【機(jī)械制造】機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)模版課件

機(jī)械加工工藝根底了解機(jī)械加工工藝過程的根本概念，工藝規(guī)程內(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而產(chǎn)生剪切、滑移變形的過程。切削金屬時，切削層金屬受到刀具的擠壓開始產(chǎn)生彈性變形，隨著刀具的推進(jìn)，應(yīng)力、應(yīng)變逐漸加大，當(dāng)應(yīng)力到達(dá)材料的屈服強(qiáng)度時產(chǎn)生塑性變形，刀具再繼續(xù)切入，當(dāng)應(yīng)力到達(dá)材料的抗拉強(qiáng)度時，金屬層被擠裂而形成切屑。

Ⅰ、滑移變形區(qū)Ⅱ、前刀面摩擦變形區(qū)

Ⅲ

、后刀面摩擦變形區(qū)

金屬的切削過程—切屑的種類

一般加工塑性金屬材料〔如軟鋼、銅、鋁等〕，在切削厚度較小、速度較高、刀具前角較大時，容易得到帶狀切屑。切削過程較平穩(wěn)，切削力波動較小，加工外表質(zhì)量高，但連續(xù)切屑會纏繞工件。加工塑性較低的金屬材料〔如黃銅〕，切削速度較低、厚度較大、刀具前角較小時產(chǎn)生；特別是當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性缺乏、加工碳素鋼材料時，容易得到節(jié)狀切屑。切削過程不太穩(wěn)定，切削力波動也較大，已加工外表質(zhì)量較低。采用小前角或負(fù)前角，以極低的切削速度和大的切削厚度切削塑性金屬〔延伸率較低的結(jié)構(gòu)鋼〕時，會產(chǎn)生粒狀切屑。切削過程不平穩(wěn)，切削力波動較大，已加工外表質(zhì)量較差。切削脆性金屬〔鑄鐵、青銅等〕時，在切削層內(nèi)靠近刃和前刀面的局部金屬未經(jīng)明顯的塑性變形就被擠裂，形成不規(guī)那么狀的碎塊切屑。材料越硬脆、刀具前角越小、切削厚度越大時，越易產(chǎn)生崩碎切屑。產(chǎn)生崩碎切削時，切削力波動大，加工外表凹凸不平，刀刃容易損壞。金屬的切削過程—積屑瘤及其影響

切削過程中，由于切屑底層與前刀面間產(chǎn)生擠壓和劇烈摩擦，在摩擦溫升和壓力到達(dá)一定程度時，切屑就黏結(jié)在刀刃附近而形成硬化的積屑瘤。積屑瘤形成后不斷增大，到達(dá)一定高度后受外力作用和振動而破裂脫落，被切屑或已加工外表帶走，故極不穩(wěn)定。積屑瘤對加工的影響增大實(shí)際前角。減少切屑變形，降低切削力。增大切削厚度。積屑瘤延伸到刃外，使得實(shí)際切削厚度增大，影響尺寸準(zhǔn)確性。增大已加工外表粗糙度。積屑瘤周期性增大脫落，可隨切屑排出或殘留在已加工面形成鱗片狀毛刺。影響刀具耐用度。積屑瘤未脫落時，起保護(hù)刀刃和減小前刀面磨損的作用，脫落時可能粘連刀具材料一起剝落而加快刀具失效。刀具的磨損過程初期磨損階段：此階段磨損較快。這是因?yàn)樾履ズ玫牡毒咄獗泶嬖谖⒂^粗糙度，且刀刃比較鋒利，刀具與工件實(shí)際接觸面積較小，壓應(yīng)力較大，使后刀面很快出現(xiàn)磨損帶。急劇磨損階段：刀具經(jīng)過正常磨損階段后已經(jīng)變鈍，如繼續(xù)切削，溫度將劇增，切削力增大，刀具磨損急劇增加。在此階段，既不能保證加工質(zhì)量，刀具材料消耗也多，甚至崩刃而完全喪失切削能力。一般應(yīng)在此階段之前及時換刀。正常磨損階段：此階段磨損速度減慢，磨損量隨時間的增加均勻增加，切削穩(wěn)定，是刀具的有效工作階段。

刀具的耐用度

刀具耐用度常用刀具耐用度參考值所謂刀具耐用度，指的是從刀具刃磨后開始切削，一直到磨損量超過允許的范圍所經(jīng)過的總切削時間，用符號T表示，單位為min。耐用度應(yīng)為切削時間，不包括對刀、測量、快進(jìn)、回程等非切削時間。工件材料的切削加工性能

機(jī)加工工藝過程的根本概念1．生產(chǎn)過程和工藝過程生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。工藝過程：改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)，使其成為成品或半成品的過程。工藝過程是生產(chǎn)過程的主要局部，其余為輔助過程。

2．工藝過程的組成安裝1工位1工步1走刀1工序走刀2工步2走刀1工位2安裝2走刀2機(jī)加工工藝過程的根本概念2．工藝過程的組成工序：一個或一組工人、同一地點(diǎn)對同一或幾個工件連續(xù)完成的那一局部工藝過程。單件小批和大批量加工劃分工序方法有很大差異。安裝：一次裝夾后所完成的那一局部工序。但一道工序可能需要屢次安裝才能完成。一次安裝后也可能分多道工序加工。工位：一工序內(nèi)，一次安裝后，工件與夾具及設(shè)備可動局部一起相對刀具占據(jù)的每一個位置。工步：同一刀具連續(xù)加工同一性質(zhì)加工要素的工序內(nèi)容。走刀：或稱進(jìn)給。余量大需分次切削時，每次為一次走刀。生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型

生產(chǎn)綱領(lǐng)：即年產(chǎn)量。企業(yè)方案一年內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度方案。N=Qn(1+α)(1+β)N——零件的年產(chǎn)量，單位為件/年；Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位為臺／年；n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，單位為件／臺；α——零件的備品率，一般為3~5%；β——零件的廢品率，一般為1~5%。備品：為防止個別零件加工后互換性不好，常多做幾件備用。生產(chǎn)類型：企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。即單件、成批和大量生產(chǎn)性質(zhì)。生產(chǎn)類型主要依據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定。類型不同，工藝過程就不同。生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年或件/年）重型零件（30kg以上）中型零件（4～30kg）輕型零件（4kg以下）單件生產(chǎn)≤5≤10≤100成批生產(chǎn)小批生產(chǎn)>5～100>10～150>100～500中批生產(chǎn)>100～300>150～500>500～5000大批生產(chǎn)>300～1000>500～5000>5000～50000大量生產(chǎn)>1000>5000>50000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)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。

包括工藝路線、各工序具體加工內(nèi)容、所用機(jī)床夾具、切削參數(shù)及工時定額等。

作用：常用工藝文件工藝過程卡工序卡刀具卡走刀路線卡1〕產(chǎn)品的裝配圖和零件圖。2〕產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。3〕產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。4〕毛坯的生產(chǎn)條件或協(xié)作關(guān)系。5〕現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料。6〕國內(nèi)外先進(jìn)工藝開展?fàn)顩r設(shè)計準(zhǔn)備資料工藝規(guī)程卡片機(jī)械加工工藝規(guī)程-工序卡片機(jī)械加工工藝規(guī)程-工序及刀具卡片機(jī)械加工工藝規(guī)程-走刀路線圖機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計

零件加工工藝性分析

零件工藝性包括：結(jié)構(gòu)形狀：在滿足使用要求的前提下加工的可行性和經(jīng)濟(jì)性。盡量防止懸臂、窄槽、內(nèi)腔尖角以及剛性不穩(wěn)的薄壁、細(xì)長桿之類的結(jié)構(gòu)，減少或防止采用成型刀具加工的結(jié)構(gòu)，孔系、內(nèi)轉(zhuǎn)角半徑等盡量按標(biāo)準(zhǔn)刀具尺寸統(tǒng)一以減少換刀次數(shù)，深腔處窄槽和轉(zhuǎn)角尺寸要充分考慮刀具的剛性等等。幾何關(guān)系：視圖完整、正確，表達(dá)清楚無歧義，幾何元素的關(guān)系應(yīng)明確，防止在圖紙上可能出現(xiàn)加工輪廓的數(shù)據(jù)不充分、尺寸模糊不清及尺寸封閉干預(yù)等缺陷。零件加工工藝性分析

工件材質(zhì)：零件毛坯材料及熱處理要求，是選擇刀具〔材料、幾何參數(shù)及使用壽命〕，確定加工工序、切削用量及選擇機(jī)床的重要依據(jù)。在滿足零件功能的前提下，盡量使用廉價的國產(chǎn)材料，不選貴重緊缺材料。零件數(shù)控加工的適應(yīng)性

適于數(shù)控加工的內(nèi)容：〔1〕通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容，應(yīng)作為優(yōu)選內(nèi)容〔如復(fù)雜線廓、型面〕?！?〕通用機(jī)床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的內(nèi)容〔如車錐面、斷面時，可利用數(shù)控車床的恒線速度功能，選擇最正確線速度，使加工后的外表粗糙度小而且均勻一致)?！?〕通用機(jī)床效率低、工人勞動強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在充裕能力的根底上進(jìn)行選擇采用。不宜數(shù)控加工的內(nèi)容：〔1〕占機(jī)調(diào)整時間長，如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個精基準(zhǔn)、要用專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容?！?〕加工部位分散，要屢次安裝、設(shè)置原點(diǎn)，這時采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床加工。毛坯確實(shí)定鑄件鍛件型材焊接件冷壓件粉末冶金件毛坯類型砂型鑄金屬模鑄壓力鑄模鍛自由鍛冷軋熱軋沖壓冷擠毛坯選擇

毛坯形狀和尺寸選擇：〔1〕鑄鍛件毛坯余量應(yīng)足夠大。鑄件有夾渣、疏松，鍛件有黑皮、飛邊和凹凸不平。〔2〕小、薄或組合件可考慮按多件連體備料，加工完成后再割開?！?〕不便裝夾的零件應(yīng)加設(shè)裝夾余料，工藝凸臺、凸耳，最后去除。工藝路線的擬定

加工表面加工方法經(jīng)濟(jì)精度等級IT表面粗糙度μm加工表面加工方法經(jīng)濟(jì)精度等級IT表面粗糙度μm外圓柱面和端面粗車半精車精車粗磨精磨研磨超精加工金剛車11～139～107～88～9655～6612.5～503.2～6.30.8～1.60.4～0.80.1～0.40.012～0.10.012～0.10.025～0.4圓柱孔鉆孔粗鏜半精鏜精鏜、鉸粗磨精磨珩磨研磨11～1211～128～97～87～86～76～75～612.5～256.3～12.51.6～3.20.8～1.60.2～0.80.1～0.20.025～0.10.025～0.1平面粗刨（銑）精刨（銑）粗磨11～138～108～912.5~501.6～6.31.25～5平面精磨刮研研磨6～76～750.16～1.250.16～1.250.006~0.1各種外表不同加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及外表粗糙度經(jīng)濟(jì)精度：在正常加工條件下所能到達(dá)的加工精度及外表粗糙度選擇外表加工方法工藝路線的擬定

外圓外表的加工路線工藝路線的擬定

孔加工路線：

①鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸：直徑小于40mm的中小孔。小直徑僅鉸一次即可②粗鏜〔或鉆〕—半精鏜—精鏜：直徑較大的孔、位置精度要求較高的孔系、單件小批生產(chǎn)中的非標(biāo)準(zhǔn)中小尺寸孔或有色金屬材料的孔③鉆-拉：多用于大批大量生產(chǎn)中加工盤、套類零件的圓孔、單鍵孔及花鍵孔。④粗鏜—半精鏜—粗磨—精磨：中小型淬硬零件的孔加工四種根本方案：劃分加工階段

加工順序的安排

〔1〕“基準(zhǔn)先行〞原那么基準(zhǔn)外表先加工，為后續(xù)工序作可靠的定位。如軸類零件第—道工序一般為銑端面鉆中心孔，然后以中心孔定位加工其它外表。〔2〕“先面后孔〞原那么當(dāng)零件上有較大的平面可以用來作為定位基準(zhǔn)時，總是先加工平面