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1、典型零件的数控加工工艺编制典型零件的数控加工工艺编制 2本书的主要内容n学习情境一：支轴的加工工艺n学习情境二：齿轮轴加工工艺 n学习情境三：支架套的加工工艺 n学习情境四：连杆加工夹具设计 n学习情境五：集成块加工机床及刀具的选择n学习情境六：泵盖的加工工艺n学习情境七：蜗轮减速器箱体孔加工工艺3主要内容工序、工步、装夹、工位的基本概念；机械加工工艺规程；数控车床的分类、加工对象；数控车削常用刀具、夹具等。能识读机械零件的数控加工工艺文件。了解数控车削的基本概况。学习情境一：支轴的加工工艺4学习情境一：支轴的加工工艺1.1任务引入1.2任务分析1.3相关知识项目一机械加工工艺规程项目二、数控
2、车床及其加工对象项目三数控车削常用刀具项目四数控车通用夹具1.4任务实施一、加工工艺性分析二、制定加工工艺1.5任务拓展与课后练习51.1任务引入 生产如图生产如图1-1所示所示支轴支轴，该零件材料为，该零件材料为45，生产数量，生产数量20件。件。现为加工该零件制定有关现为加工该零件制定有关技术文件技术文件。图图1-16 1.2任务分析n在对一个零件进行机械加工前，必须首先制定该零件的工艺规程，才能有效的保证用较低的成本，较高的效率加工出该零件，n通过对一个简单零件的机械加工工艺过程的分析来认识这些概念并编制合理的加工工艺。7 1.2任务分析n该零件为一轴类零件，结构上有圆柱面、圆锥面，加工
3、精度最高处为IT6，表面粗糙度为Ra0.8m，普通车床加工加工质量难以保证，且生产效率较低。数控车削81.3相关知识一、生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程 1、生产过程生产过程 机机械械产产品品制制造造时时，将将原原材材料料或或半半成成品品转转变变为为成成品品的的全全过过程程，称称为为生生产产过过程程。机机械械产产品品的的生生产产过过程程主主要要包括：包括：1）生生产产技技术术准准备备过过程程 产产品品投投入入生生产产前前的的各各项项生生产产和和技技术术准准备备工工作作。如如产产品品的的设设计计和和试试验验研研究究、工工艺设计和专用工装设计与制造等。艺设计和专用工装设计与制造等。2）毛坯的制
4、造过程毛坯的制造过程 如铸造、锻造和冲压等。如铸造、锻造和冲压等。91.3相关知识 3）零零件件的的各各种种加加工工过过程程 如如机机械械加工、焊接、热处理和其他表面处理。加工、焊接、热处理和其他表面处理。4）产产品品的的装装配配过过程程 如如部部件件装装配配、总装配、调试等。总装配、调试等。5）各各种种生生产产服服务务活活动动 如如生生产产中中原原材材料料、半半成成品品和和工工具具的的供供应应、运运输输、保管以及产品的包装和发运等。保管以及产品的包装和发运等。101.3相关知识 2、工艺过程工艺过程 在在机机械械产产品品的的生生产产过过程程中中，对对于于那那些些与与原原材材料料变变为为成成品
5、品直直接接有有关关的的过过程程，称为称为工艺过程工艺过程。如如毛毛坯坯制制造造，机机械械加加工工，热热处处理理和和装配等，装配等，111.3相关知识3、机械加工工艺过程机械加工工艺过程 采采用用机机械械加加工工的的方方法法，直直接接改改变变生生产产对对象象的的尺尺寸寸、形形状状和和表表面面质质量量，使使之之成成为为产产品品零零件件的的过过程程称称为为机机械械加加工工工工艺艺过程过程。12二、机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成通过一系列加工步骤，才能将毛坯变成零件。机械加工工艺过程是由一个或几个顺次排列的工序组成的，而工序又可细分为若干工步、安装和进给。1.3相关知识131、工序工序
6、一一个个（或或一一组组）工工人人，在在一一台台机机床床（或或一一个个工工作作地地）对对一一个个（或或同同时时对对几几个个）零零件件所所连连续续完完成成的的那那一一部部分分工工艺艺过过程，称为工序。程，称为工序。工工序序是是组组成成机机械械加加工工工工艺艺过过程程的的基基本本单元单元。1.3相关知识划分工序的主要依据是：划分工序的主要依据是：工作地点（或机床）是否改变工作地点（或机床）是否改变加工是否连续加工是否连续14相关知识15 2、工步与进给工步与进给 在在加加工工表表面面、加加工工工工具具和和切切削削用用量量中中的的转转速速与与进进给给量量都都不不变变的的情情况况下下，所所连连续续完完成
7、成的的那那部部分分工工序序内内容容称称为为工工步步。一一个个工工序序可可包包括一个工步，也可包括几个工步。括一个工步，也可包括几个工步。1.3相关知识16 2、工步与进给工步与进给 在在一一个个工工步步中中，若若被被加加工工表表面面需需切切去去的的金金属属层层很很厚厚，需需要要几几次次切切削削，则则每每一一次次切切削削就叫一次就叫一次进给进给。1.3相关知识17相关知识若干相同的工步写成一个工步几把刀具同时加工几个表面的工步，称为复合工步181.3相关知识3、装夹与工位装夹与工位 定定位位 在在工工件件的的加加工工过过程程中中为为了了保保证证被被加加工工零零件件的的几几何何参参数数正正确确，为
8、为此此工工件件在在加加工工之之前前首首先先应应保保证其位置正确，证其位置正确，找出工件正确位置的过程叫定位找出工件正确位置的过程叫定位。装装夹夹 其其次次在在加加工工过过程程中中切切削削力力产产生生后后，为为保保证证工工件件在在该该力力作作用用下下不不改改变变其其定定位位确确定定的的正正确确位位置置，应应对对工工件件进进行行固固定定，该该过过程程叫叫夹夹紧紧。工工件件在在加加工工前前将其在机床或夹具中将其在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为装夹定位、夹紧的过程称为装夹。191.3相关知识 工工位位 在在一一个个工工序序中中，工工件件可可能能只只需需要要装装夹夹一一次次，也也可可能能需需要要装装夹
9、夹几几次次。工工件件在在一一次次装装夹夹后后，工工件件在在机机床床上上占占据据的的每每一一个个加加工位置称为一个工位。工位置称为一个工位。201.3相关知识三、生产纲领和生产类型 产产品品（或或零零件件）的的生生产产纲纲领领 是是指指企企业业在在计计划划期期内内生生产产的的产产品品产产量量和和进进度度计计划划。计计划划期期一一般般为为一一年年。对对于于零零件件而而言言，除除了了制制造造机机器器所所需需的的数数量量外外，还还应应包包括括一一定数量的备品和废品。定数量的备品和废品。211.3相关知识三、生产纲领和生产类型 零件的生产纲领可按下式计算零件的生产纲领可按下式计算 N=Qn（1+a）（）
10、（1+b）式中式中 N零件的生产纲领；零件的生产纲领；Q产品的生产纲领；产品的生产纲领；n每台产品中的零件数；每台产品中的零件数；a备品百分率，备品百分率，%；b废品百分率，废品百分率，%。221.3相关知识生产类型指工厂或车间生产专业化程度的分类，通常分为三种类型。1、单件生产生产的产品品种繁多，每种产品仅制造一个或少数几个，而且很少再重复生产。例如，重型机械产品制造和新产品试制。2、成批生产生产的产品品种较多，每种产品均有一定的数量，各种产品是分期分批地轮番进行生产。例如，机床制造、机车制造等。根据产品的特征和批量大小，成批生产可分为小批生产、中批生产和大批生产。231.3相关知识3、大量
11、生产生产的产品品种少，产量大，大多数工作地长期重复地进行某一零件的某一工序的加工。例如，汽车、轴承和摩托车等的制造。生产类型不同，产品制造的工艺方法、所用的设备和工艺装备以及生产的组织均不相同。241.3相关知识四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法的技术文件。1、工艺规程的作用1）工艺规程是指导生产的主要技术文件。2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据。3）工艺规程是工厂基础建设的基本资料。251.3相关知识2、工艺规程的类型和格式1）机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片是以工序为单位，说明零件整个机械加工过程的一种工艺文件。多作为生
12、产管理方面使用。但在单件和小批生产中，通常不编制其他较详的工艺文件，而用该卡片指导零件加工。2)机械加工工序卡片工序卡片是用来具体指导工人进行操作的一种工艺文件。多用于大批大量生产中的重要零件。工序卡片中详细记载了该工序加工所必须的工艺资料。262728291.3相关知识3制定工艺规程的步骤1)分析研究零件图样，审查其结构工艺性。2)选择和确定毛坯。3)拟订工艺路线。4)详细拟订工序具体内容。5)对工艺方案进行技术经济分析。6)填写工艺文件。301.3相关知识4数控加工工艺规程的特点及内容数控加工工艺问题的处理与普通加工工艺基本相同,在设计零件的数控加工工艺时,首先要遵循普通加工工艺的基本原则
13、和方法,同时还必须考虑数控加工本身的特点和零件编程要求。311.3相关知识4数控加工工艺规程的特点及内容（1）数控加工工艺规程的特点1）内容十分明确而具体2）工艺工作要求相当准确而严密3）采用多坐标联动自动控制加工复杂表面4）采用先进的工艺装备5）采用工序集中321.3相关知识（2）数控加工工艺规程的主要内容1)适合在数控机床上加工的零件,确定数控机床加工内容。2)对零件图样进行数控加工工艺3)具体设计数控加工工序4)处理特殊的工艺问题,如对刀点、换刀点的选择,加工路线的确定,刀具补偿等。5)程编误差及其控制。6)处理数控机床上部分工艺指令,编制工艺文件。331.3相关知识5、数控加工工艺规程
14、的格式1)数控加工工序卡2)数控加工刀具卡3)数控加工走刀路线图341.3相关知识五、零件的结构工艺性分析五、零件的结构工艺性分析1、零件的结构及其工艺性分析在制订零件的工艺规程时，必须首先对零件进行工艺分析。对零件进行工艺分析主要要注意以下问题：零件组成表面的形式表面形状是选择加工方法的基本因素，因此认清零件的组成表面的组成是正确确定各表面的加工方法的基础。351.3相关知识构成零件的各表面的组合关系同种类型的表面的不同组合决定了零件结构上的不同特点。以内外圆为主要表面，既可组成盘、环类零件，也可组成套类零件。上述不同结构特点的零件在选用加工工艺方案时存在很大差异。361.3相关知识3）零件
15、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371.3相关知识2、零件的技术要求分析零件技术要求分析包括下1）加工表面的尺寸精度；2）主要加工表面的形状精度；3）主要表面之间的相互位置精度；4）各加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；5）热处理要求及其它要求（如动平衡等）381.3相关知识项目二数控车削机床及其加工对象一、数控车床的分类主要按车床主轴位置分类：1）立式数控车床391.3相关知识2）卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于
16、排除切屑。401.3相关知识2按数控系统的功能分类1）经济型数控车床。2）全功能型数控车床。3）车削中心。3按加工零件的基本类型分类1）卡盘式数控车床。2）顶尖式数控车床。411.3相关知识二、数控车削加工的对象1）轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体2）零件精度要求高的零件421.3相关知识二、数控车削加工的对象3）表面粗糙度值小的回转体件4）超精密、超低表面粗糙度的零件5）带横向加工的回转体零件6）带特殊类型螺纹的零件431.3相关知识项目三项目三、数控车削常用刀具、数控车削常用刀具1、数控车削刀具的种类根据与刀体的联接固定方式的不同，车刀主要可分为焊接式与机械夹固式两大类。机械夹固式车
17、刀441.3相关知识根据车刀切削刃不同，数控车削常用的车刀一般分为三类，即尖形车刀、圆弧车刀和成型车刀。圆弧车刀451.3相关知识二、机械夹固式可转位车刀的选用1数控车刀的特点粗车刀具要强度高、耐用度好。精车时保证加工精度及其稳定性是关键,刀具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好的要求。一般选用硬质合金可转位车刀。就是使用可转位刀片的机夹车刀461.3相关知识二、机械夹固式可转位车刀的选用2.可转位硬质合金刀片的标记我国可转位刀片的型号,共用10个号位的内容来表示主要参数的特征。现举一车刀刀片型号示例简要说明如下:SNGM160612ER-A3471.3相关知识二、机械夹固式可转位车刀
18、的选用3.可转位车刀的选用1)刀片的紧固方式2)刀片外形的选择3)刀杆头部形式的选择4)刀片后角的选择5)左右手刀柄的选择6)刀尖圆弧半径的选择7)断屑槽形的选择481.3相关知识项目四数控车床通用夹具一、圆周定位夹具1.三爪卡盘2.软爪理想的软爪内径491.3相关知识项目四数控车床通用夹具一、圆周定位夹具3四爪单动卡盘4.弹簧夹套定心精度高，装夹工件快捷方便，常用于精基准外圆定位501.3相关知识项目四数控车床通用夹具二、中心孔定位夹具双顶尖定位端面拨动顶尖511.4任务实施一、加工工艺性分析一、加工工艺性分析 1、该支轴由外圆柱面、外圆锥面，退刀槽、端面组成，各圆柱、圆锥面的尺寸由两端向中
19、间逐渐增大，结构合理。2、多个直径有较高的尺寸精度要求和表面粗糙度要求，轮廓描述完整清楚。3、零件为45钢，切削加工性较好，调质240280HBW，锥面表面淬火4050HRC。因此可以判断该支轴具备较好的加工工艺性。该零件需要生产20件，同时零件上有较高要求的圆锥面，为保证加工质量和提高生产率，可安排在数控车床上加工。521.4任务实施二、制定加工工艺二、制定加工工艺 1、确定装夹方案因该支轴为回转件的实心轴，为保证各档圆柱圆锥面同轴，故选择夹紧方式为两中心顶尖定位，即左端采用固定顶尖定心，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。2、毛坯选择因为该零件最大处直径为80，因生产批量仅为20件，为保证正常
20、切削的进行，毛坯选择90锻造棒料。531.4任务实施3、刀具选用1）7.5中心钻。2）93粗车硬质合金右偏刀。3）93精车硬质合金右偏刀4）成型切槽刀R3.55）3切槽刀541.4任务实施二、制定加工工艺二、制定加工工艺 4、加工工艺序号工序名称工序内容定位基准设备1毛坯锻造棒料901752正火3粗车1.粗车右端面、钻中心孔、粗车80外圆留后续加工余量5、粗车80端面留0.3余量、粗车65外圆留余量 粗车左端面保证总长、钻中心孔、粗车左端各处外圆及外圆锥留加工余量、粗车各处端面留加工余量0.2外圆外圆及中心孔卧式车床4热处理调质240280HB551.4任务实施 序号工序名称工序内容定位基准设
21、备5半精车1.半精车80外圆至尺寸、半精车65外圆及端面、外圆留0.5余量，割退刀槽。半精车左端各处外圆及外圆锥留加工余量0.5、半精车各处端面至尺寸、加工槽至尺寸外圆及中心孔数控车床6铣铣扁势71中心孔铣床7热处理锥面淬硬4550HRC8磨磨右端外圆65至尺寸磨左端外圆及外圆锥面至尺寸中心孔外圆磨床561.5任务拓展与课后练习 试编制如下各零件的加工工工艺，详细列出机械加试编制如下各零件的加工工工艺，详细列出机械加工工序、工步、安装等。工工序、工步、安装等。1、如图、如图1-35所示齿轮轴，材料：所示齿轮轴，材料：45钢，生产纲领：小钢，生产纲领：小批批 2、如图如图1-36所示阀螺栓，材料
22、：所示阀螺栓，材料：45钢，生产纲领：小钢，生产纲领：小批批主要内容通过齿轮轴零件的加工工艺文件的制定，介绍机械加工零件的常见的毛坯及其设计原则；基准的概念及分类，基准的选择方法；加工顺序的安排原则；加工余量的选择、工序尺寸的设计；工序尺寸链概念、组成及计算。通过该情境的学习，能掌握一般轴类零件的数控加工工艺编制。57学习情境二：齿轮轴加工工艺学习情境二：齿轮轴加工工艺2.1任务引入2.2任务分析2.3相关知识项目一、毛坯的确定项目二、基准及基准的选择项目三加工路线的设计项目四数控车削加工方案的制定项目五工序尺寸的确定项目六数控车削切削用量的选择2.4任务实施2.5任务拓展与课后练习58592
23、.1任务引入加工如图2-1所示齿轮轴，该传动轴材料为30CrMnTi。生产纲领为2000件/年，为该零件制定机械加工工艺规程图图2-1 2.2任务分析n该零件为形状比较简单的轴类零件，是机器上的齿轮轴，材料为30CrMnTi。n该零件主要构成面为圆柱形外表面、端平面、键槽以及齿形面等，圆柱形表面的尺寸加工精度要求为IT，主要圆柱面部分有较高的相互位置关系要求，表面粗糙度要求为Ra0.8m，齿轮部分的加工要求不是太高。该零件加工要求比较高的部分是外圆的尺寸精度和位置精度。60 2.2任务分析n由于数控加工具有加工效率高、质量稳定、对工人技术要求较低、同时一次装夹可完成零件比较多的加工面，有利于位
24、置精度的保证等优点，所以该零件的加工也采用了数控加工的加工方法。n在制定加工过程时，需要设计该零件的毛坯，选择定位基准，确定装夹方式，还应对有关工序的加工尺寸进行计算，最后生成该齿轮轴的加工工艺。612.3相关知识项目一毛坯的确定一、机械加工中常见的毛坯一、机械加工中常见的毛坯 1 铸件铸件 形状复杂的毛坯，宜采用该类毛坯；形状复杂的毛坯，宜采用该类毛坯；2 锻锻件件 锻锻件件有有自自由由锻锻造造锻锻件件和和模模锻锻件件两两种种，适适用用于于机械中负载高、工作条件严峻的重要零件机械中负载高、工作条件严峻的重要零件；3 型型材材 型型材材有有热热轧轧和和冷冷拉拉两两类类，多多用用于于一一般般中中
25、小小型型零件的毛坯；零件的毛坯；4 焊焊接接件件 对对于于大大件件，焊焊接接件件简简单单方方便便。特特别别是是单单件件小批生产。小批生产。622.3相关知识 二二、毛坯选择应考虑的因素、毛坯选择应考虑的因素 1）零零件件材材料料的的工工艺艺性性（如如可可铸铸性性和和可可塑塑性性）及及零零件件对材料组织和性能的要求对材料组织和性能的要求；2）零件的结构形状与外形尺寸）零件的结构形状与外形尺寸；3）生生产产纲纲领领 生产纲领较大时，选择精度和生产率都较高的毛坯制造方法。产量较小时，选择精度和生产率均较低的毛坯制造方法；4）现现有有生生产产条条件件 选择毛坯时，还要考虑现场毛坯制造的实际工艺水平、设
26、备状况以及对外协作的可能性。632.3相关知识三三、毛坯的形状和尺寸的确定毛坯的形状和尺寸的确定毛坯上某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工来达到零件的质量要求。毛坯尺寸和零件尺寸的差值称为毛坯加工余量，毛坯尺寸的公差称为毛坯公差。在确定毛坯形状和尺寸时应注意以下问题：1）为了加工时工件装夹方便，有些铸件毛坯需要铸出便于装夹的夹头，夹头在零件加工后再予以切除；642.3相关知识三三、毛坯的形状和尺寸的确定毛坯的形状和尺寸的确定65图2-2开合螺母外壳2）为了保证某些零件的加工质量和加工方便，常将这些零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离；图2-3垫圈的整体毛坯及加工3）为
27、了提高生产效率和在加工中便于装夹，对一些垫圈类零件，应将多件合成一个毛坯。2.3相关知识项目二、基准及基准的选择项目二、基准及基准的选择 1、基准及分类、基准及分类 用来确定生产对象（工件）上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面叫做基准。说明：基准是依据，因此必然客观存在，但不一定具体存在：有的是轮廓要素，可直接接触；有的是中心要素，不可触摸，常由某些具体存在的基面来体现。662.3相关知识根据基准的作用不同，可分为两类：设计基准和工艺基准。1.设计基准在设计图样上所采用的基准为设计基准。672.3相关知识2.工艺基准在工艺过程中所使用的基准称为工艺基准。按其用途不同又可分为定位基准、测
28、量基准、装配基准和工序基准。1）定位基准在加工过程中用作定位的基准，称为定位基准；2）测量基准测量工件时所采用的基准，称为测量基准；682.3相关知识3）装配基准用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准；4）工序基准在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，称为工序基准。692.3相关知识二、基准及基准的选择二、基准及基准的选择 2、基准的选择、基准的选择 （1）粗基准的选择）粗基准的选择粗基准选择的原则是：1）为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选择不加工面做定位基准；702）粗基准的选择应使各加工面的余量合理分配；2.3相关知识713）
29、粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。4）选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边和铸造浇冒口、分型面等缺陷，以保证定位准确，夹紧可靠。2.3相关知识 （2）精基准的选择）精基准的选择在零件的整个加工过程中，除首道机械加工工序外的所有机械加工工序都应采用已经加工过的表面定位，这种定位基准叫精基准。精基准选择的原则是：1）基准重合原则选择工件的设计基准（或工序基准）作为定位基准；722.3相关知识2）便于装夹定位原则基准的选择应便于工件的装夹，并使夹具的结构简单；3）基准统一原则尽可能在多数工序中采用此同一组精基准定位；4）自为基准原则要求加工余量小而均匀的精加工工序，可选
30、择加工表面本身作为定位基准。732.3相关知识 项目三、加工路线的设计项目三、加工路线的设计一、加工阶段一、加工阶段1、加工阶段的划分、加工阶段的划分1)粗加工阶段主要切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品，为后续加工创造条件。2)半精加工阶段完成次要表面加工，并为主要表面的精加工在余量和精度方面做好准备。742.3相关知识3)精加工阶段完成主要表面加工，达到图样要求。4)光整加工阶段对于表面粗糙度和加工精度要求高的表面，还需要进行光整加工，提高表面层表面质量。这个阶段一般不能用于提高零件的位置精度。752.3相关知识 2、划分加工阶段的原因、划分加工阶段的原因1)利于保证加
31、工质量工件在划分加工阶段后,可以在以后的加工阶段中纠正或减小粗加工将造成加工误差,以提高加工质量。2)便于合理使用设备划分加工阶段后,可以充分发挥各类设备的优势,满足加工的要求。762.3相关知识3)便于安排热处理工序粗加工后,一般要安排去应力的热处理工序。精加工前要安排淬火等最终热处理。4)便于及时发现毛坯缺陷毛坯经粗加工阶段后,可以及时发现和处理缺陷,以免继续加工而造成浪费。5)避免损伤己加工表面精加工工序安排在最后,可以避免加工好的表面在搬运和夹紧中受到损伤。772.3相关知识 二、工序集中与工序分散二、工序集中与工序分散1工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成,每道工序的加工
32、内容较多。工序集中可采用机械集中,也可采用组织集中.2工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行,每道工序的加工内容较少,有些工序只包含一个工步。782.3相关知识 二、工序集中与工序分散二、工序集中与工序分散3.工序集中与工序分散的选用单件小批生产适用于采用工序集中的原则;成批生产宜适当采用工序集中的原则;质量要求较高时,一般采用工序分散原则;重型工件,易于采用适当集中;数控机床和柔性制造技术的发展,也可以采用工序集中的原则.792.3相关知识 三、三、加工顺序的确定加工顺序的确定1.机械加工工序的安排机械加工工序的安排1）基面先行先以粗基准定位加工出精基准,以便尽快为后续工序提供基准；
33、2）先粗后精先粗加工,其次半精加工,最后安排精加工和光整加工；802.3相关知识3）先主后次先考虑主要表面(装配基面、工作表面等)的加工,后考虑次要表面(键槽、螺孔、光孔等)的加工；4）先面后孔对于箱体、支架、连杆等类零件，应先加工平面,后加工孔；5）就近不就远把类似工种的加工工序就近布置,以避免工件在车间内往返搬运。812.3相关知识 2.热处理工序的安排热处理工序的安排1）预备热处理退火、正火和调质处理退火、正火和调质处理的目的是改善工件材料力学性能和切削加工性能,一般安排在粗加工以前或粗加工以后,半精加工之前进行。时效处理时效处理的目的是消除毛坯制造和机械加工过程中产生的残余应力,一般安
34、排在粗加工以后,精加工以前进行；822.3相关知识2）最终热处理普通淬火目的是提高工件的表面硬度,一般安排在半精加工之后,磨削等精加工之前进行。渗碳淬火目的是改善工件的表面力学性能,渗碳淬火工序常安排在半精加工和精加工之间。渗氮、氰化处理目的也是改善工件的表面力学性能,可根据零件的加工要求,安排在粗、精磨之间或精磨之后进行。832.3相关知识3.辅助工序的安排辅助工序的安排辅助工序一般包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁、检验等。其中检验工序是主要的辅助工序,除了各工序操作者自检外,在粗加工结束后精加工开始前、重要工序或耗时较长的工序前后、零件换车间前后、零件全部加工结束以后,均应安排检验工序。
35、842.3相关知识项目四数控车削加工方案的制定 一、常用加工方案一、常用加工方案 1.先粗后精方案2.先近后远方案3.先内后外方案85先近后远先粗后精2.3相关知识项目四数控车削加工方案的制定二.制定加工方案的要求 1.程序段最少2.进给路线最短1)巧用起刀点86起刀点和对刀点不重合2.3相关知识2)选择最短的切削进给路线3)灵活选用不同形式的切削87切削进给路线对比切削路线的形式2.3相关知识三、数控车削工序的安排1.数控车削加工工序的划分1）以一次安装能够进行的加工为一道工序2）以一个完整的数控程序能够进行连续加工的内容为一道工序3）以零件的类同结构内容使用一把刀具进行加工为一道工序4）以
36、粗加工精加工划分工序882.3相关知识三、数控车削工序的安排2.回转类零件非数控车削加工工序的安排1）零件上有不适合数控车削加工的表面2）零件表面硬度与精度要求较高3）零件要求特殊，不能使用数控车削加工4）如果根据实际条件，零件上有些表面采用非数控车削加工更为合理892.3相关知识3.数控车削加工工序与普通工序的衔接数控车削加工工序前后不少都穿插有普通的加工工序，此时应该考虑工序间的衔接。目的就是使数控车削加工工序和普通加工工序都能够达到相互满足各自加工的需要，而且质量目标与技术要求明确。902.3相关知识项目五项目五 工序尺寸的确定工序尺寸的确定一、工序尺寸及其公差的一、工序尺寸及其公差的确
37、定确定工序尺寸是指某一个工序加工应达到的尺寸，其公差即为工序尺寸公差，工序尺寸及公差的确定可根据加工基准情况分别予以确定。912.3相关知识1、根据零件图的设计尺寸及公差确定工序尺寸及公差例如，在轴类零件的精加工工序，就可直接用零件图上标注的直径尺寸及公差作为该工序对零件加工直径的要求。922.3相关知识2、在确定加工余量的同时确定工序尺寸及其公差。当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合，表面多次加工时，计算顺序是由最后一道工序开始，即由设计尺寸开始向前推算到毛坯尺寸。计算步骤：n定毛坯总余量和工序余量n定工序公差n求工序基本尺寸n标注工序尺寸公差932.3相关知识942.3相关知识3、
38、基准不重合时工序尺寸及公差的确定。当零件加工过程中多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准或工序基准与设计基准不重合时，需利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算952.3相关知识二、工艺尺寸链及其计算1工艺尺寸链的定义与组成1）尺寸链的定义尺寸链由相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列成的尺寸封闭图形。工艺尺寸链由单个零件在工艺过程中的有关尺寸所形成的尺寸链。环组成尺寸链的各个尺寸962.3相关知识2）工艺尺寸链的特征工艺尺寸链是由一个间接得到的尺寸和若干个直接得到的尺寸所组成。尺寸链一定是封闭的且各尺寸按一定的顺序首尾相连。972.3相关知识3）尺寸链的组成封闭坏最终被间接保证精度的那个
39、环组成环除封闭环之外的所有其他环增环当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环也增大者减环当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环反而减小者982.3相关知识4）增环和减环的判断在尺寸链的组成环中的增环和减环的判断可根据其定义进行，如上述判断方法，该方法主要用于尺寸链中总环数较少的尺寸链。也可用画“箭头”的方法进行判断，尺寸链环数较多时可采用个该方法。992.3相关知识在尺寸链图上先给封闭环任意定出方向并画出箭头，然后顺这个箭头方向环绕尺寸链形成一个回路，依次给每个组成环画出箭头。此时凡是与封闭环箭头相反的组成环为增环，相同的为减环。1002.3相关知识2工艺尺寸链的建立1）封闭环的判定101封
40、闭环是加工过程中间接形成的尺寸。因此封闭环是随着零件加工方案的变化而变化的。2.3相关知识2）组成环的查找102从构成封闭环的两表面开始，同步地按照工艺过程顺序，分别向前查找各表面最后一次加工的尺寸，之后再进一步查找此加工尺寸的工序基准的最后一次加工时的尺寸，如此继续向前查找，直到两条路线最后得到的加工尺寸的工序基准重合（即重合的工序基准为同一表面），至此上述尺寸系统即形成封闭轮廓，从而构成了工艺尺寸链。2.3相关知识例：例：103图中A0为封闭环；从构成该尺寸的两端面K、N开始查找组成环。K面的最近一次加工即为铣削加工，工艺基准是M面，直接获得的尺寸是A1。N面最近一次加工是铣削加工，工艺基
41、准也是M面，直接获得的尺寸为A2。至此两个加工面的工序基准都是M面，即两个方向的工序基准重合了，组成环查找完毕。2.3相关知识3）尺寸链的计算n正计算已知全部组成环的尺寸及偏差，计算封闭环尺寸及公差。n反计算已知封闭环尺寸及偏差，计算各组成环尺寸及偏差。n中间计算已知封闭环及某些组成环的尺寸及偏差，计算某一未知组成环的尺寸及偏差。求解工艺尺寸链一般用中间计算。1042.3相关知识4）极值法解尺寸链的基本计算公式封闭环的基本尺寸封闭环的极限尺寸封闭环的极限偏差1052.3相关知识封闭环的公差封闭环中间偏差1062.3相关知识5）工艺尺寸链的解题步骤n确定封闭环。解工艺尺寸链问题时能否正确找出封闭
42、环是求解关键。n查明全部组成环，画出尺寸链图。n判定组成环中的增、减环，并用箭头标出。n利用基本计算公式求解1072.3相关知识实例1082.3相关知识（1）判断封闭环并画尺寸链图根据加工情况，设计尺寸A0是加工过程中间接获得的尺寸，因此是封闭环（2）判定增、减环。由定义或画箭头的方法可判定A1为增环,A2为减环。将其标在尺寸链图上。（3）按公式计算工序尺寸A1基本尺寸109，故 2.3相关知识110，（4）按公式计算工序尺寸A1的极限偏差。由式 故的上、下偏差分别为 因此尺寸应为：为中心高按双向标注，则为：2.3相关知识项目六数控车削切削用量的选择一、切削用量的选用原则确定的切削用量应是能达
43、到零件的质量要求（主要指表面粗糙度和加工精度）、并在工艺系统强度和刚性允许条件下充分利用机床功率和发挥刀具切削性能的最大切削用量111，2.3相关知识粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度。增大背吃刀量可使走刀次数减少，增大进给量有利于断屑。112，2.3相关知识精车时，对加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小（但不能太小）的
44、背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。113，2.3相关知识二、切削用量的选取方法二、切削用量的选取方法加工的切削用量，一般以提高生产效率为主，但也应考虑加工成本；半精加工和精加工的切削用量应以保证加工质量为前提，并兼顾切削效率和加工成本。114，1152.4任务实施一、轴的技术要求分析一、轴的技术要求分析 1、尺寸精度和形状精度、尺寸精度和形状精度 支承轴颈和配合轴颈支承轴颈和配合轴颈(装配传动装配传动件的轴颈件的轴颈)的尺寸精度最高处为两的尺寸精度最高处为两处处50轴颈处的尺寸公差为轴颈处的尺寸公差为0.019，相当于，相当于IT6级精度，其级精度
45、，其余部位精度都低于该公差要求，其余部位精度都低于该公差要求，其形状精度方面无特殊要求。形状精度方面无特殊要求。1162.4任务实施 2、位置精度、位置精度 该轴的主要位置精度要求为为两处该轴的主要位置精度要求为为两处50轴颈处相对于两顶尖公共中心线轴颈处相对于两顶尖公共中心线的跳动公差为的跳动公差为0.02,另外四处端面相另外四处端面相对于两顶尖公共中心线的跳动公差为对于两顶尖公共中心线的跳动公差为0.018。3、表面粗糙度、表面粗糙度 轴上的表面以支承轴颈的表面质量轴上的表面以支承轴颈的表面质量要求最高要求最高,该轴类零件表面粗糙度要求该轴类零件表面粗糙度要求最高处为最高处为0.8m。11
46、72.4任务实施二、零件的毛坯设计二、零件的毛坯设计 该该零零件件为为齿齿轮轮轴轴类类零零件件，材材料料选选用用机机械械性性能能较较好好的的30CrMnTi。使使用用中中要要承承受受比比较较大大的的力力，工工作作时时转转速速也也比比较较高高，因因而而该该零零件件的的毛毛坯坯制造方法采用锻造。制造方法采用锻造。1182.4任务实施三、齿轮轴加工工艺分析三、齿轮轴加工工艺分析1、定位基准的选择、定位基准的选择 （1）粗基准选择）粗基准选择 以以外外圆圆作作粗粗基基准准钻钻端端面面中中心心孔孔,为为粗粗车车准准备备定定位位基基准准；而而粗粗车车外外圆圆则则为为后后续加工准备了定位基准；续加工准备了定
47、位基准；（2）精基准选择）精基准选择 以以前前后后顶顶尖尖孔孔作作定定位位基基准准；为为了了给给半半精精加加工工、精精加加工工外外圆圆准准备备定定位位基基准准；齿齿轮轮齿齿形形加加工工也也采采用用顶顶尖尖孔孔作作为为定定位位基基准准，这这非非常常好好的的体体现现了了基基准准统统一一原原则则,也也充分体现了基准重合原则。也也充分体现了基准重合原则。1192.4任务实施2、热处理工序的安排、热处理工序的安排 （1）在轴毛坯锻造后,首先安排正火处理,以消除锻造内应力；（2）在粗加工后安排调质处理，可消除内应力,代替时效处理,同时可以得到所要求的韧性；（3）半精加工后,齿部等安排局部淬火处理,使之达到
48、设计的硬度要求,保证这些表面的耐磨性。而后续的精加工工序可以消除淬火的变形。1202.4任务实施3、加工顺序的安排、加工顺序的安排该轴的齿形粗加工应安排在齿轮轴各外圆完成半精加工之后；齿形精加工应安排在该零件各外圆等表面全部加工好后进行。1212.4任务实施外圆表面的加工顺序应先加工大直径外圆,然后加工小直径外圆,以免一开始就降低了工件的刚度。齿轮轴上的键槽等次要表面的加工一般应安排在外圆精车或粗磨之后、精磨外圆之前进行。1222.4任务实施四、工序尺寸设计 （1）外圆加工工序尺寸设计外圆加工工序尺寸设计(基准重合基准重合)单位：单位：工序工序余量余量基本尺寸基本尺寸公差等公差等级级公差公差
49、磨削磨削 0.3 0.35050IT8IT8半精半精车车3 350.350.3IT8IT8 IT9 IT9粗粗车车6.76.753.353.3IT13IT13毛坯毛坯60601232.4任务实施 （2）外外圆圆处处键键槽槽加加工工工工序序尺尺寸寸设设计计(基基准准不不重合重合)右端外圆上键槽及有关表面的加工中相关工序右端外圆上键槽及有关表面的加工中相关工序：粗车外圆粗车外圆半精车外圆外圆保证半精车外圆外圆保证 尺寸尺寸插键槽保证尺寸插键槽保证尺寸A磨外圆保证尺寸磨外圆保证尺寸 。1242.4任务实施根据零件加工工艺路线的安排，在加工过程中，通过加工过程直接保证的尺寸为A、通通过过上述尺寸上述尺
50、寸间间接保接保证证的的尺寸是尺寸是 ，因而该尺寸为封闭环，建立尺寸链如图2-11。建立工艺尺寸链图2-111252.4任务实施增环为A、（）减减环为环为 （）由尺寸链计算基本公式可知由尺寸链计算基本公式可知故 插键槽工序的工序尺寸及公差为1262.4任务实施五、填写加工技术文件五、填写加工技术文件 1272.4任务实施1282.4任务实施六、数控加工工序的有关工艺处理六、数控加工工序的有关工艺处理1.该零件在数控车床上分两次装夹（一夹一顶）加工。第一次装夹加工零件左端，即加工50外圆及齿部外圆，留磨削余量0.3。第二次装夹加工零件右端，即加工右端各处外圆，其中60加工到位，两处50留磨削余量0