机械加工工艺设计

1、机械加工工艺设计工程实践课程“工艺设计”单元理论辅导 主讲教师：王利民一、机械加工工艺过程的基本概念一、机械加工工艺过程的基本概念n工艺就是制造产品的方法。n机械加工工艺过程就是在机械加工车间生产机械产品的过程，也就是直接用来改变原材料或毛坯的形状、尺寸，使之变为成品的过程。n制订零件机械加工工艺过程就是“机械加工工艺设计”。n机械加工工艺过程包括如下的组成部分：工序、工步、走刀；定位、安装。n工序：是组成工艺过程的基本单元。是指一个(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。n工步：是在加工表面不变、切削工具不变、切削用量

2、不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。n走刀：是用同一刀具在切削用量不变的条件下，对同一表面进行多次切削，则刀具每一次切削所完成的那部分工艺过程。n定位：是工件在加工之前，使其在机床上或夹具中占据一正确的位置。n安装：是工件定位后加以夹紧的过程。n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：n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。n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。n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。n如图所示轴的加工内容有：n车两

3、端面、钻两端中心孔、粗车各外圆、半精车各外圆及切槽、倒角、车螺纹 、磨各外圆、磨台肩面。单件小批生产工艺过程工序工序内容设备1分别车两端面、钻两端中心孔；粗车各外圆；半精车各外圆及切槽、倒角；车螺纹 。车床2磨各外圆至要求，靠磨台肩面。磨床成批生产工艺过程工序工序内容设备1分别车端面、钻两端中心孔车床2粗车各外圆车床3半精车各外圆及切槽、倒角车床4车螺纹车床5磨各外圆至尺寸要求，靠磨台肩面磨床二、零件表面的加工方法简介n车削加工：车削加工主要用于加工各种回转表面，如 图。n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 n铣

4、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)铣键槽 (d)铣螺旋槽 n刨削加工：用在单件小批生产中，加工平面、直槽、成形面等，如图。n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。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n轴类毛坯：常用碳钢、合金钢，毛坯多用型材、锻件。n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。n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。 2.选择零件表面的加工方案n外圆加工方案方案加 工 方

5、 法精度等级（IT）表面粗糙度Ra值（m）1粗车12115012.52粗车半精车1096.33.23粗车半精车精车861.60.84粗车半精车粗磨871.60.85粗车半精车粗磨精磨650.80.2n内圆加工方案方案加 工 方 法精度等级（IT）表面粗糙度Ra值（m）1钻12112512.52钻扩111012.56.33钻扩铰983.21.64粗车12112512.55钻或粗车半精车1096.33.26钻或粗车半精车精车873.21.67钻或粗车半精车粗磨871.60.88钻或粗车半精车粗磨-精磨760.80.4n平面加工方案方案加 工 方 法精度等级（IT）表面粗糙度Ra值（m）1粗铣(刨)

6、12112512.52粗铣(刨)半精铣(刨)111012.56.33粗铣(刨)半精铣(刨)精铣(刨)983.21.64粗铣(刨)半精铣(刨)粗磨871.60.85粗铣(刨)半精铣(刨)粗磨精磨760.80.46粗车12112512.57粗车半精车1096.33.28粗车半精车精车873.21.6n螺纹加工：n有车螺纹、铣螺纹、磨螺纹、攻螺纹、套螺纹、搓螺纹和滚螺纹等。n齿形加工方法：n有铣齿、插齿、滚齿等。3.定位基准的选择n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。n三类典型零件定位基准常作如下选择：n阶梯轴类零件：常选择两端中心孔作为定位基面。如图所示。n盘套

7、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。n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。4.拟定零件加工工艺路线n拟定工艺过程就是把零件各表面的加工，按先后顺序作合理的安排，一般考虑以下三条原则：n先粗后精：先进行粗加工、半精加工，再进行精加工。n先主后次：主要表面先加工，次要表面的加工可穿插在主要表面加工工序之间，或稍后进行。要注意退刀槽、倒角等的安排。n先基准后其他：精基准面应在一开始就进行加工，因为后续加工要用它来定位。n热处理工序的安排：是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

8、序安排参见图 。热处理工序在工艺过程中的安排热处理工序在工艺过程中的安排 n检验工序安排：一般安排在粗加工完成结束以后，重要工序加工前后，及零件全部加工结束之后进行。n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11.5； 半精加工余量约为0.5l； 精加工余量约为0.2 0.5； 磨削余量约为0. 15-0. 25。n确定各工序所用的设备、刀具。n填写工艺文件。 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。 传动轴技术要求为：调质处理HB220240，如图所示。传动轴工艺规

9、程卡片工序工种工序内容 加 工 简 图设备1下料圆钢60260锯床2车车一端面见平；调头，车另一端面保证总长250。车床3车钻一端中心孔；钻另一端中心孔。车床工序工种工序内容 加 工 简 图设备4车用尾架顶尖顶住，粗车三个台阶。调头，用尾架顶尖顶住。粗车另外四个台阶。车床工序工种工序内容 加 工 简 图设备5热调质处理HB2202406钳修研两端中心孔车床工序工种工序内容 加 工 简 图设备7车双顶尖装夹，半精车二个台阶。切槽二个，倒角二个。调头，双顶尖装夹，半精车余下的三个台阶。切槽三个，倒角四个。车床工序工种工序内容 加 工 简 图设备8车双顶尖装夹，车螺纹M24 X 15。车床9钳 划键

10、槽加工线。工序工种工 序 内 容加 工 简 图设备10铣铣两个键槽，键槽深度比图样规定尺寸多铣0. 25mm,作为磨削的余量。铣床11钳修研两端中心孔车床工序工种工序内容加 工 简 图设备12磨磨一端两个外圆；调头，磨另一端两个外圆。外圆磨床13检检验 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。工序号工种工 序 内 容加 工 简 图设备1锻锻造毛坯2车三爪自定心卡盘夹小端，粗车大端面见平，粗车大外圆至96。车床接盘加工工艺规程卡片工序号工种工 序 内 容加 工 简 图设备3车调头夹大端，粗车小端面保证总长52，粗车小

11、外圆至57长31，粗车孔至33。车床4热调质处理B220240工序号工种工 序 内 容 加 工 简 图设备5车半精车大外圆至图纸要求94,半精车大端面保证94外圆长20，倒角1 450车床6车半精车小端面保证总长51，半精车小外圆至54，半精车台阶端面保证小外圆长31.5，内、外倒角1450车床0工序号工种工 序 内 容 加 工 简 图设备7车精车小端面保证总长50.5，精车孔至35+0.025，精车小外圆至55-0.019 ，精车台阶端面保证小外圆长31。车床8车顶尖、心轴装夹，精车大外圆端面保证外圆长19+0.021 。车床工序号工种工 序 内 容加 工 简 图设备9钳划圆弧槽线，划16孔中心线10铣圆工作台一三爪自定心卡盘装夹，铣宽16深8的圆弧槽。铣床11钻圆工作台一三爪自定心卡盘装夹，钻16通孔。钻床12检检验 3.支座机械加工工艺规程。 接盘材质为HT200钢，生产数量500件。 支座如图所示。支座加工工艺规程卡片工序号工种工 序 内 容加 工 简 图设备1铸铸造毛坯2钳划底面A加工线。 3刨平口钳装夹工件；粗刨底面A；半精刨底面A。 刨床刨刀 工序号工种工 序 内 容 加 工 简 图设备4钳划两个11孔线。5钳平口钳装夹工件；钻两个11通孔；锪两个18台阶孔。 钻床麻花钻锪钻 工序号工种工 序 内 容 加 工 简