零件機加工工藝設計詳情.ppt

汽車零件加工工藝設計,畢業(yè)設計內容及裝訂順序,1、畢業(yè)設計封面 2、畢業(yè)設計任務書 3、開題報告 4、設計圖紙 5、設計說明書（正文、總結、參考文獻、致謝） 6、畢業(yè)設計鑒定表 7、畢業(yè)設計答辯記錄表,工藝設計程序,工藝設計程序,例 設計圖1-1所示減速器輸出軸零件 （中批量生產）的機械加工工藝,圖1-1 減速器輸出軸零件圖,填寫減速器輸出軸工藝文件,設計減速器輸出軸工藝路線,確定減速器輸出軸毛坯,分析減速器輸出軸工藝技術要求,設計零件機加工工藝的一般方法與步驟：,1）分析需要機械加工零件的原始資料（零件圖等）工藝技術要求。 2）確定零件的加工毛坯并繪制出毛坯圖。 3）確定零件各個加工面的加工方案，合理安排所有加工面之間的加工順序，進而設計出該零件的機加工工藝路線。 4）計算工序尺寸，選擇零件工序加工需要的刀具、夾具（選擇能滿足工序加工需要的通用夾具，對于通用夾具不能滿足工序加工需求時，則應能設計出工序專用夾具）、加工機床、量具、切削用量等，完整設計出零件的加工工序內容。 5）填寫出零件機加工工藝的工藝過程卡、工序卡等工藝文件。,一、分析減速器輸出軸工藝技術要求,（一）減速器輸出軸的功用與結構分析 該零件是軸類零件中使用最多、結構最為典型的一種階梯軸。它的功用是支撐傳動零件和傳遞扭矩的，也叫傳動軸。 圖中零件的結構是由外圓柱面、鍵槽、砂輪越程槽、退刀槽、端面等表面表面組成。其中，兩處350.008外圓軸頸用于安裝軸承，33 0 -0.039外圓用于穿過軸承端蓋的安裝，420.0125外圓及軸肩用于安裝齒輪，外圓28 0 -0.022及螺紋M241.5-8g為完成減速器運動的輸出與其他零件相連接。,（二）技術要求分析,分析零件圖，該減速器輸出軸零件的主要技術要求分析見表1-1,減速器輸出軸的加工面技術要求，除了表1-1所列的，還有兩軸頸350.008處的砂輪越程槽、螺紋M241.5-8g處的退刀槽以及兩端面需要加工。,（三）熱處理要求分析 該減速器輸出軸的熱處理要求是T235，即零件材料經過調質熱處理后的硬度達到235HBW.清楚了零件的熱處理要求，就可以在工藝設計過程中合理的安排熱處理的工藝路線中位置。,相關知識導入：,1.軸零件的結構工藝性 1）判斷軸零件結構工藝性 2）常見的外回轉面結構零件工藝性的部分不合理與改進示例,2.生產類型及其工藝特征 1）生產綱領與生產類型,生產綱領 企業(yè)在計劃期內應當生產的產品數量和進度計劃稱為生產綱領。零件的年生產綱領可按下式計算： N=Qn（1+%+%） 式中 N零件的生產綱領； Q產品的生產綱領； n每臺產品中該零件的數量； %備品的百分率； %廢品的百分率。 生產綱領的大小對生產組織和零件加工工藝過程起著重要作用，決定各工序所需專業(yè)化和自動化的程度、工藝方法和機床設備。,生產類型 企業(yè)生產專業(yè)化程度的分類稱為生產類型。一般分為大批大量生產、中批生產和單件小批生產。,2）生產類型的工藝特征,二、確定減速器輸出軸毛坯,相關知識導入：毛坯制造方式,1.毛坯的種類 機械零件常用的毛坯包括鑄件、鍛件、軋制型材、擠壓件、沖壓件、焊接件等。 2.確定毛坯時應考慮的因素 零件材料及其力學性能、零件的結構和尺寸、 生產類型、 現有生產條件、充分考慮利用新技術、新工藝和新材料的可能性。 3.確定毛坯時的幾項工藝措施 加工毛坯時，由于一些零件形狀特殊，安裝和加工不大方便，必須采取一定的工藝措施才能進行機械加工。,（一）確定減速器輸出軸零件的毛坯類型 因減速器輸出軸結構的臺階直徑相差不大，可用棒料，以節(jié)約材料和減少機械加工工作量。即減速器輸出軸的毛坯，選用型材圓棒料。,（二）繪制減速器輸出軸的毛坯圖 要繪制出毛坯圖，得先知道毛坯的尺寸。對于采用軋制圓鋼的減速器低速軸毛坯，可以查閱附錄表相關內容來確定毛坯的尺寸。,圖1-2 減速器輸出軸毛坯圖,三、設計減速器輸出軸加工工藝路線,零件機械加工的工藝路線是指零件生產過程中，由毛坯到成品所經過的工序先后順序。,選 擇加工 方案,劃分 加工階段 安排機加工 等順序,設計 工藝路線,工 藝 路 線,（一）選擇加工方案 加工方案的選擇 ，是查閱相關于零件加工面的加工參考方案得到。,相關知識導入：軸類零件的加工,車床,車刀,車床通用夾具,車削余量,車削用量,車削加工,磨削加工,銑床,銑刀,銑床通用夾具,銑削用量,銑削加工,軸類零件加工面加工方案的最終確定，是依據零件加工面的技術要求，參照外圓面、端面等加工面的參考方案（見附錄表D-1），選擇出相對合理的。 減速器輸出軸的加工方案見表1-5。,（二）劃分加工階段，安排加工順序,1.安排機加工順序,安排機加工順序，要先劃分加工階段。按加工性質和作用不同，工藝過程一般可以劃分為三個加工階段，即粗加工、半精加工、精加工三個階段。此外，某些精密零件加工時還需要精整（超精磨、鏡面磨、研磨和超精加工等）或光整（滾壓、拋光等）幾個階段。 對于零件上的每個加工面，都可能存在這三個階段，已經在加工面加工方案選擇階段完成,加工順序安排，包括機加工順序、熱處理位置、輔助工序插入。,相關知識導入：加工階段,半 精 加 工,去除工件表面大部分余量，獲得較高的生產率，加工精度不高。,使主要加工面達到圖樣規(guī)定的技術要求。這個階段所加工的表面精度要求較高。,精 加 工,粗 加 工,使工件上各次要表面達到技術要求，為工件主要表面的精加工做好準備，使主要表面消除粗加工時留下的誤差，并達到一定的精度。,先粗后精,先主后次,基準先行,先面后孔,先進行粗加工，以切除大部分加工余量。后進行精加工，以達到圖紙技術要求,以粗基準定位后，先加工出下一步所用的精基準表面。保證后續(xù)工序定位準確安裝,有加工孔時，應先加工孔口所在的平面,安排機加工順序的原則,先加工主要表面，次要表面是貫穿插入加工。主要表面的加工是主線，貫穿始終,減速器輸出軸的機加工順序：粗車各段外圓調質半精車各段外圓、車槽（越程槽、退刀槽等）、倒角、車螺紋精車420.0125、28 0 -0.022部分外圓銑鍵槽磨削350.008兩處軸頸等。,相關知識導入：基準及定位基準選擇,在機械加工工藝設計中，正確選擇定位基準，對保證零件表面間相互位置精度、確定表面間加工順序和夾具結構設計都有很大影響。,基準,設計基準,裝配基準,定位基準,工序基準,工藝基準,測量基準,基準是確定零件上的某些點、線、面 位置時所依據的點、線、面。,1. 基準,（1）設計基準 設計基準是在圖樣上用于確定其它點、線、面位置的基準。如圖1-18所示軸套零件,圖1-18 軸套,（2）工藝基準 在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準，稱為工藝基準。按用途不同又可以分為定位基準、測量基準、裝配基準等。,1）定位基準是指在加工時，用于確定零件在機床上或夾具中的正確位置所采用的基準。用于體現定位基準的實際存在的零件表面呈為定位基準面。如圖1-19a所示。,圖1-19 工藝基準分析示例 a）鉆套 b）支撐塊,2）工序基準是指在工藝文件上用于標定被加工表面位置的基準。工序基準和設計基準重合。圖1-20b鉆孔工序簡圖。,圖1-20 工藝基準分析示例 a）定位基準示例 b）鉆孔工序,3）測量基準是指工件檢驗時用于測量已加工表面尺寸及位置的基準。如圖1-18軸套,4）裝配基準是指裝配時用于確定零件在機器中位置的基準。圖1-19的a）鉆套等,2. 定位基準的選擇 定位基準的選擇，包括粗基準的選擇和精基準的選擇。,精基準：用已加工 過的表面做基準,粗基準：用未加工 過毛坯表面做基準,定位基準,粗基準的選擇原則,應保證各加工表面都有足夠加工余量； 以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，保證加工余量分布均勻、表面質量高,在同一尺寸方向上粗基準通常只允許使用一次（因為粗基準一般都很粗糙，重復使用使所加工的兩組表面之間位置誤差會增大,選表面光潔的平面做粗基準，以保證定位準確、夾緊可靠,一般應以非加工面做為粗基準。（應選擇所不加工幾個表面中與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準）,（1）合理分配加工余量原則,（2）粗基準不重復使用原則,（3）便于裝夾原則,（4）保證加工面位置精度原則,精基準的選擇原則,利用設計基準做為定位基準，即為基準重合原則,（1）基準重合原則,（2）基準統一原則,（3）互為基準原則,（4）自為基準原則,以加工表面自身做為定位基準的原則,在大多數工序中，都使用同一基準的原則,加工表面和定位表面互相轉換的原則,3. 定位、夾緊等符號的畫法表達機械加工定位、夾緊符號（JB/T5601-2006）,1）定位支承符號見表1-13。,2）輔助支承符號見表1-14。,3）夾緊符號見表1-15。,2.安排熱處理位置,為了提高零件材料的力學性能和表面質量，改善金屬材料切削加工性及消除應力，安排工序時，應該把熱處理工序安排在恰當位置。 減速器輸出軸的“調質”熱處理技術要求，安排在零件整體加工工藝路線的粗加工和半精加工之間。,相關知識導入：熱處理工藝的應用，工序與工步,熱處理工藝 熱處理工藝一般可以分為兩大類：預備熱處理和最終熱處理。 （1）預備熱處理。為改善金屬組織和切削性能而進行的熱處理。它包括正火、退火、時效處理和調質。 （2）最終熱處理。為了提高零件的硬度，、耐磨性和強度等力學性能而進行的熱處理。它包括淬火、滲碳淬火和滲氮。,熱處理在整個工藝路線中的次序，應根據工件材料和產品圖紙上技術條件要求來安排。常用的熱處理在工藝路線中的位置見表1-16。,表1-16 熱處理工藝在工藝路線中的位置,工序與工步 1. 工序 工序是由一個或一組工人，在一個工作地點對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本單元。 2. 工步 加工工件表面時，在切削刀具和切削用量中的切削速度和進給量都不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序成為工步。一道工序中包括一個或若干個工步。,3.安排輔助工序,輔助工序一般包括去毛刺、到棱、清洗、防銹、退磁、檢驗等。,減速器輸出軸的輔助工序見工藝過程卡相應內容。,合理安排“檢驗”輔助工序 1）粗加工階段之后； 2）關鍵加工工序加工前和加工后； 3）零件跨車間轉工序時； 4）特征性能（探傷、密封性等）檢驗之前； 5）零件全部加工結束后 除檢驗工序外，還要考慮去毛刺、清洗、涂裝、防銹等輔助工序的安排。輔助工序在生產中不是可有可無的，輔助工序依據需要安排后，將和其他工序同等重要。,（三）設計工藝路線,經過以上的分析準備，現在以表格的形式表達出設計的減速器輸出軸零件工藝路線內容。見表1-17所示。,表1-17 減速器輸出軸的機加工工藝路線,四、設計減速器輸出軸加工工序,設計零件的機加工工序，主要是針對具體的工序加工面的加工尺寸進行計算，以及對工序所需要的刀具、夾具、量具、加工機床、切削用量等內容的確定。,（一）計算加工面的工序尺寸,對于減速器輸出軸這樣的階梯結構軸零件，其定位基準和加工面工序基準（或者設計基準）是重合的，工序尺寸的計算方法采用查余量推算的辦法確定,依據加工方案相關表1-5相應內容，該減速器輸出軸的需要工序尺寸計算的加工面有：兩處350.008外圓、420.0125外圓、33 0 -0.03外圓、28 0 -0.022外圓、M241.5-8g外圓,相關知識導入：工序余量,加工余量是指加工過程中所切去的金屬層厚度。余量有總加工余量和工序余量之分。一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐漸切除，故每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡稱工序余量）。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差。加工余量主要分為工序余量和加工總余量兩種.,a）加工外表面平面,b）加工內表面槽,外表面，如圖1-23a所示，Zb=- 內表面，如圖1-23b所示，Zb=-,圖1-23 加工余量,c）加工外表面外圓柱面,d）加工內表面內圓柱面,外圓表面，如圖1-23c所示，Zb=（da-db）/2 內孔表面，如圖1-23d所示，Zb=（db - da）/2,1. 兩處350.008外圓的工序尺寸計算,定位基準與工序基準重合的零件工序尺寸計算方法：零件加工面工序尺寸計算中，“工序余量”部分是依據加工面形狀特征（如軸零件的加工面是外圓、端面等）查閱工序余量相關附表資料數據得到的；“工序基本尺寸”是由該加工面最后加工階段的基本尺寸，即零件圖樣上的標注基本尺寸，來加上或減去工序余量（對軸零件的外圓加工面，從最后加工階段往初始加工階段推算，尺寸是變大的）推算得到；“工序所能達到的經精度等級”是所選擇的加工方案對應的經濟加工等級；最終得到的“工序尺寸”是按照入體原則來標注的。此種工序尺寸計算法也叫查表修正法。,2. 420.0125外圓的工序尺寸計算,3. M241.5-8g的外圓部分的工序尺寸計算,注意：螺紋的車螺紋之前外圓直徑，因為車螺紋時刀具的擠壓作用使得牙型會脹大，即車螺紋前的外圓柱面直徑應該比螺紋公稱直徑小0.10.4mm（內螺紋的話就把加工螺紋前的孔徑尺寸放大一點）,（二）確定各個工序加工所需的刀具、夾具、機床、切削用量等,要確定各個工序加工所需的刀具、夾具、機床、切削用量等機加工所需資料，首先要知道有哪些機加工工序，然后才能針對這些工序進行每各個的刀具、夾具、機床、切削用量等確定。,對減速器輸出軸來說，依照表1-17“減速器輸出軸的機加工工藝路線”內容，有工序2、3、6、7、8、9、10等幾道工序需要進行刀具、夾具、機床、切削用量等確定?，F以工序2等為例來說明確定的過程。選擇數據參數等，是參照附錄表相關內容,工序2“卡盤夾右端，粗車左端端面，鉆中心孔B3.15，粗車兩處350.008外圓、52外圓、420.0125外圓、33 0 -0.03外圓等各部分外圓” 的刀具、夾具、機床、切削用量等確定,（1） 選擇刀具,該工序中，車削選擇國標編號為GB/T17985.22000的硬質合金焊接外表面車刀，車端面的刀具選擇代號為02R2020的45o端面車刀；車外圓的車刀選擇代號為06R1616的90o外圓粗車刀， 鉆中心孔的中心鉆選擇國標號為GB/T6078.21998帶護錐中心鉆（B型）。,（2）確定夾具,用自定心卡盤裝夾。,（3） 選擇量具,選擇國標編號為GB/T213892008的0.01規(guī)格的帶表卡尺。,（4） 選擇切削機床,選擇C6132A型臥式車床。,（5）選擇切削用量,因為減速器輸出軸的材料是45鋼，由附錄表 “外表面車削常用切削用量推薦值”相關數據資料知道，粗車外圓和端面的切削用量ap=3mm；f=0.7 mm/r；vc=25 m/min。鉆中心孔的切削用量f=0.13 mm/r；vc=20 m/min。,五、填寫減速器輸出軸工藝文件,一個零件從毛坯到成品要經過多個生產車間的車、銑、刨、磨、鉗等多個工種的加工。為了使零件的生產能有序進行，必須有相應的文件來規(guī)定零件的生產過程。這個用來規(guī)定零件機械加工工藝過程的文件，是需要從零件圖等原始資料開始經過有理有據的設計填寫出來的。,相關知識導入：工藝規(guī)程,工藝規(guī)程是指導工人操作和用于生產、工藝管理及保證產品質量的主要技術文件。它一般包括下列內容：毛坯類型和材料定額；工件的加工工藝路線；所經過的車間和工段；工時定額等。在企業(yè)中，工藝規(guī)程要經過逐級審批，即為生產中的工藝紀律，有關的人員必須嚴格遵守。,1. 機械加工工藝過程卡 機械加工工藝過程卡主要列出零件加工所經過的工藝路線，包括毛坯制造、機械加工、熱處理等，用來指導工人操作機技術人員掌握零件加工過程，還作為生產管理用。工藝過程卡的格式見表1-23所示。,工序卡中工序簡圖繪制方法： 1）用細實線按比例用較少的投影繪出工件在該工序的簡圖。繪制時可以略去次要結構與線條。 2）用粗實線畫出工件在該工序的被加工表面。 3）注明本工序的工序尺寸等技術要求。 4）用定位符號（表1-13定位符號）表明工件在本工序定位表面。 5）用夾緊符號（表1-15夾緊符號）表明工件在本工序夾緊表面。,2. 機械加工工序卡 機械加工工序卡是用來具體指導工人進行操作的一種工藝文件。工序卡中詳細地規(guī)定了該工序加工所必需的工藝資料，如定位基準、工序尺寸以及切削用量等。工序卡的格式見表1-24等所示。,Thants All !,