机械加工工艺规程设计教材.pptx
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1、机械加工工艺规程机械加工工艺规程(guchng)设计设计工艺规程设计的步骤工艺规程设计的步骤工艺规程设计的步骤工艺规程设计的步骤1 1)分析零件工艺性。)分析零件工艺性。)分析零件工艺性。)分析零件工艺性。2 2)选择毛坯)选择毛坯)选择毛坯)选择毛坯(mop)(mop)。3 3)选择定位基准。)选择定位基准。)选择定位基准。)选择定位基准。4 4)拟定工艺路线。)拟定工艺路线。)拟定工艺路线。)拟定工艺路线。5 5)确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。)确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。)确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。)确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。6 6)确定各工序的
2、切削用量。)确定各工序的切削用量。)确定各工序的切削用量。)确定各工序的切削用量。7 7)填写工艺文件。)填写工艺文件。)填写工艺文件。)填写工艺文件。第一页,共50页。零件零件(ln jin)加工加工工艺性分析工艺性分析零件零件(ln jin)工艺性包括:工艺性包括:零件结构形状的合理性、几何零件结构形状的合理性、几何(jh)图素关系的确定性、精度及图素关系的确定性、精度及技术要求的可实现性、工件材料的可切削性能等技术要求的可实现性、工件材料的可切削性能等结构形状结构形状:在满足使用要求的前提下加工的可行性和经济性在满足使用要求的前提下加工的可行性和经济性。尽量避免悬臂、窄槽、内腔尖角以及刚
3、性不稳的薄壁、细长杆尽量避免悬臂、窄槽、内腔尖角以及刚性不稳的薄壁、细长杆之类的结构,减少或避免采用成型刀具加工的结构,孔系、内之类的结构,减少或避免采用成型刀具加工的结构,孔系、内转角半径等尽量按标准刀具尺寸统一以减少换刀次数,深腔处转角半径等尽量按标准刀具尺寸统一以减少换刀次数,深腔处窄槽和转角尺寸要充分考虑刀具的刚性等等。窄槽和转角尺寸要充分考虑刀具的刚性等等。几何关系几何关系:视图完整、正确,表达清楚无歧义,几何元素的:视图完整、正确,表达清楚无歧义,几何元素的关系应明确,避免在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、关系应明确,避免在图纸上可能出现加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清及尺寸
4、封闭干涉等缺陷尺寸模糊不清及尺寸封闭干涉等缺陷。第二页,共50页。零件零件(ln jin)加工工加工工艺性分析艺性分析精度与技术要求:包括尺寸精度、形位公差和表面粗糙度。精度与技术要求:包括尺寸精度、形位公差和表面粗糙度。在满足使用要求的前提下若能降低精度要求,则可降低加工在满足使用要求的前提下若能降低精度要求,则可降低加工难度,减少加工次数难度,减少加工次数(csh),提高生产率,降低成本。,提高生产率,降低成本。尺寸标注应便于编程且尽可能利于设计基准、工艺基准尺寸标注应便于编程且尽可能利于设计基准、工艺基准的统一。的统一。工件材质:零件工件材质:零件(ln jin)毛坯材料及热处理要求,是
5、选择毛坯材料及热处理要求,是选择刀具(材料、几何参数及使用寿命),确定加工工序、切削用刀具(材料、几何参数及使用寿命),确定加工工序、切削用量及选择机床的重要依据。量及选择机床的重要依据。在满足零件在满足零件(ln jin)功能的前提下,尽量使用廉价的国产功能的前提下,尽量使用廉价的国产材料,不选贵重紧缺材料。材料,不选贵重紧缺材料。第三页,共50页。确定毛坯确定毛坯(mop)(mop)的的种类种类 与零件的结构(jigu)形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯车间的具体生产条件有关。铸件(zhjin)包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂,尺寸可以相
6、当大,且吸振性能较好,但铸件的机械性能较低,一般壳体零件的毛坯多用铸件。锻件 机械性能较好,有较高的强度和冲击韧性,但毛坯的形状不宜复杂,如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。型材 包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料。棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好,但直径较小。板料常用冷冲压的方法制成零件,但毛坯的厚度不宜过大。焊接件 对尺寸较大、形状较复杂的毛坯,可采用型钢或锻件焊接成毛坯,但焊接件吸振性能差,容易变形,尺寸误差大。工程塑料 它是近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯,其形状可以很复杂,尺
7、寸精度高,但机械性能差。第四页,共50页。毛坯毛坯(mop)选择选择毛坯种类选择毛坯种类选择1)零件的材料及对零件力学性能的要求。铸铁)零件的材料及对零件力学性能的要求。铸铁铸件,高强度铸件,高强度锻件锻件(dunjin),一般性能,一般性能型材或铸钢型材或铸钢2)零件的结构形状与外形尺寸。轴)零件的结构形状与外形尺寸。轴锻件锻件(dunjin)或型材,大或型材,大件件铸件铸件3)生产类型和生产条件。小批)生产类型和生产条件。小批砂型铸或自由锻,大批砂型铸或自由锻,大批模锻、模锻、精密铸,减少粗加工量,提高效率精密铸,减少粗加工量,提高效率4)充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。)充分考虑利用
8、新工艺、新技术和新材料。毛坯形状和尺寸选择:毛坯形状和尺寸选择:(1)铸锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松)铸锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松(shsn),锻件有黑皮、飞边和凹凸不平。,锻件有黑皮、飞边和凹凸不平。(2)小、薄或组合件可考虑按多件连体备料,加工完成后再割)小、薄或组合件可考虑按多件连体备料,加工完成后再割开。开。(3)不便装夹的零件应加设装夹余料,工艺凸台、凸耳,最后)不便装夹的零件应加设装夹余料,工艺凸台、凸耳,最后去除。去除。第五页,共50页。工艺工艺(gngy)路线路线的拟定的拟定加加 工工 表表 面面加加 工工 方方 法法经济经济精度精度等等级级IT表表 面面
9、 粗粗 糙糙 度度m加加 工工 表表 面面加加 工工 方方 法法经济经济精度精度等等级级IT表表 面面 粗粗 糙糙 度度m外外圆圆柱面柱面和端面和端面粗粗车车半精半精车车精精车车粗磨粗磨精磨精磨研磨研磨超精加工超精加工金金刚车刚车111391078896556612.5503.26.30.81.60.40.80.10.40.0120.10.0120.10.0250.4圆圆柱柱孔孔钻钻孔孔粗粗镗镗半精半精镗镗精精镗镗、铰铰粗磨粗磨精磨精磨珩磨珩磨研磨研磨1112111289787867675612.5256.312.51.63.20.81.60.20.80.10.20.0250.10.0250.
10、1平平 面面粗刨(粗刨(铣铣)精刨(精刨(铣铣)粗磨粗磨11138108912.5501.66.31.255平平 面面精磨精磨刮研刮研研磨研磨676750.161.250.161.250.0060.1各种各种(zhn)表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度经济经济(jngj)精度:在正常加工条件下所能达到的加工精度及表面粗糙度精度:在正常加工条件下所能达到的加工精度及表面粗糙度第六页,共50页。选择表面加工选择表面加工(jigng)方法方法首先应了解各种加工方法所能达到的经济精度,然后考虑:首先应了解各种加工方法所能达到的经济精度,然后考虑:1)零件的材料
11、及性质。有色金属的精加工不宜采用磨削,因为)零件的材料及性质。有色金属的精加工不宜采用磨削,因为有色金属易使砂轮堵塞,因此常采用高速精细车削或金刚镗有色金属易使砂轮堵塞,因此常采用高速精细车削或金刚镗等切削加工方法等切削加工方法2)零件的形状与尺寸。形状复杂、尺寸较大的零件,其上的孔)零件的形状与尺寸。形状复杂、尺寸较大的零件,其上的孔一般不宜采用拉削或磨削;直径大于一般不宜采用拉削或磨削;直径大于60mm的孔不宜采用的孔不宜采用钻、扩、铰等钻、扩、铰等3)选择的加工方法要与生产类型相适应)选择的加工方法要与生产类型相适应。大批量生产应选用高。大批量生产应选用高生产率的和质量稳定的加工方法,而
12、单件、小批生产应尽量生产率的和质量稳定的加工方法,而单件、小批生产应尽量选择通用设备和避免采用非标准的专用刀具来加工。选择通用设备和避免采用非标准的专用刀具来加工。4)具体的生产条件)具体的生产条件。考虑工厂现有的加工设备及其工艺能力、。考虑工厂现有的加工设备及其工艺能力、工人的技术水平,以充分利用现有设备和工艺手段,同时也工人的技术水平,以充分利用现有设备和工艺手段,同时也要注意不断引进要注意不断引进(ynjn)新技术,对老设备进行技术改造,新技术,对老设备进行技术改造,挖掘企业的潜力,不断提高工艺水平挖掘企业的潜力,不断提高工艺水平第七页,共50页。基准基准(jzhn)及其分类及其分类第八
13、页,共50页。基准(jzhn)定位基准定位基准工序基准工序基准装配基准装配基准测量基准测量基准设计基准设计基准工艺基准用于确定零件上用于确定零件上其它其它(qt)点、线、面点、线、面位置所依据的那位置所依据的那些点、线、面。些点、线、面。设计图样设计图样(tyng)上所采上所采用的基准就是设用的基准就是设计基准。计基准。在加工时用于工件在加工时用于工件定位的基准,称为定位的基准,称为定位基准。定位基准。1、粗基准、粗基准2、精基准、精基准3、辅助基准、辅助基准4、主要基准、主要基准5、附加基准、附加基准在加工中或加工在加工中或加工后用来测量工件后用来测量工件时采用的基准时采用的基准在装配时用来
14、确定零在装配时用来确定零件或部件在产品中相件或部件在产品中相对位置所采用的基准对位置所采用的基准在工序图上使用的基准。在工序图上使用的基准。加工、测量、加工、测量、装配过程中使装配过程中使用的基准。用的基准。基准及其分类基准及其分类第九页,共50页。定位定位(dngwi)(dngwi)基准基准1 1、粗基准、粗基准(jzhn)(jzhn)2 2、精基准、精基准(jzhn)(jzhn)定位定位(dngwi)(dngwi)基准选基准选择择最初工序中采用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。在其后各工序中采用经过加工的表面作为定位基准。第十页,共50页。工件的装夹工件的装夹装夹装夹 =定位定位+夹紧夹紧
15、第十一页,共50页。定位定位(dngwi)基准的选择基准的选择o在机械加工中,无论采用哪种安装方法,都必在机械加工中,无论采用哪种安装方法,都必须使工件在机床或夹具上正确地定位须使工件在机床或夹具上正确地定位o六点定位:任何一个未被约束的物体,在空间六点定位:任何一个未被约束的物体,在空间(kngjin)有六个自由度。而要使物体在空间有六个自由度。而要使物体在空间(kngjin)有确定的位置,必须约束这六个自有确定的位置,必须约束这六个自由度由度第十二页,共50页。六点定位六点定位(dngwi)原理原理六点定位原理六点定位原理(yunl)一个自由的物体,它对三个相互垂直的坐标系来说,有六个活动
16、可能性,一个自由的物体,它对三个相互垂直的坐标系来说,有六个活动可能性,其中三种是移动,三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度,其中三种是移动,三种是转动。习惯上把这种活动的可能性称为自由度,因此空间任一自由物体共有六个自由度。如图所示,物体的六个自由因此空间任一自由物体共有六个自由度。如图所示,物体的六个自由度。欲使工件在空间取得唯一位置,则必须限制六个自由度。这就是六点定位原理度。欲使工件在空间取得唯一位置,则必须限制六个自由度。这就是六点定位原理(yunl)。第十三页,共50页。限制自由度与加工技术要求的关系限制自由度与加工技术要求的关系(gun x)(gun x)工件需限制几个
17、自由度?工件需限制几个自由度?需限制哪几个自由度?需限制哪几个自由度?完全取决于加工技完全取决于加工技术要求。术要求。第十四页,共50页。工件的四种定位工件的四种定位(dngwi)形式形式o1、完全定位与、完全定位与2、不完全定位、不完全定位o工件的六个自由度完全被限制的定位称为工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。完全定位。o按加工要求,允许按加工要求,允许(ynx)有一个或几个有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位。自由度不被限制的定位称为不完全定位。第十五页,共50页。图图7 完全完全(wnqun)定位与不完全定位与不完全(wnqun)定位定位第十六页,共50页。o3、欠
18、定位、欠定位(dngwi)与与4、过定位、过定位(dngwi)o按工序的加工要求,工件应该限制的自由度而未予限按工序的加工要求,工件应该限制的自由度而未予限制的定位制的定位(dngwi),称为欠定位,称为欠定位(dngwi)。o在确定工件定位在确定工件定位(dngwi)方案时,欠定位方案时,欠定位(dngwi)时绝对不允许的。时绝对不允许的。o工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复限工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复限制的定位制的定位(dngwi),称为过定位,称为过定位(dngwi)。o在通常情况下,应尽量避免出现过定位在通常情况下,应尽量避免出现过定位(dngwi)。第十七
19、页,共50页。工件工件(gngjin)的基准的基准工件的基准:在零件的设计和制造过程中,要工件的基准:在零件的设计和制造过程中,要确定一些点、线或面的位置,必须以一些指定确定一些点、线或面的位置,必须以一些指定的点、线或面作为依据的点、线或面作为依据(yj),这些作为依据,这些作为依据(yj)的点、线或面,称为基准。的点、线或面,称为基准。按照作用的不同,常把基准分为设计基准按照作用的不同,常把基准分为设计基准和工艺基准两类。和工艺基准两类。第十八页,共50页。工件工件(gngjin)的基准的基准设计基准:即设计零件的基准,如下图左:齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以设计基准:即设计零件的基准,如
20、下图左:齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以轴线轴线(zhu xin)为基准;而两端面是互为基准。下图右:表面为基准;而两端面是互为基准。下图右:表面2和和3及孔及孔4的轴的轴线线(zhu xin)的设计基准是表面的设计基准是表面1的。孔的。孔5的轴线的轴线(zhu xin)的设计基准是孔的设计基准是孔4的轴线的轴线(zhu xin)。工艺基准:在制造零件时所使用的基准,它又分为工序基准、定位基准、测量工艺基准:在制造零件时所使用的基准,它又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线基准、装配基准。下图左在加工时、轴线(zhu xin)并不实际存在,所以内孔并不实际存在,所以内
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