机械制造工艺学教案910周.docx
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机械制造工艺学教案910周
珠海市技师学院理论课教案（首页）NO17
课程
机械制造工艺学
课题
任务4圆柱齿轮零件的加工工艺分析
使用教材
机械制造工艺学
任课教师
肖煜
班级
13机械1班
所属专业
机械设备维修
实施地点
临4-104
实施日期
第9周周2第3/4节
总课时
40
周课时
4
教材处理
教材作为学生的参考资料，在讲解中对照学习，并重点完成习题册的题目。
教学目标
（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）
1、使学生了解圆柱齿轮零件加工工艺规程；
2、使学生掌握圆柱齿轮零件工艺工程卡的编制；
3、提高学生的与人交流的能力；
4、使学生掌握加工工艺规程的主要步骤和主要内容。
教学重点
教学难点
重点及突出策略：
圆柱齿轮零件加工工艺规程
选择实例，通过模仿学习。
难点及解决方法：
圆柱齿轮零件加工工艺规程
通过一些实例的讲解使学生有一定的了解。
学情分析
该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，对各种机床和加工方法都有了感性认识，在制作机械手的过程中也学习了一些工艺的知识，但是不够全面与系统。
教学方法
课堂讲授，PPT演示，动画演示、提问。
教具准备
电脑，投影设备
教学反思
编号：
ZHGJ/QR/JW/037B/0
教学实施（次页）
教学环节
教学内容
学生活动
教师活动
用时
备注
齿轮零件的加工工艺
（一）齿轮零件的结构特点
单齿轮圈齿轮的结构工艺性最好。
双联和三联的多齿圈齿轮，加工方法受限制，轮缘间的轴向距离较小（一般只能选插齿加工）。
（二）机械加工的一般工艺过程
加工一个精度较高的圆柱齿
轮，大致要经过如下工艺路线：
毛坯制造及热处理→齿坯加工→齿形加工→齿端加工→轮齿热处理→定位面的精加工→齿形精加工。
1.齿轮的材料及热处理
（1）中碳结构钢（如45钢）进行调质或表面淬火。
改善了金相组织，可加工性↑。
但可淬透性↓，一般只用于齿面表面淬火
（2）中碳合金结构钢（如40Cr）进行调质或表面淬火用于制造速度较高、载荷较大、精度高的齿轮
（3）渗碳钢（如20Cr、20CrMnTi）经渗碳淬火，齿面硬度可达HRC58～63，而芯部韧性↑适于制作高速、中载或具有冲击载荷的齿轮。
（4）铸铁及其它非金属材料，如夹布胶木与尼龙等，这些材料强度低容易加工，适用于制造轻载荷的传动齿轮
2.毛坯制造
（1）尺寸较小、结构简单而且对强度要求不高的钢制造齿轮可采用轧棒做毛坯。
（2）强度、耐磨性和耐冲击要求较高的齿轮多采用锻件，生产批量小或尺寸大的齿轮采用自由锻造，批量较大的中小齿轮则采用模锻。
（3）尺寸较大（直径大于400~600mm）且结构复杂的齿轮，常采用铸造方法制造毛坯。
小尺寸而形状复杂的齿轮可以采用精密铸造或压铸方法制造毛坯。
3.齿坯加工
大批大量生产的齿坯加工：
大批大量加工中等尺寸齿坯时，采用钻－拉－多刀车的工艺方案：
①以毛坏外圆及端面定位进行钻孔或扩孔；
②以端面支承进行拉孔；
③以内孔定位在多刀半自动车床上粗、精车外圆端面、切槽及倒角等。
成批生产的齿坯加工
成批生产齿坯时，常采用“车－拉”的工艺方案：
①以齿坯外圆或轮毂定位，粗车外圆、端面和内孔
②以端面支承拉出内孔（或花键孔）；
③以内孔定位精车外圆及端面等。
单件小批生产的齿坯加工：
单件小批生产齿轮时，一般齿坯的孔、端面及外圆的粗、精加工都在通用车床上经两次安装完成，但必须注意将内孔和基准面的精加工放在一次安装内完成，以保证相互间的位置精度。
4.齿形加工
（1）８级精度以下的齿轮
调质齿轮用滚齿或插齿就能满足要求。
对于淬硬齿轮可采用：
滚（插）齿→齿端面加工→淬火→校正内孔的加工方案，但在淬火前齿形加工精度应提高一级。
（2）６～７级精度齿轮
对于齿面不需淬硬齿轮采用:
滚（插）齿 →齿端加工→剃齿的加工方案。
对于淬硬齿面的齿轮可采用：
滚（插）齿→齿端加工→剃齿→表面淬火→校正基准→珩齿。
（3）５级以上精度的齿轮
粗滚齿→精滚齿→齿端加工→淬火校正基准→粗磨齿→精磨齿。
5.齿端加工
齿轮的齿端加工的方式有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺，安排在齿形淬火之前，通常在滚（插）齿之后进行
6.齿轮的热处理
可分为齿坯的预备热处理和轮齿的表面淬硬热处理。
齿坯的热处理通常为正火和调质，正火一般安排在粗加工之前，调质则安排在齿坯加工之后。
为延长齿轮寿命，常常对轮齿进行表面淬硬热处理，
根据齿轮材料与技术要求不同，常安排渗碳淬火和表面淬火等热处理。
7.精基准校正
拉孔和磨孔。
8.齿轮精加工
以磨过（修正后）的内孔定位，在磨齿机上磨齿面或在珩齿机上珩齿。
盘状圆柱齿轮加工工艺过程举例
盘状圆柱齿轮如图４所示。
1.零件的技术要求：
（1）齿轮外径φ64Kg对孔φ20H轴线的径向跳动允差0.025mm；
（2）端面Ｂ对φ20H轴线的端面跳动允差0.01mm；
（3）轮齿的精度等级为7-Dc；齿轮的模数m=2，齿数Z=30；
2.工艺分析
该零件为单件小批生产，根据本身尺寸要求，齿坯:
粗车－精车－钻－粗镗－半精镗－精镗。
轮齿加工:
滚齿－齿端加工－剃齿的工艺方案。
3.基准的选择
为保证表面φ64Kg，端面Ｂ都与孔φ20H轴线的位置精度要求，只要在一次装夹工件内完成φ64h，端面Ｂ和孔φ20H轴线的精加工，所以要以φ36孔外圆为精基准，粗车大外圆，端面Ｂ，精镗孔。
加工这个零件的粗基准是φ64h外圆面。
4.工艺过程：
铸造、清理；
粗车、半精车小头外圆和端面D、C至φ36mm×30mm；
倒角（小头）；
倒头粗车、半精车大头外圆B至φ65mm×22mm；
钻孔至φ18mm；
粗镗孔至φ19mm；
精车大头外圆及端面B,保证尺寸φ64h8mm，50mm,20mm；
半精镗孔,精镗孔至φ20H7mm；
滚齿留余量.0.03~0.05mm；
倒角；
剃齿保证齿轮精度7级；
可填教学设计意图及阶段小结及反思等
珠海市技师学院理论课教案（首页）NO18
课程
机械制造工艺学
课题
任务1认识装配工作
任务2编制机械装配工艺规程
使用教材
机械制造工艺学
任课教师
肖煜
班级
13机械1班
所属专业
机械设备维修
实施地点
临4-104
实施日期
第9周周5第3/4节
总课时
40
周课时
4
教材处理
教材作为学生的参考资料，在讲解中对照学习，并重点完成习题册的题目。
教学目标
（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）
1、使学生了解装配的概念和工艺要求；
2、使学生掌握编制机械装配工艺规程的方法；；
3、提高学生的与人交流的能力；
教学重点
教学难点
重点及突出策略：
编制机械装配工艺规程
选择实例，通过模仿学习。
难点及解决方法：
编制机械装配工艺规程
通过一些实例的讲解使学生有一定的了解。
学情分析
该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，对各种机床和加工方法都有了感性认识，在制作机械手的过程中也学习了一些工艺的知识，但是不够全面与系统。
教学方法
课堂讲授，PPT演示，动画演示、提问。
教具准备
电脑，投影设备
教学反思
编号：
ZHGJ/QR/JW/037B/0
教学实施（次页）
教学环节
教学内容
学生活动
教师活动
用时
备注
装配：
按照规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。
它是机器制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。
零件：
是组成机器的最小单元。
套件：
是在基准零件上装上一个或若干个零件构成的。
组件：
是在基准件上，装上若于个零件和套件构成的，车床主轴箱中的主轴组件就是在主轴上装上若干齿轮、套、垫、轴承等零件的组件，为此而进行的装配工件称为组装。
部件：
是在基准件上装上若干个组件、套件和零件构成的，为此而进行的装配工作称为部装。
车床主轴箱装配就是部装，主轴箱箱体是进行主轴箱部件装配的基准件。
总装：
一台机器则是在基准件上，装上若干部件、组件。
套件和零件构成的，为此而进行的装配称为总装。
在装配工艺规程设计中，常用装配工艺系统图表示零、部件的装配流程和零、部件间相互装配关系。
在装配工艺系统图上，每一个单元用一个长方形框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量。
在装配工艺系统图上，装配工作由基准件开始沿水平线自左向右进行，一般将零件画在上方，套件、组件、部件画在下方，其排列次序就是装配工作的先后次序。
装配工作的主要内容：
清洗作用、方法
连接连接方式
校正找正、找平
调整具体调节
配作组合加工
平衡动静平衡
验收和试验涂漆、包装等
机器装配精度：
根据机器的使用性能要求提出的。
装配精度：
是指产品装配后实际达到的精度。
为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求。
产品的装配精度包括：
零部件的尺寸精度（指配合精度与距离精度）
零部件间的位置精度（包括平行度、垂直度、同轴度、跳动等）
零部件间的运动精度（包括相对运动时的平行度、直线度、垂直度等）
零部件间的接触刚度（接触面大小、接触点分布）
上述精度之间的关系：
接触精度和配合精度是距离精度的基础。
位置精度又是相对运动精度的基础。
装配精度与零件精度之间的关系：
一般来说零件精度越高，装配精度就越容易保证。
但装配精度不完全依靠零件精度来达到，而与装配方法有关。
影响装配精度的因素：
零件的加工精度（与多个零件精度有关）
装配方法与装配技术
零件间的接触质量
力、热、内应力引起的零件变形
旋转零件的不平衡
零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配精度并不完全取决于零件的加工精度
装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺方法等几方面综合考虑。
机器装配的工艺性：
基本要求：
产品应能分解成若干个独立的装配单元；装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少；机器结构应便于装配与拆卸。
装配工艺规程设计：
装配工艺规程及其重要性：
将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程
它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备的主要依据。
对于设计或改建一个机器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一。
制定装配工艺规程的原则：
保证产品装配质量；
选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益；
合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率；
尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件；
注意采用和发展新工艺、新技术；
研究产品装配图和装配技术条件：
审核产品图样的完整性、正确性；对产品结构作装配尺寸链分析，主要装配技术条件要逐一进行研究分析，包括所选用的装配方法、相关零件的相关尺寸等；对产品结构作结构工艺性分析。
发现问题，应及时提出，并同有关工程技术人员商讨图样修改方案，报主管领导审批。
确定装配的组织形式：
1）固定式装配：
全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。
根据生产规模，固定式装配又可分为集中式固定装配和分散式固定装配。
按集中式固定装配形式装配，整台产品的所有装配工作都由一个工人或一组工人在一个工作地集中完成；它的工艺特点是：
装配周期长，对工人技术水平要求高，工作地面积大。
多用于单件小批生产。
按分散式固定装配形式装配，整台产品的装配分为部装和总装，各部件的部装和产品总装分别由几个或几组工人同时在不同工作地分散完成；它的工艺特点是：
产品的装配周期短，装配工作专业化程度较高。
（2）移动式装配：
产品或部件不断地从一个工作地移到另一个工作地，每个工作地重复地完成某一固定的装配工作。
对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。
安排装配顺序的原则是：
先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般。
划分装配单元,确定装配顺序，绘制装配工艺系统图：
可填教学设计意图及阶段小结及反思等
珠海市技师学院理论课教案（首页）NO19
课程
机械制造工艺学
课题
复习
使用教材
机械制造工艺学
任课教师
肖煜
班级
13机械1班
所属专业
机械设备维修
实施地点
临4-104
实施日期
第10周周2第3/4节
总课时
40
周课时
4
教材处理
教材作为学生的参考资料，在讲解中对照学习，并重点完成习题册的题目。
教学目标
（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）
1、使学生全面回顾本课程所学知识；
2、使学生掌握总结归纳的学习方法；
3、提高学生的与人交流的能力；
4、使学生对学习产生兴趣。
教学重点
教学难点
学情分析
该班学生已经进行了三年的机械基础知识学习，经过本课程的学习后，对零件的加工，装配等工艺过程有一个熟悉的过程。
教学方法
课堂讲授，PPT演示，动画演示、提问。
教具准备
电脑，投影设备
教学反思
编号：
ZHGJ/QR/JW/037B/0
教学实施（次页）
教学环节
教学内容
学生活动
教师活动
用时
备注
结合练习册，在学生回答问题的过程中总结归纳本课程所学习的主要内容。
可填教学设计意图及阶段小结及反思等
珠海市技师学院理论课教案（首页）NO20
课程
机械制造工艺学
课题
考试
使用教材
机械制造工艺学
任课教师
肖煜
班级
13机械1班
所属专业
机械设备维修
实施地点
临4-104
实施日期
第10周周5第3/4节
总课时
40
周课时
4
教材处理
教学目标
（包含知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个目标）
教学重点
教学难点
学情分析
教学方法
教具准备
教学反思
编号：
ZHGJ/QR/JW/037B/0
教学实施（次页）
教学环节
教学内容
学生活动
教师活动
用时
备注
考试
可填教学设计意图及阶段小结及反思等
升级会员 