機械加工工藝分析.ppt

1、控制器結構件的加工工藝,簡介 是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 具體概念 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑

2、床，等等，每個步驟就要有詳細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。,1.1 機械加工藝規(guī)程的作用,(1)是指導生產(chǎn)的重要技術文件 工藝規(guī)程是依據(jù)工藝學原理和工藝試驗，經(jīng)過生產(chǎn)驗證而確定的，是科學技術和生產(chǎn)經(jīng)驗的結晶。所以，它是獲得合格產(chǎn)品的技術保證，是指導企業(yè)生產(chǎn)活動的重要文件。正因為這樣，在生產(chǎn)中必須遵守工藝規(guī)程，否則常常會引起產(chǎn)品質量的嚴重下降，生產(chǎn)率顯著降低，甚至造成廢品。但是，工藝規(guī)程也不是固定不變的，工藝人員應總結工人的革新創(chuàng)造，可以根據(jù)生產(chǎn)實際情況，及時地汲取國內(nèi)外的先進工藝技術，對現(xiàn)行工藝不斷地進行改進和完善，但必須要有嚴格的審批手續(xù)。,(2)是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)準備工作的

3、依據(jù) 生產(chǎn)計劃的制訂，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料和毛坯的供應、工藝裝備的設計、制造與采購、機床負荷的調(diào)整、作業(yè)計劃的編排、勞動力的組織、工時定額的制訂以及成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)的。 (3)是新建和擴建工廠（車間）的技術依據(jù) 在新建和擴建工廠（車間）時，生產(chǎn)所需要的機床和其它設備的種類、數(shù)量和規(guī)格，車間的面積、機床的布置、生產(chǎn)工人的工種、技術等級及數(shù)量、輔助部門的安排等都是以工藝規(guī)程為基礎，根據(jù)生產(chǎn)類型來確定。除此以外，先進的工藝規(guī)程也起著推廣和交流先進經(jīng)驗的作用，典型工藝規(guī)程可指導同類產(chǎn)品的生產(chǎn)。,1.2 工藝過程,所謂“工藝”，就是制造產(chǎn)品的方法，工藝過程是生產(chǎn)過程的主要部分 ，是指

4、生產(chǎn)過程中有毛坯制造起到油漆位置的過程。它包括毛坯制造工藝過程，熱處理工藝過程、機械加工工藝過程、裝配工藝過程等。 機械加工工藝過程是利用機械加工方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸 和表面質量，使其轉變?yōu)槌善返倪^程。為便于敘述一般將機械加工工藝過程簡稱為工藝過程。,1.2.1工藝過程的組成 要完成一個零件的工藝過程，需要采用多種不同的加工方法和設備，通過一系列加工工序，工藝過程就是由一個或若干個順序排列的工序組成的。 （一）工序 一個（或一組）工人，在一個工作地點（或一臺機床上），對同一個零件（或一組零件）進行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程，簡稱為一個工序。劃分工序的主要依據(jù)是工作地點或機床是否變

5、動和加工是否連續(xù)。例如下圖1-1所示的階梯軸，當加工的數(shù)量較少是，其工藝過程及工序的劃分就如下表1所示，共有三個工序。當加工數(shù)量較多時，其工藝過程及工序劃分如下表2所示，共分為五個工序。工序是工藝過程的基本組成部分，是生產(chǎn)計劃和經(jīng)濟核算的基本單元。,（二）工步,在一個工序當中，當加工表面不變、切削工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工藝過程稱為工步。以上三種因素中任一因素改變后，即成為新的工步。一個工序可以只包括一個工步，也可以包括幾個工步。如下表1-1中工序1和工序2均加工四個表面，所以各有四個工步，表1-2中的工序4只有一個工步。,但是，對于在一次安裝中連續(xù)進行

6、的若干相同的工步，通常算作一個工步，如圖1-2所示的零件，如用一把鉆頭連續(xù)鉆削四個 直徑為15mm的孔，認為是一個工步-鉆4-15mm孔。 還有一種情況，用幾把不同刀具或復合刀具同時加工一個零件的幾個表面的工步，也看作是一個工步，這種情況稱為復合工步，如圖1-3所示情況，就是一個復合工步。,（三）走刀 在一個工步內(nèi)，如果被加工表面需切去的金屬層很厚，一次切削無法完成，則應分幾次切削，每切去一層金屬的過程就是一次走刀，一個工步可以包括一次或幾次走刀。 （四）安裝 工件在加工之前，在機床或夾具上占據(jù)正確的位置即為定位，然后加以夾緊的過程稱為安裝，在一個工序中，工件可能安裝一次，也可能需要安裝幾次。

7、如表1-1中的工序1和工序2均有兩次安裝，而表1-2中的工序只有一次安裝。但是，在加工零件時，應盡量減少安裝次數(shù)，因為，安裝次數(shù)增多，會加大誤差，同時增加輔助時間。 （五）工位 為了減少安裝次數(shù)，常采用回轉夾具，回轉工作臺和其他移動夾具，使其工件在一次安裝中先后處于幾個不同的位置進行加工。工件在機床上所占據(jù)的每一個待加工位置稱為工位。如圖1-4所示，為一利用回轉工作臺或者轉位夾具，在一次安裝中順次完成裝卸工件，鉆孔、擴孔、鉸孔四個工位的實例。采用這種多工位加工方法，可以提高加工精度和生產(chǎn)率。,1.3 工藝文件的格式,將工藝規(guī)程的內(nèi)容，填入一定格式的卡片，即成為生產(chǎn)準備和施工依據(jù)的工藝文件。常用

8、的工藝文件格式有下列幾種： (1)綜合工藝過程卡片 這種卡片以工序為單位，簡要地列出了整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線（包括毛坯制造、機械加工和熱處理等），它是制訂其它工藝文件的基礎，也是生產(chǎn)技術準備、編排作業(yè)計劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。,在這種卡片中，由于各工序的說明不夠具體，故一般不能直接指導工人操作，而多作生產(chǎn)管理方面使用。但是，在單件小批生產(chǎn)中，由于通常不編制其它較詳細的工藝文件，而是以這種卡片指導生產(chǎn)。 機械加工工藝卡片是以工序為單位，詳細說明整個工藝過程的工藝文件。它是用來指導工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術人員掌握整個零件加工過程的一種主要技術文件，廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和小批生產(chǎn)中的重要

9、零件。,(3)機械加工工序卡片,機械加工工序卡片是根據(jù)工藝卡片為毎一道工序制訂的。它更詳細地說明整個零件各個工序的加工要求，是用來具體指導工人操作的工藝文件。在這種卡片上，要畫出工序簡圖，注明該工序每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設備和工藝裝備。工序簡圖就是按一定比例用較小的投影繪出工序圖，可略去圖中的次要結構和線條，主視圖方向盡量與零件在機床上的安裝方向相一致，本工序的加工表面用粗實線或紅色粗實線表示，零件的結構、尺寸要與本工序加工后的情況相符合，并標注出本工序加工尺寸及上下偏差，加工表面粗糙度和工件的定位及夾緊情況。用于大批量生產(chǎn)的零件。,2 零件的工藝分析,在制訂零件的機械加

10、工工藝規(guī)程時，首先要對照產(chǎn)品裝配圖分析零件圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關零件的位置關系；了解并研究各項技術條件制定的依據(jù)，找出其主要技術要求和技術關鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時采用適當?shù)拇胧┘右员ＷC。然后著重對零件進行結構分析和技術要求的分析。,2.1 零件結構分析,零件的結構分析主要包括以下三方面： (1)零件表面的組成和基本類型 盡管組成零件的結構多種多樣，但從形體上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面組成的?；颈砻嬗袃?nèi)外圓柱表面、圓錐表面和平面等；特形表面主要有螺旋面、漸開線齒形表面、圓弧面（如球面）等。在零件結構分析時，根據(jù)機械零件不同表面的組

11、合形成零件結構上的特點，就可選擇與其相適應的加工方法和加工路線，例如外圓表面通常由車削或磨削加工；內(nèi)孔表面則通過鉆、擴、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。 機械零件不同表面的組合形成零件結構上的特點。在機械制造中，通常按零件結構和工藝過程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。,(2)主要表面與次要表面區(qū)分 根據(jù)零件各加工表面要求的不同，可以將零件的加工表面劃分為主要加工表面和次要加工表面；這樣，就能在工藝路線擬定時，做到主次分開以保證主要表面的加工精度. (3)零件的結構工藝性 所謂零件的結構工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)

12、濟性。功能相同的零件，其結構工藝性可以有很大差異。所謂結構工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造成本。,2.2 零件的技術要求分析,零件圖樣上的技術要求，既要滿足設計要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術要求包括下列幾個方面： 1）加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質量； 2）各加工表面之間的相互位置精度； 3）工件的熱處理和其它要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。 零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度的要求，對確定機械加工工藝方案和生產(chǎn)成本影響很大。因此，必須認真審查，以避免過高的要求使加工工藝復雜化和增加不必要的費用。,在認真分析了零件的技術要求后，結合零件

13、的結構特點，對零件的加工工藝過程便有一個初步的輪廓。加工表面的尺寸精度、表面粗糙度和有無熱處理要求，決定了該表面的最終加工方法，進而得出中間工序和粗加工工序所采用的加工方法。如，軸類零件上 IT7 級精度、表面粗糙度 R a 1.6 m 的軸頸表面，若不淬火，可用粗車、半精車、精車最終完成；若淬火，則最終加工方法選磨削，磨削前可采用粗車、半精車（或精車）等加工方法加工。表面間的相互位置精度，基本上決定了各表面的加工順序。,2.3 毛坯的選擇,毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經(jīng)濟性，而且影響機械加工的經(jīng)濟性。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)

14、節(jié)中，降低零件的制造成本.,按材料切除率和加工精度區(qū)可分為：粗加工：用大的切削深度，經(jīng)一次或少數(shù)幾次走刀從工件上切去大部分或全部加工余量，如粗車、粗刨、粗銑、鉆削和鋸切等，粗加工加工效率高而加工精度較低，一般用作預先加工，有時也可作最終加工。半精加工：一般作為粗加工與精加工之間的中間工序，但對工件上精度和表面粗糙度要求不高的部位，也可以作為最終加工。精加工：用精細切削的方式使加工表面達到較高的精度和表面質量，如精車、精刨、精鉸、精磨等。精加工一般是最終加工。精整加工：在精加工后 進行，其目的是為了獲得更小的表面粗糙度，并稍微提高精度。精整加工的加工余量小，如珩磨、研磨、超精磨削和超精加工等。修

15、飾加工：目的是為了減小表面粗糙度，以提高防蝕、防塵性能和改善外觀,而并不要求提高精度,如拋光、砂光等。超精密加工：航天、激光、電子、核能等尖端技術領域中需要某些特別精密的零件，其精度高達IT4以上，表面粗糙度不大于 Ra 0.01微米。這就需要采取特殊措施進行超精密加工，如鏡面車削、鏡面磨削、軟磨粒機械化學拋光等 。,控制器結構件的加工,控制器底板的加工 結構件外殼的加工 銅排的加工 緊固件的加工,控制器結構件底板的加工 風冷散熱底板 如右下圖所示的為控制器的風冷散熱底板，其最初購買來的為只有散熱肋片的一塊鋁板，但是在經(jīng)過加工商的加工后才得到以下散熱板， 由散熱板形狀可看出： 正面的很多螺紋孔是利用 鉆床進行加工孔的；而放 置密封條的密封槽是利用 銑床加工出來的，其中放 置AMP接插件的也是銑床 加工出來的，當然這其中 也缺少不了車床及其他數(shù) 控機床的相互配合加工。,水冷底板的加工 如右圖的水冷底板所示： 其中螺紋孔和一些圓角的加工利 用了數(shù)控車床和鉆床以及銑床的加 工；在此加工工藝中，一般是先進 行粗加工即下料和初步模型的加工 待粗加工完畢后就進行中間的半精 加工，即一些孔、槽的加工，最后 進行精加工（對表面的一些光潔度 圓角、倒角之類的加工）；完成以 上的加工，基本上一個加工件就全 部完成了。,控制器結構外殼的加工 圖示的外殼加工，首先是對整個