零件切削加工工藝(機(jī)械加工的工藝基礎(chǔ))

1.機(jī)械加工的工藝基礎(chǔ)

機(jī)器的生產(chǎn)過(guò)程是指從原材料（或半成品）制成產(chǎn)品的全部過(guò)程。對(duì)機(jī)器生產(chǎn)而言包括原材料的運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，零件的加工和熱處理，產(chǎn)品的裝配、及調(diào)試，油漆和包裝等內(nèi)容。生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學(xué)的原理和方法組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)，將生產(chǎn)過(guò)程看成是一個(gè)具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。

在生產(chǎn)過(guò)程中，凡是改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)等，使其成為成品或者半成品的過(guò)程稱為工藝過(guò)程。它是生產(chǎn)過(guò)程的主要部分。工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、裝配等工藝過(guò)程，機(jī)械制造工藝過(guò)程一般是指零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程和機(jī)器的裝配工藝過(guò)程的總和，其他過(guò)程則稱為輔助過(guò)程，例如運(yùn)輸、保管、動(dòng)力供應(yīng)、設(shè)備維修等。工藝過(guò)程又是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的，一個(gè)工序由有若干個(gè)工步組成。

工序是組成機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元。所謂工序是指一個(gè)（或一組）工人，在一臺(tái)機(jī)床上（或一個(gè)工作地點(diǎn)），對(duì)同一工件（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件）所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。構(gòu)成一個(gè)工序的主要特點(diǎn)是不改變加工對(duì)象、設(shè)備和操作者，而且工序的內(nèi)容是連續(xù)完成的

工步是在加工表面不變、加工工具不變、切削用量不變的條件下

走刀又叫工作行程，是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。

制定機(jī)械加工工藝過(guò)程，必須確定該工件要經(jīng)過(guò)幾道工序以及工序進(jìn)行的先后順序，僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡(jiǎn)略工藝過(guò)程，稱為工藝路線。

工藝路線的擬定是制定工藝過(guò)程的總體布局，主要任務(wù)是選擇各個(gè)表面的加工方法，確定各個(gè)表面的加工順序，以及整個(gè)工藝過(guò)程中工序數(shù)目的多少等。工藝路線擬定須遵循一定的原則。 生產(chǎn)類型通常分為三類：

1.單件生產(chǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復(fù)。

2.批量生產(chǎn)：一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過(guò)程有一定的重復(fù)性。

3.大批量生產(chǎn)：產(chǎn)品的制造數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)進(jìn)行某一個(gè)零件的某一道工序的加工。 設(shè)計(jì)原則：

(1)所設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程應(yīng)能保證機(jī)器零件的加工質(zhì)量（或機(jī)器的裝配質(zhì)量），達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。

(2)應(yīng)使工藝過(guò)程有較高的生產(chǎn)率，使產(chǎn)品盡快投放市場(chǎng)。

(3)設(shè)法降低制造成本

(4)注意減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。

原始資料：

(1)產(chǎn)品裝配圖，零件圖。

(2)產(chǎn)品驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

(3)產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。

(5)制造廠的生產(chǎn)條件，包括機(jī)床設(shè)備和工藝設(shè)備的規(guī)格、性能和現(xiàn)有的狀態(tài)、工人的技術(shù)水平、工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料。

(6)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)所需要的設(shè)計(jì)手冊(cè)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

(7)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)資料等。

步驟內(nèi)容：

(1)分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖。

(2)確定毛坯。

(3)擬定工藝路線，選擇定位基面。

(4)確定各工序所采用的設(shè)備。

(5)確定各工序所采用的刀具、夾具、量具和輔助工具。

(6)確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。

(7)確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差。

(8)確定切削用量。

(9)確定工時(shí)定額。

2.機(jī)械加工工藝基本知識(shí)這節(jié)課怎么備課

課程名稱：機(jī)械制造工藝基礎(chǔ) 授課課時(shí)：60學(xué)時(shí) 開(kāi)課單位：浙江金華實(shí)驗(yàn)中學(xué)教育集團(tuán)機(jī)械學(xué)部 授課對(duì)象：機(jī)械、模具、數(shù)控專業(yè)二年級(jí)學(xué)生 開(kāi)課時(shí)間：第3、4學(xué)期 （一）課堂教學(xué)1.內(nèi)容體系 本課程主要講授從原材料到毛坯，從毛坯到零件的整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程，前三章主要講述毛坯的制造工藝，也就是熱加工工藝，在毛坯制造好的基礎(chǔ)上又講述零件的加工工藝。

組成機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的機(jī)床、刀具、夾具及工件方面的術(shù)語(yǔ)、定義及相關(guān)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，以外圓車削為例講授工件在切削加工過(guò)程中所產(chǎn)生的變形、切削力、切削熱與切削溫度及刀具磨損等一系列的原理、影響因素和規(guī)律，從而找到提高加工表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率的基本途徑（改善工件材料切削加工性，使用性能好的切削液，選擇合理切削用量，制定合理的刀具使用壽命及選擇刀具的合理幾何參數(shù)）。為了適應(yīng)課程設(shè)計(jì)和未來(lái)工作的需要，還介紹鉆削、銑削和磨削等回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方面的相關(guān)知識(shí)以及刨削、插削、拉削的直線運(yùn)動(dòng)理論。

還講授了以工件為載體，影響機(jī)械加工質(zhì)量（包括精度與表面質(zhì)量）的因素與改善措施以及機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所必需的基本知識(shí)。最后講授用已加工合格的工件（即零件）裝配成部件，部件裝配成機(jī)器所必需的裝配工藝知識(shí)、裝配工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及保證裝配精度的工藝方法。

2.教材與主要參考書(shū)分析 勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫(xiě)的“機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)”（第五版）一書(shū)，基本符合教學(xué)大綱要求，內(nèi)容體系比較明確，加上配套的習(xí)題冊(cè)及教學(xué)碟片，可以滿足要求。3.如何講授1-3章（15學(xué)時(shí)） ⑴ 弄清毛坯的制造工藝，掌握重點(diǎn) 從原材料到毛坯，介紹了三種途徑：鑄造、鍛壓和焊接。

砂型鑄造的優(yōu)點(diǎn)突出在可以鑄造各種形狀（外形、內(nèi)腔）復(fù)雜的鑄件，如箱體、機(jī)架、床身、氣缸體，但缺點(diǎn)也比較明顯，它的內(nèi)在質(zhì)量差，承載能力不及鍛件。鍛造（俗稱打鐵）的突出特點(diǎn)是改善金屬的內(nèi)部組織，提高金屬的力學(xué)性能，但它不能鍛造形狀復(fù)雜的鍛件。

（2）明白難點(diǎn)，只要求了解 特種鑄造內(nèi)容只在書(shū)上作了簡(jiǎn)介，不能對(duì)其更深入的理解。4-10章（40學(xué)時(shí)） （1）弄清“知識(shí)點(diǎn)”，掌握重點(diǎn) 從毛坯到零件的整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程中，機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中的機(jī)床、刀具、夾具及工件的基本定義、術(shù)語(yǔ)及相關(guān)知識(shí)是其基本內(nèi)容，具體包括回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的車、鉆、鏜、磨和銑，及刨、插、拉等切削加工方法和成形運(yùn)動(dòng)、切削用量，所用機(jī)床的基本概念，刀具及其幾何角度、切削層參數(shù)及切削方式等，刀具材料，機(jī)床夾具。

具體可從這幾個(gè)方面分別去了解各種加工方法：（1）切削運(yùn)動(dòng)，（2）所用機(jī)床，（3）切削方法，（4）切削特點(diǎn)，（5）適用場(chǎng)合。切削過(guò)程中所產(chǎn)生的一系列物理現(xiàn)象及其規(guī)律是提高生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量的依據(jù)，也是制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的依據(jù)。

⑵ 找出內(nèi)在聯(lián)系，“消化”難點(diǎn) 切削過(guò)程中產(chǎn)生的變形、力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等的影響因素及規(guī)律是學(xué)生較難掌握的內(nèi)容，教師應(yīng)該用“串線”的方法加以歸納講授。如：這么多物理現(xiàn)象的影響因素均可歸納為三個(gè)主要方面，即工件材料、刀具幾何角度（參數(shù)）與切削用量三個(gè)方面，這樣一串就變得有規(guī)律易于掌握了；還要用現(xiàn)實(shí)中的實(shí)例或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析講解，以幫助學(xué)生理解，避免死記硬背。

改善工件材料的切削加工性、合理選用切削液、選擇刀具合理幾何參數(shù)、選擇合理切削用量等都是提高生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量的具體措施。⑶ 突出重點(diǎn)，兼顧一般 任何課程都有重點(diǎn)內(nèi)容和一般內(nèi)容。

講授時(shí)教師必須首先分清重點(diǎn)與一般，重點(diǎn)內(nèi)容要重點(diǎn)講授，一般內(nèi)容可讓學(xué)生自學(xué)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，避免“滿堂灌”。⑷ 緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合學(xué)生的實(shí)踐操作課，使學(xué)生加深理解。

如：硬質(zhì)合金的概念及對(duì)性能的影響因素，可用鋼筋混凝土中的卵石、水泥作比喻來(lái)理解，陶瓷刀具材料的增韌可用“和泥”時(shí)摻草來(lái)比喻…… 因?yàn)樵摬糠质茄芯可a(chǎn)中遇到的各種現(xiàn)象及規(guī)律的科學(xué)，因此必須緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際。以第四章為例講述各章節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)：第4章 切削加工基礎(chǔ)知識(shí)（4學(xué)時(shí)） 講授機(jī)械運(yùn)動(dòng)、切削用量、切削力、切削溫度、切削液及加工精度和加工表面質(zhì)量、機(jī)械加工質(zhì)量的發(fā)展?fàn)顩r、機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能和壽命的影響、機(jī)械加工精度的獲得方法、機(jī)械加工精度的影響因素及其控制、加工誤差和原始誤差、誤差敏感方向；尺寸精度的影響因素及其控制、形狀精度的影響因素及其控制、位置精度的影響因素及其控制。

重點(diǎn)使學(xué)生建立起加工精度的概念，不僅僅指尺寸精度，還要考慮形狀和位置精度。掌握誤差類型，注意它們?cè)诩庸ぞ确治鲋械膽?yīng)用，尋求有效提高加工精度的工藝途徑。

機(jī)床幾何誤差及其對(duì)加工精度的影響及其控制要講授：回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度的影響及其控制、直線運(yùn)動(dòng)精度的影響及其控制、成形運(yùn)動(dòng)間位置關(guān)系精度的影響及其控制、成形運(yùn)動(dòng)間速度關(guān)系的精度影響及其控制。加工過(guò)程中其它因素對(duì)機(jī)械加工精度的影響及其控制要講授：工藝系統(tǒng)受力變形的影響及其控制、工藝系統(tǒng)熱變形的影響及其控制、工藝系統(tǒng)磨損的影響及其控制、工藝系統(tǒng)殘余。

3.機(jī)械零件加工工藝

機(jī)械產(chǎn)品制造時(shí)，將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^(guò)程稱為生產(chǎn)過(guò)程。對(duì)機(jī)器生產(chǎn)而言包括原材料的運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，零件的加工和熱處理，產(chǎn)品的裝配及調(diào)試、油漆、包裝等內(nèi)容。生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學(xué)的原理和方法組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)，將生產(chǎn)過(guò)程看成是一個(gè)具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。

在生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變?cè)牧希ɑ蛎鳎┬螤?、尺寸、位置和性能，使之變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^(guò)程，稱為工藝過(guò)程，它是生產(chǎn)過(guò)程的主要部分。工藝過(guò)程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、機(jī)械加工、裝配等類別。機(jī)械制造工藝過(guò)程一般是指零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程和機(jī)器的裝配工藝過(guò)程的總和，其他過(guò)程則稱為輔助過(guò)程，例如檢驗(yàn)、清洗、油封、包裝、轉(zhuǎn)運(yùn)、保管、動(dòng)力供應(yīng)、設(shè)備維護(hù)等。用切削的方法逐步改變毛坯或半成品的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為合格的零件所進(jìn)行的工藝過(guò)程，稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械加工工藝過(guò)程是最主要的工藝過(guò)程。

4.機(jī)加工件工藝

研究和設(shè)計(jì)各種設(shè)備中機(jī)械基礎(chǔ)件的一門(mén)學(xué)科，也是零件和部件的泛稱。

機(jī)械零件作為一門(mén)學(xué)科的具體內(nèi)容包括：①零（部）件的聯(lián)接，如螺紋聯(lián)接、楔聯(lián)接、銷聯(lián)接、鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、過(guò)盈配合聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接、鉚接、焊接和膠接等。②傳遞運(yùn)動(dòng)和能量的帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、繩傳動(dòng)和螺旋傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)，以及傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器等相應(yīng)的軸系零（部）件。

③起支承作用的零（部）件，如軸承、箱體和機(jī)座等。④起潤(rùn)滑作用的潤(rùn)滑系統(tǒng)和密封等。

⑤彈簧等其他零（部）件。 作為一門(mén)學(xué)科，機(jī)械零件從機(jī)械設(shè)計(jì)的整體出發(fā)，綜合運(yùn)用各有關(guān)學(xué)科的成果，研究各種基礎(chǔ)件的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用、失效形式、承載能力和設(shè)計(jì)程序；研究設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件的理論、方法和準(zhǔn)則，并由此建立了本學(xué)科的結(jié)合實(shí)際的理論體系，成為研究和設(shè)計(jì)機(jī)械的重要基礎(chǔ)。

自從出現(xiàn)機(jī)械，就有了相應(yīng)的機(jī)械零件。但作為一門(mén)學(xué)科，機(jī)械零件是從機(jī)械構(gòu)造學(xué)和力學(xué)分離出來(lái)的。

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，新的設(shè)計(jì)理論和方法、新材料、新工藝的出現(xiàn)，機(jī)械零件進(jìn)入了新的發(fā)展階段。有限元法、斷裂力學(xué)分析、彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法學(xué)等理論，已逐漸用于機(jī)械零件的研究和設(shè)計(jì)。

更好地實(shí)現(xiàn)多種學(xué)科的綜合，實(shí)現(xiàn)宏觀與微觀相結(jié)合，探求新的原理和結(jié)構(gòu)，更多地采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和精確設(shè)計(jì)，更有效地利用電子計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步發(fā)展設(shè)計(jì)理論和方法，是這一學(xué)科發(fā)展的重要趨向。 編輯本段 選材原則 一、材料的使用性能——選材的最主要依據(jù) 指的是零件在使用時(shí)所應(yīng)具備的材料性能，包括機(jī)械性能、物理性能和化學(xué)性能。

對(duì)大多數(shù)零件而言，機(jī)械性能是主要的必能指標(biāo)，表征機(jī)械性能的參數(shù)主要有強(qiáng)度極限σb、彈性極限σe、屈服強(qiáng)度σs或σ0。2、伸長(zhǎng)率δ、斷面收縮率ψ、沖擊韌性ak及硬度HRC或HBS等。

這些參數(shù)中強(qiáng)度是機(jī)械性能的主要性能指標(biāo)，只有在強(qiáng)度滿足要求的情況下，才能保證零件正常工作，且經(jīng)久耐用。 在材料力學(xué)的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)計(jì)算零件的危險(xiǎn)截面尺寸或校核安全程度時(shí)所用的許用應(yīng)力，都要根據(jù)材料強(qiáng)度數(shù)據(jù)推出。

二、材料的工藝性能 材料的加工工藝性能主要有：鑄造、壓力加工、切削加工、熱處理和焊接等性能。其加工工藝性能的好壞直影響到零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及成本。

所以，材料的工藝性能也是選材的重要依據(jù)之一。 （1）鑄造性能：一般是指熔點(diǎn)低、結(jié)晶溫度范圍小的合金才具有良好的鑄造性能。

如：合金中共晶成分鑄造性最好。 （2）壓力加工性能：是指鋼材承受冷熱變形的能力。

冷變形性能好的標(biāo)志是成型性良好、加工表面質(zhì)量高，不易產(chǎn)生裂紋；而熱變形性能好的標(biāo)志是接受熱變形的能力好，抗氧化性高，可變形的溫度范圍大及熱脆傾向小等。 （3）切削加工性能：刀具的磨損、動(dòng)力消耗及零件表面光潔度等是評(píng)定金屬材料切削加工性能好壞的標(biāo)志，也是合理選擇材料的重要依據(jù)之一。

（4）可焊性：衡量材料焊接性能的優(yōu)劣是以焊縫區(qū)強(qiáng)度不低于基體金屬和不產(chǎn)生裂紋為標(biāo)志。 （5）熱處理：是指鋼材在熱處理過(guò)程中所表現(xiàn)的行為。

5.零件加工工藝分析包括哪些內(nèi)容

2008年11月17日 星期一 上午 11:43零件的數(shù)控加工工藝分析是編制數(shù)控程序中最重要而又極其復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也是數(shù)控加工工藝方案設(shè)計(jì)的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個(gè)合格的編程人員對(duì)數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)，以及影響數(shù)控加工的每個(gè)環(huán)節(jié)都要有一個(gè)清晰、全面的了解，這樣才能避免由于工藝方案考慮不周而可能出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，造成無(wú)謂的人力、物力等資源的浪費(fèi)。全面合理的數(shù)控加工工藝分析是提高數(shù)控編程質(zhì)量的重要保障。

在數(shù)控加工中，從零件的設(shè)計(jì)圖紙到零件成品合格交付，不僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮到諸如零件加工工藝路線的安排、加工機(jī)床的選擇、切削刀具的選擇、零件加工中的定位裝夾等一系列因素的影響，在開(kāi)始編程前，必須要對(duì)零件設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析，以最終確定哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，哪些是數(shù)控加工的難點(diǎn)，以及數(shù)控程序編制的難易程度。

零件工藝性分析也是數(shù)控規(guī)劃的第一步，在此基礎(chǔ)上，方可確定零件數(shù)控加工所需的數(shù)控機(jī)床、加工刀具、工藝裝備、切削用量、數(shù)控加工工藝路線，從而獲得最佳的加工工藝方案，最終滿足零件工程圖紙和有關(guān)技術(shù)文件的要求。

數(shù)控加工工藝流程圖

1.數(shù)控加工工藝路線制定所需的原始資料

(1)零件設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)資料，以及產(chǎn)品的裝配圖紙。

(2)零件的生產(chǎn)批量。

(3)零件數(shù)控加工所需的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工藝文件。

(4)產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

(5)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料。工藝裝備及專用設(shè)備的制造能力、加工設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格及性能、工人的技術(shù)水平。

2.毛坯狀態(tài)分析

大多數(shù)零件設(shè)計(jì)圖紙只定義了零件加工時(shí)的形狀和大小，而沒(méi)有指定原始毛坯材料的數(shù)據(jù)，包括毛料的類型、規(guī)格、形狀、熱處理狀態(tài)以及硬度等。編程時(shí)，對(duì)毛料的深入了解是一個(gè)重要的開(kāi)始，利用這些原始信息，有利于數(shù)控程序規(guī)劃。