張傳杰 朱梅玉

摘 要：數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。

關(guān)鍵詞：材料；毛坯；工藝；工藝路線；加工余量；零件

一、零件的工藝分析

在制訂零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，首先要對(duì)照產(chǎn)品裝配圖分析零件圖，熟悉該產(chǎn)品的用途、性能及工作條件，明確零件在產(chǎn)品中的位置、作用及相關(guān)零件的位置關(guān)系；了解并研究各項(xiàng)技術(shù)條件制定的依據(jù)，找出其主要技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵，以便在擬定工藝規(guī)程時(shí)采用適當(dāng)?shù)拇胧┘右员ＷC。然后著重對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)要求的分析。

二、零件的結(jié)構(gòu)分析

零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面：①零件表面的組成和基本類型；②主要表面與次要表面區(qū)分；③零件的結(jié)構(gòu)工藝性。

三、零件的技術(shù)要求分析

零件圖樣上的技術(shù)要求，既要滿足設(shè)計(jì)要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術(shù)要求包括下列幾個(gè)方面：①加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量；②各加工表面之間的相互位置精度；③工件的熱處理和其它要求，如動(dòng)平衡、鍍鉻處理、去磁等。

四、毛坯的選擇

毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性，而且影響機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性。所以在確定毛坯時(shí)，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的制造成本。

（1）機(jī)械加工中常用毛坯的種類。毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法，機(jī)械制造中常用的毛坯有以下幾種：①鑄件；②鍛件；③型材；④焊接件。

除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。

（2）毛坯種類選擇中應(yīng)注意的問(wèn)題。①零件材料及其力學(xué)性能；②零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸；③生產(chǎn)類型；④現(xiàn)有生產(chǎn)條件；⑤充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料。

（3）毛坯形狀和尺寸的確定。毛坯形狀和尺寸，基本上取決于零件形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機(jī)械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生誤差，毛坯制造的尺寸公差稱為毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小，直接影響機(jī)械加工的勞動(dòng)量和原材料的消耗，從而影響產(chǎn)品的制造成本。所以現(xiàn)代機(jī)械制造的發(fā)展趨勢(shì)之一，便是通過(guò)毛坯精化，使毛坯的形狀和尺寸盡量和零件一致，力求作到少、無(wú)切削加工。毛坯加工余量和公差的大小，與毛坯的制造方法有關(guān)，生產(chǎn)中可參考有關(guān)工藝手冊(cè)或有關(guān)企業(yè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。

在確定了毛坯加工余量以后，毛坯的形狀和尺寸，除了將毛坯加工余量附加在零件相應(yīng)的加工表面上外，還要考慮毛坯制造、機(jī)械加工和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機(jī)械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題。①工藝搭子的設(shè)置；②整體毛坯的采用；③合件毛坯的采用。

為了便于加工過(guò)程中的裝夾，對(duì)于一些形狀比較規(guī)則的小形零件，如T形鍵、扁螺母、小隔套等，應(yīng)將多件合成一個(gè)毛坯，待加工到一定階段后或者大多數(shù)表面加工完畢后，再加工成單件。

五、典型的零件加工工藝過(guò)程

（一）軸類零件加工分析

1.軸類零件加工的工藝路線

基本加工路線：外圓加工的方法很多，基本加工路線可歸納為四條，①粗車—半精車—精車：對(duì)于一般常用材料，這是外圓表面加工采用的最主要的工藝路線。②粗車—半精車—粗磨—精磨：對(duì)于黑色金屬材料，精度要求高和表面粗糙度值要求較小、零件需要淬硬時(shí)，其后續(xù)工序只能用磨削而采用的加工路線。③粗車—半精車—精車—金剛石車：對(duì)于有色金屬，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因?yàn)橛猩饘僖话惚容^軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此其最終工序多用精車和金剛石車；④粗車—半精—粗磨—精磨—光整加工：對(duì)于黑色金屬材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路線。

2.典型加工工藝路線

軸類零件的主要加工表面是外圓表面，也還有常見(jiàn)的特特形表面，因此針對(duì)各種精度等級(jí)和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟(jì)精度選擇加工方法。對(duì)普通精度的軸類零件加工，其典型的工藝路線如下：

毛坯及其熱處理—預(yù)加工—車削外圓—銑鍵槽—（花鍵槽、溝槽）—熱處理—磨削—終檢。

（二）軸類零件的預(yù)加工

軸類零件的預(yù)加工是指加工的準(zhǔn)備工序，即車削外圓之前的工藝。

毛坯在制造、運(yùn)輸和保管過(guò)程中，常會(huì)發(fā)生彎曲變形，為保證加工余量的均勻及裝夾可靠，一般冷態(tài)下在各種壓力機(jī)或校值機(jī)上進(jìn)行校值。

（三）軸類零件加工的定位基準(zhǔn)和裝夾

（1）以工件的中心孔定位 在軸的加工中，零件各外圓表面，錐孔、螺紋表面的同軸度，端面對(duì)旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，若用兩中心孔定位，符合基準(zhǔn)重合的原則。中心孔不僅是車削時(shí)的定為基準(zhǔn)，也是其它加工工序的定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)，又符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。當(dāng)采用兩中心孔定位時(shí)，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個(gè)外圓和端面。

（2）以外圓和中心孔作為定位基準(zhǔn)（一夾一頂）用兩中心孔定位雖然定心精度高，但剛性差，尤其是加工較重的工件時(shí)不夠穩(wěn)固，切削用量也不能太大。粗加工時(shí)，為了提高零件的剛度，可采用軸的外圓表面和一中心孔作為定位基準(zhǔn)來(lái)加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見(jiàn)的一種定位方法。

（3）以兩外圓表面作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的內(nèi)孔時(shí)，（例如：機(jī)床上莫氏錐度的內(nèi)孔加工），不能采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，可用軸的兩外圓表面作為定位基準(zhǔn)。當(dāng)工件是機(jī)床主軸時(shí)，常以兩支撐軸頸（裝配基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)，可保證錐孔相對(duì)支撐軸頸的同軸度要求，消除基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。

（4）以帶有中心孔的錐堵作為定位基準(zhǔn) 在加工空心軸的外圓表面時(shí)，往往還采用代中心孔的錐堵或錐套心軸作為定位基準(zhǔn)。

錐堵或錐套心軸應(yīng)具有較高的精度，錐堵和錐套心軸上的中心孔即是其本身制造的定位基準(zhǔn)，又是空心軸外圓精加工的基準(zhǔn)。因此必須保證錐堵或錐套心軸上錐面與中心孔有較高的同軸度。在裝夾中應(yīng)盡量減少錐堵的安裝此書，減少重復(fù)安裝誤差。實(shí)際生產(chǎn)中，錐堵安裝后，中途加工一般不得拆下和更換，直至加工完畢。

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[3]李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

作者簡(jiǎn)介：

張傳杰（1995—），男，漢族，天津人，邵陽(yáng)學(xué)院本科在讀，專業(yè)方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

指導(dǎo)老師：

朱梅玉（1982.2—），碩士研究生，任教于邵陽(yáng)學(xué)院。