机加工工艺常见问题汇总
2025年09月24日 更新
工件装夹常见三种方式——用夹具固定、直接找正位置装、划好线再对齐装。工艺系统其实就是机床、工件、夹具、刀具这几样的组合。机械加工工艺过程分四步：粗加工（去皮儿）、半精加工（修形）、精加工（精修）、超精加工（琢磨到*细）。基准分两类：设计基准（画图时标的）和工艺基准（加工...
- 工件装夹常见三种方式——用夹具固定、直接找正位置装、划好线再对齐装。
- 工艺系统其实就是机床、工件、夹具、刀具这几样的组合。
- 机械加工工艺过程分四步：粗加工（去皮儿）、半精加工（修形）、精加工（精修）、超精加工（琢磨到*细）。
- 基准分两类：设计基准（画图时标的）和工艺基准（加工时用的）。工艺基准里又有工序基准、测量基准、装配基准、定位基准——定位基准还能再分原有/附加基准、粗基准/精基准。
- 加工精度看三样：尺寸对不对（尺寸精度）、形状准不准（比如圆不圆，平不平）、位置正不正（比如孔在不在该在的地方）。
- 加工时的原始误差挺多：原理上的误差、定位没对好、调整机床时的误差，还有刀具、夹具本身的误差；机床方面有主轴转得不稳、导轨歪、传动不准；另外工艺系统受力/受热变形、刀具磨了、测量错了、工件有残余应力变形，这些都是原始误差。
- 工艺系统刚度不够会影响精度：比如切削力作用点变了，工件形状就歪；切削力大小波动，加工出来的尺寸也波动；夹紧力太大力或者重力压着，工件会变形；传动力、惯性力也会让加工不准。
- 机床导轨的问题主要是让刀具和工件在敏感方向（比如加工面的垂直方向）错位；主轴回转误差分三种：径向跳（转的时候圆心晃）、轴向跳（前后窜）、倾角摆（轴歪着转）。
- 误差复映就是毛坯上的误差（比如毛坯不圆），加工后会“映”到工件上。想减少的话，多走几刀、把工艺系统弄结实点、减小进给量、提高毛坯本身的精度。
- 机床传动链的误差看末端元件的转角误差Δφ。想减少的话，传动链越短越好（零件少）、传动比越小越好（尤其是首尾）、末端零件要做精确，或者加校正装置。
- 加工误差分系统误差和随机误差。系统误差里，常值的（比如机床本身的误差，一直存在）、变值的（比如刀具越磨越钝，误差慢慢变）；随机误差就是偶尔出现的，比如毛坯误差复映、定位没对好、夹紧力不稳、多次调整的误差、残余应力变形。
- 想提高加工精度，要么预防误差（用先进工艺、减少原始误差、把误差转移到不影响的地方、均化误差），要么补偿误差（在线检测调整、偶件自动配磨、控制关键误差因素）。
- 加工表面的几何形貌看四样：粗糙度（表面有多糙）、波纹度（表面的波浪纹）、纹理方向（切削的纹路方向）、表面缺陷（比如划痕、气孔）。
- 表面层材料的性能变化有三种：冷作硬化（金属被压硬了）、金相组织变了（比如淬火后的组织变化）、残余应力（里面憋着劲儿）。
- 切削加工的表面粗糙度主要看切削后留下的残余面积高度。主要影响因素是刀尖圆弧半径、主副偏角、进给量；次要的比如提高切削速度、用对切削液、增大刀具前角、把刀磨得更光。
- 磨削的表面粗糙度受两方面影响：几何因素（磨削用量、砂轮粒度和修整情况）、物理因素（表面金属的塑性变形，和磨削用量、砂轮有关）。
- 切削加工表面冷作硬化和三个因素有关：切削用量（比如进给量、切削速度）、刀具形状（前角、刃口圆弧）、材料本身的性能（比如硬度）。
- 磨削烧伤分三种：回火烧伤（温度没到相变点，但超过马氏体转变温度，表面变成软的回火组织）、淬火烧伤（温度超相变点，冷却液一浇，表面二次淬火变硬，下层变软）、退火烧伤（温度超相变点没冷却液，表面退火变软）。
- 机械加工振动的解决办法：消除振动源、改善工艺系统的动态性能（比如加刚度）、提高稳定性、用消振减振装置。
- 工艺卡的区别：过程卡用于单件小批（普通加工），工艺卡用于中批，工序卡用于大批大量（要做得很细）。
- 粗基准选的时候要注意：保证位置对、余量分配合理、好装夹、别重复用；精基准要尽量和设计基准重合、用统一基准、互为基准（比如磨内孔和外圆互相找基准）、自为基准（比如磨主轴颈用自己的外圆找基准）、好装夹。
- 工艺顺序的原则：先加工基准面（比如先铣底面再钻顶面孔）、先加工表面后加工孔（比如先铣平面再钻上面的孔）、先做主要表面（比如主轴的外圆）后做次要的（比如键槽）、先粗加工后精加工。
- 加工阶段分粗加工、半精加工、精加工、精密光整。好处是：能消除热变形和残余应力（粗加工后放一段时间再精加工）、早发现毛坯缺陷（比如粗加工时发现铸件有砂眼，赶紧停，不浪费后续工）、合理用设备（粗加工用普通机床，精加工用精密机床）、合理安排人（高技术工人做精密加工）。
- 工序余量受三个因素影响：上工序的尺寸公差、上工序的表面粗糙度和缺陷深度、上工序留下的空间误差（比如形状误差）。
- 工时定额的算法：定额=单件加工时间 + 准备终结时间（比如调机床、装夹具的时间）除以件数。
- 提高生产率的办法：缩短加工的基本时间（比如提高切削速度）、减少辅助时间（比如装夹时间和加工时间重叠）、减少布置工作地的时间（比如工具放得近）、减少准备终结时间（比如标准化夹具）。
- 装配工艺规程要做的事：分析图纸、分装配单元（比如把发动机分成缸体、曲轴、活塞几个单元）、定装配方法；排装配顺序、分工序；算时间定额；定技术要求和检查方法；定输送方式和设备；选或设计装配工具。
- 机器结构的装配工艺性要考虑：能分成独立单元（比如手机能分成屏幕、主板、电池）、减少装配时的修配（比如孔和轴刚好能装上不用锉）、好装也好拆（比如螺丝比铆钉好拆）。
- 装配精度看三样：位置对不对（比如齿轮轴和轴承的位置）、运动准不准（比如机床主轴的回转精度）、配合好不好（比如轴和孔是间隙还是过盈）。
- 找装配尺寸链要注意：简化（不用把所有零件都列进去）、一件一环（每个零件只算一个尺寸）、方向性（不同方向的精度要分开建链，比如轴向和径向）。
- 保证装配精度的方法：互换法（零件直接装，不用修）、选择法（挑合适的零件配对，比如活塞和缸套选尺寸刚好的）、修配法（比如刮削机床导轨面来保证精度）、调整法（比如用垫片调整轴承间隙）。
- 机床夹具是装工件的，作用是让工件在机床和刀具前位置对，加工时不变。组成有定位元件（比如V形块）、刀具导向（比如钻套）、夹紧元件（比如卡盘）、联接件、夹具体（底座）、其他元件。功用是保证质量、提高效率、扩大机床范围（比如用夹具让车床能铣平面）、减轻劳动强度。
- 夹具按使用范围分：通用的（比如三爪卡盘，能装很多零件）、专用的（比如专门装某型号齿轮的夹具）、可调整的（比如能调尺寸装不同零件）、组合的（用标准件拼起来的）。
- 平面定位的元件：固定支承（比如支承钉，消1-3个自由度）、可调支承（消1个）、自位支承（比如球面支承，消1个）、辅助支承（比如顶针，不消自由度，只提高刚度）。
- 圆柱孔定位用的元件：心轴（刚性的消5个自由度，弹性的消4个）、定位销（圆柱销消4个，圆锥销消3个）。
- 外圆定位常用V形块，能消4个自由度（径向两个，轴向两个）。
- 一面两销定位的设计要点：定两销的中心距和公差、圆柱销的直径和公差、菱形销的宽度和直径公差。
- 定位误差分两种：基准位置误差（比如工件的孔大了，心轴小了，位置晃）、基准不重合误差（比如工序基准是孔中心，定位基准是外圆，两个基准没重合）。
- 夹紧装置设计要求：夹紧时不破坏定位、力大小合适（不松不晃不变形）、有自锁（比如螺旋夹紧不会自己松）、操作方便省力、结构简单用标准件，和生产批量匹配（大批用自动夹紧，小批用手动）。
- 夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。方向要垂直定位面（比如压平面用垂直力）、往刚度大的方向（比如压薄板用面压而不是点压）、和切削力/重力一致（比如车外圆时，夹紧力向下和重力一致，省力）。作用点要对着支承面（比如压在支承钉上面）、在刚性好的地方（比如压铸件的筋上）、靠近加工面（比如钻孔时夹紧点靠近孔的位置，防止翻转）。
- 常用的夹紧机构：斜楔（用斜面把力转化为夹紧力，结构简单，自锁好，但费力，用于批量）、螺旋（比如螺丝夹，省力）、偏心（比如偏心轮，快夹）、联动（一次夹多个零件）。
- 钻模的分类：按结构分固定、转式、翻转、盖板、滑柱；按钻套分固定、可换、快换；按钻模板联接方式分固定、铰链、分离、悬挂。
