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項目鍵槽零件加工.ppt

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機械制造工藝項目五 鍵槽零件加工【知識目標】 掌握銑床的結構特點,掌握銑削加工工藝范圍 會計算銑削用量 會選擇銑削方式,重點掌握順銑和逆銑的工藝特點 熟悉銑刀的種類和使用特點 會選擇平面的加工工藝方法【能力目標】 會分析鍵槽零件技術要求 會編制鍵槽零件加工工藝過程卡【任務導入】 圖5-1所示是鍵槽零件設計圖。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 圖5-1 鍵槽零件加工圖【任務導入】 圖5-1所示是鍵槽零件設計圖。工件材料:45鋼,每批次數量為:10件。要求編制零件加工工藝過程卡。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡【相關知識】 一、鍵槽零件分析 1.零件結構分析 (1)零件表面組成由基本表面(外圓柱表面和平面(兩端面和鍵槽)) (2)確定主要表面與次要表面主要表面:外圓柱表面( 、 )和平面(兩端面)。次要表面:其余表面。 (3)零件結構工藝性分析 零件結構工藝性合理,切削加工工藝性較好。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 2.零件技術要求 (1)精度要求 要保證槽寬精度 mm,控制深度尺寸37.5mm,鍵槽長度20mm,保證鍵槽與軸心線對稱度為0.15mm。 (2)表面粗糙度要求 鍵槽側面表面粗糙度值Ra3.2μm,其余Ra6.3μm任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 二、X5032銑床如圖5-2所示是X5032型立式銑床。立式銑床的主軸與工作臺臺面垂直,主軸處于垂直位置。立式銑床安裝主軸的部分稱為立銑頭,萬能立式銑床的立銑頭與床身以可以轉動的方式結合,并有刻度盤標示立銑頭旋轉角度。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 圖5-2 X5032型立式銑床任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡銑床銑削加工零件,生產效率高,加工范圍廣,既適用于單件小批生產,又適用于大批量生產;既適用于大型件加工,又適用于小型件加工??杉庸と鐖D5-3所示各種典型表面。銑削加工精度范圍在IT11~IT8之間,表面粗糙度值Ra在12.5~0.4(1.6)μm之間。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 三、銑削運動 銑削用量是衡量銑削運動大小的參數,包括銑削速度υc、進給量f、銑削深度ap、銑削寬度ae 四個要素,如圖5-4所示。 圖5-4 周銑和端銑時的銑削用量任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡1.銑削速度υc:是指銑刀旋轉時的切削速度 —銑刀直徑(mm) —銑刀或主軸轉速(r/min) 表5-1 銑削速度的選取工件材料銑削速度(m/min)高速鋼銑刀硬質合金銑刀2020~45150~1904520~35120~15040Cr15~2560~90HT15014~2270~100黃銅30~60120~200鋁合金112~300400~600不銹鋼16~2550~100任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡2.進給量f:是指銑削過程中,工件相對于銑刀沿進給方向移動的距離。①每齒進給量(fz)②每轉進給量(fr)③進給速度(vf):單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位移量,單位為mm/min。Vf=f n=fz n任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡3.銑削深度ap:見表5-3平行于銑刀軸線方向測量的切削層的尺寸銑削深度是根據工件的加工余量和精度確定。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡4.銑削寬度ae:見表5-3垂直于銑刀軸線并垂直于進給方向測量的切削層的尺寸銑削深度是根據工件的加工余量和精度確定。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡5.銑削用量的合理選擇①銑削深度與銑削寬度的選擇②每齒進給量fz選擇原則③銑削速度vf的選擇任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 四、銑削方式的確定 銑削方式是指銑削時銑刀相對于工件的運動關系,一般有順銑和逆銑兩種。銑削方式對延長銑刀壽命、提高加工精度及合理使用銑床都有相當重要的作用。 1.周銑法 (1)逆銑的特點 (2)順銑的特點任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡1.周銑法(1)逆銑的特點:薄→厚、工件上抬、振動、磨損(2)順銑的特點:厚→薄。工作臺竄動、打刀任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡2.端銑法 (1)對稱端銑 (2)不對稱逆銑:適合于銑削普通碳鋼和高強度低合金鋼。 (3)不對稱順銑:適合于加工不銹鋼等中等強度和高塑性的材料。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 五、銑刀的選用 銑刀是多刃刀具,常用銑刀有圓柱銑刀、端面銑刀、三面刃銑刀、立銑刀、T 形槽銑刀、鍵槽銑刀、鋸片銑刀等,銑床上也可以用銑刀加工孔類零件。 1.加工平面用銑刀(1)圓柱銑刀選用原則:粗加工選用粗齒刀;槽加工選用細齒刀。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡(2)面銑刀:主要用于加工平面,尤其適合大面積平面加工。粗加工應當選用較小的銑刀直徑;精加工時則選用銑刀直徑大些,最好能包容加工面的整個寬度。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡2.加工溝槽用銑刀 (1)立銑刀:主要用于立式銑床上加工凹槽、臺階面,也可以利用靠模加工成形表面。主切削刃分布在圓周上,副切削刃分布在端面上,但其不到中心,一般不宜沿軸線方向作進給。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡(2)三面刃銑刀主要用于加工溝槽和臺階面。有直齒、錯齒和鑲齒三種結構。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡(3)鍵槽銑刀用于加工圓頭封閉鍵槽。有兩個刀齒,圓柱面和端面都有刀刃,端面刃為主切削刃,強度較高,而圓周刃為副切削刃。加工時,先軸向進給到槽深,然后沿鍵槽方向銑出全長。重磨時只需刃磨端面切削刃,磨后銑刀直徑不變任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡 六、平面加工工藝方法選擇 平面加工有銑削、刨削、磨削、刮研和研磨等工藝方法。 1.平面加工方法方案選擇(見表5-4) 2.平面銑削加工方案的選擇 采用銑削加工平面時可采用如下的加工方案: (1)低精度平面的加工方案:IT12~IT11,Ra50~12.5μm (2)中等精度平面的加工方案 半精銑:IT10~IT9,Ra6.3~3.2μm (3)高精度平面的加工方案 精銑:IT8~IT7,Ra3.2~1.6μm任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡【任務實施】 一、實施環境 理實一體化教學車間或普通教室。 二、實施步驟 通過對鍵槽零件工藝分析,制訂圖5-1所示零件的工藝過程卡。具體步驟如下: 1.計算零件年生產綱領,確定生產類型該鍵槽零件加工數量為10件,屬小批量生產。 2.確定毛坯選用45號鋼圓鋼。任務一 編制鍵槽零件工藝過程卡3.制訂零。省略部分。裝夾步驟如下: 3.直柄鍵槽銑刀裝夾后的檢測步驟任務二 鍵槽零件銑削加工 圖5-19 工作臺螺栓壓板直接裝夾任務二 鍵槽零件銑削加工二、工件的裝夾方法1.銑床工作臺上用螺栓壓板直接裝夾 大型工件常直接裝夾在銑床工作臺上用螺栓、壓板壓緊,這種加工方法可用百分表、劃針等工具找正加工面和銑刀的相對位置,如圖5-19所示。 2.機用平口虎鉗裝夾 圖5-20所示的機用平口虎鉗,可用于裝夾形狀較為簡單的如矩形和圓柱形的中、小型工件,是常用的銑床通用夾具。圖5-20 機用平口虎鉗裝夾任務二 鍵槽零件銑削加工任務二 鍵槽零件銑削加工 3.分度頭裝夾 分度頭又稱萬能分度頭,如圖5-23所示,它是銑床的重要附件之一,能將工件作任意的圓周等分或直線移距分度,可把工件軸線裝夾成水平或垂直或傾斜的位置。圖5-23 萬能分度頭的裝夾任務二 鍵槽零件銑削加工 4.V 形架裝夾 V形架主要用于裝夾軸類零件,這種裝夾方式一方面具有良好的對中性,另一方面還可承受較大的切削力,如圖5-24所示。圖5-24 V 形架裝夾任務二 鍵槽零件銑削加工 5.軸用臺虎鉗上裝夾工件 在普通立式銑床上銑削鍵槽零件,常用軸用臺虎鉗裝夾工件,如圖5-25所示。任務二 鍵槽零件銑削加工 三、銑床夾具使用專用夾具一般適用于大批量生產,它定位準確、夾緊可靠、加工效率高。銑床夾具主要使用在加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。按不同的進給方式可分為如下二種類型。 1.直線進給式銑床夾具 2.圓周進給式銑床夾具 這類夾具常用于具有回轉工作臺的銑床上,工件連同夾具隨工作臺作連續、緩慢的回轉進給運動,裝卸工件能在不停車的情況下進行,因而生產效率高,適用于大批大量生產中的中、小工件的加工。任務二 鍵槽零件銑削加工任務二 鍵槽零件銑削加工任務二 鍵槽零件銑削加工【任務實施】加工圖5-1所示的鍵槽零件。具體銑削步驟如下: 1.識讀圖樣,檢驗預制件 2.銑刀的裝夾與安裝 3.安裝并找正工件任務二 鍵槽零件銑削加工4.對刀(1)豎向槽深對刀(2)橫向對中對刀(3)縱向槽長對刀任務二 鍵槽零件銑削加工5.銑削鍵槽(1)畫鍵槽兩端線(2)選擇和調整銑削用量:主軸轉速n=475r/min,vc≈17.9m/min,vf=23.5mm/min,fz≈0.025mm/Z(3)銑鍵槽:對好刀后,先豎向手動進給到槽深,然后縱向進給到兩端線。 6.工序檢驗:按設計圖樣進行檢驗。任務二 鍵槽零件銑削加工任務三 鍵槽零件檢測【知識目標】 了解鍵槽零件主要檢測項目 掌握利用常規量具檢測鍵槽零件的方法【能力目標】 會使用各種量具對鍵槽零件進行檢測【任務導入】 鍵槽零件質量檢測的主要項目是槽寬的測量、鍵槽槽深和長度的測量以及鍵槽對稱度的測量?!鞠嚓P知識】 一、槽寬的測量 測量槽寬工具可用0~25mm 內徑千分尺或塞規進行測量,如圖5-30所示。圖5-30 鍵槽寬度測量任務三 鍵槽零件檢測 二、鍵槽槽深和長度的測量 測量槽深尺寸可用游標卡尺或千分尺測量,測量方法如圖5-31所示。圖5-31 鍵槽深度的測量任務三 鍵槽零件檢測 三、鍵槽對稱度的測量 鍵槽對工件軸線的對稱度的測量可在標準平板上用百分表借助V 形架進行測量。對于窄而淺的鍵槽檢測,可參照圖5-32所示的方法加以檢驗。 四、鍵槽表面粗糙度的測量圖5-32 鍵槽對稱度的測量任務三 鍵槽零件檢測【任務實施】實施步驟1.槽寬的測量:按圖5-30操作2.鍵槽槽深和長度的測量:按圖5-31操作3.鍵槽對稱度的測量:按圖5-32操作;4.鍵槽表面粗糙度的測量:用樣板比照法測量任務三 鍵槽零件檢測任務四 鍵槽零件質量分析【知識目標】 掌握加工表面質量及其對使用性能的影響了解影響加工表面冷作硬化的主要因素,掌握磨削燒傷的基本概念 掌握提高機械加工表面質量的工藝方法【能力目標】 會分析鍵槽零件產生質量問題的原因【任務導入】 鍵槽零件銑削加工質量直接影響產品使用性能、精度和壽命。要能對鍵槽零件進行質量分析首先需要了解影響表面質量的各種工藝因素、影響表面冷作硬化的主要因素以及提高機械加工表面質量的主要措施與方法?!鞠嚓P知識】一、影響加工表面質量的工藝因素 機械加工表面質量是指零件表面機械加工后的表面狀態,主要由表面的幾何形狀特征和表面物理力學性能所構成,它是評定零件加工優劣的重要依據之一。任務四 鍵槽零件質量分析 1.加工表面質量的含義 加工表面質量的含義可以用表面完整性來概括,它包含以下兩個方面的內容。 (1)表面的幾何特征 表面的幾何特征如圖5-33所示。 由以下幾部分組成: ① 表面粗糙度; ② 表面波度; ③ 表面加工紋理; ④ 傷痕任務四 鍵槽零件質量分析圖5-33 表面幾何特征的組成任務四 鍵槽零件質量分析(2)表面力學物理性能 ①表面加工硬化 ②表面金相組織的變化 ③表面殘余應力任務四 鍵槽零件質量分析 2.表面質量對使用性能的影響 (1)表面質量對耐磨性的影響:最佳值Ra0.8~0.2μm (2)表面質量對疲勞強度的影響 (3)表面質量對耐蝕性的影響 (4)表面質量對配合質量的影響任務四 鍵槽零件質量分析 二、影響加工表面物理力學性能的因素 1.影響加工表面冷作硬化的主要因素 ①工件材料 ②刀具幾何角度 ③切削用量 2.表面的金相組織變化 磨削燒傷: ①回火燒傷 ②淬火燒傷 ③退火燒傷 3.表面的殘余應力任務四 鍵槽零件質量分析三、提高機械加工表面質量的工藝方法 1.減小表面粗糙度值的工藝方法 (1)減少殘留面積 (2)合理選擇切削速度 (3)正確選擇切削液 (4)可以采用各種精密切削加工方法和光整加工工藝,有效改善表面質量。 2.改善表面物理、力學性能的工藝方法 (1)減少加工硬化 (2)控制表面金相組織變化 (3)控制加工表面的殘余應力任務四 鍵槽零件質量分析【任務實施】 通過對鍵槽零件檢測,我們可以按下列步驟對圖5-1所示的鍵槽零件作出質量分析。 ① 列出鍵槽零件產生的各種質量問題; ② 分析產生廢品的原因。 對鍵槽零件銑削過程中出現的各種質量問 題及產生原因進行分析,如表5-6所示。任務四 鍵槽零件質量分析表5-6 銑削鍵槽零件質量分析任務四 鍵槽零件質量分析
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