模具机械制造工艺规程.pptx

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1、12)模具制造的特点制造质量要求高；精度/0.01，Ra0.8形状复杂；3D曲面材料硬度高；合金工具钢、硬质合金、淬火的单件生产；订单式生产；生产不均衡工序多，制造周期长（调试）。第1页/共106页22)模具制造的特点严格来说，模具制造也属机械制造的研究范畴。由于模具制造难度较大，与般机械制造相比，有许多特殊性。(1)制造质量要求高 模具制造不仅要求加工精度高，而且还要求加工表面质量要好。一般来说模具工作部分的制造公差都应控制在土001mm以内，有的甚至要求在微米级范围内；模具加工后的表面不仅不允许有任何缺陷而且工作部分的表面粗糙度Rd都要求小于08m。(2)形状复杂 模具的工作部分一般都是二

2、维或三维的复杂曲面，而不是一般机械加工的简单几何体。(3)材料硬度高 模具实际上相当于一种机械加工工具，其硬度要求较高，般都是用淬火工具钢或硬质合金等材料制成，若用传统的机械加工方法制造，往往感到十分困难。(4)单件生产 通常，生产其一个制品，般都只需要一、二副模具，所以模具制造一般都是单件生产。每制造一副模具，都必须从设计开始，大约需要一个多月甚至几个月的时间才能完成设计、制造周期都比较长。第2页/共106页33模具制造的基本工艺路线第3页/共106页44 模具的主要加工方法机械加工特种加工包括电火花成形加工、线切割加工、电解、电化学抛光、电解磨削、电铸、化学蚀刻、超声波加工、激光加工等铸造

3、加工第4页/共106页5二、课程内容第5页/共106页67模具的机械加工7.1机械加工工艺规程1)生产过程 生产过程是将原材料或半成品转变为成品所进行的全部过程。一、生产过程与工艺过程整机的制造过程、零件/部件的制造过程工厂的生产过程:各个车间的生产过程准备生产过程：原材料及半成品的供应、设备维修、质量 检测、工具的制造以及专业化协作生产等。第6页/共106页7总体设计零部件设计决定功能选择材料决定结构与尺寸制定技术条件绘出样图图7-1 机械产品的生产过程 决定生产方案制定工艺规程及工艺卡设计并制造工艺装备铸 件 锻 件 冲压件 焊接件 棒 料非金属材料毛 坯粗加工半精加工精加工热处理表面处理

4、组件装配部件装配总装配调 试检 测外购件外协件标准件 产品设计工艺准备毛坯制造机械加工装配调试技术与生产管理(包括检测)依具体要求贯穿全过程涂装出厂第7页/共106页82)工艺过程工艺过程：加工对象性能的变化，包括几何形状、硬度、状态、信息量等等。而产生任何性能的变化必须具备三个基本要素：原料、能源、信息。工艺过程是生产过程的主要部分。一般工艺过程有锻压、铸造、机械加工、冲压、焊接、热处理、表面处理、装配和试车等。工艺过程是一个动态过程，表现为物质(原材料或生产对象)的变化和流动的过程；同时也反应了信息和能量的变化和流动的过程。是一个物质流动、信息流动和能量流动的综合动态过程。第8页/共106

5、页9二、工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一系列工序组成的，毛坯依次通过这些工序变为成品。工序是工艺过程的基本组成部分。表1-4,5 机械加工工艺过程卡片,机械加工工序卡片1 工序 在一个工作地点上、对一个工件(或组工件)进行加工所进行的连续工作过程叫工序。划分工序的依据：1.工序中的工人、工件和所用机床或工作地点是否改变；2.二 加工过程是否连续完成：如车床上的粗、精加工。第9页/共106页10第10页/共106页11工序工序工工 序序 内内 容容设设 备备1(1)(1)粗车粗车大端面大端面、大外圆，钻孔；大外圆，钻孔；(2)(2)调头调头,粗车粗车小端面小端面、小外圆小外圆、台阶端面，台

6、阶端面，精车精车小端面小端面、小外圆小外圆、台阶端面台阶端面,倒角；倒角；(3)(3)调头调头精车精车大端面大端面、大外圆大外圆,精镗孔精镗孔,倒角倒角车车 床床2磨小端面磨小端面磨床磨床3滚齿滚齿滚齿机滚齿机4插键槽插键槽插插 床床5检验检验检验台检验台单件小批生产第11页/共106页12工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备1粗车大端面、大外圆，钻孔，内倒角粗车大端面、大外圆，钻孔，内倒角车床车床 1 12粗车小端面、小外圆、台阶端面，内倒角粗车小端面、小外圆、台阶端面，内倒角车床车床 2 23拉孔拉孔拉床拉床4精车小端面、小外圆、台阶端面，外倒角精车小端面、小外圆、台阶端面，外倒角

7、车床车床 3 35精车大端面、大外圆、台阶，倒角精车大端面、大外圆、台阶，倒角车床车床 4 46滚齿滚齿滚齿机滚齿机7拉键槽拉键槽拉床拉床8检验检验检验台检验台大批生产第12页/共106页13合并工步 为简化工艺文件，对于在一次安装中连续进行的若干相同的工步，常可看为一个工步。如用一把钻头连续钻削几个相同尺寸的孔就认为是一个工步。2工步 工序可细分为多个工步。当加工表面不变，切削刀具不变，切削用量中的切削速度和进给量不变的情况下所完成的那一部分工艺过程称为工步。在大批量车削齿轮时，工序1包括下列4工步：粗车大端面；粗车大外圆；钻孔；倒角。第13页/共106页14复合工步 为了提高生产效率，用几

8、把不同的刀具或复合刀具同时加工一个工件上的几个表面看成是一个工步。如图所示。图73复合工步第14页/共106页15 3走刀 在一个工步中，用同一刀具、同一切削用量，对同一表面进行多次切削时，相对被加工表面移动一次，切去一层金属的过程，称为走刀，如图77所示。一个工步可包括一次或几次走刀。图74以棒料加工阶梯轴第15页/共106页164.安装 工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。在一个工序内，工件的加工可能只需安装一次也可能需要安装几次。工件加工中应尽量减少安装次数，因为多一次安装就多一次安装误差，且增加安装工件的辅助时间。第16页/共106页175.工位 为了减少工件的安装次数，在加工

9、中常采用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具及多轴机床。工件在一 次安装中，在机床上所占有的每一个位置上所完成的那一部分工作称为工位。多工位加工的好处：减少工件安装次数，缩短辅助时间，提高生产率，有利于保证加工精度。利用回转工作台的多工位加工钻孔扩孔铰孔第17页/共106页18三、生产纲领、生产类型及其工艺特征1.生产纲领 生产纲领指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期通常为1年，生产纲领也称产品的年生产量。零件的生产纲领要计入备品及废品的数量。2.生产类型 生产类型是指企业生产专业化程度的分类。产品的生产纲领决定了工厂的生产规模和生产方式。根据生产纲领、产品的复杂程度和质量的大小

10、，生产方式可分为大量生产、成批生产(大批、中批与小批生产)和单件生产三种类型。第18页/共106页19(1)(1)单件生产单件生产 单件生产的基本持点是生产的产品品种繁多，每种产单件生产的基本持点是生产的产品品种繁多，每种产品仅制造一个或少数几个少再重复生产。品仅制造一个或少数几个少再重复生产。(2)(2)成批生产成批生产 一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地的加工对象周期性地重复。有一定的数量，工作地的加工对象周期性地重复。(3)(3)大量生产大量生产 产品的数量很大，大多数工作地按照一定的生产节拍产品的数量很大，大

11、多数工作地按照一定的生产节拍进行某种零件的某道工序的重复加工。进行某种零件的某道工序的重复加工。小批生产和单件生产相似小批生产和单件生产相似,常称单件小批生产常称单件小批生产,大批生产和大量生产相似大批生产和大量生产相似,常称大批大量生产。常称大批大量生产。第19页/共106页20生产类型生产类型重型机械重型机械(W200Kg)中型机械中型机械(W200Kg)小型机械小型机械(W200Kg)单件生产单件生产5 5以下以下2020100100小批生产小批生产5 510102020200200100100500500中批生产中批生产-20020050050050050050005000大批生产大批

12、生产-50050050005000500050005000050000大量生产大量生产-500050005000050000注：W为零件的质量。表7-3 生产类型与生产纲领的关系第20页/共106页21各种生产类型的工艺过程特点生产类型生产类型单件、小批生产单件、小批生产成批生产成批生产大批、大量生产大批、大量生产加工对象加工对象经常换，不固定经常换，不固定周期性更换周期性更换固定不变固定不变零件互换性零件互换性配对制造配对制造,无互无互换性换性,广泛用于广泛用于钳工修配钳工修配普遍具有互换性普遍具有互换性,一般不用试配一般不用试配全部互换全部互换,某些高精度配某些高精度配合件采用分组装配、配

13、研合件采用分组装配、配研或配磨或配磨毛坯制造与毛坯制造与加工余量加工余量木模手工造型或木模手工造型或自由锻造，毛坯自由锻造，毛坯精度低，加工余精度低，加工余量大量大部分用金属模或部分用金属模或模锻，毛坯精度模锻，毛坯精度及加工余量中等及加工余量中等广泛采用金属模机器造型、广泛采用金属模机器造型、精密铸造、模锻或其它高精密铸造、模锻或其它高效成型方法，毛坯精度高效成型方法，毛坯精度高及加工余量较小及加工余量较小机床设备及机床设备及布置布置通用设备，极少通用设备，极少用数控机床，按用数控机床，按机群布置机群布置通用机床及部分通用机床及部分高效专用机床和高效专用机床和数控机床等，按数控机床等，按零件

14、类别分工段零件类别分工段布置布置广泛采用高效专用机床信广泛采用高效专用机床信自动机床，按流水线排列自动机床，按流水线排列或采用自动线或采用自动线第21页/共106页22各种生产类型的工艺过程特点(续)生产类型生产类型单件、小批生产单件、小批生产成批生产成批生产大批、大量生产大批、大量生产夹具与安装夹具与安装多用通用夹具，多用通用夹具，极少用专用夹具，极少用专用夹具，通常用划线找正通常用划线找正广泛使用专用夹具，广泛使用专用夹具，部分用划线找正，部分用划线找正，广泛使用高效能的广泛使用高效能的专用夹具专用夹具尺寸获得方法尺寸获得方法试切法试切法调整法调整法调整法及自动化调整法及自动化刀具与量具刀

15、具与量具多用通用刀具与多用通用刀具与万能量具万能量具较多采用专用夹具较多采用专用夹具与量具与量具广泛使用高效能的广泛使用高效能的专用刀具与量具专用刀具与量具工艺规程工艺规程有简单的工艺路有简单的工艺路线卡线卡有工艺规程，对关有工艺规程，对关键工序有详细的工键工序有详细的工艺规程艺规程有详细的工艺规程有详细的工艺规程生产率生产率低低中中高高成成 本本高高中中低低第22页/共106页23一、工件的安装与基准7.2安装与定位1.工件的安装定位:为使工件获得所需的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量，在其机械加工过程中，使工件相对与机床、刀具占据一个正确位置的过程。夹紧:使工件在加工过程中保持所占据

16、的确定位置不变的过程称。安装(装夹):定位与夹紧的总称。工件安装的好坏将直接影响零件的加工精度,而安装的快慢则影响生产率的高低。第23页/共106页241)直接找正安装 直接找正安装是用划针或百分表等直接在机床上找正工件的位置。图7-6 直接找正安装特 点:生产率低,适用于单件、小批量生产,形状简单的零件,对工人技术水平要求高。第24页/共106页252)划线找正安装 是用划针根据毛坏或半成品上所划的线为基准，找正它在机床上正确位置的一种装夹方法。特 点:划线费时，技术水平要求高,定位精度不高。此安装只用于批量不大、形状复杂而笨重的工件,或毛坯的尺寸公差很大而无法采用夹具装夹的工件。图7-7按

17、划线找正装夹第25页/共106页263).专用夹具安装 利用专用夹具上的定位夹紧元件能使工件迅速获得正确位置，并固定在夹具和机床上。特 点：定位方便、定位精度高、定位稳定，安装效率高；生产率高，工件精度稳定；工人技术水平要求低，适用于批量生产。第26页/共106页272基准及其分类 基准就是“依据”的意思,在零件工作图或实际零件上,总要依据一些指定的点、线、面,来确定另一些点、线、面的位置。这些作为依据的点、线、面称为基准。包括设计基准和制造基准。制造基准:在制造过程(包括加工、定位、度量、装配)中采用的各种基准总称,又称工艺基准。包括工序基准、定位基准、度量基准和装配基准。设计基准：在设计零

18、件图样时,以确定其他点、线、面位置的基准,即零件图纸上标注尺寸的起点，或中心线、对称线、圆心等。第27页/共106页281)设计基准M第28页/共106页292)制造基准(工艺基准)(a)工序基准(或原始基准)在工序简图上用来确定本工序加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。工序尺寸 a、b、F、C加工：E面 F D面 C基准：B面 O轴线 E面 O轴线 第29页/共106页30(b)定位基准 工件在夹具或机床上定位时，用以确定工件在工序尺寸方向上相对于刀具的正确位置的基准。作为定位基准的点或线,是以具体表面(基面)来体现的。对不同的工序尺寸,其定位基准的表面也不同。加工E面 FA B面基准D

19、面CF E面第30页/共106页31(c)度量基准 用于检验已加工表面的尺寸及各表面之间位置精度的基准。图710轴套圆跳动检验 孔的轴线是用锥度心轴检验齿轮外圆和两个端面相对孔轴线的圆跳动时的度量基准。第31页/共106页32(d)装配基准 在机器装配中,用于确定零件或部件在机器中正确位置的基准。如图所示轴套，其孔以一定的配合精度安装在轴上决定其径向位置，并以端面A紧贴轴肩决定其轴向位置，轴套孔的轴线和端面A即为装配基准。图711 轴套的装配基准 第32页/共106页33二、工件在夹具中的定位 1.定位与夹紧 定位与夹紧是安装工件的两个有联系的过程。工件在夹具中定位是要确定工件与夹具定位元件的

20、相对位置，并通过导引元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置，从而满足加工精度的要求。在工件定位以后，为了使工件在切削力等作用下能保持既定的位置不变，需将工件紧固。有些机构能使工件的定位与夹紧同时完成，例如三爪自定心卡盘。第33页/共106页342.工件定位的基本原理工件的六个自由度Z沿x、y、z轴的移动X绕x、y、z轴的转动XY三维坐标系ZY第34页/共106页35工件加工时，需限制几个自由度呢?保证加工尺寸Aa，需限制工件的Z、X、Y保证加工尺寸Bb，需限制工件的X、Z 保证加工尺寸Cc，需限制工件的Y 为保证全部加工要求，该工件定位时，应限制它所有的六个自由度。第35页/共106页3

21、6X、Y、ZX、Z如何限制工件的自由度？Y第36页/共106页37六点定位原理六点定位原理 六个按一定规则布置的约束点就可以限制六个自由度，使工件在空间的位置完全确定。在夹具中，限制工件的自由度可用定位支承点来实现，一个定位支承点限制一个自由度。如何限制工件的自由度？第37页/共106页38 六点定位也适用于其他形状的工件，只是定位支承点的分布方式有所不同。X、Y、Z圆盘几何体的定位,圆盘的端面为主要定位基准。防转支承点4定位支承点1、2、3定位销的定位支承点5、6X、Y Z第38页/共106页39 在实际定位中，定位支承点并不一定就是一个真正的点，也可能是一线段或一小面积；通常所说“几点定位

22、”仅是指某种定位中数个定位支承点的综合结果，而非某一定位支承点限制了某一自由度。如图:AB 定位基准是长圆柱面的轴线、后端面和键槽侧面.长V形块“四点定位”,A面布置两点(定位点1、2),B面布置两点(定位点4、5)，限制了工件的 四个自由度；定位支承点3限制了工件的 自由度；销可简化为支承点6限制 自由度,共限制六个自由度。X、Z、X、Z YY第39页/共106页40“夹紧”能否取代“定位”？夹紧不能取代定位！自由度X未限制,导致的后果是：举例：定位板：两挡销：Y、ZX、Y、Z 第40页/共106页413.限制工件自由度与加工技术要求的关系 工件在夹具中定位时，并非所有情况都必须完全定位。设

23、计工件的定位方案时，应首先分析必须限制那些自由度，然后在夹具中配置相应的定位元件。工件所需限制的自由度,主要取决于本工序的加工要求。对空间直角坐标系来说，工件在某个方面有加工要求，则在那个方面的自由度就应予以限制。第41页/共106页42图716 限制工件自由度分析槽有深度与宽度要求，应限制；槽两侧面的中心平面对轴线的重合,及侧面与底面对轴线的平行度有要求,应限制。通槽，可以不限制；加工的是轴，也不限制。X、ZX、ZYY第42页/共106页43 正确的定位形式有完全定位和不完全定位两种。完全定位:工件的六个自由度完全被限制而在夹具中有完全确定的唯一位置。完全定位适合较复杂工件的加工。不完全定位

24、:在满足加工要求的情况下，工件被限制(定位)的自由度数不足六个。在设计定位方案时，对不必要限制的自由度，一般不应布置定位元件，否则将使夹具结构复杂化。但有时为了使加工过程顺利，在一些没有加工尺寸要求的方向也需要对该自由度加以限制。第43页/共106页444.欠定位与过定位a)欠定位 是指工件实际定位所限制的自由度数目，少于按其加工要求所必须限制的自由度数目。欠定位是不允许出现的。欠定位不能保证工件在夹具中占据正确位置，必然无法保证工件所规定的加工要求。铣不通槽轴在铣床上的三爪自定心卡盘和后顶尖上定位简图工件的自由度 X 未被限制,则键槽的长度L不能保证一致。第44页/共106页45 如果工件上

25、的各定位基准面之间以及各定位元件之间的位置精度都很高，这时，即使采用了过定位，也不会造成不良后果，反而提高了工件在加工中的支承刚度和稳定性，这种情况下的过定位是可以采用的，实际生产中也经常使用。(1)使工件定位不确定、安装不平稳；(2)使工件安装困难；(3)夹紧后会使工件或定位元件产生变形(见举例1和2)。b)过定位(或超定位或重复定位)过定位的定义 过定位的不良后果工件重复限制了，出现了过定位，工件无法安装。车削轴类零件,工件常用前顶尖(固定式)和后顶尖(活动式)定位,若将后顶尖换成固定式顶尖,将产生什么问题？第45页/共106页46图7-19 工件的过定位心 轴大支撑板Y、Z、Y、Z X、

26、Y、Z Y、Z 被重复定位举例1第46页/共106页47过定位的改进方法心轴短圆柱销大支撑板X、Y、Z短圆柱销Y、Z 当加工表面与工件的大端面有较高的位置精度要求时，可采用此图的定位方案。第47页/共106页48大支撑板小支撑板心轴小支撑板Y、Z、Y、Z X 当加工表面与工件内孔有较高的位置精度要求时，则采用此图的定位 方案。第48页/共106页49连杆的过定位举例2X、Y、X、Y Z、X、YZ长圆柱销支 承 板止 销 X、Y 被重复定位,后果见图（c）第49页/共106页505.定位方式与定位元件 工件的定位表面有各种形式，如平面、外圆、内孔扣成形表面等。对于这些表面可以采用不同的方法来实现

27、定位。根据工件的加上要求，除合理分布定位支承点外，还要正确考虑定位方法和选用恰当的定位元件。长三爪夹头短三爪夹头第50页/共106页51根根据据零零件件结结构构、加加工工要要求求需需限限制制的的自自由由度度第51页/共106页52根根据据零零件件结结构构、加加工工要要求求需需限限制制的的自自由由度度第52页/共106页53根根据据零零件件结结构构、加加工工要要求求需需限限制制的的自自由由度度第53页/共106页54典型定位元件的定位分析典型定位元件的定位分析第54页/共106页55第55页/共106页56第56页/共106页57第57页/共106页58第58页/共106页59 在零件加工过程中

28、，合理选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置精度有着决定性的作用。用毛坯表面(未经加工表面)作为定位基准的叫粗基准，而用已加工面作为定位基准的则叫精基准。三.定位基准的选择1.粗基准的选择 一是要保证各加工表面有足够的余量，二是保证不加工表面的位置与尺寸符合图样要求。1).保证加工表面加工余量合理分配 为保证重要表面的加工余量小而均匀,应选择重要加工面为粗基准。第59页/共106页607-20图721最小余量表面作为粗基准 为保证各个加工面具有足够的加余量，应选择毛坯余量最小的面为粗加工基准。第60页/共106页612).保证相互位置要求如加工表面与非加工表面有位置要求，则应以此非加工面作粗基

29、准，这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误差最小，有时还可能在一次装夹中加工出更多的表面。第61页/共106页623）方便工件装夹与定位可靠 为保证定位准确、夹紧可靠,粗基准表面应尽量平整光洁,有足够大的面积,避开飞边、浇道、冒口等缺陷。4）粗基准不重复使用 粗基准一般只在第一道工序中使用，以后应尽量避免重复使用。因为作为粗基准的表面粗糙而不规则，多次使用易导致较大的定位误差，无法保证各加工表面之间的位置精度。故一般情况下，粗基准不宜重复使用.第62页/共106页632.精基准的选择 为避免基准不重合而产生产生的误差，应尽可能选用设计基准或工序基准作为精基准。若加工的是最终工序，所选择的定位

30、基准应与设计基准重合，若加工的为中间工序，则应尽量采用工序基准。图723 加工箱体孔选用的精基准 基准重合原则第63页/共106页64图724 基准不重合误差示例A面和B面：定位基准与设计基准重合 A面和C面：定位基准与设计基准不重合第64页/共106页65 在工件加工过程中应尽可能选用统一的定位基准称为基准统一原则。耍遵循基准重合原则,就有较多定位基准,因而夹具种类也较多。为了减少夹具种类,简化夹具结构,可设法在工件上找到一组基准,或者在工件上专门设计一组定位面,用它们来定位加工工件上多个表面,遵循基准统一原则。为满足工艺需要，在工件上专门设计的定位而称为辅助基准。常见的辅助基准有轴类工件的

31、中心、箱体工件的两工艺孔、工艺凸台和活塞类工件的内止口和中心孔。基准统一原则第65页/共106页66 为满足工艺需要，在工件上专门设计的定位而称为辅助基准。常见的辅助基准有轴类工件的中心、箱体工件的两工艺孔、工艺凸台和活塞类工件的内止口和中心孔。例如柴油机机体加工自动线上，常以一面两孔作为统一基准进行平面和孔系的加工。采用基准统一的原则，还可以简化工艺过程，避免基准转换过多，在一次装夹中加工出的表面其位置精度高。但在选用的统一基准与设计基准不重合时，存在基准不重合误差，其定位精度较基准重合时低。第66页/共106页67 在精加工或光整加工工序中要求加工余量小而均匀时，可以选择加工表面本身作为定

32、位基准这就称为自为基准。如图为镗连杆小头孔时，以加工表面小头孔作为定位基准的夹具。自为基准原则 另外，如浮动镗孔、浮动铰孔和珩磨等孔加工方法都是自为基准的实例。第67页/共106页68 对于相互位置精度要求较高的表面，往往来用互为基准，反复加工的方法予以保证。例如：精密齿轮的精加工；车床主轴的主轴颈和前端锥孔的的加工。互为基准原则730第68页/共106页69 除以上选择原则以外，所选择的精基准应能保证定位准确、可靠、夹紧机构简单，操作方便。必须指出，精基准的选择不能单考虑本工序定位夹紧是否合适，而应结合整个工艺路线统一全面考虑。上述粗、精基准选择的各条原则,都是在保证工件加工质量的前提下,从

33、不同角度提出的工艺要求和保证的措施，有时这些要求和措施产生矛盾,在制订工艺规程时必须结合具体情况,进行全面系统的分析,分清主次,解决主要问题。第69页/共106页70 在设计零件时,不仅要考虑到零件的使用要求，还要考虑到设计出来的零件是否符合加工工艺,也就是零件的结构工艺性。零件结构工艺性的好坏是相对的,它与其加工方法和生产率、生产类型,设备条件和工艺过程有着密切的联系。7.3零件加工的结构工艺性一.零件的结构便于加工第70页/共106页711应留有退刀槽、空刀槽和越程槽越程槽退刀槽空刀槽第71页/共106页722凸台的孔要留有加工空间 3避免弯曲孔第72页/共106页734孔轴线应与其端面垂

34、直图7-32轴上的油孔 第73页/共106页745 同类要素要统一 同一工件上的退刀槽、过渡圆尺寸及形状应该一致可减少换刀时间,减少辅助时间。第74页/共106页756.尽量减少走刀次数 同一面上的凸台应设计得一样高，从而减少工件安装次数和对刀时间。7.将零件中难加工的 部位进行合理的拆分 第75页/共106页76二、尽量减少不必要的加工面积第76页/共106页77三、零件的结构应便于安装 1增加工艺凸台第77页/共106页782增加辅助安装面第78页/共106页79四、提高标准化程度1.应尽量采用标准件和标准化参数设计,以降低成本2.尽量选用标准刀具加工工件,这样不用特制刀具第79页/共10

35、6页80 拟定零件的机械加工工艺路线是制订工艺规程的一项重要工作。7.4工艺规程的编制过程 拟定工艺路线需解决的主要问题：选定各表面的加工方法；划分加工阶段；安排工序的先后顺序；确定工序的集中与分散程度。第80页/共106页81一、表面加工方法的选择 加工经济精度是指在正常加工条件下(采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人,不延长加工时间)所能保证的加工精度。1.确定加工方法的经济精度及表面粗糙度 每一种加工方法都有一个经济的加工精度范围,如:用 普 通 车床 加 工 外圆：IT8IT9，Ra1.252.5m；用普通外圆磨床磨外圆：IT5IT6，Ra0.20.4m。第81页/共1

36、06页82例加工25H7，Ra0.8m的孔有四种加工方案：钻孔-扩孔-粗铰-精铰；钻孔-粗镗-半精镗-磨削；钻孔-粗镗-半精镗-精镗-精细镗；钻-拉。3.选择加工方法的步骤：先确定被加工零件主要表面的最终加工方法，后再选择前面一系列工序的加工方法和顺序，即：提出方案比较方案确定方案2.技术要求是决定表面加工方法的首要因素第82页/共106页834.各表面加工方法初步选定后,再综合考虑为保证各 加工表面位置精度要求而采取的工艺措施。5.要考虑生产类型(即生产率和经济性)。6.要考虑零件结构、加工表面的特点和材料性质等。7.选择加工方法要考虑本厂的生产条件。8.零件由外圆、孔、平面及各种成形表面等

37、组成，熟悉和掌握典型表面的各种加工方案(见表7-5见P21)对制订零件加工工艺过程十分必要。第83页/共106页84二、加工阶段的划分1.零件加工过程常划分为以下几个阶段：序号序号 阶段阶段尺寸精度尺寸精度R Ra a(m)(m)1粗加工粗加工IT12IT12以下以下12.512.52半精加工半精加工IT10IT10IT12IT126.36.33.23.23精加工精加工IT7IT7IT10IT101.61.60.40.44光整加工光整加工IT5IT5以上以上0.20.22.划分加工阶段的必要性（1）保证加工质量（2）合理地使用机床设备（3）粗、精加工分开（4）表面粗加工安排在最后 用组合机床和

38、自动机床加工零件，常不划分加工阶段。第84页/共106页85三、工序的集中与分散工序集中：在每道工序中安排的加工内容多,则一个零件的加工将集中在少数工序里完成,则工艺路线短,工序少。工序分散：在每道工序中安排的加工内容少,则一个零件的加工分散在很多工序里完成,则工艺路线长,工序多。1.工序集中的特点(1)可提高生产率(采用专用设备和工艺装备)。(2)减少了工件的装夹次数。(3)简化了生产计划和组织工作。(4)生产准备周期长，更换产品较难。第85页/共106页862.工序分散的特点 工序集中或分散程度，主要取决于生产类型、零件结构特点及技术要求。小批量生产多采用工序集中。大批量生产采用工序集中或

39、分散均可。由于数控机床、柔性制造单元和柔性制造系统等的发展，现代生产多趋于工序集中。（1）设备和工艺装备比较简单，调整比较容易。（2）工艺路线长,设备和工人数量多,生产占地面积大。（3）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。（4）容易变换产品。第86页/共106页87 先基准面，后其他面；先主要表面，后次要表面；先主要平面，后主要孔；先安排粗加工工序，后安排精加工工序。四、工序的安排加工前的检查：X射线探伤、超声波探伤等；各工序操作者自检；一车间另一车间的前后；粗加工后；重要工序(精加工)前后：荧光检查和磁力探伤；全部加工后：密封性检验、平衡检验等。2.检验工序的安排1机加工工序的安排第87页

40、/共106页883.热处理工序的安排1预备热处理预备热处理粗加工前：粗加工前：退火退火/正火正火粗加工后：粗加工后：调质调质2最终热处理最终热处理半精加工后：半精加工后：调质调质/淬火淬火/渗碳淬火渗碳淬火 粗磨后粗磨后/精磨前：精磨前：氮化处理氮化处理3时效处理时效处理一般精度：一般精度：粗加工前粗加工前/后后,一次一次 较高精度：较高精度：粗加工粗加工/半精加工后半精加工后,一次一次 很高精度：很高精度：多次多次4表面处理表面处理最后安排：最后安排：镀金属镀金属/涂油漆涂油漆/磷化磷化/发蓝发蓝/发黑发黑/钝化钝化/阳极氧化等阳极氧化等第88页/共106页891加工余量的概念加工总余量：毛

41、坯成品，切削金属总厚度；五、加工余量的确定工序加工余量：每个工序切掉的金属厚度。工序加工余量又分为最小余量、最大余量和公称余量。最小余量：该工序切除金属层的最小厚度；相当于上工序为最小工序尺寸，而本工序为最大尺寸的加工余量(指外表面)。最大余量：相当于上工序为最大尺寸，而本工序为最小尺寸的加工余量(指外表面)。公称余量：该工序的最小余量上工序的公差。第89页/共106页90Z=Zmin+1Zmax=Z+2=Zmin+1+2式中Z-本工序的公称余量Zmin-本工序的最小余量Zmax-本工序的最大余量1-上工序的工序尺寸公差2-本工序的工序尺寸公差总余量不包括最后一道工序的公差2加工余量的确定查表

42、法经验法计算法图742加工顺序示意图第90页/共106页917.6典型零件加工工艺过程一、轴类零件的加工工艺过程1.概述(1)轴的功能与结构特点轴类零件主要用来支承传动零件和传递转短。一般由内、外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键及键槽等组成。(2)轴的技术要求a.尺寸精度:一般IT6IT9，表面粗糙Ra6.30.4m;b.形状精度:圆度、圆柱度应在公差范围之内;c.位置精度:同轴度，垂直度，对称度等。第91页/共106页92(3)轴的材料及热处理不重要轴：Q235、Q255、Q275等，不热处理一般轴：35、40、45、50等，正火、调质、淬火等重要轴：40Cr、GCrl5、65Mn等，调质和表面淬

43、火等(4)轴的毛坯圆钢：光轴和直径相差不大的阶梯轴锻件：直径相差较大的阶梯轴及较重要的轴球铁件：大型异形轴第92页/共106页932.轴的加工过程工工 序序内内 容容 预备加工预备加工 校直、切断、端面加工和钻中心孔等校直、切断、端面加工和钻中心孔等 粗粗 车车粗车直径不同的外圆和端面粗车直径不同的外圆和端面 热热 处处 理理正火、调质等正火、调质等 精精 车车修研中心孔后精车外圆、端面及螺纹等修研中心孔后精车外圆、端面及螺纹等 其他工序其他工序 铣键槽、花键、钻孔等铣键槽、花键、钻孔等 热热 处处 理理耐磨部位的表面热处理耐磨部位的表面热处理 磨削工序磨削工序 磨外圆、端面磨外圆、端面第93

44、页/共106页943.举例：挖掘机减速器中间轴(中批生产)第94页/共106页951).零件各部分的技术要求 带花键的两段外圆、50h5段外圆对轴线AB的径向圆跳动公差为0.016mm：端面对轴线AB的径向圆跳动公差为0.03mm。零件材料为20CrMnMo4，经渗碳淬火处理；渗碳层深度为 0.81.2mm，淬火硬度为5862HRC。第95页/共106页962).工艺分析 各配合表面除本身的精度和表面租糙度求要外，对轴线还有径向圆跳动的要求。可采用如下的加工方案：粗车-精车-铣花键-热处理-磨削加工3).基准选择 粗加工:选一外圆与一中心孔为定位基准。精加工:两端中心孔为粗、精加工的定位基准。

45、(符合基准同一原则和基准重合原则)热处理后-精加工前，修研中心孔。4).工艺过程(详见表7-8)第96页/共106页971.齿轮零件的结构特点 齿轮由齿圈和轮体构成。齿轮分单联、双联、三联齿轮等。2.机械加工的一般工艺过程二、齿轮类零件的加工工艺过程较高精度圆柱齿轮的加工工艺路线：制毛坯热处理齿坯加工 齿形加工齿端加工轮齿热处理 定位面的精加工齿形精加工 第97页/共106页981)齿轮的材料及热处理 齿轮材料齿轮材料热热 处处 理理齿齿 轮轮 要要 求求中碳钢中碳钢调质或表面淬火调质或表面淬火低速、轻低速、轻/中载中载,普通精度普通精度中碳合金钢中碳合金钢 调质或表面淬火调质或表面淬火较高速

46、、中较高速、中/大载荷，精度高大载荷，精度高渗碳钢渗碳钢渗碳渗碳+淬火淬火+低温回火低温回火高速、耐冲击高速、耐冲击铸铁及铸铁及其它材料其它材料轻载荷的传动齿轮轻载荷的传动齿轮2).毛坯制造 取决于齿轮的材料、结构形状、尺寸大小、使用条件及生产类型等因素。齿轮毛坯形式有棒料、锻件和铸件。第98页/共106页993).齿坯加工齿形加工前的齿轮加工称为齿坯加工。外圆、端面或内孔经常做为加工、测量和装配的基准；齿坯加工在齿轮加工总工时中占较大的比例。加工内容：齿坯的孔加工、端面和顶尖孔加工、齿圈外圆和端面的加工。加工方案主要取决于轮体结构和生产类型。a)单件小批生产时孔、端面及外圆的粗、精加工都在通

47、用车床上经两次安装完成，（内孔和基准面的精加工在一次安装内完成）第99页/共106页100b)成批生产时:采用“车一拉”的工艺方案：以齿坯外圆或轮毂定位，粗车外圆、端面和内孔；以端面支承拉出内孔(或花键孔)；以内孔定位精车外圆及端面等。c)大批大量时:采用“钻拉多刀车”的工艺方案：以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔；以端面支承进行拉孔；以内孔定位在多刀半自动车床上粗、精车外圆、端面、切槽及倒角等。第100页/共106页1015).齿端加工齿端加工的方式有倒圆、倒尖、倒例棱和去毛刺。齿端倒圆应用最广，如采用指状铣刀倒圆齿端。6).齿轮的热处理齿坯:正火(粗加工前)和调质(齿坯加工后)。轮齿:表面

48、淬硬热处理(渗碳淬火和表面淬火等)。7).精基准校正为确保齿形的加工质量，轮齿淬火后须对基准孔加以修整(拉孔和磨孔)。8).齿轮精加工以修整后的内孔定位，在磨齿机上磨齿面或在珩齿机上珩齿。第101页/共106页1023.盘状圆柱齿轮加工工艺过程举例单件小批生产第102页/共106页1031)零件的技术要求 齿外径对孔轴线的径向圆跳动公差0.025mm。端面置对20H7mm轴线的端面圆跳动公差0.01mm。精度等级为7级,模数m2,齿数Z30,材质HT200。2)工艺分析（单件小批生产）齿坯用“粗车一精车一钻一粗镗一半精镗一精镗”方案；轮齿用“滚齿一齿端加工一剃齿”方案。第103页/共106页1044)工艺过程 单件小批生产的工艺过程见表7-93)基准的选择精基准为36表面：粗/精加工车64h8mm外圆面、端面B、20 H7mm孔；齿形的加工基准端面B及20H7mm孔。齿坯的加工基准粗基准为64h8表面：加工36mm表面和端面C、D；第104页/共106页105三、套筒类零件的加工工艺过程四、箱体类零件的加工工艺过程请自学！第105页/共106页106感谢您的观看。第106页/共106页