关于机械设计中零件加工过程和特点与工艺

摘要：在制造生产过程中，由于零件的要求和生产条件等不同，其制造工艺方案也不相同。相同的零件采用不同的工艺方案生产时，其生产效率、经济效益也是不相同的。在确保零件质量的前提下，拟定具有良好的综合技术经济效益、合理可行的工艺方案的过程称为零件的工艺过程设计。
关键词：机械零件 工艺原则 生产过程 特点分析

一、机械零件加工工艺概述

机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。

二、拟定工艺路线的一般原则

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

加工质量要求高的表面，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。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。

3.先孔后面方式

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，而且对平面上的孔的加工带来方便。

4.主要表面的光整加工

如研磨、珩磨、精磨等，应放在工艺路线最后阶段进行，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。

三、机械零件生产和工艺过程介绍

1.生产过程

（1）技术准备过程包括产品投产前的市场调查、预测、新产品鉴定、工艺设计、标准化审查等。
（2） 或工艺过程指直接改变原材料半成品的尺寸、形状、表面的相互位置、表面粗糙度或性能，使之成为成品的过程。例如液态成形、塑变成形、焊接、粉末成形、切削加工、热处理、表面处理、装配等，都属于工艺过程。将合理的工艺过程编写成用以指导生产的技术文件，这份技术文件称作工艺规程。
（3）辅助生产过程指为了保证基本生产过程的正常进行所必须的辅助生产活动。
（4）生产怎么写作过程指原材料的组织、运输、保管、储存、供应及产品包装、销售等过程。

2.工艺过程的组成

（1）工序指在一台机床上或在同一个工作地点对一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程。划分工序的依据是工作地点是否变化和工作是否连续。
（2）工步指在一个工序中，当工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的转速与进给量均保持不变时所完成的那部分工序。加工表面较多的工序，可分为若干工步。工步是构成工序的基本单元。
（3）走刀刀具从被加工表面每切去一层余量，就称作一次走刀。待切除的余量太大而不可能或不适合一次切下时，可分成几次切削完成。
（4）安装工件经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那部分工序称为安装。
（5）工位相对刀具或设备的固定部分，工件所占有的每一个加工位置称为工位。多数情况下，一个工序中工件仅安装一次，有时也可能安装多次。如图2-1所示阶梯轴，在0号工序中一般需两次安装，夹住一端车另一端，然后调头。调头后又形成一个新的工位。

四、各种机械加工工艺特点分析

1.钻削加工工艺特性

钻削为孔加工中必不可少的粗加工阶段，该阶段主要考虑的是材料的去除，这一过程主要靠机床主轴的轴向应力进行切削的，所以说切屑是挤出来的，因此，以钻为主的粗加工就会有切屑缠绕与孔内壁处变形大这一结果，在这一过程中重点考虑的是解决钻尖的冷却与切屑的缠绕，也就是说，以钻为主的加工考虑的就是效率，而对孔而言，无法保证孔的加工质量，即便是用钻头自小而大扩孔，亦不能解决挤压造成的变形问题。

2.铰削加工工艺特性

为提高孔的表面质量，获得较低的粗糙度值，铰削加工是必不可少的。受刀具特性的影响，在该工序中，铰削余量一定要小，不然，损

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坏铰刀且不说，甚至于会影响孔的最终尺寸和形状。铰削加工对孔的内壁起了修光作用，尺寸精度全部取决于铰刀的精度，铰H7的孔必须用H7的铰刀，铰H6的孔必须用H6的铰刀。尽管如此，铰削有一重大的缺陷，就是该工艺过程不能纠正孔的垂直度，“底孔正，孔铰正；底孔斜，孔铰斜。”显然，通过刀具的精度仅能保证孔的尺寸精度，但不能保证孔的位置精度。由此看来，若用此工序进行精加工，须提前解决好孔的垂直度。

3.镗削加工工艺特性

从刀具结构特点来看，镗孔过程仅仅是一个点切削，故切削力对刀具的磨损特大，所以说加工余量一定要小，不然极易损坏刀具，切削过程也要缓慢，不然孔的表面质量不高，粗糙度值增大。尽管如此，该过程有最大的一个有点，就是他能纠正孔的垂直度和圆度，以为它是围绕轴线旋转的点切削，在点切削带来优越性的同时，也带来了不容忽视的缺陷，即退刀过程中刀尖对孔内壁质量的影响，因此说，在使用这一工艺过程时，重点考虑的是如何进刀、如何退刀的问题。常见的有镗定后退刀、停刀、抬刀。有时用于手动方式抬刀等等。

4.铣削加工——以铣代铰，以铣代镗工艺概述

上述几种加工过程的不足之处，而用立铣刀铣孔，就能弥补上述加工的缺陷，完全可以实现以铣代铰、以铣代镗，用通用性好的立铣刀，完成一个高精度要求的孔的加工，充分发挥了数控系统的功能，精度用程序来控制，这正是当前数控应用的一个新课题，就是充分利用数控设备，结合数控程序，简化工艺过程优化加工工序，发挥数控设备的优势。
参考文献：
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