项目8轴类零件综合练习.docx
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项目8轴类零件综合练习
任务一理论部分学习（学时2课时）
机械制造工艺学基础知识
学习目的：
1、了解生产过程、工艺过程、工艺规程等基本概念；
2、理解和掌握工件在机床上正确装夹的实质和方法；
3、掌握毛坯的选择、拟订工艺路线的原则；
讲授内容：
一、机械的生产过程和工艺过程
1.生产过程
制造机械产品时，将原材料（或半成品）转变为成品的所有劳动过程，称为生产过程。
它包括生产技术准备工作、原材料及半成品的运输和保管、毛坯制造、零件的机械加工和热处理、表面处理、产品装配、检验、调试、油漆和包装等过程。
2.工艺过程
所谓“工艺”，就是制造产品的方法，工艺过程是生产过程的主要组成部分。
在生产过程中，直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸、性能以及相互位置关系，使之成为成品的过程，称为工艺过程，如毛坯制造（铸造、锻造、冲压等）、机械加工、热处理、表面处理及装配等。
因此，工艺过程可分为铸造工艺过程、锻造工艺过程、机械加工工艺过程、焊接工艺过程、热处理工艺过程、装配工艺过程等。
二、机械加工工艺过程的组成
利用机械加工的方法，直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量，使其变为机械零件的过程，称为机械加工工艺过程。
它一般由一个或若干个工序组成，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀等，它们按一定顺序排列，逐步改变毛坯的形状、尺寸和材料的性能，使之成为合格的零件。
1.工序
所谓工序就是由一个（或一组）工人，在一个工作地点（或一台机床上），对同一个零件（或一组零件）进行加工所连续完成的那部分工艺过程。
工序是工艺过程的基本单元，划分工序的主要依据是工作地点（或设备）是否变动和工作是否连续。
若有变动或不连续完成表面加工则构成了另一道工序。
通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程简称为工艺路线。
如图8-1所示的阶梯轴，在生产批量较小时其工序的划分如表8-1所示；加工批量较大时，可按表8-2所示划分工序。
2.安装
在机械加工中，使工件在机床或夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。
有时，工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。
工件在机床上每装卸一次所完成的那部分工序，称为安装。
在同一工序中，工件的工作位置可能只需一次安装，也可能需要多次安装。
例如表8-1的工序2，一次安装即可铣出键槽；而工序1中，为了车出全部外圆则最少需要两次安装。
工件在加工中，应尽可能减少安装次数，以减少安装误差和安装工件所花费的时间。
图8-1阶梯轴简图
表8-1单件小批量生产时的加工工艺路线
表8-2成批加工阶梯轴时的加工工艺路线
2.安装
在机械加工中，使工件在机床或夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程，称为装夹。
有时，工件在机床上需经过多次装夹才能完成一个工序的工作内容。
工件在机床上每装卸一次所完成的那部分工序，称为安装。
在同一工序中，工件的工作位置可能只需一次安装，也可能需要多次安装。
例如表8-1的工序2，一次安装即可铣出键槽；而工序1中，为了车出全部外圆则最少需要两次安装。
工件在加工中，应尽可能减少安装次数，以减少安装误差和安装工件所花费的时间。
3.工位
为了减少工件的安装次数，在大批量生产时，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同位置进行加工。
工件在一次安装下相对于机床或刀具每占据一个加工位置所完成的那部分工艺过程称为工位。
工位又可分为单工位和多工位。
4.工步
在加工表面、切削工具、切削速度和进给量都不变的情况下，所连续完成的那一部分工序，称为工步。
一道工序可以包括几个工步，也可以只包括一个工步。
例如在表8-2的工序3中，它包括车各外圆表面及车槽等工步。
而工序4中采用键槽铣刀铣键槽时，就只包括一个工步。
应该说明的是，构成工步的因素有：
加工表面、刀具和切削用量，它们中的任一因素改变后，一般就变成了另一个工步。
5.走刀（或进给）
在一个工步内，若被加工表面需切除的金属层很厚（即加工余量较大），需要分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀，亦即每次切削所完成的那部分工序，称为走刀。
一个工步可以包括一次或多次走刀。
三、基准的概念及分类
零件是由若干表面组成的，它们之间有一定的相互位置和距离尺寸的要求。
在零件或部件的设计、制造和装配过程中，必须根据一些点、线或面来确定另一些点、线或面的位置，以保证零件图上所规定的要求。
零件表面间的各种相互依赖关系，就引出了基准的概念
所谓基准就是零件上用来确定其他点、线、面位置的那些点、线、面。
基准按其作用可分为设计基准和工艺基准两大类。
在制造零件或装配机器的生产过程中使用的基准称为工艺基准。
工艺基准按用途不同又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准等。
1、工序基准 在工序图上，用以确定本工序被加工面加工后的尺寸、形状、位置的基准称为工序基准。
其所标注加工面的尺寸称为工序尺寸。
图8-2所示为一工件上钻孔工序简图，图a、图b分别表示对被加工孔的工序基准的两种不同选择。
图中尺寸（22±0.1）mm和尺寸（18±0.1）mm为选取不同工序基准时的工序尺寸。
2、定位基准 在机械加工中，用来使工件在机床上或夹具中占有正确位置的点、线或面称为定位基准。
它是工艺基准中最主要的基准。
如图8-3所示，加工齿轮齿形时，利用已经精加工的孔和端面，将工件安装在机床夹具上，所以孔的轴线和端面是加工齿形的定位基准。
作为定位基准的点、线、面可能是工件上的某些面，也可能是看不见摸不着的中心线、对称线、对称面、球心等。
应该指出的是：
工件上作为定位基准的点、线、面，通常是由具体的表面来体现的，这些具体表面称为定位基准面。
如图8-3所示，齿轮孔的轴线实际上由孔的表面来体现的。
3、测量基准和装配基准 检验已加工表面的尺寸及位置精度所使用的基准称为测量基准。
用以确定零件或部件在机器中位置的基准称为装配基准。
图7-3所示的齿轮是以孔作为装配基准的。
四、工件的装夹
工件在加工前必须在机床或夹具上首先占据一个正确位置，也就是工件要被定位，然后再进行夹紧。
从定位到夹紧的整个过程称为装夹。
1、工件装夹的实质
在机床上加工工件时，为了要使该工序加工的表面，能达到图样规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，在加工前，必须将工件装好、夹牢。
把工件装好，就是要在机床上确定工件相对刀具的正确加工位置。
工件只有处在这一位置上接受加工，才能保证其被加工表面达到工序所规定的各项技术要求。
在夹具设计的术语中，把工件装好称为定位。
2.工件装夹的方法
随着生产批量、加工精度要求和工件大小的不同，工件装夹的方法也不同。
常见的工件装夹方法有以下三种：
（1）直接找正法 此法是利用划针、百分表或目测直接在机床上找正工件，使其获得正确的位置。
普通车床上加工零件常用此种方法。
如图8-4a所示，在磨床上磨削套筒内孔，先将套筒顶夹在四爪单动卡盘中，用百分表直接找正工件外圆表面，从而保证零件内孔与外圆的同轴度要求。
又如图8-4b所示，在牛头刨床上加工一个同工件底面及侧面有平行度要求的槽，通过百分表来找正。
（2）划线找正法 此法是利用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准，找正它在机床上的正确位置。
如图8-4c所示。
此时用于找正的划线即为定位基准。
划线找正法受划线精度和找正精度的限制，定位精度不高，效率较低，主要用于批量小，毛坯精度低以及大型零件等不便使用夹具的粗加工。
3）使用夹具装夹 此法是直接利用夹具上的定位元件使工件获得正确位置的定位方法。
由于夹具的定位元件与机床和刀具的相对位置均已预先调整好，故工件定位时不必再逐个调整。
此法定位迅速、可靠，定位精度高，广泛用于成批生产和大量生产中，如图7-4d所示。
任务二实操部分实训（学时4课时）
轴类工件综合练习
技能目标：
⑴熟悉车外圆、车阶台所用车刀及其刃磨方法。
⑵掌握切断刀的几何形状及刃磨方法。
⑶掌握用转动小滑板法车削圆锥面的方法和步骤。
⑷掌握高速钢三角螺纹车刀的刃磨方法。
⑸掌握用低速车削三角形螺纹的方法和操作技能。
工作准备：
1.加工图8-5所示的工件，请认真阅读和分析图样；
2.材料：
材料为45调质钢，毛坯材料为热轧圆钢；
3.刀具及量具：
90°外圆车刀、切断刀和切槽刀各一把、高速钢外三角螺纹粗、精车刀各一把、万能游标量角器、角度器、螺距规、螺纹千分尺等。
图8-5轴类零件综合加工练习
实训步骤：
1、车削步骤分析
⑴用三爪自定心卡盘夹住毛坯外圆，伸出长度90mm左右，车外圆见光即可。
⑵调头夹住已车过的表面，找正夹牢，粗车、精车φ28、φ36至尺寸。
⑶调头垫铜皮夹住φ28外圆找正夹牢，车端面截总长至尺寸，钻中心孔，用后顶尖顶住。
粗车M30外圆，粗车φ26、φ25各留1mm余量。
⑷精车螺纹部分大径直径至尺寸。
两端倒角30°。
⑸精车φ26、φ25至尺寸。
⑹精车螺纹至尺寸。
⑺精车1：
10锥度至尺寸。
4、综合练习要求
⑴巩固、熟练、提高车削外圆、阶台、沟槽、圆锥面及三角螺纹的操作技能。
⑵巩固刃磨各种刀具的技能。
⑶正确掌握使用常用量具进行测量的技能。
⑷了解车削螺纹时产生废品的原因和预防方法。
⑸合理选用切削用量和切削液。
⑹培养文明生产和习惯。
5、安全及注意事项
⑴综合练习时一定要选取合理的车削步骤。
⑵综合练习的工件比较复杂，有时需要多次调头装夹，每次装夹都要牢固可靠。
⑶定位基准要牢固可靠，不允许用三角螺纹顶径作为定位基准面。
项目考核及成绩评价
考核分实操（应会）部分和理论（应知）考试部分考核，实操以现场考核和工件测量进行，理论以学生完成的作业批改为主。
考核及成绩评价表（轴类零件的加工综合练习）
实操成绩考核评定
序号
考评内容
权重
平分标准
得分
备注
1
直径部分φ28、φ36
10×2
每超差0.01mm扣5分
2
螺纹大径
10
每超差0.1mm扣5分
3
螺纹中径
10
每超差0.01mm扣5分
4
螺纹两侧30°（两处）
2×2
Ra值＞3.2不得分
5
沟槽φ26
10
超差0.1mm扣5分
6
外圆锥部分
10
不符合要求不得分
7
长度方向
3×5
每超差0.1mm扣2分
8
倒角1.5×45°、2×45°（3处）
2×3
不符合要求不得分
9
Ra1.6、3.2（3处）
5×3
不符合要求不得分
安全文明生产及劳动纪律
违章扣分
记事：
实操成绩总评
理论部分考核
理论部分考核
1.什么是生产过程和工艺过程？
2．什么是工序、安装、工位、及工步？
3、工件的装夹包括哪些内容？
它们起什么作用？
4、工件的装夹方法有哪几种？
各适用于什么情况下？
其定位精度如何？
5、谈谈你对本次周类零件综合练习的心得，对你的车工技能有哪些收获。
实操得分
理论得分
总平分
学生签名
学习参考材料：
生产纲领、生产类型及其工艺特征
机械产品的制造工艺不仅和产品的结构、技术要求有很大关系，而且也与企业的生产类型有较大关系，而企业的生产类型是由企业的生产纲领来决定的。
1.生产纲领
企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划，称为生产纲领。
企业的计划期常定为一年，因此，生产纲领常被理解为企业一年内生产的产品数量，即年生产纲领，也称为年产量。
机器中某零件的生产纲领除制造机器所需要的数量以外，还要包括一定的备品和废品，所以，零件的生产纲领要计入备品和允许的废品数量。
零件的年生产纲领通常可按下式计算。
（7-1）
2.生产类型及其工艺特征
在制订机械加工工艺的过程中，工序的安排不仅与零件的技术要求有关，而且与生产类型有关。
生产纲领不同，生产规模也不同。
根据生产纲领的大小和产品品种的多少，机械制造企业的生产可分为单件生产、成批生产（小批、中批和大批）和大量生产三种类型。
（1）单件生产 单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，产品的品种很多，同一产品的产量很少，而且很少重复生产，各工作地加工对象经常改变，如重型机械制造、专用设备制造和新产品试制等均属单件生产。
（2）成批生产 一年中分批轮流制造几种不同产品，每种产品均有一定的数量，生产呈周期性重复，如机床、机车、纺织机械等产品的制造多属成批生产。
同一产品（或零件）每批投入生产的数量称为批量。
批量可根据零件的年产量及一年中的生产批数计算确定。
根据批量的大小和被加工零件的特征，成批生产又可分为小批、中批和大批生产三种。
小批生产的工艺特征接近单件生产，常将两者合称为单件小批量生产；大批生产的工艺特征接近大量生产，常合称为大批大量生产；中批生产的工艺特征则介于单件小批生产和大批大量生产之间。
（3）大量生产 同一产品的生产数量很大，通常是一工作地长期进行同一种零件的某一道工序的加工，如汽车、拖拉机、轴承等的制造多属大量生产。
生产类型的划分既要考虑生产纲领（即年产量），还必须考虑产品本身的大小和结构的复杂性。
不同产品生产类型的划分见表7-3。
表7-3不同产品生产类型的划分
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