機械加工工藝的基本知識

1/13/20231整理ppt第21章機械加工工藝的基本知識主要內(nèi)容21.1基本概念21.2毛坯的選擇21.3工件的安裝和夾具21.4工藝過程的制定21.5典型零件加工工藝過程實例本章重難點加工工藝的制定各定位元件分別限制了哪幾個自由度作業(yè):P125思考題(2)、（3）；P126(6a)1/13/20232整理ppt21.1基本概念21.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程1.生產(chǎn)過程:由原材料到生產(chǎn)出成品的全部勞動過程的總和。運輸、保管調(diào)試、包裝生產(chǎn)準備制造毛坯裝配檢驗切削加工生產(chǎn)過程1/13/20233整理ppt鑄造若干工序鍛造焊接切削加工熱處理工藝過程2.工藝過程:生產(chǎn)過程中直接改變原材料的性能、尺寸和形狀使之變成成品的過程。1/13/20234整理ppt（1）工序：工藝過程中，在一個工作地點，對一個或一組工件連續(xù)完成的那部分工藝過程。（2）安裝：是工序的組成部分。在機械加工中，一次裝夾所連續(xù)完成的那部分工藝過程。工件的安裝直接找正安裝劃線找正安裝采用夾具安裝1/13/20235整理ppt（3）工位：

為了減少工件安裝的次數(shù)，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺，回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個不同的位置進行加工。此時，工件在機床上占據(jù)的每一個位置所完成的那一部分加工過程稱為工位。（4）工步：

指工件在一個工序內(nèi)，一次安裝中，當加工表面、切削工具和切削用量中的轉(zhuǎn)速與進給量均不變條件下所完成的那部分工藝過程。（5）走刀：

在一個工步內(nèi)，若被加工表面切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進行一次切削就是一次走刀，一個工步可包括一次或幾次走刀。1/13/20236整理ppt夾具安裝1/13/20237整理ppt21.1.2生產(chǎn)類型與特征單件生產(chǎn)：單個制造機構(gòu)或尺寸不同的產(chǎn)品；成批生產(chǎn)：成批制造相同的工件；大量生產(chǎn)：一種產(chǎn)品制造數(shù)量很多，多數(shù)工作地點經(jīng)常重復(fù)地進行一種工件某一工序的加工。1．生產(chǎn)綱領(lǐng)

2．生產(chǎn)類型產(chǎn)品（或零件）的生產(chǎn)綱領(lǐng)，是包括備品和廢品在內(nèi)的該產(chǎn)品（或零件）的年產(chǎn)量。式中：N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)；Q——產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年）；n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺），α％——備品的百分率，b％——廢品的百分率。1/13/20238整理ppt1/13/20239整理ppt21.1.3制訂零件機械加工工藝規(guī)程的原則、內(nèi)容及步驟1．工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程是將零件機械加工工藝過程的有關(guān)內(nèi)容，用文件的形式寫出來。2．制定工藝規(guī)程的原則制定工藝規(guī)程的原則是，在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動消耗和最低的費用，按計劃規(guī)定的時間，可靠地加工出符合圖樣及技術(shù)要求的零件。3．制定工藝規(guī)程的內(nèi)容和步驟（1）零件圖的研究與工藝分析（2）確定生產(chǎn)類型（3）確定毛坯的種類和尺寸（4）選擇定位基準和主要表面加工方法（5）擬定零件加工的工藝路線（6）確定各工序尺寸及公差（7）確定各工序的設(shè)備、刀具、夾具、量具和其它輔助工具（8）確定切削用量和工時定額（9）確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法（10）填寫工藝文件1/13/202310整理ppt21.2毛坯選擇的一般原則21．2．1材料的使用性能原則1.零件使用條件與失效形式分析零件使用條件應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的功能和零件在產(chǎn)品中的作用進行分析。機械零件在使用過程中會因某種性能不足而出現(xiàn)相應(yīng)形式的失效。因此可根據(jù)零件的失效形式，分析得出起主導(dǎo)作用的使用性能，并以此作為選材的主要依據(jù)。

2．確定使用性能指標和數(shù)值通過分析零件工作條件和失效形式，確定零件對使用性能的要求后，必須進一步轉(zhuǎn)化為實驗室性能指標和數(shù)值，這是選材的極其重要的步驟。3.根據(jù)力學(xué)性能選材時應(yīng)注意的問題零件所要求的力學(xué)性能指標和數(shù)值確定下來之后便可進行選材。(l）學(xué)會正確使用手冊和有關(guān)資料。(2）正確使用硬度指標。(3）強度與韌性應(yīng)合理配合。1/13/202311整理ppt21.2.2材料的工藝性能原則零件都是由不同的工程材料經(jīng)過一定的加工制造而成的。因此，材料的工藝性能．即加工成合格零件的難易程度，顯然也是選材必須考慮的主要問題。21.2.3經(jīng)濟性原則1．盡量降低材料及其加工成本2．用非金屬材料代替金屬材料3．零件的總成本21.2.4毛坯的種類鑄件、鍛件、型材、組合毛坯1/13/202312整理ppt21.2.5毛坯種類的選擇毛坯選擇有兩種不同的方向：一種是使毛坯的形狀和尺寸盡量與零件接近，零件制造的大部分勞動量用于毛坯。機械加工多為精加工，勞動量和費用都比較少；另—種是毛坯的形狀及尺寸與零件相差較大，機械加工切除較多材料，其勞動量及費用也較大。毛坯選擇應(yīng)除滿足一般原則外，還要全面考慮下列一些因素的影響：1生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。2零件材料和力學(xué)性能。3滿足材料的工藝要求。1/13/202313整理ppt21.3工件的安裝與夾具21.3.1工件的安裝方式（a）直接安裝（b）夾具安裝（1）劃線找正（2）采用夾具安裝1/13/202314整理ppt21.3.2工件的基準工件基準的概念：基準就是根據(jù)的意識。零件設(shè)計與制造中，需以一些指定的點、線或面作為根據(jù)，來確定其他點、線或面的位置，這些作為根據(jù)的點、線或面稱為基準。設(shè)計基準工藝基準工藝基準定位基準度量基準裝配基準定位基準的選擇a.粗基準的選擇１）選取不加工的表面為粗基準２）選取要求余量均勻的表面為粗基準3）選取便于裝夾的表面為粗基準注意:粗基準只能在第一道工序中使用一次，不能重復(fù)使用工件的基準1/13/202315整理pptb.精基準的選擇1）基準重合原則：定位基準與設(shè)計基準重合，可避免產(chǎn)生定位誤差；2）基準統(tǒng)一原則：加工零件上某些位置精度要求較高的表面時，應(yīng)盡可能選同一定位基準，以保證各加工表面的位置精度。定位基準選擇3）選擇精度高，安裝穩(wěn)定可靠的表面作精基準1/13/202316整理pptａ.定位ｂ．六點定位原理c.定位和的夾緊概念d.六點定則是工件在機床上占有正確的位置，以保證被加工表面的精度。一個不受約束的物體在空間有六個自由度，即沿Ｘ、Ｙ、Ｚ方向的平移和繞Ｘ、Ｙ、Ｚ方向的轉(zhuǎn)動。定位是限制這些自由度，但并非限制了這些自由度物體就不能動了;因這只是定位，若需工件不動還須夾緊。六個支撐點限制工件的六個自由度。

21.3.3工件的定位原理1/13/202317整理ppt六點定則的應(yīng)用完全定位：用定位元件限制工件的六個自由度的定位方式；不完全定位：沒有完全限制六個自由度的定位方式；欠定位：該限制的自由度沒有得到限制的定位方式。

過定位（或超定位）：一個自由度同時被兩個以上的定位元件限制了的定位方式。完全定位、不完全定位是合理的定位方式，欠定位是不允許的，會影響工件加工質(zhì)量和加工精度.Yox平面z軸移動、x、y旋轉(zhuǎn)yoz平面x軸移動、z旋轉(zhuǎn)xoz平面y軸移動1/13/202318整理ppt

車削細長軸時若用三爪卡盤和前后頂尖定位時，前后頂尖已限制了x、Ｙ、Ｚ方向的平移和y、z旋轉(zhuǎn)五個自由度，而三爪卡盤又限制了Ｙ、Ｚ方向的平移，此時就出現(xiàn)了過定位，但是三爪卡盤是用來傳遞運動的，生產(chǎn)中可用卡箍來代替三爪卡盤，卡箍既可傳遞運動又不約束工件的自由度，變過定位為不完全定位。1/13/202319整理ppt工件定位x向不必限制,為五點定位四點定位1/13/202320整理ppt21.4工藝路線的擬定21.4.1加工方法的選擇根據(jù)零件各個加工表面的技術(shù)要求，來確定其加工方法及加工次數(shù)。使工件表面達到同樣質(zhì)量要求的加工方法有多種，因而在選擇從粗到精各加工方法及其步驟時，要綜合考慮各方面工藝因素的影響。綜合考慮各方面工藝因素的影響各種加工方法的精度和表面粗糙度工件材料的性質(zhì)要考慮生產(chǎn)類型考慮本廠現(xiàn)有設(shè)備及技術(shù)條件1/13/202321整理ppt21.4.2加工階段的劃分零件精度要求較高時，往往需要將加工過程劃分幾個階段，一般分為粗加工、精加工和光整加工等目的保證加工質(zhì)量；合理使用設(shè)備；合理安排熱處理工序.21.4.3工序的集中和分散所謂工序集中，就是整個工藝過程中所安排的工序數(shù)量盡量少，每個工序所加工的表面數(shù)量盡量多。而工序分散則恰恰相反，安排工序數(shù)量多，每道工序加工的表面數(shù)量少。分散到極限時，一道工序上只包含一個簡單工步的內(nèi)容。1/13/202322整理ppt21.4.4加工順序的安排（1）

機械加工順序的安排：先基面后其它先粗后精先主后次先面后孔。（2）

熱處理工序的安排：預(yù)先熱處理：調(diào)整硬度以利切削加工；時效處理：消除應(yīng)力對加工精度的影響；最終熱處理：使零件的性能達到要求。（3）

輔助工序的安排：包括檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹漆等。工序集中工序分散減少工件安裝次數(shù)采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和專用工藝裝備減少工序數(shù)目，縮短工藝路線，減少設(shè)備數(shù)量采用比較簡單的機床和工藝裝備生產(chǎn)準備工作量小，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換設(shè)備數(shù)量和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長工序集中和工序分散的特點：1/13/202323整理ppt21.5典型零件的加工工藝過程實例21.5.1軸的機械加工工藝的制定工藝分析：精度、表面粗糙度的要求；