電子教案-學習情景2套筒類零件機械加工工藝編制

1、20122012年年3 3月月 給定任務：給定任務：圖圖2-1所示為一軸承所示為一軸承套，材料為套，材料為ZQSn6-6-3 ，每批數量為，每批數量為400只。試編制其機只。試編制其機械加工工藝規(guī)程。械加工工藝規(guī)程。圖圖2-1 軸承套軸承套 任務分析：任務分析：1. 套筒類零件的功用及結構特點套筒類零件的功用及結構特點 其常用的結構形式如圖2-2所示。 (a) 滑動軸承套 (b) 滑動軸承套 (c) 鉆套 (d) 軸承襯套 (e) 氣缸套 (f) 液壓缸圖圖2-2 套筒類件的結構形式套筒類件的結構形式 任務分析：任務分析：2. 套筒類零件技術要求套筒類零件技術要求 1）內孔與外圓的精度要求2）

2、幾何形狀精度要求3）位置精度要求3. 軸承套的技術要求軸承套的技術要求 外圓對內孔的徑向圓跳動公差為0.01；左端面對孔軸線的垂直度公差為0.01。由此可見，該零件的內孔和外圓的尺寸精度和位置精度要求均較高?；A理論知識：基礎理論知識：一、套筒類零件內孔的加工方法一、套筒類零件內孔的加工方法（一）鉆、擴、鉸孔 1. 鉆孔鉆孔 1）鉆床）鉆床 有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床三種（圖有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床三種（圖2-3）。）。(a) 臺式鉆床 (b) 立式鉆床 (c) 搖臂鉆床圖圖2-3 鉆床鉆床基礎理論知識：基礎理論知識：2）麻花鉆如圖2-4 (a) 錐柄麻花鉆 (b) 直柄麻花鉆 (c

3、) 麻花鉆的切削部分圖圖2-4 標準高速鋼麻花鉆標準高速鋼麻花鉆基礎理論知識：基礎理論知識：3）鉆孔方法與工藝特點）鉆孔方法與工藝特點有以下兩種：一種是在鉆床、鏜床上鉆孔，刀具旋轉并進給，有以下兩種：一種是在鉆床、鏜床上鉆孔，刀具旋轉并進給，工件不動。另一種方式是在車床上鉆孔，工件旋轉，刀具進工件不動。另一種方式是在車床上鉆孔，工件旋轉，刀具進給。根據鉆孔時是否使用鉆模，又可分為劃線鉆孔和鉆模鉆給。根據鉆孔時是否使用鉆模，又可分為劃線鉆孔和鉆模鉆孔兩種?？變煞N。4）提高鉆孔精度的工藝方法）提高鉆孔精度的工藝方法（1）仔細刃磨鉆頭，使兩個切削刃的長度相等和頂角對稱；）仔細刃磨鉆頭，使兩個切削刃的

4、長度相等和頂角對稱； （2）用頂角）用頂角2=90100的中心鉆，預鉆一個錐形坑，起的中心鉆，預鉆一個錐形坑，起鉆孔時的定心作用鉆孔時的定心作用 （3）用鉆模鉆孔）用鉆模鉆孔 5）鉆孔的應用）鉆孔的應用加工精度要求低的中小直徑尺寸的孔加工精度要求低的中小直徑尺寸的孔 ?；A理論知識：基礎理論知識：2. 擴孔擴孔對技術要求不太高的孔，擴孔可作為終加工；對精度要求高對技術要求不太高的孔，擴孔可作為終加工；對精度要求高的孔，常作為鉸孔前的預加工。的孔，常作為鉸孔前的預加工。3. 鉸孔鉸孔1）鉸刀）鉸刀(a) 直柄機用鉸刀 (b) 錐柄機用鉸刀 (c) 硬質合金錐柄機用鉸刀 (d) 手用鉸刀 (e)

5、可調節(jié)手用鉸刀(f) 套式機用鉸刀 (g) 直柄莫式圓錐鉸刀 (h) 手用1:50錐度鉸刀圖圖2-9 鉸刀的類型鉸刀的類型基礎理論知識：基礎理論知識：2）鉸孔的工藝特點）鉸孔的工藝特點 （1）鉸刀刀齒數多（）鉸刀刀齒數多（612個），制造精度高；具有校準部個），制造精度高；具有校準部分，可以用來校準孔徑、修光孔壁。分，可以用來校準孔徑、修光孔壁。（2）鉸刀的刀體強度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑）鉸刀的刀體強度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）；故導向性好，切削平穩(wěn)。大）；故導向性好，切削平穩(wěn)。（3）鉸孔的余量?。ù帚q為）鉸孔的余量?。ù帚q為0.150.35mm；精鉸為；精鉸為0.050.15

6、mm），因而切削力較小，零件受力變形較小；鉸孔時的），因而切削力較小，零件受力變形較??；鉸孔時的切速度較低（粗鉸：切速度較低（粗鉸：410m/min；精鉸：；精鉸：1.55m/min），），能夠避免產生積屑瘤，產生的切削熱較少。能夠避免產生積屑瘤，產生的切削熱較少。（4）為減少摩擦，利于排屑、散熱，以保證加工質量，鉸）為減少摩擦，利于排屑、散熱，以保證加工質量，鉸孔時應加注切削液?？讜r應加注切削液。 基礎理論知識：基礎理論知識：（二）鏜孔（二）鏜孔1. 鏜床鏜床1主軸箱 2前立柱 3鏜軸 4平旋盤 5工作臺 6上滑座 7下滑座 8導軌 9后支架 10后立柱圖圖2-11 臥式鏜床的外形圖臥式鏜床

7、的外形圖基礎理論知識：基礎理論知識：2. 鏜刀鏜刀(a) 焊接式鏜刀 (b) 可轉位鏜刀 (c) 通孔鏜刀 (d) 盲孔鏜刀 (e) 微調鏜刀圖圖2-13 單刃鏜刀單刃鏜刀基礎理論知識：基礎理論知識：3. 鏜孔的工藝方法鏜孔的工藝方法鏜孔的工藝方法主要有以下三種。鏜孔的工藝方法主要有以下三種。1）工件旋轉、刀具進給）工件旋轉、刀具進給2）工件不動、刀具旋轉和進給）工件不動、刀具旋轉和進給3）刀具旋轉、工件進給）刀具旋轉、工件進給(a) 刀具旋轉并進給、工件不動 (b) 刀具旋轉、工件進給圖圖2-16 鏜床上鏜孔的兩種方式鏜床上鏜孔的兩種方式基礎理論知識：基礎理論知識：4. 鏜孔的工藝特點鏜孔的

8、工藝特點鏜孔與其他孔的加工法相比，靈活性大，應用范圍較廣，可鏜孔與其他孔的加工法相比，靈活性大，應用范圍較廣，可進行孔的粗加工、半精加工，也可以精加工；可鏜通孔、光進行孔的粗加工、半精加工，也可以精加工；可鏜通孔、光孔，也可鏜盲孔、臺階孔；可以鏜各種直徑的孔，更適宜鏜孔，也可鏜盲孔、臺階孔；可以鏜各種直徑的孔，更適宜鏜大直徑的及有相互位置精度要求的孔。但由于常用的大多為大直徑的及有相互位置精度要求的孔。但由于常用的大多為單刃鏜刀并采用試切法加工，故鏜孔的生產率低，要求較高單刃鏜刀并采用試切法加工，故鏜孔的生產率低，要求較高的操作技術水平。的操作技術水平。（三）拉孔（三）拉孔1. 拉削原理拉削原

9、理圖圖2-17 拉削加工示意圖拉削加工示意圖基礎理論知識：基礎理論知識：2. 拉刀拉刀1）拉刀的類型）拉刀的類型圖圖2-18 圓孔拉刀的組成部分圓孔拉刀的組成部分基礎理論知識：基礎理論知識：3. 拉孔方法拉孔方法 4. 拉削特點及應用拉削特點及應用 1）拉削的工藝特點）拉削的工藝特點 （1）生產率高）生產率高 （2）拉刀耐用度高 （3）加工精度高 （4）拉床結構簡單，操作方便 （5）加工范圍廣 （6）拉刀成本高，刃磨復雜，在單件小批生產中很少應用。 1球面墊板 2工件 3拉刀圖圖2-19 拉孔方法拉孔方法基礎理論知識：基礎理論知識：（四）磨孔與孔的光整加工（四）磨孔與孔的光整加工1. 磨孔磨孔

10、1）磨孔的方法）磨孔的方法與外圓磨削類似，內圓磨削也可以分為縱與外圓磨削類似，內圓磨削也可以分為縱磨法和橫磨法。磨法和橫磨法。 圖圖2-21 內圓磨削內圓磨削2）磨孔的特點）磨孔的特點（1）磨削表面質量比外圓磨削差。）磨削表面質量比外圓磨削差。（2）不利于提高生產率。）不利于提高生產率。（3）工件易發(fā)熱和燒傷，影響表面質量）工件易發(fā)熱和燒傷，影響表面質量 。（五）內圓表面加工方法的選擇（五）內圓表面加工方法的選擇基礎理論知識：基礎理論知識：基礎理論知識：基礎理論知識：基礎理論知識：基礎理論知識： 二、加工余量的確定二、加工余量的確定 （一）加工余量的概念（一）加工余量的概念在機械加工過程中從加

11、工表面切除的金屬層厚度稱為加工余在機械加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度稱為加工余量。加工余量分為工序余量和加工總余量。量。加工余量分為工序余量和加工總余量。1. 工序余量工序余量工序余量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，工序余量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。即相鄰兩工序的工序尺寸之差。2總加工總余量總加工總余量加工總余量是指由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上加工總余量是指由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之差差 ?；A理論知識：基礎理

12、論知識： （三）加工余量的確定（三）加工余量的確定 1經驗估計法經驗估計法2查表法查表法 3分析計算法分析計算法 任務實施：任務實施： 1. 套筒類零件工藝路線的擬定套筒類零件工藝路線的擬定 采用多件加工的方法；外圓為采用多件加工的方法；外圓為IT7級精度，采用精車級精度，采用精車 ；內孔；內孔的加工順序為鉆的加工順序為鉆車孔車孔鉸孔。鉸孔。 2. 保證表面相互位置精度、防止工件變形的措施保證表面相互位置精度、防止工件變形的措施 1）保證套筒類零件表面相互位置精度的方法）保證套筒類零件表面相互位置精度的方法 （1）在一次安裝中完成內、外表面及端面的全部加工；）在一次安裝中完成內、外表面及端面的

13、全部加工； （2）主要表面的加工分在幾次安裝中進行（先加工孔）主要表面的加工分在幾次安裝中進行（先加工孔 ； （3）主要表面的加工分在幾次安裝中進行（先加工外圓）；）主要表面的加工分在幾次安裝中進行（先加工外圓）； （4）孔的精加工常采用拉孔、滾壓孔等工藝方案）孔的精加工常采用拉孔、滾壓孔等工藝方案 。 任務實施：任務實施： 2）防止套筒類零件變形的工藝措施）防止套筒類零件變形的工藝措施 （1）將粗、精加工分開進行；）將粗、精加工分開進行； （2）減少夾緊力的影響；）減少夾緊力的影響； （3）減小切削力對變形的影響）減小切削力對變形的影響 ； （4）熱處理工序放在粗加工和精加工之間）熱處理工序

14、放在粗加工和精加工之間 。3. 軸承套的機械加工工藝過程卡軸承套的機械加工工藝過程卡 如表如表2-2所示。所示。 任務實施：任務實施：拓展知識：拓展知識：一、工藝尺寸鏈的概念一、工藝尺寸鏈的概念 1. 尺寸鏈的定義尺寸鏈的定義 在零件加工或機器裝配過程中，相互聯(lián)系并按一定順序排在零件加工或機器裝配過程中，相互聯(lián)系并按一定順序排列的封閉尺寸組合。列的封閉尺寸組合。 2. 尺寸鏈的特征尺寸鏈的特征 工藝尺寸鏈的主要特征是：封閉性和關聯(lián)性。工藝尺寸鏈的主要特征是：封閉性和關聯(lián)性。 3. 工藝尺寸鏈的組成工藝尺寸鏈的組成 1）環(huán)）環(huán)組成工藝尺寸鏈的各個尺寸組成工藝尺寸鏈的各個尺寸 ； 2）封閉環(huán)）封閉

15、環(huán)間接獲得、最后保證的尺寸間接獲得、最后保證的尺寸 ； 3）組成環(huán)）組成環(huán)可分為增環(huán)和減環(huán)?？煞譃樵霏h(huán)和減環(huán)。 拓展知識：拓展知識：3. 工藝尺寸鏈的建立工藝尺寸鏈的建立1）確定封閉環(huán)）確定封閉環(huán) 2）查找組成環(huán)）查找組成環(huán)3）作出尺寸鏈圖）作出尺寸鏈圖4）判定增減環(huán)）判定增減環(huán)4工藝尺寸鏈計算的基本公式工藝尺寸鏈計算的基本公式 拓展知識：拓展知識：1）極值法）極值法計算公式如下：計算公式如下： 拓展知識：拓展知識：（5）封閉環(huán)的極限尺寸）封閉環(huán)的極限尺寸 封閉環(huán)的最大極限尺寸等于各增環(huán)封閉環(huán)的最大極限尺寸等于各增環(huán)的最大極限尺寸之和減去各減環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉的最大極限尺寸之和減去各減

16、環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉環(huán)的最小極限尺寸等于各增環(huán)的最小極限尺寸之和減去各減環(huán)的最小極限尺寸等于各增環(huán)的最小極限尺寸之和減去各減環(huán)的最大極限尺寸之和。環(huán)的最大極限尺寸之和。拓展知識：拓展知識：拓展知識：拓展知識： 2）概率法）概率法 這種方法是利用概率的原理來進行尺寸鏈計算，在德、美這種方法是利用概率的原理來進行尺寸鏈計算，在德、美等西方工業(yè)發(fā)達國家已經廣泛采用。目前在我國還主要用于等西方工業(yè)發(fā)達國家已經廣泛采用。目前在我國還主要用于封閉環(huán)公差小、組成環(huán)數目多以及大批大量自動化生產中。封閉環(huán)公差小、組成環(huán)數目多以及大批大量自動化生產中。拓展知識：拓展知識： 二、工序尺寸及公差的確定二、工序尺

17、寸及公差的確定 1. 工序基準與設計基準重合時工序尺寸及其公差的確定工序基準與設計基準重合時工序尺寸及其公差的確定 1）確定毛坯總余量和工序余量；）確定毛坯總余量和工序余量； 2）確定工序公差；）確定工序公差； 3）標注工序尺寸公差。）標注工序尺寸公差。 2. 工藝基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的確定工藝基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的確定 1）測量基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的計算；）測量基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的計算； 2）定位基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算。）定位基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算。 3從尚需繼續(xù)加工的表面上標注的工序尺寸計

18、算從尚需繼續(xù)加工的表面上標注的工序尺寸計算 4保證滲氮、滲碳層深度的工藝計算保證滲氮、滲碳層深度的工藝計算 給定任務：給定任務：圖圖2-31所示為所示為內梯形溝槽臺內梯形溝槽臺階孔套的零件階孔套的零件簡圖。試編制簡圖。試編制其機械加工工其機械加工工藝規(guī)程。藝規(guī)程。圖圖2-31 內梯形溝槽臺階孔套內梯形溝槽臺階孔套 任務分析：任務分析： （1）尺寸精度）尺寸精度 外圓直徑尺寸為外圓直徑尺寸為IT8，內孔直徑尺寸為，內孔直徑尺寸為IT8，長度尺寸為長度尺寸為IT12。 （2）角度要求）角度要求 梯形半角公差為梯形半角公差為4。 （3）位置精度）位置精度 公差等級為公差等級為9級，即同軸度為級，即同

19、軸度為0.06mm。 （4）表面粗糙度要求）表面粗糙度要求 外圓柱表面粗糙度為外圓柱表面粗糙度為Ra3.2m，內，內圓柱表面粗糙度為圓柱表面粗糙度為Ra3.2m，內梯形溝槽兩側表面粗糙度為，內梯形溝槽兩側表面粗糙度為Ra3.2m。 基礎理論知識：基礎理論知識： 一、內溝槽的車削一、內溝槽的車削 1. 車削方法車削方法 2. 尺寸控制尺寸控制 徑向尺寸通常采用中拖板上的刻度盤來控制；軸向尺寸徑向尺寸通常采用中拖板上的刻度盤來控制；軸向尺寸則一般采用大拖板上的刻度盤來控制。則一般采用大拖板上的刻度盤來控制。(a) 徑向進刀車削窄溝槽 (b) 軸向進刀車削寬溝槽圖圖2-32 內溝槽的車削內溝槽的車削

20、 基礎理論知識：基礎理論知識： 3. 尺寸測量尺寸測量(a) 彈簧內卡鉗測量直徑 (b) 彎腳游標卡尺測量直徑 (c) 鉤形深度游標卡尺測量軸向尺寸圖圖2-33 內溝槽尺寸的測量方法內溝槽尺寸的測量方法二、機床與工藝裝備的選擇二、機床與工藝裝備的選擇1. 機床的選擇機床的選擇 基礎理論知識：基礎理論知識：（1）機床精度與工件精度相適應；）機床精度與工件精度相適應；（2）機床規(guī)格與工件外形尺寸相適應；）機床規(guī)格與工件外形尺寸相適應；（3）機床的生產率與工件生產類型相適應。）機床的生產率與工件生產類型相適應。2. 工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇 1）夾具選擇）夾具選擇 2）刀具選擇）刀具選擇 3）量

21、具選擇）量具選擇 任務實施：任務實施： 1. 內梯形溝槽臺階孔套的加工工藝分析內梯形溝槽臺階孔套的加工工藝分析 為了保證內孔和外圓的同軸度要求，應采用三爪自定心為了保證內孔和外圓的同軸度要求，應采用三爪自定心卡盤一次裝夾加工完成，夾持長度在卡盤一次裝夾加工完成，夾持長度在25mm左右。左右。 2. 內梯形溝槽臺階孔套的加工工藝流程內梯形溝槽臺階孔套的加工工藝流程 車削裝夾工藝表面車削裝夾工藝表面車端面車端面鉆通孔鉆通孔粗車外圓粗車外圓粗車粗車內臺階孔內臺階孔粗車、精車內梯形溝槽粗車、精車內梯形溝槽半精車、精車臺階孔半精車、精車臺階孔精車外圓并倒角精車外圓并倒角切斷切斷夾持外圓夾持外圓車端面，控

22、制總長并倒車端面，控制總長并倒角角檢查各部分尺寸。檢查各部分尺寸。 3. 內梯形溝槽臺階孔套加工步驟內梯形溝槽臺階孔套加工步驟1）車削裝夾基面，長度為）車削裝夾基面，長度為25mm左右；左右；2）夾持裝夾基面，車端面；）夾持裝夾基面，車端面；3）鉆孔）鉆孔18mm，深，深50mm左右；左右；4）粗車、精車內孔）粗車、精車內孔 mm至圖樣精度要求；至圖樣精度要求； 任務實施：任務實施： 5）粗車）粗車30mm內孔至尺寸內孔至尺寸29.5mm，長，長24.5mm； 6）粗車、精車內梯形槽至尺寸要求；）粗車、精車內梯形槽至尺寸要求； 7）精車內臺階孔）精車內臺階孔 mm至圖樣精度要求，并保證其長度要

23、求至圖樣精度要求，并保證其長度要求250.1mm； 8）內孔倒角）內孔倒角C1； 9）精車）精車 mm外圓至圖樣精度要求，倒角外圓至圖樣精度要求，倒角C2； 10）切斷，保證工件長度在）切斷，保證工件長度在46mm左右；左右； 11）夾持）夾持 mm外圓表面，車端面，控制總長外圓表面，車端面，控制總長mm，倒角，倒角C1、C2； 12）檢查，交驗。）檢查，交驗。 任務實施：任務實施： 4. 內梯形溝槽臺階孔套的加工要點內梯形溝槽臺階孔套的加工要點 1）為了保證同軸度要求，車削時，采取一次裝夾完成并）為了保證同軸度要求，車削時，采取一次裝夾完成并做到粗車、精車分開進行；精車時，先精車內孔，后精車

24、外做到粗車、精車分開進行；精車時，先精車內孔，后精車外圓；圓； 2）內梯形溝槽的車削應在內孔精車之前完成；）內梯形溝槽的車削應在內孔精車之前完成； 3）為保證同軸度要求，應先精車內孔，后精車外圓；）為保證同軸度要求，應先精車內孔，后精車外圓； 4）刃磨內梯形溝槽車刀時，為保證角度正確可使用角度）刃磨內梯形溝槽車刀時，為保證角度正確可使用角度樣板或游標萬能角度尺測量，并使兩側副后角角度一致；樣板或游標萬能角度尺測量，并使兩側副后角角度一致； 5）車端面控制總長時，使用指示表找正工件。）車端面控制總長時，使用指示表找正工件。 拓展知識：拓展知識： 1. 車削圓錐面車削圓錐面 車削錐面的方法：寬刃法、小拖板旋轉法、偏移尾座和靠車削錐面的方法：寬刃法、小拖板旋轉法、偏移尾座和靠模法。模法。圖圖2-34 寬刃法寬刃法 圖圖2-35 旋轉小拖板法旋轉小拖板法 拓展知識：拓展知識：圖圖2-36 偏移尾座法偏移尾座法圖圖2-37 仿形法仿形法圖圖2-38 用成形車刀車成形面用成形車刀車成形面 拓展知識：拓展知識： 2. 車