《机械制造工艺》全书教案.doc

机械制造工艺机械制造工艺全书教学设计方案教师： 序号： 授课时间授课班级上课地点所属项目绪论学习任务概述课时2教学目标最终目标能正确把握机械制造技术的发展趋势，掌握机械制造技术主要任务。促成目标1.了解机械制造技术及其发展趋势2.掌握机械制造技术应用的主要任务3.熟悉金属切削加工教学过程设计1.任务引入制造业（manufacturing industry）为人类创造着辉煌的物质文明。世界经济发展的趋势表明，制造业是一个国家经济发展的基石。生产各种机械、仪器和工具的工业称为机械制造业。机械制造业是国民经济中最重要的一部分，是一个国家或地区经济发展的支柱产业。据统计，目前我国的制造业总产值占世界制造业总产值的35%左右，我国的制造业总产值占国内生产总值的29.4%以上。在经济全球化的进程中，随着劳动和资源密集型产业向发展中国家转移，我国正在逐步成为世界的重要制造基地。但是，由于我国工业化进程起步较晚，与国际先进水平相比，我国的制造业和制造技术还存在着阶段性的差距，因此必须加强对制造技术领域的研究，大胆进行先进制造技术的“原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，更加注重协同创新”，尽快形成我国自主创新和跨越式发展的先进制造技术体系，使我国制造业在国内外市场竞争中立于不败之地。2.相关知识一、机械制造技术及其发展趋势制造技术是使原材料变成产品的技术的总称，也是制造业本身赖以生存的关键基础技术。机械制造业的发展和进步在很大程度上取决于机械制造技术的发展。随着社会经济的不断发展，当前机械制造技术已成为国际间科技竞争的重点，也是衡量一个国家科技发展水平的重要标志。机械制造技术是研究制造生产装备过程中的基本原理、技术和工艺方法及相应的机床、刀具和夹具的一门工程技术。现代科学技术的迅猛发展，特别是网络技术、信息技术、微电子技术、计算机技术的迅猛发展，促使常规技术与数控技术、传感器技术、精密检测技术、系统技术、伺服技术等相互结合，给机械制造技术的发展提供了新技术和新观念，使机械制造业发生了深刻的变化。机械制造技术向精密加工和超精密加工方向发展。随着生产的发展和科学实验的需求，许多零件的形状越来越复杂、精度要求越来越高、表面粗糙度要求越来越低，相继出现了化学机械加工、电化学加工、超声波加工、激光加工、超精密研磨与抛光、纳米加工等特种加工，以及超精密加工技术和复合加工技术。实现精密和超精密加工，必须具有与之相适应的加工设备、工具、仪器以及加工环境与检测技术。机械制造技术向高精度、高效率、高柔性化和自动化方向发展。计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造系统（CIMS）的应用越来越广泛，整个生产过程在计算机的控制下，实现自动化、柔性化、智能化、集成化，使产品质量和生产效率大大提高，缩短生产周期，提高经济效益。发展高速切削、强力切削，提高切削加工效率也是机械制造技术发展的一个方向。要实现高速切削与强力切削，必须有与之相适应的机床和切削刀具。目前数控车床主轴转速已达5 000 r/min；加工中心主轴转速已达20 000 r/min；磨削速度普遍已达4060 m/s（一般在35 m/s左右），高的可达80120 m/s。二、机械制造技术应用的主要任务1保证产品质量，制造优质的装备制造合格的产品是机械制造技术应用的首要任务。2提高劳动生产率提高劳动生产率是人类不断追求的目标，只有提高劳动生产率社会才能进步，提高生产率也是机械制造业永恒的课题。3降低生产成本，提高经济效益在生产技术上，采用新材料、新工艺、新技术等可有效降低成本。4降低工人劳动强度，保证安全生产在设计和制造工艺装备、生产准备和制造过程中，首要目标是降低工人劳动强度和保证安全生产，做到“以人为本，安全第一”。5环境保护在机械制造的全过程中，要减少对环境的污染，不能只搞生产，不管环境；要考虑对切屑、粉尘、废切削液、油雾等采取适当措施，避免环境污染。3.任务实施三、金属切削加工使用金属切削刀具从工件上切除多余（或预留）的金属（使之成为切屑）从而获得形状、尺寸精度、位置精度及表面质量都合乎技术要求的零件的一种机械加工方法称为金属切削加工（metal cutting）。1切削运动金属切削加工时，任何一个工件都要经过由毛坯加工到成品的过程，在这个过程中，要使刀具对工件进行切削加工形成各种表面，必须使刀具与工件间产生相对运动，这种相对运动称为切削运动（cutting motion）。（1） 主运动（main motion）。（2） 进给运动（feed motion）。（3） 合成切削运动（resultant cutting motion）。2 工件上的加工表面（1）待加工表面。是工件上有待切除的表面。（2）已加工表面。是工件上经刀具切削后产生的表面。（3）过渡表面（切削表面）。3切削用量切削用量（cutting data）是指切削速度vc、进给量f（或进给速度vf）和背吃刀量ap（切削深度）三者的总称，也称切削用量三要素，它是调整刀具与工件之间相对运动速度和相对位置所需的重要工艺参数。（1） 切削速度vc（cutting speed）。（2）进给量f （feed rate）。vf =nf（3）背吃刀量ap（cutting depth）。 4切削层横截面要素切削层的参数如下。（1）切削层公称横截面积AD。简称切削层横截面积，它是在切削层尺寸平面内度量的横截面积，单位为mm2。（2）切削层公称宽度bD。平行于过渡表面度量的切削层尺寸。（3）切削层公称厚度hD。垂直于过渡表面度量的切削层尺寸。作业思考练习教学反馈机械制造工艺教学设计方案教师： 序号： 授课时间授课班级上课地点所属项目项目7减速器机械装配工艺规程编制与实施学习任务任务7.2减速器机械装配工艺规程编制与实施课时4教学目标最终目标能合理编制机械部件、机器的机械装配工艺规程并实施，装配出合格的部件或产品促成目标1能正确分析部件、机器的技术要求和使用要求2能对部件、机器的装配工艺及装配误差进行合理性分析，并提出改进建议3能考虑部件、机器装配成本，并对装配工艺过程进行优化设计4能正确选择装配方法，合理编制部件、机器机械装配工艺规程，正确填写机械装配工艺文件5能正确选用装配工具实施装配，对部件或产品进行调试6能查阅并贯彻相关国家标准和行业标准，执行安全文明生产7能注重培养学生的职业素养与良好习惯教学过程设计1.任务引入图7.10所示为蜗轮与锥齿轮减速器，试编制其机械装配工艺规程并实施。1箱体；2、32、33、42调整垫圈；3、20、24、37、48轴承盖；4蜗杆轴；5、21、40、51、54轴承；6、9、11、12、14、22、31、41、47、50螺钉；7手把；8盖板；10箱盖；13环；15、28、35、39键；16联轴器；17、23销；18防松钢丝圈；19、25、38毛毡；26垫圈；27、45、49螺母；29、43、52齿轮；30轴承套；34蜗轮；36蜗轮轴；44止动垫圈；46压盖；53垫片；55隔圈图7.10 蜗轮与锥齿轮减速器2.相关知识1产品的结构工艺性（1）产品结构工艺性的概念。产品结构工艺性是指所设计的产品在能满足使用要求的前提下，制造、维修的可行性和经济性，包括产品生产工艺性和产品使用工艺性。前者是指其制造的难易程度与经济性，后者则指其在使用过程中维护保养和修理的难易程度与经济性。产品生产工艺性除零件的结构工艺性外，还包括产品结构的装配工艺性。（2）产品结构的装配工艺性分析。结构的继承性好和“三化”程度高。产品能分解成独立的装配单元。各装配单元要有正确的装配基准。要便于装拆和调整。减少装配时的修配工作和机械加工。满足装配尺寸链“环数最少原则”。各种连接的结构形式应便于装配工作的机械化和自动化。2装配的组织形式及生产类型（1）装配的组织形式。按照机器产品在装配过程中移动与否，装配组织形式可分为有固定式装配和移动式装配两种。固定式装配。固定式装配是指产品或部件的全部装配工作都安排在某一固定的装配工作地点进行的装配。根据装配地点的集中程度与装配工人流动与否，又可将固定式装配分为以下三种。移动式装配。移动式装配是指零、部件按装配顺序从一个装配地点移动到下一个装配地点，各装配地点的工人分别完成各自承担的装配工序，直至最后一个装配地点，以完成全部装配工作的装配。移动式装配分为自由移动式装配和强制移动式装配。（2）生产类型及其工艺特点。3装配工艺规程的制定（1）制定装配工艺规程的基本要求。装配是机器制造和修理的最后阶段，是机器质量的最后保证环节。在制定装配工艺规程时应符合以下基本要求。在保证装配质量的前提下，尽量提高装配效率和降低装配成本。在充分利用现有生产条件的基础上，尽量采用国内外先进工艺技术和经验。对结构和装配工艺特征相近的产品和部件，应尽量采用或设计典型的工艺规程。工艺规程的内容和文件形式应正确、统一和清晰，其繁简程度应与生产类型相适应。必须注重生产安全和工业卫生。（2）制定装配工艺规程的原始资料。此时，通常应具备以下原始资料。机器产品的装配图以及有关的零件图。机器产品验收的技术条件。产品的生产纲领及生产类型。现有生产条件和工艺技术资料。（3）制定装配工艺规程的步骤。进行产品分析。确定装配方法与装配组织形式。划分装配单元。确定装配顺序。划分装配工序，进行工序设计。编写装配工艺文件。制订产品的检验和试验规范。4.减速器装配质量的检验（1）检验普通圆柱蜗杆蜗轮副的啮合质量。侧隙大小的检查。接触斑点的检验。（2）锥齿轮传动装置的检验项目。检验锥齿轮传动装置轴线相交的正确性。检验锥齿轮轴线之间角度的准确性。3.任务实施1减速器机械装配工艺规程编制（1）减速器装配的常规技术要求。机器的组装、部装以及总装一定要按装配工艺顺序进行，不能发生工艺干涉，如轴中间的齿轮还没装，便先装配了轴端的轴承等。零件和组件必须正确安装在规定位置，不允许装入图样中未规定的其他任何零件，如垫圈、衬套之类零件，未经检查合格、验收、未打印和油漆未干的零件一概不准装配。各固定连接牢固、可靠。各轴线之间相互位置精度（如平行度、同轴度、垂直度等）必须严格保证。回转件运转灵活，滚动轴承间隙合适，润滑良好，不漏油。啮合零件（如蜗杆副、锥齿轮副）正确啮合，符合规定的技术要求。任何相互配合的表面尽量不要在装配时修整，要求配作零件（如键和键槽）的修配除外。机器装配后进行试车，试运转的转速应接近机器额定转速；试车时，润滑油内严禁加入研磨剂和杂质；齿面接触面积要达到规定的等级要求。（2）减速器的装配工艺过程装配前的准备工作。a. 研究和熟悉产品装配图的技术要求及验收技术条件，了解产品的性能、结构以及各零件的作用和相互连接关系。b. 确定装配方法、装配顺序和所需的装配设备和工艺装备。c. 领取、备齐零件，并进行清洗、涂防护润滑油。装配前期工作。包括零件的清洗、整形及补充加工（如配钻、配铰等）。零件的预装配。零件的预装配又称试装或试配，是为保证产品总装质量而进行的各连接部位的局部试验性装配。减速器组件的装配。减速器总装配和调试。（3）填写装配工艺文件。2减速器机械装配工艺规程实施（1）装配工作法。可拆连接的装配。可拆连接有螺纹连接、键连接、花键连接和圆锥面连接，其中螺纹连接应用最广。不可拆连接的装配。不可拆连接的特点是连接零件不能相对运动，当拆开连接时，将损伤或破坏连接零件。属于不可拆连接的有过盈连接、焊接连接、铆钉连接、黏合连接和滚口及卷边连接。（2）蜗轮与锥齿轮减速器装配。作业思考练习教学反馈1机械制造工艺机械制造工艺教学设计方案教师： 序号： 授课时间授课班级上课地点所属项目项目7减速器机械装配工艺规程编制与实施学习任务任务7.1机械装配方法选择课时4教学目标最终目标能合理编制机械部件、机器的机械装配工艺规程并实施，装配出合格的部件或产品促成目标1能正确分析部件、机器的技术要求和使用要求2能对部件、机器的装配工艺及装配误差进行合理性分析，并提出改进建议3能考虑部件、机器装配成本，并对装配工艺过程进行优化设计4能正确选择装配方法，合理编制部件、机器机械装配工艺规程，正确填写机械装配工艺文件5能正确选用装配工具实施装配，对部件或产品进行调试6能查阅并贯彻相关国家标准和行业标准，执行安全文明生产7能注重培养学生的职业素养与良好习惯教学过程设计1.任务引入任何机器都是由零件、组件和部件等装配而成的。机器的体积大小不同，结构复杂各异，即使同一台机器，生产纲领、工作环境不同，也可能采纳不同的装配方法。而且同一项装配精度，采用的装配方法不同，其装配尺寸链的解算方法也不相同。因此，在机器的装配过程中，各有哪些装配方法？哪种装配方法才是合理的？其装配精度和装配效率又如何？怎样求解装配尺寸链？这就需要熟知各种保证装配精度的装配方法。2.相关知识1装配的概念（1）机器的组成。任何机器都是由零件、组件和部件组合而成的。零件。零件是组成机器和参加装配不可再分的基本单元。大部分零件都是预先装成合件、组件和部件再进入总装。合件。合件是比零件大一级的装配单元。下列情况皆属合件。a. 两个以上零件，由不可拆卸的连接方法（如铆、焊、热压装配等）连接在一起。b. 少数零件组合后还需要合并加工，如齿轮减速箱体与箱盖、柴油机连杆与连杆盖，都是组合后镗孔的，零件之间对号入座，不能互换。c. 以一个基准零件和少数零件组合在一起。组件。组件是一个或若干个合件与若干个零件的组合。部件。部件是一个基准件和若干个零件、合件和组件的组合。部件是机器中具有完整功能的一个组成部分，如车床的主轴箱、进给箱，汽车中的发动机、底盘等。机器产品。（2）装配的定义。根据规定的技术要求，将零件、组件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程，称为装配。装配有组件装配、部件装配和总装配之分。组件装配。将若干零件、合件安装在一个基础零件上而构成组件的过程，简称组装。部件装配。根据规定的要求，将若干个零件、合件、组件安装在另一个基础零件上而构成部件（独立机构）的过程，简称部装。总装配。将若干个零件和部件组合成整台机器的过程称为总装配，简称总装。（3）装配工作的基本内容。机械装配是机器产品制造的最后阶段，装配过程不是将合格零件简单地连接起来，而是要采取一系列工艺措施，才能最终达到产品装配质量要求。常见的装配工作包含以下一系列的内容。清洗。经检验合格的零件或部件，装配前要经过认真清洗。a. 清洗的目的。去除黏附在零件或部件中的油污和机械杂质（灰尘、切屑等），并使零、部件具有一定的防锈能力。机械装配过程中，轴承、配偶件、密封件、传动件及其他零、部件的清洗对保证产品的装配质量和延长产品的使用寿命均有重要的意义。b. 清洗的方法。擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。c. 清洗的工艺要点。清洗液（煤油、汽油、碱液及各种化学清洗液）及其工艺参数（温度、时间、压力等）。连接。连接就是将两个或两个以上的零件结合在一起，这是装配的主要工作。连接的方式一般有两种：可拆卸连接和不可拆卸连接。校正、调整与配作。校正是指产品中相关零、部件间相互位置的找正、找直、找平及相应的调整工作，保证达到装配精度要求等。常用的校正方法有平尺校正、角尺校正、水平仪校正、拉钢丝校正、光学校正和激光校正等。调整是指相关零、部件间相互位置的调节工作。配作是指几个零件装配后确定其相互位置的加工，如配钻、配铰、配刮和配磨等，这是装配中间附加的一些钳工和机械加工工作。配作是与校正、调整工作结合进行的，只有经过认真的校正、调整之后，才能进行配作。平衡。对转速较高、运动平稳性要求较高的机器，为防止运转中发生振动，应对其旋转零、部件（有时包括整机）进行平衡。平衡的方法有静平衡和动平衡两种。对于直径较大、长度较小的圆盘类零件，如飞轮、带轮等，一般采用静平衡法，以消除质量分布不均所造成的静力不平衡；对于长度较大的零件如机床主轴、电动机转子等，需采用动平衡法，以消除质量分布不均所造成的力偶不平衡。旋转体的不平衡可用以下方法校正。a. 用补焊、铆接、粘接或螺纹连接等方法在超重处对面加配质量。b. 用钻、锉和磨削等方法在超重处去除质量。c. 在预置的平衡槽内改变平衡块的位置和数量（砂轮静平衡常用此法）。试验和验收。除上述装配工作外，油漆、包装等也属于装配工作。2机器产品的装配精度（1）装配精度及其内容。装配精度是装配工艺的质量指标，可根据产品的工作性能和要求来确定。机器的装配精度通常包括以下内容。尺寸精度。尺寸精度指零、部件的距离精度和配合精度。相互位置精度。相互位置精度指相关运动零、部件间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动等要求。相对运动精度。相对运动精度指有相对运动的零、部件间在运动方向和相对运动速度上的精度。运动方向精度主要是运动零部件之间相对运动的平行度和垂直度等，相对运动速度精度是指内联系传动链的传动精度。接触精度。接触精度是指相互配合表面、接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点分布情况。（2）装配精度与零件精度的关系。3装配尺寸链（1）装配尺寸链的概念及其特征。产品或部件在装配过程中，由相关零件的有关尺寸（表面或轴线间距离）或相互位置关系（平行度、垂直度或同轴度等）组成的一个封闭的尺寸系统称为装配尺寸链，其基本特征是具有封闭性，即由一个封闭环和若干个组成环所构成的尺寸链呈封闭图形。（2）装配尺寸链的分类。按照各环的几何特征和所处的空间位置不同，装配尺寸链大致可分为以下四类。直线尺寸链（线性尺寸链）。角度尺寸链。平面尺寸链。空间尺寸链。装配尺寸链中常见的是前2种。平面尺寸链和空间尺寸链可以用坐标投影法转换为直线尺寸链。（3）装配尺寸链的建立。确定封闭环。在装配过程中，要求保证的装配精度就是封闭环。查明组成环，画装配尺寸链图。判别组成环的性质。a. 组成环数最少原则。b. 按封闭环的不同位置和方向，分别建立装配尺寸链。（4）装配尺寸链的计算。计算类型。a. 正计算法。b. 反计算法。c. 中间计算法。无论哪一种情况，其解算方法都有两种：极限法和概率法。计算方法。a. 极限法。b. 概率法。3.任务实施1互换装配法互换装配法是指在装配时各配合零件不经修理、选择或调整即可达到装配精度的方法。互换装配法的实质是通过控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。根据零件的互换程度不同，互换装配法可分为完全互换装配法和不完全互换装配法两种。（1）完全互换装配法。完全互换装配法的优点。a. 装配质量稳定可靠（装配质量是靠零件的加工精度来保证）。b. 装配过程简单，生产率高（零件不需挑选，不需修磨）。c. 对工人技术水平要求不高。d. 便于组织流水作业和实现自动化装配。e. 容易实现零部件的专业协作、成本低。f. 便于备件供应及机械维修工作。完全互换装配法适用于成批、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。完全互换法装配时零件公差的确定。a. 确定封闭环。b. 查明全部组成环，。c. 校核各环的基本尺寸。各环的基本尺寸必须满足。d. 决定各组成环的公差。各组成环的公差必须满足e. 各组成环的平均公差TP，公式为（2）不完全互换装配法（统计互换装配法）。不完全互换装配方法适用于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。2选择装配法选择装配法有三种：直接选配法、分组装配法和复合选配法。（1）直接选配法。由装配工人从许多待装配的零件中凭经验挑选合适的零件，通过试凑进行装配，以保证装配精度的方法，称为直接选配法。其特点如下。操作简单，零件不必先分组，装配精度较高。装配时凭经验和判断性测量选择零件，挑选零件的时间长，装配时间不易准确控制，不适用于节拍要求较严的大批大量生产。装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平。（2）分组装配法。在成批或大量生产中，将产品各配合副的零件按实测尺寸大小分组，装配时按对应组进行互换装配以达到装配精度的方法，称为分组装配法。（3）复合选配法。复合选配法是直接选配与分组装配的综合装配法。3修配装配法在单件、小批生产中装配那些装配精度要求高、组成环数又多的机器结构时，常用修配法装配。生产中通过修配达到装配精度的方法很多，常见的有以下三种。4调整装配法在成批及大量生产中，对于装配精度要求较高而组成环数目较多的装配尺寸链，可以采用调整法进行装配。根据补偿件的调整方法不同，调整装配法可分为可动调整、固定调整和误差抵消调整三种。5装配方法的选择装配方法的选择原则是：当组成环的加工经济可行时，优先选用完全互换装配法；当成批生产、组成环又较多时，可考虑不完全互换装配法。当封闭环精度较高、组成环较少时，可采用选择装配法；组成环多的装配尺寸链采用调整装配法；单件小批生产时，常采用修配法。某些要求很高的装配精度在目前的技术条件下，仍需靠高级技工手工操作及经验得到。作业思考练习教学反馈1机械制造工艺机械制造工艺教学设计方案教师： 序号： 授课时间授课班级上课地点所属项目项目6叉架类零件加工工艺规程编制与实施学习任务任务6.1拨叉零件机械加工工艺规程编制与实施课时6教学目标最终目标能合理编制叉架类零件的机械加工工艺规程并实施，加工出合格零件促成目标1能正确分析叉架类零件的结构和技术要求2能根据实际生产需要合理选用设备、工装，设计简单专用夹具，合理选择金属切削加工参数3能合理进行叉架类零件精度检验4能考虑加工成本，对零件的机械加工工艺过程进行优化设计5能合理编制叉架类零件机械加工工艺规程，正确填写其相关工艺文件6能查阅并贯彻相关国家标准和行业标准7能进行设备的常规维护与保养，执行安全文明生产8能注重培养学生的职业素养与习惯教学过程设计1.任务引入编制如图6.2所示的拨叉零件的机械加工工艺规程并实施，设计钻削f 8 mm锁销孔的机床专用夹具。零件材料为45#钢，质量为4.5 kg，生产类型为成批生产。图6.2 拨叉零件2.相关知识1. 机床专用夹具设计基础机床专用夹具是为某一零件在某一道工序上的装夹而专门设计和制造的夹具。（1）对专用夹具的基本要求。保证工件的加工精度。提高劳动生产率。工艺性好。使用性好。经济性好。（2）专用夹具设计步骤。明确设计任务，收集和研究设计资料。a.在已知生产纲领的前提下，分析研究被加工零件的零件图、工序图、工艺规程和夹具设计任务书，对工件进行工艺分析。b.根据夹具设计任务书收集有关技术资料。构思夹具结构方案，绘制结构草图。这是极为重要的步骤。a.确定工件的定位方案，设计定位装置。b.确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置。c.根据需要确定其他装置及元件的结构形式。d.确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式。e.绘制夹具结构草图并标注尺寸、公差及技术要求。绘制夹具装配总图。绘制非标准夹具零件图。（3）夹具总装图技术要求的制订。夹具总装图上应标注的尺寸和公差包括以下几种。a. 夹具外形的最大轮廓尺寸（A类尺寸），以表示夹具在机床上所占的空间位置和活动范围，便于校核此夹具是否会与机床、刀具等发生干涉。b. 影响工件定位精度的有关尺寸和公差（B类尺寸）。c. 影响刀具导向精度或对刀精度的有关尺寸和公差（C类尺寸）。d. 影响夹具安装精度的有关尺寸和公差（D类尺寸）。e. 其他影响工件加工精度的尺寸和公差（E类尺寸），主要指夹具内部各组成零件之间的配合尺寸和配合代号。夹具总装图上应标注的技术要求包括以下几个方面。a. 各定位元件的定位表面之间的相互位置精度要求。b. 定位元件的定位表面与夹具安装基面之间的相互位置精度要求。c. 定位元件的定位表面与导向元件工作表面之间的相互位置精度要求。d. 各导向元件的工作表面之间的相互位置精度要求。e. 定位元件的定位表面或导向元件工作表面与夹具找正基面之间的相互位置精度要求。f. 与保证夹具装配精度有关的或与检验方法有关的特殊技术要求。与工件加工尺寸公差有关的夹具公差与配合的确定。a. 对于直接影响工件加工精度的夹具公差。b. 对于直接影响工件加工精度的配合类别的确定，应根据配合公差（间隙或过盈）的大小，通过计算或类比法确定，应尽量选用优先配合。c. 对于与工件加工精度无直接影响的夹具公差与配合，其中位置公差一般按IT9IT11选取；夹具的外形轮廓尺寸可不标注公差，按IT13确定。2. 拨叉零件精度检验拨叉零件精度检验项目及检验方法如下。（1）孔的尺寸精度：塞规。（2）各表面的表面粗糙度：标准样块比较法。（3）平面的形状精度：水平仪。（4）孔与平面的位置精度、两孔的位置精度（垂直度）：标准检验棒、千分尺、百分表等。3.任务实施1拨叉零件机械加工工艺规程编制（1）分析拨叉零件的结构和技术要求。叉架类零件的结构特点。叉架类零件的技术要求。其一般技术要求项目主要有：a. 基准孔的尺寸精度为IT7IT9级，形状精度一般控制在孔径公差之内，表面粗糙度值Ra为3.20.8m。工作表面的尺寸精度为IT5IT10级，表面粗糙度值Ra为6.31.6 m。b. 工作表面对基准孔的相对位置精度（如垂直度等）为0.050.15 mm/100 mm。拨叉零件的结构和技术要求。（2）明确拨叉零件毛坯状况。 叉架类零件的材料、毛坯和热处理。选择拨叉毛坯种类和制造方法。绘制拨叉锻造毛坯简图。（3）选择定位基准。粗基准的选择。精基准的选择（4）拟定拨叉零件机械加工工艺路线。确定加工方案。划分加工阶段。将拨叉零件加工阶段划分成粗加工、半粗加工和精加工三个阶段。确定加工顺序。（5）设计工序内容。拨叉零件加工余量、工序尺寸及其公差的确定。切削用量、时间定额的计算。选择设备、工装。（6）填写工艺文件。2拨叉零件机械加工工艺规程实施（1）拨叉零件的加工。按机械加工工艺规程执行（表6-5表6-7）。作业思考练习教学反馈1机械制造工艺机械制造工艺教学设计方案教师： 序号： 授课时间授课班级上课地点所属项目项目5圆柱齿轮零件机械加工工艺规程编制与实施学习任务任务5.1直齿圆柱齿轮加工工艺规程编制与实施课时4教学目标最终目标能合理编制圆柱齿轮零件的机械加工工艺规程并实施，加工出合格的零件促成目标1能正确分析圆柱齿轮零件结构和技术要求2能根据实际生产需要合理选用设备、工装；合理选择金属切削加工参数，进行齿坯、齿廓等加工3能合理进行齿轮零件精度检验4能考虑加工成本，对零件的机械加工工艺过程进行优化设计5能合理编制齿轮零件的机械加工工艺规程，正确填写机械加工工艺文件6能查阅并贯彻相关国家标准和行业标准7能明确齿轮加工设备的常规维护与保养，执行安全文明生产8能注重培养学生的职业素养与良好习惯教学过程设计1.任务引入编制图5.31所示的双联圆柱齿轮零件的机械加工工艺规程并实施。零件材料为40Cr，精度等级为7-7-7级（GB/T100952008），生产类型为成批生产。齿号齿号模数m22基节极限偏差±fpb±0.016±0.016齿数Z2842齿形公差ff0.0170.018齿形角a20°20°齿向公差Fb0.0170.017精度等级7GK7JL公法线平均长度及极限偏差公法线长度变动公差Fw0.0390.024跨齿数k45齿圈径向跳动公差Fr0.0500.042图5.31 双联圆柱齿轮零件2.相关知识1齿形的精加工方法齿形的精加工方法有剃齿、珩齿和磨齿三种，它们都是应用展成原理进行加工的。（1）剃齿，是利用剃齿刀在剃齿机上对齿轮齿面进行精加工的一种方法，主要用于成批和大量生产中加工未经淬硬（35 HRC以下）的圆柱齿轮，常作为滚齿或插齿的后续工序。剃齿运动。剃齿加工是利用一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理实现的。剃齿的基本条件是剃齿刀与被切齿轮的轴线在空间存在一个交叉角，剃齿刀为主动轮，被切齿轮为从动轮。当交叉角为零时，切削速度为零，剃齿刀对工件没有切削作用。剃齿机，是按螺旋齿轮啮合原理，用剃齿刀带动工件（或工件带动刀具）旋转剃削圆柱齿轮齿面的齿轮精加工机床。剃齿机加工需要有以下几种运动。a.主运动。剃齿刀带动工件的高速正、反转运动。b.工件沿轴向往复运动。使齿轮全齿宽均能剃削。c.工件每往复一次做径向进给运动。以切除全部余量。剃齿刀的选用。剃齿刀是一个圆柱斜齿轮，在齿侧面上做出许多小的凹形容屑槽而形成刀刃。剃齿刀工作原理剃齿余量。剃齿余量的大小对加工质量及生产率均有一定影响。余量不足，剃前误差和齿面缺陷不能全部除去；余量过大，刀具磨损快，剃齿质量反而变坏。剃齿的工艺特点。a.剃齿的生产率高，剃削一个中等尺寸的齿轮一般只需24 min，与磨齿相比，可提高生产率10倍以上。b.由于剃齿加工是自由啮合，机床无展成运动传动链，因此机床结构简单、调整容易，辅助时间短。c.剃齿也能进行硬齿面（4555 HRC）的齿形精加工，加工精度可达7级，齿面粗糙度Ra为1.60.8 mm。但淬硬前的精度应提高一级，剃削余量为0.010.03 mm。d.剃前齿轮材料密度均匀，无局部缺陷，韧性不得过大，硬度范围为2232HRC。e.剃齿主要用于提高齿形精度和齿向精度、降低齿面粗糙度值，但不能修正分齿误差。（2）珩齿，是在珩磨机上用珩磨轮对齿轮进行精加工的一种方法，多用于成批生产中、淬火后齿形的精加工，加工精度可达76级，也可用于非淬硬齿轮加工。珩齿原理。珩齿原理图珩齿方法。珩齿有外啮合式、内啮合式和蜗杆式珩齿三种方法。珩齿的切削用量。珩齿余量很小，一般珩前为剃齿时，单边取0.010.02 mm；珩前为磨齿时，单边取0.0030.005 mm。径向进给量一般按工作台35个往复行程即可完成珩齿（约1 min珩一个齿轮），纵向进给量为0.050.065 mm/r，珩齿速度一般为12.5 m/s。珩齿的工艺特点。与剃齿相比较，珩齿具有以下工艺特点。a. 珩磨轮结构和砂轮相似，但珩齿速度甚低，加之磨粒粒度较细，珩磨轮弹性较大，故珩齿过程实际上是一种低速磨削、研磨和抛光的综合过程。b. 珩齿时，轴交角常取15°，齿面间除沿齿向产生相对滑移进行切削外，沿渐开线方向的滑动使磨粒也能切削，因此齿面形成交叉复杂的网纹刀痕，且齿面不会烧伤，表面质量较好，齿面粗糙度Ra可从1.6 µm降到0.80.4 µm。c. 珩磨轮弹性较大，加工余量小，所以珩齿对珩前齿轮的各项误差修正作用不强，珩磨轮本身精度对加工精度的影响很小。d. 珩磨时，珩磨轮转速高（1 0002 000 r/min），可同时沿齿向和渐开线方向产生滑动进行连续切削，生产率高。e. 珩齿设备结构简单、操作方便，在剃齿机上即可珩齿。珩齿的应用。珩齿主要用于剃齿后需淬火齿轮的精加工，能去除氧化皮和毛刺，改善热处理后的齿面粗糙度。（3）磨齿。磨齿是用砂轮在专用磨齿机上对齿轮进行精加工的一种方法。它既可磨削未淬硬齿轮，也可磨削淬硬齿轮，还可用于插齿刀、剃齿刀等齿轮刀具的精加工磨齿方法。根据渐开线的形成原理，分为成形法和展成法两种。a. 成形法磨齿。这是一种用成形砂轮磨齿的方法，目前生产中应用较少，但它已经成为磨削内齿轮和特殊齿轮时必须采用的方法。b. 展成法磨齿。展成法磨齿是将砂轮的磨削部分修整成锥面，以构成假想齿条的齿面。常用的展成法磨齿方法有以下几种。i锥面砂轮磨齿。ii双片碟形砂轮磨齿。iii蜗杆砂轮磨齿。磨齿机。磨齿机用于各种高精度齿轮的精加工。磨齿时的轴向进给量。磨齿时，轴向进给量是由材料硬度、齿面粗糙度、加工精度及砂轮性能等因素决定的。加工精度、硬度较高且齿面粗糙度较低的工件选用小进给量，通常取0.100.15 mm/r（砂轮沿工件径向进给取0.05 mm/行程），精加工时进给量取0.030.04 mm/r。对于精度较低（低于5级）、硬度不高的工件，可适当加大进给量，以提高效率。2齿形加工方案选择对于不同精度等级的齿轮，常用的齿形加工方案如下。（1）对于8级及8级以下精度的不淬硬齿轮，可用铣齿或滚、插齿直接达到加工精度要求。（2）对于8级及8级以下精度的淬硬齿轮，需在淬火前将精度提高一级，其加工方案可采用滚、插齿齿端加工齿面淬硬修正内孔。（3）对于6、7级精度的不淬硬齿轮，其齿轮加工