机械制造 工艺基础 知识介绍

工艺根底知识介绍沈阳第一机床厂 工艺室2021年8月24日提 纲一、 什么是工艺二、 工艺工作的根本任务及内容三、 工艺工作流程四、 工艺规程设计五、 计算机辅助工艺规程设计CAPP六、 计算机辅助制造CAM七、 几个根底知识点1、 机床零件常用材质及热处理2、 毛坯及余量3、 定位及夹紧4、 材料的热膨胀性5、 机械加工精度6、 数控机床程序7、 工艺手段8、 加工本钱的计算9、 工厂厂房规划八、 工艺装备1、 加工设备机床2、 夹具3、 刀具4、 量检具5、 切削液一、 什么是工艺1、 工艺就是工件从毛坯到成品的整个制造流程及方法。2、 工艺来源于生产实践，是生产实践中长期积累的经历的提炼和概括。3、 工艺效劳于实际生产，用于调配制造资源、指导制造流程以及标准操作，是产品得以优质、高效产出的必要保障。4、 工艺不是一成不变的，随着新工艺装备、新工艺方法的不断产生和应用，生产面貌也将发生翻天覆地的变化。二、 工艺工作的根本任务及内容1、 工艺工作的根本任务就是实现产品的设计意图、保证产品质量、降低消耗、提高生产效率。2、 工艺工作的主要内容有： 1编制工艺开展规划，如新工艺、新装备研究开发规划，技术攻关规划；提高产品质量,提高生产效率,提高经济效益的措施等。2工艺试验研究，结合产品开展规划、提高工艺水平和降低制造本钱确定试验研究课题。并做好记录和分析总结工作。 3参加新产品开发的市场调研和设计方案评审,对产品构造进展工艺性审查。4制定工艺路线、编制工艺方案和工艺总结，进展工艺规程设计。5设计专用工艺装备，贯彻工艺标准及工艺守那么。 6编制产品材料消耗定额。 7组织工艺验证、工装验证和工艺纪律检查。三、 工艺工作流程见下页附录：产品工艺工作程序四、 工艺规程设计1、 设计工艺规程的根本要求1工艺规程是直接指导现场生产操作的重要技术文件,应做到正确、完整、统一、清晰。在充分利用现有生产条件的根底上,应尽可能采用国内外先进工艺技术和经历。 2在保证产品质量的前提下,努力提高生产率和降低消耗。 3设计工艺规程必须考虑平安生产和工业卫生、环保措施，在工艺规程中提出必要的平安要求。 4构造特征和工艺特征相近的零件应尽量设计典型工艺规程。 5各专业工艺规程在设计过程中应协调一致,不得相互矛盾。 6工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位。 7工艺规程中所使用的术语、符号、代号要符合相应标准的规定。 2、 设计工艺规程的主要依据 1产品图样及技术条件。2产品工艺方案。3产品生产纲领。4公司的生产条件。5有关工艺标准。6有关设备和工艺装备资料7国内外同类产品的有关工艺参考资料。 8国家和企业有关平安方面的标准。 附录：产品工艺工作程序1 可根据需要将问题反应到工艺方案、工艺路线、工艺规程设计或专用工装设计。五、 计算机辅助工艺规程设计CAPP北京清华艾克斯特XTCAPP六、 计算机辅助制造CAM CAD/CAPP/CAM系统的信息集成和共享七、 几个根底知识点1、 机床零件常用材质及热处理表1、机床制造用钢种类序号 类 别 牌 号 上 标 号 1碳素构造钢Q235AGB/T700-20062易切削构造钢Y12GB/T8731-19883Y304Y40Mn5优质碳素构造钢15GB/T699-19996207358459碳素工具钢T8AGB/T1298-202110T10A11T12A12合金构造钢20MnVBGB/T3077-19991320Cr1440Cr1538CrMoAl1620CrMnTi17合金工具钢9SiCrGB/T1299-200018Cr12MoV19CrWMn206W6Mo5Cr4V215CrMnMo225CrNiMo238Cr324弹簧钢65MnGB/T1222-20072560Si2MnA26碳素弹簧钢丝C级钢丝GB/T4357-198927不锈钢20Cr13GB/T1220-200728铬轴承钢GCr15GB/T18254-200229高速工具钢W18Cr4VGB/T9943-202130W6Mo5Cr4V2Al表2、钢的化学成份表3、机床制造用铸铁种类表4、常用的热处理工艺方法、代号及技术要求热处理工艺方法热处理技术要求表示方法举例名 称字 母汉 字 表 示代 号退 火Th退火Th正 火Z正火Z调 质T调质200 HBS230 HBST215淬 火C淬火42 HRC47 HRCC42感应淬火G感应淬火48 HRC52 HRCG48感应淬火深度，48 HRC52 HRC48调质、感应淬火TG调质220 HBS250 HBS感应淬火48 HRC52 HRCT235G48火焰淬火H火焰淬火42 HRC48 HRCH42火焰淬火深度，42 HRC48 HRC42渗碳、淬火SC渗碳淬火深度，58 HRC63 HRCC58渗碳、感应淬火SG渗碳感应淬火深度，58 HRC63 HRCG58碳氮共渗、淬火TdC碳氮共渗淬火深度，58 HRC63 HRCC58渗 氮D渗氮深度，850HV850调质、渗氮TD调质250 HBS280 HBST265850渗氮深度，850HV氮碳共渗软氮化Dt氮碳共渗480HVDt480回 火Hh冷卷弹簧的定形、消除应力处理Hh注：代号“Hh仅用于表示为冷卷弹簧定形、消除应力而作的回火处理，其他回火处理一律不标注表5、常用的硬度及硬度偏差HB布氏硬度是用一定载荷P,将直径为D的钢球(淬火钢或硬质合金球),压入被测材料的外表,保持一定时间后卸去载荷,根据压痕面积F确定硬度大小.其单位面积所受载荷称为布氏硬度.由于布氏硬度所用的测试压头材料较软,所以不能测试太硬的材料,对金属来讲,钢球压头只使用于测定退火,正火,调质钢,铸铁及有色金属的硬度.HR洛氏硬度是将标准压头用规定压力压入被测材料外表,根据压痕深度来确定硬度值.HRA：用金刚石圆锥体，载荷P600N，适用于测量硬质合金,外表淬火层或渗碳层;HRB：用钢球做压头，载荷P1000N 时适用于测量有色金属和退火,正火钢等;HRC：用金刚石圆锥体，载荷P1500N，适用于测量调质钢,淬火钢等;HV维氏硬度维氏硬度试验原理及布氏硬度一样,不同点是压头为金刚石四方角锥体,所加负荷较小.适于测定经外表处理零件的外表层的硬度.感应加热外表热处理(外表淬火)根本原理:电磁感应 交流电交变磁场工件内感应电流对工件加热钢的化学热处理渗氮氮化钢的外表化学处理方法表6、外表处理方法及其代号表示方法表 面 处 理代 号 含 义方 法代 号镀铬抛光DL3CrD代表电镀，L3代表镀层特征为全光亮喷砂镀铬PS/DCrPS代表喷砂，斜线“/为工序隔线，D代表电镀镀锌钝化DZnD前面的D代表电镀，后面的D代表钝化阳极氧化DYD代表电化学处理，Y代表氧化镀 锌DZnD代表电镀镀 锡DSn镀 银DAg发 蓝HYH代表化学处理，Y代表氧化喷砂发蓝PS/HYPS代表喷砂，斜线“/为工序隔线，HY代表发蓝钝 化DD代表钝化注：在紧固件标记中允许省略“电镀的代号“D2、 毛坯及余量毛坯种类：铸件、锻造件、钣焊件等 表7、要求的铸件机械加工余量 mm表8、铸件尺寸公差3、 定位及夹紧六点定位原理大型工件，如床身等，靠拉表找正、打原点确定其位置，靠夹紧力固定其位置。4、 材料的热膨胀性用线膨胀系数表示,表示每变化1时引起的材料相对膨胀量的大小常用材料的线膨胀系数1/材料名称灰铸铁45钢40CrT10A铝温度范围()10-10020-10025-10020-1000-100a(10-6)1111例：加工环境的温度控制测量环境的温度控制5、 机械加工精度1） 加工精度及加工误差机械加工后，零件的几何参数尺寸、几何要素的形状和相互位置的实际值及设计理想值的符合程度通常称为加工精度。实际几何参数及理想几何参数的偏离程度称为加工误差。加工误差越小，加工精度越高。零件的加工精度包括如下三个方面。尺寸精度 加工后零件的实际尺寸及理想尺寸的符合程序。形状精度 加工后零件外表实际测得的形状和理想形状的符合程度。位置精度 加工后零件有关外表相互之间的实际位置和理想位置的符合程度。2） 原始误差加工误差的产生是由于在加工前和加工过程中，工艺系统存在很多误差因素，统称为原始误差，它主要包括以下内容：原理误差 采用了近似的加工运动或近似的刀具轮廓而产生的误差。装卡误差 定位误差及夹紧误差之和。测量误差 及量具、量仪的测量原理、制造精度、测量条件温度、湿度、振动、测量力、清洁度等以及测量技术水平等有关的误差。调整误差 卡具的制造、安装误差及磨损刀具的制造误差及磨损工件误差 加工前工件或毛坯上待加工外表本身有形状误差或其及有关外表有位置误差，也都会造成加工后该外表本身及其及其它有关外表之间的加工误差。机床误差 主轴回转误差、导轨导向误差等工艺系统受力变形工艺系统受热变形剩余应力重新分布引起的变形 在没有外力作用下或去除外力后工件内仍存留的应力称剩余应力。具有剩余应力的零件，其内部组织的平衡状态极不稳定，有恢复到无应力状态的的强烈倾向。剩余应力完全松弛，零件将发生翘曲变形而丧失其原有的加工精度。3） 经济加工精度机械加工时，每种机床上所到达的精度越高，那么所消耗的工时越多，本钱越高。每种机床在正常生产条件下能经济的到达的加工精度是有一定范围的，这个精度范围就是这种加工方法的经济精度。4） 工序间加工余量定义：相邻两工序的尺寸之差粗加工-半精加工-精加工，留量逐渐减小，上序保证下序的加工要求。注意热处理工序前的留量要求。如：退火、外表淬火、氮化等。6、 数控机床程序普通机床-数控机床-无人化自动流水线自动上下料减少人的参及，提高加工的自动化程度7、 工艺手段1） 硬件根底：如机床本身精度、刀具性能等2） 工艺手段：分析工艺系统的误差来源，以采取预防及控制措施控制误差在要求的范围内。例：控制工序间留量，保证最后精加工要素的留量及质量；严格控制精加工环境温度、湿度等，使其及装配及使用环境相一致；通过控制夹紧力的大小可通过采用力矩扳手或在工件上压表的方法，尽量减小甚至消除夹紧变形。磨削或最后精铣时松开压板，使工件处于自然的松弛状态。精加工采用尽量少的装卡次数，尽量一次装卡完成所有精加工的要素。这样可充分利用机床精度，消除重复装卡带来的误差。同理，尽量减少换刀次数，并尽量用一把刀完成相互有要求的加工部位，因为换刀也是存在误差的。仿形处理：如大型零件导轨外表中频淬火前进展仿形；采用正火或退火等热处理方法去除锻造铸造应力及粗加工带来的切削应力、振动时效、自然时效等；配加工：如按轴承配镗主轴孔、根据钢导轨上的键槽配做床身上的键等；组合后加工，保证装配件精度或加工要素的一致性；手工修配：如研磨内圆柱面、刮研等。8、 加工本钱的计算通过工艺流程确定使用的加工设备，再由工时定额确定花费在此设备上的时间，然后分项计算包括单位时间的设备折旧、工具工装损耗、人力本钱、场地费用、风水电气等的费用，最后将各项费用累加，即可得加工此工件的加工本钱。9、 工厂厂房规划工厂生产线的设计的主要依据便是产品的工艺流程、工序工时定额和生产纲领。根据工艺流程确定需要的设备及摆放的次序，根据工时定额和生产纲领确定需要的设备的数量。计算的结果最终形成加工车间的平面布局图。八、 工艺装备1、 加工设备机床车床、铣床、刨床、插床、拉床、钻床、镗床、磨床、加工中心、齿轮加工机床等2、 夹具3、 刀具金属切削过程中，刀具的切削局部直接完成切削工作。刀具材料性能的优劣直接影响刀具的质量、切削加工生产率和刀具耐用度的上下、零件加工精度和外表质量的优劣等。金属切削过程中，刀具不但承受很大的切削力和很高的温度，而且还要经受冲击载荷和机械摩擦。因此，刀具材料必须具备高硬度、高耐磨性、足够的强度和韧性以及良好的高温耐热性、化学稳定性等方面的性能。1常用的刀具材料可分为工具钢、硬质合金、刀具陶瓷、超硬刀具材料四大类。工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢硬质合金：由高硬度、难熔的金属碳化物WC、TiC、TaC、NbC等加金属粘接剂如钴、镍等经粉末冶金工艺制成。硬度在72-82HRC,比高速钢的硬度62-70HRC高得多。钨钴类WC-Co：主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。钨钛钴类WC-TiC-Co：适用于加工钢料。钨钛钽铌钴类WC-TiC-TaC(NbC)-Co：通用合金。涂层硬质合金：通过物理或化学方法在刀具外表形成一层超硬涂层，以增强刀具的切削及耐磨性能。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2 O3、陶瓷等。涂层材料晶粒大小在0.5m以下。涂层厚度为5-10m。陶瓷刀具高硬度91-93.5HRA高耐磨性良好的高温性能良好的化学稳定性和抗粘接性能摩擦因素小强度和韧性差、热导率低超硬刀具材料金刚石立方氮化硼CBN2刀具按型式可分为：车刀、铣刀面铣刀、立铣刀等、刨刀、镗刀、钻头、丝锥等。4、 量检具量具：量块、游标卡尺、千分尺、内径表、外径表、水平仪、三坐标测量机、自准直仪等。检具：塞规、环规、样板、塞尺、平尺、方箱等。5、 切削液作用：润滑作用、冷却作用、清洗作用、防锈作用