电子教案学习情景轴类零件机械加工工艺路线拟定省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

机械制造工艺机械制造工艺3月电电 子子 教教 案案第1页学习情景学习情景1 1 轴类零件机械加工轴类零件机械加工工艺路线确定工艺路线确定任务任务1-1 阶梯轴机械加工阶梯轴机械加工工艺规程制订工艺规程制订 任务任务1-2 CA6140车床主轴车床主轴工艺路线确定工艺路线确定第2页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 给定任务：给定任务：图图1-1 阶梯轴阶梯轴零件图零件图 图图1-1所表示所表示为某企业生产、为某企业生产、年产量达年产量达870余件余件阶梯轴零件图。阶梯轴零件图。试编制该零件机试编制该零件机械加工工艺规程，械加工工艺规程，并填写工艺文件。并填写工艺文件。第3页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 任务分析：任务分析：1.轴类零件功用轴类零件功用 支承传动零件（如齿轮、带轮等），并传递运动支承传动零件（如齿轮、带轮等），并传递运动与扭矩，有时也用来装卡工件。与扭矩，有时也用来装卡工件。2.轴类零件结构特点轴类零件结构特点 回转体零件，其长度大于直径，通常由内、外圆回转体零件，其长度大于直径，通常由内、外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔和沟槽柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔和沟槽等表面组成。等表面组成。结构特点来分：有光轴、阶梯轴、空心轴和异形结构特点来分：有光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴（包含曲轴、半轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和轴（包含曲轴、半轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和花键轴等）四类（图花键轴等）四类（图1-2）。第4页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 任务分析：任务分析：(a)光轴 (b)空心轴 (c)半轴 (d)阶梯(i)凸轮轴轴 (e)花键轴(f)十字轴 (g)偏心轴 (h)曲轴图图1-2 轴种类轴种类 第5页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 任务分析：任务分析：3.轴类零件主要技术要求轴类零件主要技术要求 1）加工精度）加工精度 （1）尺寸精度：支承轴颈）尺寸精度：支承轴颈IT7IT5；配合轴颈；配合轴颈 IT9IT6。（2）形状精度：普通应限制在尺寸公差范围内）形状精度：普通应限制在尺寸公差范围内。（3）相互位置精度）相互位置精度：普通精度轴，配合轴颈对支承轴颈：普通精度轴，配合轴颈对支承轴颈径向圆跳动普通为径向圆跳动普通为0.010.03mm，高精度轴则要求到达，高精度轴则要求到达0.0010.005mm。2）表面粗糙度）表面粗糙度 普通依据加工可行性和经济性来确定普通依据加工可行性和经济性来确定 第6页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 任务分析：任务分析：4.轴类零件材料、热处理及毛坯轴类零件材料、热处理及毛坯 1）轴类零件材料和热处理）轴类零件材料和热处理 (1)轴类零件轴类零件材料及毛坯材料及毛坯 材料材料 惯用惯用45钢，钢，精度较高：精度较高：40Cr、GCr15、65Mn，球墨铸铁；，球墨铸铁；高速、重载轴：高速、重载轴：20CrMnTi、20Mn2B、20Cr或或38CrMoAl等。等。毛坯毛坯 惯用圆棒料；惯用圆棒料；锻件：毛坯经过加热铸造后，可使金属内部纤维组织沿表面锻件：毛坯经过加热铸造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，取得较高抗拉、抗弯及抗扭强度。均匀分布，取得较高抗拉、抗弯及抗扭强度。铸件：大型或结构复杂轴。铸件：大型或结构复杂轴。第7页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 任务分析：任务分析：2）轴类零件毛坯）轴类零件毛坯 普通轴类零件常选取圆棒料和锻件毛坯；大型轴或结构复杂普通轴类零件常选取圆棒料和锻件毛坯；大型轴或结构复杂轴（如曲轴）有时也采取铸件。毛坯经过加热铸造后，可轴（如曲轴）有时也采取铸件。毛坯经过加热铸造后，可使金属内部纤维组织沿表面连续、均匀分布，取得较高抗使金属内部纤维组织沿表面连续、均匀分布，取得较高抗拉、抗弯及抗扭强度。拉、抗弯及抗扭强度。3）轴类零件热处理安排）轴类零件热处理安排 轴铸造毛坯在机械加工前，均需安排正火或退火处理，使钢轴铸造毛坯在机械加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除铸造应力，降低材料硬度，改进切材内部晶粒细化，消除铸造应力，降低材料硬度，改进切削加工性能。削加工性能。调质处理普通安排在粗车之后、半精车之前，以取得良好物调质处理普通安排在粗车之后、半精车之前，以取得良好物理力学性能。理力学性能。表面淬火处理普通安排在精加工之前，这么能够纠正淬火引表面淬火处理普通安排在精加工之前，这么能够纠正淬火引发局部变形。发局部变形。第8页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 任务分析：任务分析：5.阶梯轴技术要求分析阶梯轴技术要求分析 其形位精度要求分别是：其形位精度要求分别是：（1）两个）两个60mm同轴度公差为同轴度公差为0.02mm。（2）54.4mm与与60mm同轴度公差为同轴度公差为0.02mm。（3）80mm与与60mm同轴度公差为同轴度公差为0.02mm。其它要求有：其它要求有：（1）加工后保留两端中心孔。）加工后保留两端中心孔。（2）调质处理）调质处理2832HRC。（3）材料为）材料为45。第9页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：一、金属切削基础知识一、金属切削基础知识 1.切削运动和加工表面切削运动和加工表面 1）主运动）主运动 主运动是直接切除工件上多出金属层，使之转变为切屑，主运动是直接切除工件上多出金属层，使之转变为切屑，从而形成工件新表面运动。从而形成工件新表面运动。2）进给运动）进给运动 进给运动就是不停地把切削层投入切削运动。它是配合主进给运动就是不停地把切削层投入切削运动。它是配合主运动将切削层连续不停地或重复地切成切屑，以形成已加工表运动将切削层连续不停地或重复地切成切屑，以形成已加工表面运动。面运动。3）工件上加工表面）工件上加工表面第10页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订基础理论知识：基础理论知识：（1）待加工表面）待加工表面 工件上有待切除金属层表面。工件上有待切除金属层表面。（2）已加工表面）已加工表面 工件上经刀具切除金属层后产生新表面。工件上经刀具切除金属层后产生新表面。（3）过渡表面）过渡表面 工件上正在切削表面。它是待加工表面和已加工件上正在切削表面。它是待加工表面和已加工表面之间过渡表面。工表面之间过渡表面。图图1-3 切削运动和加工表面切削运动和加工表面1主运动 2进给运动 3待加工表面4过渡表面 5已加工表面第11页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2.切削要素切削要素 包含切削用量三要素和切削层几何参数。包含切削用量三要素和切削层几何参数。1）切削用量三要素）切削用量三要素（1）切削速度）切削速度vc 是切削刃上选定点相对于工件主运动瞬时线是切削刃上选定点相对于工件主运动瞬时线速度（速度（m/min）。）。（2）进给量）进给量f（进给速度（进给速度vf）是刀具在进给运动方向相对于工是刀具在进给运动方向相对于工件位移量。件位移量。（3）背吃刀量）背吃刀量ap 刀具切削刃与工件接触长度在主运动方向和刀具切削刃与工件接触长度在主运动方向和进给运动方向所组成平面法线方向上测量值称为背吃刀量进给运动方向所组成平面法线方向上测量值称为背吃刀量ap。第12页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：图图1-5 车削外圆时切削层参数车削外圆时切削层参数图图1-5 车车削外削外圆时圆时切削切削层层参数参数第13页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2）切削层几何参数）切削层几何参数（1）切切削削层层公公称称厚厚度度hD 相相邻邻两两过过渡渡表表面面之之间间垂垂直直距距离离（mm）。）。（2）切切削削层层公公称称宽宽度度bD 刀刀具具主主切切削削刃刃与与工工件件接接触触长长度度（mm）。）。（3）切切削削层层公公称称横横截截面面积积AD 切切削削层层在在垂垂直直于于切切削削速速度度截截面面内面积（内面积（mm2）。）。3）切削用量选择标准）切削用量选择标准（1）生产效率）生产效率 切削用量切削用量vc、f、ap增大，切削时间减小。增大，切削时间减小。（2）机机床床功功率率 当当背背吃吃刀刀量量ap和和切切削削速速度度vc增增大大时时，均均使使切切削削功率成正比增加。功率成正比增加。（3）刀刀具具耐耐用用度度 在在切切削削用用量量参参数数中中，对对刀刀具具耐耐用用度度影影响响最最大大是切削速度是切削速度vc，其次是进给量，其次是进给量f，影响最小是背吃刀量，影响最小是背吃刀量ap。第14页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：（4）表表面面粗粗糙糙度度 在在较较理理想想条条件件下下，高高切切削削速速度度vc能能降降低低表表面面粗糙度值。粗糙度值。4）切削用量选择方法）切削用量选择方法（1）粗粗车车时时切切削削用用量量选选择择 背背吃吃刀刀量量：依依据据加加工工余余量量多多少少而而定定。进进给给量量：当当背背吃吃刀刀量量ap确确定定后后，选选定定进进给给量量f时时，要要计计算算切切削削力力。切切削削速速度度：生生产产中中经经常常按按实实践践经经验验和和相相关关手手册册资资料料选选取取切切削削速速度度。校校验验机机床床功功率率：选选定定了了切切削削用用量量后后，尚尚需需校验机床功率是否足够。校验机床功率是否足够。（2）半半精精车车、精精车车时时切切削削用用量量选选择择 背背吃吃刀刀量量：标标准准上上取取一一次次切切除除余余量量数数。进进给给量量：受受表表面面粗粗糙糙度度限限制制.切切削削速速度度：可利用公式或查阅资料确定。可利用公式或查阅资料确定。第15页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：3.刀具切削部分组成和定义刀具切削部分组成和定义（1）前刀面）前刀面A 切屑被切下后，从刀具切削部分流出所经过表切屑被切下后，从刀具切削部分流出所经过表面。面。（2）主后刀面）主后刀面A 在切削过程中，刀具上与零件过渡表面相正在切削过程中，刀具上与零件过渡表面相正确表面。确表面。（3）副后刀面）副后刀面A 在切削过程中，刀具上与零件己加工表面在切削过程中，刀具上与零件己加工表面相正确表面。相正确表面。图图1-6 外圆车刀外圆车刀第16页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：（4）主切削刃）主切削刃S 前刀面与主后刀面交线，切削时负担主要切前刀面与主后刀面交线，切削时负担主要切削工作。削工作。（5）副切削刃）副切削刃S 前刀面与副后刀面交线，也起一定切削前刀面与副后刀面交线，也起一定切削图图1-7 主剖面参考系主剖面参考系作用，但不显著。作用，但不显著。（6）刀尖）刀尖 主切削刃与副切削刃相交之处；刀尖并非绝对尖主切削刃与副切削刃相交之处；刀尖并非绝对尖锐，而是一段过渡圆弧或直线。锐，而是一段过渡圆弧或直线。4.刀具几何角度及其选取刀具几何角度及其选取第17页刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系（主剖面坐标系）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃主剖面 PoA1）基面 Pr：经过切削刃选定点与主运动方向垂直平面。基面与刀具底面平行。切削平面 Ps基面 Pr图2-49 车刀主剖面坐标系2）切削平面 Ps：经过切削刃选定点与主切削刃相切且垂直于基面Pr平面。3）主剖面 Po：经过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面 Ps平面。任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订第18页p 191）前角o 在在主主剖剖面面内内测测量量，是是前前刀刀面面与与基基面面夹夹角角。经经过过选选定定点点基基面面位位于于刀刀头头实实体体之之外外时时 o o定定为为正正值值；位位于于刀刀头头实实体体之之内内时时 o o定为负值。定为负值。o o影影响响切切削削难难易易程程度度。增增大大前前角角可可使使刀刀具具尖尖锐锐，切切削削轻轻快快。但但前前角角过过大大，刀刀刃刃和和刀刀尖尖强强度度下下降降，刀刀具具导导热热体体积积减减小小，影影响刀具寿命。响刀具寿命。刀具标注角度q 用硬质合金车刀切削钢件，o取1020；切削灰铸铁，o取515；切削铝及铝台金，o取2535；切削高强度钢，o取-5-10。任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订图图1-8 车刀标注角度车刀标注角度第19页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2）后角）后角o 后角后角 o o在主剖面内测量，是主后刀面与切削平面夹角。在主剖面内测量，是主后刀面与切削平面夹角。后角作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间摩擦以后角作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间摩擦以及主后刀面磨损。但后角过大，刀刃强度下降，刀具导热体及主后刀面磨损。但后角过大，刀刃强度下降，刀具导热体积减小，反而会加紧主后刀面磨损。积减小，反而会加紧主后刀面磨损。3）主偏角r 在在基基面面内内测测量量，是是主主切切削削刃刃在在基基面面上上投投影影与与假假定定进进给给方方向向夹角。夹角。r r大大小小影影响响刀刀具具寿寿命命。减减小小主主偏偏角角，主主刃刃参参加加切切削削长长度度增增加加，负负荷荷减减轻轻，同同时时加加强强了了刀刀尖尖，增增大大了了散散热热面面积积，使使刀刀具具寿寿命命提提升。升。r r大大小小还还影影响响切切削削分分力力。减减小小主主偏偏角角使使吃吃刀刀抗抗力力增增大大，当当加加工工刚性较弱工件时，易引发工件变形和振动。刚性较弱工件时，易引发工件变形和振动。第20页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：4）副偏角r r r在基面内测量，是副切削刃在基面上投影与假定进给反方向在基面内测量，是副切削刃在基面上投影与假定进给反方向夹角。夹角。副偏角作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间摩擦，副偏角作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间摩擦，以预防切削时产生振动。副偏角大小影响刀尖强度和表面粗糙以预防切削时产生振动。副偏角大小影响刀尖强度和表面粗糙度。度。5）刃倾角s切削平面内测量，是主切削刃与基面夹角。当刀尖是切削刃最高点时,s定为正值；反之位负。s影响刀尖强度和切屑流动方向。粗加工时为增强刀尖强度，s常取负值；精加工时为预防切屑划伤已加工表面，s常取正值或零。第21页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：5.5.刀具材料及其选取刀具材料及其选取刀具材料及其选取刀具材料及其选取 刀具材料应具备性能1）高硬度和耐磨性2）足够强度和韧性3）很好热硬性4）良好工艺性5）经济性 惯用刀具材料 高速钢高速钢高高速速钢钢是是一一个个加加入入了了较较多多钨钨、钼钼、铬铬、钒钒等等合合金金元元素素高高合合金金工具钢。工具钢。第22页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：特点：特点：1）强度高，抗弯强度为硬质合金）强度高，抗弯强度为硬质合金23倍；倍；2）韧性高，）韧性高，比硬质合金高几十倍；比硬质合金高几十倍；3）硬度）硬度HRc63以上，且有很好耐热性以上，且有很好耐热性；4）可加工性好，热处理变形较小。）可加工性好，热处理变形较小。应用：惯用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成应用：惯用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。型刀具、齿轮刀具等）。第23页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：第24页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：硬质合金 硬硬质质合合金金是是用用高高硬硬度度、高高熔熔点点金金属属碳碳化化物物（如如WCWC、TiCTiC、TaCTaC、NbCNbC等等）粉粉末末和和金金属属粘粘结结剂剂（如如CoCo、NiNi、MoMo等等）经高压成型后，再在高温下烧结而成粉末冶金制品。经高压成型后，再在高温下烧结而成粉末冶金制品。硬硬质质合合金金硬硬度度、耐耐磨磨性性、耐耐热热性性都都很很高高，允允许许切切削削速速度度远远高高于于高高速速钢钢，且且能能切切削削诸诸如如淬淬火火钢钢等等硬硬材材料料。硬硬质质合合金金不不足足是是与与高高速速钢钢相相比比，其其抗抗弯弯强强度度较较低低、脆脆性性较较大大，抗抗振振动和冲击性能也较差。动和冲击性能也较差。第25页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：硬硬质质合合金金因因其其切切削削性性能能优优良良而而被被广广泛泛用用来来制制作作各各种种刀刀具具。在在我我国国，绝绝大大多多数数车车刀刀、面面铣铣刀刀和和深深孔孔钻钻都都采采取取硬硬质质合合金金制制造造，当当前前，在在一一些些较较复复杂杂刀刀具具上上，如如立立铣铣刀刀、孔孔加加工工刀刀具等也开始应用硬质合金制造。具等也开始应用硬质合金制造。第26页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：第27页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：6.金属切削过程基本规律及其应用金属切削过程基本规律及其应用金属切削变形过程第28页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：三个变形区分析 第变形区：即剪切变形区，金属剪切滑移，成为切屑。金属切削过程塑性变形主要集中于此区域。第变形区：靠近前刀面处，切屑排出时受前刀面挤压与摩擦。此变形区变形是造成前刀面磨损和产生积屑瘤主要原因。第变形区：已加工面受到后刀面挤压与摩擦，产生变形。此区变形是造成已加工面加工硬化和残余应力主要原因。第29页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：切屑类型及其特征第30页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：积屑瘤积屑瘤 一定温度、压力作用下，切屑底层与前刀面发生粘接 粘接金属严重塑性变形，产生加工硬化滞留粘接长大积屑瘤形成过程积屑瘤成因 增大前角，保护刀刃 影响加工精度和表面粗糙度积屑瘤影响第31页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：积屑瘤控制：精加工时，预防积屑瘤产生办法有：用低速切削，使切削温度低，粘结现象不易发生；或用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失对应温度。采取润滑性能好切削液，减小摩擦。增大o，减小切屑接触区压力。提升工件材料硬度(如热处理)，减小加工硬化倾向。第32页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：切削力切削力切削力起源切削力起源 3个变形区产生弹、塑性变形抗力 切屑、工件与刀具间摩擦力切削力分解第33页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：影响切削力原因影响切削力原因 工件材料工件材料切削深度与切削力近似成正比；进给量增加，切削力增加，但不成正比；切削速度对切削力影响复杂。强度高加工硬化倾向大切削力大切削用量切削用量第34页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：前角0 增大，切削力减小（图3-17）主偏角r 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（r Fp，Ff）刀具几何角度影响刀具几何角度影响第35页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：与主偏角相同，刃倾角s对主切削力影响不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（s Fp，Ff）刀尖圆弧半径 r 对主切削力影响不大，对吃刀抗力和进给抗力影响显著（r Fp，Ff）；其它原因影响其它原因影响 刀具材料：与工件材料之间亲和性影响其间摩擦，而影响切削力；切削液：有润滑作用，使切削力降低；后刀面磨损：使切削力增大，对吃刀抗力Fp影响最为显著。第36页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：切削热与切削温度切削热与切削温度 切削热起源切削热起源 切削过程变形和摩擦所消耗功，绝大部分转变为切削热 主要起源 QA=QD+QFF+QFR式中，QD,QFF,QFR分别为切削层变形、前刀面摩擦、后刀面摩擦产生热量第37页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：切削热由切屑、工件、刀具和周围介质（切削液、空气)等传散出去切削热传出切削热传出影响切削温度原因影响切削温度原因 q 刀具几何参数影响 前角前角 o o切削温度切削温度 主偏角主偏角 r r切削温度切削温度 负倒棱及刀尖圆弧半径负倒棱及刀尖圆弧半径对切削温度影响很小对切削温度影响很小 第38页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：q 工件材料影响 工件材料机械性能工件材料机械性能切削温度切削温度 工件材料工件材料导热性导热性 切削温度切削温度 q 刀具磨损影响 q 冷却液影响 刀具磨损和刀具耐用度刀具磨损和刀具耐用度 刀具磨损形态刀具磨损形态 正常磨损第39页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：前刀面磨损前刀面磨损形式：月牙洼形成条件：加工塑性材料，v大，hD大影响：减弱刀刃强度，降低加工质量 后刀面磨损后刀面磨损形式：后角=0磨损面（参数VB，VBmax）形成条件：加工塑性材料,v 较小,hD 较小；加工脆性材料影响：切削力,切削温度,产生振动，降低加工质量前、后刀面磨损前、后刀面磨损 非正常磨损破损（裂纹、崩刃、破碎等），卷刃（刀刃塑性变形）第40页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：刀具磨损过程3个阶段常取后刀面最大允许磨损量VB磨钝标准 磨粒磨损 各种切速下均存在 低速情况下刀具磨损主要原因 粘结磨损（冷焊）刀具材料与工件材料亲和力大 刀具材料与工件材料硬度比小 中等偏低切速粘结磨损加剧刀具磨损原因刀具磨损原因第41页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：扩散磨损 高温下发生 氧化磨损 高温情况下，在切削刃工作边界发生 相变磨损相变磨损刀具寿命（耐用度）概念刀具寿命（耐用度）概念 刀具从切削开始至磨钝标准切削时间，用T 表示。刀具总寿命 一把新刀从投入切削开始至报废为止总切削时间，其间包含屡次重磨。第42页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：工件材料切削加工性工件材料切削加工性 1 1）工件材料切削加工性衡量指标）工件材料切削加工性衡量指标）工件材料切削加工性衡量指标）工件材料切削加工性衡量指标（1 1）刀具耐用度指标（切削速度指标）刀具耐用度指标（切削速度指标）刀具耐用度指标（切削速度指标）刀具耐用度指标（切削速度指标）（2）加工表面粗糙度指标）加工表面粗糙度指标（3）切削力或切削温度指标）切削力或切削温度指标（4）断屑控制或断屑难易指标）断屑控制或断屑难易指标 常见材料切削加工性可分为常见材料切削加工性可分为8级，如表级，如表1-5所表示。所表示。第43页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：第44页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：工件材料切削加工性工件材料切削加工性 2 2）改进材料切削加工性主要路径）改进材料切削加工性主要路径）改进材料切削加工性主要路径）改进材料切削加工性主要路径（1 1）调整工件材料化学成份）调整工件材料化学成份）调整工件材料化学成份）调整工件材料化学成份（2）采取适当热处理方法）采取适当热处理方法（3）选择加工性好毛坯）选择加工性好毛坯（4）其它方面）其它方面 切削液切削液 1 1）切削液作用）切削液作用）切削液作用）切削液作用（1 1）冷却作用）冷却作用）冷却作用）冷却作用（2）润滑作用）润滑作用（3）清洗作用）清洗作用（4）防锈作用）防锈作用 第45页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2 2）切削液种类）切削液种类）切削液种类）切削液种类（1 1）水溶液）水溶液）水溶液）水溶液 其主要作用是冷却。其主要作用是冷却。其主要作用是冷却。其主要作用是冷却。（2）乳乳化化液液 是是用用水水和和油油混混合合而而成成液液体体，常常可可用用于于代代替替动动、植植物油。物油。（3）切切削削油油 切切削削油油润润滑滑作作用用高高于于水水溶溶液液和和乳乳化化液液，冷冷却却作作用用却低于前二者。却低于前二者。3）切削液选取）切削液选取（1）按刀具材料来选）按刀具材料来选（2）按工件材料来选）按工件材料来选（3）按加工方法来选）按加工方法来选 第46页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：二、机械加工工艺过程基本知识二、机械加工工艺过程基本知识 1.生产过程与工艺过程生产过程与工艺过程 1）生产过程）生产过程 由原材料变为成品过程称为生产过程。它包含原材料采购、由原材料变为成品过程称为生产过程。它包含原材料采购、运输和保管、生产技术准备、毛坯制造、零件加工和热处理、运输和保管、生产技术准备、毛坯制造、零件加工和热处理、产品装配、调试、检验、油漆和包装等。产品装配、调试、检验、油漆和包装等。生产过程组成可分为以下几部分：（1）基本生产过程 （2）辅助生产过程 （3）生产技术准备过程 （4）生产服务过程 第47页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2）工艺过程 工艺过程是直接改变生产对象形状、尺寸、相对位置及性质，使之变为半成品或成品过程。2.机械加工工艺过程基本概念机械加工工艺过程基本概念 零件机械加工工艺过程由许多工序组合而成，每个工序又由工位、工步、走刀和安装组成。工序工序是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工作地，对一个或同时对几个工件所连续完成那一部分机械加工工地，对一个或同时对几个工件所连续完成那一部分机械加工工艺过程。艺过程。第48页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：安装安装在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成那部分在一道工序中，工件每经一次装夹后所完成那部分工序称为安装。工序称为安装。工工位位工工件件在在机机床床上上占占据据每每一一个个位位置置所所完完成成那那部部分分工工序序称称为工位。为工位。工工步步指指在在加加工工表表面面不不变变、切切削削刀刀具具不不变变情情况况下下所所连连续续完完成成那那部部分分工工序序。（在在一一个个工工步步内内，若若有有几几把把刀刀具具同同时时加加工工几几个个不一样表面，称此工步为复合工步）不一样表面，称此工步为复合工步）走刀走刀同一加工表面加工余量较大，能够分作几次工作进同一加工表面加工余量较大，能够分作几次工作进给，每次工作进给所完成工步称为一次走刀。给，每次工作进给所完成工步称为一次走刀。第49页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：3.工艺规程基本概念工艺规程基本概念 为为了了确确保保产产品品质质量量、提提升升生生产产效效率率和和经经济济效效益益，把把依依据据详详细细生生产产条条件件确确定定较较合合理理工工艺艺过过程程，用用图图表表（或或文文字字）形形式式写写成成文文件，就是工艺规程。件，就是工艺规程。依依据据生生产产过过程程中中工工艺艺性性质质不不一一样样，又又能能够够分分为为毛毛坯坯制制造造、机机械加工、热处理及装配等不一样工艺规程。械加工、热处理及装配等不一样工艺规程。4.工艺规程种类和作用工艺规程种类和作用 机械加工工艺规程通常有以下三种：机械加工工艺规程通常有以下三种：1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片机机械械加加工工工工艺艺过过程程卡卡片片主主要要列列出出了了零零件件加加工工所所经经过过整整个个路路线线（即工艺路线），以及工装设备和工时等内容。（即工艺路线），以及工装设备和工时等内容。第50页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：工艺过程卡基本格式见表工艺过程卡基本格式见表1-8所表示。所表示。第51页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2）机械加工工艺卡片）机械加工工艺卡片以以工工序序为为单单位位，详详细细说说明明零零件件工工艺艺过过程程工工艺艺文文件件。基基本本格格式式见见表表1-9。第52页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：3）机械加工工序卡片）机械加工工序卡片 用来详细指导工人操作一个最详细工艺文件。用来详细指导工人操作一个最详细工艺文件。第53页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：4）机械加工工艺规程主要作用）机械加工工艺规程主要作用（1）工艺规程是生产准备工作依据）工艺规程是生产准备工作依据（2）工艺规程是组织生产指导性文件）工艺规程是组织生产指导性文件（3）工艺规程是新建和扩建工厂（或车间）时原始资料）工艺规程是新建和扩建工厂（或车间）时原始资料（4）便于积累、交流和推广行之有效生产经验）便于积累、交流和推广行之有效生产经验 5.机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤 （1）分析零件图和产品装配图；）分析零件图和产品装配图；（2）选择毛坯制造方法和形状；）选择毛坯制造方法和形状；（3）确定工艺路线；）确定工艺路线；（4）确定各工序加工余量和工序尺寸；）确定各工序加工余量和工序尺寸；（5）确定切削用量和工时定额；）确定切削用量和工时定额；（6）确定各工序设备、刀夹量具和辅助工具；）确定各工序设备、刀夹量具和辅助工具；（7）确定各主要工序技术要求及检验方法；）确定各主要工序技术要求及检验方法；（8）填写工艺文件。）填写工艺文件。第54页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：6.生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型 1）生产纲领）生产纲领 企业在计划期内应该生产产品产量和进度计划，称为该产品企业在计划期内应该生产产品产量和进度计划，称为该产品生产纲领。生产纲领。N=Q n（1+%+%）式中 Q 产品年产量（件/年）；n 每台产品中该零件数量（件/台）；备品率；废品率。第55页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2）生产类型）生产类型 单件小批生产批量生产大批大量生产 第56页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：各生产类型特点：各生产类型特点：第57页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：7.制订工艺规程标准制订工艺规程标准 1）技术上先进性）技术上先进性 2）经济上合理性）经济上合理性 3）有良好劳动条件）有良好劳动条件 8.制订机械加工工艺规程所需原始资料制订机械加工工艺规程所需原始资料（1）产品全套装配图和零件工作图。）产品全套装配图和零件工作图。（2）产品验收质量标准。）产品验收质量标准。（3）产品生产纲领。）产品生产纲领。（4）产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料。）产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料。（5）工厂现有生产条件。）工厂现有生产条件。（6）国内外新技术、新工艺及其发展前景。）国内外新技术、新工艺及其发展前景。（7）相关工艺手册及图册。）相关工艺手册及图册。第58页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：7.制订工艺规程标准制订工艺规程标准 1）技术上先进性）技术上先进性 2）经济上合理性）经济上合理性 3）有良好劳动条件）有良好劳动条件 8.制订机械加工工艺规程所需原始资料制订机械加工工艺规程所需原始资料（1）产品全套装配图和零件工作图。）产品全套装配图和零件工作图。（2）产品验收质量标准。）产品验收质量标准。（3）产品生产纲领。）产品生产纲领。（4）产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料。）产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料。（5）工厂现有生产条件。）工厂现有生产条件。（6）国内外新技术、新工艺及其发展前景。）国内外新技术、新工艺及其发展前景。（7）相关工艺手册及图册。）相关工艺手册及图册。第59页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：三、轴类零件外圆表面加工方法三、轴类零件外圆表面加工方法 （一）车削外圆（一）车削外圆工艺特点是：工艺特点是：（1）轻易确保各加工表面相互位置精度；（2）加工成本低；（3）车削应用范围广。1.车床类型及其应用车床类型及其应用 1）普通车床图图1-19 CA6140型卧式车床型卧式车床1主轴箱 2刀架 3尾座 4床身 5床腿 6溜板箱 7变速箱 8进给箱第60页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：在各种车床中，该机床用得较多，所占百分比较大，代表性型在各种车床中，该机床用得较多，所占百分比较大，代表性型号是号是CA6140（图（图1-19）。其主要特点是通用性强，加工范围广）。其主要特点是通用性强，加工范围广（图（图1-20），但生产率低，所以适合用于单件小批加工。），但生产率低，所以适合用于单件小批加工。图图1-20 卧式车床所能加工经典表面卧式车床所能加工经典表面第61页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2）六角车床）六角车床 适合加工较复杂回转类零件，生产率显著高于普通车床，适合加工较复杂回转类零件，生产率显著高于普通车床，适合用于较大批量加工较复杂中小型零件。适合用于较大批量加工较复杂中小型零件。3）自动、半自动车床）自动、半自动车床 自动化程度高，生产率也高。自动化程度高，生产率也高。4）立式车床）立式车床 适于加工直径大而长度短大型盘、套筒类零件。适于加工直径大而长度短大型盘、套筒类零件。5）数控车床）数控车床 与普通自动、半自动机床相比含有很大灵活性、适应性。与普通自动、半自动机床相比含有很大灵活性、适应性。适合用于中小批量加工形状较复杂回转体类零件。适合用于中小批量加工形状较复杂回转体类零件。第62页任务任务11 阶梯轴机械加工工艺规程制订阶梯轴机械加工工艺规程制订 基础理论知识：基础理论知识：2.车刀类型及其应用车刀类型及其应用 有高速钢整体车刀、硬质合金焊接车刀、硬质合金（陶瓷）有高速钢整体车刀、硬质合金焊接车刀、硬质合金（陶瓷）机夹车刀以及可转位式车刀四种（图机夹车刀以及可转位式车刀四种（图1-