内容简介本书面向普通机床操作员数控机床操作员机械加工工艺员等相关职业岗位以培养学生专业技能和职业素养为目标选择典型零件为载体创设学习情境通过项目教学强化实践应用全书包括普通机床加工工艺规程编制数控机床加工工艺规程编制机械装配工艺规程编制三个学习情境共十个教学项目涉及内容以机械

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帐葛
5 years ago
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1 国家骨干高职院校建设项目成果数控技术专业系列教材编委会主任田莉李平副主任杨辉徐力王子彬委员万海鑫许光彬王宣戴永明刘志达张宣升张伟亓华刘青山任文涛张朝国黄东宇特邀委员衡传富阜阳轴承有限公司王子彬安徽临泉智创精机有限公司靳培军阜阳华峰精密轴承有限公司

2 内容简介本书面向普通机床操作员数控机床操作员机械加工工艺员等相关职业岗位以培养学生专业技能和职业素养为目标选择典型零件为载体创设学习情境通过项目教学强化实践应用全书包括普通机床加工工艺规程编制数控机床加工工艺规程编制机械装配工艺规程编制三个学习情境共十个教学项目涉及内容以机械制造工艺基本知识基本理论为主以刀具机床夹具等相关知识为辅本书可作为高职院校及各类培训学校机械专业教材也可供工程技术人员数控机床编程与操作人员培训和自学使用图书在版编目数据机械制造工艺王宣尚连勇主编合肥中国科学技术大学出版社机王尚机械制造工艺中国版本图书馆! 数据核字第 "" 号出版中国科学技术大学出版社安徽省合肥市金寨路号 #$%%&' $ ' 印刷合肥市宏基印刷有限公司发行中国科学技术大学出版社经销全国新华书店开本 ( 印张 " 字数 " 千版次年月第版印次年月第次印刷定价元

3 总序邹斌阜阳职业技术学院院长第四届黄炎培职业教育杰出校长职业院校最重要的功能是向社会输送人才学校对于服务区域经济和社会发展的重要性和贡献度是通过毕业生在社会各个领域所取得的成就来体现的阜阳职业技术学院从年改制为职业院校以来迅速成为享有较高声誉的职业学院之一主要就是因为她培养了一大批德才兼备的优秀毕业生他们敦品励行技强业精为区域经济和社会发展做出了巨大贡献为阜阳职业技术学院赢得了国家骨干高职院校的美誉阜阳职业技术学院迄今已培养出近万名毕业生有的成为企业家有的成为职业教育者还有更多人成为企业生产管理一线的技术人员他们都是区域经济和社会发展的中坚力量年阜阳职业技术学院被列为国家百所骨干高职院校建设单位学校通过校企合作推行了计划双纲管理双轨教育双师效益双赢人才共育过程共管成果共享责任共担的四双四共运行机制在建设中不断组织校企专家对建设成果进行总结与凝练收获了一系列教学改革成果为反映阜阳职业技术学院的教学改革和教材建设成果我们组织一线教师及行业专家编写了这套国家骨干院校建设项目成果系列丛书这套丛书结合人才培养模式把构思! 设计 "# 实施 $%&$ ' 运作 % ' 等过程与企业真实案例相结合体现专业技术技能 & 培养职业素养 " &"$ 形成与企业典型工作过程相结合经过同志们的通力合作并得到阜阳轴承有限公司等合作企业的大力支持这套丛书于年月起陆续完稿我觉得这项工作很有意义期望这些成果在职业教育的教学改革中发挥出引领与示范作用成绩属于过去辉煌须待开创在学校未来的发展中我们将依然牢牢把握育人是学校的第一要务在坚守优良传统的基础上不断改革创新提高教育教

4 机械制造工艺学质量培养造就更多更好的技术技能人才为区域经济和社会发展做出更大贡献我希望丛书中的每一本书都能更好地促进学生职业技术技能的培养希望这套丛书越编越好为广大师生所喜爱是为序年月

5 前言本书是为满足当前高职教育人才培养模式改革的需要在学习借鉴国际工程教育经验的基础上由专业教师与企业技术人员合作开发和编写的课程内容参照了相关的国家职业标准本书面向普通机床操作员数控机床操作员机械加工工艺员等相关职业岗位以培养学生专业技能和职业素养为目标选择典型零件为载体创设学习情境通过项目教学强化实践应用全书包括普通机床加工工艺规程编制数控机床加工工艺规程编制机械装配工艺规程编制三个学习情境共十个教学项目涉及内容以机械制造工艺基本知识基本理论为主以刀具机床夹具等相关知识为辅本书采用任务驱动的项目教学单元编写结构每个项目设置若干个循序渐进的任务而每个任务又按照构思基础知识理论设计应用实例实施任务实施运作任务结果评价环节编排结构新颖图文并茂通俗易懂具有明确的操作示范性和合理的过程控制性较有利于项目教学活动设计本书可作为高职院校及各类培训学校机械专业教材也可供工程技术人员数控机床编程与操作人员培训和自学使用本书由阜阳职业技术学院王宣尚连勇担任主编由安徽水利水电职业技术学院汤萍阜阳轴承有限公司薛正堂担任副主编参加编写的还有安徽水利水电职业技术学院李玉琴何伟阜阳职业技术学院刘志达及江淮汽车有限公司付新武全书由王宣统稿由阜阳职业技术学院专业建设合作委员会企业专家审核本书在编写过程中参考了同行的教材和技术文献在此谨向所涉及的作者表示诚挚的谢意由于编者水平有限书中难免存在错误和不足之处敬请广大读者批评指正编者年月

7 目录总序前言学习情境普通机床加工工艺规程编制项目轴类零件加工工艺规程编制任务分析传动轴的工艺过程组成任务分析传动轴零件图的工艺要求任务拟定传动轴的工艺路线 ( 任务确定传动轴的工序内容任务 ) 填写传动轴的工艺规程文件项目作业项目套筒类零件加工工艺规程编制 ) 任务分析轴承套零件图的工艺要求 ) 任务拟定轴承套的加工工艺路线 ) 任务确定轴承套的工序内容填写工艺规程文件 * 项目作业 * 项目箱体零件加工工艺规程编制任务分析齿轮箱体零件图的工艺要求任务确定齿轮箱体加工的工艺路线任务确定齿轮箱体的工序内容填写工艺规程文件项目作业项目连杆零件加工工艺规程编制 ) 任务分析连杆零件图的工艺要求 ) 任务拟定连杆的加工工艺过程任务填写连杆的工艺规程文件 ( 项目作业项目齿轮零件加工工艺规程编制任务 ) 分析齿轮零件图的工艺要求任务 ) 拟定齿轮加工的工艺路线任务 ) 确定齿轮加工的工序内容 )

8 机械制造工艺任务 ) 填写齿轮的工艺规程文件项目作业 ) )( 学习情境数控机床加工工艺规程编制项目轴类零件数控车削工艺规程编制任务 ( 拟定轴的加工工艺路线任务 ( 设计轴的工序内容任务 ( 确定轴的进给路线任务 ( 填写轴的数控加工工艺规程文件项目作业项目盘套类零件数控车削工艺规程编制项目作业项目盖板类零件数控铣削工艺规程编制任务拟定凸轮槽加工工艺路线任务设计凸轮槽的工序内容填写工艺规程文件任务确定凸轮槽的进给路线项目作业项目箱体类零件加工中心工艺规程编制任务拟定箱体加工的工艺路线任务确定箱体的工序内容任务填写箱体的数控加工工艺规程文件项目作业 ) ) () * ( )* *) 学习情境机械装配工艺规程编制项目减速器装配工艺规程编制任务绘制装配工艺系统图任务分析减速器的装配尺寸链任务分析减速器的装配方法任务制订减速器的装配工艺规程项目作业参考文献 * *

9 学习情境普通机床加工工艺规程编制

11 项目轴类零件加工工艺规程编制图为某机床主轴箱传动轴现大批量生产试分析其加工工艺完成任务要求图传动轴任务分析传动轴的工艺过程组成构思生产过程和工艺过程生产过程产品的生产过程是指把原材料转变为成品的全过程包括以下过程生产技术准备过程如产品开发调研工艺设计和专用工艺装备的设计和制造生产计划的编制生产资料的准备等毛坯的制造如铸造锻造冲压等零件加工与热处理如切削加工热处理等产品的装配与调试如总装部装调试检验油漆与包装等生产服务如原材料外购件和工具的供应运输保管等

12 学习情境普通机床加工工艺规程编制工艺过程在生产过程中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包括毛坯制造工艺过程机械加工工艺过程和装配工艺过程等机械加工工艺过程机械加工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯形状尺寸相对位置和性质使其成为零件的过程机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一系列顺序排列的工序组成的工序是工艺过程的基本单元它图阶梯轴简图又包括工步走刀安装和工位工序一个或一组工人在一个工作地点对一个或几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序工序的划分因生产批量的不同而不同图所示的阶梯轴就有三种不同的工艺过程见表表表表单件生产阶梯轴的工艺过程工序号工序内容设备车一端面钻中心孔调头车另一端面钻中心孔车大端外圆及倒角调头车小端外圆切槽及倒角车床铣键槽去毛刺铣床表小批量生产阶梯轴的工艺过程工序号工序内容设备表大批大量生产阶梯轴的工艺过程工序号工序内容设备车一端面钻中心孔调头车另一端面钻中心孔车床铣两端面钻中心孔专用机床车大端外圆及倒角车床车大端外圆及倒角调头车小端外圆切槽及倒角车床车小端外圆切槽及倒角车床铣键槽铣床铣键槽去毛刺铣床去毛刺钳工工步在加工表面不变切削刀具不变进给量和切削速度不变的情况下连续完成的那部分工序内容称为工步一道工序包括一个或几个工步为了提高生产率用几把刀具同时加工几个表面的工步称为复合工步常被看作一个工步如在加工中心上不同刀具同时加工箱体的多个孔为复合工步走刀刀具对加工表面切削一次所完成的工步内容称为一次走刀在一个工步中若需切去的金属层很厚则可分为几次走刀一个工步可以包括一次或几次走刀安装在加工前首先使工件在机床上或夹具中占有正确的位置即定位之后将工件固定使

13 项目轴类零件加工工艺规程编制其在加工过程中位置不变即为夹紧将工件在机床或夹具中定位夹紧一次所完成的那一部分工序内容称为安装一道工序中工件可能被安装一次或多次工位为了减少由于多次安装带来的误差和时间损失加工中常采用回转工作台回转夹具或移动夹具使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工工件在机床上所占据的每一个工作位置称为工位图为利用回转工作台一次安装依次完成装卸工件钻孔扩孔铰孔四个工位加工的例子多工位加工是生产中减少安装次数和提高生产率的有效途径机械加工工艺规程图多工位加工机械加工工艺规程简称工艺规程是指将机械零件的加铰孔工工艺过程和操作方法以一定格式固定下来的工艺文件它是机械制造企业用来指导生产的主要技术文件具体类型在任务中说明工艺规程的作用装卸工件钻孔扩孔组织和管理生产的基本依据为科学编制产品生产计划合理调度原材料毛坯机床和及时准备工艺装备提供依据指导生产的主要技术文件工艺规程是依据加工工艺原理和工艺试验结合现场生产实践经验制订的法规性技术文件工人必须严格按照工艺规程进行生产才能保证产品质量提高生产效率新建和扩建工厂的原始资料根据工艺规程可以确定生产所需的技术工人机械设备车间面积以及生产资源等进行技术交流开展工艺革新的基本资料制订工艺规程的原则保证可靠地加工出符合图纸要求的零件保证良好的劳动条件提高劳动生产率在保证产品质量的前提下尽可能降低成本降低劳动消耗在充分利用现有生产条件的基础上尽可能采用国内外先进的工艺技术由于工艺规程是直接指导生产和操作的技术文件因此要求工艺规程合理清晰完整规范所用编码术语符号计量单位等应符合相关标准制订工艺规程的原始资料产品的零件图和装配图产品的生产纲领现有的生产条件具体包括毛坯的生产条件加工车间的机床及工艺装备条件工艺装备及专用设备的制造能力工人的技术水平等方面相关工艺手册及标准国内外同类产品的工艺技术发展情况制订工艺规程的步骤收集分析制订工艺规程的原始资料计算零件的生产纲领确定生产类型分析零件的工艺性主要包括研究零件图和装配图分析零件的技术要求和结构工

14 学习情境普通机床加工工艺规程编制艺性选择毛坯主要包括确定毛坯类型和形状等内容拟定工艺路线具体包括选择定位基准确定表面的加工方法划分加工阶段安排加工顺序确定工序的集中与分散等内容设计工序内容具体包括确定加工余量计算工序尺寸确定机床及工艺装备确定切削用量及时间定额检验方法等内容填写工艺规程文件设计分析图中阶梯轴的工艺过程组成图阶梯轴工艺过程组成试分析图中传动轴的工艺过程组成实施组织方式独立完成或成立小组讨论完成实施主要步骤明确任务知识准备图样分析工艺过程分析

15 项目轴类零件加工工艺规程编制运作评价见表表任务评价参考表项目任务姓名完成时间总分序号评价内容及要求评价标准配分自评互评师评得分识图能力工艺过程的理解工序的理解安装的理解工位的理解工步的理解走刀的理解学习与实施的积极性交流协作情况知识拓展生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应生产的产品产量生产纲领一般指年产量它是制订工艺规程的重要依据零件的生产纲领应包括一定的备品和废品因此零件的生产纲领应按下式计算式中零件的生产纲领件年产品的年产量台年每台产品中该零件的数量件台该零件的备品率该零件的废品率生产类型生产类型是指企业生产专业化程度的分类一般按照产品的生产纲领可将企业生产分为单件生产批量生产和大量生产三种类型单件生产产品种类较多同一产品的产量很小很少重复生产工作地点和加工对象经常改变如新产品试制维修车间的配件制造和重型机械制造等都属于单件生产批量生产一年中分批轮流制造几种不同的产品每种产品都有一定的数量工作地点和加工对象

16 学习情境普通机床加工工艺规程编制周期性地重复同一产品或零件每批投入生产的数量称为批量根据生产批量的大小批量生产分为小批生产中批生产和大批生产三种小批生产批量不稳定生产连续性不明显生产特点类似单件生产中批生产批量有限生产有一定的周期性例如通用机械厂造纸机械厂的产品生产大批生产批量大连续性生产生产特点类似大量生产大量生产连续大量地生产同一种产品大多数工作地点经常重复进行某一零件的某一工序的加工如汽车拖拉机自行车轴承厂等多属大量生产根据零件生产纲领参考表可确定生产类型不同的生产类型具有不同的工艺特征参见表表生产类型和生产纲领的关系生产类型生产纲领件年或台年重型以上中型小型以下单件生产小批生产批量生产中批生产大批生产大量生产表各种生产类型的工艺特征工艺特征单件生产批量生产大量生产零件互换性无需互换互配零件可成对制造广泛用修配法装配大部分零件有互换性少数用修配法装配全部零件有互换性某些要求精度高的配合采用分组装配毛坯的制造及加工余量机床设备及布置铸件用木模手工造型锻件用自由锻加工余量大采用通用机床按机床类别和规格采用机群式排列铸件用金属模造型部分锻件用模锻加工余量较大部分采用通用机床部分专用机床按零件加工分工段排列铸件广泛用金属模机器造型锻件用模锻加工余量小广泛采用生产率高的专用机床和自动机床按流水线形式排列夹具很少采用专用夹具由划线和试切法达到设计要求广泛采用专用夹具部分用划线法进行加工广泛采用专用夹具用调整法达到精度要求刀具和量具采用通用刀具和万能量具较多采用专用刀具和专用量具广泛采用高生产率的刀具和量具工人技术需要技术熟练的工人需要一定熟练程度的技术工人对机床调整工人技术要求高对机床操作工人技术要求低工艺规程只有简单的工艺过程卡有详细的工艺过程卡或工艺卡零件的关键工序有详细的工序卡有工艺过程卡工艺卡和工序卡等详细的工艺文件

17 项目轴类零件加工工艺规程编制任务分析传动轴零件图的工艺要求构思轴类零件的功用与结构特点轴类零件是机械加工中常见的典型零件之一其功用是支承齿轮凸轮连杆等传动件和传递扭矩轴类零件是长度大于直径的旋转体零件主要加工面有内外圆柱面内外圆锥面螺纹孔沟槽等按结构形式不同轴可以分为光轴阶梯轴半轴凸轮轴曲轴十字轴空心轴偏心轴花键轴等如图所示其中阶梯轴应用最广泛轴类零件的主要技术要求尺寸精度图轴的种类轴颈作为轴类零件的主要表面包括支承轴颈和配合轴颈与轴承内圈配合的支承轴颈通常为与各类传动件配合的配合轴颈通常为几何形状精度主要指轴颈表面外圆锥面锥孔等重要表面的圆度圆柱度其误差一般应限制在尺寸公差范围内位置精度主要有配合轴颈相对支承轴颈的同轴度或跳动精度要求普通精度轴的配合轴颈相对支承轴颈的径向圆跳动一般为高精度轴的径向圆跳动为端面圆跳动为表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求一般根据加工的可能性和经济性来确定支承轴颈

18 学习情境普通机床加工工艺规程编制表面粗糙度常为配合轴颈表面粗糙度为轴类零件的材料毛坯及热处理轴类零件的材料轴类零件材料常用钢对于中等精度和转速较高的轴可选用! 轴承钢 "! 弹簧钢 #$ 对于形状复杂的轴可选用球墨铸铁对于高速重载的轴可选用!#$%#$&! 等低碳合金钢或!#' 氮化钢轴类零件的毛坯最常用的毛坯是圆棒料和锻件对于光轴直径相差不大的阶梯轴常用圆棒料对于结构复杂或大型的轴常用铸件对于直径相差较大的阶梯轴和重要的轴常用锻件大批量生产时采用模锻单件小批生产时采用自由锻轴类零件的热处理轴类零件常用调质处理以获得良好的综合力学性能一般安排在粗车之后半精车之前淬火处理可提高轴的硬度及耐磨性满足轴的工作性能要求表面淬火用于纠正因淬火引起的局部变形淬火和表面淬火一般安排在精加工之前精度要求高的轴为保证尺寸的稳定性在表面淬火或粗磨之后还需进行低温时效处理轴类零件常用的热处理方法见表表轴类零件常用的热处理方法热处理方法材料适用场合不用热处理等普通碳素结构钢不重要轴正火退火调质淬火等等优质碳素结构钢一般轴调质和表面淬火渗碳淬火或调质和渗氮淬火!#$%! 等合金结构钢 "! 等轴承钢 #$ 等弹簧钢重要轴或转速高载荷大的场合淬火调质或等温淬火球墨铸铁形状复杂或大型的轴设计图为减速器传动轴生产数量为件试分析零件工艺性确定毛坯及热处理方法结构工艺性分析该传动轴为阶梯轴结构包括外圆柱面端面螺纹键槽等加工面主要加工表面有其余为次要表面支承轴颈是传动轴在减速器中的装配基准面考虑轴承安装方便在面上设计了一段长度为的直径略小的圆柱面装配工艺性好配合轴颈是安装齿轮和带轮的径向装配基准面轴肩是安装齿轮和轴承的轴向装配基准面整体结构工艺性较合理技术要求分析加工精度分析轴颈的尺寸精度为表面粗糙度值为精度和表面质量要求较高配合轴颈对支承轴颈的公共轴线的径向圆跳动公差

19 项目轴类零件加工工艺规程编制图减速器传动轴分别为和以保证齿轮传动带传动的平稳轴肩对支承轴颈的公共轴线的端面圆跳动公差为以保证齿轮正确啮合其表面粗糙度值为其余加工面按经济精度加工表面粗糙度值不小于材料热处理要求分析该传动轴选用优质碳素结构钢钢热处理硬度要求为 &( 毛坯及热处理的确定该零件为传动轴工作时承受交变载荷处于复杂应力状态由于该轴承受载荷不大各段轴颈直径尺寸相差较小且为小批量生产所以选用圆钢作毛坯既能满足对传动轴的力学性能要求又提高了加工经济性考虑零件材料为钢采用调质处理使材料具有良好的综合力学性能分析图中传动轴的工艺性确定毛坯及热处理方法实施组织方式独立完成或成立小组讨论完成实施主要步骤明确任务知识准备图样分析

20 学习情境普通机床加工工艺规程编制工艺分析确定毛坯及热处理运作评价见表表任务评价参考表项目任务姓名完成时间总分序号评价内容及要求评价标准配分自评互评师评得分识图能力结构工艺性分析技术要求分析毛坯的确定热处理的确定学习与实施的积极性交流协作情况创新表现知识拓展零件图的研究和工艺分析零件图的研究零件图是制订工艺规程最主要的原始资料通过分析零件图和装配图了解产品的性能用途和工作条件明确各零件的相互装配位置和作用了解零件的主要技术要求找出关键技术问题零件图的研究包括三项内容检查零件图的完整性和正确性主要检查零件视图是否表达直观明确充分尺寸公差技术要求是否合理齐全分析零件材料选择是否恰当尽可能采用我国资源丰富的材料尽量避免采用贵重金属同时考虑材料应具有良好的加工工艺性检查零件的技术要求检查零件加工表面的尺寸精度形状精度位置精度表面粗糙度以及热处理等要求是否经济合理地满足使用性能要求是否符合企业生产实际零件的工艺分析对零件进行工艺分析是制订工艺规程的前提条件主要包括零件结构工艺性分析和零件技术要求分析零件结构工艺性分析零件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性当零件的结构满足在不同生产类型的生产条件下从零件毛坯的制造切削加工到零件的装配都能达到较高的生产率较低的成本的加工要求时我们就说该零件具有良好的结构工艺性如表所示反映出零件的结构对机械加工工艺性

21 项目轴类零件加工工艺规程编制的影响表零件机械加工结构工艺性示例工艺性要求原因结构工艺性差结构工艺性好槽宽尺寸尽量一致减少刀具种类减少换刀时间键槽布置在同一方向上减少装夹次数保证位置精度轴颈尺寸尽量短便于加工便于装配轴上相接加工表面应设置越程槽便于加工便于保证精度直径尺寸沿一个方向递减便于布置刀具可在多刀半自动车床上加工槽底面不应与其他加工面重合便于加工避免损伤已加工表面螺纹根部应有退刀槽便于加工避免损伤刀具应有退刀槽或砂轮越程槽便于加工避免磨损刀具加工面积应尽量小减少加工量减少材料及刀具的消耗量凸台加工面应高度相同便于加工提高生产率

学习情境普通机床加工工艺规程编制工艺性要求原因结构工艺性差结构工艺性好续表钻孔的入端和出端应避免斜面避免钻头损坏保证钻孔精度提高生产率孔的位置不应距壁太近便于采用标准刀具便于加工避免长孔加工便于孔加工节约零件材料零件技术要求分析通过分析零件技术要求可以确定主要和次要加工表面为确定主要和次要加工工序及内容做准备一般从以下方面进行

毛坯的选择直接影响毛坯的制造工艺和费用零件的机械加工工艺和加工质量常用毛坯种类铸件铸件是指将熔融金属浇入铸型凝固后所得到的毛坯对形状复杂的毛坯一般用铸造方法制造大多数铸件采用砂型铸造少数精度要求较高的小型铸件采用熔模铸造金属型铸造压力铸造和离心铸造等特种铸造方法铸件的主要缺点是力学性能较差锻件锻件是指金属材料经过锻造变形而得到的毛坯

22 学习情境普通机床加工工艺规程编制工艺性要求原因结构工艺性差结构工艺性好续表钻孔的入端和出端应避免斜面避免钻头损坏保证钻孔精度提高生产率孔的位置不应距壁太近便于采用标准刀具便于加工避免长孔加工便于孔加工节约零件材料零件技术要求分析通过分析零件技术要求可以确定主要和次要加工表面为确定主要和次要加工工序及内容做准备一般从以下方面进行加工精度分析主要分析精加工表面的尺寸形状和位置精度初步确定所需加工方法安装方法和加工顺序加工表面的粗糙度及其他表面质量要求分析 ) 热处理要求及相关材质性能分析 * 其他技术要求如动平衡探伤等的分析如果工艺人员在研究零件图分析零件工艺性后发现问题应及时与产品设计人员沟通解决毛坯的选择零件是由毛坯根据图纸要求经过切削加工和热处理过程最终形成的毛坯的选择直接影响毛坯的制造工艺和费用零件的机械加工工艺和加工质量常用毛坯种类铸件铸件是指将熔融金属浇入铸型凝固后所得到的毛坯对形状复杂的毛坯一般用铸造方法制造大多数铸件采用砂型铸造少数精度要求较高的小型铸件采用熔模铸造金属型铸造压力铸造和离心铸造等特种铸造方法铸件的主要缺点是力学性能较差锻件锻件是指金属材料经过锻造变形而得到的毛坯对力学性能要求较高形状较简单的毛坯常采用锻造方法锻造方法有自由锻和模锻两种自由锻件是指在锻锤或压力机上用手工操作而成形的锻件加工余量大精度低生产率低适用于单件小批生产及大型锻件模锻件是指在锻锤或压力机上通过专用锻模锻制成形的锻件加工余量小精度高生产率高主要适用于批量较大的中小型零件型材型材主要通过热轧或冷拉而成热轧型材精度低用于一般零件的毛坯冷

项目轴类零件加工工艺规程编制拉型材精度较高多用于批量较大且在自动机床上进行加工的毛坯根据截面形状不同型材分为圆钢方钢六角钢扁钢角钢槽钢等焊接件焊接件一般是将型材或钢板焊接而成的毛坯件主要用于单件小批生产和大型零件具有制造简单节省材料毛坯重量轻等优点但变形大抗震性较差需经过时效处理后再进行机械加工其他毛坯其他毛坯包括冲压件粉末冶金件冷挤压件

23 项目轴类零件加工工艺规程编制拉型材精度较高多用于批量较大且在自动机床上进行加工的毛坯根据截面形状不同型材分为圆钢方钢六角钢扁钢角钢槽钢等焊接件焊接件一般是将型材或钢板焊接而成的毛坯件主要用于单件小批生产和大型零件具有制造简单节省材料毛坯重量轻等优点但变形大抗震性较差需经过时效处理后再进行机械加工其他毛坯其他毛坯包括冲压件粉末冶金件冷挤压件塑料压制件等毛坯的选择原则零件材料的工艺性材料是铸铁或青铜的零件应选用铸造毛坯钢质零件在形状不复杂力学性能要求不太高时选用型材毛坯对于力学性能要求高的钢质零件可选用锻造毛坯零件的结构形状和尺寸一般用途的阶梯轴直径相差不大时选用圆棒料力学性能要求较高或直径相差较大的阶梯轴常选用锻造毛坯形状复杂的毛坯常采用铸造方法制造薄壁零件不宜用砂型铸造零件的生产类型大量生产的零件应选择精度和生产率高的先进毛坯制造方法如铸件采用精密铸造锻件采用模锻选用冷拉和冷轧型材等单件小批生产时应选择精度和生产率较低的一般毛坯制造方法如手工砂型铸造或自由锻等方法生产条件选择毛坯时还应考虑本企业的制造水平设备条件以及外协的可能性和经济性等充分考虑利用新技术新工艺和新材料随着应用技术的进步为了节约材料降低生产成本提高生产效率尽量采用精密铸造精密锻造冷挤压粉末冶金和工程塑料等新工艺新技术和新材料毛坯形状与尺寸毛坯的形状和尺寸主要是由零件的形状结构尺寸及加工余量等因素确定的毛坯与零件接近实现少切屑无切屑加工是现代机械制造技术的发展方向但是由于毛坯制造技术的限制以及零件加工精度的不断提高毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量以便通过机械加工达到零件的技术要求下面是确定毛坯形状与尺寸时应注意的问题为了加工时安装方便有些铸件毛坯铸出工艺搭子如图所示工艺搭子在零件加工完毕后再切除如对使用和外观没有影响也可保留在零件上装配后形成同一工作表面的两个相关零件为了保证加工质量并使加工方便常常将这些分离零件先制作成一个整体毛坯加工一定阶段后再切割分离图为车床走刀系统中的开合螺母外壳其毛坯就是两件合制的图工艺搭子实例加工面工艺搭子定位面图车床开合螺母外壳简图

24 学习情境普通机床加工工艺规程编制为了便于安装和提高机械加工的生产率可将多件形状比较规则的小型零件合成一个毛坯加工到一定阶段后再分离成单件图所示为滑键对毛坯的各平面加工好后再切离成单件之后对单件进行加工图滑键的零件图与毛坯图任务拟定传动轴的工艺路线构思拟定工艺路线是制订工艺规程的关键环节它影响到零件的加工质量和效率设备投资生产成本甚至工人的劳动强度拟定工艺路线时要考虑到定位基准表面加工方法加工阶段的划分加工顺序的安排工序的集中与分散几个方面定位基准的选择基准及分类基准是指确定零件上某些点线面位置时所依据的那些点线面按其功用不同基准可分为设计基准和工艺基准两大类设计基准在零件图上用以确定其他点线面位置的基准如图所示端面是端面和的设计基准轴线是外圆柱面和内圆柱面的设计基准内孔的轴线既是 + 外圆表面的径向圆跳动的设计基准又是端面的端面圆跳动的设计基准工艺基准零件在加工测量装配过程中所使用的基准称为工艺基准工艺基准根据用途不同分为定位基准工序基准测量基准和装配基准四种定位基准在加工时用来确定零件在机床夹具中正确位置所使用的基准称为定位基准如图所示将内孔套在心轴上加工 + 外圆表面时内孔中心线即是定位基准如图所示以外圆! 在, 形块上定位加工面此时外圆! 的母线即是定位基准又如轴类零件加工时较多以顶尖孔为定位基准必须指出作为定位基准的点线总是以具体表面来体现的这种表面就称为基面

25 项目轴类零件加工工艺规程编制工序基准在零件工序图上标注被加工表面工序尺寸的基准称为工序基准如图 ) 工序图所示加工端面的工序尺寸是 " 即端面是工序基准图基准示例 ) 测量基准测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准如图 * 所示测量得到尺寸 " 此时表面的测量基准是外圆的母线 * 装配基准装配时用来确定零件或部件在机器中的位置所采用的基准如主轴箱安装在床身上装配基准是箱体底面齿轮安装在轴上装配基准是齿轮内孔和端面如图 - 所示定位基准的选择原则定位基准一般分为粗基准和精基准没有经过加工的定位基准称为粗基准经过加工的定位基准称为精基准精基准的选择原则选择精基准时应主要考虑保证零件加工精度同时考虑使夹具结构简单装夹可靠和方便一般遵循以下原则基准重合原则应尽量选择设计基准作为定位基准以避免基准不重合引起的误差如图所示的钻孔简图尺寸的设计基准是面现有两种钻孔方案图所示夹具定位元件面接触面即以面为定位基准面钻孔不管尺寸如何变化都能直接保证尺寸的精度要求图 ) 所示夹具定位元件面接触面即以面为定位基准面钻孔尺寸的变化影响到尺寸不都直接保证尺寸的精度要求增大了加工难度因此在选择定位基准时应力求与设计基准重合以便消除基准不重合误差的影响从而易于保证设计尺寸的精度要求基准统一原则应尽量采用相同定位基准加工零件的多个表面采用基准统一原则可以减少基准的转换较好地保证加工表面间的位置精度同时简化夹具设计和制造过

26 学习情境普通机床加工工艺规程编制程如加工轴类零件常采用顶尖孔定位圆盘类零件常用一个端面和内孔定位图钻孔基准选择 ) 自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀时可选择加工表面本身为定位基准而该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证如图所示在磨削机床床身导轨面时通过磨头上装百分表找正导轨面使导轨面加工余量均匀保证导轨面的质量要求此外采用拉刀拉孔浮动铰刀铰孔在无心磨床上磨削外圆以及珩孔等都是以加工表面本身作为定位基准的图机床导轨面自为基准磨削加工 * 互为基准原则对两个相互位置精度要求较高的表面可使其互为基准通过反复加工来保证位置精度要求如图所示的轴套零件在精加工时先以外圆定位磨削孔然后再以孔定位磨削外圆满足同轴度要求如图所示的精密齿轮一般在齿面淬硬以后再磨齿面及内孔因齿面淬硬层较薄磨削齿面时应使余量小而均匀因此常以齿面为基准磨削孔再以孔为基准磨削齿面图互为基准粗基准的选择原则选择粗基准时重点考虑两方面一是保证各加工表面有足够的加工余量二是要保证不加工表面的尺寸位置符合图样要求因此粗基准的选择原则有以下几方面保证表面相互位置要求原则工件上的不加工表面与加工表面有位置精度要求时应选不加工表面为粗基准如图所示的零件以外圆柱面为粗基准通过装夹面加工内孔面及端面如果工件上有多个不加工表面则应选择与加工表面位置精度要

27 项目轴类零件加工工艺规程编制求较高的不加工表面作为粗基准如图所示的拨杆零件选择圆柱面作粗基准如果工件上每个表面都要加工则应选加工余量最小的表面为粗基准如图 ) 所示的毛坯大圆柱面余量小小圆柱面余量大先以面为粗基准车削外圆然后调头再车削外圆可保证面得到足够而均匀的余量图选择不加工表面为粗基准合理分配加工余量原则对要求保证加工余量均匀的重要表面应选择该重要表面为粗基准如图所示为保证机床导轨面有均匀的组织和良好的耐磨性应使其加工余量均匀因此选择导轨面为粗基准加工床腿底面然后再以床腿底面为基准加工导轨面图机床床身的粗基准选择 ) 便于夹紧原则作为粗基准的平面应尽量平整光滑面积足够大以使工件定位可靠夹紧方便 * 不重复使用粗基准的原则粗基准一般只在第一次加工时使用在同一尺寸方向上不得重复使用因为粗基准表面粗糙精度低重复使用会使加工误差增大在实际生产中不可能同时满足上述精基准粗基准原则要分析具体情况进行取舍保证零件的主要设计要求轴类零件常用的定位基准参见表表轴类零件定位基准的选择定位基准类型定位基准适用场合精基准粗基准两端中心孔外圆表面外圆表面和一个中心孔内孔精度要求较高对于空心轴或加工内表面等不能用中心孔定位以及短小轴或粗加工为了提高工件的刚度精度要求不高为了提高工件刚度加工空心轴的外圆表面常用带中心孔的各种锥堵或心轴外圆表面

28 学习情境普通机床加工工艺规程编制表面加工方法的选择选择表面加工方法是指先根据表面技术要求即尺寸精度和表面粗糙度要求选择最终加工方法然后逐一确定前期工序的加工方法最后得到该表面的加工方案选择加工方法要综合考虑零件的结构特点材料性能设备现状生产批量加工经济性等方面尽量做到加工方案既满足设计要求又具有较低的成本和较高的生产率一般情况下确定外圆表面加工方案可参见表表外圆表面加工方案的选择序号加工方案经济精度表面粗糙度适用范围粗车粗车半精车粗车半精车精车适用于淬火钢以外的各种金属粗车半精车精车滚压抛光粗车半精车磨削粗车半精车粗磨精磨粗车半精车粗磨精磨超精加工主要用于淬火钢也可用于未淬火钢但不易加工有色金属注更多外圆表面加工方案的信息可查阅机械加工工艺手册加工阶段的划分加工阶段的划分及作用根据加工性质和作用的不同工艺过程一般划分为四个加工阶段粗加工阶段切除毛坯表面上的大部分加工余量使毛坯形状和尺寸接近于成品该阶段的主要任务是提高生产率半精加工阶段切除的余量介于粗精加工之间保证主要表面达到一定的精度并留有合适的余量为精加工做好准备此外完成一些次要表面的加工如攻丝钻孔铣键槽等精加工阶段切除的余量较少保证主要表面达到较高的精度光整加工阶段切除的余量极少进一步提高表面尺寸精度和粗糙度要求不能用于提高零件的形状和位置精度需要说明的是加工阶段的划分是对零件的整个加工过程来说的另外加工阶段的划分也不是绝对的对于一些加工余量小精度要求不高的零件或者重型零件可以不划分加工阶段一次装夹后完成粗精加工划分加工阶段的原因保证零件加工质量粗加工时切除的金属层较厚需要较大的夹紧力和切削力同时产生过多的切削热因而工件会产生较大的弹性变形和热变形而且粗加工后内应力重新分布也造成工件产生较大的变形划分加工阶段后粗加工造成的误差将通过半精加工和精加工予以纠正合理使用设备粗加工可使用功率大刚度好但精度较低的机床以提高生产率

29 项目轴类零件加工工艺规程编制而精加工则可使用高精度机床以保证加工精度要求这样既充分发挥了粗加工机床的高效性又保证了高精度机床的使用寿命便于安排热处理工序如毛坯的退火或正火处理安排在粗加工之前淬火等最终热处理常安排在半精加工或精加工之前通过半精加工或精加工消除热处理变形便于及时发现毛坯缺陷和避免损伤已加工表面毛坯缺陷在粗加工阶段后发现能够及时修补或报废同时精加工工序放在后面可以避免加工好的表面在搬运和夹紧中受到损伤加工顺序的安排复杂零件的机械加工要经过切削加工热处理和辅助工序等在拟定工艺路线时必须将三者综合考虑合理安排顺序切削加工工序的安排原则切削工序安排的总原则是前期工序为后续工序提供基准具体原则如下基准先行用作精基准的表面首先要加工出来如轴类零件一般是以外圆为粗基准加工中心孔再以中心孔为精基准加工外圆端面等其他表面先粗后精先集中安排各表面的粗加工中间根据需要依次安排半精加工最后安排精加工和光整加工对于精度要求较高的工件为了减小因粗加工引起的变形对精加工的影响通常粗加工后间隔适当时间进行精加工如零件粗加工后的失效处理先主后次先加工主要表面后加工次要表面通常将装配基准面工作面等看作主要表面将键槽起紧固作用的光孔和螺纹孔等看作次要表面先面后孔对于箱体支架和连杆等工件先加工平面后加工孔因为平面平整面积大先加工平面再以平面定位加工孔既能保证加工时孔有稳定可靠的定位基准又有利于保证孔与平面间的位置精度热处理的安排按照热处理目的的不同热处理工艺可分为预备热处理和最终热处理两大类预备热处理目的是消除毛坯制造过程中产生的内应力改善金属材料的切削加工性能为最终热处理做准备包括正火退火时效处理调质等一般安排在粗加工前后最终热处理目的是提高金属材料的硬度耐磨性等力学性能常用的有淬火渗碳淬火渗氮淬火等一般应安排在粗加工半精加工之后精加工的前后变形较大的热处理如渗碳淬火调质等一般安排在精加工前进行通过精加工纠正热处理的变形变形较小的热处理如渗氮等常安排在精加工之后进行另外涂镀或发蓝等表面处理通常安排在工艺过程的最后辅助工序的安排辅助工序包括工件的检验去毛刺倒棱清洗去磁和防锈等检验工序是主要的辅助工序除每道工序进行检验外在粗加工后精加工前零件转换车间前后重要工序之后和全部加工完毕进库之前等一般还要安排检验工序工序的集中与分散工序集中和工序分散是拟定工艺路线时确定零件加工工序数目的两种原则工序集中指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序的加工内容较多它的特点是

30 学习情境普通机床加工工艺规程编制可采用高效专用设备和工艺装备生产效率高可减少装夹次数易于保证零件位置精度和缩短加工辅助时间工序数目少减少了机床数量操作工人数量和生产面积设备投资大工艺装备复杂工序分散指将工件的加工分散在较多的工序内完成每道工序的加工内容很少有时甚至每道工序仅有一个工步机床设备和工艺装备简单调整维护方便便于工人掌握生产准备工作量少可以采用最合理的切削用量减少基本时间对操作工人的技术水平要求较低机床设备和工艺装备数量多操作工人多生产占地面积大工序集中与工序分散各有特点应综合考虑生产类型零件的结构和技术要求现有生产条件等情况后选用如批量小时多将工序适当集中使用通用机床完成更多表面的加工以减少工序数目简化生产计划而批量较大时通过采用多刀多轴等高效机床使工序集中由于工序集中的优点较多现代生产的发展趋于工序集中设计拟定图所示减速器传动轴的工艺路线分析零件的工艺性确定毛坯及热处理见设计拟定工艺路线定位基准的选择粗基准选择外圆表面车削和磨削主要加工表面时以轴端中心孔定位符合精基准的选择原则所以选择传动轴两端中心孔作为主要精基准表面加工方法的选择主要加工表面的加工方案确定传动轴的主要加工表面是外圆面根据表外圆表面加工方案选择因为传动轴各表面的尺寸精度为表面粗糙度值为所以选择粗车半精车粗磨精磨的加工方案同时确定了加工方法次要加工表面的加工方法确定传动轴的次要加工表面退刀槽大外圆 # 轴端螺纹主要采用粗车和半精车加工完成两键槽通过粗精铣加工完成 ) 加工阶段的划分考虑传动轴的加工精度要求较高整个加工过程分为粗加工半精加工和精加工三个阶段进行 * 加工顺序的安排按照基准先行先粗后精原则安排加工顺序先粗加工主要表面再半精加工主要表面和次要表面最后精加工主要表面为了使传动轴上保留厚一点的回火索氏体组织层以保证传动轴具有良好的综合力学性能将调质处理安排在粗车之后半精车之前考虑热处理变形及氧化现象对精基准的影响和精加工对基准的更高要求调质后磨削前应安排修研中心孔工序除了各工序要自检外至少应在工艺过程的最终工序安排检测以便验收 - 工序的集中与分散

幻灯片 1

幻灯片 1 第页共 33 页目录第页共 33 页 7.3.1 生产过程和工艺过程 7.3.2 机械加工工艺过程的组成 7.3.3 生产纲领和生产类型 7.3.4 加工工艺规程的内容和作用 7.3.5 制定工艺规程的指导思想 7.3.6 生产类型对工艺过程的影响 7.3.7 制定工艺规程的步骤及内容 7.3 零件的工艺规程拟定第 1 页共 33 页 7.3.1 生产过程和工艺过程在机械制造中, 由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程总和,