机械加工培训资料

什么叫机械加工机械加工是一种用加工机械对工件的外形尺寸或性能进行变化的过程。按被加工的工件处在的温度状态﹐分为冷加工和热加工。一般在高于或低于常温状态的加工﹐会引起工件的化学或物相变化﹐称热加工。一般在常温下加工,并且不引起工件的化学或物相变化﹐称冷加工。冷加工按加工方式的差异可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理﹐煅造﹐铸造和焊接。此外装配时常常要用到冷热处理。例如：轴承在装配时往往将内圈放入液氮里冷却使其尺寸收缩，将外圈合适加热使其尺寸放大，然后再将其装配在一起。

机械加工：广意的机械加工就是凡能用机械手段制造产品的过程；狭意的是用车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机机等专用机械设备制作零件的过程。机械加工的定义是什么采用多种机械加工的措施，直接变化毛坯的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格产品，称为机械加工。采用机床（包括加工中心）、工具、专业设备，按照设计图纸的规定，以切削、研磨、镗铣、连接、组合等手段，变化毛坯几何形状、尺寸和表面质量，使之满足图纸规定的过程，称为机械加工。什么是机械加工精度？机械加工精度是什么意思？加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸规定的理想几何参数的符合程度。理想的几何参数，对尺寸而言，就是平均尺寸；对表面几何形状而言，就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等；对表…加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸规定的理想几何参数的符合程度。理想的几何参数，对尺寸而言，就是平均尺寸；对表面几何形状而言，就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等；对表面之间的互相位置而言，就是绝对的平行、垂直、同轴、对称等。零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表达，数值越大，其误差越大。加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。任何加工措施所得到的实际参数都不会绝对精确，从零件的功能看，只要加工误差在零件图规定的公差范围内，就认为保证了加工精度。机器的质量取决于零件的加工质量和机器的装配质量，零件加工质量包括零件加工精度和表面质量两大部分。机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反应了加工精度的高下。误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。加工精度包括三个方面内容：●尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。●形状精度指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。●位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想什么是机加工,是干什么的,用于什么材料的加工?假如你们单位有后方设备，如金属切削机床（包括车、铣、刨、插等设备），假如生产所需的设备的零件坏了，需要维修，这样就需要送到机加车间维修或加工。为了保证生产的顺利进行，一般的企业都设用机加工车间，重要负责生产设备的维修。为了杜绝由于设备的原因影响生产，机加工车间对各生产车间都派有保全工，发现问题及时处理。机加工用的重要材料重要是多种钢材等。假如单位没有机加设备，那么生产设备的某一零件出现问题要送出去机加工。两家要签订加工协议，加工结束后，应由委托单位检查加工质量，无误后，应按照加工协议支付加工费。不过加工单位要给委托加工单位开具专用发票，委托加工单位可根据发票，作如下的帐务处理：借：生产成本－外加工费借：应交税金－应交增值税（进项税额贷：银行存款什么是机械加工工艺机械加工工艺：是指用机械加工的措施变化毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程。构成机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀构成。机械加工工艺过程工艺基础的基本概念

一、生产过程和工艺过程

生产过程是指从原材料（或半成品）制成产品的所有过程。对机器生产而言包括原材料的运送和保留，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。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措施组织生产和指导生产，将生产过程当作是一种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。

在生产过程中，直接变化原材料（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。它是生产过程的重要部分。例如毛坯的铸造、铸造和焊接；变化材料性能的热处理[1]；零件的机械加工等，都属于工艺过程。工艺过程又是由一种或若干个次序排列的工序构成的。

工序是工艺过程的基本构成单位。所谓工序是指在一种工作地点，对一种或一组工件所持续完毕的那部分工艺过程。构成一种工序的重要特点是不变化加工对象、设备和操作者，并且工序的内容是持续完毕的。例如图32-1中[cc1]的零件，其工艺过程可以分为如下两个工序：

工序1：在车床上车外圆、车端面、镗孔和内孔倒角；

工序2：在钻床上钻6个小孔。

在同一道工序中，工件也许要通过几次安装。工件在一次装夹中所完毕的那部分工序，称为安装。在工序1中，有两次安装。第一次安装：用三爪卡盘夹住外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒角，车外圆。第二次安装：调头用三爪盘夹住外圆，车端面A和B，内孔倒角。

二、生产类型

生产类型一般分为三类。

1．单件生产单个地生产某个零件，很少反复地生产。

2．成批生产成批地制造相似的零件的生产。

3．大量生产当产品的制造数量很大，大多数工作地点常常是反复进行一种零件的某一工序的生产。

确定零件的工艺过程时，由于零件的生产类型不一样，所采用的加措施、机床设备、工夹量具、毛坯及对工人的技术规定等，均有很大的不一样。

三、加工余量

为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属的厚度，称为加工余量。加工余量又可分为工序余量和总余量。某工序中需要切除的那层金属厚度，称为该工序的加工余量。从毛坯到成品总共需要切除的余量，称为总余量，等于对应表面各工序余量之和。

在工件上留加工余量的目的是为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，如铸件表面冷硬层、气孔、夹砂层，锻件表面的氧化皮、脱碳层、表面裂纹，切削加工后的内应力层和表面粗糙度等。从而提高工件的精度和表面粗糙度。

加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大影响。加工余量过大，不仅增长了机械加工的劳动量，减少了生产率，并且增长了材料、工具和电力消耗，提高了加工成本。若加工余量过小，则既不能消除上道工序的多种缺陷和误差，又不能赔偿本工序加工时的装夹误差，导致废品。其选用原则是在保证质量的前提下，使余量尽量小。一般说来，越是精加工，工序余量越小。

四、基准

机械零件是由若干个表面构成的，研究零件表面的相对关系，必须确定一种基准，基准是零件上用来确定其他点、线、面的位置所根据的点、线、面。根据基准的不一样功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。

1．设计基准

在零件图上用以确定其他点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图32-2所[cc2]示的轴套零件，各外圆和内孔的设计基准是零件的轴心线，端面A是端面B、C的设计基准，内孔的轴线是外圆径向跳动的基准。

2．工艺基准

零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不一样又分为装配基准、测量基准及定位基准。

（1）装配基准装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。

（2）测量基准用以检查已加工表面的尺寸及位置的基准，称为测量基准。如图32-2中的零件，内孔轴线是检查外圆径向跳动的测量基准；表面A是检查长度L尺寸l和的测量基准。

（3）定位基准加工时工件定位所用的基准，称为定位基准。作为定位基准的表面（或线、点），在第一道工序中只能选择未加工的毛坯表面，这种定位表面称粗基准.在后来的各个工序中就可采用已加工表面作为定位基准，这种定位表面称精基准。

五、确定工艺路线的一般原则

机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个环节。首先是确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。这两个环节是互相联络的，应进行综合分析。

工艺路线的确定是制定工艺过程的总体布局，重要任务是选择各个表面的加工措施，确定各个表面的加工次序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。

确定工艺路线的一般原则如下。

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

加工质量规定高的表面，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。重要是为了保证加工质量；有助于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。

3、先孔背面

[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，并且对平面上的孔的加工带来以便。

4、重要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），应放在工艺路线最终阶段进行，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状况。有些详细状况可按下列原则处理。

(1)、为了保证加工精度，粗、精加工最佳分开进行。由于粗加工时，切削量大，工件所受切削力、夹紧力大，发热量多，以及加工表面有较明显的加工硬化现象，工件内部存在着较大的内应力，假如粗、粗加工持续进行，则精加工后的零件精度会由于应力的重新分布而很快丧失。对于某些加工精度规定高的零件。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。粗加工重要是切掉大部分加工余量，并不规定有较高的加工精度，因此粗加工应在功率较大、精度不太高的机床上进行，精加工工序则规定用较高精度的机床加工。粗、精加工分别在不一样的机床上加工，既能充足发挥设备能力，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机械加工精度包括哪四种？加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸规定的理想几何参数的符合程度。理想的几何参数，对尺寸而言，就是平均尺寸；对表面几何形状而言，就是绝对的圆、圆柱、平面、锥面和直线等；对表面之间的互相位置而言，就是绝对的平行、垂直、同轴、对称等。零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。

加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表达，数值越大，其误差越大。加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。

任何加工措施所得到的实际参数都不会绝对精确，从零件的功能看，只要加工误差在零件图规定的公差范围内，就认为保证了加工精度。

机器的质量取决于零件的加工质量和机器的装配质量，零件加工质量包括零件加工精度和表面质量两大部分。

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反应了加工精度的高下。误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。

加工精度包括三个方面内容：

尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。

形状精度指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。

位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想机加工之切削加工切削加工--用切削刀具，在工具（刀具）与工件的相对运动中，切除工件上的多出材料，得到预想的工件运动中，切除工件上的多出材料，得到预想的工件形状，尺寸和表面质量的加工措施。分机加工和钳工，机加工是工人操作机床完毕，这使我们重要研究的。钳工是工人用手持工具来加工的，在某些场所下，钳工加工还是非常经济和以便的。

目前绝大多数零件的质量还要靠切削加工的措施来保证。什么是机械加工表面质量？什么是机械加工表面质量？

零件的表面质量是机械加工质量的重要构成部分，表面质量是指机械加工后零件表面层的微观几何构造及表层金属材料性质发生变化的状况。经机械加工后的零件表面并非理想的光滑表面，它存在着不一样程度的粗糙波纹、冷硬、裂纹等表面缺陷。15mm），但对机器零件的使用性能有着极大的影响。零件的磨损、腐蚀和疲劳破坏都是从零件表...

零件的表面质量

机械加工质量的重要构成部分，表面质量是指机械加工后零件表面层的微观几何构造及表层金属材料性质发生变化的状况。经机械加工后的零件表面并非理想的光滑表面，它存在着不一样程度的粗糙波纹、冷硬、裂纹等表面缺陷。虽然只有极薄的一层（0.05～0.15mm），但对机器零件的使用性能有着极大的影响；零件的磨损、腐蚀和疲劳破坏都是从零件表面开始的，尤其是现代化工业生产使机器正朝着精密化、高速化、多功能方向发展，工作在高温、高压、高速、高应力条件下的机械零件，表面层的任何缺陷都会加速零件的失效。因此，必须重视机械加工表面质量。一、机械加工表面质量的含义机器零件的加工质量不仅指加工精度，还包括加工表面质量，它是零件加工后表面层状态完整性的表征。机械加工后的表面，总存在一定的微观几何形状的偏差，表面层的物理力学性能也发生变化。因此，机械加工表面质量包括加工表面的几何特性和表面层物理力学性能两个方面的内容。(一)加工表面的几何特性

加工表面的微观几何特性重要包括表面粗糙度和表面波度两部分构成，如图5—1所示。表面粗糙度是波距L不不小于1mm的表面微小波纹；表面波度是指波距L在1～20mm之间的表面波纹。一般状况下，当L/H（波距/波高）﹤50时为表面粗糙度，L/H=50～1000时为表面波度。1．表面粗糙度表面粗糙度重要是由刀具的形状以及切削过程中塑性变形和振动等原因引起的，它是指已加工表面的微观几何形状误差。

2．表面波度重要是由加工过程中工艺系统的低频振动引起的周期性形状误差（图5—1中L2/H2），介于形状误差（L1/H1﹥1000）与表面粗糙度（L3/H3﹤50）之间。(二)加工表面层的物理力学性能表面层的物理力学性能包括表面层的加工硬化、残存应力和表面层的金相组织变化。机械零件在加工中由于受切削力和热的综合作用，表面层金属的物理力学性能相对于基本金属的物理力学性能发生了变化。图5—2a所示为零件表面层沿深度方向的变化。最外层生成有氧化膜或其他化合物，并吸取、渗进气体粒子，称为吸附层。吸附层下是压缩层，它是由于切削力的作用导致的塑性变形区，其上部是由于刀具的挤压摩擦而产生的纤维层。切削热的作用也会使工件表面层材料产生相变及晶粒大小变化。1．表面层的加工硬化表面层的加工硬化一般用硬化层的深度和硬化程度N来评估：N=[（H-H0）/H0]×l00％式中H——加工后表面层的显微硬度；H。——原材料的显微硬度。2．表面层金相组织的变化在加工过程(尤其磨削)中的高温作用下，工件表层温度升高，当温度超过材料的相变临界点时，就会产生金相组织的变化，大大减少零件使用性能，变化包括晶粒大小、形状、析出物和再结晶等。金相组织的变化重要通过显微组织观测来确定。3．表面层残存应力在加工过程中，由于塑性变形、金相组织的变化和温度导致的体积变化的影响，表面层会产生残存应力。目前对残存应力的判断大多是定性的，它对零件使用性能的影响大小取决于它的方向、大小和分布状况。二、表面完整性伴随科学技术的发展，对产品的使用性能规定越来越高，某些重要零件需在高温、高压、高速的条件下工作，表面层的任何缺陷，直接影响零件的工作性能，为适应科学技术的发展，在研究表面质量的领域里提出了表面完整性的概念，重要有：（一）表面形貌重要描述加工后零件的几何特性，它包括表面粗糙度、表面波度和纹理等。（二）表面缺陷它是指加工表面上出现的宏观裂纹、伤痕和腐蚀现象等，对零件的使用有很大影响。（三）微观组织和表面层的冶金化学性能重要包括微观裂纹、微观组织变化及晶间腐蚀等。（四）表面层物理力学性能重要包括表面层硬化深度和程度、表面层残存应力的大小、分布。（五）表面层的其他工程技术特性重要包括摩擦特性、光的反射率、导电性和导磁性等。机械加工工艺过程的构成机械加工工艺过程是由一种或若干个次序排列的工序构成的，而工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。(一)工序工序是指一种或一组工人，在一种工作地对一种或同步对几种工件所持续完毕的那一部分工艺内容。辨别工序的重要根据，是工作地（或设备）与否变动和完毕的那部分工艺内容与否持续。图3-1所示的圆盘零件，单件小批生产时其加工工艺过程如表3-1所示；成批生产时其加工工艺过程如表3-2所示。表3-1圆盘零件单件小批机械加工工艺过程工序号工序名称工装工步工序内容设备1车削I

1234（用三爪自定心卡盘夹紧毛坯小端外圆）车大端端面车大端外圆至Φ100钻Φ20孔倒角车床II

567（工件调头，用三爪自定心卡盘夹紧毛坯大端外圆）车小端端面，保证尺寸35mm车小端外圆至Φ48，保证尺寸20mm倒角2钻削I

12（用夹具装夹工件）依次加工三个Φ8孔在夹具中修去孔口的锐边及毛刺钻床表3-2圆盘零件成批机械加工工艺过程工序号工序名称工装工步工序内容设备1车削I

1234（用三爪自定心卡盘夹紧毛坯小端外圆）车大端端面车大端外圆至Φ100钻Φ20孔倒角车床2车削I

123（以大端面及涨胎心轴）车小端端面，保证尺寸35mm车小端外圆至Φ48，保证尺寸20mm倒角车床3钻削I

1（钻床夹具）钻孔3－Φ8钻床4钳I1修孔口的锐边及毛刺

由表3-1可知，该零件的机械加工分车削和钻削两道工序。由于两者的操作工人、机床及加工的持续性均已发生了变化。而在车削加工工序中，虽然具有多种加工表面和多种加工措施（如车、钻等），但其划分工序的要素未变化，故属同一工序。而表3-2分为四道工序。虽然工序了1和工序2同为车削，但由于加工持续性已变化，因此应为两道工序；同样工序4修孔口锐边及毛刺，由于使用设备和工作地均已变化，因此也应作为另一道工序。工序不仅是构成工艺过程的基本单元，也是制定期间定额，配置工人，安排作业和进行质量检查的基本单元。（二）工步与走刀为了便于分析和描述工序的内容，工序还可以深入划分工步。工步是指加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的状况下所持续完毕的那一部分工序。一种工序可以包括几种工步，也可以只有一种工步。如表3-1中工序1。在安装Ⅰ中进行车大端面、车外圆、钻φ20孔、倒角等加工，由于加工表面和使用刀具的不一样，即构成四个工步。一般来说，构成工步的任一要素（加工表面、刀具及加工持续性）变化后，即成为另一种工步。但下面指出的状况应视为一种工步：1．对于那些一次装夹中持续进行的若干相似的工步应视为一种工步。如图3-1零件上三个φ8孔钻削。可以作为一种工步。即钻3-φ8。2．为了提高生产率，有时用几把刀具同步加工几种表面，此时也应视为一种工步，称为复合工步。如图3-2的加工方案。在一种工步内，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。一种工步可以包括一次走刀或几次走刀。（三）安装与工位工件在加工前，在机床或夹具上先占据一对的位置（定位），然后再夹紧的过程称为装夹。工件（或装配单元）经一次装夹后所完毕的那一部分工艺内容称为安装。在一道工序中可以有一种或多种安装。表3-1中工序1即有两个安装，而工序2有一种安装。工件加工中应尽量减少装夹次数，由于多一次装夹就多一次装夹误差，并且增长了辅助时间。因此生产中常用多种回转工作台、回转夹具或移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处在不一样的位置加工。为完毕一定的工序内容，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种位置，称为工位。图3-3所示为一种运用回转工作台在一次装夹后次序完毕装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔四个工位加工的实例。机械的构成合件组件部件总装一台机械产品往往由上千至上万个零件所构成，为了便于组织装配工作，必须将产品分解为若干个可以独立进行装配的装配单元，以便按照单元次序进行装配并有助于缩短装配周期。装配单元一般可划分为五个等级。1．零件零件是构成机械和参与装配的最基本单元。大部分零件都是预先装成合件、组件和部件再进入总装。2．合件合件是比零件大一级的装配单元。下列状况皆属合件。（1）两个以上零件,是由不可拆卸的联接措施(如铆、焊、热压装配等)联接在一起。（2）少数零件组合后还需要合并加工，如齿轮减速箱体