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机械制造工艺基础知识

时间:2019-12-21   来源: 钱柜老虎机  点击:

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  机械制造工艺的基本知识 机械制造是一个非常广泛的技术领域,我们日常生活所见的各种交通 车辆、大小船舰、农业机械、食品机械乃至许多瓢、盆、碗、罐等等都是 机械制造的结果——产品。人们从事怎样高质量高效率地使用机械做出产 品的全过程中所掌握和研究开发的技术,就是机械制造工艺。 机械制造工艺通常可分为下面几类: 1、铸造 把钢、铁、铝、铜等所需要的原材料,加热到它们的熔点后浇注入模型 内,使之成为产品或者还需后续加工的坯件。 2、锻造 把钢或特殊的铁、铝加热到它们的塑性非常好的状态,使加压力,使之 成为所需的形状。 3、冲压 把厚度不大的钢板、铝板、铜板等到置于模具上,对其较快的冲击加压, 使之成为固定形状的零件或产品,例如车壳、罐件。 4、轧制和拉拔 对初具所需形状的零件或材料,对其施加作用力而通过模具,使它们成 为比较精密的零件(或产品)。这类方法中,有的是在加热状态下操作的, 统称为热轧。有的是在常温下操作的,称为冷轧(冷挤)和冷拨。 5、热处理 在零件加工过程中的某一阶段,对其进行不同程度的加热及不同速度的 冷却,甚至零下数摄氏度的冷冻,改变材料的内部组织和表面硬度等到机 械性能,提高它的使用性能。 6、切削加工(统称冷加工) 切削加工是当前最普遍的机械制造工艺,它们的方法很多。从基本方法 来区分,常见的有以下几种: 6.1 车削 在车床上使装夹的工件旋转,利用刀具切去工件上多余的材料。一般情 况下加工那些形状比较规则的圆柱面(和孔)、、环形槽沟、螺纹。在技巧 和夹具的辅助下,也可以切削球形、鼓状和凸轮件。尤其带有计算机的车 床(常称为程序控制车床)可以加工较复杂形状的零件,且效率也较高。 6.2 刨削 在刨床上,由刀具的直线(相对)移动,刨掉零件上多余材料。机床动 作的规律性强,且由于它的切削力大,加工效率较高。另外还因刨削的刀 具一般比较简单,生产成本就比较低。 6.3 铣削 在铣床上,使用旋转的刀具进行切削。因为配有几种附件,可以用来改 变刀具或被加工件的装夹方式,所以能加工形状复杂的零件。也能加工齿 轮。铣削的操作要求较高,尤其需要配置的刀具等附加设施多,它的运行 成本较高。 6.4 磨削 在磨床上,使用高速旋转的砂轮对零件实施加工。砂轮是由一定大小的 硬颗粒材料粘结而成,它们的许多棱角密集排列形成切削刃口,所以经过 磨削的表面非常光整,甚至可达到镜面状态。它的切削量很小,是一种精 密加工,通常磨削平面、圆柱体内、外面,圆锥体或螺旋面等,有时候也 能加工特殊形状表面。 6.5 拉削 在拉床上,使用专门设计的长条状刀具的直线运行进行切削,最常见的 是用来加工槽、多种形状的孔等。机床动作的规律性强,但由于刀具比较 昂贵,加工成本较高。 6.6 齿轮加工的常见工艺 齿轮加工是我们中马机械有限公司最基本的任务,其它的机械工艺都 围绕着完成高质量的齿轮产品。 目前常见的齿轮加工方法有: 6.6.1 滚齿 在滚齿机上,装夹牢固的坯件一边旋转,一边由螺旋状的刀具旋转和 位移切出牙齿。由于在原理上是圆柱体经过滚动而成为齿轮,故称滚齿。 因为滚齿机的切削能力强,所以利用滚齿作为精密齿轮的前序加工手段, 滚齿的质量往往给某些后序加工带来影响,故对滚齿的调整操作必须仔细 和严密。滚齿也常常用作轮齿成形的最终工艺(序)。 6.6.2 剃齿 在剃齿机上,被加工齿轮与齿轮状的刀具在一定的调整状态下啮合运 转,利用刀具也较昂贵,这种精密加工的操作要求非常认线 插齿 在插齿机上,利用齿轮状刀具(特殊性的用条形刀具)本身轴向和回 转,逐渐在被加工坯件上制成轮牙。它主要用在因被加工件的形状,结构而 其它方法达不到要求的场合,如孔内的齿轮(内齿轮)。 6.6.4 珩齿 在珩齿机上,被加工件与珩轮(由磨料粘结成的齿轮形珩轮在一定的 调整状态下啮合运转达,给被加工件的轮齿表面作细微的修整,主要是提 高被加工面的粗糙度。适用于对较硬的齿面珩研。 6.6.5 磨齿 在磨齿机上,使用一定形状的砂轮磨削齿面。这种工艺特别适合硬齿 面加工,其加工的结果,不仅表面的粗糙度质量高,而且精密度很高,所 以常常用来加工非常重要或工作速度委高的齿轮。由于磨齿机的投资大, 对工作环境等到辅助条件多,运行成本就委高,磨齿的使用比较少。 6.6.6 刨齿 如果需要在锥体上加工齿轮,最常用的是刨齿。在不同结构的刨齿机 上,使用片状或盘状刀具,能够加工出直齿锥齿轮或螺旋锥齿轮(有的统 称为企齿轮)。这种齿轮在缝纫机和汽车的传动结构中常见。因加工过种中 的动作转达换比较复杂,生产效率比加工圆柱齿轮的低。 6.6.7 锻齿和轧齿 对于使用要求不高而切削加工过程又长的齿轮,也可以采用锻造成型 齿轮,它是把加热的适当材料置于模具中,施加锻压力后成为齿轮,效力 较高,相对成本较低。有的采用齿轮状滚轮,对坯件进行挤轧,从而获得 齿轮。目前,这些齿轮的精度较低,适用于野外作业的某些农业或林业、 矿业机械。 此外还有冲压、地解、内珩磨等到工艺,目前因受限制条件较多,尚 未得到广泛应用。 7、各种机械制造工艺门类中的具体内容非常丰富,是需要我们化大精力去 认真学习,掌握和开发。人们把积累的经验不断深化,促进了生产设备和 技能,自动化程度也不断提高。随着科学技术的迅速发展,各工艺门类的 本身能力也大大提高,各门类之间的互补性也越来越强,正在为社会制造 更大的财富。 万丈高楼平地起,要使自己成为一个掌握有专长技能的财富创造者,先 要学习基本知识和技能。在机械制造范畴内,应该先学习下面几种基础知 识: 7.1 识读机械图 机要图是加工产语言,它主要指导加工的过程和要求。各工业国家都有 着遵循同一原理(投影原理)的适合自己国情的图样制订方法。我国国家 标准规定的投影视图布置如下图所示(暂略仰视图): 机械图还有许多特定的表示方法,在有机会时另行安排介绍。机械图 上除法了对零件(或组合件)的形状画法外,还有许多关于要求和指导方 法的表达,对于这些表达的识读和理解,为加工出高质量的产品是不必可 少的。 7.2 公差与配合 人们所加工的零件是需要组合起来成为机器才能发挥功效,规模生产 的零件要求它们随机取来就能相互装合达到规定的作用,这就要求它们被 加工得准确,但同时又要让制造操作者方便加工,创造效益,所以又得给 定允许变化的范围攻,就是要给定公差。人们经过了长期的经验积累和科 学试验,规定了零件的制造用公差和配合关系的制度,供应大的机械制造 业使用,有利于生产和促进了流通。 公差和本合的基本概念如下: 7.2.1 公差和极限尺寸 这里以最常见的孔和轴作简单解释: 由设计确定了一个孔的尺寸,考虑到装配和工作情况的需要,允许加 工时做得稍为大一些,那么就以设计确定的尺寸为基础,再算出允许的最 大尺寸和最小尺寸,以后加工在这范围内是合格品。这里,那个由设计确 定用来计算其它关系尺寸的尺寸值称为基本尺寸,而允许做到最大的尺寸 称为最大极限尺寸,另一个叫做最小极限尺寸。这两极限尺寸之差称为公 差。 对于轴也是这样的基本道理。 一般情况下,需要相互配合零件,它们的基本尺寸是相同的,只不过 它们各自的最大极限尺寸有变化的,这个变化包括了加工的难易程度和配 合松紧的差异。这样的关系,可以通过公差带的位置来识别,这对机械加 工是非常重要的。公差带图解如下(由基本偏差的字母和公差数字表示): 公差带具有下述几个方面的主要意义: 1)公差带本身的大小表示加工粗度要求,制造的难易程度; 2)公差带相对于零线(即基本尺寸)的位置根据设计确定,它可以在零 线的上方,或跨在零线上,或在零线)基本尺寸+上偏差 = 最大极限尺寸 基本尺寸+下偏差 = 最小极限尺寸 4)孔的公差带图中,用大写字母表示偏差,ES 为上偏差,EI 为下偏差, 轴的公差带图中,用小写字母表示偏差,es 为上偏差,ei 为下偏差。 5)孔和轴的公差带位置关系可了解它们之间的配合特性。 7.2.2 配合 7.2.2.1 配合种类 配合是指孔和轴之间的关系,它们有三种情况,可用公差图来表示: 1)过盈配合:当轴的尺寸始终比孔的尺寸大,这是过盈配合。 2)过渡配合:当孔的最大极限尺寸比轴的最小极限尺寸大,而轴的最大 极限尺寸又比孔的最小极限尺寸也大,这种公差带重叠的配合。 3)间隙配合:孔的尺寸始终比轴的尺寸大的配合。 对于孔公差带或轴公差带,它们中的靠近零线的那个偏差称为基本偏 差。上图中。上图中,孔的下偏差(EI)为基本偏差,而轴的上偏差(es) 为基本偏差。 7.2.2.2 配合制 根据设计需要,有许多需件配合时,可以确定孔(或轴)公差带不变, 而选择各种轴(或孔)的公差带来达到不同配合要求,这种办法就是配合 制。我国标准规定有两种配合制。 1) 基孔制:基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公 差带形成各种配合的一种制度。孔与轴的公差带关系如下图所示: 由于制造成本等关系,基孔制的应用较多。 2)基轴制:基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差 带形成各种配合的一种制度。轴与孔的公差带关系如下图所示: 7.2.3 公差、偏差和配合的代号,表示方法 7.2.3.1 公差 为了使用方便,把公差分成等级,称它为标准公差。标准公差等级代号 用符号 IT 和数字组成,例如:IT7。当其与代表基本偏差的字母一起组成 公差带时,可省略 IT 字母,例如 h7。 标准公差等级分为 IT01、IT0、IT1 到 IT18 共 20 等级,精度依次递降 至 3150mm 的各级标准公差数值可见 GB/T1800.3 中查找。 注公差的尺寸用基本尺寸后跟所要求的公差或(和)对应的偏差值表示。 例如 28H7、80js15、100g6、100-0.012-0.034 、100-0.012-0.034

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