零件的工艺分析及毛坯选择

任务一零件的工艺分析及毛坯选择轴类零件是机械设备中最主要和最基本的典型零件【背景引入】传动轴零件图学习过程阶段1机械加工工艺认知阶段2生产纲领及生产类型的确定阶段3机械加工结构工艺性分析阶段4确定毛坯类型及其制造方法阶段5举一反三任务一零件的工艺分析及毛坯选择阶段1机械加工工艺认知知识点1、机械加工工艺过程的组成知识点2、机械加工工艺规程知识点3、制定机械加工工艺规程的步骤锤把零件图机械加工工艺过程--指用机械加工方法（主要是切削加工方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使其成为合格零件所进行的全部过程。

知识点1、机械加工工艺过程的组成为了更好的描述工艺过程，把机械加工工艺过程划分为不同层次的单元，就是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和行程(走刀)。概念：一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。毛坯顺次通过这些工序就变成了成品或半成品。由零件加工的工序数就可以知道工作面积的大小，工人人数和设备数量，因此，工序是非常重要的。1、工序加工案例：工序划分大批量生产案例小批量生产案例划分工序的依据？讨论制作锤把工序？毛坯：棒料铣削工序钻孔工序磨削工序（轴颈）2、安装与工位安装：工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置（定位），然后再予以夹紧的过程称装夹。工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。在同一工序中，安装次数有限制吗？多了好还是少了好？车削锤把安装了几次？工位工位：工件在占据的每一个加工位置上所完成的那部分工序内容称为工位。为减少安装次数，提高加工效率，可采用多工位加工，一次安装，加工几个不同的位置。四工位工作台案例工序1中两边同时铣端面，钻中心孔，有几个工位？3、工步与行程工步:加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的条件下所完成的那部分工艺过程。

几把刀具同时加工几个表面也看作一个工步（复合工步）。工序1中车端面，钻中心孔，有几次安装？几个工步？工步1工步2复合工步钻孔、扩孔复合工步行程：在一个工步内，有些表面由于加工余量太大，或由于其它原因，需用同一把刀具以及同一切削用量对同一表面进行多次切削。这样刀具对工件的每一次切削就称为一次行程（走刀）。行程反映了进给次数

一个工步可包括一次或几次行程。行程包括工作行程和空行程。行程任务实施如图车削外圆加工工序，本工序有几次安装？几个工位？每个工位几个工步？每个工步有几次走刀？小结请看视频知识点2、机械加工工艺规程1、概念：机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的技术文件。一般包括下列内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目用检验方法、切削用量、时间定额等。2、作用：指导生产的主要技术文件。生产组织和管理工作的基本依据。新建和扩建工厂或车间的基本资料。技术交流工艺规程不能改变吗？三、机械加工工艺规程3、种类

根据机械部指导性技术文件JBT9169.5-1998《工艺管理导则

工艺规程设计》的规定，工艺规程的类型有：1.专用工艺规程针对每一个产品和零件所设计的工艺规程。2.通用工艺规程在上述指导性技术文件中，还规定有多种工艺规程的形式,其中以工艺过程卡片和工序卡片在机械加工中最为常见。机械加工工艺过程卡片

以工序为单位，简要说明零件工艺过程。包括各工序号、工序内容、工艺过程所经过的车间、每工序所使用的机床及工艺装备、工时定额等。机械加工工序卡

以工序为单位，详细说明零件工艺过程。包括工序简图、工步内容、切削用量、余量、工时定额、刀具、量具及辅助工具等。

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。工序图知识点3、制定机械加工工艺规程的步骤优质、高效、低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。注意技术上的先进性，经济上的合理性，有良好的劳动条件。

1、基本要求：2、主要依据（原始资料）产品的全套装配图和零件工作图。产品的验收的质量标准。产品的生产纲领（年产量）。毛坯资料（铸造）。现场的生产条件。(和实际联系)国内外的工艺技术发展的情况（借鉴）。有关的工艺手册及图册。3、步骤（优质、高效、低成本）阶段2生产纲领及生产类型的确定知识点1、生产纲领知识点2、生产类型知识点3、明确工艺特征任务：计算任务零件的生产纲领，确定其生产类型。知识点1、生产纲领企业在计划期内应当生产的产品数量和进度计划称生产纲领。1.生产纲领零件的年生产纲领按下列公式计算：

N=Qn(1+a)(1+b)式中：N——零件的生产纲领，单位为（件／年）；

Q——产品的年产量，单位为台／年；

n——每台产品中所含该零件的数量，单位为件／台；

a——零件的备品百分率；

b——零件的废品百分率。知识点2、生产类型生产类型:企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。生产类型零件的年生产纲领重型零件中型零件轻型零件单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产<55～100100～300300～1000>1000<1010～200200～500500～5000>5000<100100～500500～50005000～50000>50000生产纲领与生产类型的关系如何划分？企业生产类型的划分主要根据生产纲领，此外还需要考虑零件质量的大小和结构复杂程度。知识点3、明确工艺特征工艺特征单件小批中批大批大量零件的互换性缺乏互换性大部分具有互换性具有广泛的互换性毛坯制造方法与加工余量木模手工造型或自由锻，加工余量大部分采用金属模铸造或模锻，加工余量中等广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法，加工余量小机床设备通用机床部分通用机床和高效机床广泛采用高效专用机床及自动机床工艺装备夹具、标准附件、通用刀具、万能量具广泛采用夹具，较多采用专用刀具和量具广泛采用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置生产组织机群式分工段排列设备流水线或自动线对工人的技术要求较高一定水平调整工：要求高操作工：要求低装配慢中快成本较高中等较低任务实施阶段3机械加工结构工艺性分析知识点1、零件的整体分析知识点2、零件的技术要求分析知识点3、结构工艺性分析任务要求：分析零件图纸，为制定工艺做准备！知识点1、零件的整体分析任务：熟悉产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、作用及相关零件的位置关系。轴类零件的功用和结构特点轴类零件的功用和结构特点轴类零件的作用支撑传动零件（齿轮、凸轮、皮带轮）；承受载荷；传递扭矩。轴类零件的特点长度大于直径；加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；有一定的回转精度。知识点2、零件的技术要求分析任务：了解各加工表面的精度要求、热处理要求，找出主要表面并分析与次要表面的位置关系，明确加工的难点及保证加工质量的关键。轴类零件的主要技术要求⑴加工精度轴颈是重要表面，会影响轴的回转精度！

①尺寸精度：一是支承轴颈（支承轴颈是与轴承相配合的轴颈），用于确定轴的位置并支承轴，通常为IT5~IT7；二是配合轴颈（配合轴颈是与轴上传动零件相配合的轴颈），与轴上传动零件相配合，常为IT6~IT9。②形状精度：主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。一般应限制在尺寸公差范围内，精密轴，另行规定其几何形状精度。轴类零件的主要技术要求③位置精度：包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。（2）表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5~0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63~0.16μm。（3）其它要求

强度、刚度、韧性和耐磨性等。需热处理工序！任务实施知识点3、结构工艺性分析一、任务描述下图是小明设计的零件图，有什么问题？请同学们自己分析上述零件是否容易制造。设计与制造有何关系？设计人员是否一点不懂工艺！！常规下，设计是龙头，制造必须满足设计，是否可以提出可制造性设计和可装配性设计二、任务分析三、相关知识一、结构工艺性概念设计零件设计结构选择材料确定尺寸使用性能：能用、好用、耐用（用户）

工艺要求：好做、好装、好修（厂家）结构工艺性：保证零件使用性能的前提下，制造该零件的可行性和经济性二、为什么进行零件的结构工艺性分析1.了解零件结构工艺性对加工影晌很大，设计零件结构时要充分予以考虑。二、为什么进行零件的结构工艺性分析2．碰到结构工艺性不好时会做一般处理： ①与设计者协商修改原设计 ②不能修改时会在工艺上想办法三、结构工艺性的分析包括内容零件类型和精度分析零件组成要素工艺性分析零件整体结构的工艺性分析3.1、零件类型和精度分析（1）零件的种类轴类盘套类支架箱体类3.1、零件类型和精度分析零件的组成要素组成零件常见的表面有外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形、成形面以及各种沟槽等3.1、零件类型和精度分析零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。常用表面粗糙度来衡量零件表面质量。零件类型和精度分析案例3.2、零件组成要素工艺性分析各要素的形状应尽量简单，面积应尽量小，规格应尽量标准和统一能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。示例1、

便于安装、加工与测量，即便于定位和可靠的夹紧。示例2、形状应尽量简单、统一尽量减少安装次数，降低安装误差和减少辅助工时，提高切削效率，保证精度。示例3、加工表面加工表面形状应尽量简单，且应与所使用的刀具形状相一致，以便于加工；示例4、应尽量减小加工面积

应尽量减少加工表面的加工面积和零件重量a）a）车螺纹时，螺纹根部不易清根，且工人操作紧张，易打刀

b）b）留有退刀槽，可使螺纹清根，工人操作相对容易，可避免打刀

a）插齿无退刀空间，小齿轮无法加工

a）b）b）留出退刀空间，小齿轮可以插齿加工

58a）两端轴颈需磨削加工，但砂轮圆角不能清根

a）b）留有退刀槽，磨削时可以清根b）a）锥面磨削加工时易碰伤圆柱面，且不能清根

a）b）留出砂轮越程空间，可方便地对锥面进行磨削加工

b）a）a）斜面钻孔，钻头易引偏

b）b）结构允许，留出平台，可避免钻头偏斜

a）孔壁出口处有台阶面，钻孔时钻头易引偏，易折断

a）b）b）结构允许，内壁出口处作成平面，钻孔位置容易保证

60a）a）加工面高度不同，需两次调整加工，影响加工效率

b）b）加工面在同一高度，一次调整可完成两个平面加工a）键槽方向不一致，需两次装夹才能完成加工

a）b）b）键槽方向一致，一次装夹即可完成加工3.3、零件整体结构工艺性尽量采用标准件、通用件、借用件和相似件有便于装夹的基准尽可能减少装夹次数有足够的刚性节省材料减轻重量有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工。请看视频任务实施阶段4确定毛坯类型及其制造方法知识点1、毛坯的类型及制造方法知识点2、选择毛坯的依据知识点3、确定毛坯余量及绘制毛坯简图任务：为零件选择合适毛坯及毛坯的制造方法知识点1、毛坯的类型及制造方法请为下图零件选择合适毛坯？1.任务描述知识点1、毛坯的类型及制造方法毛坯是还没加工的原料。可以是铸造件，锻打件，或是用锯割、气割等方法下的料。常用坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等。1、铸件适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法。2、锻件适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻。热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工3、型材对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时效处理4、焊接件适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产5、冷冲压件1、零件的材料及其力学性能

零件材料的工艺特性和力学性能决定了毛坯的种类。例如铸铁零件用铸造毛坯；钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用棒料，对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。知识点2、选择毛坯的依据2、零件的形状和尺寸——选择毛坯主要依据形状