机械加工基本常识详解

一、基准

零件一般有几个表面，表面之间得符合尺寸和位置要求——像距离精度、同轴度、平行度、垂直度、圆跳动这些都算。要搞清楚表面间的位置关系，得先定基准，基准没明确，表面位置就没法确定。

基准就是零件上用来定其他点线面位置的参考，按作用分设计基准和工艺基准俩大类：

• 设计基准：零件图上定其他点线面位置的基准——比如活塞的设计基准是它的中心线与销孔中心线。
• 工艺基准：加工、装配过程中用的基准，按用途又分：
  • 定位基准：加工时让工件在机床/夹具里位置对的基准——比如三爪卡盘自动定心、止口盘定位套，或者V形架、半圆孔定位这些；
  • 测量基准：检验时测已加工表面尺寸和位置的基准；
  • 装配基准：装配时定零件在部件/产品里位置的基准。

二、工件的安装方式

工件在机床上先定位（让它相对于工具位置对）、再夹紧（保持位置不变），这俩步骤合起来叫“安装”。安装质量直接关系到加工精度、效率和稳不稳定。要保证加工表面和设计基准的位置精度，安装时得让设计基准和机床位置对——比如精车环槽，得让工件设计基准和机床主轴轴心线重合。

常见安装方法有三类：

• 直接找正法：把工件直接装在机床上，用百分表或划针盘目测校正，边校边调。定位准不准、快不快，全看找正工具、方法和工人手艺，费时间、效率低，只适合单件/小批量生产——比如硬靠模仿形体找正这种情况。
• 划线找正法：按毛坯/半成品上的划线，用划针校工件位置。得加划线工序，还有划线和观察误差，多用于批量小、毛坯精度低或大型工件粗加工——比如二冲程产品的销钉孔位置，用分度头划线找正。
• 夹具安装法：靠机床夹具定位，夹具和刀具的位置提前调好，加工一批工件不用一个个找正，又快又省劲，成批/大量生产都用这个——比如活塞加工常这么干。
  • 夹紧：定位后保持位置不变的操作，夹紧装置得满足：别破坏定位、夹得牢、动作快、结构简单。
  • 注意：夹紧力得合适，太大容易让工件变形，太小工件会动。

三、金属切削基本知识

1. 车削运动及表面形成

• 主运动：直接切下切削层、形成新表面的运动——比如工件旋转，速度快、费功率；
• 进给运动：让新切削层不断切入的运动——有的连续（比如车床车刀动），有的间歇（比如牛头刨床工件进给）；
• 工件表面：切削时会形成三个面——已加工表面（切完多余金属的新面）、待加工表面（马上要切的面）、加工表面（切削刃正在车的面）。

2. 切削用量三要素

• 切削深度（ap）：又叫吃刀量，公式是ap=(未加工直径-已加工直径)/2（mm）。粗加工尽量一次切完粗余量，余量太大就分两次——第一次切2/3~3/4的余量；加工有硬皮的铸锻件，得超过硬层。
• 进给量：工件或工具每转一圈/往复一次的位移（mm）。粗加工受切削力限制，半精/精加工受表面粗糙度限制。
• 切削速度：切削刃某点相对待加工表面的主运动瞬时速度（m/min）。切削深度和进给量定好后，尽量选*大速度，高速切削是趋势。

四、表面粗糙度

表面粗糙度是加工表面上小间距、峰谷组成的微观形状，主要由加工方法造成——比如刀具摩擦、切屑变形、工艺系统振动，会影响零件的配合性、耐磨度、疲劳强度。

1. 高度参数

• Ra（轮廓算术平均偏差）：取样长度内，轮廓点与基准线距离绝对值的平均值——*常用；
• Rz（微观不平度十点高度）：5个*大峰高加5个*大谷深的平均值；
• Ry（轮廓*大高度）：取样长度内*高峰到*低谷的距离。

2. 切削液作用及种类

• 作用：冷却（降温、延长刀具寿命）、润滑（减小摩擦、提高表面质量）、清洗（冲切屑、防堵塞）；
• 种类：乳化液（冷却为主，水稀释乳化油，润滑防锈差点）、切削油（润滑为主，矿物油比如机油、煤油）。