第十二章机械加工工艺规程

机械加工工艺规程

第十二章机械加工工艺规程

[ 机械制造工程 ] 精品课程小组

机械加工工艺规程教学目的与要求 : 1. 了解工艺过程的基本概念及零件工艺过程的拟定。 2. 通过对典型零件工艺过程的分析，初步掌握拟定一般零件

工艺过程的方法和程序。

教学内容： 1. 机械加工工艺过程的基本概念。 2. 工件定位与夹具。 3. 机械加工工艺过程的制订。 4. 典型零件工艺过程的实例分析。

重点：拟定零件工艺过程的原则、方法、步骤。难点：零件加工工艺过程的拟定。


概述

工艺是指制造产品的技巧、方法和程序。机械制造过程中，凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。


一、生产过程和工艺过程

1. 生产过程

由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。

包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。

第一节机械加工工艺规程的基本概念


2. 工艺过程在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。工艺过程具体可分为：

铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等工艺过程。3. 工艺过程的组成

1) 工序一个（一组）工人，在同一工作地点（同一机床），对一个（一组）零件所连续完成的那部分工艺过程。


2) 安装

3) 工位

工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。

在工件的一次安装中，通过分度（或移动）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，每一个加工位置上的安装内容为工位。。

4) 工步

加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连续完成的那部分工艺过程。


确定生产类型

零件工艺分析

确定毛坯制造方式

选择定位基准拟定工艺路线

确定各工序的设备及工艺装备

确定加工余量及工序尺寸

确定切削用量及时间定额

填写工艺文件

4. 工艺过程的内容


定位：工件相对于机床或刀具有一个正确的加工位置称为定位。

夹紧：

在加工过程中，为了使工件在各种力的作用，仍能保持其正确的位置，必须把工件压紧或夹牢，称为夹紧。

定位夹紧 = 安装+

第二节工件加工时的定位和基准


一、工件安装方式

1. 直接找正安装法

工件直接安装在机床工作台或通用夹具上。

找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具或仪表的精度，以及工人的技术水平。

所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。

（一）通用夹具


2. 划线找正安装法

划线找正装夹装夹方法是按图纸要求在工件表面上划出位置线以及加工线和找正线，装夹工件时，先在机床上按找正线找正工件位置，然后夹紧工件。

所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件、中小批量生产形状复杂、毛坯精度较低和大型工件的加工。

划线和找正的误差比较大，工件的定位精度较低，找正比较费时。


3. 利用专用夹具安装法

工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具上。

所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产形状复杂件。

高效、高质、投入多、灵活性小。


2. 工件的六点定位原理：xoy：yoz

：xoz

x y z

xz

y

注意： ⑴ 定位支承点限制工件自由度时，必须使支承点

与工件定位基准面始终紧密贴紧。② 一个支承点只限制工件的一个自由度，工件的同一自由度只能有一个支承点限制。

⑶ 夹紧定位

1. 刚体的六个自由度

二、工件的定位原理


3. 定位现象分析

① 完全定位

工件在夹具中六个自由度都被限制，工件具有唯一确定的位置。

ab c

A

BC

abc

x y z

x zy


a

A

b

C

a

b

x y z

zy

ax y z

② 不完全定位

工件在夹具中被限制的自由度数少于六个，仍能保证加工质量。

a

A


③ 欠定位

④ 过定位

x y z

只限制：

夹具中用两个或两个以上的支承点重复限制工件的某一个自由度。

a

A

b

C


为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据具体生产条件拟定合理的工艺过程，用图表（或文字）的形式写成文件 —— 工艺规程。一、对加工零件进行工艺分析

1. 检查零件的图纸是否完整正确；2. 审查零件材料的选择是否恰当；3. 审查零件的结构工艺性；4. 分析零件的技术要求；

第三节工艺路线的拟定


二、加工方法选择

1.圆表面的加工方法主要是车削和和磨削，当表面粗糙度要求较小时，还需要经光整加工。

2. 内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔以及光整加工，应根据加工要求、尺寸、具体的生产条件、批量的大小以及毛坯上有无预留加工孔合理选用。

3. 平面主要加工方法有铣削、刨削、车削、拉削及磨削等，精度要求高的表面还需经研磨或刮削加工。

4. 成形面的加工。


1. 加工阶段的划分；

⑴ 粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基准。 ⑵ 半精加工阶段：减小粗加工留下的误差，为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。 ⑶ 精加工阶段：保证各主要表面达到图纸规定的要求。 ⑷ 光整加工阶段：进一步减小表面粗糙度、提高精。

划分加工阶段的目的： ⑴ 保证加工质量； ⑵ 合理使用设备； ⑶ 及早发现毛坯的缺陷； ⑷ 便于组织生产。

三、加工顺序


2. 加工顺序的安排

1) 切削加工工序的安排 ⑴先基准后其它；⑵先粗后精；

⑶ 先主后次； ⑷ 先面后孔。

2) 热处理工序的安排

⑴ 预备热处理：安排在机械加工之前。 ⑵ 最终热处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。 ⑶ 时效处理：安排在粗加工之后。


3) 检验工序的安排

⑴ 零件从一个车间送往另一个车间的前后； ⑵ 零件粗加工阶段结束之后； ⑶ 重要工序加工的前后； ⑷ 零件全部加工结束之后。


1

1. 基准的概念及分类1) 基准

在产品的设计、制造和装配过程中，在零件图、工艺图和装配图上作为依据的点、线、面。2) 基准的分类

⑴ 设计基准：在零件图上（设计图样上）所使用的基准。

2

四、定位基准的选择


⑵ 工艺基准：在工艺过程中所依据的基准。

定位基准：装配基准：

测量基准：

装配时，用来确定零件、部件在产品中的相对位置所依据的基准。

在加工过程中，用作工件定位的基准。

测量工件被加工表面尺寸和相互位置所依据的基准。


★ 保证各重要加工表面都有足够的加工余量★ 保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度

1) 选取非加工表面为粗基准；

2. 基准的选择

（ 1 ）粗基准的选择粗基准 — 没有经过切削加工就被用作定位基准的表面。


2)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。

3) 选取与加工表面相互位置精度高的表面为粗基准。


5) 在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次。

（ 2 ）精基准的选择

精基准 —经过切削加工才用作定位基准的表面。

★“基准”重合原则；

尽可能选用设计基准为定位基准。可以避免由于基准不重合而引起的定位误差。

4) 选作粗基准的表面应尽量平整、光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、夹紧可靠。


★ “ 基准统一”原则

★“互为基准”原则

1 、 2 — 轴颈3 、 4 — 锥孔

★ 选精基准的表面应能保证零件定位准确、夹紧可靠。


六、机床与工艺装备的选择

1. 机床的选择 ⑴ 机床的精度应与工序要求的精度相适应； ⑵ 机床的生产率应与该零件生产类型相适应； ⑶ 机床的加工尺寸范围应与零件的外形尺寸相适应； ⑷ 应符合本厂现有的实际情况。

2. 工艺装备的选择 ⑴ 夹具的选择； ⑵ 刀具的选择； ⑶ 量具的选择；


七、确定加工余量 1. 加工余量为了得到一个合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属。

毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差—— 加工总余量

相邻两道工序的工序尺寸之差— 工序余量

总余量 = 工序余量之和

目的：为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，从而提高工件的加工精度、减小表面粗糙度。


余量的大小

① 前工序留下的表面质量缺陷

② 前工序的尺寸误差

③ 前工序的相对位置误差

④ 本工序的安装误差

加工外圆面：

粗车： 3 ～5mm精车： 1 ～ 1.6mm磨削

粗磨： 0.3 ～ 0.5mm精磨： 0.1mm 以下


2. 确定加工余量的方法

1) 估算法

2) 查表法

3) 计算法

仅适用单件、小批量生产。

适用一般的加工生产。应用最广泛。

适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。

八、辅助工序的安排1. 划线工序

2. 表面防护处理程序


1. 时间定额九、工序时间定额的安排

时间定额是指在一定的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需的时间消耗量。

2. 时间定额的作用

3. 时间定额的内容

1) 基本时间 Tj 2) 辅助时间 Tf

3) 工作地服务时间Tfw

4) 休息和自然需要时间TxzT 单件

=Tj+Tf+Tfw+Txz 5) 准备和终结时间Tzz

T 定额 =T 单件 +Tzz/N


第四节典型零件的工艺规程一、轴的机械加工工艺的制定


传动轴工艺过程工序号

工序名称工序内容定位基准机床

1 下料 Φ95*370热扎圆棒

2

粗车车端面、打顶尖孔外圆普通车床粗车各段外圆外圆、顶尖孔

3 热处理调质

4 半精车半精车各段外圆及端面 .到角顶尖孔普通车床

5 研磨研磨顶尖孔外圆钻床 6 精车精车 Φ55 、 Φ88达到要求顶尖孔普通车床 7 立铣铣两端键槽外圆立铣床 8 精磨精磨 Φ65两外圆达到要求顶尖孔外圆磨床

9 检验按图纸要求检查


二、圆柱齿轮的机械加工工艺过程的制定


双联齿轮工艺过程

工序号工序名称工序内容定位基准机床

1 锻胎膜锻毛坯2 热处理正火3 粗车粗车外圆和端面钻、镗花

键底孔外圆、端面六角车床

4 热处理调质处理5 拉拉花键孔花键底孔、端面拉床6 精车精车外圆、端面及槽至尺

寸要求花键孔、端面六角车床

7 检验8 滚齿滚齿 Z=39 花键底孔、端面滚齿机9 插齿插齿 Z=34 花键底孔、端面插齿机

10 倒角倒齿端圆角花键底孔、端面倒角机11 钳钳工去毛刺12 剃齿剃齿 Z=39 花键底孔、端面剃齿机13 剃齿剃齿 Z=34 花键底孔、端面剃齿机14 热处理齿部高频淬火 G52

15 推推孔修复花键孔花键底孔、端面推孔机16 珩齿 Z=39 Z=34 花键底孔、端面珩齿机

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