機(jī)械制造基礎(chǔ) 課件 第七章

機(jī)械制造基礎(chǔ)機(jī)械制造工藝編制單元四本章知識思維導(dǎo)圖第一節(jié)

基礎(chǔ)知識及術(shù)語(一)生產(chǎn)過程

01生產(chǎn)過程和工藝過程輔助生產(chǎn)過程

生產(chǎn)服務(wù)過程基本生產(chǎn)過程(二)工藝過程1.工序圖7-1進(jìn)給齒輪軸01生產(chǎn)過程和工藝過程(二)工藝過程2.安裝圖7-2進(jìn)給齒輪軸部分車削工序01生產(chǎn)過程和工藝過程圖7-3進(jìn)給齒輪軸銑齒(二)工藝過程3.工位圖7-4回轉(zhuǎn)工作臺4個(gè)工位加工示例01生產(chǎn)過程和工藝過程圖7-5含6個(gè)工步的工序(二)工藝過程4.工步5.進(jìn)給01生產(chǎn)過程和工藝過程圖7-6車槽和車倒角(一)工藝過程4.工步5.進(jìn)給01車刀和車床加工范圍圖7-8合并工步圖7-7復(fù)合工步(一)生產(chǎn)綱領(lǐng)

(二)生產(chǎn)類型02生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)02生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)/(件/年)生產(chǎn)類型輕型零件(<4kg)中型零件(4~30kg)重型零件(≥30kg)≤100≤10≤5單件生產(chǎn)100~50010~2005~100小批生產(chǎn)500~5000200~500100~300中批生產(chǎn)5000~50000500~5000300～1000大批生產(chǎn)>50000>5000>1000大量生產(chǎn)表7-1零件的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系02生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型7-2各種生產(chǎn)類型的主要工藝特點(diǎn)特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)加工對象經(jīng)常換，不固定周期性變換相對固定不變毛坯制造方法及加工余量鑄件用木模手工造型；鍛件用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大部分鑄件用金屬型；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等；加工余量中等鑄件廣泛采用金屬型機(jī)器造型，鍛件廣泛采用模鍛，以及其他高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小機(jī)床設(shè)備采用通用機(jī)床。按機(jī)床種類及大小采用機(jī)群式排列部分通用機(jī)床和部分高生產(chǎn)率機(jī)床。按加工零件類別分工段排列廣泛采用高生產(chǎn)率的專用機(jī)床及自動機(jī)床。按流水線形式排列工藝裝備多用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床夾具，極少采用專用夾具，靠劃線及試切法達(dá)到精度要求廣泛采用專用夾具，部分靠劃線法達(dá)到精度要求廣泛采用高生產(chǎn)率夾具及調(diào)整法達(dá)到精度要求刀具與量具采用通用刀具和萬能量具較多采用專用刀具及專用量具廣泛采用高生產(chǎn)率刀具和量具02生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型7-2各種生產(chǎn)類型的主要工藝特點(diǎn)特點(diǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)工藝規(guī)程有簡單的工藝路線卡有工藝規(guī)程，對關(guān)鍵零件有詳細(xì)的工藝規(guī)程有詳細(xì)的工藝規(guī)程對工人的要求需要技術(shù)熟練的工人需要一定熟練程度的工人對操作工人的技術(shù)要求較低，對設(shè)備、裝備等進(jìn)行調(diào)整的工人的技術(shù)要求較高工件互換性一般是配對制造，缺乏互換性，廣泛采用鉗工修配工藝大部分有互換性，少數(shù)用鉗工修配工藝全部有互換性。某些精度較高的配合件用分組選擇法裝配生產(chǎn)率低中高成本高中低發(fā)展趨勢復(fù)雜零件采用加工中心加工采用成組技術(shù)，數(shù)控機(jī)床或柔性制造系統(tǒng)等進(jìn)行加工在計(jì)算機(jī)控制的自動化制造系統(tǒng)中加工，并可實(shí)現(xiàn)在線檢測、自動報(bào)警和加工誤差自動補(bǔ)償03機(jī)械加工工藝規(guī)程(一)制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的要求(二)制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟研究零件圖樣及其技術(shù)要求選擇毛坯的類型

分析零件的工藝性編寫工藝文件擬訂工藝過程第二節(jié)

零件的工藝分析1)便于在機(jī)床或夾具上裝夾，并盡量減少裝夾次數(shù)。

2)便于進(jìn)刀、退刀等刀具運(yùn)動，以及便于測量、觀察切削情況等。

3)便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，刀具種類少、刀具調(diào)整少和進(jìn)給次數(shù)少。

4)便于采用大切削量、多刀或多件加工，加工面積和空行程少，提高生產(chǎn)率。

5)基準(zhǔn)適宜。01零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析(一)零件的技術(shù)要求

(二)經(jīng)濟(jì)精度02零件的技術(shù)要求分析表7-4外圓表面加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(IT)表面粗糙度Ra/μm透用范圍1粗車11~1312.5~50適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車→半精車8~93.2~6.33粗車→半精車→精車6~70.8~1.64粗車→半精車→精車→滾壓(或拋光)5~60.025~0.25粗車→半精車→磨削6~70.4~0.8主要用于淬火鋼，也用于未淬火鋼，但不宜用于非鐵金屬6粗車→半精車→粗磨→精磨5~70.1~0.87粗車→半精車→粗磨→精磨→超精加工(或輪式超精磨)50.012~0.18粗車→半精車→精車→金剛石車5~60.025~0.4主要用于要求較高的非鐵金屬9粗車→半精車→粗磨→精磨→超精磨(或鏡面磨)5級以上0.006~0.025主要用于極高精度的外圓加工10粗車→半精車→精車→精磨→研磨5級以上0.006~0.0102零件的技術(shù)要求分析表7-5平面加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(IT)表面粗糙度Ra/μm適用范圍1粗車→半精車8~93.2~6.3端面2粗車→半精車→精車6~70.8~1.63粗車→半精車→磨削7~90.2~0.84粗刨(或粗銑)→精刨(或精銑)7~91.6~6.3一般不淬硬的平面(端銑的粗糙度可較高)5粗刨(或粗銑)→精刨(或精銑)→刮研5~60.1~0.8精度要求較高的不淬硬平面批量較大時(shí)，宜采用寬刃精刨方案6粗刨(或粗銑)→精刨(或精銑)→寬刃精刨60.2~0.87粗刨(或粗銑)→精刨(或精銑)→磨削60.2~0.8精度要求較高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨(或粗銑)→精創(chuàng)(或精銑)→粗磨→精磨5~60.025~0.49粗銑→拉6~90.2~0.8大量生產(chǎn)、較小的平面(精度視拉刀的精度而定)10粗銑→精銑→磨削→研磨5級以上0.006~0.1高精度平面02零件的技術(shù)要求分析表7-6孔加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(IT)表面粗糙度Ra/μm適用范圍1鉆11~1312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工非鐵金屬(但粗糙度稍差)孔徑(<15~20mm)2鉆→鉸8~91.6~3.23鉆→粗鉸→精鉸7~80.8~1.64鉆→擴(kuò)116.3~12.5同上，加工孔徑>15~20mm5鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸70.8~1.66鉆→擴(kuò)→鉸8~91.6~3.27鉆→擴(kuò)→機(jī)鉸→手鉸6~70.02~0.048鉆→(擴(kuò))→拉7~90.1~1.6大批量生產(chǎn)(精度視拉刀的精度而定)9粗鏜(或擴(kuò)孔)11~136.3~12.5除淬火鋼外的各種鋼材，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗?jǐn)U)→半精鏜(精擴(kuò))8~91.6~3.211粗鏜(粗?jǐn)U)→半精鏜(精擴(kuò))→粗鏜(鉸)7~80.8~1.612粗鏜(粗?jǐn)U)→半精鏜(精擴(kuò))→精鏜→浮動鏜刀塊精鏜6~70.4~0.802零件的技術(shù)要求分析表7-6孔加工方案序號加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(IT)表面粗糙度Ra/μm適用范圍13粗鏜(粗?jǐn)U)→半精鏜→磨孔7~80.2~0.8主要用于加工淬火鋼，也可用于不淬火鋼，但不宜用于非鐵金屬14粗鏜(粗?jǐn)U)→半精鏜→粗磨→精磨6~70.05~0.415粗鏜→半精鏜→精鏜→金剛鏜6~70.025~0.2主要用于精度要求較高的非鐵金屬16鉆→(擴(kuò))→粗鉸→精鉸→珩磨鉆→(擴(kuò))→拉→珩磨粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨6~70.025~0.2精度要求很高的孔17以研磨代替上述方案中的珩磨6級以上0.006~0.102零件的技術(shù)要求分析1.經(jīng)濟(jì)加工精度及經(jīng)濟(jì)表面粗糙度5.生產(chǎn)條件2.零件材料的可加工性

4.生產(chǎn)類型

3.零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸

03基準(zhǔn)分析(一)基準(zhǔn)圖7-9基準(zhǔn)分類圖03基準(zhǔn)分析1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)圖7-10花鍵套實(shí)體03基準(zhǔn)分析2.工藝基準(zhǔn)

(1)定位基準(zhǔn)圖7-11花鍵套零件圖03基準(zhǔn)分析(2)工序基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)是在工序圖上,用以標(biāo)定該工序被加工表面位置的基準(zhǔn)。圖7-12芯的零件圖和實(shí)體圖03基準(zhǔn)分析(3)測量基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)是用于檢驗(yàn)工件上已加工表面的尺寸及表面之間位置精度的基準(zhǔn)。

(4)裝配基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)是在機(jī)器裝配中,用于確定零件或部件在機(jī)器中正確位置所采用的基準(zhǔn)。圖7-13主軸帶輪組件裝配03基準(zhǔn)分析(二)工藝基準(zhǔn)選擇原則

1.選擇粗基準(zhǔn)的基本原則

(1)保證表面相互位置要求原則如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。

(2)合理分配加工余量原則如果必須首先保證工件某個(gè)重要表面的加工余量均勻,應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)；工件上有較多加工面時(shí)，為使各加工表面都得到足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯上加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。(3)便于工件裝夾原則選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整光潔,并有足夠大的面積,不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口、切痕或其他缺陷,以保證工件定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定和夾緊可靠。

(4)粗基準(zhǔn)避免重復(fù)使用原則以粗糙的毛坯表面作為粗基準(zhǔn),定位精度低,在同一尺寸方向通常只允許使用一次，否則會造成較大的定位誤差。03基準(zhǔn)分析(二)工藝基準(zhǔn)選擇原則

2.選擇精基準(zhǔn)的基本原則

(1)基準(zhǔn)重合原則

應(yīng)盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。圖7-15基準(zhǔn)重合03基準(zhǔn)分析(二)工藝基準(zhǔn)選擇原則

2.選擇精基準(zhǔn)的基本原則

(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則盡可能選擇同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面,這樣有利于保證各加工表面之間的位置精度,避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的誤差,又可使用統(tǒng)一的夾具。

(3)互為基準(zhǔn)原則當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求較高時(shí),可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法,稱為互為基準(zhǔn)原則。圖7-16互為基準(zhǔn)03基準(zhǔn)分析(二)工藝基準(zhǔn)選擇原則

2.選擇精基準(zhǔn)的基本原則

(4)自為基準(zhǔn)原則部分工件的表面在精加工工序中,要求加工余量小且均勻,此時(shí)常以加工表面自身為精基準(zhǔn),如浮動鉸孔、拉孔、珩磨內(nèi)孔、無心磨削外圓等加工方法都是自為基準(zhǔn)的案例。

(5)便于裝夾原則所選精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠、夾緊機(jī)構(gòu)簡單，操作方便。圖7-17自為基準(zhǔn)第三節(jié)

工藝路線的擬訂01加工階段的劃分(一)加工階段

2.半精加工階段3.精加工階段4.精整(光整)加工階段1.粗加工階段

01加工階段的劃分(二)加工階段劃分的作用

2.利于合理利用設(shè)備3.便于安排熱處理4.便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷1.利于保證加工質(zhì)量

02工序集中與工序分散(一)工序集中

1)可采用高效專用設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)率高。

2)可減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工表面間的位置精度，還能減少輔助時(shí)間和夾具的數(shù)量。

3)工序數(shù)目少，工藝路線縮短，可減少設(shè)備數(shù)量、操作工人數(shù)量和生產(chǎn)面積，有利于簡化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。

4)如采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專用設(shè)備及工藝裝備，投資較大，調(diào)整和維修復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較困難。

02工序集中與工序分散(二)工序分散

1)工序內(nèi)容單一，可采用結(jié)構(gòu)比較簡單的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備，調(diào)整和維修容易，工人容易掌握。2)工序數(shù)目多，零件在加工過程中的裝夾次數(shù)增多，較難保證零件加工表面間的相互位置精度。

3)機(jī)床設(shè)備數(shù)量多，工人數(shù)量多，易于平衡工序時(shí)間，生產(chǎn)面積大。

4)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小，變換產(chǎn)品較容易。

(三)工序集中與工序分散的選用03加工順序的確定(一)切削加工工序的安排先粗后精

先主后次

基準(zhǔn)先行

配作加工先面后孔

020103040503加工順序的確定(二)熱處理工序的安排

1.預(yù)備熱處理

(1)正火和退火為改善毛坯的切削加工性能，消除毛坯制造時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，一般在粗加工之前安排正火和退火。(2)調(diào)質(zhì)處理為獲得較好的綜合力學(xué)性能，為減小后續(xù)表面淬火或滲氮時(shí)的變形做好組織準(zhǔn)備，可對鋼材進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，常安排在粗加工之后、半精加工之前進(jìn)行。

(3)時(shí)效處理

03加工順序的確定(二)熱處理工序的安排

2.最終熱處理

(1)淬火為提高零件材料的硬度和耐磨性可采取淬火處理。

(2)滲碳淬火為了增加低碳鋼或低碳合金鋼零件的表層含碳量，使其心部保持韌性良好而表層獲得較高的硬度及良好的耐磨性，常采用表面滲碳淬火。

(3)滲氮處理為了提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和耐蝕性，向金屬表面滲入氮原子而獲得一層含氮化合物的處理方法稱為滲氮處理。03加工順序的確定(三)輔助工序的安排

1)粗加工全部結(jié)束后，精加工之前。

2)零件從一個(gè)車間轉(zhuǎn)向另一個(gè)車間前、后。

3)重要工序加工前、后。

4)零件全部加工結(jié)束之后。第四節(jié)

工序尺寸與公差的確定01加工余量的概念(一)工序加工余量圖7-18工序加工余量01加工余量的概念(二)總加工余量

(三)最大加工余量、最小加工余量和加工余量公差圖7-19加工余量及工序尺寸公差01加工余量的概念(四)影響加工余量的因素1.上工序(或毛坯)的表面質(zhì)量

5.熱處理變形量2.上工序的尺寸誤差

4.本工序加工時(shí)的安裝誤差

3.上工序的形狀和位置誤差

01加工余量的概念(五)確定加工余量大小的方法加工余量經(jīng)驗(yàn)估算法查表修正法分析計(jì)算法02工序尺寸與公差的確定(一)毛坯尺寸與形狀的確定

1)為了工件加工時(shí)裝夾方便，有些毛坯需要鑄出工藝凸臺，圖7-20所示的箱體，當(dāng)以側(cè)面定位加工側(cè)面上各孔時(shí)，毛坯上增設(shè)的凸臺就是工藝凸臺。

2)為了加工方便并保證加工質(zhì)量，通常將軸承瓦塊、砂輪平衡塊及車床中的開合螺母外殼之類分離零件的毛坯先做成一個(gè)整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。圖7-21車床開合螺母外殼02工序尺寸與公差的確定(一)毛坯尺寸與形狀的確定

3)為了提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，對于許多短小的軸套、鍵、墊圈和螺母等零件，在選擇棒料、鋼管及六角鋼等為毛坯時(shí)，可以將若干個(gè)零件的毛坯合制成一件較長的毛坯，待加工到一定階段后再切割成單個(gè)零件。圖7-22軸套的整體毛坯與加工02工序尺寸與公差的確定(二)工序尺寸及其公差的確定1.工序尺寸的確定

2.工序尺寸公差的確定圖7-23加工外表面時(shí)各工序尺寸之間的關(guān)系第五節(jié)

工藝卡片的填寫01工藝卡片的形式1.工藝過程卡(或稱工藝路線卡)

2.工藝卡

3.工序卡01工藝卡片的形式1.工藝過程卡(或稱工藝路線卡)

2.工藝卡

3.工序卡02工藝卡片的填寫(一)機(jī)床的選擇

1.所選機(jī)床的精度應(yīng)與工件要求的加工精度相適應(yīng)

2.所選機(jī)床的技術(shù)規(guī)格應(yīng)與工件的尺寸相適應(yīng)

3.所選機(jī)床的生產(chǎn)率和自動化程度應(yīng)與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)

4.機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)場生產(chǎn)條件相適應(yīng)(二)工藝裝備的選擇

1.夾具的選擇

2.刀具的選擇3.量具的選擇02工藝卡片的填寫(三)繪制工序簡圖

1)可按大概的比例縮小(或放大)，盡可能用較少的視圖繪出，視圖中與本工序無關(guān)的次要結(jié)構(gòu)和線條可略去不畫。

2)主視圖方向盡量與工件在機(jī)床上的裝夾方向一致。

3)本工序加工表面用粗實(shí)線或紅色粗實(shí)線表示，其他表面用細(xì)實(shí)線表示。

4)圖中應(yīng)標(biāo)注本工序加工后應(yīng)達(dá)到的尺寸(即工序尺寸)及其上下極限偏差、表面粗糙度、幾何公差等，有時(shí)也用括號注出工件外形尺寸做參考用。

5)工件的結(jié)構(gòu)、尺寸要與本工序加工后的情況相符，后續(xù)工序中才能形成的結(jié)構(gòu)形狀在本工序的工序簡圖中不要反映出來。6)工序簡圖中應(yīng)使用表7-9、表7-10所列符號分別表示出工件的定位及夾緊情況，表7-11是定位、夾緊符號標(biāo)注示例。02工藝卡片的填寫(四)切削用量的確定

1)單件小批量生產(chǎn)時(shí)，為了簡化工藝文件，常不具體規(guī)定切削用量，而由操作者根據(jù)具體情況自行確定。

2)批量較大時(shí)，特別是組合機(jī)床、自動機(jī)床及多刀加工工序的切削用量，應(yīng)科學(xué)、嚴(yán)格地確定。3)在采用組合機(jī)床、自動機(jī)床等多刀具同時(shí)加工時(shí)，其加工精度、生產(chǎn)率和刀具壽命與切削用量的關(guān)系很大，