零件切削加工工藝(機械加工的工藝基礎)
1.機械加工的工藝基礎
機器的生產(chǎn)過程是指從原材料（或半成品）制成產(chǎn)品的全部過程。對機器生產(chǎn)而言包括原材料的運輸和保存，生產(chǎn)的準備，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)過程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學的原理和方法組織生產(chǎn)和指導生產(chǎn)，將生產(chǎn)過程看成是一個具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。
在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、位置和性質(zhì)等，使其成為成品或者半成品的過程稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、裝配等工藝過程，機械制造工藝過程一般是指零件的機械加工工藝過程和機器的裝配工藝過程的總和，其他過程則稱為輔助過程，例如運輸、保管、動力供應、設備維修等。工藝過程又是由一個或若干個順序排列的工序組成的，一個工序由有若干個工步組成。
工序是組成機械加工工藝過程的基本單元。所謂工序是指一個（或一組）工人，在一臺機床上（或一個工作地點），對同一工件（或同時對幾個工件）所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。構(gòu)成一個工序的主要特點是不改變加工對象、設備和操作者，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。
制定機械加工工藝過程，必須確定該工件要經(jīng)過幾道工序以及工序進行的先后順序，僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡略工藝過程，稱為工藝路線。
工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務是選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序，以及整個工藝過程中工序數(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)：單個地生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品，并且很少重復。
2.批量生產(chǎn)：一年中分批地制造相同的產(chǎn)品，制造過程有一定的重復性。
3.大批量生產(chǎn)：產(chǎn)品的制造數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復進行某一個零件的某一道工序的加工。 設計原則：
(1)所設計的工藝規(guī)程應能保證機器零件的加工質(zhì)量（或機器的裝配質(zhì)量），達到設計圖樣上規(guī)定的各項技術(shù)要求。
(2)應使工藝過程有較高的生產(chǎn)率，使產(chǎn)品盡快投放市場。
(3)設法降低制造成本
(4)注意減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。
原始資料：
(1)產(chǎn)品裝配圖，零件圖。
(2)產(chǎn)品驗收質(zhì)量標準。
(3)產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領。
(5)制造廠的生產(chǎn)條件，包括機床設備和工藝設備的規(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)程設計、工藝裝備設計所需要的設計手冊和有關(guān)標準。
(7)國內(nèi)外先進制造技術(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)要求及檢驗方法。
(7)確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。
(8)確定切削用量。
(9)確定工時定額。
2.機械加工工藝基本知識這節(jié)課怎么備課
課程名稱：機械制造工藝基礎 授課課時：60學時 開課單位：浙江金華實驗中學教育集團機械學部 授課對象：機械、模具、數(shù)控專業(yè)二年級學生 開課時間：第3、4學期 （一）課堂教學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機械加工工藝過程，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上又講述零件的加工工藝。
組成機械加工工藝系統(tǒng)的機床、刀具、夾具及工件方面的術(shù)語、定義及相關(guān)知識，在此基礎上，以外圓車削為例講授工件在切削加工過程中所產(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)）。為了適應課程設計和未來工作的需要，還介紹鉆削、銑削和磨削等回轉(zhuǎn)運動方面的相關(guān)知識以及刨削、插削、拉削的直線運動理論。
還講授了以工件為載體，影響機械加工質(zhì)量（包括精度與表面質(zhì)量）的因素與改善措施以及機械加工工藝規(guī)程設計所必需的基本知識。最后講授用已加工合格的工件（即零件）裝配成部件，部件裝配成機器所必需的裝配工藝知識、裝配工藝規(guī)程設計及保證裝配精度的工藝方法。
2.教材與主要參考書分析 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫的“機械制造工藝基礎”（第五版）一書，基本符合教學大綱要求，內(nèi)容體系比較明確，加上配套的習題冊及教學碟片，可以滿足要求。3.如何講授1-3章（15學時） ⑴ 弄清毛坯的制造工藝，掌握重點 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)點突出在可以鑄造各種形狀（外形、內(nèi)腔）復雜的鑄件，如箱體、機架、床身、氣缸體，但缺點也比較明顯，它的內(nèi)在質(zhì)量差，承載能力不及鍛件。鍛造（俗稱打鐵）的突出特點是改善金屬的內(nèi)部組織，提高金屬的力學性能，但它不能鍛造形狀復雜的鍛件。
（2）明白難點，只要求了解 特種鑄造內(nèi)容只在書上作了簡介，不能對其更深入的理解。4-10章（40學時） （1）弄清“知識點”，掌握重點 從毛坯到零件的整個機械加工過程中，機械加工工藝系統(tǒng)中的機床、刀具、夾具及工件的基本定義、術(shù)語及相關(guān)知識是其基本內(nèi)容，具體包括回轉(zhuǎn)運動和直線運動的車、鉆、鏜、磨和銑，及刨、插、拉等切削加工方法和成形運動、切削用量，所用機床的基本概念，刀具及其幾何角度、切削層參數(shù)及切削方式等，刀具材料，機床夾具。
具體可從這幾個方面分別去了解各種加工方法：（1）切削運動，（2）所用機床，（3）切削方法，（4）切削特點，（5）適用場合。切削過程中所產(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 切削過程中產(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)律是學生較難掌握的內(nèi)容，教師應該用“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)）與切削用量三個方面，這樣一串就變得有規(guī)律易于掌握了；還要用現(xiàn)實中的實例或?qū)嵺`經(jīng)驗來分析講解，以幫助學生理解，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，兼顧一般 任何課程都有重點內(nèi)容和一般內(nèi)容。
講授時教師必須首先分清重點與一般，重點內(nèi)容要重點講授，一般內(nèi)容可讓學生自學，以調(diào)動學生的學習積極性，避免“滿堂灌”。⑷ 緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際，結(jié)合學生的實踐操作課，使學生加深理解。
如：硬質(zhì)合金的概念及對性能的影響因素，可用鋼筋混凝土中的卵石、水泥作比喻來理解，陶瓷刀具材料的增韌可用“和泥”時摻草來比喻…… 因為該部分是研究生產(chǎn)中遇到的各種現(xiàn)象及規(guī)律的科學，因此必須緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際。以第四章為例講述各章節(jié)的教學設計：第4章 切削加工基礎知識（4學時） 講授機械運動、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、機械加工質(zhì)量的發(fā)展狀況、機械加工表面質(zhì)量對機器使用性能和壽命的影響、機械加工精度的獲得方法、機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。
重點使學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，注意它們在加工精度分析中的應用，尋求有效提高加工精度的工藝途徑。
機床幾何誤差及其對加工精度的影響及其控制要講授：回轉(zhuǎn)運動精度的影響及其控制、直線運動精度的影響及其控制、成形運動間位置關(guān)系精度的影響及其控制、成形運動間速度關(guān)系的精度影響及其控制。加工過程中其它因素對機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.機械零件加工工藝
機械產(chǎn)品制造時，將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^程稱為生產(chǎn)過程。對機器生產(chǎn)而言包括原材料的運輸和保存，生產(chǎn)的準備，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)過程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學的原理和方法組織生產(chǎn)和指導生產(chǎn)，將生產(chǎn)過程看成是一個具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。
在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸、位置和性能，使之變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程，稱為工藝過程，它是生產(chǎn)過程的主要部分。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、機械加工、裝配等類別。機械制造工藝過程一般是指零件的機械加工工藝過程和機器的裝配工藝過程的總和，其他過程則稱為輔助過程，例如檢驗、清洗、油封、包裝、轉(zhuǎn)運、保管、動力供應、設備維護等。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行的工藝過程，稱為機械加工工藝過程。在機械制造業(yè)中，機械加工工藝過程是最主要的工藝過程。
4.機加工件工藝
研究和設計各種設備中機械基礎件的一門學科，也是零件和部件的泛稱。
機械零件作為一門學科的具體內(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傳遞運動和能量的帶傳動、摩擦輪傳動、鏈傳動、諧波傳動、齒輪傳動、繩傳動和螺旋傳動等機械傳動，以及傳動軸、聯(lián)軸器、離合器和制動器等相應的軸系零（部）件。
③起支承作用的零（部）件，如軸承、箱體和機座等。④起潤滑作用的潤滑系統(tǒng)和密封等。
⑤彈簧等其他零（部）件。 作為一門學科，機械零件從機械設計的整體出發(fā)，綜合運用各有關(guān)學科的成果，研究各種基礎件的原理、結(jié)構(gòu)、特點、應用、失效形式、承載能力和設計程序；研究設計基礎件的理論、方法和準則，并由此建立了本學科的結(jié)合實際的理論體系，成為研究和設計機械的重要基礎。
自從出現(xiàn)機械，就有了相應的機械零件。但作為一門學科，機械零件是從機械構(gòu)造學和力學分離出來的。
隨著機械工業(yè)的發(fā)展，新的設計理論和方法、新材料、新工藝的出現(xiàn)，機械零件進入了新的發(fā)展階段。有限元法、斷裂力學分析、彈性流體動壓潤滑、優(yōu)化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、系統(tǒng)分析和設計方法學等理論，已逐漸用于機械零件的研究和設計。
更好地實現(xiàn)多種學科的綜合，實現(xiàn)宏觀與微觀相結(jié)合，探求新的原理和結(jié)構(gòu)，更多地采用動態(tài)設計和精確設計，更有效地利用電子計算機，進一步發(fā)展設計理論和方法，是這一學科發(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所應具備的材料性能，包括機械性能、物理性能和化學性能。
對大多數(shù)零件而言，機械性能是主要的必能指標，表征機械性能的參數(shù)主要有強度極限σb、彈性極限σe、屈服強度σs或σ0。2、伸長率δ、斷面收縮率ψ、沖擊韌性ak及硬度HRC或HBS等。
這些參數(shù)中強度是機械性能的主要性能指標，只有在強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。 在材料力學的學習中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在設計計算零件的危險截面尺寸或校核安全程度時所用的許用應力，都要根據(jù)材料強度數(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、動力消耗及零件表面光潔度等是評定金屬材料切削加工性能好壞的標志，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)強度不低于基體金屬和不產(chǎn)生裂紋為標志。 （5）熱處理：是指鋼材在熱處理過程中所表現(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雜的環(huán)節(jié)，也是數(shù)控加工工藝方案設計的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個合格的編程人員對數(shù)控機床及其控制系統(tǒng)的功能及特點，以及影響數(shù)控加工的每個環(huán)節(jié)都要有一個清晰、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)量問題，造成無謂的人力、物力等資源的浪費。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，從零件的設計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，在開始編程前，必須要對零件設計圖紙和技術(shù)要求進行詳細的數(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，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，在此基礎上，方可確定零件數(shù)控加工所需的數(shù)控機床、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)零件設計圖紙、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)標準如企業(yè)標準和工藝文件。
(4)產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準。
(5)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和資料。工藝裝備及專用設備的制造能力、加工設備和工藝裝備的規(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)零件設計圖紙只定義了零件加工時的形狀和大小，而沒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，對毛料的深入了解是一個重要的開始，利用這些原始信息，有利于數(shù)控程序規(guī)劃。
