1、金属工艺学教案,13.1 基本概念 13.2工件的装夹,13机械加工工艺过程的基础知识,13.1基本概念,基本概念,改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程中的主要部分，其余的劳动过程则为生产过程的辅助过程,工艺过程,由若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀,基本概念,在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容,一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置,在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，就可分几次切削，每切削一次为一次走刀,工步
2、,工位,走刀,工序：工艺过程中，在一个工作地点，对一个 或一组工件连续完成的那部分工艺过程。,安装：是工序的组成部分。在机械加工中，一次装夹 所连续完成的那部分工艺过程。 工步：在一个工序内，加工表面、切削刀具不变，切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序。如图,工件的安装,直接找正安装,划线找正安装,采用夹具安装,安装图例,第一方案,第二方案,13.1.3生产类型与特征,基本概念,13.1.3生产类型与特征,生产纲领：企业在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。 生产类型：单件生产：每种产品只制造几个或少数几个成批生产：成批投入，生产呈周期性重复大量生产：产量
3、大，结构规格固定，长期重复生产,生产纲领与生产类型的关系,13.2工件的装夹,两层含义 定位:工件在机床或夹具中占据一个正确的位置。（箱体） 夹紧：工件在切削力或其它力的作用下，要始终保持正确的位置，故需将它夹牢或压紧。,13.2.2工件的装夹方式,1.直接找正装夹,划针、角尺、百分表等工具，通过目测，一边校验，一边调整， 特点：找正效率低 适用范围：单件小批量生产，精度要求特别高的生产（精密量具找正）,2 划线找正装夹对于批量不大的重、大、复杂的工件，先在待加工处划好线，然后装在机床上按所划的线进行找正，最后夹紧。特点：通用性好，生产效率低，精度不高适用范围：单件、中小批生产的复杂铸件或锻件
4、的粗加工。 3 专用夹具装夹特点：装夹迅速、准确，无需找正适用范围：成批、大量生产,13.2.1工件的装夹方式,工件基准的概念,基准的概念,零件是由若干表面组成，各表面之间都有一定的尺寸和相互位置要求。用以确定零件上点、线、面间的相互位置关系所依据的点、线、面称为基准,工艺基准分类,加工时使工件在机床或夹具中占据正确位置所用的基准,13.2.2基准,1.设计基准:在设计图纸上所采用的基准,2 工艺基准,2 工艺基准 (1)装配基准: 装配时用来确定零部件相对位置的基准 (2)测量基准: 测量时所采用的基准 (3)定位基准: 加工中用作定位的基准,工艺基准,定位基准,测量基准,装配基准,粗基准的
5、选择,精基准的选择,精基准,用加工过的表面作定位基准,13.2.4工件定位,.定位,六点定位原理,c.定位和的夹紧概念,d.六点定则,是工件在机床上占有正确的位置，以保证被加工表面的精度。,一个不受约束的物体在空间有六个自由度，即沿、方向的平移和绕、方向的转动。,定位是限制这些自由度，但并非限制了这些自由度物体就不能动了;因这只是定位，若虚工件不动还须夹紧。,六个支撑点限制工件的六个自由度。,六点定位原理,工件在夹具中的定位,工件在夹具中的定位,完全与不完全定位分析,不完全定位,a),b),不完全定位： Z轴旋转未限制,Z,工件在夹具中的定位,长轴的定位,例如：车削细长轴时，除采用卡盘和顶尖外
6、，为增加工件的刚性，往往还采用中心架或跟刀架，使之出现了过定位。,车削细长轴时若用三爪卡盘和前后顶尖定位时，、方向的平移同时被三爪卡盘和前后顶尖约束了，此时已经出现了过定位，但是三爪卡盘是用来传递运动的，生产中可用卡箍来代替三爪卡盘，卡箍既可传递运动又不约束工件的自由度，变过定位为不完全定位。,13.2.5夹具简介,钻夹具,思考题,不完全定位： a图：完全自由 b、c、d图：可以沿Y轴方向移动，e图：可以沿x、Y轴方向移动，绕Z轴旋转,工件在夹具中的定位,确,13.3机械加工工艺规程的制定 13.4典型零件加工工艺过程例子,13.3.1制定零件工艺规程的内容及步骤 13.3.2制定工艺规程的步
7、骤 13.4.1轴类零件的加工工艺过程 13.4.2盘套类零件的加工工艺过程,13.3.1制定零件工艺规程的内容及步骤,工艺规程,指导生产的主要技术文件； 组织生产和管理的基本依据； 新建、扩建工厂（车间）的基本资料,作用,规定产品或零部件制 造工艺过程和操作方 法等的工艺文件,定义,机械加工工艺规程的制定,13.3.1制定零件工艺规程的内容及步骤,内容：工艺路线的拟定、机床设备和工艺装备、加工余量、切削用量和工时定额等。 步骤：1零件的工艺分析 2毛坯的选择 3选择定位基准。 4. 拟定工艺路线(1)加工方法的选择 (2)加工阶段的划分 1)粗加工 2)半精加工 3)精加工4)光整加工(3)
8、加工顺序的安排 1)基准先行2)先主后次 3)先粗后精 4)先面后孔 (4)工序的集中与分散 (5)热处理工序及表面处理工序的安排 (6)辅助工序的安排5机床与工艺装备的选择 6确定各工序加工余量、工序尺寸、切削用量和 时间定额 7填写工艺文件,制定工艺规程的基本要求,机械加工工艺规程的制定,工艺规程的制定,机械加工工艺规程的制定,确定工序尺寸、公差及其技术要求,13.3.2制定工艺规程的步骤,读图和审图,分析零件图是否完整正确 ； 零件的技术要求分析 ； 尺寸标注应符合数控加工的特点； 定位基准可靠,零件结构工艺性,零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。它包括零件各个制造过程中的
9、工艺性，如零件的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理和切削加工工艺性等。好的工艺性会使零件加工容易，节省工时，降低消耗,毛坯及加工余量,常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材等 。,毛坯种类,铸件,适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法,锻件,适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻,毛坯及加工余量,热轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工,对于大件来说，焊接件简
10、单、方便，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时效处理,适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产,焊接件,冷冲压件,毛坯种类,型材,加工余量,加工过程中，所切去的金属层厚度,工序余量,相邻两工序的工序尺寸之差,加工总余量,毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差,工艺路线的拟定,工艺路线的拟定,加工阶段的划分,当加工质量要求较高时，应划分加工阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。当加工精度和表面质量要求特别高时，可增设光整加工和超精密加工,工艺路线的拟定,粗加工,切除毛坯大部分余量，接近成品的形状和尺寸,半精加工,主要表面留下精加工余量并达到一定的精
11、度，完成一些次要表面的加工,光整加工,保证主要表面精度和表面粗糙度,精加工,获得很高的尺寸精度、降低表面粗糙度或使其表面得到强化,粗精加 工频,热处理工序安排,预先热处理： 为使切削加工能顺利进行，可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好组织准备。,最终热处理： 使材料的性能达到要求。,预备热处理工序安排,1.退火的工序安排 凡经过热加工的毛坯,都要经退火或正火,消除内应力,细化晶粒,改善切削加工性. 毛坯生产 正火(退火) 切削加工 2.调质位置的安排 调质主要提高零件综合机械性能,一般在粗加工之后,半精加工之前. 下料 锻造 正火(退火) 粗加工 调质 半精加工,最终热处理工序安排,1.淬
12、火工序位置 包括整体淬火和表面淬火,为了提高表面淬火的心部性能,常需预先进行调质。 整体淬火工序位置:下料 锻造 正火(退火) 粗加工、半精加工 淬火、回火 磨削 表面淬火工序位置：下料 锻造 正火(退火) 粗加工 调质 半精加工 淬火、回火 磨削 渗碳淬火工序位置：下料 锻造 正火 粗加工、半精加工 渗碳 淬火、回火 磨削 渗氮工序位置：氮化温度低，氮化层硬而薄，为防止加工应力给氮化处理增加变形量，故在氮化前增加一道消除应力处理。 下料 锻造 正火(退火) 粗加工 调质 半精加工 去应力退火 粗磨削 渗氮 精磨削,常用热处理工序安排小结,13.4轴类零件的加工工艺,1轴类零件的工艺分析 2轴类零件的材料、毛坯及热处理 3轴类零件定位基准的选择 4拟定工艺路线 下料车端面、钻中心孔粗车各外园表面正火或调质修研中心孔半精车或精车外园、车螺纹铣键槽和花键热处理修研中心孔粗精磨外园检验,传动轴,传动轴的机械加工工艺过程,
