壹、機械零件概述
1.零件分類
零件按其結構壹般可分為軸、盤套、支架盒、六面體、機身底座、特殊類六大類。
選零件時，軸、盤套、支架是主要零件。(更常見)
2.零件的表面成分
1)零件的表面組成:三個基本表面
①回轉面:圓柱面、圓錐面、回轉成型面等。
②平面:大平面、端面、圓環面等。
③成型面:漸開線齒面、螺旋面等。
3.零件表面成形方法
(1)成型方法:被加工工件的輪廓是由刀具的刃形(或刃形的投影)來“復制”的。
(2)包絡法:被加工工件的輪廓是切削運動過程中切削刃連續位置的包絡。
4.零件材料
零件的常用材料:
碳素結構鋼Q235A、優質碳素結構鋼(35、45)、合金結構鋼(40Cr)
鑄鋼(ZG570)，鑄鐵(HT150，HT200)
有色金屬及其合金等。
在標題欄中批註
5.零件的熱處理
常見零件的熱處理方法:退火、正火、淬火、回火、回火、時效等。
這在技術要求中給出
45常用:軸型
淬火和回火220-240 HBS
表面淬火，硬度HRC 40-50
6.零件加工質量
零件的加工質量包括加工精度和表面質量。
零件的加工精度是指零件加工後的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數的符合程度。零件的加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。
表面質量主要指表面粗糙度。
產品圖紙分別用尺寸公差、形狀公差、位置公差和表面粗糙度來表示。
(1)尺寸精度
指零件的直徑、長度和表面間距離的實際值與理想值的接近程度。尺寸精度由尺寸公差控制。尺寸公差是切割時零件尺寸的允許偏差。在基本尺寸相同的情況下，尺寸公差越小，尺寸精度越高。
國家標準GB/T 1800.1-1997規定的尺寸精度標準公差等級分為20個等級，分別為IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18，其中IT01。
尺寸精度越高，零件的工藝過程越復雜，加工成本越高。
不同的加工方法可以達到不同的尺寸公差水平。
(2)形狀精度
形狀精度是指被加工零件上的線和面的實際形狀與理想形狀的符合程度。
評定形狀精度有直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度六項(GB/T 1182-1996)。
形狀精度由形狀公差控制。除圓度和圓柱度(0~12)外，所有形狀公差均分為12精度等級。1最高，12最低。
(3)位置精度
指被加工零件上點、線、面的實際位置與理想位置的符合程度。評定位置精度有平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱性、位置、圓跳動、總跳動八項(GB/T 1182-1996)。位置精度由位置公差控制。各項的位置公差也分為12精度等級。
(4)表面粗糙度
在切削加工中，由於振動、刀具痕跡和刀具與工件之間的摩擦，工件的加工表面不可避免地會留下壹些微小的峰和谷。
零件表面這些微小的峰和谷的高度稱為表面粗糙度，也稱為微觀粗糙度。
輪廓算術平均偏差的Ra評價是常用的。GB/T 1031-1995規定Ra值為14，範圍為100，50，25，12.5，6.3，3.2，1.60，0.0。。。,0.12。還有補充系列值。
表面粗糙度的符號:Ra
表面粗糙度單位:微米
不同的加工方法可以獲得不同的表面粗糙度。
(5)寬容與合作
尺寸公差(簡稱公差):尺寸的允許偏差。公差等於最大極限尺寸和最小極限尺寸之間的代數差的絕對值。
軸的小寫字母，如h7、js6、g6、m7。
用大寫字母表示孔。比如H7，H6
配合:基本尺寸和軸公差帶相同的孔之間的關系。分為間隙配合、過盈配合和過渡配合。
確定配合關系，然後查閱手冊確定公差值。
7.零件設計考慮
(1)標記尺寸和公差、形狀和位置公差以及表面粗糙度。
(2)技術要求:軸類零件應有熱處理(調質)要求，其他零件可無熱處理要求。
(3)材質品牌。
(4)根據制圖標準繪制零件圖，圖紙壹般為A4或A3。
二、加工工藝設計
1，機械加工工藝基礎知識
(1)流程
在產品的生產過程中，與原材料轉化為成品直接相關的過程稱為工藝過程。例如零件的鑄造、鍛造、焊接和機械加工。
(2)加工工藝
在工藝過程中，通過機械加工直接改變毛坯的形狀、尺寸和性能，稱為機械加工工藝。
(3)加工工藝的組成
加工過程由幾個連續的工序組成，通過這些工序將毛坯加工成合格的零件。
(4)工作程序
壹個工人(或壹組工人)在機床(或工作場所)上連續加工壹個(或幾個)工件的加工過程的壹部分。
這裏必須註意，壹個工序的主要特點是加工對象、設備和操作者不變，工序中的工作是連續完成的。
2、機械加工程序
(1)加工工藝規範
加工工藝規程(以下簡稱工藝規程)是規定零件加工工藝和操作方法的工藝文件。
(2)工藝規範的內容
技術路線；
每道工序的內容和要求；
采用的機床和工藝設備；
工件的檢驗項目和方法；
切削用量、工時定額等。
工藝路線是指產品或零件在生產過程中從毛坯準備到成品包裝入庫經過企業相關部門或工序的順序。
工藝裝備(簡稱工裝)是產品制造中使用的各種工具的總稱。它包括工具、夾具、模具、量具、檢驗工具和輔助工具。
(3)工藝規範的格式
加工工藝規程有兩種基本形式:加工工藝卡和加工工藝卡片。加工工藝卡是壹種工藝文件，以工序的形式簡要說明零件的加工過程。壹般適合單件和小批量生產。(零件加工流向)
制定合理的零件加工工藝；
首先要了解目前有哪些加工方法，根據零件的具體要求合理選擇。
其次，必須解決每個表面的加工順序和如何安排熱處理。
3、制定工藝規程的步驟
1)分析產品的零件圖和裝配圖，分析零件圖的加工要求和結構工藝性，檢查圖紙的完整性；
2)根據零件的生產程序確定生產類型；
3)選擇坯料；
4)確定單壹表面的加工方法；
5)選擇定位基準，確定零件的加工路線；
6)確定各工序使用的設備和工藝設備；
7)計算加工余量、工藝尺寸和公差；
8)確定切削用量，估算工時定額；
9)填寫工藝文件。
4.生產類型
在制定加工工藝規程時，壹般根據零件的生產程序將零件分為三種生產類型。
5、典型機械零件毛坯的選擇
毛坯的選擇主要包括毛坯材料、類型和制作方法的選擇。
(1)常見的空白類型
各種軋制型材、鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、粉末冶金件和註塑件。(組合加工)
(2)典型機械零件毛坯的選擇
有軸、盤套、框箱三大類。
對於帶齒輪和軸承的軸，通常使用鍛件或圓鋼。
其軸頸對綜合力學性能要求較高，常用中碳調質鋼；例如45度
合金結構鋼40Cr用於承受重負荷或沖擊負荷，要求高耐磨性的軸。
k盤套筒毛坯的選擇
常見的有齒輪、滑輪、飛輪、手輪、法蘭、聯軸器、套環、墊圈、軸承座等。
齒輪由中碳結構鋼制成；選擇合金滲碳鋼作為承受大沖擊載荷的重要齒輪；它的毛坯都是由型材鍛造而成。
滑輪、飛輪、手輪等零件。受力不大或主要承受壓力的通常采用灰鑄鐵毛坯，或低碳鋼焊接毛坯。
法蘭、軸環、墊圈等零件可用鑄鐵、鍛件或圓鋼制造；小厚度(
l框盒零件毛坯選擇
常見的有各種機械設備的機體、框架、底座、橫梁、工作臺、減速箱、箱蓋、軸承座、閥體、泵等。
壹般多采用鑄鐵件；
對於應力大、復雜的零件，應采用鑄鋼毛坯；
焊接毛坯也可用於單件和小批量生產。
優質碳素結構鋼(35、45)、合金結構鋼(40Cr)、鑄鋼(ZG570)和鑄鐵(HT150、HT200)。
6、常見的表面處理方法
零件的加工過程是通過機械加工獲得符合要求的零件表面的過程。
(1)常用處理方法
不同類型和要求的零件表面需要不同的加工方法。(五類機床)
車削:各種回轉面。例如外圓、內圓、螺紋
鉆孔:孔
銑削:平面和槽(鍵槽、螺旋槽)
刨削加工:平面和V型槽
磨削:外圓、內圓、錐面、平面。
還有鏜孔、拉削、精加工和特殊加工。
(2)加工階段的劃分
根據零件表面質量要求的不同，表面加工通常分為以下幾個階段。
1)粗加工階段的主要任務是去除各加工面上的大部分余量。
2)半精加工階段的任務是減少精加工留下的誤差，為主表面的精加工做準備，完成部分次表面的加工。
3)修整階段的任務是確保所有主要表面符合圖紙規定的要求。
(3)零件加工應遵循以下原則:
(1)粗加工和精加工分開進行。為了保證零件的加工質量，提高生產效率和經濟效益，達到各自不同的目的和要求。
(2)零件加工，壹般不是在壹臺機床上用壹種工藝方法就能完成的，往往需要幾種加工方法相互配合，經過壹定的工序才能逐步完成零件的表面加工。
(3)如果壹個表面可以用不同的加工方法進行加工，那麽就具體的生產條件而言，其中壹種加工方法壹定是最合適的。
(4)圓柱面的常用加工方案
外圓是軸、盤套等零件的主表面或輔助表面。
加工圓柱面最常用的方法是車削和磨削。
(1)車削:用於加工中精度圓盤、套筒和短軸銷類零件的外圓表面；有色金屬零件的外圓；不適合磨削的零件結構的外表面(如槽口的外表面)
粗車[it12 ~ it11，ra25 ~ 12.5um] →調質(按需)→半精車[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2um] →精車[it8 ~]
(4)圓柱面的常用加工方案
(2)車磨:用於加工除有色金屬零件以外的各種精度高、結構形狀合適的零件外圓表面，特別是需要淬火處理的零件。
粗車[it12 ~ it11，ra25 ~ 12.5um] →淬火(按需)→半精車[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2um] →淬火(按需)→
(5)內圓表面(孔)的常用加工方案
內圓(孔)表面是機械零件的基本表面，尤其是盤套、托架盒等零件，孔是重要的表面之壹。
常用的孔加工方法有:
鉆孔、鉸孔、鉸孔、車削、鏜孔、拉拔和磨削。
①車床(鏜床)型:用於加工除淬火鋼零件D >以外的孔徑；15的各種金屬零件上的孔。
鉆孔/粗車或粗鏜[it12 ~ it11，ra25 ~ 12.5 um] →回火(根據需要)→半精車或半精鏜[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2 um] →
(2)車(鏜)磨:用於加工淬火鋼零件和非淬火鋼零件的孔，以及除有色金屬零件外的軸、盤套金屬零件上的高精度孔。
鉆孔/粗車或粗鏜[it12 ~ it11，ra25 ~ 12.5 um] →回火(根據需要)→半精車或半精鏜[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2 um] →
(6)平面加工方案
平面是盤、板、盒零件的主要表面。
常見的平面加工方法有:
銑削、刨削、車削和磨削。其中，銑、刨、磨是主要的加工方法。
①銑(刨)類:用於加工除淬火五金件以外的各種零件的中精度平面。銑適合各種批量，刨適合單件小批量生產維修。
粗銑或粗刨[it13 ~ it11，ra25 ~ 12.5um] →回火(根據需要)→半精銑或半精刨[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2um] →精銑或半精刨。
(6)平面加工方案
(2)銑(刨)磨:用於在除有色金屬零件以外的各種零件上加工精度高、Ra值低的平面。
粗銑或粗刨[it13 ~ it11，ra25 ~ 12.5 um] →回火(根據需要)→半精銑或半精刨[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2 um] →淬火(淬火)
(3)車削:多用於加工軸、盤、套等零件的端面和臺階面。
粗車[it13 ~ it11，ra25 ~ 12.5um] →調質(按需)→半精車[it10 ~ it9，ra6.3 ~ 3.2um] →精車[it8 ~]
(7)螺紋加工
螺紋的加工方法
切削-車削、銑削、磨削、攻絲和攻絲；
非切削加工——搓絲和滾絲；
①車削螺紋:粗糙度可達3.2 ~ 0.8；九至四年級
②攻絲:粗糙度可達6.3 ~ 1.6；八至六年級
③套螺紋:粗糙度可達3.2 ~ 1.6；八至六年級
標註示例:內螺紋M12-6h和外螺紋M12-6g。
7.定位基準的選擇
基準用於確定生產對象上幾何特征之間的幾何關系所基於的點、線和表面。
根據功能的不同，基準可以分為設計基準和過程基準。
流程基準是流程中使用的基準。
過程基準可分為:
1)定位基準2)測量基準
3)裝配基準4)流程基準
設計基準
設計基準是設計圖紙中采用的基準，是標註設計尺寸或位置公差的起點。
定位基準
在加工中用作定位基準。
在零件加工過程中，每道工序都有壹個定位基準的選擇問題。它對保證零件的加工精度和合理安排加工順序起著決定性的作用，因此是制定工藝過程中的壹個重要問題。
粗略基準選擇的原則
在機械加工工藝過程中，第壹道工序使用的基準始終是壹個粗基準。影響以後各加工面上加工余量的分配；未加工表面和加工表面之間的尺寸和相互位置。
選擇重要曲面作為粗略基準。
選擇未加工的表面作為粗略基準。
選擇加工余量最小的曲面作為粗基準。
選擇加工面積大的光滑表面作為粗基準。
粗基準只能在同壹加工尺寸方向上使用壹次。
2)精細基準選擇的原則
選擇精密基準時，應考慮所選的精密基準應有利於保證加工精度，並使加工過程易於操作。
(1)基準重合原理
即盡量選擇加工面的設計基準作為精基準，避免因基準錯位而產生的誤差。
(2)基準統壹的原則
也就是說，盡可能選擇壹個統壹的精度基準來加工工件上的多個表面。
對於軸類零件，常以中心孔為統壹基準加工所有圓柱面，可以保證面與面之間的高同軸度；
壹般用壹個大平面和兩個遠孔作為箱體的精細基準；
8.工藝路線的制定
主要任務:
表面處理方法的選擇，
加工順序的安排，
整個流程中的流程數。
1)表面處理方法的選擇
零件的加工本質上是這些簡單幾何曲面(外圓柱面、孔、平面或成型面)的組合。因此，在擬定零件的加工路線時，首先要確定零件各表面的加工方案。
(1)選擇加工方法，保證加工表面尺寸精度和表面粗糙度要求。
(2)選擇的加工方法應保證加工表面的幾何形狀精度和表面的相互位置精度。
(3)加工方法的選擇應與零件材料的可加工性和熱處理相適應。
(4)加工方法的選擇應與生產類型(批次)相適應。
⑤選擇的加工方法應與我廠現有的生產條件相適應。
2)加工順序的安排
加工順序的安排對保證加工質量、提高生產效率、降低成本起著重要作用，是制定工藝路線的關鍵之壹。
切割順序的安排
熱處理工藝的安排
輔助工序的安排
(1)切割順序的安排
①先粗後細。
先安排粗加工，中間安排半精加工，最後安排精加工和精加工。
(2)熱處理工藝的安排
加工階段的劃分通常以熱處理為界限。
(3)輔助工序的安排
檢驗過程是保證產品質量的必要措施之壹。
通常，粗加工完全完成後，
重要工序加工前後，
當零件在車間之間轉移時，
所有零件加工完成後。
有時候在壹些工序之後，還要安排壹些去毛刺、清洗、退磁、防銹油等輔助工序。
(4)工序的集中和分散(工序-數量確定原則)
安排好加工順序後，就要根據不同的加工階段和加工順序，把加工表面的每壹步組合成幾道工序，從而擬定出整個加工路線。
當組合成過程時，可以采用集中或分散過程的原則。
工序集中就是把零件的加工集中在幾道工序上，每道工序都有很多加工內容。
工序分散就是把零件的加工分散到很多工序中，每個工序的加工內容都比較少。
9、加工余量的確定
1)加工余量
加工余量是指在加工過程中從加工面上切下的金屬層厚度。
加工余量可分為總加工余量和工序加工余量(工序余量)。工序余量可分為單邊余量和雙邊余量。
(1)在平面上，加工余量是不對稱單邊余量。
(2)回轉面(外圓和孔)的加工余量為對稱的雙邊余量，實際切削的金屬層厚度為加工余量的壹半。
2)加工余量的確定
(1)分析計算方法
(2)查表修正法(廣泛使用)
(3)經驗估計法
單件小批量生產時，中小型零件常用工藝的加工余量為:
粗加工余量約為1—1.5mm；
半精加工余量約為0.5-lmm；
高速精加工的余量約為0.4-0.5mm；低速精加工的余量約為0.1-0.3mm；磨削余量約為0.15-0.25毫米..
10、切削用量和工時定額的確定
切削參數:切削速度、進給速度、反向進給速度-切削三要素。
工時定額:加工壹個零件所花費的時間。
在單件和小批量生產中
工時定額壹般由工匠決定。
切割參數通常由加工者的經驗決定。
11.機床和工藝設備的選擇
1)機床的選擇
機床的成形要求、規格和尺寸、精度和生產率。
2)工藝設備的選擇
(1)夾具的選擇:單件小批量生產，盡量選擇通用夾具。
(2)刀具的選擇壹般采用通用刀具或標準刀具，必要時也可采用生產率高的刀具。刀具的種類、規格和精度應滿足零件的加工要求。
(3)量具的選擇單件、小批量生產應采用通用量具。
三、典型零件工藝分析-實例
(壹)軸類零件的加工工藝
如圖所示，傳動軸是最常用的軸類零件，也是結構最典型的階梯軸。現在以它為例介紹壹般階梯軸的工藝。
傳動軸的材質為40Cr，傳動軸的技術要求為:調質HBS220 ~ 240；生產數量為5件。
1、傳動軸零件的主要表面及其技術要求
零件圖和裝配圖分析；
從傳動軸圖及其裝配圖可以看出，傳動軸的軸頸M和N是安裝軸承的支撐軸頸，也是軸裝入箱體的安裝基準。軸中間的外圓P上裝有蝸輪，運動可以通過蝸桿傳遞給蝸輪。減速後，運動將通過軸左端外圓Q上的齒輪傳遞。因此，軸頸M、N、外圓P和Q的尺寸精度較高，公差等級為IT6。軸肩G，H，1的表面粗糙度Ra為0。8um，並且要求相互位置精確。
2、加工過程分析
(1)選擇空白的類型。
軸坯是鍛件。
(2)主表面的加工方法
軸大部分是回轉面，應以車削為主。表面M、N、P、Q公差等級高，表面粗糙度Ra小，車削後需要磨削。為此，這些表面的加工順序應為:粗車、回火、半精車、磨削。
(3)確定定位基準面
軸的幾個主要配合面和臺階面都有徑向圓跳動和端面圓跳動的要求，兩端的中心孔作為定位精度基準。
傳動軸工藝卡
(4)擬定工藝流程
在制定軸的工藝過程中，除了考慮壹次表面的加工外，還應考慮二次表面的加工和熱處理要求。要求不高的外圓可以在半精車時加工到規定尺寸，半精車時要加工卸荷槽、超程槽、倒角和螺紋。鍵槽應在半精車後劃線銑削，粗車後安排調質處理。調質後，中心孔必須修復，以消除熱處理變形和氧化皮。磨削前，中心孔應修壹次，以提高定位精度。
綜上所述，該零件的工藝卡如表所示。
(2)盤套零件的加工工藝
如圖所示，連接板是壹個套筒狀零件。這裏以其為例介紹連接板零件的工藝流程。
接收板材質為45鋼，接收板技術要求為:調質HBS220 ~ 240；全體演員都參加演出的特別節目