機械製造基礎知識

2021-09-13 14:26:01 字數 3925 閱讀 6102

一、金屬切削過程方面的一些基本概念

1、金屬切削過程是用刀具從金屬材料(毛坯)上切去多餘的金屬層,從而獲得幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度都符合要求的零件的過程。

2、金屬切削工具機的運動分為基本運動和輔助運動。

(1)基本運動按切削時工件與刀具相對運動所起的作用來分,金屬切削工具機的基本運動可分為主運動和進給運動。

1)主運動是刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件,切除工件上的被切削層,使之轉變為切屑,從而完成切屑加工。一般,主運動速度最高,消耗功率最大,工具機通常只有乙個主運動。

例如,車削加工時,工件的迴轉運動是主運動。

2)進給運動是配合主運動實現依次連續不斷地切除多餘金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工,根據工件表面形狀成形的需要,進給運動可以是多個,也可以是乙個;可以是連續的,也可以是間歇的。

(2)輔助運動是除主運動和進給運動之外,為完成工件的加工全過程所需的其它運動。它包括以下幾類:空行程運動、切入運動、分度運動、操縱及控制運動。

3、工件表面

(1)待加工表面——是工件上有待切除的表面。

(2)已加工表面——是工件上經刀具切削後產生的新表面。

(3)過渡表面(加工表面)——過渡表面是工件上由切削刃形成的那部分表面。

4、切削用量三要素:切削速度vc、進給速度vf(進給量f)、切削深度ap(背吃刀量)

5、金屬切削過程中發生的現象金屬切削過程中,始終存在著刀具切削工件和工件材料抵抗切削的矛盾,從而產生一系列現象,如切削變形、切削力、切削熱與切削溫度以及有關刀具的磨損與刀具壽命、卷屑與斷屑等。

6、金屬切削過程四大規律:金屬切削變形、切削力變化、切削熱與切削溫度、刀具磨損與耐用度變化四大規律。

7、四大規律在生產實際中的應用:改善工件材料的切削加工性、合理選擇切削液、刀具幾何引數合理選擇、切削用量合理選擇等。

二、機械加工工藝系統的組成

機械加工工藝系統由工具機、刀具、夾具和工件組成。

(一)工具機

1、金屬切削工具機是一種用切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器,它是製造機器的機器,因比又稱為「工作母機」或「工具機」,習慣上簡稱為工具機。

2、工具機的分類:以工具機的加工方法和所用刀具的特徵來分,根據我國制定的金屬切削工具機型號編制方法(gb/t15975-1994),目前將工具機分為12類:車床、鑽床、鏜床、磨床、齒輪加工工具機、螺紋加工工具機、銑床、刨插床、拉床、特種加工工具機、鋸床和其他工具機。

在每類工具機中,又按工藝特點、布局型式、結構效能的不同,細分為若干組,而每一組又細分為系(系列)。

3、工具機的型號編制方法

工具機的型號是工具機產品的代號,用以簡明表示工具機的型別、通用和結構特性、主要技術引數等。按照gb/t15375-94《金屬切削工具機型號編制方法》規定,我國工具機的型號由漢語拼音字母和阿拉伯數字按一定規律排列組成。通用工具機型號的表示方法為:

(二)刀具

1、刀具材料應具備的效能高的硬度和耐磨性、足夠的強度和韌性、高耐熱性、良好的工藝性、良好的工藝性。生產中所用的刀具材料以高速鋼和硬質合金居多。

2、刀具的型別根據用途和加工方法不同,刀具分為如下幾大類:

車刀、麻花鑽、擴孔鑽、鉸刀、拉刀、圓柱銑刀、面銑刀、成形銑刀、插齒刀、絲錐、鍵槽銑刀、齒輪滾刀、剃齒刀、砂輪等。

(三)工件工件是機械加工過程中被加工物件的總稱,是機械加工工藝系統的核心。

(四)夾具夾具是在機械加工過程中,為保證加工精度而採用的保證工件相對於工具機和刀具正確的相對位置,並保證加工過程中不因外力的作用而改變已有正確位置的工藝裝備的總稱。(工具機夾具見後面)

三、機械加工工藝規程方面的一些基本概念

1、機械加工工藝過程的組成

用機械加工的方法,直接改變毛坯形狀、尺寸和機械效能的過程,稱為機械加工工藝過程。

3、機械加工工藝規程的概念:

(1)定義:規定零件製造工藝過程和操作方法等的工藝檔案,稱為機械加工工藝規程。

(2)工藝規程的作用:(見教材p130)

a) 指導生產的主要技術檔案:起生產的指導作用;

b) 是生產組織和生產管理的依據:即生產計畫、排程、工人操作和質量檢驗等的依據。

c) 是新建或擴建工廠或車間基礎;

(3)工藝規程卡片格式:(見教材p128)

a) 工藝過程綜合卡片(或工藝過程卡片): 其格式見教材p128表5.3。

此卡片的特點:列出了整個零件加工所經過的工藝路線,工序內容說明不具體。 適用範圍:

單件小批生產。

b) 機械加工工藝卡片: 其格式見教材p128表5.4。 此卡片的特點:以工序為單位詳細說明整個工藝過程,能直接指導生產。 適用範圍:成批生產。

c) 機械加工工序卡片: 其格式見教材p128表5.5。

此卡片的特點:以工序為單位詳細完整地記載了該工序加工所必須的工藝資料,用來具體指導工人進行操作。適用範圍:

大批大量生產。

4、零件的結構工藝性分析:

(1)結構工藝性: 零件的結構在一定的生產條件下,能夠採用較經濟的機械加工方法,保質保量的製造出來的特性,稱為結構工藝性。

(2)機械加工對結構工藝性的要求:

1)考慮實際加工的可能性:如方形盲孔的加工;

2)便於刀具的趨進和退出:如邊緣孔的鑽削;

3)應統一或減少尺寸種類:如軸上的退刀槽尺寸的統

一、凸台的統一高度等待;

4)盡可能減少加工表面面積:如箱體底面凹進;

5)避免深孔加工:如深孔設計成階梯孔;

6)應外表面聯接代替內表面聯接:因外表面加工比內表面加工容易;

7)零件的結構應與生產型別相適應。

5、基準的概念及分類:

(1)基準的定義:零件上用來確定其它點、線、面位置時所依據的那些點、線、面,稱為基準。

(2)基準的分類:

1)設計基準:零件工作圖上用來確定其它點、線、面位置的基準,為設計基準。

2)工藝基準:是加工測量和裝配過程中使用的基準,又稱製造基準。

a) 工序基準:是工序檔案上標定加工表面位置的基準。

b) 定位基準:是加工過程中,使工件佔據正確位置所使用的基準。

c) 度量基準(測量基準):是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準。

d) 裝配基準:是裝配過程中用以確定零部件在產品中位置的基準。

6、工藝路線的擬訂 (見教材p136)

擬訂工藝路線是設計工藝規程最為關鍵的一步,需順序完成以下幾個方面的工作。

(1)選擇定位基準

(2)表面加工方法的選擇

在選擇加工方法時,首先根據零件主要表面的技術要求和工廠具體條件,先選定它的最終工序方法,然後再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法。

1)各種加工方法的經濟加工精度和粗糙度(見p136) 某種加工方法的經濟加工精度:是指在正常的工作條件下(包括完好的工具機裝置、必要的工藝裝備、標準的工人技術等級、標準的耗用時間和生產費用)所能達到的加工精度。(加工成本與加工精度的關係見p136圖5.

11)(各種加工方法所能達到的經濟精度、表面粗糙度等可查《金屬機械加工工藝人員手冊》)

2)加工方法和加工方案的選擇

a) 根據加工表面的技術要求,確定加工方法和加工方案;

(教材p136表5.7、表5.8、表5.9分別為外圓表面、內孔表面和平面加工方案及其經濟精度)

b) 要考慮被加工材料的性質;如:有色金屬銅的加工,就不能採用磨削的加工方法做為精加工; 淬硬的材料必須選用磨削的方法進行加工。

c) 要考慮生產綱領,即考慮生產率和經濟性問題。如:大批大量生產應選用高效率的加工方法,採用專用裝置。

d) 應考慮本廠的現有裝置和生產條件: 即充分利用本廠現有裝置和工藝裝備。

小結:具有一定技術要求的加工表面,一般都不是只通過一次加工就能達到圖紙要求的,對於精密零件的主要表面,往往要通過多次加工才能逐步達。

具體例項:

例如,加工乙個精度等級為 it 6、表面粗糙度ra為0.2μm的鋼質外圓表面,其最終工序選用精磨,則其前導工序可分別選為粗車、半精車和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序選定之後,再選定次要表面的加工方案和加工工序。

(3)加工階段的劃分

(4)工序的集中與分散

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