,機(jī)械制造工程訓(xùn)練,多媒體教學(xué)課件,材料成形工藝基礎(chǔ)： 主要介紹機(jī)械零件毛坯成形方法的工 藝特點(diǎn)、工藝參數(shù)的選擇、各類(lèi)零件毛坯 的結(jié)構(gòu)工藝性、零件的材料選擇與成形方 法選擇的基本原則。,機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)： 主要介紹機(jī)械加工的基本概念、切削 基本原理、切削機(jī)床與刀具、切削加工基 本工藝過(guò)程、選擇切削加工方法的基本原 則，以及零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性。,機(jī)械加工工藝基礎(chǔ),第一章.切削加工的基礎(chǔ)知識(shí) 第二章.金屬切削機(jī)床 第三章.機(jī)械加工工藝過(guò)程 第四章.零件表面的加工方案 第五章.零件的結(jié)構(gòu)工藝性 第六章.數(shù)控加工技術(shù),索引,第一章 切削加工的基礎(chǔ)知識(shí),返回索引,1.1 鉗工與機(jī)械加工,鉗工：通過(guò)工人手持工具進(jìn)行切削加工。 機(jī)械加工：采用不同的機(jī)床（如車(chē)床、銑 床、刨床、磨床、鉆床等）對(duì)工 件進(jìn)行切削加工。,2.零件表面質(zhì)量的概念,零件幾何參數(shù)： 宏觀幾何參數(shù)： 包括：尺寸、形狀、位置等要素。 微觀幾何參數(shù)： 指：微觀表面粗糙程度。,2.1 加 工 精 度,加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括： a. 尺寸精度：零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。 b.形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。 c.位置精度：零件上實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。,2.1 加 工 精 度,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級(jí)分為20級(jí)，分別用IT01、IT0、IT1、IT2IT18表示。數(shù)字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。 高 精 度：IT5、IT6 通常由磨削加工獲得。 中等精度：IT7-IT10 通常由精車(chē)、銑、刨獲得。 低 精 度：IT11-IT13 通常由粗車(chē)、銑、刨、鉆 等加工方法獲得。,2.1.1 尺 寸 精 度,25,0 -0.04,零件尺寸要素的誤差大小。 問(wèn)：精度的高低與哪兩個(gè)因 素有關(guān)？,基本尺寸和公差大小。,2.1.2 形 狀 精 度,25 軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差,0 0.013,2.1.2 形 狀 精 度,指零件上實(shí)際要素的形狀與理想形狀相符合的程度； 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類(lèi)形狀公差（見(jiàn)下表） 形狀精度的標(biāo)注：框格分為2格， 箭頭指向待表達(dá)的表面，數(shù)字表示 允許誤差的大小，單位為毫米。,2.1.3 位 置 精 度,指零件的實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。,圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分3格，箭頭指向待 表達(dá)的表面,零件精度等級(jí)及其相應(yīng)的加工方法,2.2 表 面 粗 糙 度,表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的 程度。 產(chǎn)生的原因： 1）切削時(shí)刀具與工件相 對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨擦； 2）機(jī)床、刀具和工件在加工時(shí)的振動(dòng)； 3）切削時(shí)從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡； 4）加工時(shí)零件表面發(fā)生塑性變形。,2.2 表 面 粗 糙 度,表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量的影響： 零件的表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個(gè)方面： 1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸 變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快； 2) 表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對(duì)于間隙配合，表面粗糙易磨損， 造成間隙迅速加大；對(duì)于過(guò)盈配合，在裝配時(shí)，可使微小凸峰 擠平，有效過(guò)盈量減少，使配合件強(qiáng)度降低； 3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造 成表面腐蝕； 4）當(dāng)零件承受載荷時(shí)，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而 造成零件斷裂。,2.2 表 面 粗 糙 度 評(píng)定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra,2.2 表 面 粗 糙 度,Ra,h1 h2 h3hn,2.2 表 面 粗 糙 度,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為14個(gè)等級(jí)，分別用 表示，數(shù)字越大，表面越粗糙。 表面粗糙度符號(hào)上的數(shù)值Ra,單位是微米（m）。,2.2 表 面 粗 糙 度 表面粗糙度符號(hào)的意義及應(yīng)用,2.3 常見(jiàn)加工方法的Ra表面特征,2.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系,精度：宏觀幾何參數(shù)的誤差 表面粗糙度：微觀幾何參數(shù)的誤差 加工精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而經(jīng)過(guò)高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度的加工方法。 實(shí)例：各種機(jī)床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。,零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系如何？,提問(wèn),機(jī)器零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)圓（孔）、平面和成型面 基本表面主要由如下的加工方法獲得,3.切削運(yùn)動(dòng)與切削用量,要完成零件表面的切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表面的基本運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng)：刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 主運(yùn)動(dòng)：提供切削可能性的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)只有 一個(gè) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：提供連續(xù)切削可能性的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)可以有多個(gè),3.1 切削運(yùn)動(dòng),3.1 切削運(yùn)動(dòng),機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng),3.2切削用量,切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量 切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬 時(shí)速度,用V表示，單位為m/s 進(jìn) 給 量：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位 移量，用f表示，車(chē)、鉆和銑削時(shí)單位 為mm/r 背吃刀量: 已加工表面和待加工表面之間的垂直距 離，用ap表示，單位為mm，如下圖：,3.2.1車(chē)削切削速度、背吃刀量的計(jì)算,V:切削速度 d:工件直徑 n:工件轉(zhuǎn)速,背吃刀量：,切削速度：,dmax:待加工表面直徑 dmin:已加工表面直徑 ap:背吃刀量,3.3 切削用量的合理選擇問(wèn)題,(1)粗加工按apfv的順序選擇 a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次數(shù)盡快切除多 余金屬，只留后續(xù)工序的加工余量，所以應(yīng)根據(jù)毛 坯尺寸首先選擇ap b、粗加工不必考慮表面粗糙度，在ap確定后，選取大 的f，減少走刀時(shí)間 c、ap和f確定后，在機(jī)床功率和刀具耐用度允許的前提 下選擇v (2)精加工按v f ap的順序選擇 精加工的主要目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低零件的表面粗糙度。因此首先應(yīng)選擇盡可能高的v，然后選擇達(dá)到表面粗糙度要求的f，最后再根據(jù)精加工余量決定ap,4.切 削 刀 具,刀具性能的好壞也是直接影響切削效果的一個(gè)重要因素，刀具性能主要取決于兩個(gè)因素：即刀具材料和刀具的幾何角度,4.1 刀具材料應(yīng)具備如下五個(gè)基本特性：,1.高硬度：HRC60 以上; 2.高的強(qiáng)度與韌性：保證能夠承受切削力的作用而不破壞； 3.高的熱硬性：材料在高溫下仍然保持高硬度的性能，熱硬性用熱硬溫度表示； 4.良好的耐磨性； 5.良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性；,碳素工具鋼：如T7、T8、T9T13等。適合于制造簡(jiǎn)單的手工工具，如銼刀、鋸條等； 合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐； 高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具； 硬質(zhì)合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結(jié)方法獲得,4.1.1 常用的刀具材料,4.1.1 常用的刀具材料,常用的硬質(zhì)合金有： 鎢鈷鈦類(lèi)（牌號(hào)YT）硬質(zhì)合金：適合于加工鋼等塑性材料，其代號(hào)有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5, 精加工用YT30; 鎢鈷類(lèi)（牌號(hào)YG）硬質(zhì)合金：適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號(hào)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：常用的刀具陶瓷有兩種： Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點(diǎn)是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性很差，不能承受較大的沖擊載荷。 金剛石：它分三種 天然單晶金剛石刀具 整體人造聚晶金剛石刀具 金剛石復(fù)合刀片 立方氧化硼：由軟的立方氧化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成,常用的刀具材料,各種多齒刀具或復(fù)雜刀具，就其一個(gè)刀齒而言，都相當(dāng)于一把車(chē)刀。 車(chē)刀分為切削部分和夾持部分，切削部分由三個(gè)刀面組成：前刀面、主后刀面、副后刀面。,前刀面和主后刀面的交線叫主切削刃 前刀面和副后刀面的交線叫副切削刃 兩條切削刃的交點(diǎn)叫刀尖，但刀尖并非絕對(duì)尖銳,為了研究刀具的幾何角度，建立三個(gè)輔助平面： 基面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向垂直的平面。 切削平面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。 正交平面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與主切削刃在基面上的投影垂直的平面,4.2 刀具的幾何角度 (車(chē)刀的基本形狀),前角。 ：在正交平面中，前刀面與基面之間的夾角； 后角。：在正交平面中，主后刀面與切削平面之間的夾角； 主偏角Kr ： 在基面上，主切削刃的投影與進(jìn)給方向的夾角。 副偏角Kr ：在基面上，副切削刃的投影與進(jìn)給反方向的夾角。 刃傾角s,4.2.1 車(chē)刀的幾何角度,4.2.2 前角的正與負(fù) 一般加工韌性材料，應(yīng)取較大的前角；加工脆性材料，應(yīng)取較小的前角；前角的取值范圍常在 -5 +25之間。,4.2.3 刃傾角s,刃傾角s：在切削平面中，主切削刃與基面 之間的夾角。 它主要影響刀頭的強(qiáng)度和 排屑方向。一般取s = 10 +10 , 粗加工時(shí)常取負(fù)值，增加刀頭強(qiáng)度；精加工時(shí)常取正值，避免切屑擦傷已加工表面。,4.2.4 刃傾角s的正與負(fù),當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩献罡唿c(diǎn)時(shí)，s為正值，反之為負(fù)值。,4.3 刀具角度的合理選擇問(wèn)題,原 則：粗加工時(shí)，為了提高切削效率，切削力會(huì)較大，因此強(qiáng)度要高；精加工時(shí)，切削力較小，為了保證零件質(zhì)量因此刀具較鋒利。 粗加工：前角、后角均小，強(qiáng)度高 精加工：前角、后角均大，刀具鋒利 主偏角：車(chē)臺(tái)階軸：取90度 既車(chē)外圓又車(chē)端面，取45度 副偏角：為降低表面粗糙度，取小值：一般為： 5-15度 刃傾角：粗加工常取負(fù)值，精加工取正值,麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分,4.4 麻花鉆的基本形狀,螺旋角：刃帶切線與鉆頭軸線的夾角,一般=18-30度； 前角：。 后角：f 頂角2： 兩個(gè)主切削刃在垂直鉆頭軸線平面上投影的夾角，通常2 =116-120度之間； 橫刃斜角 ： 它是橫刃與主切削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影的夾角。通常為47-55度；,4.4.1 麻花鉆的主要幾何角度,砂輪：是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的。 磨料：磨料是砂輪的主要組成因素，擔(dān)負(fù)切削作用，所以磨料有很高的硬度。 粒度：是指磨料顆粒的大小。 結(jié)合劑：結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用。 硬度：指砂輪上的磨粒脫落的難以程度。,4.5 砂輪的材料及形狀,4.5.1 常用的磨料的特性及用途,4.5.2 砂輪的形狀、代號(hào)及用途,5.刀具磨損和刀具耐用度,刀具經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后，由于摩擦和切削熱的作用，使刀具變鈍，切削溫度上升，影響加工精度和表面質(zhì)量，因此必須及時(shí)刃磨。 刀具耐用度是刀具從開(kāi)始切削至達(dá)到磨損限度為止的切削時(shí)間。例：硬質(zhì)合金焊接刀具的耐用度規(guī)定為60分鐘。,刀具使用,磨鈍,刃磨刀具,包括：三種磨損形式與三個(gè)磨損階段,5.1 刀具的使用過(guò)程,金屬切削過(guò)程是指從工件表面切除一層多余的金屬，從而形成切屑的過(guò)程： 1.金屬在刀具前刀面的作用下，受到擠壓產(chǎn)生彈性變形。 2.應(yīng)力逐漸變大，產(chǎn)生塑性變形滑移。 3.應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限，剪切滑移被擠裂形成切屑。 4.切離。,1彈性變形 2 塑性變形 3 擠裂切屑,6. 金屬的切削過(guò)程,常見(jiàn)的切屑有如下三種： a.帶狀切屑：用大前角刀具、高切削速度、小進(jìn)給量加工塑性材料時(shí)出現(xiàn)。形成帶狀切屑時(shí)，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。 b.節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進(jìn)給量加工中等硬度的鋼材時(shí)出現(xiàn)。形成這種切屑時(shí)，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過(guò)程，但切削力波動(dòng)大，工件表面粗糙。 c.崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)出現(xiàn)，形成這種切屑時(shí)，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。,6. 1 金屬的切屑類(lèi)型,6.2 積 屑 瘤,積屑瘤：當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤。,積屑瘤的影響： 1、保護(hù)切削刃，粗加工時(shí)，希望產(chǎn)生積屑瘤 2、本身不斷形成和脫落，會(huì)引起振動(dòng)，影響工件表面粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。,6.3 切削力,1、切向力（切削力）Fz ：總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，其大小約占總切削力的9599%,是三個(gè)分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是機(jī)床動(dòng)力、重要零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的主要依據(jù)； 2、軸向力（進(jìn)給力）Fx : 總切削力在進(jìn)給方向上的正投影，其大小約占總切削力的15%, 它是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù)； 3、徑向力（背向力）Fy: 總切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容易使工件變形，同時(shí)引起振動(dòng)，影響加工精度。所以加工剛性較差的工件（如細(xì)長(zhǎng)軸）時(shí)，應(yīng)該力求減少切削力。,6.3 切削力,Fy,切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個(gè)方向分解為： 1.切向力Fz 2.軸向力Fx 3.徑向力Fy,6.3 切削力,主偏角影響徑向力的分配：,6.4 切削熱,切削熱產(chǎn)生原因： 1.切屑變形； 2.工件與刀具的摩擦； 切削熱傳出途徑： a.由切屑帶走，帶走越多越有利； b.由周?chē)諝夂屠鋮s介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利； c.傳入工件，使工件溫度升高 ，引起工件變形，產(chǎn)生誤差； d. 傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。,6.5 降低切削溫度的措施,1.減少切削熱的產(chǎn)生：包括選擇合理的刀具幾何角度和切削用量，比如適當(dāng)增大刀具的前角以減少切屑變形，選用大的背吃刀量和小的進(jìn)給量。 2.改善散熱條件：包括使用冷卻液等各種冷卻措施； 冷卻液一般有： 水溶液：比熱大，導(dǎo)熱性好，但不能起潤(rùn)滑作用，如蘇打水，蘇打用于防銹。用于粗磨。 切削油：如礦物油；比熱小，但有潤(rùn)滑作用。 乳化液：具有良好的流動(dòng)性和導(dǎo)熱性，它由乳化油加水稀釋而成，應(yīng)用最廣泛。,第八章 零件表面的加工方案,復(fù)習(xí)思考題 1、試說(shuō)明下列加工方法的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)： （1）車(chē)端面； （2）在車(chē)床上鉆孔； （3）在鉆床上鉆孔； （4）在銑床上銑平面； （5）在平面磨床上磨平面； （6）在外圓磨床上磨孔。 2、試說(shuō)明車(chē)削的切削用量（包括名稱、定義、代號(hào)和單位），簡(jiǎn)述切削用量選擇的原則。,3、對(duì)刀具材料的性能有那些要求？ 4、高速鋼和硬質(zhì)合金在性能上的主要區(qū)別是 什么？各適合做什么刀具？ 5、積屑瘤是如何形成的？它對(duì)切削加工有何 影響？ 6、試分析車(chē)外圓時(shí)各切削分力的作用和影 響。 7、切削熱對(duì)切削加工有什么影響？ 8、簡(jiǎn)述車(chē)刀前角、后角、主偏角、副偏角和 刃傾角的作用及選擇原則。,第八章 零件表面的加工方案,9、切削液的主要作用是什么？常根據(jù)哪些主要因素選用切削液？ 10、已知下列車(chē)刀的主要角度，試畫(huà)出它們切削部分的示意圖： （1）外圓車(chē)刀：o=10 o=8 =60 =10 s =4 (2) 切斷刀：o=10 o=6 =90 =2 s =0 11、車(chē)削外圓時(shí)，工件轉(zhuǎn)速n360 r/min ，切削速 度v =150 m/min , 試求工件直徑d 。 12、為什么不宜用碳素工具鋼制造銑刀、鉆花等復(fù)雜刀具？為什么目前常采用高速鋼制造這類(lèi)刀具？而較少采用硬質(zhì)合金？,第二章 金屬切削機(jī)床,返回索引,1、機(jī)床的類(lèi)型,金屬切削機(jī)床是用來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)器，故稱為“工作母機(jī)”，習(xí)慣上稱機(jī)床。 按加工性質(zhì)和所用刀具分類(lèi)：分為車(chē)床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床等12大類(lèi)； 按精度分類(lèi)：分為普通精度、精密和高精度三種； 按重量分類(lèi)：分為一般機(jī)床、大型機(jī)床和重型機(jī)床。 機(jī)床的型號(hào)：如：C6136表示,2、機(jī)床的基本結(jié)構(gòu),1.主傳動(dòng)部件： 用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)； 2 .進(jìn)給傳動(dòng)部件：主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 3 .工件安裝裝置：用來(lái)安裝工件； 4 .刀具安裝裝置 ：用來(lái)安裝刀具； 5 .支承件：用來(lái)支承和連接機(jī)床各零部件，是機(jī) 床的基礎(chǔ)構(gòu)件； 6 .機(jī)床動(dòng)力部件：為機(jī)床提供動(dòng)力。,3、機(jī)床的傳動(dòng),機(jī)床的傳動(dòng)有機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣等多種形勢(shì)，最常見(jiàn)的是機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)包括皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)和絲桿螺母?jìng)鲃?dòng),3.1 皮帶傳動(dòng),皮帶傳動(dòng)是靠膠帶與帶輪之間的磨擦作用，將主動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到另一個(gè)被動(dòng)皮帶輪上去的。 皮帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)、軸間距較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維修方便，過(guò)載時(shí)皮帶打滑。不易引起機(jī)器損壞；其缺點(diǎn)是不能保證精確的傳動(dòng)比，且磨擦損失大，傳動(dòng)效率較低。,3.1 皮帶傳動(dòng),如果考慮皮帶與皮帶輪之間的滑動(dòng)，其傳動(dòng)比為： i = ( d1 / d2) = (n2 / n1) 式中： d1 主動(dòng)皮帶輪的直徑 d2 被動(dòng)皮帶輪的直徑 n1 主動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速 n2 被動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速 滑動(dòng)系數(shù)，約為0.98,3.2 齒輪傳動(dòng),齒輪傳動(dòng)是目前機(jī)床中應(yīng)用最多的一種傳動(dòng)方式，這種傳動(dòng)方式種類(lèi)多，如直齒、斜齒、人字齒、圓弧齒輪傳動(dòng)等，最常見(jiàn)的是直齒圓柱齒輪。 設(shè) ：z1和n1分別為主動(dòng)輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速 z2和n2分別為被動(dòng)輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比 i = ( z1 / z2) = (n2 / n1),3.3 渦輪、蝸桿傳動(dòng),采用這種方式，只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：可獲得較大的降速比，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低，并需要良好的潤(rùn)滑條件,3.4 齒輪、齒條傳動(dòng),齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)（當(dāng)齒輪為主動(dòng)輪時(shí)），也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（當(dāng)齒條為主動(dòng)件時(shí)），在實(shí)際運(yùn)用中，以前者居多。 齒輪齒條傳動(dòng)的效率很高，但制造精度不高時(shí)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性較差。,3.5 絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng),絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng)可使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，例如在車(chē)床上車(chē)螺紋時(shí)，絲桿旋轉(zhuǎn)，合上開(kāi)合螺母后，刀架便作縱向運(yùn)動(dòng)。 其傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)，無(wú)噪音，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低。,4、機(jī)床的變速機(jī)構(gòu),在一般的通用機(jī)床上通過(guò)變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接近理想值的切削速度。 變換機(jī)床轉(zhuǎn)速的主要裝置是機(jī)床的齒輪箱，齒輪箱變速機(jī)構(gòu)的形式多樣，最常見(jiàn)的為滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)和離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu),4.1 滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu),帶長(zhǎng)鍵的從動(dòng)軸上裝有滑動(dòng)齒輪z2, z4, z6 , 通過(guò)手柄上的撥叉可使它們分別與固定在主動(dòng)軸上的齒輪z1, z3, z5 相嚙合，其傳動(dòng)比 i 1= z1 / z2 i 2= z3 / z4 i 3= z5 / z6 軸的轉(zhuǎn)速分別為：n2= i 1n1 或n2= i 2n1或 n2= i 3n1 （式中n1為軸的轉(zhuǎn)速, n2為軸的轉(zhuǎn)速）,4.2 離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu),從動(dòng)軸兩端空套有齒輪z2和z4，它們分別與固定在主動(dòng)軸上的齒輪z1和z3嚙合。軸中部帶有鍵3，并裝有壓嵌式離合器4。當(dāng)手柄左移或右移離合器時(shí)，離合器的爪1與齒輪z2嚙合或爪2與齒輪z4嚙合，這樣軸可得到兩種不同的轉(zhuǎn)速，其傳動(dòng)比是： i1= z1 / z2 i 2= z3 / z4,5、 車(chē)床的基本結(jié)構(gòu),主電機(jī)及變速機(jī)構(gòu),掛輪箱,床頭箱,進(jìn)給箱,卡盤(pán),中心架,溜板箱,尾架,絲桿,光桿,5.1車(chē)床的主傳動(dòng),車(chē)削的進(jìn)給量,如果工件的轉(zhuǎn)速加快，進(jìn)給量是否會(huì)變化？ 答：所謂進(jìn)給量，是指主軸轉(zhuǎn)一圈（一個(gè)工作循環(huán)）、刀架沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，只要進(jìn)給箱的掛輪手柄沒(méi)有調(diào)整，主軸到進(jìn)給箱的傳動(dòng)比沒(méi)有變化，進(jìn)給量就不會(huì)發(fā)生變化。,5.1.1 車(chē)床的傳動(dòng)框圖,5.2車(chē)削的加工范圍,車(chē)削是以加工回轉(zhuǎn)體為主要加工目的。在車(chē)床上可以加工：外圓、端面、錐度、鉆孔、鉆中心孔、鏜孔、鉸孔、切斷、切槽、滾花、車(chē)螺紋、車(chē)成型面、繞彈簧等。,5.3 車(chē)削的工藝特點(diǎn),粗加工：經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)到IT10，表面粗糙度在25-12.5之間; 精加工：經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)IT7左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6之間。 2. 易于保證相互位置精度要求。一次裝夾可加工幾個(gè)不同的表面，避免安裝誤差。 3. 刀具簡(jiǎn)單，制造、刃磨和安裝方便，容易選用合理的幾何形狀和角度，有利于提高生產(chǎn)率。 4. 應(yīng)用范圍廣泛，幾乎所有繞定軸心旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外回轉(zhuǎn)體表面及端面，均可以用車(chē)削方法達(dá)到要求。 5. 可以用精細(xì)車(chē)的辦法實(shí)現(xiàn)有色金屬零件的高精度的加工（有色金屬的高精度零件不適合采用磨削）,6 銑削加工,主軸箱,主軸,橫溜板,工作臺(tái),升降臺(tái),底座,6.1立式銑床的基本結(jié)構(gòu),6.2 銑削的主要加工范圍,6.3 銑床的分度加工功能,分度頭手柄,工件,銑刀,卡盤(pán),尾架,扇形夾,1.分度頭手柄與卡盤(pán)中心軸之間的傳動(dòng)比為40：1，即手柄轉(zhuǎn) 40圈，卡盤(pán)或工件轉(zhuǎn)1圈。 2.孔圈和扇形夾的張開(kāi)角度用于非整數(shù)圈的定位,孔圈,問(wèn)題：今欲在銑床上加工一個(gè)12等分的零件，分度手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈，用分度盤(pán)的哪個(gè)孔圈，扇形夾應(yīng)張開(kāi)多少個(gè)孔距？（已知：分度盤(pán)孔圈孔數(shù)有：24、25、28、30、37） 解：因?yàn)橹鬏S上固定有齒數(shù)為40的蝸輪，它與單頭蝸桿相嚙合。當(dāng)分度手柄轉(zhuǎn)一圈的同時(shí)，主軸(工件)轉(zhuǎn)動(dòng)了1/40 轉(zhuǎn) 即 設(shè)工件等分?jǐn)?shù)為Z，則每次分度時(shí)，工件應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)1/Z，因此手柄轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù)題中已知條件，可選孔圈數(shù)24、扇形夾張開(kāi)孔距為8孔，可選孔圈數(shù)30，扇形夾張開(kāi)孔距為10孔,6.3 銑床的分度加工功能,6.4 逆銑和順銑,逆銑：銑刀旋向（或銑削力）與進(jìn)給方向相反 順銑：銑刀旋向與進(jìn)給方向一致,F,F,V,V,齒輪的種類(lèi)和用途,6.5 銑削的工藝特點(diǎn),1.銑削加工的精度可達(dá)IT10-IT7，表面粗糙度可達(dá)6.3-1.6左右 2.生產(chǎn)效率高，銑刀是多刀齒刀具，銑削時(shí)有幾個(gè)刀齒同時(shí)參加切削，主運(yùn)動(dòng)是刀具的旋轉(zhuǎn)，所以銑削的生產(chǎn)效率比刨削高。 3.容易產(chǎn)生振動(dòng)，銑刀的刀齒切入和切出時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，加工過(guò)程中切削面積和切削力變化較大。 4.刀齒的散熱條件較好，在刀具旋轉(zhuǎn)過(guò)程的不切削時(shí)間內(nèi)，刀具可以得到一定的冷卻。 5.與刨床相比，銑床價(jià)格高，適用于批量生產(chǎn)。,7. 刨（插）削加工,刨床主要有牛頭刨床和龍門(mén)刨床兩種,牛頭刨床:刨刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)是主運(yùn)動(dòng)，工件在刨刀返回行程將結(jié)束時(shí)作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。牛頭刨床主要用于加工中小型零件,龍門(mén)刨床:工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫梁上的刀架可以水平或垂直運(yùn)動(dòng) 龍門(mén)刨床主要用于加工大型零件,7. 1 牛頭刨床的擺桿機(jī)構(gòu),牛頭刨床的擺桿機(jī)構(gòu) 擺桿齒輪帶動(dòng)搖桿左右擺動(dòng)，搖桿帶動(dòng)滑枕做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 擺桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：返回行程比工作行程時(shí)間快。,7.2 刨削加工的范圍,3. 1 插削加工,插床又稱立式刨床，其運(yùn)動(dòng)原理與牛頭刨床相似，主要用于孔內(nèi)表面加工，如方孔、多邊形孔、鍵槽等的加工。,工件在工作臺(tái)上可做縱向、橫向和回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，滑枕做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。,7.3 插削主要加工范圍,7.4 刨削加工的工藝特點(diǎn),1.加工精度通常為：精刨：IT7-IT10，粗糙度Ra為6.3-1.6之間。 2.通用性好，刨床簡(jiǎn)單、價(jià)格低、調(diào)整和操作簡(jiǎn)便，刨刀形狀簡(jiǎn)單，制造、刃磨方便。 3.生產(chǎn)率一般比較低，主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，返回行程不參加切削。 4.適用于單件小批生產(chǎn)。,8.鉆削加工,鉆床包括臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。如圖： 工件直徑12mm的孔一般使用臺(tái)式鉆床加工，孔徑50mm的中小型零件在立式鉆床上加工，大型工件上的孔在搖臂鉆床上加工。,鉆夾頭是鉆孔的常用夾具，一般用于孔徑較小( 12mm)的工件，大直徑的零件用錐度套筒裝入鉆軸。 對(duì)精度要求高，粗糙度低的零件鉆孔后還必須進(jìn)行精加工。,鉆削加工的范圍,8.1擴(kuò)孔,用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出或鑄出、鍛出的孔進(jìn)行擴(kuò)大和提高精度的加工，稱為擴(kuò)孔。擴(kuò)孔鉆如下圖所示。其結(jié)構(gòu)與麻花鉆相似，但切削刃有34個(gè)，前端是平的，無(wú)橫刃，螺旋槽較淺，鉆頭剛度好。擴(kuò)孔余量小，切削比較平穩(wěn)，所以擴(kuò)孔精度比鉆孔高。其尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT10IT9，表面粗糙度Ra值可達(dá)6.33.2m。擴(kuò)孔可作為終加工，也可作為鉸孔前的預(yù)加工。,8.2 鉸 孔,鉸刀有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種(圖a)。手用鉸刀為直柄，工作部分較長(zhǎng)。機(jī)用鉸刀多為錐柄，可裝在鉆床、車(chē)床或鏜床上鉸孔。鉸刀的工作部分由切削部分和修光部分組成。切削部分呈錐形，擔(dān)負(fù)切削工作。修光部分起導(dǎo)向和修光作用。鉸刀有612個(gè)切削刃，制造精度高，心部直徑較大，剛度和導(dǎo)向性好。鉸孔余量小，切削平穩(wěn)。鉸孔尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT6，表面粗糙度Ra值達(dá)1.60.4m。 手鉸孔時(shí)，用鉸桿轉(zhuǎn)動(dòng)鉸刀并輕壓進(jìn)給(圖b)。鉸刀不能倒轉(zhuǎn)，否則鉸刀與孔壁之間易擠住切屑，造成孔壁劃傷或刀刃崩裂,鉸孔適用于加工精度高、直徑不大孔的終加工。手鉸時(shí)，切削速度低，切削力小，不受機(jī)床振動(dòng)等影響，加工質(zhì)量比機(jī)鉸好，但生產(chǎn)率低。,鏜削一般是指在鏜床上進(jìn)行的切削加工。圖為常用的臥式鏜床。由床身、立柱、主軸箱、尾架和工作臺(tái)等部分組成。鏜床的主軸能作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)和軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。安裝工件的工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并可回轉(zhuǎn)一定的角度。主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)。尾架可沿床身導(dǎo)軌水平移動(dòng)，其上的鏜桿支承也可與主軸箱同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)。,8.3 鏜削加工,8.4 鏜孔加工的工藝特點(diǎn),1.鏜床主要用于加工大型工件或形狀復(fù)雜工件上的孔和孔系。例如變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等。 2.鏜孔尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度值一般為1.60.8m。 3.鏜孔可以校正孔原有的軸線偏差或位置偏差。,鏜刀的形狀,8.5 鉆削的工藝特點(diǎn),1.鉆削屬于低精度（IT11-IT13）和高表面粗糙度的(Ra50-12.5)加工方法 2.容易產(chǎn)生“引偏”，是加工過(guò)程中由于鉆頭彎曲產(chǎn)生孔徑擴(kuò)大、孔不圓等缺陷。原因是刀具呈細(xì)長(zhǎng)狀，剛性較差。 3.排屑困難，鉆孔在半封閉的狀態(tài)下進(jìn)行，切下來(lái)的切屑沿刀具兩側(cè)的螺旋槽上升，容易與已經(jīng)加工出的表面發(fā)生摩擦和擠壓，刮傷已加工表面，降低表面質(zhì)量 4.切削熱不容易傳散，切削液難以傳 到切削區(qū)。限制切削速度的提高,9. 磨削加工,磨削加工的機(jī)床是磨床，刀具是砂輪 磨削加工可以磨削外圓、孔和平面， 磨削加工的夾具通常有電磁吸盤(pán)、三爪卡盤(pán)、頂尖等 右圖是磨床的液壓傳動(dòng)原理圖,磨床包括外圓磨、內(nèi)圓磨、無(wú)心磨等幾種，下圖是萬(wàn)能外圓磨床的圖形。 M1432A萬(wàn)能外圓磨床(M磨床；14萬(wàn)能外圓磨床；32最大磨削直徑的1/10，即最大磨削直徑為320mm；A性能和結(jié)構(gòu)上經(jīng)過(guò)一次重大改進(jìn))。,9.1 磨床類(lèi)型,9.2磨削的工藝特點(diǎn),1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度低，Ra0.8-0.2，砂輪表面有極多的切削刃同時(shí)參加切削。 2.可以加工一些難以加工的材料。如淬火鋼、高速鋼以及毛坯的清理。 3.切削速度高（30m/s以上）切削溫度高（1000以上）。使用冷卻液。 4.砂輪有自銳作用，這是其它刀具所不具備的。即磨粒不斷脫落，新的磨粒又是鋒利的。 5.磨削力的徑向分力較大，因此，在達(dá)到尺寸以后，還要進(jìn)行多次無(wú)進(jìn)給磨削。,10. 齒輪加工概述,齒輪應(yīng)用廣泛。常見(jiàn)的有圓柱齒輪、圓錐齒輪及蝸桿蝸輪等。其中以漸開(kāi)線圓柱齒輪應(yīng)用最廣。 圓柱齒輪中，齒向平行于軸線的稱直齒輪；齒向呈螺旋線形狀的稱斜齒輪。其齒廓曲線通常采用漸開(kāi)線。 為了保證齒輪的傳動(dòng)質(zhì)量，對(duì)齒輪加工提出下列要求： (1)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性 為保證齒輪傳動(dòng)速比的準(zhǔn)確性，應(yīng)要求齒輪一轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)允許值。為此，在齒輪加工中，分齒應(yīng)均勻。 (2)傳動(dòng)的平穩(wěn)性 所謂傳動(dòng)平穩(wěn)，是指振動(dòng)和噪音小，沖擊要小。因此，應(yīng)限制局部齒形的制造誤差，以限制瞬時(shí)速比的變動(dòng)量。 (3) 載荷分布的均勻性 為避免造成齒面應(yīng)力集中，局部磨損，影響使用壽命。,(4)齒側(cè)間隙 指齒輪副在工作狀態(tài)下，非工作齒面間應(yīng)有一定的間隙，以補(bǔ)償齒輪的加工和安裝誤差，補(bǔ)償熱變形，保證齒輪能自由回轉(zhuǎn)和貯存潤(rùn)滑油。齒側(cè)間隙是由工作條件確定的。制造時(shí)，通過(guò)控制齒輪齒厚來(lái)獲得。 為了適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品不同的需要，我國(guó)將漸開(kāi)線圓柱齒輪分為12個(gè)精度等級(jí)(GBl0095一88)，精度由高至低依次為112級(jí)。在一般機(jī)械中，以7、8級(jí)的齒輪應(yīng)用最廣。 齒輪加工分齒坯加工和齒面加工兩個(gè)階段，而齒面加工是整個(gè)齒輪加工的關(guān)鍵。下面著重介紹漸開(kāi)線齒面的切削加工。 齒面加工按其加工原理分為成形法和展成法兩類(lèi)。若刀刃形狀與被切齒輪齒槽的形狀相符，齒面由成形刀具直接切出時(shí)，稱成形法，例如銑齒等。若齒面是根據(jù)齒輪的嚙合原理來(lái)形成的，稱展成法，例如滾齒、插齒等。,10.1齒輪加工之 銑齒輪,銑齒通常是利用成型刀具（如齒輪銑刀）以及分度盤(pán)來(lái)進(jìn)行加工。 通過(guò)銑削加工的齒輪通常精度不高，這是由于分度盤(pán)的精度不高導(dǎo)致的。銑齒適用于加工單件小批量低精度的齒輪。 通常銑齒成本較低，生產(chǎn)率較低。,圖為在臥式萬(wàn)能銑床上銑直齒輪的示意圖。齒坯安裝在銑床的分度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)齒坯作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。每銑完一個(gè)齒槽后，工件退回，進(jìn)行分度，再銑下一個(gè)齒槽。重復(fù)進(jìn)行上述過(guò)程，直至銑出全部齒面為止。,10.2齒輪加工之插齒原理和插齒,插齒加工是用插齒刀在插齒機(jī)上加工齒輪的，它是按一對(duì)圓柱齒輪的嚙合原理進(jìn)行的。如圖：一個(gè)是工件，另一個(gè)是刀具（插齒刀采用高速鋼制造），在刀具上磨出前角和后角度，工件和刀具之間按傳動(dòng)比做純滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)，插齒刀同時(shí)再做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可在工件上插出齒輪來(lái)。,插齒過(guò)程中：插齒刀與工件之間必須維持嚴(yán)格的嚙合關(guān)系，這種運(yùn)動(dòng)稱為分齒運(yùn)動(dòng),齒輪加工之插齒原理和插齒,插齒運(yùn)動(dòng)的主運(yùn)動(dòng)是刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)包括分齒運(yùn)動(dòng)（展成運(yùn)動(dòng)）、徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，讓刀運(yùn)動(dòng)。 讓刀運(yùn)動(dòng)的作用是：避免刀具在返回時(shí)，刀齒的后刀面與工件發(fā)生摩擦。,10.3齒輪加工之滾齒原理和滾齒,滾刀形狀類(lèi)似蝸桿，其加工過(guò)程與蝸桿蝸輪的嚙合過(guò)程相似。為了形成切削刃和容屑槽，滾刀在垂直螺旋線方向等分地開(kāi)出若干刀槽，并經(jīng)過(guò)鏟背、淬火和前、后刀面的刃磨，其刃形又近似于齒條齒形。滾齒時(shí)，每個(gè)齒形都是由滾刀在旋轉(zhuǎn)中依次對(duì)齒坯切削的若干條切削刃包絡(luò)而成的(圖)。當(dāng)滾刀與齒坯進(jìn)行強(qiáng)制嚙合運(yùn)動(dòng)時(shí)，就在齒坯上切出了漸開(kāi)線齒形。,齒輪加工之滾齒原理和滾齒,主運(yùn)動(dòng) 即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 展成運(yùn)動(dòng) 即滾刀與齒坯之間的嚙合運(yùn)動(dòng)，兩者應(yīng)準(zhǔn)確地保持齒輪嚙合傳動(dòng)比關(guān)系。設(shè)滾刃的頭數(shù)為K(通常K=1)，被加工齒輪的齒數(shù)為Z，則滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，齒坯應(yīng)沿嚙合運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)K個(gè)齒，即轉(zhuǎn)KZ轉(zhuǎn)。 垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 為了切出整個(gè)齒寬上的齒形，滾刀須沿齒坯軸線方向作連續(xù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。,第八章 零件表面的加工方案,復(fù)習(xí)思考題 車(chē)床適合加工何種表面？為什么？ 用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆孔，為什么精度低且表面粗糙？ 擴(kuò)孔和鉸孔為什么能達(dá)到較高的精度和較小的表面粗糙度？ 鏜孔和鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔比較，有何特點(diǎn)？ 鏜床鏜孔與車(chē)床鏜孔有何不同，各適用于什么場(chǎng)合？ 一般情況下，刨削的生產(chǎn)率為什么比銑削低？ 按加工原理的不同，齒輪齒形加工可以分為哪兩大類(lèi)？,第八章 零件表面的加工方案,為什么在銑床上銑齒的精度和生產(chǎn)率皆較低？銑齒適合于什么場(chǎng)合？ 軸上銑鍵槽可選用什么機(jī)床和刀具？而孔內(nèi)鍵槽選用什么機(jī)床和刀具？ 插齒和滾齒各適合于加工何種齒輪？ 磨削為什么能達(dá)到較高的精度和較小的表面粗糙度？ 加工要求精度高、表面粗糙度低的紫銅或鋁合金軸件外圓時(shí)，應(yīng)選用哪種加工方法？為什么？,第三章 機(jī)械加工工藝過(guò)程,返回索引,1.下料 2. 粗車(chē) 3.焊接 4.精車(chē) 5.磨削 6.鉆孔,生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變毛坯形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)楹细窳慵倪^(guò)程，稱為工藝過(guò)程。 工藝過(guò)程由很多工序組成。 工序是指在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組工件所連續(xù)完成的部分工藝過(guò)程。例：,1.生產(chǎn)類(lèi)型,按產(chǎn)量劃分：,1.生產(chǎn)類(lèi)型,1.單件小批生產(chǎn)：很少重復(fù)，重型機(jī)器和試制零件時(shí)通常是這種生產(chǎn)形式。 2.成批生產(chǎn)：成批的制造某種零件，每隔一段時(shí)間又重復(fù)生產(chǎn)。如一般的機(jī)床制造廠的生產(chǎn)。 3.大量生產(chǎn)：在大多數(shù)工作地點(diǎn)，經(jīng)常重復(fù)進(jìn)行同一種零件的某一工序生產(chǎn)，如汽車(chē)制造廠、軸承廠等的生產(chǎn)。 制定生產(chǎn)工藝通常要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型來(lái)進(jìn)行,1.1各種生產(chǎn)類(lèi)型的要求和特征,2.工件的安裝,直接安裝法：工件直接安裝在工作臺(tái)或采用通用夾具（三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、頂尖、平口鉗、電磁吸盤(pán)等標(biāo)準(zhǔn)附件），有時(shí)要對(duì)工件進(jìn)行劃線找正，再行夾緊。 專用夾具安裝：工件安裝在為其加工而專門(mén)設(shè)計(jì)的夾具中，無(wú)須找正，迅速保證工件對(duì)刀具和機(jī)床的準(zhǔn)確定位。節(jié)約時(shí)間，生產(chǎn)效率高，但夾具的設(shè)計(jì)和制造需要一定的成本。,3.夾具簡(jiǎn)介,夾具是用來(lái)將待加工工件固定的裝置。 夾具一般可分為通用夾具和專用夾具兩種，此外還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類(lèi)型的夾具。,3.1 夾具的分類(lèi),1.通用夾具：指一般已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，不需特殊調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的刀具，如：三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、頂尖、分度頭、平口鉗、電磁吸盤(pán)，通用夾具價(jià)格較低，使用范圍廣泛，但生產(chǎn)效率不如專用夾具。故一般僅適用于單件小批量生產(chǎn)。 2.專用夾具：是指為某一零件的加工而專門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具，既可以保證加工精度，又提高生產(chǎn)效率，但夾具需要一定的投資。所以主要用于成批及大量生產(chǎn)中。,3.1 夾具的分類(lèi),3、通用可調(diào)夾具和成組夾具：通過(guò)調(diào)整或 更換個(gè)別元件后，可以加工形狀相似、 尺寸相近、加工工藝相似的多種工件。 在當(dāng)前多品種小批量生產(chǎn)的條件下，更 顯示出這兩類(lèi)夾具的優(yōu)勢(shì)； 4、組合夾具：用事先準(zhǔn)備好的通用標(biāo)準(zhǔn)元 件和部件組合而成的夾具。用完之后可 以將這類(lèi)夾具拆卸下來(lái)，更換元、部件 組裝成新夾具，供再次使用。,3.2 夾具的組成,夾具一般由以下部分組成： 1、定位裝置：用來(lái)確定工件正確位置的裝置，它 包括定位元件或定位元件的組合； 2、夾緊裝置：工件定位后，用夾緊的力來(lái)承受切 削力的機(jī)構(gòu)。它包括夾緊元件或其組合； 3、導(dǎo)向元件：用來(lái)確定刀具位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn) 行加工的元件。 4、夾具體：用來(lái)聯(lián)系并固定上述各種裝置和元件， 使之成為一個(gè)整體的零件。,3.2 夾具的組成,下圖為在軸上鉆孔時(shí)所用的一種簡(jiǎn)單夾具 1、擋鐵 ；2、V形鐵；3、夾緊機(jī)構(gòu)；4、工件； 5、鉆套；6、夾具體,3.3 夾具的應(yīng)用,下圖為移動(dòng)式鉆模示意圖，這種夾具主要用于加工小孔，它使用專門(mén)設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌和定程機(jī)構(gòu)來(lái)控制移動(dòng)的距離（即工件上兩孔的距離）。 1、導(dǎo)軌；2、定程板,4.工藝規(guī)程的擬定,A.工藝分析,檢查圖紙,做出修改,審查材料,審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性,下一步,B.毛坯的選擇及加工余量的確定,4.1 毛坯選擇及加工余量的確定,加工余量：為了加工出合格零件，必須從毛坯上切去一層金屬，稱加工余量。加工余量分為工序余量和總余量。某道工序切除的余量稱為工序余量，各工序余量的和稱總余量。 工序余量的確定：決定工序余量的大小，是在保證加工質(zhì)量的前提下，使余量盡可能的小。過(guò)大影響生產(chǎn)效率，過(guò)小不能切去工件表面的缺陷層。加工余量的確定可采用如下方法： 1.根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)估計(jì) 2.查表：根據(jù)工藝手冊(cè)查表 3.計(jì)算法：可查閱“機(jī)制工藝學(xué)”有關(guān)內(nèi)容。,4.2 定位基準(zhǔn)的選擇,在機(jī)械加工中，無(wú)論采用哪種安裝方法，都必須使工件在機(jī)床或夾具上正確地定位 六點(diǎn)定位：任何一個(gè)未被約束的物體，在空間有六個(gè)自由度。而要使物體在空間有確定的位置，必須約束這六個(gè)自由度,完全定位和不完全定位,實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中六點(diǎn)有時(shí)并不完全定位,加工溝槽，六點(diǎn)完全定位,4.3工件的基準(zhǔn),工件的基準(zhǔn)：在零件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，要確定一些點(diǎn)、線或面的位置，必須以一些指定的點(diǎn)、線或面作為依據(jù)，這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線或面，稱為基準(zhǔn)。 按照作用的不同，常把基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類(lèi)。,4.3 工件的基準(zhǔn),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：即設(shè)計(jì)零件的基準(zhǔn)，如下圖左：齒輪內(nèi)孔、外圓和齒輪分度圓均以軸線為基準(zhǔn)；而兩端面是互為基準(zhǔn)。下圖右：表面2和3及孔4的軸線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是表面1的。孔5的軸線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔4的軸線。 工藝基準(zhǔn)：在制造零件時(shí)所使用的基準(zhǔn)，它又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)。下圖左在加工時(shí)、軸線并不實(shí)際存在，所以內(nèi)孔實(shí)際是加工外圓和左端面的定位基準(zhǔn)。,4.3.1 工藝基準(zhǔn),工藝基準(zhǔn)分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)。 1、工序基準(zhǔn)：在工藝文件上用以標(biāo)定加工表面 位置的基 準(zhǔn)。 2、定位基準(zhǔn)：在機(jī)械加工中，用來(lái)使工件在機(jī)床或夾具中 占有正確位置的點(diǎn)、線或面。它是工藝基準(zhǔn) 中最主要的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)選擇是否合理，對(duì)保證工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工順序、提高生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)成本起著決定性的作用，它是制定工藝過(guò)程的主要任務(wù)之一。 定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種,4.3.1 工藝基準(zhǔn),3、測(cè)量基準(zhǔn)：用以測(cè)量已加工表面尺寸及 位置的基準(zhǔn)。 4、裝配基準(zhǔn)：用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器 中的位置的基準(zhǔn)。,4.3.2 定位基準(zhǔn)的選擇,粗基準(zhǔn)：毛坯表面的定位基準(zhǔn)。 1. 選取不加工的表面作粗基準(zhǔn)：這樣可使加工表面具有較正確的相對(duì)位置，并有可能在一次安裝中把大部分加工表面加工出來(lái)。,選擇定位基準(zhǔn)是為了保證工件的位置精度，因此，選擇定位基準(zhǔn)總是從有位置精度要求的表面開(kāi)始進(jìn)行選擇的,粗基準(zhǔn)的選擇原則,2. 選取要求加工余量均勻的表面作為粗基準(zhǔn)：這樣可以保證作為粗基準(zhǔn)的表面加工時(shí)余量均勻。,粗基準(zhǔn)的選擇原則,3. 對(duì)于所有表面都要加工的表面，選取余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)，以避免余量不足而造成廢品。,粗基準(zhǔn)的選擇原則,4.選取光潔、平整、面積大的表面作粗基準(zhǔn)； 5.粗基準(zhǔn)不應(yīng)重復(fù)使用。一般情況下，粗基準(zhǔn)只允許使用一次。,精基準(zhǔn)的選擇原則,對(duì)于形位公差精度要求較高的零件，應(yīng)采用已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)。這種定位基準(zhǔn)面叫做精基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇原則： 1. 基準(zhǔn)重合原則：選用定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合 的原則,精基準(zhǔn)的選擇原則,2. 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：位置精度要求較高的各加工表面，盡可能在多數(shù)工序中統(tǒng)一用同一基準(zhǔn)。,精基準(zhǔn)的選擇原則,3、互為基準(zhǔn)原則：在需要加工的各表面中，加工時(shí)互相以對(duì)方為定位基準(zhǔn)。,精基準(zhǔn)的選擇原則,4、自為基準(zhǔn)原則：以加工表面自身作為定位基準(zhǔn)。 總之，無(wú)論是粗基準(zhǔn)還是精基準(zhǔn)的選擇，都必須首先使工件定位穩(wěn)定，安全可靠，然后再考慮夾具設(shè)計(jì)容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則。,4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定,機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定按三個(gè)步驟進(jìn)行： 1、擬定加工工藝路線 分析研究零件圖的各項(xiàng)內(nèi)容及技術(shù)要求擬定零件加工的加工方法、加工方案及工藝路線。 2、安排好加工工序 （1）選擇毛坯,4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定,（2）安排好切削加工工序 合理選擇加工方案 合理確定基準(zhǔn)面 常見(jiàn)幾類(lèi)典型零件的加工，其基準(zhǔn)選擇的常用方法有： A.臺(tái)階軸類(lèi)零件：一般選擇兩端中心孔作為定位基準(zhǔn)面 ；對(duì)于批量很小、 長(zhǎng)度很短的軸類(lèi)零件，可采用三爪卡盤(pán)在一次裝夾中完成各表面的精加工。,A.臺(tái)階軸類(lèi)零件：,4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定,B. 套類(lèi)零件：一般選擇其軸線（內(nèi)孔）作為定位基準(zhǔn)面。,4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定,C. 箱體類(lèi)零件：該類(lèi)零件形狀復(fù)雜，除有尺寸精度要求外，一般孔的軸線相對(duì)于底面（安裝基準(zhǔn)面）有位置度要求，因此箱體類(lèi)零件多采用主要的裝配基準(zhǔn)面（一般為最大的底平面）作為定位精基準(zhǔn)。,4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定,（3）安排好熱處理工序 改善金屬材料切削性能的熱處理工序，如各種 退火、正火等，一般安排在粗加工之前進(jìn)行； 消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序，如中間退火、回 火、時(shí)效處理等，一般安排在粗加工與精加工 之間進(jìn)行； 提高機(jī)械性能的熱處理工序，如淬火、調(diào)質(zhì)、 滲碳等各種表面處理，一般安排在最終加工之 前進(jìn)行。,4.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定,所有的熱處理工序都是在零件最終加工之前進(jìn)行，這是因?yàn)榱慵?jīng)過(guò)熱處理工序后必有變形，最終加工時(shí)可以糾正變形帶來(lái)的誤差。 （4）安排好檢驗(yàn)工序 在成批生產(chǎn)的工廠執(zhí)行“自檢、互檢、專檢”， 產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)合格，方可出廠。 量具應(yīng)定期交有關(guān)部門(mén)檢驗(yàn)，不合格的量具不允許上崗使用。,4.4工藝路線的制定,3、擬訂加工工藝過(guò)程 制定工藝規(guī)程的目的是確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)它是確定生產(chǎn)人員數(shù)量以及定設(shè)備、定生產(chǎn)廠房面積和投資額的原始材料。 安排加工順序的原則：“基面先行、粗精分開(kāi)、先粗后精、先面后孔”,4.4 工藝路線的制定,(1)基面先行原則 ,零件加工時(shí)，必須選擇合適的表面作為定位基面，以便正確安裝工件。在第一道工序中，只能用毛坯面(未加工面)作為定位基面，在后續(xù)工序中，為了提高加工質(zhì)量，應(yīng)盡量采用加工過(guò)的表面為定位基面，顯然，安排加工工序時(shí)，精基面應(yīng)先加工。例如，軸類(lèi)零件的加工多采用中心孔為精基準(zhǔn)。因此，安排其加工工藝時(shí)，首先應(yīng)安排車(chē)端面、鉆中心孔工序。 (2)粗精分開(kāi)，先粗后精的原則 零件加工質(zhì)量要求高時(shí)，對(duì)精度要求高的表面，應(yīng)劃分加工階段。一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段，精加工應(yīng)放在最后進(jìn)行。這樣，有利于保證加工質(zhì)量，有利于某些熱處理工序的安排。,4.4工藝路線的制定,(3)先面后孔的原則 對(duì)于箱體、支架類(lèi)等零件應(yīng)先加工平面后加工孔。這是因?yàn)槠矫娴妮喞秸卜藕投ㄎ环€(wěn)定可靠。先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置 綜上所述，一般機(jī)械加工的順序是：先加工精基準(zhǔn)粗加工主要面(精度要求高的表面)精加工主要面。次要表面的加工適當(dāng)穿插在各階段之間進(jìn)行。,5. 編制工藝文件,工藝文件包括： 1.機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 2.機(jī)械加工工序卡片 3.機(jī)械加工工藝卡片。,機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 用于單件小批生產(chǎn)。它的主要作用是慨略地說(shuō)明機(jī)械加工的工藝路線。,機(jī)械加工工序卡片 用于大批大量生產(chǎn)。要求工藝文件更加完整和詳細(xì)，每個(gè)零件的各加工工序都要有工序卡片。,機(jī)械加工工藝卡片 用于成批生產(chǎn)。它比工藝過(guò)程卡片詳細(xì)，比工序卡片簡(jiǎn)單且較靈活，介于兩者之間。,第八章 零件表面的加工方案,復(fù)習(xí)思考題 生產(chǎn)類(lèi)型有哪幾種？不同生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)零件的工藝過(guò)程有哪些影響？ 機(jī)械加工中，工件的安裝方法有哪幾類(lèi)？各適用于什么場(chǎng)合？ 按其用途的不同，夾具分為哪幾類(lèi)？各適用于什么場(chǎng)合？ 何謂工序余量、總余量？它們之間是什么關(guān)系? 確定加工余量的原則是什么？目前確定加工余量的方法有哪幾種？ 何謂基準(zhǔn)？根據(jù)作用的不同，基準(zhǔn)分為哪幾種? 切削加工工序安排的原則是什么？ 常用的工藝文件有哪幾種？各適用于什么場(chǎng)合？,9、下圖所示加工小軸30件，毛坯為32104的圓鋼料，若用兩種 方案加工，那種方案較好？為什么？ a. 在一臺(tái)車(chē)床上逐件進(jìn)行加工，即每個(gè)工件車(chē)好 28的一端 后，立即調(diào)頭車(chē)16的一端； b. 先整批車(chē)出28一端的端面和外圓，隨后仍在這臺(tái)車(chē)床上車(chē) 出16一端的端面和外圓。,第八章 零件表面的加工方案,10、加工軸類(lèi)零件時(shí)，常以什么作為統(tǒng)一的精基準(zhǔn)？