零件的工藝規程

張傳杰 朱梅玉

摘 要：數控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發展，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程時，首先要對照產品裝配圖分析零件圖，熟悉該產品的用途、性能及工作條件，明確零件在產品中的位置、作用及相關零件的位置關系；了解并研究各項技術條件制定的依據，找出其主要技術要求和技術關鍵，以便在擬定工藝規程時采用適當的措施加以保證。然后著重對零件進行結構分析和技術要求的分析。

二、零件的結構分析

零件的結構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分；③零件的結構工藝性。

三、零件的技術要求分析

零件圖樣上的技術要求，既要滿足設計要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術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濟性，而且影響機械加工的經濟性。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節中，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）毛坯種類選擇中應注意的問題。①零件材料及其力學性能；②零件的結構形狀與外形尺寸；③生產類型；④現有生產條件；⑤充分考慮利用新工藝、新技術和新材料。

（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，從而影響產品的制造成本。所以現代機械制造的發展趨勢之一，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，生產中可參考有關工藝手冊或有關企業、行業標準來確定。

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考慮的問題。①工藝搭子的設置；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則的小形零件，如T形鍵、扁螺母、小隔套等，應將多件合成一個毛坯，待加工到一定階段后或者大多數表面加工完畢后，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）軸類零件的預加工

軸類零件的預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，常會發生彎曲變形，為保證加工余量的均勻及裝夾可靠，一般冷態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 在加工空心軸的內孔時，（例如：機床上莫氏錐度的內孔加工），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。在裝夾中應盡量減少錐堵的安裝此書，減少重復安裝誤差。實際生產中，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，專用機床設備設計[M]，重慶：重慶大學出版社，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：上海科學技術出版社，1979.

[3]李洪.機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業出版社，1990.

作者簡介：

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

指導老師：

朱梅玉（1982.2—），碩士研究生，任教于邵陽學院。