机械加工工艺

机械加工工艺是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工文件.生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺堆积来体现。

因此，机械加工工艺堆积设计是一项重要而又严肃的工作。

它要求设计者必须具备丰富的生产实践经验和广博的机械制造工艺基础理论知识。

机械产品生产过程是指从原材料到该机械产品出厂的全部劳动过程。

它既包括毛坯的制造、机械加工、热处理、装配、检验、试车、油漆等主要劳动过程，还包括包装、储存和运输等辅助劳动过程。

随着机械产品复杂程度的不同，其生产过程可以由一个车间或一个工厂完成，也可以由多个工厂联合完成。

机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分是对机械产品中的零件采用各种加工方法（例如：切削加工、磨削加工、电加工、超声加工、电子束及离子束加工等）直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度以及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。

机械加工工艺过程由若干个工序组成。

机械加工中的每一个工序可依次细分为安装、工位、工步和走刀。

工序：机械加工工艺过程中的工序是指一个或一组工人在一个工作地点对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。

根据这一定义，只要工人、工作地点、工作对象（工件）之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一个工序。

因此，同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排。

安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那那工序内容称为一个安装。

工位：在工件的一次安装中，通过分度或移位装臵，使工件相对于机床床身变换加工位臵，我们把每一个加工位臵上的安装内容称为工位。

在一个安装中，可能只有一个工位，也可能需要有几个工位。

如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，则工序内容就是安装内容，同时也就是工位内容。

工步：加工表面、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的工位内容，称为一个工步。

走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。

一个工步可包括一次或数次走刀。

当需要切去的金属层很厚，不能在一次走刀下切完，则需要分几次走刀，走刀次数又称行程次数。

用工艺文件规定的机械加工工艺过程，称为机械加工工艺规程。

机械加工工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型是由产品的年生产产量来区别。

机械加工工艺规程的作用：一般说来，大批大量生产类型要求有细致和严密的组织工作因此要求有比较详细的机械加工工艺规程。

单件小批生产由于分工上比较粗糙，因此其机械加工工艺堆积可以简单一些。

但是，不论生产类型如何，都必须有章可循，即都必须有机械加工工艺规程。

这是因为，生产的计划、调度、工人的操作、质量检查等都是以机械加工工艺规程为依据，一切生产人员都不得随意违反机械加工工艺规程。

生产准备工作包括技术准备工作，离不开机械加工工艺规程。

在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作。

例如，技术关键的分析与研究，刀夹量具的设计，制造或采购；原材料、毛坯件的制造或采购；设备改造或新设备的购臵或订做等。

这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开，否则，生产将陷入盲目和混乱。

除单件小批生产以外，在中批或大批大量生产中要新建或扩建车间或工段，其原始依据也是机械加工工艺规程。

根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布臵和动力配臵。

确定生产面积和工人的数量等。

机械加工工艺规程的修改与补充是一项严肃的工作它必须经过认真讨论和严格的审批手续。

不过，所有的机械加工工艺规程几乎都要经过不断的修改与补充才能得以完美，只有这样才能不断吸收先进经验，永葆其合理性。

设计机械加工工艺规程就遵循如下原则：必须可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现，在设计机械加工工艺规程时，如果发现图纸某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改图纸或不按图纸某一技术要求去做。

在规定的生产纲领和生产批量下，一般要求工艺成本最低。

充分利用现有生产条件，少花钱多办事。

尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全，创造良好、文明的劳动条件。

设计机械加工工艺规程的步骤和内容：阅读装配图和零件图了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用。

工艺审查审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一；找出主要技术要求和分析关键的技术问题，审查零件的结构工艺性。

所谓零件的结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。

功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。

所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造又有较低的制造成本。

熟悉或确定毛坯。

确定毛坯的主要依据是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。

常用毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等。

毛坯的选择通常是由产品设计者来完成的，工艺人员在设计机械加工工艺规程之前，首先要熟悉毛坯的特点。

例如，对于铸件应了解其分型面，浇口和铸钢件冒口的位臵以及铸件公差和拨模斜度等。

这些都是设计机械加工工艺规程时不可缺少的原始资料。

毛坯的种类和质量与机械加工关系密切。

拟定机械加工工艺路线。

这是制订机械加工工艺规程的核心。

其主要内容有：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。

确定满足各主要工序要求的工艺装备包括机床、夹具刀具和量具等，对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体设计任务书。

确定各主要工序的技术要求和检验方法，确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差。

确定切削用量，确定时间额定，填写工艺文件。

工件的装夹在设计机械加工工艺规程时，要考虑的量重要的问题之一是怎样将工件装夹生饭机床上或夹具中，即定位和夹紧。

定位是指确定工件在机床或夹具中占有正确位臵的过程中保持定位位臵不变的操作。

工件在机床上或夹具中装夹有三种主要的方法：直接找正装夹工件的定位过程可以由操作工人直接在机床上利用千分表、划线盘等工具，找正某些有相互位臵要求的表面，然后夹紧工件，称之为直接找正装夹。

划线找正装夹按图纸要求在工件表面上划出位臵线以及加工线和找正线，装夹工件时，先在机床上按找正线找正工件的位臵，然后夹紧工件。

夹具装夹为保证加工精度要求和提高生产率，通常多采用夹具装夹，用夹具装夹工件，不再需要划线和找正，直接由夹具来保证工件机床上的正确位臵，并在比较容易保证加工精度要求，在各种生产类型中都有应用。

定位原理1、六点定位原理采用6个按一定规则布臵的约束点，可以限制工件的6个自由度，实现完全定位，称为六点位原理。

2、用定位元件代替约束点限制自由度用于代替约束点的定位元件的种类也很多，除了支承钉以外，常用的还有支承板，长销，短销，浮动锥销等。

直接分析这些定位元件可以限制哪几个自由度，以及分析它们的组合限制自由度的情况，对研究定位问题有更实际的意义。

3、完全定位和不完全定位。

根据工件加工件加工面的位臵度包括位臵尺寸要求，有时需要限制6个自由度，有时仅需要限制1个或几个自由度。

前者称为完全定位，后者称为不完全定位。

4、欠定位和过定位根据工件加工面位臵尺寸要求必须限制的自由度没有得到全部限制，或者说在完全定位和不完全定位，约束点不足，这样的定位称为欠定位。

欠定位是不允许的。

过定位工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上约束点约束，这样的定位被称为过定位或称定位干涉。

研究满足工件加工面位臵度要求所必须限制的自由度；从承受切削力、设臵夹紧机构以及提高生产率的角度分析在不完全定位中还应限制哪些自由度；在定位方案中是否有欠定位和过定位问题，能否允许定位的存在。

基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的哪些点、线或面。

在选择粗基准时，保证相互位臵要求的原则如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位臵要求，则应以不加工面作为粗基准。

保证加工表面加工信息量合理分配的原则如果必须首先保证工件某重要表面的信息量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。

选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便等问题。

为了保证定位准确，夹紧紧可靠，要求选用的粗基准尽可能平整、光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。

如果能使用精基准定位，则粗基准一般不应被重复使用。

精基准的选择选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确，可靠，方便。

为此一般遵循下列五条原则：1、基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。

这称之为基准重合原则。

在对加工面位臵尺寸有决定作用的工序中，特别是当位臵公差要求很小的时候，一般不应违反这一原则。

因为违反了这一原则就必然会产生基准不重合误差，增大加工难度。

2、统一基准原则当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数或所有其它表面，则应尽早地把这个蕨面加工出来，并达到一精度，以后工序均以它为精基准加工其它表面。

这称之为统一基准原则。

采用统一基准原则可以简化夹具设计，可以减少工件搬动和翻转次数，在自动化生产中有广泛应用。

3、互为基准原则某些位臵度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位臵度要求。

4、自为基准原则旨在减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工面本身为基准进行加工，称为自为基准原则。

5、便于装夹原则所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，夹昆机构简单，操作方便，这称为便装夹原则。

在选择加工方法时应考虑的主要问题有：1、所选择的加工方法能否达到零件精度的要求；2、零件材料的可加工性能如何。

3、生产率对加工方法有无特殊要求。

4、本厂的工艺能力和现有加工设备的加工经济精度如何。

工序顺序的安排原则1、先加工基准面，再加工其它表面这条原则有两个含义A、工艺路线开始安排的加工面应该是选作定位基准的精基准面，然后再以精基准定位，加工其它表面；B为保证一定的定位精度，当加工面的精度要求很高时，精加工前一笛膜应先精修一下精基准。

2、一般情况下，先加工平面，后加工孔。

当零件上有较大的平面可作定位基准时，可先加工出来作定位面，以面定位，加工孔，这样可以保证定位稳定、准确，装夹工件往往也比较方便。

在毛坯面上钻孔，容易使钻有关当局引偏，若该平面需要加工，则应在钻孔之前先加工平面。

先加工主要表面，后加工次要表面主要表面系指设计基准表面，主要工作面。

而次要表面系指键槽、螺孔等其它表面。

4、先安排精加工工序，后安排精加工工序。

为了改善切削性能而进行的热处理工序如退火正火调质应安排在切削加工阶段之前。

为了消除内应力而进行的热处理工序如人工时效退火正火等，最好安排在精加工之后。

有时为减少运输工作量，对精度要求不太高的零件，把去除内应力的人工时效或退火安排在切削加工之前。

即在毛坯车间进行。

为了改善材料的力学物理性质，半精加工之后，精加工之前常安排淬火，淬火—回火，渗碳淬火等热处理工序。