2022年工艺基础知识介绍.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 工艺基础学问介绍沈阳第一机床厂 工艺室20XX年 8 月 24 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 提 纲一、什么是工艺CAPP）二、工艺工作的基本任务与内容三、工艺工作流程四、工艺规程设计五、运算机帮助工艺规程设计（六、运算机帮助制造（ CAM）七、几个基础学问点1、 机床零件常用材质及热处理 2、 毛坯及余量 3、 定位与夹紧 4、 材料的热膨胀性 5、 机械加工精度 6、 数控机床程序 7、 工艺手段 8、 加工成本的运算 9、 工厂厂房规划八、工艺装备1、

2、加工设备（机床）2、 夹具 3、 刀具 4、 量检具 5、 切削液名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、什么是工艺1、 工艺就是工件从毛坯到成品的整个制造流程及方法；2、 工艺来源于生产实践,是生产实践中长期积存的体会的提炼和概括；3、 工艺服务于实际生产,用于调配制造资源、指导制造流程以及规范操作,是产品得 以优质、高效产出的必要保证；4、 工艺不是一成不变的,随着新工艺装备、新工艺方法的不断产生和应用,生产面貌 也将发生翻天覆地的变化；二、工艺工作的基本任务与内容1、工艺工作的基本任务 就是实现产品的设计意图、

3、保证产品质量、 降低消耗、 提高生 产效率；2、 工艺工作的主要内容 有：1）编制工艺进展规划,如新工艺、新装备讨论开发规划,技术攻关规划；提高产品质 量, 提高生产效率 , 提高经济效益的措施等；2）工艺试验讨论,结合产品进展规划、提高工艺水平和降低制造成本确定试验讨论课 题；并做好记录和分析总结工作；3）参与新产品开发的市场调研和设计方案评审, 对产品结构进行工艺性审查；4）制定工艺路线、编制工艺方案和工艺总结,进行工艺规程设计；5）设计专用工艺装备,贯彻工艺标准及工艺守就；6）编制产品材料消耗定额；7）组织工艺验证、工装验证和工艺纪律检查；三、工艺工作流程见下页附录：产品工艺工作程序四、

4、工艺规程设计1、 设计工艺规程的基本要求1）工艺规程是直接指导现场生产操作的重要技术文件, 应做到正确、 完整、统一、清楚；在充分利用现有生产条件的基础上 , 应尽可能采纳国内外先进工艺技术和体会；2）在保证产品质量的前提下, 努力提高生产率和降低消耗；3）设计工艺规程必需考虑安全生产和工业卫生、环保措施,在工艺规程中提出必要的 安全要求；4）结构特点和工艺特点相近的零件应尽量设计典型工艺规程；5）各专业工艺规程在设计过程中应和谐一样 ,不得相互冲突；6）工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位；7）工艺规程中所使用的术语、符号、代号要符合相应标准的规定；2、 设计工艺规程的主要依据 1）产

5、品图样及技术条件；2）产品工艺方案；3）产品生产纲领；4）公司的生产条件；5）有关工艺标准；6）有关设备和工艺装备资料名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7）国内外同类产品的有关工艺参考资料；8）国家和企业有关安全方面的标准；附录：产品工艺工作程序1） 可依据需要将问题反馈到工艺方案、工艺路线、工艺规程设计或专用工装设计；名师归纳总结 五、运算机帮助工艺规程设计（CAPP）第 4 页,共 21 页北京清华艾克斯特XTCAPP - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -

6、 - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 六、 运算机帮助制造（ CAM） CAD/CAPP/CAM系统的信息集成和共享七、几个基础学问点1、 机床零件常用材质及热处理表 1、机床制造用钢种类名师归纳总结 序号类 别牌 号上 标 号第 6 页,共 21 页1 碳素结构钢Q235A GB/T700-2006 2 易切削结构钢Y12 GB/T8731-1988 3 Y30 4 优质碳素结构钢Y40Mn GB/T699-1999 5 15 6 20 7 35 8 碳素工具钢45 GB/T1298-2022 9 T8A 10 T10A 11 合金

7、结构钢T12A GB/T3077-1999 12 20MnVB 13 20Cr 14 40Cr - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 15 38CrMoAl 16 合金工具钢20CrMnTi GB/T1299-2000 17 9SiCr 18 Cr12MoV 19 CrWMn 20 6W6Mo5Cr4V 21 弹簧钢5CrMnMo GB/T1222-2007 22 5CrNiMo 23 8Cr3 24 65Mn 25 60Si2MnA 26 碳素弹簧钢丝C级钢丝GB/T4357-1989 27 不锈钢20Cr13 GB/T1220-2007 28 铬轴承钢

8、GCr15 GB/T18254-2002 29 高速工具钢W18Cr4V GB/T9943-2022 30 W6Mo5Cr4V2Al 表 2、钢的化学成份名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表 3、机床制造用铸铁种类表 4、常用的热处理工艺方法、代号及技术要求名师归纳总结 热处理工艺方法热处理技术要求表示方法举例代号第 8 页,共 21 页名称字母汉字表示退火Th 退火Th 正火Z 正火Z 调质T 调质 200 HBS230 HBS T215 淬火C C42 淬火 42 HRC 47 HRC - - - - - -

9、-精选学习资料 - - - - - - - - - 感应淬火G 感应淬火 48 HRC52 HRC G48 感应淬火深度0.81.6,48 HRC52 HRC G0.8 48 调质、感应淬火火焰淬火渗碳、淬火渗碳、感应 淬火 碳氮共渗、淬火T G 调质 220 HBS250 HBS T235 G48 感应淬火 48 HRC52 HRC H 火焰淬火 42 HRC48 HRC H42 火焰淬火深度1.63.6,42 HRC48 HRC H1.6 42 S C 渗碳淬火深度0.81.2,58 HRC63 HRC S0.8 C58 S G 渗碳感应淬火深度1.02.0,58 HRC63 HRC S1

10、.0 G58 Td C 碳氮共渗淬火深度0.50.8,58 HRC63 HRC Td0.5 C58 渗氮D 渗氮深度 0.250.4, 850HV D0.3 850 调质、渗氮 氮碳共渗（软氮化）T D 调质 250 HBS280 HBS T265 D0.3 850 渗氮深度 0.250.4, 850HV Dt 氮碳共渗 480HV Dt480 回火Hh 冷卷弹簧的定形、排除应力处理Hh注 ：代号“Hh” 仅用于表示为冷卷弹簧定形、排除应力而作的回火处理,其他回火处理一律不标注表 5、常用的硬度及硬度偏差名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页精选学习资料 - - -

11、- - - - - - HB布氏硬度是用肯定载荷 P,将直径为 D 的钢球 淬火钢或硬质合金球 , 压入被测材料的表面 , 保持肯定时间后卸去载荷 , 依据压痕面积 F 确定硬度大小 . 其单位面积所受载荷称为布氏硬度 . 由于布氏硬度所用的测试压头材料较软 , 所以不能测试太硬的材料 , 对金属来讲 , 钢球压头只使用于测定退火 , 正火 , 调质钢 , 铸铁及有色金属的硬度 . HR洛氏硬度是将标准压头用规定压力压入被测材料表面 , 依据压痕深度来确定硬度值 . HRA：用金刚石圆锥体,载荷 P600N,适用于测量硬质合金 , 表面淬火层或渗碳层 ; HRB：用钢球做压头,载荷 P1000

12、N 时适用于测量有色金属和退火 , 正火钢等 ; HRC：用金刚石圆锥体,载荷 P1500N,适用于测量调质钢 , 淬火钢等 ; HV维氏硬度维氏硬度试验原理与布氏硬度相同 , 不同点是压头为金刚石四方角锥体 , 所加负荷较小 . 适于测定经表面处理零件的表面层的硬度 . 感应加热表面热处理 表面淬火 基本原理 : 电磁感应沟通电交变磁场工件内感应电流对工件加热名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 钢的化学热处理渗氮（氮化）名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - -

13、 - - - - - 钢的表面化学处理方法表 6、表面处理方法及其代号表示方法表 面 处 理代 号 含 义方 法 代 号镀铬抛光 DL3Cr D 代表电镀, L3 代表镀层特点为全光亮喷砂镀铬 PS/DCr PS代表喷砂,斜线“/” 为工序隔线, D 代表电镀镀锌钝化 DZn D 前面的 D 代表电镀,后面的 D 代表钝化阳极氧化 DY D 代表电化学处理,Y代表氧化镀 锌 DZn 镀 锡 DSn D 代表电镀镀 银 DAg 发 蓝 HY H 代表化学处理,Y 代表氧化喷砂发蓝 PS/H Y PS代表喷砂,斜线 “ /” 为工序隔线, H Y 代表发蓝钝 化 D D 代表钝化注：在紧固件标记中

14、答应省略“ 电镀” 的代号“D”2、 毛坯及余量毛坯种类：铸件、锻造件、钣焊件等名师归纳总结 表 7、要求的铸件机械加工余量 mm 第 12 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 表 8、铸件尺寸公差3、 定位与夹紧六点定位原理大型工件,如床身等,靠拉表找正、打原点确定其位置,靠夹紧力固定其位置；4、 材料的热膨胀性用线膨胀系数表示 , 表示每变化 1 时引起的材料相对膨胀量的大小常用材料的线膨胀系数 1/材料名称 灰铸铁 45 钢 40Cr T10A 铝温度范畴 10-100 20-100 25-100 20-100 0-100 a 10

15、.4 11.59 11 11 23.8 例：加工环境的温度掌握测量环境的温度掌握5、 机械加工精度1） 加工精度与加工误差机械加工后,零件的几何参数（尺寸、几何要素的外形和相互位置）的实际值与设计理想值的符合程度通常称为加工精度；实际几何参数与抱负几何参数的偏离程度称为加工误差；加工误差越小,加工精度越高；零件的加工精度包括如下三个方面；尺寸精度 加工后零件的实际尺寸与抱负尺寸的符合程序；外形精度 加工后零件表面实际测得的外形和抱负外形的符合程度；位置精度 加工后零件有关表面相互之间的实际位置和抱负位置的符合程度；2） 原始误差名师归纳总结 加工误差的产生是由于在加工前和加工过程中,工艺系统存

16、在许多误差因素,统称为原第 13 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 始误差,它主要包括以下内容：原理误差 采纳了近似的加工运动或近似的刀具轮廓而产生的误差；装卡误差 定位误差与夹紧误差之和；测量误差 与量具、量仪的测量原理、制造精度、测量条件（温度、湿度、振动、测量 力、清洁度等）以及测量技术水公平有关的误差；调整误差 卡具的制造、安装误差与磨损 刀具的制造误差及磨损 工件误差 加工前工件或毛坯上待加工表面本身有外形误差或其与有关表面有位置误差,也都会造成加工后该表面本身及其与其它有关表面之间的加工误差；机床误差 主轴回转误差、导轨导向

17、误差等 工艺系统受力变形 工艺系统受热变形 残余应力重新分布引起的变形 在没有外力作用下或去除外力后工件内仍存留的应力称 残余应力； 具有残余应力的零件,其内部组织的平稳状态极不稳固,有复原到无应力状态的 的剧烈倾向；残余应力完全放松,零件将发生翘曲变形而丢失其原有的加工精度；3） 经济加工精度 机械加工时,每种机床上所达到的精度越高,就所耗费的工时越多,成本越高；每种机床在正常生产条件下能经济的达到的加工精度是有肯定范畴的,方法的经济精度；4） 工序间加工余量 定义：相邻两工序的尺寸之差这个精度范畴就是这种加工粗加工 - 半精加工 - 精加工,留量逐步减小,上序保证下序的加工要求；留意热处理

18、工序前的留量要求；如：退火、表面淬火、氮化等；6、 数控机床程序 一般机床 - 数控机床 - 无人化自动流水线（自动上下料）削减人的参与,提高加工的自动化程度 7、 工艺手段 1） 硬件基础：如机床本身精度、刀具性能等2） 工艺手段： 分析工艺系统的误差来源,围内；以实行预防及掌握措施掌握误差在要求的范例：掌握工序间留量,保证最终精加工要素的留量及质量；严格掌握精加工环境（温度、湿度等）,使其与装配及使用环境相一样；通过掌握夹紧力的大小（可通过采纳力矩扳手或在工件上压表的方法）,尽量减小 甚至排除夹紧变形；磨削或最终精铣时松开压板,使工件处于自然的放松状态；这样可充分 精加工采纳尽量少的装卡次

19、数,尽量一次装卡完成全部精加工的要素；利用机床精度, 排除重复装卡带来的误差；同理,尽量削减换刀次数,并尽量用一把刀 完成相互有要求的加工部位,由于换刀也是存在误差的；仿形处理：如大型零件导轨表面中频淬火前进行仿形；采纳正火或退火等热处理方法去除锻造（铸造） 应力及粗加工带来的切削应力、振动时效、自然时效等；配加工：如按轴承配镗主轴孔、依据钢导轨上的键槽配做床身上的键等；组合后加工,保证装配件精度或加工要素的一样性；手工修配：如研磨内圆柱面、刮研等；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8、 加工成本的运算 通过工艺

20、流程确定使用的加工设备,再由工时定额确定花费在此设备上的时间,然后分项运算包括单位时间的设备折旧、工具工装损耗、人力成本、场地费用、风水电气等的费用,最终将各项费用累加,即可得加工此工件的加工成本；9、 工厂厂房规划 工厂生产线的设计的主要依据便是产品的工艺流程、工序工时定额和生产纲领；依据工艺流程确定需要的设备及摆放的次序,依据工时定额和生产纲领确定需要的设备的数量；运算的结果最终形成加工车间的平面布局图；八、 工艺装备1、 加工设备（机床）车床、铣床、刨床、插床、拉床、钻床、镗床、磨床、加工中心、齿轮加工机床等名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 21 页精选学习资料

21、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、 夹具名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3、 刀具金属切削过程中, 刀具的切削部分直接完成切削工作；刀具材料性能的优劣直接影响刀具的质量、切削加工生产率和刀具耐用度的高低、零件加工精度和表面质量的优劣等；金属切削过程中, 刀具不但承担很大的切削力和很高的温度,而且仍要经受冲击载荷和机械摩擦；因此,刀具材料必需具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性以及良好的高温

22、耐热性、化学稳固性等方面的性能；1）常用的刀具材料可分为工具钢、硬质合金、刀具陶瓷、超硬刀具材料四大类；工具钢 ：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢硬质合金 ：由高硬度、难熔的金属碳化物（WC、 TiC、TaC、NbC等）加金属粘接剂（如钴、镍等）经粉末冶金工艺制成；硬度在72-82HRC,比高速钢的硬度（62-70HRC）高得多；钨钴类（ WC-Co）：主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料；钨钛钴类（ WC-TiC-Co）：适用于加工钢料；钨钛钽（铌）钴类（WC-TiC-TaCNbC-Co）：通用合金；涂层硬质合金：通过物理或化学方法在刀具表面形成一层超硬涂层,以增强刀具的切削及耐磨性能；

23、常 用的涂层材料有 TiC、TiN 、Al 2 O3、陶瓷等；涂层材料晶粒大小在 0.5 m以下；涂层厚度为 5-10 m；陶瓷刀具 高硬度（ 91-93.5HRA ）高耐磨性 良好的高温性能 良好的化学稳固性和抗粘接性能 摩擦因素小 强度和韧性差、热导率低超硬刀具材料 金刚石 立方氮化硼（ CBN）2）刀具按型式可分为：车刀、 铣刀（面铣刀、 立铣刀等）、刨刀、 镗刀、 钻头、 丝锥等；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4、 量检具 量具：量块、游标卡尺、 千分尺、内径表、外径表、水平仪、 三坐标测量机、自准直仪等；检具： 塞规、环规、样板、塞尺、平尺、方箱等；名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5、 切削液作用：润滑作用、冷却作用、清洗作用、防锈作用名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 21 页