機械加工工藝培訓(xùn)

,培訓(xùn)教材,機械加工工藝,-（切削部分）,CONTENTS,機械加工工藝過程的基本概念,第一章,機械加工方法和設(shè)備簡介,基準(zhǔn)、基準(zhǔn)系基準(zhǔn)形體,機械加工工藝規(guī)程,機械加工中的夾具、量具、刀具,表面粗糙度、形位公差,機械加工案例,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,目錄,1.1機械加工工藝的含義,1.2機械加工工藝的作用,1.3機械加工中的術(shù)語,1.4基孔制,第一章機械加工工藝過程的基本概念,工藝,是指制造產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機械制造過程中，凡是直接改變零件形狀、尺寸、相對位置和性能等，使其成為成品或半成品的過程，稱為機械制造工藝過程。它通常包括零件的制造與機器的裝配兩部分。,1.1機械加工工藝的含義,新設(shè)計和擴建工廠（車間）時，生產(chǎn)所需要的設(shè)備的種類和數(shù)量、機床的布置、車間的面積、生產(chǎn)工人的工種、等組長和數(shù)量以及輔助部門的安排等，都是以工藝規(guī)程為基礎(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)類型來確定的。,是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件,是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)預(yù)備工作的依據(jù),是新設(shè)計和擴建工廠布局的依據(jù),生產(chǎn)工人必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，檢驗人員必須按照工藝規(guī)程的要求進(jìn)行檢驗，一切有關(guān)于生產(chǎn)人員都須嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，不容擅自更改。否則，可能造成廢品，或產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率下降，甚至?xí)鹫麄€生產(chǎn)過程的混亂。但是，工藝規(guī)程也不是一成不變的，它需要不斷修改，不斷完善。,生產(chǎn)計劃和制訂，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料和毛壞的供給，工藝裝備的設(shè)計、制造與采購，機床負(fù)荷的調(diào)整，作業(yè)計劃的編排，勞動力的組織，工時定額的制訂以及成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)的。,1.2機械加工工藝的作用,加工表面、刀具、進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速不變的條件下，所連續(xù)完成的那部分工藝過程。（如何理解？）,1.3.1工序：,1.3.2工步：,1.3.3安裝：,工件在一次裝夾中所完成的那部分工藝過程。,一個（一組）工人，在同一工作地點（同一機床），對一個（一組）零件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。（如何理解？拆卸后算下一個工序嗎？實際的操作是如何的？）,1.3機械加工中的術(shù)語,1.3.5生產(chǎn)過程：,1.3.6夾具：,在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料的（毛坯）的形狀、尺寸、性能，使之變?yōu)槌善返倪^程?？煞譃椋鸿T造、壓力加工、焊接、機械加工、熱處理、特種加工、電鍍、涂覆、裝配等工藝過程。,由原材料制成各種零件，并裝配成機器的全過程。,加工工件時，為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置。,1.3.4工藝過程：,機械制造：各種機械的制造方法和過程的總稱。工藝文件：指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理等的各種技術(shù)文件。工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。工藝參數(shù)：為了達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)，工藝過程中所需選用或控制的有關(guān)量。工藝裝備（工裝）：產(chǎn)品制造過程中所用的各種工具總稱。包括：刀具、夾具、模具、量具、檢具、具、鉗工工具和工位器具等。工件：加工過程中的生產(chǎn)對象。切削加工：利用切削工具從工件上切除多余材料的加工方法。工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置工藝尺寸：根據(jù)加工的需要，在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸。,1.4.1機械加工中的其他術(shù)語,工藝（序）卡：按產(chǎn)品或零部件的某一工藝階段受編制的一種工藝文件。它以工序為單位，詳細(xì)說明這個階段的工序號，工序名稱、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及采用的設(shè)備和工藝裝備等。工藝附圖：附在工藝規(guī)程上用以說明產(chǎn)品或零部件加工或裝地的簡圖或圖表。檢驗工藝卡：按工藝過程中零件的尺寸、形位公差、表面粗糙度才性質(zhì)等的重要性，而編制的一種工藝文件。規(guī)定了檢驗百分比和使用的量、檢具以及合格標(biāo)記等。裝夾：將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程。粗加工：從坯料上切除較多的余量，所能達(dá)到的精度比較低，加工表面粗糙度數(shù)值比較大的加工過程。精加工：從工件上切除較少余量，所得精度比較高，表面粗糙度數(shù)值比較小的加工過程。半精加工：介于粗加工和精加工之間所進(jìn)行的加工過程。工序余量：相鄰兩工序的尺寸之差。,1.4.2機械加工中的其他術(shù)語,1.4基孔制,1.孔和軸的基本尺寸是一樣的；2.孔的下公差為0，上公差由設(shè)計需求確定（H7H6）3.軸的上下公差（相對地）不確定，由設(shè)計需求確定；4.孔的配合字母大寫，軸的配合字母小寫(孔大軸小)；5.現(xiàn)實設(shè)計中，98%的情況是采用基孔制的。,(指基本偏差為一定)的(孔的公差帶)，與（不同基本偏差的軸）的公差帶所形成的各種配合的一種制度。,基孔制的“表面”特征：,因為孔難加工。（怎么理解難加工反而要以這個為基準(zhǔn)?兩點),為什么要采用基孔制？,基孔制含義？,H8,f7,k7,s7,間隙配合,過渡配合,過盈配合,孔,軸,基孔制舉例,第二章機械加工方法和設(shè)備簡介,2.1車：普車、數(shù)車、車銑一體、縱切、儀表車2.2銑：普銑、數(shù)銑、加工中心、車銑一體2.3刨：牛頭刨床2.4磨:無心磨、外圓磨、研磨、珩磨2.5鉆鉸：普鉆、坐標(biāo)鉆床、多用鉆床、群鉆2.6鏜：普通鏜床、坐標(biāo)鏜床2.7拉削：臥室拉床、立式拉床2.8插齒搓齒：插齒機、搓齒機、銑齒機2.9沖：普通沖床、數(shù)控沖床2.10線切割：慢走絲、中走絲、快走絲2.11電火花2.12等離子切割2.13激光雕蝕2.14水切割,2.1車（車銑一體）,2.2銑,普通銑床,2.4磨,無心磨床,2.5鉆(鉸),2.6鏜,2.7拉,2.8插齒搓齒,搓齒機,這個是？,2.9沖,2.10線切割,2.11電火花,2.12等離子切割,2.13激光雕蝕,2.14水切割,第三章基準(zhǔn)、基準(zhǔn)系基準(zhǔn)形體,在產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配和檢測過程中，在零件圖、工藝圖和裝配圖上作為依據(jù)的點、線、面。,非常重要：工作過程中的所有基準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一！,3.1基準(zhǔn)含義,DatumPointOrigin,DatumPlane,Datumlineoraxis,基準(zhǔn)平面,(DRF)基準(zhǔn)坐標(biāo)系,基準(zhǔn)點（起點）,基準(zhǔn)線或軸,基準(zhǔn)系（DatumReferenceFrame(DRF)）由三個相互垂直的平面組成，提供了位置和方向測量的起點。,3.2基準(zhǔn)系含義,3.3基準(zhǔn)形體含義,零件上那個用來建立基準(zhǔn)的形體，基準(zhǔn)形體是在零件上。,模擬基準(zhǔn)SIMULATEDDATUM,基準(zhǔn)形體DATUMFEATURE,MATINGPART,MEASUREMENTSAREMADEFROMTHESIMULATEDDATUMS,基準(zhǔn)形體的作用,基準(zhǔn)形體用來建立基準(zhǔn)系(DRF)，在形體控制框用字母表示。,3.4工件的六項約束定位原理,X,Y,Z,Z,U,V,W,注意：,（1）定位支承點限制工件自由度時，必須使支承點與工件定位基準(zhǔn)面始終緊密貼緊。（2）一個支承點只限制工件的一個自由度，工件的同一自由度只能有一個支承點限制。（3）夾緊定位,最佳狀態(tài),不穩(wěn)定,不可用,欠定位,不完全定位,完全定位,浪費狀態(tài),過定位,定位現(xiàn)象分析,注意：不得采用字母EIJMOPLRF（公差配合與測量技術(shù)黃云清機械工業(yè)出版社，2005年4月）字母是有先后順序的（GB/T1182-2008幾何公差形狀、方向、位置和跳動公差標(biāo)注9.5）國標(biāo)GB/T1183-1996中，基準(zhǔn)符號為：,3.5基準(zhǔn)符號和標(biāo)注,第四章機械加工工藝規(guī)程,1、邏輯性強，善于分析圖形和數(shù)據(jù)；2、具備幾何、代數(shù)、微積分、英語、等基礎(chǔ)知識；3、具備機械制圖、機械原理、材料力學(xué)、材料學(xué)、計量學(xué)等專業(yè)知識；4、實踐和現(xiàn)場經(jīng)驗，以及不斷累積的過程；5、基本的電腦操作，會機械和工藝制圖軟件更,4.1工藝人員的基本技能要求,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，須根據(jù)具體生產(chǎn)條件擬定合理的工藝過程，用圖表（或文字）的形式寫成文件工藝規(guī)程。,對加工零件進(jìn)行工藝分析,主要有以下步驟：,選擇毛坯,確定加工余量,定位基準(zhǔn)的選擇,一),二),三),四),工藝路線的擬定,機床與工藝裝備的選擇,工藝文件的編制,七),五),六),4.2工件工藝規(guī)程的制定,1.檢查零件的圖紙是否完整正確；,2.審查零件材料的選擇是否恰當(dāng)；,3.審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性；,4.分析零件的技術(shù)要求；,一)、對加工零件進(jìn)行工藝分析,1.確定毛坯的種類；,毛坯鍛件、鑄件、型材、焊接件等。,2.確定毛坯的形狀；,圓形、方形、異型,二)、選擇毛坯,三)、確定加工余量,加工余量：為了得到一個合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬。,工序余量：相鄰兩道工序的工序尺寸之差,總余量：工序余量之和,基準(zhǔn)的概念及分類：,在零件圖上（設(shè)計圖樣上）所使用的基準(zhǔn)。,在工藝（圖紙）過程中所依據(jù)的基準(zhǔn)。,定位基準(zhǔn)：,裝配基準(zhǔn)：,裝配時，用來確定零件、部件在產(chǎn)品中的相對位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。,在加工過程中，用作工件定位的基準(zhǔn)。,被加工表面尺寸和相互位置所依據(jù)的基準(zhǔn)。,四)、定位基準(zhǔn)的選擇,端面B基準(zhǔn),端面C基準(zhǔn),1.確定加工方案,加工一個直徑25H7表面粗糙度Ra0.8m的孔?？捎兴姆N加工方案：a.鉆孔-擴孔-粗絞-精絞；b.鉆孔-粗鏜-半精鏜-磨削；c.鉆孔-粗鏜-半精鏜-精鏜-精細(xì)鏜；d.鉆-粗拉-精拉。應(yīng)根據(jù)零件加工表面的特點和產(chǎn)量等條件，確定采用其中一種加工方案。,五)、工藝路線的擬定,粗加工階段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基準(zhǔn)。半精加工階段：減小粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的要求。光整加工階段：進(jìn)一步減小表面粗糙度、提高精度。,劃分加工階段的目的：,保證加工質(zhì)量；及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷；合理使用設(shè)備便于組織生產(chǎn)。,2.加工階段的劃分；,1)切削加工工序的安排,(1)先粗后精；(2)先基準(zhǔn)后其它；(3)先主后次；(4)先面后孔。,2)熱處理工序的安排,3)檢驗工序的安排,(1)零件從一個車間送往另一個車間的前后；(2)零件粗加工階段結(jié)束之后；(3)重要工序加工的前后；(4)零件全部加工結(jié)束之后；(5)工序加工中重要尺寸的首件檢驗,(1)預(yù)備熱處理：安排在機械加工之前。(2)最終熱處理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。(3)時效熱處理：安排在粗加工之后。,3.加工順序的安排,1.機床的選擇,機床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng)；機床的生產(chǎn)率應(yīng)與該零件生產(chǎn)類型相適應(yīng)；機床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外形尺寸相適應(yīng)；應(yīng)符合本廠現(xiàn)有的實際情況。,2.工藝裝備的選擇,夾具的選擇；刀具的選擇；量具的選擇；,六）、機床與工藝裝備的選擇,1.機械加工工藝過程卡片,2.機械加工工序卡片,3.機械加工工藝（綜合）卡片,用于單件、小批生產(chǎn)中。,用于大批大量生產(chǎn)中。,用于成批生產(chǎn)中。,七）、工藝文件的編制,定位+夾緊=安裝,工件直接安裝在機床工作臺或通用夾具上。,找正比較費時，定位精度的高低主要取決于所有工具或儀表的精度，以及工人的技術(shù)水平。,所以：定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。,1）.直接安裝法,2）.專用夾具安裝法,工件安裝在為其加工專門設(shè)計和制造的夾具上中。,所以：定位精度高，生產(chǎn)率高，適用大批量生產(chǎn)。,4.3工件的安裝,4.5典型零件工藝過程,單件、小批量生產(chǎn)：,工序是否合理？,大批量生產(chǎn)：,第五章機械加工中的夾具、量具,5.1夾具定義5.2夾具分類5.3夾具組成5.4選用夾具準(zhǔn)則5.5量具定義5.6量具分類5.7選用量具準(zhǔn)則5.8切削三要素5.9常用刀具材料,機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具。夾具通常由定位元件、夾緊裝置、對刀引導(dǎo)元件、分度裝置、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。,夾具,加工工件時，為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置。,5.1夾具定義,特點：定位精度不易保證，生產(chǎn)率低，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。,2、專用夾具,為某一特定零件的特定工序?qū)ｉT設(shè)計和制造的夾具。,所以：定位精度高，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。,3、可調(diào)夾具,可以更換或調(diào)整元件的專用夾具。,1、通用夾具,已標(biāo)準(zhǔn)化的夾具。,如：如機用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等，有很大的通用性，能較好地適應(yīng)加工工序和加工對象的變換，其結(jié)構(gòu)已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其中大多數(shù)已成為機床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件。,為某種產(chǎn)品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設(shè)計制造，服務(wù)對象專一，針對性很強，一般由產(chǎn)品制造廠自行設(shè)計。,4、組合夾具,由不同形狀、規(guī)格和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件組成的夾具，適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件、小批生產(chǎn)以及臨時任務(wù)。,5.2夾具分類,2)夾緊機構(gòu)及裝置,3)導(dǎo)向及對刀元件,5)其它元件及裝置,4)聯(lián)接元件,6)夾具體,夾具上工件定位后，將其夾緊以承受切削力等作用的機構(gòu)或裝置。,夾具上用來對刀和引導(dǎo)刀具進(jìn)入正確加工位置的元件。,分度機構(gòu)、導(dǎo)向鍵、平衡塊等。,夾具上用來確定夾具和機床正確位置的元件。,1)定位元件及裝置,夾具上用來確定工件正確位置的元件及裝置。,是夾具的基準(zhǔn)零件。,5.3夾具組成,1.滿足使用過程中工件定位的安全型、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和可靠性；2.有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進(jìn)行的施工過程；同時不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。3.滿足裝夾過程中的簡單與快速操作；4.易損零件必須是可以快速更換的結(jié)構(gòu)，最好不需要使用其它工具進(jìn)行更換；5.滿足夾具在調(diào)整或更換過程中重復(fù)定位的可靠性；6.能定向安裝，協(xié)調(diào)零件定位面與機床之間保持一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系7.夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構(gòu)元件能低則低，以防止夾具在加工過程中發(fā)生碰撞。,5.4夾具夾具設(shè)計、選用準(zhǔn)則,8.盡可能的避免結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴；9.盡可能選用質(zhì)量可靠的標(biāo)準(zhǔn)品作組成零件；優(yōu)先采用通用、萬能組合夾具，10.滿足夾具使用國家或地區(qū)的安全法令法規(guī)；11.設(shè)計方案遵循手動、氣動、液壓、伺服的依次優(yōu)先選用原則；小批或成批生產(chǎn)時可考慮采用專用夾具，在生產(chǎn)批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動；液壓夾具。12.形成公司內(nèi)部產(chǎn)品的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。,5.4夾具夾具設(shè)計、選用準(zhǔn)則,定義：以一定形式復(fù)現(xiàn)量值的計量器具。,量具是實物量具的簡稱，它是一種在使用時具有固定形態(tài)、用以復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知量值的器具。例如砝碼、標(biāo)準(zhǔn)電池、色溫?zé)?、電阻器、量塊、信號發(fā)生器以及(單值或多值的、帶或不帶標(biāo)尺的)量器等都是量具。,量具一般不帶指示器，也不含有測量過程中的運動部件，而由被計量對象本身形成指示器。例如計量液體容量的量器，就是利用液體上的上部端面作為指示器，可調(diào)量具雖然有指示器件，但它是供量具調(diào)整用而不是供計量時作指示用，如在信號發(fā)生器中的計量就是如此。,5.5量具定義,也稱萬能量具。一般指由量具廠統(tǒng)一制造的通用性量具。如直尺、角度塊、卡尺等。,也或稱非標(biāo)量具。指專門為檢測工件某一技術(shù)參數(shù)而設(shè)計制造的量具。如內(nèi)外溝槽卡尺、鋼絲繩卡尺、步距規(guī)等量具是以固定形式復(fù)現(xiàn)量值的測量器具。,量具是測量零件的尺寸、角度、形狀精度和相互位置精度等所用的測量工具。常用游標(biāo)量具包括:游標(biāo)卡尺、深度游標(biāo)卡尺、高度游標(biāo)卡尺、千分尺以及百分表等。,5.6量具分類,保證測量的準(zhǔn)確性,按加工方法和數(shù)量選用,計量器具的性能指標(biāo)是選用計量器具的主要依據(jù)，性能指標(biāo)中以示值誤差.示值變動性和回程誤差為主。,批產(chǎn)以專用量具，量規(guī)和專用儀器為主。大批產(chǎn)選用高效率的機械化，自動化的專用測量儀器。,根據(jù)零件的結(jié)構(gòu),特性,大小,形狀,重量,材料,剛性和表面粗糙度選用計量器具。,如現(xiàn)代機器制造業(yè)生產(chǎn)自動化，要求測量自動化。動態(tài)測量要比靜態(tài)測量復(fù)雜。,根據(jù)零件性質(zhì)選用,按所處的狀態(tài)選用,1.,2.,3.,4.,5.7選用量具準(zhǔn)則,5.8切削用量三要素切削速度、切削深度（背吃刀量）、進(jìn)給量（走刀量）稱為切削用量三要素。（1）切削速度V(m/min)工件上待加工表面的圓周速度（主運動的線速度）稱為切削速度。公式：V=Dn/1000m/minV：切削速度；D：工件待加工面的直徑（mm）；n：機床的轉(zhuǎn)速（r/min）通常是根據(jù)切削深度計算機床主軸轉(zhuǎn)速。（2）切削深度ap（mm）工件的待加工面與已加工面之間的垂直距離稱切削深度。（3）進(jìn)給量f(mm/r)工件每轉(zhuǎn)一周時，車刀沿進(jìn)給方向的移動量稱進(jìn)給量,碳素工具鋼：如T7、T8、T9T13等。適合于制造簡單的手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具；硬質(zhì)合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結(jié)方法獲得,5.9常用刀具材料,常用的硬質(zhì)合金有：鎢鈷鈦類（牌號YT）硬質(zhì)合金：適合于加工鋼等塑性材料，其代號有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5,精加工用YT30;鎢鈷類（牌號YG）硬質(zhì)合金：適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。,5.9.1常用合金刀具材料,第六章表面粗糙度、形位公差,6.1表面粗糙度的概念,6.2表面粗糙度對零件的影響,6.3表面粗糙度主參數(shù)評定,6.5表面粗糙度的檢測,6.4表面粗糙度的表面特征及應(yīng)用,6.6形位公差,表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微觀幾何形狀誤差。它主要由加工過程中