机械零件加工工艺研究:机械零件加工工艺安全性研究

摘要：由于零件对机械性能影响极大，所以，零件加工质量与机械使用也有着密切联系。研究证明，机械在使用中出现的很多问题都是由加工工艺缺陷引发的，这些问题轻则影响生产，重则导致安全事故。所以，零件加工工作中必须重视对工艺进行优化，以提升机械的安全性。本文结合机械损坏的原因，分析了加工工艺对机械使用安全的影响，并阐述了通过工艺优化来提升机械安全性的思路。

关键词：机械零件；加工工艺；安全性

为了扩大生产、增加效益，现代企业生产中引入的机械设备越来越多。生产机械化有着十分显著的效率优势，但同时，此种模式的安全隐患也比较多，企业生产需担负更高的风险。这些风险中有很大一部分都与机械设备有关，包括设备损坏风险、性能失常风险等。因此，如何在利用机械优势的基础上，尽可能的降低其给生产带来的安全风险，就成为了一项重要的研究课题。

1机械零件加工工艺对安全性的影响

2014年4月16日下午14:02，某化工厂出现了一起离心机解体事故。此次事故发生时，离心机处于运转状态，故事故影响极为严重，共有3名职工在事故中死亡。后经调查发现，此次事故发生的直接原因为设备严重老化且零件腐蚀程度过高。由此可见，零件隐患不仅会影响机械设备的正常使用，还会引发伤亡事故，对安全生产极为不利。

1.1对抗腐蚀性的影响

结合零件腐蚀特点来看，其抗腐蚀性在很大程度上取决于粗糙度。一般规律为：在其表面较为粗糙的情况下，液体就会很容易流动汇聚到某一处，其中，凹槽被腐蚀的可能性较高。

1.2对粗糙度的影响

车床加工对于刀具参数有着较为的体现，是实现工件加工的关键。而根据切削原理来讲，影响切削效果的因素包括主、副偏角以及圆弧半径、进给量等。

1.3对抗磨性的影响

虽然机械设备在服务生产的过程中出现零件磨损属于正常现象，但是，此种磨损带来的后果却是极为严重的，这也是为什么在设备使用一段时间后就要更换新零件的原因。归根结底，更换零件的主要目的是确保机械能够正常工作，防止零件损坏引发严重故障。因此，若在零件加工中注重对其抗磨性进行强化，就能够通过延长零件使用寿命，来减少机械安全隐患。结合机械设备的用途与运作方式来讲，零件磨损可以分为初期、平稳期、剧烈期三个阶段，其中，初期阶段的特点在于摩擦面不大、磨损较轻；平稳期的特点在于磨损最小但具有持续性，过程中零件性能达到峰值；剧烈期意味着零件寿命即将结束，特点在于润滑性能极差、摩擦力达到峰值、无法继续使用。通常而言，初期阶段的磨损状况受到粗糙度的影响比较大，但粗糙度对其的影响尚未达到“决定性”的水平。同时，其抗磨性还会受到表面纹理的影响。若载荷较小且位移方向相同，那么，零件之间因摩擦产生的磨损实际上是非常小的。但若载荷较大且位移方向不同，那么，磨损情况就会相对较为严重。

2机械零件加工中提升安全性的对策

2.1增强抗腐蚀性的对策

为了保障机械的使用安全、减少意外事故的发生几率，在对零件进行加工的时候，就要以增强其抗腐蚀性为指导，采取有效的对策措施。一般来讲，要想增强其抗腐蚀性，加工工艺中就要主义将控制重点放在粗糙度上，以此来实现对液体流动的控制，进而达到增强抗腐蚀性的最终目的。除了此项措施之外，做好安全检测工作，也可以起到强化抗腐蚀性的作用。此项措施的原理为：借助对零件实施安全检测的机会，检测其压紧力，以确保气密性、减少其与腐蚀液体接触的机会。此项措施的重点是避免零件与腐蚀液体发生接触，是一种比较有效的抗腐蚀手段。为此，现实中有必要重视安全检测的必要性，并在具体工作中加强重视，尽量做到细致、，确保检测工作的有效进行。

2.2控制粗糙度的对策

鉴于切削效果与主、副偏角以及圆弧半径、进给量等因素均有关联，所以，要想控制切削效果，就要对上述因素加以控制。同时，要想防止塑性材料出现严重变形，在加工的时候就要注重对刀具运作进行控制，一般来说，材料变形与其前角角度有关，所以，控制其前角角度即可达到防止材料变形的目的。除了这些措施之外，润滑剂的合理选取及优化刀具刃磨质量也都属于比较可行的粗糙值控制措施。仅就塑性材料来讲，由于刀具极易形成压力，材料变形几率较高。通过切削因素控制来将工件与加工分离开的做法，可以起到提升工件粗糙值的作用，有助于粗糙度的优化。

2.3优化抗磨性的对策

为了减少磨损问题引发的安全事故，在进行零件加工的时候，就要注重对其抗磨性进行优化。在这方面，可行措施包括淬火处理以及氮化处理等。结合处理效果来讲，现实中借助淬火处理或者氮化处理等措施可以达到提高零件硬度的目的，使其承载性能得到增强，进而达到降低其形变几率的目的。并且，上述做法还可以优化其抗磨性能。根据相关研究的成果来看，采用以上措施进行处理的零件，在抗磨性能方面明显优于一般零件。但是，在采用以上方法进行零件处理的时候也要注意一些问题：单纯实施硬化处理对于零件的影响包括两个方面，积极影响体现在此举可以强化其抗磨性能，消极作用在于其会对金属本身造成危害，增大了其结构损坏的可能性，而在个别情况下，此举还可能会使其表面出现裂痕，削弱了其抗磨性能。以上所述皆为保障机械安全的可行措施，因篇幅所限，本文的论述比较宏观，希望其中涉及的措施及做法可以为相关企业带去有益启示。

3结语

在现代企业中，机械工具已经代替人工成为了最重要的生产工具，对生产效率及企业发展都有着十分重要的影响。所以，从企业发展的视角来讲，保障机械安全是营造良好生产氛围、实现高效生产和安全生产的基本要求。考虑到机械设备的性能与其构成零件有着密切关联，企业生产中一方面要做好机械维护与管理工作，通过定期检查排除设备隐患，另一方面也要关注零件对机械安全性的影响作用。从加工工艺入手确保零件质量，是提升机械安全性的根本性措施，因而，现实中必须要注重对加工工艺进行改进，以达到优化抗磨性、粗糙度、抗腐蚀性的目的，以延长零件寿命，进而为机械的使用安全奠定基础。

作者：任志新 单位：齐齐哈尔工程学院

机械零件加工工艺研究:机械零件设计及加工工艺探究

摘要：

机械零件的设计与加工质量对最终的机械质量十分重要，因此，在进行机械零件加工工作时，需要专业的制造能力。我国大部分机械零件加工多采用数控加工形式，对数控机床、数控编程设计、工作效率都有很大要求。为了满足机械零件的质量与速度需求，必须加大对机械零件的设计要求与加工工艺要求。本文通过对设计加工工艺内容进行整理，对机械零件加工原则进行分析，进而促进我国机械零件行业的发展。

关键词：

机械零件；设计加工；加工工艺；内容及原则

科技的进步带动着许多领域的工作方式产生了改变，在机械零件加工领域，从传统的工业生产方式改变为数控生产模式[1]。科学技术的快速进步推动了机械零件行业的快速发展，在机械零件数控技术中，加工工艺内容与水平是衡量机械零件质量的重要指标。

一、机械零件设计加工工艺的具体内容及特点

1.机械零件加工工艺的内容

现在大多数机械零件加工工作都选择数控生产方式进行加工运作，在进行机械零件加工前，必须对加工工艺进行仔细的了解，再根据加工零件资料制定合理的加工方案，才能够确保机械零件的质量合格。在对机械零件进行加工前，确定加工工艺内容主要有以下三步骤。及时，当准备对机械零件进行加工时，应当选择适合机械零件的数控机床[2]。只有选择出恰当的数控机床，才能加工出合格质量的机械零件。选择好数控机床后，再确定具体的加工工序。不同种类的机械零件所经历的加工工序均有所不同，机械零件加工工作人员必须根据所加工的机械零件特点进行工序设计，再进行加工。第二，在根据机械零件的特点制定好机械零件的加工方案后，再开始对所需加工的机械零件图纸进行具体分析，研究出最适合该零件的加工技术。选择恰当的加工技术是整个加工工作的基础。第三，对机械零件的加工工艺设计，这一步骤是机械零件加工的核心步骤。对机械零件的加工工艺的设计关系到零件的质量好坏。因此，在进行机械零件设计时，需要清楚的对加工程序、基准选择、工具选择以及夹具和安装步骤的确定都十分重要，只有将这些东西整理清楚，才能制定出最适合机械零件的加工工艺，进而保障机械零件质量。

2.机械零件加工工艺的特点

由于机械零件加工会采用数控加工方式，因此，在机械零件加工工艺中处处体现着具有数控特点，在数控特点中又融合进机械零件加工自身所有的特点。主要的特点有三个。及时，机械零件加工工艺具有详细性。在进行机械零件加工前，需要做好充足的准备才能开始进行加工。为了保障机械零件的质量，在加工前需要制定完善的数控机床加工方案，选择适当的数控机床。在加工过程中，还应当对加工程序、刀具、方法及参数等多方面内容进行确定。在机械零件加工过程中，只有将这些资料都准备齐全，才能开始对机械零件进行加工。这样才能减少机械零件加工企业的损耗，确保机械零件的加工质量。第二，机械零件加工工艺的严密性。采用数控机床进行机械零件加工，能够提升机械零件的精密度，确保机械零件的质量[3]。并且在加工过程中，可以降低工人的工作量，提升工人的工作效率。由于采用数控机床加工，有可能在加工过程中发生问题而无法停止加工。因此，在进行机械零件加工前，必须确保在加工工艺程序设置上的严密与性。一点小的设置误差，都有可能造成机械零件报废，对机械零件的质量造成影响，严重时甚至会造成机械事故，对工作人员的生命造成威胁。第三，机械零件加工工艺需要进行合理的数学计算。采用数控机床方式进行加工，需要进行数控编程。而在数控编程工作中，对机械零件的长、宽、高等尺寸都需要进行设置。因此，在进行机械零件数控编程前，需要先利用数学知识对零件各个尺寸进行设计，对机械零件进行优化。

二、机械零件设计的原则

1.机械零件设计的定位基准原则

在机械零件进行加工时，需要设置机床与刀具的相对位置参数。在加工最初阶段，机械零件处于粗基准阶段，为了保障机械零件加工质量，需要对机械零件进行精准定位[4]。在进行机械零件加工过程中，需要根据零件自身特点来制定相应的定位基准。倘若不能选择恰当的定位基准，对于最终生产出来的机械零件质量有很大影响。在对机械零件加工位置进行定位时，有两个原则：及时，是对机械零件加工粗基准的原则。在选择粗基准定位时，首先需要确保机械零件加工的原材料充足，在加工表面需要预留出足够的余量。在选择夹具时，应当尽可能选择简单的夹具。第二，对机械零件加工精基准定位的原则。当加工定位选择为精基准定位时，为了方便定位，需要观察精基准面的选择恰当性。在机械零件加工时，需要慎重对精基准定位进行选择，以此来提升机械零件加工效率。

2.机械零件加工设计方法的选择原则

在进行机械零件加工设计方法的选择时，需要遵循两种选择原则。其一是需要符合经济适用性原则。如果设计的加工方法对于生产企业会产生较大的负担，如材料价格过大，设备需求过大等对企业自身的利益会产生影响，则不利于企业的发展。因此在选择时，需要根据生产企业自身的情况进行适当性选择。第二，应当遵循设计方法与实际零件匹配原则。在对机械零件的加工方法进行设计时，应当根据零件自身的形态来进行设计。同时还应当与机械零件的材料、工厂的设备、工人的水平等要求综合考虑来进行设计，否则容易造成机械零件的加工失败状况，对企业造成损失。结束语综上所述，机械零件的加工工艺具有自身的特点与需求，在进行机械零件的设计时，必须遵循相应的原则。否则，不仅会造成机械零件的加工失败，影响机械零件质量，严重时甚至有可能会发生机械事故，对企业造成损失。

作者:贾继昌 单位:吉林省机械装备制造有限责任公司产品研究所

机械零件加工工艺研究:机械零件加工工艺研究

微小型机械零件是设备系统中的最小构成单元，其几何形状特征与常规尺寸零件相同，由于目前用于微小型机械零件加工的常规加工方法存在诸多问题，因此为了保障微小型零件的加工精度及各种功能性要求，对微小型机械零件的加工方法与加工工艺的研究变得尤为重要。

1微小型机械零件的类别

根据微小型机械零件的几何特征，微小型机械零件主要包括微小型轴类零件，微小型三维结构零件，微小型平板类零件及微小型齿轮类零件[1]。各类型微小型零件被广泛应用在不同的场合中。

1.1微小型轴类零件微小型轴类零件是微小型加工设备中经常遇到的典型零件之一，微小型轴类零件主要用于支撑微小的传动零部件以及传递扭转力矩和承受外界施加的载荷等场合。从其功用角度出发，微小型轴类零件的加工要求具有高的回转精度以及表面质量，因此对微小型零件的加工研究变得日益重要。当加工的微小型轴类零件具有较大的长径比时，由于加工过程中无法采用顶尖支撑，切削时在径向切削力的作用下极易使被加工的微小型轴类零件发生弯曲变形，造成被加工零件的翘尾现象。若加工的微小型轴类零件除了具有轴类零件所具有的典型特征之外，还具有微平面，微沟槽，微细孔等其他特征时，依靠单一的车削加工是无法完成这类微小型轴类零件加工的，需要配合其他加工方式。

1.2微小型三维结构零件微小型三维结构零件的结构特征相对较为复杂，并不是只具有简单的回转类以及平面类特征。由于其结构特征的复杂性以及零件本身所特有的工艺特征，加大了零件加工的难度。加工过程中需要根据零件自身的工艺特点，合理地安排加工工艺，并选择尺寸相对较小，精度高，柔性好的微小型加工设备进行加工[2]。

1.3微小型平板类零件以及齿轮类零件微小型板类零件的主要结构特征是平面，除此之外还包括一些其他的结构特征，如台阶面，微型孔，微型槽及不规则的轮廓表面等。与微小型三维结构零件相比，微小型平板类零件的结构相对简单，加工方式相对单一，应用微细铣削和微细钻削加工技术即可满足这类零件的技术要求，完成微小型板类零件的加工。若微小型板类零件的厚度较薄时，加工时需要考虑零件的装夹方式，防止装夹时微型夹具对零件的作用力过大，使零件发生形变。微小型齿轮加工的难点及重点是其齿形的加工，齿形的加工精度直接关系到齿轮之间的啮合精度及装配之后的使用效果。目前，主要有微细成形铣削及微细滚削这两种微细切削加工方法用于微小型齿轮的加工。在应用微细成形铣削的加工方法加工微小型齿轮的过程中，成形刀具本身的制造精度对微小型齿轮的加工精度影响较大，同时由于加工系统的刚性和零件的装夹方式及系统的振动的影响，使加工完成的轮齿齿廓的形状误差较大，齿形明显失真。与微细成形铣削加工相比，微细滚削加工方法是基于范成法的成形工艺，加工过程中，滚削刀具的多个切削刃对工件进行连续切削，在加工效率与加工质量方面都要比微细成形铣削的加工方法高。

2微小型机械零件的加工方法

微小型零件的加工方法包括基于半导体的制造工艺技术、LIGA及准LIGA技术和应用常规的精密机床对微小型机械零件进行加工的方法以及目前处于重点研究的使用微小型加工设备进行微小型零件加工的微细切削加工等技术。基于半导体的制造工艺技术加工材料较为单一，且加工出的微小型零件的应用领域多为电子领域。LIGA及准LIGA技术加工出的微小型零件结构简单，多为二维或准三维微小型机械零件，且加工设备较昂贵。应用常规的精密机床进行微小型零件的加工存在着占用空间大，加工效率低，能源消耗大，资源浪费严重等问题。使用微小型加工设备进行微小型零件加工的微细切削加工技术加工材料广泛，可加工结构复杂的精密三维微小型机械零件，并能避免上述加工方法存在的问题，是微小型零件加工技术的研究重点[3]。微细切削加工技术主要有微细车削加工，微细铣削加工，微细磨削加工等。与常规切削加工技术相比，微细切削加工技术的切削用量极小，且由于微小型零件的整体尺寸较小，微细切削加工过程中若依然采用常规尺度零件切削加工工艺，将无法满足加工精度。极小的切削用量要求加工设备要具有极高的的进给精度及定位精度和主轴回转精度。微细车削主要用于微小型轴类零件的圆柱面，端面等表面特征的加工。微细铣削主要用于加工微小型零件的平面，沟槽及复杂的表面等[4]。目前微小型平板类零件加工主要依靠微细铣削的加工技术完成。微细钻削主要用于微小型零件上微细孔的加工，加工孔径受到钻头的制约。微细磨削主要用于表面精度要求极高的微小型零件的加工，是一项重要的微细切削加工技术。

3微小型机械零件的工艺分析

微小型机械零件的整体尺寸小，加工精度及表面质量要求高，因此微小型机械零件的加工工艺的制定难于常规尺度零件的加工工艺。根据微小型机械零件的几何特征可大致确定其应包含的加工工艺。若零件具有圆柱面、端面等回转类特征，则这类零件应包含车削工艺。若零件具有平面、微沟槽、微细孔等结构特征，则这类零件应包含铣削工艺或钻削工艺。在微小型机械零件的加工过程中，考虑到零件易发生变形，加工精度高及加工效率等方面，微小型机械零件的加工工艺的制定应着重考虑以下几点。

3.1先粗后精的加工原则在微小型机械零件的加工过程中，优先安排粗加工工序，待粗加工工序全部完成之后在安排对零件进行半精加工与精加工的工序[5]。粗加工过程中，在保障系统刚度的情况下，尽可能的选择直径较大的微细切削刀具，较大的进给量，背吃刀量及切削速度，减少刀具切削次数，去除大部分加工余量，缩短零件加工时间，提高加工效率。待对零件的粗加工工序完成之后，需要间隔一定的时间再安排零件的精加工工序，这样做的目的是使粗加工工序完成之后零件所发生的变形能够得到一定程度的恢复，进而使零件的加工精度得到一定的提高。

3.2最少的调用刀具及附件在微小型机械零件的加工过程中，由于零件几何特征的不同，往往要涉及到车、铣、钻等不同种类的刀具，而工艺路线的优劣在很大程度上受到使用的刀具顺序的影响，因此应尽可能的减少刀具的使用，以减少刀具在安装过程中带来的累积误差，同一把刀具在使用过程中，应用其加工尽可能多的工件表面，并减少其在机床上安装于调整的次数。加工过程中对于附件的使用，也应遵循最少调用的原则，在附件的一次调用中，应使其较大限度的进行加工。

3.3减少工件装夹次数由于微小型零件具有不同的几何特征，往往需要对其进行多次的装夹才能最终完成零件的加工。微小型零件的尺寸微小，多的装夹次数费时费力，并且多次的装夹会产生误差，影响零件的加工精度，所以应尽可能地在一次装夹过程中完成工件所有表面的加工，提高工件的加工精度。

4结束语

文章针对微小型机械零件的常规加工方法存在的诸多问题，根据微小型机械零件的结构特征，对其加工方法和加工工艺进行研究分析，目的是为了保障微小型零件的加工精度及各种功能性要求。

机械零件加工工艺研究:微小型机械零件加工工艺

1微小型机械零件的类别

根据微小型机械零件的几何特征，微小型机械零件主要包括微小型轴类零件，微小型三维结构零件，微小型平板类零件及微小型齿轮类零件[1]。各类型微小型零件被广泛应用在不同的场合中。

1.1微小型轴类零件

微小型轴类零件是微小型加工设备中经常遇到的典型零件之一，微小型轴类零件主要用于支撑微小的传动零部件以及传递扭转力矩和承受外界施加的载荷等场合。从其功用角度出发，微小型轴类零件的加工要求具有高的回转精度以及表面质量，因此对微小型零件的加工研究变得日益重要。当加工的微小型轴类零件具有较大的长径比时，由于加工过程中无法采用顶尖支撑，切削时在径向切削力的作用下极易使被加工的微小型轴类零件发生弯曲变形，造成被加工零件的翘尾现象。若加工的微小型轴类零件除了具有轴类零件所具有的典型特征之外，还具有微平面，微沟槽，微细孔等其他特征时，依靠单一的车削加工是无法完成这类微小型轴类零件加工的，需要配合其他加工方式。

1.2微小型三维结构零件

微小型三维结构零件的结构特征相对较为复杂，并不是只具有简单的回转类以及平面类特征。由于其结构特征的复杂性以及零件本身所特有的工艺特征，加大了零件加工的难度。加工过程中需要根据零件自身的工艺特点，合理地安排加工工艺，并选择尺寸相对较小，精度高，柔性好的微小型加工设备进行加工。

1.3微小型平板类零件以及齿轮类零件

微小型板类零件的主要结构特征是平面，除此之外还包括一些其他的结构特征，如台阶面，微型孔，微型槽及不规则的轮廓表面等。与微小型三维结构零件相比，微小型平板类零件的结构相对简单，加工方式相对单一，应用微细铣削和微细钻削加工技术即可满足这类零件的技术要求，完成微小型板类零件的加工。若微小型板类零件的厚度较薄时，加工时需要考虑零件的装夹方式，防止装夹时微型夹具对零件的作用力过大，使零件发生形变。微小型齿轮加工的难点及重点是其齿形的加工，齿形的加工精度直接关系到齿轮之间的啮合精度及装配之后的使用效果。目前，主要有微细成形铣削及微细滚削这两种微细切削加工方法用于微小型齿轮的加工。在应用微细成形铣削的加工方法加工微小型齿轮的过程中，成形刀具本身的制造精度对微小型齿轮的加工精度影响较大，同时由于加工系统的刚性和零件的装夹方式及系统的振动的影响，使加工完成的轮齿齿廓的形状误差较大，齿形明显失真。与微细成形铣削加工相比，微细滚削加工方法是基于范成法的成形工艺，加工过程中，滚削刀具的多个切削刃对工件进行连续切削，在加工效率与加工质量方面都要比微细成形铣削的加工方法高。

2微小型机械零件的加工方法

微小型零件的加工方法包括基于半导体的制造工艺技术、LIGA及准LIGA技术和应用常规的精密机床对微小型机械零件进行加工的方法以及目前处于重点研究的使用微小型加工设备进行微小型零件加工的微细切削加工等技术。基于半导体的制造工艺技术加工材料较为单一，且加工出的微小型零件的应用领域多为电子领域。LIGA及准LIGA技术加工出的微小型零件结构简单，多为二维或准三维微小型机械零件，且加工设备较昂贵。应用常规的精密机床进行微小型零件的加工存在着占用空间大，加工效率低，能源消耗大，资源浪费严重等问题。使用微小型加工设备进行微小型零件加工的微细切削加工技术加工材料广泛，可加工结构复杂的精密三维微小型机械零件，并能避免上述加工方法存在的问题，是微小型零件加工技术的研究重点。微细切削加工技术主要有微细车削加工，微细铣削加工，微细磨削加工等。与常规切削加工技术相比，微细切削加工技术的切削用量极小，且由于微小型零件的整体尺寸较小，微细切削加工过程中若依然采用常规尺度零件切削加工工艺，将无法满足加工精度。极小的切削用量要求加工设备要具有极高的的进给精度及定位精度和主轴回转精度。微细车削主要用于微小型轴类零件的圆柱面，端面等表面特征的加工。微细铣削主要用于加工微小型零件的平面，沟槽及复杂的表面等。目前微小型平板类零件加工主要依靠微细铣削的加工技术完成。微细钻削主要用于微小型零件上微细孔的加工，加工孔径受到钻头的制约。微细磨削主要用于表面精度要求极高的微小型零件的加工，是一项重要的微细切削加工技术。

3微小型机械零件的工艺分析

微小型机械零件的整体尺寸小，加工精度及表面质量要求高，因此微小型机械零件的加工工艺的制定难于常规尺度零件的加工工艺。根据微小型机械零件的几何特征可大致确定其应包含的加工工艺。若零件具有圆柱面、端面等回转类特征，则这类零件应包含车削工艺。若零件具有平面、微沟槽、微细孔等结构特征，则这类零件应包含铣削工艺或钻削工艺。在微小型机械零件的加工过程中，考虑到零件易发生变形，加工精度高及加工效率等方面，微小型机械零件的加工工艺的制定应着重考虑以下几点。

3.1先粗后精的加工原则

在微小型机械零件的加工过程中，优先安排粗加工工序，待粗加工工序全部完成之后在安排对零件进行半精加工与精加工的工序。粗加工过程中，在保障系统刚度的情况下，尽可能的选择直径较大的微细切削刀具，较大的进给量，背吃刀量及切削速度，减少刀具切削次数，去除大部分加工余量，缩短零件加工时间，提高加工效率。待对零件的粗加工工序完成之后，需要间隔一定的时间再安排零件的精加工工序，这样做的目的是使粗加工工序完成之后零件所发生的变形能够得到一定程度的恢复，进而使零件的加工精度得到一定的提高。

3.2最少的调用刀具及附件

在微小型机械零件的加工过程中，由于零件几何特征的不同，往往要涉及到车、铣、钻等不同种类的刀具，而工艺路线的优劣在很大程度上受到使用的刀具顺序的影响，因此应尽可能的减少刀具的使用，以减少刀具在安装过程中带来的累积误差，同一把刀具在使用过程中，应用其加工尽可能多的工件表面，并减少其在机床上安装于调整的次数。加工过程中对于附件的使用，也应遵循最少调用的原则，在附件的一次调用中，应使其较大限度的进行加工。

3.3减少工件装夹次数

由于微小型零件具有不同的几何特征，往往需要对其进行多次的装夹才能最终完成零件的加工。微小型零件的尺寸微小，多的装夹次数费时费力，并且多次的装夹会产生误差，影响零件的加工精度，所以应尽可能地在一次装夹过程中完成工件所有表面的加工，提高工件的加工精度。

4结束语

文章针对微小型机械零件的常规加工方法存在的诸多问题，根据微小型机械零件的结构特征，对其加工方法和加工工艺进行研究分析，目的是为了保障微小型零件的加工精度及各种功能性要求。

作者:顾佳超 徐恒斌 孟凡荣 单位:长春汽车工业高等专科学校

机械零件加工工艺研究:机械零件加工工艺的分析与研究

摘 要：通过对机械零件加工工艺的研究，针对常见的机械零件的加工进行工艺方案的分析，确定主要常见零件的加工方法等，提高工作效率和工艺水平。

关键词：机械零件；加工；工艺

在机械零件制造业中，由于组成零件的材料、结构和技术要求各不相同，各种工具的用途和性能也不同，所以各种零件的加工工艺是不同的。

1 机械零件加工工艺

1.1工艺概述

在加工机械零件之前首先要选料、确定毛坯。正确选择毛坯的删选加工方法，这样有利于提高机械零件加工的合格率和利用率。在选择毛坯时，应考虑零件的复杂程度、生产批量的大小、技术要求等方面的因素。在通常情况下，主要应以生产类型来决定。对零件进行工艺分析，分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性；分析零件主要加工尺寸、类型等方面的内容；分析加工零件的作用及技术要求。制订工艺路线；选择定位基准；确定各表面的加工方法。选择机床及工、夹、量、刃具。加工不同的机械零件要对机床以及相关工具进行调试与校准，争取做到开工前的设备准备充足，以免出现加工过程中的失误与材料浪费。

1.2工艺特征

对零件的特征进行、系统而地分类可以使工作人员能够更加方便地获取零件的工艺和制造方面的信息等。从加工的角度来对零件的特征进行分类，可分为形状特征、材料特征、精度特征、工艺特征、制造资源特征。

形状特征是零件的加工特征中最主要的、种类最多的特征，主要是用来描述零件中具有一定功能的几何形状。材料特征主要用于材料的类型、热处理要求与硬度值等信息的描述。精度特征用于描述加工零件的尺寸公差、形状公差、位置公差和表面粗糙度等方面的信息。工艺特征主要是对工序步骤、装夹定位、切削用量、加工余量和走刀路线等工艺规则的信息集合。制造资源特征是对机床设备、定位和夹具装置的资源集合。

2主要机械零件加工工艺分析

2.1轴类零件

轴类零件是旋转体零件，这种类型的零件在加工过程中是经常遇到的零件之一。根据轴类零件结构形状的不同，它可分为空心轴、阶梯轴、光轴和曲轴等。

2.1.1轴类零件一般加工要求

一是零件图工艺分析，要研究产品装配图，要做好技术要求的相关准备工作；二是精基准选择，尽可能选设计基准或装配基准作为定位基准，使定位基准与测量基准重合；三是粗基准选择，选牢固表面为粗基准，应选非加工表面作为粗基准。同时，粗基准不可重复使用；四是渗碳件加工工艺路线，一定要做到加工顺序正确。因此，在制订工艺规程时，尽量采用先进加工方法，制订出合理的工艺规程。

2.1.2轴类零件加工的工艺分析

（1）轴类零件加工的工艺路线。轴类零件加工的工艺路线主要为：一是粗车D半精车D精车；二是粗车D半精车D粗磨D精磨；三是粗车D半精车D精车D金刚石车；四是粗车D半精D粗磨D精磨D光整加工。

（2）典型加工工艺路线。主要为：毛坯及其热处理D预加工D车削外圆D铣键槽D（花键槽、沟槽）D热处理D磨削D终检。

（3）轴类零件加工的定位基准和装夹。主要包括：以工件的中心孔定位。中心孔不仅是车削时的定为基准，又符合基准统一原则。以外圆和中心孔作为定位基准。这种定位方法能承受较大的切削力矩，是轴类零件最常见的一种定位方法。以带有中心孔的锥堵作为定位基准。锥堵和锥套心轴上的中心孔即是其本身制造的定位基准，又是空心轴外圆精加工的基准。生产中，锥堵安装后一般不得拆下和更换，直至加工完毕。以两外圆表面作为定位基准，可消除基准不重合而引起的误差。在加工空心轴的内孔时，可用轴的两外圆表面作槎ㄎ换准。

2.1.3保障加工精度的方法

采取相应的误差预防或误差补偿等有效的工艺可以控制对零件加工精度的影响。采用合适的切削液。切削液主要包括非水溶性切削液和水溶性切削液。刀具半径的选定。刀具较小时不能用较大的切削量加工，刀具的半径R比工件转角处半径大时不能加工。

2.2箱体类零件的加工工艺分析

箱体零件的典型加工路线为：平面加工-孔系加工-次要面加工。

（1）箱体加工定位基准的选择。一是粗基准的选择。一般宜选箱体的重要孔的毛坯孔作粗基准。由于铸造时内壁和轴孔是同一个型心浇铸的，因此实际生产中，一般以轴孔为粗基准。二是精基准的选择。精基准的选择一般优先考虑基准重合原则和基准同一原则。

（2）主要表面的加工方法选择。一是箱体的主要加工表面有平面和轴承支承孔。二是箱体上公差等级为IT 7级精度的轴承支承孔，一般需要经过3～4次加工。箱体平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和铣削，也可采用车削。当孔的加工精度超过IT 6级，还应增加一道精密加工工序。

（3）箱体加工顺序的安排。由于箱体上的孔分布在平面上，所以先加工平面对孔加工有利。对于次要孔与主要孔相交的孔系，必须先完成主要孔的精加工，再加工次要孔。车床主轴箱体的孔系也可选择在卧式加工中心上加工，因为减少了装夹次数，提高生产率。

2.3齿轮零件的加工工艺分析

2.3.1普通精度齿轮加工工艺分析

齿轮在加工过程中可以分为若干个加工环节。及时阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。第二阶段是齿形的加工，是保障齿轮加工精度的关键阶段。第三阶段是热处理阶段，主要对齿面的淬火处理。阶段是齿形的精加工。应对定位基准面进行修整，以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位，以达到精加工的目的。

2.3.2齿轮加工工艺过程分析

（1）基准的选择。一般基准的选择可分为：对于空心轴，用两端孔口的斜面定位；带轴齿轮主要采用顶点孔定位；孔径大时则采用锥堵。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。为了减少齿轮加工过程中的定位误差，在加工齿轮时应注意：一是需要加工的齿轮定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来；二是需要加工的齿轮在内孔定位时，其配合间隙应近可能减少，以利于度的提高；三是需要加工的齿轮、车床应选择基准重合、统一的定位方式。

（2）齿轮毛坯零件的加工处理。齿轮零件的加工应注意对其毛坯的加工处理，当齿轮毛坯零件以齿顶圆直径作为测量基准时，必须严格控制齿顶圆的尺寸精度。保障齿轮毛坯零件定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度。需要提高齿轮内孔的制造精度，减小与夹具心轴的配合间隙。

（3）齿形及齿端加工。齿形加工方案的选择取决齿轮精度等级、设备条件、表面粗糙度、硬度等。齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。齿端加工必须在淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。

3 机械加工工艺对加工精度的影响

3.1热变形对加工精度的影响

有三种热变形会对加工精度产生较大的影响：及时种，刀具热变形对加工精度的影响。降低刀具热变形常会使用以下两个方法：在刀具上涂抹润滑剂；选用合理的切削参数。第二种，机床热变形对加工精度的影响。所以女要采取相应措施降低因机床热变形对加工精度的影响。第三种，工件热变形对加工精度的影响。

3.2受力变形对加工精度的影响

解决这类问题的方法是适当地减小作用在工艺系统上的外力，增加工艺系统的刚度，这样就可适当缓解外力对加工工艺系统的影响。

3.3几何精度对加工精度的影响

在对机械零件进行切削加工工艺时，主轴往往会出现回转误差，这种误差会影响零件的加工精度。除此之外，刀具也会出现同样的问题。所以，机床和刀具在使用的过程中要进行定期的检查。

4 结论

本文通过对这几种常见的机械零件加工工艺进行了分析与研究，采用合理的加工方法能够提高零件加工的效率和精度。