机械制造技术基础(2023春)

东北大学 朱立达

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 装备制造业
  • 2 机械制造系统和机械制造单元
    • 2.1 机械产品生产过程与工艺过程
    • 2.2 机械制造系统及其组成
    • 2.3 机械制造单元的组成及工艺系统
    • 2.4 零件成形方法
  • 3 金属切削机床
    • 3.1 零件表面的形成方法
    • 3.2 机床的切削形成运动
    • 3.3 机床的分类方法
    • 3.4 机床的型号编制
    • 3.5 机床的传动链
    • 3.6 普通机床的主传动系统
    • 3.7 机床的进给传动系统
    • 3.8 数控机床的组成及优点
  • 4 金属切削与磨削加工
    • 4.1 金属切削过程
  • 5 机械加工工艺规程的制定
    • 5.1 机械加工工艺过程基本概念
    • 5.2 机械加工工艺规程设计
    • 5.3 尺寸链和工艺尺寸链问题
  • 6 机床夹具
    • 6.1 机床夹具概述
    • 6.2 工件在夹具中的定位
    • 6.3 定位误差的分析与计算
  • 7 机械加工精度的影响因素及控制
    • 7.1 机械加工精度概念及其获得方法
    • 7.2 机械加工精度影响因素及控制
    • 7.3 机械加工工艺系统原有误差的影响
  • 8 机械加工表面质量的影响因素及控制
    • 8.1 机械加工便面质量的影响因素
    • 8.2 机械加工过程中的振动
  • 9 机器的装配
    • 9.1 装配过程概述
    • 9.2 装配尺寸链的分析计算
    • 9.3 保证装配精度的方法
  • 10 机械制造技术发展
    • 10.1 制造技术发展
尺寸链和工艺尺寸链问题
  • 1 知识内容
  • 2 练习

内容

 1.零件机械加工工艺路线的拟定 

(1)零件表面加工方法的选择 

1)被加工表面的几何特点 

2)被加工表面的技术要求 

3)零件结构形状和尺寸大小 

4)生产纲领和投产批量   

(2)定位基准的选择 

用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。根据其作用的不同,基准分为设计基准和工艺基准两大类。而工艺基准又可进一步分为装配基准、工序基准、定位基准和测量基准。 

设计基准是计图样上所采用的基准,也就是在设计图样中作为确定某一几何要素位置的设计尺寸起点的那些点、线、面。 

装配基准是装配时用以确定零件或部件在机器中位置的基准。一般用作装配基准的表面都是主要加工表面。 

工序基准是在工序图中用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。 

定位基准是加工时使工件在机床或夹具中占据一个正确位置所用的基准。  

测量基准是零件检验时用以测量已加工表面尺寸和位置时所用的基准。  

定位基准是加工时使工件在机床或夹具中占据一个正确位置所用的基准。定位基准还分为粗基准和精基准。作为定位基准的表面,如是未经加工的毛坯表面,则称为粗基准;如是经过加工的表面则称为精基准。在零件上没有合适的表面可作为定位基准时,为便于装夹,要在工件上特意加工出专供定位用的表面做基准。这种定位基准称为辅助基准。

在加工过程中定位基准的选择对工艺过程有重要的影响。所以必须遵循一定原则正确选择每工序使用的定位基准。

2.粗基准的选择原则

①当必须保证不加工表面与加工表面间相互位置关系时,应选择该不加工表面为粗基准。如果零件上有多个不加工表面,则选择其中与加工表面相互位置要求高的表面为粗基准。

②对于有较多加工表面而不加工表面与加工表面间位置要求不严格的零件,粗基准选择应能保证合理地分配各加工表面的余量。

③选作粗基准的毛坯表面应尽量光滑平整,不应有浇口、冒口的残迹及飞边等缺陷,以免增大定位误差,并使零件夹紧可靠。

④ 粗基准应尽量避免重复使用,原则上只能在第一道工序中使用。因为多次使用同一制造精度低粗基准会造成很大定位误差。

2)精基准的选择原则

① 尽可能选用工序基准作为精基准,以减少因基准不重合而引起的定位误差。这一原则通常称为基准重合原则。

② 如果工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工出其它各表面时,则应尽可能在多数工序中都采用这组精基准进行定位。这称为“基准统一”原则。

③当精加工或光整加工工序要求余量尽量小而均匀时,或是在某些特殊情况下,应选择加工表面本身作为精基准。但该表面与其它表面之间的相互位置精度,则要求由先行工序保证。这一方法又被称为“自为基准”。

④当需要获得均匀的加工余量或较高的相互位置精度时,有时还要遵循互为基准、反复加工的原则。

⑤精基准的选择应使定位准确、夹具结构简单、夹紧可靠。

(3)加工顺序的确定

选定零件表面加工方法及定位基准后,即可确定各加工工作的先后顺序。这时主要应考虑如下几点: 

1)划分加工阶段,要按先粗后精的原则大致安排机械加工的进行顺序。粗加工→半精加工→精加工→光整加工 零件加工过程要划分加工阶段的原因如下:

① 可以保证加工质量。 

② 合理使用机床设备。 

③ 便于安排热处理工序。 

④ 粗、精加工分开,便于及时发现毛坯缺陷 

2)先加工基准表面后加工其它表面,即基准先行原则。精基准表面应在工艺过程一开始就进行加工。在零件的工艺过程中,以基准表面的使用和转换为线索,可大致确定各基准表面的加工顺序。在重要表面精加工之前,还需要安排基准面的精修工序。 

3)先主后次的加工顺序安排原则。零件主要工作表面和装配基准一般面积较大,加工要求较高,常被选为定位基准,需要先加工出来。而键槽、螺孔等次要表面加工面积小,位置又和主要表面相关,应在主要表面加工之后加工。对于容易出现废品的工序也要适当提前加工。

4)先面后孔的加工顺序。对于箱体、支架类零件,应先加工平面,后加工平面上的孔。先加工平面去掉孔端黑皮,可方便孔加工时刀具的切入、测量和尺寸调整。平面的轮廓尺寸大,也宜于先加工出来用作定位基准。

(4)工序的组合 

1)几个工步能否在同一机床上加工,以及是否需要在一次安装中加工,以保证高的相互位置精度。 

2)要考虑是采用工序集中原则,还是工序分散原则来组合工序。 

所谓工序集中,是力求将加工零件的所有工步集中在少数几个工序内完成。最大限度的工序集中,是在一个工序中完成零件的全部加工。工序分散则相反,它是力求每一工序的加工内容简单,因而整个零件的加工工艺过程工序较多。

(5)热处理及辅助工序在工艺过程中的安排 

1)热处理工序的安排 

机械零件常采用的热处理方法有退火、正火、调质、淬火、时效、渗碳和氮化等。它们大致可分为预备热处理和最终热处理两大类,具体如下:

① 预备热处理 包括退火、正火、时效和调质等,其目的是改善毛坯加工性能、消除内应力和为最终热处理作准备。

② 最终热处理 包括淬火、渗碳和氮化处理等,其目的是提高零件材料的硬度和耐磨性。