机械加工工艺基础作业指导书

机械加工工艺基础作业指导书TOC\o"1-2"\h\u10151第1章机械加工概述 3209251.1机械加工的基本概念 3320731.2机械加工的分类与工艺过程 328974第2章机械加工基础知识 456452.1机械加工材料 4146472.1.1金属材料的分类及功能 482162.1.2非金属材料的分类及功能 4105692.2机械加工工具与设备 418992.2.1刀具 598112.2.2量具 5272402.2.3设备 555502.3机械加工精度与表面质量 5244412.3.1加工精度 5186132.3.2表面质量 531960第3章车削加工工艺 514963.1车削加工概述 6235083.2车削加工设备与工艺参数 690503.2.1车削加工设备 6233043.2.2车削加工工艺参数 623523.3车削加工操作要点 6162103.3.1工件安装 6231853.3.2刀具选择与安装 645023.3.3加工过程控制 7197603.3.4安全操作 718322第4章铣削加工工艺 790304.1铣削加工概述 7307964.2铣削加工设备与工艺参数 799294.2.1铣削加工设备 784084.2.2铣削工艺参数 7142144.3铣削加工操作要点 8257514.3.1工件装夹 8192024.3.2铣刀选择与安装 8194804.3.3铣削路径规划 8297604.3.4铣削参数设置 8246354.3.5加工过程监控 8314594.3.6切削液使用 8110894.3.7安全操作 81097第5章钻削加工工艺 8144065.1钻削加工概述 898735.2钻削加工设备与工艺参数 8102695.2.1钻削加工设备 8155235.2.2钻削工艺参数 9307865.3钻削加工操作要点 919386第6章镗削加工工艺 9103736.1镗削加工概述 935836.2镗削加工设备与工艺参数 1096476.2.1镗削加工设备 1049156.2.2镗削工艺参数 10179456.3镗削加工操作要点 1012160第7章磨削加工工艺 10204017.1磨削加工概述 11291527.2磨削加工设备与工艺参数 11315537.2.1磨削加工设备 11263067.2.2磨削工艺参数 11181817.3磨削加工操作要点 1120693第8章齿轮加工工艺 12150548.1齿轮加工概述 1243798.2齿轮加工设备与工艺参数 1246658.2.1齿轮加工设备 121868.2.2齿轮加工工艺参数 1296848.3齿轮加工操作要点 12210258.3.1齿轮加工前的准备 12292138.3.2齿轮加工操作要点 1331860第9章特种加工工艺 13214369.1特种加工概述 1329249.2常见特种加工方法与设备 1326779.2.1电火花加工 13161309.2.2激光加工 13247259.2.3电子束加工 134139.2.4离子束加工 147529.2.5超声波加工 14124529.2.6水射流加工 14137399.3特种加工操作要点 14211509.3.1电火花加工操作要点 14134069.3.2激光加工操作要点 14284839.3.3电子束加工操作要点 14164759.3.4离子束加工操作要点 1484929.3.5超声波加工操作要点 14138539.3.6水射流加工操作要点 1530221第10章机械加工工艺规程制定 15285310.1工艺规程的基本概念 15654710.2工艺规程的制定步骤与方法 152453210.2.1制定工艺路线 152672010.2.2确定工序内容 152790710.2.3选择工艺参数 151324110.2.4确定操作方法 15496410.2.5制定检验标准 16100110.3工艺规程的实施与优化 161714510.3.1工艺规程的实施 162211010.3.2工艺规程的优化 16第1章机械加工概述1.1机械加工的基本概念机械加工是指利用机械力对工件进行切削、塑性变形或组合等加工过程，以达到工件形状、尺寸、表面质量及功能等方面要求的一门技术。机械加工是实现制造业生产的关键技术之一，对于推动国家经济发展和科技进步具有重要作用。1.2机械加工的分类与工艺过程机械加工可分为以下几种基本类型：（1）车削加工：利用车床对工件进行旋转运动，刀具进行横向进给运动，以切削工件表面的加工方法。车削加工适用于各种回转体零件的加工。（2）铣削加工：利用铣床和铣刀对工件进行切削加工。铣削加工适用于平面、曲面、槽、齿轮等零件的加工。（3）磨削加工：利用磨料对工件进行切削加工，以提高工件表面质量、尺寸精度和形状精度。磨削加工适用于高精度、高硬度零件的加工。（4）钻孔加工：利用钻头在工件上旋转切削，形成孔的加工方法。钻孔加工适用于各种孔类零件的加工。（5）镗孔加工：利用镗刀对孔进行加工，以提高孔的精度和表面质量。镗孔加工适用于高精度孔的加工。（6）刨削加工：利用刨床和刨刀对工件进行线性切削加工。刨削加工适用于平面、槽等零件的加工。（7）拉削加工：利用拉刀对工件进行线性切削加工。拉削加工适用于大批量生产中，对精度和表面质量要求较高的零件。机械加工的工艺过程主要包括以下步骤：（1）工艺准备：分析工件的结构、材料、功能和加工要求，制定合理的加工工艺。（2）工件装夹：将工件安装在机床上的适当位置，保证加工过程中工件的稳定性和安全。（3）刀具选择与安装：根据加工要求选择合适的刀具，并正确安装到机床上。（4）切削参数确定：选择合理的切削速度、进给量和切削深度等参数。（5）加工操作：按照工艺规程进行加工操作，保证加工质量。（6）检验与质量控制：对加工后的工件进行检验，保证其符合设计要求，并进行质量控制。（7）后处理：对加工后的工件进行去毛刺、清洗、防锈等后处理。通过以上步骤，机械加工能够实现工件的高效、高精度加工，为各类制造业提供优质的产品。第2章机械加工基础知识2.1机械加工材料机械加工材料是机械加工过程中的基础要素，其性质直接影响加工工艺的选择及加工质量。本节主要介绍常用机械加工材料的种类、功能及特点。2.1.1金属材料的分类及功能（1）黑色金属材料：包括碳钢、合金钢、工具钢等，具有良好的机械功能和可加工性。（2）有色金属及其合金：包括铜、铝、镁、钛等，具有优良的导电性、导热性和耐腐蚀性。（3）特种金属材料：如高温合金、精密合金等，具有特殊的物理、化学功能。2.1.2非金属材料的分类及功能（1）塑料：具有轻质、耐磨、耐腐蚀等特点，广泛应用于机械制造领域。（2）陶瓷：具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温等功能，适用于特殊环境下的加工。（3）复合材料：由两种或两种以上的材料组合而成，具有优异的综合功能。2.2机械加工工具与设备机械加工工具与设备是实现加工过程的关键，本节主要介绍常用机械加工工具与设备的基本原理、功能及选用。2.2.1刀具（1）车刀：用于车削加工，按形状可分为尖刀、圆刀、端面刀等。（2）铣刀：用于铣削加工，按形状可分为圆柱铣刀、端面铣刀、键槽铣刀等。（3）钻头：用于钻孔加工，可分为麻花钻、中心钻、深孔钻等。2.2.2量具（1）卡尺：用于测量工件尺寸，分为外径卡尺、内径卡尺、深度卡尺等。（2）千分尺：用于测量较小尺寸，具有较高的测量精度。（3）百分表：用于测量工件的平面度、圆度等，具有简便、快速的特点。2.2.3设备（1）车床：用于车削加工，分为普通车床、数控车床、精密车床等。（2）铣床：用于铣削加工，分为升降台铣床、龙门铣床、数控铣床等。（3）磨床：用于磨削加工，分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床等。2.3机械加工精度与表面质量机械加工精度与表面质量是评价加工质量的重要指标，本节主要介绍加工精度和表面质量的含义、影响因素及控制方法。2.3.1加工精度（1）尺寸精度：指加工后工件尺寸与设计尺寸的符合程度。（2）形状精度：指加工后工件形状与设计形状的符合程度。（3）位置精度：指加工后工件各部位之间相互位置的符合程度。2.3.2表面质量（1）表面粗糙度：指加工表面微观不平整的程度，影响工件的使用功能。（2）表面缺陷：如划痕、裂纹、孔洞等，影响工件的强度和耐腐蚀性。（3）表面处理：通过表面涂覆、氧化等手段，提高工件的耐磨性、耐腐蚀性等功能。在机械加工过程中，应综合考虑加工材料、工具与设备、加工精度与表面质量等因素，合理选择加工工艺，以保证加工质量。第3章车削加工工艺3.1车削加工概述车削加工是利用车床对工件进行旋转运动，通过刀具对工件进行切削，以获得所需尺寸和表面质量的加工方法。车削加工广泛应用于轴类、盘类、套类等回转体的零件加工。其优点在于加工精度高、生产效率高、适应性强。3.2车削加工设备与工艺参数3.2.1车削加工设备车削加工设备主要包括以下几种类型：（1）卧式车床：适用于加工各种轴类、盘类和套类零件。（2）立式车床：主要用于加工盘类、套类等零件，具有占地面积小、操作方便等优点。（3）数控车床：采用计算机编程控制，能实现自动化、精确化加工，提高生产效率。（4）车削中心：集车削、钻孔、铣削等加工功能于一体，适用于复杂零件的加工。3.2.2车削加工工艺参数车削加工工艺参数主要包括：（1）切削速度：影响切削力、切削温度、表面质量等，应根据工件材料、刀具材料及加工要求合理选择。（2）进给量：影响加工表面质量、生产效率等，应根据工件材料、刀具几何参数及加工要求确定。（3）背吃刀量：影响加工精度、切削力等，应根据工件材料、刀具几何参数及加工要求选择。3.3车削加工操作要点3.3.1工件安装（1）工件在车床上安装要牢固，保证加工过程中不发生移动。（2）工件轴线与车床主轴轴线要一致，以保证加工精度。（3）合理选择夹具和装夹方式，提高装夹效率。3.3.2刀具选择与安装（1）根据工件材料、加工要求选择合适的刀具材料。（2）合理选择刀具几何参数，提高切削功能。（3）保证刀具安装牢固，防止加工过程中发生脱落。3.3.3加工过程控制（1）合理选择切削液，降低切削温度，提高加工质量。（2）控制加工过程中的切削力、振动等，保证加工精度。（3）及时检查加工尺寸和表面质量，发觉异常及时调整。3.3.4安全操作（1）操作者需熟悉车床功能、操作规程，并经过培训合格。（2）加工过程中严格遵守安全操作规程，防止发生。（3）保持工作场所清洁、整齐，保证设备正常运行。第4章铣削加工工艺4.1铣削加工概述铣削加工是机械加工中常用的一种金属切削方法，通过旋转的铣刀与工件之间的相对运动，实现对工件的切削加工。其主要应用于平面、曲面、齿轮、螺纹等形状的加工。铣削加工具有较高的生产效率，可加工多种类型的工件，广泛应用于各类机械制造领域。4.2铣削加工设备与工艺参数4.2.1铣削加工设备铣削加工设备主要包括以下几种：（1）卧式铣床：适用于加工平面、槽、齿轮等形状的工件。（2）立式铣床：适用于加工侧面、槽、键槽等形状的工件。（3）龙门铣床：具有较大的加工范围，适用于加工大型工件。（4）数控铣床：采用计算机编程控制，适用于加工复杂形状的工件。4.2.2铣削工艺参数铣削工艺参数主要包括以下几种：（1）铣削速度：影响加工效率、工件表面质量和铣刀寿命的重要因素。（2）进给量：指铣刀与工件之间的相对移动速度，影响加工表面质量和生产效率。（3）铣削深度：指铣刀切入工件的深度，影响加工质量和生产效率。（4）铣削宽度：指铣刀同时切除工件材料的宽度，影响加工效率和铣刀寿命。4.3铣削加工操作要点4.3.1工件装夹工件装夹应保证稳定、可靠，防止加工过程中产生位移或振动。4.3.2铣刀选择与安装根据工件材料、加工要求和铣刀功能选择合适的铣刀。铣刀的安装应保证与铣床主轴的同轴度，防止加工过程中产生振动。4.3.3铣削路径规划合理规划铣削路径，尽量减少空行程，提高加工效率。同时保证铣削过程中铣刀与工件之间的相对运动稳定。4.3.4铣削参数设置根据工件材料、加工要求和铣刀功能，合理设置铣削速度、进给量、铣削深度和铣削宽度等参数。4.3.5加工过程监控在铣削加工过程中，密切监控工件加工质量和铣刀磨损情况，及时调整铣削参数，保证加工质量。4.3.6切削液使用合理使用切削液，降低铣刀与工件之间的摩擦，提高加工质量和铣刀寿命。4.3.7安全操作操作者应严格遵守安全操作规程，保证铣削加工过程的安全性。同时定期对设备进行维护保养，保证设备正常运行。第5章钻削加工工艺5.1钻削加工概述钻削加工是机械加工中常见的一种孔加工方法，其主要利用钻头在旋转运动和轴向进给运动的共同作用下，实现对工件的孔加工。钻削加工适用于各种材料的加工，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。5.2钻削加工设备与工艺参数5.2.1钻削加工设备钻削加工设备主要包括钻床和钻头。钻床按照其结构和功能可分为台式钻床、立式钻床、摇臂钻床等。钻头是钻削加工的主要工具，其种类繁多，包括高速钢钻头、硬质合金钻头、金刚石钻头等。5.2.2钻削工艺参数钻削工艺参数主要包括转速、进给量、钻头直径、切削液等。（1）转速：转速的选择对钻削加工，应根据钻头直径、工件材料及加工要求来确定。转速过高或过低都会影响加工质量和钻头寿命。（2）进给量：进给量是指钻头在单位时间内轴向移动的距离，其大小直接影响钻削力和钻头磨损。进给量应根据工件材料、钻头直径和转速来确定。（3）钻头直径：钻头直径应根据工件孔径要求进行选择，过大或过小的钻头直径都会影响加工质量。（4）切削液：切削液在钻削加工中具有冷却、润滑和清洗作用，有助于提高加工质量和钻头寿命。5.3钻削加工操作要点（1）选用合适的钻头和钻床，保证设备状态良好。（2）根据工件材料、孔径要求等选择合理的转速、进给量等工艺参数。（3）钻削前应进行工件定位，保证钻孔位置的准确性。（4）钻削过程中，保持钻头垂直于工件表面，避免产生斜孔。（5）适当使用切削液，提高钻削质量和钻头寿命。（6）钻削过程中，注意观察钻头磨损和加工质量，及时调整工艺参数。（7）钻削完成后，对工件进行检验，保证孔径、孔深等符合要求。（8）定期对钻床和钻头进行检查、维护，保证设备正常运行。注意：本章节内容仅供参考，实际操作过程中请遵循具体作业指导书和操作规程。第6章镗削加工工艺6.1镗削加工概述镗削加工是一种常见的机械加工方法，主要用于加工孔径精度和表面质量要求较高的零件。通过镗削，可以扩大已有的孔径，加工各种形状和尺寸的孔，如圆柱孔、圆锥孔等。镗削加工还能改善孔的直线度、圆度及表面粗糙度，保证零件的加工质量。6.2镗削加工设备与工艺参数6.2.1镗削加工设备镗削加工主要采用以下设备：（1）卧式镗床：适用于加工中小型零件的孔，具有结构简单、操作方便等优点。（2）立式镗床：适用于加工大型零件的孔，具有加工精度高、稳定性好等特点。（3）坐标镗床：具有高精度、高效率的优点，适用于加工形状复杂、精度要求高的孔。（4）龙门镗床：适用于加工大型零件的平面和孔，具有刚性好、加工范围广等特点。6.2.2镗削工艺参数镗削工艺参数包括切削速度、进给量和切削深度等，具体选择如下：（1）切削速度：根据工件材料、刀具材料和加工要求选择合适的切削速度。（2）进给量：根据工件材料、刀具直径和加工要求确定进给量。（3）切削深度：根据工件材料、刀具直径和加工要求选择适当的切削深度。6.3镗削加工操作要点（1）选用合适的刀具：根据工件材料和加工要求选择合适的刀具，保证加工质量。（2）调整刀具位置：保证刀具与工件孔的中心线重合，避免加工误差。（3）合理选择切削液：根据工件材料和加工要求，选择合适的切削液，降低切削温度，提高加工质量。（4）加工过程中注意观察：及时观察加工过程中的切削状况，发觉异常及时调整。（5）注意安全操作：操作过程中严格遵守安全规程，保证人身和设备安全。（6）加工完成后进行检查：对加工完成的零件进行尺寸、形状和表面质量的检查，保证满足工艺要求。第7章磨削加工工艺7.1磨削加工概述磨削加工是利用磨料和磨具对工件表面进行切削和加工的一种精密加工方法。该方法具有加工精度高、表面质量好、加工效率高等优点，广泛应用于机械制造、模具制造、航空航天等领域。磨削加工主要包括外圆磨削、内圆磨削、平面磨削、工具磨削等。7.2磨削加工设备与工艺参数7.2.1磨削加工设备磨削加工设备主要包括磨床、磨头、磨料和磨具等。磨床根据工作性质可分为外圆磨床、内圆磨床、平面磨床等；磨头分为手持磨头和机床附件磨头；磨料有氧化铝、碳化硅等；磨具有砂轮、油石、磨头等。7.2.2磨削工艺参数磨削工艺参数主要包括磨削速度、磨削深度、磨削宽度、磨削用量等。合理选择磨削工艺参数对提高加工质量和效率具有重要意义。（1）磨削速度：磨削速度是指磨具与工件相对运动的速度。磨削速度的选择应考虑磨具类型、磨料粒度、工件材料等因素。（2）磨削深度：磨削深度是指单次磨削去除工件表面的厚度。磨削深度过大，易导致磨具堵塞、磨损加剧；磨削深度过小，会影响加工效率。（3）磨削宽度：磨削宽度是指磨削加工时磨具与工件的接触宽度。磨削宽度应适中，过宽易导致磨具磨损，过窄则影响加工效率。（4）磨削用量：磨削用量是指单位时间内磨具对工件的磨削量。合理选择磨削用量可以提高加工效率，降低磨具磨损。7.3磨削加工操作要点（1）确定合理的磨削工艺参数，以保证加工质量和效率。（2）选择合适的磨具和磨料，以满足工件材料和要求。（3）保证磨床、磨头等设备精度，保证加工精度。（4）在磨削过程中，注意观察磨具磨损情况，及时更换或修整磨具。（5）磨削过程中，注意工件冷却，防止工件因高温变形。（6）磨削加工完成后，对工件进行质量检测，保证加工质量。（7）遵循安全操作规程，保证磨削加工过程安全。第8章齿轮加工工艺8.1齿轮加工概述齿轮加工是机械加工中常见的一种加工方式，主要用于制造齿轮类零件。齿轮作为一种传动元件，广泛应用于各种机械设备中。齿轮加工质量直接影响到齿轮传动的平稳性、噪声及使用寿命。本章主要介绍齿轮加工的基本工艺、加工方法和质量控制要点。8.2齿轮加工设备与工艺参数8.2.1齿轮加工设备齿轮加工设备主要包括：齿轮铣床、滚齿机、插齿机、磨齿机等。各类设备根据齿轮的规格、加工要求和应用场合进行选择。（1）齿轮铣床：用于加工模数较大的齿轮，可进行齿轮的粗加工和半精加工。（2）滚齿机：主要用于齿轮的精加工，能提高齿轮的加工精度和表面质量。（3）插齿机：适用于小模数齿轮的加工，具有加工精度高、表面质量好的优点。（4）磨齿机：用于齿轮的精加工，可提高齿轮的加工精度和表面粗糙度。8.2.2齿轮加工工艺参数齿轮加工工艺参数主要包括：模数、齿数、压力角、齿宽、齿厚等。以下为齿轮加工过程中需关注的工艺参数：（1）模数：齿轮的基本参数，决定了齿轮的尺寸和承载能力。（2）齿数：影响齿轮的传动功能和制造难度。（3）压力角：影响齿轮的传动功能和齿面接触强度。（4）齿宽：影响齿轮的承载能力和刚度。（5）齿厚：影响齿轮的强度和寿命。8.3齿轮加工操作要点8.3.1齿轮加工前的准备（1）检查齿轮毛坯的尺寸、形状和材质，保证符合图纸要求。（2）检查齿轮加工设备、刀具和量具的完好性，保证设备运行正常。（3）根据齿轮加工工艺要求，合理选择加工设备、刀具和工艺参数。8.3.2齿轮加工操作要点（1）齿轮铣床加工：调整好铣床、刀具和工件，保证齿轮的加工精度。注意齿面加工余量，避免过度切削。（2）滚齿机加工：选用合适的滚刀，调整好滚齿机，保证齿轮的加工质量。注意控制齿轮的径向跳动和端面跳动。（3）插齿机加工：选用合适的插刀，调整好插齿机，保证齿轮的加工精度。注意齿形和齿向的加工质量。（4）磨齿机加工：选用合适的磨头和砂轮，调整好磨齿机，提高齿轮的加工精度。注意控制齿轮的齿面粗糙度和形状误差。（5）齿轮加工过程中，注意检查齿轮的尺寸、形状和加工质量，及时调整工艺参数和设备。（6）齿轮加工完成后，进行齿面修研、去毛刺等后续处理，保证齿轮的表面质量。通过以上操作要点，可提高齿轮加工质量，满足产品使用要求。在实际操作过程中，需严格遵循工艺规程，保证齿轮加工的顺利进行。第9章特种加工工艺9.1特种加工概述特种加工是指采用非传统机械加工方式，对工件进行加工的一类加工方法。这类加工方法具有加工精度高、表面质量好、加工材料范围广等特点。特种加工在航空航天、模具制造、精密仪器等领域具有重要应用。9.2常见特种加工方法与设备9.2.1电火花加工电火花加工（EDM）是利用电火花腐蚀金属的原理进行加工。其主要设备包括电火花成型机、电火花线切割机等。9.2.2激光加工激光加工是利用高能量密度的激光束对工件进行局部加热，使其蒸发、熔化或变质的一种加工方法。常见设备有激光切割机、激光焊接机、激光打标机等。9.2.3电子束加工电子束加工是利用高速运动的电子束对工件进行局部加热，实现焊接、切割、打孔等加工过程。主要设备有电子束焊接机、电子束切割机等。9.2.4离子束加工离子束加工是利用高速运动的离子束对工件表面进行物理或化学作用，实现表面改性、镀膜等加工过程。常见设备有离子束镀膜机、离子束刻蚀机等。9.2.5超声波加工超声波加工是利用超声波振动产生的能量对工件进行加工。其主要设备有超声波切割机、超声波焊接机等。9.2.6水射流加工水射流加工是利用高速水流对工件进行切割、清洗等加工过程。主要设备有水射流切割机、水射流清洗机等。9.3特种加工操作要点9.3.1电火花加工操作要点（1）根据工件材料、形状和加工要求，合理选择电极材料和形状。（2）严格控制放电参数，保证加工过程的稳定。（3）做好工件和电极的装夹，保证加工精度。（4）定期检查电火花加工液，保持其清洁和功能。9.3.2激光加工操作要点（1）根据工件材料和加工要求，选择合适的激光功率、速度等参数。（2）保持激光束与工件的相对位置稳定，保证加工质量。（3）做好激光加工设备的维护和保养，保证设备正常运行。9.3.3电子束加工操作要点（1）合理调整电子束的电流、电压等参数，以满足加工要求。（2）做好工件和设备的真空密封，保证加工过程的顺利进行。（3）定期检查设备，保证其功能稳定。9.3.4离子束加工操作要点（1）根据工件材料和加工要求，选择合适的离子源、加速电压等参数。（2）控制好离子束的工作距离，以保证加工质量。（3）做好设备的真空维护和气体纯度控制。9.3.5超声波加工操作要点（1）选择合适的超声波频率和振幅，以满足加工要求。（2）做好超