机械加工工艺过程概述

§1 机械加工工艺过程的基本概念 一、生产过程和工艺过程 §1 机械加工工艺过程的基本概念 工艺是指制造产品的技巧、方法和程序。机械制造过程中，凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。 一、生产过程和工艺过程 1. 生产过程 由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。 包括：原材料的运输、保管，生产准备、毛坯制造、机械加工、装配、检验、试车、油漆、包装等。

2. 工艺过程 在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。 工艺过程具体可分为： 铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等工艺过程。 3. 机械加工工艺过程的组成 1) 工序 一个（一组）工人，在同一工作地点（同一机床），对一个（一组）零件所连续完成的那部分工艺过程。

2) 安装 工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。 3) 工步 加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连续完成的那部分工艺过程。

单件、小批量生产： 工艺内容 加工内容 设备 工序 安装 工步 1 2 4 ①车端面；②打中心孔； ③调头，车另一断面；④打中心孔。 车床 9 ①粗车、半精车Φ40外圆；②粗车、半精车Φ35外圆；③粗车、半精车Φ25外圆；④切槽； ⑤倒角； ⑥粗车、半精车Φ32外圆； ⑦粗车、半精车Φ20外圆； ⑧切槽；⑨倒角。 3 ① 铣键槽 铣床 打毛刺 5 ①粗磨、精磨Φ35外圆；②粗磨、精磨Φ25外圆；③调头粗磨、精磨Φ20外圆； 磨床

大批量生产： 工艺内容 加工内容 设备 工序 安装 工步 1 ①车端面；②打中心孔。 铣床 2 5 ①粗车、半精车Φ40外圆；②粗车、半精车Φ35外圆；③粗车、半精车Φ25外圆；④切槽； ⑤倒角。 车床 3 4 ①粗车、半精车Φ32外圆；②粗车、半精车Φ20外圆；③切槽；④倒角。 ① 铣键槽 打毛刺 6 ①磨外圆；②磨外圆；③调头磨外圆； 磨床

二、生产纲领和生产类型 1. 生产纲领 生产纲领 — 产品的年产量。 2. 生产类型 每台产品中该零件的数量 备品 废品率 生产纲领 生产纲领 — 产品的年产量。 每台产品中该零件的数量 备品 废品率 生产纲领 产品的年产量 2. 生产类型

1) 单件生产 单个的制造某一种零件，很少重复、甚至不重复生产。 如：大型机械、试制品、修配件等。 2) 成批生产 成批的制造某一相同的零件，每隔一定时间又重复生产。 小批生产： 中批生产： 大批生产： 3) 大量生产 在大多数工作地点，经常重复地进行一种零件某一工序的生产。

生产类型的划分： 生产类型 同一零件的年产量（件） 重型 中型 小型 单件生产 <5 <10 <100 成批生产 小批生产 中批生产 大批生产 5~100 100~300 300~1000 10~200 200~500 500~5000 100~500 5000~50000 大量生产 >1000 >5000 >50000

各种生产类型的特征和要求： 单件、小批生产 成批生产 大批大量生产 机床设备 通用（万能）的设备 通用和部分专用设备 广泛使用高效专用设备 夹具 通用夹具 广泛使用专用夹具 广泛使用高效专用夹具 刀具和量具 一般刀具和通用量具 部分的采用专用刀具和量具 广泛采用高效率专用刀具和量具 毛坯 木模手工造型和自由锻造 部分的采用机器造型和模锻 机器造型、压力铸造、模锻、滚锻等 对工人的技术要求 高 一般 操作工— 低 调整工— 高

§2 工件工艺规程的制定 一、对加工零件进行工艺分析 1. 检查零件的图纸是否完整正确； 2. 审查零件材料的选择是否恰当； §2 工件工艺规程的制定 为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据具体生产条件拟定合理的工艺过程，用图表（或 文字）的形式写成文件 — 工艺规程。 一、对加工零件进行工艺分析 1. 检查零件的图纸是否完整正确； 2. 审查零件材料的选择是否恰当； 3. 审查零件的结构工艺性； 4. 分析零件的技术要求；

二、选择毛坯 三、确定加工余量 1. 确定毛坯的种类； 毛坯 — 锻件、铸件、型材、焊接件等。 2. 确定毛坯的形状； 加工余量：为了得到一个合格的零件，必须从毛坯上切去 的那层金属。 毛坯尺寸与零件图的相应设计尺寸之差 — 加工总余量 相邻两道工序的工序尺寸之差 — 工序余量 总余量 =工序余量之和

目的：为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷， 从而提高工件的加工精度、减小表面粗糙度。 ① 与生产类型有关 ② 与生产方法有关 余量的大小 ③ 与零件的形状和尺寸有关 ④ 与工序有关 粗车：3~5mm 精车：1~1.6mm 加工外圆面： 粗磨：0.3~0.5mm 磨削 精磨：0.1mm以下

确定加工余量的方法： 1) 估算法 仅适用单件、小批量生产。 2) 查表法 适用一般的加工生产。应用最广泛。 3) 计算法 适用大批量生产和自动机床及数控机床加工。

四、定位基准的选择 1. 基准的概念及分类； 1) 基准 在产品的设计、制造和装配过程中，在零件图、工艺图和装配图上作为依据的点、线、面。 2) 基准的分类 ⑴ 设计基准： 在零件图上（设计图样上）所使用的基准。

⑵ 工艺基准： 在工艺过程中所依据的基准。 定位基准： 在加工过程中，用作工件定位的基准。 装配基准： 装配时，用来确定零件、部件在产品中的相对位置所依据的基准。 测量基准： 测量工件被加工表面尺寸和相互位置所依据的基准。

2. 定位基准的选择 （1） 粗基准的选择 粗基准 — 没有经过切削加工就被用作定位基准的表面。 ① 保证各重要加工表面都有足够的加工余量 ② 保证加工表面与非加工表面之间的相互位置精度 ⑴ 选取非加工表面为粗基准；

⑵选取与加工表面相互位置精度高的表面为粗基准； ⑶若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀， 则应选择该表面为粗基准。

⑷ 选作粗基准的表面应尽量平整、光洁，不应有飞边、 浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、夹紧可靠。 ⑸ 在同一尺寸方向上，粗基准只允许使用一次。 （2） 精基准的选择 精基准 —经过切削加工才用作定位基准的表面。 ⑴ “基准”重合原则； 尽可能选用设计基准为定位基准。可以避免由于基准不重合而引起的定位误差。

⑵ “基准同一”原则； ⑶ “互为基准”原则； 1、2 — 轴颈 3、4 — 锥孔

五、工艺路线的拟定 ⑷ 选精基准的表面应能保证零件定位准确、夹紧可靠。 1. 确定加工方案 加工一个直径φ25H7表面粗糙度Ra0.8μm的孔。 可有四种加工方案： a.钻孔-扩孔-粗绞-精绞； b.钻孔-粗镗-半精镗-磨削； c.钻孔-粗镗-半精镗-精镗-精细镗； d.钻-粗拉-精拉。 应根据零件加工表面的特点和产量等条件，确定采用其中一种加工方案。

2. 加工阶段的划分； ⑴ 粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基准。  生产率 ⑵ 半精加工阶段 ：减小粗加工留下的误差，为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。 ⑶ 精加工阶段 ：保证各主要表面达到图纸规定的要求。 ⑷ 光整加工阶段 ：进一步减小表面粗糙度、提高精度。  划分加工阶段的目的： ⑴ 保证加工质量； ⑵ 及早发现毛坯的缺陷； ⑶ 合理使用设备 ⑷ 便于组织生产。 

3. 加工顺序的安排 1) 切削加工工序的安排 ⑴ 先粗后精； ⑵ 先基准后其它； ⑶ 先主后次； ⑷ 先面后孔。 2) 热处理工序的安排 ⑴ 预备热处理：安排在机械加工之前。     ⑵ 最终热处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。    ⑶ 时效热处理 ：安排在粗加工之后。     

六、机床与工艺装备的选择 3) 检验工序的安排 ⑴ 零件从一个车间送往另一个车间的前后； ⑵ 零件粗加工阶段结束之后； ⑶ 重要工序加工的前后； ⑷ 零件全部加工结束之后。 六、机床与工艺装备的选择 1. 机床的选择 ⑴ 机床的精度应与工序要求的精度相适应； ⑵ 机床的生产率应与该零件生产类型相适应； ⑶ 机床的加工尺寸范围应与零件的外形尺寸相适应； ⑷ 应符合本厂现有的实际情况。

七、工艺文件的编制 2. 工艺装备的选择 ⑴ 夹具的选择； ⑵ 刀具的选择； ⑶ 量具的选择； 用于单件、小批生产中。 1. 机械加工工艺过程卡片 2. 机械加工工序卡片 用于大批大量生产中。 2. 机械加工工艺（综合）卡片 用于成批生产中。

§3 典型零件工艺过程 轴类零件 材料：45 淬火硬度： HRC40~50

1. 零件各主要部分的技术要求 1）在 的轴段上装滑动齿轮，并开有键槽； 2） 和 的两段为轴颈，支承于箱体的轴承孔中； 3）表面粗糙度值Ra均为0.8 μm； 4）工件材料为45钢，淬火硬度为40~50。 2. 工艺分析 该零件各的配合表面本身均有一定的精度（相当于IT7）和粗糙度要求。

根据对各表面的具体要求，可采用如下的加工方案： 粗车——半精车——热处理——粗磨——精磨 轴上的键槽可在立铣床上铣出。 3. 基准的选择 为了保证各配合表面的位置精度，选择轴线（轴两端的中心孔）为粗、精基准。 4. 工艺过程

单件、小批量生产： 工序号 工序名称 加工内容 基准 设备 1 车 车床 2 轴线（外圆） 3 铣 轴线 铣床 4 5 热 6 钳 7 磨 ①车端面；②打中心孔； ③调头，车另一断面；④打中心孔。 车床 2 ①粗车、半精车Φ40外圆；②粗车、半精车Φ35外圆； ③粗车、半精车Φ25外圆； ④切槽； ⑤倒角； ⑥粗车、半精车Φ32外圆； ⑦粗车、半精车Φ20外圆； ⑧切槽；⑨倒角。 轴线（外圆） 3 铣 ① 铣键槽 轴线 铣床 4 打毛刺 5 热 淬火回火至HRC40~50 6 钳 修研中心孔 7 磨 ①磨Φ35外圆；②磨Φ25外圆；③调头磨Φ20外圆； 磨床 8 检 按图纸要求检验