项目一轴类零件的加工.ppt

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1、,项目一轴类零件的加工,学习目标,任务一：了解生产过程,任务二：了解工艺规程的作用与要求,任务三：分析零件的工艺性,任务五：选择定位基准,任务四：确定毛坯,任务六：拟定零件工艺路线,任务一：了解生产过程,任务一：了解生产过程,一、生产过程和工艺过程 1生产过程 工厂的生产过程：机械制造厂一般都从其他工厂取得制造机械所需要的原材料或半成品，从原材料（或半成品）进厂一直到把成品制造出来的各有关劳动过程的总和统称为工厂的生产过程。,任务一：了解生产过程,工厂的生产过程包括：原材料的运输保管;把原材料做成毛坯;把毛坯做成机器零件;把机器零件装配成机器;检验、试车、油漆、包装等。工厂的生产过程又可按车间

2、分为若干车间的生产过程。,任务一：了解生产过程,2工艺过程 工艺过程：在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为半成品或成品的过程，亦即生产过程中由毛坯制造起到油漆为止的过程。,工艺过程包括：毛坯制造过程热处理过程机械加工艺过程装配工艺过程等,任务一：了解生产过程,二、工艺过程的组成 l工序 工序：一个工人或一组工人，在一个工作地对同一工件或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。,机械零件的机械加工工艺过程由若干工序组成，毛坯依次通过这些工序，就被加工成合乎图样规定要求的零件。,任务一：了解生产过程,工序又可分为安装、工位、工步和走刀。,工人、工作地和工件

3、三不变加上连续完成是构成工序的四个要素，工序是组成工艺过程的基本单元。,工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。,划分工序的主要依据是：工作地点（或机床）是否改变 加工是否连续,任务一：了解生产过程,大批量生产的工艺过程,单件小批生产的工艺过程,任务一：了解生产过程,在同一工序中，工件在工作位置可能只装夹一次，也可能要装夹几次。在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部分工序内容。在一个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间和安装误差。,2、安装,例：,任务一：了解生产过程,工件在机床上占据每一个位置所完成的加工。,为了减少工件的安装次数

4、,提高生产效率，常采用多工位夹具或多轴（或多工位）机床，使工件在一次安装后先后经过若干个不同位置顺次进行加工。,3、工位,：装卸工件：钻孔：扩孔：绞孔,任务一：了解生产过程,一个工序（或一次安装或一个工位）中可能需要加工若干个表面；也可能只加工一个表面，但却要用若干把不同的刀具轮流加工；或只用一把刀具但却要在加工表面上切多次，而每次切削所选用的切削用量不全相同。,4、工步,任务一：了解生产过程,指在加工表面、刀具和切削用量（仅指机床主轴转速和进给量）均保持不变的情况下完成的部分内容。三个要素中（指加工表面、切削刀具和切削用量）只要有一个要素改变了，就不能认为是同一个工步。,工步,工序划分不同，

5、工步可能相同，也可能不同；对于一次安装中连续进行的若干相同多工位加工的工步，通常算作一个工步；,任务一：了解生产过程,有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几个表面，该工步称为复合工步。,立轴转塔车床的一个复合工步,钻孔、扩孔复合工步,任务一：了解生产过程,刀具在加工表面上切削一次所完成的内容。走刀是构成工艺过程的最小单元。,5、走刀,一次走刀：在一个工步中，如果要切掉的金属层很厚,可分几次切，每切削一次，就称为一次走刀。,任务一：了解生产过程,工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：,综上分析可知，工艺过程的组成是很复杂的。工艺过程由许多工序组成，一个工序可能有几个安装，一个安装可能

6、有几个工位,一个工位可能有几个工步，如此等等。,任务一：了解生产过程,三、生产类型,生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生产纲领来划分。生产纲领 N=Qn(1+a)(1+b)式中 Q产品的年产量；n单台产品中该零件的数量；a备品率，以百分数计；b备品率，以百分数计。,根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为以下三种生产类型。,任务一：了解生产过程,1、单件生产,2、成批生产,3、大量生产,单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。,成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、

7、中批和大批生产三种。,产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。,任务一：了解生产过程,各种生产类型工艺过程特点：,任务二：了解工艺规程作用与要求,按一定的格式，用文件的方式规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为机械加工工艺规程。,一、机械加工工艺规程,二、机械加工工艺规程的作用,以工序为单位，对工艺过程作简要说明的工艺文件主要用于生产管理和调度使用。,1.机械加工工艺过程卡片,1.是指导车间生产的主要技术文件；2.是生产组织及管理工作的主要依据；3.是新建扩建改建厂房的主要依据。,三、工艺文件,机械加工

8、工艺卡片以工序为单元，详细说明零件在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等。广泛用于中批生产。,2、机械加工工艺卡片,以工步为单位,对每工序进行详细说明的工艺文件。包括:工件的定位基准及安装方法;加工的工序尺寸及公差,切削用量,工时定额,使用的夹具,刀具和量具。主要用于指导工人进行操作。,3、机械加工工序卡片,任务二：了解工艺规程作用与要求,四、制订工艺规程的原则1、保证产品质量；2、提高劳动生产率；3、降低成本；4、充分利用本企业现有的生产条件；5、采用国内外先进工艺技术；6、保证良好的劳动条件。,任务二：了解工艺规程作用与要求,五、工艺规程

9、设计所需的原始资料,（1）产品装配图、零件图；（2）产品验收质量标准；（3）产品的生产纲领及生产批量；（4）毛坯材料与毛坯生产条件；（5）制造厂的生产条件，包括机床设备、工艺装备的规 格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装 备能力、能源状况等资料；（6）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；（7）国内外先进制造技术资料等。,任务二：了解工艺规程作用与要求,六、制订工艺规程的步骤（十大步骤）分析零件图和产品装配图；选择毛坯；拟定工艺路线；选择定位基准；确定各工序的设备、工装确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差；确定各主要工序的技术要求及检验方法；确定切削用量和工时定额；进行经济

10、分析，选择最佳方案；填写工艺文件,任务二：了解工艺规程作用与要求,在制订零件的机械加工工艺规程之前，首先应注意对该零件的工艺性进行分析。零件的工艺性分析包括以下两方面内容。,1分析零件的各项技术要求，提出必要的改进意见,零件的技术要求包括：加工表面的尺寸精度；加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度及其它表面质量要求；热处理及其它要求。,任务三：分析零件的工艺性,1）了解该零件在产品中的位置、用途、性能及工作条件。2）分析零件上主要表面的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度。作为选择加工方法,定位基准及按排加工顺序的依据。3）分析技术条件中,毛坯类型,热处理及检验要求等,

11、以便作出相应的工序按排。4）对不能满足加工工艺要求的提出相应的改进意见。,任务三：分析零件的工艺性,任务三：分析零件的工艺性,改进示例:,方头销材料T8A,方头部分局部淬火HRC55-60,直径为2H7的小孔在装配时与另一零件配作。分析上述技术条件是否合理。,显然：由于零件较小,局部淬火时,会整体淬硬,则在装配时,不能与另一零件配作。,改进意见：材料改为20#钢,方头局部淬火,对2H7的小孔处镀铜保护。改进后,既能满足原要求,又能在装配时,能够与另一零件配作。,任务三：分析零件的工艺性,1）结构工艺性概念 设计零件的结构,在一定的生产规模,和生产条件下,能够高效,低耗的制造出来,并便于装配和维

12、修。则可以说,设计零件的结构具有良好的结构工艺性。,2分析零件结构工艺性，提出修改和改进意见,2）零件的切削加工工艺性 应使用标准化参数。如采用标准配合、标准尺寸等。便于在机床上安装。,任务三：分析零件的工艺性,3)便于加工,应有退刀槽,改进前:,改进后:,任务三：分析零件的工艺性,减少安装次数,改进前:,改进后:,任务三：分析零件的工艺性,减少机床调整次数,改进后:,改进前:,任务三：分析零件的工艺性,减少加工面积,改进前:,改进后:,任务三：分析零件的工艺性,提高工件加工时的刚度,改进前:,改进后:,任务三：分析零件的工艺性,减少加工困难,改进后:,改进前:,(一)常用毛坯种类1.铸件:结

13、构复杂零件的毛坯1)木模砂型手工造型 铸件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量大，生产效率低，多用于单件小批生产。,任务四：确定毛坯,2)金属模砂型机器造型 铸件最大重量可达250Kg，毛坯的尺寸精度高，加工余量小，生产效率高，多用于大批大量生产。,任务四：确定毛坯,3)金属型浇铸法 铸件重量小于100 Kg，毛坯的尺寸精度高，机械性能好，多用于大批大量生产。,任务四：确定毛坯,4)离心浇铸法 铸件重量达200 Kg，效率高，材料消耗低，多用于大批大量生产。,5)熔模铸造 多用于形状复杂小型零件的毛坯，尺寸精度高，无需或少许机械加工，生产周期长，成本高。,6)压力铸造 采用专用设备把液态或

14、半液态的金属压入金属型腔而形成的毛坯，多用外形复杂或薄壁的零件。,2.锻件 对强度有一定要求,结构较简单零件的毛坯 1)自由锻 锻件的形状简单，尺寸精度低，加工余量大。,任务四：确定毛坯,2)模锻 可锻出复杂形状，锻件的纤维组织好，尺寸精度高，加工余量小。3)精密模锻 锻件的尺寸精度高，可直接进行精加工。,任务四：确定毛坯,3.型材 如钢板，管材，圆钢等，便于实现自动上料。,任务四：确定毛坯,4.组合毛坯将型材、锻件等经一定的加工在组合在一起。5.冲压挤压件,任务四：确定毛坯,(二)选择毛坯应考虑的因素,毛坯选择时，应全面考虑以下因素：1）应考虑零件的材料和机械性能要求，针对铸铁和有色金属只能

15、铸造于重要的钢件应选用锻件。2）应考虑零件结构形状和尺寸大小。3）应该考虑生产规模的大小。4）应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。5）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性。,任务四：确定毛坯,任务五：选择定位基准,任务五：选择定位基准,1）设计基准：设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。这些尺寸（或角度）的起始位置称作设计基准。,任务五：选择定位基准,工序基准：工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。定位基准：在加工时用于工件定位的基准，称为定位基准。a.粗基准和精基

16、准 b.附加基准,2）工艺基准：零件在加工艺过程中所采用的基准称为工艺基准。,任务五：选择定位基准,定位基准a）、b）基准为实际表面；c）基准为表面的几何中心（中心要素）,任务五：选择定位基准,测量基准：在加工中或加工后测量工件形状、位置和尺寸误差时所采用的基准，称为测量基准。装配基准：在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。,任务五：选择定位基准,在保证得到所选精基准的前提下确定粗基准 选择粗基准一般应遵循以下原则：1）选择不加工面为粗基准 2）合理分配加工余量的原则 3）便于工件装夹原则 4）同方向上粗基准不得重复使用,1、粗基准的选择原则,任务五：选择定位基准,主要应保

17、证加工精度和装夹方便选择精基准一般应遵循以下原则：1）基准重合原则 设计(工序)与定位 2）基准统一原则 各工序的基准相同 3）互为基准原则 两表面位置精度高 4）自为基准原则 加工余量小而均匀,2、精基准的选择原则,机床夹具与工件定位.wmv,任务五：选择定位基准,例：,问：1、以B面为粗基准加工A面和C面，方案正确吗？2、的设计基准是哪个？3、试考虑在精基准的选择上采用何原则较好？,任务六：拟定零件工艺路线,工艺路线不但影响加工质量和生产效率，而且影响工人的劳动强度，影响设备投资、车间面积、生产成本等。是制订工艺规程的关键一步。,先根据技术要求确定加工方案以及分几次加工；应考虑材料的性质；

18、应考虑生产类型；应考虑本厂的现有设备及技术条件；应考虑工件的形状、重量、物理特性；应作加工经济精度和经济粗糙度分析；,1、表面加工方法的选择,任务六：拟定零件工艺路线,典型表面加工路线,任务六：拟定零件工艺路线,孔的典型加工工艺路线,任务六：拟定零件工艺路线,任务六：拟定零件工艺路线,加工经济精度,在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图1AB段）,经济精度随年代增长和技术进步而不断提高,任务六：拟定零件工艺路线,切除大量多余材料，主要提高生产率。,完成次要表面加工(钻、攻丝、铣键槽等)，主要表面

19、达到一定要求，为精加工作好余量准备安排在热处理前。,主要表面达到图纸要求。,进一步提高尺寸精度降低粗糙度，但不能提高形状、位置精度,1、保证加工质量2、合理使用设备3、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。,2、加工阶段的划分,任务六：拟定零件工艺路线,3、安排加工顺序,（1）机械加工顺序的安排 1）先基准后其它（便于定位）2）先平面后孔（保证孔的位置精度）3）先主后次（避免浪费）4）先粗后精（防止变形）,任务六：拟定零件工艺路线,（2）热处理工序的安排,退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火,淬火、

20、渗碳、氮化等,自然时效人工时效,任务六：拟定零件工艺路线,（3）辅助工序的安排,金属镀层非金属镀层氧化膜,质量检验特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）,去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油,任务六：拟定零件工艺路线,拟定工艺路线时，选定了各表面的加工工序和划分加工阶段之后，就可以将同一阶段中的各加工表面组合成若干工序。,4、确定工序集中与分散的程度,工序集中的特点：采用高效专用设备及工装，生产效率高减少设备数量，相应减少操作工人和生产面积减少工序数目，简化生产计划减少安装次数，缩短辅助时间，保证位置精度缩短加工时间，减少运输工作量，缩短生产周期设备结构复杂，投资大，调整、维修困难，转换产品费时,工序集中即将工件的加工，集中在少数几道工序内完成,任务六：拟定零件工艺路线,工序分散的特点：设备简单，调整、维修方便对工人技术要求低，培训时间短生产准备量小，易于平衡工序时间可采用合理的切削用量，缩短基本时间易更换产品设备数量多，操作工人多，占地面积大,工序分散即将工件的加工，分散在较多的工序内完成,任务六：拟定零件工艺路线,设备与工艺装备的选择 设备的选择工序集中时，应选高效自动加工设备；组织集中时，应选通用设备工序分散时，应选简易设备机床精度与工件精度应相适应机床规格与工件的外形尺寸应相适应应与现有加工条件相适应,