1、工藝基礎知識介紹沈陽第一機床廠 工藝室2011年8月24日提 綱一、 什么是工藝二、 工藝工作的基本任務與內容三、 工藝工作流程四、 工藝規程設計五、 計算機輔助工藝規程設計（CAPP）六、 計算機輔助制造（CAM）七、 幾個基礎知識點1、 機床零件常用材質及熱處理2、 毛坯及余量3、 定位與夾緊4、 材料的熱膨脹性5、 機械加工精度6、 數控機床程序7、 工藝手段8、 加工成本的計算9、 工廠廠房規劃八、 工藝裝備1、 加工設備（機床）2、 夾具3、 刀具4、 量檢具5、 切削液一、 什么是工藝1、 工藝就是工件從毛坯到成品的整個制造流程及方法。2、 工藝來源于生產實踐，是生產實踐中長期積累

2、的經驗的提煉和概括。3、 工藝服務于實際生產，用于調配制造資源、指導制造流程以及規范操作，是產品得以優質、高效產出的必要保障。4、 工藝不是一成不變的，隨著新工藝裝備、新工藝方法的不斷產生和應用，生產面貌也將發生翻天覆地的變化。二、 工藝工作的基本任務與內容1、 工藝工作的基本任務就是實現產品的設計意圖、保證產品質量、降低消耗、提高生產效率。2、 工藝工作的主要內容有： 1）編制工藝發展規劃，如新工藝、新裝備研究開發規劃，技術攻關規劃；提高產品質量,提高生產效率,提高經濟效益的措施等。2）工藝試驗研究，結合產品發展規劃、提高工藝水平和降低制造成本確定試驗研究課題。并做好記錄和分析總結工作。 3

3、）參加新產品開發的市場調研和設計方案評審,對產品結構進行工藝性審查。4）制定工藝路線、編制工藝方案和工藝總結，進行工藝規程設計。5）設計專用工藝裝備，貫徹工藝標準及工藝守則。 6）編制產品材料消耗定額。 7）組織工藝驗證、工裝驗證和工藝紀律檢查。三、 工藝工作流程見下頁附錄：產品工藝工作程序四、 工藝規程設計1、 設計工藝規程的基本要求1）工藝規程是直接指導現場生產操作的重要技術文件,應做到正確、完整、統一、清晰。在充分利用現有生產條件的基礎上,應盡可能采用國內外先進工藝技術和經驗。 2）在保證產品質量的前提下,努力提高生產率和降低消耗。 3）設計工藝規程必須考慮安全生產和工業衛生、環保措施，

4、在工藝規程中提出必要的安全要求。 4）結構特征和工藝特征相近的零件應盡量設計典型工藝規程。 5）各專業工藝規程在設計過程中應協調一致,不得相互矛盾。 6）工藝規程中的計量單位應全部使用法定計量單位。 7）工藝規程中所使用的術語、符號、代號要符合相應標準的規定。 2、 設計工藝規程的主要依據 1）產品圖樣及技術條件。2）產品工藝方案。3）產品生產綱領。4）公司的生產條件。5）有關工藝標準。6）有關設備和工藝裝備資料7）國內外同類產品的有關工藝參考資料。 8）國家和企業有關安全方面的標準。 附錄：產品工藝工作程序1） 可根據需要將問題反饋到工藝方案、工藝路線、工藝規程設計或專用工裝設計。五、 計算

5、機輔助工藝規程設計（CAPP）北京清華艾克斯特XTCAPP六、 計算機輔助制造（CAM） CAD/CAPP/CAM系統的信息集成和共享七、 幾個基礎知識點1、 機床零件常用材質及熱處理表1、機床制造用鋼種類序號 類 別 牌 號 上 標 號 1碳素結構鋼Q235AGB/T700-20062易切削結構鋼Y12GB/T8731-19883Y304Y40Mn5優質碳素結構鋼15GB/T699-19996207358459碳素工具鋼T8AGB/T1298-200810T10A11T12A12合金結構鋼20MnVBGB/T3077-19991320Cr1440Cr1538CrMoAl1620CrMnTi1

6、7合金工具鋼9SiCrGB/T1299-200018Cr12MoV19CrWMn206W6Mo5Cr4V215CrMnMo225CrNiMo238Cr324彈簧鋼65MnGB/T1222-20072560Si2MnA26碳素彈簧鋼絲C級鋼絲GB/T4357-198927不銹鋼20Cr13GB/T1220-200728鉻軸承鋼GCr15GB/T18254-200229高速工具鋼W18Cr4VGB/T9943-200830W6Mo5Cr4V2Al表2、鋼的化學成份表3、機床制造用鑄鐵種類表4、常用的熱處理工藝方法、代號及技術要求熱處理工藝方法熱處理技術要求表示方法舉例名 稱字 母漢 字 表 示代

7、號退 火Th退火Th正 火Z正火Z調 質T調質200 HBS230 HBST215淬 火C淬火42 HRC47 HRCC42感應淬火G感應淬火48 HRC52 HRCG48感應淬火深度0.81.6，48 HRC52 HRCG0.848調質、感應淬火TG調質220 HBS250 HBS感應淬火48 HRC52 HRCT235G48火焰淬火H火焰淬火42 HRC48 HRCH42火焰淬火深度1.63.6，42 HRC48 HRCH1.642滲碳、淬火SC滲碳淬火深度0.81.2，58 HRC63 HRCS0.8C58滲碳、感應淬火SG滲碳感應淬火深度1.02.0，58 HRC63 HRCS1.0G

8、58碳氮共滲、淬火TdC碳氮共滲淬火深度0.50.8，58 HRC63 HRCTd0.5C58滲 氮D滲氮深度0.250.4，850HVD0.3850調質、滲氮TD調質250 HBS280 HBST265D0.3850滲氮深度0.250.4，850HV氮碳共滲（軟氮化）Dt氮碳共滲480HVDt480回 火Hh冷卷彈簧的定形、消除應力處理Hh注：代號“Hh”僅用于表示為冷卷彈簧定形、消除應力而作的回火處理，其他回火處理一律不標注表5、常用的硬度及硬度偏差HB布氏硬度是用一定載荷P,將直徑為D的鋼球(淬火鋼或硬質合金球),壓入被測材料的表面,保持一定時間后卸去載荷,根據壓痕面積F確定硬度大小.其

9、單位面積所受載荷稱為布氏硬度.由于布氏硬度所用的測試壓頭材料較軟,所以不能測試太硬的材料,對金屬來講,鋼球壓頭只使用于測定退火,正火,調質鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度.HR洛氏硬度是將標準壓頭用規定壓力壓入被測材料表面,根據壓痕深度來確定硬度值.HRA：用金剛石圓錐體，載荷P600N，適用于測量硬質合金,表面淬火層或滲碳層;HRB：用鋼球做壓頭，載荷P1000N 時適用于測量有色金屬和退火,正火鋼等;HRC：用金剛石圓錐體，載荷P1500N，適用于測量調質鋼,淬火鋼等;HV維氏硬度維氏硬度試驗原理與布氏硬度相同,不同點是壓頭為金剛石四方角錐體,所加負荷較小.適于測定經表面處理零件的表面層的硬度.感

10、應加熱表面熱處理(表面淬火)基本原理:電磁感應 交流電交變磁場工件內感應電流對工件加熱鋼的化學熱處理滲氮（氮化）鋼的表面化學處理方法表6、表面處理方法及其代號表示方法表 面 處 理代 號 含 義方 法代 號鍍鉻拋光D·L3·CrD代表電鍍，L3代表鍍層特征為全光亮噴砂鍍鉻PS/D·CrPS代表噴砂，斜線“/”為工序隔線，D代表電鍍鍍鋅鈍化D·Zn·D前面的D代表電鍍，后面的D代表鈍化陽極氧化D·YD代表電化學處理，Y代表氧化鍍 鋅D·ZnD代表電鍍鍍 錫D·Sn鍍 銀D·Ag發 藍H·YH代表化

11、學處理，Y代表氧化噴砂發藍PS/H·YPS代表噴砂，斜線“/”為工序隔線，H·Y代表發藍鈍 化DD代表鈍化注：在緊固件標記中允許省略“電鍍”的代號“D”2、 毛坯及余量毛坯種類：鑄件、鍛造件、鈑焊件等 表7、要求的鑄件機械加工余量 mm表8、鑄件尺寸公差3、 定位與夾緊六點定位原理大型工件，如床身等，靠拉表找正、打原點確定其位置，靠夾緊力固定其位置。4、 材料的熱膨脹性用線膨脹系數表示,表示每變化1時引起的材料相對膨脹量的大小常用材料的線膨脹系數1/材料名稱灰鑄鐵45鋼40CrT10A鋁溫度范圍()10-10020-10025-10020-1000-100a(×1

12、0-6)10.411.59111123.8例：加工環境的溫度控制測量環境的溫度控制5、 機械加工精度1） 加工精度與加工誤差機械加工后，零件的幾何參數（尺寸、幾何要素的形狀和相互位置）的實際值與設計理想值的符合程度通常稱為加工精度。實際幾何參數與理想幾何參數的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差越小，加工精度越高。零件的加工精度包括如下三個方面。尺寸精度 加工后零件的實際尺寸與理想尺寸的符合程序。形狀精度 加工后零件表面實際測得的形狀和理想形狀的符合程度。位置精度 加工后零件有關表面相互之間的實際位置和理想位置的符合程度。2） 原始誤差加工誤差的產生是由于在加工前和加工過程中，工藝系統存在很多誤差因

13、素，統稱為原始誤差，它主要包括以下內容：原理誤差 采用了近似的加工運動或近似的刀具輪廓而產生的誤差。裝卡誤差 定位誤差與夾緊誤差之和。測量誤差 與量具、量儀的測量原理、制造精度、測量條件（溫度、濕度、振動、測量力、清潔度等）以及測量技術水平等有關的誤差。調整誤差 卡具的制造、安裝誤差與磨損刀具的制造誤差及磨損工件誤差 加工前工件或毛坯上待加工表面本身有形狀誤差或其與有關表面有位置誤差，也都會造成加工后該表面本身及其與其它有關表面之間的加工誤差。機床誤差 主軸回轉誤差、導軌導向誤差等工藝系統受力變形工藝系統受熱變形殘余應力重新分布引起的變形 在沒有外力作用下或去除外力后工件內仍存留的應力稱殘余應

14、力。具有殘余應力的零件，其內部組織的平衡狀態極不穩定，有恢復到無應力狀態的的強烈傾向。殘余應力完全松弛，零件將發生翹曲變形而喪失其原有的加工精度。3） 經濟加工精度機械加工時，每種機床上所達到的精度越高，則所耗費的工時越多，成本越高。每種機床在正常生產條件下能經濟的達到的加工精度是有一定范圍的，這個精度范圍就是這種加工方法的經濟精度。4） 工序間加工余量定義：相鄰兩工序的尺寸之差粗加工-半精加工-精加工，留量逐漸減小，上序保證下序的加工要求。注意熱處理工序前的留量要求。如：退火、表面淬火、氮化等。6、 數控機床程序普通機床-數控機床-無人化自動流水線（自動上下料）減少人的參與，提高加工的自動化

15、程度7、 工藝手段1） 硬件基礎：如機床本身精度、刀具性能等2） 工藝手段：分析工藝系統的誤差來源，以采取預防及控制措施控制誤差在要求的范圍內。例：控制工序間留量，保證最后精加工要素的留量及質量；嚴格控制精加工環境（溫度、濕度等），使其與裝配及使用環境相一致；通過控制夾緊力的大?。赏ㄟ^采用力矩扳手或在工件上壓表的方法），盡量減小甚至消除夾緊變形。磨削或最后精銑時松開壓板，使工件處于自然的松弛狀態。精加工采用盡量少的裝卡次數，盡量一次裝卡完成所有精加工的要素。這樣可充分利用機床精度，消除重復裝卡帶來的誤差。同理，盡量減少換刀次數，并盡量用一把刀完成相互有要求的加工部位，因為換刀也是存在誤差的。

16、仿形處理：如大型零件導軌表面中頻淬火前進行仿形；采用正火或退火等熱處理方法去除鍛造（鑄造）應力及粗加工帶來的切削應力、振動時效、自然時效等；配加工：如按軸承配鏜主軸孔、根據鋼導軌上的鍵槽配做床身上的鍵等；組合后加工，保證裝配件精度或加工要素的一致性；手工修配：如研磨內圓柱面、刮研等。8、 加工成本的計算通過工藝流程確定使用的加工設備，再由工時定額確定花費在此設備上的時間，然后分項計算包括單位時間的設備折舊、工具工裝損耗、人力成本、場地費用、風水電氣等的費用，最后將各項費用累加，即可得加工此工件的加工成本。9、 工廠廠房規劃工廠生產線的設計的主要依據便是產品的工藝流程、工序工時定額和生產綱領。根

17、據工藝流程確定需要的設備及擺放的次序，根據工時定額和生產綱領確定需要的設備的數量。計算的結果最終形成加工車間的平面布局圖。八、 工藝裝備1、 加工設備（機床）車床、銑床、刨床、插床、拉床、鉆床、鏜床、磨床、加工中心、齒輪加工機床等2、 夾具3、 刀具金屬切削過程中，刀具的切削部分直接完成切削工作。刀具材料性能的優劣直接影響刀具的質量、切削加工生產率和刀具耐用度的高低、零件加工精度和表面質量的優劣等。金屬切削過程中，刀具不但承受很大的切削力和很高的溫度，而且還要經受沖擊載荷和機械摩擦。因此，刀具材料必須具備高硬度、高耐磨性、足夠的強度和韌性以及良好的高溫耐熱性、化學穩定性等方面的性能。1）常用的刀具材料可分為工具鋼、硬質合金、刀具陶瓷、超硬刀具材料四大類。工具鋼：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼硬質合金：由高硬度、難熔的金屬碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等）加金屬粘接劑（如鈷、鎳等）經粉末冶金工藝制成。硬度在72-82HRC,比高速鋼的硬度（62-70HRC）高得多。鎢鈷類（WC-Co）：主要用于加工鑄鐵、有色金屬及非金屬材料。鎢鈦鈷類（WC-TiC-Co）：適用于加工鋼料。鎢鈦鉭（鈮）鈷類（WC-TiC-TaC(NbC)-Co）：通用合金。涂層硬質合金：通過物理或化學方法在刀具表面形成一層超硬涂層，以