机械加工工艺培训1

株洲时代新材料科技股份有限公司机械加工工艺基础知识主讲人：宋文彪部门：工艺装备日期：2011-4-25机械加工工艺基础知识一、零件的结构工艺性二、加工工艺基础知识四、桥梁产品相关工艺三、金属切削机床

目录零件的结构工艺性第一章1.1

零件结构的工艺性使用性满足设计性能要求零件结构

工艺性零件加工的可行性和经济性（难易程度）

桥梁产品的工艺性主要体现：零件的切削加工工艺上1.1

零件结构的工艺性

零件获得所需结构形状、尺寸精度和表面质量的主要途径。1.2结构工艺性一般原则1、标准化参数与结构要素统一2、考虑刀具加工空间3、方便装夹4、减少加工表面5、合理拆分和组合6、加工的可行性7、尽量降低零件精度和质量要求（1）、标准化参数与结构要素统一尽量做到刀具规格统一，减少换刀，提高效率考虑加工时的加工状况。刀具与工件不发生碰撞。(2).考虑刀具加工空间3530001活塞结构车圆柱面时易打刀斜面：装夹不稳（3）、方便装夹加工面安装面思考题此零件的工艺性？(4)、减少加工表面减少加工量，使加工时间缩短，降低成本、提高效率(5)、

合理拆分与组合简化组件结构，减少加工费用，有利于减少成本。（6）、加工的可行性退刀槽（7）、其它★一次加工出来★必须两次加工有利于保证相互位置精度加工工艺基础知识第二章生产过程：

原材料→成品全过程包括：

a.原材料的运输和保存b.生产技术准备工作c.毛坯制造d.零件的加工与热处理e.部件和整机的装备f.机械的检验调试g.油漆和包装等(如：支座的生产）工艺过程：

生产对象→(半)成品即：改变其形状、尺寸、相对位置和性质等的过程。(如：支座某零件的加工）2.1机械产品生产过程与机械加工工艺过程工序2.2机械加工工艺过程的组成安装行程工步工位工艺过程定义：指一个(或一组)工人在一个工作地点对一个(或同时对几个)工件，连续完成的那一部分加工过程。（1）、工序（锚碇钢棒）车工序外圆端面钻孔螺纹切断（2）、安装工序号工装号工序内容设备0备料锯床101车端面，车大端外圆及倒角车床2车端面，车小端外圆及倒角20铣键槽铣床30去毛刺钳工台定义：在同一个工序中，有时需要对零件进行多次装夹加工，工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。如图共有4个工位:工位1：装卸工件工位2：钻孔工位3:扩孔工位4:铰孔（3）、工位定义：在安装中，工件相对设备的每一个位置。固定部分可动部分（多工位安装）多工位安装☆有时为了减少由于多次装夹而带来的误差及时间损失，往往采用转位（或移位）工作台或夹具，不须重新装夹工作件而能改变工件位置，以加工不同表面（4）、工步工序号工序内容工步设备010车端面，车大端外圆及倒角1.车端面车床2.车大端外圆3.倒角20定义：在一个工位中，加工表面、切削刀具、切削用量不变的情况下所完成的加工。复合工步为了提高生产效率，采用几把刀具或一把复合刀具同时加工一个或几个表面的工步（5）、行程（走刀）定义：刀具对工件每切削一次就称为一次行程（走刀）有些工步，由于余量较大或其它原因，需要用同一刀，对同一表面进行多次切削，走刀是构成工艺过程的最小单元。2.3定位基准粗基准精基准辅助基准在最初的工序中只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种表面称为粗基准用加工过的表面作定位基准称为精基准为了满足工序需要在工件上专门设计的定位面2.4粗基准选择原则1、若须保证加工面与非加工面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准2、若须保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准（a.错误；b.正确）3.选作精基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。4.粗基准一般只能使用一次，即不应重复使用，以免产生较大的位置误差。2.5精基准先择为了获得较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循“互为基准”的原则当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准应尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差基准重合基准统一自为基准互为基准★精基准的选择应使定位准确，夹紧可靠。2.6零件表面加工方法的选择考虑点结构尺寸设备情况材料性质经济性经济加工精度表面加工零件表面加工方法的选择 1.经济加工精度——任何一种加工方法能获得的加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，但只有在某一个较窄的范围才是经济的。2.考虑工件材料性质（淬火钢－磨削；有色金属－高速精细车削）3.考虑工件的结构形状和尺寸大小（机床设备规格）4.考虑生产率和经济性要求5.考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件。为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准，提高生产效率。对高精度及高表面粗糙度要求的零件加工。2.7加工阶段划分粗加工半精加工精加工2.8加工顺序安排 ★对于容易出现废品的工序，精加工可适当放在前面43211.先基准后其它——作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工2.先主后次，先粗后精——主要表面的精加工和光整加工一般放在最后阶段进行3.要重要表面加工前，对精基准应进行一次修正，以利于保证重要表面的加工精度。4.先面后孔—有位置要求但次要的表面，其切削力、夹紧力小2.9热处理工序安排退火正火时效淬火/渗碳均匀组织，细化晶粒，提高加工性消除残余应力（人工/自然）提高淬火硬度、抗拉强度提高表面硬度和抗腐蚀性▲（易变形）表面处理提高抗腐蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率粗加工半精加工精加工工序安排2.9热处理工序安排1.退火与正火——机械加工之前（均匀组织，细化晶粒，提高加工性）2.时效——粗加工之前，精加工之后（消除残余应力）3.淬火——半精加工之后，精加工/磨削之后（提高淬火硬度、抗拉强度）4.渗碳——精加工之前（温度高，易变形）（提高表面硬度和抗腐蚀性）5.表面处理——工艺过程最后进行（提高抗腐蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率）附：球钢支座主要部件机加工工艺控制流程金属切削机床第三章3.1机床的类型机床分类车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等12大类普通精度~精密~高精密~一般~大型~重型~金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为“工作母机”，习惯上称机床。精度重量工作性质3.2机床的主要部件1.主传动部件：用来实现机床主运动；2.进给传动部件：主要用来实现机床进给运动；3.工件安装装置：用来安装工件；4.刀具安装装置：用来安装刀具；5.支承件：用来支承和连接机床各零部件，是机床的基础构件；6.机床动力部件：为机床提供动力。3.3机床型号含义如：C6136A含义如下：C——车床类（种类）6——普通车床组（组代码）1——卧式（系列代码）

32——最大加工直径为320mm（参数）A——第一次改造（改造次数）。

桥梁机床设备桥梁主要的机床设备机床类型设备名称型号规格车普车/卧车/马鞍车CW6163C/CW6100D数车/数控端面车CKJ6163/CK64160立车/单柱/双柱立车C5116A/C5225E立铣X53K铣数铣PV1500加工中心MCV-2600龙门铣/数控龙门铣AB200A/双面铣X345钻台钻/摇臂钻ZQ3080镗落地镗TX6916磨万能外圆磨M1432B卧轴矩台平磨M7180珩磨机其它线切割、电火花、牛头刨、雕刻机、剪板机、折弯机等3.4常用的切削机床（1）车床车床的基本结构主电机及变速机构挂轮箱床头箱进给箱卡盘中心架溜板箱尾架丝杆光杆车削的加工范围

车削是以加工回转体为主要加工目的。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。车削主要加工的桥梁产品（涵盖机床：普车、立车、数车）车削的工艺特点粗加工：经济精度可达到IT10，表面粗糙度在25-12.5之间;

精加工：经济精度可达IT7左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6之间。2.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。3.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。4.应用范围广泛，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。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（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）3.4常用的切削机床（2）铣床主轴箱主轴横溜板工作台升降台底座立式铣床的基本结构铣削的主要加工范围铣削主要加工：面、槽、沉台。铣削主要加工的桥梁产品（涵盖机床：立铣、龙门铣、端面铣、数铣、加工中心）逆铣和顺铣逆铣：铣刀旋向（或铣削力）与进给方向相反顺铣：铣刀旋向与进给方向一致

逆铣：刀齿不能立刻切入工件，而是在已加工表面上挤压滑行，使该表面的硬化现象严重，影响了表面质量，也使刀齿的磨损加剧。易引起振动，影响工件的夹紧。铣薄壁和刚度差工件时影响更大。

顺铣：刀齿切入工件时的冲击力较大，尤其工件待加工表面是毛坯或者有硬皮时。对工件的夹紧有利。引起“扎刀”，损坏加工表面；严重时还会使刀齿折断，或使工件夹具移位，甚至损坏机床。不能消除丝杠螺母间隙的铣床上，只宜用逆铣，不宜用顺铣。

逆铣与顺铣特点铣削的工艺特点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。3.4常用的切削机床（3）钻床钻削加工

钻床包括台式钻床、（12）立式钻床（50）和摇臂钻床。▲对精度要求高，粗糙度低的零件钻孔后还必须进行精加工。钻削加工的范围主要以加工孔为目的扩孔

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。其尺寸公差等级可达IT10IT9，表面粗糙度Ra值可达6.33.2m。钻削的工艺特点1.钻削属于低精度（IT11-IT13）和高表面粗糙度的(Ra50-12.5)加工方法2.容易产生“引偏”，是加工过程中由于钻头弯曲产生孔径扩大、孔不圆等缺陷。原因是刀具呈细长状，刚性较差。3.排屑困难，钻孔在半封闭的状态下进行，切下来的切屑沿刀具两侧的螺旋槽上升，容易与已经加工出的表面发生摩擦和挤压，刮伤已加工表面，降低表面质量。4.切削热不容易传散，切削液难以传到切削区。限制切削速度的提高钻削主要加工的桥梁产品涵盖机床：台钻、摇臂钻镗孔加工的工艺特点1.镗床主要用于加工大型工件或形状复杂工件上的孔和孔系。例如变速箱、发动机缸体等。2.镗孔尺寸公差等级可达IT8IT7，表面粗糙度值一般为1.6～0.8m。3.镗孔可以校正孔原有的轴线偏差或位置偏差。镗刀的形状3.4常用的切削机床（4）磨床磨削加工磨削加工的机床是磨床，刀具是砂轮。磨削加工可以磨削外圆、孔和平面。磨削加工的夹具通常有电磁吸盘、三爪卡盘、顶尖等。

磨床包括外圆磨、内圆磨、无心磨等几种，下图：万能外圆磨床

M1432A万能外圆磨床(M—磨床；14—万能外圆磨床；32—最大磨削直径的1/10，即最大磨削直径为320mm；A—性能和结构上经过一次重大改进)。

9.1磨床类型磨削的工艺特点1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度低，Ra0.8-0.2，砂轮表面有极多的切削刃同时参加切削。2.可以加工一些难加工的材料。如淬火钢、高速钢以及毛坯的清理。3.切削速度高（30m/s以上）切削温度高（1000℃以上）。使用冷却液。4.砂轮有自锐作用，这是其它刀具所不具备的。即磨粒不断脱落，新的磨粒又是锋利的。5.磨削力的径向分力较大，因此，在达到尺寸以后，还要进行多次无进给磨削。第四章

桥梁产品相关工艺１.产品下料工艺（常规钢板厚规格及外形放量）２.球面不锈钢（桥梁产品事业部球钢工装明细）３.其它（吊装孔，组装，油漆，抛丸，热处理等）1.1产品下料工艺图纸设计方面：1.在满足使用要求的基础上,尽量降低零件的加工精度和表面质量要求；2.结合市场材料规格，合理给定相关外形尺寸，以适当减少零件毛坯粗加工量。一般钢板的厚度规格厂商材料牌号厚度规格湘钢Q345B1248115220湘钢Q345B1450120230湘钢Q345B1552125240湘钢Q345B1655130湘钢Q345B1860135湘钢Q345B2065140湘钢Q345B2570145湘钢Q345B2875150湘钢Q345B3080155湘钢Q345B3285160湘钢Q345B3590170湘钢Q345B36*95180湘钢Q345B38100190湘钢Q345B40105200湘钢Q345B451102101.2

TJQZ-500T(3201064/65/66/67支座铁件加工成本上座板中座板下座板固定型3201064产品尺寸950*610*101.6Φ444*56630*630*111下料尺寸950*610*105Φ450*60630*630*115利用率47.48%41.42%45.19%材料费3041.46480.962281.49纵向型3201065产品尺寸950*630*119.6Φ444*56680*550*111下料尺寸950*630*125Φ450*60680*550*115利用率40.19%41.42%60.01%材料费3789.70480.962149.86加工费435.90166.67487.18横向型3201066产品尺寸950*570*119.6Φ444*56680*550*111下料尺寸950*570*125Φ450*60680*550*115