機械加工工藝基本知識

1、機械加工工藝基本知識newmaker、生產(chǎn)過程和工藝過程產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是指把原材料變?yōu)槌善返娜^程。機械產(chǎn)品的 生產(chǎn)過程一般包括:生產(chǎn)與技術(shù)的準備 如工藝設(shè)計和專用工藝裝備的設(shè)計和制造、生產(chǎn)計劃的編制、生產(chǎn)資料的準備等;毛坯的制造如鑄造、鍛造、沖壓等;.零件的加工切削加工、熱處理、表面處理等;.產(chǎn)品的裝配如總裝、部裝、調(diào)試檢驗和油漆等;.生產(chǎn)的服務(wù)如原材料、外購件和工具的供應(yīng)、運輸、保管等;在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程，稱為工藝過程。如毛坯的制造、機械加工、熱處理、裝配等均為工藝過程。工藝過程中，若用機械加工的方法直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺

2、寸和表面質(zhì)量，使之成為合格零件的工藝過程, 稱為機械加工工藝過程。同樣，將加工好的零件裝配成機器使之達到所要求的裝配精度并獲得預(yù)定技術(shù)性能的 工藝過程，稱為裝配工藝過程。機械加工工藝過程和裝配工藝過程是機械制造工藝學(xué)研究的兩項主要內(nèi)容。二、機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀。（一）工序工序是指一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝內(nèi)容。區(qū)分工序的主要依據(jù)，是工作地（或設(shè)備）是否變動和完成的那部分工藝內(nèi)容是否連續(xù)。3-2圖3-1所示的圓盤零件，單件小批生產(chǎn)時其加工工藝過程如表3

3、-1所示；成批生產(chǎn)時其加工工藝過程如表所示。3-1圓盤番件表3-1圓盤零件單件小批機械加工工藝過程工檔工JT建稱逸1工殍內(nèi)尿 r用三爪色遇葉蠢夷衰施1I5車大渤卜國基4>1003拈申20孔14年床7j工伴惆關(guān)，期三肛目定心卡轡來累毛坯尢菇卄圈*車小議漏兩，樣證尺寸35m軍外渤府至?xí)鴶勘ＷC穴呻20nm際具議先工件2I1供肉巾工蘭個舟S7L粘床2在莫鼻單僭 總L 口的蛻邊畏毛卿表3-2圓盤零件成批機械加工工藝過程工濟號工庫是禰工歩工序旳寶設(shè)各（用三爪自建心卡盤資第毛坯小瑞外團）1車丸端端E®1I1車炭擄外凰至申100豐床3詁 *20714摘|（以犬繼衙及漲.紿叱粧2主削112車小疇

4、晴血.保iff尺擊萸聞車小瑞外稱至中偏譙證尺擊20wk年床33粘削I1WTI 3 - *«4r"l"裁禮口的磁逵毛劇由表3-1可知，該零件的機械加工分車削和鉆削兩道工序。因為兩者的操作工人、機床及加工的連續(xù)性均已發(fā)生了變化。而在車削加工工序中，雖然含有多個加工表面和多種加工方法（如車、鉆等），但其劃分工序的要素未改變，故屬同一工序。而表3-2分為四道工序。雖然工序了1和工序2同為車削，但由于加工連續(xù)性已變化，因此應(yīng)為兩道工序；同樣工序4修孔口銳邊及毛刺，因為使用設(shè)備和工作地均已變化，因此也應(yīng)作為另一道工序。工序不僅是組成工藝過程的基本單元，也是制訂時間定額，配備工

5、人，安排作業(yè)和進行質(zhì)量檢驗的基本單元。（二）工步與走刀為了便于分析和描述工序的內(nèi)容，工序還可以進一步劃分工步。工步是指加工表面（或裝配時的連接表面）和加工（或裝配）工具不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序。一個工序可以包括幾個工步，也可以只有一個工步。如表3-1中工序1。在安裝I中進行車大端面、車外圓、鉆$ 20孔、倒角等加工，由于加工表面和使用刀具的不同，即構(gòu)成四個工步。一般來說，構(gòu)成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工連續(xù)性）改變后，即成為另一個工步。但下面指出的情況應(yīng)視為一個工步：銃削兩凸臺面復(fù)舍工步1 對于那些一次裝夾中連續(xù)進行的若干相同的工步應(yīng)視為一個工步。如圖3-1零件上三個 $

6、8孔鉆削?？梢宰鳛橐粋€工步。即鉆 3- $ 82 為了提高生產(chǎn)率，有時用幾把 刀具同時加工幾個表面，此時也應(yīng)視為一個工步，稱為復(fù)合工步。如圖3-2的加工方案。在一個工步內(nèi)，若被加工表面切去的金屬層很厚，需分幾次切削，則每進行一次切削就是一次走刀。一個工步 可以包括一次走刀或幾次走刀。（三）安裝與工位工件在加工前，在機床或 夾具上先占據(jù)一正確位置（定位），然后再夾緊的過程稱為裝夾。工件（或裝配單元）經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工藝內(nèi)容稱為安裝。在一道工序中可以有一個或多個安裝。表3-1中工序1即有兩個安裝，而工序 2有一個安裝。工件加工中應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，因為多一次裝夾就多一次裝夾誤差，而 且

7、增加了輔助時間。因此生產(chǎn)中常用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具等，以便在工件一次裝夾后，可使其處于不同的位置加工。為完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾工件后，工件（或裝配單元）與夾具或設(shè)備的可動 部分一起相對刀具或設(shè)備固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。圖3-3所示為一種利用回轉(zhuǎn)工作臺在一次裝夾后順序完成裝卸工件、鉆孔、擴孔和鉸孔四個工位加工的實例。圏3-3事工位加工工位I 裝工件； 工位口一祐孔；工垃m擴孑l ;王位理一読孔三、工件的夾緊（一）工作夾緊概述如上所述，工件在加工前需要定位和夾緊。這是兩項十分重要的工作。關(guān)于定位在后面章節(jié)中詳細論述，本節(jié) 對工件在機床上或夾具中的夾緊作一概略說明。

8、夾緊的目的是防止工件在切削力、重力、慣性力等的作用下發(fā)生位移或振動，以免破壞工件的定位。因此正確 設(shè)計的夾緊機構(gòu)應(yīng)滿足下列基本要求：1 .夾緊應(yīng)不破壞工件的正確定位；2 .夾緊裝置應(yīng)有足夠的剛性；3 .夾緊時不應(yīng)破壞工件表面，不應(yīng)使工件產(chǎn)生超過允許范圍的變形；4 能用較小的夾緊力獲得所需的夾緊效果；5 工藝性好，在保證生產(chǎn)率的前提下結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單，便于制造、維修和操作。手動夾緊機構(gòu)應(yīng)具有自鎖性能。（二）工件夾緊力三要素的確定根據(jù)上述的基本要求，正確確定夾緊力三要素（方向、作用點、大?。┦且粋€不容忽視的問題。1 .夾緊力方向的確定（1）夾緊力的方向不應(yīng)破壞工件定位。b為正確圖3-4a為不正確的夾緊方

9、案，夾緊力有向上的分力F W，使工件離開原來的正確定位位置。而圖的夾緊方案。(2 )夾緊力方向應(yīng)指向主要定位表面。2 .夾緊力作用點的確定(1 )夾緊力的作用點應(yīng)落在支承范圍內(nèi)。圖3-5所示的夾緊力的作用點落到了定位元件的支承范圍之外，夾緊時將破壞正確位置，因而是不正確的。S3-5贄糜力作用點的位直不正確(3)夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位。圖3-6a薄壁套筒的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形就會 小得多。夾緊圖3-6b所示的薄壁箱體時，夾緊力不應(yīng)作用在箱體的頂面，而應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上?；蛉鐖D3-6c所示改為三點夾緊，改變著力點的位置，以

10、減少夾緊變形。<b>圖3-6夾緊力作用點與夾緊變形的關(guān)系（3 ）夾緊力的作用點應(yīng)靠近工件的加工部位。圖3-7所示，夾緊力遠離加工部位，因此應(yīng)在加工部位加上輔助夾緊機構(gòu)，以防止加工時發(fā)生振動，影響加工 質(zhì)量和安全。<3-7 和丸備網(wǎng) 匕R和輸W伙犠力3 .夾緊力大小的估算加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力等的作用，理論上夾緊力的作用應(yīng)與上述力（力矩）的 作用相平衡。但是切削力的大小和方向在加工過程中是變化的，因此夾緊力的大小只能進行粗略的估算。估算 的方法：（1 ）找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力。（2 ）為了簡便，只考慮主要因素在力系中的影響

11、，略去次要因素在力系中的影響。（3 ）根據(jù)工件狀態(tài)，列出力（力矩）的平衡方程式，解出夾緊力的大小，還應(yīng)適當考慮安全系數(shù)。如需進行夾緊力估算可參閱有關(guān)資料。四、機械加工生產(chǎn)類型及特點（一）生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)在計劃期內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：式中N 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件 /年）；Q 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年）；n 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；a% 備品的百分率；b% 廢品的百分率。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織形式和零件加工過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化和程度, 決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。（二）生產(chǎn)類型及工藝特點企業(yè)（或車間、

12、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類稱為生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型一般可分為：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種類型。1 .單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)的基本特點是：生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，每種產(chǎn)品的產(chǎn)量很少，而且很少重復(fù)生產(chǎn)。例如重型機械產(chǎn)品制造和新產(chǎn)品試制等都屬于單件生產(chǎn)。2 成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)的基本特點是：分批地生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。如機床制造、電機制造等屬于成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可按其批量大小分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、大批生產(chǎn)三種類型。其中，小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)的工藝特點分別與單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)的工藝特點類似；中批生產(chǎn)的工藝特點介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。3 .大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)的基本特點是：產(chǎn)量大、品種

13、少，大多數(shù)工作地長期重復(fù)地進行某個零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機、軸承等的制造都屬于大量生產(chǎn)。生產(chǎn)類型的劃分除了與生產(chǎn)綱領(lǐng)有關(guān)外，還應(yīng)考慮產(chǎn)品的大小及復(fù)雜程度。表3-3所列為生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可供確定生產(chǎn)類型時參考。表3-3生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系中里尋件輕里辱骨<10小批盤產(chǎn)mo son中推生產(chǎn)1 血 300撫口6003D0 1C00500 “ 501050DO - 50000灶瑩產(chǎn)1000>5009>5000生產(chǎn)類型不同，產(chǎn)品制造的工藝方法、所用的設(shè)備和工藝裝備以及生產(chǎn)的組織形式等均不同。大批大量生產(chǎn)應(yīng) 盡可能采用高效率的設(shè)備和工藝方法，以提高生產(chǎn)率；

14、單件小批生產(chǎn)應(yīng)采用通用設(shè)備和工藝裝備，也可采用先 進的數(shù)控機床，以降低生產(chǎn)成本。各類生產(chǎn)類型的工藝特點可參考表3-4 。表3-4各種生產(chǎn)類型的工藝特征生產(chǎn)弊羽単憐卜墨申批犬扯丸里辱件的互樓熾用欝滋，謝工修配 蛭乏互換性丈郎樹具萬互荷世4議罷犧 廛豪珈離芮捷活!豐用務(wù)姐 數(shù)觀湛同時曲雷篥豊柱 盟法具脅廣泛的互換世.小皴 黨那啓薪市4爭卅甘 坦義配法和訓(xùn)酸法毛坯師制堆方法與忱廠愼爭工制適或自曲錯 謹"通廈低WT 鹼蠶尢部曲景用叢髓耐理當 魅。毛坯耦復(fù)和遠飪輩申 碑廣眨5隔全K欄機 型，棋嘏腑Ut鬲薙方 也屯坯檳厲禹，加工爐 畫小農(nóng)JM吹槻機屋決別 釆弟機EtJtmi郎片道用機殊柏筒蝕彳幾床。 按Hf律別廿二眼轉(zhuǎn)列諛備廣迂釆用髙辻專用楓床及 目胡機鹹按爲朮理和自 助炊排斟逸召兀藝二裝榕樂用爲用予舄懷 i&nm.逓用刀翼和萬 n&#