机械加工工艺及夹具

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2023/4/21国家骨干高职院校重点专业及专业群建设项目成果国家提升专业服务产业发展能力建设项目成果机械加工工艺及夹具主编：王鑫秀 机械加工工艺及夹具书名：机械加工工艺及夹具书号：978-7-111-51199-1作者：王鑫秀出版社：机械工业出版社 2023/4/21目录学习情境1轴类零件的加工工艺编制1.1任务1阶梯轴零件的加工工艺编制1.2任务2传动轴加工工艺编制学习情境2盘、套类零件的加工工艺编制2.1任务1轴承套加工工艺编制2.2任务2盘类零件加工工艺编制学习情境3齿轮加工工艺编制3.1任务1直齿圆柱齿轮加工工艺编制3.2任务2双联齿轮加工工艺编制学习情境4箱体零件加工工艺编制4.1任务1主轴箱加工工艺的编制4.2任务2减速器箱体加工工艺编制学习情境5夹具的选用5.1任务1车床夹具5.2任务2铣床夹具参考文献 2023/4/21学习情境1轴类零件的加工工艺【学习目标】该学习情境主要以轴类零件为载体，设计了“由简单到复杂”的2个学习任务。通过一体化教学，使学生能根据生产实际需要，根据轴类零件的结构工艺、技术要求进行毛坯的选择、熟悉传动轴的常用材料、合理选择刀具、夹具等工艺装备，能对零件的加工工艺进行合理分析，能够编制轴类零件的加工工艺规程，并能正确、清晰、规范地填写工艺文件。通过训练，培养学生自主学习意识，团队合作精神、独立解决问题的能力，从而达到本课程学习目标。 2023/4/21【学习任务】12阶梯轴零件的加工工艺编制；传动轴加工工艺编制； 2023/4/21【情境描述】轴类零件是机器中最常见的零件，是机械结构中用于传递运动和动力的重要零件之一，主要起支承传动件（齿轮、带轮）和传递扭矩、承受载荷，以保证装在轴上零件的回转精度。轴类零件一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴、偏心轴、曲轴、各种丝杠等。长径比小于5的轴称为短轴，大于20的轴称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 2023/4/21如图1-1通过分析传动轴的技术资料，明确传动轴在产品中的作用，找出其主要技术要求，确定传动轴的加工关键表面，从而学会轴类零件的加工工艺编制方法。图1-1传动轴 2023/4/21完成该学习情境的各项任务，需准备硬件CA6140车床，90°、45°车刀及螺纹刀，铣床、磨床、卡尺、千分尺，铝棒若干。加工过程中学生分组进行，制定工艺方案，填写轴类零件加工工序卡与工艺过程卡，组织小组讨论加工工艺方案择优选用。教师辅助完成教学秩序与组织实施，控制教学进度。图1-2所示为阶梯轴，通过分析阶梯轴的零件图的结构，能明确阶梯轴在产品中的作用，找出其主要加工表面。通过技术要求，确定阶梯轴的加工关键表面，从而学习轴类零件技术资料的分析方法。阶梯轴有哪几部分组成？主要加工表面有几个？ 2023/4/21图1-2阶梯轴零件图 2023/4/21任务1.1阶梯轴零件加工工艺编制1.1.1任务描述阶梯轴零件加工工艺编制任务单见表1-1。学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件的加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时布置任务学习目标1.能够正确分析轴类零件的结构工艺与技术要求；2.能够合理选择零件材料、毛坯及热处理方式；3.能够合理选择轴类零件加工方法及加工刀具，合理安排加工顺序；4.能够根据零件图，编制阶梯轴零件加工工艺规程。 2023/4/21任务描述分小组完成阶梯轴的结构和技术要求分析，阶梯轴是企业生产中典型的轴类零件之一。如图1-2所示为阶梯轴的零件图，采用了主视图和移出断面图表达其形状结构。从主视图可以看出，主体由四段不同直径的回转体组成，有轴颈、轴肩、键槽、挡圈槽、倒角、圆角等结构，由此可以想象出该轴的结构形状，如图1-2所示。轴类零件的制造材料一般多为碳钢，其中45号优质碳素钢最常用。不重要或受力较小的轴，可采用Ｑ235-Ａ等普通碳素钢。外形复杂的轴一般采用高强度铸铁或球墨铸铁。图1-3阶梯轴立体图 2023/4/21任务分析通过对阶梯轴零件图的分析，该阶梯轴属于典型的轴类零件，在制订该零件的加工工艺前，必须对零件认真分析其技术要求，和结构特点，在此基础上对零件进行毛坯的设计。完成以下具体任务：1.根据阶梯轴零件图，进行零件工艺分析，掌握轴类零件的功用与结构特点，轴类零件常用材料；2.确定毛坯材料及热处理方法；3.确定主要加工表面；4.选择定位基准及工艺装备；5.拟定工艺过程；6．填写工艺文件。 2023/4/21学时安排资讯3学时计划1.5学时决策1.5学时实施3学时检查1.5学时评价1.5学时提供资料1.于爱武.机械加工工艺编制.北京：北京大学出版社，2010.2.徐海枝.机械加工工艺编制.北京：北京理工大学出版社，2009.3.林承全.机械制造.北京：机械工业出版社，2010.4.华茂发.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2004.5武友德.机械加工工艺.北京：北京理工大学出版社，2011.6.孙希禄.机械制造工艺.北京：北京理工大学出版社，2012.7.王守志.机械加工工艺编制.北京：教育科学出版社，2012.8.卞洪元.机械制造工艺与夹具.北京：北京理工大学出版社，2010.9.孙英达.机械制造工艺与装备.北京：机械工业出版社，2012.对学生的要求1.能对任务书进行分析，能正确理解和描述目标要求；2.具有独立思考、善于提问的学习习惯；3.具有查询资料和市场调研能力，具备严谨求实和开拓创新的学习态度；4.能执行企业“5S”质量管理体系要求，具有良好的职业意识和社会能力；5.具备一定的观察理解和判断分析能力；6.具有团队协作、爱岗敬业的精神；7.具有一定的创新思维和勇于创新的精神；8.按时、按要求上交作业，并列入考核成绩。 2023/4/211.1.2资讯阶梯轴零件加工工艺编制资讯单见表1-2。表1-2阶梯轴零件加工工艺编制资讯单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时资讯方式学生根据教师给出的资讯引导进行查询解答资讯问题1.轴类零件的结构特点及种类？2.轴类零件主要有哪些类型？3.轴类零件的技术性能指标有哪些？4.轴类零件常用材料有哪些？轴类零件为什么要进行热处理？5.轴类零件为什么要进行热处理？6.该阶梯轴的毛坯材料如何？采用何种方法制造？7.轴类零件的常用加工方法有哪些？8.轴类零件的定位基准如何选择？工艺装备怎样？何为六点定位？ 2023/4/21资讯引导1.问题1可参考信息单第一部分内容；2.问题2可参考信息单第一部分内容；3.问题3可参考信息单第二部分内容；4.问题4可参考信息单第三部分内容；5.问题5可参考信息单第三部分内容；6.问题6可参考信息单第三部分内容；7.问题7可参考信息单第四部分内容；8.问题8可参考信息单第五部分内容；2.阶梯轴零件加工工艺编制信息单见表1-3。 2023/4/21表1-3阶梯轴零件加工工艺编制信息单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时序号信息内容一轴类零件的功用结构特点图1-4常见轴的种类a)光轴b)空心轴c）阶梯轴d）花键轴e）十字轴f)曲轴g)凸轮轴轴类零件是长度大于直径的回转体类零件的总称，是机器中的主要零件之一，主要用来支承传动件（齿轮、带轮、离合器等）和传递扭矩，承受载荷以及保证装在轴上零件的回转精度等。所有轴上的零件都围绕轴线作回转运动，形成一个以轴为基准的组合体-轴系部件。轴上一般有轴颈、轴肩、键槽、螺纹、挡圈槽、销孔、内孔、螺纹孔等要素，以及中心孔、退刀槽、倒角、圆角等机械加工工艺结构。 2023/4/21在机器中，轴一般采用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其尺寸精度、几何形状精度、相对位置精度、表面粗糙度等技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件确定。轴类零件的技术要求见表1-3-1。表1-3-1轴类零件一般技术要求二轴类零件的主要技术要求分类一般技术要求尺寸精度轴类零件的支承轴颈一般与轴承配合，是轴类零件的主要表面，影响轴的旋转精度与工作状态。通常对轴的尺寸精度要求较高，为IT5～IT7；装配传动件的轴颈尺寸精度要求可低一些，为IT6～IT9。形状精度轴类零件的形状精度主要是指支承轴颈的圆度、圆柱度，一般应将其控制在尺寸公差范围内，对精度要求高的轴，应在图样上标注其形状公差。位置精度保证配合轴径（装配传动件的轴径）相对支承轴径（装配轴承的轴径）的同轴度或跳动量，是轴类零件位置精度的普遍要求，它会影响传动件（齿轮等）的传动精度。普通精度轴的配合轴径对支承轴径的径向圆跳动，一般规定为0.01～0.03㎜，高精度轴为0.001～0.005㎜。表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径的表面粗糙度Ra值为2.5～6.3um与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度Ra值为0.63～0.16um。 2023/4/21三轴类零件的毛坯类型及热处理毛坯的种类和制造方法主要与零件的使用要求和生产类型有关。轴类零件最常用的毛坯是锻件与圆棒料，只有结构复杂的大型轴类零件（如曲轴）才采用铸件。一般以棒料为主，而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。一般轴类零件常用45钢，根据不同的工作条件采用不同的热处理规范(如正火、调质、淬火等)，以获得一定的强度、韧性和耐磨性。它价格便宜，经过调质(或正火)后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。锻造后的毛坯，能改善金属的内部组织，提高其抗拉、抗弯等机械性能。同时，因锻件的形状和尺寸与零件相近，因此可以节约材料，减少切削加工的劳动量，降低生产成本。所以比较重要的轴或直径相差较大的阶梯轴时，大都用锻件。图1-2阶梯轴的毛坯采用锻件，用自由锻的方法制造。轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料，并采用不同的热处理获得一定的强度、韧性和耐磨性，如调质、正火、淬火等。1.正火或退火:锻造毛坯可以细化晶粒，消除应力，降低硬度，改善切削加工性能。2.调质：安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。3.表面淬火：安排在精加工之前，这样可以以纠正因淬火引起的局部变形。4.低温时效处理：精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后进行。 2023/4/21四轴类零件的常见加工表面及加工方法轴类零件的常见加工表面有:内外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键及沟槽等。1.外圆表面的加工方法在选择加工方案时，应根据其要求的精度、表面粗糙度、毛坯种类、工件材料性质、热处理要求以及生产类型，并结合具体生产条件来确定。外圆表面是轴类零件的主要表面，外圆车削一般可分为粗车、半精车、精车、精细车。粗车的目的是切去毛坯硬皮和大部分余量。加工后工件尺寸精度IT11～IT13，表面粗糙度Ra50.0～12.5μm。半精车的尺寸精度可达IT8～IT10，表面粗糙度Ra6～3.2μm。半精车可作为中等精度表面的终加工，也可作为磨削或精加工的预加工。精车后的尺寸精度可达IT7～IT8，表面粗糙度Ra1.6～0.8μm。精细车后的尺寸精度可达IT6～IT7，表面粗糙度Ra0.400-0.025μm精细车尤其适合于有色金属加工，有色金属一般不宜采用磨削，所以常用精细车代替磨削。2.外圆表面的磨削加工磨削是外圆表面精加工的主要方法之一。它既可加工淬硬后的表面，又可加工末经淬火的表面。根据磨削时工件定位方式的不同，外圆磨削可分为中心磨削和无心磨削两大类3．外圆表面的精密加工随着科学技术的发展，对工件的加工精度和表面质量要求也越来越高。因此在外圆表面精加工后，往往还要进行精密加工。外圆表面的精密加工方法常用的有高精度磨削、超精度加工、研磨和滚压加工等。 2023/4/21在编制工艺规程时，正确选择各道工序的定位基准，对保证加工质量、提高生产率等有重大影响。基准：指确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面，或者说是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。基准的种类：基准按作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。1.工艺基准：指在加工或装配过程中所使用的基准。工艺基准根据其使用场合的不同，又可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准四种，定位基准根据选用的基准是否已加工，又可分为精基准和粗基准，如图1-4所示。基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准图1-5基准的分类五轴类零件定位基准的选择和工艺装备 2023/4/21（1）工序基准：在工序图上，用来确定加工表面位置的基准。（2）定位基准：加工过程中，使工件相对机床或刀具占据正确位置所使用的基准。（3）测量基准：用来测量加工表面位置和尺寸而使用的基准。（4）装配基准：装配过程中用以确定零部件在产品中位置的基准。2.设计基准：设计图样上所采用的基准，也是标注尺寸的起点。按加工顺序标注尺寸符合加工过程，方便加工和测量，从而易于保证工艺要求。轴套类零件的一般尺寸或零件阶梯孔等都按加工顺序标注尺寸。轴类零件精基准的选择：合理地选择定位精基准是保证零件加工精度的关键。精基准：将零件已加工的表面作为定位基准，这种基准称为精基准。选择精基准应先根据零件关键表面的加工精度（尤其是有位置精度要求的表面），同时还要考虑所选基准的装夹是否稳定可靠、操作方便，选定精基准所用的夹具结构是否简单。可按表1-3-2所述的原则选取。 2023/4/21表1-3-2精基准选择原则含义说明基准重合原则以设计基准作为定位基准避免由于基准不重合而产生的定位误差基准统一原则在大多数工序中，都使用同一基准保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，提高加工效率互为基准原则加工表面和定位表面互相转换，互为定位基准可提高相互位置精度自为基准原则以加工表面自身作为定位基准可提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面间的位置精度轴类零件粗基准的选择：从零件加工的全过程来考虑。粗基准：以毛坯表面作为定位基准，称为粗基准。可按表1-3-3所示的原则选取。 2023/4/21表1-3-3粗基准选择原则含义对粗基准的要求余量均匀分配原则应保证各加工表面都有足够的加工余量；以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高粗基准面应平整，没有烧口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠粗基准一般只能使用1次（尤其主要定位基准），以免产生较大的位置误差保证相互位置精度的原则一般应以非加工面做为粗基准，保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准便于装夹的原则选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠粗基准一般不得重复使用的原则在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大 2023/4/21工艺装备的选择：1.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。2.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。3.机床夹具的组成机床夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀、引导元件或装置、连接元件、夹具体和其它元件及装置等组成。 2023/4/21外圆车削加工时，最常见的工件装夹方法见表1-3-4。表1-3-4最常见的车削装夹方法名称装夹简图装夹特点应用三爪卡盘三个卡爪可同时移动，自动定心，装夹迅速方便长径比小于4，截面为圆形，六方体的中、小型工件加工四爪卡盘四个卡爪都可单独移动,装夹工件需要找正长径比小于4，截面为方形、椭圆形的较大、较重的工件花盘盘面上多通槽和T形槽,使用螺钉、压板装夹，装夹前需找正形状不规则的工件、孔或外圆与定位基面垂直的工件的加工双顶尖定心正确，装夹稳定长径比为4～15的实心轴类零件加工双顶尖中心架支爪可调，增加工件刚性长径比大于15的细长轴工件粗加工一夹一顶跟刀架支爪随刀具一起运动，无接刀痕长径比大于15的细长轴工件半精加工、精加工心轴能保证外圆、端面对内孔的位置精度以孔为定位基准的套类零件的加工 2023/4/214.刀具种类的选择刀具种类主要根据被加工表面的形状、尺寸、精度、加工方法、所用机床及要求的生产率等进行选择。六点定位规则：图1-6工件的六个自由度任何未定位的工件在空间直角坐标系中都具有六个自由度：沿三坐标轴的移动自由度和绕三坐标的转动自由度，分别用、、、和、、表示，如图1-5所示。工件定位的任务就是根据加工要求限制工件的全部或部分自由度。六点定位规则是指用6个支撑面来分别限制工件的6个自由度，从而使工件在空间得到确定定位的方法。6个支撑点的分布方式与工件形状有关，如图1-6所示。、、 2023/4/21图1-7工件的六点定位a)六面体类工件b)轴类工件如图1-6（a）所示，工件底面A由3个不处于同一直线的支撑点支撑，限制了、、3个自由度，起主要支撑作用，称为第一定位基准；侧面B靠在2个支撑点上，两支撑点沿与A面平行方向布置，限制了工件的、2个自由度，称为第二定位基准；端面C由1个支撑点支撑，限制了1个自由度，称为第三定位基准。可见，工件的6个自由度都被限制了，工件在夹具中的位置得到了完全确定。 2023/4/21如图1-6（b）所示，底面为第一基准，由2个支撑点限制了、2个自由度；侧面为第2基准，用2个支撑点限制了、2个自由度；端面为第三基准，用1个支撑点限制了1个自由度；另一端面为第四基准，用槽孔的1个支撑点限制了1个自由度。限制工件自由度与加工要求的关系：工件在夹具中的定位并非所有情况都必须完全定位，所需要限制的自由度取决于本工序的加工要求。对空间直角坐标系来说，工件在某个方面有加工要求，则在那个方面的自由度就应该加以限制。正确处理欠定位和过定位：工件的六个自由度完全被限制的定位称为完全定位。按加工要求，允许有一个或几个自由度不被限制的定位称为不完全定位，如上述车床加工轴的通孔案例，仅限制了4个自由度。按工序的加工要求，工件应该限制的自由度而未予限制的定位，称为欠定位。欠定位不能保证工件在夹具中占据正确位置，无法保证工件所规定的加工要求，因此，在确定工件定位方案时，欠定位是绝对不允许的。工件的同一自由度被二个或二个以上的支撑点重复限制的定位，称为过定位。在通常情况下，应尽量避免出现过定位。因为，过定位将会造成工件位置的不确定、工件安装干涉或工件在夹紧过程中出现变形，从而影响加工精度。 2023/4/211.1.3计划根据任务内容制定小组任务计划，简要说明任务实施过程的步骤及注意事项。将计划内容等填入表1-4中。阶梯轴零件加工工艺编制计划单见表1-4。表1-4阶梯轴零件加工工艺编制计划单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时计划方式由小组讨论制定完成本小组实施计划序号实施步骤使用资源制订计划说明计划评价评语：班级第组组长签字教师签字日期 2023/4/211.1.4决策各小组之间讨论工作计划的合理性和可行性，进行计划方案讨论，选定合适的工作计划，进行决策，填写决策单。压力机传动系统工作分析决策单见表1-5。阶梯轴零件加工工艺编制决策单见表1-5。表1-5阶梯轴零件加工工艺编制决策单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时方案讨论组号方案决策组别步骤顺序性步骤合理性实施可操作性选用工具合理性原因说明123123123方案评价评语：（根据组内的决策，对自己的计划进行修改并说明修改原因，要与自己的计划进行对比）班级组长签字教师签字月日 2023/4/211.1.5实施1.实施准备任务实施准备主要有场地准备、教学仪器（工具）准备、资料准备，见表1-6。表1-6阶梯轴零件加工工艺编制实施准备场地准备教学仪器（工具）准备资料准备机械加工实训室（多媒体）阶梯轴1.于爱武.机械加工工艺编制.北京：北京大学出版社，2010.2.徐海枝.机械加工工艺编制.北京：北京理工大学出版社，2009.3.林承全.机械制造.北京：机械工业出版社，2010.4.华茂发.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2004.5武友德.机械加工工艺.北京：北京理工大学出版社，2011.6.孙希禄.机械制造工艺.北京：北京理工大学出版社，2012.7.王守志.机械加工工艺编制.北京：教育科学出版社，2012.8.卞洪元.机械制造工艺与夹具.北京：北京理工大学出版社，2010.9.孙英达.机械制造工艺与装备.北京：机械工业出版社，2012.2.依据计划步骤实施任务，并完成作业单的填写。阶梯轴零件加工工艺编制作业单见表1-7。 2023/4/21学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时作业方式小组分析，个人解答，现场批阅，集体评判1根据阶梯轴零件图，进行零件工艺分析，确定加工关键表面作业解答：2选择阶梯轴定位基准和工艺装备作业解答：3拟定阶梯轴的工艺路线，填写工艺文件作业解答：作业评价：班级组别组长签字学号姓名教师签字教师评分日期表1-7阶梯轴零件加工工艺编制作业单 2023/4/211.1.6检查评估学生完成本学习任务后，应展示的结果为：完成的计划单、决策单、作业单、检查单、评价单。1．阶梯轴的加工工艺编制检查单见表1-8。表1-8阶梯轴的加工工艺编制检查单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时序号检查项目检查标准学生自查教师检查1任务书阅读与分析能力，正确理解及描述目标要求准确理解任务要求2与同组同学协商，确定人员分工较强的团队协作能力3查阅资料能力，市场调研能力较强的资料检索能力和市场调研能力4资料的阅读、分析和归纳能力较强的资料检索能力和分析、归纳能力5阶梯轴的加工方案加工方法是否合理、加工工序的设计原则6阶梯轴的定位基准的选择、加工余量和工序尺寸的确定加工顺序安排的原则计算步骤正确，计算结果准确7安全生产与环保符合“5S”要求8缺陷的分析诊断能力缺陷处理得当检查评价评语：班级组别组长签字教师签字日期 2023/4/212．轴的工作分析与设计评价单见表1-9。表1-9轴的工作分析与设计评价单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务1阶梯轴零件加工工艺编制学时12学时评价类别评价项目子项目个人评价组内互评教师评价专业能力（60%）资讯（8%）搜集信息（4%）引导问题回答（4%）计划（5%）计划可执行度（5%）实施（12%）工作步骤执行（3%）功能实现（3%）质量管理（2%）安全保护（2%）环境保护（2%）检查（10%）全面性、准确性（5%）异常情况排除（5%）过程（15%）使用工具规范性（7%）操作过程规范性（8%）结果（5%）结果质量（5%）作业（5%）作业质量（5%）社会能力（20%）团结协作（10%）敬业精神（10%）方法能力（20%）计划能力（10%）决策能力（10%）评价评语评语：班级组别学号总评教师签字组长签字日期 2023/4/211.1.7实践中常见问题解析1.当零件上有一些表面不需要进行机械加工，且不加工表面与加工表面之间有一定的相互位置精度要求时，应选择不加工表面中与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面为粗基准。2.为使个加工表面都能得到足够的加工余量，应选择毛坯上加工余量最小的表面作为粗基准。3.若保证某重要加工表面的加工余量小而均匀，应以该重要加工表面作为粗基准。4.粗基准的选择应尽可能使尽可能使金属切削量总和最小。5.精细车要求机床精度高，刚性好，传动平稳，能微量进给，无爬行现象。车削中采用金刚石或硬质合金刀具，刀具主偏角选大些（45～90°），刀具的刀尖圆弧半径小于0.1～1.0mm，以减少工艺系统中弹性变形及振动。 2023/4/21任务1.2传动轴加工工艺编制1.2.1任务描述传动轴加工工艺编制任务单见表1-10。表1-10传动轴加工工艺编制任务单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务2传动轴加工工艺编制学时14学时布置任务学习目标1.能够正确分析传动轴的结构与技术要求；2.能够对一般复杂的轴类零件进行加工顺序安排；3.能够根据一般复杂程度零件合理选择加工设备及其工艺装备；4．能够解决工艺过程中发生的简单质量问题。 2023/4/21任务描述如图1-2所示轴类零件为某厂要生产减速器，年产量为150台。该减速器输出轴备品率为4%，废品率约为1%，。试分析该输出轴，确定生产类型，选择毛坯类型及合理的制造方法，选取定位基准和加工装备，拟定工艺路线，设计加工工序，并填写工艺文件。图1-8减速器和传动轴 2023/4/21任务分析工艺规程的编制是生产中最常遇到的工艺工作。轴类零件的加工工艺因其用途、结构形状、技术要求、产量大小的不同而有差异。要完成该项工作，必须按照工艺规程的设计原则、步骤和方法，对零件图样进行分析、选择材料和毛坯、确定热处理方式；分析研究轴类零件的常见加工表面及加工方法、确定零件的加工方案；选择合理的工艺装备、机床等；确定合理的切削用量；最后完成工艺文件的填写。通过减速器传动轴的图样分析，完成以下任务：1.计算零件的生产纲领、确定生产类型；2.结构及技术要求分析3.材料、毛坯及热处理方式的选择；4.定位基准的选择5.传动轴的加工方法及加工方案；6.传动轴的加工路线7.加工设备及工艺装备的选择8.合理确定传动轴的加工余量和工序尺寸9.工艺文件的填写 2023/4/21学时安排资讯3学时计划1.5学时决策1.5学时实施4.5学时检查1.5学时评价2.0学时提供资料1.于爱武.机械加工工艺编制.北京：北京大学出版社，2010.2.徐海枝.机械加工工艺编制.北京：北京理工大学出版社，2009.3.林承全.机械制造.北京：机械工业出版社，2010.4.华茂发.机械制造技术.北京：机械工业出版社，2004.5武友德.机械加工工艺.北京：北京理工大学出版社，2011.6.孙希禄.机械制造工艺.北京：北京理工大学出版社，2012.7.王守志.机械加工工艺编制.北京：教育科学出版社，2012.8.卞洪元.机械制造工艺与夹具.北京：北京理工大学出版社，2010.9.蒋兆宏.典型机械零件的加工工艺.北京：机械工业出版社，2012.10.孙英达.机械制造工艺与装备.北京：机械工业出版社，2012.对学生的要求1.能对任务书进行分析，能正确理解和描述目标要求；2.具有独立思考、善于提问的学习习惯；3.具有查询资料和市场调研能力，具备严谨求实和开拓创新的学习态度；4.能执行企业“5S”质量管理体系要求，具有良好的职业意识和社会能力；5.具备一定的观察理解和判断分析能力；6.具有团队协作、爱岗敬业的精神；7.具有一定的创新思维和勇于创新的精神；8.按时、按要求上交作业，并列入考核成绩。 2023/4/211.2.2资讯1.传动轴加工工艺编制资讯单见表1-11。表1-11传动轴加工工艺编制资讯单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务2传动轴加工工艺编制学时14学时资讯方式学生根据教师给出的资讯引导进行查询解答资讯问题1.什么是生产过程？什么是机械加工工艺过程？2.什么是生产纲领？与生产类型有什么关系？3.工序和工步有何区别？机械加工工艺步骤有哪些？4.零件图样分析包括哪些内容？5.加工轴类零件的常用毛坯有哪些？6.如何选取传动轴的定位基准？7.轴类零件外圆加工有哪些方法？8.什么是加工余量？影响加工余量的因素有哪些？9.加工余量的确定方法有哪些？10.如何选取加工余量？加工余量的大小对轴类零件的加工有何影响？11.何为尺寸链？有何特性？如何建立尺寸链？12.简述传动轴的加工过程？资讯引导1.问题1可参考信息单第一部分内容。2.问题2可参考信息单第一部分内容。3.问题3可参考信息单第一部分内容。4.问题4参考信息单第二分内容。5.问题5参考信息单第三部分内容。6.问题6参考信息单第四部分内容7.问题7参考信息单第五部分内容8.问题8参考信息单第六部分内容9.问题9参考信息单第六部分内容10.问题10参考信息单第六部分内容11.问题11参考信息单第六部分内容12.问题12参考信息单第六部分内容 2023/4/212.传动轴加工工艺编制信息单见表1-12。表1-12传动轴加工工艺编制信息单学习领域机械加工工艺及夹具学习情境1轴类零件加工工艺编制学时26学时任务2传动轴加工工艺编制学时14学时序号信息内容一生产纲领计算与生产类型确定1.生产过程：是将原材料转变为成品所需的劳动过程总和。包括生产技术准备过程、生产工艺过程、辅助生产过程、生产服务过程。生产技术准备过程包括产品投产前的市场调查分析，产品研制，技术鉴定等。在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程，包括毛坯制造，零件加工，部件和产品装配、调试、油漆和包装等。辅助生产过程是为使基本生产过程能正常进行，所必经的辅助劳动过程总和，包括工艺装备的设计制造、能源供应、设备维修等。生产服务过程是为保证生产活动顺利进行而提供的各种服务性工作，包括原材料采购运输、保管、供应及产品包装、销售等2.机械加工工艺过程：由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。3.工序：机械加工工艺过程一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 2023/4/21区分工序的主要依据设备或工作地是否变动，完成的那一部分工艺内容是否连续。零件加工的设备变动后，即构成了另一新工序。4.工步：在加工表面（或装配时的联接表面）和加工（或装配）工具不变的条件下所连续完成的那部分工艺过程。一般来说，构成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工连续性）改变后，即成为一个新工步。但下面指出的情况应视为一个工步。在一个工步内，若被加工表面切去的金属层很厚，需分几次切削，则每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可以包括一次走刀或几次走刀。5.装夹：工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置，然后再夹紧的过程。6.安装：工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容。7.工位：为完成—定的工序内容，一次装夹工件后，工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置。8.机械加工工艺过程：规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一。常用的工艺文件格式有机械加工工艺过程卡、机械加工工艺卡及机械加工工序卡等3种9.机械加工工艺过程卡：以工序为单位，简要说明整个零件加工所经过的工艺路线过程（包括毛坯制造、机械加工和热处理）的一种工艺文件。工艺过程卡中各工序的内容较简要，一般不能直接指导工人操作，多作为生产管理使用，但在单件小批生产中，由于不编制其他工艺文件，而以工艺过程卡指导生产。 2023/4/2110.机械加工工艺卡：以工序为单位，详细说明说明整个工艺过程的工艺文件，用来指导工人进行生产、帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件的加工过程，多用于成批量生产的零件和小批生产中的重要零件。11.机械加工工序卡：在工艺过程卡的基础上，按每道工序内容所编制的一种工艺文件，一般具有工序简图、每道工序详细的加工内容、工艺参数、操作要求及加工设备及工艺设备等，是具体指导工人加工操作的技术文件，多用于大批量生产的零件或成批生产中的重要零件，。12.生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划成为生产纲领。零件在计划期为一年的生产纲领N可按下式计算：N=Q×n×(1+a%)(1+b%)式中Q—产品的年生产纲领（台/年）n—每台产品中该零件的数量（件/台）a%—备品的百分数b%—废品的百分数13.生产类型：企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生产类型的划分，主要取决于生产纲领，即年产量业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。