考点17 机械加工工艺 《金属加工基础》 山东省（春季高考） 机械类 知识讲解

山东省（春季高考）机械类 金属加工 复习讲义 10—1 机械加工工艺 【考纲要求】 （1）了解机械加工工艺过程的组成。 （2）了解拟定工艺路线的主要工作内容。 （3）掌握制定工艺规程的步骤。 考点1 机械加工工艺过程及其组成 1．机械加工工艺过程：所谓“工艺”，就是制造产品的方法。工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为半成品或成品的过程。它是生产过程中的主要部分。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等。机械加工工艺过程是利用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和相对位置等，使其转变为成品的过程。它是机械产品工艺过程的重要组成部分，直接决定产品的质量，对产品的成本和生产周期有较大的影响。 2．机械加工工艺过程的组成：机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，毛胚依次经过这些工序就成为成品。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步和走刀。 （1）工序：工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的依据是工作地（或机床）是否变动和加工是否连续。如下图所示阶梯轴，当单件生产时，其端面、外圆等加工是在同一台机床上连续完成的，只算一道工序，其他工序划分见下表1所示；当成批时，为了提高效率，采用专用机床生产，其工序划分见下表2所示。工序是组成工艺过程的基本单元，又是生产计划和经济核算的基本单元。 （2）安装：工件在加工前，先要把工件放准。将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为安装。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能需要安装几次。如上表1中，工序10需要多次安装，工序20只需一次安装。工件在加工中，应尽量减少安装次数，因为多一次安装不但增加了装卸工件的辅助时间，同时还会产生安装误差。 （3）工位：工位是指为了减少安装次数，常采用回转工作台、转位或移位夹具等，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工，工件在机床上所占据的每一个待加工的位置称为工位。如下图所示是利用万能分度头使工件依次处于I、I、I、IV来完成对轴上等分槽的铣削加工。 （4）工步：工步是指在一个工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程。以上三种因素中任一因素改变后，即成为新的工步。一个工序可以只包括一个工步，也可以包括几个工步。如上表2中工序10可划分成两个工步：铣两端面、钻中心孔。对于在一次安装中连续进行的若干个相同的工步，为了简化工序内容的叙述，可视为一个工步。如下图1所示零件，如用一支钻头连续钻削4个p15mm的孔，就可视为一个工步。用几把不同的刀具或者用复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，称为复合工步。如下图2所示是用钻头和车刀同时加工内孔和外圆的复合工步。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。 （5）走刀：走刀是指在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚，一次切削无法完成，则应分几次切削，每进行次切削就是一次走刀。一个工步可以包括一次或几次走刀。如下图所示，用棒料制造阶梯轴时，第二工步中包括两次走刀。 考点2 拟订工艺路线，需要顺序完成的几项工作 1．定位基准的选择：定位基准包括粗基准（用毛坯表面作的定位基准）和精基准（用已经加工过的表面作的定位基准） （1）精基准的选择：选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠，夹具结构简单。 ①基准重合原则：应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。 ②基准统一原则：应选择零件上各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。优点：一是有利于保证各加工表面间的相互位置精度；二是简化夹具的设计和制造工作。 ③互为基准原则：当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。 ④自为基准原则：在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。 ⑤一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。 （2）粗基准的选择 ①应保证各加工表面有足够的余量； （2）应保证不加工表面的尺寸与位置符合图纸要求。若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。被选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不再重复使用。 2．加工方法的选择 （1）选择加工方法应考虑的因素如下 ①各加工表面所要达到的精度、表面粗糙度、硬度； ②工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量； ③零件的结构形状和加工表面的尺寸； ④生产类型； ⑤车间现有设备情况； ⑥各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度等。 （2）加工方法选择的原则 ①所选的最终加工方法的经济加工精度及表面粗糙度要与零件加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应。 ②所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面间的相互位置精度的要求。 ③加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应。 ④零件的结构、形状不同，其加工方法不同； ⑤零件的尺寸不同，其加工方法不同； ⑥零件的材料不同，其加工方法不同。 ⑦加工方法要与生产类型相适应。 ⑧加工方法要与工厂现有生产条件相适应。 3．加工阶段的划分：粗加工阶段→切除大部分余量；半精加工阶段→承上启下；精加工阶段→保证质量； 光整加工阶段→IT6以上，Ra0.2以下。 （1）划分加工阶段的原因有：①为了保证加工质量。②可以及早发现毛坯缺陷，以便及时报废或修补，避免继续加工造成浪费。③可以合理使用机床设备。 4．工序内容的合理安排 （1）工序集中：如果在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成，这样，工艺路线短，工序少，称为工序集中。工序集中的特点：①在工件的一次装夹中，可以加工多个表面，这样，可以减少安装误差，较好地保证这些表面之间的位置精度，同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间；②可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作；由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、成本也高。 （2）工序分散：如果在每道工序中所安排的加工内容少，把零件的加工内容分散在很多工序里完成，则工艺路线长，工序多，称为工序分散。工序分散的特点：①机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构比较简单，调整比较容易，能较快地更换、生产不同的产品；②对工人的技术水平要求较低。 （3）工序内容的合理安排在一般情况下，单件小批生产多遵循工序集中的原则，大批大量生产则为工序集中与工序分散两者兼有。但从发展趋势看，由于数控机床应用越来越多，工序集中程度日益增加。 （4）采用工序集中时应注意：①所集中进行的各项加工内容应是零件的结构形状容许的，并能在一次装夹中实现加工，如果在同一道工序中同时或连续加工会产生干扰，对加工精度有所影响，则不宜采用工序集中。 ②工序集中时，如果会产生工序节拍不匹配的情况，则不宜集中。③工序集中时，对于机床设备的结构和调整的复杂性都有所增加。但这种复杂性应该不妨碍稳定地保证加工精度且设备投资不会太大、调整和操作不很困难。 5．安排加工顺序的原则和方法 （1）机械加工工序的安排：①先基面后其它；②先主后次；③先粗后精；④先面后孔。 （2）热处理工序的安排 ①预备热处理：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行。 ②时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排在粗加工以后，精加工以前进行。 ③最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行。 ④当工件需要渗碳淬火时，由于高温渗碳会使工件产生较大的变形，故常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行，待次要表面加工完毕之后再进行淬火，以减少次要表面的位置误差。 ⑤氮化、氰化等热处理工序，可根据零件的加工要求安排在粗、精磨之间或精磨之后进行。 ⑥表面装饰性镀层、发兰、发黑处理，一般都安排在机械加工完毕之后进行。 （3） 辅助工序的安排如：检验工序，动平衡，去磁，去毛刺，倒钝锐角边。 考点3 工艺规程 1．机械加工工艺规程的作用：工艺规程是指导生产的主要技术文件：机械加工车间生产的计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。工艺规程是生产准备工作的主要依据：车间要生产新零件时，首先要制订该零件的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。工艺规程是新建机械制造厂（车间）的基本技术文件。 2．机械加工工艺规程设计步骤及内容 （1）分析零件工作图和产品装配图，了解产品的用途、性能及工作条件，明确零件在产品中的位置、功用及其主要的技术要求。 （2）工艺审查：审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。 （3）确定毛坏的种类及其制造方法：确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坏种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等。 （4）拟定机械加工工艺路线：机械加工工艺规程设计的核心部分，其主要内容有：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。 （5）确定各工序所需的机床和工艺装备工艺装备包括夹具、刀具、量具、辅具等。机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。对必须改装或重新设计的专用机床、专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。 （6）确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差。 （7）确定切削用量。 （8）确定各工序工时定额。 （9）评价工艺路线：对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。 （10）填写或打印工艺文件。 【练习题】 1、 单项选择题 1.不属于机械加工工艺过程的是( )。 A.锻造 B.淬火 C.车削 D.磨削 2.工件在机床或夹具中 、夹紧的过程称为安装( )。 A.装夹 B.限位 C.定位 D.车削 3.在同一台钻床上对工件上的孔进行钻-扩-饺，应划分为( )。 A.一个复合工步 B.三次走刀 C.三个工位 D.三个工步 4.下列选项中，正确的切削加工工序安排的原则是( )。 A.先孔后面 B.先次后主 C.先主后次 D.先远后近 5.加工箱体类零件时常选用一面两孔作定位基准这种方法一般符合( )。 A.基准重合原则 B.基准统一原则 C.互为基准原则 D.自为基准原则 6.调质处理一般安排在( )。 A.毛还制造之后 B.粗加工后 C.半精加工之后 D.精加工之后 7.制订机械加工工艺规程的核心是( )。 A.工艺审查 B.拟定机械加工工艺路线 C.工序设计 D.确定切削用量 8.拟定工艺路线的工作不包括( )。 A.加工方法的选择 B.加工阶段的划分 C.加工工序和机械加工顺序的安排 D.加工成本的核算 9．加工顺序的原则中，属于主要表面的是( )。 A.装配基面 B.紧固用的光孔 C.紧固用的螺孔 D.以上都不是 10．机械加工安排工序时，应首先安排加工( )。 A.主要加工表面 C.主要加工表面的精基准 B.质量要求最高的表面 D.主要加工表面的粗基准 11．自为基准以加工面本身作为精基准，多用于精加工或光整加工工序中，这是由于( )。 A.符合基准统一原则 B.符合基准重合原则 C.能保证加工面的余量小而均匀 D.能保证加工面的位置精度 12．制定零件工艺过程时，首先研究和确定的基准是( )。 A.设计基准 B.工序基准 C.定位基准 D.测量基准 13．车床主轴轴颈和锥孔的同轴度要求很高，常采用( )来保证。 A.基准重合 B.互为基准 C.自为基础 D.基准统一 14．机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面性能使之变成所需零件的过程生产过程为( )。 A.生产过程 B.工艺过程 C.机械加工工艺过程 D.热处理过程 15．机械加工工艺流程规程的主要作用不包括( )。 A.新产品投入前进行生产准备和技术准备的依据 B.组织生产和计划管理的主要技术文件 C.新建或扩建工厂（车间）的依据 D.新产品研究和开发的主要依据 16．工艺过程中广泛应用复合工步，其主要目的是为了( )。 A.保证加工精度 B.提高工作效率 C.减少刀具消耗 D.简化夹具结构 17．一个或一组工人在一个工作地点对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程称为 ( )。 A.工步 B.工序 C.工位 D.安装 18．磨削导轨面时常用百分表找正导轨面，这是运用了( )基准原则 。 A.基准统一原则 B.基准重合原则 C.自为基准原则 D.互为基准原则 19．精基准是用( )面作为定位基准的。 A.已加工表面 B.未加工表面 C.精度最高的表面 D.粗度值最低的表面 20．工步是指( )。 A.在一次装夹过程中所完成的那部分工序内容 B.使用相同的刀具对于同一个表面所连续完成的那部分工序内容 C.使用不同的刀具对于同一个表面所连续完成的那部分工序内容 D.是用同一刀具对不同表面所连续完成的那部分工序内容 21．构成工序的要素之一是( )。 A.同一台机床 B.同一套夹具 C.同一把刀具 D.同一个加工表面 22．轴类零件定位用的顶尖孔是属于( )。 A.精基准 B.粗基准 C.互为基准 D.自为基准 23．加工套类零件的定位基准是( )。 A.端面 B.外圆 C.内孔 D.外圆或内孔 【答案】1~5:ADCCB 6~10:CDBBC 11~15:ABAAD 一、单项选择题 1. B 2.C 3.D 4．C 5.B 6. B 7.B 8.D 9.A 10.D 11.C 12.C 13.B 14.C 15.D 16.B 17.B 18.C 19.A 20.B 21.A 22.A 23.D 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $