机械加工工艺基础学习教案

1、会计学1机械加工工艺机械加工工艺(gngy)基础基础第一页，共90页。原原则，以及零件机械加工结构工艺性。则，以及零件机械加工结构工艺性。第1页/共89页第二页，共90页。索引索引第2页/共89页第三页，共90页。返回(fnhu)索引第3页/共89页第四页，共90页。第4页/共89页第五页，共90页。 零件几何参数：零件几何参数： 宏观宏观(hnggun)(hnggun)几何参数：几何参数： 包括：尺寸、形状、位置等要素。包括：尺寸、形状、位置等要素。 微观几何参数：微观几何参数： 指：微观表面粗糙程度。指：微观表面粗糙程度。第5页/共89页第六页，共90页。2.1 加加 工工 精精 度度 加

2、工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置等参数同理论参数的相符合的程形状、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：度，偏差越小，加工精度越高，它包括： a. 尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。 b.形状精度：零件形状与理想形状接近程度形状精度：零件形状与理想形状接近程度。 c.位置精度：零件上实际要素（点、线、面位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对）相对(xingdu)于基准之间位置的准确度于基准之间位置的准确度。第6页/共89页第七页，共90页。2.1 加加 工工 精精 度度 国家

3、标准规定：常用的精度等级分为国家标准规定：常用的精度等级分为(fn (fn wi)20wi)20级，分别用级，分别用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT18IT2IT18表示。数字越大，精度越低。其中表示。数字越大，精度越低。其中IT5-IT13IT5-IT13常用。常用。 高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6 IT6 通常由磨削加工获得。通常由磨削加工获得。 中等精度：中等精度：IT7-IT10 IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获通常由精车、铣、刨获得。得。 低低 精精 度：度：IT11-IT13 IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、通常由粗车、铣、刨、钻钻

4、等加工方法获得。等加工方法获得。第7页/共89页第八页，共90页。尺尺 寸寸 精精 度度250-0.04 零件尺寸要素(yo s)的误差大小。 问：精度的高低与哪两个因 素有关？ 基本尺寸和公差(gngch)大小。第8页/共89页第九页，共90页。 00.013第9页/共89页第十页，共90页。第10页/共89页第十一页，共90页。圆圈中的英文字母表示基准圆圈中的英文字母表示基准(jzhn)(jzhn)，框格分，框格分3 3格，箭格，箭头指向待头指向待表达的表面表达的表面第11页/共89页第十二页，共90页。精度等级精度等级尺寸精度范围尺寸精度范围Ra值范围值范围（m）相应的加工方法相应的加工

5、方法低精度低精度IT13IT 112512.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等中等精度精度IT10IT 96.33.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等扩孔等IT8IT 71.60.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等铰等高精度高精度IT7IT 60.80.2精磨、精铰等精磨、精铰等特别特别精密精密精度精度IT5IT2Ra0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等研磨、珩磨、超精加工、抛光等零件零件(ln jin)精度等级及其相应的精度等级及其相应的加工方法加工方法第12页/共89页第十三页，共90页

6、。第13页/共89页第十四页，共90页。 3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积）零件表面粗糙，低谷处容易聚积(jj)腐蚀腐蚀性物质，且不易清除，造性物质，且不易清除，造成表面腐蚀；成表面腐蚀； 4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而中，以致产生裂纹而造成零件断裂。造成零件断裂。第14页/共89页第十五页，共90页。第15页/共89页第十六页，共90页。2.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度nh.hhhn321RaRah1 h2 h3hnldxxylRa0| )(|1第16页/共89页第十七页，共90页。2.2 表 面 粗 糙 度 国家标准(u

7、 ji bio zhn)规定：表面粗糙度分为14个等级，分别用 表示，数字越大，表面越粗糙。 表面粗糙度符号上的数值Ra,单位是微米（m）。第17页/共89页第十八页，共90页。 符号符号 符号说明符号说明 意义及应用意义及应用基本符号基本符号单独使用无意义单独使用无意义基本符号上加一短基本符号上加一短划线划线表示表面粗糙度是用去表示表面粗糙度是用去除法获得除法获得基本符号内加一小基本符号内加一小圆圆表示表面粗糙度是用不表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得去除材料的方法获得 符号上加符号上加Ra值值用去除材料方法获得的用去除材料方法获得的表面，表面，Ra的最大允许值的最大允许值为为3.2m第

8、18页/共89页第十九页，共90页。加工加工方法方法Ra(Ra(微米微米) )表面特征表面特征粗车粗车粗镗粗镗5050 可见明显刀痕可见明显刀痕粗铣粗铣粗刨粗刨2525 可见刀痕可见刀痕钻孔钻孔12.512.5 微见刀痕微见刀痕精铣精铣精刨精刨半精半精车车6.36.3 可见加工痕迹可见加工痕迹3.23.2 微见加工痕迹微见加工痕迹精车精车1.61.6 看不清加工痕迹看不清加工痕迹粗磨粗磨0.80.8 可辨加工痕迹方向可辨加工痕迹方向精磨精磨0.40.4 微辨加工痕迹方向微辨加工痕迹方向精密加工精密加工0.1-0.0120.1-0.012 只能按表面光泽辩识只能按表面光泽辩识第19页/共89页第

9、二十页，共90页。 碳素工具钢：如碳素工具钢：如T7T7、T8T8、T9T13T9T13等。适合于制造简等。适合于制造简单的手工工具，如锉刀、锯条等；单的手工工具，如锉刀、锯条等； 合金合金(hjn)(hjn)工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如9SiCr9SiCr等，适等，适合于制造低速成型刀具，如丝锥；合于制造低速成型刀具，如丝锥； 高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金(hjn)(hjn)元素、元素、常用的有：常用的有：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr

10、4VW6Mo5Cr4V等。适合于制造中速等。适合于制造中速精加工刀具；精加工刀具； 硬质合金硬质合金(hjn)(hjn)：成分由：成分由WCWC、TiCTiC和和CoCo组成，采用烧组成，采用烧结方法获得结方法获得常用常用(chn yn)的刀具材料的刀具材料第20页/共89页第二十一页，共90页。第21页/共89页第二十二页，共90页。立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成第22页/共89页第二十三页，共90页。种种 类类硬度硬度HRCHRC抗弯强抗弯强度度GPaGPa热硬性热硬性工艺性能工艺性能用用 途途碳素工具钢碳素工具钢60-6560-652.162.16200-25

11、0200-250热成型热成型手工刀具手工刀具合金工具钢合金工具钢60-6560-652.352.35300-400300-400同上同上低速刀具低速刀具高速钢高速钢63-7063-701.9-4.41.9-4.4600-700600-700同上同上中速刀具中速刀具硬质合金硬质合金89-9389-931.0-2.21.0-2.2800-1000800-1000烧结成型烧结成型高速刀具高速刀具陶瓷材料陶瓷材料91-9591-950.4-0.90.4-0.91100-1100-12001200同上同上连续精加连续精加工刀具工刀具常用的刀具常用的刀具(doj)材料材料第23页/共89页第二十四页，共9

12、0页。返回(fnhu)索引第24页/共89页第二十五页，共90页。第25页/共89页第二十六页，共90页。第26页/共89页第二十七页，共90页。 5、 车床(chchung)的基本结构主电机(dinj)及变速机构挂轮箱床头(chun tu)箱进给箱卡盘中心架溜板箱尾架丝杆光杆第27页/共89页第二十八页，共90页。 5.2车削(ch xu)的加工范围 车削是以加工回转(huzhun)体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。第28页/共89页第二十九页，共90页。 5.3 车削的工艺(gngy)特点1.1.

13、 粗加工：经济精度可达到粗加工：经济精度可达到IT10IT10，表面粗糙度在，表面粗糙度在25-12.525-12.5之间之间; ; 2.2. 精加工：经济精度可达精加工：经济精度可达IT7IT7左右，表面粗糙度左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6Ra6.3-1.6之间。之间。3.3. 2. 2. 易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。的表面，避免安装误差。4.4. 3. 3. 刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和角度，有利于提高生产率。何形状和角度

14、，有利于提高生产率。5.5. 4. 4. 应用应用(yngyng)(yngyng)范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。6.6. 5. 5. 可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）第29页/共89页第三十页，共90页。6 铣削铣削(x xu)加工加工主轴主轴(zhzhu)箱箱主轴主轴(zhzhu)横溜板横溜板工作台工作台升降台升降台底座底座6

15、.1立式铣床的基本结构立式铣床的基本结构第30页/共89页第三十一页，共90页。第31页/共89页第三十二页，共90页。6.5 铣削铣削(x xu)的工的工艺特点艺特点1.铣削加工的精度可达IT10-IT7，表面粗糙度可达6.3-1.6左右2.生产(shngchn)效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产(shngchn)效率比刨削高。3.容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中切削面积和切削力变化较大。4.刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀具可以得到一定的冷却。5.与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产(sh

16、ngchn)。第32页/共89页第三十三页，共90页。7. 7. 刨（插）削加工刨（插）削加工(ji gng)(ji gng)刨床刨床(bochung)主要有牛头刨床主要有牛头刨床(bochung)和龙门刨床和龙门刨床(bochung)两种两种牛头刨床牛头刨床:刨刀的直线往刨刀的直线往复运动是主运动，工件复运动是主运动，工件在刨刀返回行程将结束在刨刀返回行程将结束(jish)时作横向进给运时作横向进给运动。牛头刨床主要用于动。牛头刨床主要用于加工中小型零件加工中小型零件龙门刨床龙门刨床:工作台往复运动，横梁上工作台往复运动，横梁上的刀架可以水平或垂直运动的刀架可以水平或垂直运动龙门刨床主要用于

17、加工大型零件龙门刨床主要用于加工大型零件第33页/共89页第三十四页，共90页。第34页/共89页第三十五页，共90页。3. 1 插削加工(ji gng)插床又称立式刨床，其运动原理插床又称立式刨床，其运动原理(yunl)与牛头刨床相似，主要用与牛头刨床相似，主要用于孔内表面加工，如方孔、多边于孔内表面加工，如方孔、多边形孔、键槽等的加工。形孔、键槽等的加工。工件在工作台上可做纵向工件在工作台上可做纵向(zn xin)、横向和回转的、横向和回转的运动，滑枕做上下往复运动。运动，滑枕做上下往复运动。第35页/共89页第三十六页，共90页。第36页/共89页第三十七页，共90页。7.4 刨削加工的

18、工艺刨削加工的工艺(gngy)特点特点1.加工精度(jn d)通常为：精刨：IT7-IT10，粗糙度Ra为6.3-1.6之间。2.通用性好，刨床简单、价格低、调整和操作简便，刨刀形状简单，制造、刃磨方便。3.生产率一般比较低，主运动为往复直线运动，返回行程不参加切削。4.适用于单件小批生产。第37页/共89页第三十八页，共90页。8.钻削加工钻削加工(ji gng) 钻床包括台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。如图： 工件直径12mm的孔一般使用台式钻床加工，孔径(kngjng)50mm的中小型零件在立式钻床上加工，大型工件上的孔在摇臂钻床上加工。 钻夹头是钻孔的常用夹具，一般用于孔径较小( 12m

19、m)的工件，大直径的零件用锥度(zhud)套筒装入钻轴。 对精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必须进行精加工。第38页/共89页第三十九页，共90页。第39页/共89页第四十页，共90页。 8.1扩孔(ku kn) 用扩孔钻对已经钻出或铸出、锻出的孔进行扩大和提高精度的加工，称为扩孔。扩孔钻如下图所示。其结构与麻花钻相似，但切削刃有34个，前端是平的，无横刃，螺旋槽较浅，钻头刚度好。扩孔余量小，切削比较平稳，所以扩孔精度比钻孔高。其尺寸公差等级(dngj)可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值可达6.33.2m。扩孔可作为终加工，也可作为铰孔前的预加工。 第40页/共89页第四十一页，共90页。

20、返回(fnhu)索引第41页/共89页第四十二页，共90页。检查检查(jinch)图纸图纸做出修改做出修改审查材料审查材料审查零件审查零件的结构工的结构工艺性艺性下一步下一步B.毛坯的选择及加工余量的确定毛坯的选择及加工余量的确定第42页/共89页第四十三页，共90页。4.1工件工件(gngjin)的基准的基准工件工件(gngjin)的基准：在零件的设计和制造过的基准：在零件的设计和制造过程中，要确定一些点、线或面的位置，必须以程中，要确定一些点、线或面的位置，必须以一些指定的点、线或面作为依据，这些作为依一些指定的点、线或面作为依据，这些作为依据的点、线或面，称为基准。据的点、线或面，称为基

21、准。 按照作用的不同，常把基准分为设计基准按照作用的不同，常把基准分为设计基准和工艺基准两类。和工艺基准两类。第43页/共89页第四十四页，共90页。4.2 工件工件(gngjin)的基准的基准设计基准：即设计零件的基准，如下图左：齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均设计基准：即设计零件的基准，如下图左：齿轮内孔、外圆和齿轮分度圆均以轴线为基准；而两端面是互为基准。下图右：表面以轴线为基准；而两端面是互为基准。下图右：表面2和和3及孔及孔4的轴线的设的轴线的设计基准是表面计基准是表面1的。孔的。孔5的轴线的设计基准是孔的轴线的设计基准是孔4的轴线。的轴线。工艺基准：在制造零件时所使用工艺基准：在制造零

22、件时所使用(shyng)的基准，它又分为工序基准、定位的基准，它又分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线并不实际存在，所以内基准、测量基准、装配基准。下图左在加工时、轴线并不实际存在，所以内孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。孔实际是加工外圆和左端面的定位基准。第44页/共89页第四十五页，共90页。第45页/共89页第四十六页，共90页。第46页/共89页第四十七页，共90页。第47页/共89页第四十八页，共90页。第48页/共89页第四十九页，共90页。第49页/共89页第五十页，共90页。第50页/共89页第五十一页，共90页。返回(fnhu)索引第51页/共8

23、9页第五十二页，共90页。第52页/共89页第五十三页，共90页。1. 外圆表面的加工外圆表面的加工(ji gng)方案方案公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度Ra( m)加工方案加工方案适用范围适用范围IT13 IT11 50 12.5粗车粗车适用于淬火适用于淬火钢外的各种钢外的各种金属金属IT10 IT86.3 3.2粗车粗车半精车半精车IT8 IT71.6 0.8粗车粗车半精车半精车精精车车IT6 IT50.8 0.2粗车粗车半精车半精车精精车车精细车精细车主要用于要主要用于要求高的有色求高的有色金属金属IT8 IT70.8 0.4粗车粗车半精车半精车磨磨削削 适用于除有适用于除有色金属

24、外的色金属外的各种金属，各种金属，特别是淬火特别是淬火钢钢IT7 IT60.4 0.1粗车粗车半精车半精车粗粗磨磨精磨精磨IT5 IT30.1 0.025粗车粗车半精车半精车粗粗磨磨精磨精磨超精磨超精磨第53页/共89页第五十四页，共90页。2.平面平面(pngmin)的加工的加工方案方案公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度加工方案加工方案适用范围适用范围IT12 IT1025 12.5粗车粗车轴、套、轴、套、盘类等零盘类等零件未淬火件未淬火的端面的端面IT9 IT76.3 0.8粗车粗车半精车半精车精车精车IT10 IT86.3 1.6粗刨（铣）粗刨（铣）精精刨（铣）刨（铣）用于不淬用于不淬

25、硬的平面硬的平面IT7 IT60.8 0.1粗刨（铣）粗刨（铣）精精刨（铣）刨（铣）刮研刮研IT7 IT60.4 0.05粗刨（铣）粗刨（铣）精精刨（铣）刨（铣）粗粗磨磨精磨精磨用于高精用于高精度低粗糙度低粗糙度的平面度的平面第54页/共89页第五十五页，共90页。3. 孔的加工孔的加工(ji gng)方方案案公差等级公差等级表面粗糙度表面粗糙度加工方案加工方案适用范围适用范围IT13 IT1150 12.5钻钻 加工除淬火钢加工除淬火钢外各种金属实外各种金属实心毛坯上较小心毛坯上较小的孔的孔IT10 IT96.3 3.2钻钻扩扩IT8 IT76.3 3.2钻钻扩扩IT7 IT60.4 0.2钻钻扩扩机铰机铰手铰手铰IT13 IT1012.5 6.3粗镗粗镗 除淬火钢外各除淬火钢外各种金属，毛坯种金属，毛坯有铸出孔或锻有铸出孔或锻出孔出孔IT9 IT83.2 1.6粗镗粗镗精镗精镗IT8 IT71.6 0.8粗镗粗镗半精镗半精镗精