单击此处编辑 母版标题样 式机械加工工艺设计 （理论辅导）黄雪梅18945105472 xmhuanghrbeu.edu.cn机械加工工艺设计 （理论辅导）主要内容工艺设计基础知识 常见表面的加工方法与加工方案 工艺规程制定步骤与方法 工艺设计典型实例 本单元作业要求本单元前导内容工艺设计环节与工程实践各教学环节 的联系与支持 工艺设计环节在整个加工制造过程的 地位与作用简介 工艺设计技术的组成环节、相关知识 体系及学习方法 来自不同专业同学对工艺设计方法的 认识与学习加工零件实例加工零件实例工艺设计相关的内容要素零件相关制造信息 工艺设计与加工制造方法 加工设备相关信息与技术一、工艺设计基础知识零件篇机械零件概述 零件的分类 零件表面构成 零件表面成形方法 零件的材料 零件的热处理 零件的加工质量 零件设计注意事项典型行业中的典型加工零件 汽车工业 飞机制造 航空工业 船舶工业 能源工业video森精机 Mori Seiki 456零件的分类 零件按其结构一般可分为六类：轴类 、盘套类 、支架箱体类 、六面体 类、机身机座类和特殊类 选择零件时以轴类 、盘套类 、支架类零 件为主。（比较常见）零件的分类零件的分类零件的分类零件的分类常见零件实例常见零件实例常见零件实例常见零件实例零件表面构成 回转面：圆柱面、圆锥面、回转成形面等 平面：大平面、端面、环面等 成形面：渐开线齿面、螺旋面等 零件表面成形方法 成形法：被加工工件的廓形是刀具的刃形 （或者刃形的投影）“复印”出来的。 包络法：被加工工件的廓形是切削刃在切 削运动过程中，连续位置的包络线。 零件表面成形方法零件表面成形方法零件表面成形方法零件表面成形方法零件的材料 零件常用材料： 碳素结构钢Q235A 、优质碳素结构钢(35 、45) 、合金结构钢（40Cr） 铸钢(ZG570)、 铸铁(HT150、HT200) 有色金属及其合金 零件的热处理 常见零件的热处理方法：退火、正火、淬 火、回火、调质、时效等。 在技术要求中给出 举例：45常用：轴类 调质220240HBS 表面淬火，硬度HRC4050 零件的加工质量 零件的加工质量包括：加工精度和表面质 量两个方面。 零件的加工精度是指零件在加工后的实际 几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几 何参数的符合程度。零件的加工精度包括 尺寸精度、形状精度、位置精度。 表面质量主要指表面粗糙度。 产品图纸中分别用尺寸公差、形状公差、 位置公差、表面粗糙度来表示。 尺寸精度 指的是零件的直径、长度、表面间距离等 尺寸的实际数值与理想数值的接近程度。 尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公 差是切削加工中零件尺寸允许的变动量。 在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小 ，则尺寸精度愈高。 尺寸精度 国标GB/T1800.1-1997规定尺寸精度的标 准公差等级分为20级，分别为IT01，IT0 ，IT1，IT2，IT18，其中IT01的公差 最小，尺寸精度最高。 尺寸精度愈高，零件的工艺过程愈复杂， 加工成本也愈高。 不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公 差等级公差与配合 尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动 量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺 寸之代数差的绝对值。 轴用小定字母，如h7 、js6 、g6 、m7 孔用大写字母。如H7 、H6 配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和 轴公差带之间的关系。分为间隙配合、过 盈配合、过渡配合。 确定配合关系，然后可查手册确定公差值 。 零件设计与零件图包含的设计信息与工艺要求 零件名称 材料牌号 （碳素结构钢碳素结构钢Q235A Q235A 、优质碳、优质碳 素结构钢素结构钢(35 (35 、45) 45) 、合金结构钢（、合金结构钢（4040CrCr ）、）、 铸钢铸钢( (ZG570)ZG570)、 铸铁铸铁( (HT150HT150、 HT200)HT200) ） 精度标注：标注尺寸及公差、形位公差、 表面粗糙度。 技术要求：轴类零件应有热处理（调质、 淬火）要求，其它类可没有热处理要求。 按制图标准画零件图，图纸一般A4或A3 技术要求技术要求1.1.某某内容（调质处理某某内容（调质处理HB220240HB220240等）。等）。2.2.某某内容（去毛刺边瑞等）。某某内容（去毛刺边瑞等）。 常用的加工方法车削、钻削、铣削、刨削、磨削常见表面的加工方法 平面、圆（外圆、内圆）、孔、齿轮、螺纹 、。二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案 车削加工工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切 削加工方法称为车削加工。车削加工是利用车床对工件进行切削加工 。其主要用来加工各种回转表面。如外圆（ 含外回转槽）、内圆（含内回转槽）、平 面（含台肩端面）、成形回转面、锥面、 螺纹和滚花面等 二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案 普通卧式车床二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案 铣削加工铣刀旋转作主运动，工件作进给运动的切削 加工方法称为铣削加工。铣削加工是利用铣床 对工件进行切削加工。铣削可加工平面（水平 面、垂直面、斜面等）、沟槽（键槽、V形槽、 燕尾槽、T形槽等）、分齿零件上齿槽（齿轮、 链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹 、螺旋槽）和各种曲面。此外还可进行回转体 表面、孔加工（包括钻孔、扩孔、铰孔、铣孔 ）和分度工作，用途非常广泛。 二 常见表面的加工方法与加工方案 三坐标铣床运动形式二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案 钻削加工用钻头、扩孔钻、铰刀、锪刀在工件 上加工孔的方法统称钻削加工。钻削加工 是利用钻床对工件进行切削加工。钻削主 要用来钻孔和扩孔，也可以用来铰孔、攻 螺纹、锪沉头孔及锪凸台端面 二 常见表面的加工方法与加工方案（a）钻孔；（b）扩孔；（c）铰孔；（d） 攻螺纹；（e）锪锥孔；（f）锪沉头孔；（ g）锪端面凸台 二 常见表面的加工方法与加工方案 镗削加工镗刀旋转作主运动，工件或镗刀作进 给运动的切削加工方法称为镗削加工。镗 削加工是利用镗床对工件进行切削加工。 镗削主要用于机座、箱体、支架等大而重 零件上孔和孔系的加工。 二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案 普通磨削 普通磨削是用砂轮以较高的线速度对 工件表面进行加工的方法，一般在通用磨 床上进行。磨削几乎可以加工各种表面。 磨削主要用于加工外圆面、内圆面、锥面 、平面、成形面、螺纹和齿轮等各种表面 ，还可以刃磨刀具和进行切断二 常见表面的加工方法与加工方案磨削加工：用于加工磨削加工：用于加工外圆面、内圆面外圆面、内圆面、平面平面 、成形面成形面、螺纹和齿轮螺纹和齿轮等各种表面，如图等各种表面，如图 。二 常见表面的加工方法与加工方案二 常见表面的加工方法与加工方案 刨削加工用刨刀对工件作水平相对直线往复运 动的切削加工方法称为刨削加工。刨削加 工是利用刨床对工件进行切削加工。刨削 主要用于加工平面（水平面、垂直面、斜 面）、直槽（直角槽、V形槽、燕尾槽、T 形槽）和直线型成形面等。 二 常见表面的加工方法与加工方案刨削加工刨平面时，用台虎钳或螺栓将工件固定在刨 床的工作台上，刨刀则安装在刀架上。 牛头刨 床刨削加工时，刨刀作水平的往复直线运动， 工件作间歇直线进给运动。龙门刨床刨削加工 时，工件作水平的往复直线运动，刀具作间歇 直线进给运动。常用刨床有牛头刨床。牛头刨床是应用较广 的一种刨床，适于刨削长度不超过1000mm的中 、小型工件。 龙门刨床用来加工大型工件，或 同时加工数个中、小型工件。 二 常见表面的加工方法与加工方案工艺阶段的划分零件加工时，一般不是依次加工完各 个表面，而是将各表面的粗、精加工分开 进行，为此，通常将整个工艺过程划分为 以下四个加工阶段： 1、粗加工阶段本阶段的主要作用是切去大部分加工余 量，为半精加工提供定位基准和均匀而适 当的余量。此外，应注意提高生产率。工艺阶段的划分 2、半精加工阶段本阶段的作用是为零件主要表面的精加 工作好准备（达到一定的精度、粗糙度和 精加工余量）并完成一些次要表面的加工 （如钻孔、攻螺纹、铣键槽等），一般在 热处理前进行。 3、精加工阶段本阶段的作用是使零件主要表面的加工 达到图样要求。此阶段切去的余量很少。工艺阶段的划分4、光整加工阶段本阶段的作用是提高加工面的尺寸精度 和表面质量，减小加工面粗糙度值，一般 不用来纠正形状误差和位置误差。主要适 于公差等级在IT6以上，粗糙度值Ra在 0.2m以下的表面。辅助工序的安排 1、检验工序的安排 除了操作者在加工过程中自检外，在下列情况还 应安排检验工序。粗加工阶段后；重要工序和工时长的工序加工前 后；工件从一个车间转到另一个车间前；在磁力探伤 、密封试验、动平衡试验等特种检验之前；全部加工 结束后。 2、其他辅助工序的安排 去毛刺、倒棱边、去磁、清洗等，应适当穿插 在工艺过程中进行；有些大型铸件内腔的不加工面 ，常在加工前先涂防锈油漆等。 常见表面的加工方法 外圆表面 在各种机械中，具有外圆表面的零件占有很大 比重，例如轴类、套筒类、圆盘类等零件。 外圆表面的技术要求包括：本身精度（直径与 长度的尺寸精度，圆度、圆柱度等形状精度） ；位置精度（与其他外圆面或孔的同轴度、与 端面的垂直度等）；表面质量（粗糙度、表面 硬度、残余应力等）。外圆表面的加工方法主 要有车削加工和磨削加工。 常见表面的加工方法 1、车削加工车床主要用于外圆表面加工，生产上常用的有 卧式车床、立式车床、转塔车床、自动和半自 动车床等，其中卧式车床应用最广。 车外圆分为粗车、半精车和精车。 粗车是以切除大部分加工余量为主要目的加工 ，对精度及表面粗糙度无太高要求。公差等级 为 IT13 IT11, 表面粗糙度 Ra 值为 50 12.5m 。 常见表面的加工方法 半精车是在粗车基础上，进一步提高精度 和减小粗糙度值。可作为中等精度表面的 终加工，也可作为精车或磨削前的预加工 。其公差等级为 IT10 IT9 ，表面粗糙 度 Ra 值为 6.3 3.2m 。 精车是使工件达到预定的精度和表面质量 的加工。精车的公差等级为 IT8 IT6 ， 表面粗糙度 Ra 值为 1.6 0.8m 。 外圆表面的加工方法外圆表面的加工方法外圆表面的加工方法外圆表面的加工方法 2、磨削加工 磨削的公差等级为IT7IT5，表面粗糙度 Ra值为0.80.2m内圆表面的加工方法 内圆表面加工最常用的方法有钻削、车削 、镗削和磨削等。依据内圆表面常用的加 工方法和下表6中所列出的各种加工方法 在不同加工阶段的加工精度、表面粗糙度 的情况，可制定内圆表面常见的加工方案 内圆表面的加工方法孔的加工方法零件上的孔多种多样，常见的有：螺 栓螺钉孔、油孔；套筒、齿轮、法兰盘上 的轴向孔；箱体上的轴承孔；深孔（即深 径比 5 10 ），如车床主轴的轴向通 孔等；圆锥孔，如装配用的定位销孔等。孔的技术要求与外圆面的技术要求基 本相同。孔的加工方法主要有钻孔、镗孔 、拉孔等。 孔的加工方法 1、钻削加工 用钻头或铰刀、锪刀等刀具在工件上加工 孔的方法，统称钻削加工。它可在钻床上 进行，也可在车床、铣床和镗床上