机械加工工艺员工作总结

机械加工工艺

是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。具体概念

机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。

机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。

机械加工工艺流程

机械加工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之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤

1) 计算年生产纲领，确定生产类型。

2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。

3) 选择毛坯。

4) 拟订工艺路线。

5) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。

6) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。

7) 确定切削用量及工时定额。

8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。

9) 填写工艺文件。

在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。

工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。

生产过程：将原材料变为成品之间各个相互关联的劳动过程。

工序：指一个人或一组工人在一个工作地点，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。

工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。

工步：通常，在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容称为工步。

走刀：在一个工步内，若被加工表面需切去的金属层很厚，可分几次切削，每切削一次为一次走刀。

生产纲领：企业在计划内应当生产的产品产量和进度计划。

生产类型：企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类，一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。

工艺文件：

机械加工工艺过程卡片：

机械加工工艺卡片：

机械加工工序卡片：

工艺规程：

时间定额：在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需要消耗的时间。

机械加工工艺路线

机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。

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。

拟定工艺路线的一般原则

1、先加工基准面

零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。

2、划分加工阶段

加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；
有利于合理使用设备；
便于安排热处理工序；
以及便于时发现毛坯缺陷等。

3、先孔后面

[1] 对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。

4、主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），应放在工艺路线最后阶段进行，以免光整加工的表面，由于工序间的转运和安装而受到损伤。

上述为工序安排的一般情况。有些具体情况可按下列原则处理。

(1)、为了保证加工精度，粗、精加工最好分开进行。因为粗加工时，切削量大，工件所受切削力、夹紧力大，发热量多，以及加工表面有较显著的加工硬化现象，工件内部存在着较大的内应力，如果粗、粗加工连续进行，则精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失。对于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，还应安排低温退火或时效处理工序来消除内应力。

(2)、合理地选用设备。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有较高的加工精度，所以粗加工应在功率较大、精度不太高的机床上进行，精加工工序则要求用较高精度的机床加工。粗、精加工分别在不同的机床上加工，既能充分发挥设备能力，又能延长精密机床的使用寿命。

(3)、在机械加工工艺路线中，常安排有热处理工序。热处理工序位置的安排如下：为改善金属的切削加工性能，如退火、正火、调质等，一般安排在机械加工前进行。为消除内应力，如时效处理、调质处理等，一般安排在粗加工之后，精加工之前进行。为了提高零件的机械性能，如渗碳、淬火、回火等，一般安排在机械加工之后进行。如热处理后有较大的变形，还须安排最终加工工序。

第1章

金属切削加工基础

备课时间：09-2-14

上课时间：09-2-16 教学目的：

1、新学期刚开始，充分调动学生的积极性，并讲解学习本课程的方法与技巧。

2、掌握切削运动的类型、切削用量三要素的概念。 教学重点：切削用量三要素 课时：2课时 授课内容：

1.1.1 切削运动

 金属切削加工是用切削工具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得合乎设计要求的工件的一种加工方法。

（复习金属切削加工和数控加工在机械制造中的地位） 1.1 切削运动及切削要素

机床为实现切削加工所必需具有的加工工件与工件间的相对运动。它包括主运动和进给运动。

主运动（复习什么是主运动）

主运动的速度即切削速度:主运动的线速度。

dwnvc 1000

（分析推导过程，分析根据工件材料查表时只能查到切削速度，而不能直接查到转速的原因）

（二）进给运动

 进给运动速度：指切削刃选定点相对于工件进给运动的瞬时速度，用vf表示 例：外圆车削时，进给运动速度常常用进给量f来表述，单位：mm / r

刨削时，进给运动速度用每一行程多少毫米来表述，单位为mm / str。

铣削时，进给运动速度常用每齿进给量f来表述，单位：mm/z

进给速度vf、进给量f、每齿进给量fz 和刀具齿数Z之间的关系如下：

vf = nf

1.1.2 切削时形成的表面

车削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面：
（1）待加工表面 （2）已加工表面 （3）过渡表面 1.1.3

切削用量 （1）切削速度vc （2）背吃刀量ap（分析车削和铣削的ap有什么不同） （3）进给量f （解释切削用量三要素对加工的影响。）

备课时间：09-2-18

上课时间：09-2-19 教学目的：

1、掌握刀具的组成及几何角度的确定方法

2、熟悉刀具的工作角度对加工的影响。

教学重点：几何角度的确定方法。

教学难点：刀具的工作角度对加工的影响。

课时：2课时 授课内容：

1.2 刀具组成及几何角度

（首先让学生传递着观察车刀） 1.刀具切削部分的组成要素 刀杆：起夹持作用 刀头:(三面) 前刀面：切屑流过的表面

主后刀面：刀具上与加工表面相对的表面

副后刀面：刀具上与已加工表面相对的表面

(两刃)

主切削刃：刀具上前刀面与主后刀面的交线

副切削刃：刀具上前刀面与副后刀面的交线

(一尖)

主切削刃与副切削刃的交点

（结合刀具实物和图片与学生一起分析并提问） ２．车刀切削角度的坐标平面

基面Pr：通过主切削刃上的某一点，与主运动方向相垂直的平面。

车刀的基面平行于刀体底面。

切削平面Ps：通过主切削刃上的某一点，与过渡表面相切并垂直于基面的平面。

正交平面Po：通过主切削刃上的某一点，并同时垂直于基面和切削平面的平面。

（结合幻灯片与学生一起分析并提问） 3.刀具的主要标注角度 1) 前角（0）

前刀面和基面之间的夹角。

2）后角（0）

主后刀面和切削平面之间的夹角。

（直接分析出前角和后角的正、负、零。并要求学生在车刀上分析出前角和后角的正、负时的形状，及其大、小对加工的影响。） 3）主偏角（kr）

主切削刃与进给方向间的夹角 4）副偏角（kr’）

负切削刃与进给方向的夹角 5）刃倾角（S）

主切削刃与基面之间的夹角。在切削平面内度量

4、刀具的工作角度

 进给运动对刀具工作角度的影响

使刀具实际工作后角减小，工作前角增大

 刀具安装高低对刀具工作角度的影响

 刀杆中心面（线）不垂直于进给运动方向的影响

由此分析出刀具的安装方法：

1、刀尖的高度应与工件中心的高度一致。

2、刀杆中心面（线）应垂直于进给运动方向。

备课时间：09-2-22

上课时间：09-2-23 教学目的：

1、了解切削层参数

2、掌握切屑的形成过程及切屑种类

3、熟悉积屑瘤的形成及其对切削加工的影响。

教学难点：切屑的形成过程。

教学重点：切屑种类和积屑瘤的形成及其对切削加工的影响。

课时：2课时 授课内容：

5、切削层参数

（1） 切削层公称厚度hD ：垂直于过渡表面的切削层尺寸 。

切削层截面的切削厚度为：
hD ＝ f sinκr

（2） 切削层公称宽度bD

切削层截面的公称切削宽度为：bD ＝ ap/sinκr (3) 切削层公称横截面积

AD＝hD bD＝ f sinκr .ap/sinκr= f ap

1.3 金属的切削过程

金属在切削过程中，会出现一系列物理现象，如金属变形、切削力、切削热、刀具磨损等，这些都是以切屑形成过程为基础而生产中出现的许多问题，如积屑瘤、振动、卷屑、断屑等，都与切削过程密切相关。

1.3.1.切屑的形成过程及切屑种类

1、切屑形成过程：对塑性金属进行切削时，切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。

2、切屑的类型及切屑控制

类型：带状切屑、挤裂切屑、单元切屑、崩碎切屑

（预习第10页表1-1，总结出哪种切屑较好，怎样控制切屑的类型。）

切屑控制：

“不可接受”的切屑：切削条件恶劣导致。影响主要有拉伤工件的已加工表面；
划伤机床；
造成刀具的早期破损；
影响操作者的安全。

切屑控制：在切削加工中采取适当的措施来控制切屑的卷曲、流出与折断，使形成“可接受”的良好屑形。

“可接受”的切屑标准：不妨碍正常的加工；
不影响操作者的安全；
易于清理、存

放和搬运。

(1) 切屑的形态可随切削条件不同而改变

(2) 可控制切削条件，使切屑形态向有利于生产的方面转化，保证切削加工的顺利进行和工件的加工质量：增大前角、提高切削速度、减小进给量 3．积屑瘤

在一定的切削速度和保持连续切削的情况下，加工塑性材料时，在刀具前刀面常常粘结一块剖面呈三角状的硬块，这块金属被称为积屑瘤。

（1）积屑瘤的形成

切削过程中，由于金属的挤压和强烈摩擦，使切屑与前刀面之间产生很大的应力和很高的切削温度。当应力和温度条件适当时，切屑底层与前刀面之间的摩擦力很大，使得切屑底层流出速度变得缓慢，形成一层很薄的“滞流层”，当滞流层与前刀面的摩擦阻力超过切屑内部的结合力时，滞流层的金属与切屑分离而粘附在切削刃附近形成积屑瘤.（２）积屑瘤对切削加工的影响 有利方面：保护刀具、增加工作前角

不利方面：影响工件尺寸精度、影响工件表面粗造度 （3）. 积屑瘤的控制

影响积屑瘤的因素：工件材料、切削用量、刀具前角、切削液等

控制措施：通过热处理，提高零件材料的硬度，降低材料的加工硬化。

要避免在中温、中速加工塑性材料

增大前角可减小切削变形，降低切削温度，减小积屑瘤的高度 采用润滑性能优良的切削液可减少甚至消除积屑瘤

3、鳞刺的形成

低速加工塑性金属材料时在已加工表面常会出现一种鳞片状毛刺，成为鳞刺。

 成因：低速切削形成挤裂或单元切屑时，刀、屑间摩擦发生周期性变化使切屑在前面上周期性停留代替刀具推挤切削层造成金属的积聚，使以加工表面产生拉应力而导裂，并使切削厚度向切削线以下而形成鳞刺

4、已加工表面的变形

切屑经过刀刃钝圆B点后，受到后刀面BC段的挤压和摩擦，经过BC段后，这部分金属开始弹性恢复，恢复高度为△h，在恢复过程中又与后刀面CD部分产生摩擦，这部分切削层在OB，BC，CD段的挤压和摩擦后，形成了已加工表面的加工质量。所以说第三变形区对工件加工表面质量产生很大影响。

备课时间：09-2-25

上课时间：09-2-26 教学目的：

1、掌握刀具材料的基本要求及常用刀具材料。

2、熟悉切削力、切削热和切削温度及其对刀具寿命的影响。

教学重点和难点：刀具材料的基本要求及常用刀具材料。

课时：2课时 授课内容：

1.4 刀具材料

概

述：刀具材料是指刀具上参与切削部分的材料。

1.4.1 刀具材料的基本要求 （1）高硬度

（2）高强度与强韧性

（3）较强的耐磨性和耐热性 （4）优良导热性

（5）良好的工艺性与经济性 1.4.2 常用刀具材料

刀具材料种类很多，常用的有：工具钢（包括碳素工具钢、）、硬质合金、陶瓷金刚石（天然和人造）、立方氮化硼、碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具。

1、高速钢

 高速钢是一种含有钨、钼、钒等合金元素较多的工具钢 ，也称为锋钢或白钢．  特点：

1）强度高，抗弯强度为硬质合金的2～3倍；

2）韧性高，比硬质合金高几十倍；

3）硬度HRc63以上，且有较好的耐热性；

4）可加工性好，热处理变形较小。



应用：常用于制造各种复杂刀具（如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等）。

2、硬质合金

 硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物粉末和金属粘结剂（如Co、Ni、Mo等）经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。



优点

硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高，允许的切削速度远高于高速钢，且能切削诸如淬火钢等硬材料。

 不足（与高速钢相比）：

其抗弯强度较低、脆性较大，抗振动和冲击性能也较差。

 硬质合金因其切削性能优良而被广泛用来制作各种刀具。在我国，绝大多数车刀、面铣刀和深孔钻都采用硬质合金制造。

3、陶瓷刀具材料

 陶瓷材料比硬质合金具有更高的硬度（HRA91～95）和耐热性，在1200℃的温度下仍能切削，耐磨性和化学惰性好，摩擦系数小，抗粘结和扩散磨损能力强，因而能以更高的速度切削，并可切削难加工的高硬度材料。

主要缺点是性脆、抗冲击韧性差，抗弯强度低。

4、立方氮化硼

它是一种人工合成的新型刀具材料。它是利用超高温高压技术制成的一种无机超硬材料。立

方氮化硼在高温、其硬度很高，可达8000～9000HV,仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，并且与元素亲和力小，它的最大的优点是在高温1200℃～1300℃时也不会与铁族金属起反应。因此既能胜任淬火钢、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削。超高速加工的首选刀具材料

5、金刚石

分为人造和天然两种，是目前已知最硬的，硬度约为HV10000,故其耐磨性好，不足之处是抗弯强度和韧性差，对铁的亲和作用大，故金刚石刀具不能加工黑色金属，在800℃时，金刚石中的碳与铁族金属发生扩散反应，刀具急剧磨损。金刚石价格昂贵，刃磨困难，应用较少。主要用作磨具及磨料，有时用于修整砂轮。

总结：材料的韧性则是高速钢最高，金刚石最低

材料的硬度、耐磨性，金刚石最高，递次降低到高速钢。

课时八

1.5 切削力、切削热和切削温度 1.5.1

切削力的来源

1、切削层金属、切屑和工件表面层金属的弹性

变形、塑性变形所产生的抗力；

2、刀具与切屑、工件表面间的摩擦阻力。

1.5.2 切削分力及其作用

1、主切削力Fc ：切削合力在切削速度方向上的分力，垂直于基面，是计算机床动力、校核机床和夹具强度及刚度的重要依据

2、背向力Fp

切削合力在切削深度方向上的分力，与切深方向相反，它能使工件弯曲和引起震动，对加工质量影响较大。

3、进给力Ff

切削合力在进给方向上的分力; 与进给方向平行，但方向相反，是设计和校验进给机构强度的依据。

4、影响切削力的因素

工件材料：
被加工工件材料的强度、硬度越高，切削力增大。强度相近的材料，如其塑性（伸长率）较大，切削力增大。切削脆性材料时，其切削力一般低于塑性材料。

切削用量：切削深度ap或进给量f加大，均使切削力增大，但两者的影响程度不同，ap 的影响更大一些。

切削速度：
加工塑性金属时，在中速和高速下，切削力一般随着切削速度的增大而减小。

刀具几何参数

1.5.5

切削热和切削温度

1. 切削热的产生传出及影响 ａ．切削热的来源

切屑层的金属发生弹性变形、塑性变形而产生大量的热 切屑与刀具前刀面产生的摩擦 工件与刀具后刀面产生的摩擦 ｂ．切削热的传导

传入切屑，约占总热量的５０％～８６％，对切削加工无不利影响

传入工件，约占总热量的４０％～１０％，会使工件膨胀或伸长，产生尺寸和形状误差，影响加工精度

传入刀具，约占总热量的９％～３％，使刀具温度升高，硬度下降，磨损加快，耐用度降

传入周围介质，约占总热量的１％，对切削加工无不利影响 2. 切削温度及其影响因素

切削温度：是指刀具表面上切屑和刀具接触处的平均温度。

其高低取决于切削时产生热量的多少和传导条件的好坏，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等对切削温度均有影响 3. 降低切削温度的措施

(1) 选择合理的几何角度和切削用量 (2) 使用切削液 1.6 刀具的磨损和寿命

一．刀具的磨损形式

1、前刀面磨损(月牙洼磨损) 2．后万面磨损

3．前刀面和后刀面同时磨损

二、刀具磨损过程

初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段

三、刀具寿命 (1) 定义

刃磨或换刃后的刀具，自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，称为刀具寿命，符号用T，单位用min或s。

(2) 刀具寿命与切削用量的关系

切削用量对刀具寿命T 的影响程度与切削用量对切削温度θ的影响程度是一致的，切削速度对刀具寿命的影响最大，其次是进给量，背吃刀量的影响很小。

备课时间：09-3-1

上课时间：09-3-2 教学目的：

1、掌握切削液的作用及选用原则

2、掌握前角的选用方法和原则。

教学难点：刀具几何角度的确定。

教学重点：刀具的组成及几何角度的确定方法。

课时：2课时 授课内容：

1.7 工件材料的切削加工性和切削液

1.7.1切削加工性的概念和衡量指标

材料的切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。材料加工的难易程度要由具体的加工要求及切削条件而定。通常精加工时以能较好的保证加工质量为工件材料切削加工性的主要指标；
自动加工则以断屑的难易程度为材料切削加工性的主要指标 衡量材料切削加工性的指标 1.一定刀具寿命下的切削速度 vTvT越大，材料的切削加工性越好。

2.相对加工性 kr

为统一标准起见，取正火状态下的45钢作基准材料，刀具寿命为60 min，这时的切削速度为基准（写作 (v60) j ），而将其它材料的 (v 60)与其相比，这个比值Kr称为相对加工性：

vkr60(v60)j

材料具有良好的切削加工性。

kr1

3.已加工表面质量

凡较容易获得好的表面质量的材料，其切削加工性较好；
反之则较差。精加工时，常以此为衡量指标。

4.切屑的控制或断屑的难易

凡切屑较容易控制或易于断屑的材料，其切削加工性较好；
反之则较差。在自动机床或自动线上加工时，常以此为衡量指标。

5.切削力

在相同切削条件下，凡切削力较小的材料，其切削加工性较好；
反之则较差。在粗加工中，当机床刚性或动力不足时，常以此为衡量指标。

（衡量材料切削加工性的指标5项内容，须提问）  影响材料切削加工性的因素 1.物理性能

材料的导热性愈好、一定刀具耐用度下的切削速度愈 高，材料的切削加工性愈好。

2.材料的力学性能

材料的强度、硬度愈高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧，— 切削加工性愈差。

材料的塑性、韧性愈高，切削时切屑的变形加大，摩擦力提高，切削力愈大，切削温度愈高，刀具磨损加剧，— 切削加工性愈差。

1.7.2 改善材料切削加工性的途径 1.调整材料的化学成分

在钢中加入 S、Pb 等元素，可有效的改善材料的切削加工性。——“易切削钢”。

2.热处理

1.7.3

切削液 1．切削液的作用 （1）润滑作用 （2）冷却作用 （3）清洗作用 （4）防锈作用

2、切削液的种类 ①、切削油 ②、乳化液 ③、水溶液

3．切削液的选用原则 （1）粗加工

 粗加工时，切削用量大，产生的切削热量多，容易使刀具迅速磨损。此类加工一般

采用冷却作用为主的切削液，如离子型切削液或3％～5％乳化液。

 切削速度较低时，刀具以机械磨损为主，宜选用润滑性能为主的切削液；

 速度较高时，刀具主要是热磨损，应选用冷却为主的切削液。

 硬质合金刀具耐热性好，热裂敏感，可以不用切削液。如采用切削液，必须连续、充分浇注，以免冷热不均产生热裂纹而损伤刀具。

（2）精加工

 精加工时，切削液的主要作用：提高工件表面加工质量和加工精度。

 加工一般钢件，在较低的速度（6.0m/min～30m/min）情况下，宜选用润滑性能好的极压切削油或10％～12％极压乳化液，以减小刀具与工件之间的摩擦和粘结，抑制积屑瘤。

注意：

 A、加工铜材料时，不宜采用含硫切削液，因为硫对铜有腐蚀作用。

 B、加工铝时，也不适于采用含硫与氯的切削液，因为这两种元素宜与铝形成强度高于铝的化合物，反而增大刀具与切屑间的摩擦。也不宜采用水溶液，因高温时水会使铝产生针孔。

1.8 刀具几何参数的合理选择

 刀具几何参数的合理选择：是指在保证加工质量的前提下，选择能提高切削效率，降低生产成本，获得最高刀具耐用度的刀具几何参数。

 刀具几何参数内容：

 刀具几何角度（如前角、后角、主偏角等）、 刀面形式（如平面前刀面、倒棱前刀面等）  切削刃形状（直线形、圆弧形） 1．前角和前刀面形状的选择  前角的功用：

（1）影响切削变形和切削力的大小 （2）影响加工表面质量 （3）影响刀具寿命

（4）影响切屑形态和断屑效果。

（1） 前角的选择：

 在选择刀具前角时首先应保证刀刃锋利，同时也要兼顾刀刃的强度与耐用度。

 刀具前角的合理选择，主要由刀具材料、工件材料、加工条件决定。

 ① 刀具材料

强度和韧性大的刀具材料可以选择大的前角，而脆性大的刀具甚至取负的前角。

 ② 工件材料

加工钢件等塑性材料时，切屑沿前刀面流出时和前刀面接触长度长，压力与摩擦较大，为减小变形和摩擦，一般采用选择大的前角。

加工脆性材料时，切屑为碎状，切屑与前刀面接触短，切削力主要集中在切削刃附近，受冲击时易产生崩刃，因此刀具前角相对塑性材料取得小些或取负值，以提高刀刃的强度。

 ③ 加工条件

粗加工时，一般取较小的前角；

精加工时，宜取较大的前角，以减小工件变形与表面粗糙度；

带有冲击性的断续切削比连续切削前角取得小。

总之，前角选择的原则是在满足刀具耐用度的前提下，尽量选取较大前角。

刀具的合理前角参考值见P34表1-7

2、前刀面形状、刃区形状及其参数的选择

 ①、前刀面形状

 A、正前角锋刃平面型

特点：刃口较锋利，但强度差，γo不能太大，不易折屑 。

主要用于高速钢刀具，精加工。

B、带倒棱的正前角平面型

 特点：切削刃强度及抗冲击能力强，同样条件下可以采用较大的前角，提高了刀具耐用度。

主要用于硬质合金刀具和陶瓷刀具，加工铸铁等脆性材料。

 C、负前角平面型



特点：切削刃强度较好，但刀刃较钝，切削变形大。

 主要用于硬脆刀具材料。加工高强度高硬度材料，如淬火钢。

 图示类型负前角后部加有正前角，有利于切屑流出。

 D、曲面型

 特点：有利于排屑、卷屑和断屑，而且前角较大，切削变形小，所受切削力也较小。

 在钻头、铣刀、拉刀等刀具上都有曲面前面。

备课时间：09-3-4

上课时间：09-3-5 教学目的：

1、掌握后角、主偏角、刃倾角的选择原则和方法。

2、掌握切削用量的选择原则和方法。

教学重点、难点：切削用量的选择原则和方法。

课时：2课时 授课内容：

2．后角及形状的选择 (1)后角的功用 ：

A、减小刀具后刀面与加工表面的摩擦；

B、当前角固定时，后角的增大与减小能增大和减小刀刃的锋利程度，改变刀刃的散热，从而影响刀具的耐用度。

(2)后角的选择

后角大小取决于：切削厚度、工件材料、工艺系统刚度。

切削厚度(进给量）越大，后角越小；

工件材料越软、塑性越大，后角越大；

工艺系统刚度较差时，适当减小后角

副后角的作用与后角类似，它用来减少副后面与已加工表面之间的摩擦，一般刀具将副后角制成与后角相同。

1.8.4、主、副偏角的功用及其选择

1、主、副偏角的功用

主偏角影响切削层的形状，切削刃的工作长度和单位切削刃上的负荷。减少κr，主切削刃单位长度上的负荷减少，刀具磨损小，耐用。

副偏角影响已加工表面的粗糙度和刀尖强度，减少κr´，减少表面的粗糙度的数值，还可提高刀具强度。过小，会使副切削刃与已加工面的摩擦增加，引起震动，降低表面质量。2.主、副偏角的选择

 主偏角主要根据加工条件和工艺系统刚性来选择

 副偏角主要考虑表面粗糙度、刀尖强度和散热面积来选择。

3．主偏角的选择

 A、主偏角κr的增大或减小对切削加工有利的一面（主偏角κr减小，能提高刀具耐用度。）

在背吃刀量ap与进给量f 不变时，主偏角κr减小将使切削厚度hD减小，切削宽度bD增加，参加切削的切削刃长度也相应增加，切削刃单位长度上的受力减小，散热条件也得到改善。

主偏角κr减小时，刀尖角增大，刀尖强度提高，刀尖散热体积增大。

 B、主偏角κr的增大或减小对切削加工不利的一面（主偏角的减小对刀具耐用度和加工精度产生不利影响。）

因为根据切削力分析可以得知，主偏角κr减小，将使背向力Fp增大，从而使切削时产生的挠度增大，降低加工精度。同时背向力的增大将引起振动。

主偏角κr 选择原则 ：

 ①、工艺系统刚性较好时（工件长径比lw/dw

 硬质合金刀具车刀的主偏角多为60o～75o 。

 ③、根据工件加工要求选择。

当车阶梯轴时， κr ＝90o；
同一把刀具加工外圆、端面和倒角时， κr ＝45o。

课时十二

4、副偏角的选择

 副偏角κrˊ的大小对刀具耐用度和加工表面粗糙度的影响：

 A、副偏角的减小，将可降低残留物面积的高度，提高理论表面粗糙度值，  B、副偏角减小刀尖强度增大，散热面积增大，提高刀具耐用度。

 C、副偏角太小会使刀具副后刀面与工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振动。

 ①、工艺系统刚性好时，加工高强度高硬度材料，一般κrˊ＝5o～10o；
加工外圆及端面，能中间切入，κrˊ＝45o。

 ②、工艺系统刚度较差时，粗加工、强力切削时，κrˊ＝10o～15o；
车台阶轴、细长轴、薄壁件，κrˊ＝5o～10o。

 ③、切断切槽，κrˊ＝1o～2o。

 副偏角的选择原则是：在不影响摩擦和振动的条件下，应选取较小的副偏角。

1.8.5

刃倾角的选择

（1）λs对切屑流出方向的影响

 当λs为负值时，切屑将流向已加工表面，并形成长螺卷屑，容易损害加工表面。

但切屑流向机床尾座，不会对操作者产生大的影响。粗车时采用负值的λs 。

 当λs为正值，切屑将流向机床床头箱，影响操作者工作，并容易缠绕机床的转动部件，影响机床的正常运行精车时采用正值的λs 。

（2）刃倾角对刀尖的影响

 刃倾角λs的变化能影响刀尖的强度和抗冲击性能。

 当λs取负值时，刀尖在切削刃最低点，切削刃切入工件时，切入点在切削刃或前刀面，保护刀尖免受冲击，增强刀尖强度。

 一般大前角刀具通常选用负的刃倾角，既可以增强刀尖强度，又避免刀尖切入时产生的冲击。

（3）刃倾角对切削分力的影响

刃倾角负值越大，切深抗力越大，当工艺系统刚性较差时，容

易引起振动。

 1.8.6．刀尖形状的选择

 刀尖是刀具强度和散热条件都很差的地方。切削过程中，刀尖切削温度较高，非常容易磨损，因此增强刀尖，可以提高刀具耐用度。刀尖对已加工表面粗糙度有很大影响。

 （1）直线过渡刃的优点：

主偏角κr和副偏角κrˊ的减小，都可以增强刀尖强度，但同时也增大了背向力Fp，使得工件变形增大并引起振动。但如在主、副切削刃之间磨出直线过渡刃 。则既可增大刀尖角，又不会使背向力Fp增加多少  （2 )圆弧状刀尖的圆弧半径取值

增大ｒε ，刀具的磨损和破损都可减小，不过，此时背向力Fp也会增大，容易引起振动。考虑到脆性大的刀具对振动敏感因素，一般硬质合金刀具和陶瓷刀具的刀尖圆弧半径ｒε值较小；

硬质合金车刀和陶瓷车刀，一般ｒε＝0.2～2㎜， 高速钢刀具，ｒε ＝0.5～5 ㎜。

精加工ｒε选取比粗加工小。

 (3)

修光刃

精加工时，还可修磨出κrε＝0o，宽度b＝（1.2～1.5）f 与进给方向平行的修光刃，切除掉残留面积。

这种修光刃能在进给量较大时，还能获得较高的表面加工质量。

修光刃 常用于端铣刀

1.9 切削用量的选择

1） 切削用量对加工质量的影响

当切削速度增大时，切削力减小，可减小或避免积屑瘤，有利于提高加工质量 进给量增大使工件残留面积的高度显著增大，表面更粗糙。

切削深度增大，时切削力和工件变形增大，可能引起振动，使零件的加工精度和表面质量下降。

2) 切削用量对刀具耐用度的影响

在切削用量中，切削速度对刀具耐用度的影响最大，进给量次之，切削深度影响最小 3) 选择切削用量的原则

粗加工：首先选择大的切削深度，其次选择较大的进给量，最后确定合理的切削速度。

精加工：一般取较小的切削深度和进给量，尽可能选择较高的切削速度。

 对切削用量三要素选择方法

 （1）背吃刀量的选择

 粗加工时（表面粗糙度Ra50～12.5μm） ：在允许的条件下，尽量一次切除该工序的全部余量。如分两次走刀，则第一次背吃刀量尽量取大 ，第二次背吃刀量尽量取小些。

 半精加工时（表面粗糙度Ra6.3～3.2μm），背吃刀量一般为0.5～2㎜。）  精加工时（表面粗糙度Ra1.6～0.8μm），背吃刀量为0.1～0.4㎜。

 （2）进给量的选择

 粗加工时，进给量主要考虑工艺系统所能承受的最大进给量。

 精加工和半精加工时，最大进给量主要考虑加工精度和表面粗糙度。另外还要考虑工件材料，刀尖圆弧半径、切削速度等。

P39 表1-8 、1-9.  （3）切削速度的选择  切削速度的选取原则是：

 粗车时，应选较低的切削速度，精加工时选择较高的切削速度；

 加工材料强度硬度较高时，选较低的切削速度，反之取较高切削速度；

 刀具材料的切削性能越好，切削速度越高。

可查表1-11得到

常见机械加工工艺

1.车削

车削主要是在车床上，利用刀具对旋转的工件进行切削加工。车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车削的加工原理为：工件旋转（主运动），车刀在平面内作直线或曲线运动（进给运动），可用以加工内外圆柱面、端面、圆锥面、成型面和螺纹等。车削圆柱面时，车刀沿平行于工件旋转轴线的方向运动；
车削端面或切断工件时，车刀沿垂直于工件旋转轴线的方向水平运动。若车刀的运动方向与工件的旋转轴线成一条斜角，那么可加工成圆锥面。

车削操作注意事项：
（1） 工作前先润滑车床，检验手柄是否到位，开慢车试运转5分钟，确认一切正常方能操作；

（2） 卡盘夹头要上劳，扳手不能留在其上；

（3） 工件和刀具要装夹牢固，刀杆不能伸出过长（镗孔除外），转动小刀架要停车，防止刀具碰撞卡盘，工件或划破手；

（4） 工件运转时，人不能正对着工件站立，身不靠车床，脚不踏油盘；

（5） 高速切削时，为确保安全，应使用断削器和挡互屏；

（6） 禁止高速反刹车，退车和停车要平稳；

（7） 清除铁屑时，应使用刷子或专用钩；

（8） 用锉刀打光工件，必须右手在前，左手在后；
用纱布打光工件时，要用手夹等工具，以防绞伤；

（9） 一切再用的工、量、刃具均需放到附近安全位置，做到整齐有序；

（10） 在车头取下或测量工件时，要等车床停稳再操作；

（11） 车床工作时，禁止打开或卸下防护装置；

（12） 临近下班，应清扫和擦拭车床，并将尾座和溜板箱退到车床床身最右端。

车削加工的主要参数是背吃刀量和进给量。背吃刀量指垂直于进给速度方向的切削层最大尺寸，一般指工件上以加工表面和待加工表面间的垂直距离。进给量是指工件（或刀具）每旋转一周或往复一次，或刀具每转过一齿时，工件或工具在进给运动方向上的相对位移。在粗车时，尽量使用大的背吃刀量和进给量以提高生产率，而在精车时，则选用较小的背吃刀量和进给量，以保证工件所要求的加工精度和表面质量。

2.铣削

铣削和车削运动方式相反，它是利用旋转的多人刀具作旋转运动来切削工件，是高效率的加工方法。铣削时，刀具旋转（主运动），工件移动（进给运动），工件也可固定，但此时旋转的刀具还必须移动，即刀具同时完成主运动和进给运动。铣削一般在铣床或镗床上进行，适用于加工平面、沟槽、各种成型面如花键、齿轮、螺纹和模具的特殊型面等。

铣削操作注意事项：

（1） 铣削不规则的工件及使用虎钳、分度头或专用夹具夹持工件时，不规则工件的重心及虎钳、分度头、专用夹具等尽可能放在工作台中间部位，避免工作台受力不均，产生变形；

（2） 在快速或自动进给铣削时，不准把工作台挤到两极端，以免挤坏丝杆；

（3） 不准用机动对刀，对刀应手动进行；

（4） 工作台换向时，必须将换向手柄停在中间位置，然后再换向，不能直接换向；

（5） 铣削键槽轴类，或切割薄的工件时，严防铣坏分度头及工作台面；

（6） 铣削平面时，必须使用有四个刀头以上的刀盘，选择合适的切削用量，防止机床在铣削中产生振动。

铣削的特征是：铣刀各刀齿周期性地间断切削，每个刀齿在切削过程中厚度是变化的，每齿进给量表示铣刀每转过一个刀齿的时间内工件的相对位移量。

3.钻削

钻削是加工孔的基本方法，通常在钻床或车床上进行，也可在镗床或铣床上进行。钻削时，钻削刀具与工件作相对转动（主运动）并作轴向进给运动。由于钻削的精度较低，故钻削主要用于粗加工或精加工之前的预加工。

4.磨削

磨削是以较高的线速度旋转的磨料、磨具（如砂轮）对工件的表面进行加工。磨削加工在机械上属于精加工，加工量少，精度高。磨削用于加工工件的内外圆柱面、圆锥面、平面、螺纹、花键、齿轮等特殊、复杂的成型表面。由于磨粒硬度高，磨具具有自锐性，因此磨削可用于加工各种材料，包括淬硬钢、各种合金钢、硬质合金、玻璃、陶瓷和大理石等高硬度金属和非金属材料。磨削分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削和无心磨削。外圆磨削主要在外圆磨床上进行，用以磨削轴类工件的外圆柱，磨削时，工件低速旋转，若工件同时作纵向往复移动并在纵向移动的每次单行程或双行程后砂轮相对工件作横向进给，则称为纵向磨削法；
若砂轮宽度大于被磨削的表面长度，则工件不需作纵向往复移动，称为切入磨削法。切入磨削法的效率高于纵向磨削法。内圆磨削主要在内圆磨床、万能外圆磨床或坐标磨床上进行，主要磨削工件的圆柱孔、圆锥孔和孔端面，一般采用纵向磨削法，而磨削成型内表面时可采用切入磨削法。在坐标磨床上磨削内孔时，工件固定在工作台上，砂轮除作高速旋转外，还绕所磨孔的中心线作行星运动。平面磨削主要是在平面磨床上磨削平面、沟槽等，其分为两种：用砂轮外圆表面磨削的称为周边磨削，用砂轮端面磨削的称为端面磨削。无心磨削是在无心磨床上进行，用以磨削工件外圆，磨削时，工件不用顶尖定心和支承，而是放在砂轮与导轮之间，由其下方的托板支承，并由导轮带动旋转。当导轮轴线与砂轮轴线调整成斜交1～6°时，工件能边旋转边自动沿轴向作进给运动，称为贯穿磨削，其只适用于磨削外圆柱面。

磨削速度高，温度也高，磨削加工可获得较高的精度和很小的表面粗糙度，其不但可以加工软材料，如未淬火钢、铸铁和有色金属，还可加工淬火钢及其他道具不能加工的硬质材料，如瓷件、硬质合金等。磨削时的切削深度很小，在一次行程中所能切除的金属层很薄，当磨削加工时，从砂轮上飞出大量细的磨削，从工件上飞出大量金属削，易对人造成伤害。

磨削加工注意事项：
（1） （2） （3） 开车前对机床全面检查，包括对操作机构、电气设备和磁力吸盘等。检查后进行润滑，而后试车，确保正常方可使用；

装工件要卡正、卡紧，开始时，应用手调方式，使砂轮慢慢靠近工件，开始进给量要小，不能用力过猛，防止砂轮碰撞。

更换砂轮时，必先进行外观检查，看是否有外伤，再用木锤或木棒敲击，要求声音清脆无裂纹。安装砂轮必须按规定的方法或要求进行，静平衡调试后安装，试车，一切正常后才能使用；

操作人员工作时，应戴好防护眼镜，修整砂轮要平衡进行，防止撞击，测量工件，擦拭机床都要在停机后进行，用磁力吸盘时，应将盘面、工件擦净、靠紧、吸牢，必要时可加挡铁，防止工件移位或飞出；

操作人员停止工作后，应立即关车，禁止砂轮在无人使用、无人管理的状态下运转；

作业完毕后，应及时清除各部位磨屑，将机件各处（特别是滑动部位）擦拭干净后上油，并在必要部位上防锈。

（4）

（5） （6） 5.刨削

刨削是刨刀与工件作相对直线往复运动的切削加工，是加工平面的主要方法之一，适用于单小批量生产平面、垂直面和斜面。刨削可在牛头刨床或龙门刨床上进行，其主运动是变速往复直线运动，因为在变速时有惯性。限制了切削速度的提高，并在回程时不切削，故而效率低，不适合大批量生产。刨削也可广泛应用于加工直槽、燕尾槽、T形槽、齿条、齿轮、花键、和母线为直线的成型面等。其特点是通用性好、效率低、精度不高。

6.镗削

镗削是一种用刀具扩大孔或其他圆形轮廓的内径车削工艺，其镗刀旋转作主运动，镗刀或工件作进给运动。镗削一般在镗床、加工中心或组合机床上进行，主要用于加工箱体支架和机座等工件上的圆柱孔、螺纹孔孔内沟槽或端面，当采用特殊附件时，也可加工内外球面、锥孔等。镗削时，工件安装在机床工作台或机床夹具上，镗刀装夹在镗杆上（也可与镗杆制成整体），由主轴驱动旋转。镗削的应用范围一般从半粗加工到精加工，其镗刀类型分为单刃镗刀、双刃镗刀和多刃镗刀，一般采用的是单刃镗刀。

7.拉削

拉削是使用拉床（拉刀）加工工件内外表面的一种切削工艺，是拉刀在拉力作用下作轴向运动，加工工件的内、外表面。拉削与其他切削作业不同，主要考虑的是刀具的磨损及刀具的使用寿命，在拉削作用下，数个齿同时啮合，而且切削宽度经常很大，移除切削比较困难，故常需要低粘度油。拉削分为内拉削和外拉削。内拉削用来加工各种形状的通孔或孔内通槽，如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等，拉削前要有已加工孔，让拉刀能够插入，一般情况下，拉削的孔直径范围为8～125毫米，深度不能超过孔径范围的5倍。外拉削用以加工非封闭性表面，如平面、成型面、沟槽、榫槽、叶片榫头和外齿轮等，特别适合于在大量生产中加工比较大的平面和复合型面，如汽缸体、轴承座、连杆等。拉削具有效率高、精度高、范围广、结构操作简便等优点，同时也有期刀具结构复杂，成本高的缺点。拉削时，从工件上切除加工余量的顺序和方式有成形式、渐成式、轮切式和综合轮切式等。成形式加工精度高，表面粗糙度较小，但效率较低，拉刀长度较长，主要用于加工中小尺寸的圆孔和精度要求高的成形面。渐成式适用于粗拉削复杂的加工表面，如方孔、多边形孔和花键孔等,这种方式采用的拉刀制造较易,但加工表面质量较差。轮切式切削效率高，可减小拉刀长度，但加工表面质量差，主要用于加工尺寸较大、加工余量较多、精度要求较低的圆孔。综合轮切式是用轮切法进行粗拉削,用成形法进行精拉削,兼有两者的优点，广泛用于圆孔拉削。

拉削注意事项：
（1）

（2） 拉削普通结构钢和铸铁时，一般粗拉速度为 3 ～7米/分，精拉速度小于3米/分。对于高温合金或钛合金等难加工金属材料, 只有采用硬质合金或新型高速钢拉刀,在刚度好的高速拉床上，用16～30米/分或更高的速度拉削, 才能得到比较满意的结果。

拉削一般采用润滑性能较好的切削液，例如切削油和极压乳化液等。在高速拉削时，切削温度高，常选用冷却性能好的化学切削液和乳化液。如果采用内冷却拉刀将切削液高压喷注到拉刀的每个容屑槽中，则对提高表面质量、降低刀具磨损和提高生产效率都具有较好的效果。

8.锯切

锯切是用边缘具有许多锯齿的刀具(锯条、圆锯片、锯带)或薄片砂轮等将工件或材料切出狭槽或进行分割的切削加工。锯切可按所用刀具形式分为弓锯切、圆锯切、带锯切和砂轮锯切等。弓锯切是将锯条张紧在弓形的锯架上，并作直线往复运动，对工件进行切割,一般在弓锯床上利用动力锯切,也可用手工锯切。由于弓锯切在回程时不进行切削，故效率较低。圆锯切是在圆锯床上由主轴带动圆锯片旋转对工件进行连续切割，效率较高。带锯切是在带锯床上利用两个轮子把长而薄的环形锯带张紧，并驱动锯带作连续运动对工件进行切割。宽带锯切的效率高，切口窄,有取代弓锯切的趋势;窄带锯切适于切割扁平工件的外部曲线轮廓或成形的通孔。砂轮锯切是用高速旋转的薄片砂轮切割工件，适于切割难加工金属材料。各种锯切方法的精度都不高，除窄带锯切外，一般用于在备料车间切断各种棒料、管料等型材。锯切设备一般采用硬质合金圆锯片作为锯切刀具，大大提高了锯片的耐磨性，设备采用气压传动实现对型材的夹紧和工进，采用电动机与锯片同轴或带增速的高速切割，使得切割面光滑，切削质量高。

9.铸造 9.1 压力铸造

压力铸造（简称压铸）是熔融金属在高压下高速充满型腔，并在压力下凝固成型而获得铸件的铸造方法。其显著特点是高压和高速、精度高、产品质量好（强度、硬度、表面光洁度好）、效率高、经济效果优良（大批量生产）。在压铸生产中，压铸机、压铸合金、压铸模具是其三大要素，压铸工艺是将三大要素有权地组合并加以运用的过程。压铸也存在某些缺点，主要在于：液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，铸件易产生气孔，不能进行热处理；
对内凹复杂的铸件加工较困难，高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；
不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。

压铸注意事项：

（1） 压铸机的选择。在组织多品种，小批量生产时，一般要选用液压系统简单，适应性强，能快速进行调整的压铸机，在组织少品种大量生产时，要选用配备各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机；
对单一品种大量生产的铸件可选用专用压铸机。铸件外形寸尺，重量、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。铸件重量（包括浇注系统和溢流槽）不应超过压铸机压定的额定容量，但也不能过小，以免造成压铸机功串的浪费。一般压铸机的额定容量可查说明书。压铸机都有一定的最大和最小型距离，所以压型厚度和铸件高度要有一定限度，如果压铸型厚度或铸件高度太大就可能取不出铸件。

（2） 压力和速度的选择。压射比压的选择，应根据不同合金和铸件结构特性确定。对充填速度的选择，一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择较低的充填速度和高的增压压力；
对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比压和高的充填速度。

（3） 浇注温度的选择。浇注温度过高，收缩大，使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型；
浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺陷。因此浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。

（4） 压铸型的温度。铸压型在使用前要预热到一定温度，一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。在连续生产中，压铸型温度往往升高，尤其是压铸高熔点合金，升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外，铸件冷却缓慢，使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时，应采用冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。

（5） 充填时间。自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长 些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度和厚度有密切关系，必须正确确定。

（6） 持压和开型时间。从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间，称为开型时间，开型时间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可能在铸件顶出和自压铸型落下 时引起变形；
但开型时间太长，则铸件温度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试任调整。

（7） 压铸用涂料。压铸过程中，为了避免铸件与压铸型焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热而采用涂料。对涂料的要求：在高温时，具有良好的润滑性；
挥发点低，在100～150℃时，稀释剂能很快挥发；
对压铸型及压铸件没有腐蚀作用；
性能稳定在空气中稀释剂不应挥发过度而变稠；
在高温时不会析出有害气体；
不会在压铸型腔表面产生积垢。

（8） 铸件清理。切除浇口和飞边，设备主要是冲床，液压机和摩擦压力机，在大量生产件下，可根据铸件结构和形状设计专用模具，在冲床上一次完成清理任务。表面清理多采用普通多角滚筒和震动埋入式清理装置。对批量不大的简单小件，可用多角清理滚筒，对表面要求高的装饰品，可用布制或皮革的抛光轮抛光。对大量生产的铸件可采用螺壳式震动清理机。清理后的铸件按照使用要求，还可进行表面处理和浸渍，以增加光泽，防止腐蚀，提高气密性。

9.2 重力铸造

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；
窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。

机械加工工艺规程

10.1 工艺过程

10.1.1 生产过程与工艺过程 (1) 生产过程

生产过程是指把原材料(半成品)转变为成品的全过程.机械产品的生产过程,一般包括: ①生产与技术的准备,如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造,生产计划的编制,生产资料的准备;②毛坯的制造,如铸造,锻造,冲压等;③零件的加工,如切削加工,热处理,表面处理等;④产品的装配,如总装,部装,调试检验和油漆等;⑤生产的服务,如原材料,外购件和工具的供应,运输,保管等.机械产品的生产过程一般比较复杂,目前很多产品往往不是在一个工厂内单独生产,而是由许多专业工厂共同完成的.例如:飞机制造工厂就需要用到许多其他工厂的产品(如发动机,电器设备,仪表等),相互协作共同完成一架飞机的生产过程.因此,生产过程即可以指整台机器的制造过程,也可以是某一零部件的制造过程.(2) 工艺过程

工艺过程是指在生产过程中改变生产对象的形状,尺寸,相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程.如毛坯的制造,机械加工,热处理,装配等均为工艺过程.在工艺过程中,若用机械加工的方法直接改变生产对象的形状,尺寸和表面质量,使之成为合格零件的工艺过程,称为机械加工工艺过程.同样,将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程,称为装配工艺过程.机械加工工艺过程和装配工艺过程是机械制造工艺学研究的两项主要内容.10.1.2 机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的,而工序又可分为若干个安装,工位,工步和走刀,毛坯就是依次通过这些工序的加工而变成为成品的.(1) 工序

工序是指一个或一组工人,在一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程.区分工序的主要依据,是工作地点(或设备)是否变动和完成的那部分工艺内容是否连续.如图 4.1所示的零件,孔1需要进行钻孔和铰孔,如果一批工件中,每个工件都是在一台机床上依次地先钻孔,而后铰孔,则钻孔和铰孔就构成一个工序.如果将整批工件都是先进行钻孔,然后整批工件再进行铰孔,这样钻孔和铰孔就分成两个工序了.工序不仅是组成工艺过程的基本单元,也是制订工时定额,配备工人,安排作业和进行质量检验的依据.通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程称为工艺路线.(2) 安装与工位

工件在加工前,在机床或夹具上先占据一正确位置 (定位 ),然后再夹紧的过程称为装夹.工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工艺内容称为安装.在一道工序中可以有一个或多个安装.工件加工中应尽量减少装夹次数,因为多一次装夹就多一次装夹误差,而且增加了辅助时间 .因此生产中常用各种回转工作台,回转夹具或移动夹具等,以便在工件一次装夹后,可使其处于不同的位置加工.为完成—定的工序内容,一次装夹工件后,工件 (或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位置,称为工位.图4.2所示为一种利用回转工作台在—次装夹后顺序完成装卸工件,钻孔,扩孔和铰孔四个工位加工的实例.(3) 工步与走刀

1)工步 工步是指被加工表面(或装配时的连接表面 )和切削(或装配)工具不变的情况下所连续完成的那一部分工序.一个工序可以包括几个工步,也可以只有一个工步.一般来说,构成工步的任一要素 (加工表面,刀具及加工连续性)改变后,即成为一个新工步.但下面指出的情况应视为一个工步.①对于那些一次装夹中连续进行的若干相同的工步应视为一个工步.如图 4.1所示,两孔1的加工,可以作为一个工步.② 为了提高生产率,有时用几把刀具同时加工一个或几个表面,此时也应视为一个工步.称为复合工步.2)走刀 在一个工步内,若被加工表面切去的金属层很厚,需分几次切削,则每进行一次切削就是一次走刀.一个工步可以包括一次走刀或几次走刀.10.1.3 机械加工生产类型和特点 (1) 生产纲领

企业在计划期内生产的产品的数量和进度计划称为生产纲领.零件的年生产纲领.可按下式计算 N=Qn(1+a%+b%)

式中 N——零件的年生产纲领,件/年; Q——产品的年生产纲领,台/年; n——每台产品中该零件的数量,件/台; a%--备品的百分率; b%--废品的百分率.生产纲领的大小对生产组织形式和零件加工过程起着重要的作用,它决定了各工序所需专业化和自动化的程度,决定了所应选用的工艺方法和工艺装备.(2) 生产类型和工艺特点

企业 (或车间,工段,班组,工作地)生产专业化程度的分类称为生产类型.生产类型一般可分为:单件生产,成批生产,大量生产三种.1)单件生产 单件生产的基本特点是:生产的产品种类繁多,每种产品的产量很少,而且很少重复生产.例如,重型机械产品制造和新产品试制等都属于单间生产.2)成批生产 成批生产的基本特点是:分批的生产相同的产品,生产呈周期性重复.如机床制造,电机制造等属于成批生产,成批生产又可按其批量大小分为小批量生产,中批量生产,大批量生产三种类型.其中,小批量生产和大批生产的工艺特点分别与单件生产和大量生产的工艺特点类似;中批量生产的工艺特点.介于小批生产和大批生产之间.3)大量生产 大量生产的基本特点是:产量大,品种少,大多数工作长期重复的进行某个零件的某一道工序的加工.例如,汽车,拖拉机,轴承等的制造都属于大量生产.生产类型的划分除了与生产纲领有关外,还应考虑产品的大小及复杂程度,生产类型不同,产品制造的工艺方法,所用的设备和工艺装备以及生产的组织形式等均不同.大批大量生产应尽可能采用高效率的设备和工艺方法,以提高生产率;单件小批生产应采用通用设备和工艺装备,也可采用先进的数控机床,以降低各类生产类型的生产成本.10.2 机械加工工艺规程 10.2.1 概述

机械加工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之一,它是在具体的生产条件下,把较为合理的工艺过程和操作方法,按照规定的形式书写成工艺文件,经审批后用来指导生产.机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线,各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备,工件的检验项目及检验方法,切削用量,时间定额等.10.2.1.1 机械加工艺规程的作用 (1)是指导生产的重要技术文件

工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验,经过生产验证而确定的,是科学技术和生产经验的结晶.所以,它是获得合格产品的技术保证,是指导企业生产活动的重要文件.正因为这样,在生产中必须遵守工艺规程,否则常常会引起产品质量的严重下降,生产率显著降低,甚至造成废品.但是,工艺规程也不是固定不变的,工艺人员应总结工人的革新创造,可以根据生产实际情况,及时地汲取国内外的先进工艺技术,对现行工艺不断地进行改进和完善,但必须要有严格的审批手续.(2)是生产组织和生产准备工作的依据

生产计划的制订,产品投产前原材料和毛坯的供应,工艺装备的设计,制造与采购,机床负荷的调整,作业计划的编排,劳动力的组织,工时定额的制订以及成本的核算等,都是以工艺规程作为基本依据的.(3)是新建和扩建工厂(车间)的技术依据

在新建和扩建工厂(车间)时,生产所需要的机床和其它设备的种类,数量和规格,车间的面积,机床的布置,生产工人的工种,技术等级及数量,辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础,根据生产类型来确定.除此以外,先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用,典型工艺规程可指导同类产品的生产.10.2.1.2 工艺规程制订的原则

工艺规程制订的原则是优质,高产和低成本,即在保证产品质量的前提下,争取最好的经济效益.在具体制定时,还应注意下列问题: 1)技术上的先进性 在制订工艺规程时,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,尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备.2)经济上的合理性 在一定的生产条件下,可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案.此时应通过成本核算或相互对比,选择经济上最合理的方案,使产品生产成本最低.3)良好的劳动条件及避免环境污染 在制订工艺规程时,要注意保证工人操作时有良好而安全的劳动条件.因此,在工艺方案上要尽量采取机械化或自动化措施,以减轻工人繁重的体力劳动.同时,要符合国家环境保护法的有关规定,避免环境污染.产品质量,生产率和经济性这三个方面有时相互矛盾,因此,合理的工艺规程应用该处理好这些矛盾,体现这三者的统一.10.2.1.3 制订工艺规程的原始资料 1) 产品全套装配图和零件图.2) 产品验收的质量标准.3) 产品的生产纲领(年产量).4) 毛坯资料 毛坯资料包括各种毛坯制造方法的技术经济特征;各种型材的品种和规格,毛坯图等;在无毛坯图的情况下,需实际了解毛坯的形状,尺寸及机械性能等.5) 本厂的生产条件 为了使制订的工艺规程切实可行,一定要考虑本厂的生产条件.如了解毛坯的生产能力及技术水平;加工设备和工艺装备的规格及性能;工人技术水平以及专用设备与工艺装备的制造能力等.6) 国内外先进工艺及生产技术发展情况 工艺规程的制订,要经常研究国内外有关工艺技术资料,积极引进适用的先进工艺技术,不断提高工艺水平,以获得最大的经济效益.7) 有关的工艺手册及图册.10.2.1.4 制订工艺规程的步骤

1) 计算年生产纲领,确定生产类型.2) 分析零件图及产品装配图,对零件进行工艺分析.3) 选择毛坯.4) 拟订工艺路线.5) 确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差.6) 确定各工序所用的设备及刀具,夹具,量具和辅助工具.7) 确定切削用量及工时定额.8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法.9) 填写工艺文件.在制订工艺规程的过程中,往往要对前面已初步确定的内容进行调整,以提高经济效益.在执行工艺规程过程中,可能会出现前所未料的情况,如生产条件的变化,新技术,新工艺的引进,新材料,先进设备的应用等,都要求及时对工艺规程进行修订和完善.10.2.1.5 工艺文件的格式

将工艺规程的内容,填入一定格式的卡片,即成为生产准备和施工依据的工艺文件.常用的工艺文件格式有下列几种: (1)综合工艺过程卡片

这种卡片以工序为单位,简要地列出了整个零件加工所经过的工艺路线(包括毛坯制造,机械加工和热处理等),它是制订其它工艺文件的基础,也是生产技术准备,编排作业计划和组织生产的依据.在这种卡片中,由于各工序的说明不够具体,故一般不能直接指导工人操作,而多作生产管理方面使用.但是,在单件小批生产中,由于通常不编制其它较详细的工艺文件,而是以这种卡片指导生产.机械加工工艺卡片是以工序为单位,详细说明整个工艺过程的工艺文件.它是用来指导工人生产和帮助车间管理人员和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件,广泛用于成批生产的零件和小批生产中的重要零件.(3)机械加工工序卡片

机械加工工序卡片是根据工艺卡片为毎一道工序制订的.它更详细地说明整个零件各个工序的加工要求,是用来具体指导工人操作的工艺文件.在这种卡片上,要画出工序简图,注明该工序每一工步的内容,工艺参数,操作要求以及所用的设备和工艺装备.工序简图就是按一定比例用较小的投影绘出工序图,可略去图中的次要结构和线条,主视图方向尽量与零件在机床上的安装方向相一致,本工序的加工表面用粗实线或红色粗实线表示,零件的结构,尺寸要与本工序加工后的情况相符合,并标注出本工序加工尺寸及上下偏差,加工表面粗糙度和工件的定位及夹紧情况.用于大批量生产的零件.10.2.2 零件的工艺分析

在制订零件的机械加工工艺规程时,首先要对照产品装配图分析零件图,熟悉该产品的用途,性能及工作条件,明确零件在产品中的位置,作用及相关零件的位置关系;了解并研究各项技术条件制定的依据,找出其主要技术要求和技术关键,以便在拟定工艺规程时采用适当的措施加以保证.然后着重对零件进行结构分析和技术要求的分析.10.2.2.1 零件结构分析

零件的结构分析主要包括以下三方面: (1)零件表面的组成和基本类型

尽管组成零件的结构多种多样,但从形体上加以分析,都是由一些基本表面和特形表面组成的.基本表面有内外圆柱表面,圆锥表面和平面等;特形表面主要有螺旋面,渐开线齿形表面,圆弧面(如球面)等.在零件结构分析时,根据机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点,就可选择与其相适应的加工方法和加工路线,例如外圆表面通常由车削或磨削加工;内孔表面则通过钻,扩,铰,镗和磨削等加工方法获得.机械零件不同表面的组合形成零件结构上的特点.在机械制造中,通常按零件结构和工艺过程的相似性,将各类零件大致分为轴类零件,套类零件,箱体类零件,齿轮类零件和叉架类零件等.(2)主要表面与次要表面区分

根据零件各加工表面要求的不同,可以将零件的加工表面划分为主要加工表面和次要加工表面;这样,就能在工艺路线拟定时,做到主次分开以保证主要表面的加工精度.(3)零件的结构工艺性

所谓零件的结构工艺性是指零件在满足使用要求的前提下,制造该零件的可行性和经济性.功能相同的零件,其结构工艺性可以有很大差异.所谓结构工艺性好,是指在现有工艺条件下,既能方便制造又有较低的制造成本.10.2.2.2 零件的技术要求分析

零件图样上的技术要求,既要满足设计要求,又要便于加工,而且齐全和合理.其技术要求包括下列几个方面: 1)加工表面的尺寸精度,形状精度和表面质量; 2)各加工表面之间的相互位置精度; 3)工件的热处理和其它要求,如动平衡,镀铬处理,去磁等.零件的尺寸精度,形状精度,位置精度和表面粗糙度的要求,对确定机械加工工艺方案和生产成本影响很大.因此,必须认真审查,以避免过高的要求使加工工艺复杂化和增加不必要的费用.在认真分析了零件的技术要求后,结合零件的结构特点,对零件的加工工艺过程便有一个初步的轮廓.加工表面的尺寸精度,表面粗糙度和有无热处理要求,决定了该表面的最终加工方法,进而得出中间工序和粗加工工序所采用的加工方法.如,轴类零件上 IT7 级精度,表面粗糙度 R a 1.6 μ m 的轴颈表面,若不淬火,可用粗车,半精车,精车最终完成;若淬火,则最终加工方法选磨削,磨削前可采用粗车,半精车(或精车)等加工方法加工.表面间的相互位置精度,基本上决定了各表面的加工顺序.10.2.3 毛坯的选择

毛坯的确定,不仅影响毛坯制造的经济性,而且影响机械加工的经济性.所以在确定毛坯时,既要考虑热加工方面的因素,也要兼顾冷加工方面的要求,以便从确定毛坯这一环节中,降低零件的制造成本.10.2.3.1 机械加工中常用毛坯的种类

毛坯的种类很多,同一种毛坯又有多种制造方法,机械制造中常用的毛坯有以下几种: (1)铸件

形状复杂的零件毛坯,宜采用铸造方法制造.目前铸件大多用砂型铸造,它又分为木模手工造型和金属模机器造型.木模手工造型铸件精度低,加工表面余量大,生产率低,适用于单件小批生产或大型零件的铸造.金属模机器造型生产率高,铸件精度高,但设备费用高,铸件的重量也受到限制,适用于大批量生产的中小铸件.其次,少量质量要求较高的小型铸件可采用特种铸造(如压力铸造,离心制造和熔模铸造等).(2)锻件

机械强度要求高的钢制件,一般要用锻件毛坯.锻件有自由锻造锻件和模锻件两种.自由锻造锻件可用手工锻打(小型毛坯) , 机械锤锻(中型毛坯)或压力机压锻(大型毛坯)等方法获得.这种锻件的精度低,生产率不高,加工余量较大,而且零件的结构必须简单;适用于单件和小批生产,以及制造大型锻件.模锻件的精度和表面质量都比自由锻件好,而且锻件的形状也可较为复杂,因而能减少机械加工余量.模锻的生产率比自由锻高得多,但需要特殊的设备和锻模,故适用于批量较大的中小型锻件.(3)型材

型材按截面形状可分为:圆钢,方钢,六角钢,扁钢,角钢,槽钢及其它特殊截面的型材.型材有热轧和冷拉两类.热轧的型材精度低,但价格便宜,用于一般零件的毛坯;冷拉的型材尺寸较小,精度高,易于实现自动送料,但价格较高,多用于批量较大的生产,适用于自动机床加工.(4)焊接件

焊接件是用焊接方法而获得的结合件,焊接件的优点是制造简单,周期短,节省材料,缺点是抗振性差,变形大,需经时效处理后才能进行机械加工.除此之外,还有冲压件,冷挤压件,粉末冶金等其它毛坯.10.2.3.2 毛坯种类选择中应注意的问题 (1)零件材料及其力学性能

零件的材料大致确定了毛坯的种类.例如材料为铸铁和青铜的零件应选择铸件毛坯;钢质零件形状不复杂,力学性能要求不太高时可选型材;重要的钢质零件,为保证其力学性能,应选择锻件毛坯.(2)零件的结构形状与外形尺寸

形状复杂的毛坯,一般用铸造方法制造.薄壁零件不宜用砂型铸造;中小型零件可考虑用先进的铸造方法;大型零件可用砂型铸造.一般用途的阶梯轴,如各阶梯直径相差不大,可用圆棒料;如各阶梯直径相差较大,为减少材料消耗和机械加工的劳动量,则宜选择锻件毛坯.尺寸大的零件一般选择自由锻造;中小型零件可选择模锻件;一些小型零件可做成整体毛坯.(3)生产类型

大量生产的零件应选择精度和生产率都比较高的毛坯制造方法,如铸件采用金属模机器造型或精密铸造;锻件采用模锻,精锻;型材采用冷轧或冷拉型材;零件产量较小时应选择精度和生产率较低的毛坯制造方法.(4)现有生产条件

确定毛坯的种类及制造方法,必须考虑具体的生产条件,如毛坯制造的工艺水平,设备状况以及对外协作的可能性等.(5)充分考虑利用新工艺,新技术和新材料

随着机械制造技术的发展,毛坯制造方面的新工艺,新技术和新材料的应用也发展很快.如精铸,精锻,冷挤压,粉末冶金和工程塑料等在机械中的应用日益增加.采用这些方法大大减少了机械加工量,有时甚至可以不再进行机械加工就能达到加工要求,其经济效益非常显著.我们在选择毛坯时应给予充分考虑,在可能的条件下,尽量采用.10.2.3.3 毛坯形状和尺寸的确定

毛坯形状和尺寸,基本上取决于零件形状和尺寸.零件和毛坯的主要差别,在于在零件需要加工的表面上,加上一定的机械加工余量,即毛坯加工余量.毛坯制造时,同样会产生误差,毛坯制造的尺寸公差称为毛坯公差.毛坯加工余量和公差的大小,直接影响机械加工的劳动量和原材料的消耗,从而影响产品的制造成本.所以现代机械制造的发展趋势之一,便是通过毛坯精化,使毛坯的形状和尺寸尽量和零件一致,力求作到少,无切削加工.毛坯加工余量和公差的大小,与毛坯的制造方法有关,生产中可参考有关工艺手册或有关企业,行业标准来确定.在确定了毛坯加工余量以后,毛坯的形状和尺寸,除了将毛坯加工余量附加在零件相应的加工表面上外,还要考虑毛坯制造,机械加工和热处理等多方面工艺因素的影响.下面仅从机械加工工艺的角度,分析确定毛坯的形状和尺寸时应考虑的问题.(1)工艺搭子的设置

有些零件,由于结构的原因,加工时不易装夹稳定,为了装夹方便迅速,可在毛坯上制出凸台,即所谓的工艺搭子.工艺搭子只在装夹工件时用,零件加工完成后,一般都要切掉,但如果不影响零件的使用性能和外观质量时,可以保留.(2)整体毛坯的采用

在机械加工中,有时会遇到如磨床主轴部件中的三瓦轴承,发动机的连杆和车床的开合螺母等类零件.为了保证这类零件的加工质量和加工时方便,常做成整体毛坯,加工到一定阶段后再切开.(3)合件毛坯的采用

为了便于加工过程中的装夹,对于一些形状比较规则的小形零件,如 T 形键,扁螺母,小隔套等,应将多件合成一个毛坯,待加工到一定阶段后或者大多数表面加工完毕后,再加工成单件.图5.3a 为 T815 汽车上的一个扁螺母.毛坯取一长六方钢, 图 5.3b 表示在车床上先车槽,倒角;图 5.3c 表示在车槽及倒角后,用 24.5mm 的钻头钻孔.钻孔的同时也就切成若干个单件.合件毛坯,在确定其长度尺寸时,既要考虑切割刀具的宽度和零件的个数,还应考虑切成单件后,切割的端面是否需要进一步加工,若要加工,还应留有一定的加工余量.在确定了毛坯种类,形状和尺寸后,还应绘制一张毛坯图,作为毛坯生产单位的产品图样.绘制毛坯图,是在零件图的基础上,在相应的加工表面上加上毛坯余量.但绘制时还要考虑毛坯的具体制造条件,如铸件上的孔,锻件上的孔和空档,法兰等的最小铸出和锻出条件;铸件和锻件表面的起模斜度(拔模斜度)和圆角;分型面和分模面的位置等.并用双点划线在毛坯图中表示出零件的表面,以区别加工表面和非加工表面.10.2.4 工艺路线的拟订

工艺路线的拟订是制订工艺规程的关键,它制订的是否合理,直接影响到工艺规程的合理性,科学性和经济性.工艺路线拟订的主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案,确定各个表面的加工顺序以及工序集中与分散的程度,合理选用机床和刀具,确定所用夹具的大致结构等.关于工艺路线的拟订,经过长期的生产实践已总结出一些带有普遍性的工艺设计原则,但在具体拟订时,特别要注意根据生产实际灵活应用.10.2.4.1 表面加工方案的选择

(1)各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度

为了正确选择表面加工方法,首先应了解各种加工方法的特点和掌握加工经济精度的概念.任何一种加工方法可以获得的加工精度和表面粗糙度均有一个较大的范围.例如,精细的操作,选择低的切削用量,可以获得较高的精度,但又会降低生产率,提高成本;反之,如增大切削用量提高生产率,虽然成本降低了,但精度也降低了.所以对一种加工方法,只有在一定的精度范围内才是经济的,这一定范围的精度是指在正常的加工条件下(采用符合质量的标准设备,工艺装备和标准技术等级的工人,不延长加工时间)所能保证的加工精度.这一定范围的精度称为经济精度.相应的粗糙度称为经济表面粗糙度.各种加工方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度,以及各种典型表面的加工方案在机械加工手册中都能查到.这里要指出的是,加工经济精度的数值并不是一成不变的,随着科学技术的发展,工艺技术的改进,加工经济精度会逐步提高.(2)选择表面加工方案时考虑的因素

选择表面加工方案,一般是根据经验或查表来确定,再结合实际情况或工艺试验进行修改.表面加工方案的选择,应同时满足加工质量,生产率和经济性等方面的要求,具体选择时应考虑以下几方面的因素: 1)选择能获得相应经济精度的加工方法 例如加工精度为 IT7 ,表面粗糙度为 Ra0.4 m 的外圆柱面,通过精细车削是可以达到要求的,但不如磨削经济.2)零件材料的可加工性能 例如淬火钢的精加工要用磨削,有色金属圆柱面的精加工为避免磨削时堵塞砂轮,则要用高速精细车或精细镗(金刚镗).3)工件的结构形状和尺寸大小 例如对于加工精度要求为 IT7 的孔,采用镗削,铰削,拉削和磨削均可达到要求.但箱体上的孔,一般不宜选用拉孔或磨孔,而宜选择镗孔(大孔)或铰孔(小孔).4)生产类型 大批量生产时,应采用高效率的先进工艺,例如用拉削方法加工孔和平面,用组合铣削或磨削同时加工几个表面,对于复杂的表面采用数控机床及加工中心等;单件小批生产时,宜采用刨削,铣削平面和钻,扩,铰孔等加工方法,避免盲目地采用高效加工方法和专用设备而造成经济损失.5)现有生产条件 充分利用现有设备和工艺手段,发挥工人的创造性,挖掘企业潜力,创造经济效益.10.2.4.2 加工阶段的划分 (1)划分方法

零件的加工质量要求较高时,都应划分加工阶段.一般划分为粗加工,半精加工和精加工三个阶段.如果零件要求的精度特别高,表面粗糙度很细时,还应増加光整加工和超精密加工阶段.各加工阶段的主要任务是: 1) 粗加工阶段 主要任务是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品.因此,应采取措施尽可能提高生产率.同时要为半精加工阶段提供精基准,并留有充分均匀 的加工余量,为后续工序创造有利条件.2) 半精加工阶段 达到一定的精度要求,并保证留有一定的加工余量,为主要表面的精加工作准备.同时完成一些次要表面的加工(如紧固孔的钻削,攻螺纹,铣键槽等).3) 精加工阶段 主要任务是保证零件各主要表面达到图纸规定的技术要求.4) 光整加工阶段 对精度要求很高( IT6 以上),表面粗糙度很小(小于 R a 0.2 m )的零件,需安排光整加工阶段.其主要任务是减小表面粗糙度或进一步提高尺寸精度和形状精度.(2)划分加工阶段的原因

1) 保证加工质量的需要 零件在粗加工时,由于要切除掉大量金属,因而会产生较大的切削力和切削热,同时也需要较大的夹紧力,在这些力和热的作用下,零件会产生较大的变形.而且经过粗加工后零件的内应力要重新分布,也会使零件发生变形.如果不划分加工阶段而连续加工,就无法避免和修正上述原因所引起的加工误差.加工阶段划分后,粗加工造成的误差,通过半精加工和精加工可以得到修正,并逐步提高零件的加工精度和表面质量,保证了零件的加工要求.2) 合理使用机床设备的需要 粗加工一般要求功率大,刚性好,生产率高而精度不高的机床设备.而精加工需采用精度高的机床设备,划分加工阶段后就可以充分发挥粗,精加工设备各自性能的特点,避免以粗干精,做到合理使用设备.这样不但提高了粗加工的生产效率,而且也有利于保持精加工设备的精度和使用寿命.3) 及时发现毛坯缺陷 毛坯上的各种缺陷(如气孔,砂眼,夹渣或加工余量不足等),在粗加工后即可被发现,便于及时修补或决定报废,以免继续加工后造成工时和加工费用的浪费.4) 便于安排热处理 热处理工序使加工过程划分成几个阶段,如精密主轴在粗加工后进行去除应力的人工时效处理,半精加工后进行淬火,精加工后进行低温回火和冰冷处理,最后再进行光整加工.这几次热处理就把整个加工过程划分为粗加工——半精加工——精加工——光整加工阶段.在零件工艺路线拟订时,一般应遵守划分加工阶段这一原则,但具体应用时还要根据零件的情况灵活处理,例如对于精度和表面质量要求较低而工件刚性足够,毛坯精度较高,加工余量小的工件,可不划分加工阶段.又如对一些刚性好的重型零件,由于装夹吊运很费时,也往往不划分加工阶段而在一次安装中完成粗精加工.还需指出的是,将工艺过程划分成几个加工阶段是对整个加工过程而言的,不能单纯从某一表面的加工或某一工序的性质来判断.例如工件的定位基准,在半精加工阶段甚至在粗加工阶段就需要加工得很准确,而在精加工阶段中安排某些钻孔之类的粗加工工序也是常有的.10.2.4.3 工序的划分

工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成,而每一道工序的加工内容却比较多;工序分散则相反,整个工艺过程中工序数量多,而每一道工序的加工内容则比较少.(1)工序集中的特点

① 有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备,如采用多刀多刃,多轴机床,数控机床和加工中心等,从而大大提高生产率.② 减少了工序数目,缩短了工艺路线,从而简化了生产计划和生产组织工作.③ 减少了设备数量,相应地减少了操作工人和生产面积.④ 减少了工件安装次数,不仅缩短了辅助时间,而且在一次安装下能加工较多的表面,也易于保证这些表面的相对位置精度.⑤ 专用设备和工艺装置复杂,生产准备工作和投资都比较大,尤其是转换新产品比较困难.(2)工序分散特点 ① 设备和工艺装备结构都比较简单,调整方便,对工人的技术水平要求低.② 可采用最有利的切削用量,减少机动时间.③ 容易适应生产产品的变换.④ 设备数量多,操作工人多,占用生产面积大.工序集中和工序分散各有特点;在拟订工艺路线时,工序是集中还是分散,即工序数量是多还是少,主要取决于生产规模和零件的结构特点及技术要求.在一般情况下,单件小批生产时,多将工序集中.大批量生产时,既可采用多刀,多轴等高效率机床将工序集中,也可将工序分散后组织流水线生产;目前的发展趋势是倾向于工序集中.10.2.4.4 工序顺序的安排 (1) 机械加工工序的安排

1)基准先行 零件加工一般多从精基准的加工开始,再以精基准定位加工其它表面.因此,选作精基准的表面应安排在工艺过程起始工序先进行加工,以便为后续工序提供精基准.例如轴类零件先加工两端中心孔,然后再以中心孔作为精基准,粗,精加工所有外圆表面.齿轮加工则先加工内孔及基准端面,再以内孔及端面作为精基准,粗,精加工齿形表面.2)先粗后精 精基准加工好以后,整个零件的加工工序,应是粗加工工序在前,相继为半精加工,精加工及光整加工.按先粗后精的原则先加工精度要求较高的主要表面,即先粗加工再半精加工各主要表面,最后再进行精加工和光整加工.在对重要表面精加工之前,有时需对精基准进行修整,以利于保证重要表面的加工精度,如主轴的高精度磨削时,精磨和超精磨削前都须研磨中心孔;精密齿轮磨齿前,也要对内孔进行磨削加工.3)先主后次 根据零件的功用和技术要求.先将零件的主要表面和次要表面分开,然后先安排主要表面的加工,再把次要表面的加工工序插入其中.次要表面一般指键槽,螺孔,销孔等表面.这些表面一般都与主要表面有一定的相对位置要求,应以主要表面作为基准进行次要表面加工,所以次要表面的加工一般放在主要表面的半精加工以后,精加工以前一次加工结束.也有放在最后加工的,但此时应注意不要碰伤已加工好的主要表面.4)先面后孔 对于箱体,底座,支架等类零件,平面的轮廓尺寸较大,用它作为精基准加工孔,比较稳定可靠,也容易加工,有利于保证孔的精度.如果先加工孔,再以孔为基准加工平面,则比较困难,加工质量也受影响.(2)热处理工序的安排

热处理可用来提高材料的力学性能,改善工件材料的加工性能和消除内应力,其安排主要是根据工件的材料和热处理目的来进行.热处理工艺可分为两大类:预备热处理和最终热处理.1) 预备热处理 预备热处理的目的是改善加工性能,消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织.其热处理工艺有退火,正火,时效,调质等.① 退火和正火.退火和正火用于经过热加工的毛坯.含碳量高于 0.5 %的碳钢和合金钢,为降低其硬度易于切削,常采用退火处理;含碳量低于 0.5 %的碳钢和合金钢,为避免其硬度过低切削时粘刀,而采用正火处理.退火和正火尚能细化晶粒,均匀组织,为以后的热处理做准备.退火和正火常安排在毛坯制造之后,粗加工之前进行.② 时效处理.时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力.为减少运输工作量,对于一般精度的零件,在精加工前安排一次时效处理即可.但精度要求较高的零件 ( 如坐标镗床的箱体等 ) ,应安排两次或数次时效处理工序.简单零件一般可不进行时效处理.除铸件外,对于一些刚性较差的精密零件 ( 如精密丝杠 ) ,为消除加工中产生的内应力,稳定零件加工精度,常在粗加工,半精加工之间安排多次时效处理.有些轴类零件加工,在校直工序后也要安排时效处理.③ 调质.调质即是在淬火后进行高温回火处理,它能获得均匀细致的回火索氏体组织,为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形做准备,因此调质也可作为预备热处理.由于调质后零件的综合力学性能较好,对某些硬度和耐磨性要求不高的零件,也可作为最终热处理工序.2) 最终热处理 最终热处理的目的是提高硬度,耐磨性和强度等力学性能.① 淬火.淬火有表面淬火和整体淬火.其中表面淬火因为变形,氧化及脱碳较小而应用较广,而且表面淬火还具有外部强度高,耐磨性好,而内部保持良好的韧性,抗冲击力强的优点.为提高表面淬火零件的机械性能,常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理.其一般工艺路线为:下料一锻造一正火 ( 退火 ) 一粗加工一调质一半精加工一表面淬火一精加工.② 渗碳淬火.渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢,先提高零件表层的含碳量,经淬火后使表层获得高的硬度,而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性.渗碳分整体渗碳和局部渗碳.局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施 ( 镀铜或镀防渗材料 ) .由于渗碳淬火变形大,且渗碳深度一般在 0.5~2mm 之间,所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间.其工艺路线一般为:下料一锻造一正火一粗,半精加工一渗碳淬火一精加工.当局部渗碳零件的不渗碳部分,采用加大余量后切除多余的渗碳层的工艺方案时,切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后,淬火前进行.③ 渗氮处理.渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法.渗氮层可以提高零件表面的硬度,耐磨性,疲劳强度和抗蚀性.由于渗氮处理温度较低,变形小,且渗氮层较薄 (一般不超过 0.6 ～ 0.7mm) ,因此渗氮工序应尽量靠后安排,常安排在精加工之间进行.为减小渗氮时的变形,在切削后一般需进行消除应力的高温回火.(3)检验工序的安排

检验工序一般安排在粗加工后,精加工前;送往外车间前后;重要工序和工时长的工序前后;零件加工结束后,入库前.(4)其它工序的安排

1)表面强化工序 如滚压,喷丸处理等,一般安排在工艺过程的最后.2)表面处理工序 如发蓝,电镀等一般安排在工艺过程的最后.3)探伤工序 如 X 射线检查,超声波探伤等多用于零件内部质量的检查,一般安排在工艺过程的开始.磁力探伤,荧光检验等主要用于零件表面质量的检验,通常安排在该表面加工结束以后.4)平衡工序 包括动,静平衡,一般安排在精加工以后.在安排零件的工艺过程中,不要忽视去毛刺,倒棱和清洗等辅助工序.在铣键槽,齿面倒角等工序后应安排去毛刺工序.零件在装配前都应安排清洗工序,特别在研磨等光整加工工序之后,更应注意进行清洗工序,以防止残余的磨料嵌入工件表面,加剧零件在使用中的磨损.10.2.5 加工余量的确定

10.2.5.1 加工余量的概念及其影响因素

在选择了毛坯,拟订出加工工艺路线之后,就需确定加工余量,计算各工序的工序尺寸.加工余量大小与加工成本有密切关系,加工余量过大不仅浪费材料,而且增加切削工时,增大刀具和机床的磨损,从而增加成本;加工余量过小,会使前一道工序的缺陷得不到纠正,造成废品,从而也使成本增加,因此,合理地确定加工余量,对提高加工质量和降低成本都有十分重要的意义.(1)加工余量的概念

在机械加工过程中从加工表面切除的金属层厚度称为加工余量.加工余量分为工序余量和加工总余量.工序余量是指为完成某一道工序所必须切除的金属层厚度,即相邻两工序的工序尺寸之差.加工总余量是指由毛坯变为成品的过程中,在某加工表面上所切除的金属层总厚度,即毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差.由于毛坯尺寸和各工序尺寸不可避免地存在公差,因此无论是加工总余量还是工序余量实际上是个变动值,因而加工余量又有基本余量,最大余量和最小余量之分,通常所说的加工余量是指基本余量.加工余量,工序余量的公差标注应遵循"入体原则"即:"毛坯尺寸按双向标注上,下偏差;被包容表面尺寸上偏差为零,也就是基本尺寸为最大极限尺寸(如轴);对包容面尺寸下偏差为零,也就是基本尺寸为最小极限尺寸(如内孔).加工过程中,工序完成后的工件尺寸称为工序尺寸.由于存在加工误差,各工序加工后的尺寸也有一定的公差,称为工序公差.工序公差带的布置也采用"入体原则"法.表示加工余量及其公差的关系,不论是被包容面还是包容面,其加工总余量均等于各工序余量之和.Z = Z + Z + Z + …

加工余量还有双边余量和单边余量之分,平面加工余量是单边余量,它等于实际切削的金属层厚度.对于外圆和孔等回转表面,加工余量是指双边余量,即以直径方向计算,实际切削的金属为加工余量数值的一半.(2)确定加工余量应考虑的因素

为切除前工序在加工时留下的各种缺陷和误差的金属层,又考虑到本工序可能产生的安装误差而不致使工件报废,必须保证一定数值的最小工序余量.为了合理确定加工余量,首先必须了解影响加工余量的因素.影响加工余量的主要因素有: 1) 前工序的尺寸公差 由于工序尺寸有公差,上工序的实际工序尺寸有可能出现最大或最小极限尺寸.为了使上工序的实际工序尺寸在极限尺寸的情况下,本工序也能将上工序留下的表面粗糙度和缺陷层切除,本工序的加工余量应包括上工序的公差.2) 前工序的形状和位置公差 当工件上有些形状和位置偏差不包括在尺寸公差的范围内时,这些误差又必须在本工序加工纠正,在本工序的加工余量中必须包括它.3) 前工序的表面粗糙度和表面缺陷 为了保证加工质量,本工序必须将上工序留下的表面粗糙度和缺陷层切除.4)本工序的安装误差 安装误差包括工件的定位误差和夹紧误差,若用夹具装夹,还应有夹具在机床上的装夹误差.这些误差会使工件在加工时的位置发生偏移,所以加工余量还必须考虑安装误差的影响.10.2.5.2 确定加工余量的方法

确定加工余量的方法有 3 种:分析计算法,经验估算法和查表修正法.(1)分析计算法

本方法是根据有关加工余量计算公式和一定的试验资料,对影响加工余量的各项因素进行分析和综合计算来确定加工余量.用这种方法确定加工余量比较经济合理,但必须有比较全面和可靠的试验资料.目前,只在材料十分贵重,以及军工生产或少数大量生产的工厂中采用.(2)经验估算法

本方法是根据工厂的生产技术水平,依靠实际经验确定加工余量.为防止因余量过小而产生废品,经验估计的数值总是偏大,这种方法常用于单件小批量生产.(3)查表修正法

此法是根据各工厂长期的生产实践与试验研究所积累的有关加工余量数据,制成各种表格并汇编成手册,确定加工余量时,查阅有关手册,再结合本厂的实际情况进行适当修正后确定,目前此法应用较为普遍.10.2.6 工序尺寸及其公差的确定

机械加工过程中,工件的尺寸在不断地变化,由毛坯尺寸到工序尺寸,最后达到设计要求的尺寸.在这个变化过程中,加工表面本身的尺寸及各表面之间的尺寸都在不断地变化,这种变化无论是在一个工序内部,还是在各个工序之间都有一定的内在联系.应用尺寸链理论去揭示它们之间的内在关系,掌握它们的变化规律是合理确定工序尺寸及其公差和计算各种工艺尺寸的基础,因此,本节先介绍工艺尺寸链的基本概念,然后分析工艺尺寸链的计算方法以及工艺尺寸链的应用.10.2.6.1 工艺尺寸链的概念 (1)工艺尺寸链的定义

在零件的加工过程中,为了加工和检验的方便,有时需要进行一些工艺尺寸的计算.为使这种计算迅速准确,按照尺寸链的基本原理,将这些有关尺寸以一定顺序首尾相连排列成一封闭的尺寸系统,即构成了零件的工艺尺寸链,简称工艺尺寸链.(2)工艺尺寸链的组成

① 环 组成工艺尺寸链的各个尺寸都称为工艺尺寸链的环.② 封闭环 工艺尺寸链中间接得到的环称为封闭环.封闭环以下角标" 0 "表示,如" A 0 "," L ".③ 组成环 除封闭环以外的其它环都称为组成环.组成环分增环和减环两种.④ 增环 当其余各组成环保持不变,某一组成环增大,封闭环也随之增大,该环即为增环.一般在该环尺寸的代表符号上,加一向右的箭头表示.⑤ 减环 当其余各组成环保持不变,某一组成环增大,封闭环反而减小,该环即为减环.一般在该尺寸的代表符号上,加一向左的箭头表示.(3)工艺尺寸链的特征

① 关联性 组成工艺尺寸链的各尺寸之间必然存在着一定的关系,相互无关的尺寸不组成工艺尺寸链.工艺尺寸链中每一个组成环不是增环就是减环,其尺寸发生变化都要引起封闭环的尺寸变化.对工艺尺寸链中的封闭环尺寸没有影响的尺寸,就不是该工艺尺寸链的组成环.② 封闭性 尺寸链必须是一组首尾相接并构成一个封闭图形的尺寸组合,其中应包含一个间接得到的尺寸.不构成封闭图形的尺寸组合就不是尺寸链.(4)建立工艺尺寸链的步骤

① 确定封闭环 即加工后间接得到的尺寸.② 查找组成环 从封闭环一端开始,按照尺寸之间的联系,首尾相连,依次画出对封闭环有影响的尺寸,直到封闭环的另一端,形成一个封闭图形,就构成一个工艺尺寸链.查找组成环必须掌握的基本特点为:组成环是加工过程中"直接获得"的,而且对封闭环有影响.③ 按照各组成环对封闭环的影响,确定其为增环或减环 确定增环或减环可先给封闭环任意规定一个方向,然后沿此方向,绕工艺尺寸链依次给各组成环画出箭头,凡是与封闭环箭头方向相同的就是减环,相反的就是增环.10.2.6.2 工艺尺寸链的计算

尺寸链的计算方法有两种:极值法与概率法.极值法是从最坏情况出发来考虑问题的,即当所有增环都为最大极限尺寸而减环恰好都为最小极限尺寸,或所有增环都为最小极限尺寸而减环恰好都为最大极限尺寸,来计算封闭环的极限尺寸和公差.事实上,一批零件的实际尺寸是在公差带范围内变化的.在尺寸链中,所有增环不一定同时出现最大或最小极限尺寸,即使出现,此时所有减环也不一定同时出现最小或最大极限尺寸.概率法解尺寸链,主要用于装配尺寸链,其计算方法在装配中讲授.10.2.6.3 工序尺寸及其公差的确定 (1)基准重合时工序尺寸及公差的确定

当零件定位基准与设计基准(工序基准)重合时,零件工序尺寸及其公差的确定方法是:先根据零件的具体要求确定其加工工艺路线,再通过查表确定各道工序的加工余量及其公差,然后计算出各工序尺寸及公差;计算顺序是:先确定各工序余量的基本尺寸,再由后往前逐个工序推算,即由工件上的设计尺寸开始,由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸.(2)测量基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的计算

在加工中,有时会遇到某些加工表面的设计尺寸不便测量,甚至无法测量的情况,为此需要在工件上另选一个容易测量的测量基准,通过对该测量尺寸的控制来间接保证原设计尺寸的精度.这就产生了测量基准与设计基准不重合时,测量尺寸及公差的计算问题. (3)定位基准与设计基准不重合时工序尺寸计算

在零件加工过程中有时为方便定位或加工,选用不是设计基准的几何要素作定位基准,在这种定位基准与设计基准不重合的情况下,需要通过尺寸换算,改注有关工序尺寸及公差,并按换算后的工序尺寸及公差加工.以保证零件的原设计要求.(4)中间工序的工序尺寸及其公差的求解计算

在工件加工过程中,有时一个基面的加工会同时影响两个设计尺寸的数值.这时,需要直接保证其中公差要求较严的一个设计尺寸,而另一设计尺寸需由该工序前面的某一中间工序的合理工序尺寸间接保证.为此,需要对中间工序尺寸进行计算.(5)保证应有渗碳或渗氮层深度时工艺尺寸及其公差的计算

零件渗碳或渗氮后,表面一般要经磨削保证尺寸精度,同时要求磨后保留有规定的渗层深度.这就要求进行渗碳或渗氮热处理时按一定渗层深度及公差进行(用控制热处理时间保证),并对这一合理渗层深度及公差进行计算.10.2.7 机械加工的生产率及技术经济分析 10.2.7.1 机械加工时间定额的组成 (1)时间定额的概念

所谓时间定额是指在一定生产条件下,规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间.它是安排作业计划,核算生产成本,确定设备数量,人员编制以及规划生产面积的重要依据.(2)时间定额的组成

1)基本时间 T 基本时间是指直接改变生产对象的尺寸,形状,相对位置以及表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间.对于切削加工来说,基本时间就是切除金属所消耗的时间(包括刀具的切入和切出时间在内).2)辅助时间T 辅助时间是为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间.它包括:装卸工件,开停机床,引进或退出刀具,改变切削用量,试切和测量工件等所消耗的时间.基本时间和辅助时间的总和称为作业时间.它是直接用于制造产品或零部件所消耗的时间.辅助时间的确定方法随生产类型而异.大批大量生产时,为使辅助时间规定得合理,需将辅助动作分解,再分别确定各分解动作的时间,最后予以综合;中批生产则可根据以往统计资料来确定;单件小批生产常用基本时间的百分比进行估算.3)布置工作地时间 T 布置工作地时间是为了使加工正常进行,工人照管工作地(如更换刀具,润滑机床,清理切屑,收拾工具等)所消耗的时间.它不是直接消耗在每个工件上的.而是消耗在一个工作班内的时间,再折算到每个工件上的.一般按作业时间的 2% ~ 7% 估算.4)休息与生理需要时间 T 休息与生理需要时间是工人在工作班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间.T 是按一个工作班为计算单位,再折算到每个工件上的.对机床操作工人一般按作业时间的 2% 估算.以上四部分时间的总和称为单件时间 T ,即 T = T +T + T + T

5)准备与终结时间T 准备与终结时间是指工人为了生产一批产品或零部件,进行准备和结束工作所消耗的时间.在单件或成批生产中,每当开始加工一批工件时,工人需要熟悉工艺文件,领取毛坯,材料,工艺装备,安装刀具和夹具,调整机床和其它工艺装备等所消耗的时间以及加工一批工件结束后,需拆下和归还工艺装备,送交成品等所消耗的时间.T 既不是直接消耗在每个工件上的,也不是消耗在一个工作班内的时间,而是消耗在一批工件上的时间.因而分摊到每个工件的时间为T / n ,其中 n 为批量.故单件和成批生产的单件工时定额的计算公式 T 应为: T = T +T / n

大批大量生产时,由于 n 的数值很大,T / n ≈ 0,故不考虑准备终结时间,即: T = T 10.2.7.2 提高机械加工生产率的途径

劳动生产率是指工人在单位时间内制造的合格产品的数量或制造单件产品所消耗的劳动时间.劳动生产率是一项综合性的技术经济指标.提高劳动生产率,必须正确处理好质量,生产率和经济性三者之间的关系.应在保证质量的前提下,提高生产率,降低成本.劳动生产率提高的措施很多,涉及到产品设计,制造工艺和组织管理等多方面,这里仅就通过缩短单件时间来提高机械加工生产率的工艺途径作一简要分析.由式( 5.8 )所示的单件时间组成,不难得知提高劳动生产率的工艺措施可有以下几个方面: (1)缩短基本时间

在大批大量生产时,由于基本时间在单位时间中所占比重较大,因此通过缩短基本时间即可提高生产率.缩短基本时间的主要途径有以下几种: 1)提高切削用量 增大切削速度,进给量和背吃刀量,都可缩短基本时间,但切削用量的提高受到刀具耐用度和机床功率,工艺系统刚度等方面的制约.随着新型刀具材料的出现,切削速度得到了迅速的提高,目前硬质合金车刀的切削速度可达 200m/min ,陶瓷刀具的切削速度达 500m/min .近年来出现的聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀具切削普通钢材的切削速度达 900m/min .在磨削方面,近年来发展的趋势是高速磨削和强力磨削.国内生产的高速磨床和砂轮磨削速度已达 60m/s ,国外已达 90~120m/s ;强力磨削的切入深度已达 6~12mm ,从而使生产率大大提高.2)采用多刀同时切削每把车刀实际加工长度只有原来的三分之一; 每把刀的切削余量只有原来的三分之一;用三把刀具对同一工件上不同表面同时进行横向切入法车削.显然,采用多刀同时切削比单刀切削的加工时间大大缩短.3) 多件加工 这种方法是通过减少刀具的切入,切出时间或者使基本时间重合,从而缩短每个零件加工的基本时间来提高生产率.多件加工的方式有以下三种: ① 顺序多件加工.即工件顺着走刀方向一个接着一个地安装,这种方法减少了刀具切入和切出的时间,也减少了分摊到每一个工件上的辅助时间.② 平行多件加工.即在一次走刀中同时加工 n 个平行排列的工件.加工所需基本时间和加工一个工件相同,所以分摊到每个工件的基本时间就减少到原来的 1/n ,其中 n 是同时加工的工件数.这种方式常见于铣削和平面磨削.③ 平行顺序多件加工.这种方法为顺序多件加工和平行多件加工的综合应用,.这种方法适用于工件较小,批量较大的情况.4)减少加工余量 采用精密铸造,压力铸造,精密锻造等先进工艺提高毛坯制造精度,减少机械加工余量,以缩短基本时间,有时甚至无需再进行机械加工,这样可以大幅度提高生产效率.(2)缩短辅助时间

辅助时间在单件时间中也占有较大比重,尤其是在大幅度提高切削用量之后,基本时间显著减少,辅助时间所占比重就更高.此时采取措施缩减辅助时间就成为提高生产率的重要方向.缩短辅助时间有两种不同的途径,一是使辅助动作实现机械化和自动化,从而直接缩减辅助时间;二是使辅助时间与基本时间重合,间接缩短辅助时间.1)直接缩减辅助时间 采用专用夹具装夹工件,工件在装夹中不需找正,可缩短装卸工件的时间.大批大量生产时,广泛采用高效气动,液动夹具来缩短装卸工件的时间.单件小批生产中,由于受专用夹具制造成本的限制,为缩短装卸工件的时间,可采用组合夹具及可调夹具.此外,为减小加工中停机测量的辅助时间,可采用主动检测装置或数字显示装置在加工过程中进行实时测量,以减少加工中需要的测量时间.主动检测装置能在加工过程中测量加工表面的实际尺寸,并根据测量结果自动对机床进行调整和工作循环控制,例如磨削自动测量装置.数显装置能把加工过程或机床调整过程中机床运动的移动量或角位移连续精确地显示出来,这些都大大节省了停机测量的辅助时间.2)间接缩短辅助时间 为了使辅助时间和基本时间全部或部分地重合,可采用多工位夹具和连续加工的方法.(3)缩短布置工作地时间

布置工作地时间,大部分消耗在更换刀具上,因此必须减少换刀次数并缩减每次换刀所需的时间,提高刀具的耐用度可减少换刀次数.而换刀时间的减少,则主要通过改进刀具的安装方法和采用装刀夹具来实现.如采用各种快换刀夹,刀具微调机构,专用对刀样板或对刀样件以及自动换刀装置等,以减少刀具的装卸和对刀所需时间.例如在车床和铣床上采用可转位硬质合金刀片刀具,既减少了换刀次数,又可减少刀具装卸,对刀和刃磨的时间.(4)缩短准备与终结时间

缩短准备与终结时间的途径有二:第一,扩大产品生产批量,以相对减少分摊到每个零件上的准备与终结时间;第二,直接减少准备与终结时间.扩大产品生产批量,可以通过零件标准化和通用化实现,并可采用成组技术组织生产.10.2.7.3 机械加工技术经济分析的方法

制订机械加工工艺规程时,在同样能满足工件的各项技术要求下,一般可以拟订出几种不同的加工方案,而这些方案的生产效率和生产成本会有所不同.为了选取最佳方案就需进行技术经济分析.所谓技术经济分析就是通过比较不同工艺方案的生产成本,选出最经济的加工工艺方案.生产成本是指制造一个零件或一台产品所必须的一切费用的总和.生产成本包括两大类费用:第一类是与工艺过程直接有关的费用叫工艺成本,约占生产成本的 70% ~ 75% ;第二类是与工艺过程无关的费用,如行政人员工资,厂房折旧,照明取暧等.由于在同一生产条件下与工艺过程无关的费用基本上是相等的,因此对零件工艺方案进行经济分析时,只要分析与工艺过程直接有关的工艺成本即可.(1)工艺成本的组成

工艺成本由可变费用和不变费用两大部分组成.1)可变费用 可变费用是与年产量有关并与之成正比的费用,用" V "表示(元 / 件).包括:材料费,操作工人的工资,机床电费,通用机床折旧费,通用机床修理费,刀具费,通用夹具费.2)不变费用 不变费用是与年产量的变化没有直接关系的费用.当产量在一定范围内变化时,全年的费用基本上保持不变,用" S "表示(元 / 年).包括:机床管理人员,车间辅助工人,调整工人的工资,专用机床折旧费,专用机床修理费,专用夹具费.

(2)工艺成本的计算 1)零件的全年工艺成本 E = V N +S

式中 E ——零件(或零件的某工序)全年的工艺成本(元 / 年); V ——可变费用(元 / 件); N ——年产量(件 / 年); S ——不变费用(元 / 年).由上述公式可见,全年工艺成本 E 和年产量 N 成线性关系.它说明全年工艺成本的变化Δ E与年产量的变化Δ N 成正比;又说明 S 为投资定值,不论生产多少,其值不变.2)零件的单件工艺成本

单件工艺成本 E 与年产量 N 呈双曲线关系.在曲线的 A 段, N 很小,设备负荷也低,即单件小批生产区,单件工艺成本 E 就很高,此时若产量 N 稍有增加(Δ N )将使单件成本迅速降低(ΔE ).在曲线 B 段, N 很大,即大批大量生产区.此时曲线渐趋水平,年产量虽有较大变化,而对单件工艺成本的影响却很小.这说明对于某一个工艺方案,当 S 值(主要是专用设备费用)一定时,就应有一个与此设备能力相适应的产量范围.产量小于这个范围时,由于 S/N 比值增大,工艺成本就增加.这时采用这种工艺方案显然是不经济的,应减少使用专用设备数,即减少 S 值来降低工艺成本.当产量超过这个范围时,由于 S/N 比值变小,这时就需要投资更大而生产率更高的设备,以便减少 V 而获得更好的经济效益.10.3 典型零件机械加工工艺过程 10.3.1 轴类零件加工分析 (1)轴类零件加工的工艺路线 1)基本加工路线

外圆加工的方法很多,基本加工路线可归纳为四条.① 粗车—半精车—精车

对于一般常用材料,这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线.② 粗车—半精车—粗磨—精磨

对于黑色金属材料,精度要求高和表面粗糙度值要求较小,零件需要淬硬时,其后续工序只能用磨削而采用的加工路线.③ 粗车—半精车—精车—金刚石车

对于有色金属,用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度,因为有色金属一般比较软,容易堵塞沙粒间的空隙,因此其最终工序多用精车和金刚石车.④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工

对于黑色金属材料的淬硬零件,精度要求高和表面粗糙度值要求很小,常用此加工路线.2)典型加工工艺路线

轴类零件的主要加工表面是外圆表面,也还有常见的特特形表面,因此针对各种精度等级和表面粗糙度要求,按经济精度选择加工方法.对普通精度的轴类零件加工,其典型的工艺路线如下: 毛坯及其热处理—预加工—车削外圆—铣键槽—(花键槽,沟槽)—热处理—磨削—终检.(1)轴类零件的预加工

轴类零件的预加工是指加工的准备工序,即车削外圆之前的工艺.校直 毛坯在制造,运输和保管过程中,常会发生弯曲变形,为保证加工余量的均匀及装夹可靠,一般冷态下在各种压力机或校值机上进行校值, (2) 轴类零件加工的定位基准和装夹

1)以工件的中心孔定位 在轴的加工中,零件各外圆表面,锥孔,螺纹表面的同轴度,端面对旋转轴线的垂直度是其相互位置精度的主要项目,这些表面的设计基准一般都是轴的中心线,若用两中心孔定位,符合基准重合的原则.中心孔不仅是车削时的定为基准,也是其它加工工序的定位基准和检验基准,又符合基准统一原则.当采用两中心孔定位时,还能够最大限度地在一次装夹中加工出多个外圆和端面.2)以外圆和中心孔作为定位基准(一夹一顶) 用两中心孔定位虽然定心精度高,但刚性差,尤其是加工较重的工件时不够稳固,切削用量也不能太大.粗加工时,为了提高零件的刚度,可采用轴的外圆表面和一中心孔作为定位基准来加工.这种定位方法能承受较大的切削力矩,是轴类零件最常见的一种定位方法.3)以两外圆表面作为定位基准 在加工空心轴的内孔时,(例如:机床上莫氏锥度的内孔加工),不能采用中心孔作为定位基准,可用轴的两外圆表面作为定位基准.当工件是机床主轴时,常以两支撑轴颈(装配基准)为定位基准,可保证锥孔相对支撑轴颈的同轴度要求,消除基准不重合而引起的误差.4)以带有中心孔的锥堵作为定位基准 在加工空心轴的外圆表面时,往往还采用代中心孔的锥堵或锥套心轴作为定位基准.锥堵或锥套心轴应具有较高的精度,锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准,又是空心轴外圆精加工的基准.因此必须保证锥堵或锥套心轴上锥面与中心孔有较高的同轴度.在装夹中应尽量减少锥堵的安装此书,减少重复安装误差.实际生产中,锥堵安装后,中途加工一般不得拆下和更换,直至加工完毕.图 10.1 锥堵和锥套心轴 a)锥堵 b)锥套心轴

10.3.2 典型套筒类零件的加工工艺分析 10.3.2.1 典型零件的工艺分析 (1)轴承套加工工艺分析

图 10.2 所示为 1 轴承套,材料为 ZQSn6-6-3 ,每批数量为 400 只.加工时,应根据工件的毛坯材料,结构形状,加工余量,尺寸精度,形状精度和生产纲领,正确选择定位基准,装夹方法和加工工艺过程,以保证达到图样要求.其主要技术要求为: 34mmjs7 外圆对 22mmH7 孔的径向圆跳动公差为 0.01mm ;左端面对 22mmH7 孔的轴线垂直度公差为 0.01mm .由此可见,该零件的内孔和外圆的尺寸精度和位置精度要求均较高.图 10.2 轴承套

该轴承套属于短套,其直径尺寸和轴向尺寸均不大,粗加工可以单件加工,也可以多件加工.由于单件加工时,每件都要留出工件备装夹的长度,因此原材料浪费较多,所以这里采用多件加工的方法.该轴承套的材料为 ZQSn6-6-3 .其外圆为 IT7 级精度,采用精车可以满足要求;内孔的精度也是 IT7 级,铰孔可以满足要求.内孔的加工顺序为钻—车孔—铰孔.(2)液压缸加工工艺分析

图 10.3 所示某液压缸零件图,生产纲领为成批生产.该液压缸属长套筒类零件,与前述短套类零件在加工方法及工件安装方式上都有较大差别.该液压缸内孔与活塞相配,因此表面粗糙度,形状及位置精度要求都较高.毛坯可选用无缝钢管,如果为铸件,其组织应紧密,无砂眼,针孔及疏松缺陷.必要时要用泵验漏.该液压缸为成批生产.图 10.3 液压缸简图

该零件长而壁薄,为保证内外圆的同轴度,加工外圆时参照空心主轴的装夹方法.即采用双顶尖顶孔口 1 o 30 1 的锥面或一头夹紧一头用中心架支承.加工内孔与一般深孔加工时的装夹方法相同,多采用夹一头,另一端用中心架托住外圆.孔的粗加工采用镗削,半精加工多采用铰削 (浮动铰孔 ) .该液压缸内孔的表面质量要求很高,内孔精加工后需滚压.也有不少套筒类零件以精细镗,珩磨,研磨等精密加工作为最终工序.内孔经滚压后,尺寸误差在 0.01mm 以内,表面粗糙度为 Ra0.16 或更小,且表面经硬化后更为耐磨.但是目前对铸造液压缸尚未采用滚压工艺,原因是铸件表面的缺陷 ( 如疏松,气孔,砂眼,硬度不均匀等 ) ,哪怕是很微小,都对滚压有很大影响,会导致滚压加工产生适得其反的效果.10.3.2.2 保证表面相互位置精度的方法及防止加工中工件变形的措施 (1)保证表面相互位置精度的方法

套类零件内外表面的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度要求一般都较高,一般可用以下方法来满足: ① 在 1 次安装中完成内外表面及端面的全部加工,这样可消除工件的安装误差并获得很高的相互位置精度.但由于工序比较集中,对尺寸较大的套筒安装不便,故多用于尺寸较小的轴套车削加工.② 主要表面的加工分在几次安装中进行 ( 先加工孔 ) ,先加工孔至零件图尺寸,然后以孔为精基准加工外圆.由于使用的夹具 ( 通常为心轴 ) 结构简单,而且制造和安装误差较小,因此可保证较高的相互位置精度,在套筒类零件加工中应用较多.③ 主要表面的加工分在几次安装中进行 ( 先加工外圆 ) 先加工外圆至零件图尺寸,然后以外圆为精基准完成内孔的全部加工.该方法工件装夹迅速可靠,但一般卡盘安装误差较大,使得加工后工件的相互位置精度较低.如果欲使同轴度误差较小,则须采用定心精度较高的夹具,如弹性膜片卡盘,液性塑料夹头,经过修磨的三爪自定心卡盘和软爪等.(2)防止套类零件变形的工艺措施

套类零件的结构特点是孔的壁厚较薄,薄壁套类零件在加工过程中,常因夹紧力.切削力和热变形的影响而引起变形.为防止变形常采取—些工艺措施: 1) 将粗,精加工分开进行 为减少切削力和切削热的影响,使粗加工产生的变形在精加工中得以纠正.2) 减少夹紧力的影响 在工艺上采取以下措施减少夹紧力的影响: ① 采用径向夹紧时,夹紧力不应集中在工件的某一径向截面上,而应使其分布在较大的面积上,以减小工件单位面积上所承受的夹紧力.如可将工件安装在一个适当厚度的开口圆环中,在连同此环一起夹紧.也可采用增大接触面积的特殊卡爪.以孔定位时,宜采用张开式心轴装夹.② 夹紧力的位置宜选在零件刚性较强的部位,以改善在夹紧力作用下薄壁零件的变形.③ 改变夹紧力的方向,将径向夹紧改为轴向夹紧.④ 在工件上制出加强刚性的工艺凸台或工艺螺纹以减少夹紧变形,加工时用特殊结构的卡爪夹紧,加工终了时将凸边切去.3)减小切削力对变形的影响 ① 增大刀具主偏角和主前角,使加工时刀刃锋利,减少径向切削力.② 将粗,精加工分开,使粗加工产生的变形能在精加工中得到纠正,并采取较小的切削用量.③ 内外圆表面同时加工,使切削力抵销.4) 热处理放在粗加工和精加工之间 这样安排可减少热处理变形的影响.套类零件热处理后一般会产生较大变形,在精加工时可得到纠正,但要注意适当加大精加工的余量.

转眼间，2012年上半年的工作已经告一段落了，回顾这几个月以来的工作，我通过自己的努力，也有了一点收获，临近年半，我感觉有必要对自己的工作做一下总结。目的在于吸取教训，提高自己，以至于把工作做得更好，自己有信心也有决心把以后的工作做得更好。以下是我对这几个月以来的工作进行的总结。

我于2012年3月1日进入的我们公司，最开始我在车间实习了一个月，我知道实践才是检验真理的唯一标准，在实习期间，我努力地融入我实习的各个工作岗位，与生产工人尽心地交流。对公司的企业文化，运行机制等都有了一定的了解。同时，在此期间，我对公司的设备，产品，加工流程等也有了一定的认识。这为我之后的工艺工作打下了一定的基础。

实习完之后，我回到了技术中心，成了一名工艺员。在此之前，我从事的是机械设计工作，从来没有接触过工艺工作，虽说经常和工艺人员接触，但对具体明确的工艺职责和工艺任务，我心里也没有底。经过几个月的工作，我主要负责的工作有以下几个方面：

1.工艺文件的编制。我主要负责编制了新产品袋装粉料拆包机、干混砂浆移动筒仓及部分老产品的工艺编制及改进。现在拆包机已经试制成功，移动筒也正紧锣密鼓的生产中。并且，我起草编制了工装编码规则，用以规范公司工装的图号编制。

2.工装的设计。我负责设计了几个新式工装，例如；
皮带机尾部张紧装置焊接工装、从动滚筒的同心度检测工装等。同时也将公司以前设计正在使用工装重新测绘整理出图成了标准图纸。

3.在管理提升工作方面，我负责起草了与工艺相关的岗位职责。并且从四月底开始，和其他工艺工程师一起进行了每周两次的工艺纪律检查。对工艺文件也进行了系统的整理。

4.在工艺培训工作方面，我们工艺人员利用晚上休息时间进行了三次工艺培训，我主要负责了机械识图方面，针对车间员工的培训，反响良好。

5.在进行工艺工作的同时，也协助技术人员进行了部分设计工作。例如：协助郑芮设计了部分拆包机部件、设计了几种新老产品的油漆方案及铭牌、协助何浩设计了部分皮带机部件等。

通过这四个来月的工作，使我在工作能力，思想方面都有了很大的进步，同时，也存在一些不足。比如，移动筒的制作工艺还不能跟上我们的发货及制作数量，工艺有待进一步改进。又比如，工艺检查及反馈执行情况还不太理想。这些都是我在今后的工作中需要改善的。因此，我计划在下半年的工作中，我主要从以下几方面入手，改善现阶段的工作：

1.将部门职责细化重组，分配并落实到各个相应的职能单位；
完善针对部门质量目标达成情况的统计办法，使工作目标达成情况真实有效并能得到有效的分析控制。

2.持续改善工艺文件，加强工艺文件对现场制作的指导作用。开展工艺研究，针对生产关键环节和质量薄弱环节，探索工艺规律，改进工艺条件，优化每一个工位使之形成指导性文件并指导生产一线员工作业。

3.加强工艺检查。通过工艺检查，发现问题，采取措施，及时解决；
工艺检查将按照各工位的作业指导文件每周对生产工艺进行测查。同时监督检查后的问题跟踪及反馈。

4.多下车间与一线工人沟通，吸取广大群从的智慧，收集他们提出的意见，建议。经甄别筛选后对现行工作进行改进。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。2012已经过了一半，未来的路正大步走来。在未来的日子里，我将抖擞精神，开拓进取，力争下半年取得更好的成绩。

技术中心：汤立华 2012年6月28日

2015工作总结

转眼间，我在上元工作已经两年半了，回顾这两年半的时间，我学到了很多，成长了很多，很感激上元给予了我这个机会和这样一个稳定的环境，让我这两年多以来生活的很充实，很有意义，至少对我来说，这些很重要。临近年底，简要做一下工作总结，以明确下一步计划，提高今后的工作效率，以下为本年度的工作总结：
主要工作内容：

1.工艺文件的编制。本年度工艺文件的编制主要为二车间生产产品工艺文件的编制和一车间生产产品工艺文件的修整和完善。其中编制二车间工艺文件低压铸造产品共29份，其他铸造产品共41份，挤压产品共20份，铁件产品48份，其他类别产品8份，总计147份。修整一车间工艺文件共57份。

2.工艺文件的验证。对工艺文件逐项逐步进行验证，确保工艺文件的准确性，优化工艺文件，提高产品质量及生产率。本年度工艺文件的验证主要对一车间产品端子连接管的工序及各个工序工艺尺寸的详细的跟踪记录，以及部分工艺参数、模具、设备等其他因素对产品生产的影响情况的一个初步了解，确实了实际生产与产品图样要求和工艺文件要求的偏差，并根据记录数据，经反复核对验证修改了部分有问题的以往的工艺尺寸，提高了工艺文件的准确性和可靠性。

3.跟踪工艺文件的执行情况。通过工艺验证，了解生产对工艺文件的执行情况；
了解和寻找生产实际情况和工艺文件不相符的原因，根据实际情况提出合理的解决方案；
跟踪工艺尺寸修改的产品的工艺执行情况；
根据生产实际情况及时修改相关的技术参数。

4.参与处理产品的技术问题。根据生产记录情况分析生产问题的原因，协助相关部门解决生产问题；
跟踪技术改造和工艺更新的落实情况，确保产品质量稳定；
了解分析工装模具和设备构造的工作原理，对其更新和改造，使其满足图样要求，提高生产相率。

工作中发现的现阶段可以避免的问题：

1.一车间产品生产的首检和自检问题。由于一车间产品大多数体型小，工序周期短，不可重复加工的特性，时常出现批量生产不良，甚至是报废。例如1：DTL-1-35拉伸用错50的芯子，发现问题时拉伸不过几个小时，只有5铁盒不到，但数量却有6600多只；
这种生产失误是由于更换模具，初始调试时操作员没有首检，也没有找检验员检验，等待检验员按次序检验到此工序发现问题时，已然生产了六千多不良品，此种问题见意操作员在更换模具或初始生产调试时一定要看清工艺尺寸，按工艺要求认真首检产品，如果不清楚的要找检验员检验或找相关管理人员确认；
例如2：DT-L-35打扁切边总长要求79首检合格，夜班生产一批此产品长76，由于夜班没有安排检验人员，第二天早上检验出不良品。此种问题主要由于设备、模具等因素的不稳定性引起的，解决此问题必须要求每个操作员阶段性的自检。一车间的生产大多数是不可修整的，如果出现不良是很难事后解决的，所以要把问题解决再生产前，解决在生产中，因此首检和自检非常重要，平时养成良好的习惯，把时间用在有意义的生产和检验上，不要浪费在弥补问题上。跟问题妥协，解决不了任何问题。

2.一车间模具试用和签收问题。产品的好坏最根本的要看模具，好的模具会使产品有一个好的外观，好的质量，还可以提高生产效率。产品好的外观好的质量关系到一个企业良好的信誉和形象，高效的生产是一个企业效益的保障，所以模具和设备再生产的基础，重中之重。因此，新模具要试用，试用合格后再签收。如果不合格就签收像DTL-1-70板长太长，这种不良会长时间跟随上元以后每一个DTL-1-70的产品。

来年计划：

修改核对二车间的工艺文件，更多的跟踪产品生产，更多的了解生产，更多的了解时设备和模具，能更好的协助领导完成相关工作。

通过今年的工作，我觉得使我有了很大的提升，但同时我也发现了身上的不足，我对工艺这方面需要学习的还有很多很多，对于生产上的问题的查找需要很长的时间，很多事情的完成都多亏领导和大家的帮助，以后我一定会更加努力学习，提升自己，为上元今后发展贡献自己的微薄的力量。

机械加工工艺人员工作总结（共4篇）

机械加工工作汇报

机械加工教学工作总结（共6篇）

机加工新员工工作总结

机械设计 工作总结