機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識(shí)(ppt 31頁(yè)).ppt

1、了解機(jī)械加工工藝的基礎(chǔ)、機(jī)械加工工藝的基本概念、工藝規(guī)程的內(nèi)容及制定步驟。 教學(xué)目的：金屬的切削過(guò)程，1切屑形成過(guò)程金屬的切削過(guò)程，是被切削金屬層在刀具切削刃和前刀面的擠壓作用下剪切、滑動(dòng)變形的過(guò)程。 切削金屬時(shí)，切削層的金屬被刀具推壓開始產(chǎn)生彈性變形，隨著刀具的進(jìn)行，應(yīng)力、應(yīng)變逐漸增大，應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生塑性變形，刀具進(jìn)一步持續(xù)切削，應(yīng)力達(dá)到材料的拉伸強(qiáng)度時(shí)金屬層被壓扁形成切屑。 滑動(dòng)變形區(qū)、前傾面摩擦變形區(qū)、后傾面摩擦變形區(qū)、金屬切削過(guò)程的切屑種類，一般加工塑性金屬材料(如軟鋼、銅、鋁等)，切削厚度小、速度高、刀尖角大時(shí)，容易得到帶狀切屑。 切削過(guò)程平穩(wěn)，切削力波動(dòng)小，加工表面質(zhì)

2、量高，但連續(xù)切屑會(huì)纏繞工件。 加工塑性低的金屬材料(黃銅等)，切削速度低，厚度大，工具前角小時(shí)發(fā)生，特別是工藝系統(tǒng)剛性不足，加工碳鋼材料時(shí)，容易得到節(jié)狀切屑。 切削過(guò)程不太穩(wěn)定，切削力變動(dòng)也大，加工完畢的表面質(zhì)量低。 用小的前角或負(fù)的前角，以極低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金屬(伸長(zhǎng)率低的結(jié)構(gòu)鋼)時(shí)，產(chǎn)生粒狀的切屑。 切削過(guò)程不平穩(wěn)，切削力波動(dòng)大，加工表面質(zhì)量差。 切削脆性金屬(鑄鐵、青銅等)時(shí)，在切削層內(nèi)接近容易刃面的局部金屬未發(fā)生顯著的塑性變形而被壓碎，形成不規(guī)則的切屑。 材料越硬越脆，刀尖角越小，切削厚度越大越容易產(chǎn)生碎屑。 發(fā)生崩刀切削時(shí)，切削力波動(dòng)大，加工表面凹凸不平，刀尖容易破

3、損。 由于金屬切削過(guò)程中的碎屑堆積及其影響，以及在切削過(guò)程中，碎屑底層與前刀面之間產(chǎn)生擠出和激烈的摩擦，當(dāng)摩擦溫度上升和壓力達(dá)到一定程度時(shí)，碎屑就緊貼在刀刃附近形成硬化的碎屑堆積。 切屑積存處形成后增大，達(dá)到一定高度時(shí)，受到外力的作用和振動(dòng)而破裂脫落，被帶到切屑和加工完畢的表面，因此極不穩(wěn)定。 碎屑堆積對(duì)加工的影響使實(shí)際的前角變大。 減少切屑的變形，降低切削力。 加大切削厚度。 切屑槽延伸到刀刃外，實(shí)際切削厚度增大，影響尺寸的準(zhǔn)確性。 加大加工表面粗糙度。 屑積存瘤周期性增大而脫落，隨著切屑的排出和加工完成面的殘留，可以形成鱗片狀毛刺。 影響刀具的耐用度。 屑槽沒有脫落時(shí)，起到刀具保護(hù)和減小前

4、刀面磨損的作用，脫落時(shí)堵塞工具材料可能會(huì)一起剝離，加快工具故障。 材料塑性越好，越容易產(chǎn)生碎屑堆積。 碳鋼正火調(diào)質(zhì)可以改善。 Vc=550m/min容易形成碎屑積存處。 通過(guò)降低進(jìn)給量f，增大前傾角，前傾面變得光滑，減小切屑與前傾面的接觸和摩擦，可以避免切屑積存的形成。 合理使用切削液，可以降低摩擦，降低溫度上升，避免或減少積屑。 工具磨損過(guò)程，初始磨損階段：此階段磨損快。 這是因?yàn)樾履サ牡毒弑砻嬗形⒂^粗糙度，刀具比較銳利，刀具與工件的實(shí)際接觸面積小，壓縮應(yīng)力大，后刀面很快出現(xiàn)磨損帶。 急劇的磨損階段：刀具經(jīng)過(guò)正常的磨損階段已經(jīng)變得遲鈍，如果繼續(xù)切削，溫度會(huì)急劇增加，切削力會(huì)增大，刀具的磨損會(huì)

5、急劇增加。 在這個(gè)階段，不能保證加工質(zhì)量，工具材料的消耗也多，有時(shí)也會(huì)因刀刃切削而完全喪失切削能力。 一般情況下，在這個(gè)階段之前要馬上更換刀子。 正常磨損階段：此階段磨損速度減慢，磨損量隨時(shí)增加均勻增加，切削穩(wěn)定，是刀具的有效作業(yè)階段。工具的耐用度、工具耐用度、常用工具耐用度參考值、工具耐用度是指從工具的刃磨后開始切削到磨損量超過(guò)允許范圍的總切削時(shí)間，用符號(hào)t表示，單位為min。 耐用度為切削時(shí)間，不包含對(duì)刀儀、測(cè)量、快速進(jìn)給、返回等非切削時(shí)間。 高速鋼車刀、鏜刀6090 min高速鋼鉆頭80120 min硬質(zhì)合金焊接車刀60 min硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀1530 min硬質(zhì)合金立方體氮化硼車刀1

6、20150 min加工立方體氮化硼車刀120180 min齒輪車刀200300 min淬火鋼， 所謂工件材料的切削加工性能、金屬材料的切削加工的簡(jiǎn)便性，就是材料的切削加工的良好切削加工性能，是指刀具耐用度高或在一定耐用度下的切削速度Vc高、切削力小、切削溫度低、良好的工件表面質(zhì)量和切屑形狀容易控制或切屑容易切割。 相對(duì)加工性指標(biāo)Kr是工具耐用度60min下各材料的切削速度Vc60與正火狀態(tài)45鋼的(Vc60)j之比Kr，稱為該材料的相對(duì)加工性。 Kr c60/(c60)j Kr越大，性能越好。機(jī)械加工工藝的基本概念、1生產(chǎn)工藝和工藝生產(chǎn)工藝：將原材料變成成品的全工藝。 進(jìn)程：改變制造對(duì)象的形狀

7、、大小、相對(duì)位置和性質(zhì)，使其成為成品或半成品的進(jìn)程。 工藝是生產(chǎn)工藝的主要部分，其佚預(yù)是輔助工藝。兩個(gè)過(guò)程的構(gòu)成、機(jī)械加工過(guò)程的基本概念、兩個(gè)過(guò)程的構(gòu)成工序：一個(gè)或一組工人、在同一地點(diǎn)對(duì)同一個(gè)或多個(gè)工件連續(xù)完成的部分過(guò)程。 單件小批次和大批次加工的分割工序方法有很大差異。 安裝：一次安裝后完成工序的一部分。 但是，完成一個(gè)工序可能需要多次安裝。 一次安裝，也可以分多道工序加工。 工位：在一個(gè)工序內(nèi)，一次安裝后，工件與夾具和設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)于工具所占的每個(gè)位置。 工序步驟：同一工具連續(xù)加工同一性質(zhì)的加工要素的工序內(nèi)容。 傳球：或稱為進(jìn)給。 如果產(chǎn)量大，需要分割切削，則一次成為一個(gè)走刀。生產(chǎn)

8、綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型、生產(chǎn)綱領(lǐng)：即年產(chǎn)量。 企業(yè)訂定一年內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。 N=Qn(1 ) (1 ) N部件的年產(chǎn)量、單位為件/年； q產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位是臺(tái)年的n產(chǎn)品每臺(tái)該部件的數(shù)量，單位是部件臺(tái)的部件備件率，通常為35%； 零件的次品率通常為15%。 備品：為了防止各個(gè)零件加工后的兼容性差，經(jīng)常做一些備用。 生產(chǎn)類型：企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。 即單體、批次、大量生產(chǎn)的性質(zhì)。 生產(chǎn)類型主要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定。 根據(jù)類型不同，過(guò)程也不同。生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型、機(jī)械加工工藝規(guī)程、工藝規(guī)程：規(guī)定零件制造工藝和操作方法等的工藝文件。 包括工序、各工序的具體加工內(nèi)容、使用的機(jī)床夾具、切削殘奧表及

9、工時(shí)定額等。 是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。 是組織生產(chǎn)和管理的基本依據(jù)。 是為了新設(shè)、擴(kuò)建工廠的基本資料。 作用：常用工藝文件、工藝卡工藝卡工具卡路徑卡、1 )產(chǎn)品裝配圖和零件圖。 2 )產(chǎn)品檢驗(yàn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 三)產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)。 4 )空白的生產(chǎn)條件或者合作關(guān)系。 五)現(xiàn)有生產(chǎn)條件和資料。 6 )國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展情況、設(shè)備修訂準(zhǔn)備資料、工藝卡、機(jī)械加工工藝流程工藝卡、機(jī)械加工工藝流程卡、機(jī)械加工工藝設(shè)定修訂、工藝設(shè)定修訂的步驟1 )分析零件工藝性2 )選擇空白。 3 )選擇定位基準(zhǔn)。 4 )制定工序。 5 )確定各工序的設(shè)備、刀具、修正器、夾具等。 6 )確定各工序的加工質(zhì)量，修正工序尺寸及

10、公差。 7 )確定各工序的切削量和時(shí)間分配。8 )確定各工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。 9 )進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案。 10 )填寫工藝文件。 零件加工工藝性分析、零件工藝性包括零件結(jié)構(gòu)形狀的合理性、幾何要素關(guān)系的確定性、精度和技術(shù)要求的可行性、工件材料的切削性等，結(jié)構(gòu)形狀：在滿足使用要求的基礎(chǔ)上加工的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 盡量避免懸臂、狹窄槽、內(nèi)腔尖角及剛性不穩(wěn)定的薄壁、細(xì)長(zhǎng)棒等結(jié)構(gòu)，減少或避免用成型工具加工的結(jié)構(gòu)，孔系、內(nèi)轉(zhuǎn)角半徑等盡量以標(biāo)準(zhǔn)工具尺寸統(tǒng)一，減少更換次數(shù)，深孔狹窄槽和轉(zhuǎn)角尺寸不要充分考慮工具的剛性等幾何關(guān)系：視圖完整、準(zhǔn)確、表現(xiàn)清晰、不模糊，幾何要素關(guān)系明確，圖紙加工輪廓數(shù)據(jù)

11、不足，尺寸模糊，不得出現(xiàn)尺寸封閉干涉等缺陷。 零件加工工藝分析、精度和技術(shù)要求：包括尺寸精度、幾何公差、表面粗糙度。 如果能在滿足使用要求的基礎(chǔ)上降低精度要求，就能降低加工難易度，減少加工次數(shù)，提高生產(chǎn)率，降低成本。 尺寸標(biāo)注應(yīng)易于編程，盡量有利于設(shè)置修訂標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。 工件材質(zhì)：部品原材料和熱處理要求，是選擇工具(材料、幾何殘奧表和壽命)，決定加工工序、切削量，選擇機(jī)床的重要依據(jù)。 在滿足零件功能的基礎(chǔ)上，盡量使用廉價(jià)的國(guó)產(chǎn)材料，不挑選貴重的不足材料。 零件NC加工的適應(yīng)性、適合NC加工的內(nèi)容： (1)通用機(jī)床不能加工的內(nèi)容應(yīng)該是優(yōu)選的內(nèi)容(如復(fù)雜的線輪廓、型面)。 (2)應(yīng)該重點(diǎn)選

12、擇通用機(jī)床的加工困難、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容(例如，在車的錐面、截面的情況下，利用NC車床的定線速度功能，能夠選擇最佳線速度，以使加工后的表面粗糙度變小、均勻)。 (3)通用機(jī)床效率低、勞動(dòng)者勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可以在數(shù)控機(jī)床還有豐富的能力的基礎(chǔ)上選擇采用。 不適用于數(shù)控加工的內(nèi)容： (1)機(jī)械調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，如原材料粗基準(zhǔn)定位加工最初的精加工基準(zhǔn)，必須用專用工裝協(xié)調(diào)加工內(nèi)容。 (2)加工部位分散，必須多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。 此時(shí)采用數(shù)控加工麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床加工。坯料的確定、鑄件、鍛造品、型材、焊接品、冷沖壓品、粉末冶金品、坯料類型、砂型鑄造、模具鑄造、沖壓鑄造、模鍛、自由鍛造、冷軋、熱

13、軋、沖壓鑄鐵鑄造、高強(qiáng)度鍛造品、一般性能型材或鑄鋼2 )部件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。 軸鍛件或型材、大型鑄件3 )生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件。 小批砂型鑄造或自由鍛造、大量模鍛、精密鑄造、減少粗加工量、提高效率4 )充分考慮新技術(shù)、新技術(shù)和新材料的利用。 空白形狀和尺寸的選擇： (1)鑄造鍛件空白的量應(yīng)足夠大。 鑄件有裂紋、疏松，鍛件有黑皮、毛刺、凹凸。 (2)小、薄或組件可能需要多個(gè)連接準(zhǔn)備，等加工完成后再切斷。 (3)不便裝夾的部件增加夾子墊材、工藝凸臺(tái)、凸耳，最后去除。 工藝路線的制定，各種表面不同加工方法的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，經(jīng)濟(jì)精度：選擇在正常加工條件下可以達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，表面加

14、工方法，先了解各加工方法可以達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，然后再考慮1 )零件的材料和性質(zhì)。 有色金屬的精加工不應(yīng)該采用磨削，因?yàn)橛猩饘偃菀锥氯拜啠远嗖捎酶咚傥⒓?xì)車削和金剛石鉆孔等切削加工方法2 )零件的形狀和尺寸。 形狀復(fù)雜、尺寸大的零件，上面的孔一般不采用拉刀或磨削。直徑超過(guò)60mm的孔，請(qǐng)不要使用鉆頭、擴(kuò)張、鉸鏈等3 )所選的加工方法，以符合生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)應(yīng)選擇高生產(chǎn)率和質(zhì)量穩(wěn)定的加工方法，單件、小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選擇通用設(shè)備，避免用非標(biāo)準(zhǔn)專用工具加工。 4 )具體生產(chǎn)條件。 考慮到工廠現(xiàn)有的加工設(shè)備及其技術(shù)能力，工人的技術(shù)水平，在充分利用現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)手段的同時(shí)，不斷引進(jìn)新技術(shù)，對(duì)舊設(shè)備

15、進(jìn)行技術(shù)改造，挖掘企業(yè)潛力，制定技術(shù)水平，工藝路線，不斷提高外周表面加工路線的黑色金屬材料(淬火)，加工精度ITT 高精度有色金屬部件：粗車半精車精車鉆石車。 特別是在高精度的情況下，精密光整加工、工序制定、孔加工路線：鉆頭擴(kuò)展鉸鏈：添加直徑小于40mm的小孔。 小直徑僅一次鉸孔即可進(jìn)行中精加工用鏜孔(或鉆孔)中精加工用鏜孔：直徑大的孔、位置精度要求高的孔系、單體小批量生產(chǎn)中的非標(biāo)準(zhǔn)小尺寸孔或有色金屬材料的孔鉆孔-拉孔：多用于大量生產(chǎn)中的加工盤、成套零件的圓孔、單結(jié)合孔及花鍵孔鏜孔中精鏜孔中精鏜孔：中小型淬火零件孔加工，4個(gè)基本方案：分加工階段，加工階段為粗加工、中精加工、精加工和光整加工。

16、1 )有利于加工質(zhì)量的保證。 大切削量的粗切造成的變形能夠充分釋放，半精加工階段性地修正。 2 )合理使用設(shè)備。 普通機(jī)床粗加工，數(shù)控機(jī)床精加工。 充分發(fā)揮粗加工設(shè)備的特點(diǎn)，有助于長(zhǎng)期保證機(jī)床的精度。 3 )有助于早期發(fā)現(xiàn)空白缺陷。 在粗加工安排之前，如果發(fā)現(xiàn)空白缺陷，立即廢棄，避免因繼續(xù)加工而浪費(fèi)工時(shí)。 4 )熱處理工序的安排很容易。 粗加工后可通過(guò)時(shí)效消除應(yīng)力，精加工前淬火，淬火變形可通過(guò)精加工消除。 粗加工分開，機(jī)床臺(tái)數(shù)和工序數(shù)增加，批量小，機(jī)床負(fù)荷率低，不經(jīng)濟(jì)。 因此，即使在工件批次小、精度要求不太高、工件剛性良好的情況下，也可以不分階段。 由于重的零件很難運(yùn)輸和夾緊，所以只需一次夾緊

17、即可完成粗加工。加工順序的安排、(1)“基準(zhǔn)先行”的原則先加工基準(zhǔn)表面，在后續(xù)工序中確定位置。 如軸類零件的第1工序那樣，銑削加工端面鉆中心孔，然后用中心孔對(duì)其他表面進(jìn)行定位加工。 (2)“前面后孔”在零件上能夠使用大的平面作為定位基準(zhǔn)的情況下，總是在加工平面之后，用平面對(duì)孔進(jìn)行定位，確?？着c平面之間的位置精度，從而定位穩(wěn)定，卡盤也方便，能夠避免粗面鉆頭引起的偏差。 (3)“先主后次”原則先加工主要表面(要求位置精度的基準(zhǔn)面和作業(yè)面)后再加工副表面(例如鍵槽、螺紋孔、緊固小孔等)。 次要表面在主要表面達(dá)到一定精度后，最終完成前進(jìn)行。 (4)對(duì)于要求“先粗加工后精加工”原則精度的零件，按照粗的順

18、序前進(jìn)，逐步提高加工精度。 這一點(diǎn)對(duì)于剛性低的零件特別不容忽視。 其他工序的安排、熱處理工序的安排： (1)粗加工前的預(yù)熱處理：消除組織的不均勻，使晶粒微細(xì)化，改善金屬的切削加工性能。 有退火、正火、調(diào)質(zhì)。 (2)中間工序間的時(shí)效退火熱處理：消除殘馀應(yīng)力引起的工件變形。 (3)精加工前的最終熱處理：得到零件使用所需的力學(xué)性能、表面硬度和抗蝕性，如淬火、滲碳、氮化等。 由于淬火變形大，最終進(jìn)行磨削加工。 輔助工序安排： (1)檢查工序：重要工序前后、送往外廠前、最終檢查。 確保質(zhì)量(2)清洗和去毛刺：淬火工序前、全部完成后。(3)消磁等：根據(jù)需要進(jìn)行消磁、平衡等安排、工序劃分、工序劃分原則： (1)工序集中原則：將加工集中在少數(shù)工序中完成。 減少夾盤次數(shù)，減少機(jī)床使用數(shù)量和占地面積，