机加工知识宝典

零件名称 刀具
编制日期 编制
切 S功能
削用量 F功能
面铣刀（φ125）
v=90m/min S240
块规
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十一、数控切削参数的确定
切削用量的确定
D1(mm);铣刀直径 π(3.14):圆周率 n(min-1):主轴转速 vc(m/min):切削速度
(例题) 主轴转速350min-1、铣刀直径Ø125，求此时的切削速 度。
(答） π=3.14、D1=125、n=350代入公式 vc=(π×D1×n)÷1000=(3.14×125×350)÷1000 =137.4(m/min) 切削速度为137.4m/min
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三．工序的集中与分散
1、工序集中
1）含义 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而
使总的工序数目减少。
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2）优点： 1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度； 2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，
减少工件搬运次数； 3）可减小生产面积，并有利于管理。
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1．上工序的尺寸公差Ta： 2．上道工序产生的表面粗糙度Ry
和表面缺陷层深度Ha。
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3．上工序留下的需单独考虑的空间误差εa ， 如下图所示的轴线直线度误差.
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4．本工序的装夹误差εb： 5．余量计算公式 如下图所示
单边： Zmin Ta Ry Ha ea b
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（1）加工总余量（毛坯余量）与工序余量 加工总余量： 工序余量： 加工总余量和工序余量之间的关系用下式表示：
Z0=Z1+Z2+Z3+…+Zn=
n
Zi
i 1
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单边余量：
零件非对称结构的非对称表面，其加工余量一般为单边余量。
如平面、端面槽深余量，为实际切除金属层厚度 Zi=Li-1-Li Zi——本工序余量 Li-1——上工序基本尺寸 Li——本工序的基本尺寸
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（三）其他工序的安排
1．检验工序： 2、一般尺寸检验、X射线、检查、超声波探伤等 用于工件内部的质量检查，一般安排在工艺过程的 开始。
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3、密封性检验、零件平衡、零件的重量检验、 在工艺过程最后进行。
4、去毛刺处理在切削加工后，装配工件前安排 情况
5、清洗工件一般安排在进入装配之前。
滚压 IT6～7 Ra 0.16~1.25
精磨 IT6～7 Ra 0.16~1.25
外圆表面的典型加工工艺路线
超精加工 IT5
Ra 0.01~0.32
砂带磨 IT5
Ra 0.01～0.16
精密磨削 IT5
Ra 0.008~0.08
抛光
Ra 0.008~1.25
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1．粗车→半精车→精车： 2．粗车→半精车→粗磨→精磨： 3．粗车→半精车→精车→金刚石车： 4．粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨、超精加工。
精磨 IT7～8 Ra0.08~0.6
3
孔的典型加工路线
滚压 IT6～8 Ra0.01~1.2
5 金刚镗
IT5～7 Ra0.16~1.2
5 珩磨 IT5～6 Ra0.04~1.2
5
研磨 IT5～6 Ra0.008~0.6
3
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1．钻→粗拉→精拉： 2．钻→扩→铰→手铰： 3．钻或粗镗→半精镗→精镗→浮动镗或金刚镗 4．钻（粗镗）粗磨→半精磨→精磨→研磨或衍磨
应用：淬硬零件加工或精度要求高的孔加工。
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3.平面的加工路线
粗铣
IT11～13 Ra 5～20
半精铣 IT8～11
Ra 2.5¬10
粗刨 IT11～13 Ra 5～20
粗车 IT12～13 Ra 10～80
半精刨 IT8～11 Ra 2.5～10
半精车 IT8～11 Ra 2.5～10
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典型零件加工工艺分析
已知该零件的毛坯为 100mm×80mm×27mm 的方形坯料，材料为45钢， 且底面和四个轮廓面均已 加工好，要求在立式加工 中心上加工顶面、孔及沟 槽。
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零件号
程序号
工 步 号
程序 段号
101 O1011
工步内容
1 N11 粗铣顶面
数控加工工序卡片
平面典型加工工艺路线
抛光 Ra0.008¬1.25
研磨 IT5～6 Ra0.008¬0.63 导轨磨
IT6 Ra0.16¬1.25
砂带磨 IT5～6
Ra0.01¬0.32 精密磨 IT5～6
Ra 0.04¬0.32 金刚石车
IT6 Ra0.02¬1.25
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1．粗铣→半精铣→精铣→高速铣 2．粗刨→半精刨→精刨→宽刀精刨、刮研或研磨 3．铣（刨）→半精铣（刨）→粗磨→精磨→研磨、 精密磨、砂带磨、抛光 4．车→半精车→精车→金刚石车
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七、提高生产效率的工艺途径
1、 缩短基本时间： 1） 提高切削用量,主要是进行新型刀具材料的
研制和开发或在刀具的几何参数方面深入研究。 碳素工具钢 高速钢 硬质合金 立方氮化 硼 人造金刚石 高速磨 弹力磨 砂带磨
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2）采用复合工步缩短基本时间： （1) 采用多刀多刃进行加工 （2) 采用复合工步，使多个表面加工基本时间重
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一． 典型表面的加工路线 二． 工序顺序的安排 三． 工序的集中与分散 四． 加工阶段划分的原因 五、 加工余量组成及确定 六、 时间定额与提高生产效率的途径 七、 提高生产效率的工艺途径 八、 数控刀具类型 九、 数控加工中心类型 十、 数控对刀方式 十一、数控切削参数的确定
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二．工序顺序的安排
（一）工序顺序的安排原则
1．先加工基准面再加工其他表面： 先基面后其他
2．先加工平面后加工孔： 先面后孔
3．先加工主要表面，后加工次要的表面： 先主后次
4．先安排粗加工工序，后安排精加工工序 先粗后精
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（二）热处理工序及表面处理工序
1．为改善切削性能而进行的热处理工序（退火、 正火、调质）→（预备热处理）用于切削加工前。
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3、 缩短辅助工作地时间：
主要是减少换刀时间和调刀时间 ➢采用自动换刀装置或快速换刀装置； ➢采用样板或对刀块对刀； ➢采用新型刀具材料以提高刀具耐用度。
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4、缩短装夹时间：
➢在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具。 ➢在数控加工中，采用离线编程及加工过程仿真 技术
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（二）划分方法 1．粗加工阶段： 2．半精加工阶段： 3．精加工阶段： 4．精密、超精密或光整加工阶段：
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五、加工余量组成及确定
一．加工余量的概念
余量的大小对零件的加工余量和生产率有较大影 响。余量大会增大机加工劳动量，降低生产率，增加 材料、工具、能源消耗、提高成本，余量小又不能消 除前道工序留下的误差及其表面缺陷，甚至产生废品， 因此必须合理确定加工余量。
精铣 IT6～8 Ra 0.63～5 粗磨 IT8～10 Ra 1.25¬10
精刨 IT6～8 Ra 0.63～5
精车 IT6～8 Ra 1.25～5
高速精铣 IT6～7
Ra 0.16¬1.25
精磨 IT6～8 Ra 0.16¬1.25 宽刀精刨
IT6 Ra 0.16¬1.25
刮研
Ra 0.04¬1.25
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四．加工阶段划分的原因
（一）划分加工阶段的原因
1．粗加工时，切削余量大、切削热量大、工艺系统 受力变形及内应力变形存在而无法消除。要在后续阶 段逐步减少切削用量，逐步修正工件误差，阶段之间 时间间隔用于自然时效，有利于工件消除内应力和部 分变形。
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2．后续工序易把已加工好的加工面划伤。 3．利于及时发现毛坯的缺陷。 4．利于合理使用设备。 5．利于合理使用技术工人。
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八、数控刀具类型
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九、数控加工中心类型
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十、数控对刀方式 常用对刀方式
Y X
对刀是确定工件在机床上的位置， 也即是确定工件坐标系与机床坐 标系的相互位置关系。对刀过程 一般是从各坐标方向分别进行， 它可理解为通过找正刀具与一个 在工件坐标系中有确定位置的点 (即对刀点)来实现。
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双边余量： 零件对称结构的对称表面，其加工余量一
般为双边余量
如：内外圆柱面和回转体表面 2Zi=di-1-di（外圆表面） 2Zi=Di-1-Di （内圆表面）
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二．工序余量的影响因素 第一道粗加工工序余量与毛坯制造精度有关。其它
工序的工序余量的影响因素有以下几来自百度文库方面：
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一．典型表面的加工路线 1、外圆表面的加工路线
研磨
IT5 Ra 0.008~0.32
粗车 IT12～13 Ra 10～80
半精车 IT10～11 Ra 2.5～12.5
精车 IT7～8 Ra1.2 5～5 粗磨 IT8～9 Ra 1.25～10
金刚石车 IT5～6
Ra 0.02~1.25
对切削加工：
如车削：t基=
L L1 L2 f .n
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➢辅助时间t辅： t辅= （5%—10%） t基
操作时间=基本时间+辅助时间 t操作=t基+t辅 ➢布置工作地时间t布置：
t布置= （5%—10%）t操作
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3、单件时间与单件工时定额计算
◆ 单件时间：
T单件= t基+t辅+t布置
2、工序分散
1、含义 使每个工序的工步内容相对较少，从而使总
的工序数目较多。 2、工序分散优点： 每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调
整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不 高。
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3、工序集中与工序分散的应用
❖ 传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组 织形式（个别工序亦有相对集中的情况）。 ❖ 多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采 用工序集中方式。 ❖ 由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越 来越高，工序集中将越来越成为生产的主流方式。
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2、孔的加工路线
钻
IT10～13 Ra 5～80
扩 IT9～13
Ra 1.25~40
粗镗
IT12～13 Ra 5～20
半精镗
IT10～11 Ra 2.5～10
铰 IT6～9
Ra 0.32~10
手铰 IT5
Ra0.08~1.2 5
精镗
IT7～9 Ra 0.63～5
粗磨
IT9～11 Ra1.25～10
合
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2、缩短辅助时间和辅助时间与基本时间重叠 ：
1) 减少辅助时间 ➢ 采用先进夹具或自动上、下料装置减少装卸工件 时间。 ➢ 提高机床操作的机械化、自动化水平、实现集中 控制、自动调整与变速地缩短开、停机床改变切削用 量的时间。
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2）使辅助时间与基本时间重叠 ➢采用可换夹具或可换工作台，在机床外装夹工件， 可使装夹工件地时间与基本时间重叠。 ➢采用转位夹具或转位工作台，可在加工中完成 工件的装卸。 ➢采用回转夹具或回转工作台进行连续加工。 ➢采用在线检测的方法来控制加工过程中的尺寸， 使测量时间与基本时间重叠。
双边： Zmin Ta / 2 Ry Ha ea b
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最小加工余量构成
εb
ea
Ha
Ry
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六、时间定额与提高生产效率的途径 （1）、时间定额
1、定义: 在一定生产条件下，生产一件产品或完成一道
工序所需消耗的时间. 2、组成 ➢基本时间t基：
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2．为了消除内应力而进行的热处理（人工时效、 退火、正火）安排用于粗加工之后。
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3．为改善材料力学物理性质，半精加工后精加工 前安排淬火。
4．精密零件在淬火后安排冷处理以稳定零件尺寸。 5．提高零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排的热处 理工序，以及以装饰为目的而安排的热处理工序（镀 铬、阳极氧化、镀锌、发蓝）一般放在工艺过程最后。
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切削用量选用综合实例1
切削条件：
立铣刀直径 : 12mm
vc
: 200m/min
(5,300N)
vf 工件材料
: 1,590mm/min : SKD11(180HB)
切削液
: 干切削
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可转位刀片切削参数解读
P：加工碳钢及合金钢 M: 加工不锈钢及铸钢件 K: 加工灰铸铁或球墨铸铁 N: 加工铝及铝合金 S: 加工钛合金 H: 加工淬硬钢及冷硬铸铁