機(jī)械制造基礎(chǔ)知識.ppt

以亞泰老總黃來興的一句話開始 現(xiàn)在的大學(xué)生都愿意在辦公室畫圖 我們的主要圖紙都是購買或測繪的 懂工藝的太少 我們是有圖做不出來 一機(jī)械制造基礎(chǔ)知識 第一節(jié)機(jī)械的生產(chǎn)過程和工藝過程第二節(jié)零件的工藝分析 重點(diǎn) 第三節(jié)毛坯的選擇第四節(jié)元件裝夾和定位基準(zhǔn)的選擇 難點(diǎn) 第五節(jié)定位誤差的分析與計(jì)算 重點(diǎn) 第六節(jié)工件的夾緊第七節(jié)工藝路線的擬定 重點(diǎn) 第八節(jié)工序尺寸及其公差的確定 難點(diǎn) 第九節(jié)機(jī)械加工生產(chǎn)率第十節(jié)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展 第一節(jié)機(jī)械的生產(chǎn)過程和工藝過程 一生產(chǎn)過程 1 生產(chǎn)過程指把原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程 機(jī)械工廠的生產(chǎn)過程一般包括原材料的驗(yàn)收 保管 運(yùn)輸 生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備 毛坯制造 零件加工 含熱處理 產(chǎn)品裝配 檢驗(yàn)以及涂裝等 二工藝過程及其組成1 工藝過程 工藝過程可根據(jù)其具體工作內(nèi)容分為鑄造 鍛造 沖壓 焊接 機(jī)械加工 熱處理 表面處理 裝配等不同的工藝過程 工藝過程 視頻 2 工藝過程由工序組成 1 工序 一個(gè) 或一組 工人 在一個(gè)工作地點(diǎn) 或一臺機(jī)床上 對同一個(gè)零件 或一組零件 進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程 2 安裝 定位 夾緊 3 工位 待加工位置 4 工步 在一道工序中 當(dāng)加工表面不變 切削工具不變 切削用量中的進(jìn)給量和切削速度基本不變的情況下所完成的那部分工藝過程 5 走刀 切去一層金屬 一個(gè)工步可以包括一次或幾次走刀 多工位加工 復(fù)合工步 階梯軸 當(dāng)加工批量較小時(shí) 其工序的劃分見表1 1 當(dāng)加工批量較大時(shí) 其工序劃分見表1 2 表1 1階梯軸加工工藝過程 生產(chǎn)批量較小時(shí) 表1 2階梯軸加工工藝過程 成批生產(chǎn)時(shí) 三生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型 1 生產(chǎn)綱領(lǐng) 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量 2 生產(chǎn)類型 單件生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 單件生產(chǎn) 產(chǎn)品品種不固定 每一品種的產(chǎn)品數(shù)量很少 大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對象經(jīng)常改變 例如 重型機(jī)械 造船業(yè)等一般屬于單件生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 產(chǎn)品品種固定 每種產(chǎn)品數(shù)量很大 大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工的對象固定不變 例如 汽車 軸承制造等一般屬于大量生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 產(chǎn)品品種基本固定 但數(shù)量少 品種較多 需要周期性地輪換生產(chǎn) 大多數(shù)工作地點(diǎn)的加工對象是周期性的變換 表1 4各種生產(chǎn)類型工藝過程的主要特點(diǎn) 單件生產(chǎn) 視頻 批量生產(chǎn) 視頻 續(xù) 四機(jī)械加工工藝規(guī)程 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)和管理工作的基本依據(jù) 工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式生產(chǎn)類型不同 所有的工藝規(guī)程的模式和內(nèi)容也不相同 1 機(jī)械加工工藝過程卡片 工藝路線 2 機(jī)械加工工藝卡片 3 機(jī)械加工工序卡片 3機(jī)械加工工藝規(guī)程制定的原則 1 保證加工質(zhì)量 2 保證生產(chǎn)效率 3 較低制造成本 4 良好勞動(dòng)條件 產(chǎn)品整套裝配圖 零件圖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)綱領(lǐng) 生產(chǎn)類型毛坯情況本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件先進(jìn)技術(shù) 工藝有關(guān)手冊 圖冊 5步驟 分析研究產(chǎn)品圖紙工藝性分析選擇毛坯擬訂工藝路線選擇設(shè)備 工裝確定工序余量 工序尺寸確定切削用量 工時(shí)定額技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析填寫工藝文件 第二節(jié)零件的工藝分析 一零件圖的完整性和正確性檢查零件的視圖 尺寸 公差和技術(shù)要求是否齊全 合理 符合國家標(biāo)準(zhǔn) 若有錯(cuò)誤或遺漏 應(yīng)提出修改措施 二零件的技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面 1 加工表面的尺寸精度 2 主要加工表面的形狀精度 3 主要加工表面之間的相互位置精度 4 加工表面的粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其他要求 5 熱處理要求 6 其他要求 如動(dòng)平衡 未注圓角或倒角 去毛剌 毛坯要求等 三零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 鑄件 便于造型 拔模斜度璧厚均勻 無尖邊 尖角鍛件 形狀簡單 無尖邊 尖角 飛刺 便于出模 在毛坯制造方面 在裝配方面 便于裝配 減少修配量 結(jié)構(gòu)工藝性內(nèi)容 在加工方面 合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求便于加工 減少加工數(shù)控加工工藝性分析 見表9 1 表1 8列出了一些零件結(jié)構(gòu)工藝性示例 表1 8零件結(jié)構(gòu)工藝性示例 續(xù) 續(xù) 第三節(jié)毛坯的選擇 選擇毛坯的基本任務(wù)是選定毛坯的制造方法及其制造精度 一毛坯的種類1 鑄件2 鍛件3 型材4 焊接件 二毛坯的選擇原則1 零件材料及力學(xué)性能要求 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小3 生產(chǎn)類型4 現(xiàn)有生產(chǎn)條件5 充分利用新工藝 新材料 第四節(jié)元件裝夾和定位基準(zhǔn)的選擇 一工件裝夾方法工件的裝夾包含兩方面的內(nèi)容 1 定位 2 夾緊1 工件的裝夾方法 1 找正裝夾法 1 直接找正 用百分表 劃線盤或目測直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法 直接找正裝夾 2 劃線找正 在毛坯上按照劃好的線在機(jī)床上用劃針找正的裝夾方法 劃線找正裝夾 2 夾具裝夾法用夾具裝夾 對刀或引導(dǎo)元件 夾具體 定位元件 夾緊裝置 二機(jī)床夾具組成 1 定位元件 2 夾緊裝置 3 聯(lián)接元件 4 對刀或?qū)蛟?5 夾具體 6 其他元件及裝置 三工件定位的基本原理1 六點(diǎn)定位原則工件在空間直角坐標(biāo)系中有六個(gè)自由度 工件能沿x y z軸線移動(dòng) 稱為移動(dòng)自由度 分別表示為 并能繞著x y z軸轉(zhuǎn)動(dòng) 稱為轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 六點(diǎn)定位原理 視頻 3 工件定位中的幾種情況 1 完全定位 2 不完全定位 3 欠定位 4 過定位 過定位造成的后果 1 使工件或夾具元件變形 引起加工誤差 2 使部分工件不能安裝 產(chǎn)生定位干涉 如一面兩銷 過定位一般是不允許的 但在精加工時(shí)也可看到 2 工藝基準(zhǔn)1 定位基準(zhǔn) 在加工時(shí) 用以確定工件的機(jī)床上或夾具中占據(jù)正確位置所采用的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn) 2 工序基準(zhǔn) 在工序圖上用以標(biāo)注本工序加工尺寸和形位公差的基準(zhǔn) 稱為工序基準(zhǔn) 3 測量基準(zhǔn) 零件檢驗(yàn)時(shí) 用以測量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn) 稱為測量基準(zhǔn) 4 裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí) 用以確定零件在部件或產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn) 稱為裝配基準(zhǔn) 2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和基準(zhǔn) 1 精基準(zhǔn)的選擇1 基準(zhǔn)重合原則 盡可能選用加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差 基準(zhǔn)不重合誤差示例 3 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對工件上位置精度要求高的表面進(jìn)行加工時(shí) 需要用兩個(gè)表面互為基準(zhǔn) 反復(fù)加工的原則 4 自為基準(zhǔn)原則 某些要求加工余量小而均勻的精加工工序 選擇加工面本身作為定位基準(zhǔn) 稱為自為基準(zhǔn)原則 2 粗基準(zhǔn)的選擇 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)盡可能使多個(gè)加工表面和加工工序采用同一組定位基準(zhǔn) 這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 1 余量最小原則 為了保證零件各加工面都有足夠的加工余量 應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn) 2 重要表面原則 為了保證工件上某些重要表面的加工余量均勻 則應(yīng)選擇該表面為粗基準(zhǔn) 床身加工粗基準(zhǔn)選擇 3 非加工表面原則 如果主要要求保證加工面與非加工面間的位置要求 則應(yīng)選非加工面為粗基準(zhǔn) 以求均勻 外形對稱 選非加工面為粗基準(zhǔn) 4 不重復(fù)使用原則 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次 或P149圖4 4 不應(yīng)重復(fù)使用粗基準(zhǔn) 第七節(jié)工藝路線的擬定 一表面加工方法的選擇1 加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度表1 10 表1 11 表1 12摘錄了各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)粗糙度及典型的加工方案 僅供參考 表1 10外圓表面加工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度 表1 11孔加工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度 續(xù) 表1 12平面工方案的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度 續(xù) 2 選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮的因素 1 應(yīng)考慮能獲得經(jīng)濟(jì)精度的加工方法 2 應(yīng)考慮工件材料的性質(zhì) 3 應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)和尺寸 4 應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性 5 應(yīng)考慮現(xiàn)有條件 二加工階段的劃分 二 加工階段的劃分 切除大量多余材料 主要提高生產(chǎn)率 完成次要表面加工 鉆 攻絲 銑鍵槽等 主要表面達(dá)到一定要求 為精加工作好余量準(zhǔn)備安排在熱處理前 主要表面達(dá)到圖紙要求 進(jìn)一步提高尺寸精度降低粗糙度 但不能提高形狀 位置精度 1 保證加工質(zhì)量2 合理使用設(shè)備3 便于安排熱處理工序4 便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷5 避免重要表面損傷 三工序的集中與分散1 工序集中原則主要特點(diǎn)如下 1 有利于采用高效機(jī)床和工藝裝備 生產(chǎn)效率高 2 工序數(shù)目少 設(shè)備數(shù)目少 可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積 3 工件裝夾次數(shù)少 不但可縮短了輔助時(shí)間 而且有利于保證各加工表面之間的相互位置精度 4 采用的專業(yè)設(shè)備和工藝裝備較復(fù)雜 調(diào)整 維修費(fèi)時(shí) 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大 2 工序分散原則主要特點(diǎn)如下 設(shè)備 工藝裝備相對簡單 對工人技術(shù)水平要求低 轉(zhuǎn)產(chǎn)困難 四工序順序的安排 退火 用于高碳鋼 合金鋼等 降低硬度 便于切削 正火 用于低碳鋼 提高硬度 便于切削 調(diào)質(zhì) 淬火后高溫回火 淬火 滲碳 氮化等 自然時(shí)效人工時(shí)效 金屬鍍層非金屬鍍層氧化膜 質(zhì)量檢驗(yàn)特種檢驗(yàn) 無損探傷 磁力探傷 水壓 超速試驗(yàn) 去毛刺 倒鈍銳邊去磁清洗涂防銹油 五加工余量的確定1 加工余量的概念加工余量是指加工過程中從加工表面切去的金屬層厚度 加工余量可分為工序余量和總余量 加工余量 1 工序余量金屬層厚度 對于外表面對于內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)表面的加工余量是對稱加工余量對于軸對于孔 2 總加工余量其值等于某一表面的毛坯尺寸與零件尺寸之差 加工余量和加工尺寸分布圖 2 影響加工余量的因素影響加工余量的因素如下 1 前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷層 2 前工序的工序尺寸公差 3 前工序產(chǎn)生的開關(guān)誤差和位置誤差 4 本工序的裝夾誤差3 確定加工余量的方法 1 經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 2 查表修正法 3 分析計(jì)算法 第八節(jié)工序尺寸及其公差的確定 一基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定1 確定各工序的加工余量 2 根據(jù)查得的余量計(jì)算各工序尺寸 3 確定各工序的尺寸公差及表面粗糙度 4 確定各工序的上 下偏差 內(nèi)孔工序尺寸計(jì)算 表1 13工序尺寸及公差的計(jì)算 單位 mm 二工藝尺寸鏈1 工藝尺寸鏈的定義和特征工藝尺寸鏈的主要特征如下 1 封閉性 2 關(guān)聯(lián)性 尺寸鏈?zhǔn)纠?2 特征 1 封閉性2 關(guān)聯(lián)性 4 增 減環(huán)判別方法 在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭順序表示各尺寸環(huán) 其中與封閉環(huán)箭頭方向相反者為增環(huán) 與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán) 舉例 極值法 1 極值法各環(huán)基本尺寸之間的關(guān)系封閉環(huán)的基本尺寸A0等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán)的基本尺寸之和 即 2 各環(huán)極限尺寸之間的關(guān)系封閉環(huán)的最大極限尺寸A0max等于增環(huán)的最大極限尺寸之和減去減環(huán)的最小極限尺寸之和 即 5 尺寸鏈計(jì)算的基本公式 封閉環(huán)的最小極限尺寸A0min等于增環(huán)的最小極限尺寸之和減去減環(huán)的最大極限尺寸之和 即 3 各環(huán)上 下偏差之間的關(guān)系封閉環(huán)的上偏差ES A0 等于增環(huán)的上偏差之和減去減環(huán)的下偏差之和 即 封閉環(huán)的下偏差EI A0 等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)的上偏差之和 即 4 各環(huán)公差之間的關(guān)系封閉環(huán)的公差T A0 等于各組成環(huán)的公差T Ai 之和 即 極值法解算尺寸鏈的特點(diǎn)是 簡便 可靠 但當(dāng)封閉環(huán)公差較小 組成環(huán)數(shù)目較多時(shí) 分?jǐn)偟礁鹘M成環(huán)的公差可能過小 從而造成加工困難 制造成本增加 在此情況小 常采用概率法進(jìn)行尺寸鏈的計(jì)算 計(jì)算封閉環(huán)的豎式口訣 增環(huán)上下偏差照抄 減環(huán)上下偏差對調(diào) 反號 第九節(jié)機(jī)械加工生產(chǎn)率 一時(shí)間定額單件時(shí)間 它由下述部分組成 1 基本時(shí)間書P185 2 輔助時(shí)間 3 布置工作地時(shí)間 4 休息和生理需要時(shí)間 5 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 二提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施1 縮減時(shí)間定額 1 縮減基本時(shí)間1 提高切削用量 2 減小或重合切削行程長度 減小或重合切削長度 3 多件加工 多件加工示意圖 2 縮減輔助時(shí)間 第十節(jié)特種加工概述 特種加工就是指那些不屬于傳統(tǒng)加工工藝范疇的加工工藝方法 特種加工可按用途分為尺寸加工和表面加工兩大類 每類中又按能量形式 作用原理分為多種不同的工藝方法 具體分類見表10 1 表10 1幾種常用特種加工方法的比較 一電火花加工的基本原理電火花加工原理示意圖 電火花加工表面示意圖 二電火花加工工藝特點(diǎn)和應(yīng)用 電火花可加工的異形孔的徑向截面形成 三電火花電極切割加工電火花線切割加工原理示意圖 四電解加工 電解加工成型原理 五超聲波加工 超聲波加工的特點(diǎn)及應(yīng)用 六激光加工 七超高壓水射流切割1 超高壓水射流切割的原理超高壓水射流切割原理圖 2 超高壓水射流切割的特點(diǎn)3 超高壓水射流切割的應(yīng)用 石材拼花圖案 八虛擬技術(shù) CAM 裝配過程仿真 裝配過程仿真 裝配過程仿真 數(shù)字預(yù)裝配 強(qiáng)度分析 強(qiáng)度分析 結(jié)構(gòu)分析 九數(shù)控加工技術(shù) 數(shù)控機(jī)床的組成及其工作原理數(shù)控機(jī)床是一種利用數(shù)控技術(shù) 準(zhǔn)確地按照事先安排好的工藝流程 實(shí)現(xiàn)規(guī)定動(dòng)作的金屬加工機(jī)床