机械加工工艺过程及其组成

7.1.2　机械加工工艺过程及其组成

1．机械加工工艺过程

所谓“工艺”，就是制造产品的方法。工艺过程是指生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为半成品或成品的过程。它是生产过程中的主要部分。机械产品的工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等。

机械加工工艺过程是利用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和相对位置等，使其转变为成品的过程。它是机械产品工艺过程的重要组成部分，直接决定产品的质量，对产品的成本和生产周期有较大的影响。

2．机械加工工艺过程的组成

机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成，毛坯依次经过这些工序就成为成品。每一个工序又可分为一个或若干个安装、工位、工步和走刀。

（1）工序。工序是一个或一组工人，在一个工作地点对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。划分工序的依据是工作地（或机床）是否变动和加工是否连续。如图7-1所示阶梯轴，当单件生产时，其端面、外圆等加工是在同一台机床上连续完成的，只算一道工序，其他工序划分见表7-1；当成批时，为了提高效率，采用专用机床生产，其工序划分见表7-2。

图7-1　阶梯轴

表7-1　阶梯轴的机械加工工艺过程（单件生产时）

表7-2　阶梯轴的机械加工工艺过程（成批生产时）

工序是组成工艺过程的基本单元，又是生产计划和经济核算的基本单元。

（2）安装。工件在加工前，先要把工件放准。将工件在机床或夹具中定位、夹紧的过程称为安装。在一个工序中，工件可能安装一次，也可能需要安装几次。如表7-1中，工序10需要多次安装，工序20只需一次安装。工件在加工中，应尽量减少安装次数，因为多一次安装不但增加了装卸工件的辅助时间，同时还会产生安装误差。

（3）工位。工位是指为了减少安装次数，常采用回转工作台、转位或移位夹具等，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工，工件在机床上所占据的每一个待加工的位置称为工位。如图7-2所示是利用万能分度头使工件依次处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来完成对轴上等分槽的铣削加工。

图7-2　多工位加工

1—分度头　2—三爪自定心卡盘　3—工件　4—铣刀　5—尾座

（4）工步。工步是指在一个工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程。以上三种因素中任一因素改变后，即成为新的工步。

一个工序可以只包括一个工步，也可以包括几个工步。如表7-2中工序10可划分成两个工步：铣两端面、钻中心孔。对于在一次安装中连续进行的若干个相同的工步，为了简化工序内容的叙述，可视为一个工步。如图7-3所示零件，如用一支钻头连续钻削4个φ15mm的孔，就可视为一个工步。用几把不同的刀具或者用复合刀具同时加工一个零件的几个表面的工步，称为复合工步。如图7-4所示是用钻头和车刀同时加工内孔和外圆的复合工步。在工艺文件上，复合工步应视为一个工步。

图7-3　具有4个相同孔的工件

图7-4　同时加工外圆和孔

（5）走刀。走刀是指在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚，一次切削无法完成，则应分几次切削，每进行一次切削就是一次走刀。一个工步可以包括一次或几次走刀。如图7-5所示，用棒料制造阶梯轴时，第二工步中包括两次走刀。

图7-5　以棒料制造阶梯轴

Ⅰ—第一工步（φ85）Ⅱ—第二工步（φ65）1—第二工步第一次走刀　2—第二工步第二次走