情境一 轴类零件加工工艺编制

扬州工业职业技术学院《机械零件加工工艺编制》扬州工业职业技术学院机械工程系叶贵清(情境一轴类零件加工工艺编制)扬州工业职业技术学院情境一轴类零件加工工艺编制任务1：机械零件加工工艺编制基础知识任务2：轴类零件分析及毛坯选择任务3：轴类零件加工方案任务4：轴类零件加工工序设计扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识一、工艺过程及其组成1、生产过程和工艺过程1）生产过程：原材料成品（机器）原材料供应、运输、保存生产的技术准备毛坯的生产零件的加工装配调试油漆包装成品扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识例、汽车产品的生产过程铸铁废钢铝锭辅助材料┊热处理机械加工部件装配铸造铁粉碳粉┊粉末冶金烧结粉末冶金件铸件锻件钢板冲压铆、焊接装配油漆缸体曲轴变速箱壳体齿轮┊发动机变速器转向器驱动桥┊协作件、电器系统轮胎其它部件总装配试车汽车钢材锻造图汽车生产过程扬州工业职业技术学院2）工艺过程：生产过程中，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的过程称为工艺过程。1.1机械零件加工工艺编制基础知识工艺过程包括：(1)毛坯制造工艺过程(2)机械加工工艺过程(3)热处理工艺过程(4)装配工艺过程扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识2、工艺过程的组成1）工序(1)定义：一个或一组工人，在一个工作地（设备）对一个或几个相同的零件所连续完成的工艺过程的一部分工作，是工艺过程的基本单元。(2)要素：（工）人、（工作）地、物（工件）、连续(3)判别：工作地（或设备）是否变动，工艺内容是否连续(4)举例：阶梯轴机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，而工序又分为若干个安装、工位、工步、走刀扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识6.36.31×451×45R扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识单件小批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔车床2车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床工序号工序内容设备1铣端面、钻中心孔组合机床2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4铣键槽键槽铣床5去毛刺钳工台大批量生产的工艺过程扬州工业职业技术学院2）安装与工位安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。1.1机械零件加工工艺编制基础知识定位夹紧卸下关于安装的几个问题：（1）安装与工序的关系：一个工序中可能有几次安装工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔车床2车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床两次两次一次扬州工业职业技术学院（2）安装的次数：措施：回转式夹具；回转式工作台；复合刀具原因：减少误差；辅助时间短。原则上越少越好工件夹具回转部分夹具固定部分分度机构工位：一次安装中，工件在机床中占有的位置1.1机械零件加工工艺编制基础知识多工位加工扬州工业职业技术学院3）工步与走刀（1）工步：指加工表面和加工工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序。一个工序内可包括一个工步，也可以是几个工步。（2）工步的要素：加工表面、切削刀具、切削用量（3）工步判别：三要素中任一要素发生改变，即更换了工步工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔；调头车另一端面，钻中心孔车床2车大外圆及倒角；调头车小外圆及倒角车床3铣键槽、去毛刺铣床四个四个一个1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院（4）工步简化和复合工步：a、连续进行若干个相同的工步，习惯上可作为一个工步。b、采用多把刀同时加工几个表面的工步称为复合工步。图2-3复合工步图2-4加工四个相同表面的工步（5）走刀：在工步中，切削工具在被加工表面移动一次，切去一层金属所完成的工作。1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识工序安装1安装2工位1工位2工位1工步1工步2工步1工步1走刀1走刀2走刀1走刀1走刀1扬州工业职业技术学院二、生产类型及其工艺特点1、生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：%)1%)(1(baQnN式中Q——产品的年生产纲领，单位：台/年；n——每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；a%——备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；b%——废品率。1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院2.生产类型生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：1）单件生产2）成批生产3）大量生产1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1）单件生产产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等2）成批生产产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。根据批量的大小，又可分为小批生产、中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）3）大量生产产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院生产类型零件的年生产纲领/件重型零件（30kg以上）中型零件（4～30kg）轻型零件（4kg以下）单件生产小于5小于10小于100小批量生产5～10010～200100～500中批量生产100～300200～500500～5000大批量生产300～1000500～50005000～50000大量生产大于1000大于5000大于50000生产类型和生产纲领的关系1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院3.生产类型的工艺特征见表2—6（P14）1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院三、零件的结构工艺性2、零件结构工艺性示例1、概念所谓零件结构工艺性，是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的各个制造过程中的工艺性和切削加工工艺性等。1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院工艺凸台abcd图2-7工件便于装夹(a)(b)(c)(d)图2-8减轻零件重量1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院a）b）c）d）零件结构工艺性分析示例1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院e）f）g）h）i）j）零件结构工艺性分析示例1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院a)b)k）l）m）n）o）p）零件结构工艺性分析示例1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院q）r）s）t）u）v）零件结构工艺性分析示例1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院w）x）y）z）零件结构工艺性分析示例1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识工件在加工前在机床或夹具内所占据的准确位置，然后再夹紧的过程称为装夹制定机械加工规程时,定位基准选择是否合理,将直接影响零件加工表面的尺寸精度和相互位置精度,同时对于加工顺序的安排也有重量影响。精度和加工顺序是工艺规程的核心问题（一）基准的概念和分类（1）基准的定义：确定加工对象上几何要素间几何关系（点、线、面位置）所依据的那些点、线、面称为基准。四、工件的装夹及基准扬州工业职业技术学院设计基准在设计图样上所采用的基准MNⅠⅡⅢ图2-9柴油机机体（2）基准的分类1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识1）定位基准零件在加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准工艺基准指零件在机械加工过程中用来确定加工表面加工后尺寸、形状、位置的基准,也就是该零件在加工,测量,装配中能采用的基准扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识2）工序基准在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、位置的基准称为工序基准。工序基准可以采用工件上的实际点、线、面，也可以是工件表面的几何中心、对称面或对称线等。扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识3）测量基准零件加工后，用检测被加工的表面能依据的基准扬州工业职业技术学院4）装配基准机器装配时，用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院（二）工件的定位方法定位：零件在加工前，工件在机床或夹具中占据某一正确位置的过程定位方法（据批量、工件大小、加工精度、复杂程度）1.1机械零件加工工艺编制基础知识1）直接找正装夹效率低，找正精度较高；适用单件小批量中形状简单的工件。2）划线找正装夹通用性好，但效率低，精度不高；适用于单件小批量中形状复杂的铸件。3）夹具装夹操作简单，效率高，容易保证加工精度，适用于各种生产类型。扬州工业职业技术学院直接找正法示例a）磨内孔时工件的找正b）刨槽时工件的找正1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院划线找正法示例1.1机械零件加工工艺编制基础知识毛坯孔加工线找正线扬州工业职业技术学院用专用夹具安装工件1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院支承板支承板支承钉支承钉支承钉钻套用专用夹具安装工件1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院（三）工件定位原理简介1、六点定位原理物体的六个自由度1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院六点定位简图在机械加工中，要完全确定工件在夹具中的正确位置，必须用六个相应的支承点来限制工件的六个自由度，称为“六点定位原理”。1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院（2）常见定位分析技术要求必须限制自由度数目定位基面及支承点数目要求：不欠、不超、不重复两类自由度影响尺寸精度的自由度——第一类自由度，非要不可。影响夹紧力和切削力的自由度——第二类自由度，可要可不要1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院完全定位和不完全定位限制六个自由度限制一个或几个(少于六个)自由度1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院ZXYa）ZXYb）ZXYc）ZXYd）e）ZXYf）ZXY工件应限制的自由度1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识(a)100：；对称度：；垂直度（或平行度）(b)15：；对称度：；垂直度：。ZXYXZXYZY扬州工业职业技术学院（1）垂直度：；对称度：。（2）20±0.05：；垂直度：；对称度：。XYZXXYYZ1.1机械零件加工工艺编制基础知识扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识定位基准粗基准精基准用毛坯表面作的定位基准，起始工序所用。用已经加工过的表面作的定位基准，中间工序和最终工序所用。当根据工件加工要求确定工件应限制的自由度后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择（四）定位基准的选择扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识1.粗基准的选择床身加工粗基准的两种方案比较1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识2)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。阶梯轴粗基准的选择扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识3)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。以不加工表面为粗基准扬州工业职业技术学院1.1机械零件加工工艺编制基础知识4)选