零件切削加工工藝(機械加工的工藝基礎)
1.機械加工的工藝基礎
機器的生產過程是指從原材料（或半成品）制成產品的全部過程。對機器生產而言包括原材料的運輸和保存，生產的準備，毛坯的制造，零件的加工和熱處理，產品的裝配、及調試，油漆和包裝等內容。生產過程的內容十分廣泛，現代企業(yè)用系統(tǒng)工程學的原理和方法組織生產和指導生產，將生產過程看成是一個具有輸入和輸出的生產系統(tǒng)。
在生產過程中，凡是改變生產對象的形狀、尺寸、位置和性質等，使其成為成品或者半成品的過程稱為工藝過程。它是生產過程的主要部分。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、裝配等工藝過程，機械制造工藝過程一般是指零件的機械加工工藝過程和機器的裝配工藝過程的總和，其他過程則稱為輔助過程，例如運輸、保管、動力供應、設備維修等。工藝過程又是由一個或若干個順序排列的工序組成的，一個工序由有若干個工步組成。
工序是組成機械加工工藝過程的基本單元。所謂工序是指一個（或一組）工人，在一臺機床上（或一個工作地點），對同一工件（或同時對幾個工件）所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。構成一個工序的主要特點是不改變加工對象、設備和操作者，而且工序的內容是連續(xù)完成的
工步是在加工表面不變、加工工具不變、切削用量不變的條件下
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。
制定機械加工工藝過程，必須確定該工件要經過幾道工序以及工序進行的先后順序，僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡略工藝過程，稱為工藝路線。
工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務是選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序，以及整個工藝過程中工序數目的多少等。工藝路線擬定須遵循一定的原則。 生產類型通常分為三類：
1.單件生產：單個地生產不同結構和不同尺寸的產品，并且很少重復。
2.批量生產：一年中分批地制造相同的產品，制造過程有一定的重復性。
3.大批量生產：產品的制造數量很大，大多數工作地點經常是重復進行某一個零件的某一道工序的加工。 設計原則：
(1)所設計的工藝規(guī)程應能保證機器零件的加工質量（或機器的裝配質量），達到設計圖樣上規(guī)定的各項技術要求。
(2)應使工藝過程有較高的生產率，使產品盡快投放市場。
(3)設法降低制造成本
(4)注意減輕工人的勞動強度，保證生產安全。
原始資料：
(1)產品裝配圖，零件圖。
(2)產品驗收質量標準。
(3)產品的年生產綱領。
(5)制造廠的生產條件，包括機床設備和工藝設備的規(guī)格、性能和現有的狀態(tài)、工人的技術水平、工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關資料。
(6)工藝規(guī)程設計、工藝裝備設計所需要的設計手冊和有關標準。
(7)國內外先進制造技術資料等。
步驟內容：
(1)分析研究產品的裝配圖和零件圖。
(2)確定毛坯。
(3)擬定工藝路線，選擇定位基面。
(4)確定各工序所采用的設備。
(5)確定各工序所采用的刀具、夾具、量具和輔助工具。
(6)確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。
(7)確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。
(8)確定切削用量。
(9)確定工時定額。
2.機械加工工藝基本知識這節(jié)課怎么備課
課程名稱：機械制造工藝基礎 授課課時：60學時 開課單位：浙江金華實驗中學教育集團機械學部 授課對象：機械、模具、數控專業(yè)二年級學生 開課時間：第3、4學期 （一）課堂教學1.內容體系 本課程主要講授從原材料到毛坯，從毛坯到零件的整個機械加工工藝過程，前三章主要講述毛坯的制造工藝，也就是熱加工工藝，在毛坯制造好的基礎上又講述零件的加工工藝。
組成機械加工工藝系統(tǒng)的機床、刀具、夾具及工件方面的術語、定義及相關知識，在此基礎上，以外圓車削為例講授工件在切削加工過程中所產生的變形、切削力、切削熱與切削溫度及刀具磨損等一系列的原理、影響因素和規(guī)律，從而找到提高加工表面質量和生產效率的基本途徑（改善工件材料切削加工性，使用性能好的切削液，選擇合理切削用量，制定合理的刀具使用壽命及選擇刀具的合理幾何參數）。為了適應課程設計和未來工作的需要，還介紹鉆削、銑削和磨削等回轉運動方面的相關知識以及刨削、插削、拉削的直線運動理論。
還講授了以工件為載體，影響機械加工質量（包括精度與表面質量）的因素與改善措施以及機械加工工藝規(guī)程設計所必需的基本知識。最后講授用已加工合格的工件（即零件）裝配成部件，部件裝配成機器所必需的裝配工藝知識、裝配工藝規(guī)程設計及保證裝配精度的工藝方法。
2.教材與主要參考書分析 勞動和社會保障部教材辦公室組織編寫的“機械制造工藝基礎”（第五版）一書，基本符合教學大綱要求，內容體系比較明確，加上配套的習題冊及教學碟片，可以滿足要求。3.如何講授1-3章（15學時） ⑴ 弄清毛坯的制造工藝，掌握重點 從原材料到毛坯，介紹了三種途徑：鑄造、鍛壓和焊接。
砂型鑄造的優(yōu)點突出在可以鑄造各種形狀（外形、內腔）復雜的鑄件，如箱體、機架、床身、氣缸體，但缺點也比較明顯，它的內在質量差，承載能力不及鍛件。鍛造（俗稱打鐵）的突出特點是改善金屬的內部組織，提高金屬的力學性能，但它不能鍛造形狀復雜的鍛件。
（2）明白難點，只要求了解 特種鑄造內容只在書上作了簡介，不能對其更深入的理解。4-10章（40學時） （1）弄清“知識點”，掌握重點 從毛坯到零件的整個機械加工過程中，機械加工工藝系統(tǒng)中的機床、刀具、夾具及工件的基本定義、術語及相關知識是其基本內容，具體包括回轉運動和直線運動的車、鉆、鏜、磨和銑，及刨、插、拉等切削加工方法和成形運動、切削用量，所用機床的基本概念，刀具及其幾何角度、切削層參數及切削方式等，刀具材料，機床夾具。
具體可從這幾個方面分別去了解各種加工方法：（1）切削運動，（2）所用機床，（3）切削方法，（4）切削特點，（5）適用場合。切削過程中所產生的一系列物理現象及其規(guī)律是提高生產效率和表面質量的依據，也是制定機械加工工藝規(guī)程的依據。
⑵ 找出內在聯系，“消化”難點 切削過程中產生的變形、力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等的影響因素及規(guī)律是學生較難掌握的內容，教師應該用“串線”的方法加以歸納講授。如：這么多物理現象的影響因素均可歸納為三個主要方面，即工件材料、刀具幾何角度（參數）與切削用量三個方面，這樣一串就變得有規(guī)律易于掌握了；還要用現實中的實例或實踐經驗來分析講解，以幫助學生理解，避免死記硬背。
改善工件材料的切削加工性、合理選用切削液、選擇刀具合理幾何參數、選擇合理切削用量等都是提高生產效率和表面質量的具體措施。⑶ 突出重點，兼顧一般 任何課程都有重點內容和一般內容。
講授時教師必須首先分清重點與一般，重點內容要重點講授，一般內容可讓學生自學，以調動學生的學習積極性，避免“滿堂灌”。⑷ 緊密聯系生產實際，結合學生的實踐操作課，使學生加深理解。
如：硬質合金的概念及對性能的影響因素，可用鋼筋混凝土中的卵石、水泥作比喻來理解，陶瓷刀具材料的增韌可用“和泥”時摻草來比喻…… 因為該部分是研究生產中遇到的各種現象及規(guī)律的科學，因此必須緊密聯系生產實際。以第四章為例講述各章節(jié)的教學設計：第4章 切削加工基礎知識（4學時） 講授機械運動、切削用量、切削力、切削溫度、切削液及加工精度和加工表面質量、機械加工質量的發(fā)展狀況、機械加工表面質量對機器使用性能和壽命的影響、機械加工精度的獲得方法、機械加工精度的影響因素及其控制、加工誤差和原始誤差、誤差敏感方向；尺寸精度的影響因素及其控制、形狀精度的影響因素及其控制、位置精度的影響因素及其控制。
重點使學生建立起加工精度的概念，不僅僅指尺寸精度，還要考慮形狀和位置精度。掌握誤差類型，注意它們在加工精度分析中的應用，尋求有效提高加工精度的工藝途徑。
機床幾何誤差及其對加工精度的影響及其控制要講授：回轉運動精度的影響及其控制、直線運動精度的影響及其控制、成形運動間位置關系精度的影響及其控制、成形運動間速度關系的精度影響及其控制。加工過程中其它因素對機械加工精度的影響及其控制要講授：工藝系統(tǒng)受力變形的影響及其控制、工藝系統(tǒng)熱變形的影響及其控制、工藝系統(tǒng)磨損的影響及其控制、工藝系統(tǒng)殘余。
3.機械零件加工工藝
機械產品制造時，將原材料轉變?yōu)槌善返娜窟^程稱為生產過程。對機器生產而言包括原材料的運輸和保存，生產的準備，毛坯的制造，零件的加工和熱處理，產品的裝配及調試、油漆、包裝等內容。生產過程的內容十分廣泛，現代企業(yè)用系統(tǒng)工程學的原理和方法組織生產和指導生產，將生產過程看成是一個具有輸入和輸出的生產系統(tǒng)。
在生產過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸、位置和性能，使之變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程，稱為工藝過程，它是生產過程的主要部分。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、機械加工、裝配等類別。機械制造工藝過程一般是指零件的機械加工工藝過程和機器的裝配工藝過程的總和，其他過程則稱為輔助過程，例如檢驗、清洗、油封、包裝、轉運、保管、動力供應、設備維護等。用切削的方法逐步改變毛坯或半成品的形狀、尺寸和表面質量，使之成為合格的零件所進行的工藝過程，稱為機械加工工藝過程。在機械制造業(yè)中，機械加工工藝過程是最主要的工藝過程。
4.機加工件工藝
研究和設計各種設備中機械基礎件的一門學科，也是零件和部件的泛稱。
機械零件作為一門學科的具體內容包括：①零（部）件的聯接，如螺紋聯接、楔聯接、銷聯接、鍵聯接、花鍵聯接、過盈配合聯接、彈性環(huán)聯接、鉚接、焊接和膠接等。②傳遞運動和能量的帶傳動、摩擦輪傳動、鏈傳動、諧波傳動、齒輪傳動、繩傳動和螺旋傳動等機械傳動，以及傳動軸、聯軸器、離合器和制動器等相應的軸系零（部）件。
③起支承作用的零（部）件，如軸承、箱體和機座等。④起潤滑作用的潤滑系統(tǒng)和密封等。
⑤彈簧等其他零（部）件。 作為一門學科，機械零件從機械設計的整體出發(fā)，綜合運用各有關學科的成果，研究各種基礎件的原理、結構、特點、應用、失效形式、承載能力和設計程序；研究設計基礎件的理論、方法和準則，并由此建立了本學科的結合實際的理論體系，成為研究和設計機械的重要基礎。
自從出現機械，就有了相應的機械零件。但作為一門學科，機械零件是從機械構造學和力學分離出來的。
隨著機械工業(yè)的發(fā)展，新的設計理論和方法、新材料、新工藝的出現，機械零件進入了新的發(fā)展階段。有限元法、斷裂力學分析、彈性流體動壓潤滑、優(yōu)化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、系統(tǒng)分析和設計方法學等理論，已逐漸用于機械零件的研究和設計。
更好地實現多種學科的綜合，實現宏觀與微觀相結合，探求新的原理和結構，更多地采用動態(tài)設計和精確設計，更有效地利用電子計算機，進一步發(fā)展設計理論和方法，是這一學科發(fā)展的重要趨向。 編輯本段 選材原則 一、材料的使用性能——選材的最主要依據 指的是零件在使用時所應具備的材料性能，包括機械性能、物理性能和化學性能。
對大多數零件而言，機械性能是主要的必能指標，表征機械性能的參數主要有強度極限σb、彈性極限σe、屈服強度σs或σ0。2、伸長率δ、斷面收縮率ψ、沖擊韌性ak及硬度HRC或HBS等。
這些參數中強度是機械性能的主要性能指標，只有在強度滿足要求的情況下，才能保證零件正常工作，且經久耐用。 在材料力學的學習中，已經發(fā)現，在設計計算零件的危險截面尺寸或校核安全程度時所用的許用應力，都要根據材料強度數據推出。
二、材料的工藝性能 材料的加工工藝性能主要有：鑄造、壓力加工、切削加工、熱處理和焊接等性能。其加工工藝性能的好壞直影響到零件的質量、生產效率及成本。
所以，材料的工藝性能也是選材的重要依據之一。 （1）鑄造性能：一般是指熔點低、結晶溫度范圍小的合金才具有良好的鑄造性能。
如：合金中共晶成分鑄造性最好。 （2）壓力加工性能：是指鋼材承受冷熱變形的能力。
冷變形性能好的標志是成型性良好、加工表面質量高，不易產生裂紋；而熱變形性能好的標志是接受熱變形的能力好，抗氧化性高，可變形的溫度范圍大及熱脆傾向小等。 （3）切削加工性能：刀具的磨損、動力消耗及零件表面光潔度等是評定金屬材料切削加工性能好壞的標志，也是合理選擇材料的重要依據之一。
（4）可焊性：衡量材料焊接性能的優(yōu)劣是以焊縫區(qū)強度不低于基體金屬和不產生裂紋為標志。 （5）熱處理：是指鋼材在熱處理過程中所表現的行為。
5.零件加工工藝分析包括哪些內容
2008年11月17日 星期一 上午 11:43零件的數控加工工藝分析是編制數控程序中最重要而又極其復雜的環(huán)節(jié)，也是數控加工工藝方案設計的核心工作，必須在數控加工方案制定前完成。一個合格的編程人員對數控機床及其控制系統(tǒng)的功能及特點，以及影響數控加工的每個環(huán)節(jié)都要有一個清晰、全面的了解，這樣才能避免由于工藝方案考慮不周而可能出現的產品質量問題，造成無謂的人力、物力等資源的浪費。全面合理的數控加工工藝分析是提高數控編程質量的重要保障。
在數控加工中，從零件的設計圖紙到零件成品合格交付，不僅要考慮到數控程序的編制，還要考慮到諸如零件加工工藝路線的安排、加工機床的選擇、切削刀具的選擇、零件加工中的定位裝夾等一系列因素的影響，在開始編程前，必須要對零件設計圖紙和技術要求進行詳細的數控加工工藝分析，以最終確定哪些是零件的技術關鍵，哪些是數控加工的難點，以及數控程序編制的難易程度。
零件工藝性分析也是數控規(guī)劃的第一步，在此基礎上，方可確定零件數控加工所需的數控機床、加工刀具、工藝裝備、切削用量、數控加工工藝路線，從而獲得最佳的加工工藝方案，最終滿足零件工程圖紙和有關技術文件的要求。
數控加工工藝流程圖
1.數控加工工藝路線制定所需的原始資料
(1)零件設計圖紙、技術資料，以及產品的裝配圖紙。
(2)零件的生產批量。
(3)零件數控加工所需的相關技術標準如企業(yè)標準和工藝文件。
(4)產品驗收的質量標準。
(5)現有的生產條件和資料。工藝裝備及專用設備的制造能力、加工設備和工藝裝備的規(guī)格及性能、工人的技術水平。
2.毛坯狀態(tài)分析
大多數零件設計圖紙只定義了零件加工時的形狀和大小，而沒有指定原始毛坯材料的數據，包括毛料的類型、規(guī)格、形狀、熱處理狀態(tài)以及硬度等。編程時，對毛料的深入了解是一個重要的開始，利用這些原始信息，有利于數控程序規(guī)劃。
