數(shù)控加工工藝與編程教學(xué)羅皓第一章機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)ppt課件

1、第一章機(jī)械加工工藝根底.第一章機(jī)械加工工藝根底第一節(jié)基 本 概 念第二節(jié)外表加工方法及加工方案第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程第四節(jié)金屬切削刀具第五節(jié)工程資料簡介.第一節(jié)基 本 概 念一、機(jī)械產(chǎn)品的消費(fèi)過程和工藝過程1.消費(fèi)過程1)預(yù)備任務(wù)，如產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計和工藝設(shè)計，公用配備的設(shè)計與制造。2)原資料及半廢品的運(yùn)輸和保管。3)毛坯的制造過程，如鑄造、鍛造和沖壓等。4)零件的各種加工過程，如機(jī)械加工、焊接、熱處置和外表處置等。5)部件和產(chǎn)品的裝配過程，它包括組裝、部裝等。6)產(chǎn)品的檢驗(yàn)、調(diào)試、油漆和包裝等。2.工藝過程二、機(jī)械加工工藝過程的組成.第一節(jié)基 本 概 念機(jī)械加工工藝過程普通由一個或假設(shè)干個工序

2、組成。1.工序2.安裝3.工位4.工步圖1-1-1多工位加工的實(shí)例1工位1：裝卸工件2工位2：鉆孔3工位3：擴(kuò)孔4工位4：鉸孔.第一節(jié)基 本 概 念圖1-1-2復(fù)合工步5.進(jìn)給.第一節(jié)基 本 概 念三、消費(fèi)類型及其工藝特點(diǎn)機(jī)械產(chǎn)品的制造工藝不僅取決于產(chǎn)品的構(gòu)造、技術(shù)要求，而且也與企業(yè)的消費(fèi)類型有關(guān)，而企業(yè)的消費(fèi)類型由企業(yè)的消費(fèi)綱領(lǐng)決議。1.消費(fèi)綱領(lǐng)2.消費(fèi)類型及其工藝特點(diǎn)(1)單件消費(fèi)根本特點(diǎn)是：產(chǎn)品種類多，但同一產(chǎn)品的產(chǎn)量少，而且很少反復(fù)消費(fèi)，加工對象經(jīng)常改動，如重型機(jī)械產(chǎn)品制造和新產(chǎn)品試制等都屬于單件消費(fèi)。(2)成批消費(fèi)它是指成批地消費(fèi)一樣零件，消費(fèi)周期性反復(fù)，如機(jī)床、機(jī)車、紡織機(jī)械等產(chǎn)品

3、制造多屬于成批消費(fèi)。.第一節(jié)基 本 概 念(3)大量消費(fèi)根本特點(diǎn)是：產(chǎn)品的產(chǎn)量大、種類少，長期反復(fù)地進(jìn)展某一零件某一工序的加工，如汽車、遷延機(jī)、軸承和自行車等產(chǎn)品的制造多屬于大量消費(fèi)。表1-1-1消費(fèi)綱領(lǐng)與消費(fèi)類型的關(guān)系.第一節(jié)基 本 概 念表1-1-2不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量型別四、獲得尺寸精度的方法1.試切法2.調(diào)整法3.定尺寸刀具法4.自動控制法.第二節(jié)外表加工方法及加工方案一、經(jīng)濟(jì)加工精度為了正確選擇外表加工方法，首先應(yīng)了解各種加工方法的特點(diǎn)和掌握經(jīng)濟(jì)加工精度的概念。二、典型外表的加工方法及加工方案1.各種加工方法所能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度及外表粗糙度2.選擇外表加工方案時思索的要素(1)選擇能

4、獲得相應(yīng)經(jīng)濟(jì)精度的加工方法例如加工公差等級為IT7、外表粗糙度為Ra=0.4m的外圓柱面，經(jīng)過精細(xì)車削是可以到達(dá)要求的，但不如磨削經(jīng)濟(jì)。.第二節(jié)外表加工方法及加工方案表1-1-3外圓柱面加工方案.第二節(jié)外表加工方法及加工方案表1-1-4平面加工方案.第二節(jié)外表加工方法及加工方案表1-1-5孔加工方案.第二節(jié)外表加工方法及加工方案表1-1-5孔加工方案.第二節(jié)外表加工方法及加工方案(2)零件資料的可加工性能例如淬火鋼的精加工要用磨削，有色金屬圓柱面的精加工為防止磨削時堵塞砂輪，那么要用高速精細(xì)車或精細(xì)鏜(金剛鏜)。(3)工件的構(gòu)造外形和尺寸大小例如對于加工公差等級為IT7的孔，采用鏜削、鉸削、拉

5、削和磨削均可到達(dá)要求。(4)消費(fèi)類型大批量消費(fèi)時，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，例如用拉削方法加工孔和平面，用組合銑削或磨削同時加工幾個外表，對于復(fù)雜的外表采用數(shù)控機(jī)床；單件小批消費(fèi)時，宜采用刨削、銑削平面和鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工方法，防止盲目地采用高效加工方法和公用設(shè)備。(5)現(xiàn)有消費(fèi)條件充分利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝手段，發(fā)揚(yáng)工人的發(fā)明性，發(fā)掘企業(yè)潛力，發(fā)明經(jīng)濟(jì)效益。.第二節(jié)外表加工方法及加工方案三、成形外表和復(fù)雜外表的加工在實(shí)踐消費(fèi)中，有些零件的外表不僅由平面、圓柱面或圓錐面等根本外表組成，往往還包含著一些復(fù)雜的形面，通常將這些復(fù)雜的形面統(tǒng)稱為成形面。1.回轉(zhuǎn)成形面圖1-1-3各種成形面2.直線成形面.第

6、二節(jié)外表加工方法及加工方案3.立體成形面(1)成形刀具法此法是利用與被加工工件輪廓外形相符的成形刀具直接加工出成形面的一種加工方法。圖1-1-4成形刀具法加工成形面(2)手動控制法手動控制法是由手工支配機(jī)床，刀具相對工件作成形運(yùn)動而加工出成形面的一種方法。.第二節(jié)外表加工方法及加工方案圖1-1-5雙手控制法車回轉(zhuǎn)成形面.第二節(jié)外表加工方法及加工方案圖1-1-6用樣板度量成形面(3)靠模法靠模法是刀具由傳動機(jī)構(gòu)帶動，.第二節(jié)外表加工方法及加工方案跟隨一靠模輪廓線挪動而加工出與該靠模輪廓線相符的成形面的一種加工方法。(4)數(shù)控加工法對于批量小，外形復(fù)雜且多變的精細(xì)成形面，為了保證其加工質(zhì)量和提高消

7、費(fèi)率常采用數(shù)控加工法。(5)特種加工法隨著科學(xué)技術(shù)的開展和消費(fèi)的需求，一些外形微小、構(gòu)造復(fù)雜的成形面，或由高硬度、高韌性及高脆性資料制成的零件的成形面可選用各種特種加工方法進(jìn)展加工。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程一、機(jī)械加工工藝規(guī)程簡介1.機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用(1)指點(diǎn)消費(fèi)的重要技術(shù)文件機(jī)械加工工藝規(guī)程簡稱工藝規(guī)程，是根據(jù)工藝學(xué)原理和工藝實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過消費(fèi)驗(yàn)證而確定的技術(shù)文件，是科學(xué)技術(shù)和消費(fèi)閱歷相結(jié)合的結(jié)晶。(2)消費(fèi)組織和消費(fèi)預(yù)備任務(wù)的根據(jù)消費(fèi)方案的制定，產(chǎn)品投產(chǎn)前原資料和毛坯的供應(yīng)、工藝配備的設(shè)計、制造與采購、機(jī)床負(fù)荷的調(diào)整、作業(yè)方案的編排、勞動力的組織、工時定額的制定以及本錢的核算等，都是以工

8、藝規(guī)程作為根本根據(jù)的。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程(3)新建和擴(kuò)建工廠(車間)的技術(shù)根據(jù)在新建和擴(kuò)建工廠(車間)時，消費(fèi)所需求的機(jī)床和其他設(shè)備的種類、數(shù)量和規(guī)格，車間的面積、機(jī)床的布置、消費(fèi)工人的工種、技術(shù)等級及數(shù)量、輔助部門的安排等都是以工藝規(guī)程為根底，根據(jù)消費(fèi)類型來確定的。2.工藝規(guī)程制定的原那么(1)技術(shù)先進(jìn)性在制定工藝規(guī)程時，要了解國內(nèi)外本行業(yè)工藝技術(shù)的開展，經(jīng)過必要的工藝實(shí)驗(yàn)，盡能夠采用先進(jìn)適用的工藝和工藝配備。(2)經(jīng)濟(jì)合理性在一定的消費(fèi)條件下，能夠會出現(xiàn)幾種可以保證零件技術(shù)要求的工藝方案。(3)良好的勞動條件及防止環(huán)境污染在制定工藝規(guī)程時，要留意保證工人操作時有良好而平安的勞動條件。

9、.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程3.制定工藝規(guī)程的原始資料1)產(chǎn)品全套裝配圖和零件圖。2)產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量規(guī)范。3)產(chǎn)品的消費(fèi)綱領(lǐng)(年產(chǎn)量)。4)毛坯資料。5)本廠的消費(fèi)條件。6)國內(nèi)外先進(jìn)工藝及消費(fèi)技術(shù)開展情況。7)有關(guān)的工藝手冊及圖冊。4.制定工藝規(guī)程的步驟1)計算消費(fèi)綱領(lǐng)，確定消費(fèi)類型。2)分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)展工藝分析。3)選擇毛坯。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程4)擬訂工藝道路。5)確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。6)確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。7)確定切削用量及工時定額。8)確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。9)填寫工藝文件。5.工藝文件的格式(1)綜

10、合工藝過程卡片這種卡片以工序?yàn)閱挝?，簡要地列出了整個零件加工所經(jīng)過的工藝道路(包括毛坯制造、機(jī)械加工和熱處置等)，是制定其他工藝文件的根底，也是消費(fèi)技術(shù)預(yù)備、編排作業(yè)方案和組織消費(fèi)的根據(jù)。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程表1-1-6綜合工藝過程卡片(2)機(jī)械加工工序卡片機(jī)械加工工序卡片是根據(jù)綜合工藝過程卡片為每一道工序制定的。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程表1-1-7機(jī)械加工工序卡二、基準(zhǔn)及其選擇1.基準(zhǔn)的概念及其分類.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程(1)設(shè)計基準(zhǔn)在零件圖上用以確定零件上其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)稱為設(shè)計基準(zhǔn)。(2)工藝基準(zhǔn)零件在機(jī)械加工過程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。1)工序基準(zhǔn)。圖1-1-7工序基

11、準(zhǔn)例如.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程2)定位基準(zhǔn)。3)丈量基準(zhǔn)。4)裝配基準(zhǔn)。2.定位基準(zhǔn)的選擇(1)粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，主要思索如何保證加工面都能分配到合理的加工余量，以及如何保證加工面與非加工面之間的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。1)非加工面作粗基準(zhǔn)。圖1-1-8鑄件粗基準(zhǔn)的選擇.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程2)合理分配加工余量。保證各主要加工面都有足夠的余量。為滿足這個要求，應(yīng)選擇毛坯余量最小、精度高的外表作粗基準(zhǔn)。對于工件上的某些重要外表(如導(dǎo)軌和重要孔等)，為了盡能夠使加工余量均勻，那么應(yīng)選擇重要外表作粗基準(zhǔn)。圖1-1-9所示為車床床身的粗基準(zhǔn)選擇，導(dǎo)軌外表是重要

12、外表，要求耐磨性好，且在整個導(dǎo)軌外表內(nèi)具有大體一致的力學(xué)性能。因此，加工時應(yīng)選導(dǎo)軌外表作為粗基準(zhǔn)加工床腿底面(圖1-1-9a)，然后以床腿底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌平面(圖1-1-9b)。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程圖1-1-9車床床身的粗基準(zhǔn)選擇3)粗基準(zhǔn)應(yīng)防止反復(fù)運(yùn)用。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程4)粗基準(zhǔn)的外表應(yīng)平整。(2)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)，同時思索裝夾方便，夾具構(gòu)造簡單。1)基準(zhǔn)重合的原那么。2)基準(zhǔn)一致原那么。3)自為基準(zhǔn)原那么。圖1-1-10床身導(dǎo)軌面磨削時的自為基準(zhǔn)定位.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程4)互為基準(zhǔn)原那么。5)裝夾方便原那么。三、工藝道路的擬訂工藝道路的擬訂

13、是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵，它直接影響到工藝規(guī)程的合理性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。1.加工階段的劃分(1)粗加工階段主要義務(wù)是切除毛坯上各加工面的大部分加工余量，使毛坯在外形和尺寸上接近零件廢品，因此，應(yīng)采取措施盡能夠提高消費(fèi)率。(2)半精加工階段到達(dá)一定的精度要求，并保證留有一定的加工余量，為主要外表的精加任務(wù)預(yù)備。.第三節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程(3)精加工階段主要義務(wù)是保證零件各主要外表到達(dá)圖樣規(guī)定的技術(shù)要求。(4)光整加工階段對公差等級要求很高(IT6以上)，外表粗糙度值很小(Ra0,為正前角；當(dāng)A和Pr重合時，那么o=0。后角o:主后面A與切削平面Ps間的夾角。后面與基面之間的夾角大于90時，后角為負(fù)；后

14、面與基面之間的夾角小于90時，后角為正。主偏角r：主切削刃與進(jìn)給運(yùn)動方向的夾角。副偏角r：副切削刃與進(jìn)給運(yùn)動反方向的夾角。三、刀具幾何參數(shù)的合理選擇刀具的幾何參數(shù)包括：刀具角度、刀具的構(gòu)造和外形。1.前角的選擇2.前面的外形及其選擇.第四節(jié)金屬切削刀具(1)正前角平面型(圖1-1-14a)這種方式的特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、制造方便，刃口鋒利，但強(qiáng)度低，傳熱才干差，多用于精加工刀具、復(fù)雜刀具、加工脆性資料的刀具。圖1-1-14刀具前面的幾種方式a)正前角平面型b)正前角曲面帶倒棱型c)負(fù)前角單面型d)負(fù)前角雙面型(2)正前角曲面帶倒棱型(圖1-1-14b)這種方式是在平面帶倒棱的根底上，在前面上又磨出一

15、個曲面，稱為卷屑槽或月牙槽。.第四節(jié)金屬切削刀具(3)負(fù)前角型(圖1-1-14c、d)切削高強(qiáng)度、高硬度資料時，為使脆性較大的硬質(zhì)合金刀片接受壓應(yīng)力，而采用負(fù)前角。3.后角的選擇4.主偏角的選擇5.副偏角的選擇6.刃傾角的選擇四、刀具資料的選擇1.對刀具資料的根本要求2.常用刀具資料及其選用.第四節(jié)金屬切削刀具(1)高速鋼高速鋼是以鎢(W)、鉻(Cr)、釩(V)、鉬(Mo)為主要合金元素的高合金含量的合金工具鋼，它允許的切削速度比碳素工具鋼(T10A、T12A)及合金工具鋼(9SiCr、CrWMn)高13倍，故稱為高速鋼。(2)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是由高強(qiáng)度的難熔金屬碳化物(如WC、TiC、TaC

16、、NbC等)和金屬粘結(jié)劑(如Co、Ni等)按粉末冶金工藝制成的。(3)其他刀具資料1)陶瓷。2)人造金剛石。3)立方氮化硼。五、刀具磨損和刀具壽命.第四節(jié)金屬切削刀具刀具在切削金屬的同時，本身也逐漸被磨損，當(dāng)磨損到一定程度時，刀具便失去了繼續(xù)切削的才干，如不及時重磨或換刀，便會產(chǎn)生加工質(zhì)量惡化等一系列不良后果。1.刀具磨損的方式(1)前面磨損刀具前面磨損的典型方式是月牙洼磨損。(2)后面磨損在切削脆性金屬，或用較低的切削速度和較小的切削厚度切削塑性金屬時，在前面上只需細(xì)微的磨損，還未構(gòu)成月牙洼磨損時，卻在后面上磨出了明顯的痕跡，構(gòu)成一個小棱面的磨損。(3)前、后面同時磨損在切削塑性金屬時，經(jīng)常

17、出現(xiàn)的是前、后面同時磨損。2.刀具磨損過程和刀具磨鈍規(guī)范.第四節(jié)金屬切削刀具3.刀具壽命.第五節(jié)工程資料簡介一、金屬資料1.常用金屬資料的力學(xué)性能2.常用金屬資料的牌號、性能和用途(1)常用碳素鋼的牌號、性能和用途1)(普通)碳素構(gòu)造鋼。2)優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼。3)碳素工具鋼。(2)常用合金鋼的牌號、性能和用途3.鑄鐵(1)灰鑄鐵灰鑄鐵中的碳主要以片狀石墨方式存在，其斷口呈灰色。.第五節(jié)工程資料簡介(2)可鍛鑄鐵該類鑄鐵中石墨呈嚴(yán)密的團(tuán)絮狀，這類鑄鐵強(qiáng)度較高，韌性好。(3)球墨鑄鐵鐵水經(jīng)過球化處置而使大部分(或全部)碳呈球狀的鑄鐵，稱為球墨鑄鐵。二、有色金屬有色金屬具有許多特殊的性能，如高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、較低的密度和熔化溫度以及良好的力學(xué)性能和工藝性能。1.鋁及其合金(1)工業(yè)純鋁鋁是雪白色輕金屬，具有良好的塑性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕才干，能接受各種冷、熱加工處置，適用于熱交換器、散熱器、與腐蝕物質(zhì)接觸的容器和管道、導(dǎo)線等。.第五節(jié)工程資料簡介(2)鋁合金純鋁不宜作構(gòu)造資料，但在純鋁中參與適量的銅、硅、錳、鎂、鋅等元素構(gòu)成合金，并經(jīng)過冷變形處置和熱處置后能獲得良好的力學(xué)性能。1)防銹鋁合金。2)硬鋁合金