机械加工工艺基础培训讲义
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机械加工工艺基础培训讲义机械加工工艺基础材料成形工艺基础:主要介绍机械零件毛坯成形方法的工艺特点、工艺参数的选择、各类零件毛坯的结构工艺性、零件的材料选择与成形方法选择的基本原则。
机械加工工艺基础:主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工方法的基本原则,以及零件机械加工结构工艺性。
机械加工工艺基础第一章.切削加工的基础知识第二章.金属切削机床第三章.机械加工工艺过程第四章.零件表面的加工方案第五章.零件的结构工艺性第六章.数控加工技术第一章切削加工的基础知识1.1 钳工与机械加工钳工:通过工人手持工具进行切削加工。
机械加工:采用不同的机床(如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等)对工件进行切削加工。
2.零件表面质量的概念2.1.2 形状精度Φ25 轴加工后可能产生的形状误差指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的程度;国家标准规定了六类形状公差(见下表)形状精度的标注:框格分为2格,箭头指向待表达的表面,数字表示允许误差的大小,单位为毫米。
2.1.3 位置精度指零件的实际要素(点、线、面)相对于基准之间位置的准确度。
2.2 表面粗糙度表面粗糙度:零件微观表面高低不平的程度。
产生的原因:1)切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦;2)机床、刀具和工件在加工时的振动;3)切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹;4)加工时零件表面发生塑性变形。
2.2 表面粗糙度表面粗糙度对零件质量的影响:零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大,主要有以下几个方面:1)零件表面粗糙,将使接触面积减小,单位面积压力加大,接触变形加大,磨擦阻力增大,磨损加快;2) 表面粗糙度影响配合性质。
对于间隙配合,表面粗糙易磨损,造成间隙迅速加大;对于过盈配合,在装配时,可使微小凸峰挤平,有效过盈量减少,使配合件强度降低;3)零件表面粗糙,低谷处容易聚积腐蚀性物质,且不易清除,造成表面腐蚀;4)当零件承受载荷时,凹谷处易产生应力集中,以致产生裂纹而造成零件断裂。
机械加工工艺基础培训课件1. 介绍机械加工是制造业中的重要工艺环节之一,其目的是通过对原材料的切削、粉碎、成形等方式,使之达到所需尺寸和精度要求的加工方法。
本课程将介绍机械加工工艺的基础知识,包括主要的加工方法、加工设备和加工工件等内容。
2. 加工方法2.1 切削加工切削加工是通过切削工具对工件进行材料去除的一种加工方法。
常见的切削加工方法包括车削、铣削、钻削、镗削等。
每种切削加工方法都有其特定的工具和工艺参数。
2.1.1 车削车削是一种通过旋转刀具和工件之间的相对运动,将工件上多余的材料切除的加工方法。
常见的车削方式包括内径车削、外径车削、面车削等。
铣削是一种通过铣刀对工件进行切削的加工方法。
铣削可以实现各种形状的加工,如平面、曲面、齿轮等。
2.1.3 钻削钻削是一种通过钻头对工件进行切削的加工方法。
钻削可以用于加工圆孔、斜孔和倒角等。
镗削是一种通过镗刀对工件进行切削的加工方法。
镗削主要用于加工内径尺寸和表面粗糙度要求较高的零件。
2.2 成形加工成形加工是通过对材料的塑性变形来实现加工目的的方法。
常见的成形加工方法包括锻造、压铸、冲压、拉伸等。
2.2.1 锻造锻造是一种通过对材料施加压力和热能来改变其形状和组织结构的加工方法。
锻造通常用于加工金属材料,可以得到高强度和高韧性的零件。
2.2.2 压铸压铸是一种通过将熔化的金属注入模具中,通过压力使其冷却固化的加工方法。
压铸可以用于制造各种形状复杂的零件,常用于汽车等工业领域。
2.2.3 冲压冲压是一种通过模具对金属板材进行冲击、拉伸和折弯等变形的加工方法。
冲压可以实现批量生产,并可以加工出形状复杂的零件。
2.2.4 拉伸拉伸是一种通过施加力使金属材料发生塑性变形的加工方法。
拉伸常用于制造金属丝、金属管等细长零件。
3. 加工设备3.1 机床机床是机械加工的核心设备,用于完成各种切削和成形加工。
常见的机床有车床、铣床、钻床、磨床等。
3.1.1 车床车床是一种用于进行车削加工的机床。
机械加工工艺基础讲义1. 引言机械加工是指利用机械设备对金属或非金属材料进行切削、磨削、挤压、拉伸等方法,改变其形状和尺寸的制造工艺。
机械加工工艺是生产制造领域中最基础、最重要的工艺之一。
本讲义将介绍机械加工工艺的基础知识和常用技术,帮助学习者全面了解机械加工的原理和应用。
2. 机械加工的分类机械加工可以根据不同的加工方法和工艺要求进行分类。
常见的机械加工分类包括:•切削加工:包括车削、铣削、钻削、镗削等方法,通过切削工具对工件进行材料去除,使其达到所需形状和尺寸。
•磨削加工:包括平面磨削、外圆磨削、内圆磨削等方法,通过磨削工具对工件进行表面加工,提高其精度和光洁度。
•非传统加工:包括电火花加工、激光加工、超声波加工等方法,利用非传统能量对工件进行加工,适用于特殊材料和复杂形状的加工。
•轧制加工:利用连续压力对金属材料进行加工,如轧钢、轧铝等常见轧制加工方法。
3. 机械加工工艺流程机械加工工艺主要包括工艺准备、工艺设计、工艺实施和工艺检验四个步骤。
3.1 工艺准备工艺准备阶段是机械加工的前期准备工作。
包括确定生产任务、选择加工方案、编制工艺过程卡和工艺文件等。
其中,工艺过程卡是记录机械加工过程中各个环节的关键参数和工艺要求的文件,用于指导操作者进行加工。
3.2 工艺设计工艺设计是根据产品的要求和工艺过程卡,确定适合的加工工艺路线和方法。
包括选择合适的加工设备、刀具和夹具,确定切削速度、进给量和切削深度等参数,并进行加工方案的计算和优化。
3.3 工艺实施工艺实施阶段是按照工艺设计的要求,进行机械加工操作。
包括装夹工件、调试机床、调整刀具和切削参数等步骤。
在实施过程中,需要注意安全操作,确保加工质量和人员安全。
3.4 工艺检验工艺检验是对加工后的工件进行质量检验,以保证加工质量符合要求。
常用的检验方法包括尺寸测量、外观检查、材料成分分析等。
4. 常用机械加工工艺技术机械加工工艺涉及到多种技术和操作方法。
机械加工工艺基础材料成形工艺基础:主要介绍机械零件毛坯成形方法的工艺特点、工艺参数的选择、各类零件毛坯的结构工艺性、零件的材料选择与成形方法选择的基本原则。
机械加工工艺基础:主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工方法的基本原则,以及零件机械加工结构工艺性。
机械加工工艺基础第一章.切削加工的基础知识第二章.金属切削机床第三章.机械加工工艺过程第四章.零件表面的加工方案第五章.零件的结构工艺性第六章.数控加工技术第一章切削加工的基础知识1.1 钳工与机械加工钳工:通过工人手持工具进行切削加工。
机械加工:采用不同的机床(如车床、铣床、刨床、磨床、钻床等)对工件进行切削加工。
2.零件表面质量的概念2.1.2 形状精度Φ25 轴加工后可能产生的形状误差2.1.2 形状精度指零件上实际要素的形状与理想形状相符合的程度;国家标准规定了六类形状公差(见下表)形状精度的标注:框格分为2格,箭头指向待表达的表面,数字表示允许误差的大小,单位为毫米。
2.1.3 位置精度指零件的实际要素(点、线、面)相对于基准之间位置的准确度。
2.2 表面粗糙度表面粗糙度:零件微观表面高低不平的程度。
产生的原因:1)切削时刀具与工件相对运动产生的磨擦;2)机床、刀具和工件在加工时的振动;3)切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹;4)加工时零件表面发生塑性变形。
2.2 表面粗糙度表面粗糙度对零件质量的影响:零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大,主要有以下几个方面:1)零件表面粗糙,将使接触面积减小,单位面积压力加大,接触变形加大,磨擦阻力增大,磨损加快;2) 表面粗糙度影响配合性质。
对于间隙配合,表面粗糙易磨损,造成间隙迅速加大;对于过盈配合,在装配时,可使微小凸峰挤平,有效过盈量减少,使配合件强度降低;3)零件表面粗糙,低谷处容易聚积腐蚀性物质,且不易清除,造成表面腐蚀;4)当零件承受载荷时,凹谷处易产生应力集中,以致产生裂纹而造成零件断裂。
2.2 表面粗糙度评定参数:常用的是轮廓算术平均偏差Ra2.2 表面粗糙度表面粗糙度符号的意义及应用2.3 常见加工方法的Ra表面特征3.1 切削运动3.2切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量切削速度:切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度,用V表示,单位为m/s进给量:刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量,用f表示,车、钻和铣削时单位为mm/r背吃刀量: 已加工表面和待加工表面之间的垂直距离,用ap表示,单位为mm,如下图:3.3 切削用量的合理选择问题(1)粗加工按ap-f-v的顺序选择a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次数尽快切除多余金属,只留后续工序的加工余量,所以应根据毛坯尺寸首先选择apb、粗加工不必考虑表面粗糙度,在ap确定后,选取大的f,减少走刀时间c、ap和f确定后,在机床功率和刀具耐用度允许的前提下选择v(2)精加工按v -f- ap的顺序选择精加工的主要目的是保证产品质量和降低零件的表面粗糙度。
因此首先应选择尽可能高的v,然后选择达到表面粗糙度要求的f,最后再根据精加工余量决定ap4.1.1 常用的刀具材料常用的硬质合金有:钨钴钛类(牌号YT)硬质合金:适合于加工钢等塑性材料,其代号有YT5、YT15、YT30等,粗加工用YT5, 精加工用YT30;钨钴类(牌号YG)硬质合金:适合于加工铸铁、青铜等脆性材料,其代号有YG3、YG6、YG8等,粗加工用YG8,精加工用YG3。
4.1.2其它刀具材料陶瓷:常用的刀具陶瓷有两种: Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。
陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性,其主要缺点是抗弯强度低,冲击韧性很差,不能承受较大的冲击载荷。
金刚石:它分三种天然单晶金刚石刀具整体人造聚晶金刚石刀具金刚石复合刀片立方氧化硼:由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成4.2.3 刃倾角λs刃倾角λs:在切削平面中,主切削刃与基面之间的夹角。
它主要影响刀头的强度和排屑方向。
一般取λs = -10° ~ +10 °, 粗加工时常取负值,增加刀头强度;精加工时常取正值,避免切屑擦伤已加工表面。
4.2.4 刃倾角λs的正与负当刀尖在主切削刃上最高点时,λs为正值,反之为负值。
4.3 刀具角度的合理选择问题原则:粗加工时,为了提高切削效率,切削力会较大,因此强度要高;精加工时,切削力较小,为了保证零件质量因此刀具较锋利。
粗加工:前角、后角均小,强度高精加工:前角、后角均大,刀具锋利主偏角:车台阶轴:取90度既车外圆又车端面,取45度副偏角:为降低表面粗糙度,取小值:一般为:5-15度刃倾角:粗加工常取负值,精加工取正值6.3 切削力1、切向力(切削力)Fz :总切削力在主运动方向上的正投影,其大小约占总切削力的95~99%,是三个分力中最大的。
消耗功率最多的分力,它是机床动力、重要零件的强度和刚度设计和校核的主要依据;2、轴向力(进给力)Fx : 总切削力在进给方向上的正投影,其大小约占总切削力的1~5%, 它是设计和验算机床进给机构必须的参数;3、径向力(背向力)Fy: 总切削力在垂直工作平面上的分力,它作用在工件刚性较差的方向,容易使工件变形,同时引起振动,影响加工精度。
所以加工刚性较差的工件(如细长轴)时,应该力求减少切削力。
6.3 切削力主偏角影响径向力的分配:第八章零件表面的加工方案第八章零件表面的加工方案第二章金属切削机床1、机床的类型金属切削机床是用来对工件进行加工的机器,故称为“工作母机”,习惯上称机床。
按加工性质和所用刀具分类:分为车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等12大类;按精度分类:分为普通精度、精密和高精度三种;按重量分类:分为一般机床、大型机床和重型机床。
机床的型号:如:C6136表示…2、机床的基本结构1.主传动部件:用来实现机床主运动;2 .进给传动部件:主要用来实现机床进给运动;3 .工件安装装置:用来安装工件;4 .刀具安装装置:用来安装刀具;5 .支承件:用来支承和连接机床各零部件,是机床的基础构件;6 .机床动力部件:为机床提供动力。
3、机床的传动机床的传动有机械、液压、气动、电气等多种形势,最常见的是机械传动和液压传动。
机械传动包括皮带传动、齿轮传动、涡轮蜗杆传动、齿轮齿条传动和丝杆螺母传动3.1 皮带传动皮带传动是靠胶带与带轮之间的磨擦作用,将主动皮带轮的转动传递到另一个被动皮带轮上去的。
皮带传动的优点是传动平稳、轴间距较大,结构简单、制造维修方便,过载时皮带打滑。
不易引起机器损坏;其缺点是不能保证精确的传动比,且磨擦损失大,传动效率较低。
3.1 皮带传动如果考虑皮带与皮带轮之间的滑动,其传动比为:i = ( d1 / d2) ε= (n2 / n1) ε式中: d1—主动皮带轮的直径 d2—被动皮带轮的直径n1—主动皮带轮的转速 n2—被动皮带轮的转速ε—滑动系数,约为0.983.2 齿轮传动齿轮传动是目前机床中应用最多的一种传动方式,这种传动方式种类多,如直齿、斜齿、人字齿、圆弧齿轮传动等,最常见的是直齿圆柱齿轮。
设:z1和n1分别为主动轮的齿数和转速z2和n2分别为被动轮的齿数和转速传动比 i = ( z1 / z2) = (n2 / n1)3.3 涡轮、蜗杆传动采用这种方式,只能由蜗杆带动蜗轮传动,其传动的优点是:可获得较大的降速比,传动平稳、噪音小,结构紧凑。
其缺点是传动效率低,并需要良好的润滑条件3.4 齿轮、齿条传动齿轮齿条传动机构可将旋转运动转变为直线运动(当齿轮为主动轮时),也可将直线运动转变为旋转运动(当齿条为主动件时),在实际运用中,以前者居多。
齿轮齿条传动的效率很高,但制造精度不高时,传动的平稳性和准确性较差。
3.5 丝杆、螺母传动丝杆、螺母传动可使旋转运动变成直线运动,例如在车床上车螺纹时,丝杆旋转,合上开合螺母后,刀架便作纵向运动。
其传动的优点是工作平稳,无噪音,其缺点是传动效率较低。
4、机床的变速机构在一般的通用机床上通过变速机构实现接近理想值的切削速度。
变换机床转速的主要装置是机床的齿轮箱,齿轮箱变速机构的形式多样,最常见的为滑动齿轮变速机构和离合器式齿轮变速机构4.1 滑动齿轮变速机构带长键的从动轴Ⅱ上装有滑动齿轮z2, z4, z6 , 通过手柄上的拨叉可使它们分别与固定在主动轴Ⅰ上的齿轮z1, z3, z5 相啮合,其传动比i 1= z1 / z2 i 2= z3 / z4 i 3= z5 / z6轴Ⅱ的转速分别为:n2= i 1n1 或n2= i 2n1或 n2= i 3n1(式中n1为轴Ⅰ的转速, n2为轴Ⅱ的转速)4.2 离合器式齿轮变速机构从动轴Ⅱ两端空套有齿轮z2和z4,它们分别与固定在主动轴Ⅰ上的齿轮z1和z3啮合。
轴Ⅱ中部带有键3,并装有压嵌式离合器4。
当手柄左移或右移离合器时,离合器的爪1与齿轮z2啮合或爪2与齿轮z4啮合,这样轴Ⅱ可得到两种不同的转速,其传动比是: i1= z1 / z2i 2= z3 / z46.2 铣削的主要加工范围齿轮的种类和用途7.2 刨削加工的范围7.3 插削主要加工范围钻削加工的范围第八章零件表面的加工方案第八章零件表面的加工方案第三章机械加工工艺过程1.生产类型按产量划分:1.生产类型1.单件小批生产:很少重复,重型机器和试制零件时通常是这种生产形式。
2.成批生产:成批的制造某种零件,每隔一段时间又重复生产。
如一般的机床制造厂的生产。
3.大量生产:在大多数工作地点,经常重复进行同一种零件的某一工序生产,如汽车制造厂、轴承厂等的生产。
制定生产工艺通常要根据生产类型来进行2.工件的安装直接安装法:工件直接安装在工作台或采用通用夹具(三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、平口钳、电磁吸盘等标准附件),有时要对工件进行划线找正,再行夹紧。
专用夹具安装:工件安装在为其加工而专门设计的夹具中,无须找正,迅速保证工件对刀具和机床的准确定位。
节约时间,生产效率高,但夹具的设计和制造需要一定的成本。
3.夹具简介夹具是用来将待加工工件固定的装置。
夹具一般可分为通用夹具和专用夹具两种,此外还发展了通用可调夹具、成组夹具和组合夹具等类型的夹具。
3.1 夹具的分类1.通用夹具:指一般已经标准化,不需特殊调整就可以用来装夹不同工件的刀具,如:三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、分度头、平口钳、电磁吸盘,通用夹具价格较低,使用范围广泛,但生产效率不如专用夹具。
故一般仅适用于单件小批量生产。
2.专用夹具:是指为某一零件的加工而专门设计和制造的夹具,既可以保证加工精度,又提高生产效率,但夹具需要一定的投资。
所以主要用于成批及大量生产中。