【正文】 是獲得機(jī)器零件的最主要手段。 傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝過程 的組成 機(jī)械加工工藝過程是指采用機(jī)械加工的方法按一定順序直接改變毛坯的形狀 ,尺寸及表面質(zhì)量 ,使其成為合格零件的工藝過程。它們分別是工序、安裝、工位、工步、走刀。零件的機(jī)械加工工藝過程由若干工序組成。 工序 工序是一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件進(jìn)行加工 所連續(xù)完成的那部分工藝過程。如果其中一個(gè)變動(dòng)或者加工不是連續(xù)完成，則應(yīng)劃分為另一道工序。 圖 11 階梯軸 第 4 頁 共 38 頁 現(xiàn)以圖 11 所示的階梯軸的加工來說明。 安裝 工件加工前，使其在機(jī)床或夾具中占 據(jù)一正確而固定位置的過程稱為安裝。表 11 中的工序 1 和 2 都是兩次安裝，而工序 3 以及表 12 中的各道工序中都是一次安裝。 工位 為了減少安裝次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)夾具或移動(dòng)夾具等多工位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個(gè)不同的位置進(jìn)行加工。如圖 12 所示為一種利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)在一次安裝中順次完成裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和絞孔四個(gè)工位 加工的實(shí)例。 一道工序可能包括幾個(gè)工步，也可能只有一個(gè)工步。 為了化簡(jiǎn)工藝文件，對(duì)于在一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干個(gè)相同的工步，?？醋鰹橐粋€(gè)工步（可稱為合并工步）。為了提高生產(chǎn)效率，采用復(fù)合刀具或多刀加工的工步稱為復(fù)合工步。在工藝文件上，復(fù)合工步應(yīng)看為一個(gè)工步。在一個(gè)工步中，當(dāng)加工表面上需要切除的材料較厚，無法一次全部切除掉，需要分幾次切除時(shí)，則每切去一層材料稱為一次走刀。 ??? 如圖 14 所示為工序、安裝、工位、工步和走刀的關(guān)系示意圖。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法 等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。 不同的生產(chǎn)類型對(duì)工藝規(guī)程的要求不同，單件小批量生產(chǎn)由于生產(chǎn)的分工比較粗糙，通常只需說明零件的加工工藝路線（即其加工工序順序），填寫工藝過程卡。因此，除了工藝過程卡外，還應(yīng)有相應(yīng)的加工工序卡。中小批量生產(chǎn)經(jīng)常采用機(jī)械加工工藝卡，其詳細(xì)程度介于工序過程卡和加工工序卡之間。同時(shí)工藝規(guī)程還應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語、符號(hào)、單位、編號(hào)等都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并積極采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。 2）工藝審查 主要審查零件圖上的視圖、尺寸和技術(shù)要求是否完整、正確；分析各項(xiàng)技術(shù)要求制定的依據(jù)，找出其的主要技術(shù)要求和關(guān)鍵技術(shù)問題，以便在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)采取措施施第 7 頁 共 38 頁 予保證；審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。正確確定毛坯有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義，它不但影響 毛坯制造的工藝和費(fèi)用，而且對(duì)零件機(jī)械加工工藝過程也有極大的影響，是保證規(guī)程設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。零件的毛坯種類有的在圖紙上明確，如焊接件。對(duì)于材料問哦結(jié)構(gòu)鋼的零件，除了重要零件如曲軸、連桿明確是鍛件外，大多數(shù)只規(guī)定了材料及其熱處理要求，這就需要工藝規(guī)程設(shè)計(jì)人員根據(jù)零件的作用、尺寸和結(jié)構(gòu)形狀來確定 毛坯種類。 4）擬定機(jī)械加工工藝路線 這是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的核心部分，其主要內(nèi)容有：選擇定位基準(zhǔn)；確定加工方法；安排熱處理、檢驗(yàn)和其他工序等。機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍想適應(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分領(lǐng)用現(xiàn) 有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。 6）確定工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差。 8）確定各工序時(shí)間定額。 10）填寫或打印工藝文件。工件路線的優(yōu)劣，對(duì)零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本以及工人的勞動(dòng) 強(qiáng)度，都有很大的影響。 選擇加工方法的基本原則是：既要保證零件的加工質(zhì)量，又要使加工成本低。加工經(jīng)濟(jì)精度是一個(gè)精度范圍而不是一個(gè)值。 在分析研究零件圖的基礎(chǔ)上，選擇各表面的加工方法時(shí)，一般先選擇零件上精度最高的表面的加工方法，這通常是指該表面的終加工方法。滿足要求的加工方法可能會(huì)有多種，再結(jié)合其他條件，最后確定一種。如有色金屬精加工。 3)零件的生產(chǎn)類型 所選用的零件方法應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 4)本廠現(xiàn)有水平、生產(chǎn)條件等 技術(shù)人員應(yīng)對(duì)本單位的設(shè)備種類和數(shù)量、加工范圍、精度水平以及工人的技術(shù)水平有充分的了解，應(yīng)盡量利用本廠資源，并不斷對(duì)原來設(shè)備和工藝裝備進(jìn)行技術(shù)改造，挖第 9 頁 共 38 頁 掘企業(yè)潛力，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效率。一般來說，整個(gè)加工過程可分為粗加工、半精加工、精加工等幾個(gè)階段。加工過程中將粗、精加工分開進(jìn)行，有粗到精使逐步到達(dá)所要求的精度水平。一般粗加工階段背吃刀量選在 3mm 左右。一般半精加工背吃刀量取 。一般精加工取背吃刀量 。 ??? 通過上面的分析，可用圖 15 來說明傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝過程。在數(shù)控機(jī)床上加工零件，首先要根據(jù)零件的尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行工藝分析，擬定加工 方案，選擇合適的夾具和刀具，確定每把刀具加工時(shí)的切削用量。整個(gè)加工過程是自動(dòng)進(jìn)行的，因此程序編程前的工藝分析與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作。 在普通機(jī)床上加工工件時(shí)，對(duì)許多具體的工藝問題，如工藝中各工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀、走刀路線與切削用量等，在很大程度上都是操作工人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定的，并可以根據(jù)實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，一般無需工藝人員在設(shè)計(jì)規(guī)程時(shí)做過多的 規(guī)定。 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要把被加工的零件的全部數(shù)控加工工藝過程、工藝參數(shù)和軌跡數(shù)據(jù)，以信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)上的信息來控制機(jī)床，實(shí)現(xiàn)零 件的全部數(shù)控加工過程。 分析零件圖樣 通過分析、研究零件圖樣 ,選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。一般選擇通用機(jī)床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容作為加工重點(diǎn) ,但也應(yīng)結(jié)合本單位的實(shí)際 ,如電連接器新品研制周期短、批量小等 ,立足于解決關(guān)鍵難題和第 11 頁 共 38 頁 提高生產(chǎn)效率 ,在數(shù)控機(jī)床尚 存在冗余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇 ,充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。 在通用機(jī)床加工時(shí) ,許多具體的工藝問題可以由操作工人根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定 ,在加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)一般無需進(jìn)行過多的規(guī)定；而在數(shù)控加工時(shí) ,這些具體的工藝問題 ,不僅成為數(shù)控工藝設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮的內(nèi)容 ,而且必須做出正確的選擇并編入到加工程序中。 數(shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度高，但自適應(yīng)性差，它不像傳統(tǒng)機(jī)床加工時(shí)可以根據(jù)加 工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進(jìn)行人為調(diào)整，即使現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在自適應(yīng)調(diào)整方面做出了不少努力與改進(jìn)，但自由度不大。所以，在數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)中必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。數(shù)控機(jī)床比同類的通用機(jī)床價(jià)格高得多，加工的都是一些形狀比較復(fù)雜、價(jià)格較高的零件，萬一損壞機(jī)床或零件都會(huì)造成較大的損失。編程員必須具備較扎實(shí)的工藝基本知識(shí)和較豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn) ,正確選擇加工方法和加工對(duì)象。 工藝裝備的選擇 工藝裝備的選擇包括夾具、刀具和量具的選擇。一般情況下 ,當(dāng)零件加工批量小時(shí)應(yīng)盡可能選用組合夾具、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化夾具；當(dāng)零件成批生產(chǎn)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)專用夾具。 (2)刀 具的選擇。因此 ,一般應(yīng)遵循以下原則 :①盡量選用硬質(zhì)合金刀具 ,合理選擇刀具的幾何參數(shù) ,以提高切削性能；②選擇可靠性和耐用度高的刀具 ,減少更換或修磨次數(shù)；③在滿足使用要求第 12 頁 共 38 頁 的前提下刀具的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短 ,以提高刀具的剛性；④同一把刀具多次裝入機(jī)床主軸錐孔時(shí) ,刀刃的位置應(yīng)重復(fù)不變。 (3)量具的選擇。 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn) ,也是程序的起點(diǎn)或起刀點(diǎn)。如在數(shù)控車床上加工零件時(shí) ,可將對(duì)刀點(diǎn)定在零件的回轉(zhuǎn)中心上；在加工中心上加工以孔定位的工件時(shí) ,可將孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。 (3)對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)便于坐標(biāo)值的計(jì)算 ,并使對(duì)刀方便。 (4)對(duì)刀點(diǎn)既是程序的起點(diǎn) ,又是程序的終點(diǎn)。換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等多刀加工的機(jī)床編程而設(shè)置的。 工藝路線 的擬訂 加工路線的制定直接關(guān)系到數(shù)控機(jī)床的使用效率、加工精度、刀具數(shù)量和經(jīng)濟(jì)性等問題 ,應(yīng)盡量做到工序集中、工藝路線最短、輔助時(shí)間最少。 第 13 頁 共 38 頁 (2)應(yīng)遵循由粗后精的原則 ,先進(jìn)行去除量大的粗加工 ,再安排一些局部余量較大的半精加工 ,最后精加工。 ??? (3)加工路線應(yīng)盡量短 ,安裝方式相同或同一刀具加工的工序 ,最好連續(xù)進(jìn)行 ,以減少重復(fù)定位次數(shù) 和刀具更換次數(shù)。 (5)注意數(shù)控加工工序與普通工序的銜接 ,使整個(gè)工藝過程協(xié)調(diào)合理。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度 ,切削用量的參數(shù)都應(yīng)在加工程序中反映 ,其具體值可根據(jù)數(shù)控機(jī)床的工藝特性、參考切削用量手冊(cè)并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。主要受機(jī)床、刀具和工件系統(tǒng)剛度的制約，在系 統(tǒng)剛度允許的情況下，應(yīng)盡量選擇較大的背吃刀量。半精加工時(shí)，背吃刀量可取 ；精加工時(shí)，背吃刀量取 。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般都有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)開關(guān) ,可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。 進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。進(jìn)給速度的確定原則 : (1)當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí) ,可選擇較高的進(jìn)給速度 ,以提高生產(chǎn)效率； (2)在加工不銹鋼等高強(qiáng)度鋼時(shí) ,宜選擇較低的進(jìn)給速度； (3)刀具空行程 ,特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí) ,可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度 ,以縮短加工周期； (4)進(jìn)給速度應(yīng)與主軸轉(zhuǎn)速和切削深度相適應(yīng)。但由于不同的工藝方案，所選擇的設(shè)備及加工方法均有不同，工作量以及各項(xiàng)費(fèi)用等同樣有差別，因而反映出來的經(jīng)濟(jì)效益就有差異，為了選取在給定的生產(chǎn)條件下最經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，使生產(chǎn)成本降低，就必須對(duì)各種工藝方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。就需要比較不同方案的生產(chǎn)成本，從中選擇最佳工藝方案。 傳統(tǒng)加工工藝分析 下面主要對(duì)圖 41 的加工方法的選擇、加工階段的劃分、定位基準(zhǔn)的選擇、加工順序的安排、工藝規(guī)程的制定等進(jìn)行分析。該零件表面由圓柱面、圓錐面、順圓弧、逆圓弧及螺紋組成，且有較高第 15 頁 共 38 頁 的精度和表面粗糙度要求，特別是 R1 R3 的粗糙度要求較高，其表面粗糙度值為 。下面對(duì)其進(jìn)行加工工藝分析 : 選擇加工方法 從圖 41 分析可知該零件有較高的精度和表面粗糙度要求，特 別是 R1 R3 的粗糙度要求較高，其表面粗糙度值為 ，在普通機(jī)床上加工 R3 和 R15 難達(dá)到精度要求。然后用樣板檢驗(yàn)，修整不符合尺寸要求的地方，直至達(dá)到要求。 2)靠模車削法：即中拖板的進(jìn)給由靠模實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是半徑較小的圓弧不易加工，不能加工半球面以上的球面。根據(jù)生產(chǎn)批量并結(jié)合具體的生產(chǎn)條件，擬定 其 加 工 路 線為：粗車 —— 半精車 —— 精車 —— 磨削。粗加工階段包括粗車、半精車外圓及倒角等；精加工階段包括精車外圓、車螺紋等；磨削包括磨表面達(dá)到粗糙度要求的外圓。因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對(duì)軸線的垂直度是相互位置精度的 主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，采用兩中心孔定位就能符合基準(zhǔn)重合原則。粗加工外圓時(shí)，為提高工件剛度，則采用軸外圓表面為定位基面，或以外圓和中心孔同作定位基面，即一夾一頂。 第 16 頁 共 38 頁 加工順序安排 加工順序的安排除了應(yīng)遵循加工順序安排的一般原則，如先粗后精、先主后次等，還應(yīng)注意： （ 1）外圓表面加工順序應(yīng)為，先加工大直徑外圓 ，然后再加工小直徑外 圓，以免一開始就降低了工件的剛度。 軸上矩形花鍵的加工，通常采用銑削和磨削加工，產(chǎn)量大時(shí)常用