《机械制造基础》课件-04篇 第一单元 机械零件加工工艺组成及规程

04篇

机械零件制造工艺第一单元

机械零件加工工艺组成及规程教学目标:1.掌握工艺规程制定的原则

2.能制定工艺过程卡片和工序卡片

3.能正确分析零件的工艺

4.能根据生产类型正确选择毛坯类型

5.能确定具体零件的设计基准、工艺基准

6.掌握工件的六点定位原理

7.掌握常见定位方式及定位元件

8.能正确选择零件的定位基准教学重点和难点:1.工序、安装、工位、工步和走刀的定义及区别

2.工艺规程制定的原则

3.工艺过程卡片和工序卡片

4.零件的工艺分析

5.毛坯的选择及生产类型的确定

6.设计基准、工艺基准的选择

7.工件的定位原理

8.常见定位方式及定位元件

9.定位基准的选择4．1.1机械零件加工工艺过程组成4.1.1.1工艺过程的定义

工艺过程是指在生产产品的过程中，直接改变生产对象的尺寸、形状、性能及相对位置等，使其成为半成品或者成品的过程。工艺过程根据工作内容可分为锻造、铸造、机械加工、焊接、冲压、热处理、表面处理、装配等。

加工工艺是指按图样尺寸及技术要求，利用机械加工的方法直接改变毛坯的尺寸、形状以及表面质量等，使之成为合格零件的过程。4.1.1.2机械加工工艺过程的组成1.工序

工序是指一个或一组工人在一个工作地对一个或几个工件进行连续生产所完成的那一部分工艺过程。生产规模不同，工序的划分也不一样。如图4-1所示阶梯轴的工序如表4-1、表4-2所示。图4-1阶梯轴2.安装

安装是指工件经一次装夹后所完成的工序内容。安装次数越少越好。3.工位

工位是指工件与夹具或者设备的可动部分一次装夹后，工件相对于刀具或者设备的固定部分所占据的位置。如图4-2所示的多工位加工，在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔。4.工步

工步是指加工工具以及加工表面不变条件下连续完成的那一部分工序内容。复合工步是指几把刀具同时参与切削的工步，如图4-3所示。5.走刀

在一个工步中，由于金属切削层较厚，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。表4-1的阶梯轴，小批生产工艺过程有三道工序，工序１有两次安装、四个工步、两端面各2次走刀；工序２有两次安装、五个工步、大圆柱及小圆柱各2次走刀；工序3有1次安装，1个工步。表4-2中，阶梯轴大批大量生产的机械加工工艺过程有五道工序，工序１、2、3、4各有一次安装；工序１、2各有2个工步，工序3有3个工步，工序4有1个工步；大圆柱及小圆柱各2次走刀。由此可见，工序可划分为若干个安装、工位、工步和走刀。4.1.1.3机械加工工艺规程

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工艺文件。机械加工工艺规程一般包括以下内容。（1）工件加工的工艺路线；（2）各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备；（3）切削用量、时间定额等；（4）工件的检验项目及检验方法。一、机械加工工艺规程的作用1.工艺规程是指导生产的重要技术文件、指挥现场生产的依据。(2)是组织生产和生产管理工作的依据。(3)是新建和扩建工厂的技术依据。二、工艺规程制定的原则工艺规程制定的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制定时，还应注意下列问题。1)技术上先进2)经济上合理3)有良好的劳动条件三、制定工艺规程的原始资料制定工艺规程的原始资料如下：1)产品全套零件图和装配图。2)产品的生产纲领。3)毛坯资料。4)产品验收的质量标准。5)本厂的生产条件。6)国内外先进工艺及生产技术发展情况。7)有关工艺手册及图册。四、制定工艺规程的步骤1)计算年生产纲领，确定生产类型。2)分析产品装配图及零件图，对零件进行结构及工艺分析。3)选择毛坯。4)拟定工艺路线。5)确定零件各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。6)确定各工序所用的加工设备、夹具、刀具、量具以及辅助工具。7)确定切削用量及工时定额。8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。9)填写工艺文件。五、工艺文件的格式工艺文件格式常用的有工艺过程卡片和工序卡片两种。(1)工艺过程卡片工艺过程卡片如表4-3所示。(2)机械加工工序卡片

机械加工工序卡片是指在工艺过程卡的基础上按每道工序所编制的一种工艺文件。工序卡片是具体指导零件加工的工艺文件，适用于大批大量生产的零件，以及成批生产的重要零件或者重要和复杂工序。4.1.2零件的工艺分析4.1.2.1零件结构分析零件的结构分析主要包括以下三方面：（1）零件表面的组成和基本类型。(2)零件的结构工艺性。(3)主要表面与次要表面区分。4.1.2.2零件的技术要求分析技术要求包括下列几个方面：1）各加工表面间相互的位置精度；2）加工表面的表面质量、尺寸精度以及形状精度；3）工件的热处理以及其它要求，如镀铬处理、动平衡、去磁等。4.1.3工艺规程设计4.1.3.1毛坯的选择1.生产类型与工艺特点1）生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内所完成的产品产量(年产量)及进度计划。零件的年产量用以下公式计算：式中：N——零件的年产量，单位为件/年；Q——产品的年产量，单位为件/年；n——每台产品中该零件的数量，单位为件/台；a——零件的备品率；b——零件的平均废品率。2.生产类型的确定

生产类型是指企业(或车间、工作地、工段、班组)生产专业化程度的分类。生产类型按产品的年产量分为以下三种：(1)单件生产(2)成批生产(3)大量生产如表4-5所示是按产品年产量划分的生产类型，供确定生产类型时参考。各种生产类型的工艺特征见表4-6。4.1.3.2基准的选择

基准是指用来确定生产对象上各几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面。根据功用不同基准可分为设计基准、工艺基准两大类。一、设计基准

设计基准是指设计图样上采用的基准。图4-4（ａ）所示钻套的各内孔及外圆表面的设计基准是轴线O-O；内孔表面D的轴心线是φ40h6外圆表面的径向圆跳动和端面Ｂ的端面跳动的设计基准；端面Ａ是端面B、C的设计基准。同样，图4-4（ｂ）中的F面是C面和E面的设计基准，也是两孔垂直度和C面平行度的设计基准；Ａ面为Ｂ面的距离尺寸及平行度设计基准。二、工艺基准

工艺基准是指在机械加工工艺过程中用来确定本工序的加工表面加工后的尺寸、位置、形状的基准。工艺基准按不同的用途可分为定位基准、工序基准、装配基准和测量基准。1.定位基准

定位基准是指在加工中用作定位的基准。2.工序基准在工序图上用来确定本工序的加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。3.装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置时所用的基准称为装配基准。4.测量基准测量时采用的基准称为测量基准。三、基准重合的概念在实际生产中，应尽量使以上的各种基准重合，以消除基准不重合误差。（１）设计零件时应尽量以装配基准作为设计基准，以便保证装配技术要求；（２）在制定加工工艺路线时，应尽量以设计基准作工序基准，以保证零件的加工精度；（３）在加工和测量零件时，要尽量使定位基准、测量基准和工序基准重合，以减少加工误差和测量误差。

如图4-5（a）中满足装配基准与设计基准重合原则，4-5（b）满足加工基准与设计基准重合原则，4-5（c）满足测量基准与设计基准重合原则。四、认识工件的定位原理工件在夹具中的定位涉及定位原理、定位误差、夹具上采用的定位元件和工件上选用的定位基准等几方面的问题。工件的六个自由度如图4-6所示。为了限制工件的自由度，在夹具中通常用一个支承点限制工件一个自由度，这样用合理布置的六个支承点限制工件的六个自由度，使工件的位置完全确定，称为“六点定位规则”，简称“六点定则”。使用六点定则时，六个支承点的分布必须合理，否则不能有效地限制工件的六个自由度，如图4-7所示。五、常见定位方式及定位元件１.工件以平面定位（1）工件以粗基准平面定位粗基准平面常用的定位元件有B型球头支承钉、C型齿纹支承钉、可调支承钉等。如图4-8、4-9所示。（2）工件以精基准平面定位常用的定位元件有平头支承钉、支承板等。如图4-10、4-11所示。在加工大型机体和箱体零件时，常采用辅助支承（如图4-12）或者浮动支承（如图4-13），以减小工件变形和振动。２.工件以内孔定位工件以内孔定位是一种中心定位，故通常要求内孔基准面有较高的精度。工件中心定位的方法是用定位销（如图4-14（a））、菱形销（如图4-14（b））、定位插销（如图4-15）、芯轴（如图4-16）等。３.工件以外圆面定位工件以外圆柱面定位时，最常用的定位元件有V形块、半圆套、定位套等，它们常用作中心定位。Ｖ形块和定位套如图4-17和图4-18所示。六、定位基准的选择定位基准有粗基准、精基准之分。1.粗基准的选择（１）对于同时具有不加工表面与加工表面的工件，为保证加工表面与不加工表面之间的位置要求，粗基准应选择不加工表面，如图4-19所示。（d）图4-19粗基准的选择（2）粗基准应避免重复使用。（3）作为粗基准的表面要求应平整，没有浇口、冒口或者飞边等缺陷，以便定位可靠。（4）对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理地分配各表面的加工余量。在加工余量的分配上应考虑以下两点。①应保证各主要加