機械加工工藝系統

　　機械加工工藝系統【1】

　　摘　要：在機械加工中，由機床、刀具、夾具與被加工工件一起構成了一個實現某種加工方法的整體系統，這一系統稱為機械加工工藝系統。

　　對應于不同的加工方法有不同的機械加工工藝系統，如車削工藝系統、銑削工藝系統、磨削工藝系統等。

　　機械制造技術就是以表面成形理論、金屬切削理論和工藝系統的基本理論為基礎，以各種加工方法、加工裝備的特點及應用為主體，以機械加工工藝和裝配工藝的設計為重點，以實現機械產品的優質、高郊、低成本為目的的綜合應用技術。

　　主要對機械加工工藝系統的各個組成部分進行簡要分析。

　　關鍵詞：機械加工　機床　刀具 夾具　工藝

　　1 機床

　　機床是現代機械制造業中最重要的加工設備，它所擔負的加工工作量，約占機械制造總工作量的40%～60%，機床的技術性能直接影響機械產品的性能、質量和經濟性。

　　因此，機床工業的發展和機床技術水平的提高，必然對國民經濟的發展起著重大推動作用。

　　這里主要介紹金屬切削機床和數控機床。

　　1.1 金屬切削機床

　　金屬切削機床是用刀具切削的方法將金屬毛坯加工成機器零件的機器，它是制造機器的機器，所以又稱為“工作母機”，習慣上簡稱為機床。

　　機床有很多型號和用途，根據不同的分類方式可以歸納為不同的種類。

　　按照加工性質、所用刀具和機床的用途可分為：車床、鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機床，螺紋加工機床，銑床，刨插床，拉床等共12類。

　　按照機床的通用性程度可分為：

　　(1)通用機床即萬能機床：加工范圍廣，通用性強適用于單件小批生產;如臥式機床、搖臂鉆床、萬能外圓磨床等。

　　(2)專門化機床：工藝范圍比通用機床窄，但比專用機床寬。

　　專門化機床的設計是為了滿足加工某一類零件或者工序。

　　而專門設計和制造，如絲杠銑床、鏟齒車床等。

　　(3)專用機床：工藝范圍最窄。

　　顧名思義，專用機床是為了滿足某種特定的零件的特定工序的加工要求而設計的，例如大量生產的汽車零件所用的各種組合機床。

　　按照重量和尺寸分：儀表機床、中型機床(一般機床)、大型機床(質量大于10t)、重型機床(質量在 30t以上)和超重型機床(質量在100t以上)。

　　按主要工作部件數目分：可分為單軸、多軸、單刀、多刀機床。

　　1.2 數控機床

　　數控機床是指采用數字形式控制的機床。

　　數控機床是綜合應用了電子技術、計算技術、自動控制、精密測量和機床設計等領域的先進技術成就而發展起來的一種新型自動化機床，具有廣泛的通用性和較大的靈活性。

　　數控機床有很多型號和用途，根據不同的分類方式可以歸納為不同的種類。

　　按工藝用途來劃分，有普通數控機床和數控加工中心機床。

　　按機床類型來劃分，有數控車床、數控銑床、數控鉆鏜床、數控磨床等。

　　按運動軌跡來劃分，有點位控制數控機床、直線控制數控機床與輪廓(連續)控制數控機床。

　　按伺服系統控制方式來劃分，可分為開環控制數控機床、閉環控制數控機床和半閉環控制數控機床。

　　與普通機床相比，數控機床有以下優點：

　　具有充分的柔性，只需更換零件程序就能加工不同零件;加工精度高，產品質量穩定;生產率高，生產周期較短;可以加工復雜形狀的零件;大大減輕工人勞動強度。

　　數控機床也存在以下問題(缺點)：

　　成本比普通機床高;需要專門的維護人員;需要熟練的零件編程技術人員。

　　2 刀具

　　金屬切削刀具的種類很多，其切削部分的形狀和幾何參數都不盡相同，但它們都可由外圓車刀切削部演變而來。

　　外圓車刀是最基本、最典型的切削刀具。

　　在實際的切削加工中，由于刀具安裝位置和進給運動的影響，上述標注角度會發生一定的變化。

　　角度變化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改變。

　　以切削過程中實際的切削平面Ps、基面Pr和主剖面P0為參考平面所確定的刀具角度稱為刀具的工作角度，又稱實際角度。

　　現只將刀具安裝位置對角度的影響作如下說明：

　　(1)刀柄中心線與進給方向不垂直時對主、副偏角的影響。

　　以車刀車外圓為例，若不考慮進給運動，當刀尖安裝得高于或低于工件軸線時，將引起工作前角和工作后角的變化。

　　(2)切削刃安裝高于或低于工件中心時，對前角、后角的影響。

　　當車刀刀桿的縱向軸線與進給方向不垂直時，將會引起工作主偏角和工作副偏角的變化。

　　3 夾具

　　3.1 概述

　　機床夾具是機床上用以裝夾工件(和引導刀具)的一種裝置。

　　其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。

　　機床夾具根據不同的分類方式可以分為不同的類型。

　　根據其使用范圍，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調夾具和成組夾具等類型。

　　根據其所使用的機床和產生加緊力的動力源可分為銑床夾具、鉆床夾具(鉆模)、鏜床夾具(鏜模)、磨床夾具和齒輪機床夾具等。

　　根據產生加緊力的動力源可將夾具分為手動控制方式的夾具、氣動控制方式的夾具、液壓控制方式的夾具、電動控制方式的夾具等。

　　在機械加工工藝系統中，機床夾具是重要組成部分。

　　為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機床上相對刀具的切削或成形運動處于準確的相對位置。

　　當用夾具裝夾加工一批工件時，是通過夾具來實現這一要求的。

　　而要實現這一要求，又必須符合以下三個與位置相關的條件：

　　(1)工件和夾具的位置：確定的一批工件必須放在夾具中確定的位置。

　　(2)夾具和機床的位置：確定的夾具必須裝夾在機床上確定的位置。

　　(3)刀具和夾具的位置：刀具相對夾具的位置必須準確。

　　從這三個位置的確定，我們不難發現這里涉及了三層關系：夾具對機床、工件對夾具、刀具對夾具。

　　三層關系環環相扣，只有每一層關系都唯一準確的確定了，才能保證這個加工工藝得以完善完美。

　　刀具、工件、夾具、機床是一組整體，它們有著相對確定的位置關系，只有位置確定了，才能加工出滿足實際尺寸要求的工件。

　　同時，在加工時還必須注意，當工件定位以后，還需要用特定的裝置產生夾緊力以便加固工件。

　　因為在加工工件的時候，有可能會受到慣性力、切削力等的作用，會使得工件的位置發生移動，破壞了原來已經精準定位的位置，同樣會導致加工的失敗。

　　機械加工工藝【2】

　　摘要：機械加工工藝在機械加工占有極其重要的地位，由于其復雜性決定了從事機加工人員必須達到一定水平。

　　本文通過一下的討論來說明了一些機械工藝設計和工藝藝術設計的步驟和方法，并向大家展示一個機械加工的工藝流程的全過程，充分體現機械加工的便捷，同時彰顯工藝藝術的價值性。

　　關鍵詞：機械加工 工藝規程 設計方法 發展

　　隨著時代的前進人們開始意識到，縱使手工業再發達，不發展機械類工業等于是杯水車薪。

　　從此機械加工便被人們所熟知，而在此基礎上時代的進步，人們對于機械產品也有了更高的要求，美觀，精密，質地漸漸成為了衡量機械產品的好壞尺度，這便是機械加工所體現的工藝藝術。

　　機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據。

　　機械加工工藝就是在工藝流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品。

　　對于加工的復雜性，決定了從事機加工人員(無論是普通機加工還是數控編程加工)必須達到一定水平。

　　1.機械加工工藝規程

　　1.1 工藝規程是指導施工的技術性文件

　　一般而言，工藝規程包括零件加工的工藝路線，各工序的具體加工內容，工時定額以及所采用的設備和工藝設備等。

　　而工藝規程則主要表現在：產品的特征，質量的參照及依據標準，原材料輔助原料特征以及用于生產的質量標準和主要經濟指標和成品質量指標的檢查項目及次數另外專用器材特征及質量標準。

　　1.2 工藝規程是指導生產的主要技術文件

　　每一項機械加工需要制定的生產計劃、人員的調度，檢驗加工的零件，核算加工成本，都是以工藝規程為核心，并嚴格按照其使用及操作說明逐步成形的。

　　而處理生產中的問題，通常是以工藝規程作為共同依據。

　　如若加工時出現質量事故，應該及時以工藝規程為依據來判定各有關單位和人員的責任。

　　1.3 工藝規程是新建機械制造類廠的基本技術文件

　　工藝規程先制定出機械加工車間所需機床的種類和數量，然后在車間進行具體的布置，接著依據工藝規程和擺放的機床物確定車間的面積大小，以及以后所需要的人工和動力等輔助需求等。

　　不僅如此，加工車間還可以適時地把現代科學技術融合進加工工藝藝術里，加工出新的機械加工藝術。

　　2.機械加工產生誤差主要原因

　　2.1 機床的幾何誤差

　　加工中刀具相對于工件的成形運動一般都是通過機床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機床的精度。

　　機床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：(1)主軸回轉誤差;(2)導軌誤差;(3)傳動鏈誤差。

　　2.2 刀具的幾何誤差

　　刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。

　　采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時，刀具的制造誤差會直接影響工件的加工精度;而對一般刀具，其制造誤差對工件加工精度無直接影響。

　　2.3 定位誤差

　　一是基準不重合誤差。

　　在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。

　　二是定位副制造不準確誤差。

　　2.4 工藝系統受力變形產生的誤差

　　(1)工件剛度。

　　工藝系統中如果工件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。

　　(3)刀具剛度。

　　外圓車刀在加工表面法線(y)方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。

　　鏜直徑較小的內孔，刀桿剛度很差，刀桿受力變形對孔加工精度就有很大影響。

　　(3)機床部件剛度。

　　機床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法，目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。

　　變形與載荷不成線性關系，加載曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線。

　　兩曲線線間所包容的面積就是載加載和卸載循環中所損耗的能量，它消耗于摩擦力所做的功和接觸變形功;第一次卸載后，變形恢復不到第一次加載的起點，這說明有殘余變形存在，經多次加載卸載后，加載曲線起點才和卸載曲線終點重合，殘余變形才逐漸減小到零。

　　2.5 工藝系統受熱變形引起的誤差

　　工藝系統熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時可占工件總誤差的50%。

　　2.6 調整誤差

　　在機械加工的每一工序中，總要對工藝系統進行這樣或那樣的調整工作。

　　由于調整不可能絕對準確，因而產生調整誤差。

　　在工藝系統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。

　　3 提高加工精度的工藝措施

　　3.1 減少原始誤差

　　提高加工零件所使用機床的幾何精度，提高夾具、量具及工具本身精度，控制工藝系統受力、受熱變形產生的誤差，減少刀具磨損、內應力引起的變形誤差，盡可能減小測量誤差等均屬于直接減少原始誤差。

　　3.2 誤差補償法

　　對工藝系統的一些原始誤差，可采取誤差補償的方法以控制其對零件加工誤差的影響。

　　(1)誤差補償法：該方法是人為地造出一種新的原始誤差，從而補償或抵消原來工藝系統中固有的原始誤差，達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

　　(2)誤差抵消法：利用原有的一種原始誤差去部分或全部地抵消原有原始誤差或另一種原始誤差。

　　3.3 分化或均化原始誤差

　　為了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始誤差的方法。

　　對加工精度要求高的零件表面，還可以采取在不斷試切加工過程中，逐步均化原始誤差的方法。

　　(1)分化原始誤差(分組)法：根據誤差反映規律，將毛坯或工序的工件尺寸經測量按大小分為n組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來的1/n。

　　然后按各組的誤差范圍分別調整刀具相對工件的準確位置，使各組工件的尺寸分散范圍中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。

　　(2)均化原始誤差：這種方法的過程是通過加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過程。

　　均化的原理就是通過有密切聯系的工件或工具表面的相互比較和檢查，從中找出它們之間的差異，然后再進行相互修正加工或基準加工。

　　3.4 轉移原始誤差

　　該方法的實質就是將原始誤差從誤差敏感方向轉移到誤差非敏感方向上去。

　　轉移原始誤差至非敏感方向。

　　各種原始誤差反映到零件加工誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向上有直接關系。

　　4 結語

　　總之，在機加工過程中，產生誤差是不可避免的。

　　只有對誤差產生的原因進行詳細分析，才能采取相應的預防措施以盡可能地減少加工誤差，從而有效提高機加工的精度。

　　參考文獻：

　　[1]李國棟《機械加工工藝路線的擬定》，2011.9

　　[2]蘇文玉《淺談機械加工的工藝規程》，2010.(8)

　　[3]梁炳文《機械加工工藝與竅門精選》北京：機械工業出版社，2004.

　　[4]《我國快速成形制造技術的發展與展望》1004-132Ⅹ(2000)10-1081-03.

　　機械加工工藝分析【3】

　　【摘 要】機械加工工藝的合理性與創造性是機械技工領域中的重要工藝，我們也可以稱之為材料轉變合格零件的全部過程，所以在機械加工工藝領域中，機械加工工藝一直貫穿其中，并對加工全部過程有著明確詳細的規定，而我們所說的合理加工工藝就是要提高產品質量，降低加工成本，在提高工作效率的同時，又可以保證其安全生產，記下加工工藝包含了技工流程，主要設備以及技術力量，筆者在本文主要從記下技工設備、機械加工技術力量以及加工工藝流程等三方面出發，對機械加工工藝的的重要意義作出分析，并且對如何做好機械加工工藝進行了探討。

　　【關鍵詞】機械加工 加工工藝 技術力量 工藝流程

　　現如今，各個領域的各個行業都在思考這樣一個問題，就是如何在節約陳本的同時，又能提高企業經濟效率，并且在這兩方面基礎上還可以保證產品質量，機械加工行業也是如此，機械加工工藝在機械加工領域中，是企業解決以上問題的重要環節，并且也是不可或缺的環節，機械加工工藝通常我們的理解就是，根據機械加工的方法以及技術使材料進行改變。

　　從而滿足市場所需，材料在尺寸，規格、相對位置以及其性質都需要滿足質量要求才能合格，而這每一項都有機械加工工藝的參與，并且機械加工工藝對各項工作的內容以及操作方法都有明確規定，給技術工人的工作提出有效依據與參考，并且在整個工作流程當中，擔任著指導與監督的作用，這在保證產品質量以及提高生產效率方面有有著極其重大的意義。

　　一、機械加工工藝概述

　　由于各個工廠在實際生產過程中的情況不同，工藝員根據加工產品的具體設備條件與工人的加工素質等實際需要，導致工藝流程也不一樣。

　　由于工藝規程的針對性較強，通過改變機械毛坯零件的質量、尺寸與形狀等，使毛坯零件加工成成品零件的過程叫機械加工工藝過程。

　　作為工藝環節的詳細參數，加工工藝是在機械工藝流程的基礎上，通過對機械零件性質、相對位置、尺寸及形狀的改變，使其成為半成品或成品的過程。

　　二 、機械加工設備

　　在加工工藝的制定中，機械加工設備起著至關重要的作用。

　　所以，機械設備的選用既要保證加工產品的質量，又要符合經濟效益。

　　在大量成批生產的需求下，通常應采用通用專用工夾具和機床，對于特殊需要時可引進數控設備和專用加工設備。

　　1.充分利用設備的功效性。

　　對于機床的選擇是機械加工的基礎工作，格外重要。

　　首先，機床的加工范圍與待加工零件的尺寸要相符;其次，機床的生產率與加工零件的生產類型要相符;最后，機床的精度與加工工序要求的精度要相符。

　　技術人員在生產加工前需對設備的各項性能、精度、生產效率及保養方法等加以熟悉，從而選擇出適合的設備，使其得以充分利用，發揮出設備的最大效益價值。

　　2. 引進、研發新設備。

　　在科學技術迅猛發展的今天，市場對機械加工產品的需求呈現出多樣化特點，隨之而來的是機械設備的不斷更新換代。

　　數控機床在批量加工和工序集約加工中，凸現出其優勢，在保證零件加工質量的前提下，大大提高了工作效率。

　　先進設備的應用與推廣不斷促進著機械加工工藝的引進 、優化和研發，以適應不斷更新的各類要求，提高生產效率和經濟效益。

　　三、機械加工技術力量

　　機械加工的技術力量，是指在機械加工過程中所必需的技術手段、技術人員及物質條件等。

　　先進的技術手段、優秀技術人員的業務

　　水平和能力、優越的物質條件都是高生產效率和高經濟效益必不少的。

　　機械加工技術力量在機械加工工藝中的優勢地位主要體現在以下方面：

　　1.提供質量保證。

　　由于加工工藝要求較高的精密度，因此在加工過程的各個環節及工序都可能會對零件的加工產生直接的影響。

　　要生產出合格的零件，就要在加工過程中對生產線上在制零件進行全面質量監管。

　　在加工過程中，要嚴格把控工藝標準，每道工序都必須實行質量檢驗，以保證�道工序下來的零件都是符合相關標準的。

　　這就對加工操作人員和技術人員的技術水平和工作能力、素質提出較為嚴格的要求。

　　2.提高工作效率。

　　先進的機械加工技術力量對技術的推廣和先進經驗的交流起到重要的作用。

　　典型的技術力量可以推廣應用到同類產品的生產加工，以提高生產效率。

　　在實際生產應用上，現采用的全自動化機床、自動化掃描檢驗設備等均屬全自動化技術力量，既減少了人力、物力的消耗，又提高了生產效率。

　　在保證加工零件合格的同時，大大提高了工作效率。

　　四、機械加工工藝流程

　　機械加工工藝流程一般指規定的對頂零件的操作方法與加工過程，所以制定工藝要求有著重要意義，只有嚴格的工藝要求，才能保證產品質量，工作效率等方面的問題，筆者基于保證工藝流程的合理想以及提高工作效率通過以下三方面對制定有高校工藝流程做出探討

　　1.根據零件要求合理定制。

　　機械加工工藝規程的制定要在保證產品質量前提下，盡可能提高勞動生產率和降低生產成本，遵循優質、高產、低成本的原則。

　　這就要求技術人員認真對零件進行分析評估，確定加工方法及工序，從而按照規劃方案嚴格操作。

　　2.根據實際生產經驗制定工藝流程。

　　作為機械零件加工步驟的詳細參數，機械加工工藝的工藝規程要具體結合實際的零件要求及根據實際生產經驗編寫，要制定。

　　同時，技術人員也要不斷總結生產中的經驗和學習先進技術，對現有的工藝流程進行與時俱進的改進和完善，使其更加合理、高效。

　　3.全方位，多角度制定工藝流程。

　　在工藝流程的擬定上，要對生產路線進行全方位的分析，盡可能多的提出可行性的備選方案，通過多方面分析衡量從而確定出最佳的工藝方案。

　　四、總結

　　綜上所述，我們可以看出，機械加工工藝不僅僅在機械加工領域中的其中重要的作用與意義，而且可以稱之為機械加工領域的核心與綱領，機械加工工藝可以比作機械加工領域中每一個加工步驟的詳細參數，每個企業都會根據自己不同的需求研發獨自的機械加工工藝技術，也就是說機械加工工藝技術是在機械加工領域中的綱領與核心之外，更是一個企業行進科技力量，高端人員素質以及強大的企業技術力量的一種體現，是企業文化的代名詞。

　　機械加工工藝在每個企業都有對比性，不斷的完善自我企業的機械加工工藝，使之形成了良好的企業競爭氛圍，所以只有更加先進、合格、高標準的機械加工工藝才能保證其質量突出，并且在成本方面有所降低，在安全生產的前提下，提高企業競爭力，提高企業經濟效益。

　　參考文獻：

　　[1]周增文.機械加工工藝基礎 [M].長沙：中南工業大學出社，2003：121.

　　[2]覃嶺.數控加工工藝基礎[M].重慶：重慶大學出版社，2011：108.

　　[3]王先逵.機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業出版社，2007：1

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