第三章工艺规程设计
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第三章机械加工工艺规程的制定§3-1基本概念一.生产过程与工艺过程(一)生产过程从原材料到机械产品出厂的全部劳动过程。
包括:1)生产技术准备过程2)毛坯的制造3)零件的机械加工及热处理4)产品的装配、检验、试车、油漆、包装等。
5)产品的辅助劳动过程直接生产过程被加工对象的尺寸、形状或性能、位置产生一定的变化。
如:零件的机械加工、热处理、装配等。
间接生产过程:不使加工对象产生直接变化。
如:工装夹具的制造、工件的运输、设备的维护等。
(二)机械加工工艺过程是生产过程的一部分,是对零件采用各种加工方法,直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能,使之成为合格零件的全部劳动过程。
工艺:使各种原材料、半成品成为成品的方法和过程工艺过程:在生产过程中,凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品和半成品的过程。
二.机械加工工艺过程的组成1.工序一个或一组工人,在一台机床或一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
划分工序的主要依据:工作地点是否改变和加工是否连续完成。
同一零件,同样的加工内容可以有不同的工序安排。
如图所示的阶梯轴的加工:加工内容:1.加工小端面 2.小端面钻中心孔3.加工大端面 4.大端面钻中心孔5.车大端外圆 6.对大端倒角7.车小端外圆8.对小端倒角9.精车外圆10.铣键槽11.去毛刺工序1:加工内容1到9——车床工序2:加工内容10、11——铣床(手工去毛刺)工序1:加工内容1、2、7、8—加工小端工序2:加工内容3、4、5、6—加工大端工序3:加工内容9工序4:加工内容10、11 第三种工序安排:工序1:加工内容:1、2、3、4—铣两端面打中心孔工序2:加工内容:5、6、7、8—仿形车外圆、倒角工序3:加工内容:9—精车外圆工序4:加工内容:1—铣键槽工序5:加工内容:11—去毛刺2、安装如果在一个工序中要对工件进行几次装夹,则每次装夹下完成的那部分加工内容称为一个安装。
目录第一章零件工艺分析及生产类型的确定 (3)1.1零件图样的分析 (3)1.2零件的工艺分析 (3)1.3审查零件的结构工艺性 (4)1.4确定零件的生产类型 (4)第二章选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (4)2.1毛坯的选择 (5)2.2锻件质量 (5)2.3锻件形状复杂系数 (5)2.4锻件材质系数 (5)2.5绘制活塞杆锻造毛坯简图 (5)第三章拟定活塞杆工艺路线 (6)3.1基准的选择 (7)3.2各表面加工方案的确定 (7)3.3加工顺序的安排 (7)3.4划分阶段 (7)3.5工序的集中与分散 (7)3.6机械加工工序的安排 (7)3.7热处理工序的安排 (7)3.8辅助工序的安排 (8)3.9确定工艺路线 (8)第四章确定机械加工余量、工序尺寸及公差 (9)第五章选择机床及工艺设备 (10)5.1 选择机床 (11)5.2 选择刀具 (11)5.3 选择夹具 (11)5.4 选择量具 (11)第六章确定切削用量及基本工时 (11)6.1 工序4数据计算 (11)6.2 工序5数据计算 (13)6.3 工序6数据计算 (15)6.4 工序8数据计算 (16)6.5 工序9数据计算 (17)6.6 工序10数据计算 (18)6.7 工序11数据计算 (19)6.8 工序13数据计算 (20)6.9 工序15数据计算 (21)6.10工序17数据计算 (22)第一章零件工艺分析及生产类型的确定1.1零件图样的分析mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。
(1)φ500-.0025mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。
(2)左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ500-.0025(3)1:20圆锥面轴心线与活塞杆φ500mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。
-.0025(4)1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。
(5)1:20圆锥面涂色检查,接触面积不小于80%。
课程设计-零件的机械加工工艺规程的编制及工装设计摘要本文旨在介绍零件机械加工工艺规程的编制方法和工装设计要点,为机械加工领域的学生和工程师提供参考。
引言机械加工工艺规程的编制是确保加工质量、提高生产效率的关键环节。
合理的工艺规程和工装设计能够显著提升加工精度和生产效率。
第一章:零件加工工艺规程编制1.1 零件分析对零件的几何形状、尺寸、材料等进行详细分析。
1.2 加工工艺路线确定根据零件特点确定加工顺序和加工方法。
1.3 工艺参数选择选择合适的切削参数,如切削速度、进给速度、切削深度等。
1.4 工艺文件编制编制工艺卡片、工艺流程图等工艺文件。
第二章:工装设计2.1 工装设计原则介绍工装设计的基本原则,如定位精度、夹紧稳定性等。
2.2 夹具设计根据加工工艺要求设计夹具,确保零件的定位和夹紧。
2.3 刀具选择选择合适的刀具,考虑刀具材料、类型、尺寸等因素。
2.4 量具与检测选择合适的量具,制定检测方案,确保加工质量。
第三章:工艺规程编制实例3.1 零件选择选择一个具体的零件作为工艺规程编制的实例。
3.2 工艺路线分析对选定零件的加工工艺路线进行详细分析。
3.3 工艺参数确定确定加工过程中的工艺参数。
3.4 工艺文件编制编制该零件的工艺卡片和工艺流程图。
第四章:工装设计实例4.1 夹具设计针对选定零件的加工特点,设计相应的夹具。
4.2 刀具选择与设计选择和设计适合该零件加工的刀具。
4.3 量具选择与检测方案选择适合的量具,并制定检测方案。
第五章:质量控制与优化5.1 加工质量控制制定加工过程中的质量控制措施。
5.2 工艺优化分析工艺过程中的瓶颈,提出优化建议。
5.3 成本控制考虑加工成本,提出成本控制措施。
结论机械加工工艺规程的编制和工装设计是确保加工质量和效率的重要环节。
通过合理的工艺设计和精确的工装配合,可以有效提升零件加工的精度和生产效率,为企业创造更大的价值。
第三章机械加工与装配工艺规程制定1、什么是机械加工工艺过程?答:用机械的加工方法(包括钳工的手工操作)按规定的顺序把毛坯(包括轧制材料)变成零件的全部过程。
2、工艺过程的基本单元是什么?如何划分?答:工序是工艺过程的基本单元。
工艺过程可分为工序、安装、工位、工步和走刀。
3、什么是工序、安装、工步、工位和走刀?答:1、工序指的是一个工人(或一组工人)在一个工作地点(一般是指一台机床)对一个工件(对多轴机床来说是同时对几个工件)所连续完成的那一部分工艺过程。
2、一个工序有时在零件的几次装夹下完成,这时在零件每装夹一次下所完成的那部分工作称为一次安装。
3、在多轴机床上或在带有转位夹具的机床上加工时,工件在机床上所占有的一个位置上所完成的那部分工作称为一个工位。
4、在加工表面、切削刀具和切削用量(对车削来说,指主轴转速和车刀进给量,不包括切深,对其他加工也类似)都不变的情况下所连续完成的那一部分工作。
5、刀具在加工表面上对工件每一次切削所完成的那一部分工作称为一次走刀。
4、机械加工工艺规程制订的指导思想?答:保证质量、提高效率、降低成本。
三者关系是,在保证质量的前提下,最大限度的提高生产率,满足生产量要求;尽可能地节约耗费、减少投资、降低制造成本。
5、不同生产类型的工艺过程的特点是什么?答:企业生产专业化程度的分类称为生产类型,机械制造业一般有三种生产类型,即大量生产、成批生产和单件生产。
单件小批生产中,要能适应各种经常变化的加工对象,广泛使用万能机床、通用夹具、通用刀具和万能量具,一般采用较低精度的毛坯大批大量生产下,广泛使用各种高效率的、自动化程度高、专用的机床、夹具、刀具和量具,一般尽可能使用精度较高的毛坯。
6、什么是机械加工工艺规程?它的作用是什么?工艺规程的设计的原则和步骤有哪些?答:将合理的工艺过程和操作方法,按照一定的格式写成文件,用来指导生产,这个工艺文件就叫做加工工艺规程。
工艺规程的作用:(1) 工艺规程是组织生产的指导性文件。
《机械加工实训》全套教案第一章:机械加工概述1.1 课程简介本章主要介绍机械加工的基本概念、类型和特点,以及机械加工工艺的基本原则和基本方法。
1.2 教学目标(1)了解机械加工的基本概念、类型和特点;(2)掌握机械加工工艺的基本原则和基本方法;(3)了解机械加工过程中的工艺参数选择和工艺方案制定。
1.3 教学内容1.3.1 机械加工的基本概念1.3.2 机械加工的类型和特点1.3.3 机械加工工艺的基本原则1.3.4 机械加工工艺的基本方法1.3.5 机械加工过程中的工艺参数选择和工艺方案制定1.4 教学重点与难点1.4.1 教学重点:机械加工的基本概念、类型和特点,机械加工工艺的基本原则和基本方法。
1.4.2 教学难点:机械加工过程中的工艺参数选择和工艺方案制定。
1.5 教学方法与手段1.5.1 教学方法:讲授、案例分析、小组讨论。
1.5.2 教学手段:多媒体课件、实物展示、教学模具。
第二章:金属切削加工基本理论2.1 课程简介本章主要介绍金属切削加工的基本理论,包括金属切削过程、切削力、切削温度和切削液的作用。
2.2 教学目标(1)掌握金属切削加工的基本过程;(2)了解切削力的产生、测量和计算方法;(3)掌握切削温度的产生、测量和控制方法;(4)了解切削液的作用、选择和应用。
2.3 教学内容2.3.1 金属切削过程2.3.2 切削力的产生、测量和计算方法2.3.3 切削温度的产生、测量和控制方法2.3.4 切削液的作用、选择和应用2.4 教学重点与难点2.4.1 教学重点:金属切削加工的基本过程,切削力、切削温度和切削液的作用。
2.4.2 教学难点:切削力的计算方法,切削温度的测量和控制方法,切削液的选择和应用。
2.5 教学方法与手段2.5.1 教学方法:讲授、案例分析、实验演示。
2.5.2 教学手段:多媒体课件、实物展示、教学模具、实验设备。
第三章:机械加工工艺规程设计3.1 课程简介本章主要介绍机械加工工艺规程的设计方法,包括工艺路线的制定、工艺参数的选择和工艺文件的编制。
毕业论文(设计)轴套零件的机械加工工艺规程与专用夹具设计院系航空机械制造工程学院专业数控技术班级学号姓名张晓琳指导老师二Ο一三年十月二十五日毕业设计(论文)任务书数控技术专业班姓名学号设计题目:轴套零件的加工工艺规程编制和专用夹具设计设计内容及要求:1.对零件图进行检查和分析,改正错误。
2.用CAD绘制并打印零件图1张(2号图纸各1张)。
3.制定该零件的数控加工工艺规程。
(要求在设计说明书中详细阐述数控加工工艺制订的过程与依据,工艺文件需单独装订。
)4.设计指定工序的专用夹具,绘制夹具装配总图(1号图纸)。
5.完成零件的三维建模,并按设计的工序进行计算机辅助制造。
对于铣削加工部分,用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟,自动生成数控加工程序;对于车削加工部分,用手工编程的方式写出数控加工程序。
(要求在设计说明书中详细说明CAD与CAM的过程)6.编写设计说明书。
(格式参看毕业设计论文撰写规范,不少于40页)7.需交材料:纸质材料(毕业设计说明书一份\工艺文件一套、零件图一张、夹具总装图\夹具零件图各一张A2\A3)和电子文档各一份;毕业顶岗实习鉴定一份。
数控教研室2013 年 10 月设计内容:1、产品零件图 1张2、产品毛坯图 1张3、专用夹具零件图 2张3、加工工艺过程卡 1份4、机械加工工序卡片 1份5、专用夹具设计装配图 1张6、毕业设计说明书 1份7、顶岗实习报告 1份诚信声明本人郑重声明:所呈交的大专毕业论文(设计),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究所取得的成果。
尽我所知,除了设计(论文)中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业论文(设计)作者签名:张晓琳2013 年10月25日目录摘要前言第一章零件工艺分析............................................................................错误!未定义书签。
零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计机械制造技术基础课程设计指导书目录第一章概述 (03)第二章机械加工工艺规程的制定 (08)第一节零件的分析与毛坯的选择 (09)第二节工艺路线的拟定 (10)第三节工序设计及工艺文件的填写 (13)第三章机床夹具设计 (16)第一节夹具设计的步骤 (16)第二节夹具设计举例 (21)附录一机械制造技术基础课程设计说明书实例 (28)附录二部分相关标准 (63)第一章概述机械制造技术基础课程设计,是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本设计能力培养的实践课程;是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能,分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节;是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面应用训练。
机械制造技术基础课程设计,是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。
即以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象,在确定其毛坯制造工艺的基础上,编制其机械加工工艺规程,并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。
一、课程设计的目的机械制造技术基础课程设计是为未来从事机械制造技术工作的一次基本应用能力的全面训练。
通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力,以及设计机床夹具的能力。
在设计过程中,学生应熟悉有关标准和设计资料,学会使用有关手册和数据库。
1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。
2、提高结构设计能力。
学生通过夹具设计的训练,应获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。
3、学会使用手册、图表及数据库资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处,能够做到熟练运用。
二、课程设计的内容1、课程设计题目。
机械制造技术基础课程设计题目为:XXXX 零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计2、课程设计的内容。
夹具课程设计机制工艺课程设计说明书设计题目:壳体的机械加工的工艺规程及典型夹具设计专业班级:机械电子工程机器人班学生姓名:学生学号:14902121指导教师:黑龙江大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目:壳体的机械加工的工艺规程及典型夹具设计设计内容:1. 绘制零件图和毛坯图各一张。
2. 编制零件的加工工艺过程,并填写加工工艺过程卡及工序卡一套。
3. 涉及指定工序的夹具,绘制夹具装配总图一套。
4. 绘制夹具的非标零件图一张。
5. 编写设计说明书一份。
指导教师:年月曰目录第一章绪论 ...........................§ 1.1课程设计的目的 ........§ 1.2课程设计的题目 ........§ 1.3课程设计的内容 ........§ 1.4课程设计的进度表 ......第二章零件设计与工艺分析 .............§ 2.1零件的作用 ............§ 2.2确定毛坯种类及加工方式§ 2.3零件的工艺性分析……§ 2.4机械加工工艺过程卡片…§ 2.5机械加工工序卡片 ......§ 2.6机械加工余量 ..........第三章工艺规程设计.................§ 3.1加工方案的选择 ........§ 3.2制定工艺路线 ..........§ 3.3定位基准的选择与分析…§ 3.3.1粗基准的选择§ 3.3.2精基准的选择第四章壳体钻孔夹具设计...............§ 4.1夹具分析 .................§ 4.2夹具设计 .................§ 4.2.1定位方案及元件的分析与设计§ 4.2.2夹紧方案设计.............§ 4.2.3钻套设计.................§ 4.2.4夹具体整体设计...........§ 4.3夹具图 ................... 第五章设计心得体会 ..................... 参考文献 ...............................第一章:机制工艺课程设计概述1.1课程设计的目的机制工艺课程设计是在学完了该门课程之后的一个重要的实践教学环节,机制工艺课程设计是对学生未来从事机械制造工艺工作的一次基本训练。
第3章工艺规程设计3.1概述3.1.1机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的。
每一个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。
1.工序工序是指一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。
划分工序的依据是“三不变,一连续”。
工人(操作者)、工作地(机床)和工件(加工对象)三个要素中任一要素的变更即构成新的工序;连续是指工序内对一个工件的加工内容必须连续完成,否则即构成另一工序。
例如图3.1所示的阶梯轴,当单件小批生产时,其加工工艺及工序划分如表3.1所示。
当中批生产时,其工序划分如表3.2所示。
工序是工艺过程的基本单元,又是生产计划和成本核算的基本单元。
图3.1 阶梯轴简图表3.1 阶梯轴加工工艺过程(单件小批生产)表3.2 阶梯轴加工工艺(中批生产)2.安装工件在加工之前,在机床或夹具上先占据一正确的位置(定位),然后再予以夹紧的过程称为装夹。
工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那部分工序内容称为安装。
在一道工序中,工件可能只装夹一次,也可能装夹几次,例如表3.2中,工序30中一次安装即可加工出键槽,而工序20中,为了车出全部外圆至少需要两次安装。
安装次数多,既增加安装误差又增加装夹辅助时间。
故加工中应尽可能减少安装次数。
3.工位为减少工序中的装夹次数,常常采用各种移动或转动工作台、回转夹具或移位夹具,使工件在一次安装中可先后在机床上占有不同的位置进行连续加工。
为了完成一定的工序内容,一次装夹工件后,工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。
如图3.2所示,在三轴钻床上利用回转工作台在一次安装中可连续完成每个工件的装卸、钻孔、扩孔和铰孔四个工位的加工。
采用多工位加工,可以提高生产率和保证加工表面间的相互位置精度。
图3.2 多工位加工工位Ⅰ—装卸工件工位Ⅱ—钻孔工位Ⅲ—扩孔工位Ⅳ—铰孔4.工步与走刀在一个工序内,往往需要采用不同的工具对不同的表面进行加工。
为了便于分析和描述比较复杂的工序,更好地组织生产和计算工时,工序还可以进一步划分为工步。
工步是指加工表面(或装配时的联接表面)和加工(或装配)工具不变的条件下所完成的那部分工艺过程。
一个工序可以包括几个工步,也可以只包括一个工步。
例如表3.2中,工序20包括车各外圆表面、车槽及倒角等较多工步,而工序30只包括铣键槽一个工步。
构成工步的任一因素(加工表面和刀具)改变后,则构成另一个工步。
但是,对于一次安装中连续进行的若干相同的工步,通常算作一个工步。
如图3.3所示,用一把钻头连续钻削四个φ15的孔,可写成一个工步——钻4-φ15孔。
图3.3 加工四个相同表面的工步为了提高生产效率,用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步,也可看作是一个工步,称为复合工步。
如图3.4所示。
在一个工步内,若被加工表面需要切去的金属层很厚,需要分几次切削,则每进行一次切削就称为一次走刀。
一个工步可包括一次或几次走刀。
图3.4 复合工步3.1.2工艺规程工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件。
它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按规定的形式书写成工艺文件,经审批后用来指导生产。
1.工艺规程的作用工艺过程一般包括的内容有:零件加工的工艺路线、各工序的具体加工内容、切削用量、时间定额以及所采用的设备和工艺装备等。
因此,工艺规程具有以下几方面的作用:(1)工艺规程是指导生产的主要技术文件合理的工艺规程是在总结广大工人和技术人员的实践经验基础上,依据工艺理论和必要的工艺试验,又结合具体的生产条件制定的,并在实践过程中不断地加以改进和完善。
按照工艺规程进行生产,可以稳定地保证产品质量和获得较高得生产效率和经济效果。
因此,生产中应严格地执行既定的工艺规程。
但是,工艺规程也不是固定不变的,它可根据生产实际情况进行修改,但必须要有严格的审批手续。
(2)工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据从工艺规程所涉及的内容可以看出,在生产组织和管理中,产品投产前原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准备、机床负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、生产计划的制定、劳动力的组织以及生产成本的核算等,都是以工艺规程作为基本依据的。
(3)工艺规程是新建、扩建或改建工厂及车间的基本资料在新建、扩建或改建工厂及车间时,只有根据工艺规程和生产纲领才能正确地确定:生产所需的机床和其它设备的种类、规格和数量,车间的面积,机床的布置,生产工人的工种、技术等级及数量,以及辅助部门的安排等。
2.工艺规程的设计原则工艺规程的设计原则是:优质、高产、低成本。
即在保证产品质量的前提下,以最少的劳动量和最低的成本,在规定的时间内,可靠地加工出符合图样及技术要求的零件。
在设计工艺规程时,应注意以下问题:(1)技术上的先进性在进行工艺规程设计时,要全面了解国内外本行业工艺技术的发展水平,积极采用适用的先进工艺和装备,使所设计的工艺规程在一定时间内保持相对的稳定性和先进性,而不至于经常作大的修改。
(2)经济上的合理性在采用高生产率的设备与工艺装备时要注意与生产纲领相适应。
对于在一定条件下可能会出现的几种能够保证零件技术要求的工艺方案,应进行经济性分析和对比,从中选出最经济合理的方案。
(3)良好的劳动条件设计工艺规程时要注意保证生产安全,尽量减轻工人的劳动强度,避免环境污染。
在工艺方案上可注意采用机械化或自动化措施,将工人从某些繁重的体力劳动中解放出来。
3.工艺规程设计所需的原始资料设计工艺规程通常需要下列原始资料:①产品的全套装配图和零件工作图;②产品验收的质量标准;③产品的生产纲领;④毛坯资料,包括各种毛坯制造方法的技术经济特征,各种钢型材的品种和规格,毛坯图等;在无毛坯图的情况下,需实地了解毛坯的形状、尺寸及机械性能等;⑤现场的生产条件,要了解毛坯的生产能力及技术水平,加工设备和工艺装备的规格及性能,工人的技术水平以及专用设备及工艺装备的制造能力等;⑥工艺规程设计时应尽可能多地了解国内外相应生产技术的发展情况,同时还要结合本厂实际,合理地引进、采用新技术、新工艺;⑦有关的工艺手册及图册。
3.2机械加工工艺规程设计3.2.1零件工艺分析设计工艺规程时,首先应分析产品的零件图和所在部件的装配图,熟悉产品的用途、性能及工作条件,并找出其主要的技术要求和规定它的依据,然后对零件图进行工艺分析。
工艺分析主要有以下两个方面内容:1.零件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各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其他要求;⑤热处理要求及其它技术要求(如动平衡等)。
对零件图具体的技术要求分析内容有:(1)零件的视图、尺寸、公差和技术要求等是否齐全了解零件的各项技术要求,找出主要技术要求和加工关键,以便制订相应的加工工艺。
(2)零件图所规定的加工要求是否合理如图3.5所示的汽车钢板弹簧吊耳,使用时钢板弹簧与吊耳的内侧面是不接触的,所以吊耳内侧面的表面粗糙度值,可由原设计要求的Ra3.2um增大到Ra12.5um,这样就可以在铣削时增大进给量,以提高生产率。
图3.5 汽车钢板弹簧吊耳(3)零件的选材是否恰当,热处理要求是否合理如图3.6所示的方头销,方头部分要求淬火硬度为55~60HRC,所选材料为T8A,零件上有一个小孔φ2H7要求装配时配作。
由于零件全长只有15mm,方头部分长为4mm,所以用T8A材料局部淬火势必使全长均被淬硬,以至装配时φ2H7无法加工。
若材料改用20Cr钢,局部渗碳淬火,便能解决问题。
图3.6 方头销2.零件结构及其工艺性分析对零件的结构分析主要注意以下问题:(1)机械零件的结构,由于使用要求不同而具有各种形状和尺寸。
但是,如果从形体上加以分析,各种零件都是由一些基本的表面和成形表面组成的。
基本表面有内外圆柱表面,圆锥表面和平面等;成形表面主要有螺旋面、渐开线齿形表面及其它一些成形表面等。
在研究具体零件的结构特点时,首先要分析该零件是由哪些表面组成的,因为表面形状是选择加工方法的基本因素。
例如,外圆表面一般是由车削和磨削加工出来;内孔则多通过钻、扩、铰、拉、镗和磨削等加工方法获得。
除表面形状外,尺寸对工艺也有重要的影响。
以内孔为例,大孔与小孔,深孔与浅孔在工艺上均有不同特点。
(2)在分析零件的结构时,不仅要注意零件的各个构成表面本身的特征,而且还要注意这些表面的不同组合,正是这些不同的组合才形成零件结构上的特点。
例如以内外圆为主的表面,既可组成轴类、盘类零件,也可组成套筒类零件。
对于套筒类零件,既可是一般的轴套,也可以是形状复杂或刚性很差的薄壁套筒。
显然,上述不同结构的零件在工艺上往往有着较大的差异。
在机械制造中,通常按照零件结构和加工工艺过程的相似性,将各种零件大致分为轴类零件、套筒类零件、盘环类零件、叉架类零件以及箱体等。
另外,特别要注意分析零件的刚度情况,对刚度特别薄弱的部位,在加工时要注意采取相应的工艺措施以防止受力变形。
同时还要注意分析零件刚度的方向,例如套筒类零件的轴向刚度大于径向刚度,所以夹紧时常将径向夹紧改为轴向夹紧。
(3)在研究零件的结构时,还要注意审查零件的结构工艺性。
零件的结构工艺性是指零件的结构在保证使用要求的前提下,是否能以较高的生产率和最低的成本方便地制造出来的特性。
使用性能完全不同的两个零件,它们的制造方法和制造成本可能有很大的差别。
在进行零件的结构分析时应考虑到加工时的装夹、对刀、测量、切削效率等。
结构工艺性不好会使加工困难,浪费工时,浪费材料,甚至无法加工。
表3.3列出了零件机械加工结构工艺性对比的一些实例。
表3.3 零件机械加工结构工艺性的对比3.2.2毛坯的选择毛坯是根据零件(或产品)所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。
毛坯的种类、形状、尺寸及精度对机械加工工艺过程、产品质量、材料消耗和生产成本有着直接影响。
因此,在设计工艺规程时必须正确地选择毛坯的种类和确定毛坯的形状。
1.毛坯种类的选择机械加工中常用的毛坯种类有:铸件、锻件、焊接件、型材、冲压件、粉末冶金件和工程塑料件等。
根据零件的材料和对材料力学性能的要求、零件结构形状和尺寸大小、零件的生产纲领和现场生产条件以及利用新工艺、新技术的可能性等因素,可参考表3.4确定毛坯的种类。
表3.4 机械制造业常用毛坯种类及其特点2.确定毛坯的形状和尺寸现代机械制造发展的趋势之一是精化毛坯,使其形状和尺寸尽量与零件接近,从而进行少切屑加工甚至无屑加工。
但由于毛坯制造技术和成本的限制,产品零件的加工精度和表面质量的要求越来越高,所以毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量,以便通过机械加工达到零件的技术要求。