機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

理論輔導(dǎo)機(jī)械制造基礎(chǔ)教研室韓永杰工程實(shí)踐課程工藝設(shè)計(jì)單元主要內(nèi)容一、機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念二、零件表面的加工方法簡(jiǎn)介三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟四、典型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程示例五、工藝設(shè)計(jì)作業(yè)要求一、機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念1.

工藝過(guò)程2.機(jī)械加工工藝過(guò)程3.機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成4.工序5.生產(chǎn)類(lèi)型一、機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念1.工藝過(guò)程在生產(chǎn)過(guò)程中，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為半成品或成品的過(guò)程。工藝過(guò)程可分為毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等工藝過(guò)程。2.機(jī)械加工工藝過(guò)程在工藝過(guò)程中，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量使之變?yōu)槌善返墓に囘^(guò)程，稱(chēng)為機(jī)械加工工藝過(guò)程。制訂零件機(jī)械加工工藝過(guò)程就是“機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)”。一、機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念3.機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成機(jī)械加工工藝過(guò)程是由若干個(gè)順次工序組成的，通過(guò)這些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。4.工序一個(gè)(或一組)工人，在一臺(tái)機(jī)床上(或一個(gè)工作地點(diǎn))，對(duì)一個(gè)(或同時(shí)幾個(gè))工件連續(xù)加工所完成的那一部分機(jī)械加工工藝過(guò)程。是組成機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元。注意:構(gòu)成一個(gè)工序的主要特點(diǎn)是不改變加工對(duì)象、設(shè)備和操作者，而且工序內(nèi)的工作是連續(xù)完成的。一、機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本概念5.生產(chǎn)類(lèi)型在制定機(jī)械加工工藝時(shí)，一般根據(jù)零件生產(chǎn)類(lèi)型的不同制定相應(yīng)的工藝。零件生產(chǎn)類(lèi)型可分三種：?jiǎn)渭a(chǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)地生產(chǎn)某一零件，很少重復(fù)，甚至完全不重復(fù)的生產(chǎn)。成批生產(chǎn)：成批地制造相同的零件，每相隔一段時(shí)間又重復(fù)生產(chǎn)。成批生產(chǎn)可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。大量生產(chǎn)：經(jīng)常重復(fù)地進(jìn)行一種零件某一工序的生產(chǎn)，為大量生產(chǎn)。二、零件表面的加工方法簡(jiǎn)介零件的加工過(guò)程，就是零件表面經(jīng)加工獲得符合要求的零件表面的過(guò)程。零件表面的類(lèi)型和要求不同，采用的加工方法也不一樣。（五大類(lèi)機(jī)床）1.車(chē)削加工2.鉆削加工3.銑削加工4.刨削加工5.磨削加工此外還有鏜削加工、拉削加工、光整加工、特種加工等二、零件表面的加工方法簡(jiǎn)介1.車(chē)削加工：車(chē)削加工主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面，如圖。幾種車(chē)削加工視頻2.鉆削加工：用于在實(shí)體材料上鉆孔或在已有孔的前提下對(duì)孔進(jìn)行加工等，如圖。(a)在實(shí)體材料上加工孔(b)對(duì)已有孔進(jìn)行加工幾種鉆削加工視頻3.銑削加工：可以加工平面、臺(tái)階面、溝槽、螺旋形表面及各種曲面等，如圖。(a)銑平面

(b)銑內(nèi)凹面

(c)銑外凸面

(e)銑建槽

(d)銑螺選槽

幾種銑削加工視頻5.磨削加工：用于加工外圓面、內(nèi)圓面、平面、成形面、螺紋和齒輪等各種表面，如圖。4.刨削加工：用在單件小批生產(chǎn)中，加工平面、直槽、成形面等，如圖。三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟1.選擇零件加工的毛坯類(lèi)型2.選擇零件表面的加工方案3.定位基準(zhǔn)的選擇4.擬定零件加工工藝路線5.確定加工余量6.確定各工序所用的設(shè)備、刀具7.填寫(xiě)工藝文件三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟1.選擇零件加工的毛坯類(lèi)型軸類(lèi)毛坯：常用碳鋼、合金鋼，毛坯多用型材、鍛件。盤(pán)套類(lèi)毛坯：常用碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼，毛坯多用型材、鍛件、鑄件。支架箱體類(lèi)毛坯：常用鑄鐵、鑄鋼，毛坯多用鑄件，單件小批量生產(chǎn)時(shí)也可采用焊接件毛坯。三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟2.選擇零件表面的加工方案根據(jù)零件表面質(zhì)量要求不同，通常將表面加工劃分為以下幾個(gè)加工階段。

粗加工階段主要任務(wù)是切除各加工表面上大部分余量。半精加工階段任務(wù)是減小精加工留下的誤差，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段任務(wù)是保證各主要表面達(dá)到圖樣規(guī)定要求。2.選擇零件表面的加工方案（1）外圓加工方案方案加工方法精度等級(jí)（IT）表面粗糙度Ra值（μm）1粗車(chē)12~1150~12.52粗車(chē)—半精車(chē)10~96.3~3.23粗車(chē)—半精車(chē)—精車(chē)8~71.6~0.84粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨8~71.6~0.85粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨—精磨6~50.4~0.2（2）內(nèi)圓加工方案方案加工方法精度等級(jí)（IT）表面粗糙度Ra值（μm）1鉆12~1125~12.52鉆—擴(kuò)11~1012.5~6.33鉆—擴(kuò)—鉸9~83.2~1.64粗車(chē)12~1125~12.55鉆或粗車(chē)—半精車(chē)10~96.3~3.26鉆或粗車(chē)—半精車(chē)—精車(chē)8~73.2~1.67鉆或粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨8~71.6~0.88鉆或粗車(chē)—半精車(chē)—粗磨-精磨7~60.8~0.4（3）平面加工方案方案加工方法精度等級(jí)（IT）表面粗糙度Ra值（μm）1粗銑(刨)12~1125~12.52粗銑(刨)—半精銑(刨)10~96.3~3.23粗銑(刨)—半精銑(刨)—精銑(刨)8~71.6~0.84粗銑(刨)—半精銑(刨)—粗磨8~71.6~0.85粗銑(刨)—半精銑(刨)—粗磨—精磨7~60.8~0.46粗車(chē)12~1125~12.57粗車(chē)—半精車(chē)10~96.3~3.28粗車(chē)—半精車(chē)—精車(chē)8~71.6~0.8（4）螺紋加工：有車(chē)螺紋、銑螺紋、磨螺紋、攻螺紋、套螺紋、搓螺紋和滾螺紋等。（5）齒形加工方法：有銑齒、插齒、滾齒等。3.定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)：工件在加工過(guò)程中，用于確定工件在機(jī)床或夾具上的正確位置的基準(zhǔn)。三類(lèi)典型零件定位基準(zhǔn)常作如下選擇：階梯軸類(lèi)零件：常選擇兩端中心孔作為定位基面。如圖所示。盤(pán)套類(lèi)零件：一般以軸線部位的孔作為定位基面，常采用心軸裝夾，如左圖。支架箱體類(lèi)零件：多選擇主要平面（即裝配基面）作為定位基面，采用壓板、螺栓裝夾，加工軸承孔等，如右圖。三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟4.擬定零件加工工藝路線主要任務(wù)：加工順序的安排，整個(gè)工藝過(guò)程中工序的數(shù)量。（1）切削加工順序的安排（2）熱處理工序的安排（3）輔助工序的安排（4）工序的集中與分散4.擬定零件加工工藝路線（1）切削加工順序的安排將零件各表面的加工，按先后順序作合理的安排，一般考慮以下三條原則：①先粗后精先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。②先主后次

先安排零件上主要表面的加工，后安排次要表面的加工。次要表面加工一般放在主要表面加工到一定精度之后，最終加工之前進(jìn)行。要注意退刀槽、倒角安排。4.擬定零件加工工藝路線（1）切削加工順序的安排③基準(zhǔn)先行加工一開(kāi)始總是先把精基準(zhǔn)面加工出來(lái)。然后用它定位加工其他表面。4.擬定零件加工工藝路線（2）熱處理工序的安排加工階段的劃分通常以熱處理為界。熱處理工序的安排由熱處理的目的及其方法決定的，并與零件的材料有關(guān)。具體方法的選擇及其工序安排參見(jiàn)圖。熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排

4.擬定零件加工工藝路線（3）輔助工序的安排檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要措施之一。一般安排在粗加工完全結(jié)束以后，重要工序加工前后，零件在車(chē)間之間轉(zhuǎn)換時(shí)，零件全部加工結(jié)束之后進(jìn)行。有時(shí)在某些工序之后還應(yīng)安排一些如去毛刺、清洗、去磁、涂防銹油等輔助工序。4.擬定零件加工工藝路線（4）工序的集中與分散(確定工序的數(shù)量）

在安排了加工順序以后，就需將加工表面的各步加工，按不同的加工階段和加工順序組合成若干個(gè)工序，從而擬定出整個(gè)加工路線。組合成工序時(shí)可采用工序集中或工序分散的原則。

工序集中就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工的內(nèi)容多。工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少。4.擬定零件加工工藝路線（4）工序的集中與分散(確定工序的數(shù)量）

根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)有設(shè)備靈活考慮。單件小批生產(chǎn)時(shí)，一般采用工序集中。成批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)，一般采用工序分散流水生產(chǎn)線，工序的集中程度要符合零件生產(chǎn)的“節(jié)拍”。數(shù)控機(jī)床、加工中心等，任何生產(chǎn)類(lèi)型均可采用工序集中。三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟5.確定加工余量工序的加工余量：經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法的加工余量（回轉(zhuǎn)表面為半徑方向余量，平面為單邊余量）簡(jiǎn)述如下：粗加工余量約為1-1.5㎜；半精加工余量約為0.5-l㎜；精加工余量約為0.2-0.5㎜；磨削余量約為0.15-0.25㎜。三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟6.確定各工序所用的設(shè)備、刀具機(jī)床的選擇：考慮成形要求、規(guī)格尺寸、機(jī)床的精度、生產(chǎn)率刀具的選擇一般采用通用刀具或標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)也可采用高生產(chǎn)率的刀具。刀具的類(lèi)型、規(guī)格和精度應(yīng)符合零件的加工要求。7.填寫(xiě)工藝文件三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟7.填寫(xiě)工藝文件零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程制定后，有關(guān)內(nèi)容應(yīng)分別填入各種不同的卡片。各種卡片總稱(chēng)工藝文件。兩種基本形式：機(jī)械加工過(guò)程卡機(jī)械加工工序卡三、制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程的步驟7.填寫(xiě)工藝文件機(jī)械加工過(guò)程卡以工序?yàn)閱挝缓?jiǎn)要說(shuō)明零件加工過(guò)程的一種工藝文件。包括工序號(hào)、工序名稱(chēng)、各工序用設(shè)備等。機(jī)械加工工序卡以工序?yàn)閱挝辉敿?xì)說(shuō)明工序的全部工作內(nèi)容，附有工序簡(jiǎn)圖。工序圖工序圖是機(jī)械加工工序卡的主要部分。工序圖按零件在該工序完成以后獲得的形狀繪制。工序圖所顯示的零件姿勢(shì)應(yīng)與其在加工時(shí)的姿勢(shì)相一致。工序圖上零件的被加工表面用粗線標(biāo)出。在工序圖上要注出工序尺寸、公差及表面粗糙度。用定位及夾緊符號(hào)注明定位基準(zhǔn)及被夾緊表面。未在工序圖上表達(dá)的技術(shù)要求，用文字寫(xiě)在工序圖的空白處。四、典型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程示例1.傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝規(guī)程2.接盤(pán)機(jī)械加工工藝規(guī)程

四、典型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程示例1.傳動(dòng)軸機(jī)械加工工藝規(guī)程傳動(dòng)軸的材質(zhì)為40Cr，生產(chǎn)數(shù)量500件。傳動(dòng)軸技術(shù)要求為：調(diào)質(zhì)處理HB220——240，如圖所示。傳動(dòng)軸工藝規(guī)程卡片工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備1下料圓鋼?60×260鋸床2車(chē)車(chē)一端面見(jiàn)平；調(diào)頭，車(chē)另一端面保證總長(zhǎng)250。車(chē)床3車(chē)鉆一端中心孔；鉆另一端中心孔。車(chē)床工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備4車(chē)用尾架頂尖頂住，粗車(chē)三個(gè)臺(tái)階。調(diào)頭，用尾架頂尖頂住。粗車(chē)另外四個(gè)臺(tái)階。車(chē)床工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備5熱調(diào)質(zhì)處理HB220~2406鉗修研兩端中心孔車(chē)床工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備7車(chē)雙頂尖裝夾，半精車(chē)二個(gè)臺(tái)階。切槽二個(gè)，倒角二個(gè)。調(diào)頭，雙頂尖裝夾，半精車(chē)余下的三個(gè)臺(tái)階。切槽三個(gè)，倒角四個(gè)。車(chē)床工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備8車(chē)雙頂尖裝夾，車(chē)螺紋M24X1．5。車(chē)床9鉗劃鍵槽加工線。工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備10銑銑兩個(gè)鍵槽，鍵槽深度比圖樣規(guī)定尺寸多銑0.25mm,作為磨削的余量。銑床11鉗修研兩端中心孔車(chē)床工序工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備12磨磨一端兩個(gè)外圓；調(diào)頭，磨另一端兩個(gè)外圓。外圓磨床13檢檢驗(yàn)

2.接盤(pán)機(jī)械加工工藝規(guī)程接盤(pán)材質(zhì)為45鋼，生產(chǎn)數(shù)量500件。接盤(pán)技術(shù)要求為：調(diào)質(zhì)處理HB220——240，如圖所示。

四、典型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程示例工序號(hào)工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備1鍛鍛造毛坯2車(chē)三爪自定心卡盤(pán)夾小端，粗車(chē)大端面見(jiàn)平，粗車(chē)大外圓至?96。車(chē)床接盤(pán)加工工藝規(guī)程卡片動(dòng)畫(huà)工序號(hào)工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備3車(chē)調(diào)頭夾大端，粗車(chē)小端面保證總長(zhǎng)52，粗車(chē)小外圓至?57長(zhǎng)31，粗車(chē)孔至?33。車(chē)床4熱調(diào)質(zhì)處理B220~240動(dòng)畫(huà)工序號(hào)工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備5車(chē)半精車(chē)大外圓至圖紙要求?94,半精車(chē)大端面保證?94外圓長(zhǎng)20，倒角1×

450車(chē)床6車(chē)半精車(chē)小端面保證總長(zhǎng)51，半精車(chē)小外圓至?56，半精車(chē)臺(tái)階端面保證小外圓長(zhǎng)31.5，內(nèi)、外倒角1×450車(chē)床動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)工序號(hào)工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備7車(chē)精車(chē)小端面保證總長(zhǎng)50.5，精車(chē)孔至?35+0.025，精車(chē)小外圓至?55-0.019，精車(chē)臺(tái)階端面保證小外圓長(zhǎng)31。車(chē)床8車(chē)頂尖、心軸裝夾，精車(chē)大外圓端面保證外圓長(zhǎng)19+0.021。車(chē)床動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)工序號(hào)工種工序內(nèi)容加工簡(jiǎn)圖設(shè)備9鉗劃圓弧槽線，劃?16孔中心線10銑圓工作臺(tái)一三爪自定心卡盤(pán)裝夾，銑寬16深8的圓弧槽。銑床11鉆圓工作臺(tái)一三爪自定心卡盤(pán)裝夾，鉆?16通孔。