金属机械加工有哪些方法

黑色金属主要指钢铁材料，这种材料硬度和强度较高，加工时需要较大的切削力，要求机床刚性较大，刀具的耐磨性较高。有色金属相对硬度和强度较低，以上和各项指标要求不如钢铁高。但有色金属加工有其特点，太软的有色金属加工时精度和表面粗糙度不易达到较高的要求，对刀具也有其特殊要求。

一、工件材料的性质

不同工件材质因其物理特性和化学特性不同，采取的表面加工工艺也不同。例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法而不应采用磨削。

二、工件的结构和尺寸

工件的尺寸大小和结构状态会影响加工效果。例如对于低精度的孔加工采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔。直径过大的孔加工不宜采用钻、扩、铰。

三、金属加工油品性能

金属加工工件表面精度与油品具有很大的关联性，高端金属加工油通过硫化极压抗磨添加剂的平稳释放可以有效降低工件表面的磨损程度，从而保证工件精度。

四、生产类型

选择加工方法要与生产类型相适应，大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。例如平面和孔采用拉削加工；单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔；又如为保证质量可靠和稳定，保证较高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。

五、具体生产条件

企业自身的加工环境也是影响工件表面精度的主要因素，在条件允许的情况下应充分利用现有设备和工艺手段不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力提高工艺水平。

以上就是提高金属表面加工精度的方法和注意事项，合理的制定工艺方案能提高产品的市场竞争力。

机械加工工艺技术【1】

摘要：旨在讨论机械加工工艺的相关概念，并对表面加工方法和加工方案的选择、工艺规程制订的原则、机械加工工序的安排等进行讨论。

关键词：机械加工工艺加工方法加工方案加工工序

机械零件的加工质量作为保证机械产品质量的基础，其包括零件加工的尺寸精度与表面的质量。

我国机械加工现状：一方面是传统的切削和磨削加工技术仍然在不断的发展，加工的精度水平也日益提高。

精密加工和超精密加工技术已经进入到实用阶段另一方面加工技术面向自动化的方向进行全面的发展，正沿着数控、柔性制造系统、计算机成品制造系统的台阶向上攀登。

1、概述

1.1 工序

工序是指一个或者一组工人，在一个工作地点，对一个或者同时对几个工件所进行的连续完成该部分工艺的过程。

区分工序的主要依据就是工作地点或者设备是否变动，以及完成的那部分工艺的内容是否是连续的。

1.2 安装与工位

在工件加工前，在机床或者夹具上先占据一正确的位置，然后再进行夹紧的过程称为装夹。

工件或者装配的单元经过一次装夹后，所完成的那部分工艺的内容称为安装。

为了完成一定的工序内容，在完成一次工件装夹后，工件或者装配单元与夹具或者设备的可动部分一起相对刀具或者设备的固定部分所占据的每一个位置，就称为工位。

1.3 工步与走刀

工步是指被加工的表面或者在装配时的连接表面与切削或者装配工具不变的情况下，所连续完成的那一部分的工序。

在一个工步内，如果被加工的表面切去的金属层很厚，需要分几次切削，每进行一次切削就为一次走刀。

一个工步可包括一次走刀或者几次走刀。

2、表面加工方法、方案的选择

在拟定零件的工艺路线时，首先，要确定各个表面的加工方法与加工方案。

表面的加工方法、方案的选择，应当同时满足加工的质量、生产效率、经济性等各方面的要求。

对于表面加工方法的选择，首先需要保证加工表面的加工精度及表面粗糙度的要求。

因为获得同一精度的表面粗糙度的加工方法通常有若干种，在实际选择时，还需结合零件的结构形状、尺寸大小及材料与热处理的要求做全面考虑。

如：对于IT7级精度的孔，采用铰削、镗削、拉削、磨削均可达到加工的要求，但是箱体上的孔，一般不宜选择拉孔与磨孔，然而常选择镗孔或者铰孔在孔径大时，应选镗孔，在孔径小时，应取铰孔。

对于一些要经淬火的零件，在进行处理后，应当选择磨孔对于有色金属的零件，为了避免在磨削时堵塞砂轮，则应当选择高速镗孔。

表面加工方法的选择，首先除了要保证质量的要求外，还须考虑生产效率、经济性的要求。

在大批大量生产时，应当尽量的采用高效率的先进的工艺方法，如：拉削内孔和平面、同时加工几个表面的组合铣削或者磨削等。

这些方法都能够大幅度的提高其生产率，以取得很大的经济效果。

但是，在年产量不大的生产条件下，如果盲目的采用高效率的加工方法与专用设备，就会因设备的利用率不高，造成经济上较大的损失。

同时，任何一种加工的方法，可获得的加工精度与表面质量均有一个相当大的范围，但是，只有在一定的精度范围内，才是经济的，该范围的加工精度即为该种加工方法的经济精度。

在选择加工方法时，应根据工件的精度要求进行选择与经济精度相适应的加工方法。

如：对于IT7、表面粗糙Ra值为0.41um的外圆，虽然通过精心车削可以达到要求，但是在经济上就不及磨削合理。

表面加工方法的选择还需要考虑现场的实际情况，如：设备的精度状况、设备的负荷、工艺的设备、工人技术水平等。

3、工艺规程制订的原则

工艺规程制订的原则是优质、高产与低成本，即在保证产品质量的前提下，来争取最好的经济效益。

在进行具体制定时，还应当注意以下问题：

3.1 技术上的先进性

在制订工艺规程时，需要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能的采用先进适用的工艺与工艺装备。

3.2 经济上的合理性

在一定的生产条件下，可能会出现几种能保证零件技术要求的工艺方案。

此时，应当通过成本核算或者相互对比，选择确定经济上最合理的方案，使得产品生产成本最低。

3.3 良好的劳动条件、避免环境污染

在制订工艺规程时，要注意保证在工人操作时有良好的、安全的劳动条件。

所以，在工艺方案上，要尽量的采取机械化或者自动化措施，从而减轻工人繁重的体力劳动。

此外，要符合国家环境保护法的有关规定，避免污染环境。

产品质量、生产率与经济性三个方面有时会相互矛盾，所以，合理的工艺规程应当处理好这些矛盾，体现这三者的统一。

4、机械加工工序的安排

在安排加工顺序时，应当注意以下几点。

(1)根据零件的功用与技术要求：先把零件的主、次要表面进行区分开，然后再着重考虑主要表面的加工顺序。

(2)当零件需要分阶段进行加工时，首先安排各表面的粗加工，其次安排半精加工，最后再安排主要表面的精加工与光整加工。

(3)零件加工一般首先从精基准的加工开始，然后再以精基准定位进行加工其他主、次要表面。

(4)为了缩短工件在车间内的运输距离，以避免工件的往返流动，加工顺序应当考虑车间设备的布置情况。

5、结语

随着国际机械加工工艺技术水平不断的提高，我国的加工技术也在迅猛的发展。

为尽快提高我国机械加工技术的水平，增强其竞争力，要在现代综合集成制造技术的基础上，融合先进的管理理念与信息技术，研究数控制造车间的体系构架与模式，研发快速的制造计划，执行管理系统，建立基础工程数据库，从而提高数控加工的效率，最终获得质量、精度合格的零件。

参考文献

[1]李国栋.机械加工工艺路线的拟定[J].黑龙江科技信息,2011,(9):272-272.

[2]苏文玉.浅谈机械加工的工艺规程[J].中小企业管理与科技,2010,(8):313-314.

[3]江敦清.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].黑龙江科技信息,2010,(16)：7-7.

机械加工工艺技术与误差分析【2】

摘要：通常情况下，工艺人员会以其所要加工产品的设备条件以及具体要加工的数量和质量要求等一系列的因素为基准，来确定相应的工艺过程，并会将有关的加工内容制作成工艺性的文件，我们也可以称这些文件为工艺性的章程，机械工艺的规程从某种角度上说是在公家加工过程中的指导性文件，是工厂计划调度与生产准备过程中需要参考的一个非常重要的依据。

关键词：机械加工 工艺技术 误差分析 工艺规程

1 概述

机械产品具备多项性能，特别是对于它的持久性与可靠性来讲，在某种程度上甚至会对它机械加工工艺产生非常大的影响。

在机械生产加工的具体过程中，由于受到零件的大小、具体的生产技术指标等一系列要求的限制，一个普通的零件不仅仅只是在一个车床上完成，它需要经历非常多的加工工艺，在这个过程中，就需要根据零件的具体相关要求，来选择具体的机床来进行有针对性的加工与处理。

1、选择定位基准

定位基准包括粗基准和精基准。粗基准是指用未加工过的毛坯表面做基准。精基准是指用已加工过的表面做基准。

1、粗基准的选择原则：

1）合理分配加工余量的原则

a、应保证各加工表面都有足够的加工余量：如外圆加工以轴线为基准；

b、以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高；如床身加工，先加工床腿再加工导轨面；

2）保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则

一般应以非加工面做为粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。

3）便于装夹的原则：选表面光洁的平面做粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠。

4）粗基准一般不得重复使用的原则：在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。

2、表面加工方法的选择

（1）各种加工方法的经济加工精度和表面粗糙度

不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用选各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。

某种加工方法的经济加工精度：是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。

（2）加工方法和加工方案的选择

根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案；

这种方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。

要考虑被加工材料的性质；

例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难,，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。

要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题。如：大批大量生产应选用高效率的加工方法，采用专用设备。例如，平面和孔可用拉削加工，轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工，盘类或套类零件可用单能车床加工等。

应考虑本厂的现有设备和生产条件：即充分利用本厂现有设备和工艺装备。

在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。

3、机床设备与工艺装备的选择

1、所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应；

2、精度等级应与本工序加工要求相适应；

3、电机功率应与本工序加工所需功率相适应；

4、机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。

工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择：

1、在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)；

2、在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。

机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。

4、加工阶段的划分

1）根据零件的技术要求划分加工阶段。

分以下几个阶段：

粗加工阶段:在此阶段主要是尽量切除大部分余量，主要考虑生产率。

半精加工阶段:在此阶段主要是为主要表面的精加工做准备，并完成次要表面的终加工（钻孔、攻丝、铣键槽等）。

精加工阶段:在此阶段主要是保证各主要表面达到图纸要求，主要任务是保证加工质量。

光整加工阶段:在此阶段主要是为了获得高质量的主要表面和尺寸精度。

2）将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：

(1)保证零件加工质量（因为工件有内应力变形、热变形和受力变形，精度、表面质量只能逐步提高，）；

(2)有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；

(3)有利于合理利用机床设备。

(4)便于穿插热处理工序：穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难充分发挥热处理的效果。

此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。

5、工序的划分

在制定工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个不同的原则：即工序的集中和工序的分散。

工序集中原则

按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序。

最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。采用数控机床、加工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。

工序分散原则

按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。

最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。:传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。

6、工序顺序的安排

1）机械加工工序的安排原则

1、先基准面后其它表面:先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。

2、先粗加工后精加工:即粗加工在前，精加工在后，粗精分开。

3、主要表面后次要表面:如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。

4、先加工平面后加工孔:平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，通常均以平面定位来加工孔。

2)热处理工序及表面处理工序的安排：根据热处理的目的，安排热处理在加工过程中的位置。

1、退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。应用：高碳钢采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出来以后。

2、正火：将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工序。注：加热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线200度左右。:其作用是：提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。应用：低碳钢采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出来以后。

3、回火：将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法。:其作用是：稳定组织、消除内应力、降低脆性。

4、调质处理（淬火后再高温回火）：其作用：是获得细致均匀的组织，提高零件的综合机械性能。:应用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳钢和合金钢。

5、时效处理：其作用：是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。:应用：一般安排在毛坯制造出来和粗加工后。常用于大而复杂的铸件。

6、淬火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。:其作用是：提高零件的硬度。应用：一般安排在磨削前。

7、渗碳处理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后进行。

8、为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。

3)检验工序的安排，为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：

1、粗加工全部结束之后；

2、送往外车间加工的前后；

3、工时较长和重要工序的前后；

4、最终加工之后。

除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。

4)其它工序的安排

1、零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。

2、零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。

3、在用磁力夹紧工件的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。

齿轮的加工工艺：下料—锻造—正火—粗车—调质热处理(淬火+高温回火)—精车—齿面磨削加工--检验入库。

滚珠丝杠的加工工艺：下料—锻造—退火—切削加工—热处理—磨削加工—检验入库。

汽车半轴的加工工艺：下料—锻造—正火—车削加工—拉花键—热处理—磨削加工。

从加工工艺来看，以上几种淬火钢件均需要磨削加工来保证图纸要求，齿轮是由于属于断续切削，车刀无法加工；而滚珠丝杠和汽车半轴就属于表面精度高，采用磨削方式来达到表面光洁度。

一、机械零件概述

1.零件的分类

零件按其结构一般可分为六类：轴类 、盘套类 、支架箱体类 、六面体类、机身机座类和特殊类

选择零件时以轴类 、盘套类 、支架类零件为主。（比较常见）

2．零件表面构成

1）零件表面构成 ：三种基本表面

①回转面：圆柱面、圆锥面、回转成形面等

②平面：大平面、端面、环面等

③成形面：渐开线齿面、螺旋面等

3．零件表面成形方法

（1）成形法：被加工工件的廓形是刀具的刃形（或者刃形的投影）“复印”出来的。

（2）包络法：被加工工件的廓形是切削刃在切削运动过程中，连续位置的包络线。

4．零件的材料

零件常用材料：

碳素结构钢Q235A 、优质碳素结构钢(35 、45) 、合金结构钢（40Cr）

铸钢(ZG570)、 铸铁(HT150、HT200)

有色金属及其合金等。

标注在标题栏中

5．零件的热处理

常见零件的热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调质、时效等。

在技术要求中给出

45常用：轴类

调质220—240HBS

表面淬火，硬度HRC40—50

6．零件的加工质量

零件的加工质量包括：加工精度和表面质量两个方面。

零件的加工精度是指零件在加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度。

表面质量主要指表面粗糙度。

产品图纸中分别用尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度来表示。

（1）尺寸精度

指的是零件的直径、长度、表面间距离等尺寸的实际数值与理想数值的接近程度。尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。

国标GB/T1800.1-1997规定尺寸精度的标准公差等级分为20级，分别为IT01，IT0，IT1，IT2，…，IT18，其中IT01的公差最小，尺寸精度最高。

尺寸精度愈高，零件的工艺过程愈复杂，加工成本也愈高。

不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。

（2）形状精度

形状精度是指加工后零件上的线、面的实际形状与理想形状的符合程度。

评定形状精度的项目有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等6项(GB/T1182-1996)。

形状精度是用形状公差来控制的。各项形状公差，除圆度、圆柱度分13个精度等级(0~12)外，其余均分为12个精度等级。1级最高，12级最低。

（3）位置精度

指加工后零件上的点、线、面的实际位置与理想位置的符合程度。评定位置精度的项目有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动等8项(GB/T1182-1996)。位置精度是用位置公差来控制的。各项目的位置公差亦分为12个精度等级。

（4）表面粗糙度

在切削加工中，由于振动、刀痕以及刀具与工件之间的摩擦，在工件已加工表面不可避免地留下一些微小峰谷。

零件表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙度，也称微观不平度。

常用的是轮廓算术平均偏差Ra评定。GB/T1031-1995规定Ra值14级，从100，50，25，12.5，6.3，3.2，1.60，0.8，。。。，0.12。另外还有补充系列值。

表面粗糙度符号：Ra

表面粗糙度单位：μm

不同的加工方法可以达到不同的表面粗糙度。

（5）公差与配合

尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。

轴用小定字母，如h7 、js6 、g6 、m7

孔用大写字母。如H7 、H6

配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。分为间隙配合、过盈配合、过渡配合。

确定配合关系，然后可查手册确定公差值。

7．零件设计注意事项

（1）标注尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度。

（2）技术要求：轴类零件应有热处理（调质、淬火）要求，其它类可没有热处理要求。

（3）材料牌号。

（4）按制图标准画零件图，图纸一般A4或A3。

二、机械加工工艺设计

1、机械加工工艺过程基本知识

（1）工艺过程

在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺过程。例如，铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。

（2）机械加工工艺过程

在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和性能使之变为成品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。

（3）机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。

（4）工序

一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对一个(或同时几个)工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。

这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。

2、机械加工工艺规程

（1）机械加工工艺规程

机械加工工艺规程(简称工艺规程)是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。

（2）工艺规程的内容

工艺路线；

各工序加工的内容、要求；

所采用的机床、工艺装备；

工件的检验项目、检验方法；

切削用量、工时定额等。

工艺路线是指产品或零部件在生产过程中由毛坯准备到成品包装入库经过企业各有关部门或工序的先后顺序。

工艺装备(简称工装)是产品制造过程中所用的各种工具的总称。它包括刀具、夹具、模具、量具、检验工具及辅助工具等。

（3）工艺规程的格式

机械加工工艺规程主要有机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片两种基本形式。机械加工工艺过程卡是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。一般适用于单件小批生产。（零件加工的流向）

制定合理的零件加工工艺过程：

首先要掌握目前有哪些可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理地选用。

其次还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。

3、制定工艺规程的步骤

1)分析产品的零件图与装配图，分析零件图的加工要求、结构工艺性，检验图样的完整性；

2)根据零件的生产纲领确定生产类型；

3)选择毛坯；

4)确定单个表面的加工方法；

5)选择定位基准，确定零件的加工路线；

6)确定各工序所用的设备及工艺装备；

7)计算加工余量、工序尺寸及公差；

8)确定切削用量，估算工时定额；

9)填写工艺文件。

4、生产类型

在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为三种生产类型。

5、典型机械零件毛坯的选用

毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。

（1）常用的毛坯类型

各种轧制型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。（联合加工）

（2）典型机械零件毛坯的选用

轴类、盘套类和机架箱体类三大类

j装有齿轮和轴承的轴，多采用锻件毛坯，也可采用圆钢

其轴颈处要求有较高的综合力学性能，常选用中碳调质钢；如45

承受重载或冲击载荷，以及要求耐磨性较高的轴多选用合金结构钢，40Cr

k盘套类毛坯的选择

常见的有齿轮、带轮、飞轮、手轮、法兰、联轴器、套环、垫圈、轴承座等。

齿轮选用中碳结构钢；承受较大冲击载荷的重要齿轮选用合金渗碳钢；其毛坯均采用型材经锻造而成。

带轮、飞轮、手轮等受力不大或以受压为主的零件通常采用灰铸铁件毛坯，也可采用低碳钢焊接件毛坯。

法兰、套环、垫圈等零件可采用铸铁件、锻件或圆钢做毛坯；厚度小（<40）也可用钢板直接下料作为毛坯。

l机架箱体类零件的毛坯选择

常见有各种机械设备的机身、机架、底座、横梁、工作台、减速器箱体、箱盖、轴承座、阀体、泵体等。

一般多选用铸铁件毛坯；

对受力较大，且较复杂的零件应采用铸钢件毛坯；

单件小批量生产时也可采用焊接件毛坯。

优质碳素结构钢(35 、45) 、合金结构钢（40Cr）、 铸钢(ZG570)、 铸铁(HT150、HT200)

6、常见表面的加工方法

零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。

(1)常用加工方法

零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。（五大类机床）

车削加工：各种回转表面。如外圆、内圆、螺纹

钻削加工：孔

铣削加工：平面、沟槽（键槽、螺旋槽）

刨削加工：平面、V型槽

磨削加工：外圆、内圆、锥面、平面

此处还有镗削加工、拉削加工、光整加工、特种加工

(2)加工阶段的划分

根据零件表面质量要求不同，通常将表面加工划分为以下几个阶段。

1)粗加工阶段 主要任务是切除各加工表面上大部分余量。

2)半精加工阶段 任务是减小精加工留下的误差，为主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。

3)精加工阶段 任务是保证各主要表面达到图样规定要求。

（3）零件加工遵循下述原则：

①粗、精加工分开。为了保证零件的加工质量，提高生产效率和经济效益，以达到各自不同的目的和要求。

②零件的加工，一般不是在一台机床上用一种工艺方法就可完成，往往需要几种加工方法互相配合，经过一定的工艺过程才能逐步地完成零件表面的加工。

③若一种表面可采用不同的加工方法进行加工的话，那么就生产的具体条件而言，其中必有一种加工方法是最合适的。

（4）外圆面常用加工方案

外圆是组成轴类和盘套类等零件的主要表面或辅助表面。

外圆表面加工最常用的方法有：车削、磨削

①车削类：用于加工中等精度的盘、套、短轴销类零件的外圆表面；有色金属件的外圆；零件结构不宜磨削的外圆表面（如止口外圆）

粗车[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精车[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]

（4）外圆面常用加工方案

②车磨类：用于加工除有色金属件以外的结构形状适宜磨削而精度又高的各类零件上的外圆表面，尤其是要求淬火处理的外圆表面。

粗车[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→淬火（按需）→粗磨[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]→精磨[IT6～IT5，Ra0.4～0.2um]

（5）内圆表面（孔）常用加工方案

内圆(即孔)表面是组成机械零件的基本表面，尤其是盘套类和支架箱体类零件，孔是重要表面之一。

孔的加工常用的方法有：

钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔、拉孔、磨孔

①车（镗）类：用于加工除淬硬钢件以外孔径D>15的各种金属件上的孔。

钻孔/粗车或粗镗[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车或半精镗[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精车或精镗[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]

②车（镗）磨类：用于加工淬硬和不淬硬钢件的孔，除有色金属件以外的轴、盘套类金属件上的高精度孔。

钻孔/粗车或粗镗[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车或半精镗[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→淬火（按需）→粗磨[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]→精磨[IT7～IT6，Ra0.4～0.2um]

（6）平面的加工方案

平面是盘形、板形、箱体类零件的主要表面。

平面的加工方法常见的有：

铣削、刨削、车削、磨削。其中铣、刨、磨为主要的加工方法。

①铣（刨）类：用于加工除淬硬件以外各种零件上中等精度的平面。铣削适宜各种批量，刨削适宜单件小批生产和维修工作。

粗铣或粗刨[IT13～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精铣或半精刨[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精铣或精刨[IT8～IT7，Ra3.2～1.6um]

（6）平面的加工方案

②铣（刨）磨类：用于加工除有色金属件以外的各种零件上精度较高、Ra值较小的平面。

粗铣或粗刨[IT13～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精铣或半精刨[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→淬火（按需）→粗磨[IT8～IT7，Ra1.6～0.4um]→精磨[IT7～IT6，Ra0.4～0.2um]

③车削类：多用于加工轴、盘、套等零件上的端平面和台阶面。

粗车[IT13～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精车[IT8～IT7，Ra3.2～1.6um]

（7）螺纹加工

螺纹的加工方法

切削加工--车螺纹、铣螺纹、磨螺纹、攻螺纹、套螺纹；

无切削加工--搓螺纹、滚螺纹；

①车螺纹：粗糙度可达3.2~0.8；9~4级

②攻螺纹：粗糙度可达6.3~1.6；8~6级

③套螺纹：粗糙度可达3.2~1.6；8~6级

标注示例：如内螺纹M12—6H，外螺纹M12—6g。

7、定位基准的选择

基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。

基准根据其功能的不同可分为设计基准和工艺基准。

工艺基准是工艺过程中所采用的基准。

工艺基准又可分为：

1）定位基准 2）测量基准

3）装配基准 4）工序基准

设计基准

设计基准是设计图样上所采用的基准，是标注设计尺寸或位置公差的起点。

定位基准

是加工中用作定位的基准

在零件的加工过程中，每一道工序都有定位基准的选择问题。对保证零件的加工精度，合理安排加工顺序都有着决定性的作用，因此是制定工艺过程的一个重要问题。

粗基准选择的原则

在机械加工工艺过程中，第一道工序所用的基准总是粗基准 。影响以后各加工表面加工余量的分配；不加工表面与加工表面间的尺寸、相互位置。

选择重要表面为粗基准

选择不加工表面为粗基准

选择加工余量最小的表面为粗基准

选择平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准

粗基准在同一加工尺寸方向上只能使用一次

2)精基准选择的原则

选择精基准时，应重点考虑所选用的精基准应有利于保证加工精度，并使加工过程操作方便。

(1)基准重合的原则

即尽量选用被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免因基准不重合而引起的误差。

(2)基准统一的原则

即尽可能选择统一的精基准来加工工件上的多个表面。

轴类零件，常采用顶尖孔作为统一的基准，加工各外圆表面，这样可以保证各表面之间有较高的同轴度；

一般箱体常用一大平面和两个距离较远的孔作为精基准；

8、工艺路线的拟定

主要任务：

表面加工方法的选择 ，

加工顺序 的安排，

整个工艺过程中工序的数量 。

1)表面加工方法的选择

零件的加工，实质上就是这些简单几何表面(外圆柱面、孔、平面或成形表面)加工的组合。因此，在拟定零件的加工工艺路线时，首先要确定构成零件各表面的加工方案。

①选择加工方法要能保证加工表面尺寸精度 要求和表面粗糙度 要求

②所选择的加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求。

③选择加工方法要与零件材料加工性 能、热处理 状况相适应。

④选择加工方法要与生产类型（批量） 相适应。

⑤选择加工方法要与本厂现有生产条件 相适应。

2)加工顺序的安排

加工顺序的安排对保证加工质量，提高生产效率和降低成本都有重要的作用，是拟定工艺路线的关键之一。

切削加工顺序的安排

热处理工序的安排

辅助工序的安排

(1)切削加工顺序的安排

①先粗后精

先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

(2)热处理工序的安排

加工阶段的划分通常以热处理为界。

(3)辅助工序的安排

检验工序是保证产品质量的必要措施之一。

一般安排在粗加工完全结束以后，

重要工序加工前后，

零件在车间之间转换时，

零件全部加工结束之后进行。

有时在某些工序之后还应安排一些如去毛刺、清洗、去磁、涂防锈油等辅助工序。

(4)工序的集中与分散(确定工序的原则—数量）

在安排了加工顺序以后，就需将加工表面的各步加工，按不同的加工阶段和加工顺序组合成若干个工序，从而拟定出整个加工路线。

组合成工序时可采用工序集中或工序分散的原则。

工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多。

工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少。

9、加工余量的确定

1）加工余量

加工余量是指在加工过程中从被加工表面上切除的金属层厚度。

加工余量可分为总加工余量和工序加工余量(工序余量)两种。工序余量又可分单边余量和双边余量两种。

(1)在平面上，加工余量为非对称的单边余量。

(2)在回转表面(外圆和孔)上，加工余量为对称的双边余量，其实际切除的金属层的厚度为加工余量之半。

2)加工余量的确定

(1)分析计算法

(2)查表修正法 (应用广泛 )

(3)经验估计法

单件小批量生产时，中小型零件常见工序的加工余量为：

粗加工余量约为1—1.5mm；

半精加工余量约为0.5—lmm；

高速精车余量约为0.4—0.5mm； 低速精车余量约为0.1—0.3mm； 磨削余量约为0.15—0.25mm。

10、切削用量和工时定额的确定

切削用量：切削速度、进给量、背吃刀量---- 切削三要素。

工时定额：加工一个零件所用时间。

在单件小批生产中

工时定额一般由工艺员确定，

切削用量则一般根据加工者的经验自行确定。

11、机床与工艺装备的选择

1)机床的选择

成形要求、规格尺寸、机床的精度 、生产率

2)工艺装备的选择

(1)夹具的选择：单件小批生产，应尽量选用通用夹具

(2)刀具的选择 一般采用通用刀具或标准刀具，必要时也可采用高生产率的刀具。刀具的类型、规格和精度应符合零件的加工要求。

(3)量具的选择 单件小批生产应采用通用量具。

三、典型零件工艺过程分析----实例

（一）轴类零件的加工过程

如图所示传动轴则是轴类零件中使用最多、结构最为典型的一种阶梯轴。现以它为例介绍一般阶梯轴的工艺过程。

传动轴材质为40Cr，传动轴技术要求为：调质处理HBS220~240；生产数量5件。

1、传动轴零件的主要表面及其技术要求

零件图和装配图分析：

由传动轴图和其装配图可知，传动轴的轴颈M,N是安装轴承的支承轴颈，也是该轴装入箱体的安装基准。轴中间的外圆P装有蜗轮，运动可通过蜗杆传给蜗轮，减速后，通过装在轴左端外圆Q上的齿轮将运动传出。为此，轴颈M,N，外圆P，Q尺寸精度高，公差等级均为IT6。轴肩G，H，1的表面粗糙度Ra值为0. 8um，并且有相互位置精度的要求。

2、加工工艺过程分析

(1)选择毛坯的类型

该轴毛坯为锻件。

(2)主要表面的加工方法

该轴大部分为回转表面，应以车削为主。表面M,N,P,Q的尺寸公差等级较高，表面粗糙度Ra值小，车削加工后还需进行磨削。为此这些表面的加工顺序应为：粗车一调质一半精车一磨削。

(3)确定定位基面

该轴的几个主要配合表面和台阶面对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动要求，两端中心孔作为定位精基准面。

传动轴工艺过程卡片

(4）拟定工艺过程

拟定该轴的工艺过程中，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工及热处理要求。要求不高的外圆在半精车时就可加工到规定尺寸，退刀槽、越程槽、倒角和螺纹应在半精车时加工，键槽在半精车后进行划线和铣削，调质处理安排在粗车之后。调质后一定要修研中心孔，以消除热处理变形和氧化皮。磨削之前，一般还应修研一次中心孔，以提高定位精度。

综上所述，该零件的工艺过程卡片见表。

（二）盘套类零件的加工过程

如图所示接盘是盘套类零件，下面以它为例介绍接盘零件的工艺过程。

接盘材质为45钢，接盘技术要求为：调质处理HBS220~240；生产数

激光加工特点

加工模式先进、效率高

激光属于非接触加工，不产生机械挤压和压力，不需装夹也不会因装夹损伤产品。标记、切割不用刀具，也无刀具磨损、拆装问题，因此加工速度快，效率高。

加工灵活性强

无需模具和辅助耗材的准备，无论是单件产品、多品种少批量产品或不同的图文加工要求，都可即时加工。

加工工艺先进

激光聚焦后光斑直径很小，加工精细，对加工材料的热影响区小，工件基本上不变形。激光束可透过透明物体对隔层或密封容器内的工件进行加工，可以聚焦到波长级高能量光斑进行微区加工，可以完成一些常规方法无法实现的工艺。

加工材料范围广泛

可以加工高硬度、高脆性及高熔点的多种金属、非金属材料。金属类如：金、银、铜、铁、铝及其它有色金属、稀有金属等。非金属如：PVC、PP、ABS、PET、PMMA、木制品、玻璃等。

加工成本低、操作简单

激光加工不需要额外增添其他设备和耗材，只要激光器正常工作，可长时间连续加工。加工速度快，成本低廉，可由计算机控制实现自动化生产，操作简单、更改方便。

符合环保要求

激光加工无毒无害、清洁卫生，符合各国生产环保要求，避免腐蚀、丝印等工艺所造成的限制。

机械加工一般分为3个阶段，分别是粗加工，半精加工，精加工。

粗加工：是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的余量。

精加工：使加工表面达到较高的精度和表面质量。

半精加工：粗加工与精加工之间的中间工序。