第3章机械加工基础.ppt
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1、家具制造工艺学,本章重点 一、加工基准、加工精度、表面粗糙度、工艺过程的基本概念 二、标准化的概念、实施标准化的主要内容 本章内容 一、加工基础 二、加工精度 三、表面粗糙度 四、工艺过程 五、标准化,3 机械加工基础,3.1.1 工件的定位与安装 1.夹具 2.定位 3.夹紧 4.安装 1.夹具 1)夹具的作用 2)夹具的组成,3.1 加工基准,夹具,1)夹具的作用 (1)保证零件的加工精度; (2)提高机床的生产效率和降低产品成本; (3)扩大机床的工艺使用范围; (4)有利于组织流水线生产; (5)减轻工人劳动强度,操作更方使、安全、有效。 2)夹具的组成 由定位机构、夹紧机构、夹具体和
2、导向机构所组成。,定位机构: 是夹具上与工件定位基准直接接触,并确定工件在夹具中正确位置的一种装置。,夹紧机构: 工件在夹具上定位后,须使用夹紧机构把工件夹紧,以防止加工时工件在切削力等作用下产生位移。,夹具体: 夹具的基本部分,用来固定定位机构、夹紧机构和导向机构,以构成一个夹具整体。,直角箱榫夹具,2.定位 工件与刀具之间的一个相对正确的位置。 3.夹紧:保证其相对正确的位置。 4.安装:定位和夹紧的全过程。,3.1.2 工件定位的基本原理与加工方式,工件定位的“六点”原则,加工方式: 1)定位式加工:工件固定、刀具进给、切削 2)通过式加工:工件进给、刀具切削。 3)定位通过式加工:工件
3、进给、刀具进给或切削。,1)定位式加工: 2)通过式加工: 3)定位通过式加工:,3.1.3 基准的基本概念 基准:作为定位基础和依据的点、线、面P70 1.设计基准 在产品结构设计时用来确定产品中零件与零件之间相互位置的点、线和面。 2.工艺基准 在加工或装配过程中,用来确定与该零件的其余表面或在产品中与其他零部件的相对位置的点、线、面。 1)定位基准 2)装配基准 3)测量基准,零件在机床或夹具上定位时,用来确定加工表面与机床、刀具间相对位置的表面。 1.粗基准 2.辅助基准 3.精基准,工作台上的面、 靠住导规的侧面和顶住挡板的端面,定位基准,刀具,工件,工作台,作为定位基准的工件表面的
4、几种情况: 1.用一个表面作定位基准,加工其相对面; 2.用一个表面作基准,加工这一表面; 3.用一个表面作基准,加工其相邻面; 4.用两个相邻面作基准,加工其余两个相邻面; 5.用三个表面作基准。,一个表面作基准,加工其相邻面,3.1.4 选择基准的原则 基准:作为定位基础和依据的点、线、面。 1.减少基准的数量; 2.较长、较宽的面; 3.平面; 4.精基准; 5.“基准重合”的原则; 6.“统一基准”的原则; 7.便于工件的安装和加工。,3.2.1 基本概念 3.2.2 加工误差的性质和种类 3.2.3 影响加工精度的因素 3.2.4 加工精度与互换性,3.2 加工精度,3.2.1 基本
5、概念 1.概念:P71 指零件在加工后所得到的尺寸、形状和位置等几何参数的实际数值和图纸上规定的尺寸、形状和位置等几何参数的理论数值相符合的程度。 1)加工误差: 系统误差和偶然误差。,经济精度:在一定技术水平上用某种加工方法和其他方法相比,在加工时间及加工成本上消耗最少,同时在正常生产条件下又能保证零件要求的加工精度。,3.2.2 加工误差的性质和种类 1.系统误差: 误差保持不变或按一定规律变化。 2.偶然误差: 误差不固定或没有一定规律。,零件加工时可能产生的误差,3.2.3 影响加工精度的因素 1.影响因素: 1)机床的制造精度和几何精度; 2)刀具制造精度,安装精度及刀具的磨损; 3
6、)夹具的精度及零件在夹具上的安装精度; 4)工艺系统弹性变形; 5)量具的制造精度及测量误差; 6)机床调整误差; 7)零件的基准误差; 8)加工材料性质。,1)机床的几何精度; 包括:刀轴的径向和轴向跳动;床身、导尺、刀架和工作台的平直度;导尺对刀轴轴心线的垂直度或平行度;机床各传动部分的间隙等。,在纵解锯上,如果导尺和刀轴不垂直,使加工出零件的厚度或宽度就不一致。,2)刀具的制造精度,安装精度及刀具的磨损; 固定尺寸刀具和成形刀具,3)夹具的精度及零件在夹具上的安装精度; 使夹具具有合理的结构和必要的加工精度,并且采用合格的材料加以制造,以保证夹具具有足够的刚度,减少变形。,钻模误差引起工
7、件孔距误差 1.钻模、2.工件,4)工艺系统弹性变形; 工艺系统:机床、夹具、刀具、工件等。 工艺系统的刚度:法线方向的切削力Py和法向位移y之比,以j系表示。,切削力作用下刀轴的变形,4)工艺系统弹性变形; 刀具的刚度在有些机床上影响不太大,在有些机床对零件的加工精度影响很大。在钻床上用端铣刀加工长圆形榫眼,随着端铣刀伸出夹头距离的增大,刀具刚度逐渐降低,易发生摆动,使榫眼的平均尺寸增大。,榫孔 宽度平均尺寸/mm,机床刀具系统 的刚度(kg/mm),刀具刚度对 加工尺寸的影响,4)工艺系统弹性变形;,工件刚度对加工精度的影响,1.样模、2.木框、 3.夹紧器、4.刀具,1.B1尺寸分布曲线
8、 2.B2尺寸分布曲线,木框在铣床上加工时的尺寸分布曲线图,B2尺寸在分布曲线的左侧数量增加,这是因为木框零件中部的刚度不够和在夹具上安装时夹紧力过大而造成的。 夹具的刚度决定于夹具上各部件的刚度。,5)量具的制造精度及测量误差; 导尺、卷尺、卡规等。 6)机床调整误差; 机床调整的精确程度与调整方法、调整时使用的工具以及操作人员的技术等因素有关。 机床调整通常用样品零件来调整,先在机床静态条件下,按标尺调整好刀具与工件间的相互位置,然后加工几个零件,测量它们加工后的平均尺寸,再按其误差来调整。,7)零件的基准误差; 零件上加工企口 产品设计时,要求保证尺寸a和b具有较高的精度。 1.选择AA
9、面作定位基准,四面刨加工。 2.铣床加工,必需以BB面作定位基准。,1.工件、2.导尺、3.刀具,8)加工材料性质; 木材是各向异性的材料,在三个方向上的物理、力学性质是不同的,同时材质上又有多节、斜纹、扭纹等缺陷,不同树种材质的硬度不同,所以在切削过程中产生的切削力就不一样,不同切削力必然要引起机床、夹具、刀具、工件工艺系统的弹性变形不一致,从而影响到工件的加工误差。,3.3.1 基本概念 3.3.2 影响加工表面粗糙度的因素 3.3.3 表面粗糙度的评定 3.3.4 表面粗糙度的标准与数值 3.3.5 表面粗糙度的测量,刨 削 加 工,3.3 加工表面粗糙度,3.3.1 基本概念 1.概念
10、:P73 指木材加工表面上具有的,各种各样或程度不同的的微观加工痕迹或不平度。 2.表现的形式: 1)刀具痕迹 2)波纹:形状、大小相近, 有规律的波状起伏。 3)破坏性不平度 4)弹性恢复不平度 5)木毛和毛刺 6)结构不平度,切削加工木材表面不平度: 1.锯痕、2.撕裂、3.崩裂、4.劈裂,不平度(Hardware、Fittings),切削加工木材表面不平度: 5.端裂、 6.弹性不平度、 7.木毛、 8.波纹、 9.波纹最大深度,木材表面粗糙度是评定木制品表面质量重要指标,它直接影响木材的胶贴质量和装饰质量,影响胶料与涂料的耗用量,同时也关系到加工工艺安排与加工余量的确定及原材料的消耗和
11、劳动生产率。,铣削时表面 波纹的形成,L.波纹距离、R.波纹深度、r.切削圆的半径,3.3.2 影响加工表面粗糙度的因素 1.因素:P74 1)切削用量 2)切削刀具 3)工艺系统 4)材料的物理力学性质 5)切削方向 6)加工余量 7)除尘方式 8)加工方法,3.3.2 影响加工表面粗糙度的因素 2.降低措施:P74 1)选择适当的加工机床类型 2)增大切削圆直径,提高转速、增加刀片数量和降低进料速度 3)切削方向 4)切削用量 5)刀具刃磨,切削圆半径,3. 实例一: 圆锯锯解时,表面粗糙度主要决定于切削速度、进料速度和锯齿与木材所成的遇角。 当进料速度在每齿0.5毫米以下时,木材表面的不
12、平度主要是锯齿齿痕。但当进料速度达到每齿1毫米时,表面撕裂是不平度的主要形式。 圆锯锯切过程中,锯齿在 木材表面按摆线轨迹形成沟纹, 其最大宽度为: LmaxUnsinmax 式中:Un回锯片每转进给量 max最大遇角,3. 实例二: 在平刨、压刨及铣床上加工时,工件表面上不平度的形式,最主要的是由于刀具作圆周运动而在被切削表面上形成的波纹。 L U /nN1000(mm) 式中:U进料速度(米/分) n刀头转速(转/分) N刀头上安装的刀片数 由上式可知,若增加刀头上的刀片数则波纹节距L可以减小。但有时因刀具在刀头上安装不精确,几片刀的刀刃不在同一切削圆周上,加工表面上的波纹,将是切削圆最大
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