零件切削加工工艺(机械加工的工艺基础)

1.机械加工的工艺基础

机器的生产过程是指从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。

在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程，机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和，其他过程则称为辅助过程，例如运输、保管、动力供应、设备维修等。工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，一个工序由有若干个工步组成。

工序是组成机械加工工艺过程的基本单元。所谓工序是指一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺过程。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，而且工序的内容是连续完成的

工步是在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变的条件下

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。

制定机械加工工艺过程，必须确定该工件要经过几道工序以及工序进行的先后顺序，仅列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程，称为工艺路线。

工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。工艺路线拟定须遵循一定的原则。 生产类型通常分为三类：

1.单件生产：单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。

2.批量生产：一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。

3.大批量生产：产品的制造数量很大，大多数工作地点经常是重复进行某一个零件的某一道工序的加工。 设计原则：

(1)所设计的工艺规程应能保证机器零件的加工质量（或机器的装配质量），达到设计图样上规定的各项技术要求。

(2)应使工艺过程有较高的生产率，使产品尽快投放市场。

(3)设法降低制造成本

(4)注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

原始资料：

(1)产品装配图，零件图。

(2)产品验收质量标准。

(3)产品的年生产纲领。

(5)制造厂的生产条件，包括机床设备和工艺设备的规格、性能和现有的状态、工人的技术水平、工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料。

(6)工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计手册和有关标准。

(7)国内外先进制造技术资料等。

步骤内容：

(1)分析研究产品的装配图和零件图。

(2)确定毛坯。

(3)拟定工艺路线，选择定位基面。

(4)确定各工序所采用的设备。

(5)确定各工序所采用的刀具、夹具、量具和辅助工具。

(6)确定各主要工序的技术要求及检验方法。

(7)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。

(8)确定切削用量。

(9)确定工时定额。

2.机械加工工艺基本知识这节课怎么备课

课程名称：机械制造工艺基础 授课课时：60学时 开课单位：浙江金华实验中学教育集团机械学部 授课对象：机械、模具、数控专业二年级学生 开课时间：第3、4学期 （一）课堂教学1.内容体系 本课程主要讲授从原材料到毛坯，从毛坯到零件的整个机械加工工艺过程，前三章主要讲述毛坯的制造工艺，也就是热加工工艺，在毛坯制造好的基础上又讲述零件的加工工艺。

组成机械加工工艺系统的机床、刀具、夹具及工件方面的术语、定义及相关知识，在此基础上，以外圆车削为例讲授工件在切削加工过程中所产生的变形、切削力、切削热与切削温度及刀具磨损等一系列的原理、影响因素和规律，从而找到提高加工表面质量和生产效率的基本途径（改善工件材料切削加工性，使用性能好的切削液，选择合理切削用量，制定合理的刀具使用寿命及选择刀具的合理几何参数）。为了适应课程设计和未来工作的需要，还介绍钻削、铣削和磨削等回转运动方面的相关知识以及刨削、插削、拉削的直线运动理论。

还讲授了以工件为载体，影响机械加工质量（包括精度与表面质量）的因素与改善措施以及机械加工工艺规程设计所必需的基本知识。最后讲授用已加工合格的工件（即零件）装配成部件，部件装配成机器所必需的装配工艺知识、装配工艺规程设计及保证装配精度的工艺方法。

2.教材与主要参考书分析 劳动和社会保障部教材办公室组织编写的“机械制造工艺基础”（第五版）一书，基本符合教学大纲要求，内容体系比较明确，加上配套的习题册及教学碟片，可以满足要求。3.如何讲授1-3章（15学时） ⑴ 弄清毛坯的制造工艺，掌握重点 从原材料到毛坯，介绍了三种途径：铸造、锻压和焊接。

砂型铸造的优点突出在可以铸造各种形状（外形、内腔）复杂的铸件，如箱体、机架、床身、气缸体，但缺点也比较明显，它的内在质量差，承载能力不及锻件。锻造（俗称打铁）的突出特点是改善金属的内部组织，提高金属的力学性能，但它不能锻造形状复杂的锻件。

（2）明白难点，只要求了解 特种铸造内容只在书上作了简介，不能对其更深入的理解。4-10章（40学时） （1）弄清“知识点”，掌握重点 从毛坯到零件的整个机械加工过程中，机械加工工艺系统中的机床、刀具、夹具及工件的基本定义、术语及相关知识是其基本内容，具体包括回转运动和直线运动的车、钻、镗、磨和铣，及刨、插、拉等切削加工方法和成形运动、切削用量，所用机床的基本概念，刀具及其几何角度、切削层参数及切削方式等，刀具材料，机床夹具。

具体可从这几个方面分别去了解各种加工方法：（1）切削运动，（2）所用机床，（3）切削方法，（4）切削特点，（5）适用场合。切削过程中所产生的一系列物理现象及其规律是提高生产效率和表面质量的依据，也是制定机械加工工艺规程的依据。

⑵ 找出内在联系，“消化”难点 切削过程中产生的变形、力、切削热与切削温度、刀具磨损等的影响因素及规律是学生较难掌握的内容，教师应该用“串线”的方法加以归纳讲授。如：这么多物理现象的影响因素均可归纳为三个主要方面，即工件材料、刀具几何角度（参数）与切削用量三个方面，这样一串就变得有规律易于掌握了；还要用现实中的实例或实践经验来分析讲解，以帮助学生理解，避免死记硬背。

改善工件材料的切削加工性、合理选用切削液、选择刀具合理几何参数、选择合理切削用量等都是提高生产效率和表面质量的具体措施。⑶ 突出重点，兼顾一般 任何课程都有重点内容和一般内容。

讲授时教师必须首先分清重点与一般，重点内容要重点讲授，一般内容可让学生自学，以调动学生的学习积极性，避免“满堂灌”。⑷ 紧密联系生产实际，结合学生的实践操作课，使学生加深理解。

如：硬质合金的概念及对性能的影响因素，可用钢筋混凝土中的卵石、水泥作比喻来理解，陶瓷刀具材料的增韧可用“和泥”时掺草来比喻…… 因为该部分是研究生产中遇到的各种现象及规律的科学，因此必须紧密联系生产实际。以第四章为例讲述各章节的教学设计：第4章 切削加工基础知识（4学时） 讲授机械运动、切削用量、切削力、切削温度、切削液及加工精度和加工表面质量、机械加工质量的发展状况、机械加工表面质量对机器使用性能和寿命的影响、机械加工精度的获得方法、机械加工精度的影响因素及其控制、加工误差和原始误差、误差敏感方向；尺寸精度的影响因素及其控制、形状精度的影响因素及其控制、位置精度的影响因素及其控制。

重点使学生建立起加工精度的概念，不仅仅指尺寸精度，还要考虑形状和位置精度。掌握误差类型，注意它们在加工精度分析中的应用，寻求有效提高加工精度的工艺途径。

机床几何误差及其对加工精度的影响及其控制要讲授：回转运动精度的影响及其控制、直线运动精度的影响及其控制、成形运动间位置关系精度的影响及其控制、成形运动间速度关系的精度影响及其控制。加工过程中其它因素对机械加工精度的影响及其控制要讲授：工艺系统受力变形的影响及其控制、工艺系统热变形的影响及其控制、工艺系统磨损的影响及其控制、工艺系统残余。

3.机械零件加工工艺

机械产品制造时，将原材料转变为成品的全部过程称为生产过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配及调试、油漆、包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。

在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸、位置和性能，使之变为成品或半成品的过程，称为工艺过程，它是生产过程的主要部分。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、机械加工、装配等类别。机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和，其他过程则称为辅助过程，例如检验、清洗、油封、包装、转运、保管、动力供应、设备维护等。用切削的方法逐步改变毛坯或半成品的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格的零件所进行的工艺过程，称为机械加工工艺过程。在机械制造业中，机械加工工艺过程是最主要的工艺过程。

4.机加工件工艺

研究和设计各种设备中机械基础件的一门学科，也是零件和部件的泛称。

机械零件作为一门学科的具体内容包括：①零（部）件的联接，如螺纹联接、楔联接、销联接、键联接、花键联接、过盈配合联接、弹性环联接、铆接、焊接和胶接等。②传递运动和能量的带传动、摩擦轮传动、链传动、谐波传动、齿轮传动、绳传动和螺旋传动等机械传动，以及传动轴、联轴器、离合器和制动器等相应的轴系零（部）件。

③起支承作用的零（部）件，如轴承、箱体和机座等。④起润滑作用的润滑系统和密封等。

⑤弹簧等其他零（部）件。 作为一门学科，机械零件从机械设计的整体出发，综合运用各有关学科的成果，研究各种基础件的原理、结构、特点、应用、失效形式、承载能力和设计程序；研究设计基础件的理论、方法和准则，并由此建立了本学科的结合实际的理论体系，成为研究和设计机械的重要基础。

自从出现机械，就有了相应的机械零件。但作为一门学科，机械零件是从机械构造学和力学分离出来的。

随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学分析、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。

更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。 编辑本段 选材原则 一、材料的使用性能——选材的最主要依据 指的是零件在使用时所应具备的材料性能，包括机械性能、物理性能和化学性能。

对大多数零件而言，机械性能是主要的必能指标，表征机械性能的参数主要有强度极限σb、弹性极限σe、屈服强度σs或σ0。2、伸长率δ、断面收缩率ψ、冲击韧性ak及硬度HRC或HBS等。

这些参数中强度是机械性能的主要性能指标，只有在强度满足要求的情况下，才能保证零件正常工作，且经久耐用。 在材料力学的学习中，已经发现，在设计计算零件的危险截面尺寸或校核安全程度时所用的许用应力，都要根据材料强度数据推出。

二、材料的工艺性能 材料的加工工艺性能主要有：铸造、压力加工、切削加工、热处理和焊接等性能。其加工工艺性能的好坏直影响到零件的质量、生产效率及成本。

所以，材料的工艺性能也是选材的重要依据之一。 （1）铸造性能：一般是指熔点低、结晶温度范围小的合金才具有良好的铸造性能。

如：合金中共晶成分铸造性最好。 （2）压力加工性能：是指钢材承受冷热变形的能力。

冷变形性能好的标志是成型性良好、加工表面质量高，不易产生裂纹；而热变形性能好的标志是接受热变形的能力好，抗氧化性高，可变形的温度范围大及热脆倾向小等。 （3）切削加工性能：刀具的磨损、动力消耗及零件表面光洁度等是评定金属材料切削加工性能好坏的标志，也是合理选择材料的重要依据之一。

（4）可焊性：衡量材料焊接性能的优劣是以焊缝区强度不低于基体金属和不产生裂纹为标志。 （5）热处理：是指钢材在热处理过程中所表现的行为。

5.零件加工工艺分析包括哪些内容

2008年11月17日 星期一 上午 11:43零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。

在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。

零件工艺性分析也是数控规划的第一步，在此基础上，方可确定零件数控加工所需的数控机床、加工刀具、工艺装备、切削用量、数控加工工艺路线，从而获得最佳的加工工艺方案，最终满足零件工程图纸和有关技术文件的要求。

数控加工工艺流程图

1.数控加工工艺路线制定所需的原始资料

(1)零件设计图纸、技术资料，以及产品的装配图纸。

(2)零件的生产批量。

(3)零件数控加工所需的相关技术标准如企业标准和工艺文件。

(4)产品验收的质量标准。

(5)现有的生产条件和资料。工艺装备及专用设备的制造能力、加工设备和工艺装备的规格及性能、工人的技术水平。

2.毛坯状态分析

大多数零件设计图纸只定义了零件加工时的形状和大小，而没有指定原始毛坯材料的数据，包括毛料的类型、规格、形状、热处理状态以及硬度等。编程时，对毛料的深入了解是一个重要的开始，利用这些原始信息，有利于数控程序规划。