机械加工工艺及装备课件.ppt

1、第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 设计目的 通过减速器的两个零件主轴和底座的工艺规程的编制，能够了解工艺规程的基本概念，能正确分析零件的结构工艺性，根据零件的具体形状，选择合适的毛坯，确定零件的定位方法，拟定零件的机械加工工艺路线，能够结合企业现状及零件的结构，合理选择零件各工序加工昔所需要的加工设备及工艺装备，编制出减速器的两个零件的机械加工工艺规程。进而掌握一般零件的机械加工工艺规程的编制。10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 设计条件设计条件 给出两个典型零件的零件图，编制出合适的机给出两个典型零件的零件图，编制

2、出合适的机械加工工艺规程。械加工工艺规程。10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 设计内容及要求设计内容及要求u主轴零件的机械加工工艺规程的编制主轴零件的机械加工工艺规程的编制确定减速器主轴的机械加工工艺路线：确定减速器主轴的机械加工工艺路线：了解轴类零件的种类及结构特点。了解轴类零件的种类及结构特点。掌握如何选掌握如何选择轴类零件的材料及毛坯。择轴类零件的材料及毛坯。一般轴类零件机械加一般轴类零件机械加工的工艺特点。工的工艺特点。u底座零件的机械加工工艺规程的编制底座零件的机械加工工艺规程的编制确定减速器底座的机械加工工艺路线：确定减速

3、器底座的机械加工工艺路线：了解箱体类零件的种类及结构特点。了解箱体类零件的种类及结构特点。掌握如何掌握如何选择箱体类零件的材料及毛坯。选择箱体类零件的材料及毛坯。一般箱体类零件一般箱体类零件机械加工的工艺特点。机械加工的工艺特点。10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 1生产过程和工艺过程的基本概念 生产过程：将原材料转变为成品的全过程。工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程。工艺过程是生产过程的主要部分，其余为辅助过程。2机械机械加工

4、加工工艺过程的组成工艺过程的组成第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 3生产纲领和生产类型生产纲领：即年产量。企业计划一年内应当生产的产品产量和进度计划。N=Qn(1+%)(1+%)oN零件的年产量，单位为件/年；oQ产品的年产量，单位为台年；on每台产品中该零件的数量，单位为件台；o零件的备品率，一般为35%；o零件的废品率，一般为15%。o备品：为防止个别零件加工后互换性不好，常多做几件备用。生产类型：企业生产专业化程度的分类。即单件、成批和大量生产性质。生产类型主要依据生产纲领确定。类型不同，工艺过程就不同。第

5、第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程10.2 基础知识 4机械加工工艺规程 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、二、零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、二、零件的结构工艺性

6、分析零件的结构工艺性分析10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 三、三、毛坯的选择毛坯的选择10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 三、三、毛坯的选择毛坯的选择10.2 基础知识毛坯选择考虑因素：毛坯选择考虑因素：1）零件的材料及对零件力学性能的要求。）零件的材料及对零件力学性能的要求。铸铁铸铁铸件，高强度铸件，高强度锻锻件，一般性能件，一般性能型材或铸钢型材或铸钢2）零件的结构形状与外形尺寸。）零件的结构形状与外形尺寸。轴轴锻件或型材，大件锻件或型材，大件铸件铸件 3）生产类型和生产条件。）生产类型和生产条件。小批小批砂型铸或自由锻

7、，大批砂型铸或自由锻，大批模锻、精密模锻、精密铸，减少粗加工量，提高效率铸，减少粗加工量，提高效率 4）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料。毛坯形状和尺寸选择毛坯形状和尺寸选择：1）铸锻件毛坯余量应足够大。）铸锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松，锻件有黑皮、飞边铸件有夹渣、疏松，锻件有黑皮、飞边和凹凸不平。和凹凸不平。2）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后再割开。）小、薄或组合件可考虑按多件连体备料，加工完成后再割开。3）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳，最后去）不便装夹的零件应加设装夹余料，工艺凸台、凸耳，最后去除。除。第第1

8、0章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识1 1基准的概念及其分类基准的概念及其分类基准基准设计基准设计基准工艺基准工艺基准测量基准测量基准定位基准定位基准装配基准装配基准工序基准工序基准 图图10-1 10-1 钻套零件图钻套零件图第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识1 1基准的概念及其分类基准的概念及其分类图例分析：如图10-1所示钻套零件图中，轴心线O1-O2是各回转面的设计基准，A面是B、C 面的设计基准，而内孔 D1的轴心线，也是外圆 D2的径向圆跳动的设计

9、基准，又是端面B的端面圆跳动的设计基准。钻套内孔套在心轴上磨削外圆 D2及端面时，内孔的轴线就是定位基准。钻套内孔套在心轴上用百分表测外圆径向圆跳动及端圆跳动时，钻套内孔的轴线就是测量基准。钻套装在钻模板上是以其外圆 D2及端面B面来确定外套位置的，所以其外圆轴线及端面B面是装配基准。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识2 2定位基准的选择定位基准的选择选择定位基准时应符合两点要求：选择定位基准时应符合两点要求：1）各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、）各加工表面应有足够的加工余量，非加工表面的尺寸、位置符合设计

10、要求；位置符合设计要求；2）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积，以保证能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。能承受大的切削力，保证定位稳定可靠。定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面定位基准可分为粗基准和精基准。若选择未经加工的表面作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的作为定位基准，这种基准被称为粗基准。若选择已加工的表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。表面作为定位基准，则这种定位基准称为精基准。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识2 2定位基

11、准的选择定位基准的选择(1)粗基准的选择粗基准的选择为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工为了保证重要加工表面加工余量均匀，应选择重要加工表面作为粗基准。表面作为粗基准。为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要为了保证非加工表面与加工表面之间的相对位置精度要求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具有求，应选择非加工表面作为粗基准；如果零件上同时具有多个非加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的非多个非加工面时，应选择与加工面位置精度要求最高的非加工表面作为粗基准。加工表面作为粗基准。有多个表面需要一次加工时，应选择精度要求最高、有多个表面需要一次加工时，应选择精度要

12、求最高、或者加工余量最小的表面作为粗基准。或者加工余量最小的表面作为粗基准。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。粗基准在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边、选作粗基准的表面应平整光洁，有一定面积，无飞边、浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。浇口、冒口，以保证定位稳定、夹紧可靠。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识2 2定位基准的选择定位基准的选择(2)精基准的选择精基准的选择基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基准。基准重合原则：即应尽可能选择设计基准作为定位基准

13、。基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工工基准统一原则：即应尽可能采用同一个定位基准加工工件上的各个表面。件上的各个表面。互为基准原则：即对工件上两个相互位置精度要求比较互为基准原则：即对工件上两个相互位置精度要求比较高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准，高的表面进行加工时，可以利用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。反复进行加工，以保证位置精度要求。自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时，自为基准原则：即某些加工表面加工余量小而均匀时，可选择加工表面本身作为定位基准。可选择加工表面本身作为定位基准。准确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准确、准

14、确可靠原则：即所选基准应保证工件定位准确、安装可靠；夹具设计简单、操作方便。安装可靠；夹具设计简单、操作方便。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 四、四、定位基准的选择定位基准的选择10.2 基础知识3 3工件定位的方法工件定位的方法工件工件定位定位直接找正定位：直接找正定位：通常在单件小批生产的加工车间、修理、试制、工具车间中得到应通常在单件小批生产的加工车间、修理、试制、工具车间中得到应用用在夹具上找正：在夹具上找正：广泛用于成批生产和单件、小批量生产的关键工序中广泛用于成批生产和单件、小批量生产的关键工序中划线找正定位划线找正定位：受到划线精度的限制，定位精度低，多用于批

15、量较小、毛坯精度较低受到划线精度的限制，定位精度低，多用于批量较小、毛坯精度较低以及大型零件的粗加工以及大型零件的粗加工第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识经济精度：在正常加工条件下所能达到的加工精度及表面粗糙度 加 工 表 面加 工 方 法经济精度等级IT表 面 粗 糙 度m加 工 表 面加 工 方 法经济精度等级IT表 面 粗 糙 度m外圆柱面和端面粗车半精车精车粗磨精磨研磨超精加工金刚车111391078896556612.5503.26.30.81.60.40.80.10.40.0120.10.0120.10.025

16、0.4圆柱孔钻孔粗镗半精镗精镗、铰粗磨精磨珩磨研磨1112111289787867675612.5256.312.51.63.20.81.60.20.80.10.20.0250.10.0250.1平 面粗刨（铣）精刨（铣）粗磨11138108912.5501.66.31.255平 面精磨刮研研磨676750.161.250.161.250.0060.1各种表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识 首先应了解各种加工方法所能达到的经济精度，然后考虑：1）零件的材料及性质。有色金属的精加工不宜

17、采用磨削，因为有色金属易使砂轮堵塞，因此常采用高速精细车削或金刚镗等切削加工方法 2）零件的形状与尺寸。形状复杂、尺寸较大的零件，其上的孔一般不宜采用拉削或磨削；直径大于60mm的孔不宜采用钻、扩、铰等 3）选择的加工方法要与生产类型相适应。大批量生产应选用高生产率的和质量稳定的加工方法，而单件、小批生产应尽量选择通用设备和避免采用非标准的专用刀具来加工。4）具体的生产条件。考虑工厂现有的加工设备及其工艺能力、工人的技术水平，以充分利用现有设备和工艺手段，同时也要注意不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业的潜力，不断提高工艺水平 第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、

18、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识 加工阶段一般为：粗加工、半精加工、精加工和光整加工。1）有利于保证加工质量。可使大切削量粗切引起的变形充分释放，由半精、精加工逐步校正。2）合理地使用设备。普通机床粗加工，数控机床精加工。充分发挥粗、精加工设备特点，有利于长期保证机床精度。3）有利于及早发现毛坯的缺陷。粗加工安排在前，若发现了毛坯缺陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。4）便于安排热处理工序。粗加工后要时效消除应力，精加工前要淬火，淬火变形可由精加工消除。粗精加工分开，使机床台数和工序数增加，批量较小时，机床负荷率低、不经济。所以当工件批量小、精度要求不太高、工件刚性

19、较好时也可以不分或少分阶段。重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识 热处理工序的安排：（1）粗加工前的预备热处理：消除组织的不均匀，细化晶粒，改善金属的切削加工性能。有退火、正火和调质。（2）中间工序间的时效退火热处理：消除残余应力引起工件的变形。（3）精加工前的最终热处理：获得零件使用上所需要的力学性能、表面硬度和抗蚀性，如淬火、渗碳、渗氮等。因淬火变形大，最终做磨削加工。辅助工序安排：（1）检验工序：重要工序的前后、送往外车间之前、最终检验。确保质量（2）清洗和去毛

20、刺：淬火工序之前、全部完工之后。（3）消磁等：根据需要做消磁、平衡等安排第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 五、五、工艺路线的拟定工艺路线的拟定10.2 基础知识工序划分的原则：（1）工序集中的原则：将加工集中在少数几道工序内完成。可减少装夹次数、减少机床使用数量和占地面积、简化了生产组织和计划调度工作。但机床、工装一次性投资大，调整维修费事、不利于阶段划分。（2）工序分散的原则：将加工分散到较多的工序内进行。每工序内容简单，所用设备、工装也简单，调整维修方便，对工人要求低。但使用设备多、占地面积大、使用工人多。工序划分的方法：（1）刀具集中分序法：用同一把刀具加工完所有可加工

21、的部位后再换刀完成它们所有可加工的部位。减少换刀次数、缩短空程时间，减少误差。（2）粗精加工分序法：完成全部粗加工、半精加工，最后作全部精加工。（3）加工部位分序法：按“先面后孔”、“先简单后复杂”、“先低后高（精度）”的加工顺序对需加工的部位划分工序。第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识 a)b)图10-2 单边加工余量第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识 a)b)图10-3 双边加工余量第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工

22、艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识 a)b)图10-4 工序尺寸与工序余量第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识第第10章章

23、 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 六、六、工序尺寸及公差带分布工序尺寸及公差带分布10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 七、七、设备及工艺装备的选择设备及工艺装备的选择10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 七、七、设备及工艺装备的选择设备及工艺装备的选择10.2 基础知识第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机

24、械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺图图10-5 10-5 减速器传动主轴简图减速器传动主轴简图第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺 支承轴颈 安装联轴器轴段安装联轴器轴段第第10章章 机械加

25、工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 一、一、轴类零件的加工工艺轴类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺序号序号工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准设备设备1 1备料备料2 2锻造锻造模锻模锻立式精锻机立式精锻机3

26、3热处理热处理正火正火4 4锯头锯头5 5铣端面钻中心孔铣端面钻中心孔毛坯外圆毛坯外圆中心孔机床中心孔机床6 6粗车外圆粗车外圆顶尖孔顶尖孔多刀半自动车床多刀半自动车床7 7热处理热处理调质调质8 8半精车外圆半精车外圆半精车各外圆并切槽、倒角半精车各外圆并切槽、倒角顶尖孔顶尖孔数控车床数控车床9 9研研研中心孔研中心孔外圆外圆第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、二、箱体类零件的加工工艺箱体类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、箱体二、箱体类零件的加工工艺类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺图图10-6

27、10-6 减速器箱体简图减速器箱体简图底座箱盖第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、箱体二、箱体类零件的加工工艺类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、箱体二、箱体类零件的加工工艺类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺序号序号工序名称工序名称工序内容工序内容定位基准定位基准加工设备加工设备1铸造铸造铸造毛坯铸造毛坯2热处理热处理人工时效人工时效3油漆油漆喷涂底漆喷涂底漆4划线划线分别划出箱盖和底座上各平面的加分别划出箱盖和底座上各平面的加工线和校正线工线和校正线箱盖以箱盖以A面和面和C面为基准，面为基准，底座以

28、底座以B面和面和C面为基准，面为基准，划线平台划线平台5粗刨粗刨粗刨箱盖的对合面、方孔顶面和轴粗刨箱盖的对合面、方孔顶面和轴承孔的两端面；粗刨底座的对合面、承孔的两端面；粗刨底座的对合面、底面和轴承孔的两端面底面和轴承孔的两端面按划线找正加工对合面，然按划线找正加工对合面，然后以对合面和后以对合面和C面为基准面为基准牛头刨床或龙门牛头刨床或龙门刨床刨床6 6精刨精刨精刨箱盖的对合面至尺寸，再精刨精刨箱盖的对合面至尺寸，再精刨方孔顶面至尺寸；精刨底座的对合方孔顶面至尺寸；精刨底座的对合面至尺寸，再精刨底面至面至尺寸，再精刨底面至170mm，表面粗糙度表面粗糙度Ra为为6.3m m方也和对合面互为

29、基准方也和对合面互为基准底面和对合面互为基准底面和对合面互为基准牛头刨床或龙门牛头刨床或龙门刨床刨床表10-1 减速箱体机械加工工艺过程第第10章章 机械加工工艺与装备机械加工工艺与装备 二、箱体二、箱体类零件的加工工艺类零件的加工工艺10.3 典型零件的加工工艺7 7划线划线箱盖：划中心十字线，各联接孔、箱盖：划中心十字线，各联接孔、销钉孔、螺孔、吊装孔加工线销钉孔、螺孔、吊装孔加工线底座：划中心十字线；底面各联接底座：划中心十字线；底面各联接孔、油塞孔、油标孔加工线孔、油塞孔、油标孔加工线箱盖以对合面为基准箱盖以对合面为基准底座以底面为基准底座以底面为基准划线平台划线平台8 8钻削钻削箱盖

30、：按划线钻各联接孔，并锪平；箱盖：按划线钻各联接孔，并锪平；钻各螺孔的底孔、吊装孔钻各螺孔的底孔、吊装孔底座：按划线钻底面上各联接孔、底座：按划线钻底面上各联接孔、油塞底孔、油标孔，各孔端锪平；油塞底孔、油标孔，各孔端锪平；将箱盖与底座合在一起，按箱盖对将箱盖与底座合在一起，按箱盖对合面上已钻的孔，钻底座对合面上合面上已钻的孔，钻底座对合面上的联接孔，并锪平的联接孔，并锪平箱盖以对合面为基准箱盖以对合面为基准底座以底面为基准底座以底面为基准摇臂钻床摇臂钻床9 9钳工钳工对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；铲刮对箱盖、底座各螺孔攻螺纹；铲刮箱盖及底座对合面；箱盖与底座合箱盖及底座对合面；箱盖与底座合箱；按箱盖上划线配钻、铰二销孔，箱；按箱盖上划线配钻、铰二销孔，打入定位销打入定位销1010铣削铣削粗、精铣轴承孔端面粗、精铣轴承孔端面端面铣床端面铣床1111镗削镗削粗、精镗轴承孔粗、精镗轴承孔卧式镗床卧式镗床12 2钳工钳工去毛刺、清洗、打标记去毛刺、清洗、打标记13 3油漆油漆各不加工外表面各不加工外表面14 4检验检验按图样要求检验按图样要求检验续上表