机制复习材料

◆机械加工工艺卡：以工序为单位，详细说明整个工艺过程的工艺文件。

作用:用来指导工人生产和帮助车间技术人员掌握整个零件加工过程的技术文件，主要用于成批生产零件和单件小批生产中的重要零件。

内容:零件的工艺特征（材料、重量、加工表面及其精度和表面粗糙度等）、毛坯特征、各道工序的具体内容及加工要求采用的设备与工艺装备、工艺参数等。

特点:详细说明每个工序和工步加工的表面要求达到的尺寸和公差，重要工序还画有工序图。

机械加工工序卡用来具体指导工人进行操作的工艺文件，是根据工艺卡片为每一道工序制订的。

作用:具体指导工人进行操作，主要用于大批量生产的零件和成批生产的重要零件。

内容: 工序加工时工艺资料,如定位基准的选择，工件的安装方法、工序尺寸及公差、机床、刀具、量具切削用量的选择、工时定额。

特点:详细记载该工序加工时所必须的资料。

不同的生产类型对工艺规程的要求不同单件小批生产由于生产的分工较粗，通常只需说明零件的加工工艺路线（即其加工工序顺序），填写工艺过程卡。

对于大批量生产，因生产组织严密、分工细致，工艺规程应尽量详细，要求对每道加工工序的加工精度、操作过程、切削用量、使用的设备及刀夹量具等均作出具体规定。

因此除了工艺过程卡外，还应有相应的加工工序卡。

此外，必要时还需要检验工序卡和机床调整卡。

中小批量生产经常采用机械加工工艺卡，其详细程度介于工艺过程卡和加工工序卡之间。

产品的零件图与装配图分析◆零件图纸的完整性和正确性零件视图是否足够、尺寸、技术要求、公差是否标准齐全。

◆零件材料是否恰当材料选择立足国内,尽可能采用现有材料,少用贵重金属,所用材料必须有良好的切削加工性。

零件技术要求是否合理技术要求一般包括:被加工表面的尺寸精度主要加工表面的形状精度,主要加工表面之间的相互位置精度,各加工表面的粗糙度,热处理及其它要求（如动平衡等）。

阶梯轴的加工:毛坯面的定位精度较低，两次使用必然造成两端加工后的外圆较大的同轴度误差。

粗基准主要侧重于为零件的整个工艺过程作准备，精基准参与零件最终质量的保证过程，使被加工零件在各个方面都达到图样要求。

基准重合原则尽量选择主要加工表面的设计基准作为精基准，减少因基准不重合而产生的定位误差。

1、设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。

2、基准不重合一般发生在下列情况：①用设计基准定位不可能或不方便；②在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。

3、基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。

4、基准不重合误差不仅指尺寸误差,而且对位置误差也要考虑互为基准原则两加工表面相互位置精度要求较高时,为获得均匀的加工余量或较高的位置精度,采用两个加工表面互为基准反复加工的原则。

精密齿轮,从内孔定位切出齿形面、齿面淬硬后磨齿(磨齿余量小而均匀)先以齿面为基准磨内孔,再以内孔的基准磨齿面。

卧式铣床主轴,前端7:24锥孔对支承轴颈的同轴度要求很高,为保证这一要求,采用互为基准的原则进行加工，有关的工艺过程如下:先以精车后的前后支撑轴颈为基准粗、精车锥孔(通孔已钻出)及后端φ38H9锥孔(锥度为1:5,作辅助基准);分别以7:24锥孔和φ38H9锥孔定位装前、后堵,粗、精磨支承轴颈及各外圆面；再以支承轴颈为基准粗、精磨7： 24锥孔。

通过这样互为基准、反复加工，确保两者的同轴度误差满足设计要求。

便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定、装夹方便可靠,夹具结构简单适用,接触面积和分布面积尽可能大定位基准选择实例分析车床床身加工,导轨面是床身的重要表面,不但精度要求高,而且要求材料的组织致密,金相组织均匀。

为此在铸造时,置导轨面于下方,并采取激冷措施。

这时若以导轨面为粗基准加工底面,再以底面为基准加工导轨面,即可保证其余量均匀(图a),否则若以底面为粗基准加工导轨面(图b)就无法满足这一要求。

定位基准选择实例分析例选择图所示主轴箱体零件的定位基准。

精基准的选择:根据基准重合的原则,应以箱体底面作定位精基准。

由于该零件有其特殊性-箱体内壁上有孔需要加工,且内壁至两端面距离较大，镗孔时需配置镗孔支承,以加强镗杆的刚度。

若采用箱体底面定位,加工内壁孔时箱口朝上,需使用吊架支承(见左图)增加了加工的难度。

为便于保证孔系的加工精度和提高生产效率,在大批量生产中多采用顶面及定位基准选择示例下图所示为车床进刀轴架零件，若已知其工艺过程为： (1)划线；(2)粗精刨底面和凸台；(3)粗精镗φ32H7孔； (4)钻、扩、铰φl 6H9孔。

试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。

辅助基准的选择工件定时为安装方便或易于实现基准的统一,人为地制造一种本身不足零件工作表面在零件工作中不起任何作用只是由于工艺上需要才制造出来的表面作为基准称辅助基准或工艺定位基准。

此外,零件上某些次要表面(非配合表面)因工艺上宜作定位基准而提高它的加工精度和表面质量以便定位时使用的表面,如丝杆外圆表面在传动中为非配合次要表面,但加工中外圆表面是导向基面，圆度和圆柱度的影响加工精度。

加工工艺路线的制定加工方法和加工方案的选择原则：保证加工质量和经济性，保证生产率。

经济精度与经济粗糙度：加工经济精度与经济粗糙度概念指正常加工条件下(采用符合质量的标准设备工艺装备和标准技术等级的工人不延长加工时间)所能保证的加工精度(和表面粗糙度)。

加工误差与加工成本关系,呈负指数函数关系。

Q为成本,Δ为加工误差划分加工阶段加工阶段的划分（1）粗加工阶段：主要任务是切除加工表面上的大部分余量,使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品,为半精加工提供定位基准。

主要是提高生产率问题,只能达到较低加工精度和表面质量。

（2）半精加工阶段：为零件主要表面精加工作好准备达到一定的精度和表面粗糙度,保证一定的精加工余量,并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻丝、铣键槽等)一般在热处理前进行。

（3）精加工阶段：提高加工表面的尺寸精度和降低表面粗糙度,切除余量小，保证各主要表面达到图纸规定的质量要求.（4）光整加工阶段：对精度要求很高、表面粗糙度要求很小的零件(IT6以上,Ra0.2以下)需增加光整加工,提高尺寸精度和降低表面粗糙度,一般不用来纠正形状精度和位置精度。

（5）荒加工阶段：毛坯余量特别大,表面十分粗糙,粗加工前还需去黑皮的加工阶段,通常放在毛坯车间进行。

划分加工阶段的原因（1)保证加工质量粗加工时切入余量较大,产生的切削力和切削热较大,功率消耗较多,所需夹紧力大,工艺系统受力变形,受热变形和工件残余应力变形大,需有后续加工逐步减少切削用量,修正工件误差。

各加工阶段间隔相当于自然时效,有利于消除残余应力(内应力)和充分变形，以便在后一道工序中加以修正。

(2)合理使用设备粗加工可采用功率大,刚度好和精度低的高效率机床,提高生产率;精加工可用高精密机床以保证零件的加工精度要求,发挥机床设备的各自性能特点又延长高精度机床寿命。

(3)便于安排热处理工序机加工工艺中插入必要的热处理工序,使热处理发挥充分的效果，使工艺过程以热处理为界自然划分为几个各具不同特点和目的的加工阶段,同时使热处理发挥充分的效果。

如精密主轴加工。

（4)及时发现毛坯缺陷粗、粗加工分开后,毛坯的缺陷(如气孔、砂眼和加工余量不足等)在粗加加工后即可早发现及时决定修补或报废。

（5)精加工放在最后,防止或减少表面损伤划分加工阶段注意问题（1）工艺过程划分加工阶段是指零件加工的整个过程而言。

不能以某一表面的加工和某一工序的加工来判断。

（2）加工阶段的划分不是绝对的,当质量要求不高,工件刚度足够,毛坯质量高和加工余量小可不划分加工阶段,刚性重型好零件往往不划分阶段或只划分粗精加工两个阶段。

（3）精度要求高的重型零件需划分加工阶段,并插入时效消除内应力等处理。

热处理工序的安排常用热处理工艺：退火、正火、调质、时效、淬火、回火、渗碳淬火、渗氯。

预备热处理目的:改善加工性能,消除内应力为最热处理准备好良好的金相组织。

工艺:退火、正火、时效、调质。

◆退火和正火：目的：降低硬度,细化晶粒,均匀组织，提高加工性，得到解决较高表面质量，减少刀具磨损。

退火：含C大于0.5%碳钢、合金钢，降低硬度。

退火有完全退火、球化退火和低温退火（去应力退火）完全退火：用于铸钢件和重要锻件。

球化退火：用于过共析钢锻件。

低温退火：用于铸件、锻件以及焊件。

工序安排：毛坯制造之后，粗加工之前。

正火：含C小于0.5%低碳钢、合金钢、锻造毛坯，提高硬度。

正火和完全退火作用相似，主要用于取代完全退火，可作为普通结构钢的最终热处理，用于过共析钢可消除网状二次渗碳体，为淬火作准备。

时效处理目的：是消除毛坯制造和机加工中产生的内应力。

工序安排：尺寸大结构复杂铸件,粗加工前进行一次,粗加工后,精加工之前再安排一次。

一般铸件：粗加工后进行一次,或铸毛坯之后安排一次。

精度高铸件：粗加工后,半精加工前以及半精加工后精加工之前安排共两次。

精度高刚性差零件一般安排三次。

示例：坐标镗床箱体。

铸-退火-粗加工-人工时效-半精加工-人工时效-精加工。

丝杆：锻-退火-粗加工-人工时效-半精加工-粗磨-人工时效-半精磨螺纹-人工时效-精磨。

调质目的：即淬火后+高温回火,获得均匀细致索氏体组织为表面淬火和渗氮减少变形作好组织准备。

调质用于承受疲劳载荷的中碳钢重要件,如连杆、曲轴、主轴、齿轮等调质可作预备热处理也可用于精度要求高最终热处理,工序安排：粗加工之后，半精加工之前。

最终热处理目的：提高零件材料的硬度，耐磨性和强度等力学性能。

种类：淬火、渗碳淬火、渗氮、碳氮共渗，渗硫，渗硼等。

工艺：整体淬火、表面淬火。

表面淬火需先调及正火。

工序安排：精加工阶段磨削加工之前表面淬火：提高工件表层耐磨性和抗疲劳强度，心部保持良好塑性韧性锻-正火退火-粗加工-调质-半精加工-表面淬火-精加工(磨)渗碳目的：先使零件表层含碳量增加,经淬火后使表层获得高硬度和耐磨性,心部保持一定强度韧性，能承受重载，工件变形大。

适用：低碳钢、低合金钢等承受强烈摩擦、又有冲击和疲劳载荷。

工艺：局部渗碳、整体渗碳。

工艺安排：精加工之前,(渗碳表面需预先精加工,甚至磨削)。

示例：一般工艺路线,锻-正火粗、半精加工-渗碳-粗加工渗氮（氮化）目的：提高零件表面硬度、抗腐蚀性和抗疲劳强度。

硬度、耐磨性比渗碳高。

温度低，工件变形小。

在该表面最终加工之前进行。

氮化处理前应调质。

辅助工序的安排内容：去毛刺、倒棱、清洗、防锈、退磁及电镀（表面处理）检验工序的安排1：关键工序或工时较长工序前后。

2：零件转换车间前后,特别是进行热处理工序的前后。

3：各阶加工阶段前后,在精加工后精加工前,精加工后精密加工前。

4：零件全部加工完毕后。

工序分散与集中的选择根据生产规模,零件结构特点和技术要求,设备条件决定。