第章机械加工工艺规程设计2工艺性分析.ppt
机械制造工艺学机械制造工艺学 第第一一章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计Machining Process Planning1.2零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析Part Structural Analysis of Process11、结构和工艺的联系、结构和工艺的联系一、结构工艺性一、结构工艺性1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析零件结构工艺性具有综合性。必须对毛坯制造、机械加工到装配调试的整个工艺过程进行综合分析比较,全面评价。零件结构工艺性具有相对性。两使用性能完全相同的零件，因结构稍有不同，其加工方法和制造成本就有很大的差别。不同生产类型的具体生产条件下，结构不同生产类型的具体生产条件下，结构相同的零件其加工方法和制造成本也有很大的差别。结构工艺性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，制造的可行性和经济性。2因齿间的轴向距离很小、因而小齿圈不能用滚齿加工、只能用插齿加工；又因插斜齿需专用螺旋导轨，因而它的结构工艺性不好。若能采用电子束焊，先分别滚切两个齿轮，再将它们焊成一体，这样的制造工艺就较好，且能缩短齿轮间的轴向尺寸。例如双联斜齿轮的加工由此可见，结构对工艺有着重要由此可见，结构对工艺有着重要的影响。的影响。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析3壁厚力求均匀，以免产生缩孔减少大的水平面，便于杂质和气体排除，减少内应力。铸件局部凸台应连成一片铸造毛坯的工艺性1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析4形状不对称，上下模易错位，影响锻件质量截面形状变化过大，模具寿命降低最大尺寸应在分型面上，以利于金属填充毛坯在半模内成型，有利于提高质量，降低成本锻造毛坯的工艺性1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析5零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾；尺寸标注应符合尺寸链最短原则(组成环数目最少)；零件的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。p零件图的尺寸的标注零件图的尺寸的标注1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析6零件图上重要尺寸应直接标注，在加工时尽量使工艺标准与设计基准重合；零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准标注尺寸；零件所有加工表面与非加工面之间只标注一个联系尺寸，避免从一个加工表面确定几个非加工表面的位置。p零件图的尺寸的标注零件图的尺寸的标注1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析7床身结构刚性差，加工床面时只能用较小切削用量，改后则可以采用先进的刀具及较大的切削用量加工床面。提高工件加工时的刚度提高工件加工时的刚度1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析8图4-3图4-4图4-5工件要便于安装工件要便于安装如图4-3a)所示的床身立柱结构加工导轨面时不便于安装,加上一个工艺凸台（图b）就好安装了。又如图4-4a)所示，轴承盖在加工两端面和外圆时无法装夹，改成图b、c所示的结构就容易装夹了。如图4-5a)平台的结构加工时无法装夹，改成图b)或c)所示的结构，铸出孔即可用螺栓压板进行装夹。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析9图4-6图4-7减少工件装夹次数减少工件装夹次数有利于提高有利于提高切削效率，保证加工面之间的位置精度。切削效率，保证加工面之间的位置精度。图4-6a)所示的工件由于孔的轴线不平行,需进行两次安装，且需要不同的夹具。改成b)由于孔的轴线平行,只需进行一次安装。图4-6c)所示的工件,孔加工需要调头，两次安装，不但降低生产率，而且影响孔的同轴度。改成图d)就合理了。图4-7a)所示的工件两头有大孔，需要装夹两次才能加工完，改成图b)所示的结构，只需装夹一次就可加工完。图4-7c)所示的工件,键槽加工需要两次安装，不但降低生产率，而且会影响键槽的位置精度度。改成图d)就合理了。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析10应把不等高的三个凸台改成等高的凸台可以一次走刀同时加工三个凸台。减少机床安装调整次数减少机床安装调整次数1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析11尺寸一致：加工尺寸应能采用标准刀具加工。减少刀具规格，避免专门制备工具。零件尺寸规格标准化零件尺寸规格标准化工艺性差工艺性好工艺性差工艺性好好处：结构要素标准化，节约工具，减少工艺装备的工作，简化工艺装备。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析123、零件局部结构工艺性零件局部结构工艺性要素：必须考虑加工时的对刀、测量和提高切削效率。减小加工表面积；尽量减少刀具种类，保证刀具能自由地进刀和退刀及正常工作加工面之间，加工面之间与非加工面之间应明显分开。底座有凸台，加工面积、加工量、平面不平度误差、接触精度。减少深螺纹孔的加工，使用更为方便1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析13进、排气（油）孔设在外圆上，加工相对容易，且易保证槽间距减少配合表面的长度应使零件槽的圆角半径一致，这样可用同一把铣刀进行加工，由于减少换刀可节省辅助时间及简化生产准备工作1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析14图4-8图a0中退刀槽有3种尺寸就需要三把不同的切槽刀,改成图a1的尺寸就只需要一把。图b0需两把不同规格的键槽铣刀。图c0需两把不同圆弧半径的车刀，而b1、c1都只需一把同规格的刀具。图d0中，d0用钻头钻完孔后，还要用镗刀加工才能制成平底孔，而d1只需钻孔。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析15图4-9图4-10图4-11便于进刀和退刀便于进刀和退刀在车螺纹、刨平面、插齿形、磨削等工序加工时必须设计空刀槽，以方便进刀和退刀。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析16镗孔时，孔底应设置镗刀的退刀槽，以保证刀具的正常工作。磨削内外锥面时，更应设置结构上的空刀槽。磨削小轴的大小外圆及端面需有砂轮的退刀槽，否则磨削时易碰坏砂轮并且出现圆角，将影响和其它零件的配合。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析17套筒中没有空刀的键槽，易使插刀损坏，应改成有让刀孔的结构为便于进刀和退刀，表面接合处还需进行修正性加工。螺纹结构应有退刀槽，否则易碰坏车刀，且在根部将出现半牙高的螺纹，并使螺帽拧不到底。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析18图4-12钻孔表面应与孔的轴线垂直，如果两边不垂直,就会使两边切削力不等,导致钻孔轴线歪斜，甚至使钻头折断。图4-12中a)皆为不合理的结构，b)为合理的结构1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析19加工面积应尽量小减少加工量、材料消耗和工具磨损避免钻孔入端和出端是斜面避免刀具磨损、提高钻孔精度和加工效率避免斜孔简化夹具结构、使多个平行孔同时加工、减少孔的加工余量u零件结构要素的工艺性实例零件结构要素的工艺性实例1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析20孔的位置距离壁太近槽与沟的表面不应与其它加工表面重合1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析21传动轴的装配工艺性1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析22旁开工艺孔，便于装配采用双头螺柱开辟装配空间，方便拆卸1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析23螺钉长度大于架体装配座凹人的高度、螺钉无法装入孔中，应使架体凹入高度加大 足够的操作空间足够的操作空间因空间限制无法使用螺丝刀，可改成用六角螺帽联接，用扳手能方便地装配。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析24由于箱体的台肩(或轴肩)与轴承外环(或内环)的接触尺寸过大，造成外环(或内环)不易拆卸，故台肩(或轴肩)应按规定尺寸进行设计。销孔应改成钻通的结构，以便直接将销子打出。拆卸方便拆卸方便1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析25相配合零件有正确基面，避免找正相配合零件有正确基面，避免找正装配轴承架在斜面上调整时；难于同时保证A及B两尺寸的要求。为满足装配要求可进行修改，用调整角铁支架3的垂直位置以保证装配尺寸B的要求。用调整轴承架2的水平位置以保证装配尺寸A的要求。此外，改进后体壳l的加工工艺性也改善了。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析26图4-13 避免内表面的加工避免内表面的加工，减少避免内表面的加工，减少装配过程中的修配工作量，有利有利于达到和提高装配质量于达到和提高装配质量由于内表面加工时，对刀、测量都比较困难，刀具的形状和尺寸也受到限制，在装配时其修配工作也会增加，因此应尽量减少内表面的加工。如图4-13a)所示，由于齿轮端面与箱体内表面会产生摩擦，所以箱体内凸台表面必须加工。改成图b)虽然増加了两个轴套，但好加工。又如图4-13c)所示，在套内加工三个槽，比较困难。改成图d)变成在轴上加工槽，尺寸就好控制了。1.2 零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析27作业阅读：第一章第二节 零件结构工艺性分析。下次课 结构工艺性测验，带纸、铅笔、胶擦28机械制造工艺学机械制造工艺学 第第一一章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计Machining Process Planning1.3毛坯的确定毛坯的确定Blank Determination29p确定毛坯的主要内容确定毛坯的主要内容确定毛坯的类型；确定毛坯的类型；确定毛坯的精度；确定毛坯的精度；画毛坯图画毛坯图1.3 毛坯的确定毛坯的确定1、确定毛坯的类型确定毛坯的类型毛坯的毛坯的种类种类常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见下表。30常用毛坯种类和特点常用毛坯种类和特点1.3 毛坯的确定毛坯的确定31常用毛坯种类和特点常用毛坯种类和特点1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定32确定毛坯的确定毛坯的形状与尺寸形状与尺寸毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为总加工余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯余量加在零件表面上，即可确定毛坯的形状和尺寸。1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定33确定毛坯余量确定毛坯余量 查毛坯余量表查毛坯余量表(参见手册参见手册)，确定各加工表面，确定各加工表面的总余量，毛坯的尺寸及公差的总余量，毛坯的尺寸及公差.余量修正余量修正 毛坯总余量应与零件切削加工余量接近，毛坯总余量应与零件切削加工余量接近，若相差过大，则需修正毛坯余量若相差过大，则需修正毛坯余量.1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定34常用工序余量及公差常用工序余量及公差加工加工单边余量单边余量公差公差目标目标铸铁毛坯铸铁毛坯32粗加工-开荒见光锻造毛坯锻造毛坯21轧钢型材轧钢型材1 例：例：20-220.5车车0.50.2精加工余量及公差减半铣铣0.50.2刨刨0.50.2磨磨0.150.05金钢石车金钢石车0.150.05金钢石镗金钢石镗0.150.05工序余量选择的主要目标：开荒见光、提高工效、控制加工变形35在确定毛坯形状和尺寸时应注意的问题。在确定毛坯形状和尺寸时应注意的问题。1.为了工件装夹，毛坯需要铸出工艺搭子为了工件装夹，毛坯需要铸出工艺搭子1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定362.分离零件分离零件的毛坯可先的毛坯可先做成一个整做成一个整体毛坯，加体毛坯，加工到一定阶工到一定阶段后再切割段后再切割分离分离。1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定373短轴套、键、短轴套、键、垫圈和螺母垫圈和螺母以棒料、钢管及以棒料、钢管及六角钢为毛坯时，六角钢为毛坯时，可将多个零件的可将多个零件的毛坯合一，加工毛坯合一，加工后切割成单个零后切割成单个零件。件。注意切断刀的宽注意切断刀的宽度。度。1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定38u铸件毛坯铸件毛坯起模斜度起模斜度36最小孔最小孔1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定生产批量最小最小铸铸出孔直径出孔直径灰口铸铁件铸钢件大量生产成批生产单件、小批生产153050305039铸铸造造方方法法铸件尺寸铸件尺寸合金种类合金种类铸钢铸钢灰口铸铁灰口铸铁球墨铸铁球墨铸铁可锻铸铁可锻铸铁铝合金铝合金铜合金铜合金砂砂型型铸铸造造200200500500500500151520201515202015152020101012126 6101012121.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定砂型铸造砂型铸造铸件的铸件的最小壁厚最小壁厚 一般取一般取 8 8铸造圆角铸造圆角半径为壁厚的1/2。铸件临界（最大）壁厚铸件临界（最大）壁厚3最小壁厚最小壁厚40u锻造毛坯锻造毛坯加工余量、公差和工艺余量加工余量、公差和工艺余量，一般取 21。可查锻造加工手册。模锻斜度模锻斜度 模锻斜度，一般取5、7、10、12等标准值。锻件的内壁斜度应比外壁斜度值大一级。圆角半径圆角半径 钢的模锻件外圆角半径取R1R6，内圆角半径是外圆角半径的3-4倍。模膛越深，圆角半径越大。1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定411.3 毛坯的确定毛坯的确定毛坯图毛坯图零件图零件图42毛坯零件综合图毛坯零件综合图绘制步骤为绘制步骤为：简化零件图简化零件图附加余量层附加余量层标注尺寸、公差及技术要求标注尺寸、公差及技术要求1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定431、毛坯图的绘制（1）用双点划线画出简化了的零件图；（2）粗实线绘出毛坯形状；（3）对于图上无法或不便表示的条件，应以技术要求的形式写明。1.3 1.3 毛坯的确定毛坯的确定44课堂作业 抄题并设计毛坯图(标注毛坯尺寸及公差)，下课交1452 轴压盖 材料 HT200463 连接套 材料 HT200 47作业1、依学号顺序选定零件（附件 工艺设计题目）：1、抄画零件图，设计毛坯图，标注尺寸、公差，标注粗加工定位基准和夹紧面；2、作工序简图并标注工序尺寸。下次课交。2、阅读P47，第四节 定位基准的选择。48
