冶金辊轴类零件制造工艺

1项目一：轴类零件加工及案例分析学习情景一：冶金辊轴类零件制造工艺主讲：陈春学时：6学时2冶金机械设备的制造特点1、加工零件品种繁多，多属于单件或小批量生产。2、机械设备尺寸较大，属于重型机械制造。3、设备可靠性要求较高，突出设备运行的安全性。4、箱架体类零件使用量较大，镗床加工在制造中比重较大。5、零件制造中与相关装配零件的关联性较大，设备现场安装后形成成套设备或生产线。在冶金机械制造，是为冶金工矿企业提供机械装备，这些装备按用途主要分有：烧结系列装备、炼铁系列装备、炼钢系列装备、轧钢系列装备等。在以上装备中，主要有以下制造特点：3一、基本概念41、生产过程生产过程：将原材料转变为产品的全过程称为生成过程。生成过程是包括产品设计、生产准备、制造和装配等一系列相互关联的劳动过程52、工艺过程1）工艺过程的概念：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。包括毛坯制造、切削与磨削加工、热处理、装配等2）工艺过程还可以进一步分为机械加工工艺过程和装配工艺过程。6☆工艺过程组成工序：是指一个或一组工人，在一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工作。安装：是指工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。工步：是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。工作行程：是指刀具以加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步部分。一个工步可以包括一个或几个工作行程工位：是指为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为一个工位。7工序1安装1安装2....工步1工步2....工作行程1工作行程2....☆工艺过程组成关系8☆工艺过程组成案例9车削工序安装1工步2：φ32工步3：φ34工作行程1：粗平工作行程2：精平....柱销加工工步4：锥面工步5：φ16工步1：平端面工步6：切槽工步6：车螺纹工步6：切断☆工艺过程组成案例103、工件装夹方法概念：定位：使工件在机床上或夹具中占据正确位置的过程称为定位。加工中，需要使工件相对于刀具及机床保持一个正确的位置。夹紧：在工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不便的操作称为夹紧。装夹：定位与夹紧过程的总和即是装夹。11☆工件装夹方法1）工件的装夹方法的种类:找正装夹法、夹具装夹法2）找正装夹法：是一种通过找正来进行定位，然后予以夹紧的装夹方法。适用场合：找正装夹法主要用于单件、小批生产中加工尺寸大、工件形状复杂或加工精度要求很高的场合。3）夹具装夹法：是通过夹具上的定位元件与工件上的定位基面相接触或相配合，使工件能被方便迅速的定位，然后进行夹紧的方法。其装夹快捷、定位精度稳定。适用场合：广泛用于成批生产和大量生产。12☆找正方法1、工件的找正的方法：直接找正、按划线找正2、直接找正。即用划针、直尺、千分尺等对工件被加工表面（毛坯表面或已加工表面）进行找正，以保证这些表面与机床运动和机床工作台支承面间有正确的相对位置关系的方法。3、按划线找正。即在工件定位之前先经划线工序，然后按工件上划出的线进行找正的方法。4、划线时要求：①使工件各表面都有足够的加工余量；②使工件加工表面与工件不加工表面保持正确的相对位置关系；③使工件找正定位准确迅速方便。134、尺寸精度获得方法工件尺寸精度获得方法：1）试切法：即通过试切—测量—调整—再试切，反复进行，直到被加工尺寸达到要求为止。该方法效率低，工人技术级别要求高，常用于单件小批生产。2）调整法：即先调整好刀具和机床的相互位置，在加工一批零件的过程中保持这个位置不变，以保证被加工尺寸的方法。该方法主要用于成批生产或大量生产。3）定尺寸刀具法：即用刀具尺寸来保证被加工部位尺寸的加工方法。如钻孔、铰孔、拉孔、攻丝、铣槽等。4）自动控制法：用测量装置、进给装置、控制系统组成的自动加工系统进行自动加工的方法。如采用数控机床。145、生产类型生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。生产类型：企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：大量生产、成批生产、单件生产15☆生产类型具体特征1、单件生产：生产的产品品种繁多，产品只制造一个或几个，而且很少再重复生产。重型机器、非标准专用设备产品及设备修理、产品试制时的加工通常属于这种类型2、成批生产：生产某几种产品，每种产品均有一定数量，各种产品是分期分批地轮番投产。根据投产批量，又分为：小批、中批、大批3、大量生产：产量大品种少，大多数工作地长期的重复进行一种零件的某一工序的加工。轴承、自行车、缝纫机、汽车、拖拉机等产品的制造即属于这种类型16☆生产类型选择特征类型单件生产成批生产大量生产零件生产型式事先不决定是否重复生产周期地成批生产长时间连续生产毛坯制造方式及加工余量铸件用木模手工造型，锻件用自由锻。毛坯精度低，加工余量大。部分铸件用金属模，部分锻件用模锻，加工余量中等。铸件广泛采用金属模机器造型，锻件广泛采用模锻，以及其它高生产率的毛坯制造方法，毛坯精度高，加工余量小。机床设备及布局采用通用机床，按机群式布置。采用通用机床及部分高生产率专用机床，按零件类别分工段安排。广泛采用高生产率专用机床及自动机床，按流水线排列或采用自动线。夹具多用通用夹具，很少用专用夹具，靠划线和试切法来保证尺寸精度。用专用夹具，部分靠划线和试切法来保证加工精度。广泛采用高生产率夹具，靠夹具及调整法来保证加工精度。刀具及量具采用通用刀具及万能量具。采用专用刀具及万能量具。广泛采用高效专用刀具及量具。工人技术要求熟练。中等熟练。对操作工人要求一般。工艺文件只编制简单工艺过程卡。编制较详细的工艺卡。编制详细工艺卡或工序卡。发展趋势箱体类复杂零件采用加工中心加工。采用成组技术，由数控机床或柔性制造系统等进行加工。在计算机控制的自动化制造系统中加工，并可能实现在线故障诊断、自动报警和加工误差自动补偿。17二、机械加工工艺规程181、基本概念1）工艺规程的概念：是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。2）零件机械加工工艺规程的内容有哪些？工艺路线，各工序的具体加工内容、要求及说明，切削用量，时间定额及使用的机床设备与工艺装备等。3）工艺路线的概念：是指产品或零部件在生产过程中，由毛坯准备到成品包装入库，经过企业各部门或工序的先后顺序4）工艺装备（工装）的概念：是产品制造过程中所用的各种工具的总称，包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等。19☆工艺规程作用1、工艺规程的作用：（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件。合理的工艺规程是在总结生产实践经验的基础上，依据工艺理论和必要的工艺实验而拟定的，是保证产品质量和生产经济性的指导性文件。因此，生产中应严格的执行既定的工艺规程。（2）工艺规程是生产准备和生产管理的基本依据。工夹量具的设计制造或采购，原材料、半成品及毛坯的准备，劳动力及机床设备的组织安排，生产成本的核算等，都要以工艺规程为基本依据。（3）工艺规程是新建扩建工厂或车间时的基本资料。只有依据工艺规程和生产纲领才能确定生产所需机床的类型和数量，机床布置、车间面积及工人工种，等级及数量等。（4）工艺规程还是工艺技术交流的主要文件形式。20☆工艺规程作用常用机械加工工艺规程格式有：（1）工艺过程卡片。它是以工序为单位简要说明或零、部件的加工过程的一种工艺文件。它是编制其它工艺文件的基础，也是生产准备、编制作业计划和组织生产的依据。仅在单件小批生产中才用它直接指导工人的加工操作。（2）工艺卡片。它是按产品或零、部件的某一工艺阶段编制的工艺文件。它以工序为单元，详细说明产品（或零、部件）在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等。是指导工人生产和帮助车间技术人员掌握零件加工过程的一种主要工艺文件。广泛用于成批生产或重要零件的单件小批生产中。（3）工序卡片。它是在工艺过程卡片或工艺卡片的基础上，按每道工序所编制的一种工艺文件。一般具有工序简图，并详细该工序的每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所有设备和工艺装备等。多用于大批大量生产及重要零件的成批生产。21工艺过程卡片22工艺卡片23工序卡片242、工艺规程的制定原则机械加工工艺规程的制定原则是：1）在制定工艺规程时要充分考虑和采取措施保证产品质量，并能以最经济的方法获得要求的生产率和年生产纲领。2）还要考虑有良好的生产劳动条件和便于组织生产。253、制定步骤机械加工工艺规程的制定工作主要包括哪些阶段？1）准备阶段2）工艺过程拟定3）工序设计阶段26阶段小结1、生产过程、工艺过程、工序、安装、生产类型等相关基本概念2、机械加工工艺规程制造的原则与步骤27阶段任务1、如何划分生产类型？各生产类型的工艺特征是什么？2、何为工序？何为工步？3、零件的装夹方法和找正方法有哪些？4、机械制造工艺规程有哪些内容？有何作用？5、28三、机械加工工艺规程制订方法291、原始资料准备编制工艺规程需准备的原始资料包括：1）产品全套装配图及零件图；2）产品质量验收标准；3）产品年产量计划；4）企业现有毛坯制造及机械加工条件方面的资料，如机床品种、规格及加工精度，工装制造能力，工人技术水平等。302、产品工艺分析产品工艺性分析的目的：是产品技术设计之后进行的，其目的是做到对该零件心中有数。工艺性分析的主要内容：1）要通过分析零件图和产品装配图，熟悉产品性能、用途和工作条件，了解零件的装配关系及其作用；2）分清各加工表面的主次，分析各项公差和技术要求的制定依据，明确主要技术要求和关键技术问题，以便有的放矢，调动必要的工艺措施保证这些要求。3）检查图样的完整性和正确性；4）审查零件采用材料是否恰当；5）分析规定的零件技术要求是否合理，现有生产条件是否能达到。、6)审查零件是否有良好的结构工艺性。313、毛坯选择毛坯的概念：是指根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。毛坯种类、形状、尺寸及精度对机械加工工艺过程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接影响。32☆毛坯种类铸造件锻造件焊接件冲压件通过某种手段制造出与零件的形状、尺寸相近的毛坯的过程称毛坯成形。其主要方法有铸造、锻造、焊接、粉末冶金等等。33☆毛坯特点34☆毛坯特点35☆毛坯的选择1、生产规模—产品年产量和批量生产规模越大则应采用精度高和生产率高的毛坯制造方法。例如，对于大批大量生产，我们经常采用金属模进行毛坯的制造，而对于单件生产，我们一般采用砂型铸造或消失模制造。2、工件结构形状和尺寸大小它决定了某种毛坯制造方法的可能性和经济性。例如尺寸较大的轧辊，一般不采取模锻，而是采用铸造；结构复杂的零件一般采用铸造的形式等。3、工件的机械加工性能要求毛坯的制造方法不同，将影响其机械加工性能。例如锻制轴的机械性能要高于热轧型材圆轴；金属型浇铸的毛坯，强度要高于砂型浇铸的，离心浇铸和压铸则强度更高。364、拟定加工工艺路线1）拟定工艺路线之初，需找出所有要加工的零件表面并逐一确定各表面的加工获得过程，加工获得过程中的每一步骤相当于一个工步。2）然后将所有工步内容按一定原则排列成先后进行的序列，即确定加工的先后顺序。3）再确定该序列中哪些相邻工步可以合并为一个工序，即进行工序组合，形成以工序为单位的机械加工工序序列。4）最后再将需要的辅助工序、热处理工序等插入上述序列之中，就得到了要求的机械加工工艺路线。注意事项：在确定加工先后顺序和进行工序组合时，首先需要明确各次加工的定位基准及装夹方法。所以定位基准选择是拟定工艺路线的重要内容之一。37☆工艺路线拟定过程38☆确定定位基准定位基准：在加工中用作定位的基准。可分为：粗基准：以未切削加工过的表面作为定位基准的。精基准：以已切削加工过的表面作为定位基准的。39☆粗基准的选择原则1、对具有较多加工表面的零件，选择粗基准时应能够合理分配加工表面的加工余量，以保证：（1）各表面有足够的加工余量；（2）对一些