机械加工工艺过程PPT幻灯片

1机械加工工艺过程2第一节概述3一、零件的生产过程1.什么是生产过程？原材料成品（机器）4一、零件(产品）的生产过程生产过程包括：1)原材料的运输、保管和准备；2)生产的准备工作；3)毛坯的制造；4)零件的机械加工与热处理；5)零件装配成机器；6)机器的质量检查及运行试验；7)机器的油漆、包装和入库。5例、汽车产品的生产过程图汽车生产过程铸铁废钢铝锭辅助材料┊热处理机械加工部件装配铸造铁粉碳粉┊粉末冶金烧结粉末冶金件铸件锻件钢板冲压铆、焊接装配油漆缸体曲轴变速箱壳体齿轮┊发动机变速器转向器驱动桥┊协作件、电器系统轮胎其它部件总装配试车汽车钢材锻造62.工艺过程1)概念2)毛坯制造工艺过程3)机械加工工艺过程4)热处理工艺过程5)装配工艺过程7二、机械加工工艺过程的组成1.工序一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。8910例：表1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面、外圆、钻中心孔*；调头，车另一端面，外圆、钻中心孔车床I3铣键槽、去毛刺铣床表2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图1阶梯轴讨论：生产规模不同，工序的划分不一样。11二、机械加工工艺过程的组成2.安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。12例：表1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面、外圆、钻中心孔*；调头，车另一端面，外圆、钻中心孔车床I3铣键槽、去毛刺铣床表2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图1阶梯轴两次一次一次一次一次一次讨论：安装次数多好还是少好？13二、机械加工工艺过程的组成3.工步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内容。14例：表1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面、外圆、钻中心孔*；调头，车另一端面，外圆、钻中心孔车床I3铣键槽、去毛刺铣床表2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床5去毛刺钳工台图1阶梯轴6个一个两个三个两个一个15二、机械加工工艺过程的组成4.走刀在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。16二、机械加工工艺过程的组成5.工位为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后（与夹具或设备的可动部分一起），相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。17二、机械加工工艺过程的组成5.工位图3在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：18三、生产纲领与生产类型1.生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：%)1%)(1(baQnN式中Q——产品的年生产纲领，单位：台/年；n——每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；a%——备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；b%——废品率。19三、生产纲领与生产类型2.生产类型及其工艺特征生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：1）大量生产2）成批生产3）单件生产202.生产类型及其工艺特征21第一节工艺路线的拟定22基准•基准：基准是机械制造中应用得十分广泛的概念，是用来确定生产对象上几何要素之间和几何关系所依据的那些点、线或面。•从设计和工艺两个方面看，要把基准分为两大类，即设计基准和工艺基准。工艺基准定位基准:在加工时用于工件定位的基准测量基准:在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸的误差，测量时所采用的基准安装基准:在装配时用于确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准23一、定位基准的选择定位基准粗基准精基准用毛坯表面作的定位基准用已经加工过的表面作的定位基准定位基准是在加工中获得零件尺寸的直接基准，合理选择定位基准是工艺设计中一项重要工作内容24一、定位基准的选择1.粗基准的选择•应选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准，不应选有毛刺的分型面，避免浇口、冒口。•选重要表面做粗基准，因为重要表面一般都要求加工余量均匀。选非加工表面做粗基准，这样可以保证加工表面和非加工表面之间的相对位置要求，同时可以在一次安装下加工更多的表面。如11图•粗基准一般只能使用一次，因为粗基准为毛面，定位基准位移误差较大，如重复使用，将造成较大的定位误差，不能保证加工要求。•若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。25图床身加工粗基准的两种方案比较在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。26一、定位基准的选择2.精基准的选择选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。272.精基准的选择1)“基准重合”原则应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。282.精基准的选择1)“基准重合”原则图7-8车床床头箱292.精基准的选择2)“基准统一”原则应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造工作。(单一基准原则)302.精基准的选择2)“基准统一”原则图7-9柴油机机体312.精基准的选择3)“互为基准”原则当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。32332.精基准的选择4)“自为基准”原则在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。342.精基准的选择4)“自为基准”原则图在自为基准条件下磨削车床床身导轨面35图在自为基准条件下拉削圆孔面在自为基准条件下铰圆孔362.精基准的选择5)一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。37二、加工方法的选择选择加工方法应考虑的因素：1）各加工表面所要达到的加工技术要求；2）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；3）零件的结构形状和加工表面的尺寸；4）生产类型；5）车间现有设备情况；6）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度等。38加工方法选择的原则1.所选的最终加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应。表19.8-19.10（外圆、内孔、平面加工）2.所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求39二、加工方法的选择3.所选加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应5.加工方法要与工厂现有生产条件相适应40三、工序内容的合理安排1.工序集中如果在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成，这样，工艺路线短，工序少，称为工序集中。41三、工序内容的合理安排2.工序分散如果在每道工序中所安排的加工内容少，把零件的加工内容分散在很多工序里完成，则工艺路线长，工序多，称为工序分散。42三、工序内容的合理安排工序集中的特点：适合单件小批多品种1)在工件的一次装夹中，可以加工多个表面。这样，可以减少安装误差，较好地保证这些表面之间的位置精度；同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。2)可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。3）由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、成本也高。43三、工序内容的合理安排工序分散的特点：适合大批单一品种1)机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构比较简单，调整比较容易，能较快地更换、生产不同的产品。2)对工人的技术水平要求较低。44四、安排加工顺序的原则零件上的全部加工表面应安排用一个合理的加工顺序进行加工，这对保证零件的质量、提高生产率，降低加工成本都至关重要。1.机械加工工序的安排1）先基面后其它2）先主后次3）先粗后精4）先面后孔45四、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排1）预备热处理：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行；2）时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排在粗加工以后，精加工以前进行；3）最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行；46四、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排4）当工件需要渗碳淬火时，由于高温渗碳会使工件产生较大的变形，故常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行，待次要表面加工完毕之后再进行淬火，以减少次要表面的位置误差；5）氮化、氰化等热处理工序，可根据零件的加工要求安排在粗、精磨之间或精磨之后进行；6）表面装饰性镀层、发兰、发黑处理，一般都安排在机械加工完毕之后进行。47四、安排加工顺序的原则3.辅助工序的安排如：检验工序动平衡去磁去毛刺倒钝锐角边48加工余量、工序尺寸及公差确定49505152五、拟定工艺路线再举例例：图所示方头小轴，中批生产，材料为20Cr，要求12h7mm段渗碳（深0.8mm~1.1mm），淬火硬度为50HRC~55HRC，试拟定其工艺路线。图方头小轴531.分析零件图;2.加工方法;3.拟订工艺路线。54表方头小轴制造工艺路线下料：20Cr钢棒22mm×470mm若干段粗加工1车车右端面及右端外圆，留磨余量每面0.2mm(7mm不车)，按长度切断，每段切留余量(2~3)mm。2车夹右端柱段，车左端面，留余量2mm；车左端外圆至20mm。3检验4渗碳半精加工5车夹左端20mm段，车右端面，打中心孔；车7mm、12mm圆柱段。6车夹12部分，车左端面至尺寸，打中心孔。7铣铣削17mm×17mm方头。8检验9淬火HRC=50~60。精加工10研中心孔粗糙度Ra0.4m11磨磨12h7mm外圆，达到图纸要求。12检验13清洗、油封、包装55工艺尺寸链主要目的是了解加工装配中相关尺寸、公差的内在联系，初步学会用“尺寸链”对零件几何参数的精度进行工艺分析设计。56第一节概述工艺尺寸链：加工时，由同一零件上的与工艺相关的尺寸所形成的尺寸链称为工艺尺寸链。57一、尺寸链的定义及特点dXDB0B1B2B3BC0C1C2定义：在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链。其中“尺寸”是指包括长度、角度和形位误差等的广义尺寸。（2）相关性（制约性）其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。特点：（1）封闭性组成尺寸链的各个尺寸应按一定顺序构成一个封闭系统。58二、尺寸链的基本术语（1）环尺寸链中，每一个尺寸简称为环。尺寸链的环可分为封闭环和组成环。（2）封闭环加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸称为封闭环。封闭环常用下标为“0”的字母表示。（3）组成环尺寸链中除封闭环以外的其他环称为组成环。组成环通常用下标为“1，2，3，…”的字母表示。根据它们对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。1）增环与封闭环同向变动的组成环称为增环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小)而封闭环尺寸也随之增大(或减小)，2）减环与封闭环反向变动的组成环称为减环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小)而封闭环的尺寸却随之减小(或增大)59三、尺寸链的分类尺寸链有各种不同的形式，可以按不同的方法来分类。1.按应用场合分（1）装配尺寸链dXD（2）零件尺寸链B0B1B2B3（3）工艺尺寸链BC0C1C2602.按各环所在空间位置分,主要有：（2）平面尺