機械加工工藝基礎知識(ppt 31頁).ppt

1、了解機械加工工藝的基礎、機械加工工藝的基本概念、工藝規(guī)程的內容及制定步驟。 教學目的：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、滑動變形的過程。 切削金屬時，切削層的金屬被刀具推壓開始產生彈性變形，隨著刀具的進行，應力、應變逐漸增大，應力達到材料的屈服強度時產生塑性變形，刀具進一步持續(xù)切削，應力達到材料的拉伸強度時金屬層被壓扁形成切屑。 滑動變形區(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，容易得到帶狀切屑。 切削過程平穩(wěn)，切削力波動小，加工表面質

2、量高，但連續(xù)切屑會纏繞工件。 加工塑性低的金屬材料(黃銅等)，切削速度低，厚度大，工具前角小時發(fā)生，特別是工藝系統剛性不足，加工碳鋼材料時，容易得到節(jié)狀切屑。 切削過程不太穩(wěn)定，切削力變動也大，加工完畢的表面質量低。 用小的前角或負的前角，以極低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金屬(伸長率低的結構鋼)時，產生粒狀的切屑。 切削過程不平穩(wěn)，切削力波動大，加工表面質量差。 切削脆性金屬(鑄鐵、青銅等)時，在切削層內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生碎屑。 發(fā)生崩刀切削時，切削力波動大，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生擠出和激烈的摩擦，當摩擦溫度上升和壓力達到一定程度時，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，達到一定高度時，受到外力的作用和振動而破裂脫落，被帶到切屑和加工完畢的表面，因此極不穩(wěn)定。 碎屑堆積對加工的影響使實際的前角變大。 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，實際切削厚度增大，影響尺寸的準確性。 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，起到刀具保護和減小前

4、刀面磨損的作用，脫落時堵塞工具材料可能會一起剝離，加快工具故障。 材料塑性越好，越容易產生碎屑堆積。 碳鋼正火調質可以改善。 Vc=550m/min容易形成碎屑積存處。 通過降低進給量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。 這是因為新磨的刀具表面有微觀粗糙度，刀具比較銳利，刀具與工件的實際接觸面積小，壓縮應力大，后刀面很快出現磨損帶。 急劇的磨損階段：刀具經過正常的磨損階段已經變得遲鈍，如果繼續(xù)切削，溫度會急劇增加，切削力會增大，刀具的磨損會

5、急劇增加。 在這個階段，不能保證加工質量，工具材料的消耗也多，有時也會因刀刃切削而完全喪失切削能力。 一般情況下，在這個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間，用符號t表示，單位為min。 耐用度為切削時間，不包含對刀儀、測量、快速進給、返回等非切削時間。 高速鋼車刀、鏜刀6090 min高速鋼鉆頭80120 min硬質合金焊接車刀60 min硬質合金可轉位車刀1530 min硬質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、良好的工件表面質量和切屑形狀容易控制或切屑容易切割。 相對加工性指標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，稱為該材料的相對加工性。 Kr c60/(c60)j Kr越大，性能越好。機械加工工藝的基本概念、1生產工藝和工藝生產工藝：將原材料變成成品的全工藝。 進程：改變制造對象的形狀

7、、大小、相對位置和性質，使其成為成品或半成品的進程。 工藝是生產工藝的主要部分，其佚預是輔助工藝。兩個過程的構成、機械加工過程的基本概念、兩個過程的構成工序：一個或一組工人、在同一地點對同一個或多個工件連續(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：在一個工序內，一次安裝后，工件與夾具和設備的可動部分一起相對于工具所占的每個位置。 工序步驟：同一工具連續(xù)加工同一性質的加工要素的工序內容。 傳球：或稱為進給。 如果產量大，需要分割切削，則一次成為一個走刀。生產

8、綱領和生產類型、生產綱領：即年產量。 企業(yè)訂定一年內應生產產品的產量和進度計劃。 N=Qn(1 ) (1 ) N部件的年產量、單位為件/年； q產品的年產量，單位是臺年的n產品每臺該部件的數量，單位是部件臺的部件備件率，通常為35%； 零件的次品率通常為15%。 備品：為了防止各個零件加工后的兼容性差，經常做一些備用。 生產類型：企業(yè)生產專業(yè)化程度的分類。 即單體、批次、大量生產的性質。 生產類型主要根據生產綱領確定。 根據類型不同，過程也不同。生產綱領和生產類型、機械加工工藝規(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容、使用的機床夾具、切削殘奧表及

9、工時定額等。 是指導生產的主要技術文件。 是組織生產和管理的基本依據。 是為了新設、擴建工廠的基本資料。 作用：常用工藝文件、工藝卡工藝卡工具卡路徑卡、1 )產品裝配圖和零件圖。 2 )產品檢驗的質量標準。 三)產品生產綱領。 4 )空白的生產條件或者合作關系。 五)現有生產條件和資料。 6 )國內外先進技術的發(fā)展情況、設備修訂準備資料、工藝卡、機械加工工藝流程工藝卡、機械加工工藝流程卡、機械加工工藝設定修訂、工藝設定修訂的步驟1 )分析零件工藝性2 )選擇空白。 3 )選擇定位基準。 4 )制定工序。 5 )確定各工序的設備、刀具、修正器、夾具等。 6 )確定各工序的加工質量，修正工序尺寸及

10、公差。 7 )確定各工序的切削量和時間分配。8 )確定各工序的技術要求和檢驗方法。 9 )進行技術經濟分析，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構形狀的合理性、幾何要素關系的確定性、精度和技術要求的可行性、工件材料的切削性等，結構形狀：在滿足使用要求的基礎上加工的可行性和經濟性。 盡量避免懸臂、狹窄槽、內腔尖角及剛性不穩(wěn)定的薄壁、細長棒等結構，減少或避免用成型工具加工的結構，孔系、內轉角半徑等盡量以標準工具尺寸統一，減少更換次數，深孔狹窄槽和轉角尺寸不要充分考慮工具的剛性等幾何關系：視圖完整、準確、表現清晰、不模糊，幾何要素關系明確，圖紙加工輪廓數據

11、不足，尺寸模糊，不得出現尺寸封閉干涉等缺陷。 零件加工工藝分析、精度和技術要求：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上降低精度要求，就能降低加工難易度，減少加工次數，提高生產率，降低成本。 尺寸標注應易于編程，盡量有利于設置修訂標準、工藝標準的統一。 工件材質：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，選擇機床的重要依據。 在滿足零件功能的基礎上，盡量使用廉價的國產材料，不挑選貴重的不足材料。 零件NC加工的適應性、適合NC加工的內容： (1)通用機床不能加工的內容應該是優(yōu)選的內容(如復雜的線輪廓、型面)。 (2)應該重點選

12、擇通用機床的加工困難、質量也難以保證的內容(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)通用機床效率低、勞動者勞動強度大的內容，可以在數控機床還有豐富的能力的基礎上選擇采用。 不適用于數控加工的內容： (1)機械調整時間長，如原材料粗基準定位加工最初的精加工基準，必須用專用工裝協調加工內容。 (2)加工部位分散，必須多次安裝、設置原點。 此時采用數控加工麻煩，效果不明顯，可安排通用機床加工。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、高強度鍛造品、一般性能型材或鑄鋼2 )部件的結構形狀和外形尺寸。 軸鍛件或型材、大型鑄件3 )生產類型和生產條件。 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、新技術和新材料的利用。 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連接準備，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、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濟精度和表面粗糙度，經濟精度：選擇在正常加工條件下可以達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到的經濟精度，然后再考慮1 )零件的材料和性質。 有色金屬的精加工不應該采用磨削，因為有色金屬容易堵塞砂輪，所以多采用高速微細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，請不要使用鉆頭、擴張、鉸鏈等3 )所選的加工方法，以符合生產類型。大批量生產應選擇高生產率和質量穩(wěn)定的加工方法，單件、小批量生產應盡量選擇通用設備，避免用非標準專用工具加工。 4 )具體生產條件。 考慮到工廠現有的加工設備及其技術能力，工人的技術水平，在充分利用現有設備和技術手段的同時，不斷引進新技術，對舊設備

15、進行技術改造，挖掘企業(yè)潛力，制定技術水平，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：鉆頭擴展鉸鏈：添加直徑小于40mm的小孔。 小直徑僅一次鉸孔即可進行中精加工用鏜孔(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、單體小批量生產中的非標準小尺寸孔或有色金屬材料的孔鉆孔-拉孔：多用于大量生產中的加工盤、成套零件的圓孔、單結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 )合理使用設備。 普通機床粗加工，數控機床精加工。 充分發(fā)揮粗加工設備的特點，有助于長期保證機床的精度。 3 )有助于早期發(fā)現空白缺陷。 在粗加工安排之前，如果發(fā)現空白缺陷，立即廢棄，避免因繼續(xù)加工而浪費工時。 4 )熱處理工序的安排很容易。 粗加工后可通過時效消除應力，精加工前淬火，淬火變形可通過精加工消除。 粗加工分開，機床臺數和工序數增加，批量小，機床負荷率低，不經濟。 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)“基準先行”的原則先加工基準表面，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，然后用中心孔對其他表面進行定位加工。 (2)“前面后孔”在零件上能夠使用大的平面作為定位基準的情況下，總是在加工平面之后，用平面對孔進行定位，確保孔與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到一定精度后，最終完成前進行。 (4)對于要求“先粗加工后精加工”原則精度的零件，按照粗的順

18、序前進，逐步提高加工精度。 這一點對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)粗加工前的預熱處理：消除組織的不均勻，使晶粒微細化，改善金屬的切削加工性能。 有退火、正火、調質。 (2)中間工序間的時效退火熱處理：消除殘馀應力引起的工件變形。 (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。 確保質量(2)清洗和去毛刺：淬火工序前、全部完成后。(3)消磁等：根據需要進行消磁、平衡等安排、工序劃分、工序劃分原則： (1)工序集中原則：將加工集中在少數工序中完成。 減少夾盤次數，減少機床使用數量和占地面積，