机械制造工艺学Word下载.docx

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首先说下机床的分类。

机床分为车床、钻床、镗床、磨床、铣床、刨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、特种加工机床等其它。

下面先介绍以下普通机床的特点和使用范围。

普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。

这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。

在成批生产时，通常使用的是转塔车床和回转车床，它具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序的功能。

钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动，并沿主轴方向进给，操作可以是手动，也可以是机动。

在钻床上装上不同的刀具可完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、锪凸台等。

镗床主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。

通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。

它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。

使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切它的加工精度和表面质量要高于钻床。

镗床是大型箱体零件加工的主要设备。

螺纹及加工外圆和端面等。

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。

大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。

磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；

也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。

磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。

铣床主要是用铣刀在工件上加工各种表面的机床。

通常铣刀旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。

它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。

铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。

铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。

工厂的铣床有：

（1）立式铣床：

与卧式铣床相比较，主要区别是主轴垂直布置，立式铣床适于加工较大平面及利用各种带柄铣刀加工沟槽及台阶平面，生产率要比卧式铣床高。

刨床是用刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。

使用刨床加工，刀具较简单，但生产率较低（加工长而窄的平面除外），因而主要用于单件，小批量生产及机修车间，在大批量生产中往往被铣床所代替。

刨床又有：

牛头刨床、龙门刨床和单臂刨床之分。

牛头刨床适用于刨削长度不超过1000毫米的中小型零件。

龙门刨床主要加工大型工件或同时加工多个工件。

特别适用来加工大平面，尤其是长而窄的平面，一般可刨削的工件宽度达1米，长度在3米以上。

齿轮加工机床可分为两大类：

圆柱齿轮加工机床—滚齿机、插齿机、车齿机等。

锥齿轮加工机床——加工直齿锥齿轮：

刨齿机、铣齿机、拉齿机。

加工弧齿锥齿轮：

铣齿机。

加工方法主要有成型法和范成法两种。

成形法加工机床要求刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合，所以机床较简单。

但是对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具；

第二，加工出来的齿形是近似的，加工精度较低；

第三，每加工完一个齿槽后，工件需要周期地分度一次，生产率也较低。

范成法是利用齿轮的啮合原理齿轮啮合副（齿条——齿轮、齿轮——齿轮）中的一个转化为刀具；

另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。

范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的齿廓，它与被切齿轮的齿数无关。

每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮；

加工时能连续分度，加工精度和生产率一般比较高，应用广泛。

此法必须在专门的齿轮机床上加工，而且机床的调整、刀具的制造和刃磨都比较复杂，一般用于成批大量生产

关于机床的布局，从安全角度考虑，按照生产流程布局，中小型普通车床类一般成平行床身式的方式布局，且操作者站立位置相互错开，以防后面的甩出物直接砸到前面操作者身上。

中小型数控车床类一般是采用背靠背式安置，这样便于一人照看两台机床。

大型、长型车床的走向一般平行于车间的长度方向，这样便于车间的行车吊运工件。

也要相互错开一点位置，这样如加工太长的件的话，相互之间不致于干扰。

总之配置机床没有固定模式，一切以生产实际方便，安全为紧要。

机床与机床之间，机床与固定建筑物之间还要留出必要的维修空间来。

当然，对于加工的舒适性的习惯。

对于噪声较大的机床，如锯床，就要远离铣床。

夹具方面，按专门化程度分类可分为：

（1）通用夹具：

通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。

例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。

这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。

其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。

（2）专用夹具：

专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。

其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。

当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。

只适用于产品固定且批量较大的生产中。

（3）通用可调夹具和成组夹具：

其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。

用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。

通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。

（4）组合夹具：

组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。

由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。

（5）随行夹具：

随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。

该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。

5．被动轮零件机械加工过程分析

1.1零件的分析

技术要求：

（1）未注明倒角1×

45°

（2）Φ28mm的轴孔是重要配合孔，齿轮轮齿表面要求耐磨、精度高，所以要求的表面粗糙度值比较高。

所以内孔Φ28mm的粗糙度值设为3.2，键槽两边粗糙度值为Φ3.2，轮齿表面粗糙度Φ3.2。

其余不重要的加工表面粗糙度值为6.3。

零件的倒角为1×

。

为了满足零件的硬度，在调制处理后要求硬度达到263～322HB。

1.2分析零件图纸中的尺寸标注

对数控加工来收，最倾向与以同一基准引注尺寸或直接给坐标尺寸，这就是坐标标注法。

这种标注法，即便于编程，也便于尺寸之间的相互协调，保证设计、定位、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。

由于零件设计人员往往在尺寸标注中较多的考虑装配等使用特性要求。

而不得不采取局部分散的标注方法，这样会给工序安排与数控加工带来很多不便，事实上，由于数控加工精度及重复定位精度都很高，不会因产生较大的累计误差而破坏使用特性，因而改变局部的分散标注法为集中引注或坐标式尺寸、标注是完全可行的。

1.3零件的结构工艺性分析

（1）生产路线的制定

被动轮零件的生产路线作出如下安排：

下料——锻造——正火——粗加工——调制处理（淬火+回火）——精加工。

锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线。

正火870℃加热后空冷，目的是改善锻造的不均匀组织，细化晶粒，降低硬度，便于切削加工，并为后面的调质处理做好准备。

淬火温度为820℃，油冷淬火，所得组织为M，目的是提高强度。

回火加热温度为525℃，保温1～2h后水冷。

回火后水冷的目的是防止出现第二类回火脆性，使零件具有良好的综合机械性能。

调质后零件的性能为263～322HB。

（2）加工顺序的安排

1.车削外圆,车削端面

2.钻内孔Φ24mm

3.用车床扩孔，车削台阶孔及内倒角

4.用车床车削外圆，车削外倒角

5.调质热处理

6.精加工外圆

7.精车左端面

8.用车床精加工内孔，台阶孔

9.用插齿机插齿

10.插键槽

11.检查

（3）基准的选择

定位基准的选择分为粗基准的选择和精基准的选择。

在最初的加工内孔工序中，我们选择为加工的毛坯外表面作为定位基准，也就是粗基准。

扩孔的过程中，用三角卡盘夹住零件，以加工的内孔轴心线为粗基准基准，分别粗加工出Φ50mm，Φ57mm的内孔。

在精基准的选择过程中，为了保证相互位置精度和装夹准确方便，应遵循精基准的四大原则：

基准重合原则，基准统一原则，互为基准原则，自为基准原则。

在加工内孔Φ28mm时，应该以Φ67mm的外圆柱面作为基准。

被动轮零件在工作过程中内孔是与齿轮轴配合，因此是重要配合尺寸，在加工Φ51.6mm的齿轮内孔时，以Φ28mm的轴心线为基准。

在插齿过程中，应该以Φ28mm的轴心线为基准进行插齿。

1.4零件毛胚的选择

该被动轮的加工数量为2件，属于单件生产。

零件的最大外径D=67mm，长度L=45，所以毛坯直接采用D=71mm、L=50的40Cr圆钢。

被动轮是气动马达中重要的零件，在工作时它的轮齿要承受一定的载荷和摩擦，因此要求它具有足够的强度，韧性和耐磨性能。

所以对毛坯的生产路线做出如下安排：

下料——锻造——正火。

通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，使锻件组织紧密、晶粒细化、成分均匀，从而提高金属的力学性能，同时由于保存了完整的金属流线。

1.5零件的安装

为了在工件的某一部位加工出符合规定技术要求的表面，必须在加工前将工件安装在机床上或夹具中。

工件安装又称为工件的装夹。

在各种不同的机床上加工时，一般可采用如下几种安装方法：

1.直接安装；

2.找正安装；

3.夹具安装。

本次加工工艺采用夹具安装。

夹具是机床的一种附加装置，其上备有专用的定位元件和夹紧装置，被加工工件可迅速而准确地安装在夹具中。

夹具在机床上都预先调整好了位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置。

“卡盘”是机床上用来夹紧工件的机械装置。

从卡盘爪数上面可以分为：

两爪卡盘，三爪卡盘，四爪卡盘，六爪卡盘和特殊卡盘。

从使用动力上可以分为：

手动卡盘，气动卡盘，液压卡盘，电动卡盘和机械卡盘。

从结构上面还可以分为：

中空型和中实型。

2.1数控加工工艺方案的制定

加工机床的选择：

①要保证加工零件的技术要求，能加工出合格的产品；

②有利于提高生产率；

③尽可能降低生产成本。

根据毛胚的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、工件数量现有的生产条件要求。

选用云南数控车床CK6140S/750（如下图）。

2.2刀具的选择

数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀具及切削用量。

数控车床对刀具提出了更高的要求，不仅要求道