機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識(shí)(ppt 31頁(yè)).ppt

1、了解機(jī)械加工工藝的基礎(chǔ)、機(jī)械加工工藝的基本概念、工藝規(guī)程的內(nèi)容及制定步驟。 教學(xué)目的：金屬的切削過程，1切屑形成過程金屬的切削過程，是被切削金屬層在刀具切削刃和前刀面的擠壓作用下剪切、滑動(dòng)變形的過程。 切削金屬時(shí)，切削層的金屬被刀具推壓開始產(chǎn)生彈性變形，隨著刀具的進(jìn)行，應(yīng)力、應(yīng)變逐漸增大，應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生塑性變形，刀具進(jìn)一步持續(xù)切削，應(yīng)力達(dá)到材料的拉伸強(qiáng)度時(shí)金屬層被壓扁形成切屑。 滑動(dòng)變形區(qū)、前傾面摩擦變形區(qū)、后傾面摩擦變形區(qū)、金屬切削過程的切屑種類，一般加工塑性金屬材料(如軟鋼、銅、鋁等)，切削厚度小、速度高、刀尖角大時(shí)，容易得到帶狀切屑。 切削過程平穩(wěn)，切削力波動(dòng)小，加工表面質(zhì)

2、量高，但連續(xù)切屑會(huì)纏繞工件。 加工塑性低的金屬材料(黃銅等)，切削速度低，厚度大，工具前角小時(shí)發(fā)生，特別是工藝系統(tǒng)剛性不足，加工碳鋼材料時(shí)，容易得到節(jié)狀切屑。 切削過程不太穩(wěn)定，切削力變動(dòng)也大，加工完畢的表面質(zhì)量低。 用小的前角或負(fù)的前角，以極低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金屬(伸長(zhǎng)率低的結(jié)構(gòu)鋼)時(shí)，產(chǎn)生粒狀的切屑。 切削過程不平穩(wěn)，切削力波動(dòng)大，加工表面質(zhì)量差。 切削脆性金屬(鑄鐵、青銅等)時(shí)，在切削層內(nèi)接近容易刃面的局部金屬未發(fā)生顯著的塑性變形而被壓碎，形成不規(guī)則的切屑。 材料越硬越脆，刀尖角越小，切削厚度越大越容易產(chǎn)生碎屑。 發(fā)生崩刀切削時(shí)，切削力波動(dòng)大，加工表面凹凸不平，刀尖容易破

3、損。 由于金屬切削過程中的碎屑堆積及其影響，以及在切削過程中，碎屑底層與前刀面之間產(chǎn)生擠出和激烈的摩擦，當(dāng)摩擦溫度上升和壓力達(dá)到一定程度時(shí)，碎屑就緊貼在刀刃附近形成硬化的碎屑堆積。 切屑積存處形成后增大，達(dá)到一定高度時(shí)，受到外力的作用和振動(dòng)而破裂脫落，被帶到切屑和加工完畢的表面，因此極不穩(wěn)定。 碎屑堆積對(duì)加工的影響使實(shí)際的前角變大。 減少切屑的變形，降低切削力。 加大切削厚度。 切屑槽延伸到刀刃外，實(shí)際切削厚度增大，影響尺寸的準(zhǔn)確性。 加大加工表面粗糙度。 屑積存瘤周期性增大而脫落，隨著切屑的排出和加工完成面的殘留，可以形成鱗片狀毛刺。 影響刀具的耐用度。 屑槽沒有脫落時(shí)，起到刀具保護(hù)和減小前

4、刀面磨損的作用，脫落時(shí)堵塞工具材料可能會(huì)一起剝離，加快工具故障。 材料塑性越好，越容易產(chǎn)生碎屑堆積。 碳鋼正火調(diào)質(zhì)可以改善。 Vc=550m/min容易形成碎屑積存處。 通過降低進(jìn)給量f，增大前傾角，前傾面變得光滑，減小切屑與前傾面的接觸和摩擦，可以避免切屑積存的形成。 合理使用切削液，可以降低摩擦，降低溫度上升，避免或減少積屑。 工具磨損過程，初始磨損階段：此階段磨損快。 這是因?yàn)樾履サ牡毒弑砻嬗形⒂^粗糙度，刀具比較銳利，刀具與工件的實(shí)際接觸面積小，壓縮應(yīng)力大，后刀面很快出現(xiàn)磨損帶。 急劇的磨損階段：刀具經(jīng)過正常的磨損階段已經(jīng)變得遲鈍，如果繼續(xù)切削，溫度會(huì)急劇增加，切削力會(huì)增大，刀具的磨損會(huì)

5、急劇增加。 在這個(gè)階段，不能保證加工質(zhì)量，工具材料的消耗也多，有時(shí)也會(huì)因刀刃切削而完全喪失切削能力。 一般情況下，在這個(gè)階段之前要馬上更換刀子。 正常磨損階段：此階段磨損速度減慢，磨損量隨時(shí)增加均勻增加，切削穩(wěn)定，是刀具的有效作業(yè)階段。工具的耐用度、工具耐用度、常用工具耐用度參考值、工具耐用度是指從工具的刃磨后開始切削到磨損量超過允許范圍的總切削時(shí)間，用符號(hào)t表示，單位為min。 耐用度為切削時(shí)間，不包含對(duì)刀儀、測(cè)量、快速進(jìn)給、返回等非切削時(shí)間。 高速鋼車刀、鏜刀6090 min高速鋼鉆頭80120 min硬質(zhì)合金焊接車刀60 min硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀1530 min硬質(zhì)合金立方體氮化硼車刀1

6、20150 min加工立方體氮化硼車刀120180 min齒輪車刀200300 min淬火鋼， 所謂工件材料的切削加工性能、金屬材料的切削加工的簡(jiǎn)便性，就是材料的切削加工的良好切削加工性能，是指刀具耐用度高或在一定耐用度下的切削速度Vc高、切削力小、切削溫度低、良好的工件表面質(zhì)量和切屑形狀容易控制或切屑容易切割。 相對(duì)加工性指標(biāo)Kr是工具耐用度60min下各材料的切削速度Vc60與正火狀態(tài)45鋼的(Vc60)j之比Kr，稱為該材料的相對(duì)加工性。 Kr c60/(c60)j Kr越大，性能越好。機(jī)械加工工藝的基本概念、1生產(chǎn)工藝和工藝生產(chǎn)工藝：將原材料變成成品的全工藝。 進(jìn)程：改變制造對(duì)象的形狀

7、、大小、相對(duì)位置和性質(zhì)，使其成為成品或半成品的進(jìn)程。 工藝是生產(chǎn)工藝的主要部分，其佚預(yù)是輔助工藝。兩個(gè)過程的構(gòu)成、機(jī)械加工過程的基本概念、兩個(gè)過程的構(gòu)成工序：一個(gè)或一組工人、在同一地點(diǎn)對(duì)同一個(gè)或多個(gè)工件連續(xù)完成的部分過程。 單件小批次和大批次加工的分割工序方法有很大差異。 安裝：一次安裝后完成工序的一部分。 但是，完成一個(gè)工序可能需要多次安裝。 一次安裝，也可以分多道工序加工。 工位：在一個(gè)工序內(nèi)，一次安裝后，工件與夾具和設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)于工具所占的每個(gè)位置。 工序步驟：同一工具連續(xù)加工同一性質(zhì)的加工要素的工序內(nèi)容。 傳球：或稱為進(jìn)給。 如果產(chǎn)量大，需要分割切削，則一次成為一個(gè)走刀。生產(chǎn)

8、綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型、生產(chǎn)綱領(lǐng)：即年產(chǎn)量。 企業(yè)訂定一年內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。 N=Qn(1 ) (1 ) N部件的年產(chǎn)量、單位為件/年； q產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位是臺(tái)年的n產(chǎn)品每臺(tái)該部件的數(shù)量，單位是部件臺(tái)的部件備件率，通常為35%； 零件的次品率通常為15%。 備品：為了防止各個(gè)零件加工后的兼容性差，經(jīng)常做一些備用。 生產(chǎn)類型：企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。 即單體、批次、大量生產(chǎn)的性質(zhì)。 生產(chǎn)類型主要根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定。 根據(jù)類型不同，過程也不同。生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型、機(jī)械加工工藝規(guī)程、工藝規(guī)程：規(guī)定零件制造工藝和操作方法等的工藝文件。 包括工序、各工序的具體加工內(nèi)容、使用的機(jī)床夾具、切削殘奧表及

9、工時(shí)定額等。 是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件。 是組織生產(chǎn)和管理的基本依據(jù)。 是為了新設(shè)、擴(kuò)建工廠的基本資料。 作用：常用工藝文件、工藝卡工藝卡工具卡路徑卡、1 )產(chǎn)品裝配圖和零件圖。 2 )產(chǎn)品檢驗(yàn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 三)產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)。 4 )空白的生產(chǎn)條件或者合作關(guān)系。 五)現(xiàn)有生產(chǎn)條件和資料。 6 )國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展情況、設(shè)備修訂準(zhǔn)備資料、工藝卡、機(jī)械加工工藝流程工藝卡、機(jī)械加工工藝流程卡、機(jī)械加工工藝設(shè)定修訂、工藝設(shè)定修訂的步驟1 )分析零件工藝性2 )選擇空白。 3 )選擇定位基準(zhǔn)。 4 )制定工序。 5 )確定各工序的設(shè)備、刀具、修正器、夾具等。 6 )確定各工序的加工質(zhì)量，修正工序尺寸及

10、公差。 7 )確定各工序的切削量和時(shí)間分配。8 )確定各工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。 9 )進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案。 10 )填寫工藝文件。 零件加工工藝性分析、零件工藝性包括零件結(jié)構(gòu)形狀的合理性、幾何要素關(guān)系的確定性、精度和技術(shù)要求的可行性、工件材料的切削性等，結(jié)構(gòu)形狀：在滿足使用要求的基礎(chǔ)上加工的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 盡量避免懸臂、狹窄槽、內(nèi)腔尖角及剛性不穩(wěn)定的薄壁、細(xì)長(zhǎng)棒等結(jié)構(gòu)，減少或避免用成型工具加工的結(jié)構(gòu)，孔系、內(nèi)轉(zhuǎn)角半徑等盡量以標(biāo)準(zhǔn)工具尺寸統(tǒng)一，減少更換次數(shù)，深孔狹窄槽和轉(zhuǎn)角尺寸不要充分考慮工具的剛性等幾何關(guān)系：視圖完整、準(zhǔn)確、表現(xiàn)清晰、不模糊，幾何要素關(guān)系明確，圖紙加工輪廓數(shù)據(jù)

11、不足，尺寸模糊，不得出現(xiàn)尺寸封閉干涉等缺陷。 零件加工工藝分析、精度和技術(shù)要求：包括尺寸精度、幾何公差、表面粗糙度。 如果能在滿足使用要求的基礎(chǔ)上降低精度要求，就能降低加工難易度，減少加工次數(shù)，提高生產(chǎn)率，降低成本。 尺寸標(biāo)注應(yīng)易于編程，盡量有利于設(shè)置修訂標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。 工件材質(zhì)：部品原材料和熱處理要求，是選擇工具(材料、幾何殘奧表和壽命)，決定加工工序、切削量，選擇機(jī)床的重要依據(jù)。 在滿足零件功能的基礎(chǔ)上，盡量使用廉價(jià)的國(guó)產(chǎn)材料，不挑選貴重的不足材料。 零件NC加工的適應(yīng)性、適合NC加工的內(nèi)容： (1)通用機(jī)床不能加工的內(nèi)容應(yīng)該是優(yōu)選的內(nèi)容(如復(fù)雜的線輪廓、型面)。 (2)應(yīng)該重點(diǎn)選

12、擇通用機(jī)床的加工困難、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容(例如，在車的錐面、截面的情況下，利用NC車床的定線速度功能，能夠選擇最佳線速度，以使加工后的表面粗糙度變小、均勻)。 (3)通用機(jī)床效率低、勞動(dòng)者勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可以在數(shù)控機(jī)床還有豐富的能力的基礎(chǔ)上選擇采用。 不適用于數(shù)控加工的內(nèi)容： (1)機(jī)械調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，如原材料粗基準(zhǔn)定位加工最初的精加工基準(zhǔn)，必須用專用工裝協(xié)調(diào)加工內(nèi)容。 (2)加工部位分散，必須多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。 此時(shí)采用數(shù)控加工麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床加工。坯料的確定、鑄件、鍛造品、型材、焊接品、冷沖壓品、粉末冶金品、坯料類型、砂型鑄造、模具鑄造、沖壓鑄造、模鍛、自由鍛造、冷軋、熱

13、軋、沖壓鑄鐵鑄造、高強(qiáng)度鍛造品、一般性能型材或鑄鋼2 )部件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。 軸鍛件或型材、大型鑄件3 )生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件。 小批砂型鑄造或自由鍛造、大量模鍛、精密鑄造、減少粗加工量、提高效率4 )充分考慮新技術(shù)、新技術(shù)和新材料的利用。 空白形狀和尺寸的選擇： (1)鑄造鍛件空白的量應(yīng)足夠大。 鑄件有裂紋、疏松，鍛件有黑皮、毛刺、凹凸。 (2)小、薄或組件可能需要多個(gè)連接準(zhǔn)備，等加工完成后再切斷。 (3)不便裝夾的部件增加夾子墊材、工藝凸臺(tái)、凸耳，最后去除。 工藝路線的制定，各種表面不同加工方法的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，經(jīng)濟(jì)精度：選擇在正常加工條件下可以達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，表面加

14、工方法，先了解各加工方法可以達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，然后再考慮1 )零件的材料和性質(zhì)。 有色金屬的精加工不應(yīng)該采用磨削，因?yàn)橛猩饘偃菀锥氯拜?，所以多采用高速微?xì)車削和金剛石鉆孔等切削加工方法2 )零件的形狀和尺寸。 形狀復(fù)雜、尺寸大的零件，上面的孔一般不采用拉刀或磨削。直徑超過60mm的孔，請(qǐng)不要使用鉆頭、擴(kuò)張、鉸鏈等3 )所選的加工方法，以符合生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)應(yīng)選擇高生產(chǎn)率和質(zhì)量穩(wěn)定的加工方法，單件、小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選擇通用設(shè)備，避免用非標(biāo)準(zhǔn)專用工具加工。 4 )具體生產(chǎn)條件。 考慮到工廠現(xiàn)有的加工設(shè)備及其技術(shù)能力，工人的技術(shù)水平，在充分利用現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)手段的同時(shí)，不斷引進(jìn)新技術(shù)，對(duì)舊設(shè)備

15、進(jìn)行技術(shù)改造，挖掘企業(yè)潛力，制定技術(shù)水平，工藝路線，不斷提高外周表面加工路線的黑色金屬材料(淬火)，加工精度ITT 高精度有色金屬部件：粗車半精車精車鉆石車。 特別是在高精度的情況下，精密光整加工、工序制定、孔加工路線：鉆頭擴(kuò)展鉸鏈：添加直徑小于40mm的小孔。 小直徑僅一次鉸孔即可進(jìn)行中精加工用鏜孔(或鉆孔)中精加工用鏜孔：直徑大的孔、位置精度要求高的孔系、單體小批量生產(chǎn)中的非標(biāo)準(zhǔn)小尺寸孔或有色金屬材料的孔鉆孔-拉孔：多用于大量生產(chǎn)中的加工盤、成套零件的圓孔、單結(jié)合孔及花鍵孔鏜孔中精鏜孔中精鏜孔：中小型淬火零件孔加工，4個(gè)基本方案：分加工階段，加工階段為粗加工、中精加工、精加工和光整加工。

16、1 )有利于加工質(zhì)量的保證。 大切削量的粗切造成的變形能夠充分釋放，半精加工階段性地修正。 2 )合理使用設(shè)備。 普通機(jī)床粗加工，數(shù)控機(jī)床精加工。 充分發(fā)揮粗加工設(shè)備的特點(diǎn)，有助于長(zhǎng)期保證機(jī)床的精度。 3 )有助于早期發(fā)現(xiàn)空白缺陷。 在粗加工安排之前，如果發(fā)現(xiàn)空白缺陷，立即廢棄，避免因繼續(xù)加工而浪費(fèi)工時(shí)。 4 )熱處理工序的安排很容易。 粗加工后可通過時(shí)效消除應(yīng)力，精加工前淬火，淬火變形可通過精加工消除。 粗加工分開，機(jī)床臺(tái)數(shù)和工序數(shù)增加，批量小，機(jī)床負(fù)荷率低，不經(jīng)濟(jì)。 因此，即使在工件批次小、精度要求不太高、工件剛性良好的情況下，也可以不分階段。 由于重的零件很難運(yùn)輸和夾緊，所以只需一次夾緊

17、即可完成粗加工。加工順序的安排、(1)“基準(zhǔn)先行”的原則先加工基準(zhǔn)表面，在后續(xù)工序中確定位置。 如軸類零件的第1工序那樣，銑削加工端面鉆中心孔，然后用中心孔對(duì)其他表面進(jìn)行定位加工。 (2)“前面后孔”在零件上能夠使用大的平面作為定位基準(zhǔn)的情況下，總是在加工平面之后，用平面對(duì)孔進(jìn)行定位，確?？着c平面之間的位置精度，從而定位穩(wěn)定，卡盤也方便，能夠避免粗面鉆頭引起的偏差。 (3)“先主后次”原則先加工主要表面(要求位置精度的基準(zhǔn)面和作業(yè)面)后再加工副表面(例如鍵槽、螺紋孔、緊固小孔等)。 次要表面在主要表面達(dá)到一定精度后，最終完成前進(jìn)行。 (4)對(duì)于要求“先粗加工后精加工”原則精度的零件，按照粗的順

18、序前進(jìn)，逐步提高加工精度。 這一點(diǎn)對(duì)于剛性低的零件特別不容忽視。 其他工序的安排、熱處理工序的安排： (1)粗加工前的預(yù)熱處理：消除組織的不均勻，使晶粒微細(xì)化，改善金屬的切削加工性能。 有退火、正火、調(diào)質(zhì)。 (2)中間工序間的時(shí)效退火熱處理：消除殘馀應(yīng)力引起的工件變形。 (3)精加工前的最終熱處理：得到零件使用所需的力學(xué)性能、表面硬度和抗蝕性，如淬火、滲碳、氮化等。 由于淬火變形大，最終進(jìn)行磨削加工。 輔助工序安排： (1)檢查工序：重要工序前后、送往外廠前、最終檢查。 確保質(zhì)量(2)清洗和去毛刺：淬火工序前、全部完成后。(3)消磁等：根據(jù)需要進(jìn)行消磁、平衡等安排、工序劃分、工序劃分原則： (1)工序集中原則：將加工集中在少數(shù)工序中完成。 減少夾盤次數(shù)，減少機(jī)床使用數(shù)量和占地面積，