機械制造工藝學教案78周

1、珠海市技師學院理論課教案（首頁）NO 13 課 程機械制造工藝學課 題任務4工藝尺寸鏈計算（2）使用教材機械制造工藝學任課教師肖煜班 級13機械1班所屬專業(yè)機械設備維修實施地點臨4-104實施日期第 7 周周 2 第 3/4節(jié)總課時40周課時4教材處理教材作為學生的參考資料，在講解中對照學習，并重點完成習題冊的題目。教學目標（包含知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等三個目標）1、使學生掌握工藝尺寸鏈計算方法；2、使學生了解尺寸鏈的概念；3、提高學生的與人交流的能力；4、使學生確立尺寸鏈的概念。教學重點教學難點重點及突出策略：工藝尺寸鏈計算方法選擇實例，通過練習學習。難點及解決方法：工藝尺

2、寸鏈計算方法選擇實例，通過練習學習。學情分析該班學生已經(jīng)進行了三年的機械基礎知識學習，對各種機床和加工方法都有了感性認識，在制作機械手的過程中也學習了一些工藝的知識，但是不夠全面與系統(tǒng)。教學方法課堂講授，PPT 演示，動畫演示、提問。教具準備電腦，投影設備教學反思正常編號：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 學 實 施（次頁）教學環(huán)節(jié)教 學 內 容學生活動教師活動用時備注習題課尺寸鏈計算的幾種情況：(1)正計算已知各組成環(huán)，求封閉環(huán)。正計算主要用于驗算所設計的產品能否滿足性能要求及零件加工后能否滿足零件的技術要求。 (2)反計算已知封閉環(huán)，求各組成環(huán)。反計算主要用于產品設計、加工和裝配工藝

3、計算等方面，在實際工作中經(jīng)常碰到。反計算的解不是唯一的。如何將封閉環(huán)的公差正確地分配給各組成環(huán)，這里有一個優(yōu)化的問題。 （3）中間計算已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸及公差，求其余的一個或幾個組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差）。 中間計算可用于設計計算與工藝計算，也可用于驗算。確定組成環(huán)公差大小的誤差分配方法：1）  等公差原則 按等公差值分配的方法來分配封閉環(huán)的公差時,各組成環(huán)的公差值取相同的平均公差值Tav：即 極值法 Tav=T0/（n-1） 這種方法計算比較簡單，但沒有考慮到各組成環(huán)加工的難易、尺寸的大小，顯然是不夠合理的。2） 按等精度原則 按等公差級分配的方法來分配封閉環(huán)的公

4、差時,各組成環(huán)的公差取相同的公差等級，公差值的大小根據(jù)基本尺寸的大小，由標準公差數(shù)值表中查得。3） 按實際可行性分配原則 按具體情況來分配封閉環(huán)的公差時,第一步先按等公差值或等公差級的分配原則求出各組成環(huán)所能分配到的公差，第二步再從加工的難易程度和設計要求等具體情況調整各組成環(huán)的公差?？商罱虒W設計意圖及階段小結及反思等珠海市技師學院理論課教案（首頁）NO 14 課 程機械制造工藝學課 題任務1軸類零件的加工工藝分析使用教材機械制造工藝學任課教師肖煜班 級13機械1班所屬專業(yè)機械設備維修實施地點臨4-104實施日期第7周周 5 第 3/4 節(jié)總課時40周課時4教材處理教材作為學生的參考資料，在講

5、解中對照學習，并重點完成習題冊的題目。教學目標（包含知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等三個目標）1、使學生了解軸類零件加工工藝規(guī)程；2、使學生掌握軸類零件工藝工程卡的編制；3、提高學生的與人交流的能力；4、使學生掌握加工工藝規(guī)程的主要步驟和主要內容。教學重點教學難點重點及突出策略：軸類零件加工工藝規(guī)程選擇實例，通過模仿學習。難點及解決方法：軸類零件加工工藝規(guī)程通過一些實例的講解使學生有一定的了解。學情分析該班學生已經(jīng)進行了三年的機械基礎知識學習，對各種機床和加工方法都有了感性認識，在制作機械手的過程中也學習了一些工藝的知識，但是不夠全面與系統(tǒng)。教學方法課堂講授，PPT 演示，動畫演示、

6、提問。教具準備電腦，投影設備教學反思正常編號：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 學 實 施（次頁）教學環(huán)節(jié)教 學 內 容學生活動教師活動用時備注 一、軸類零件的加工工藝1.軸類零件的功用及結構特點軸類零件是典型的機器零件。用來支承傳動件,傳遞運動和扭矩。結構類型如下圖所示:2、軸類零件的技術要求1）、尺寸精度主要軸頸(指配合,支承軸頸)的尺寸精度,一般為IT9-IT6,機床主軸支承軸頸的尺寸精度為IT5,甚至更高。2）、幾何形狀精度主要有圓度,圓柱度的要求,一般控制在尺寸公差以內。3）、位置精度支承軸頸之間有同軸度要求,工作表面,配合表面對支承軸頸有跳動要求。4）、表面粗糙度: 一般為R

7、a0.8-0.16µm。5）、熱處理為了獲得具有一定強度,硬度和耐磨性及其它特殊要求的零件,通常要按排熱處理及表面處理。一般常采用的熱處理方法有:正火,調質,高頻淬火等。為表面的美觀和防腐,還按排有電鍍,發(fā)藍等表面處理方法。6）、其它要求對高速回轉的軸零件應有靜,動平衡的要求;對有安全要求的軸件,應按排探傷檢查。3、軸類零件的材料與毛坯1）、軸類零件的材料常用材料為45#鋼,中等精度,速度較高的軸件如專用機床主軸則采用40Cr,強度高,尺寸大的軸零采用30CrMnSi,35CrMnTi,40CrMnTi等合金調質鋼。高速重載工作條件下的軸零件，則采用20鋼、20Cr、20 CrMnT

8、i等低碳或低碳合金鋼經(jīng)滲碳后淬火，以獲得具有較高的抗彎曲疲勞強度和較高的表面硬度、沖擊韌性和心部硬度。2）、軸類零件的毛坯常用毛坯為棒料和鍛件。形狀復雜的軸如曲軸,毛坯一般為鑄件。對同一軸零件,生產條件不同,工藝過程不同;不同結構的軸零件,生產條件相同,工藝過程也有所不同，但擬定工藝過程的方法是相同的。（一）、不同生產批量下軸零件工藝過程特點1、所用機床設備不同1) 單件小批生產,使用通用機床設備,如車削多采用普通車床;銑削多采用普通銑床;鉆削多采用普通鉆床等。2) 大批大量生產,使用高效率專用機床設備如車削多采用轉塔,自動,半自動多刀車床,液壓仿形車床和數(shù)控車床;銑削多采用多工位或回轉工作臺

9、專用高效率銑床及組合銑床,龍門銑床等;鉆削多采用多刀,組合刀具的專用高效率組合鉆床等。2、工序集中與分散的程度不同1) 單件小批生產機械加工工序相對集中.如外圓的車削,階梯軸上各外圓,臺階面都可集中在一道工序內完成,件數(shù)很少時階梯軸上各外圓,臺階面的粗精加工也都高度集中在一道工序內完成。2) 大批大量生產,則采用工序分散,以便組成流水作業(yè),提高加工的生產率。3、定位中心孔的加工方法不同1) 單件小批量生產:中心孔在普通車床上加工。如圖-4所示：2) 大批大量生產:中心孔在專用機床上加工。如圖-5所示：4、毛坯的制造方法不同1) 單件小批量生產:鍛件毛坯為自由鍛,鑄件毛坯為木模砂型手工造形方法制

10、造的毛坯。2) 大批大量生產:鍛件毛坯為模鍛,鑄件毛坯為高效率毛坯制造方法制造的毛坯,如金屬模砂型機器造形方法制造的毛坯。（二）、傳動軸中批生產的工藝過程傳動軸的零件圖如圖所示：（三）、擬定軸零件工藝過程中的幾個問題(一) 中心孔的修研作為軸零件在加工過程中的主要定位精基準,對保證加工精度起著重要的作用。但是,在加工過程中力的作用,及熱處理的影響,都會使中心孔定位面產生變形,將直接影響定位精度。為此,須對中心孔進行修研，其方法有:1、硬質合金頂尖修研一般在車床上進行,一端硬質合金頂尖,另一端普通頂尖,工件安裝在兩定尖之間,工人手持工件不動硬質合金頂尖在車床主軸帶動下回轉,由硬質合金頂尖。上的棱

11、邊切除掉一層微薄的金屬,從而校正了中心孔的定位精度。此種修研方法,生產率較高,一般2-5秒即完成修研，加工質量高,圓度達0.001mm,粗糙度Ra0.630.32µm,適用于一般精度軸類零件中心孔的修研。2、用油石或橡膠砂輪頂尖修研可填教學設計意圖及階段小結及反思等珠海市技師學院理論課教案（首頁）NO 15 課 程機械制造工藝學課 題任務2 套類零件的加工工藝分析使用教材機械制造工藝學任課教師肖煜班 級13機械1班所屬專業(yè)機械設備維修實施地點臨4-104實施日期第 8 周周 2 第 3/4節(jié)總課時40周課時4教材處理教材作為學生的參考資料，在講解中對照學習，并重點完成習題冊的題目。教

12、學目標（包含知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等三個目標）1、使學生了解套類零件加工工藝規(guī)程；2、使學生掌握套類零件工藝工程卡的編制；3、提高學生的與人交流的能力；4、使學生掌握加工工藝規(guī)程的主要步驟和主要內容。教學重點教學難點重點及突出策略：套類零件加工工藝規(guī)程選擇實例，通過模仿學習。難點及解決方法：套類零件加工工藝規(guī)程通過一些實例的講解使學生有一定的了解。學情分析該班學生已經(jīng)進行了三年的機械基礎知識學習，對各種機床和加工方法都有了感性認識，在制作機械手的過程中也學習了一些工藝的知識，但是不夠全面與系統(tǒng)。教學方法課堂講授，PPT 演示，動畫演示、提問。教具準備電腦，投影設備教學反思編號

13、：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 學 實 施（次頁）教學環(huán)節(jié)教 學 內 容學生活動教師活動用時備注套筒零件的加工工藝過程 以195Z型柴油機上的調速套筒為例，柴油機年產量為20000臺。 1.工藝分析： 孔25H9:鉆擴鉸，或鉆拉達到，因大批生產，從生產率和經(jīng)濟性考慮可用鉆拉。 止口36K6:車削，為了保證36K6和25H9的同軸度，先把孔加工好，然后以孔為基準來加工外圓。 槽16相對25H9的位置精度要求，可以選用25H9 為基準加工槽來保證。 其它的外圓面、端面等都可以車削取得。2.基準選擇： 為了保證30K6和25H9的同軸度以已加工好的孔25H9 為精基準，來加工30K6和其它

14、外圓表面和端面。 粗加工外圓時，如孔已經(jīng)鉆出，可以以孔作基準：如鉆孔與外圓粗加工在一道工序中進行，則夾持棒料外圓。 精加工孔時，用拉削加工，所以基準就是孔本身。 加工槽16和M面時，用已加工好的25H9為基準，來保證槽對25H9的偏移量和M面對軸線的垂直度要求。 3.工藝路線確定：鉆孔23.7,切斷長49粗車外圓至41，粗車外圓至32調質2631HRC車端面,倒角1×45°粗拉孔至24.5精拉孔25D4車40, 38,倒角0.5×45 °車空位,車兩邊及圓弧R2粗車止口30.5粗車止口30K6，車端面總長47，保證4±，倒角.5× 4

15、5 °銑槽15.5,底面深1.7M面高頻淬火,5155HRC磨槽16,保持(41±0.15) 可填教學設計意圖及階段小結及反思等珠海市技師學院理論課教案（首頁）NO 16 課 程機械制造工藝學課 題任務3箱體類零件的加工工藝分析使用教材機械制造工藝學任課教師肖煜班 級13機械1班所屬專業(yè)機械設備維修實施地點臨4-104實施日期第 8 周周 5 第 3/4 節(jié)總課時40周課時4教材處理教材作為學生的參考資料，在講解中對照學習，并重點完成習題冊的題目。教學目標（包含知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等三個目標）1、使學生了解箱體類零件加工工藝規(guī)程；2、使學生掌握箱體類零件

16、工藝工程卡的編制；3、提高學生的與人交流的能力；4、使學生掌握加工工藝規(guī)程的主要步驟和主要內容。教學重點教學難點重點及突出策略：箱體類零件加工工藝規(guī)程選擇實例，通過模仿學習。難點及解決方法：箱體類零件加工工藝規(guī)程通過一些實例的講解使學生有一定的了解。學情分析該班學生已經(jīng)進行了三年的機械基礎知識學習，對各種機床和加工方法都有了感性認識，在制作機械手的過程中也學習了一些工藝的知識，但是不夠全面與系統(tǒng)。教學方法課堂講授，PPT 演示，動畫演示、提問。教具準備電腦，投影設備教學反思編號：ZHGJ/QR/JW/037 B/0教 學 實 施（次頁）教學環(huán)節(jié)教 學 內 容學生活動教師活動用時備注箱體類零件的

17、加工：.功用：箱體類零件通常作為箱體部件裝配時的基準零件。它將一些軸、套、軸承和齒輪等零件裝配起來，使其保持正確的相互位置關系，以傳遞轉矩或改變轉速來完成規(guī)定的運動。因此，箱體類零件的加工質量對機器的工作精度、使用性能和壽命都有直接的影響。箱體零件結構特點：多為鑄造件，結構復雜，壁薄且不均勻，加工部位多，加工難度大。2.箱體零件的主要技術要求 軸承支承孔的尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度要求。 位置精度   包括孔系軸線之間的距離尺寸精度和平行度，同一軸線上各孔的同軸度，以及孔端面對孔軸線的垂直度、孔軸線對安裝面的平行度或垂直度等。 此外，為滿足箱體加工中的定位需要及箱體與機

18、器總裝要求，箱體的裝配基準面與加工中的定位基準面應有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔與裝配基準面之間應有一定距離尺寸精度的要求。 箱體的技術要求根據(jù)箱體的工作條件和使用性能的不同而有所不同。一般箱體零件為：軸孔的尺寸精度為IT6IT7，圓度不超過孔徑公差的一半，表面粗糙度為0.40.8µm。作為裝配基準和定位基準的重要平面的平面度要求較高，表面粗糙度為0.63µm。3.箱體零件的材料及毛坯箱體零件材料 常選用各種牌號的灰鑄鐵,常用的牌號有HT100HT400。因為灰鑄鐵具有較好的耐磨性、鑄造性和可切削性,而且吸振性好,成本又低。 某些負荷較大的箱體采用鑄鋼件, 某些簡

19、易箱體為了縮短毛坯制造的周期而采用鋼板焊接結構。毛坯 多為鑄鐵件 單件小批生產多用木模手工造型，毛坯精度低，加工余量大。 大批生產常用金屬模機器造型，毛坯精度較高，加工余量可適當減小。 毛坯鑄造時,應防止砂眼和氣孔的產生。為了消除鑄造時形成的內應力，減少變形，保證其加工精度的穩(wěn)定性，應使箱體壁厚盡量均勻,毛坯鑄造后要安排人工時效處理。 精度要求高或形狀復雜的箱體還應在粗加工后多加一次人工時效處理，以消除粗加工造成的內應力，進一步提高加工精度的穩(wěn)定性。 毛坯的加工余量與生產批量、毛坯尺寸、結構、精度和鑄造方法等因素有關。具體數(shù)值可從有關手冊中查到。在擬定箱體零件機械加工工藝規(guī)程時,有一些基本原則

20、應該遵循。1、 工藝路線的安排工藝特點：要求加工的表面很多。在這些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保證，工藝關鍵問題：箱體中主要孔的加工精度、孔系加工精度。在工藝路線的安排中應注意幾個問題： 先面后孔。先加工平面,后加工孔是箱體加工的一般規(guī)律。平面面積大,用其定位穩(wěn)定可靠;從加工難度來看，平面比孔加工容易。支承孔大多分布在箱體外壁平面上,先加工外壁平面可切去鑄件表面的凹凸不平及夾砂等缺陷,這樣可減少鉆頭引偏,防止刀具崩刃等,對孔加工有利。粗精分開、先粗后精：箱體均為鑄件，加工余量較大，在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內應力重新分布也

21、會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把粗精加工分開進行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除。粗、精加工分開的原則：對于剛性差、批量較大、要求精度較高的箱體，一般要粗、精加工分開進行，即在主要平面和各支承孔的粗加工之后再進行主要平面和各支承孔的精加工。這樣，可以消除由粗加工所造成的內應力、切削力、切削熱、夾緊力對加工精度的影響，并且有利于合理地選用設備等。 粗、精加工分開進行，會使機床，夾具的數(shù)量及工件安裝次數(shù)增加，而使成本提高，所以對單件、小批生產、精度要求不高的箱體，常常將粗、精加工合并在一道工序進行，但必須采取相應措施，以減少加工過程

22、中的變形。例如粗加工后松開工件，讓工件充分冷卻，然后用較小的夾緊力、以較小的切削用量，多次走刀進行精加工。 工序集中,先主后次。箱體零件上相互位置要求較高的孔系和平面,一般盡量集中在同一工序中加工,以保證其相互位置要求和減少裝夾次數(shù)。緊固螺紋孔、油孔等次要工序的安排,一般在平面和支承孔等主要加工表面精加工之后再進行加工。（4）工序間合理按排熱處理箱體零件的結構復雜，壁厚也不均勻，因此，在鑄造時會產生較大的殘余應力。為了消除殘余應力，減少加工后的變形和保證精度的穩(wěn)定，所以，在鑄造之后必須安排人工時效處理。人工時效的工藝規(guī)范為：加熱到500550，保溫4h6h，冷卻速度小于或等于30/h，出爐溫度

23、小于或等于200。普通精度的箱體零件，一般在鑄造之后安排1次人工時效處理。對一些高精度或形狀特別復雜的箱體零件，在粗加工之后還要安排1次人工時效處理，以消除粗加工所造成的殘余應力。有些精度要求不高的箱體零件毛坯，有時不安排時效處理，而是利用粗、精加工工序間的停放和運輸時間，使之得到自然時效。箱體零件人工時效的方法，除了加熱保溫法外，也可采用振動時效來達到消除殘余應力的目的。2、基準的選擇 箱體定位基準的選擇，直接關系到箱體上各個平面與平面之間，孔與平面之間，孔與孔之間的尺寸精度和位置精度要求是否能夠保證。 在選擇基準時，首先要遵守“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則，同時必須考慮生產批量的大小，生

24、產設備、特別是夾具的選用等因素。(1)粗基準的選擇 粗基準的作用主要是決定不加工面與加工面的位置關系，以及保證加工面的余量均勻。在選擇粗基準時，通常應滿足以下幾點要求：第一，在保證各加工面均有余量的前提下，應使重要孔的加工余量均勻,孔壁的厚薄盡量均勻，其余部位均有適當?shù)谋诤?；第二，裝入箱體內的回轉零件(如齒輪、軸套等)應與箱壁有足夠的間隙；第三，注意保持箱體必要的外形尺寸。此外，還應保證定位穩(wěn)定，夾緊可靠。為了滿足上述要求，通常選用箱體重要孔的毛坯孔作粗基準。箱體零件的粗基準一般都用它上面的重要孔和另一個相距較遠的孔作粗基準,以保證孔加工時余量均勻。根據(jù)生產類型不同，實現(xiàn)以主軸孔為粗基準的工件

25、安裝方式也不一樣。大批大量生產時，由于毛坯精度高,可以直接用箱體上的重要孔在專用夾具上定位，工件安裝迅速，生產率高。在單件、小批及中批生產時，一般毛坯精度較低，按上述辦法選擇粗基準，往往會造成箱體外形偏斜，甚至局部加工余量不夠，因此通常采用劃線找正的辦法進行第一道工序的加工，即以主軸孔及其中心線為粗基準對毛坯進行劃線和檢查，必要時予以糾正，糾正后孔的余量應足夠，但不一定均勻。（2）精基準的選擇 精基準選擇一般采用基準統(tǒng)一的方案,常以箱體零件的裝配基準或專門加工的一面兩孔為定位基準,使整個加工工藝過程基準統(tǒng)一,夾具結構簡單,基準不重合誤差降至最小甚至為零(當基準重合時)。主要表面加工方法：箱體的主要表面有平面和軸承支承孔。平面的加工對于中、小件，一般在牛頭刨床或普通銑床上進行。對于大件，一般在龍門刨床或龍門銑床上進行。刨削的刀具結構簡單，機床成本低，調整方便，但生產率低；在大批、大量生產時，多采用銑削；當生產批量大且精度又較高時可采用磨削。單件小批生產精度較高的平面時，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般采用寬刃精刨。當生產批量較大或為保證平面間的相互位置精度，可采用組合銑削和組合磨削。孔系加工箱體上若干有相互位置精度要求的孔的組合,稱為孔系。孔系可分為平行孔系、同軸孔系和交叉孔系