机械加工工艺规程Pｒocｅduresmachｉｎｉｎgprｏcｅsｓ院系名称:机械工程学院专业班级：学生姓名：****：指导教师姓名：指导教师职称：2014毕业设计（论文原创性声明和使用授权说明原创性声明清华大学优秀论文机械加工工艺分析本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。机械加工使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计论文的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计（论文的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容作者签名:中文摘要、关键词……………………………………………………………………4英文摘要、关键词……………………………………………………………………5引言………………………………………………………………………………………6第一章生产过程与工艺过程工艺过程………………………………………………………………………7第二章机械加工工艺过程的组成………………………………………………82。１工序……………………………………………………………………………8２．2安装与工位……………………………………………………………………8第三章机械加工工艺规程………………………………………………………９３．1概述……………………………………………………………………………9２机械加工工艺规程的作用……………………………………………………９３．2。１指导生产的重要技术文件…………………………………………………93２．2生产组织和生产准备工作的依据…………………………………………9３工艺规程制订的原则…………………………………………………………９3４制订工艺规程的原始资料……………………………………………………１035制定工艺规程的步骤…………………………………………………………1０工艺文件的格式………………………………………………………………１1第四章零件的工艺规程…………………………………………………………１24。１零件的工艺分析………………………………………………………………１2零件的技术要求分析…………………………………………………………12第五章毛坯的选择…………………………………………………………………145．1机械加工中常用的毛坯种类…………………………………………………１４5。２毛坯种类选择中应注意的问题…………………………………………………15清华大学优秀论文机械加工工艺分析５．３毛坯形状和尺寸的确定………………………………………………………１5第六章工艺路线的拟订…………………………………………………………17表面加工方法的选择………………………………………………………17６１。1各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度……………………17６。１2选择表面加工方案时考虑的因素………………………………………１7加工阶段的划分……………………………………………………………1８６．2．1划分方法…………………………………………………………………1８划分加工阶段的原因……………………………………………………18第七章工序的划分………………………………………………………………1工序分散的特点……………………………………………………………19第八章工序顺序的安排…………………………………………………………2４其它工序的安排……………………………………………………………22第九章加工余量的确定………………………………………………………2加工余量的概念…………………………………………………………249．1．２确定加工余量应考虑的因素……………………………………………2４２确定加工余量的方法………………………………………………………2４第十章典型的零件加工工艺过程………………………………………………2轴类零件加工分析…………………………………………………………2５10。1轴类零件加工的工艺路线……………………………………………2５１0典型加工工艺路线……………………………………………………2510．２轴类零件的预加工………………………………………………………2510轴类零件加工的定位基准和装夹…………………………………………25第十一章机械加工生产类型和特点……………………………………………2清华大学优秀论文机械加工工艺分析11。1生产纲领……………………………………………………………………2711生产类型和工艺特点………………………………………………………27结论…………………………………………………………………………………2８致谢……………………………………………………………………………………29参考文献………………………………………………………………………………30机械加工工艺规程摘要：随着科学技术的发展,各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴,可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零清华大学优秀论文机械加工工艺分析件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。工具是人类文明进步的标志。自2０世纪末期以来,现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等在不断的革新中，其功能仍然十分显着机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。关键词:材料毛坯工艺工艺路线加工余量零件ProceduresmachiningｐｒoceｓsＡbstraｃｔ：Ｗithtｅcｈnology，ｎｅwｍａteｒiａls,nｅｗtｅcｈniqｕｅｓｎｅwtｅchnoloｇiesemergｉｎg,macｈｉnerymanｕｆaｃturｉnｇtｏwarｄhigh-quality，highpｒoｄuctivitｙlow－c清华大学优秀论文机械加工工艺分析ｏstｄiｒeｃtioｎ．ｎewtechnology,breakｔhroｕgｈhasｂｅeｔraditionalｍechanicaleｎeｒgy,ｃuｔtiｎgｆorcｅ ｓcopepｒocessing cａｎ ｒoｃｅssing，cｏmpleｘ facｅｓｏmｅ ｓｐecｉalrｅqｕｉｒeｍｅnts numericalcontrol machinｅ ｔools， inｃreased ｕｐdatefrｅquｅncｙ low－ｖoluｍepaｒｔｓ comｐleｘpaｒｔ pｒoceｓｓiｎgprodｕctｉvity ｐreｃisｉonｍacｈｉｎｉng。 humancivｉlｉzation Ｓinｃｅ late20th ceｎｔuｒy, mo ｄern mａnufacｔuriｎg tｅchnology maｃｈｉnｅrymａnuｆacturｉng ａutｏmati teｃhnologyhavｅ come longway However, ｔｏols ｉncｌｕdｉｎｇ ｆixtｕ res, cuttiｎｇ toｏls， measｕring assistivedｅｖicｅs, etｃ ｉtｓfunction ｓtｉllvery significant Ａｓ ｒesulｔ，ｂoth mａnｕfactureｒｓ mｏderｎmanuｆacｔｕrｉng systｅｍs， fixtｕｒ ｅｓ aｌliｍpoｒtａnｔ ｐｒocess。 Ｋｅy ｗorｄs：Mａteｒiａlｓ;bｌａnk；techｎoloｇy;process ｌｉne；ａllｏwａｎｃe； ｓpaｒｅ ｐａrts 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文 件称为机械加工工艺规程。它是在具体的生产条件下,最合理或较合理的工艺过程和操作方 法，并按规定的形式书写成工艺文件,经过审批后用来指导生产合理的工艺规程是建立在 正确的工艺原理和实践基础上的，是科学技术和实践经验的结晶 机械加工工艺是一门有着悠久历史的学科。今天，机械加工在一般的加工方法上已经 拥有完善而成熟的体系,加工设备也日益臻于完善。如今,这一学科正在朝向特种加工，超 精密加工,快速制造等方向发展 在高速和超高速磨削技术方面,人们开发了高速、超高速磨削、深切缓进给磨削、深切 快进给磨削、多片砂轮和多砂轮架磨削等许多高速高效率磨削，这些高速高效率磨削技术 在近20 年来得到长足的发展及应用。 近年来，我国在高速超高速加工的各关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线 进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究，但总体水平同国外尚有差距 机械加工制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验, 但随着社会的发展,人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求愈加强烈作为已经 深入到各行各业并已成为基础工业的机械加工制造业面临着严峻的挑战。 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 第一章 生产过程与工艺过程 1．1 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。能使企业的管理科学化，使企业更具应变力和竞争力。 机械产品的生产过程，一般包括以下几方面： 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 12 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在生产过程中,直接改变原材料或毛坯 形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程,称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。例如 毛坯的铸造、锻造和焊接、改变材料性能的热处理、零件的机械加工等，都属于工艺过程。 工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的。 第二章 机械加工工艺过程的组成 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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 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。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。机加工的种类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。 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 （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 23２ 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。 第三章 机械加工工艺规程 概述清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。 32 机械加工工艺规程的作用 32．１ 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，生产率显着降 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。 3．2。2 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。 323 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。 3．3 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析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 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； 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； 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； 有关的工艺手册及图册。3．5 制订工艺规程的步骤 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 ３6 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。 2）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。 第四章 零件的工艺规程 4１零件的工艺分析 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 用途、机械加工的工具性能及工作条件,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 42 零件的结构分析 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 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、中国机械制造网去磁等。 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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 度，表面粗糙度Ｒa1。6μm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。 第五章 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 中，降低零件的制造成本。 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。 ５2 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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 常显着。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。 ５３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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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：工艺搭子的设置、 整体毛坯的采用、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。 第六章 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、 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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，机械加工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。 6１表面加工方案的选择 611 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。 6．12 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。4m 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。 6２加工阶段的划分 ６2。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:粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加 工阶段 62。２划分加工阶段的原因 便于安排热处理。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。 第七章 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 7。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 7。２工序分散的特点 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。 第八章 工序顺序的安排 8．1 机械加工工序的安排 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。 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。 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 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。 ８．2 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。 8。２1 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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。 ８２。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—锻造—正火（退火-粗加工—调质—半精加工-表面淬火—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 0５～2ｍm 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—锻造-正火—粗、半精加工—渗碳淬火—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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 薄（一般不超过 06～07mm，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。 ８．３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。 ８4 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 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。 第九章 加工余量的确定 9．1 加工余量的概念及其影响因素 差而不致使工件报废,必须保证一定数值的最小工序余量在选择了毛坯，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 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。 91．１ 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。 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。 9。12 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。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。 清华大学优秀论文机械加工工艺分析 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。 确定加工余量的方法确定加工余量的方法有