机械零件加工工艺设计过程的基本知识
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机械零件加工工艺过程的基本知识机械零件加工工艺过程是指通过一系列的工艺方法和工艺流程,对零件进行材料加工、成形和加工表面处理等过程,最终使得零件达到所需的形状、尺寸、质量和表面粗糙度等要求。
下面将介绍机械零件加工工艺过程的基本知识。
一、机械零件加工工艺过程的基本流程1.零件装夹零件装夹是指将待加工的零件固定在加工设备上,以保证零件在加工过程中的位置准确,加工过程中不产生相对位移。
2.车削车削是通过旋转工件,以刀具与工件相对运动的方式,将工件外表面旋削下来,使其达到所需的形状和尺寸要求。
3.镗削镗削是通过将刀具在工件内孔中做径向运动,去除内孔表面的金属材料,使其达到所需的直径、圆度和光洁度要求。
4.铣削铣削是通过将刀具在工件上做径向和周向运动,去除工件表面的金属材料,使其达到所需的平面度、垂直度和光洁度要求。
5.火花加工火花加工是利用电火花放电原理进行零件加工的一种加工方法。
通过电极与工件之间产生电火花放电,将工件上的材料溶解和熔化,并通过水冷剂迅速冷却,使其达到所需的形状和尺寸要求。
6.磨削磨削是通过在工件表面和砂轮之间进行相对运动,将工件表面的金属材料去除,以达到所需的平面度、圆度、光洁度和尺寸要求。
7.锤击锤击是通过将锤击力作用于工件上,去除工件上的金属材料,以达到所需的形状和尺寸要求。
8.切割切割是通过机械力或热能,将工件切割成所需的形状和尺寸。
常用的切割方法有剪切、火焰切割、激光切割等。
二、常见机械零件加工工艺方法1.塑性加工塑性加工是通过在零件上施加外力,使其发生塑性变形,以改变其形状和尺寸。
常见的塑性加工方法有拉伸、压缩、弯曲、冲压等。
2.热处理热处理是通过加热和冷却过程,改变零件内部组织结构,以改变其性能和硬度。
常见的热处理方法有淬火、回火、退火、时效等。
3.表面处理表面处理是对零件表面进行物理或化学处理,以提高其耐磨性、耐腐蚀性及美观度。
常见的表面处理方法有镀铬、镀镍、镀锌、喷涂、抛光等。
机械加工工艺基础知识一、拟定机加工件工艺路线的原则:1、先加工基准面:零件在加工过程中,作为定位基准的表面应首先加工出来,以便尽快为后续工序的加工提供精基准。
称为“基准先行”。
2、划分加工阶段:加工质量要求高的表面,都划分加工阶段,一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
主要是为了保证加工质量;有利于合理使用设备;便于安排热处理工序;以及便于时发现毛坯缺陷等。
3、先面后孔:对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。
这样就可以以平面定位加工孔,保证平面和孔的位置精度,而且对平面上的孔的加工带来方便。
4、光整加工:主要表面的光整加工(如研磨、珩磨、精磨\滚压加工等),应放在工艺路线最后阶段进行,加工后的表面光洁度在Ra0.8um以上,轻微的碰撞都会损坏表面;二、拟定机加工件工艺路线的其他原则:上述为工序安排的一般情况。
有些具体情况可按下列原则处理。
1、、为了保证加工精度,粗、精加工最好分开进行。
因为粗加工时,切削量大,工件所受切削力、夹紧力大,发热量多,以及加工表面有较显著的加工硬化现象,工件内部存在着较大的内应力;如果粗、粗加工连续进行,则精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失。
对于某些加工精度要求高的零件。
在粗加工之后和精加工之前,还应安排低温退火或时效处理工序来消除内应力。
2、合理地选用设备。
粗加工主要是切掉大部分加工余量,并不要求有较高的加工精度,所以粗加工应在功率较大、精度不太高的机床上进行,精加工工序则要求用较高精度的机床加工。
粗、精加工分别在不同的机床上加工,既能充分发挥设备能力,又能延长精密机床的使用寿命。
3、在机械加工工艺路线中,常安排有热处理工序。
热处理工序位置的安排如下:为改善金属的切削加工性能,如退火、正火、调质等,一般安排在机械加工前进行。
为消除内应力,如时效处理、调质处理等,一般安排在粗加工之后,精加工之前进行。
为了提高零件的机械性能,如渗碳、淬火、回火等,一般安排在机械加工之后进行。
机械加工工艺过程的基础知识一、加工对象的选择和准备在机械加工前,需要对加工对象进行合理地选择和准备。
首先要明确加工对象的材料性质和加工要求,包括硬度、切削性能、热处理状况等。
根据加工对象的特点,选择合适的机床和切削工具,并对加工对象进行必要的前处理,如清洗、除锈、切割等。
二、机床和工具的选择机床和切削工具是机械加工的重要设备。
根据加工对象的材料性质、尺寸和形状要求,选择合适的机床和工具。
例如,对于小型零件的加工,可选择手动或半自动机床;对于大型零件的加工,可选择数控机床。
切削工具的选择要考虑材料的硬度、切削速度、切削力和切削导向性等要素。
三、工艺规范的确定机械加工工艺过程中,需要对每一道工序的加工方法、工艺参数和工艺顺序进行规范。
根据加工对象的要求,确定适当的切削速度、进给速度、切削深度和切削角度等参数。
同时,还需要根据工艺规范制定合理的送进量、给退量和回缩量等控制参数,以保证加工精度和表面质量。
四、切削原理的了解机械加工工艺过程中,切削是最常用的加工方法之一、了解切削原理有助于正确选择切削工艺和提高加工效率。
切削原理包括剪切变形、剪切应力、剪切力、刀具与工件接触面积等。
根据切削原理,可以优化刀具的结构和形状,提高切削效率和工件质量。
五、加工工艺的改进和优化机械加工过程中,通过不断地改进和优化加工工艺,可以提高加工效率和降低加工成本。
工艺改进和优化包括提高切削速度、降低切削力、改变切削轮廓和切削角度等。
同时,还可以通过改变工艺参数和工艺顺序,实现更加精密和高效的加工。
综上所述,机械加工工艺过程的基础知识包括加工对象的选择和准备、机床和工具的选择、工艺规范的确定、切削原理的了解以及加工工艺的改进和优化。
通过掌握这些基础知识,可以提高机械加工的效率和质量,满足不同加工要求。
机械零件加工工艺过程的基本知识在制造生产过程中,由于零件的要求和生产条件等不同,其制造工艺方案也不相同。
相同的零件采用不同的工艺方案生产时,其生产效率、经济效益也是不相同的。
在确保零件质量的前提下,拟定具有良好的综合技术经济效益、合理可行的工艺方案的过程称为零件的工艺过程设计。
一、生产过程和工艺过程1.生产过程由设计图纸变为产品,要经过一系列的制造过程。
通常将原材料或半成品转变成为产品所经过的全部过程称作生产过程。
生产过程通常包括:(1)技术准备过程包括产品投产前的市场调查、预测、新产品鉴定、工艺设计、标准化审查等。
(2) 或工艺过程指直接改变原材料半成品的尺寸、形状、表面的相互位置、表面粗糙度或性能,使之成为成品的过程。
例如液态成形、塑变成形、焊接、粉末成形、切削加工、热处理、表面处理、装配等,都属于工艺过程。
将合理的工艺过程编写成用以指导生产的技术文件,这份技术文件称作工艺规程。
(3)辅助生产过程指为了保证基本生产过程的正常进行所必须的辅助生产活动。
(4)生产服务过程指原材料的组织、运输、保管、储存、供应及产品包装、销售等过程。
2.工艺过程的组成零件的切削加工工艺过程由许多工序组合而成,每个工序又由工位、工步、走刀和安装组成。
(1)工序指在一台机床上或在同一个工作地点对一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程。
划分工序的依据是工作地点是否变化和工作是否连续。
图2-1所示阶梯轴的加工工艺过程见表2-1。
表2一1工序的划分,是由一个人在一台车床上连续完成车两端面、钻两顶尖孔后,便换一个工件加工,重复以上内容,则这部分工艺过程为一个工序。
该人又在同一台车床上连续完成粗车各外圆、半精车各外圆、倒角后,便换一个工件加工,重复以上内容,则这部分工艺过程又为一个工序。
如果是由一个人在一台车床上连续完成车两端面、钻两顶尖孔、粗车各外圆、半精车各外圆、倒角后再换第二个工件重复这些内容,则这部分工艺过程是一个工序,而不是两个工序。
(2)工步指在一个工序中,当工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的转速与进给量均保持不变时所完成的那部分工序。
加工表面较多的工序,可分为若干工步。
工步是构成工序的基本单元。
(3)走刀刀具从被加工表面每切去一层余量,就称作一次走刀。
待切除的余量太大而不可能或不适合一次切下时,可分成几次切削完成。
4)安装工件经一次装夹(定位和夹紧)后所完成的那部分工序称为安装。
(5)工位相对刀具或设备的固定部分,工件所占有的每一个加工位置称为工位。
多数情况下,一个工序中工件仅安装一次,有时也可能安装多次。
如图2-1所示阶梯轴,在0号工序中一般需两次安装,夹住一端车另一端,然后调头。
调头后又形成一个新的工位。
第二节基准与定位零件的各种不同的形状,是由许多表面以各种不同的组合形式构成的,各表面之间有一定的尺寸和相互位置要求。
基准是确定零件(或部件)上某些点、线、面的位置时所依据的点、线、面,即基准是零件本身上的或者与零件有关的面、线或点,根据这些面、线或点来确定零件上的另一些面、线或点的位置。
按其作用的不同,基准可分为设计基准和工艺基准,工艺基准又可分为定位基准、测量基准和装配基准,定位基准又可分为粗基准和精基准。
1.设计基准如图所示的轴套中,轴线0一0是内孔的设计基准,端面A是端面C 及台阶面B的设计基准,内圆表面D的轴线是外圆表面的设计基准2.工艺基准工艺基准是在制造零件和安装机器的过程中所使用的基准。
(1)定位基准是指在加工时,工件在机床或夹具中定位用的基准。
(2)测量基准是指零件检验时,用于测量被加工表面的尺寸和位置的基准。
(3)装配基准是指装配时用于确定零件在部件或产品中位置的基准。
二、基准的选择原则1.粗基准的选择为使所有加工表面都有足够的加工余量和保证各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度,粗基准选择应遵守以下原则。
车床床身的粗基准1.粗基准的选择(续)(1)选择工件上的不加工表而作为粗基准。
(2)选择重要表而或加工余量最小的表面作为粗基准。
(3)选择较为平整光洁、面积较大的表面作粗基准(4)粗基准一般只能使用一次,尽量避免重复使用2.精基准的选择精基准选择应遵守以下原则:(1)基准重合原则即尽量选择设计基准作为定位基准,以避免因基准不重合而引起的定位误差。
(2)基准同一原则应使尽可能多的表面加工采用同一个精基准。
(3)一般要求选择精基准时,要求定位准确、稳定可靠,并能使夹具结构简单、操作方便。
三、工件的定位原理定位:在加工时,首先要使工件占有正确的位置。
夹紧:工件定位后,为使工件在加工中不受外力的影响而始终保持正确的位置。
安装:工件从定位到夹紧的整个过程。
1.六点定位原则任一刚体,在空间直角坐标系中均有六个自由度.工件在夹具中获得准确的位置,必须限制其相应的自由度2.定位中的几种情况(1)完全定位工件六个自由度全部被限制的定位。
(2)不完全定根据工件的加工要求,并不需要限制工件的全部自由度的定位。
(3)过定位两个或两个以上的定位元件,重复限制工件的同一个自由度的定位。
(4)欠定位根据工件的加工要求,应该限制的自由度没有完全限制的定位。
第三节工艺规程的拟订工艺规程是指导生产的技术文件,工艺规程必须经济合理。
一、制订工艺规程的要求和步骤零件的工艺规程就是零件的加工方法和步骤。
内容:加工工艺(热处理工序),确定各工序所用的机床、装夹方法、度量方法、加工余量、切削用量和工时定额等。
将各项内容填写在一定形式的卡片上,这就是机械加工工艺的规程,即机械加工工艺卡片。
1.制订工艺规程的要求不同的零件,由于结构、尺寸、精度和表而粗糙度等要求不同,其加工工艺也随之不同。
一个零件可能有几种工艺方案,但其中总有一个是更为合理的。
合理的加工工艺必须能保证零件的全部技术要求。
制订一个合理的加工工艺,并非轻而易举。
往往要经过反复实践、反复修改,使其逐步完善的过程。
2.制订工艺规程的步骤制订工艺规程的步骤大致如下:(1)对零件进行工艺分析;(2)毛坯的选择;(3)定位基准的选择;(4)工艺路线的制订;(5)选择或设计、制造机床设备;(6)选择或设计、制造刀具、夹具、量具及其他辅助工具;(7)确定工序的加工余量、工序尺寸及公差;(8)确定工序的切削用量;(9)估算时间定额;(10)填写工艺文件。
二、制订工艺规程时所要解决的主要问题1.零件的工艺分析,其主要内容有:(1)检查零件的图纸是否完整和正确,分析零件主要表而的精度、表而完整性、技术要求等在现有生产条件下能否达到。
(2)检查零件材料的选择是否恰当,是否会使工艺变得困难和复杂。
(3)审查零件的结构工艺性,检查零件结构是否能经济地、有效地加工出来。
2.毛坯的选择毛坯的选择对经济效益影响很大。
因为工序的安排、材料的消耗、加工工时的多少等,都在一定程度上取决于所选择的毛坯。
3.定位基准的选择(1)传动用的阶梯轴,一般选用两端的中心孔作为主要精基准。
(2)盘套类零件一般以中心部位的孔作为主要精基准。
a)在一次装夹中精车齿轮坯的孔、大外圆和大端而,以保证这些表面的位置精度要求。
b)先精加工孔,然后以孔作为精基准,加工其他各表面。
c)外圆与孔互为基准。
(3)支架箱体类零件,一般采用机座上的主要平面作为主要精基准加工各轴承支承孔。
4.工艺路线的拟订(1)加工方案的确定:a)被加工材料的性能及热处理要求。
b)加工表面的形状和尺寸。
c)还应考虑本厂和本车间的现有设备情况、技术条件和工人技术水平。
(2)加工阶段的划分:a)粗加工阶段。
b)半精加工阶段。
c)精加工阶段。
划分加工阶段的目的(i)有利于保证加工质量。
(ii)有利于合理使用设备。
(iii)有利于安排热处理工序。
(iv)可避免损伤己加工好的主要表面。
(3)加工顺序的安排1)机械加工工序的安排(i)基准先行。
(ii)先粗后精。
(iii)先主后次。
(iv)先面后孔。
2)热处理工序的安排。
(i)预备热处理。
(ii)时效处理。
(iii)最终热处理。
热处理工序安排位置3)检验工序的安排(i)粗加工之后。
(ii)工件在转换车间之前。
(iii)关键工序的前后。
(iv)特种检验之前。
(v)全部加工结束之后。
4)辅助工序的安排(i)零件表面处理工序。
(ii)特种检验。
(iii)去毛刺、去磁、清洗等。
(4)工序的集中与分散:1)工序集中原则。
2)工序分散原则。
工序集中分散条件:a)生产类型。
b)工件的尺寸和重量。
c)工艺设备条件。
5.确定加工余量加工余量:从毛坯表面上所切除的金属层。
总余量:从毛坯到成品总共需要切除的余量。
工序余量:在某工序中所要切除的余量。
6.填写工艺文件工艺过程拟订之后将工序号、工序内容、工艺简图、所用机床等项目、内容用图表的方式填写成技术文件。
常用的工艺文件有以下几种。
(1)机械加工工艺过程卡片:其主要作用是简要说明机械加工的工艺路线。
(2)机械加工工序卡片:要求工艺文件尽可能地详细、完整,除了有工序目录以外,还有每道工序的工序卡片。
(3)机械加工工艺(综合)卡片。
采用一种比机械加工工艺过程卡片详细,比机械加工序卡片简单灵活的机械加工工艺卡片。