机械加工工艺系统
机械加工工艺系统【1】
摘 要：在机械加工中，由机床、刀具、夹具与被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统，这一系统称为机械加工工艺系统。
对应于不同的加工方法有不同的机械加工工艺系统，如车削工艺系统、铣削工艺系统、磨削工艺系统等。
机械制造技术就是以表面成形理论、金属切削理论和工艺系统的基本理论为基础，以各种加工方法、加工装备的特点及应用为主体，以机械加工工艺和装配工艺的设计为重点，以实现机械产品的优质、高郊、低成本为目的的综合应用技术。
主要对机械加工工艺系统的各个组成部分进行简要分析。
关键词：机械加工 机床 刀具 夹具 工艺
1 机床
机床是现代机械制造业中最重要的加工设备，它所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%～60%，机床的技术性能直接影响机械产品的性能、质量和经济性。
因此，机床工业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起着重大推动作用。
这里主要介绍金属切削机床和数控机床。
1.1 金属切削机床
金属切削机床是用刀具切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”，习惯上简称为机床。
机床有很多型号和用途，根据不同的分类方式可以归纳为不同的种类。
按照加工性质、所用刀具和机床的用途可分为：车床、钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床等共12类。
按照机床的通用性程度可分为：
(1)通用机床即万能机床：加工范围广，通用性强适用于单件小批生产;如卧式机床、摇臂钻床、万能外圆磨床等。
(2)专门化机床：工艺范围比通用机床窄，但比专用机床宽。
专门化机床的设计是为了满足加工某一类零件或者工序。
而专门设计和制造，如丝杠铣床、铲齿车床等。
(3)专用机床：工艺范围最窄。
顾名思义，专用机床是为了满足某种特定的零件的特定工序的加工要求而设计的，例如大量生产的汽车零件所用的各种组合机床。
按照重量和尺寸分：仪表机床、中型机床(一般机床)、大型机床(质量大于10t)、重型机床(质量在 30t以上)和超重型机床(质量在100t以上)。
按主要工作部件数目分：可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床。
1.2 数控机床
数控机床是指采用数字形式控制的机床。
数控机床是综合应用了电子技术、计算技术、自动控制、精密测量和机床设计等领域的先进技术成就而发展起来的一种新型自动化机床，具有广泛的通用性和较大的灵活性。
数控机床有很多型号和用途，根据不同的分类方式可以归纳为不同的种类。
按工艺用途来划分，有普通数控机床和数控加工中心机床。
按机床类型来划分，有数控车床、数控铣床、数控钻镗床、数控磨床等。
按运动轨迹来划分，有点位控制数控机床、直线控制数控机床与轮廓(连续)控制数控机床。
按伺服系统控制方式来划分，可分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床和半闭环控制数控机床。
与普通机床相比，数控机床有以下优点：
具有充分的柔性，只需更换零件程序就能加工不同零件;加工精度高，产品质量稳定;生产率高，生产周期较短;可以加工复杂形状的零件;大大减轻工人劳动强度。
数控机床也存在以下问题(缺点)：
成本比普通机床高;需要专门的维护人员;需要熟练的零件编程技术人员。
2 刀具
金属切削刀具的种类很多，其切削部分的形状和几何参数都不尽相同，但它们都可由外圆车刀切削部演变而来。
外圆车刀是最基本、最典型的切削刀具。
在实际的切削加工中，由于刀具安装位置和进给运动的影响，上述标注角度会发生一定的变化。
角度变化的根本原因是切削平面、基面和正交平面位置的改变。
以切削过程中实际的切削平面Ps、基面Pr和主剖面P0为参考平面所确定的刀具角度称为刀具的工作角度，又称实际角度。
现只将刀具安装位置对角度的影响作如下说明：
(1)刀柄中心线与进给方向不垂直时对主、副偏角的影响。
以车刀车外圆为例，若不考虑进给运动，当刀尖安装得高于或低于工件轴线时，将引起工作前角和工作后角的变化。
(2)切削刃安装高于或低于工件中心时，对前角、后角的影响。
当车刀刀杆的纵向轴线与进给方向不垂直时，将会引起工作主偏角和工作副偏角的变化。
3 夹具
3.1 概述
机床夹具是机床上用以装夹工件(和引导刀具)的一种装置。
其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
机床夹具根据不同的分类方式可以分为不同的类型。
根据其使用范围，分为通用夹具、专用夹具、组合夹具、通用可调夹具和成组夹具等类型。
根据其所使用的机床和产生加紧力的动力源可分为铣床夹具、钻床夹具(钻模)、镗床夹具(镗模)、磨床夹具和齿轮机床夹具等。
根据产生加紧力的动力源可将夹具分为手动控制方式的夹具、气动控制方式的夹具、液压控制方式的夹具、电动控制方式的夹具等。
在机械加工工艺系统中，机床夹具是重要组成部分。
为保证工件某工序的加工要求，必须使工件在机床上相对刀具的切削或成形运动处于准确的相对位置。
当用夹具装夹加工一批工件时，是通过夹具来实现这一要求的。
而要实现这一要求，又必须符合以下三个与位置相关的条件：
(1)工件和夹具的位置：确定的一批工件必须放在夹具中确定的位置。
(2)夹具和机床的位置：确定的夹具必须装夹在机床上确定的位置。
(3)刀具和夹具的位置：刀具相对夹具的位置必须准确。
从这三个位置的确定，我们不难发现这里涉及了三层关系：夹具对机床、工件对夹具、刀具对夹具。
三层关系环环相扣，只有每一层关系都唯一准确的确定了，才能保证这个加工工艺得以完善完美。
刀具、工件、夹具、机床是一组整体，它们有着相对确定的位置关系，只有位置确定了，才能加工出满足实际尺寸要求的工件。
同时，在加工时还必须注意，当工件定位以后，还需要用特定的装置产生夹紧力以便加固工件。
因为在加工工件的时候，有可能会受到惯性力、切削力等的作用，会使得工件的位置发生移动，破坏了原来已经精准定位的位置，同样会导致加工的失败。
机械加工工艺【2】
摘要：机械加工工艺在机械加工占有极其重要的地位，由于其复杂性决定了从事机加工人员必须达到一定水平。
本文通过一下的讨论来说明了一些机械工艺设计和工艺艺术设计的步骤和方法，并向大家展示一个机械加工的工艺流程的全过程，充分体现机械加工的便捷，同时彰显工艺艺术的价值性。
关键词：机械加工 工艺规程 设计方法 发展