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1、机械加工工艺设计一、机械零件概述1. 零件的分类 零件按其结构一般可分为六类：轴类 、盘套类 、支架箱体类 、六面体类、机身机座 类和特殊类选择零件时以轴类 、盘套类 、支架类零件为主。（比较常见）2零件表面构成1 ）零件表面构成 ：三种基本表面 回转面：圆柱面、圆锥面、回转成形面等 平面：大平面、端面、环面等 成形面：渐开线齿面、螺旋面等 3零件表面成形方法（1）成形法：被加工工件的廓形是刀具的刃形（或者刃形的投影）“复印”出来的。（2）包络法：被加工工件的廓形是切削刃在切削运动过程中，连续位置的包络线。4 零件的材料 零件常用材料：碳素结构钢 Q235A 、优质碳素结构钢 （35 、 45
2、） 、合金结构钢（ 40Cr ） 铸钢（ZG570）、铸铁（HT150、HT200）有色金属与其合金等。 标注在标题栏中5 .零件的热处理? 常见零件的热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调质、时效等。? 在技术要求中给出45常用：轴类调质 220 240HBS表面淬火，硬度 HRC40 506.零件的加工质量 零件的加工质量包括： 加工精度 和表面质量 两个方面。 零件的加工精度是指零件在加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参 数的符合程度。零件的加工精度包括 尺寸精度 、 形状精度、位置精度 。 表面质量主要指表面粗糙度。产品图纸中分别用尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙
3、度来表示。(1) 尺寸精度指的是零件的 直径、长度、表面间距离等尺寸 的实际数值与理想数 值的接近程度 。尺寸 精度是用 尺寸公差来控制 的。 尺寸公差是切削加工中零件尺寸允许的变动量。 在 基本尺 寸相同的情况下 ，尺寸公差 愈小 ，则尺寸 精度愈高 。国标GB/T1800.1-1997 规定尺寸精度的 标准公差 等级分为20级，分别为IT01 , IT0 , IT1 , IT2，IT18，其中IT01的公差最小，尺寸精度最高 。尺寸精度愈高 ，零件的工艺过程愈复杂， 加工成本也愈高 。 不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。(2) 形状精度形状精度是指加工后零件上的 线、面 的实际形
4、状与理想形状的符合程度。 评定形状精度的项目有 直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等6项(GB/T1182-1996)。形状精度是 用形状公差 来控制的。各项形状公差，除 圆度、圆柱度分 13个精度等级 (012) 外， 其余均分为12个精度等级 。 1级最高， 12级最低。(3) 位置精度指加工后零件上的 点、线、面 的实际位置与理想位置的符合程度。评定位置精度的项目 有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动等8项(GB/T1182-1996) 。位置精度是 用位置公差 来控制的。各项目的位置公差亦分为 12个 精度等级 。4 )表面粗糙度 在切削加工中
5、，由于振动、刀痕以与刀具与工件之间的摩擦，在工件已加工表面不可避 免地留下一些微小峰谷。零件表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙度，也称微观不平度。常用的是 轮廓算术平均偏差Ra评定。GB/T1031-1995 规定Ra值14级，从100 ,50 ,25，12.5 ， 6.3， 3.2， 1.60 ， 0.8，。，0.12 。另外还有补充系列值。表面粗糙度符号： Ra表面粗糙度单位：口 m不同的加工方法可以达到不同的表面粗糙度。(5)公差与配合尺寸公差(简称公差)：允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸 之代数差的绝对值。轴用小定字母，如 h7、js6、g6、m7孔用大写字母
6、。女口 H7、H6配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。分为间隙配合、过盈 配合、过渡配合。确定配合关系，然后可查手册确定公差值。7 .零件设计注意事项(1 )标注尺寸与公差、形位公差、表面粗糙度。(2) 技术要求：轴类零件应有热处理(调质、淬火)要求，其它类可没有热处理要求。(3) 材料牌号。(4) 按制图标准画零件图，图纸一般 A4或A3。二、机械加工工艺设计1、机械加工工艺过程基本知识(1 )工艺过程在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺过程。例如， 铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。(2) 机械加工工艺过程在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接
7、改变毛坯的形状、尺寸和性能使之变为成 品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。(3) 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。(4) 工序一个（或一组）工人，在一台机床上（或一个工作地点），对一个（或同时几个）工件连续加 工所完成的那一部分机械加工工艺过程。这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工 序内的工作是连续完成的。2、机械加工工艺规程（1）机械加工工艺规程机械加工工艺规程（简称工艺规程）是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文 件。（2 ）工艺规程的内容工艺路线；各工序加工的内容、要求
8、；所采用的机床、工艺装备；工件的检验项目、检验方法；切削用量、工时定额等。工艺路线是指产品或零部件在生产过程中由毛坯准备到成品包装入库经过企业各有关 部门或工序的先后顺序。工艺装备（简称工装）是产品制造过程中所用的各种工具的总称。它包括刀具、夹具、模 具、量具、检验工具与辅助工具等。（3 ）工艺规程的格式机械加工工艺规程主要有机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片两种基本形式。机械加工工艺过程卡是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。一般适用于单件小批生产。（零件加工的流向）制定合理的零件加工工艺过程：首先要掌握目前有哪些可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理地选 用。其
9、次还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。3、制定工艺规程的步骤1）分析产品的零件图与装配图， 分析零件图的加工要求、 结构工艺性，检验图样的完整性；2）根据零件的生产纲领确定生产类型；3）选择毛坯；4）确定单个表面的加工方法；5）选择定位基准，确定零件的加工路线；6）确定各工序所用的设备与工艺装备；7）计算加工余量、工序尺寸与公差；8）确定切削用量，估算工时定额；9）填写工艺文件。4、生产类型在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为三种生产类型。5、典型机械零件毛坯的选用毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。（1 ）常用的毛坯类型各种轧制型材、铸
10、件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以与注塑成形件等。（联合加 工）（2）典型机械零件毛坯的选用轴类、盘套类和机架箱体类三大类装有齿轮和轴承的轴，多采用锻件毛坯，也 可采用圆钢其轴颈处要求有较高的综合力学性能，常选用中碳调质钢；如 45承受重载或冲击载荷，以与要求耐磨性较高的轴多选用合金结构钢，40Cr盘套类毛坯的选择常见的有齿轮、带轮、飞轮、手轮、法兰、联轴器、套环、垫圈、轴承座等。齿轮选用中碳结构钢；承受较大冲击载荷的重要齿轮选用 合金渗碳钢；其毛坯均采用型 材经锻造而成。带轮、飞轮、手轮等受力不大或以受压为主的零件通常采用灰铸铁件毛坯，也可采用低碳钢焊接件毛坯。法兰、套环、垫圈等零件可采
11、用铸铁件、锻件或圆钢做毛坯；厚度小（15的各种金属件上的孔。 钻孔/粗车或粗镗 IT12 IT11 ， Ra25 12.5um 调质（按需）半精车或半精镗IT10 IT9， Ra6.3 3.2um 精车或精镗 IT8 IT7， Ra1.6 0.8um 车（镗）磨类：用于 加工淬硬和不淬硬钢件的孔，除有色金属件以外的轴、盘套类金属件上的 高精度孔 。钻孔/粗车或粗镗 IT12 IT11 ， Ra25 12.5um 调质（按需）半精车或半精镗IT10 IT9 , Ra6.3 3.2um淬火（按需）粗磨IT8 IT7 , Ra1.6 0.8umt精磨IT7 IT6 , Ra0.4 0.2um（ 6）平面的加工方案 平面是盘形、板形、箱体类零件的主要表面。平面的加工方法常见的有：铣削、刨削、车削、磨削。 其中铣、刨、磨为主要的加工方法。 铣（刨
