机械加工工艺及装备.ppt
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1、第10章 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10章 机械加工工艺与装备,设计条件 给出两个典型零件的零件图,编制出合适的机械加工工艺规程。,10.1 典型零件机械加工工艺规程的编制说明,第10章 机械
2、加工工艺与装备,设计内容及要求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:了解轴类零件的种类及结构特点。掌握如何选择轴类零件的材料及毛坯。一般轴类零件机械加工的工艺特点。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:了解箱体类零件的种类及结构特点。掌握如何选择箱体类零件的材料及毛坯。一般箱体类零件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10章 机械加工工艺与装备,一、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
3、,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机械加工工艺过程的组成,第10章 机械加工工艺与装备,一、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+%)N零件的年产量,单位为件/年;Q产品的年产量,单位为台年;n每台产品中该零件的数量,单位为件台;零件的备品率,一般为35%;零件的废品率,一般为15%。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,
4、工艺过程就不同。,第10章 机械加工工艺与装备,一、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10章 机械加工工艺与装备,一、生产过程和工艺过程,10.2 基础知识,4机械加工工艺规程,工艺规程设计的步骤1)分析零件工艺性。2)选择毛坯。3)选择定位基准。4)拟定工艺路线。5)确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。6)确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差。7)确定各工序的切削用量和时间定额。8)确定各工序的技术要求和检验方法。9)进行技术经济分析,选择最佳方案。10)填写工艺文件。,第10章 机械加工工艺与装备,一、生产过程和工艺过程,10.2 基础知识,4机械加工工艺
5、规程,工艺规程设计的步骤1)分析零件工艺性。2)选择毛坯。3)选择定位基准。4)拟定工艺路线。5)确定各工序的设备、刀具、量具和夹具等。6)确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差。7)确定各工序的切削用量和时间定额。8)确定各工序的技术要求和检验方法。9)进行技术经济分析,选择最佳方案。10)填写工艺文件。,第10章 机械加工工艺与装备,二、零件的结构工艺性分析,10.2 基础知识,零件的结构工艺性是指所设计的零件在不同类型的具体生产条件下,零件毛坯的制造、零件的加工和产品的装配所具备的可行性和经济性。对于较复杂的零件,在进行工艺分析时还必须重点研究以下三个方面的问题:主次表面的区分和主要表
6、面的保证 零件的主要表面是指零件与其他零件相配合的表面,或是直接参与机器工作过程的表面。主要表面以外的其他表面称为次要表面。根据主要表面的质量要求,便可确定所应采用的加工方法以及采用哪些最后加工的方法来保证实现这些要求。重要技术条件分析 零件的技术条件一般是指零件的表面形状精度和位置精度,静平衡、动平衡要求,热处理、表面处理,探伤要求和气密性试验等。重要技术条件是影响工艺过程制订的重要因素,通常会影响到基准的选择和加工顺序,还会影响工序的集中与分散。,第10章 机械加工工艺与装备,二、零件的结构工艺性分析,10.2 基础知识,零件图上表面位置尺寸的标注 零件上各表面之间的位置精度是通过一系列工
7、序加工后获得的,这些工序的顺序与工序尺寸和相互位置关系的标注方式直接相关,这些尺寸的标注必须做到尽量使定位基准、测量基准与设计基准重合,以减少基准不重合带来的误差。,第10章 机械加工工艺与装备,三、毛坯的选择,10.2 基础知识,第10章 机械加工工艺与装备,三、毛坯的选择,10.2 基础知识,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。铸铁铸件,高强度锻件,一般性能型材或铸钢2)零件的结构形状与外形尺寸。轴锻件或型材,大件铸件 3)生产类型和生产条件。小批砂型铸或自由锻,大批模锻、精密铸,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。毛坯形状和尺寸选择:1)铸
8、锻件毛坯余量应足够大。铸件有夹渣、疏松,锻件有黑皮、飞边和凹凸不平。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。3)不便装夹的零件应加设装夹余料,工艺凸台、凸耳,最后去除。,第10章 机械加工工艺与装备,四、定位基准的选择,10.2 基础知识,1基准的概念及其分类,图10-1 钻套零件图,第10章 机械加工工艺与装备,四、定位基准的选择,10.2 基础知识,1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基准,又是端面B的端面圆跳动的设计基准。钻套内孔套
9、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10章 机械加工工艺与装备,四、定位基准的选择,10.2 基础知识,2定位基准的选择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、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作为定位基准,这种基准被称为粗基准。若选择已
10、加工的表面作为定位基准,则这种定位基准称为精基准。,第10章 机械加工工艺与装备,四、定位基准的选择,10.2 基础知识,2定位基准的选择(1)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、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。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。,第
11、10章 机械加工工艺与装备,四、定位基准的选择,10.2 基础知识,2定位基准的选择(2)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。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,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,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、安装可靠;夹具设计简单、操作方便。,第10章 机械加工工艺与装备,四、定位基准的选择,10.2 基础知识,3工件定位的方法,工件
12、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、工具车间中得到应用,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,划线找正定位: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,第10章 机械加工工艺与装备,五、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,各种表面不同加工方法的经济精度及表面粗糙度,第10章 机械加工工艺与装备,五、工艺路线的拟定,10.2 基础知识,选择表面加工方法 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采用磨
13、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10章 机械加工工艺与装备,五、工艺路线的拟定,10.2 基
14、础知识,划分加工阶段 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、工件刚性较好时也可以不分或少分阶段。重
15、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10章 机械加工工艺与装备,五、工艺路线的拟定,10.2 基础知识,其它工序的安排 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)清洗和去毛刺:淬火工序之前、全部完工之后。(3)消磁等:根据
16、需要做消磁、平衡等安排,第10章 机械加工工艺与装备,五、工艺路线的拟定,10.2 基础知识,工序的划分工序划分的原则:(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
17、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10章 机械加工工艺与装备,六、工序尺寸及公差带分布,10.2 基础知识,1加工余量的确定(1)加工余量的基本概念加工余量是指加工过程中从加工表面切除的材料层厚度。加工余量有工序余量和总余量。,工序余量:相邻两工序的基本尺寸之差,也称基本余量,如图10-2所示。对于外表面,图10-2a:Z b=a-b 对于内表面,图10-2b:Z b=b-a 式中:Z b本工序的工序余量;a前道工序的基本尺寸;b本工序的基本尺寸
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- 机械 加工 工艺 装备
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