零件切削加工的工藝過程

1、第七章 零件切削加工的工藝過程v 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述v 第二節(jié)第二節(jié) 工件的裝夾與定位工件的裝夾與定位v 第三節(jié)第三節(jié) 定位基準和加工順序定位基準和加工順序v 第四節(jié)第四節(jié) 零件的結構工藝性和坯料的選擇零件的結構工藝性和坯料的選擇v 第五節(jié)第五節(jié) 典型零件切削成形工藝分析典型零件切削成形工藝分析重點內容重點內容1. 了解工序、工步、工位等概念以及幾種不同的定位方式了解工序、工步、工位等概念以及幾種不同的定位方式2. 切削加工零件的結構工藝性（合理切削加工零件的結構工藝性（合理 or 不合理）不合理） 第一節(jié) 概述第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Introductionv1

2、.1 生產(chǎn)工程與工藝過程生產(chǎn)工程與工藝過程n生產(chǎn)過程：將原材料轉變成產(chǎn)品的全過程。生產(chǎn)過程：將原材料轉變成產(chǎn)品的全過程。n工藝過程工藝過程：用來改變坯料形狀、尺寸、表面質量等，：用來改變坯料形狀、尺寸、表面質量等，使其成為合格零件的過程。如鑄造、鍛造、焊接、沖使其成為合格零件的過程。如鑄造、鍛造、焊接、沖壓，零件的機加工、熱處理、裝配等。壓，零件的機加工、熱處理、裝配等。n機械加工的工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過機械加工的工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法的工藝文件。程和操作方法的工藝文件。 機加工工藝過程卡片機加工工藝過程卡片 機加工工序卡片機加工工序卡片第一節(jié) 概述第七

3、章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Introductionv1.2 切削加工工藝過程的組成切削加工工藝過程的組成n工序工序：一個或一組操作者在：一個或一組操作者在一個工作地點一個工作地點完成的那部完成的那部分工作。分工作。n安裝安裝：工件經(jīng)一次裝夾所完成的那部分工作：工件經(jīng)一次裝夾所完成的那部分工作n工位工位：一次裝夾后一次裝夾后，工件在加工過程中相對于刀具作，工件在加工過程中相對于刀具作若干次位置的改變，每次工件所處的位置為一個工位。若干次位置的改變，每次工件所處的位置為一個工位。n工步工步：在加工表面不變、：在加工表面不變、加工工具不變加工工具不變的情況下所連的情況下所連續(xù)完成

4、的那部分工作。續(xù)完成的那部分工作。n一個工序可能有一個安裝，也可能有多次安裝；一個工序可能有一個安裝，也可能有多次安裝；n一個工序可能有一個工位，也可能有多個工位；一個工序可能有一個工位，也可能有多個工位；n一個工序可能有多個工步。一個工序可能有多個工步。第二節(jié) 工件的裝夾與定位第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Clamping Positioningv2.1工件的裝夾工件的裝夾n定位定位-使工件在機床上使工件在機床上占據(jù)占據(jù)正確的加工位置，以保證正確的加工位置，以保證被加工表面的精度；被加工表面的精度；n夾緊夾緊-使工件在承受切削力時，能使工件在承受切削力時，能保持保持正確位

5、置而對正確位置而對工件施加的力。工件施加的力。n二者區(qū)別：定位使工件在夾具中獲得正確的位置；夾二者區(qū)別：定位使工件在夾具中獲得正確的位置；夾緊能保證定好的位置不因外力的作用而發(fā)生改變。緊能保證定好的位置不因外力的作用而發(fā)生改變。n安裝安裝-工件的定位夾緊過程。工件的定位夾緊過程。 先定位、后夾緊先定位、后夾緊 同時定位夾緊同時定位夾緊第二節(jié) 工件的裝夾與定位第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Clamping Positioningv2.2 工件的定位工件的定位n定位原理：定位原理：“六點定位原理六點定位原理”采用六個相互獨立的采用六個相互獨立的定位元件來限制工件的六個自由度。定

6、位元件來限制工件的六個自由度。n定位方式：定位方式： 完全定位完全定位 不完全定位不完全定位 重復定位（過定位超定位）重復定位（過定位超定位） 欠定位欠定位 合理合理：完全定位、不完全定位：完全定位、不完全定位 不合理不合理：重復定位、欠定位：重復定位、欠定位第二節(jié) 工件的裝夾與定位第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Clamping Positioningv2.3 工件的夾緊工件的夾緊n夾緊裝置的基本要求夾緊裝置的基本要求 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 夾緊力要適當；夾緊力要適當；n確定夾緊力作用點的原則確定夾緊力作用點的

7、原則 應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承平應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承平面內面內 應位于工件剛性較好的部位應位于工件剛性較好的部位 應盡量靠近加工面，以減小切削力對夾緊點的力應盡量靠近加工面，以減小切削力對夾緊點的力矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲變形矩，防止或減小工件的加工振動或彎曲變形第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequencev3.1 基準及分類基準及分類n基準：基準：在產(chǎn)品的設計、制造和裝配過程中，在零件圖、在產(chǎn)品的設計、制造和裝配過程中，在零件圖、工藝圖和裝配圖上作為工藝圖和裝配圖上作為依據(jù)依據(jù)的點

8、、線、面。的點、線、面。n基準的分類：基準的分類： 設計基準設計基準在在零件圖零件圖上（設計圖樣上）所使用的上（設計圖樣上）所使用的基準?；鶞省?工藝基準工藝基準加工加工工藝過程中所采用的基準。工藝過程中所采用的基準。 定位基準定位基準 測量基準測量基準 裝配基準裝配基準第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequence基準基準定位基準定位基準裝配基準裝配基準測量基準測量基準設計基準設計基準工藝基準工藝基準用于確定零件上用于確定零件上其它點、線、面其它點、線、面位置所依據(jù)的那位置所依據(jù)的那些點、線、面。些點、線、面。設計圖樣上所采設計

9、圖樣上所采用的基準用的基準在加工時用于工在加工時用于工件定位的基準件定位的基準1、粗基準、粗基準2、精基準、精基準3、輔助基準、輔助基準4、主要基準、主要基準5、附加基準、附加基準在加工中或加工在加工中或加工后用來測量工件后用來測量工件時采用的基準時采用的基準在裝配時用來確定零在裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相件或部件在產(chǎn)品中相對位置所采用的基準對位置所采用的基準加工、測量、加工、測量、裝配過程中使裝配過程中使用的基準。用的基準。第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequencev3.2 定位基準的選擇定位基準的選擇n定位基準與設計

10、基準的關系定位基準與設計基準的關系 可以一致，也可以不一致可以一致，也可以不一致； 基準不重合時，前一加工的誤差會影響到后一加基準不重合時，前一加工的誤差會影響到后一加工的誤差（圖工的誤差（圖712）；）； 基準重合時，不影響。基準重合時，不影響。n定位基準的選擇定位基準的選擇 粗基準粗基準：以未加工表面作為定位基準：以未加工表面作為定位基準 精基準精基準：以已加工表面作為定位基準：以已加工表面作為定位基準第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequencev（1）粗基準的選擇原則）粗基準的選擇原則n 保證各重要加工表面都有足夠的加工余

11、量；保證各重要加工表面都有足夠的加工余量；n 保證加工表面與非加工表面之間的相互位置精度；保證加工表面與非加工表面之間的相互位置精度； 選擇加工余量均勻的重要表面為粗基準（圖選擇加工余量均勻的重要表面為粗基準（圖713）；）； 選取與加工表面有位置精度要求的不加工表面為選取與加工表面有位置精度要求的不加工表面為粗基準（圖粗基準（圖714）；）； 選作粗基準的表面應盡量平整、光潔，不應有飛選作粗基準的表面應盡量平整、光潔，不應有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷；邊、澆口、冒口及其它缺陷； 粗基準只允許使用一次。粗基準只允許使用一次。第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工

12、藝過程Baseline Sequence機床導軌面要機床導軌面要求加工余量均求加工余量均勻勻-選作粗基準選作粗基準第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequence不加工面作粗基準不加工面作粗基準使內外圓柱面同軸使內外圓柱面同軸第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequencev（2）精基準的選擇原則）精基準的選擇原則n 保證工件的加工精度；保證工件的加工精度；n（1） ：盡可能選用設計基準為定：盡可能選用設計基準為定位基準?？梢员苊庥捎诨鶞什恢睾隙鸬亩ㄎ徽`差。位基準?？?/p>

13、以避免由于基準不重合而引起的定位誤差。n（2） ：應選擇各加工表面都能共：應選擇各加工表面都能共同使用的定位基準作為精基準，以保證各加工表面間同使用的定位基準作為精基準，以保證各加工表面間的相互的相互位置精度位置精度。 n（3） ：當兩個表面相互位置精度：當兩個表面相互位置精度要求很高，可以采取互為精基準的原則，反復多次進要求很高，可以采取互為精基準的原則，反復多次進行精加工。行精加工。n（4）：精加工或光整加工時，選：精加工或光整加工時，選加工表面本身作為定位基準。加工表面本身作為定位基準。第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequ

14、encev3.3 加工順序的安排加工順序的安排n機加工順序：機加工順序：先基面后其它、先粗后精、先主后先基面后其它、先粗后精、先主后 次、次、先面后孔。先面后孔。n熱處理順序：熱處理順序：預先熱處理：預先熱處理：調整硬度以利切削加工；調整硬度以利切削加工；時效處理：時效處理：消除殘余應力；消除殘余應力； 最終熱處理：最終熱處理：使零件的使零件的性能達到要求。性能達到要求。n輔助工序安排：包括檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹漆輔助工序安排：包括檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹漆等。等。退火、正火，在機加工前退火、正火，在機加工前先精基準后其它，先重要表面后次要先精基準后其它，先重要表面后次要分人工和自然，粗

15、加工前后分人工和自然，粗加工前后調質：半精之前（硬度要求不高）；淬火：磨削前調質：半精之前（硬度要求不高）；淬火：磨削前第三節(jié) 定位基準和加工順序第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Baseline Sequencev3.4 機床和工藝裝備的選擇機床和工藝裝備的選擇n機床的選擇機床的選擇 機床的精度應與工序要求的精度相適應；機床的精度應與工序要求的精度相適應； 機床的生產(chǎn)率應與該零件生產(chǎn)類型相適應；機床的生產(chǎn)率應與該零件生產(chǎn)類型相適應； 機床的加工尺寸范圍應與零件的外形尺寸相適應；機床的加工尺寸范圍應與零件的外形尺寸相適應； 應符合本廠現(xiàn)有的實際情況。應符合本廠現(xiàn)有的實際情況。n

16、工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇 夾具、刀具、量具夾具、刀具、量具第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technologyv4.1 零件結構工藝性的一般原則零件結構工藝性的一般原則n減少換刀次數(shù)和內孔溝槽的加工減少換刀次數(shù)和內孔溝槽的加工n便于裝夾和定位便于裝夾和定位n便于加工和測量便于加工和測量n留有足夠的退刀槽和越程槽留有足夠的退刀槽和越程槽n利于保證加工質量和提高生產(chǎn)率利于保證加工質量和提高生產(chǎn)率第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology避免在斜面上鉆孔或使鉆

17、頭單刃切削避免在斜面上鉆孔或使鉆頭單刃切削防止損壞刀具和加工誤差防止損壞刀具和加工誤差第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology孔的位置要保證鉆頭正孔的位置要保證鉆頭正常進給，避免加長鉆頭常進給，避免加長鉆頭第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology鉆不出的孔鉆不出的孔第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology統(tǒng)一尺寸，減少走刀次數(shù)和換統(tǒng)一尺寸，減少走刀次數(shù)和換刀時間，提高生

18、產(chǎn)效率刀時間，提高生產(chǎn)效率第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology非配合面可以不加工非配合面可以不加工第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology便于裝夾和定位便于裝夾和定位第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology找正安裝時，費找正安裝時，費時費力，而且不時費力，而且不穩(wěn)定穩(wěn)定外形不規(guī)則零件，增外形不規(guī)則零件，增設工藝凸臺，使安裝設工藝凸臺，使安裝定位變得更容易定位變得更容

19、易第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology無法下刀！無法下刀！便于加工和測便于加工和測量量第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technologyv4.2 坯料的選擇坯料的選擇n常件坯料的種類常件坯料的種類 鑄件坯料鑄件坯料: 形狀復雜形狀復雜 鍛件坯料鍛件坯料: 強度較高、形狀簡單強度較高、形狀簡單 型材型材：圓鋼、扁鋼、方鋼、鋼板、角鋼、工字

20、鋼：圓鋼、扁鋼、方鋼、鋼板、角鋼、工字鋼n選擇坯料時應考慮：選擇坯料時應考慮： 生產(chǎn)規(guī)模：大批量？單件？小批量？生產(chǎn)規(guī)模：大批量？單件？小批量？ 力學性能：鍛造力學性能：鍛造鑄造鑄造 形狀和尺寸：復雜程度？尺寸大小？自由鍛形狀和尺寸：復雜程度？尺寸大??？自由鍛模鍛模鍛 生產(chǎn)條件：經(jīng)濟性（經(jīng)濟精度）生產(chǎn)條件：經(jīng)濟性（經(jīng)濟精度）第四節(jié) 零件的結構工藝性第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Structural Technology種類種類特特 點點鑄件鑄件多用于形狀復雜、尺寸較大的零件。其吸振性能好，但力學性能低。多用于形狀復雜、尺寸較大的零件。其吸振性能好，但力學性能低。鑄造方法有砂

21、型鑄造、離心鑄造等，有手工造型和機器造型。模型有鑄造方法有砂型鑄造、離心鑄造等，有手工造型和機器造型。模型有木模和金屬模。木模手工造型用于單件小批生產(chǎn)或大型零件，生產(chǎn)效木模和金屬模。木模手工造型用于單件小批生產(chǎn)或大型零件，生產(chǎn)效率低，精度低。金屬模用于大批大量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、精度高。離率低，精度低。金屬模用于大批大量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高、精度高。離心鑄造用于空心零件，壓力鑄造用于形狀復雜、精度高、大量生產(chǎn)、心鑄造用于空心零件，壓力鑄造用于形狀復雜、精度高、大量生產(chǎn)、尺寸小的有色金屬零件尺寸小的有色金屬零件鍛件鍛件用于制造強度高、形狀簡單的零件（軸類和齒輪類）。用模鍛和精密用于制造強度高、形狀簡單

22、的零件（軸類和齒輪類）。用模鍛和精密鍛造，生產(chǎn)效率高，精度高。單件小批生產(chǎn)用自由鍛鍛造，生產(chǎn)效率高，精度高。單件小批生產(chǎn)用自由鍛沖壓沖壓件件用于形狀復雜、生產(chǎn)批量較大的板料毛坯。精度較高，但厚度不宜過用于形狀復雜、生產(chǎn)批量較大的板料毛坯。精度較高，但厚度不宜過大大型材型材用于形狀簡單或尺寸不大的零件。材料為各種冷拉和熱軋鋼材用于形狀簡單或尺寸不大的零件。材料為各種冷拉和熱軋鋼材冷擠冷擠壓件壓件用于形狀簡單、尺寸小和生產(chǎn)批量大的零件。如各種精度高的儀表件用于形狀簡單、尺寸小和生產(chǎn)批量大的零件。如各種精度高的儀表件和航空發(fā)動機中的小零件和航空發(fā)動機中的小零件焊接焊接件件用于尺寸較大、形狀復雜的零件

23、，多用型鋼或鍛件焊接而成，其制造用于尺寸較大、形狀復雜的零件，多用型鋼或鍛件焊接而成，其制造成本低，但抗振性差，容易變形，尺寸誤差大成本低，但抗振性差，容易變形，尺寸誤差大常用坯料的種類和特點常用坯料的種類和特點第五節(jié) 典型零件工藝分析第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Processing of Typical Parts注意尺寸公差方面的要求！分析各表面的粗糙度要求材料：材料：45鋼鋼單件、小批量單件、小批量 HRC 4045第五節(jié) 典型零件工藝分析第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Processing of Typical Partsv5.1 分析零件各主要

24、部分的技術要求分析零件各主要部分的技術要求n在在 的軸段上裝滑動齒輪，并開有鍵槽；的軸段上裝滑動齒輪，并開有鍵槽；n 和和 的兩段為軸頸，支承于箱的兩段為軸頸，支承于箱體的軸承孔中；體的軸承孔中；n配合表面粗糙度值配合表面粗糙度值Ra均為均為0.8 m，其余其余3.2 m ；n工件材料為工件材料為45鋼，淬火硬度為鋼，淬火硬度為4045。0017.03507. 02007. 025第五節(jié) 典型零件工藝分析第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Processing of Typical Partsv5.2 擬定工藝路線擬定工藝路線n加工方案加工方案： 粗車粗車半精車半精車熱處理熱處理粗磨粗磨精磨精磨，軸上軸上的鍵槽可在立銑床上銑出的鍵槽可在立銑床上銑出n選擇基準選擇基準： 為了保證各配合表面的位置精度，選擇為了保證各配合表面的位置精度，選擇軸線軸線（軸兩端（軸兩端的中心孔）為粗、精基準。的中心孔）為粗、精基準。n工藝過程工藝過程：第五節(jié) 典型零件工藝分析第七章第七章 切削加工的工藝過程切削加工的工藝過程Proce