不足而成废品d.选取光洁、平整、面积足够大、无飞边等缺陷、装选取光洁、平整、面积足够大、无飞边等缺陷、装夹稳定的表面：夹稳定的表面：合理分配加工余量e.粗基准只准在第一工序中使用一次，不重复用粗基准只准在第一工序中使用一次，不重复用2024/4/14 周日182)精基准的选择精基准的选择 a.基准重合原则：基准重合原则：尽可能地选用尽可能地选用设计基准作定位基准，以避免产设计基准作定位基准，以避免产生定位误差生定位误差b.基准统一原则：基准统一原则：选择能方便地加工出零件选择能方便地加工出零件上大多数表面的已加工面作定位基准，以利上大多数表面的已加工面作定位基准，以利保证各加工表面间的位置精度保证各加工表面间的位置精度c.互为基准原则：互为基准原则：当两表面当两表面及其间的形位精度要求都很及其间的形位精度要求都很高时，则采取互为基准原则高时，则采取互为基准原则2024/4/14 周日19d.自为基准原则：自为基准原则：精加工或光整加工工序应尽量选择被加精加工或光整加工工序应尽量选择被加工表面自身作为精基准工表面自身作为精基准如磨削床身导轨面、浮动铰刀铰孔、拉刀自由拉削圆如磨削床身导轨面、浮动铰刀铰孔、拉刀自由拉削圆孔、无心磨削外圆表面等均以加工表面自身作定位基准孔、无心磨削外圆表面等均以加工表面自身作定位基准e.选精度高、安稳，且能保证夹具简单、定位准确、选精度高、安稳，且能保证夹具简单、定位准确、夹紧可靠、加工方便的表面作精基准夹紧可靠、加工方便的表面作精基准2024/4/14 周日20四、工艺路线的拟定四、工艺路线的拟定1.确定加工方案确定加工方案根据零件的每个加工表面的技术要求根据零件的每个加工表面的技术要求,选选择较合理的加工方案择较合理的加工方案2.安排加工顺序安排加工顺序1)切削加工工序的安排切削加工工序的安排 先粗后精；先粗后精；先基准后其它；先基准后其它；先主后次；先主后次；先面后孔。先面后孔。2024/4/14 周日212)处理工序的安排处理工序的安排 预备处理：预备处理：安排在机械加工之前；安排在机械加工之前；最终处理：最终处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前；安排在半精加工之后，磨削加工之前；时效处理时效处理：安排在粗加工之前或后；安排在粗加工之前或后；(4)(4)表面镀层及发蓝：表面镀层及发蓝：在切削加工之后。在切削加工之后。3)检验工序的安排检验工序的安排 从一个车间送往另一个车间的前后；从一个车间送往另一个车间的前后；粗加工阶段之后；粗加工阶段之后；关键工序前后；关键工序前后；特种检验特种检验(超声、磁力探伤，密封、动平衡量试验)之前；之前；全部加工完成之后。全部加工完成之后。4)辅助工序的安排辅助工序的安排 适当地穿插在工艺中适当地穿插在工艺中2024/4/14 周日22五、工艺文件的编制五、工艺文件的编制1.机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片用于单件、小批生产中用于单件、小批生产中2.机械加工工序卡片机械加工工序卡片3.机械加工工艺（综合）卡片机械加工工艺（综合）卡片用于大批大量生产中用于大批大量生产中用于成批生产中用于成批生产中2024/4/14 周日23第四节第四节 典型零件工艺过程典型零件工艺过程一、轴类零件一、轴类零件主要工艺路线如下：下料主要工艺路线如下：下料(圆棒料毛坯圆棒料毛坯)车端面、打中心孔车端面、打中心孔粗车各外圆表面粗车各外圆表面正火或调质正火或调质修研中心孔修研中心孔半精车和精车各外圆半精车和精车各外圆表面、车螺纹表面、车螺纹铣键槽铣键槽淬火淬火修研中心孔修研中心孔粗、精磨外圆粗、精磨外圆检验检验二、套类零件二、套类零件三、箱体类零件三、箱体类零件主要是平面和孔系的加工。主要是平面和孔系的加工。平面加工一般采用平面加工一般采用刨削、铣削和刨削、铣削和磨削等；孔系加工磨削等；孔系加工常用镗削，小孔多采用钻削常用镗削，小孔多采用钻削主要是外圆面和内孔的加工。主要是外圆面和内孔的加工。外圆面加工常采用车削和磨削外圆面加工常采用车削和磨削等；内孔加工常用钻削、等；内孔加工常用钻削、扩、铰、镗削和磨削等扩、铰、镗削和磨削等