机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。其含义有多种理解：广义指所有能用机械手段制造产品的过程；狭义指用车床（Lathe Machine）、铣床(Milling Machine)、钻床(Driling Machine)、磨床(Grinding Machine)、冲压机、压铸机等专用机械设备制作零件的过程。一般在常温下不引起工件的化学或物相变化的加工﹐称冷加工。同样的，高于或低于常温状态而且会引起工件的化学或物相变化的加工﹐称热加工。冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。热加工常见有热处理﹐煅造﹐铸造和焊接。

工艺基础

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生产过程

机器的生产过程是指从原材料[1]（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。

在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或者半成品的过程称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、装配等工艺过程，机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和，其他过程则称为辅助过程，例如运输、保管、动力供应、设备维修等。工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，一个工序由有若干个工步组成，一个工步由若干次走刀组成。[1]

工艺过程

工艺过程

工序是组成机械加工工艺过程的基本单元。所谓工序是指一个（或一组）工人，在一台机床上(或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺过程。构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序的内容是连续完成的。

工步是在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。[1]

走刀又叫工作行程，是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。[2]

制订机械加工工艺过程，必须确定该工件要经过几道工序以及工序进行的先后顺序，仅列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程，称为工艺路线。[1]

工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。工艺路线拟定须遵循一定的原则。

拟定工艺路线的一般原则：

1、先加工基准面：零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。

2、划分加工阶段：加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。

3、先面后孔：对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。

4、光整加工：主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨\滚压加工等），应放在工艺路线最后阶段进行，加工后的表面光洁度在Ra0.8um以上，轻微的碰撞都会损坏表面，在日本、德国等国家，在光整加工后，都要用绒布进行保护，不准用手或其它物件直接接触工件，以免光整加工的表面，由于工序间的转运和安装而受到损伤。[1]

拟定工艺路线的其他原则：

上述为工序安排的一般情况。有些具体情况可按下列原则处理。

(1)、为了保证加工精度，粗、精加工分开进行。因为粗加工时，切削量大，工件所受切削力、夹紧力大，发热量多，以及加工表面有较显著的加工硬化现象，工件内部存在着较大的内应力，如果粗、粗加工连续进行，则精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失。对于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，还应安排低温退火或时效处理工序来消除内应力。

光整后的工件表面

光整后的工件表面

(2)、合理地选用设备。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有较高的加工精度，所以粗加工应在功率较大、精度不太高的机床上进行，精加工工序则要求用较高精度的机床加工。粗、精加工分别在不同的机床上加工，既能充分发挥设备能力，又能延长精密机床的使用寿命。

(3)、在机械加工工艺路线中，常安排有热处理工序。热处理工序位置的安排如下：为改善金属的切削加工性能，如退火、正火、调质等，一般安排在机械加工前进行。为消除内应力，如时效处理、调质处理等，一般安排在粗加工之后，精加工之前进行。为了提高零件的机械性能，如渗碳、淬火、回火等，一般安排在机械加工之后进行。如热处理后有较大的变形，还须安排最终加工工序

生产类型

生产类型通常分为三类：[1]

1．单件生产：单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复。

2．批量生产：一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。

批量生产的零件

批量生产的零件

3．大批量生产：产品的制造数量很大，大多数工作地点经常是重复进行某一个零件的某一道工序的加工。

拟定零件的工艺过程时，由于零件的生产类型不同，所采用的加方法、机床设备、工夹量具、毛坯及对工人的技术要求等，都有很大的不同。

工艺规程设计

设计原则：

（1）所设计的工艺规程应能保证机器零件的加工质量（或机器的装配质量），达到设计图样上规定的各项技术要求。

（2）应使工艺过程有较高的生产率，使产品尽快投放市场。

（3）设法降低制造成本

（4）注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。

原始资料：

（1）产品装配图，零件图。

（2）产品验收质量标准。

（3）产品的年生产纲领。

（4）毛坯材料与毛坯生产条件。

（5）制造厂的生产条件，包括机床设备和工艺设备的规格、性能和现有的状态、工人的技术水平、工厂自制工艺装备的能力以及工厂供电、供气的能力等有关资料。

（6）工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计手册和有关标准。

（7）国内外先进制造技术资料等。

步骤内容：[1]

（1）分析研究产品的装配图和零件图。

（2）确定毛坯。

（3）拟定工艺路线，选择定位基面。

（4）确定各工序所采用的设备。

（5）确定各工序所采用的刀具、夹具、量具和辅助工具。

（6）确定各主要工序的技术要求及检验方法。

（7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差。

（8）确定切削用量。

（9）确定工时定额。

（10）技术经济分析。

（11）填写工艺文件。[1]

2基准介绍

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概念

机械零件是由若干个表面组成的，研究零件表面的相对关系，必须确定一个基准，基准是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准的不同功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。

分类

设计基准：在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。

工艺基准：零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为装配基准、测量基准及定位基准。

（1）装配基准：装配时用以确定零件在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。

（2）测量基准：用以检验已加工表面的尺寸及位置的基准，称为测量基准。

（3）定位基准：加工时工件定位所用的基准，称为定位基准。作为定位基准的表面（或线、点），在道工序中只能选择未加工的毛坯表面，这种定位表面称粗基准.在以后的各个工序中就可采用已加工表面作为定位基准，这种定位表面称精基准。[3]

3加工余量

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余量概念

由毛坯变成成品的过程中，在某加工表面上切除的金属层的总厚度称为该表面的加工总余量。每一道工序所切除的金属层厚度称为工序间加工余量。对于外圆和孔等旋转表面而言，加工余量是从直径上考虑的，故称为对称余量（即双边余量），即实际所切除的金属层厚度是直径上的加工余量之半。平面的加工余量则是单边余量，它等于实际所切除的金属层厚度。[1]上海地区常见的派尼科技有限公司成立于1992年，在工件上留加工余量的目的是为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，如铸件表面冷硬层、气孔、夹砂层，锻件表面的氧化皮、脱碳层、表面裂纹，切削加工后的内应力层和表面粗糙度等。从而提高工件的精度和表面粗糙度。加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大影响。加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加了材料、工具和电力消耗，提高了加工成本。若加工余量过小，则既不能消除上道工序的各种缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时的装夹误差，造成废品。其选取原则是在保证质量的前提下，使余量尽可能小。一般说来，越是精加工，工序余量越小。

适用范围

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1、 各种金属零件加工；

2、 钣金、箱体、金属结构；

3、 钛合金、高温合金、非金属等机械加工；

模具设计制造

模具设计制造

4、 风洞燃烧室设计制造；

5、 非标设备设计制造。

6、 模具设计制造。

7、 结构焊接工程。

5常用器械

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加工需要的机械由数显铣床、数显成型磨床、数显车床、电火花机、磨床、加工中心、激光焊接、中走

常用机械

常用机械(3张)

丝、快走丝、慢走丝、外圆磨床、内圆磨床、精密车床等，可进行精密零件的车、铣、刨、磨等加工， 此类机械擅长精密零件的车、铣、刨、磨等加工，可以加工各种不规则形状零件，加工精度可达2μm。

6发展现状

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随着现代机械加工的快速发展，机械加工技术快速发展，慢慢的涌现出了许多先进的机械加工技术方法，比如微型机械加工技术、快速成形技术、精密超精密加工技术等。

微型机械加工技术

机械产品

机械产品

随着微/纳米科学与技术（Micro/Nano Science and Technology）的发展，以本身形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微机械已成为人们认识和改造微观世界的一种高新科技。微机械由于具有能够在狭小空间内进行作业，而又不扰乱工作环境和对象的特点，在航空航天、精密仪器、生物医疗等领域有着广阔的应用潜力，并成为纳米技术研究的重要手段，因而受到高度重视并被列为21世纪关键技术之首。[1][5]

快速成形机械加工技术

快速成形技术是20世纪发展起来的，可根据CAD模型快速制造出样件或者零件。它是一种材料累加加工制造方法，即通过材料的有序累加而完成三维成形的。快速成形技术集成了CNC技术、材料技术、激光技术以及CAD技术等现代的科技成果，是现代先进机械加工技术的重要组成部分。[1][6]

精密超精密机械加工技术

精密和超精密加工时现代机械加工制造技术的一个重要组成部分，是衡量一个国家高科技制造业水平高低的重要指标之一。20世纪60年代以来，随着计算机及信息技术的发展，对制造技术提出了更高的要求，不仅要求获得极高的尺寸、形位精度，而且要求获得极高的表面质量。正是在这样的市场需求下，超精密加工技术得到了迅速的发展，各种工艺、新方法不断涌现，同时也促进了各种相关产品技术性能的提高。