机械加工工艺设计

1、.,机械加工工艺设计理论辅导,机械制造基础教研室 韩永杰,工程实践课程工艺设计单元,.,主要内容,一、机械加工工艺过程的基本概念 二、零件表面的加工方法简介 三、制订机械加工工艺过程的步骤 四、典型零件机械加工工艺规程示例 五、工艺设计作业要求,.,一、机械加工工艺过程的基本概念,1. 工艺过程 2. 机械加工工艺过程 3. 机械加工工艺过程的组成 4. 工序 5. 生产类型,.,一、机械加工工艺过程的基本概念,1. 工艺过程 在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为半成品或成品的过程。工艺过程可分为毛坯制造、机械加工、热处理和装配等工艺过程。 2. 机械加工工艺过程

2、 在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使之变为成品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。 制订零件机械加工工艺过程就是“机械加工工艺设计”。,.,一、机械加工工艺过程的基本概念,3.机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。 4.工序 一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对一个(或同时几个)工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。是组成机械加工工艺过程的基本单元。 注意:构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。,.,一、机械加工工艺过程

3、的基本概念,5. 生产类型 在制定机械加工工艺时，一般根据零件生产类型的不同制定相应的工艺。零件生产类型可分三种： 单件生产：单个地生产某一零件，很少重复，甚至完全不重复的生产。 成批生产：成批地制造相同的零件，每相隔一段时间又重复生产。 成批生产可分为小批生产、中批生产和大批生产。 大量生产：经常重复地进行一种零件某一工序的生产，为大量生产。,.,二、零件表面的加工方法简介,零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。 零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。（五大类机床） 1.车削加工 2. 钻削加工 3. 铣削加工 4. 刨削加工 5. 磨削加工,此外还有镗

4、削加工、拉削加工、光整加工、特种加工等,.,二、零件表面的加工方法简介,1.车削加工：车削加工主要用于加工各种回转表面，如图。,.,几种车削加工视频,.,2.钻削加工：用于在实体材料上钻孔或在已有孔的前提下对孔进行加工等，如图。,(a)在实体材料上加工孔,(b)对已有孔进行加工,.,几种钻削加工视频,.,3.铣削加工：可以加工平面、台阶面、沟槽、螺旋形表面及各种曲面等，如图。,(a)铣平面,(b)铣内凹面,(c)铣外凸面,(e)铣建槽,(d)铣螺选槽,.,几种铣削加工视频,.,5.磨削加工：用于加工外圆面、内圆面、平面、成形面、螺纹和齿轮等各种表面，如图。,4.刨削加工：用在单件小批生产中，加

5、工平面、直槽、成形面等，如图。,.,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,1.选择零件加工的毛坯类型 2.选择零件表面的加工方案 3.定位基准的选择 4.拟定零件加工工艺路线 5.确定加工余量 6.确定各工序所用的设备、刀具 7. 填写工艺文件,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,1.选择零件加工的毛坯类型 轴类毛坯：常用碳钢、合金钢，毛坯多用型材、锻件。 盘套类毛坯：常用碳钢、合金钢、铸铁、铸钢，毛坯多用型材、锻件、铸件。 支架箱体类毛坯：常用铸铁、铸钢，毛坯多用铸件，单件小批量生产时也可采用焊接件毛坯。,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,2.选择零件表面的加工方案 根据零件表面质量要求不同

6、，通常将表面加工划分为以下几个加工阶段。 粗加工阶段 主要任务是切除各加工表面上大部分余量。 半精加工阶段 任务是减小精加工留下的误差，为主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。 精加工阶段 任务是保证各主要表面达到图样规定要求。,.,2.选择零件表面的加工方案 （1）外圆加工方案,.,（2）内圆加工方案,.,（3）平面加工方案,.,（4）螺纹加工： 有车螺纹、铣螺纹、磨螺纹、攻螺纹、套螺纹、搓螺纹和滚螺纹等。 （5）齿形加工方法： 有铣齿、插齿、滚齿等。,.,3.定位基准的选择 定位基准：工件在加工过程中，用于确定工件在机床或夹具上的正确位置的基准。 三类典型零件定位基准常作如下

7、选择： 阶梯轴类零件：常选择两端中心孔作为定位基面。如图所示。,.,盘套类零件：一般以轴线部位的孔作为定位基面，常采用心轴装夹，如左图。 支架箱体类零件：多选择主要平面（即装配基面）作为定位基面，采用压板、螺栓装夹，加工轴承孔等，如右图。,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,4.拟定零件加工工艺路线 主要任务： 加工顺序的安排， 整个工艺过程中工序的数量。 （1）切削加工顺序的安排 （2）热处理工序的安排 （3）辅助工序的安排 （4）工序的集中与分散,.,4.拟定零件加工工艺路线,（1）切削加工顺序的安排 将零件各表面的加工，按先后顺序作合理的安排，一般考虑以下三条原则： 先粗后精 先安排粗加

8、工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 先主后次 先安排零件上主要表面的加工，后安排次要表面的加工。次要表面加工一般放在主要表面加工到一定精度之后，最终加工之前进行。要注意退刀槽、倒角安排。,.,4.拟定零件加工工艺路线,（1）切削加工顺序的安排 基准先行 加工一开始总是先把精基准面加工出来。然后用它定位加工其他表面。,.,4.拟定零件加工工艺路线,（2）热处理工序的安排 加工阶段的划分通常以热处理为界。热处理工序的安排由热处理的目的及其方法决定的，并与零件的材料有关。具体方法的选择及其工序安排参见图 。,热处理工序在工艺过程中的安排,.,4.拟定零件加工工艺路线,（3）辅助工序的安

9、排 检验工序是保证产品质量的必要措施之一。 一般安排在粗加工完全结束以后， 重要工序加工前后， 零件在车间之间转换时， 零件全部加工结束之后进行。 有时在某些工序之后还应安排一些如去毛刺、清洗、去磁、涂防锈油等辅助工序。,.,4.拟定零件加工工艺路线,（4）工序的集中与分散(确定工序的数量） 在安排了加工顺序以后，就需将加工表面的各步加工，按不同的加工阶段和加工顺序组合成若干个工序，从而拟定出整个加工路线。 组合成工序时可采用工序集中或工序分散的原则。 工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多。 工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少

10、。,.,4.拟定零件加工工艺路线,（4）工序的集中与分散(确定工序的数量） 根据生产类型、零件的结构特点及现有设备灵活考虑。 单件小批生产时，一般采用工序集中。 成批生产和大批大量生产，一般采用工序分散 流水生产线，工序的集中程度要符合零件生产的“节拍”。 数控机床、加工中心等，任何生产类型均可采用工序集中。,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,5.确定加工余量 工序的加工余量：经验估计法的加工余量（回转表面为半径方向余量，平面为单边余量）简述如下： 粗加工余量约为1-1.5； 半精加工余量约为0.5-l； 精加工余量约为0.2-0.5； 磨削余量约为0.15-0.25。,.,三、制订机械加工

11、工艺过程的步骤,6.确定各工序所用的设备、刀具 机床的选择：考虑成形要求、规格尺寸、机床的精度 、生产率 刀具的选择 一般采用通用刀具或标准刀具，必要时也可采用高生产率的刀具。刀具的类型、规格和精度应符合零件的加工要求。 7.填写工艺文件,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,7.填写工艺文件 零件的机械加工工艺过程制定后，有关内容应分别填入各种不同的卡片。各种卡片总称工艺文件。两种基本形式： 机械加工过程卡 机械加工工序卡,.,三、制订机械加工工艺过程的步骤,7.填写工艺文件 机械加工过程卡 以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。包括工序号、工序名称、各工序用设备等。 机械加工工序卡

12、 以工序为单位详细说明工序的全部工作内容，附有工序简图。,.,工序图,工序图是机械加工工序卡的主要部分。 工序图按零件在该工序完成以后获得的形状绘制。 工序图所显示的零件姿势应与其在加工时的姿势相一致。 工序图上零件的被加工表面用粗线标出。 在工序图上要注出工序尺寸、公差及表面粗糙度。 用定位及夹紧符号注明定位基准及被夹紧表面。 未在工序图上表达的技术要求，用文字写在工序图的空白处。,.,四、典型零件机械加工工艺规程示例,1.传动轴机械加工工艺规程 2.接盘机械加工工艺规程,.,四、典型零件机械加工工艺规程示例,1.传动轴机械加工工艺规程 传动轴的材质为40Cr，生产数量500件。 传动轴技术

13、要求为：调质处理HB220240，如图所示。,.,.,传动轴工艺规程卡片,.,.,.,.,.,.,.,2. 接盘机械加工工艺规程 接盘材质为45钢，生产数量500件。 接盘技术要求为：调质处理HB220240，如图所示。,四、典型零件机械加工工艺规程示例,.,.,接盘加工工艺规程卡片,动画,.,动画,.,动画,动画,.,动画,动画,.,动画,动画,.,五、工艺设计作业要求,1.工艺设计总的要求 工程实践A：祥见“工艺设计或撰写创新思维报告的要求（机、近机类）” 工程实践B/C：祥见“工艺设计或撰写创新思维报告的要求（非机类）” 2.工艺设计格式要求 零件图用A3图纸，按制图标准手工画零件图。图纸标题栏填定见要求示例。 工艺过程表和心得用16开本纸。 3.