机械制造工艺学课件.ppt

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1、12023年3月3日星期五2第二章第二章 机械加工工艺规程的设计机械加工工艺规程的设计 第一节 概 述 一、机械加工工艺规程的作用 : 1工艺规程是生产准备工作的依据 2工艺规程是组织生产的指导性文件 3工艺规程是新建和扩建工厂(或车间)时的原始资料 4便于积累、交流和推广行之有效的生产经验 2023年3月3日星期五3二、机械加工工艺规程的制订程序二、机械加工工艺规程的制订程序 (一)机械加工工艺规程的设计原则 1)确保加工质量，可靠地达到产品图样所提出的全部技术条件；2)提高生产率，保证按期完成并力争超额完成生产任务；3)减少人力和物力的消耗，降低生产成本；4)尽量降低工人的劳动强度，使操作

2、工人有安全良好的工作条件。2023年3月3日星期五4(二二)机械加工工艺规程的制订步骤和内容机械加工工艺规程的制订步骤和内容 1分析研究产品的装配图和零件图(1)熟悉产品的性能、用途、工作条件(2)对装配图和零件图进行工艺审查:审查图样的完整性和正确性 、审查零件技术要求的合理性、审查零件的结构工艺性 。例如 2选择毛坯3拟订工艺路线：选择定位基准，确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序 续2023年3月3日星期五5例2-0a图示为汽车钢板弹簧和吊耳简图，试进行工艺审查。 例2-0 b如图为方头销的零件图，2H7孔要求装配时进行配作

3、，工件材料为T8A。试进行工艺审查。 1.分析研究产品的装配图和零件图举例分析研究产品的装配图和零件图举例分析结果如下2023年3月3日星期五6分析结果分析结果1. 吊耳的内侧面是要求为不接触的，粗糙度要求过高。该面的表面粗造度可由原来的Ra3.2增大到Ra12.5，这样铣削时就可相应增大进给量，提高生产率等。2. 如图所示方头销，材料的选择不合理。改进办法：选用20Cr钢。为了保证硬度要求，进行局部渗碳处理，在渗碳时，由于工件较小，对2H7处用镀铜（或其它方法）保护，配钻2H7孔时就没有任何困难了。back2023年3月3日星期五7(二二)机械加工工艺规程的制订步骤和内容机械加工工艺规程的制

4、订步骤和内容(续）续）4确定各工序所采用的设备5确定各工序所采用的工艺装备6确定各主要工序的技术要求及检验方法7确定各工序的加工余量、工序尺寸和公差8确定切削用量9确定工时定额10技术经济分析11填写工艺文件2023年3月3日星期五8三、零件的结构工艺性及毛坯选择三、零件的结构工艺性及毛坯选择(一)零件的结构工艺性1零件尺寸要合理：(1)尺寸规格尽量标准化，(2)尺寸标注要合理 。 2023年3月3日星期五9三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续）三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续）2零件结构要合理(1)零件结构应便于加工：1）退刀槽和让刀孔，2）刀具顺利地接近待加工表面 2023年3月3日星期五

5、10三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续）三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续） (1)零件结构应便于加工零件结构应便于加工3)钻孔表面应与孔的轴线垂直，4）尽量将加工表面放在零件外部 2023年3月3日星期五11三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续）三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续） (1)零件结构应便于加工零件结构应便于加工 5)配合面的数目要尽量少，6)减少零件的加工表面面积， 2023年3月3日星期五12三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续）三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续） (1)零件结构应便于加工零件结构应便于加工7)减少加工的安装次数 2023年3月3日星期五13三、零件的结构工艺性

6、及毛坯选择（续）三、零件的结构工艺性及毛坯选择（续）(2)零件结构应便于度量(3)零件结构应有足够的刚度 2023年3月3日星期五14工序举例工序举例1阶梯轴的 工艺过程将包括下列加工内容：切一端面；打中心孔；切另一端面；打另一端中心孔；车大外圆；大外圆倒角；车小外圆；小外圆倒角；铣键槽；去毛刺。 2023年3月3日星期五15序举例序举例2一个阶梯轴的生产工艺过程：一个阶梯轴的生产工艺过程：工序1：铣端面、打顶尖孔工序2：车外圆工序3：粗磨外圆工序4：热处理工序5：精磨外圆工序6：钳工修理粗磨和精磨使用同一台磨床能不能看成是一个工序呢？back2023年3月3日星期五16课堂提问课堂提问220

7、23年3月3日星期五172023年3月3日星期五182023年3月3日星期五192023年3月3日星期五20二二.定位基准选择定位基准选择1粗基准的选择原则 在选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，及保证不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合零件图样设计要求。 (1)重要表面余量均匀原则重要表面余量均匀原则 必须首先保证工件重要表面具有较小而均匀的加工余量，应选择该表面作为粗基准。 back2023年3月3日星期五21二二.定位基准选择定位基准选择(续）续） 1粗基准的选择原则粗基准的选择原则 (2)工件表面间相互位置要求原则 必须保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位

8、置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不加工的表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的不加工表面作粗基准2023年3月3日星期五22二二.定位基准选择定位基准选择(续）续） 1粗基准的选择原则粗基准的选择原则(3)余量足够原则 如果零件上各个表面均需加工，则以加工余量最小的表面作为粗基准。 2023年3月3日星期五23二二.定位基准选择定位基准选择(续）续） 1粗基准的选择原则粗基准的选择原则(4)总的材料去除量最小原则应选择加工面积大、形状复杂的表面作粗基准。如(5)定位可靠性原则作为粗基准的表面，应选用比较可靠、平整光洁的表面，以使定位准确、夹紧可靠。 (6)不重复使用原

9、则 粗基准的定位精度低，在同一尺寸方向上只允许使用一次，不能重复使用，否则定位误差太大。 2023年3月3日星期五24二二.定位基准选择定位基准选择(续）续） 2精基准的选择原则精基准的选择原则 在选择精基准时，考虑的重点是如何减少误差，保证加工精度和安装方便。 (1)基准重合原则。 应尽可能选用零件设计基准作为定位基准，以避免产生基准不重合误差。 BTBATA2023年3月3日星期五25二二.定位基准选择定位基准选择(续）续） 2精基准的选择原则精基准的选择原则(2)统一基准原则 应尽可能选用统一的精基准定位加工各表面，以保证各表面之间的相互位置精度。采用统一基准的好处在于：采用统一基准的好

10、处在于：可以在一次安装中加工几个表面，减少安装次数和安装误差，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度；有关工序所采用的夹具结构比较统一，简化夹具设计和制造，缩短生产准备时间；当产量较大时，便于采用高效率的专用设备，大幅度地提高生产率。 2023年3月3日星期五26二二.定位基准选择定位基准选择(续）续） 2精基准的选择原则精基准的选择原则(3)自为基准原则。 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择加工表面本身作为精基准。 无心磨、珩磨、铰孔及浮动镗、抛光等都是自为基准的例子。 (4)互为基准反复加工原则。 有些相互位置精度要求比较高的表面，可以采用互为基准反复加工的方法来保证。

11、(5)定位可靠性原则 精基准应平整光洁，具有相应的精度，确保定位简单准确、便于安装、夹紧可靠。 2023年3月3日星期五27三、零件表面加工方法的选择三、零件表面加工方法的选择 1加工表面本身加工要求根据每个加工表面的技术要求和各种加工方法及其组合后所能达到的经济加工精度和表面粗糙度，确定加工方法及加工方案 。所谓经济加工精度和表面粗糙度是在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。详见附录A1A10。 2被加工材料的性能 3生产类型 4本厂(或本车间)的现有设备情况及技术条件2023年3月3日星期五28四、加工顺序的安排四、加工顺序的安排机械加工工序，热处理工序，辅助工序等 。1机械加工

12、工序 ：(1)先基面后其他，(2)先粗后精 ，(3)先主后次（主要表面是指装配基面、工作表面等；次要表面是指非工作表面 ），（4）先面后孔。2热处理工序 ：热处理是用来改善材料的性能及消除内应力的。(1)预备热处理 预备热处理安排在机械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造时的内应力为主要目的。 (2)最终热处理 最终热处理安排在半精加工以后和磨削加工之前， (3)去除应力处理 最好安排在粗加工之后，精加工之前。 2023年3月3日星期五29四、加工顺序的安排四、加工顺序的安排3辅助工序 辅助工序包括工件的检验、去毛刺、去磁、清洗和涂防锈油等。1)粗加工阶段结束之后；2)重要工序之后；3)送往

13、外车间加工的前后，特别是热处理前后；4)特种性能(磁力探伤、密封性等)检验之前。 2023年3月3日星期五30五、工序的集中与分散五、工序的集中与分散 l工序集中与工序分散是拟定工艺路线的两个不同原则。 1工序集中的特点1)便于采用高效专用设备和工艺装备，来大大提高生产率；2)减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积；3)减少了工序数目，减少了运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期；4)减少了工件安装次数，不仅有利于提高生产率，而且由于在一次安装中加工许多表面，也易于保证它们之间的相互位置精度；5)因为采用的专用设备和专用工艺装备数量多而复杂，所以机床和工艺装备的调整、维修费事，

14、生产准备工作量很大。2023年3月3日星期五31五、工序的集中与分散五、工序的集中与分散2工序分散的特点1)采用比较简单的机床和工艺装备，调整容易；2)由于工序内容简单，有利于选择合理的切削用量，也有利于平衡工序时间，组织流水生产。3)生产准备工作量小，容易适应产品更换；4)对操作工人的技术要求低，或只需经过较短时间的训练；5)设备数量多，操作工人多，生产面积大。2023年3月3日星期五32六、加工阶段的划分六、加工阶段的划分 1加工阶段的划分:粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段。2.各加工阶段的目标： 3.划分加工阶段的目的 ：(1)利于保证加工质量 ，(2)便于合理使用机床

15、 ，(3)便于安排热处理工序 4.划分加工阶段的有利条件：1)粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷， 2)精加工工序安排在最后，可保护精加工后的表面少受损伤或不受损伤。 续2023年3月3日星期五33各加工阶段的目标：各加工阶段的目标：粗：其主要问题是如何获得高的生产率半精：应为主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。精：保证各主要表面达到或基本达到(精密件)图样规定的质量要求 光整 ：光整加工阶段是以提高加工的尺寸精度和减小表面粗糙度为主，一般不用以纠正形状精度和位置精度。 back2023年3月3日星期五34阶段名称目 的尺寸公差等级范围Ra值范围 (m)相应加工方法粗加工尽快从

16、毛坯上切除多余材料,使其接近零件的形状和尺寸IT12IT112512.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等半精加工进一步提高精度和降低表面粗糙度Ra值,并留下合适的加工余量,为主要表面精加工作准备IT10IT96.33.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等精加工使一般零件的主要表面达到规定的精度和粗糙度要求,或为要求很高的主要表面进行精密加工作准备一般精加工IT8IT7(精车外圆可达IT6)1.60.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗拉、粗铰等精密精加工IT7-IT6(精磨外圆可达IT5)0.80.2精磨、精拉、精铰等精密加工在精加工基础上进一步提高精度和减小表面粗糙度Ra值的加工(对于其中不提高精度,只减小表面粗糙度Ra值的加工又称光整加工)IT5IT30.10.008研磨、珩磨、超精加工、抛光等超精密加工比精密加工更高级的亚微米加工和纳米加工,只用于加工极个别的超精密零件高于IT30.012金刚石刀具切削、超精密研磨和抛光等2023年3月3日星期五35第三节第三节 机械加工的工序设计机械加工的工序设计 一、机床和工艺装备的选择 1.机床的选择原则 ：(1)机床的加工尺寸范围应尽量与