中南大学金工实习机械加工工艺过程

第三章机械加工工艺过程返回索引1.下料2.粗车3.焊接4.精车5.磨削6.钻孔•生产过程中，直接改变毛坯形状、尺寸和性能，使之变为合格零件的过程，称为工艺过程。•工艺过程由很多工序组成。•工序是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完成的部分工艺过程。例：1.生产类型•按产量划分：1.生产类型1.单件小批生产：很少重复，重型机器和试制零件时通常是这种生产形式。2.成批生产：成批的制造某种零件，每隔一段时间又重复生产。如一般的机床制造厂的生产。3.大量生产：在大多数工作地点，经常重复进行同一种零件的某一工序生产，如汽车制造厂、轴承厂等的生产。制定生产工艺通常要根据生产类型来进行单件小批批量生产大量生产机床设备通用机床通用机床和部分专用机床广泛使用高效率的专用机床夹具通用夹具广泛使用专用夹具广泛采用高效率的专用夹具刀具量具通用刀具部分采用专用刀具和量具高效率的专用刀具和量具毛坯木模铸造和自由锻部分采用金属模铸造和模锻机器造型、压力铸造、模锻等对工人的技术要求需要技术熟练工人需要比较熟练的技术工人调整工要熟练，操作工技术要求不高1.1各种生产类型的要求和特征2.工件的安装•直接安装法：工件直接安装在工作台或采用通用夹具（三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、平口钳、电磁吸盘等标准附件），有时要对工件进行划线找正，再行夹紧。•专用夹具安装：工件安装在为其加工而专门设计的夹具中，无须找正，迅速保证工件对刀具和机床的准确定位。节约时间，生产效率高，但夹具的设计和制造需要一定的成本。3.夹具简介夹具是用来将待加工工件固定的装置。夹具一般可分为通用夹具和专用夹具两种，此外还发展了通用可调夹具、成组夹具和组合夹具等类型的夹具。3.1夹具的分类1.通用夹具：指一般已经标准化，不需特殊调整就可以用来装夹不同工件的刀具，如：三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、分度头、平口钳、电磁吸盘，通用夹具价格较低，使用范围广泛，但生产效率不如专用夹具。故一般仅适用于单件小批量生产。2.专用夹具：是指为某一零件的加工而专门设计和制造的夹具，既可以保证加工精度，又提高生产效率，但夹具需要一定的投资。所以主要用于成批及大量生产中。3.1夹具的分类3、通用可调夹具和成组夹具：通过调整或更换个别元件后，可以加工形状相似、尺寸相近、加工工艺相似的多种工件。在当前多品种小批量生产的条件下，更显示出这两类夹具的优势；4、组合夹具：用事先准备好的通用标准元件和部件组合而成的夹具。用完之后可以将这类夹具拆卸下来，更换元、部件组装成新夹具，供再次使用。3.2夹具的组成夹具一般由以下部分组成：1、定位装置：用来确定工件正确位置的装置，它包括定位元件或定位元件的组合；2、夹紧装置：工件定位后，用夹紧的力来承受切削力的机构。它包括夹紧元件或其组合；3、导向元件：用来确定刀具位置，并引导刀具进行加工的元件。4、夹具体：用来联系并固定上述各种装置和元件，使之成为一个整体的零件。3.2夹具的组成下图为在轴上钻孔时所用的一种简单夹具1、挡铁；2、V形铁；3、夹紧机构；4、工件；5、钻套；6、夹具体3.3夹具的应用下图为移动式钻模示意图，这种夹具主要用于加工小孔，它使用专门设计的导轨和定程机构来控制移动的距离（即工件上两孔的距离）。1、导轨；2、定程板4.工艺规程的拟定A.工艺分析检查图纸做出修改审查材料审查零件的结构工艺性下一步…B.毛坯的选择及加工余量的确定4.1毛坯选择及加工余量的确定•加工余量：为了加工出合格零件，必须从毛坯上切去一层金属，称加工余量。加工余量分为工序余量和总余量。某道工序切除的余量称为工序余量，各工序余量的和称总余量。•工序余量的确定：决定工序余量的大小，是在保证加工质量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响生产效率，过小不能切去工件表面的缺陷层。加工余量的确定可采用如下方法：1.根据生产经验估计2.查表：根据工艺手册查表3.计算法：可查阅“机制工艺学”有关内容。4.2定位基准的选择•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•六点定位：任何一个未被约束的物体，在空间有六个自由度。而要使物体在空间有确定的位置，必须约束这六个自由度完全定位和不完全定位实际生产过程中六点有时并不完全定位加工沟槽，六点完全定位4.3工件的基准工件的基准：在零件的设计和制造过程中，要确定一些点、线或面的位置，必须以一些指定的点、线或面作为依据，这些作为依据的点、线或面，称为基准。按照作用的不同，常把基准分为设计基准和工艺基准两类。4.3工件的基准设计基准：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轴线为基准；而两端面是互为基准。下图右：表面2和3及孔4的轴线的设计基准是表面1的。孔5的轴线的设计基准是孔4的轴线。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、轴线并不实际存在，所以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。4.3.1工艺基准工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。1、工序基准：在工艺文件上用以标定加工表面位置的基准。2、定位基准：在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中占有正确位置的点、线或面。它是工艺基准中最主要的基准。定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。定位基准可分为粗基准和精基准两种4.3.1工艺基准3、测量基准：用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。4、装配基准：用来确定零件或部件在机器中的位置的基准。4.3.2定位基准的选择•粗基准：毛坯表面的定位基准。1.选取不加工的表面作粗基准：这样可使加工表面具有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选择的粗基准的选择原则2.选取要求加工余量均匀的表面作为粗基准：这样可以保证作为粗基准的表面加工时余量均匀。粗基准的选择原则3.对于所有表面都要加工的表面，选取余量和公差最小的表面作粗基准，以避免余量不足而造成废品。粗基准的选择原则4.选取光洁、平整、面积大的表面作粗基准；5.粗基准不应重复使用。一般情况下，粗基准只允许使用一次。精基准的选择原则对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为定位基准。这种定位基准面叫做精基准。精基准的选择原则：1.基准重合原则：选用定位基准与设计基准重合的原则精基准的选择原则2.基准统一原则：位置精度要求较高的各加工表面，尽可能在多数工序中统一用同一基准。精基准的选择原则3、互为基准原则：在需要加工的各表面中，加工时互相以对方为定位基准。精基准的选择原则4、自为基准原则：以加工表面自身作为定位基准。总之，无论是粗基准还是精基准的选择，都必须首先使工件定位稳定，安全可靠，然后再考虑夹具设计容易、结构简单、成本低廉等技术经济原则。4.4机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定按三个步骤进行：1、拟定加工工艺路线分析研究零件图的各项内容及技术要求拟定零件加工的加工方法、加工方案及工艺路线。2、安排好加工工序（1）选择毛坯4.4机械加工工艺过程的制定（2）安排好切削加工工序①合理选择加工方案②合理确定基准面常见几类典型零件的加工，其基准选择的常用方法有：A.台阶轴类零件：一般选择两端中心孔作为定位基准面；对于批量很小、长度很短的轴类零件，可采用三爪卡盘在一次装夹中完成各表面的精加工。A.台阶轴类零件：4.4机械加工工艺过程的制定B.套类零件：一般选择其轴线（内孔）作为定位基准面。4.4机械加工工艺过程的制定C.箱体类零件：该类零件形状复杂，除有尺寸精度要求外，一般孔的轴线相对于底面（安装基准面）有位置度要求，因此箱体类零件多采用主要的装配基准面（一般为最大的底平面）作为定位精基准。4.4机械加工工艺过程的制定（3）安排好热处理工序①改善金属材料切削性能的热处理工序，如各种退火、正火等，一般安排在粗加工之前进行；②消除内应力的热处理工序，如中间退火、回火、时效处理等，一般安排在粗加工与精加工之间进行；③提高机械性能的热处理工序，如淬火、调质、渗碳等各种表面处理，一般安排在最终加工之前进行。4.4机械加工工艺过程的制定所有的热处理工序都是在零件最终加工之前进行，这是因为零件经过热处理工序后必有变形，最终加工时可以纠正变形带来的误差。（4）安排好检验工序在成批生产的工厂执行“自检、互检、专检”，产品经检验合格，方可出厂。量具应定期交有关部门检验，不合格的量具不允许上岗使用。4.4工艺路线的制定3、拟订加工工艺过程制定工艺规程的目的是确保产品质量、提高经济效益，同时它是确定生产人员数量以及定设备、定生产厂房面积和投资额的原始材料。安排加工顺序的原则：“基面先行、粗精分开、先粗后精、先面后孔”4.4工艺路线的制定•(1)基面先行原则,零件加工时，必须选择合适的表面作为定位基面，以便正确安装工件。在第一道工序中，只能用毛坯面(未加工面)作为定位基面，在后续工序中，为了提高加工质量，应尽量采用加工过的表面为定位基面，显然，安排加工工序时，精基面应先加工。例如，轴类零件的加工多采用中心孔为精基准。因此，安排其加工工艺时，首先应安排车端面、钻中心孔工序。•(2)粗精分开，先粗后精的原则零件加工质量要求高时，对精度要求高的表面，应划分加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段，精加工应放在最后进行。这样，有利于保证加工质量，有利于某些热处理工序的安排。4.4工艺路线的制定(3)先面后孔的原则对于箱体、支架类等零件应先加工平面后加工孔。这是因为平面的轮廓平整，安放和定位稳定可靠。先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置综上所述，一般机械加工的顺序是：先加工精基准粗加工主要面(精度要求高的表面)精加工主要面。次要表面的加工适当穿插在各阶段之间进行。5.编制工艺文件工艺文件包括：1.机械加工工艺过程卡片2.机械加工工序卡片3.机械加工工艺卡片。机械加工工艺过程卡片用于单件小批生产。它的主要作用是慨略地说明机械加工的工艺路线。机械加工工序卡片用于大批大量生产。要求工艺文件更加完整和详细，每个零件的各加工工序都要有工序卡片。机械加工工艺卡片用于成批生产。它比工艺过程卡片详细，比工序卡片简单且较灵活，介于两者之间。第八章零件表面的加工方案复习思考题1.生产类型有哪几种？不同生产类型对零件的工艺过程有哪些影响？2.机械加工中，工件的安装方法有哪几类？各适用于什么场合？3.按其用途的不同，夹具分为哪几类？各适用于什么场合？4.何谓工序余量、总余量？它们之间是什么关系?5.确定加工余量的原则是什么？目前确定加工余量的方法有哪几种？6.何谓基准？根据作用的不同，基准分为哪几种?7.切削加工工序安排的原则是什么？8.常用的工艺文件有哪几种？各适用于什么场合？9、下图所示加工小轴30件，毛坯为Φ32×104的圆钢料，若用两种方案加工，那种方案较好？为什么？a.在一台车床上逐件进行加工，即每个工件车好Φ28的一端后，立即调头车Φ16的一端；b.先整批车出Φ28一端的端面和外圆，随后仍在这台车床上车出Φ16一端的端面和外圆。第八章零件表面的加工方案10、加工轴类零件时，常以什么作为统一的精基准？为什么？11、如何保证套类零件外圆面、内孔及端面的位置精度？12、试分别拟定下图所示零件，在单件小批生产中的工艺过程。第八章零件表面的加工方案第八章零件表面的加工方案