零件切削加工的工艺过程

金属工艺学第七章零件切削加工的工艺过程

第一节概述第二节工件的装夹与定位第三节定位基准和加工顺序第四节零件的结构工艺性和坯料的选择第五节典型零件切削成形工艺分析重点内容

了解工序、工步、工位等概念以及几种不同的定位方式切削加工零件的结构工艺性（合理or不合理）第一节概述第七章切削加工的工艺过程Introduction1.1生产工程与工艺过程生产过程：将原材料转变成产品的全过程。工艺过程：用来改变坯料形状、尺寸、表面质量等，使其成为合格零件的过程。如铸造、锻造、焊接、冲压，零件的机加工、热处理、装配等。机械加工的工艺规程：规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。机加工工艺过程卡片机加工工序卡片第一节概述第七章切削加工的工艺过程Introduction1.2切削加工工艺过程的组成工序：一个或一组操作者在一个工作地点完成的那部分工作。安装：工件经一次装夹所完成的那部分工作工位：一次装夹后，工件在加工过程中相对于刀具作若干次位置的改变，每次工件所处的位置为一个工位。工步：在加工表面不变、加工工具不变的情况下所连续完成的那部分工作。一个工序可能有一个安装，也可能有多次安装；一个工序可能有一个工位，也可能有多个工位；一个工序可能有多个工步。第二节工件的装夹与定位第七章切削加工的工艺过程Clamping＆Positioning2.1工件的装夹定位---使工件在机床上占据正确的加工位置，以保证被加工表面的精度；夹紧---使工件在承受切削力时，能保持正确位置而对工件施加的力。二者区别：定位使工件在夹具中获得正确的位置；夹紧能保证定好的位置不因外力的作用而发生改变。安装---工件的定位＋夹紧过程。先定位、后夹紧同时定位＋夹紧第二节工件的装夹与定位第七章切削加工的工艺过程Clamping＆Positioning2.2工件的定位定位原理：“六点定位原理”－采用六个相互独立的定位元件来限制工件的六个自由度。定位方式：完全定位不完全定位重复定位（过定位／超定位）欠定位合理：完全定位、不完全定位不合理：重复定位、欠定位第二节工件的装夹与定位第七章切削加工的工艺过程Clamping＆Positioning2.3工件的夹紧夹紧装置的基本要求夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；夹紧力要适当；确定夹紧力作用点的原则应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承平面内应位于工件刚性较好的部位应尽量靠近加工面，以减小切削力对夹紧点的力矩，防止或减小工件的加工振动或弯曲变形第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence3.1基准及分类基准：在产品的设计、制造和装配过程中，在零件图、工艺图和装配图上作为依据的点、线、面。基准的分类：设计基准－在零件图上（设计图样上）所使用的基准。工艺基准－加工工艺过程中所采用的基准。定位基准测量基准装配基准第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence基准定位基准装配基准测量基准设计基准工艺基准用于确定零件上其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。设计图样上所采用的基准在加工时用于工件定位的基准1、粗基准2、精基准3、辅助基准4、主要基准5、附加基准在加工中或加工后用来测量工件时采用的基准在装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准加工、测量、装配过程中使用的基准。第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence3.2定位基准的选择定位基准与设计基准的关系可以一致，也可以不一致；基准不重合时，前一加工的误差会影响到后一加工的误差（图7－12）；基准重合时，不影响。定位基准的选择粗基准：以未加工表面作为定位基准精基准：以已加工表面作为定位基准第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence（1）粗基准的选择原则①保证各重要加工表面都有足够的加工余量；②保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度；选择加工余量均匀的重要表面为粗基准（图7－13）；选取与加工表面有位置精度要求的不加工表面为粗基准（图7－14）；选作粗基准的表面应尽量平整、光洁，不应有飞边、浇口、冒口及其它缺陷；粗基准只允许使用一次。第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence机床导轨面要求加工余量均匀---选作粗基准第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence不加工面作粗基准使内外圆柱面同轴第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence（2）精基准的选择原则保证工件的加工精度；（1）“基准重合”原则：尽可能选用设计基准为定位基准。可以避免由于基准不重合而引起的定位误差。（2）“基准统一”原则：应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准，以保证各加工表面间的相互位置精度。（3）“互为基准”原则：当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。（4）“自为基准”原则：精加工或光整加工时，选加工表面本身作为定位基准。第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence3.3加工顺序的安排机加工顺序：先基面后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔。热处理顺序：预先热处理：调整硬度以利切削加工；时效处理：消除残余应力；最终热处理：使零件的性能达到要求。辅助工序安排：包括检验、去毛刺、清洗、涂防锈漆等。退火、正火，在机加工前先精基准后其它，先重要表面后次要分人工和自然，粗加工前后调质：半精之前（硬度要求不高）；淬火：磨削前第三节定位基准和加工顺序第七章切削加工的工艺过程Baseline＆Sequence3.4机床和工艺装备的选择机床的选择机床的精度应与工序要求的精度相适应；机床的生产率应与该零件生产类型相适应；机床的加工尺寸范围应与零件的外形尺寸相适应；应符合本厂现有的实际情况。工艺装备的选择夹具、刀具、量具第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology4.1零件结构工艺性的一般原则减少换刀次数和内孔沟槽的加工便于装夹和定位便于加工和测量留有足够的退刀槽和越程槽利于保证加工质量和提高生产率第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology避免在斜面上钻孔或使钻头单刃切削防止损坏刀具和加工误差第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology孔的位置要保证钻头正常进给，避免加长钻头第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology钻不出的孔第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology统一尺寸，减少走刀次数和换刀时间，提高生产效率第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology非配合面可以不加工第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology便于装夹和定位第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology找正安装时，费时费力，而且不稳定外形不规则零件，增设工艺凸台，使安装定位变得更容易第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology无法下刀！便于加工和测量第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology4.2坯料的选择常件坯料的种类铸件坯料:形状复杂锻件坯料:强度较高、形状简单型材：圆钢、扁钢、方钢、钢板、角钢、工字钢选择坯料时应考虑：生产规模：大批量？单件？小批量？力学性能：锻造>铸造形状和尺寸：复杂程度？尺寸大小？自由锻>模锻生产条件：经济性（经济精度）第四节零件的结构工艺性第七章切削加工的工艺过程StructuralTechnology种类特点铸件多用于形状复杂、尺寸较大的零件。其吸振性能好，但力学性能低。铸造方法有砂型铸造、离心铸造等，有手工造型和机器造型。模型有木模和金属模。木模手工造型用于单件小批生产或大型零件，生产效率低，精度低。金属模用于大批大量生产，生产效率高、精度高。离心铸造用于空心零件，压力铸造用于形状复杂、精度高、大量生产、尺寸小的有色金属零件锻件用于制造强度高、形状简单的零件（轴类和齿轮类）。用模锻和精密锻造，生产效率高，精度高。单件小批生产用自由锻冲压件用于形状复杂、生产批量较大的板料毛坯。精度较高，但厚度不宜过大型材用于形状简单或尺寸不大的零件。材料为各种冷拉和热轧钢材冷挤压件用于形状简单、尺寸小和生产批量大的零件。如各种精度高的仪表件和航空发动机中的小零件焊接件用于尺寸较大、形状复杂的零件，多用型钢或锻件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易变形，尺寸误差大常用坯料的种类和特点第五节典型零件工艺分析第七章切削加工的工艺过程ProcessingofTypicalParts注意尺寸公差方面的要求！分析各表面的粗糙度要求材料：45钢单件、小批量

HRC40~45第五节典型零件工艺分析第七章切削加工的工艺过程ProcessingofTypicalParts5.1分析零件各主要部分的技术要求在的轴段上装滑动齿轮，并开有键槽；和的两段为轴颈，支承于箱体的轴承孔中；配合表面粗糙度值Ra均为0.8μm，其余3.2μm；工件材料为45钢，淬火硬度为40~45。第五节典型零件工艺分析第七章切削加工的工艺过程ProcessingofTypicalParts5.2拟定工艺路线加工方案：粗车——半精车——热处理——粗磨——精磨，轴上的键槽可在立铣床上铣出选择基准：为了保证各配合表面的位置精度，选择轴线（轴两端的中心孔）为粗、精基准。工艺过程：第五节典型零件工艺分析第七章切削加工的工艺过程ProcessingofTypicalParts5.3工艺过程磨床①磨外圆；②磨外圆；③调头磨外圆；磨7按图纸要求检验检8修研中心孔钳6淬火回火HRC40~45热5工序名称打毛刺4铣床①铣键槽铣3车床①车外圆；②车外圆；③切槽；④倒角；⑤车外圆；⑥车外圆；⑦切槽；⑧倒角。车2车床①车端面；②打中心孔；③调头，车另一端面；④打中心孔。车1工序号设备加工内容第五节典型零件工艺分析第七章切削加工的工艺过程ProcessingofTypicalParts5.4小批量加工简单阶梯轴工艺过程在车床上，先车阶梯轴的一端端面，钻中心孔；然后调头装夹，再车另一端，完成第一道工序。车外圆，车槽和倒角完成第二道工序。在铣床上，铣键槽，去毛刺，完成第三道工序。在磨床上，磨外圆，完成第四道工序。第五节典型零件工艺分析第七章切削加工的工艺过程ProcessingofTypicalParts5.5大批量加工简单阶梯轴工艺过程第一道工序是在铣端面、钻中心孔机床上，两端同时铣端面，钻中心孔；第二道工序是在车床上，车一端外圆，车槽和倒角；第三道工序是在另一车床上，车另一端外圆，车槽和倒角；第四道工序是在铣床上，铣键槽；第五道工序是在钳工台上，去毛刺；第六道工序是在磨床上，磨外圆。附录资料：不需要的可以自行删除氢氧燃料电池一、制作氢氧燃料电池的设想

燃料电池是一种新型的化学电源，是现在最引人注目的能源装置之一，是高中化学教材新增添的学习内容。但教材没有安排燃料电池的演示实验和学生实验。因此我们就想自己研制燃料电池。我们首先查阅了大量的有关燃料电池的资料，做了大量的实验，通过不断改进，最终研制出了一种不需用贵重金属的简易氢氧燃料电池。二、燃料电池的定义

燃料电池是一种能够持续的通过发生在正极和负极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置。燃料电池与常规电池的区别在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂，只要持续供应，燃料电池就会不断提供电能。三、燃料电池的工作原理

燃料电池由正极、负极和离子导电的电解质构成，其工作原理与普通电化学电池类似，燃料在负极氧化，氧化剂在正极还原，电子从负极通过负载流向正极构成电回路，产生电流。燃料氧化剂负极正极电解质导电离子四、氢氧燃料电池的工作原理2e-2e-氢气

H2OHH++OHOH--A氧气

负极正极五、氢氧燃料电池的装置石墨电极N