機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí).ppt

以亞泰老總黃來(lái)興的一句話開(kāi)始 現(xiàn)在的大學(xué)生都愿意在辦公室畫圖 我們的主要圖紙都是購(gòu)買或測(cè)繪的 懂工藝的太少 我們是有圖做不出來(lái) 一機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié)機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程第二節(jié)零件的工藝分析 重點(diǎn) 第三節(jié)毛坯的選擇第四節(jié)元件裝夾和定位基準(zhǔn)的選擇 難點(diǎn) 第五節(jié)定位誤差的分析與計(jì)算 重點(diǎn) 第六節(jié)工件的夾緊第七節(jié)工藝路線的擬定 重點(diǎn) 第八節(jié)工序尺寸及其公差的確定 難點(diǎn) 第九節(jié)機(jī)械加工生產(chǎn)率第十節(jié)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展 第一節(jié)機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程 一生產(chǎn)過(guò)程 1 生產(chǎn)過(guò)程指把原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程 機(jī)械工廠的生產(chǎn)過(guò)程一般包括原材料的驗(yàn)收 保管 運(yùn)輸 生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備 毛坯制造 零件加工 含熱處理 產(chǎn)品裝配 檢驗(yàn)以及涂裝等 二工藝過(guò)程及其組成1 工藝過(guò)程 工藝過(guò)程可根據(jù)其具體工作內(nèi)容分為鑄造 鍛造 沖壓 焊接 機(jī)械加工 熱處理 表面處理 裝配等不同的工藝過(guò)程 工藝過(guò)程 視頻 2 工藝過(guò)程由工序組成 1 工序 一個(gè) 或一組 工人 在一個(gè)工作地點(diǎn) 或一臺(tái)機(jī)床上 對(duì)同一個(gè)零件 或一組零件 進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程 2 安裝 定位 夾緊 3 工位 待加工位置 4 工步 在一道工序中 當(dāng)加工表面不變 切削工具不變 切削用量中的進(jìn)給量和切削速度基本不變的情況下所完成的那部分工藝過(guò)程 5 走刀 切去一層金屬 一個(gè)工步可以包括一次或幾次走刀 多工位加工 復(fù)合工步 階梯軸 當(dāng)加工批量較小時(shí) 其工序的劃分見(jiàn)表1 1 當(dāng)加工批量較大時(shí) 其工序劃分見(jiàn)表1 2 表1 1階梯軸加工工藝過(guò)程 生產(chǎn)批量較小時(shí) 表1 2階梯軸加工工藝過(guò)程 成批生產(chǎn)時(shí) 三生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型 1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量 2 生產(chǎn)類型 單件生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 單件生產(chǎn) 產(chǎn)品品種不固定 每一品種的產(chǎn)品數(shù)量很少 大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變 例如 重型機(jī)械 造船業(yè)等一般屬于單件生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 產(chǎn)品品種固定 每種產(chǎn)品數(shù)量很大 大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工的對(duì)象固定不變 例如 汽車 軸承制造等一般屬于大量生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 產(chǎn)品品種基本固定 但數(shù)量少 品種較多 需要周期性地輪換生產(chǎn) 大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象是周期性的變換 表1 4各種生產(chǎn)類型工藝過(guò)程的主要特點(diǎn) 單件生產(chǎn) 視頻 批量生產(chǎn) 視頻 續(xù) 四機(jī)械加工工藝規(guī)程 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)和管理工作的基本依據(jù) 工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式生產(chǎn)類型不同 所有的工藝規(guī)程的模式和內(nèi)容也不相同 1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 工藝路線 2 機(jī)械加工工藝卡片 3 機(jī)械加工工序卡片 3機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的原則 1 保證加工質(zhì)量 2 保證生產(chǎn)效率 3 較低制造成本 4 良好勞動(dòng)條件 產(chǎn)品整套裝配圖 零件圖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型毛坯情況本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件先進(jìn)技術(shù) 工藝有關(guān)手冊(cè) 圖冊(cè) 5步驟 分析研究產(chǎn)品圖紙工藝性分析選擇毛坯擬訂工藝路線選擇設(shè)備 工裝確定工序余量 工序尺寸確定切削用量 工時(shí)定額技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析填寫工藝文件 第二節(jié)零件的工藝分析 一零件圖的完整性和正確性檢查零件的視圖 尺寸 公差和技術(shù)要求是否齊全 合理 符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 若有錯(cuò)誤或遺漏 應(yīng)提出修改措施 二零件的技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面 1 加工表面的尺寸精度 2 主要加工表面的形狀精度 3 主要加工表面之間的相互位置精度 4 加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求 5 熱處理要求 6 其他要求 如動(dòng)平衡 未注圓角或倒角 去毛剌 毛坯要求等 三零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 鑄件 便于造型 拔模斜度璧厚均勻 無(wú)尖邊 尖角鍛件 形狀簡(jiǎn)單 無(wú)尖邊 尖角 飛刺 便于出模 在毛坯制造方面 在裝配方面 便于裝配 減少修配量 結(jié)構(gòu)工藝性內(nèi)容 在加工方面 合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求便于加工 減少加工數(shù)控加工工藝性分析 見(jiàn)表9 1 表1 8列出了一些零件結(jié)構(gòu)工藝性示例 表1 8零件結(jié)構(gòu)工藝性示例 續(xù) 續(xù) 第三節(jié)毛坯的選擇 選擇毛坯的基本任務(wù)是選定毛坯的制造方法及其制造精度 一毛坯的種類1 鑄件2 鍛件3 型材4 焊接件 二毛坯的選擇原則1 零件材料及力學(xué)性能要求 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小3 生產(chǎn)類型4 現(xiàn)有生產(chǎn)條件5 充分利用新工藝 新材料 第四節(jié)元件裝夾和定位基準(zhǔn)的選擇 一工件裝夾方法工件的裝夾包含兩方面的內(nèi)容 1 定位 2 夾緊1 工件的裝夾方法 1 找正裝夾法 1 直接找正 用百分表 劃線盤或目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法 直接找正裝夾 2 劃線找正 在毛坯上按照劃好的線在機(jī)床上用劃針找正的裝夾方法 劃線找正裝夾 2 夾具裝夾法用夾具裝夾 對(duì)刀或引導(dǎo)元件 夾具體 定位元件 夾緊裝置 二機(jī)床夾具組成 1 定位元件 2 夾緊裝置 3 聯(lián)接元件 4 對(duì)刀或?qū)蛟?5 夾具體 6 其他元件及裝置 三工件定位的基本原理1 六點(diǎn)定位原則工件在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度 工件能沿x y z軸線移動(dòng) 稱為移動(dòng)自由度 分別表示為 并能繞著x y z軸轉(zhuǎn)動(dòng) 稱為轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 六點(diǎn)定位原理 視頻 3 工件定位中的幾種情況 1 完全定位 2 不完全定位 3 欠定位 4 過(guò)定位 過(guò)定位造成的后果 1 使工件或夾具元件變形 引起加工誤差 2 使部分工件不能安裝 產(chǎn)生定位干涉 如一面兩銷 過(guò)定位一般是不允許的 但在精加工時(shí)也可看到 2 工藝基準(zhǔn)1 定位基準(zhǔn) 在加工時(shí) 用以確定工件的機(jī)床上或夾具中占據(jù)正確位置所采用的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn) 2 工序基準(zhǔn) 在工序圖上用以標(biāo)注本工序加工尺寸和形位公差的基準(zhǔn) 稱為工序基準(zhǔn) 3 測(cè)量基準(zhǔn) 零件檢驗(yàn)時(shí) 用以測(cè)量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn) 稱為測(cè)量基準(zhǔn) 4 裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí) 用以確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn) 稱為裝配基準(zhǔn) 2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和基準(zhǔn) 1 精基準(zhǔn)的選擇1 基準(zhǔn)重合原則 盡可能選用加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差 基準(zhǔn)不重合誤差示例 3 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對(duì)工件上位置精度要求高的表面進(jìn)行加工時(shí) 需要用兩個(gè)表面互為基準(zhǔn) 反復(fù)加工的原則 4 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序 選擇加工面本身作為定位基準(zhǔn) 稱為自為基準(zhǔn)原則 2 粗基準(zhǔn)的選擇 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)盡可能使多個(gè)加工表面和加工工序采用同一組定位基準(zhǔn) 這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 1 余量最小原則 為了保證零件各加工面都有足夠的加工余量 應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 2 重要表面原則 為了保證工件上某些重要表面的加工余量均勻 則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn) 床身加工粗基準(zhǔn)選擇 3 非加工表面原則 如果主要要求保證加工面與非加工面間的位置要求 則應(yīng)選非加工面為粗基準(zhǔn) 以求均勻 外形對(duì)稱 選非加工面為粗基準(zhǔn) 4 不重復(fù)使用原則 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 或P149圖4 4 不應(yīng)重復(fù)使用粗基準(zhǔn) 第七節(jié)工藝路線的擬定 一表面加工方法的選擇1 加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度表1 10 表1 11 表1 12摘錄了各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)粗糙度及典型的加工方案 僅供參考 表1 10外圓表面加工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度 表1 11孔加工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度 續(xù) 表1 12平面工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度 續(xù) 2 選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮的因素 1 應(yīng)考慮能獲得經(jīng)濟(jì)精度的加工方法 2 應(yīng)考慮工件材料的性質(zhì) 3 應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)和尺寸 4 應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性 5 應(yīng)考慮現(xiàn)有條件 二加工階段的劃分 二 加工階段的劃分 切除大量多余材料 主要提高生產(chǎn)率 完成次要表面加工 鉆 攻絲 銑鍵槽等 主要表面達(dá)到一定要求 為精加工作好余量準(zhǔn)備安排在熱處理前 主要表面達(dá)到圖紙要求 進(jìn)一步提高尺寸精度降低粗糙度 但不能提高形狀 位置精度 1 保證加工質(zhì)量2 合理使用設(shè)備3 便于安排熱處理工序4 便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷5 避免重要表面損傷 三工序的集中與分散1 工序集中原則主要特點(diǎn)如下 1 有利于采用高效機(jī)床和工藝裝備 生產(chǎn)效率高 2 工序數(shù)目少 設(shè)備數(shù)目少 可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積 3 工件裝夾次數(shù)少 不但可縮短了輔助時(shí)間 而且有利于保證各加工表面之間的相互位置精度 4 采用的專業(yè)設(shè)備和工藝裝備較復(fù)雜 調(diào)整 維修費(fèi)時(shí) 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大 2 工序分散原則主要特點(diǎn)如下 設(shè)備 工藝裝備相對(duì)簡(jiǎn)單 對(duì)工人技術(shù)水平要求低 轉(zhuǎn)產(chǎn)困難 四工序順序的安排 退火 用于高碳鋼 合金鋼等 降低硬度 便于切削 正火 用于低碳鋼 提高硬度 便于切削 調(diào)質(zhì) 淬火后高溫回火 淬火 滲碳 氮化等 自然時(shí)效人工時(shí)效 金屬鍍層非金屬鍍層氧化膜 質(zhì)量檢驗(yàn)特種檢驗(yàn) 無(wú)損探傷 磁力探傷 水壓 超速試驗(yàn) 去毛刺 倒鈍銳邊去磁清洗涂防銹油 五加工余量的確定1 加工余量的概念加工余量是指加工過(guò)程中從加工表面切去的金屬層厚度 加工余量可分為工序余量和總余量 加工余量 1 工序余量金屬層厚度 對(duì)于外表面對(duì)于內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)表面的加工余量是對(duì)稱加工余量對(duì)于軸對(duì)于孔 2 總加工余量其值等于某一表面的毛坯尺寸與零件尺寸之差 加工余量和加工尺寸分布圖 2 影響加工余量的因素影響加工余量的因素如下 1 前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷層 2 前工序的工序尺寸公差 3 前工序產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)誤差和位置誤差 4 本工序的裝夾誤差3 確定加工余量的方法 1 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 2 查表修正法 3 分析計(jì)算法 第八節(jié)工序尺寸及其公差的確定 一基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定1 確定各工序的加工余量 2 根據(jù)查得的余量計(jì)算各工序尺寸 3 確定各工序的尺寸公差及表面粗糙度 4 確定各工序的上 下偏差 內(nèi)孔工序尺寸計(jì)算 表1 13工序尺寸及公差的計(jì)算 單位 mm 二工藝尺寸鏈1 工藝尺寸鏈的定義和特征工藝尺寸鏈的主要特征如下 1 封閉性 2 關(guān)聯(lián)性 尺寸鏈?zhǔn)纠?2 特征 1 封閉性2 關(guān)聯(lián)性 4 增 減環(huán)判別方法 在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭順序表示各尺寸環(huán) 其中與封閉環(huán)箭頭方向相反者為增環(huán) 與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán) 舉例 極值法 1 極值法各環(huán)基本尺寸之間的關(guān)系封閉環(huán)的基本尺寸A0等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán)的基本尺寸之和 即 2 各環(huán)極限尺寸之間的關(guān)系封閉環(huán)的最大極限尺寸A0max等于增環(huán)的最大極限尺寸之和減去減環(huán)的最小極限尺寸之和 即 5 尺寸鏈計(jì)算的基本公式 封閉環(huán)的最小極限尺寸A0min等于增環(huán)的最小極限尺寸之和減去減環(huán)的最大極限尺寸之和 即 3 各環(huán)上 下偏差之間的關(guān)系封閉環(huán)的上偏差ES A0 等于增環(huán)的上偏差之和減去減環(huán)的下偏差之和 即 封閉環(huán)的下偏差EI A0 等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)的上偏差之和 即 4 各環(huán)公差之間的關(guān)系封閉環(huán)的公差T A0 等于各組成環(huán)的公差T Ai 之和 即 極值法解算尺寸鏈的特點(diǎn)是 簡(jiǎn)便 可靠 但當(dāng)封閉環(huán)公差較小 組成環(huán)數(shù)目較多時(shí) 分?jǐn)偟礁鹘M成環(huán)的公差可能過(guò)小 從而造成加工困難 制造成本增加 在此情況小 常采用概率法進(jìn)行尺寸鏈的計(jì)算 計(jì)算封閉環(huán)的豎式口訣 增環(huán)上下偏差照抄 減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào) 反號(hào) 第九節(jié)機(jī)械加工生產(chǎn)率 一時(shí)間定額單件時(shí)間 它由下述部分組成 1 基本時(shí)間書P185 2 輔助時(shí)間 3 布置工作地時(shí)間 4 休息和生理需要時(shí)間 5 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 二提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施1 縮減時(shí)間定額 1 縮減基本時(shí)間1 提高切削用量 2 減小或重合切削行程長(zhǎng)度 減小或重合切削長(zhǎng)度 3 多件加工 多件加工示意圖 2 縮減輔助時(shí)間 第十節(jié)特種加工概述 特種加工就是指那些不屬于傳統(tǒng)加工工藝范疇的加工工藝方法 特種加工可按用途分為尺寸加工和表面加工兩大類 每類中又按能量形式 作用原理分為多種不同的工藝方法 具體分類見(jiàn)表10 1 表10 1幾種常用特種加工方法的比較 一電火花加工的基本原理電火花加工原理示意圖 電火花加工表面示意圖 二電火花加工工藝特點(diǎn)和應(yīng)用 電火花可加工的異形孔的徑向截面形成 三電火花電極切割加工電火花線切割加工原理示意圖 四電解加工 電解加工成型原理 五超聲波加工 超聲波加工的特點(diǎn)及應(yīng)用 六激光加工 七超高壓水射流切割1 超高壓水射流切割的原理超高壓水射流切割原理圖 2 超高壓水射流切割的特點(diǎn)3 超高壓水射流切割的應(yīng)用 石材拼花圖案 八虛擬技術(shù) CAM 裝配過(guò)程仿真 裝配過(guò)程仿真 裝配過(guò)程仿真 數(shù)字預(yù)裝配 強(qiáng)度分析 強(qiáng)度分析 結(jié)構(gòu)分析 九數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控機(jī)床的組成及其工作原理數(shù)控機(jī)床是一種利用數(shù)控技術(shù) 準(zhǔn)確地按照事先安排好的工藝流程 實(shí)現(xiàn)規(guī)定動(dòng)作的金屬加工機(jī)床