3任务2零件结构工艺性分析

项目1机械加工工艺规程的制定1【项目要求】认识机械加工工艺规程工艺文件能编制简单零件的加工工艺文件能够对零件进行工艺性分析及毛坯的选择能正确选择定位基准能正确拟定工艺路线能正确划分工序内容2任务2零件的工艺性分析及毛坯的选择教学重点：掌握零件工艺分析所包含的内容；掌握零件技术要求分析和结构工艺分析所包含的内容。教学难点：零件的结构工艺性分析31.2.1零件的工艺性分析一、零件的技术要求分析零件的技术要求分析包括以下几个方面：1.加工表面的尺寸精度和形状精度。2.各加工表面之间以及加工表面和不加工表面之间的相互位置精度。3.加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求。4.热处理及其他要求，如动平衡、配适切削等。4二、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在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、切削加工等的工艺性，涉及面很广，具有综合性。而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性可能不同。所以，在对零件进行工艺分析时，必须根据具体的生产类型和生产条件，全面、具体、综合地分析。在制定机械加工工艺规程时，主要进行零件的切削加工工艺性分析，它涉及的主要内容如下1.2.1零件的工艺性分析1．便于安装：准确定位、可靠夹紧左图所示的大平板工件在加工中不便装夹，为此，增设夹紧的工艺凸缘或工艺孔，以便用螺钉、压板夹紧，且吊装、搬运方便1.2.1零件的工艺性分析工件在三爪卡盘上安装时，工件与卡爪是点接触，不能将工件夹牢。通过增加一段圆柱面，使工件与卡爪的接触面积增大，安装较容易。1.2.1零件的工艺性分析2．应尽量减小加工面积支座地面设计为中凹可减少加工量，以减少刀具及材料的消耗量，还可以保证装配时零件间的很好配合。1.2.1零件的工艺性分析图a所示键槽形状只能用生产率较低的键槽铣刀加工；图b所示结构就能用生产率较高的三面刃铣刀加工。举例：被加工表面形状应尽量简单1.2.1零件的工艺性分析3.尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时，提高切削效率，保证精度。一次安装可同时加工几个表面。1.2.1零件的工艺性分析只需一次安装即可磨削两个表面。0.20.20.20.21.2.1零件的工艺性分析改进后可在一次安装中加工出来1.2.1零件的工艺性分析轴上的键槽不在同一方向，铣削时需重复安装和对刀。改进后键槽布置在同一方向上可减少安装、调整次数，也易于保证位置精度1.2.1零件的工艺性分析4．孔的轴线应与进口和出口的端面垂直，避免在曲面或斜壁上钻孔孔的轴线不垂直于孔的进口或出口的端面，钻头容易产生偏斜或弯曲，甚至折断。应尽量避免在曲面或斜壁上钻孔，提高生产率，保证精度。1.2.1零件的工艺性分析举例：保证刀具正常工作图a，孔的入口端和出口端都是斜面或曲面，钻孔时钻头两个刃受力不均，容易引偏，而且钻头也容易损坏，宜改用图b所示结构。图c孔，入口是平的，但出口都是曲面，宜改用图d所示结构。1.2.1零件的工艺性分析5．退刀槽、过度圆弧、锥面、键槽等同类要素在同一个阶梯轴上要尽量统一左图轴上的退刀槽宽度不一致，车削时需准备、更换不同宽度的车槽刀，增加了换刀和对刀的次数。改进后，减少了刀具种类和换刀次数，节省了辅助时间。32331.2.1零件的工艺性分析轴上的过度圆角尽量一致，便于加工。1.2.1零件的工艺性分析使用同一把刀具可加工所有键槽。同一端面上的尺寸相近螺纹孔改为同一尺寸螺纹孔，便于加工和装配。4-M64-M54-M64-M61.2.1零件的工艺性分析6．槽的底面不应与其它加工面重合将左图结构改为右图后，便于加工，也可避免损伤其它加工表面1.2.1零件的工艺性分析7．凸缘上的孔要留有足够的加工空间左图的孔与零件立壁相距太近，造成钻夹头与立壁干涉，只能采用非标准加长钻头，刀具刚性差。改进后，可以采用标准刀具，从而可保证加工精度。1.2.1零件的工艺性分析8.刀具应有足够的操作空间：退刀槽（车螺纹、滚齿、铣齿）、空刀槽（插齿）、越程槽（刨削、磨削）加工内螺纹或外螺纹时，螺纹根部应有退刀槽，这样才可以车出完整的螺纹，避免刀具、机床的损伤，使加工安全。1.2.1零件的工艺性分析插齿时要留有空刀槽，这样大齿轮可滚齿或插齿，小齿轮可以插齿加工1.2.1零件的工艺性分析刨削时，在平面的前端要有让刀的部位。1.2.1零件的工艺性分析磨削时，各表面间的过渡部分应设计出越程槽。1.2.1零件的工艺性分析9．尽量减少走刀次数当加工左图这种具有不同高度的凸台面时，需逐一将工作台升高或降低。将凸台设计成等高，则能在一次走刀中加工所有凸台面。提高生产率，易保证精度1.2.1零件的工艺性分析10．批量生产的零件其结构要适应加工的要求右图滚齿或插齿的切削行程不仅缩短，且可提高工件的刚性，变断续切削为连续切削，生产率高。1.2.1零件的工艺性分析11．合理采用组合结构左图零件孔底的内球面，加工困难。采用分解后再组合，则内球面变为外表面加工，使加工方便，且易于保证质量1.2.1零件的工艺性分析12．零件的结构应有利于增加刀具的刚度右图零件上的孔径朝一个方向递减，可依次或同时加工同轴线上的多孔；从两边向中间递减，可提高镗刀杆刚性，且可同时从两边镗削，生产率高。1.2.1零件的工艺性分析28•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析1、零件的结构应便于装配和维修时的拆装配合零件端部要倒角29柱销孔应有出气孔•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析左图结构无透气口，销钉孔内的空气难于排出，故销钉不易装入。30轴肩与孔端应能贴紧•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析31配合零件只能有一对配合面•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析32螺钉连接应有扳手活动空间•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析33螺钉连接应便于螺钉的安装•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析34应有正确装配基面•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析35应有合适调整补偿环•装配和维修对零件结构工艺性的要求1.2.1零件的工艺性分析361.2.2毛坯的选择一、毛坯的种类1.铸件适用于各种性状复杂的零件，铸件材料有铸铁、铸钢及钢等有色金属。2.锻件自由锻件毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻件毛坯精度高、加工余量小、生产率高，适用于中批以上生产的中小型毛坯。常用的锻件材料为中、低碳钢及低合金钢。3.轧制件主要包括各种热轧和冷轧圆钢、方钢、六角钢、八角钢等型材，热轧毛坯精度较低，冷轧毛坯精度较高。4.焊接件是将型材或板料等焊接成所需的毛坯，简单方便，但需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工。5.其他毛坯如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等。371.2.2毛坯的选择二、选择毛坯时应考虑的因素1.零件的材料及力学性能要求2.零件的结构形状和尺寸3.生产纲领的大小4.现有生产条件5.充分考虑利用好技术、新工艺、新材料的可能性381.2.2毛坯的选择三、毛坯形状与尺寸的确定毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为加工余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差、毛坯余量的大小同毛坯的制造方法有关。毛坯余量确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上，即可大致确定毛坯的形状和尺寸，此外还要考虑毛坯制造、机械加工及热处理等许多工艺因素。从机械加工工艺角度确定毛坯形状和尺寸时应注意：⑴工艺凸台⑵一坯多件⑶组合毛坯39一坯多件图2-4