加工工艺笔记.doc

机械加工工艺规程制订机械加工工艺过程及其组成1)机械加工工艺过程用机械加工方法(切削或磨削直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为零件的过程。 2)机械加工工艺过程的组成零件的机械加工工艺过程通常由若干个工序所组成，而工序又可划分为若干个安装、工位或工步。 1)工序指一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 2)安装工件经一次装夹后所完成的那部分工序。 3)工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后。工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。 4)工步在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序、 5走刀在一个工步中，如果要切去的金属层很厚，则需分几次切削，这时每切削一次就称为一次走刀 图4一l表示了某个零件机械加工工艺过程的组成情况.同时也说明了工序、安装、工位、工步及走刀之侧的关系： 制订机械加工工艺规程的原则是:在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用。按计划规定的进度，可靠地加工出符合图样上所提出的各项技术要求的零件。机械加_f:工艺规程的设计步骤1）分析被加工零件的工艺性。2）根据零件的生产纲领决定生产类型。3）选择毛坯的种类和制造方法。4）拟订工艺过程。5）工序设计。6）编制工艺文件。为了改善零件机械加工的工艺性，在结构没计时应注意以下几个方而: 1）加工时应便于进刀、退刀: 2）减少加工表面数，减小加工表面面积，尽量避免内表面加工。 3）便于工件装夹，减少装夹次数，有利于增强刀具和工件的刚度;有相互位置精度要求的各表面，应尽可能在一次装夹中加工完成。 4）减少刀具的调整及走刀次数: 5）采用标准刀具和通用量具，减少刀其和量具种类。拟订工艺过程 1.定位基准的选择及定位、夹紧符号 工件加工的第一道土序或最初几道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。在以后的工序中，则应使用经过加工的表而作为定位基准，这种基准称为精基准 在制订零件机械加工工艺规程时，总是首先考虑选择怎样的精基准把各个主要表面加工出来，然后再考虑选择怎样的粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 （1）精基准的选择精基准的选择应从保证零件的加工精度，特别是加工表面的相互位置精度来考虑，同时也要照顾到装配方便，夹具结构简单:因此，选择精基准应遵循下列原则: 1)“基准重合”原则即应尽可能选用设计基准作为精基准这样可以避免由于基准不重合而引起的误差: 2）“基准统一”原则即应尽可能选择加工工件的多个表面时都能使用的一组定位基准作为精基准。这样就便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，并能简化夹具的设汁和制造。 3)“互为基准”原则当两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则，反复多次进行加。 4)“自为基准”原则有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，而该表面与其他表面之间的位置精度则由先行工序保证。 粗基准的选择粗基准的选择主要影响不加工表面与加工表面间的相互位置精度。以及加工表面的余量分配。因此，选择粗基准时，般应注意以下几个间题: 1)如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置精度要求，应以不加工表面作为粗基准。如果工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准: 2)若必须首先保证工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面作为粗基准。 3)选作粗基准的表面应尽量平整光洁.不应有飞边、浇口、冒口等缺陷。 4)粗基准一般只使用一次。定位与夹紧符号 （1）加工阶段的划分按加工性质和目的的不同，工艺过程一般可划分成粗加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段：划分加工阶段的作用是:能减少或消除内应力、切削力和切削热对精加工的影响；及早发现毛还缺陷;便于安排热处理，可合理使用机床;避免或减少损伤已精加工过的表面。下列情况也可不划分加工阶段：加工精度要求不高、刚性足够或加工余量不大的工件；装夹、运输不便的重型零件。 （2）工序的组合组合工序有两种不同的原则，即工序集中原则和工序分散原则。 工序集中的特点:零件各个表面的加工集中在少数几个工序中完成，每个工序所安排的加工内容多；有利于保证各加工面间的相互位置精度要求;有利于采用高效机床和工艺装备；生产面积和操作工人数量减少：生产计划和生产组织得到简化；工件装夹次数减少。工序分散的特点:工序多。工艺过程长，每个工序所包含的加工内容少;所使用的工艺设备和装备比较简单，易于调整和掌握;生产技术准备工作较容易，易于变换产品. 一般来说，单件小批生产多遵循工序集中原则，而大批大量生产既可采取工序集中，也可采取工序分散。 4.加工顺序的安排 （1） 切削加工顺序的安排原则 1)先加工基准表面，再加工其他表面 2)先加工主要表面指装配基面、工作表面等），后加工次要表面（键槽、螺孔等 3)先安排粗加工工序，后安排精加工丁序 （2）热处理工序的安排(见表4-13)工序设计 1。加工余量的确定 (1)加工总余量和工序余量 加工总余量（毛坯余量)毛坏尺寸与零件图设计尺寸之差. 工序余量一一相邻两工序的工序尺寸之差。 某个表面加工总余量Zs为该表面各加工工序的工序余量Zi之和，即式中，:n一一该表面的加工工序数; 2)影响加工余量的因素 1)加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷层深度 2）加工前或上工序的尺寸公差。 3）加工前或上工序各表面相互位置的空间偏差。 4）本工序加工时的装夹误差。 (3)查表法确定机械加工余量，总余量和半精加工,精加工工序余量可参考有关标准或工艺于册查得，并应结合实际情况加以修正。粗加工工序余量由总余量减去各半精加工和精加工工序余量而得到。 2. 尺寸及公差计算 对于各工序的定位基准与设计基准重合时的表面的多次加工(如外圆和内孔的加工)，工序尺寸可由后续加工的工序尺寸加上(对被包容面)或减去对包容面)公称工序余量而求得;工序尺寸公差按所用加工方法的经济精度选定。 图4-2表示外圆加工时加工余量、_1_序尺寸及其公差的分右.图中Z,z:、z;为粗加工、半精加乙、精加下的公称余量;o为毛坯公差，TI、礼、T,为粗加上、半精加工、精加土的工序尺寸公差。当各T序的公称余量和公差确定后，可按面顺序汁算拣一工序的工序尺寸: 终加工(精加下)工序尺寸A3、公差T3由零件图规定。数控加工工艺特点 数控加工柔性好。自动化程度高，特别适有加上轮廓形状复杂的曲线、曲面零件，以及具有大量孔、槽加工的复杂箱休、棱体零件。在多品种、小批量生产情况下，使用数控机床加上能获得较高的经济效益。 数控加工工艺问题的处理与普通加工基本相同。但又有其特点。因此、在设计零件的数控加工工艺时，既要遵循普通加工工艺的基本原则和方法，又要考虑数控加上本身的特点和零件编程要求。 （1）零件装夹方法的确定与夹具选择数控机床上被加工零件的装夹方法与一般机床上一样，也要合理选择定位基准和夹紧方案，在选择精基准时，也要遵循“基准统一”和“基准重合”等原则。除此之外，还应考虑以下几点： 1)应尽量在一次定位夹紧中完成所有能加工的各表面的加工。为此要选择便于各个表面都可被加工的定位方式。如对箱体零件，宣采用一面两销的定位方式，也可采用以某侧面为导向基准，待工件夹紧后将导向元件拆去的定位方式。 2)对于工件一次装夹可完成工件上各个表面的加工，也可直接选用毛面作定位基准、只是这时毛坯的制造精度要求要高一些。3）对于加工中心，工件在工作台上的安放位置的确定要兼顾各个工位的加工，要考虑刀具 长度及其刚度对加工质量的影响。如进行单工位单面加工，应将工件靠工作台一侧放置；若是四工位四面加工则应将工件放置在工作台的正中位置，这样可减少刀杆伸出长度，提高其刚度。 a数控加工中使用的夹具，其结构大多比较简单.并应尽可能选用由通用元件拼装的组合可调节夹具，以缩短生产准备周期。为了简化定位、编程和对刀，保证工件能在正确的位置按程序加工，必须协调工件、夹具与机床坐标系之间的尺寸关系。 （2）加工顺序的安排除了应按照“先面后孔”、“先粗后精”等基本原则安排加工顺序外，还应注意遵循以下原则： 1)为了减少换刀次数和时间，通常应按刀具集中工序，即在一次装夹中，用同一把刀具加工完工件上所有需要用该刀具加工的各个部位后，再换下一把刀具进行加工。对于加工中心，若换刀时间较工作台转位时间长 ,在不影响加工精度的前提下。可按集中工序;但若换刀时间远小于工作台转位时间、则应采用相同工位集中加工的原则，即尽可能在不转动工作台的情况下加工完所有可以加工的待加工表面，然后再转动工作台去加工其他面。 2)对于同轴度要求很高的孔系，应在一次定位后（同一工位下），通过顺序连续换刀，顺序连续加工完该孔系的全部孔后，再加工其他坐标位置的孔，以消除重复定位误差的影响，提高孔系的同轴度。 (3，对刀点和换刀点的确定对刀点是数控加工时刀具相对于工件运动的起点。由于程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也称作程序起点或起刀点:编程时应首先考虑对刀点位置的选择。 加工精度要求不高时，可直接用工件上或夹具上的某些表面作对刀面;加工精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上.如以孔定位的零件，取孔的轴心作为对刀点就比较合适。 对刀点必须与工件的定位基准有一定的坐标关系。这样才能确定机床坐标系与工件坐标系之间的关系，对刀点的选择应便于坐标值的计算，并使对刀方便。 对刀时，应使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，对于平底立铣刀是指刀具轴线与刀具底面的交点;对于球头铣刀是指球头部分的球心:对于车刀是指刀尖;对于钻头是指钻尖;对于线电极切割机床则是指线电极袖心与零件面的交点。 加工过程中需换刀时.应规定换刀点。换刀点的位置应根据换刀时不得碰伤工件、夹其以及机床的原则而设定。 (4)刀具进给路线的规划进给路线是指数控加工过程中刀具刀位点)相对于被加工零件的运动轨迹:规划进给路线时应遵循的原则是: 1)保证被加工零件获得良好的加工精度和表面质量、 2)使数值计算工作简单。 3)使进给路线最短 （5）刀具选择数控加工台时费用高，为提高效益，数控加工对刀具提出了更高要求，不仅要刚性好，精度高，而且要尺寸稳定、耐用度高、调整方便。因此，凡加工情况允许选用硬质合金刀具时，就不应选用高速钢刀具。应尽量选用可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间.选用涂层刀具以提高耐磨性。精密镗孔应选用性能更好更耐磨的金刚石和立方氮化硼刀具。 数控加工一般不采用钻模，钻孔刚度差，因此钻孔前应选用大直径钻头或中心钻先惚一个内锥坑或钻一中心孔，作为钻头切人时的定心锥面，然后再用钻头钻孔。 铰孔采用浮动铰刀.铰前孔口要倒角，铰刀两刀刃对称度要控制在0.02一0.05mm之内。 由于镗孔是悬臂加工，为平衡径向力。减轻镗削振动，应采用对称的两刃或多刃镗刀头进行切削。精镗应采用微调镗刀。 （6）切削用量的确定数控加工的切削用量选择原则与普通加工相同。由金属切削原理可知，在选择切削用量时，应首先采用最大的切削深度，再选用大的进给量，然后根据确定的刀具耐用度选择切削速度。对于数控加工，刀具耐用度至少应大于加工完一个零件，或最少不低于半个工作班。 在轮廓加工中，应注意克服由于惯性或伺服系统的随动误差而造成轮廓