机加工工艺培训课件(PPT 58页)

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夹具部分
工件的定位原理
工件定位６自由度规则 把刚体在空间坐Байду номын сангаас系中某个方向活动的可能性成为一个自由度，即空间中 一个自由刚体有６个自由度． 在三个互相垂直的平面上，按照一定规律分布６个定位点就能确定工件唯 一确切位置的规则称为工件定位６自由度规则。
定位与夹紧的区别 定位是解决工件在夹紧前位置是否正确、是否到位的问题； 夹紧是解决工件在加工过程中，受到切削力等外力的作用下是否稳定地保 持在定位位置的问题。
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夹具部分
基本概念 机床夹具：在机床上安装的一种装置，作用是使工件相对于机床或刀具有一个正
确的位置，并在加工中保持这个位置不变。它包括定位元件或装置，刀具导向 元件或装置，夹紧元件或装置，连接元件，夹具体及其它元件或装置。 夹具种类：1.通用夹具，2.专用夹具，3.通用可调整夹具和成组夹具，4.组合夹 具，5. 随行夹具。 机床夹具的作用： 保证加工质量 提高生产率，降低成本 扩大机床工艺范围 减轻工人劳动强度，保证安全生产。 常用的定位方法和定位元件： 工件以平面定位，定位元件：固定支承， 可调支承，自位支承，辅助支承 工件以圆柱孔定位，定位元件：芯轴，定位销 工件以外圆表面定位与圆柱孔类似，常用定位元件为V型块
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机加工概述
定位基准分类及其选择原则 定位基准：在加工时用于工件定位的基准。 分为：
粗基准 ：使用未经机械加工的表面作为定位的基准。 精基准：使用经过机械加工的表面作为定位的基准。 粗基准的选择原则 保证相互位置要求原则、余量均匀分配原则、便于工件装夹原则 、粗基准一 般不得重复使用原则 。 精基准的选择原则 基准重合原则 、统一基准原则 、互为基准原则 、自为基准原则 、便于装夹 原则 。
机加工工艺培训
二零一三年八月
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机加工概述
机械加工工艺过程的基本概念 基准就是确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。 基准分为工艺基准和设计基准 工艺基准的概念及其分类 工艺基准零件在加工和装配中所使用的基准。 工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。 工序基准：在工序图上确定加工表面位置的基准 定位基准：在加工时用于工件定位的基准。 测量基准：测量时所使用的基准称为测量基准。 装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准。
– 进给量 mm/转 – 正常情况下, 增加进给量 ==> 可得较短切屑 若产生堵屑现象 – 降低切削速度 (转/分) – 保持最佳进给量 (mm/转)
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刀具部分
钻头使用指导
整体硬质合金钻头和高技术的钴高速钢钻头都需要较好的钻夹头, 以确保较低的跳动量 – 硬质合金钻头的跳动量不应超过 0.04mm
若钻孔深度不大于 5xD, 则ADX, CDX 和其他硬质合金钻头在钻削 前都不需要预定心 不包括以下情况: • 跳动较大 • 钻削表面较粗糙 • 钻削表面有角度 • 机床不稳固
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刀具部分
钻头使用指导
在加工层叠材料时: – 因长铁屑可能进入二层材料之间, 故要特别小心 – 在钻进和钻出一层材料时都会产生长切屑 – 若层间为焊接的, 要注意局部的硬度情况
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夹具部分
夹紧装置的组成 １.动力装置 液压缸等 ２.中间传力机构 铰链等
改变夹紧力大小、方向，实现自锁 ３.夹紧元件 压板等 夹紧装置的要求 １.保证工件定位 ２.夹紧力大小适宜，保证位置，减小变形 ３.结构简单，讲究效率 ４.自锁
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量具部分
测量与测量方法分类
测量：以确定被测量值为目的的试验过程（一组操作）称为测量，一项有 价值的测量必须包含四个基本条件：测量对象（ 指零件上被测量的参 数）、计量单位、测量方法和测量准确度；
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夹具部分
工件在夹具上的夹紧：夹紧力包括力的大小，方向和作用点三个要素，它 们的确定是夹紧机构首先要解决的问题。 夹紧力方向的选择原则：1. 有利于工件的准确定位；2. 尽量与工件刚度 最大的方向一致；3；尽量与切削力，工件重力方向一致。 夹紧力作用点的选择原则： 1.夹紧力的作用点应正对支承元件或者位于支承元件所形成的支承面内， 以保证工件获得的定位不变 2.夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部分，以减小工件的夹紧变形。 3.作用点要尽可能靠近被加工面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。 专用夹具的基本要求： 1.保证加工精度 2.夹具总体方案与生产纲领相适应 3.操作方便，工作安全，能减轻工人劳动强度 4.便于排屑 5.有良好的工艺型
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机加工概述
工序集中与工序分散 工序集中是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少。 工序集中优点： 1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度； 2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数； 3）可减小生产面积，并有利于管理。 工序分散是使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多。 工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易， 对操作工人技术水平要求不高。 工序集中与工序分散的应用 传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集 中的情况）。 多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式。 由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，工序集中将越来越成 为生产的主流方式
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机加工概述
加工阶段的划分 粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的金属。 半精加工阶段——主要任务是使加工面达到一定的加工精度，为精加工 作好准备。 精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到图纸要求。 光整加工阶段——对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精 度要求。 加工阶段划分的意义 有利于保证零件的加工精度； 有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持； 有利于人员的合理安排； 可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。
进给运动 – 维持持续切削的运动 – 衡量参数: 进给速度Vf
合成运动 – 由主切削运动和进给运动按矢量方式叠 加 – 衡量参数: 合成切削速度V
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刀具部分
刀具材质要求
刀具切削性能的优劣，主要取决于刀具材料、几何形状和结构。而刀具材 料是首要的，它对刀具的使用寿命、生产效率、加工质量和加工成本影响极大。 1、硬度 刀具材料的硬度应高于工件材料的硬度 2、耐磨性 表示刀具抵抗磨损的能力 3、耐热性 刀具在高温现保持较高的硬度、耐磨性、强度和韧性 4、强度和韧性 承受切削力、冲击和振动 5、减磨性 刀具材料的减磨性越好，则刀面上的摩擦系数就越小，既可
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机加工概述
机械加工工序的安排
先基准后其他——先加工基准面，再加工其他表面 先面后孔——这条原则有两层含义：
① 当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来， 再以面定位，加工孔。这样可以保证定位准确、稳定。
② 在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加 工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生。 先主后次——这条原则也有两层含义：
逆铣
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刀具部分
逆铣
•进给方向
只建议用在小直径的切削场合, 因为此时刀具的弯折趋向不可过大 可用于加工表面较硬的材料 (Fz较小) 用于刚性不足的机床 较高的后面磨损 加工表面质量较差
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刀具部分
铣削的故障处理
崩口 – 每齿进给量过高 – 机床或夹头的稳固性较差 – 悬伸量过大
磨损太快 – 切削速度过高 – 工件材料太韧 – 改变工件材料
具； 计量装置：计量器具连同有关的辅助设备所构成的整体或系统（如
：三座标；平台、方箱高度尺）
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断裂 – 每齿进给量过高 – 径向或轴向切深太大 – 过度磨损 (后面)
振动 – 进给量太低 – 切削速度过高 – 轴向切深太大 – 机床或夹头的稳固性较差 – 悬伸量过大
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刀具部分
二、钻 头
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刀具部分
钻头柄部的类型
圆柱直柄 莫氏锥柄 直柄带扁尾•-
削平柄
阶梯柄 DIN 6535
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刀具部分 常见刀具
一、铣刀 面铣刀 套铣刀 – 其直径是介于面铣刀和 立铣刀之间 其装夹方式与面铣刀类似。 立铣刀 其它类型的铣刀： 三面刃铣刀 螺纹铣刀
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刀具部分
顺铣 - 逆铣
•逆铣时会对工件产生一个压力, 这样可避免振动
合成力 (推力)
•进给方 向
合成力 (拉力)
顺铣
•进给方向
以减小切削力和降低切削温度，还能抑制刀-屑面处冷焊的 形成
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刀具部分
6、导热性和热膨胀系数 刀具材料的导热系数越大，散热也越好，有利于降低切削区
温度而提高刀具使用寿命。线膨胀系数小，可减小刀具的热变形 和对尺寸精度的影响 7、工艺性和经济性
为了便于制造，刀具材料应具有良好的可加工性；其次，刀 具材料的价格应低廉，便于推广使用
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量具部分
间接测量：通过测量与被测量有函数关系的其他量，再经过计算 而获得的被测量值的测量。（如：弓高弦长测量直径）
接触测量与非接触测量 • 接触测量：计量器具的测量面直接与被测工件表面接触，并 存有测量力的测量； • 非接触测量：计量器具的测量面与被测工件不直接接触，因 而不存在测力的测量。
刀具部分
钻孔深度
•超长钻头 •长钻头 •标准钻头 •短型钻头 10 x 直径 6 x 直径 4 x 直径 2.5 x 直径
• 提供各种类型的钻头,以用于不同的 孔深要求。 这些钻头的槽长均大于所 钻孔的深度, 以确保切屑能从孔中排出
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刀具部分
如何得到较好的钻削结果?
以样本上的切削数据作为起始值 然后加以调整以得正确的切屑形式
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夹具部分
定位元件的要求 １.要有一定精度，一般要求是工件相应尺寸的１／５－１／２； ２.要有良好的耐磨性，每一次加工工件都至少与定位元件至少接触一次， 容易引起磨损； ３.要有足够的刚性，为了使在夹紧力、切削力等力的作用下不致发生较大 变形，从而影响加工精度。 常见定位情况： １.完全定位，定位系统正好限制工件６个自由度 ２.部分定位，定位系统限制工件少于６个自由度 ３.欠定位：工件的第一类自由度没有得到全部限制（绝不允许） ４.过定位：工件一个自由度同时被两个以上的定位元件限制
测量方法：指测量原理、测量器具和测量条件等因素在满足测量准确度和 经济原则下的总和；
测量对象：指零件上的被测参数（被测量） 测量方法：指获得结果的方式； 测量方法的分类：
直接测量：被测量与计量器具本身的标准量（包括外加标准量，如 ：量块，标准件）直接比较后得到被测量值的测量（包括：相对测 量与绝对测量）：
① 先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常 常从加工方便与经济角度出发进行安排。
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机加工概述
② 次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面 加工后，以主要表面定位进行加工。
先粗后精 先粗加工，后精加工。
其他工序的安排 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。 清洗工序 在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后， 以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。
若钻出表面有角度, 进给量应降低 50% 左右 若有相交的孔, 进给量应降低 50% 左右
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刀具部分
崩刃 – 进给量太大 – 机床/夹头的稳固性较差 – 钻头悬伸量过长
较差的加工质量/公差 – 孔过大 - 跳动太大 – 表面质量差 - 乳化液浓度太
磨损太低快 – 切削速度太高 – 材料太坚韧 • 改变工件材料 – 产生积屑瘤 • 乳化液浓度太低 • 改变切削速度
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刀具部分
切削基本概念
待加工表面----工件上有待切除 的表面。 已加工表面----工件上经刀具切 削后产生的表面。 过渡表面(同义词：加工表面)---工件上由切削刃形成的那部分表 面，它将在下一个行程，刀具或 工件的下一转里被切除，或者由 下一个切削刃切除。
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刀具部分
切削运动
主切削运动 – 通常由机床主轴的旋转形成 – 衡量参数: (主)切削速度Vc
单次测量与综合测量 • 单次测量：对零部件上各个参数分别单独进行测量； • 综合测量：对零件上几个相关参数的综合效应进行测量。
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量具部分
计量器具及其选择
计量器具：量具、计量仪器、计量装置的总称； 量具：以固定形式复现量值的计量器具； 计量仪器：将被测量转换成可直接观察的示值或等效信息 的计量器