工艺教案_工艺路线教案

工艺教案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“工艺路线教案”。

第一章 机械加工精度与表面质量 第一节 机械加工精度

（一）讲授新课：

一、机械加工精度的概念：

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。

二、机械加工精度的内容：（图1-1）

1．尺寸精度:(图1-2）

尺寸精度是指加工后零件的直径、长度和表面间距离等尺寸的实际值与理想值的符合（接近）程度。

2．形状精度：

形状精度指加工后零件的实际几何形状与理想形状的符合（接近）程度。

3．位置精度

位置精度指加工后零件的几何图形的实际位置与理想位置的符合（接近）程度。

4．尺寸精度、形状精度和位置精度的关系。

三、达到机械加工精度的方法： 1．达到尺寸精度的方法：（1）试切法（2）调整法（3）定尺寸刀具法（4）自动控制法（5）数字控制法 2．达到形状精度的方法：（1）轨迹法（2）成形法（3）展成法

3．达到位置精度的方法

（1）一次安装获得法（2）多次安装获得法 本课小结

第一节 机械加工精度

（二）复习旧课：

1、机械加工精度的概念。

2、达到尺寸精度的方法。讲授新课：

四、加工误差： 1．加工误差的概念：

加工误差是指加工后零件的实际几何参数（尺寸、形状和表面相互位置）与理想几何参数的偏离程度。2．加工误差的构成五、典型表面的常见加工误差分析：（表1-1）

1、外圆表面：（1）腰鼓形圆柱度误差（2）马鞍形圆柱度误差（3）锥形圆柱度误差（4）毛坯误差复映（5）直线度误差（6）同轴度误差

2、内圆表面：（1）圆度误差（2）圆柱度误差（3）垂直度误差

3、平面：平面度误差

4、齿轮：（1）齿形误差（2）齿距误差 本课小结

第二节

提高加工精度的工艺措施

复习提问：

1、加工误差的概念。

2、加工误差的构成。讲授新课：

一、直接减小误差法：

1、采用反向进给的切削方法。（图1-3）

2、采用反向切削和大的主偏角车刀。

3、在卡盘一端的工件上车出一个缩颈部分。（图1-4）

二、误差补偿和误差抵消法：

1、误差补偿法：

是指人为地制造一个大小相等、方向相反的新的误差，去补偿加工、装配或使用过程中出现误差的加工方法。

2、误差抵消法：

是指利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的加工方法。

三、转移原始误差法：（图1-8）

是指创造一定条件，把工艺系统的原始误差转移到误差的非敏感方向或其他不影响加工精度的方向上去的加工方法。

四、误差分组法

就是把毛坯或上道工序的尺寸按误差大小分为n组，这样每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n，然后按组分别调整刀具与工件的相对位置或选用合适的定位元件，从而大大缩小整批工件的尺寸分散范围。

五、误差平均法

就是利用有密切联系的表面之间的相互比较、相互修正，或者互为基准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响到整个加工表面。

六、就地加工法

生产中采用就地加工法，就是对这些重要表面在装配之前不进行精加工，待装配之后，再在自身机床上对这些表面作精加工。

本课小结。

第三节

机械加工表面质量 复习提问：

1、直接减小误差法。

2、误差抵消法。讲授新课：

一、表面粗糙度的控制：（图1-9）

1．切削加工的表面粗糙度形成与控制

（1）切削加工的表面粗糙度形成（图1-10）（2）切削加工的表面粗糙度控制

1）改进刀具的几何形状。

2）改善材料的切削工艺性能。

3）选择合适的切削用量。2．磨削加工的表面粗糙度形成与控制（1）磨削加工的表面粗糙度形成（2）磨削加工的表面粗糙度控制

1）合理选择砂轮

2）改进工艺方法

二、影响表层材料物理、力学性能的因素

1．表面冷作硬化

在加工过程中，工件表层材料在切削力的作用下产生塑性变形，使晶粒间产生剪切滑移，晶格扭曲，并产生晶粒拉长、破碎，从而使加工表面层材料的强度、硬度提高、塑性下降，这种现象称为冷作硬化。

2．表面层金相组织的变化

在机械加工中会产生很大的切削热，直接影响着工件表层材料的金相组织。

3．加工表面的残余应力

在机械加工中，当表面层金属组织发生形状、体积或金相组织变化时，将在表面层的金属与其基体间产生残余应力。

第二章

铸造、锻造加工的基本工艺

第一节

铸造加工

复习提问：

1、表面粗糙度的控制方法。

2、影响表层材料物理、力学性能的因素。讲授新课：

一、砂型铸造

1、基本概念：

砂型铸造是用型砂紧实成型，将熔融金属浇注入砂型内获得铸件的铸造方法。

2、工艺过程：(图2-1）

（1）制造模样与芯盒

（2）造型

（3）造芯（图2-2）（4）合型

（5）浇注（图2-3）（6）落砂（7）清理与检验（8）热处理

3、适用范围

二、特种铸造

1．金属型铸造

（1）基本概念：通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型内获得铸件的方法称为金属型铸造。

（2）工艺过程： 垂直分型式金属型生产时两个半型合紧进行浇注，待金属凝固后利用简单的机械使两个半型分开取出铸件。（图2-4）

（3）适用范围：金属型铸造主要应用于形状不太复杂、壁厚不是很薄的小型有色金属铸件的小批量或大批量生产。

2．压力铸造

（1）基本概念：（图2-5）

使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。

（2）工艺过程：（3）适用范围 3．离心铸造

（1）基本概念

将熔融金属浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下金属液布满型腔并随型一起转动，并在转动中凝固形成铸件的铸造方法称为离心铸造。

（2）工艺过程（图2-6）（3）适用范围

4．熔模铸造

（1）基本概念（2）工艺过程（3）适用范围

三、生产实例分析：（图2-7）

1、带轮铸件的技术要求。

2、工艺分析。本课小结

第二节

锻造加工

复习提问

1、砂型铸造的工艺过程。

2、压力铸造的基本概念。讲授新课

一、自由锻

1、基本概念（图2-9）

是指用冲击力或压力使金属坯料在上下砧铁之间变形，而获得所需形状和尺寸的锻件的一种加工方法。

2、工艺过程

3、适用范围

二、胎模锻

1.基本概念（图2-10）

胎模锻是在自由锻设备上使用可移动模具生产锻件的一种锻造方法。胎模不固定在锤头或砧座上，只在需要使用时才放到下砧上。常用的胎模有摔模、扣模、套模、合模、切边模。

2．工艺过程 胎模锻的工艺过程是坯料加热——自由锻制坯——胎模中终锻成形。．适用范围

胎模锻既具有自由锻简单、灵活的特点，又兼有模锻能制造形状复杂、尺寸准确锻件的优点，因此适用于小批量生产中用自由锻成形困难、模锻又不经济的复杂形状锻件的生产。

三、模锻

1．基本概念（图2-11）

模锻是指在专用的模锻设备上进行的锻造。常用的模锻设备有模锻空气锤、螺旋压力机、平锻机、模锻水压机、液压模锻锤等。

2．工艺过程

3．适用范围：模锻主要应用于毛坯精度要求较高、大批量、小件的生产。

四、生产实例分析（图2-12）

试分析如图示的连杆弯曲成形的加工工艺过程。本课小结

第三章

典型表面的加工方法与加工设备

第一节

外圆表面的加工方法与加工设备 复习提问

1、胎模锻的工艺过程。

2、模锻的基本概念。讲授新课

一、外圆表面的技术要求

1．尺寸精度：要指结构要素的精度，通常指直径和轴向的尺寸精度。

2．形状精度：一般指外圆表面的圆度、圆柱度等。

3．位置精度：轴类零件的位置精度主要有外圆表面之间的同轴度、外圆的圆跳动以及端面对轴心线的垂直度等。

4．表面质量 ：即各外圆表面上所标注的表面粗糙度数值。

二、外圆表面的加工方法

1．车削 ： 工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法称车削。（1）车削特点

（2）车削加工分类

1）粗车

2）半精车

3）精车

4）精细车

2．磨削：用砂轮以较高的线速度对工件表面进行加工的方法称为磨削。

（1）磨削加工的特点

（2）外圆表面的磨削

三、外圆表面加工方案分析

1．低精度的加工方案：加工精度可达IT10左右，表面粗糙度可达Ra6.3μm左右，主要用于各类零件的粗加工。

2．中等精度的加工方案：加工精度可达IT9~IT7，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。

3．较高精度的加工方案 ：加工精度可达IT7~ IT6，表面粗糙度可达Ra1.25～0.63μm。4．高精度的加工方案：加工精度可达IT6~IT5，粗糙度可达Ra0.16～0.01μm。

四、常用外圆表面加工设备

1．车床：车床又分为卧式车床和立式车床。车床的加工精度可达IT6，表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。（图3-1）

2．外圆磨床： 加工精度可达IT5，加工表面粗糙度可达Ra3.2～1.6μm。（图3-2）

五、生产案例分析：（图3-3）阶梯轴外圆表面的加工方法。

38f7外圆表面的加工方案为：

粗车—半精车—精车。

2×28g6外圆表面的加工方案为：

粗车—半精车—精磨。

20h6外圆表面的加工方案为：

粗车—半精车—磨削—超精加工。

本课小结

第二节

内圆表面的加工方法与加工设备 复习提问：

1、外圆表面的技术要求。

2、常用外圆表面加工设备。

一、内圆表面的技术要求

1．尺寸精度：指孔径和孔长的尺寸精度。

2．形状精度：指内圆表面的圆度、圆柱度及轴线的直线度等。

3．位置精度：一般位置精度包括孔的轴线与基准端面的垂直度、孔与孔之间的对称度、位置度；孔与孔间的平行度等。

4．表面粗糙度：指内表面粗糙度Ra值。

二、内圆表面的加工方法

1．钻孔、扩孔和铰孔

（1）钻孔：一般加工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra值可达50～12.5μm，主要用于孔的粗加工。

（2）扩孔：加工精度可达IT10，表面粗糙度Ra值可达 6.3～3.2μm，可作为孔的半精加工；也可作为精度要求较低孔的最终加工。扩孔可以修正孔轴线的歪斜。（图3-4）

（3）铰孔：加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.4μm。铰孔分手铰和机铰两种。铰孔只能提高孔本身的尺寸精度及形状精度，但不能纠正孔的位置精度。（图3-5）

2．镗孔：镗孔是指以镗刀作旋转为主运动，工件或镗刀作进给运动的加工方法。镗孔是在工件已有的孔上进行扩大孔径的加工方法。

（1）镗孔的特点：镗孔除了能提高尺寸精度和表面质量外，还可以修正孔的轴线的弯曲误差，且较容易保证各孔的孔距精度和位置精度，是大直径孔常用的加工方法。

（2）镗孔方法的选择

1）粗镗：粗镗的加工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra值可达50 ～12.5μm，一般为半精加工、精加工作准备。

2）半精镗：半精镗的加工精度可达IT10～IT9，表面粗糙度Ra值可达6.3～3.2 μm，用于磨削加工和精加工的预加工，或中等精度内孔表面的最终加工。

3）精镗：精镗的加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.8μm。用于精度较高的内孔的精加工或作为珩磨孔的预加工。

3．拉孔：采用拉刀加工内圆表面的方法称为拉孔。

（1）拉孔的特点：加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.4μm。

（2）拉孔方法的选择： 一把拉刀只适用于一种规格尺寸的孔。因此，拉削加工一般用于大批量生产。

4．磨孔：用磨削加工工件内孔的方法称为磨孔。（1）磨孔的特点：加工精度可达IT7，表面粗糙度Ra值可达1.6～0.4 μm。

（2）磨孔方法的选择：磨削加工适用于加工硬度较高，尤其是淬火后高硬度的孔。

5．珩磨：珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。5．珩磨：珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石对精加工表面进行的精整加工，又称镗磨。

（1）珩磨的特点：珩磨后孔的尺寸精度为 IT7～4 级，表面粗糙度可达Ra0.32～0.04μm。

（2）珩磨的余量： 珩磨余量的大小，取决于孔径和工件材料，一般铸铁件为 0.02～0.15 mm，钢件为 0.01～0.05mm。

（3）珩磨时的注意事项：为冲去切屑和磨粒，改善表面粗糙度和降低切削区温度，操作时常需用大量切削液，如煤油或内加少量锭子油，有时也用极压油。

三、内圆表面加工方案分析

1．低精度的加工方案：加工精度可达到IT10，表面粗糙度Ra值可达50～12.5μm。

2．中等精度的加工方案：加工精度可达到IT10～IT9，表面粗糙度Ra值达6.3～3.2μm。

3．较高精度的加工方案 ：加工精度可达到IT8～IT7，表面粗糙度Ra值达1.6～0.4μm。

4．高精度的加工方案：加工精度可达到IT7～IT6，表面粗糙度Ra值达0.8～0.4μm。

四、内圆表面的加工设备

1．钻床

（1）台式钻床（图3-9）（2）立式钻床（图3-10）（3）摇臂钻床（图3-11）

2．镗床（图3-12）

3．内圆磨床（图3-13）

五、案例分析：（图3-14）衬套内圆表面的加工方法： 30mm内孔表面的加工方案为：

钻孔—扩孔（或半精镗）。30H6内孔表面的加工方案为：

钻孔—扩孔（或半精镗）—磨孔—珩磨。

本课小结

第三节

平面的加工方法与加工设备 复习提问

1、内圆表面的技术要求。

2、内圆表面的加工方法。讲授新课

一、平面的技术要求

1．尺寸精度：主要指平面的平面度。

2．形状精度：主要指平面对基准的垂直度、平行度，两平面相对基准的对称度等。

3．表面质量：指平面的表面粗糙度要求。

二、平面的加工方法

1．刨削：用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。（图3-15）

2．铣削：铣刀旋转作主运动，工件作进给运动的切削加工方法。

（1）粗铣：粗铣加工精度为IT12～IT11，表面粗糙度Ra值为25～12.5μm，为半精铣、精铣加工作准备。

（2）半精铣：加工精度为IT10～IT9，表面粗糙度Ra值为6.3～3.2μm，可作为平面磨削或精加工的预加工。

（3）精铣：加工精度为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为3.2～1.6μm，可以作为中等精度表面的最终加工，也可作为高精度表面的预加工。

3．磨削：磨削常作为铣、刨削平面后的精加工，在平面磨床上进行，主要用于中、小零件高精度表面和淬硬平面加工。加工精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.2μm。（图3-16）

（1）平面磨削的方式（2）平面磨削的特点

4．刮削（图3-17）

刮削是用刮刀刮除工件表面薄层金属的一种加工方法。表面粗糙度可达Ra1.6～0.4μm，平面内的直线度可达0.01mm/m。

5．研磨（1)研具

（2）研磨余量：研磨是微量切削，因此研磨余量不能太大，也不宜太小，一般在0.005～0.030mm之间。

（3)研磨特点及作用

（4）研磨方法及注意事项： 研磨分手工研磨和机械研磨两种。

三、平面加工方案分析

1．低精度的加工方案：对精度要求不高的各种零件（淬火钢零件除外）的平面，经粗刨、粗铣、粗车等即可达到要求。表面粗糙度Ra值达50～12.5μm。

2．中等精度的加工方案

（1）粗刨一精刨：适用于加工狭长平面。

（2）粗铣一精铣：适用于加工宽大平面。

（3）粗车—精车：适用于加工轴、套、盘、环等回转体零件的端面、大型盘类零件的端面，一般在立式车床上加工。

3．高精度的加工方案

（1）粗刨一精刨一宽刃精刨：适用于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的狭长平面。

（2）粗铣—精铣—高速精铣：适用于加工未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料的宽平面。

（3）粗铣（粗刨）—精铣（精刨）—磨削：适用于加工淬火钢件、非淬火钢件和铸铁件的各种平面。

4．精密平面的加工方案：表面粗糙度Ra值可达0.4～0.012μm。

四、平面的加工设备

1．刨床：刨床又分为牛头刨床和龙门刨床。刨床的加工精度可达IT9～IT8，表面粗糙度Ra值可达6.3～1.6μm。（图3-18）

2．铣床：铣床又分为卧式铣床和立式铣床。铣床的加工精度为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为3.2～1.6μm。（图3-19）

3．平面磨床：平面磨床是磨削加工设备中的一种，一般用于各类平面的精加工。加工精度可达IT7～IT6，表面粗糙度Ra值可达0.8～0.2μm。（图3-20）

五、案例分析（图3-21）V形座表面的加工方法： 1．技术要求：

（1）形状精度 ：V形架底面的平面公差为0.01μm。

（2）位置精度：V形架两侧面对底平面的垂直度误差0.02μm、两侧面及V形槽对称中心线对底平面的平行度误差0.02μm。

（3）表面质量：V形架底平面的表面粗糙度Ra值均为0.4μm；四周面的表面粗糙度Ra值均为0.8μm；V形槽的表面粗糙度Ra值均为0.1μm。

2．加工方法分析及加工方案拟订 V形架侧表面和上表面的加工方案：

粗刨（粗铣）—半精铣—粗磨—精磨 V形架底平面的加工方案：

粗刨（粗铣）—半精铣—粗磨—精磨—刮削 V形架V形槽的加工方案：

粗刨（粗铣）—半精铣—粗磨—精磨—研磨（或刮削）

本课小结

第四节

螺纹表面的加工方法与加工设备

复习提问

1、平面的技术要求。

2、平面的加工方法。讲授新课

一、螺纹的技术要求及种类

1．螺纹表面的技术要求：尺寸精度、形位精度和表面质量要求。

2．螺纹的种类：（1）连接螺纹

（2）传动螺纹

二、螺纹表面的加工方法

1．攻螺纹和套螺纹（图3-

22、23）

（1）攻螺纹：攻螺纹是指用丝锥在内表面上加工出螺纹的加工方法。主要加工内螺纹，分为手攻和机攻。

（2）套螺纹：（图3-24）

套螺纹是用板牙在圆柱表面上加工出外螺纹的加工方法，分为手工套螺纹和机器套螺纹。圆板牙大多用合金工具钢制成，板牙两端的锥角是切削部分，正反都可使用。

2．车削螺纹：车削螺纹是在车床上采用螺纹车刀加工螺纹的一种方法。车削螺纹的精度可达IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6μm。

车削螺纹适用于加工尺寸较大的螺纹。

3．铣削螺纹：铣削螺纹是在专用的螺纹铣床上采用螺纹铣刀加工螺纹的一种方法，多用于直径和螺距较大的螺纹加工。

（1）用盘形螺纹铣刀铣螺纹（图3-25）

（2）用梳形螺纹铣刀铣螺纹（图3-26）3．磨削螺纹：对于精度较高的螺纹，可在该螺纹经车削或铣削的粗加工和半精加工后，选择磨削螺纹的方法完成精加工。磨削螺纹的加工精度可达IT5 ～ IT4，表面粗糙度Ra值可达0.4～0.1μm。（图3-27）

5．滚压螺纹：滚压螺纹是一种使材料在常温条件下产生塑性变形而形成螺纹的无屑加工方法。

（1）搓丝板滚压螺纹（图3-28）（2）滚丝轮滚压螺纹

三、螺纹表面的加工方案（表3-1）

四、案例分析（图3-29）圆头螺钉的加工方法： 图a所示螺纹的加工方案：

套螺纹或滚压螺纹。图b所示螺纹的加工方案：

半精车（或铣削）—磨削。

本课小结

第五节

成形表面的加工方法与加工设备 复习提问

1、螺纹的技术要求及种类。

2、螺纹表面的加工方法。讲授新课

一、成形表面的技术要求（图3-30）

1．尺寸精度：指零件上成形表面各部位的尺寸要求。

2．形状精度：指成形表面的轮廓度，包括面轮廓和线轮廓。

3．位置精度： 指成形表面与其他表面间的平行度、垂直度、同轴度和对称度。

4．表面粗糙度：成形表面一般都需要抛光加工，以提高其表面质量。

二、普通成形表面的加工方法：普通成形表面的加工一般采用车削、刨削、铣削、磨削。

1．手动控制法：手动控制法是由手工操作机床，刀具相对工件作成形运动而加工出成形面的一种方法。（图3-31、32、33）

2．成形刀具法：成形刀具法是采用切削刃形状与工件轮廓形状相符合的刀具，直接加工出成形表面。可以采用车、刨、铣等方法。（图3-34）

（1）车削成形表面（2）刨削成形表面

（3）铣削成形表面

（4）磨削成形表面（图3-35）

3．靠模法：靠模法是刀具由传动机构带动，跟随靠模轮廓线移动而加工出与该靠模轮廓线相符的成形表面。（图3-36）

4．数控加工法：数控加工法是利用数控机床加工成形面的一种方法。加工时，操作人员应先将零件成形面按图样要求编出加工程序，数控机床按给定程序自动进行加工。

三、齿形表面的加工方法

1．成形法：采用与被切齿轮齿槽形状相符合的成形刀具切出齿形的方法。（图3-37）2．展成法：利用齿轮刀具与被切齿轮之间的啮合运动而切出齿轮齿形的方法。

（1）滚齿：采用齿轮滚刀滚切加工圆柱齿轮齿形，其实质是按一对交错轴螺旋齿轮啮合的原理来加工齿形。（图3-38）

（2）插齿：利用一对平行轴齿轮啮合的原理来实现齿形加工的。（图3-39）

（3）剃齿：用剃齿刀对齿轮的齿面进行精加工的一种方法。（图3-40）

（4）磨齿： 用砂轮在磨齿机上加工高精度齿形的一种方法。（图3-41）

1）锥形砂轮磨齿（图a）

2）双碟形砂轮磨齿(图b)

四、齿形表面加工设备

1．滚齿机

（图3-42）

2．插齿机

（图3-43）

五、案例分析（图3-44）直齿圆柱齿轮的加工方法： 图a齿面加工方案：

铣齿—磨齿（单件生产）或滚齿—剃齿（大批量生产）

图b齿面加工方案：

铣齿（单件或小批量生产）或滚齿（大批量生产）

本课小结