机械加工工艺基础知识(ppt 31页).ppt

1、了解机械加工工艺的基础、机械加工工艺的基本概念、工艺规程的内容及制定步骤。 教学目的：金属的切削过程，1切屑形成过程金属的切削过程，是被切削金属层在刀具切削刃和前刀面的挤压作用下剪切、滑动变形的过程。 切削金属时，切削层的金属被刀具推压开始产生弹性变形，随着刀具的进行，应力、应变逐渐增大，应力达到材料的屈服强度时产生塑性变形，刀具进一步持续切削，应力达到材料的拉伸强度时金属层被压扁形成切屑。 滑动变形区、前倾面摩擦变形区、后倾面摩擦变形区、金属切削过程的切屑种类，一般加工塑性金属材料(如软钢、铜、铝等)，切削厚度小、速度高、刀尖角大时，容易得到带状切屑。 切削过程平稳，切削力波动小，加工表面质

2、量高，但连续切屑会缠绕工件。 加工塑性低的金属材料(黄铜等)，切削速度低，厚度大，工具前角小时发生，特别是工艺系统刚性不足，加工碳钢材料时，容易得到节状切屑。 切削过程不太稳定，切削力变动也大，加工完毕的表面质量低。 用小的前角或负的前角，以极低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金属(伸长率低的结构钢)时，产生粒状的切屑。 切削过程不平稳，切削力波动大，加工表面质量差。 切削脆性金属(铸铁、青铜等)时，在切削层内接近容易刃面的局部金属未发生显着的塑性变形而被压碎，形成不规则的切屑。 材料越硬越脆，刀尖角越小，切削厚度越大越容易产生碎屑。 发生崩刀切削时，切削力波动大，加工表面凹凸不平，刀尖容易破

3、损。 由于金属切削过程中的碎屑堆积及其影响，以及在切削过程中，碎屑底层与前刀面之间产生挤出和激烈的摩擦，当摩擦温度上升和压力达到一定程度时，碎屑就紧贴在刀刃附近形成硬化的碎屑堆积。 切屑积存处形成后增大，达到一定高度时，受到外力的作用和振动而破裂脱落，被带到切屑和加工完毕的表面，因此极不稳定。 碎屑堆积对加工的影响使实际的前角变大。 减少切屑的变形，降低切削力。 加大切削厚度。 切屑槽延伸到刀刃外，实际切削厚度增大，影响尺寸的准确性。 加大加工表面粗糙度。 屑积存瘤周期性增大而脱落，随着切屑的排出和加工完成面的残留，可以形成鳞片状毛刺。 影响刀具的耐用度。 屑槽没有脱落时，起到刀具保护和减小前

4、刀面磨损的作用，脱落时堵塞工具材料可能会一起剥离，加快工具故障。 材料塑性越好，越容易产生碎屑堆积。 碳钢正火调质可以改善。 Vc=550m/min容易形成碎屑积存处。 通过降低进给量f，增大前倾角，前倾面变得光滑，减小切屑与前倾面的接触和摩擦，可以避免切屑积存的形成。 合理使用切削液，可以降低摩擦，降低温度上升，避免或减少积屑。 工具磨损过程，初始磨损阶段：此阶段磨损快。 这是因为新磨的刀具表面有微观粗糙度，刀具比较锐利，刀具与工件的实际接触面积小，压缩应力大，后刀面很快出现磨损带。 急剧的磨损阶段：刀具经过正常的磨损阶段已经变得迟钝，如果继续切削，温度会急剧增加，切削力会增大，刀具的磨损会

5、急剧增加。 在这个阶段，不能保证加工质量，工具材料的消耗也多，有时也会因刀刃切削而完全丧失切削能力。 一般情况下，在这个阶段之前要马上更换刀子。 正常磨损阶段：此阶段磨损速度减慢，磨损量随时增加均匀增加，切削稳定，是刀具的有效作业阶段。工具的耐用度、工具耐用度、常用工具耐用度参考值、工具耐用度是指从工具的刃磨后开始切削到磨损量超过允许范围的总切削时间，用符号t表示，单位为min。 耐用度为切削时间，不包含对刀仪、测量、快速进给、返回等非切削时间。 高速钢车刀、镗刀6090 min高速钢钻头80120 min硬质合金焊接车刀60 min硬质合金可转位车刀1530 min硬质合金立方体氮化硼车刀1

6、20150 min加工立方体氮化硼车刀120180 min齿轮车刀200300 min淬火钢， 所谓工件材料的切削加工性能、金属材料的切削加工的简便性，就是材料的切削加工的良好切削加工性能，是指刀具耐用度高或在一定耐用度下的切削速度Vc高、切削力小、切削温度低、良好的工件表面质量和切屑形状容易控制或切屑容易切割。 相对加工性指标Kr是工具耐用度60min下各材料的切削速度Vc60与正火状态45钢的(Vc60)j之比Kr，称为该材料的相对加工性。 Kr c60/(c60)j Kr越大，性能越好。机械加工工艺的基本概念、1生产工艺和工艺生产工艺：将原材料变成成品的全工艺。 进程：改变制造对象的形状

7、、大小、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的进程。 工艺是生产工艺的主要部分，其佚预是辅助工艺。两个过程的构成、机械加工过程的基本概念、两个过程的构成工序：一个或一组工人、在同一地点对同一个或多个工件连续完成的部分过程。 单件小批次和大批次加工的分割工序方法有很大差异。 安装：一次安装后完成工序的一部分。 但是，完成一个工序可能需要多次安装。 一次安装，也可以分多道工序加工。 工位：在一个工序内，一次安装后，工件与夹具和设备的可动部分一起相对于工具所占的每个位置。 工序步骤：同一工具连续加工同一性质的加工要素的工序内容。 传球：或称为进给。 如果产量大，需要分割切削，则一次成为一个走刀。生产

8、纲领和生产类型、生产纲领：即年产量。 企业订定一年内应生产产品的产量和进度计划。 N=Qn(1 ) (1 ) N部件的年产量、单位为件/年； q产品的年产量，单位是台年的n产品每台该部件的数量，单位是部件台的部件备件率，通常为35%； 零件的次品率通常为15%。 备品：为了防止各个零件加工后的兼容性差，经常做一些备用。 生产类型：企业生产专业化程度的分类。 即单体、批次、大量生产的性质。 生产类型主要根据生产纲领确定。 根据类型不同，过程也不同。生产纲领和生产类型、机械加工工艺规程、工艺规程：规定零件制造工艺和操作方法等的工艺文件。 包括工序、各工序的具体加工内容、使用的机床夹具、切削残奥表及

9、工时定额等。 是指导生产的主要技术文件。 是组织生产和管理的基本依据。 是为了新设、扩建工厂的基本资料。 作用：常用工艺文件、工艺卡工艺卡工具卡路径卡、1 )产品装配图和零件图。 2 )产品检验的质量标准。 三)产品生产纲领。 4 )空白的生产条件或者合作关系。 五)现有生产条件和资料。 6 )国内外先进技术的发展情况、设备修订准备资料、工艺卡、机械加工工艺流程工艺卡、机械加工工艺流程卡、机械加工工艺设定修订、工艺设定修订的步骤1 )分析零件工艺性2 )选择空白。 3 )选择定位基准。 4 )制定工序。 5 )确定各工序的设备、刀具、修正器、夹具等。 6 )确定各工序的加工质量，修正工序尺寸及

10、公差。 7 )确定各工序的切削量和时间分配。8 )确定各工序的技术要求和检验方法。 9 )进行技术经济分析，选择最佳方案。 10 )填写工艺文件。 零件加工工艺性分析、零件工艺性包括零件结构形状的合理性、几何要素关系的确定性、精度和技术要求的可行性、工件材料的切削性等，结构形状：在满足使用要求的基础上加工的可行性和经济性。 尽量避免悬臂、狭窄槽、内腔尖角及刚性不稳定的薄壁、细长棒等结构，减少或避免用成型工具加工的结构，孔系、内转角半径等尽量以标准工具尺寸统一，减少更换次数，深孔狭窄槽和转角尺寸不要充分考虑工具的刚性等几何关系：视图完整、准确、表现清晰、不模糊，几何要素关系明确，图纸加工轮廓数据

11、不足，尺寸模糊，不得出现尺寸封闭干涉等缺陷。 零件加工工艺分析、精度和技术要求：包括尺寸精度、几何公差、表面粗糙度。 如果能在满足使用要求的基础上降低精度要求，就能降低加工难易度，减少加工次数，提高生产率，降低成本。 尺寸标注应易于编程，尽量有利于设置修订标准、工艺标准的统一。 工件材质：部品原材料和热处理要求，是选择工具(材料、几何残奥表和寿命)，决定加工工序、切削量，选择机床的重要依据。 在满足零件功能的基础上，尽量使用廉价的国产材料，不挑选贵重的不足材料。 零件NC加工的适应性、适合NC加工的内容： (1)通用机床不能加工的内容应该是优选的内容(如复杂的线轮廓、型面)。 (2)应该重点选

12、择通用机床的加工困难、质量也难以保证的内容(例如，在车的锥面、截面的情况下，利用NC车床的定线速度功能，能够选择最佳线速度，以使加工后的表面粗糙度变小、均匀)。 (3)通用机床效率低、劳动者劳动强度大的内容，可以在数控机床还有丰富的能力的基础上选择采用。 不适用于数控加工的内容： (1)机械调整时间长，如原材料粗基准定位加工最初的精加工基准，必须用专用工装协调加工内容。 (2)加工部位分散，必须多次安装、设置原点。 此时采用数控加工麻烦，效果不明显，可安排通用机床加工。坯料的确定、铸件、锻造品、型材、焊接品、冷冲压品、粉末冶金品、坯料类型、砂型铸造、模具铸造、冲压铸造、模锻、自由锻造、冷轧、热

13、轧、冲压铸铁铸造、高强度锻造品、一般性能型材或铸钢2 )部件的结构形状和外形尺寸。 轴锻件或型材、大型铸件3 )生产类型和生产条件。 小批砂型铸造或自由锻造、大量模锻、精密铸造、减少粗加工量、提高效率4 )充分考虑新技术、新技术和新材料的利用。 空白形状和尺寸的选择： (1)铸造锻件空白的量应足够大。 铸件有裂纹、疏松，锻件有黑皮、毛刺、凹凸。 (2)小、薄或组件可能需要多个连接准备，等加工完成后再切断。 (3)不便装夹的部件增加夹子垫材、工艺凸台、凸耳，最后去除。 工艺路线的制定，各种表面不同加工方法的经济精度和表面粗糙度，经济精度：选择在正常加工条件下可以达到的加工精度和表面粗糙度，表面加

14、工方法，先了解各加工方法可以达到的经济精度，然后再考虑1 )零件的材料和性质。 有色金属的精加工不应该采用磨削，因为有色金属容易堵塞砂轮，所以多采用高速微细车削和金刚石钻孔等切削加工方法2 )零件的形状和尺寸。 形状复杂、尺寸大的零件，上面的孔一般不采用拉刀或磨削。直径超过60mm的孔，请不要使用钻头、扩张、铰链等3 )所选的加工方法，以符合生产类型。大批量生产应选择高生产率和质量稳定的加工方法，单件、小批量生产应尽量选择通用设备，避免用非标准专用工具加工。 4 )具体生产条件。 考虑到工厂现有的加工设备及其技术能力，工人的技术水平，在充分利用现有设备和技术手段的同时，不断引进新技术，对旧设备

15、进行技术改造，挖掘企业潜力，制定技术水平，工艺路线，不断提高外周表面加工路线的黑色金属材料(淬火)，加工精度ITT 高精度有色金属部件：粗车半精车精车钻石车。 特别是在高精度的情况下，精密光整加工、工序制定、孔加工路线：钻头扩展铰链：添加直径小于40mm的小孔。 小直径仅一次铰孔即可进行中精加工用镗孔(或钻孔)中精加工用镗孔：直径大的孔、位置精度要求高的孔系、单体小批量生产中的非标准小尺寸孔或有色金属材料的孔钻孔-拉孔：多用于大量生产中的加工盘、成套零件的圆孔、单结合孔及花键孔镗孔中精镗孔中精镗孔：中小型淬火零件孔加工，4个基本方案：分加工阶段，加工阶段为粗加工、中精加工、精加工和光整加工。

16、1 )有利于加工质量的保证。 大切削量的粗切造成的变形能够充分释放，半精加工阶段性地修正。 2 )合理使用设备。 普通机床粗加工，数控机床精加工。 充分发挥粗加工设备的特点，有助于长期保证机床的精度。 3 )有助于早期发现空白缺陷。 在粗加工安排之前，如果发现空白缺陷，立即废弃，避免因继续加工而浪费工时。 4 )热处理工序的安排很容易。 粗加工后可通过时效消除应力，精加工前淬火，淬火变形可通过精加工消除。 粗加工分开，机床台数和工序数增加，批量小，机床负荷率低，不经济。 因此，即使在工件批次小、精度要求不太高、工件刚性良好的情况下，也可以不分阶段。 由于重的零件很难运输和夹紧，所以只需一次夹紧

17、即可完成粗加工。加工顺序的安排、(1)“基准先行”的原则先加工基准表面，在后续工序中确定位置。 如轴类零件的第1工序那样，铣削加工端面钻中心孔，然后用中心孔对其他表面进行定位加工。 (2)“前面后孔”在零件上能够使用大的平面作为定位基准的情况下，总是在加工平面之后，用平面对孔进行定位，确保孔与平面之间的位置精度，从而定位稳定，卡盘也方便，能够避免粗面钻头引起的偏差。 (3)“先主后次”原则先加工主要表面(要求位置精度的基准面和作业面)后再加工副表面(例如键槽、螺纹孔、紧固小孔等)。 次要表面在主要表面达到一定精度后，最终完成前进行。 (4)对于要求“先粗加工后精加工”原则精度的零件，按照粗的顺

18、序前进，逐步提高加工精度。 这一点对于刚性低的零件特别不容忽视。 其他工序的安排、热处理工序的安排： (1)粗加工前的预热处理：消除组织的不均匀，使晶粒微细化，改善金属的切削加工性能。 有退火、正火、调质。 (2)中间工序间的时效退火热处理：消除残馀应力引起的工件变形。 (3)精加工前的最终热处理：得到零件使用所需的力学性能、表面硬度和抗蚀性，如淬火、渗碳、氮化等。 由于淬火变形大，最终进行磨削加工。 辅助工序安排： (1)检查工序：重要工序前后、送往外厂前、最终检查。 确保质量(2)清洗和去毛刺：淬火工序前、全部完成后。(3)消磁等：根据需要进行消磁、平衡等安排、工序划分、工序划分原则： (1)工序集中原则：将加工集中在少数工序中完成。 减少夹盘次数，减少机床使用数量和占地面积，