機械制造工藝培訓(xùn)

1、機械制造工藝第一章 加工工藝基本概念及定義(一一)生產(chǎn)過程和工藝過程生產(chǎn)過程和工藝過程 1 1生產(chǎn)過程：生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過程。將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品的全過程。運輸與管理運輸與管理技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備毛坯制造毛坯制造零件制造零件制造裝配調(diào)試檢驗裝配調(diào)試檢驗 2 2工藝過程工藝過程 工藝過程：工藝過程：生產(chǎn)過程中直接改變加工對象的尺寸、形狀、表生產(chǎn)過程中直接改變加工對象的尺寸、形狀、表面質(zhì)量、性能以及相對位置關(guān)系、使其成為成品或半成品面質(zhì)量、性能以及相對位置關(guān)系、使其成為成品或半成品的過程。的過程。 鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理過程均為工藝過程鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理過程均為工藝過

2、程 機械加工工藝過程機械加工工藝過程: :采用機械加工方法的工藝過程。采用機械加工方法的工藝過程。 輔助過程：輔助過程：將原材料（或半將原材料（或半成品）成品）轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)槌善烦善罚ɑ虬耄ɑ虬氤善罚┏善罚╅g接有關(guān)間接有關(guān)的過程。如運輸、保管、機修等。的過程。如運輸、保管、機修等。一、基本概念一、基本概念以改變原材料形狀為以改變原材料形狀為主，將原材料經(jīng)過鑄主，將原材料經(jīng)過鑄造或鍛造制成鑄件毛造或鍛造制成鑄件毛坯或鍛件毛坯的工藝坯或鍛件毛坯的工藝過程過程用各種工具和設(shè)用各種工具和設(shè)備將毛坯加工成備將毛坯加工成零件，以改變其零件，以改變其形狀和尺寸為主形狀和尺寸為主的工藝過程的工藝過程以確定各零件

3、之間以確定各零件之間的相對位置為主，的相對位置為主，將加工好的零件按將加工好的零件按一定的裝配技術(shù)要一定的裝配技術(shù)要求裝配成產(chǎn)品的工求裝配成產(chǎn)品的工藝過程藝過程一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念. .機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程的組成1)工序工序 是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 工人、工作地工人、工作地和和工件工件三不變加上三不變加上連續(xù)完成連續(xù)完成是構(gòu)成工序的是構(gòu)成工序的 四個要素四個要素。 工序是工藝過程的基本組成部分

4、，是制訂生產(chǎn)計劃和進工序是工藝過程的基本組成部分，是制訂生產(chǎn)計劃和進行成本核算的基本單元。行成本核算的基本單元。機械零件的機械加工工藝過程機械零件的機械加工工藝過程就是由若干工序組成，毛坯依次通過這些工序，就被加就是由若干工序組成，毛坯依次通過這些工序，就被加工成合乎圖樣規(guī)定要求的零件。工成合乎圖樣規(guī)定要求的零件。 工序數(shù)目的確定與零件的技術(shù)要求、零件的數(shù)量和現(xiàn)工序數(shù)目的確定與零件的技術(shù)要求、零件的數(shù)量和現(xiàn)有工藝條件等有關(guān)，如階梯軸零件的加工。有工藝條件等有關(guān)，如階梯軸零件的加工。一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念2)2)安裝安裝 指在一道工序中工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那部指在一

5、道工序中工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那部 分工序內(nèi)容。分工序內(nèi)容。 在一個工序中可以有多次安裝，應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)，以在一個工序中可以有多次安裝，應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)，以免增加輔助時間和安裝誤差。免增加輔助時間和安裝誤差。3)3)工位工位 工件在機床上占據(jù)每一個位置所完成的加工工件在機床上占據(jù)每一個位置所完成的加工為了減少工件的安裝次數(shù)為了減少工件的安裝次數(shù), ,提高生產(chǎn)效率，常采用多提高生產(chǎn)效率，常采用多工位夾具（或多工位）機床，工位夾具（或多工位）機床，使工件在一次安裝后先后經(jīng)過使工件在一次安裝后先后經(jīng)過若干個不同位置順次進行加工。若干個不同位置順次進行加工。一、基本概念一、基本概念4)4)工步

6、工步 指在指在加工表面、刀具和切削速度和進給量加工表面、刀具和切削速度和進給量均保持均保持 不變不變的情況下完成的部分內(nèi)容。的情況下完成的部分內(nèi)容。 有時為提高生產(chǎn)率，常用幾把刀具同時加工幾個表面，該有時為提高生產(chǎn)率，常用幾把刀具同時加工幾個表面，該工步稱為復(fù)合工步。工步稱為復(fù)合工步。為簡化工藝文件，復(fù)合工步視為一個工步。為簡化工藝文件，復(fù)合工步視為一個工步。一、基本概念一、基本概念example對8個12mm的孔進行鉆削加工。雖然加工時分8次完成，但在工序中可以寫成一個工步鉆8-12mm孔。一、基本概念一、基本概念example一、基本概念一、基本概念 綜上分析可知，工藝過程的組成是很復(fù)雜的

7、。工藝過綜上分析可知，工藝過程的組成是很復(fù)雜的。工藝過程由許多工序組成，一個工序可能有幾個安裝，一個安裝程由許多工序組成，一個工序可能有幾個安裝，一個安裝可能有幾個工位可能有幾個工位, ,一個工位可能有幾個工步，一個工步可一個工位可能有幾個工步，一個工步可能有幾次走刀。能有幾次走刀。一、基本概念一、基本概念3 3 制訂工藝規(guī)程的原始資料與步驟制訂工藝規(guī)程的原始資料與步驟一、基本概念一、基本概念 分析研究裝配圖和審查零件圖 制定零件加工工藝規(guī)程時，首先應(yīng)分析該零件所在的產(chǎn)品裝配圖，了解該零件在產(chǎn)品中的位置和功用，由此找出該零件關(guān)鍵的技術(shù)要求，然后對產(chǎn)品零件圖進行工藝分析。 選擇毛坯 毛坯的種類及

8、制造方法，對零件的質(zhì)量、加工方法、材料利用率、機械加工勞動量和制造成本都有很大的影響。毛坯的選擇包擴確定毛坯的種類（鑄件、鍛件、型材）、形狀、尺寸及其精度。一、基本概念一、基本概念擬定工藝路線 工藝路線是指零件在加工過程中，按選定的一系列加工方法，將各工序從毛坯到成品所排列出的先后順序。 擬定工藝路線即按一定的加工順序制定出零件由粗到精全部的加工工藝過程。 確定工序具體內(nèi)容 工藝路線確定之后，還要確定各工序的具體內(nèi)容，其中，主要包括：確定各工序所采用的設(shè)備及工藝裝備；確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及其公差；確定各工序的工步和切削用量，確定各主要工序的技術(shù)檢驗要求及檢驗方法。一、基本概念一、

9、基本概念5填寫工藝卡 機械加工工藝過程卡片: 是以工序為單位、簡要說明零件機械加工過程的一種工藝文件，主要用于單件、小批生產(chǎn)，以供生產(chǎn)管理和生產(chǎn)調(diào)度使用。 機械加工工序卡片: 是在工藝過程卡片的基礎(chǔ)上，進一步按每道工序編制的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并祥細(xì)說明該工序中每一工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備。主主要用于大批大量生產(chǎn)。一、基本概念一、基本概念二、定位、裝夾二、定位、裝夾162021-7-7u六點定位六點定位二、定位、裝夾二、定位、裝夾172021-7-7 欠定位：按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而末予以限制的定位。在確定工件定位方案時，欠定位是絕對

10、不允許的。 過定位：工件的同一自由度被兩個或兩個以上的支承點重復(fù)限制的定位。在通常情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過定位如圖 3-33 所示是齒坯定位的示例。其中圖 a 是短銷和大平面定位，大平面限制了 、 、 三個自由度，短銷限制了 、 二個自由度，無過定位；圖 b 是長銷和小平面 定位 ，長銷限制了 、 、 、 四個自由度，小平面限制了 一個自由度，因此也無過定位；圖 c 是長銷和大平面定位，長銷限制 、 、 、 四個自由度，大平面限制 、 、 三個自由度，其中 、 為兩個定位元件所限制，所以產(chǎn)生了過定位。二、定位、裝夾二、定位、裝夾182021-7-7u常用定位元常用定位元件件二、定位、裝夾二、定

11、位、裝夾192021-7-7u定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇當(dāng)根據(jù)工件加工要求確定工件應(yīng)限制的自由度數(shù)后，某一方向自由度的限制往往會有幾個定位基準(zhǔn)可選擇，此時提出了如何正確選擇定位基準(zhǔn)的問題。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。在加工起始工序中。只能用毛坯上未曾加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則該表面稱為粗粗基準(zhǔn)基準(zhǔn)。利用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱為精基準(zhǔn)精基準(zhǔn)。 二、定位、裝夾二、定位、裝夾202021-7-7（一）粗基準(zhǔn)的選擇（一）粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時。主要考慮兩個問題：一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具體選擇時參考下列原則：1 對于同時具有加工

12、表面和不加工表面的零件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置精度，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如圖 3 -35a 所示。如果零件上有多個不加工表面，則以其中與加工表面相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。如圖 3-35b ，該零件有三個不加工表面，若要求表面 4 與表面 2 所組成的壁厚均勻，則應(yīng)選擇不加工表面 2 作為粗基準(zhǔn)來加工臺階孔。二、定位、裝夾二、定位、裝夾212021-7-7二、定位、裝夾二、定位、裝夾222021-7-7 2 對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準(zhǔn)時，應(yīng)考慮合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下兩點：（ 1 ）應(yīng)保證各主要表面都有足夠的加工余量。

13、為滿足這個要求，應(yīng)選擇毛坯余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，如圖 3 -35c 所示的階梯軸，應(yīng)選擇 55mm 外圓表面作為粗基準(zhǔn)。（ 2 ）對于工件上的某些重要表面（如導(dǎo)軌和重要孔等），為了盡可能使其表面加工余量均勻，則應(yīng)選擇重要表面作為粗基準(zhǔn)。如圖 3-36 所示的床身導(dǎo)軌表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整個導(dǎo)軌面內(nèi)具有大體一致的力學(xué)性能。因此，在加工導(dǎo)軌時，應(yīng)選擇導(dǎo)軌表面作為粗基準(zhǔn)加工床身底面（圖 3 -36a ），然后以底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌平面（圖 3-36b ）。二、定位、裝夾二、定位、裝夾232021-7-73 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的

14、定位誤差。如圖 3-37 所示的小軸加工，如重復(fù)使用 B 面加工 A 面、 C 面、則 A 面和 C 面的軸線將產(chǎn)生較大的同軸度誤差。4 選作粗基準(zhǔn)的平面應(yīng)平整，沒有澆冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。二、定位、裝夾二、定位、裝夾242021-7-7（二）精基準(zhǔn)的選擇（二）精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則：1 1 “基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)重合”原則原則為了較容易地獲得加工表面對其設(shè)計基準(zhǔn)的相對位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則 。如果加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，則會增大定位誤差，

15、其產(chǎn)生的原因及計算方法在下節(jié)討論。2 “基準(zhǔn)統(tǒng)一基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則原則當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其它表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。例如軸類零件大多數(shù)工序都以中心孔為定位基準(zhǔn)；齒輪的齒坯和齒形加工多采用齒輪內(nèi)孔及端面為定位基準(zhǔn)。采用“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則可減少工裝設(shè)計制造的費用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造成的誤差。二、定位、裝夾二、定位、裝夾252021-7-73 “自為基準(zhǔn)”原則當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，這就是“自為基準(zhǔn)”原則。例如磨削床身導(dǎo)軌面時，就以床身導(dǎo)軌面作為定位基準(zhǔn)。此外

16、，用浮動鉸刀鉸孔、用拉刀拉孔、用無心磨床磨外圓等，均為自為基準(zhǔn)的實例。 4 “互為基準(zhǔn)”原則為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則。例如加工精密齒輪時，先以內(nèi)孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進行磨齒。因齒面淬硬層較薄，所以要求磨削余量小而均勻。此時可用齒面為定位基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)磨齒面，從而保證齒面的磨削余量均勻，且與齒面的相互位置精度又較易得到保證。二、定位、裝夾二、定位、裝夾262021-7-7 5 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。工件裝夾如圖 3-40 所示。這樣不但工件裝夾不便，夾具結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜；但如果采用圖 3 -39a 所示

17、的以 A 面定位，雖然夾具結(jié)構(gòu)簡單、裝夾方便，但基準(zhǔn)不重合，定位誤差較大。二、定位、裝夾二、定位、裝夾272021-7-7（三）輔助基準(zhǔn)的應(yīng)用（三）輔助基準(zhǔn)的應(yīng)用 工件定位時，為了保證加工表面的位置精度，大多優(yōu)先選擇設(shè)計基準(zhǔn)或裝配基準(zhǔn)作為主要定位基準(zhǔn)，這些基準(zhǔn)一般為零件上的主要表面。但有些零件在加工中，為裝夾方便或易于實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準(zhǔn)。如毛坯上的工藝凸臺和軸類零件加工時的中心孔。這些表面不是零件上的工作表面，只是為滿足工藝需要而在工件上專門設(shè)計的定位基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。此外某些零件上的次要表面（非配合表面），因工藝上宜作定位基準(zhǔn)而提高其加工精度和表面質(zhì)量以便定位時使用。這種表

18、面也稱為輔助基準(zhǔn)。例如，絲杠的外圓表面，從螺紋副的傳動來看，它是非配合的次要表面，但在絲杠螺紋的加工中，外圓表面往往作為定位基準(zhǔn)，它的圓度和圓柱度直接影響到螺紋的加工精度，所以要提高外圓的加工精度，并降低其表面粗糙度值。一、毛坯定位尺寸一、毛坯定位尺寸282021-7-7粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇 1 對于同時具有加工表面和不加工表面的零件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置精度，應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。 3 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)通常只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差。根據(jù)以上兩點：（鑄件、鍛件）毛坯零件加工第一道工序，首先確定的就是定位尺寸選擇，即粗基準(zhǔn)的選

19、擇。 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性1.1零件結(jié)構(gòu)工藝性的概念1.2零件結(jié)構(gòu)的切削加工工藝性有以下幾個原則：一、便于裝夾二、便于加工和測量三、便于保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率四、盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)零件在滿足使用要求的前提下，制造的可能性和經(jīng)濟性。原則一、便于裝夾例1.外形不規(guī)則的零件，應(yīng)設(shè)計工藝凸臺以便于裝夾圖示為加工立柱導(dǎo)軌面，在斜面上設(shè)置工藝凸臺C。 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例2.增設(shè)裝夾凸緣或裝夾孔 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例3.改變結(jié)構(gòu)或增加輔助安裝面 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例1

20、.刀具的引進和退出要方便原則二、便于加工和測量 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例2.凸緣上的孔要留出足夠的加工空間 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例4.盡可能避免彎曲的孔 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例5.留出足夠的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足夠的排屑及刀具空間 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例5.留出足夠的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足夠的排屑空間 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例5.留出足夠的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足夠的排屑及刀具空間 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例5.留出足夠的退刀槽、空刀槽或越程槽，保留足夠的排屑及刀具空間例6.盡可能減少刀具應(yīng)用 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性原則三、便于保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率例1.有相互位置精度要求的表面，應(yīng)在一次裝夾下加工 如圖結(jié)構(gòu)可在一次裝夾下加工內(nèi)孔，保證了兩端孔的同軸度，且易保證孔與端面A的垂直度，減少安裝次數(shù)。 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例2.盡量減少裝夾次數(shù) 第二章第二章 零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性例3.