機械加工工藝過程的考試概念

1、工藝過程：由于機械產(chǎn)品的主要勞動力過程都使被加工對象的尺寸、形狀和性能產(chǎn)生一定的變化，即與生產(chǎn)過程有直接關(guān)系。機械加工工藝過程的概念是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來加工工件。使之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學(xué)物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過程。 機械加工工藝過程中的工序是指：一個（或一組）操作者在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件 連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工位：在工件的一次安裝中，通過分度（或移位）裝置，使工件相對于機床床身變換加工位置。每一個加工位置上的安裝內(nèi)容。工步：加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的工

2、位內(nèi)容。安裝：如果在一個工序中需要對工件進行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那部分工序內(nèi)容。 裝夾：是指定位和夾緊的操作過程。 機械加工工藝系統(tǒng)物質(zhì)分系統(tǒng)：工件、機床、工具和夾具六個自由度：一個物體在空間可以有六個獨立的運動，在直角座標(biāo)系中分別為3個平移運動和3個轉(zhuǎn)動。習(xí)慣上，把上述6個獨立運動。 六點定位原理：一個物體在空間可以有六個獨立的運動，若采用6個按一定規(guī)則布置的約束點，就可以限制工件的6個自由度，實現(xiàn)完全定位。完全定位：根據(jù)工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求，需要6個根據(jù)工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位。 不完全定位：根據(jù)工件加工面的位置度（包括位置尺寸

3、）要求，僅需要限制1個或幾個（少于6個）自由度的定位。欠定位：根據(jù)工件加工面位置尺寸要求必須限制的自由度沒有得到全部限制，或者說在完全定位和不完全定位中，約束點不足，欠定位是不允許的。過定位：工件在定位時，同一個自由度被兩個或兩個以上約束點約束。零件的加工精度包含:尺寸精度、形狀精度和位置精度。選擇粗基準(zhǔn)遵循原則：1. 保證相互位置要求的原則2. 保證加工表面加工余量合理分配的原則 3. 便于工件裝夾的原則4. 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則精基準(zhǔn)的選擇：1基準(zhǔn)重合原則2統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 3. 互為基準(zhǔn)原則 4自為基準(zhǔn)原則5便于裝夾原則一、退火是將鋼件加熱至高于或低于鋼的臨界溫度，經(jīng)適當(dāng)保溫后隨爐或

4、埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻。其主要目的包括：（1）降低硬度，改善切削加工性（2）細化晶粒，改善組織，提高力學(xué)性能（3）消除內(nèi)應(yīng)力，防止開裂與變形，或為下一道淬火工序作好組織準(zhǔn)備（4）提高塑性和韌性，便于進行冷沖壓或冷拉拔加工二、正火是將鋼件加熱到亞共析鋼或過共析鋼臨界溫度以上3050度，保溫適當(dāng)時間后出爐，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。正火的主要目的包括：（1）可獲得具有較高強度和硬度的組織，因而可用作不太重要的機械零件的最終熱處理；（2）提高低碳鋼的硬度，避免粘刀，改善其切削加工性（3）對于過共析鋼，正火可以減少或消除網(wǎng)狀滲碳體，降低材料的脆性，為球化退火作好組織準(zhǔn)備；三、淬火是將鋼件

5、加熱至亞共析鋼或共析鋼與過共析鋼臨界溫度以上3050度，保溫適當(dāng)時間后置于冷卻介質(zhì)中快速冷卻的熱處理工藝。其主要目的是提高鋼的硬度和耐磨性，常用于各種刃具、量具、模具和滾動軸承等。低碳鋼的含碳量太低，一般無法淬硬四、回火是將淬火后的鋼件重新加熱至一定溫度，保溫適當(dāng)時間后置于空氣或水中冷卻的熱處理工藝。消除淬火時因冷卻過快而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低脆性、提高韌性，同時使零件的尺寸穩(wěn)定化。因此，鋼件淬火后都要進行回火（1） 外圓表面的加工路線零件的外圓表面主要采用下列四條基本加工路線來加工 1.粗車一半精車一精車 應(yīng)用最廣，工件材料可以切削，加工精度 IT7，表面粗糙度等于或大于Ra0.8m的外圓表面，

6、如果加工精度要求較低，可以只取粗車或者?。捍周囈话刖?2、粗車一半精車一粗磨一精磨 1.黑色金屬材料半精車后有淬火要求2.加工精度等于或低于IT6 3.表面粗糙度等于或大于 Ra0.16m的外圓表面 3.粗車一半精車一精車一金剛石車適用于工件材料為有色金屬（如銅、鋁），不宜采用磨削加工方法加工的外圓表面這種方法已有用于尺寸精度為0.lm數(shù)量級和表面粗糙度為0.01m數(shù)量級的超精密加工之中4. 粗車一半精車一粗磨一精磨一研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨或拋光增加了研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨或拋光等精密、超精密加工或光整加工工序，多以減小表面粗糙度、提高尺寸精度、形狀和位置精度為主要目的拋光、

7、砂帶磨等則以減小表面粗糙度為主。2、 孔的加工工藝路線 1、鉆一粗拉一精拉 多用于大批大量生產(chǎn)盤套類零件的圓孔、單鍵孔和花鍵孔加工其加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高，當(dāng)工件上沒有毛坯孔時，第一道工序需安排鉆孔，當(dāng)工件上已有毛坯孔時，則第一道工序需安排粗鏜孔，以保證孔的位置精度，如果模鍛孔的精度較好，也可以直接安排拉削加工。因為拉刀是定尺寸刀具，所以經(jīng)拉削加工的孔一般為7級精度的基準(zhǔn)孔（H7）2 鉆一擴一鉸一手鉸應(yīng)用最為廣泛的加工路線，在各種生產(chǎn)類型中都有應(yīng)用，多用于中、小孔加工其中擴孔有糾正位置精度的能力，鉸孔只能保證尺寸、形狀精度和減小孔的表面粗糙度，不能糾正位置精度，當(dāng)孔的尺寸精度、形狀精度要求比

8、較高，表面粗糙度要求又比較小時，往往安排一次手鉸加工，用端面鉸刀手鉸，可用來糾正孔的軸心線與端面之間的垂直度誤差。因為鉸刀也是定尺寸刀具，所以經(jīng)過鉸孔加工的孔一般也是7級精度的基準(zhǔn)孔（H7）3 鉆或粗鏜一半精鏜一精鏜一浮動鏜或金剛鏜單件小批生產(chǎn)中的箱體孔系加工，位置精度要求很高的孔系加工在各種生產(chǎn)類型中，直徑比較大的孔，例如：80mm以上，毛坯上已有位置精度比較低的鑄孔或鍛孔，材料為有色金屬，需要由金剛鏜來保證其尺寸、形狀和位置精度以及表面粗糙度的要求4 鉆（或粗鏜）一粗磨一半精磨一精磨一珩磨用于淬硬零件加工或精度要求高的孔加工，珩磨孔屬于精密加工珩具：一個圓棒珩磨時：工件作回轉(zhuǎn)運動，珩具作往

9、復(fù)送進運動。有時亦可工件不動，珩具同時作回轉(zhuǎn)和往復(fù)送進運動3） 平面的加工路線1 粗銑一半精銑一精銑一高速銑 銑削加工用得最多。因為銑削生產(chǎn)率高。近代發(fā)展起來的高速銑，其加工精度比較高（IT67），表面粗糙度也比較?。≧a0.161.25m）依據(jù)被加工面的精度和表面粗糙度的技術(shù)要求，可以只安排粗銑，或安排粗、半精銑；粗、半精、精銑以及粗、半精、精、高速銑2 粗刨一半精刨一精創(chuàng)一寬刀精刨、刮研或研磨刨削加工也是應(yīng)用比較廣泛的一種平面加工方法。同銑削加工相比，由于生產(chǎn)率稍低，因此，從發(fā)展趨勢上看，不象銑削加工那樣應(yīng)用廣泛。對于窄長面的加工來說，刨削加工的生產(chǎn)率并不低。寬刀精刨多用于大平面或機床床身

10、導(dǎo)軌面加工，其加工精度和表面粗糙度都比較好，在單件，成批生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。3 粗銑（刨）-半精銑（刨）-粗磨-精磨-研磨、精密磨、砂帶磨或拋光如果被加工平面有淬火要求，則可在半精銑（刨）后安排淬火淬火后需要安排磨削工序，視平面度和表面粗糙度要求，可以只安排粗磨，亦可只安排粗磨-精磨，還可以在精磨后安排研磨或精密磨。4 粗拉-精拉 在大批大量生產(chǎn)中采用。生產(chǎn)率高，尤其對有溝槽或臺階的表面，拉削加工的優(yōu)點更加突出。例如，某些內(nèi)燃機氣缸體的底平面、曲軸半圓孔以及分界面等就是全部在一次拉削中直接拉出的拉刀和拉削設(shè)備昂貴，因此，這條加工路線只適合在大批大量生產(chǎn)中使用。（1） 工序順序的安排原則1 先加工

11、基準(zhǔn)面，再加工其它表面2 先加工平面，后加工孔3 先加工主要表面，后加工次要表面4 先安排粗加工工序，后安排精加工工序 工藝系統(tǒng)的幾何精度對加精度的影響 一、加工原理誤差 二、調(diào)整誤差 1.試切法調(diào)整 2.調(diào)整法3、 機床誤差：1.機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差2.機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差3.機床傳動鏈的傳動誤差四、夾具的制造誤差與磨損五、刀具的制造誤差與磨損主軸回轉(zhuǎn)軸線的運動誤差可以分解為:1、徑向圓跳動2、端面圓跳動3、傾角擺動一、加工原理誤差：加工原理誤差是指采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產(chǎn)生的誤差。二、調(diào)整誤差：在機械加工的每一個工序中，總是要對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整工作。調(diào)整不可能絕對地準(zhǔn)確，

12、因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式。不同的調(diào)整方式有不同的誤差來源。（一）試切法調(diào)整單件、小批生產(chǎn)中普遍采用試切法加工:加工時先在工件上試切根據(jù)測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進給機構(gòu)調(diào)整刀具與工件的相對位置然后再進行試切、測量、調(diào)整引起調(diào)整誤差的因素是：測量誤差 量具本身的精度、測量方法。機床進給機構(gòu)的位移誤差 當(dāng)試切最后一刀時，要按刻度盤的顯示值來微量調(diào)整刀架的進給量，這時會出現(xiàn)進給機構(gòu)的"爬行"現(xiàn)象，使刀具的實際位移與刻度盤顯示值不一致。試切時與正式切削時切削層厚度不同的影響（2） 調(diào)整法在成批、大量生產(chǎn)中，廣泛采用試切法（或樣件樣板）預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的

13、相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置不變來獲得所要求的零件尺寸影響調(diào)整精度的因素還有：定程機構(gòu)誤差 在大批大量生產(chǎn)中廣泛采用行程擋塊、靠模、凸輪等機構(gòu)保證加工尺寸,以及與它們配合使用的離合器、電氣開關(guān)、控制閥等的靈敏度樣件或樣板的誤差測量有限試件造成的誤差 試切加工的工件數(shù)（稱為抽樣件數(shù)）不可能太多,因而造成誤差3、 機床誤差：引起機床誤差的原因是機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。這里著重分析對工件加工精度影響較大的:（一）機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差（二）機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差（三）機床傳動鏈的傳動誤差 四：機床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差：導(dǎo)軌導(dǎo)向精度是指機床導(dǎo)軌副的運動件實際運動方向與理想運動方向的符合程度

14、，這兩者之間的偏差值則稱為導(dǎo)向誤差。 工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響（一）切削力作用點位置變化引起的工件形狀誤差（二）切削力大小變化引起的加工誤差（三）夾緊力和重力引起的加工誤差（四）傳動力和慣性力對加工精度影響（1） 切削力作用點位置變化引起的工件形狀誤差1、機床的變形2、工件的變形3、工藝系統(tǒng)的變形二、工藝系統(tǒng)總變形工藝系統(tǒng)的總變形為機床和工件的變形的疊加（車光軸的例子中，車刀變形忽略）測得車床主軸箱、尾架、刀架三個部件的剛度，以及確定了工件的材料和尺寸，就可以按x值，估算工藝系統(tǒng)的剛度，若可得知切削力Fy，利用公式就可以估算出不同x處工件半徑的變化。 二、切削力大小變化引起的加工誤差 三、

15、傳動力和慣性對加工精度影響4、 機床部件剛度（二）影響機床部件剛度的因素1、連接表面間的接觸變形零件間接合表面的實際接觸面積只是理論接觸面的一部分，實際接觸的只是一小部分的凸峰。當(dāng)外力作用時，這些接觸點處將產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，并產(chǎn)生變形（彈性和塑性）。這就是部件剛度曲線不是直線，剛度遠小于同尺寸實體的剛度，是造成殘留變形和多次加載卸載后殘留變形才趨于穩(wěn)定的原因2、零件間摩擦力的影響。造成加載卸載曲線不重合3、接合面的間隙4、薄弱零件本身變形五、減少工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度影響的措施（一）提高工藝系統(tǒng) 的剛度1、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計：盡量減少連接面的數(shù)目，注意剛度的匹配。采用：空心截形、封閉截形、添

16、加加強肋2、提高連接表面的接觸剛度：提高機床部件接合面以及工件定位基準(zhǔn)面的精度和表面質(zhì)量、給機床預(yù)加載荷，增加實際接觸面積3、采用合理的裝夾和加工方法（圖例）6、 工件殘余應(yīng)力引起的變形1、概念也稱內(nèi)應(yīng)力，指在沒有外力作用下或除去外力后工件內(nèi)存留下來的應(yīng)力特點：不穩(wěn)定，內(nèi)部力求恢復(fù)到一個穩(wěn)定的沒有應(yīng)力的狀態(tài)，導(dǎo)致工件變形，精度喪失2、毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力（圖例）3、冷校直帶來的殘余應(yīng)力（圖例）4、切削加工帶來的殘余應(yīng)力措施：增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序、合理安排工藝過程、改善零件結(jié)構(gòu)，提高零件剛度，壁厚均勻第4節(jié) 工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響一、概述二、工件熱變形對加工精度的影響三、刀具熱變形對加工精度的影響四、機床熱變形對加工精度的影響五、減少工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度影響的措施 刀具熱變形對對工件加工精度的影響及的措施1、加工大型零件，刀具熱變形往往造成幾何形狀誤差。如車長軸時，可能由于刀具熱伸長而產(chǎn)生錐度（尾座處的直徑比主軸箱附近的直徑大）2、為了減小刀具的熱變形，應(yīng)合理選擇切削用量和刀具幾何參數(shù)