1、河南科技学院中等职业学校专业骨干教师国家级培训教案专业： 数控技术专业 姓名：陈杰廷黑龙江农垦机械化学校课 时 授 课 教 案学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： 数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 工艺规程制定的方法、步骤 教学目的： 了解工艺规程的作用；了解工艺文件的类型；掌握基本概念、工艺规程制定的步骤 重点、难点：基本概念、工艺规程制定的步骤 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日授课主要内容一、基本概念：生产过程： 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。工艺过程； 凡是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
2、品的过程称为工艺过程。机械加工工艺过程的组成：工序、安装、工位、工步、走刀。工序： 一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续。安装： 工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一道工序中，工件可能被装夹一次或多次， 才能完成加工。工位： 为了完成一定的工序部分，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，称为工位。工步： 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称为工步。划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。走刀： 在一
3、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。生产纲领： 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为 1 年，所以生产纲领常称为年产量。零件的生产钢领要计入备品和废品的数量。生产类型及其工艺特征： 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分主要根据生产纲领确定，同时还与产品的大小和结构复杂程度有关。二、机械加工工艺规程的制定1.工艺规程的作用1) 指导生产的主要技术文件； 2) 生产组织和管理的基本依据； 3) 新建或扩建工厂或车间的基本资料。2.制
4、定工艺规程的方法与步骤1）零件的工艺分析2）毛坯的确定3）工艺路线的设计 加工表面的加工方法：根据尺寸精度和表面粗糙度确定各加工表面的加工方法。典型零件表面的加工方法： 外圆 ：车削、磨削内孔 ：钻、扩、绞、镗、磨、拉平面 ：铣削、磨削、车削 划分加工阶段1. 划分加工阶段的任务2. 划分加工阶段的目的3. 加工阶段划分的处理 划分工序1. 工序集中原则2. 工序分散原则 工序顺序安排工序顺序安排原则：基面先行原则；先粗后精原则；先面后孔原则；先主后次原则。4）工序设计 机床、夹具、刀具的选择 确定装夹方案 工步划分及顺序安排 进给路线确定 工序尺寸及公差的确定 切削用量的确定：V C、ap、
5、f5）填写工艺文件 填写机械加工工艺过程卡： 列出了整个零件加工所经过的工艺路线（包括毛坯、机械加工和热处理等） ，它是制订其它工艺文件的基础，也是生产技术准备、安排计划组织生产的依据。 填写机械加工工序卡(数控加工工序卡)： 用来具体指导工人加工的工艺文件，卡片上画有工序简图，并注明该工序的加工表面及应达到的尺寸和公差，以及工件装夹方式、刀具、夹具、量具、切削用量、时间定额等。 填写数控加工刀具卡： 是装刀和调整刀具的依据。内容包括刀具号、刀具名称、刀柄型号、刀具的直径和长度等。河南科技学院中等职业学校专业骨干教师国家级培训教案专业： 数控技术专业 姓名：陈杰廷黑龙江农垦机械化学校课 时 授
6、 课 教 案学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 零件的工艺分析、毛坯的确定 教学目的： 了解毛坯的确定了解影响加工余量的主要因素 掌握零件图样的工艺分析 重点、难点：零件的工艺分析 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日授课主要内容一、零件图样的工艺分析： 零件图的完整性、正确性分析在手工编程时要计算构成零件轮廓的每一个节点坐标，在自动编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义，但常常遇到构成零件轮廓的几何元素的条件不充分。如圆弧与直线、圆弧与圆弧在图样上相切，可是依据图样给出的尺寸计算相切条件
7、时却变成了相交或相离状态，这种情况导致编程无法进行。因此，当审查与分析图样时，发现构成零件轮廓的几何元素的条件不充分时，应及时与零件设计者协商解决。 零件的技术要求分析： 尺寸精度分析形状精度分析位置精度分析表面粗糙度分析热处理方法分析 尺寸标注方法分析对数控加工来说，零件图上应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种尺寸标注法既便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、测量基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。零件设计人员在标注尺寸时，一般总是较多地考虑装配等使用特性方面，因而常采取局部分散的标注方法，这样会给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度及重复
8、定位精度都很高，不会产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的尺寸分散标注法改为以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。 机械加工内容及数控加工内容一般情况下，并非其全部加工内容都采用数控加工，而经常只是其中的一部分进行数控加工。选择那些最需要进行数控加工的内容和工序，一般可按以下顺序考虑：1) 普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容。2) 普通机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容。3) 普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。相比之下，下列一些加工内容则不宜选择数控加工：1) 需要用较长时间占机调整的加工内容，例
9、如，很粗糙的毛坯的粗基准定位来加工第一个精基准的工序等。2) 加工余量极不稳定，且数控机床上又无法自动调整零件坐标位置的加工内容。3) 不能在一次安装中加工完成的零星分散部位，采用数控加工很不方便，效果不明显，可以安排普通机床补充加工。 零件的结构工艺性分析1） 零件的内腔与外形应尽量采用统一的几何类型和尺寸 尤其是加工面转接处的凹圆弧半径，一根轴上直径差不大的各轴肩处的退刀槽宽度等最好统一尺寸。2） 内槽及缘板之间的转接圆角半径不应过小 这是因为此处圆角半径大小决定了刀的直径，而刀具直径的大小与被加工工件轮廓的高低影响着工件加工工艺性的好坏。3） 铣削零件底平面时，槽底圆角半径 r 不应过大
10、，圆角半径 r 越大，铣刀端刃铣削平面的能力就越差，效益也越低。当 r 大到一定程度时，甚至必须用球头铣刀加工，这是应该尽量避免的。二、毛坯的确定： 毛坯的制造方法：铸造、锻压、焊接。 毛坯的类型：铸、锻、压制、冲压、焊接、型材和板材。 毛坯的确定的主要因素：根据图纸规定的材料及机械性能选根据零件的功能选根据生产类型选根据具体生产条件选三、加工余量1. 加工余量的定义加工余量是指加工过程中，所切去的金属层厚度。加工余量有工序余量和加工总余量（毛坯余量）之分。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差；加工总余量（毛坯余量）是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。显然，总余量与工序余量 的关系为：总ZiZ=
11、总 ni1式中 n该表面的工序数目。回转表面（外圆和内孔等）： 加工余量是直径上的余量。故称为对称余量。平面：加工余量只在一面单向分布。故只有单面余量。2. 影响加工余量的主要因素加工余量的大小对于工件的加工质量和生产率均有较大的影响。加工余量过大，会增加机械加工的劳动量和各种消耗，提高加工成本。加工余量过小，则不能消除上工序的各种缺陷、误差和本工序的装夹误差，造成废品。因此，应当合理地确定加工余量。确定加工余量的基本要求是：在保证加工质量的前提下，加工余量越小越好。具体地说，就是要保证前道工序产生的形位误差和表面层缺陷能被相邻的后续工序切除，才能使加工质量逐步得到提高3. 确定加工余量的方法
12、查表法经验估计法分析计算法河南科技学院中等职业学校专业骨干教师国家级培训教案专业： 数控技术专业 姓名：陈杰廷黑龙江农垦机械化学校课 时 授 课 教 案学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 定位基准的选择 教学目的： 了解基准的概念和分类、辅助基准的选择掌握粗基准的选择原则掌握精基准的选择原则 重点、难点：粗基准、精基准的选择原则 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日授课主要内容一、基准的概念和分类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
13、系所依据的点、线、面称为基准。基准按其作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。1设计基准 设计图样上所采用的基准称为设计基准。2工艺基准 在工艺中采用的基准称为工艺基准。工艺基准按用途不同，又分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准。二、定位基准的选择选择工件的定位基准，实际上确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作定位基准，则称为精基准。1精基准的选择原则1）基准重合原则 直接选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设
14、计基准不重合而引起的定位误差（基准不重合误差 ） 。B2）基准统一原则 同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准，称为基准统一原则。这样既可保证各加工表面问的相互位置精度，避免或减少困基准转换而引起的误差，而且简化了夹具的设计与制造工作，降低了成本，缩短了生产准备周期。3）自为基准原则 精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。4）互为基准原则 为使各加工表面之间具有较高的位置精度，或为使加工表面具有均匀的加工余量，可采取两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准原则。5）便于装夹原则 所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结
15、构简单适用，操作方便灵活。同时，定位基准应有足够大的接触面积，以承受较大的切削力。2粗基准的选择原则粗基准选择的要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求和合理分配备各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。具体可按下列原则选择：1）非加工表面原则 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准。2）加工余量最小原则 以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。3）重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。4）不重复使用原则 粗基准未经加工，表面比较粗糙且精度低，二次安装时，其在机床上（或夹具中）的实际位置可能与第一次安装时不一样，
16、从而产生定位误差，导致相应加工表面出现较大的位置误差。5）便于工件装夹原则 作为粗基准的表面，应尽量平整光滑，没有飞边、冒口、浇口或其他缺陷，以便使工件定位准确、夹紧可靠。3辅助基准的选择辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准，如轴类零件加工所用的两个中心孔，它不是零件的工作表面，只是出于工艺上的需要才作出的。为安装方便，毛坯上专门铸出工艺搭子，也是典型的辅助基准，加工完毕后应将其从零件上切除。河南科技学院中等职业学校专业骨干教师国家级培训教案专业： 数控技术专业 姓名：陈杰廷黑龙江农垦机械化学校课 时 授 课 教 案学年第 期课程名称： 数控加工工艺 授课班级： （
17、三专）数控 01-1、2 授课时间： 第 周星期 第 节 课 题： 工艺路线设计 教学目的： 了解加工阶段划分、了解划分工序掌握加工表面的加工方法掌握工序顺序安排 重点、难点：工艺路线设计的内容、方法 使用教具： 课件 课后作业： 1 课后记录：年 月 日授课主要内容工艺路线的设计包括：加工表面的加工方法、加工阶段的划分，划分工序、工序顺序的安排；一 、 加工表面的加工方法 1经济加工精度和经济表面粗糙度加工过程中，影响加工精度和表面质量的因素很多。每种加工方法在不同的工作条件下，所能达到的精度和表面粗糙度会有所不同， 经济加工精度（经济表面粗糙度）是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备
18、、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度（表面粗糙度） 。2典型表面加工方法一般的零件都是由若干个典型表面组成。选择零件的加工方法和加工方案，实质上是选择典型表面的加工方法和加工方案。典型零件表面的加工方法： 外圆 ：车削、磨削内孔 ：钻、扩、绞、镗、磨、拉平面 ：刨削、铣削、磨削、车削二 、划分加工阶段1各加工阶段的主要任务1) 粗加工阶段 其任务是切除毛坯大部分余量，使毛坯接近成品的形状和尺寸。2) 半精加工阶段 其任务是留下精加工余量后使主要表面达到一定的精度，为精加工（如精车、精磨）做好准备。并完成一些次要表面的加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。3) 精加工阶段
19、 其任务是保证各主要表面达到规定的精度和表面粗糙度。4) 光整加工阶段 对零件精度和表面粗糙度要求很高（ IT6 级以上、Ra0.2m 以下）的表面，需进行光整加工。主要目的是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。一般不用来提高位置精度。2划分加工阶段的原因1) 保证加工质量 工件加工划分阶段后，粗加工因加工余量大、切削力大等因素造成的加工误差，可通过半精加工和精加工逐步得到纠正，保证加工质量。2) 有利于合理使用设备 粗加工要求功率大、刚性好、生产率高的设备，可用精度不高的普通机床来完成；精加工则要求在精度高的设备或数控机床是完成。可见划分加工阶段后，就可充分发挥粗、精加工设
20、备的特点，避免以精干粗，做到合理使用设备。3) 便于安排热处理工序 如粗加工后一般要安排时效处理，消除残余应力；精加工前要安排淬火等最终热处理，引起的变形又可在精加工中消除。使冷热工序配合得更好。4) 便于及时发现毛坯缺陷。毛坯的各种缺陷，如气孔、砂眼和加工余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或报废，以免继续加工后造成工时和费用的浪费。5) 精加工、光整加工安排在后，可保护精加工和光整加工过的表面少受磕碰损坏。加工阶段划分的处理三、划分工序1工序划分的原则 根据工序数目（或工序内容多少） ，工序的划分有下列两种不同的原则。1) 工序集中的原则 工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序
21、内完成，每道工序的加工内容较多。工序集中有利于采用数控机床、高效专用设备及工装。2) 工序分散的原则 工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。 工序分散使用的设备及工艺装备比较简单， 调整和维修方便。2. 数控加工工序划分的方法刀具集中分序法粗、 精加工分序法按加工部位分序法四、工序顺序安排工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。因此，在拟定工艺路线时，要合理全面安排好切削加工、热处理和辅助工序顺序。1工序顺序的安排原则1） 基准先行 选为精基准的表面，应先进行加工，以便为后续工序提供可靠的精基准。2） 先粗后精 各表面均应按照粗加工 半精加
22、工精加工光整加工的顺序依次进行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、装配面、工作面） ，后加工次要表面（如自由表面、键槽、螺孔等） 。次要表面常穿插进行，一般安排在主要表面达到一定精度之后、最终精加工之前进行。4）先面后孔 对于箱体、支架、连杆和机体类工件，一般应先加工平面后加工孔。这是因为先加工好平面后，就能以平面定位加工孔，定位稳定可靠，保证平面和孔的位置精度。2热处理工序的安排 为提高材料的力学性能，改善金属加工性能以及消除残余应力，在工艺过程中适当安排一些热处理工序。1）预备热处理 其目的是改善工件的加工性能，消除内应力，改善金相组织为最终热处理作好准备。如正火、退火和调质等。它一般安排在粗加工前，但调质常安排在粗加工后进行。2）消除残余应力处理 其目的是消除毛坯制造和切削加工过程中产生的残余应力。如时效和退火。3）最终热处理 最终热处理的目的是提高零件的力学性能，如强度、硬度、耐磨性。如调质、淬火回火，以及各种表面处理（渗碳淬火、氰化和氮化） 。最终热处理一般安排在精加工前。3辅助工序的安排 辅助工序的包括检验、去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁和平衡等。
