《精编》机械制造技术讲义课件.ppt

机械制造技术 辽宁机电职业技术学院姜晶 第1章零件加工表面成形方法及设备 教学目标 掌握各种加工表面成形的方法 掌握金属切削机床的类型 结构 加工范围及运动形式 掌握金属切削刀具的种类 结构及使用特点 教学重点 机床的种类 结构 加工范围 各种表面的成形方法 各种刀具的结构及使用特点 1 1金属切削机床的基础知识 1 1 1机床的分类 1按加工性质和所用刀具的不同分类 2按机床通用性程度分类 3按加工精度的不同分类 4按机床的质量和尺寸不同 5按机床自动化程度 6按主要工作器官的数目进行分类 1 1 2机床型号的编制方法 1 通用机床型号的编制方法 2 专用机床型号的编制方法 1 1 3零件表面的切削加工成形方法和机床的运动 1 零件表面的切削加工成形方法 2 机床的运动 表面成形运动 1 1 4机床传动的基本组成和传动原理图 卧式车床传动原理图 1 2外圆表面加工 外圆表面的车削加工 外圆车削工件的装夹方法 外圆车削工件的装夹方法 车刀的结构形式 车床 图1 10CA6140卧式车床1 11 床腿2 进给箱3 主轴箱4 床鞍5 中滑板6 刀架7 回转盘8 小滑板9 尾架10 床身12 光杠13 丝杠14 溜板箱 CA6140型卧式车床加工的典型表面 机床的传动系统 1 2 3外圆表面的磨削加工 外圆磨床的磨削方法 无心外圆磨削的加工示意图 M1432A型万能外因磨床1 床身2 头架3 内圆磨具4 砂轮架5 尾架6 滑鞍7 手轮8 工作台A 脚踏操纵板 1 3内圆表面加工 1钻削加工 麻花钻的结构 2 扩孔 扩孔钻类型 3 铰孔 铰刀结构 4 深孔钻 单刃外排屑深孔钻工作原理1 工件2 切削部分3 钻杆 错齿内排屑深孔钻工作原理1 工件2 钻头3 钻杆 喷吸钻工作原理1 钻头2 工件3 钻套4 外钻管5 月牙形槽喷嘴6 内钻管 钻床 钻床的加工方法 立式钻床1 工作台2 主轴3 进给箱4 变速箱5 立柱6 操纵手柄7 底座 摇臂钻床1 底座2 立柱3 摇臂4 主轴箱5 主轴6 工作台 1 3 3镗削加工 1 镗刀 单刃镗刀和多刃镗刀的结构 2 镗床 卧式镗床1 支架2 后立柱3 工作台4 径向刀架5 平旋盘6 幢轴7 前立柱8 主轴箱9 后尾筒10 床身11 下滑座12 上滑座13 刀座 图1 43卧式镗床的典型加工方法 卧式镗床的典型加工方法 拉削加工 拉削加工的典型工件截面形状 拉刀拉孔过程 卧式内拉床1 液压缸2 压力表3 工件4 拉刀5 活动支承 普通内圆磨床的磨削方法 无心内圆磨床的磨削方法1 滚轮2 压紧轮3 导轮4 工件 普通内圆磨床1 床身2 工作台3 头架4 砂轮架5 滑鞍 平面加工 刨削加工 牛头刨床1 刀架2 转盘3 滑枕4 床身5 横梁6 工作台 龙门刨床1 8 左 右侧刀架2 横梁3 7 立柱4 顶梁5 6 垂直刀架9 工作台10 床身 插削加工 插床1 圆工作台2 滑枕3 滑枕导轨座4 销轴5 分度装置6 床鞍7 溜板 铣削加工 万能卧式升降台锐床1 主轴变速机构2 床身3 主轴4 悬梁5 刀杆支架6 工作台7 回转盘8 床鞍9 升降台10 进给变速机构 龙门铣床1 工作台2 6 水平铣头3 横梁4 5 垂直铣头 立式升降台铣床1 立铣头2 主轴3 工作台4 床鞍5 升降台 平面磨削加工 卧式矩台平面磨床1 床身2 工作台3 砂轮架4 滑座5 立柱 1 5齿轮的齿形加工 圆柱齿轮齿形加工方法 直齿圆柱齿轮的成形铣削 滚齿加工 滚齿加工原理 Y3150E型滚齿机1 床身2 立柱3 刀架溜板4 刀杆5 刀架体6 支架7 心轴8 后立柱9 工作台10 床鞍 插齿加工 剃齿 剃齿刀和剃齿原理 磨齿 成形法磨齿 展成法磨齿 第2章金属切削基本原理 2 1金属切削运动和切削要素 2 2金属切削刀具几何角度 车刀的组成 刀具的标注角度 正交平面参考系 正交平面参考系标注角度 2 4金属切削过程 2 4 1切削变形 切削时的三个变形区 剪切区与剪切面 积屑瘤的形成及其对切削过程的影响 积屑瘤对切削过程的影响 1 增大了刀具实际前角2 改变了背吃刀量3 积屑瘤破碎后 其碎片会粘附在工件已加工表面上 直接影响到工件表面粗糙度和质量 4 稳定的积屑瘤代替刀刃切削 可减少刀具磨损 提高刀具耐用度 如图2 17中的 积屑瘤的控制1 避开采用产生积屑瘤的速度切削 即宜采用低速或高速 但因低速加工效率低 故多采用高速切削 2 采用润滑性能良好的切削液 减少切屑与前刀面的摩擦 3 采用大前角刀具切削 以减少刀和屑接触的压力 4 提高工件硬度 较少加工硬化倾向 2 4 2切削力 1 切削力的来源及分解 1 切削力的来源 变形与磨擦 2 切削力的分解 2 切削力和切削功率的计算 1 计算切削力的指数公式 2 单位切削力的计算公式 3 切削功率的计算 机床电动机所需功率 kW kW 2 4 3切削热与切削温度 1 切削热的来源与传导 Q产热 Q变形 Q磨擦Q散热 Q刀具 Q工件 Q机床 Q工件 2 4 4刀具磨损与刀具耐用度 1 刀具磨损 车刀典型磨损形式示意图 2 刀具耐用度 1 刀具的耐用度与刀具寿命刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间称为刀具耐用度 以T表示 2 切削用量对刀具耐用度的影响 1 切削速度与刀具耐用度的关系 2 5切削用量的选择 2 5 1确定切削用量时考虑的因素 选择切削用量的基本原则是 首先选择一个尽量大的背吃刀量 其次根据机床进给动力允许条件或被加工表面粗糙度的要求 选择一个较大的进给量 并在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度 2 5 2提高切削用量的途径1 采用切削性能更好的新型刀具材料 2 在保证工件机械性能的前提下 改善工件材料的加工性 3 改善冷却润滑条件 4 改进刀具结构 提高刀具制造质量 2 6刀具几何参数的选择 2 6 1选择刀具几何参数应考虑的因素 工件材料刀具材料和刀具结构具体的加工条件 2 6 2刀具角度的选择 1 前角及前刀面的选择 2 后角 副后角 后刀面的选择 3 主偏角 副偏角及过渡刃的选择 4 刃倾角的选择 2 7切屑的控制与切削液 1 切屑的类 2 切屑的卷曲和断屑 2 7 2切削液 1 切削液的作用 1 冷却作用2 润滑作用3 洗涤和排屑作用4 防锈作用 2 切削液的种类及选用 种类 水溶液 切削油 极压切削油和乳化液 1 粗加工2 精加工3 难加工材料的加工4 磨削加工5 封闭或半封闭容屑加工 选用 第3章机械加工工艺规程 3 1机械加工工艺规程的基本概念 1 生产过程 1 生产技术准备过程 2 毛坯制造过程 3 零件的各种加工过程 4 产品的装配过程 5 生产服务过程 2 工艺过程 在生产过程中改变生产对象的形状 尺寸 相对位置和性质等 使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程 如毛坯制造 机械加工 热处理 装配等过程 均为工艺过程 工艺过程是生产过程的重要组成部分 3 1 2机械加工工艺过程的组成 1 工序一个或一组工人 在一个工作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 称为工序 2 安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装 3 工位为了完成一定的工序内容 一次装夹工件后 工件与夹具或设备的可动部分一起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 4 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连续完成的那部分工艺过程 5 进给 走刀 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是一次进给 走刀 一个工步可包括一次或几次进给 走刀 3 1 3生产类型及工艺特征 1 生产纲领 N Qn 1 2 生产类型 3 1 5工艺规程 1 工艺规程的作用 1 工艺规程是指导生产的重要技术文件 2 工艺规程是生产组织和生产准备工作的依据 3 工艺规程是新建和扩建工厂或车间的技术依据 2 工艺规程制定的原则工艺规程制定的原则是优质 高产 低成本 即在保证产品质量的前提下 争取最好的经济效益 3 制定工艺规程的原始资料 4 制定机械加工工艺规程的步骤 1 分析零件工作图和产品装配图 2 对零件图和装配图进行工艺审查 3 根据产品的生产纲领确定零件的生产类型 4 确定毛坯的种类及制造方法 5 拟定工艺路线 选择定位基准 划分加工阶段 6 确定各工序所用机床设备 工艺装备 刀具 夹具 量具 辅具等 对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书 7 确定各工序的余量 计算工序尺寸和公差 8 确定各工序的切削用量和时间定额 9 确定各工序的技术要求和检验方法 10 编写工艺文件 3 2零件的工艺分析 3 3毛坯的确定 毛坯的种类及选择 1 铸件 2 锻件 3 型材 4 焊接件 5 冲压件 6 冷挤压件 7 粉末冶金件 2 毛坯形状和尺寸确定 1 工艺搭子的设置 2 整体毛坯的采用 3 合件毛坯的采用 3 4定位基准的选择 3 4 1基准 1 设计基准 2 工艺基准 1 工序基准 2 定位基准 3 测量基准 4 装配基准 3 4 2粗基准的选择 1 某些零件上的个别表面不需要进行机械加工 为了保证加工表面和非加工表面的位置关系 应选择非加工表面作粗基准 2 当零件上具有较多加工表面时 粗基准的选择应有利于合理地分配各加工表面的加工余量 1 应保证各加工表面都有足够的加工余量 2 为保证重要表面的加工余量小而均匀 应以重要表面作粗基准 3 应尽量选择没有飞边 浇口 冒口或其他缺陷的平整表面作为粗基准 使工件定位可靠 4 粗基准在零件的加工过程中一般只能使用一次 由于粗基准的误差很大 重复使用必然产生很大的加工误差 3 4 3精基准的选择 1基准重合原则2基准统一原则3互为基准原则4自为基准原则 3 5工艺路线的拟定 3 5 1加工方法的选择 孔的加工方案 平面加工方案 3 5 2加工阶段的划分 机械加工路线 按工序的性质不同 一般可分为粗加工 半精加工和精加工三个阶段 表面质量要求特别高时 还应增加光整加工阶段 划分加工阶段的主要原因 1 有利于保证零件的加工质量 2 合理安排加工设备和操作工人 3 便于热处理工序的安排 使冷热加工工序搭配得更合理 此外 划分加工阶段后 能在粗加工中及时发现毛坯的缺陷 如裂纹 夹砂 气孔和余量不足等 根据具体情况决定报废或修补 避免对废品再加工造成浪费 3 5 3工序集中与工序分散 1 工序集中的特点1 便于采用高生产率的专用设备和工艺装备及数控加工技术进行生产 2 由于工序数目少 工艺路线短 便于制订生产计划和生产组织 3 使用的设备数量少 减少了操作工人和车间面积 4 有利于保证这些表面间相互位置精度 5 工序集中时所需设备和工艺装备结构复杂 调整和维修困难 投资大 生产准备工作量大且周期长 不利于转产 2 工序分散的特点1 使用的设备和工艺装备结构简单 调整和维修方便 工人容易掌握操作技术 生产准备简单 便于产品品种的更新 2 设备数量多 操作工人多 车间面积大 生产组织工作量大 3 5 4加工顺序的安排 1 机械加工工序顺序的安排原则 1 基准先行 2 先粗后精 3 先主后次 4 先面后孔 2 热处理工序的安排 1 预备热处理 2 最终热处理 1 正火和退火 2 调质 3 时效处理 1 淬火 2 渗碳淬火 3 渗氮 4 表面处理 3 辅助工序的安排 辅助工序包括检验 去毛刺 清洗 防锈 去磁 平衡等 其中检验工序是主要的辅助工序 对保证加工质量 防止继续加工前道工序中产生的废品 起着重要的作用 3 6加工余量的确定 1加工余量 2影响加工余量的因素 1 前工序形成的表面粗糙度和缺陷层深度 Ra和Da 2 前工序的尺寸公差Ta 3 前工序形成的需单独考虑的位置偏差 a 4 本工序的安装误差 b 3确定加工余量的方法 1 查表修正法 2 经验估计法 3 分析计算法 3 7工序尺寸及公差确定 3 7 1基准重合时工序尺寸及其公差的计算 先确定各工序的加工方法 然后确定该加工方法所要求的加工余量及其所能达到的精。