机械加工工艺编制及改进

机械加工工艺编制及改进探讨

摘要：本文对机械加工工艺编制的原则、要求、交工阶段的划分、定位基准的选择、注意事项及加工误差等问题进行了分析探讨，提出了改进建议，供参考。

关键词：机械加工工艺；编制；改进

中图分类号：f407.4 文献标识码：a 文章编号：

机械加工工艺是机械产品质量的根本保证。零件的质量包括零件加工的尺寸精度和表面质量等。加工精度是指零件的实际几何参数对理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度则越高。在一定加工设备的前提下，制定合理的机械加工工艺，可以提高零件加工精度，降低废品率，提高劳动生产率。对于同一种零件，不同的工艺人员制定的工艺路线也不尽相同。工艺人员应当在多个加工路线中寻找一个较好的方案，以最短的工序和最少的投入加工出合格的零件。

1 编制机械加工工艺的基本原则

（1）保证产品质量。在编制机械加工工艺时应首先保证产品质量，即依据工艺人员所编制的机械加工工艺进行操作，可保证零件加工的尺寸精度和表面质量等要求。

（2）提高生产效率和降低生产成本。在保证零件加工质量的前提下，应力求提高生产效率。同时要尽量节约人力物力，最大程度地降低生产成本。

（3）确保安全操作。工艺严格遵循机械安全操作规程，保证劳

动者的安全。

2 编制机械加工工艺的基本要求

（1）机械加工工艺应按统一的技术术语和格式进行编制，内容、文字应简洁易懂、准确无误。

（2）编制加工工艺时，要根据零件结构特点、精度要求、毛坯状况、零件质量等条件，选择相应的加工设备。比如对于大型零件，尤其是铸锻件，应首先估算零件毛坯质量，以免超出起重设备或机床额定负荷，影响生产安全。

（3）若需用工装时，应首先考虑采用标准工装及现有专用工装，尽量减少采用新设计专用工装。对批量大的零件应设计专用工装，以提高生产效率。

3 加工阶段的划分

零件的加工是一个由粗到精的过程，需通过若干工序的加工逐步达到质量要求。对加工精度要求较高的零件，加工过程可划分为粗加工、半精加工和精加工等阶段。各加工阶段的基本要求如下。

（1）粗加工阶段。去除毛坯黑皮和大部分加工余量，为后序加工提供精准基面，并留均匀而合适的余量。

（2）半精加工阶段。提高精加工所需要的定位基准的精确性和控制精加工余量，为主要表面的精加工创造条件。

（3）精加工阶段。进一步改善精度和表面粗糙度等要求较高的表面，使零件的各项参数达到技术要求。

4 定位基准的选择

工件在进行机械加工时，用以确定工件对机床及刀具相对位置的表面称为定位基准。最初工序中所用的定位基准是毛坯上未经加工的表面，称为粗基准；在其后各工序加工中所用的定位基准是已加工的表面，称为精基准。

选择工件的哪些表面作为定位基准，是编制机械加工工艺过程中的一个十分重要的问题。定位基准选择的是否合理，将直接影响零件加工质量和机床夹具结构的复杂程度，但由于粗基准和精基准的作用不同，两者的选择原则也不同。

5 编制工艺应注意的事项

工具车间是专为公司加工工装的专业化车间，这就决定了工具车间的机械产品一般都是单件小批量加工，品种规格繁多，难以形成流水线生产。根据以上特点，编制零件加工工艺应注意以下几点。

（1）充分了解车间的生产设备及加工能力，对常用的设备参数应该熟记于心。例如：车床的最大回转直径、磨床工作台的宽度和长度、主轴通孔等参数。如图1a所示的盘类零件，由于车间磨床砂轮尺寸的限制，无法磨削mm尺寸的轴，所以将其设计图改为图1b所示的工艺图，即增加φ108 mm工艺台阶，这样就可在原磨床上完成磨削尺寸的轴。

图1 盘类零件

（2）熟知零件结构、技术要求及其在产品中的功能及装配关系，以确定有效的工艺手段，保证零件的加工质量。如图2a所示锥形零件，在磨削φmm内孔时，由于该件的外圆是外锥在磨床上无法装

夹，经与设计人员沟通，在不影响其功能、装配和强度条件下，设计了两种工艺图，如图2b、图2c所示。其中，图2b为车工艺台；图2c设置工艺凸台，在磨削完mm内孔后将此工艺凸台车掉。

图2 锥形零件工艺图

（3）整个工艺过程应紧紧围绕零件图上各要素

的精度一步步由粗到细地安排，以保证加工出来的零件实物符合图纸要求。对于形状复杂或者加工精度不易保证的零件可以考虑制作辅助夹具。如图3a所示，顶尖在线切割时很难保证顶尖直线与定位孔之间的平行度要求，于是设计了如图3b所示的辅助夹具。将顶尖安装在辅助夹具中，用销子穿过定位孔可实现装夹、定位、防转的功能，顺利完成顶尖的加工，从而大大地提高了生产效率、保证了加工质量；图4a为汽车同步器外锥面齿环摩擦材料粘结夹具，通过将夹具主体圆锥上的公差转化为高度公差的工艺（如图

4b），来保证加工精度。所编制的加工工艺制造成本低、性价比高，对产品质量的保障起了重要作用。

图3 辅助夹具1

图4 辅助夹具2

（4）制定的工艺要注意加工成本与方便工人操作。加工成本主要决定于设计，但加工工艺的作用也不可忽视。加工方法应与加工精度相配比，粗、精加工设备尽量分开。尽量选用通用刀、量具，大批量的定型零件可设置少量、简易工装，以减少划线成本；制定的工艺还应方便工人操作，零件装夹方式要使工人操作顺手，便于

测量。图5所示为小型薄套筒类零件可一坯多件毛坯下料的工艺图。

图5 一坯多件下料工艺图

（5）制定的工艺可操作性要强。所制定的工艺在生产过程中应能顺利执行，粗、精加工基准面工序的安排，各工种的确定，除了要按照工艺编制的一般原则外，更重要的是要结合工厂的设备能力、工艺装备、人员素质的实际情况和习惯作法巧妙地安排。对于工序较为复杂的大型零件可以先编临时工艺并进行试制、改进。如图6所示的某变速器箱体，经试制和改进，最终确定了变矩器结合面的加工由立式车床改为龙门铣床、行星机构安装孔由立式车床进行精加工的工艺，减少了工件周转次数，提高了加工质量和加工效率。

图6 变速器箱体

（6）制定的工艺过程要有利于生产计划与调度。工艺人员不但要站在保质可行的角度去编制工艺，而且要了解一些生产计划与调度方面的情况，使工艺过程合乎生产周期短的原则。这就要求工艺人员做到充分利用人力资源与设备资源，使零件以少的工序、短的物流路线与生产计划拍节相适应，避免零件在车间之间和同工种内反复调整，浪费时间。

6机械加工工艺技术与误差分析

机械加工生产过程中，由于机械零件的尺寸、生产类型、技术要求及形状等要求不同，一个普通零件通常不是仅在一个车床上加工完成，这就需要经过一系列的加工工艺，根据零件的各项具体要