機(jī)械加工工藝基本知識(shí)

1、機(jī)械加工工藝基本知識(shí)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(jī)械產(chǎn)品的 生產(chǎn)過程一般包括:生產(chǎn)與技術(shù)的準(zhǔn)備 如工藝設(shè)計(jì)和專用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、生產(chǎn)計(jì)劃的編制、生產(chǎn)資料的準(zhǔn)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(yàn)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(yùn)輸、保管等;在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)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(jī)械加工、熱處理、裝配等均為工藝過程。工藝過程中，若用機(jī)械加工的方法直接改變生產(chǎn)對(duì)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(jī)械加工工藝過程。同樣，將加工好的零件裝配成機(jī)器使之達(dá)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(jī)械加工工藝過程和裝配工藝過程是機(jī)械制造工藝學(xué)研究的兩項(xiàng)主要內(nèi)容。二、機(jī)械加工工藝過程的組成機(jī)械加工工藝過程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的，而工序又可分為若干個(gè)安裝、工位、工步和走刀。（一）工序工序是指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)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(dòng)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(shí)其加工工藝過程如表3

3、-1所示；成批生產(chǎn)時(shí)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(jī)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(gè)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(jī)械加工工藝過程工濟(jì)號(hào)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(tuán)）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(jī)械加工分車削和鉆削兩道工序。因?yàn)閮烧叩牟僮鞴と?、機(jī)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(gè)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?yàn)槭褂迷O(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(shí)間定額，配備工

5、人，安排作業(yè)和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)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(jìn)一步劃分工步。工步是指加工表面（或裝配時(shí)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(gè)工序可以包括幾個(gè)工步，也可以只有一個(gè)工步。如表3-1中工序1。在安裝I中進(jìn)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(gè)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(gè)工步。但下面指出的情況應(yīng)視為一個(gè)工步：銃削兩凸臺(tái)面復(fù)舍工步1 對(duì)于那些一次裝夾中連續(xù)進(jìn)行的若干相同的工步應(yīng)視為一個(gè)工步。如圖3-1零件上三個(gè) $

6、8孔鉆削。可以作為一個(gè)工步。即鉆 3- $ 82 為了提高生產(chǎn)率，有時(shí)用幾把 刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面，此時(shí)也應(yīng)視為一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。如圖3-2的加工方案。在一個(gè)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(jìn)行一次切削就是一次走刀。一個(gè)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(jī)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(gè)或多個(gè)安裝。表3-1中工序1即有兩個(gè)安裝，而工序 2有一個(gè)安裝。工件加工中應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，因?yàn)槎嘁淮窝b夾就多一次裝夾誤差，而 且

7、增加了輔助時(shí)間。因此生產(chǎn)中常用各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)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(dòng) 部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置，稱為工位。圖3-3所示為一種利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在一次裝夾后順序完成裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔四個(gè)工位加工的實(shí)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(kuò)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(xiàng)十分重要的工作。關(guān)于定位在后面章節(jié)中詳細(xì)論述，本節(jié) 對(duì)工件在機(jī)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(dòng)，以免破壞工件的定位。因此正確 設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)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(shí)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(dòng)夾緊機(jī)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(diǎn)、大?。┦且粋€(gè)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(diǎn)的確定(1 )夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在支承范圍內(nèi)。圖3-5所示的夾緊力的作用點(diǎn)落到了定位元件的支承范圍之外，夾緊時(shí)將破壞正確位置，因而是不正確的。S3-5贄糜力作用點(diǎn)的位直不正確(3)夾緊力的作用點(diǎn)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(shí)工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形就會(huì) 小得多。夾緊圖3-6b所示的薄壁箱體時(shí)，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(diǎn)夾緊，改變著力點(diǎn)的位置，以

10、減少夾緊變形。<b>圖3-6夾緊力作用點(diǎn)與夾緊變形的關(guān)系（3 ）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)靠近工件的加工部位。圖3-7所示，夾緊力遠(yuǎn)離加工部位，因此應(yīng)在加工部位加上輔助夾緊機(jī)構(gòu)，以防止加工時(shí)發(fā)生振動(dòng)，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(jìn)行粗略的估算。估算 的方法：（1 ）找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)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(dāng)考慮安全系數(shù)。如需進(jìn)行夾緊力估算可參閱有關(guān)資料。四、機(jī)械加工生產(chǎn)類型及特點(diǎn)（一）生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量和進(jìn)度計(jì)劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)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(tái)/年）；n 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）；a% 備品的百分率；b% 廢品的百分率。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)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(dòng)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(diǎn)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(diǎn)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(jī)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(diǎn)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(jī)床制造、電機(jī)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(diǎn)分別與單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)類似；中批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)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(diǎn)是：產(chǎn)量大、品種

13、少，大多數(shù)工作地長期重復(fù)地進(jìn)行某個(gè)零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機(jī)、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(shí)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(jìn)的數(shù)控機(jī)床，以降低生產(chǎn)成本。各類生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)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(shí)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(cuò) 謹(jǐn)"通廈低WT 鹼蠶尢部曲景用叢髓耐理當(dāng) 魅。毛坯耦復(fù)和遠(yuǎn)飪輩申 碑廣眨5隔全K欄機(jī) 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(jī)屋決別 釆弟機(jī)EtJtmi郎片道用機(jī)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(jī)鹹按爲(wèi)朮理和自 助炊排斟逸召兀藝二裝榕樂用爲(wèi)用予舄懷 i&nm.逓用刀翼和萬 n&#