金属加工与实训(基础常识与技能训练)课题十-机课件.ppt

1、生产过程的基础知识生产过程的基础知识一一课题十课题十 机械零件的生产过程机械零件的生产过程典型零件表面的加工典型零件表面的加工二二典型零件的加工典型零件的加工三三课目一 生产过程的基础知识 一、机械加工工艺过程 二、零件的生产类型 三、机械加工工艺规程的制定一、机械加工工艺过程一、机械加工工艺过程v1工序v2安装v3工位v4工步v5走刀二、零件的生产类型1生产纲领生产纲领 生产纲领指计划期内生产零件的数量。生产纲领对生产组织形式和零件加工过程有重要影响，决定了各个工序所需专业化和自动化程度，以及生产过程中所选用的工艺方法和工艺装备。2生产类型生产类型三、机械加工工艺规程的制定1机械加工工艺规程

2、的设计原则机械加工工艺规程的设计原则（1）编制工艺规程应以保证零件加工质量，达到设计图样规定的各项技术要求为前提。（2）在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。（3）应充分考虑和利用现有生产条件，尽可能做到均衡生产。（4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件。（5）积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。2制订机械加工工艺规程所需的原始资料制订机械加工工艺规程所需的原始资料v（1）产品的全套装配图及零件图。v（2）产品的验收质量标准。v（3）产品的生产纲领及生产类型。v（4）零件毛坯图及毛坯生产情况。v（5）本厂（

3、车间）的生产条件。v（6）各种有关手册、标准等技术资料。3加工工艺规程的设计步骤加工工艺规程的设计步骤（1）分析零件图和产品装配图。（2）工艺审查。（3）确定毛坯的种类及其制造方法。（4）拟定机械加工工艺路线。（5）确定各工序所需的机床和工艺装备。（6）确定切削用量。（7）确定各工序工时定额。（8）评价工艺路线。课目二 典型零件表面的加工 一、外圆面的加工 二、平面的加工 三、孔的加工 四、成形面加工一、外圆面的加工一、外圆面的加工1外圆面的技术要求外圆面的技术要求（1）本身精度）本身精度：直径和长度的尺寸精度、外圆面的圆度、圆柱度等形状精度等。（2）位置精度）位置精度：与其他外圆面或孔的同轴

4、度、与端面的垂直度等。（3）表面质量）表面质量：主要指表面粗糙度，对于某些重要零件，还对表层硬度、残余应力、显微组织等有要求。2影响外圆加工方案的主要因素影响外圆加工方案的主要因素（1）工件材料）工件材料：对于钢铁类零件，主要用车削和磨削加工；对于有色金属，主要使用车削加工。（2）加工精度和表面粗糙度）加工精度和表面粗糙度：零件精度要求低，表面粗糙度值大时，可以粗车，随着精度要求的提高、表面粗糙度值要求较小，可以使用半精车、精车或者粗磨、半精磨、精磨等方法。精度要求特别高，表面粗糙度值要求特别小的零件，需要使用研磨和超级光磨等超精加工方法。（3）热处理状态）热处理状态：如果材料经过淬火处理，则

5、只能选用磨削作为精加工方法，而不能使用车削。3经济精度和表面粗糙度值的概念经济精度和表面粗糙度值的概念 使用各种加工方法生产零件时，都有一个经济精度，该精度是使用该种方法加工时所能达到的理想精度。如果加工精度低于该精度值，则没有充分发挥机床的潜能；如果加工精度高于该精度值，则成本显著提高，投入大产出小。经济表面粗糙度值的概念与之类似。4外圆面加工方案框图外圆面加工方案框图二、平面的加工1平面的类型平面的类型（1）非结合面）非结合面：这类平面没有较高的形状和位置精度要求，表面也并不要求特别光洁，通常只要求外观基本平整并具有一定的防腐蚀能力即可。（2）结合面和重要结合面）结合面和重要结合面：零件表

6、面的重要连接平面和装配面，要求具有一定的形状和位置精度要求，同时要求表面质量较高。（3）导向平面）导向平面：例如机床的导轨面。对表面的形状和位置精度以及表面质量要求都很高。（4）精密测量工具的工作面）精密测量工具的工作面：这种表面位于工具和量具上，对形状和位置精度以及表面质量要求都极高。2平面的技术要求平面的技术要求（1）形状精度）形状精度：例如平面度、直线度等。（2）位置精度）位置精度：例如平面的平行度、垂直度等。（3）表面质量）表面质量：如表面粗糙度、表层硬度、表面残余应力、表面的显微组织等。3平面加工方案及选择平面加工方案及选择4常用加工路线常用加工路线（1）刨或粗铣。）刨或粗铣。主要用

7、于精度较低的平面的加工。（2）粗铣（或粗刨）粗铣（或粗刨）精铣（或精刨）精铣（或精刨）刮研。刮研。用于精度要求较高且不淬硬的表面。（3）粗铣（或粗刨）粗铣（或粗刨）精铣（或精刨）精铣（或精刨）磨削。磨削。用于加工精度要求较高且淬硬的平面。（4）粗铣）粗铣半精铣半精铣高速精铣。高速精铣。用于高精度有色金属零件的加工。（5）粗车）粗车精车。精车。用于加工轴、套以及盘类零件的端面。三、孔的加工1孔的类型孔的类型（1）紧固孔（例如螺钉孔）以及非配合的油孔等。（2）回转零件上的孔，如套筒、法兰盘以及齿轮上的孔。（3）箱体零件上的孔，这类孔往往构成“孔系”。（4）深孔，即孔长度和直径之比大于5 10 的孔

8、。（5）圆锥孔，如主轴前端的锥孔。2孔的技术要求孔的技术要求（1）本身精度）本身精度：孔径和孔长的尺寸精度，孔的圆度、圆柱度和轴线的直线度等。（2）位置精度）位置精度：孔与孔、孔与外圆的同轴度、孔轴线与端面的垂直度等。（3）表面质量）表面质量：孔表面粗糙度以及表层硬度、残余应力、显微组织等。3加工设备的选择加工设备的选择（1）轴、盘、套类零件轴线位置的孔，一般选用车床、磨床加工；在大批量生产中，盘、套轴线位置上的通直配合孔，多选用拉床加工。（2）小型支架上的轴承支撑孔，一般选用车床利用花盘弯板装夹加工，或用卧铣加工。（3）箱体和大、中型支架上的轴承支撑孔，多选用铣镗床加工。孔径大于80mm 时

9、，镗孔加工几乎是唯一的方法。（4）各种零件上的销钉孔、螺钉孔和润滑油孔，一般在钻床上加工。中等精度的孔，可采用钻模钻孔，或钻孔后再扩孔的方法得到。孔径大于30mm 可分两次钻削，先钻孔后扩孔。（5）精度较高的小孔（直径小于12mm），采用钻孔后铰孔。精度较高的大孔，钻孔后可再进行精镗或磨削。（6）淬硬的工件只能采用磨削方法。高精度的孔，经精磨后还要进行珩磨、研磨等加工。4孔加工方案分析孔加工方案分析四、成形面加工1成形面的技术要求成形面的技术要求 与平面、外圆面和孔加工类似，成形面的技术要求也包括尺寸精度、形状和位置精度以及表面质量等3 个重要方面。除此之外，由于成形面的表面都具有特定的用途，

10、因此对表面形状精度要求更高。在加工过程，首先要保证使用的切削原理能够满足表面形状的成形要求。2成形面的加工方法成形面的加工方法（1）使用成形刀具加工。（2）利用刀具和工件作特定的相对运动加工。 使用靠模装置车削成形面。 使用普通车刀手动法（双手赶刀法）进行单件生产。 使用展成法加工，例如插齿和滚齿过程。 仿形装置，大批加工成形件。 使用数控机床通过数控程序加工。3螺纹的加工螺纹的加工螺纹加工方案及其选择。 攻螺纹和套螺纹。攻螺纹和套螺纹。 对于小尺寸的内螺纹，攻丝几乎是唯一有效的加工方法。单件小批生产中，可以用手用丝锥手工攻螺纹；当批量较大时，则应在车床、钻床或攻螺纹机上用机用丝锥加工。 车螺

11、纹。车螺纹。 在车床上加工螺纹主要是指用车刀车削各种螺纹。对于直径较小的螺纹，也可在车床上先车出小径，再用板牙或丝锥套攻螺纹。 铣螺纹。铣螺纹。 铣螺纹采用仿形法，一把螺纹铣刀可以加工一定范围的螺纹孔径。 磨螺纹。磨螺纹。 磨螺纹用于对螺纹表面进行精加工。4齿轮加工齿轮加工（1）成形法。（2）展成法。课目三 典型零件的加工 一、零件加工综述 二、轴类零件的加工工艺 四、典型零件的加工实例一、零件加工综述一、零件加工综述1机械零件毛坯选择原则机械零件毛坯选择原则（1）适用性原则。（2）经济性原则。（3）实用性原则。2零件的分类零件的分类（1）轴类零件（2）盘套类零件（3）支架箱体类零件（4）六面

12、体类零件（5）特殊类零件（6）机身机座类零件3组成零件的表面组成零件的表面v（1）外圆面、内圆面、平面。v（2）锥面、螺纹、齿形。v（3）沟槽、成形面。二、轴类零件的加工工艺1轴类零件的功用和结构特点轴类零件的功用和结构特点 轴类零件是旋转体零件，主要用来支撑传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件的长度大于直径，一般由一组同心的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。 长径比小于5 的轴称为短轴，长径比大于20 的轴称为细长轴，大多数轴介于两者之间。2轴的技术要求轴的技术要求（1） 尺寸精度尺寸精度： 起支撑作用的轴颈为了确定轴的位置， 通常对其尺寸精度要求较高（IT5 IT7）。装

13、配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6 IT9）。（2）几何形状精度）几何形状精度：主要包括轴颈、外锥面和莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。（3）相互位置精度）相互位置精度：主要由轴在机械中的位置和功用决定。应保证装配传动件的轴颈对支撑轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。（4）表面粗糙度）表面粗糙度：一般与传动件相配合的轴颈表面粗糙度值为Ra2.5 0.63m，与轴承相配合的支撑轴颈的表面粗糙度值为Ra0.63 0.16m。3轴类零件的毛坯轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、

14、生产类型、设备条件及结构，选用棒料和毛坯形式。 对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主。 而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。4轴类零件的材料轴类零件的材料（1）45 钢钢：价格便宜，经过调质（或正火）后可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能。（2）40Cr 等合金构钢等合金构钢：适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合力学性能。（3）轴承钢）轴承钢GCr15 和弹簧钢和弹簧钢65Mn：经调质和表面高频淬火后，表面硬度

15、可达50 58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。（4）38CrMoAlA 氮化钢氮化钢：经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的心部，耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。5轴类零件的工艺设计轴类零件的工艺设计（1）典型工艺路线。（2）定位基准。（3）热处理。（4）花键和键槽的加工。6特殊轴类零件的加工特殊轴类零件的加工（1）空心轴的加工。）空心轴的加工。 对于空心轴（如机床主轴），为了能使用顶尖孔定位，一般均采用带顶尖孔的锥套心轴或锥堵。若外圆和锥孔需反复多次、互为基准进行加工，则在重装锥堵或心轴时，必须按

16、外圆找正或重新修磨中心孔。（2）细长轴加工。）细长轴加工。 粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用一夹一顶法装夹工件，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。 精车时，采用双顶尖法进行装夹。采用跟刀架抵消加工时径向切削分力的影响，减少切削振动和工件变形，但必须使跟刀架的中心与机床顶尖中心保持一致。 采用反向进给：车削细长轴时，常使车刀向尾座方向作进给运动，使刀具施加于工件上的进给力朝向尾座，有使工件产生轴向伸长的趋势，以减少工件的弯曲变形。 采用细长轴车刀：细长轴车刀前角和主偏角较大，切削轻快，径向振动和弯曲变形小。粗加工车刀前刀面上有断屑槽，并有一定的正刃倾角，使切屑流向待加工面。四、典型零件的加工实例加工工艺过程加工工艺过程