車工工藝與技能訓(xùn)-圖文課件ppt--10章

1、車工工藝與技能訓(xùn)練第10章 典型零件車削加工工藝 2010年3月7/25/2022機電控制技術(shù) 目錄10.1工藝文件制定10.2定位基準的選擇10.3工藝路線擬定典型零件車削加工工藝10.4典型零件車削工藝分析7/25/2022 10.1 工藝文件制定10.1.1工藝文件制定概述生產(chǎn)過程和機械加工工藝過程1）生產(chǎn)過程是將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^程。2）工藝過程就是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸和相互位置，使其成為成品或半成品的過程。 3）（機械加工工藝過程就是用切削的方法直接改變毛坯的形狀、尺寸，使之成為合格的零件的過程。從廣義上說，電加工、超聲波加工、離子束加工等特種加工也是機械加工工藝過

2、程的一部分。7/25/20221）工序工序是指一個（或一組）工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件進行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃、成本核算的基本單元。機械加工工藝過程組成如圖10-1所示的階梯軸加工。單件小批生產(chǎn)時，其工藝過程見表10-1；大批大量生產(chǎn)時，其工藝過程見表10-2。圖10-1階梯軸7/25/20222）安裝工件加工前，使其在機床或夾具中占據(jù)一個正確而固定位置的過程稱為安裝。 3）工位為了減少安裝次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具等多工位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個不同的位置進行加工。 如圖10-2所示為一種利用回轉(zhuǎn)

3、工作臺在一次安裝中順次完成裝卸工件、鉆孔、擴孔和鉸孔四個工位加工的實例。圖10-2多工位加工7/25/20224）工步 在加工表面、切削刀具和切削用量（不包括背吃刀量）不變的條件下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。為了簡化工藝文件，對于在一次安裝中連續(xù)進行的若干相同的工步，?？醋鰹橐粋€工步，可稱為合并工步。對于如圖10-3所示零件上用一把鉆頭鉆削六個相同尺寸的孔，就認為是一個工步。為了提高生產(chǎn)率，采用復(fù)合刀具或多刀加工的工步稱為復(fù)合工步，如圖10-4所示。圖10-3 包括六個相同表面加工的工步 圖10-4復(fù)合工步7/25/20225）走刀走刀是切削工具在加工表面上切削一次所完成的那部分工藝過

4、程。一個工步可以包括一次或幾次走刀。1）生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃，因計劃期常常定為一年，所以也稱為年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要記入備品和廢品的數(shù)量，計算公式為 （10-1）生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型7/25/20222）生產(chǎn)類型根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小、產(chǎn)品本身的大小以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，產(chǎn)品的制造可分為三種生產(chǎn)類型：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。不同生產(chǎn)類型的劃分見表10-3。機械加工工藝規(guī)程1）生產(chǎn)綱領(lǐng) 機械加工工藝規(guī)程（簡稱為工藝規(guī)程）是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。1）工藝規(guī)程作用(1)工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備的基本依據(jù)。 (2)工藝規(guī)程是車間指導(dǎo)生

5、產(chǎn)的工藝文件。 (3)工藝規(guī)程是新建、擴建工廠（車間）的重要技術(shù)文件。 (4)工藝規(guī)程是進行技術(shù)交流的主要形式。7/25/2022最常用的工藝文件的基本格式如下：（1）機械加工工藝過程卡片。見表10-5 （2）機械加工工序卡片。見表10-6 制訂工藝規(guī)程的步驟如下：（1）分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖，了解所加工零件的作用，分析零件的加工要求、結(jié)構(gòu)工藝性，檢驗圖樣的完整性。（2）根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)類型。（3）確定毛坯的種類和尺寸。（4）確定主要表面的加工方法，如孔加工、平面加工、外圓加工等的加工路線。（5）選擇定位基準，擬定零件加工工藝路線。3）工藝規(guī)程制訂7/25/2022（6）選擇機床、工

6、藝裝備。（7）計算加工余量，確定工序尺寸及公差。（8）確定切削用量，估算工時定額。（9）確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。（10）評價各種工藝方案，最后選定最佳工藝路線。（11）填寫工藝文件。10.1.2零件結(jié)構(gòu)工藝性與毛坯選擇零件結(jié)構(gòu)工藝性零件結(jié)構(gòu)工藝性是指設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下，制造、維修的可行性和經(jīng)濟性。功能相同而結(jié)構(gòu)工藝性不同的零件，其制造方法與制造成本往往相差很大。一些零件機械加工結(jié)構(gòu)工藝性分析的實例見表10-7。7/25/2022結(jié)構(gòu)的工藝性不好 結(jié)構(gòu)的工藝性好 說明 加工面積應(yīng)盡量小，且能保證良好接觸 螺孔尺寸應(yīng)一致 鉆孔方向應(yīng)一致 表10-7 零件機械加工結(jié)構(gòu)工藝性

7、實例7/25/2022孔與壁的距離應(yīng)適當，便于引進刀具 退刀槽寬度尺寸一致，可減少刀具種類，減少換刀時間 凸臺高度應(yīng)相同 便于采用標準鉆頭 鍵槽應(yīng)在同一直線上 避免在斜面上鉆孔 7/25/2022若插齒沒有退刀槽，則小齒輪無法加工 增加砂輪越程槽，磨削時可清根 機械加工中常用的毛坯有以下幾種：（1）鑄件 （2）鍛件 （3）型材 （4）焊接件 選擇毛坯時應(yīng)考慮的因素有以下幾個方面：（1）零件的材料及力學(xué)性能要求。 （2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 （3）生產(chǎn)類型。 （4）工廠現(xiàn)場生產(chǎn)條件。 （5）利用新技術(shù)、新工藝、新材料。 7/25/2022 在零件上用以確定其點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面稱

8、為基準。根據(jù)功用的不同，可分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。 10.2 定位基準的選擇10.2.1基準的概念及其分類 在零件圖上用以確定其他點、線、面的基準，稱為設(shè)計基準。 如圖10-5所示的鉆套，端面A是端面B、C的設(shè)計基準；孔中心線O-O是各外圓 與內(nèi)孔的設(shè)計基準，也是徑向圓跳動、端面圓跳動的設(shè)計基準。圖10-5鉆套設(shè)計基準7/25/2022零件在加工、測量、裝配等工藝過程中使用的基準統(tǒng)稱為工藝基準。按用途的不同，工藝基準又可分為裝配基準、測量基準、工序基準和定位基準四種。 1）裝配基準; 2）測量基準;3）工序基準;在圖10-5車削鉆套的B、C面的工序中， A面即為工序基準。 4）定位基準。

9、工藝基準10.2.2基準的選擇原則 凡是以未經(jīng)過機械加工的毛坯表面作為定位基準的，則稱為粗基準，粗基準往往在第一道工序第一次裝夾中使用。如果定位基準是經(jīng)過機械加工的，則稱為精基準。精基準和粗基準的選擇原則是不同的。7/25/2022具體原則有以下幾方面：（1）選擇不加工表面為粗基準。 （2）選擇重要表面為粗基準。 （3）選擇加工余量最小的毛坯表面作為粗基準。 （4）粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上通常只允許使用一次。 （5）粗基準應(yīng)選擇光潔、平整、面積大、裝夾穩(wěn)定的表面，這樣可使工件定位可靠，裝夾方便。粗基準選擇其主要原則如下： （1）基準重合原則 （2）基準統(tǒng)一原則 （3）互為基準原則

10、 （4）自為基準原則 精基準選擇7/25/2022在選擇零件各表面的加工方法時，主要應(yīng)從以下幾個方面來考慮。零件結(jié)構(gòu)及尺寸主要各種典型表面都有其適應(yīng)的加工方法。而已加工表面的尺寸大小不同，采用的加工方案往往不同。 10.3 工藝路線擬定10.3.1加工方法的選擇經(jīng)濟精度和經(jīng)濟表面粗糙度任何一種加工方法能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個相當大的范圍，而高精度的獲得一般要以高成本為代價。不適當?shù)母呔纫?，會?dǎo)致加工成本急劇上升。所謂經(jīng)濟精度，是指在正常條件下（采用符合質(zhì)量標準的設(shè)備、工藝裝備和標準技術(shù)等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度。7/25/2022加工方法的選擇受工件材料性質(zhì)

11、和熱處理狀況的限制。工件材料性質(zhì)和熱處理狀況生產(chǎn)類型、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性選擇加工方法一般考慮生產(chǎn)類型，這樣才能保證生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求。加工表面特殊要求有些加工表面可能會有一些特殊要求，如表面切削紋路方向的要求。加工方法與現(xiàn)有條件所選擇的加工方法與本廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件相適應(yīng)。7/25/2022從零件的整個機械加工工藝過程來看，可劃分為粗加工、半精加工、精加工和光整加工四個階段。 粗加工階段 : 主要任務(wù)是切除大部分加工余量，應(yīng)使用高生產(chǎn)率的加工方法和設(shè)備。 半精加工階段 : 要切除粗加工后可能產(chǎn)生的變形和缺陷，并為主要表面的精加工做好準備。 精加工階段 : 要保證各主要表面達到圖紙規(guī)定的質(zhì)量要求，主要由

12、精加工方法、工藝裝備、工人技術(shù)水平來保證。 光整加工階段 :主要是為加工質(zhì)量要求特別高。工藝路線劃分加工階段具有以下的目的:1）保證加工質(zhì)量 2）合理使用設(shè)備3）便于安排熱處理工序 4）及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷10.3.2加工階段的劃分7/25/2022工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較多，工藝路線短；而工序分散則相反。 工序集中特點(1)可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高。(2)工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間相互位置精度，還能減少工序間的輸量。(3)工序數(shù)目少，可以減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可以簡化生產(chǎn)。(4)如果采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專用設(shè)備及工藝裝備，

13、則投資巨大，調(diào)整和維修復(fù)雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費時。10.3.3加工集中程序的確定7/25/2022工序分散特點10.3.4加工順序的安排1）基面先行 2）先主后次 3）先粗后精 4）先面后孔 機械切削加工順序安排(1)機床設(shè)備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，生產(chǎn)工人易于掌握。(2)可采用最合理的切削用量。(3)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。7/25/2022 熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過程中的位置，應(yīng)根據(jù)材料和熱處理的目的而定。（1）為使零件具有較好的切削性能而進行的預(yù)先熱處理工序（

14、如正火、退火等），應(yīng)安排在粗加工之前。（2）消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理（如時效處理、退火），一般應(yīng)安排在粗加工后、精加工之前進行。 （3）為了提高零件的綜合性能而進行的熱處理（如調(diào)質(zhì)），應(yīng)安排在粗加工之后半精加工之前進行。 （4）為了得到高硬度、高耐磨性的表面而進行的滲碳、表面淬火等工序，一般應(yīng)安排在半精加工之后、精加工之前進行。 熱處理工序安排7/25/2022 檢驗工序是輔助工序中最重要的工序，為了確保零件的加工質(zhì)量，在工藝過程中合理地安排檢驗工序是非常必要的。輔助工序安排 10.4 典型零件車削工藝分析10.4.1軸類零件加工工藝分析軸類零件加工概述1）軸類零件功能和結(jié)構(gòu)特點軸類零件是回轉(zhuǎn)體零件

15、，其長度大于直徑。主要加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面，次要表面有鍵槽、螺紋、退刀槽、橫向孔等。7/25/2022（1）尺寸精度（2）幾何形狀精度（3）相互位置精度 （4）表面粗糙度2）軸類零件技術(shù)要求3）軸類零件材料與熱處理一般軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作情況，選擇不同的材料。4）軸類零件毛坯軸類零件應(yīng)的毛坯常用棒料、斷料和鑄件等毛坯形式。7/25/20221）定位基準選擇定位基準的選擇一般遵循以下原則：（1）一般以重要的外圓面作為粗基準定位，加工出中心孔，再以軸兩端的中心孔為定位精基準；盡可能做到基準統(tǒng)一、基準重合、互為基準，并實現(xiàn)一次安裝加工多個表面。（2）對于空心的軸類零件，在加工出內(nèi)

16、孔后，可采用帶中心孔的錐堵或錐堵心軸。（3）定位精基準中心孔應(yīng)在各個加工階段進行修整，目的是提高定位精基準面的精度和減小錐面的表面粗糙度值。中心孔修整次數(shù)越多，精度越高，并應(yīng)逐次加以提高。軸類零件加工工藝問題7/25/2022熱處理工序一般包括以下三個階段：（1）毛坯熱處理 （2）預(yù)備熱處理 （3）最終熱處理 2）表面加工方法3）安排熱處理工序（1）軸類零件的外圓表面加工 （2）空心軸的深孔（長徑比大于5的孔）加工（3）螺紋的加工7/25/2022階梯傳動軸加工工藝分析 如圖10-6所示為減速器中的階梯傳動軸簡圖。根據(jù)對階梯傳動 軸的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)條件的分析，制訂其機械加工工藝過程，見表10-

17、11。圖10-6減速器中的階梯傳動軸7/25/2022階梯傳動軸的的加工工藝過程分析包括以下幾個方面：（1）材料、毛坯和熱處理。（2）定位基準選擇。（3）表面加工方法選擇。（4）加工階段劃分。（5）加工順序安排。軸類零件檢驗1）硬度檢驗2）表面粗糙度檢驗3）尺寸精度檢驗 4）形狀精度，包括圓度誤差 和圓柱度誤差。7/25/20221）套筒類零件功用與結(jié)構(gòu)特點套筒類零件是指回轉(zhuǎn)體零件中的空心薄壁件，是機械加工中常見的一種零件，在各類機器中應(yīng)用很廣，主要起支承或?qū)蜃饔?。常見的套筒如圖10-8所示。5）相對位置精度檢驗如圖10-7所示為車床主軸的位置精度檢驗簡圖。圖10-7 車床主軸的相對位置精度

18、檢驗1-擋板；2-鋼球；3、4-V形架；5-檢驗心棒10.4.2軸類零件加工工藝分析軸類零件功用與結(jié)構(gòu)特點7/25/2022圖10-8常見的套筒類零件7/25/2022（1）內(nèi)孔技術(shù)要求 （2）外圓技術(shù)要求 （3）各主要表面間相互位置精度 內(nèi)外圓之間同軸度 端面對孔軸線垂直度 套筒類零件的熱處理方法有滲碳淬火、表面淬火、調(diào)質(zhì)、高溫時效及滲氮等。2）套筒類零件技術(shù)要求3)套筒類零件材料、毛坯及熱處理1）加工方法選擇套筒類零件加工主要工藝問題7/25/2022 套筒類零件外圓表面加工多采用車削加工，精密度高時，采用車削加工；內(nèi)孔加工方法很多，選擇比較復(fù)雜，需要考慮生產(chǎn)批量、零件結(jié)構(gòu)及尺寸、精度和表

19、面質(zhì)量、長徑比等因素。2）保證套筒類零件表面相互位置精度的方法套筒類零件的定位基準應(yīng)為內(nèi)外圓中心。為保證各表面間的相互位置精度，通常采用以下方法：（1）在一次裝夾中完成所有內(nèi)外表面及端面的加工 。（2）以內(nèi)孔與外圓互為基準，多次裝夾，反復(fù)加工以提高同軸度。7/25/2022（1）為減小切削力和切削熱的影響，粗、精加工應(yīng)分開進行，并應(yīng)嚴格控制精加工的切削用量，以減小零件加工時的形變。（2）為減小夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施：改變夾緊力的方向，即將徑向夾緊改為軸向夾緊，如采用工藝螺紋來裝夾工件；當需要徑向夾緊時，應(yīng)盡可能使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，如使用過渡套、彈性薄膜卡盤、軟爪等夾具夾緊

20、工件。（3）為減小熱處理變形的影響，熱處理工序應(yīng)置于粗加工之后、精加工之前，使熱處理變形在精加工中得以修正。3）防止套筒變形措施如圖10-9所示軸套屬于短套筒 。根據(jù)對軸套的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求的分析，制訂機械加工工藝過程，見表10-12。長、短套筒加工工藝分析1)短套筒加工工藝分析 7/25/2022圖10-9軸套7/25/2022如圖10-10所示為某液壓缸體的零件圖，它屬于長套筒。2）長套筒加工工藝分析圖10-10液壓缸體7/25/2022液壓缸體的加工工藝過程分析如下：（1）加工方法選擇。外圓為IT6級，采用粗車、精車。內(nèi)孔加工精度較高，粗加工采用半精鏜，半精加工采用精鏜，精加工采用浮動鏜，光整加工采用滾壓。（2）定位基準選擇。選擇安裝基面82h6外圓作為定位基準加工內(nèi)孔。（3）安裝方式。為防止缸體壁薄受夾緊力而變形，在鏜內(nèi)孔時，一端用工藝螺紋旋緊工件，另一端用中心架托住外圓；在最后精車外圓時，用軟爪夾住一端，另一端以內(nèi)孔定位用大頭頂尖頂住工件；鏜內(nèi)錐孔時，用軟爪夾住一端，另一端用中心架托住外圓。7/25/20221）盤類零件功