机械制造基础知识(2)

2）加工方法和加工方案的选择

a) 根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案；

（教材P136表5.7、表5.8、表5.9分别为外圆表面、内孔表面和平面加工方案及其经济精度）

b) 要考虑被加工材料的性质；如：有色金属铜的加工，就不能采用磨削的加工方法做为精加工； 淬硬的材料必须选用磨削的方法进行加工。

c) 要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题。如：大批大量生产应选用高效率的加工方法，采用专用设备。

d) 应考虑本厂的现有设备和生产条件： 即充分利用本厂现有设备和工艺装备。

小结：具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达。

具体实例：

例如，加工一个精度等级为?IT?6、表面粗糙度Ra为0.2μm的钢质外圆表面，其最终工序选用精磨，则其前导工序可分别选为粗车、半精车和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工工序。

（3）加工阶段的划分

1、根据零件的技术要求划分加工2、将零件的加工过程划分为加工阶段的阶段。（见P139） 主要目的是：（见P139） (1) 保证零件加工质量（精度、表粗加在此阶段主要是尽量切除面质量只能逐步提高）； 工阶大部分余量，主要考虑生

(2) 有利于及早发现毛坯缺陷并得段 产率。

到及时处理；

半精在此阶段主要是为主要表加工面的精加工做准备，并完

(3) 有利于合理利用机床设备。

阶段 成次要表面的终加工。

精加在此阶段主要是保证各主(4) 便于穿插热处理工序：穿插热工阶要表面达到图纸要求，主处理工序必须将加工过程划分成几个阶段 要任务是保证加工质量。 段，否则很难充分发挥热处理的效果。 光整在此阶段主要是为了获得

此外，将工件加工划分为几个阶段，加工高质量的主要表面和尺寸

还有利于保护精加工过的表面少受磕碰阶段 精度。

分以下几个阶段

损坏。

（4）工序的集中与分散

工序集中原则 工序分散原则

采用数控机床、加工中心按工

按工序集中原则组织工艺过程，就是使

序集中原则组织工艺过程，生

每个工序所包括的加工内容尽量多些，

产适应性反而好，转产相对容

将许多工序组成一个集中工序，最大限

易，虽然设备的一次性投资较

度的工序集中，就是在一个工序内完成

高，但由于有足够的柔性，仍

工件所有表面的加工。（见P139-140）

然受到愈来愈多的重视。 传统的流水线、自动线生产基

按工序分散原则组织工艺过程，就是使本是按工序分散原则组织工每个工序所包括的加工内容尽量少些，艺过程的，这种组织方式可以最大限度的工序分散就是每个工序只实现高生产率生产，但对产品包括一个简单工步。 改型的适应性较差，转产比较

困难。

（5）工序顺序的安排

1)先基准后其它表面 2)先粗加工后精加工

先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。 即粗加工在前，精加工在后，粗精分开。

如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。 平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，通常均以平面定位来加工孔。

机械加工工序的安排原则 3)主要表面后次要表面

4)先加工平面后加工孔

其作用是：提高强度和韧性，

1）退火 ： 将钢加热到一定的降低硬度，改善切削加工性。

热处理工序温度，保温一段时间，随后由炉应用： 高碳钢采用退火，以及表面处理中缓慢冷却的一种热处理工序。 降低硬度； 放在粗加工前，工序的安排 毛坯制造出来以后。 根据热处理的目的，安排热处理在加工过程中的位置。

2)正火： 将钢加热到一定温度，其作用是：提高钢的强度和保温一段时间后从炉中取出，在硬度，使工件具有合适的硬空气中冷却的一种热处理工序。 度，改善切削加工性。应用： 注：加热到的一定的温度，其与低碳钢采用正火，以提高硬钢的含C量有关，一般低于固相度。放在粗加工前，毛坯制线200度左右。 造出来以后。 3）回火： 将淬火后的钢加热到其作用是：稳定组织、消除一定的温度，保温一段时间，然内应力、降低脆性。

后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法。

4）调质处理（淬火后再高温回

火）：其作用：是获得细致均匀应用：安排在粗加工后，半的组织，提高零件的综合机械性精加工前。 能。

5）时效处理： 其作用：是消除

应用：一般安排在毛坯制造

毛坯制造和机械加工中产生的

出来和粗加工后。

内应力。

6）淬火： 将钢加热到一定的温

度，保温一段时间，然后在冷却其作用是：提高零件的硬度。 介质中迅速冷却，以获得高硬度应用：一般安排在磨削前。 组织的一种热处理工艺。

7）为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行

为保证零件制造质量，防止产生零件表层或内腔的毛刺对机废品，需在下列场合安排检验工器装配质量影响甚大，切削序： 加工之后，应安排去毛刺工

1)粗加工全部结束之后；

序。

零件在进入装配之前，

2)送往外车间加工的前后；

一般都应安排清洗工序。工

其它工序的件内孔、箱体内腔易存留切

3)工时较长和重要工序的

安排 屑，研磨、珩磨等光整加工

前后；

工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。 4)最终加工之后。

在用磁力夹紧工件的工除了安排几何尺寸检验工

序之外，有的零件还要安排探序之后，要安排去磁工序，伤、密封、称重、平衡等检验工不让带有剩磁的工件进入装

配线。 序。

（6）机床设备与工艺装备的选择

机床设备和工艺装备的选择

1、所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应；

2、精度等级应与本工序加工要求相适应； 3、电机功率应与本工序加工所需功率相适应；

4、机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。

工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。

1、在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)；

2、在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。 机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。

四、机床夹具方面的一些基本概念

（一）机床夹具的作用、组成和分类： 1、机床夹具的定义：

（1）定位：使工件在机床上占据正确位置的过程，称为定位。 （2）夹紧：将工件在加工时保持在原先确定位置上的过程，称为夹紧。 （3）装夹（安装）：使工件占据正确的加工位置，并使其在加工过程中保持不变的过程，称为装夹或安装。

（4）机床夹具：用于装夹或安装工件的工艺装备，称为机床夹具。 2、机床夹具的作用：

（1）易于保证工件的加工精度，稳定加工质量：

例如：在钻床上用钻夹具加工平行孔系时，位置精度可达0.1～0.2mm；在钻床上用划线法加工平行孔系时，位置精度只能达到0.4～1.0mm。

（2）扩大机床的工艺范围：

例如：在车床上使用镗模，可代替镗床镗孔。

（3）缩短辅助时间，提高劳动生产率，减轻劳动强度： 使用机床夹具能快速装夹工件，减少划线、找正等的辅助时间。 3、机床夹具的组成：

（1）定位元件：确定工件在夹具中位置的元件。 作用：是确定工件在夹具中的位置。 （2）夹紧装置：用以夹紧工件的装置。

作用：是保持工件在夹具中的既定位置。

（3）对刀和引导装置：引导刀具或调整刀具相对于夹具位置的装置。 作用：确定刀具相对于夹具的位置。

（4）夹具体：联接夹具上各个元件或装置，使之成为一个整体的零件。 作用：保证各元件或装置之间的位置关系。 （5）联接元件：使夹具与机床相联接的元件。 作用：保证夹具与机床之间的相互位置关系。 （6）其它：如传动装置、分度装置等。 4、机床夹具的分类：

按夹具的使用范围，夹具可分为五种基本类型： 1)通用夹具：特点：具有很大的通用性。如三爪卡盘。

2)专用夹具：针对某一产品的某一特定工序而专门设计。特点：用途专一。 3)可调夹具：按一组零件而设计一套可调整的夹具。特点：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整。

4)组合夹具：用标准化元件组装成的夹具。特点：灵活多变，万能性强，制造周期短，零件可以重复使用。

5)随行夹具：在自动线上使用的一种夹具。特点：夹具随工件在各工序中的机床上被定为和夹紧。

（二）工件在夹具中的定位 1、工件在加工时的定位方式： 1)找正法：

a)直接找正：按照工件或刀具的切削运动轨迹进行比较，经多次修正比较后，使工件占有正确位置，再进行夹紧的方法。 例如：加工齿轮时，外圆与工作台的同轴找正。

特点：比较费时，并要求操作者具有较高的技术水平。 适用场合：单件小批生产。

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