机械制造工艺与机床夹具第1章0.ppt
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1、机械制造工艺与机床夹具机械制造工艺与机床夹具第第2 2版版刘守勇刘守勇 主编主编机械工业出版社机械工业出版社2021/9/231序 本书突出了基本概念,注重实际应用,是根据全国职工本书突出了基本概念,注重实际应用,是根据全国职工高教学会推荐的大纲编写的。高教学会推荐的大纲编写的。本书包括机械加工工艺规程的制订、机械加工精度、机本书包括机械加工工艺规程的制订、机械加工精度、机械加工的表面质量、机床夹具设计基础、机床专用夹具及其械加工的表面质量、机床夹具设计基础、机床专用夹具及其设计方法、典型零件加工、特种加工工艺、计算机辅助工艺设计方法、典型零件加工、特种加工工艺、计算机辅助工艺设计与现代制造技
2、术及装配工艺基础共九章。设计与现代制造技术及装配工艺基础共九章。2021/9/232机械制造工艺与机床夹具第一章第一章 机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程概述第三节第三节 零件图的分析零件图的分析第四节第四节 毛坯的选择毛坯的选择第五节第五节 定位基准的选择定位基准的选择第六节第六节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定第七节第七节 加工余量的确定加工余量的确定第八节第八节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第九节第九节 机械加工生产率和技术经济分析机械加工生产率和技术经济分析2021/9/233第一节
3、 基本概念一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程包括原材料和成品的运输与保管;生产技术准备工作;毛坯的制造;零件的机械加工、热处理和其它表面处理;产品的装配、调试、检验、油漆和包装等。生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。2021/9/234在生产过程中,毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接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,这一过程称为工艺过程工艺过程。采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程,称为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程。2021/9/235二、工艺过程的组成二、工艺过程的组成
4、工序工序一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上,对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序工序。2021/9/236 在零件的加工过程中,有一些工作并不改变零件的形状、尺寸和表面质量,但却影响工艺过程的完成。一般称完成这些工作的工序为辅助辅助工序工序。2021/9/237安装安装 工件在加工前,先要把工件位置放准,确定工件在机床或夹具中占有正确位置的过程称为定位定位。工件定位后将其固定住,使其在加工过程中的位置保持不变的操作称为夹紧夹紧。工件在加工时应尽量减少安装次数,以减少安装工作的时间,避免产工件在加工时应尽量减少安装次数,以减少安装工作的时间,避免产生更大的误差。生更
5、大的误差。将工件在机床上或夹具中定位后加以夹紧的过程称为安装安装。2021/9/238工位工位 采用多工位加工法既减少了安装次数,又可同时进行作业,可以提高加工精度和生产率。工件在机床上所占据的位置称为工位工位。2021/9/239工步工步 一个工序含有一个或几个工步。为提高生产率,采用多刀同时加工一个零件的几个表面时,也看作一个工步,并称为复合工步复合工步。那些连续进行的若干相同的工步,通常也看作一个工步。在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容,称为工步工步。2021/9/2310走刀走刀 走刀是构成工艺过程的最小单元。在一个工步内,若被
6、加工表面需切除的余量较大,一次切削无法完成,则可分几次切削,每一次切削就称为一次走刀走刀。2021/9/2311三、生产纲领与生产类型及其工艺特征三、生产纲领与生产类型及其工艺特征 生产纲领生产纲领:企业在计划期内应生产的产品产量。零件的生产纲领零件的生产纲领是指包括备品和废品在内的年产量,可按下式计算:式中,N零件的生产纲领(件/年)Q产品的生产纲领(台/年)n每台产品中含该零件的数量(件/台)a%零件备品率;b%零件废品率。2021/9/2312 生产类型生产类型:企业生产专业化程度的分类。根据生产纲领和产品的大小,可分为 单件生产单件生产:单个生产,很少重复或不重复的生产类型大量生产大量
7、生产:产品数量很大,大多数工作地点重复进行成批生产成批生产:一年中分批轮流地制造,工作地点周期重复2021/9/2313生产纲领决定一生产类型,产品大小也对生产类型有影响。2021/9/23142021/9/2315 工艺特征工艺特征:不同的生产类型具有不同的工艺特点。2021/9/2316四、获得加工精度的方法四、获得加工精度的方法获得尺寸精度的方法试切法试切法:通过试切出一小段测量调刀再试切,反复进行,直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法。2021/9/2317调整法调整法:先调整好刀具的位置,然后以不变的位置加工一批零件的方法。定尺寸刀具法定尺寸刀具法:通过刀具的尺寸来保证加工表面的
8、尺寸精度。自动控制法自动控制法:通过自动测量和数字控制装置,在达到尺寸精度时自动停止加工的尺寸控制方法。2021/9/2318获得形状精度的方法刀尖轨迹法刀尖轨迹法:通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法。仿形法仿形法:刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。成形法成形法:利用成形刀具对工件进行加工获得形状精度的方法。展成法展成法:利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面,从而获得形状精度 的方法。2021/9/2319获得位置精度的方法直接找正安装直接找正安装:用划针、百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法。按划线找正安装按划线找正安装:先用划针画出要加工表面的位置,再按划线用划针找正
9、工件在机床上的位置并加以夹紧。用夹具安装用夹具安装:将工件直接安装在夹具的定位元件上的方法。2021/9/2320第二节 机械加工工艺规程概述 用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来,成为指导性技术文件,就是机械加工工艺规程。其内容包括:一、工艺规程的作用一、工艺规程的作用 是指导生产的主要技术文件 是组织和管理生产的基本依据 是新建和扩建工厂的基本资料零件加工工序内容、切削用量、工时定额、各工序所采用的设备和工艺装备2021/9/2321二、工艺规程的格式二、工艺规程的格式机械加工工艺过程卡2021/9/2322机械加工工艺卡2021/9/2323机械加工工序卡2021/9/23242
10、021/9/2325三、制订工艺规程的原则三、制订工艺规程的原则 工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件,在编制时还应做到正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位和编号都要符合标准。所制订的工艺规程,能在一定的生产条件下,以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用,可靠地加工出符合要求的零件。同时还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上,尽可能采用国内外先进工艺技术和经验,并保证有良好的劳动条件。2021/9/2326四、制订工艺规程的原结资料四、制订工艺规程的原结资料产品的全套装配图和零价的工作图;产品验收的质量标准;产品的生产纲领;产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料;工厂现有生产条件;
11、国内外新技术新工艺及其发展前景;有关的工艺手册及图册。2021/9/2327五、制订工艺规程的步骤五、制订工艺规程的步骤分析零件图和产品装配图;选择毛坯;选择定位基准;拟定工艺路线;确定加工余量和工序尺寸;确定切削用量和工时定额;确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具;确定各工序的技术要求及检验方法;填写工艺文件。2021/9/2328第三节 零件图的分析一、检查零件图书的完整性和正确性一、检查零件图书的完整性和正确性二、零件的技术要求分析二、零件的技术要求分析 加工表面的尺寸精度;主要加工表面的形状精度;主要加工表面之间的相互位置精度;加工表面的粗糙以及表面质量方面的其它要求;热处理要求;其它
12、要求(如动平衡、未注圆角或倒角等)三、零件的结构工艺性分析三、零件的结构工艺性分析 (见下图)2021/9/23292021/9/23302021/9/23312021/9/23322021/9/2333第四节 毛坯的选择一、毛坯的种类一、毛坯的种类铸件铸件:适用于形状较复杂的零件毛坯。铸造方法有砂型铸造、精密铸 造、金属型铸造、压力铸造等。锻件:锻件:适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。锻造方法有自 由锻和模锻两种。型材:型材:有热轧(尺寸大、精度低)和冷拉(尺寸小、精度高)两种。焊接件:焊接件:根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件。冷冲压件:冷冲压件:可以非常接近成品要求,但模具昂贵
13、。2021/9/2334二、毛坯选择时应考虑的因素二、毛坯选择时应考虑的因素零件的材料及机械性能要求。零件的结构形状与大小。生产纲领的大小。现有生产条件。充分利用新工艺、新材料。2021/9/2335三、毛坯的形状与尺寸的确定三、毛坯的形状与尺寸的确定为加工时安装工件的方便,有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。2021/9/2336装配后需形成同一工作表面的两个相关零件,为保证加工质量并使加工方便,常将分离零件先做成一个整体毛坯,加工到一定阶段再切割分离。2021/9/2337对于形状比较规则的小型零件,为了提高机械加工的生产率和便于安装,应将多件合成一个毛坯,当加工到一定阶段后,再分离成单件。202
14、1/9/2338第五节 定位基准的选择一、基准的概念及其分类一、基准的概念及其分类设计基准设计基准:零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面2021/9/2339工艺基准工艺基准:在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准。按用途分为:定位基准定位基准在加工时,用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。又分为精基准和粗基准。工序基准工序基准在工艺文件上用以标定被加工表面位置的基准。测量基准测量基准零件检验时,用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。装配基准装配基
15、准装配时用以确定零件在机器中位置的基准。基准在工作上并不一定具体存在。基准在工作上并不一定具体存在。2021/9/2340二、定位基准的选择二、定位基准的选择精基准的选择原则精基准的选择原则(考虑加工精度和工件安装)。基准重合原则基准重合原则即选用设计基准作为定位基准,以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。为保证尺寸c的精度(Tc)要求,应使:2021/9/2341 如下图,此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响,加工误差只需满足:显然这种基准重合的情况能使工序允许出现的误差加大,使加工更容易达到精度要求,经济性更好。2021/9/2342基准统一原则基准统一原则应采用同一组基准定
16、位加工零件上尽可能多的表面。自为基准原则自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序,选择加工表面本身作为定位基准。互为基准原则互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时,需要用两个表面互相作为基准,反复进行加工,以保证位置精度要求。所选精基准应保证工件安装可靠,夹具设计简单、操作方便。2021/9/2343粗基准的选择原则粗基准的选择原则(保证足够余量,尽快获得精基面)。如果主要要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀,则应选该表面为粗基准。若主要要求保证加工面与不加 工面间的位置要求,则应选不加工面 为粗基准。作为粗基准的表面,应尽量平整光洁,有一定面积,以使工件定位
17、可靠、夹紧方便。粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。2021/9/2344第六节 工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择工件材料的性质工件材料的性质工件的结构和尺寸工件的结构和尺寸生产类型生产类型具体生产条件具体生产条件特殊要求特殊要求为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法2021/9/23452021/9/23462021/9/23472021/9/2348 任何一种加工方法可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个较大的范任何一种加工方法可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个较大的范围。只有一定的精度范围内才是经
18、济的。围。只有一定的精度范围内才是经济的。2021/9/23492021/9/2350二、加工顺序的安排二、加工顺序的安排切削工序的安排原则先精后精先精后精 在一个零件的所有表面的加工中,一般包括粗加工阶段粗加工阶段切除各表面上大部分余量半精加工阶段半精加工阶段完成次要表面的加工精加工阶段精加工阶段保证各主要表面达到图样要求光整加工阶段光整加工阶段处理表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面利于保证加工重量便于合理使用设备便于安排热处理工序和检验工序便于及时发现毛坯缺陷,避免损伤已加工面2021/9/2351先主后次先主后次 零件的加工应先安排加工主要表面,后加工次要表面。先面后孔先面后孔
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