学习情境轴类零件机械加工工艺路线拟定
机械加工工艺路线的拟定
1.精基准的选择
4) “自为基准”原则
图7-10 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面
机械加工工艺路线的拟定
2.精基准的选择
5) 一定要保证工件定位准确，夹紧稳定 可靠，夹具结构简单，工人操作简便。
机械加工工艺路线的拟定
2.粗基准的选择
1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量 均匀，则应选择该表面为粗基准。
5.加工方法要与工厂现有生产条件相适 应
机械加工工艺路线的拟定
三、加工阶段的划分
1.粗加工阶段 2.半精加工阶段 3.精加工阶段 4.光整加工阶段
机械加工工艺路线的拟定
划分加工阶段的原因有：
1）为了保证加工质量。 2）可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废
或修补，避免继续加工造成浪费。 3）可以合理使用机床设备。
图7-11 床身加工粗基准的两种方案比较
机械加工工艺路线的拟定
2.粗基准的选择
1) 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量 均匀，则应选择该表面为粗基准。
图7-11 床身加工粗基准的两种方案比较
机械加工工艺路线的拟定
2.粗基准的选择
2) 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况 下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余 量最小的表面作为粗基准。
机械加工工艺路线的拟定
四、工序内容的合理安排
1.工序集中
如果在每道工序中所安排的加工内容多， 则一个零件的加工就集中在少数几道工序 里完成，这样，工艺路线短，工序少，称 为工序集中。
机械加工工艺路线的拟定
四、工序内容的合理安排
2.工序分散
如果在每道工序中所安排的加工内容少， 把零件的加工内容分散在很多工序里完成， Leabharlann 工艺路线长，工序多，称为工序分散。
机械制造与自动化《拟定轴的工艺路线教案》
填写工作任务页。
完成任务零件的工艺路线拟定。
阶段3 加工工序的组合。
讲授工序集中和工序分散。
组织学生讨论任务零件。
完成工作任务页——讨论任务零件加工工序的组合。
阶段4初步拟定传动轴的工艺路线。
总结轴类零件工艺路线。
拟定任务零件的工艺路线。
完成工作任务页。
完成工艺过程卡的填写。
学习效果评价
评价指标
分值
实际得分
专业能力〔工作任务实施过程、任务书完成情况〕
50
方法能力〔信息搜集、自主学习、归纳总结、创新能力〕
15
社会能力〔团队协作、沟通协调、语言表达、环保平安〕
15
个人能力〔上课状态〕
2021
教学设计方案1-4
专业名称
机械制造及自动化
任课教师
序 号
4
课程名称
机械制造工艺学
授课班级
学 时
4
学习情境
轴类零件机械加工工艺规程的制定
学习任务
拟定轴的工艺路线
学习目标
1.理解加工阶段的划分。
2.掌握加工工序的安排原那么。
3.理解工序集中和工序分散。
4.掌握一般轴类零件工艺路线。
学习内容
1.加工阶段的划分。
任务要求
能够正确拟定轴类零件的机械加工工艺路线。
任务成果
提交工作任务页。
教学实施过程设计
阶段划分
教师活动
学生活动
学时
阶段1 加工阶段的划分。
1提供工作任务指导书，布置任务。
2讲授加工阶段划分的原因及内容
完成工作任务页。
完成任务零件加工阶段的划分。
阶段2 加工工序的安排。
机械加工工艺路线的拟定
机械加工工艺路线的拟定1. 引言机械加工工艺路线是指在制造过程中，针对特定零件的加工工艺步骤的拟定和安排。
它是实现零件加工的关键，直接影响到产品质量和生产效率。
本文将介绍机械加工工艺路线的拟定过程及其重要性，并提出一些方法和技巧，以帮助制造企业制定高效的工艺路线。
2. 机械加工工艺路线的拟定过程机械加工工艺路线的拟定是一个复杂的过程，需要考虑多种因素，包括材料特性、工艺装备条件、工艺控制要求等。
以下是机械加工工艺路线的拟定过程的主要步骤：2.1 确定零件的加工难度首先需要对零件的几何形状、尺寸和材料进行分析，确定零件的加工难度。
加工难度包括工艺性能、切削性能和热处理性能等因素。
根据这些因素，可以初步确定合适的加工方法和工艺路线。
2.2 选择合适的工艺装备根据零件加工的特点和要求，选择合适的加工设备和工艺装备。
这些设备包括机床、刀具、夹具等。
选择合适的设备对于提高加工效率和保证加工质量非常重要。
2.3 制定切削参数根据选择的加工方法和设备，制定合适的切削参数，包括切削速度、进给量和切削深度等。
切削参数的选取将直接影响到加工过程的效率和质量。
2.4 确定工装方案根据零件的形状和特点，确定合适的工装方案。
工装的设计和使用对于提高加工精度和保证零件一致性非常重要。
2.5 设计工艺文件根据前面的步骤，编制详细的工艺文件，包括加工顺序、工艺参数、工装设计、设备要求等。
工艺文件将作为实际加工的依据，对于保证产品质量和提高生产效率非常重要。
3. 机械加工工艺路线的重要性机械加工工艺路线的拟定对于制造企业来说具有重要的意义。
以下是几个方面的重要性：3.1 提高生产效率合理的工艺路线可以最大限度地利用设备和资源，提高生产效率。
通过合理的工艺路线规划，可以最大限度地减少加工次数和加工时间，实现生产的高效率。
3.2 保证产品质量合理的工艺路线可以确保产品在加工过程中的质量。
通过精确的工艺参数和工装设计，可以保证产品的尺寸精度和表面质量。
第10章(2)零件机械加工工艺路线的拟定方法
五、工序顺序的安排
机械加 机械加工顺序时要注意以下几点： 时要注意以下几点： 几点 （1）基准先行。用作精基准的表面，要先加工出来，然后以 基准先行 用作精基准的表面， 先加工 精基准的表面 精基准定位 工其他表面。 精加工阶段之 定位加 有时还 精基准定位加工其他表面。在精加工阶段之前，有时还需 精基准进行 保定位精 采用中心孔 对精基准进行修复，以确保定位精度。例如采用中心孔作 为统一基准 精密轴， 基准的 阶段开始 为统一基准的精密轴，在每一加工阶段开始总是先钻中心 中心孔 果精基面有 面有几 则应按照 面转换 按照基 孔或修正中心孔。如果精基面有几个，则应按照基面转换 提高加 度的原则来安 工工序 顺序和逐步提高加工精度的原则来安排加工工序。 （2）先粗后精。整个零件的加工工序，应该先进行粗加工， ）先粗后 个零件的加工工序 该先进行粗加工 半精加工 精加工和光整加工 工和光整加 半精加工次之，最后安排精加工和光整加工。
第二节 机械加工工艺路线的拟定方法
零件机械加工工艺路线的拟定是工艺规程制定中的关键步骤。 零件机械加工工艺路线的拟定是工艺规程制定中的关键步骤。 工艺路线的拟定包括: 工艺路线的拟定包括 采用哪些表面作为加工时的定位基准； 采用哪些表面作为加工时的定位基准； 采用哪些加工方法来保证各表面的技术要求； 采用哪些加工方法来保证各表面的技术要求； 确定零件的加工顺序等。 确定零件的加工顺序等。 它直接影响工艺路线的工序数量、设备投资、 它直接影响工艺路线的工序数量、设备投资、车间 面积、零件加工质量、生产串和生产成本等。因此， 面积、零件加工质量、生产串和生产成本等。因此，必 须在充分调研的基础上，经综合与权衡， 须在充分调研的基础上，经综合与权衡，拟定出工艺路 线方案。 线方案。
外圆面和中心孔交替加工， 外圆面和中心孔交替加工，加工精度逐步抬高
机械加工工艺路线的拟定
专业设备
先进的机械设备和工艺流程可提 高生产效率和产品质量。
精密工艺
严格的质量控制和工序管理可确 保产品的精度和质量。
人员素质
专业的操作技能和高效的管理决 策能力，是机械加工成功的关键。
3 可靠性
机械加工的过程严格控制，可以保证产品的质量和可靠性。
流程规划
1
制定计划
2
确定生产计划、生产线布局，评估生产
所需的成本和资源。ຫໍສະໝຸດ 3路线设计4
根据要求和资源，确定适当的工艺路线，
包括切削过程、加工顺序等。
5
风险评估
6
评估生产中可能存在的风险和问题，并
制定应对措施。
7
设定目标
明确产品的加工要求，包括尺寸、表面 处理、性能等。
机械加工工艺路线的拟定
机械加工是一种重要的制造过程，能够将金属等原材料变成实用的工件或零 部件。然而，确定适当的工艺路线非常关键，这涉及多个方面，如效率、成 本和品质。
背景介绍
机械加工是制造业的关键领域之一，广泛应用于汽车、航空、医药等行业。在全球市场中，中国是最大的钢铁 消费国，也是最大的工程机械市场之一。
现代设备
现代化技术和设备为机械加工提 供了更高效、质量更好的解决方 案。
设计和规范
精确的设计和规范能够确保工件 的精度和质量。
工艺流程
高效的工艺流程可以提高生产效 率和降低成本。
机械加工的重要性
1 高精度
机械加工能够获得高精度的工件，满足现代工业对产品精度的要求。
2 多样性
机械加工能够加工各种材料和形状的工件，具有很强的适应性和灵活性。
确定资源需求
确定需要的原材料、零部件、工具和设 备等资源，保证生产顺利开展。
学习情境1 零件数控自动编程整体规划与分析
学习情境1 零件数控自动编程整体规划与分析工作/学习任务书岗位工作过程描述(1)按工序及加工要求选用合适的工、夹具、加工设备与刀具，手工编制、编辑二轴及二轴半数控加工程序；（2）进行三维造型，以及多轴、多机种数控加工的程序编制；（3）对零件的数控加工质量进行分析与控制。
能根据零件图、数控加工工艺文件、相应技术标准及技术资料，操作机床加工合格零件，并对机床进行日常维护，加工完成后能对工件进行检测，并能进行切削用量的优化，获得符合技术要求的产品学习目标1）掌握一定的基础知识，包括数控机床基本结构、NC加工基本原理、机械加工工艺及必要的CAD基础等。
（2）全面地理解和掌握NC编程的基本过程和关键技术。
（3）熟练运用一种CAD/CAM软件。
（4）有丰富的实际加工经验。
有时，还需要掌握一些相关学科（如模具等）的知识和经验。
学习方法资讯:计划:决策:实施:检查:评价:行动化学习任务第一部分任务1任务2第二部分:任务1任务2学习成果提供工作过程知识：过程中遇到不会的可以翻阅书籍，或者请教老师，上网查阅资料，与同学讨论。
数控自动编程;数控自动编程岗位分析:目前很多的机加工企业都采用自动编程来生成数控加工程序，因此需要学习CAM软件。
不同的单位使用不同的CAM软件，种类多种多样，但是大体上加工的方法都类似，所以必须学好一个。
但是做数控编程员要求很高，责任也很大，因此要求有丰富的加工经验。
这样的话，对于像我们这样刚刚走出校门的学生，马上做这个岗位不现实。
必须经过一段时间的锻炼，短则一两年，长的话得三五年。
数控程序员是指根据零件的加工要求，以手工或使用计算机辅助制造软件进行数控加工程序编制的人员。
他们既是一线技术工人，又懂计算机编程，精通一到两门外语的阅读.工作任务说明：仔细读图，识图。
找到关键信息，注意尺寸和公差配合。
还有粗糙度等涉及的业务领域汽车制造、航空航天制造、船舶制造、医疗仪器、模具及工夹具制造、通讯业.。
零件机械加工工艺路线的拟定
零件机械加工工艺路线的拟定
一零件表面加工方法的选择
零件表面加工方法的选择是拟定机械加工工艺路线的首要步骤，需要考虑：
1）被加工表面的几何特点不同加工表面由不同的机床运动关系和加工方法获得。
外圆表面主要由车削和磨削方法获得。
内孔表面主要由钻削，铰削，镗削，磨
削方法获得，平面主要由刨削，铣削和
磨削方法获得。
所以，被加工表面的几
何特点决定了机械加工方法。
2）被加工表面的技术要求不同加工方法可得到不同的加工精度和表面粗糙度范
围。
在该范围内有一个可以最经济的获
得的加工精度，一般称为经济加工精度。
在选择表面加工方法时，应选择经济加
工精度与零件表面要求精度相一致的机
械加工方法。
一般，在精加工之前要安
排半精加工，在半精加工之前要安排粗
加工作为预备加工。
3）零件结构形状和尺寸大小
4）生产纲领和投产批量大批大量生产中
应采用高生产率的加工方法。
综合上述，选择零件表面加工方法时，要首先根据表面种类和技术要求，找出可供选用而最后精加工方法及路线。
机械加工工艺规程制订课题三机械加工工艺路线的拟定
模块四 机械加工工艺规程制订
课题三 机械加工工艺路线的拟定
教案配套教材
1、如有错误及需改
进之处 2、如需要其他相关 资料 请留言：
ssss75828@
课题三 机械加工工艺路线的拟定
知识点
基准及其分类 定位基准的选择 表面加工方法的确定 加工顺序的安排
技能点
图4-16工件用夹具定位
1-定位键 2-夹具体 3-对刀块 4-偏心轮5-支承套 6、7-V形块
2．定位基准的选择
在各加工工序中，保证被加工表面的尺寸和位置精度的方法是 制定工艺过程的重要任务,而定位基准的作用主要是保证工件各表面 之间的相互位置精度。因此，在研究和选择各类工艺基准时，首先 应选择定位基准。 （1）定位基准选择的基本原则
01
2）基准统一原则 即选择同一定位基准来加工尽可能多的 表面，以保证各加工表面的相互位置精度，避免产生因基准变 换所引起的误差。 例如，加工较精密的阶台轴时，通常采用两中心孔作定位 基准，这样在同一定位基准下加工的各档外圆表面及端面容易 保证高的位置精度，如圆跳动、同轴度、垂直度等。采用同一 定位基准，还可以使各工序的夹具结构单一化，便于设计制造。
表4-8
序号 1 2 粗车 粗车-半精车
外圆加工方案
加工方法 经济精度 I12～IT11 IT9～IT8 表面粗糙度Ra 50～12.5 6.3～3.2 适用范围
3
4 5 6 7 8
粗车-半精车-精车
粗车-半精车-精车-滚压(或抛光) 粗车-半精车-磨削 粗车-半精车-粗磨-精磨
IT7～IT6
IT6～IT5 IT7～IT6 IT6～IT5 IT5 IT6～IT5
基准。
图4-23 基准不重合误差最小条件
轴类零件加工工艺方案设计说明书
本单元 小结
零件工艺性分析方法
采集分析信息的关键：
应用分析方法分析特定零件
与实际加工联系 对应的技术准备
轴类零件制造工艺特点
毛坯
棒料
锻件
加工方法
车（粗、半精）
磨 （精车）
安装
一端夹持
对顶
一夹一顶
工序尺寸
多为第一类，轴向尺寸、键槽为第二类
教学 单元
零件工艺设计原则
零件毛坯选择
添加标题
2
主题
添加标题
3
加工前应做的技术准备
添加标题
4
教学目标
添加标题
5
熟练进行零件工艺性分析
添加标题
6
二、轴类零件图纸的工艺性分析
支承传动件 传递运动、扭矩
添加标题
1
轴类零件在机器中的作用：
添加标题
2
结构特点：
添加标题
3
回转体、由各种回转面 组成
添加标题
4
主要技术要求：
添加标题
5
轴的直径精度，圆度、圆柱度、同轴度、垂直度等
工艺设计前的决策内容
本单元 小结
上教学 单元回顾
毛坯确定
1、
工艺设计步骤与方法
2、
工序尺寸计算方法
3、
工艺文件种类选择与填写
4、
2、复杂轴的工艺设计
1、简单轴的工艺设计
本教学 单元主题
接工艺过程卡
1、结构特点：回转面
轴类零件 加工小结
1、加工特点：以车为主，磨做精加工
1、毛坯选择：棒料
工艺计算
2、
工艺分析
2、
202X
电子教案-学习情景1轴类零件机械加工工艺路线拟定 ppt课件
图1-1 阶梯轴零件图
PPT课件
3
任务1－1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定
任务分析：
1. 轴类零件的功用
支承传动零件（如齿轮、带轮等），并传递运动 与扭矩，有时也用来装卡工件。
2. 轴类零件的结构特点
回转体零件，其长度大于直径，通常由内、外圆
柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔和沟槽 等表面构成。
工刚性较弱的工件时，易引起工件变形和振动。
PPT课件
20
任务1－1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定
基础理论知识：
4）副偏角κr′ κr′在基面内测量，是副切削刃在基面上的投影与假定进给反方 向的夹角。
副偏角的作用是为了减小副切削刃与工件已加工表面之间的 摩擦，以防止切削时产生振动。副偏角的大小影响刀尖强度和 表面粗糙度。
图1-8 车刀的标注角度
用硬质合金车刀切削钢件，γo取10～
20°；切削灰铸铁，γo取5～15°；切
削铝及铝台金，γo取25～35°；切削高
PP强T课度件 钢，γo取-5～ -10°。
19
p 19
任务1－1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定
基础理论知识：
2）后角αo 后角αo在主剖面内测量，是主后刀面与切削平面的夹角。 后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工表面之间的摩
PPT课件
15
任务1－1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定
基础理论知识：
3. 刀具切削部分的组成和定义 （1）前刀面Aγ 切屑被切下后，从刀具切削部分流出所经过的 表面。 （2）主后刀面Aα 在切削过程中，刀具上与零件的过渡表面 相对的表面。 （3）副后刀面Aα／ 在切削过程中，刀具上与零件的己加工 表面相对的表面。
机械加工工艺路线的拟定
法。
3、机床设备与工艺装备的选择
机床设备和工艺装备的选择：
1、所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应；
2、精度等级应与本工序加工要求相适应；
3、电机功率应与本工序加工所需功率相适应；
4、机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。
工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择：
1、在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)；
2、在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。
机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。
轴类零件的加工阶段划分及加工顺序安排
粗精车外圆Ф10至尺寸，保证尺寸2.8。
3
夹Ф10外圆，精车 至尺寸，割槽2×0.5。
二
铣
1
夹 外圆，粗精铣左端扁氏，保证尺寸
车 间 工段 设 备 C A 6140
X8126
工艺装备 千分尺0－25
三面刃铣刀φ80×8
工时 准终 单件
三 四 标记
2 钳 1 2 热
处数
夹 外圆，粗精铣右端扁氏，保证尺寸 （方向一致）
一、加工阶段的划分
1、加工阶段划分
按加工的精度高低，加工阶段一般可分为三个阶段：
1）粗加工阶段 主要加工方法有：粗车、粗铣、粗刨、粗镗和钻孔
2）半精加工阶段 主要加工方法有：半精车精车、半精铣精铣、半精刨精刨、半精镗精镗 和扩孔、铰孔
3）精加工阶段 主要加工方法是各种类型的磨削，也有宽刃精刨、浮动镗和刮削
三、加工顺序的安排
1、机械加工工序的安排原则
1）先粗后精： 粗加工在前，精加工在后，粗精分开。 2）基准先行： 先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证 加工质量。 3）先主后次： 主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用 的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工结束后，最终精加 工之前进行。 4）先面后孔： 平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，通常均以平面定位来加 工孔。 先面后孔的另一层含义：在从面上加工孔之前，先加工这个面， 然后再从加工好的面上钻孔。
二、工序的集中与分散
2、工序分散：
按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内 容尽量少些。
最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简 单工步。
工序分散的使用场合： 在传统的流水线、自动线上加工零件按工序分散原则组织工艺过 程。尽可能使每道工序的加工简单化，以提高加工效率，适用于大批 量生产（指导思想）。
学习情境1 轴类零件机械加工工艺路线拟定
图1-1 阶梯轴零件图
(2) 表面粗糙度。 轴上的表面以支承轴颈的表面质量要求最高，其次 是配合轴颈或工作表面。这是保证轴与轴承以及轴 与轴上传动件正确可靠配合的重要因素。 表面粗糙度Ra值，支承轴颈一般为1.6～0.2μm， 配合轴颈一般为3.2-0.4
10
图1-1 阶梯轴零件图
4. 轴类零件的材料、毛坯及热处理
磨削出外圆和端面； 键槽用来安装键，以传递扭矩。
4
图1-1 阶梯轴零件图
➢ 2.轴类零件的结构特点
回转体零件 长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；
5
图1-1 阶梯轴零件图
➢ .轴类零件的分类（按其结构特点）
光轴； 阶梯轴； 空心轴； 异形轴（曲轴、偏心轴、 十字轴、凸轮轴、花键轴）。
11
较高精度 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料，
经调质和表面高频感应加热淬火后再回火，表面 硬度可达50～58HRC（洛氏硬度），并具有较高的耐疲 劳性能和较好的耐磨性。
中碳合金氮化钢38CrMoAlA， 经调质和表面氮化后，变形很小，且其硬度也很 高，具有很高的心部强度，良好的耐磨性和耐疲劳 性能；
学习情境1 轴类零件机械加工 工艺路线拟定
任务1-1 阶梯轴的机械加工 工艺规程制定
任务1-2 CA6140车床主轴的 工艺路线拟定
1
学习情境一：轴类零件机械加工 工艺路线拟定
➢任务1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定
➢ 给定任务 ➢ 任务分析 ➢ 基础理论知识 ➢ 任务实施 ➢ 拓展知识
2
给定任务
提高了零件的强度，所以适用于制造强度要求较高，形状比较 简单的零件毛坯
自由锻造： 特点：加工余量较大，锻件精度低,生产率不高,而且锻
机械加工工艺路线的拟定PPT学习教案
第27页/共58页
（二）孔的加工路线
5.孔加工路线的选择 应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体的生产条件、批量的大
小以及毛坯上有无预加工孔合理选用。 1）加工精度为IT9级的孔 当孔径小于10mm时，可采用钻—铰方案 当孔径小于30mm时，可ห้องสมุดไป่ตู้用钻—扩方案； 当孔径大于30mm时，可采用钻—镗方案。 工件材料为淬火钢以外的各种金属
➢（ 1 ） 同 种 加 工 方 法 ， 精 度 越 高 ， 加 工成本越高，呈指数增长 ➢（2）精度有一定极限，当超过A点， 即使成本再增加，加工精度提高极少； ➢（3）成本有一定极限，但超过B点， 即使再减低加工精度，加工成本降低极 少； ➢（4）曲线AB段，加工成本与加工精 度互相适应，属于经济精第4度页的/共范58围页 ；
第37页/共58页
（二）划分加工阶段的目的（原 因）
1.保证加工质量
工件在粗加工时，切除的金属较厚，切 削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较 高，这将引起工件较大的变形。若不划分 加工阶段，粗、精加工混在一起，就无法 避免上述原因引起的加工误差。按加工阶 段进行加工，粗加工造成的加工误差可以 通过半精加工和精加工来纠正，从而保证 零件的加工质量。第38页/共58页
于或大于Ra0.01
第23页/共58页
4.粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨、超精加工、砂带磨、镜 面磨等
• 最终工序：光整加工 • 适用范围：要求高的钢件的精加工 • 加工精度：加工精度低于IT5，表面粗糙度等
于或大于Ra0.006
第24页/共58页
（二）孔的加工路线
情境1轴类零件加工工艺PPT课件
学习情景1 轴轴类类零零件件加加工工工工艺艺的的设设计计与与实实施施
根据轴的长度 L 与直径 d 之比，又可分为刚性轴（ L/d ≤ 12 ）和挠性轴 （ L/d ＞ 12 ）两种。
轴类零件通常由内外圆柱面、内外圆锥面、端面、台阶面、螺纹、键槽、 花键、横向孔及沟槽等组成。 二、轴类零件的技术要求、材料和毛坯 1．轴类零件的技术要求
第三部分 学习情境
步骤一：资讯 方法：案例教学法、参观、讨论、教师指导
任务： 学生从接到的工作任务中分析完成工作的必要信息，为下一步的
决策、计划做好充分的准备，具体任务的设置如下： 1、分析轴类零件的功用和结构特点； 2、分析轴类零件的技术要求、材料与毛坯； 3、了解外圆表面的各种加工方法和加工方案； 4、了解机械加工实训中心和校外实训基地的设备及其加工性能
（1）尺寸精度：主要包括直径和长度尺寸的精度。 （2）形状精度：主要包括圆度、圆柱度、直线度。 （3）位置精度：主要包括同轴度、圆跳动、垂直度、平行度。 （4）表面粗糙度：配合面和定位面的表面粗糙度要求较高。 （5）热处理要求：根据轴的材料和需要，常进行正火、调质、淬火、表面 淬火及表面渗碳渗氮等热处理。
资 1、轴类零件的功用、结构特点、技术要求、材料与毛坯； 讯 2、轴类零件的定位基准和装夹方法； 内 3、常用普通车床的加工性能指标； 容 4、轴类零件的加工要求及工艺性。
资 讯 记 录
签名________________日期________________
精品课程
学习情景1 轴轴类类零零件件加加工工工工艺艺的的设设计计与与实实施施
2．轴类零件的材料 一般轴类零件常选用 45 钢；对于中等精度而转速较高的轴可用 40Cr ；
对于高速、重载荷等条件下工作的轴可选用 20Cr 、 20CrMnTi 等低碳合金 钢进行渗碳淬火，或用 38CrMoAlA 氮化钢进行氮化处理。 3．轴类零件的毛坯
加工轴的工艺流程及路线分析
加工轴的工艺流程及路线分析轴类零件是常见的典型机械零件之一，作为机械行业最基本的零件，轴的工艺流程及路线当然要精通。
下面就由店铺为你带来加工轴的工艺流程及路线分析，希望你喜欢。
加工轴的工艺流程1.零件图样分析;2.确定毛坯;3.确定主要表面的加工方法;4.确定定位基准;5.划分阶段;6.热处理工序安排;7.加工尺寸和切削用量;8.拟定工艺过程;9.传动轴机械加工工艺过程工序简图加工轴的工艺路线下料→车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→调质→修研中心孔→半精车各外圆，车槽，倒角→车螺纹→划键槽加工线→铣键槽→修研中心孔→磨削→检验。
轴类零件加工工艺1.零件图样分析图所示零件是减速器中的传动轴。
它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。
轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。
根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。
这些技术要求必须在加工中给予保证。
因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。
2.确定毛坯该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。
3.确定主要表面的加工方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。
由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。
外圆表面的加工方案可为：粗车→半精车→磨削。
4.确定定位基准合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。
由于该传动轴的几个主要配合表面(Q、P、N、M)及轴肩面(H、G)对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。
机械加工工艺方案情境1
设备编号
夹具名称
夹具编号 时间定额 /min 辅助 时间
4.制订工艺规程的步骤
制订零件机械加工工艺规程的步骤如下： （1）计算年生产纲领，确定生产类型。 （2）分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 （3）选择毛坯。 （4）拟订工艺路线。 （5）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 （6）确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 （7）确定切削用量及工时定额。 （8）确定各主要工序的技术要求及检验方法。 （9）填写工艺文件。
切 削 用 量 切削深 度/mm
工艺装备 名 称 规 格 编 号 数 量
工 步 内 容
进给量 切削速 基本 (mm/r) （m/min） 时间
编制
抄写
校对
审核
批准
1．切削运动 切削加工时，刀具与工件之间的相对运动， 称为切削运动。切削运动按其在切削中所起的 作用不同，可分为主运动和进给运动。 ⑴主运动 ⑵进给运动 2．切削用量 切削速度、进给量和背吃刀量，称为切 削用量三要素。合理地选择切削用量能有效地 提高生产效率，它也是调整机床、计算切削力、 时间定额及核算工序成本等所必需的参量。
学习情境一 砂轮架主轴加工工艺方案 制订与实施
★任务1：砂轮主轴概述 ★任务2：砂轮主轴加工计划（一） -------机械加工工艺规程的基本知识 ★任务3：砂轮主轴加工计划（二） -------轴类零件外圆表面的加工
★任务4：砂轮主轴加工计划（三）-------工艺方案的设计（工件的定位 ）
学习情境五 轴类零件的加工剖析
学习情境五 轴类零件的加工5.1 工作任务制订如图5-1所示的泵轴零件的机械加工工艺规程，生产纲领为6000件/年，中型生产企业，生产基础条件较好，每日单班制。
100y-120是炼油厂中应用广泛的离心泵，它的主要作用是输送高压液体，如原油，汽油，柴油等。
压力可达到10-202/kg cm 。
而泵轴的主要作用是传递动力，在本图中，φ35±0.018直径安装联轴器，用以与电机上的联轴器相连，用来传递电机的功率，它的另一端直径φ3500.016 上安装叶轮，用来将电机传递的功率转变为流体的功率，通过叶轮，可输出高压流体，完成流体的运输功能。
技术要求：1.调质处理HB290-3302.锐角倒钝0.5x45°3.表面对基准的径向跳动允差0.025.图5-1 泵轴零件图5.2 学习目标5.2.1 知识目标1． 理解复杂轴类零件的技术要求，并能根据技术要求确定毛坯的类型及制造方法。
2． 了解轴类零件材料的热处理方法。
3． 合理选择切削刀具的材料、刀具的几何参数并正确评估刀具寿命。
4． 根据具体情况选择外圆柱表面的加工方法和重要外圆柱表面加工工艺过程。
5． 了解典型轴类零件的加工工艺路线，合理划分加工阶段，安排工序顺序。
6． 掌握轴外圆柱面和端面的常用车削方法，正确制定轴类零件的加工工艺规程。
5.2.2 能力目标1． 能正确分析轴类零件加工的技术要求。
2． 能正确选取各工序的定位基准和装夹方案。
3． 了解金属切削机床的型号、规格等，熟悉车床加工工艺，熟悉车刀的类型和选用。
4． 具有正确设计、填写工艺文件卡的能力。
5． 能合理选择切削液，选取并优化切削用量，编制完整的工艺文件。
6． 能根据轴类零件加工要求评价工艺实施的效果。
5.2.3 素质目标1． 具有团队协作的意识、良好的小组成员协作能力。
2． 具备良好的沟通能力及评价自我和他人的能力。
3． 具备正确面对困难和挫折的能力。
4． 强烈的责任感和良好的工作习惯。
简单轴零件机械加工工艺过程的确定
滞留—粘接—长大
������ 采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温 度影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc＜3m/min 和较高速度vc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不 易形成积屑瘤； ������ 采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少； ������ 适当减少进给量、增大刀具前角； ������ 适当提高工件材料的硬度；
1.1 金属切削加工的基本知识 1.1.1切削运动与切削用量 1.切削运动
主运动 —— 切削速度最高，消耗功率最大，只有一个 指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运 动的速度即切削速度，用ν（m/s）表示。
进给运动——速度较低，消耗功率较小，可有一 个或多个，也可不存在
指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的 速度用进给量（ƒ—mm/r）或进给速度（νƒ — mm/min）表示。
在进给剖面，有：
tan f
f
dw
将其换算到主剖面内得到：
tan tan f sin r
f Dw
sin
r
刀具工作角度
◆刀具安装对工作角度的影响 刀具安装高低的影响
车刀安装高度对工作角度的影响
刀杆中心线与进给方向不垂直的影响
2.切削层参数
由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的截面 尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑 尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 切削厚度hD：指在同一瞬间的切削层横截面积与其公称切削层宽度 之比，单位：mm 切削面积AD：指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横 截面积，单位：mm2 切削宽度bD： 指在给定瞬间，在切削层尺寸平面中测量的作用主 切削刃截形上两个极点间的距离，单位：mm
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任务分析
1．轴类零件的功用 支撑传动零件,承受载荷；传递运动和扭矩,装夹工
件。
外圆用于安装轴承、齿轮、带轮等； 轴肩用于轴上零件和轴本身的轴向定位； 螺纹用于安装各种锁紧螺母和高速螺母； 螺尾退刀槽供加工螺纹时退刀用； 砂轮越程槽则是为了能完整地
磨削出外圆和端面； 键槽用来安装键，以传递扭矩。
③ 相互位置精度： 包括内、外表面、重要轴径的同轴度、圆的径向跳动、 重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。 为保证轴上传动件的传动精度，必须规定支承轴颈与配合 轴颈的位置精度。配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动一般为 0.01～0.03 mm， 高精度轴为0.001～0.005 mm。
图1-1 阶梯轴零件图
学习情境1轴类零件机械加工 工艺路线拟定
任务1-1阶梯轴的机械加工 工艺规程制定
任务1-2CA6140车床主轴的
学习情境一：轴类零件机械加工 工艺路线拟定
➢任务1 阶梯轴的机械加工工艺规程制定
➢ 给定任务 ➢ 任务分析 ➢ 基础理论知识 ➢ 任务实施 ➢ 拓展知识
给定任务
某企业生产的、年产量达870余件的阶梯轴零件图。试 编制该零件的机械加工工艺规程，并填写工艺文件。
理后获得更高的表面硬度、 耐磨性和心部强度。 因此，耐冲击、韧性好，但其主要缺点是热处
理变形较大。
毛坯的选择（教材261页）
（一）毛坯的类型和特点 （1）铸件 常用作形状比较复杂的零件毛坯
铸造方法：砂型铸造、金属型铸造、压力铸造等。 木模手工造型：
特点：铸件精度低，加工表面余量大，生产率低， 应用：适用于单件小批生产或大型零件的铸造。 金属模机器造型： 特点：生产率高，铸件精度高，但设备费用高，铸件的 重量也受到限制， 应用：适用于大批量生产的中小件。
经调质和表面高频感应加热淬火后再回火，表面 硬度可达50～58HRC（洛氏硬度），并具有较高的耐疲 劳性能和较好的耐磨性。
中碳合金氮化钢38CrMoAlA， 经调质和表面氮化后，变形很小，且其硬度也很 高，具有很高的心部强度，良好的耐磨性和耐疲劳 性能；
高转速和重载荷轴 20CrMnTi、 20Cr等渗碳钢，经过淬火或氮化处
（二）选择毛坯应考虑的因素
选择毛坯的意义：
毛坯质量的提高，对减少机械加工量，降低加工 成本，提高加工材料的利用率都是十分有利的。 • 毛坯质量的提高也将伴随着毛坯制造难度的增加， 也就意味着毛坯制造成本的增加。 • 因此，在选择毛坯材料和制造方法时，应考虑 如下几个问题。
（二）选择毛坯应考虑的因素
对于承载不大或不太重要的轴 可选用Q235、Q255等普通碳素钢 ， 但最常用45钢， 这种材料经调质或正火后，能得到较好的切削性能及较
高的强度和一定的韧性，具有较好的综合力学性能。
中等精度而转速较高 40Cr等合金结构钢，经调质和表面淬火处理后具
有较好的综合力学性能。
较高精度 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn等材料，
(2) 表面粗糙度。 轴上的表面以支承轴颈的表面质量要求最高，其次 是配合轴颈或工作表面。这是保证轴与轴承以及轴 与轴上传动件正确可靠配合的重要因素。 表面粗糙度Ra值，支承轴颈一般为1.6～0.2μm， 配合轴颈一般为3.2-0.4
图1-1 阶梯轴零件图
4. 轴类零件的材料、毛坯及热处理
(1) 轴类零件的材料和热处理
模锻： 特点：精度和表面质量都比自由锻件好，而且锻件的形
状也较复杂，减少了机械加工余量。模锻的生产率比自由锻高 得多，但需要特殊的设备和锻模，
应用：故适用于批量较大的中小型锻件。
（3）型材
型材按截面形状可分为：圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角 钢、槽钢、管材、板材、带材等。
热轧的型材：
特点及应用：精度低，但价格便宜，用于一般零件的毛 坯；
• 配合轴颈
•
与各类传动件配合的轴颈，其精度稍低，常为
IT9~IT6。
3. 轴类零件的主要技术要求
② 形状精度： 主要指支承轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重
要表面的圆度、圆柱度。 一般轴的形状精度应控制在直径公差之内； 精密轴颈的形状精度需在零件图上另行规定
其几何形状精度，应控制在直径公差的1/2～ 1/4之内。
注意：少量质量要求较高的小型铸件可采用特种铸造（如 压力铸造、离心铸造、熔模铸造等）。
（2）锻件 特点：锻件能获得纤维组织的连续性和均匀分布，从而
提高了零件的强度，所以适用于制造强度要求较高，形状比较 简单的零件毛坯
自由锻造： 特点：加工余量较大，锻件精度低,生产率不高,而且锻
件的结构必须简单； 应用：适用于单件和小批生产，以及制造大型锻件。
(a) 光轴 (b) 空心轴 (c) 半轴 (d) 阶梯轴 (e) 花键轴 (f) 十字轴 (g) 偏心轴 (h) 曲轴 (i) 凸轮轴 图1-2 轴的种类
3. 轴类零件的主要技术要求
⑴ 加工精度
① 尺寸精度：主要指轴的直径尺寸精度和轴的长度
尺寸精度。
• 主要加工表面:
• 支承轴颈
• 与轴承内圈配合的外圆轴颈，用于确定轴的位置 并支承轴，寸精度要求较高，通常为IT7~IT5；
图1-1 阶梯轴零件图
➢ 2.轴类零件的结构特点
回转体零件 长度大于直径； 加工表面为内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、沟槽等；
图1-1 阶梯轴零件图
➢ .轴类零件的分类（按其结构特点）
光轴； 阶梯轴； 空心轴； 异形轴（曲轴、偏心轴、 十字轴、凸轮轴、花键轴）。
按长径比分类：
刚性轴 L/d≤12 挠性轴 L/d > 12
冷拉的型材：
特点及应用：尺寸较小、精度高，易于实现自动送料，但 价格较高，多用于批量较大的生产，适用于自动机床加工。
（4）焊接件 焊接件是用焊接方法而获得的结合件，
优点：制造简单、周期短、节省材料， 缺点：抗振性差、变形大，需经时效处理后才能进行机
械加工。
（5）其他 冲压件、冷挤压件、粉末冶金等其他毛坯。
• 1）毛坯材料及力学性能
• 毛坯材料的选择一般是根据零件在机器中的作用为 依据的。主要是考虑机器工作对零件强度、刚度、韧性、 耐磨性、耐腐蚀等方面的要求。
•
零件的材料大致确定了毛坯的种类，但也要考虑力
学性能的要求
• 2）生产类型