張傳杰 朱梅玉

摘 要：數(shù)控機床的問世，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。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段。

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

在制訂零件的機械加工工藝規(guī)程時，首先要對照產(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)程時采用適當?shù)拇胧┘右员ＷC。然后著重對零件進行結(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)濟性，而且影響機械加工的經(jīng)濟性。所以在確定毛坯時，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，加上一定的機械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造時，同樣會產(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，直接影響機械加工的勞動量和原材料的消耗，從而影響產(chǎn)品的制造成本。所以現(xiàn)代機械制造的發(fā)展趨勢之一，便是通過毛坯精化，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)工藝手冊或有關(guān)企業(yè)、行業(yè)標準來確定。

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、機械加工和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時應(yīng)考慮的問題。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。

為了便于加工過程中的裝夾，對于一些形狀比較規(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，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，因為有色金屬一般比較軟，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，也還有常見的特特形表面，因此針對各種精度等級和表面粗糙度要求，按經(jīng)濟精度選擇加工方法。對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)加工是指加工的準備工序，即車削外圓之前的工藝。

毛坯在制造、運輸和保管過程中，常會發(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)下在各種壓力機或校值機上進行校值。

（三）軸類零件加工的定位基準和裝夾

（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，端面對旋轉(zhuǎn)軸線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，這些表面的設(shè)計基準一般都是軸的中心線，若用兩中心孔定位，符合基準重合的原則。中心孔不僅是車削時的定為基準，也是其它加工工序的定位基準和檢驗基準，又符合基準統(tǒng)一原則。當采用兩中心孔定位時，還能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多個外圓和端面。

（2）以外圓和中心孔作為定位基準（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不夠穩(wěn)固，切削用量也不能太大。粗加工時，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來加工。這種定位方法能承受較大的切削力矩，是軸類零件最常見的一種定位方法。

（3）以兩外圓表面作為定位基準 在加工空心軸的內(nèi)孔時，（例如：機床上莫氏錐度的內(nèi)孔加工），不能采用中心孔作為定位基準，可用軸的兩外圓表面作為定位基準。當工件是機床主軸時，常以兩支撐軸頸（裝配基準）為定位基準，可保證錐孔相對支撐軸頸的同軸度要求，消除基準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 在加工空心軸的外圓表面時，往往還采用代中心孔的錐堵或錐套心軸作為定位基準。

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，又是空心軸外圓精加工的基準。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。

參考文獻：

[1]許曉旸，專用機床設(shè)備設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.

[2]《金屬機械加工工藝人員手冊》修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979.

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

作者簡介：

張傳杰（1995—），男，漢族，天津人，邵陽學(xué)院本科在讀，專業(yè)方向：機械設(shè)計制造及其自動化。

指導(dǎo)老師：

朱梅玉（1982.2—），碩士研究生，任教于邵陽學(xué)院。