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1、,培訓教材,機械加工工藝（二）,-（切削部分）,2016年10月主講：劉偉,機械加工工藝過程的基本概念,第一章,機械加工方法和設備簡介,基準、基準系基準形體,機械加工工藝規程,機械加工中的夾具、量具、刀具,表面粗糙度、形位公差,機械加工案例,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,目錄,第四章機械加工工藝規程,1、邏輯性強，善于分析圖形和數據；2、具備幾何、代數、微積分、英語、等基礎知識；3、具備機械制圖、機械原理、材料力學、材料學、計量學等專業知識；4、實踐和現場經驗，以及不斷累積的過程；5、基本的電腦操作，會機械和工藝制圖軟件等,4.1工藝人員的基本技能要求,為了保證產品質量、提高
2、生產效率和經濟效益，須根據具體生產條件擬定合理的工藝過程，用圖表（或文字）的形式寫成文件工藝規程。,對加工零件進行工藝分析,主要有以下步驟：,選擇毛坯,確定加工余量,定位基準的選擇,一),二),三),四),工藝路線的擬定,機床與工藝裝備的選擇,工藝文件的編制,七),五),六),4.2工件工藝規程的制定,1.檢查零件的圖紙是否完整正確；,2.審查零件材料的選擇是否恰當；,3.審查零件的結構工藝性；,4.分析零件的技術要求；,一)、對加工零件進行工藝分析,1.確定毛坯的種類；,毛坯鍛件、鑄件、型材、焊接件等。,2.確定毛坯的形狀；,圓形、方形、異型,二)、選擇毛坯,三)、確定加工余量,加工余量：為
3、了得到一個合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬。,工序余量：相鄰兩道工序的工序尺寸之差,總余量：工序余量之和,基準的概念及分類：,在零件圖上（設計圖樣上）所使用的基準。,在工藝（圖紙）過程中所依據的基準。,定位基準：,裝配基準：,裝配時，用來確定零件、部件在產品中的相對位置所依據的基準。,在加工過程中，用作工件定位的基準。,被加工表面尺寸和相互位置所依據的基準。,四)、定位基準的選擇,端面B基準,端面C基準,1.確定加工方案,加工一個直徑25H7表面粗糙度Ra0.8m的孔?？捎兴姆N加工方案：a.鉆孔-擴孔-粗絞-精絞；b.鉆孔-粗鏜-半精鏜-磨削；c.鉆孔-粗鏜-半精鏜-精鏜-精細鏜；d.鉆
4、-粗拉-精拉。應根據零件加工表面的特點和產量等條件，確定采用其中一種加工方案。,五)、工藝路線的擬定,粗加工階段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基準。半精加工階段：減小粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工作好準備，并完成一些次要表面的加工。精加工階段：保證各主要表面達到圖紙規定的要求。光整加工階段：進一步減小表面粗糙度、提高精度。,劃分加工階段的目的：,保證加工質量；及早發現毛坯的缺陷；合理使用設備；便于組織生產。,2.加工階段的劃分；,1)切削加工工序的安排,(1)先粗后精；(2)先基準后其它；(3)先主后次；(4)先面后孔。,2)熱處理工序的安排,3)檢驗工序的安排,(1)零件從一
5、個車間送往另一個車間的前后；(2)零件粗加工階段結束之后；(3)重要工序加工的前后；(4)零件全部加工結束之后；(5)工序加工中重要尺寸的首件檢驗。,(1)預備熱處理：安排在機械加工之前。(2)最終熱處理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。(3)時效熱處理：安排在粗加工之后。,3.加工順序的安排,1.機床的選擇,機床的精度應與工序要求的精度相適應；機床的生產率應與該零件生產類型相適應；機床的加工尺寸范圍應與零件的外形尺寸相適應；應符合本廠現有的實際情況。,2.工藝裝備的選擇,夾具的選擇；刀具的選擇；量具的選擇。,六）、機床與工藝裝備的選擇,1.機械加工工藝過程卡片,2.機械加工工序卡片,3.機
6、械加工工藝（綜合）卡片,用于單件、小批生產中。,用于大批大量生產中。,用于成批生產中。,七）、工藝文件的編制,定位+夾緊=安裝,工件直接安裝在機床工作臺或通用夾具上。,找正比較費時，定位精度的高低主要取決于所有工具或儀表的精度，以及工人的技術水平。,所以：定位精度不易保證，生產率低，僅適用于單件小批量生產。,1）直接安裝法,2）專用夾具安裝法,工件安裝在為其加工專門設計和制造的夾具上中。,所以：定位精度高，生產率高，適用大批量生產。,4.3工件的安裝,4.4典型零件工藝過程,單件、小批量生產：,工序是否合理？,大批量生產：,第五章機械加工中的夾具、量具,5.1夾具定義5.2夾具分類5.3夾具組
7、成5.4選用夾具準則5.5量具定義5.6量具分類5.7選用量具準則5.8切削三要素5.9常用刀具材料,機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具。夾具通常由定位元件、夾緊裝置、對刀引導元件、分度裝置、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。,夾具,加工工件時，為完成某道工序，用來正確迅速安裝工件的裝置。,5.1夾具定義,特點：定位精度不易保證，生產率低，僅適用于單件小批量生產。,2、專用夾具,為某
8、一特定零件的特定工序專門設計和制造的夾具。,特點：定位精度高，生產率高，適用于大批量生產。,3、可調夾具,可以更換或調整元件的專用夾具。,1、通用夾具,已標準化的夾具。,如：如機用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉工作臺等，有很大的通用性，能較好地適應加工工序和加工對象的變換，其結構已定型，尺寸、規格已系列化，其中大多數已成為機床的一種標準附件。,為某種產品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設計制造，服務對象專一，針對性很強，一般由產品制造廠自行設計。,4、組合夾具,由不同形狀、規格和用途的標準化元件組成的夾具，適用于新產品試制和產品經常更換的單件、小批生產以及臨時任務。,5.2夾具分類,2)夾緊機構及裝
9、置,3)導向及對刀元件,5)其它元件及裝置,4)聯接元件,6)夾具體,夾具上工件定位后，將其夾緊以承受切削力等作用的機構或裝置。,夾具上用來對刀和引導刀具進入正確加工位置的元件。,分度機構、導向鍵、平衡塊等。,夾具上用來確定夾具和機床正確位置的元件。,1)定位元件及裝置,夾具上用來確定工件正確位置的元件及裝置。,是夾具的基準零件。,5.3夾具組成,1.滿足使用過程中工件定位的安全型、經濟性、穩定性和可靠性；2.有足夠的承載或夾持力度以保證工件在工裝夾具上進行的施工過程；同時不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度；3.滿足裝夾過程中的簡單與快速操作；4.易損零件必須是可以快速更換的結構，最好不
10、需要使用其它工具進行更換；5.滿足夾具在調整或更換過程中重復定位的可靠性；6.能定向安裝，協調零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯系；7.夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止夾具在加工過程中發生碰撞。,5.4夾具夾具設計、選用準則,8.盡可能的避免結構復雜、成本昂貴；9.盡可能選用質量可靠的標準品作組成零件；優先采用通用、萬能組合夾具，10.滿足夾具使用國家或地區的安全法令法規；11.設計方案遵循手動、氣動、液壓、伺服的依次優先選用原則；小批或成批生產時可考慮采用專用夾具，在生產批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動；液
11、壓夾具。12.形成公司內部產品的系列化和標準化。,定義：以一定形式復現量值的計量器具。,量具是實物量具的簡稱，它是一種在使用時具有固定形態、用以復現或提供給定量的一個或多個已知量值的器具。例如砝碼、標準電池、色溫燈、電阻器、量塊、信號發生器以及(單值或多值的、帶或不帶標尺的)量器等都是量具。,量具一般不帶指示器，也不含有測量過程中的運動部件，而由被計量對象本身形成指示器。例如計量液體容量的量器，就是利用液體上的上部端面作為指示器，可調量具雖然有指示器件，但它是供量具調整用而不是供計量時作指示用，如在信號發生器中的計量就是如此。,5.5量具定義,也稱萬能量具。一般指由量具廠統一制造的通用性量具。
12、如直尺、角度塊、卡尺等。,也或稱非標量具。指專門為檢測工件某一技術參數而設計制造的量具。如內外溝槽卡尺、鋼絲繩卡尺、步距規等量具是以固定形式復現量值的測量器具。,量具是測量零件的尺寸、角度、形狀精度和相互位置精度等所用的測量工具。常用游標量具包括:游標卡尺、深度游標卡尺、高度游標卡尺、千分尺以及百分表等。,5.6量具分類,保證測量的準確性,按加工方法和數量選用,計量器具的性能指標是選用計量器具的主要依據，性能指標中以示值誤差.示值變動性和回程誤差為主。,批產以專用量具，量規和專用儀器為主。大批產選用高效率的機械化，自動化的專用測量儀器。,根據零件的結構,特性,大小,形狀,重量,材料,剛性和表面
13、粗糙度選用計量器具。,如現代機器制造業生產自動化，要求測量自動化。動態測量要比靜態測量復雜。,根據零件性質選用,按所處的狀態選用,1.,2.,3.,4.,5.7選用量具準則,5.8切削用量三要素切削速度、切削深度（背吃刀量）、進給量（走刀量）稱為切削用量三要素。（1）切削速度V(m/min)工件上待加工表面的圓周速度（主運動的線速度）稱為切削速度。公式：V=Dn/1000m/minV：切削速度；D：工件待加工面的直徑（mm）；n：機床的轉速（r/min）通常是根據切削深度計算機床主軸轉速。（2）切削深度ap（mm）工件的待加工面與已加工面之間的垂直距離稱切削深度。（3）進給量f(mm/r)工件
14、每轉一周時，車刀沿進給方向的移動量稱進給量。,碳素工具鋼：如T7、T8、T9T13等。適合于制造簡單的手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具；硬質合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結方法獲得。,5.9常用刀具材料,常用的硬質合金有：鎢鈷鈦類（牌號YT）硬質合金：適合于加工鋼等塑性材料，其代號有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5,精加工用YT30;鎢鈷類（牌號YG）
15、硬質合金：適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。,5.9.1常用合金刀具材料,第六章表面粗糙度、形位公差,6.1表面粗糙度的概念,6.2表面粗糙度對零件的影響,6.3表面粗糙度主參數評定,6.5表面粗糙度的檢測,6.4表面粗糙度的表面特征及應用,6.6形位公差,表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微觀幾何形狀誤差。它主要由加工過程中刀具和零件表面間的摩擦、切削分離時表面金屬層的塑性變形以及工藝系統的高頻振動等原因形成的。表面粗糙度不同于主要由機床幾何精度方面的誤差引起的表面宏觀幾何誤差；也不同于在加工過程中主要由機床-刀具-工件系統的
16、振動、發熱、回轉體不平衡等因素引起的介于宏觀和微觀幾何形狀誤差之間的表面波度，而是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。表面粗糙度、表面波度、形狀誤差這三種分類還沒有嚴格的標準。通常按波形起伏間距和幅度h比值來劃分。小于40時，為表面粗糙度，40-1000時為表面波度；大于1000時為形狀誤差。,6.1表面粗糙度的概念,6.2表面粗糙度對零件的影響,1）對摩擦和磨損影響。表面越粗糙，磨損越快；2）對配合性質影響。表面越粗糙，配合越不穩定；3）對疲勞強度影響。表面越粗糙，疲勞強度越低；4）對接觸剛度的影響。表面越粗糙，接觸剛度越低；5）對耐腐蝕性能影響。表面越粗糙，越容易引起
17、表面銹蝕；6）對密封性、外觀質量和表面涂層都有很大影響。,表面粗糙度對零件使用性能的影響主要有以下幾個方面：,6.3表面粗糙度主參數評定,6.3.1輪廓算術平均偏差Ra,在取樣長度內，被測實際輪廓上各點至基準線距離Yi的絕對值的算術平均值。,近似等于,6.4表面粗糙度的表面特征及應用,Ra第一系列：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、100,注：當Ra=0.80時，普通的車、銑已經難以加工,1）比較法：被測表面與粗糙度樣板比較2）光切法：光切顯微鏡3）干涉法：干涉顯微鏡4）輪廓法：電動輪廓儀5）掃描法：激光或紅外掃輪廓掃描儀,6.5表面粗糙度的檢測,6.6形位公差,7.1一軸類零件的加工工藝,第七章械加工案例,常規加工法：數控銑或加工中心,7.2車床工藝的改進,
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