机械制造基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,以亚泰老总黄来兴的一句话开始,现在的大学生都愿意在办公室画图，我们的主要图纸都是购买或测绘的。,懂工艺的太少，我们是有图做不出来。,一机械制造基础知识,第,一节 机械的生产过程和工艺过程,第,二节,零件的工艺分析,(重点),第,三节,毛坯的选择,第,四,节,元件装夹和定位基准的选择,（难点）,第,五节,定位误差的分析与计算,(重点),第,六节,工件的夹紧,第,七节,工艺路线的拟定,(重点),第,八节,工序尺寸及其公差的确定,（难点）,第,九节,机械加工生产率,第十节,机械制造技术的发展,第一节 机械的生产过程和工艺过程,一 生产过程,1.生产过程,指把原材料转变为成品的全过程。,机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。,二 工艺过程及其组成,1工艺过程,工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。,工艺过程(视频),把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相,对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品,的过程称为工艺过程。,2工艺过程由工序组成,（1）工序：,一个,（或一组）工人，在,一个,工作地点（或一台机床上），对同,一个,零件（或一组零件）进行加工所,连续,完成的那部分工艺过程,（2）安装：,定位夹紧,（3）工位：,待加工位置,（4）工步：,在一道工序中，当加工表面,不变,、切削工具,不变,、切削用量中的进给量和切削速度基本,不变,的情况下所完成的那部分工艺过程,（5）走刀：,切去一层金属，一个工步可以包括一次或几次走刀,多工位加工,复合工步,阶梯轴,当加工批量较小时，其工序的划分见表1-1；当加工批量较大时，其工序划分见表1-2。,表1-1 阶梯轴加工工艺过程（生产批量较小时）,序号,工序内容,设备,序号,工序内容,设备,1,车端面，钻中心孔；车全部外圆，车槽与倒角,车床,3,粗磨各外圆,外圆磨床,4,热处理,高频淬火机,2,铣键槽，去毛刺,铣床,5,精磨外圆,外圆磨床,表1-2 阶梯轴加工工艺过程（成批生产时）,序号,工序内容,设备,序号,工序内容,设备,1,铣端面、钻中心孔,铣端面钻中心孔机床,5,去毛刺,钳工台,2,车一端外圆，车槽与倒角,车床,6,粗磨外圆,外圆磨床,3,车另一端外圆，车槽与倒角,车床,7,热处理,高频淬火机,4,铣键槽,铣床,8,精磨外圆,外圆磨床,三生产纲领与生产类型,1.生产纲领,产品的年生产,纲领就是产品的年,生产量。,2生产类型,单件生产,成批生产,大量生产,.单 件 生 产,产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常改变。例如，重型机械、造船业等一般属于单件生产。,.大 量 生 产,产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点的加工的对象固定不变。例如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产,。,.成批生产,产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。,表1-4 各种生产类型工艺过程的主要特点,生产类型,工艺特征,单件生产,成批生产,大批量生产,工件的互换性,一般是配对制造，,没有互换性,，广泛,用钳工修配,大部分有互换,性，少数用钳工,修配,全,部有互换性,，某些,精度较高的配合件用,分组选择装配法,毛坯的制造方法及加工余量,铸造用木模手工造,型；锻件用自由,锻。,毛坯精度低，,加工余量大,部分铸件用金属,模；部分锻件用,模锻。毛坯精度,中等，加工余量,中等,铸件广泛采用金属模,机器造型；锻件广泛,采用模锻及其他,高生,产率的毛坯制造方,法。毛坯精度高，加,工余量小,机床设备,通用机床,或数控机,床或加工中心,数控机床、加工,中心或柔性制造,单元。设备条件,不够时，也采用,部分通用机床、,部分专用机床,专用生产线、自动生,产线、柔制造生产线,或数控机床,单件生产(视频),批量生产(视频),生产类型,工艺特征,单件生产,成批生产,大批量生产,夹具,多采用标准附件，,很少采用夹具,，靠划线及试切法达到精度要求,广泛采用夹具或组合夹具，部分靠加工中心一次安装,广泛采用高生产率夹具,，靠夹具及调整法达到精度要求,刀具与量具,采用通用刀具和万能量具,可以采用专用刀具及专用量具或三坐标测量机,广泛采用高生产率刀具和量具，或采用统计分析法保证质量,对工人的要求,需要熟练的技术工人,需要一定熟练程序的工人和编程技术人员,对操作工人的技术要求较低,，对生产线维护人员要求有高的素质,工艺规程,有简单的工艺路线卡,有工艺规程，对关键零件有详细的工艺规程,有详细的工艺规程,（续）,四机械加工工艺规程,1.工艺规程的作用,工艺规程是指导生产的主要技术文件,工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据,工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料,2机械加工工艺规程的格式,生产类型不同，所有的工艺规程的模式和内容也不相同。,（1）机械加工工艺过程卡片(工艺路线)。,（2）机械加工工艺卡片。,（3）机械加工工序卡片。,3,机械加工工艺规程制定的原则,（1）保证加工质量,（2）保证生产效率,（3）较低制造成本,（4）良好劳动条件,产品整套装配图、零件图,质量标准,生产纲领、生产类型,毛坯情况,本厂现有生产条件,先进技术、工艺,有关手册、图册,4.制订机械加工工艺规程的原始资料,5 步 骤,分析研究产品图纸,工艺性分析,选择毛坯,拟订工艺路线,选择设备、工装,确定工序余量、工序尺寸,确定切削用量、工时定额,技术经济分析,填写工艺文件,第二节 零件的工艺分析,一 零件图的完整性和正确性,检查零件的视图、尺寸、公差和技术要求是否齐全、合理、符合国家标准，若有错误或遗漏，应提出修改措施。,二零件的技术要求分析,零件的技术要求包括下列几个方面：,1）加工表面的尺寸精度。,2）主要加工表面的形状精度。,3）主要加工表面之间的相互位置精度。,4）,加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求。,5）热处理要求。,6）其他要求（如动平衡、未注圆角或倒角、去毛剌、毛坯要求等）。,三零件的结构工艺性分析,铸件：便于造型、拔模,斜度,璧厚均匀、无尖边、尖角,锻件：形状简单、无尖边、,尖角、飞刺，便于出模,在毛坯制造方面,在装配方面,便于装配、减少修配量,结构工艺性内容,在加工方面,合理标注零件的技术,要求,便于加工、减少加工,数控加工工艺性分析,（见表,9-1,）,表1-8列出了一些零件结构工艺性示例。,表1-8 零件结构工艺性示例,序号,结构工艺性差,结构工艺性好,1,孔离箱壁太近，钻头,在圆角处易引偏；箱,壁高度尺寸大，需加,长钻头方能钻孔,加长箱耳，不需加长,长头（见图a）；只要,使用上允许将箱耳设,计在某一端，则不需,加长箱耳，即可方便,加工(见图b),2,车螺纹时，螺纹根部,易打刀，且不能清根,留有退刀槽，可使螺,纹清根，避免打刀,序号,结构工艺性差,结构工艺性好,3,插齿无退刀空间，小齿轮无法加工,大齿轮可进行滚齿或插齿，小齿轮可进行插齿加工,4,两端轴颈需磨削加工，因砂轮圆角而不能清根,留有砂轮越程槽，磨削时可以清根,5,斜面钻孔，钻头易引偏,只要结构允许留出平台，可直接钻孔,6,锥面加工时，易碰伤圆柱面，且不能清根,可方便地对锥面进行加工,7,加工面高度不同，需两次调整刀具加工，影响生产率,加工面在同一高度，一次调整刀具可加工两个平面,（续）,序号,结构工艺性差,结构工艺性好,8,三个退刀槽的宽度有三种尺寸，需用三把不同尺寸的刀具加工,同一宽度尺寸的退刀槽，使用一把刀具即可加工,9,加工面大，加工时间长，平面度误差大,加工面减小，节省工时，减少刀损耗且易保证平面度要求,10,内壁孔出口处易钻偏或钻头折断,内壁孔出口处平整，钻孔方便，易保证孔中心位置,11,键槽设置在阶梯轴90方向上，需两次装夹加工,将阶梯轴的两个键槽设计在同一方向上，一次装夹即可对两个键槽加工,（续）,第三节 毛坯的选择,选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及其制造精度。,一 毛坯的种类,1铸件,2锻件,3型材,4焊接件,二 毛坯的选择原则,1零件材料及力学性能要求。,2零件的结构形状与大小,3生产类型,4现有生产条件,5充分利用新工艺、新材料,第四节元件装夹和定位基准的选择,一 工件装夹方法,工件的装夹包含两方面的内容：,（1）定位,（2）夹紧,1工件的装夹方法,（1）找正装夹法,1）直接找正：用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法,。,直接找正装夹,2）划线找正：在毛坯上按照划好的线在机床上用划针找正的装夹方法。,划线找正装夹,（2）夹具装夹法,用夹具装夹,对刀或引导元件,夹具体,定位元件,夹紧装置,二 机床夹具组成,（1）定位元件。,（2）夹紧装置。,（3）联接元件。,（4）对刀或导向元件。,（5）夹具体。,（6）其他元件及装置。,三 工件定位的基本原理,1六点定位原则,工件在空间直角坐标系中有六个自由度。工件能沿,x,、,y,、,z,轴线移动，称为移动自由度，分别表示为 、；并能绕着,x,、,y,、,z,轴转动，称为转动自由度。,六点定位原理(视频),3工件定位中的几种情况,（1）完全定位。,（2）不完全定位。,（3）欠定位。,（4）过定位。,过定位造成的后果：,（1）使工件或夹具元件变形，引起加工误差；,（2）使部分工件不能安装，产生定位干涉（如一面两销）,过定位一般是不允许的，但在精加工时也可看到。,（2）工艺基准,1）定位基准：,在加工时，用以确定工件的机床上或夹具中占据正确位置所采用的基准称为定位基准。,2）工序基准：,在工序图上用以标注本工序加工尺寸和形位公差的基准，称为工序基准。,3）测量基准：,零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准，称为测量基准。,4）装配基准：,装配时，用以确定零件在部件或产品中位置的基准，称为装配基准。,2定位基准的选择,定位基准分为粗基准和基准。,（1）精基准的选择,1）基准重合原则：,尽可能选用加工表面的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。,基准不重合误差示例,3）互为基准原则：,当对工件上位置精度要求高的表面进行加工时，需要用两个表面互为基准，反复加工的原则。,4）自为基准原则：,某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工面本身作为定位基准，称为自为基准原则。,（2）粗基准的选择,2）基准统一原则：,应尽可能使多个加工表面和加工工序采用同一组定位基准，这就是基准统一原则。,1）余量最小原则：,为了保证零件各加工面都有足够的加工余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。,2）重要表面原则：,为了保证工件上某些重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。,床身加工粗基准选择,3）非加工表面原则：,如果主要要求保证加工面与非加工面间的位置要求，则应选非加工面为粗基准，以求均匀，外形对称。,选非加工面为粗基准,4）不重复使用原则：,粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。或P149图4-4,不应重复使用粗基准,第七节 工艺路线的拟定,一表面加工方法的选择,1加工经济精度和经济表面粗糙度,表1-10、表1-11、表1-12摘录了各种加,工方法所能达到的经济精度和经济粗糙度及,典型的加工方案。（,仅供参考,）,表1-10 外圆表面加工方案的加工经济精度和经济表面粗糙度,序号,加工方案,公差等级,表面粗糙度,R,a,/m,适用范围,1,粗车,IT11IT13,12.550,适用于淬火钢以外的各种金属,2,粗车半精车,IT8IT10,3.26.3,3,粗车半精车精车,IT7IT8,0.81.6,4,粗车半精车精车滚压（或抛光）,IT7IT8,0.0250.2,5,粗车半精车磨削,IT7IT8,0.40.8,主要用于淬火钢，也可以用于淬火钢，但不宜加工有色金属,6,粗车半精车粗磨精磨,IT6IT7,0.10.4,7,粗车半精车粗磨精磨超精