机械行业关键知识
3.2 机械行业典型工艺
3.2.1
毛坯制造
1.铸件制造：对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。
2.锻件制造：锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。
3.型材制造：型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。
4.焊接件：焊接件主要用于单件小批生产和大型零件及样机试制。其优点是制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。但其抗振性较差，变形大，需经时效处理后才能进行机械加工。
5.其它毛坯：其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。
3.2.2 机械加工工艺
? 在工艺过程中，以机械加工方法按一定顺序逐步地改变毛坯形状、尺寸、相对
位置和性能等，直至成为合格零件的那部分过程称为机械加工工艺过程。机械加工主要实现以下工艺目的：
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1.外圆加工：在各种机器和仪器、仪表中，轴类、套类和盘类零件的主要表面是外圆面。外圆面加工的主要方法是车削和磨削。通常车削是作为粗加工和半粗加工，磨削主要为精加工。
2.孔加工：机器中带孔的零件也很普遍。一般情况下，加工孔要比加工外圆困难些。因为孔加工刀具的尺寸要受到孔径的限制，而且切削过程中工件的冷却、排屑和测量等都不方便，特别是加工直径小的深孔，刀杆细，刚性差，困难更大。因此，加工同样精度等级的孔比加工外圆需要更多的工序，化费更多的时间。
3．平面加工：箱体、盘形和板形零件的主要表面是平面。平面的技术要求除了表面粗糙度以外，常常还要考虑其形状和位置精度，如不平直度、不垂直度和不平行度等。
? 据机床运动的不同、刀具的不同，可将去除零件毛坯多余材料的切削方法分为
几种主要不同方法。主要有：车削、刨削、磨削、钻削和特种加工等。
1. 车削工艺：车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。
2. 铣削工艺：铣削主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。
3. 刨削工艺：刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为Ra6.3—1.6μm，精刨平面度可达0.02/1000，表面粗糙度为0.8—0.4μm。
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4. 磨削工艺：磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削一定时间后，需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。 磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工。因此，往往作为最终加工工序。按功能不同，磨削还可分为外园磨、内孔磨、平磨等。
5. 钻削工艺：在钻床上，用钻头旋转钻削孔，是孔加工的最常用方法。钻削的加工精度较低，一般只能达到IT10，表面粗糙度一般为12.5—6.3μm在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。扩孔采用扩孔钻，铰孔采用铰刀进行加工。铰削加工精度一般为IT9—IT6，表面粗糙度为Ra1.6—0.4μm。扩孔、铰孔时，钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线，无法提高孔的位置精度。镗孔可以较正孔的位置。
6. 镗削工艺：镗孔可在镗床上或车床上进行。在镗床上镗孔时，镗刀基本与车刀相同，不同之处是工件不动，镗刀在旋转。镗孔加工精度一般为IT9—IT7，表面粗糙度为Ra6.3—0.8m。
7. 钣金有时也作扳金，这个词来源于英文plate metal，一般是将一些金属薄板通过手工或模具冲压使其产生塑性变形，形成所希望的形状和尺寸，并可进一步通过焊接或少量的机械加工形成更复杂的零件，比如家庭中常用的烟囱，铁皮炉，还有汽车外壳都是板金件
钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。
钣金工厂一般来说基本设备包括剪板机（Shear Machine）、数控冲床（CNC Punching Machine）/激光、等离子、水射流切割机(Laser,Plasma, Waterjet Cutting Machine)/复合机（Combination Machine）、折弯机（Bending Machine）以及各种辅助设备如：开卷机、校平机、去毛刺机、点焊机等。
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8. 特种加工方法是指区别于传统切削加工方法，利用化学、物理(电、声、光、热、磁)或电化学方法对工件材料进行加工的一系列加工方法的总称。
这些加工方法包括：化学加工(CHM)、电化学加工(ECM)、电化学机械加工(ECMM)、电火花加工(EDM)、电接触加工(RHM)、超声波加工(USM)、激光束加工(LBM)、离子束加工(IBM)、电子束加工(EBM)、等离子体加工(PAM)、电液加工(EHM)、磨料流加工(AFM)、磨料喷射加工(AJM)、液体喷射加工(HDM)及各类复合加工等。
9.表面处理
? 打磨：有称为抛光。但是也有去毛刺的作用。
? 喷砂：有玻璃砂、钨砂等，呈现不同感觉。类似毛玻璃的粗燥质感，细的砂型同样
可以表现出高档的产品。同时使用遮罩可以形成局部喷砂效果，比如蠕虫状的形状、规则形和其他不规则形。
? 电镀：比较常见，同时有打磨后电镀的处理工艺
? 车纹：是模具成型后再次加工的处理方式，使用车床加工出纹路。成体表现为非常
规则的纹理特征。
? 擦纹：有叫做拉丝。表现相似于车纹，都是表面形成流畅的连续纹路，不同的是，
车纹表现为环状纹路，擦纹表现为直线
? 批花：我们经常看到有些金属铭牌，上面的产品或者公司标示有倾斜或者直体丝状
条纹，此为批花工艺
? 批边：类似抛光、电镀效果，但是加工方式不同，效果不同。加工方式为机械加工，
呈现极亮的光芒效果
? 氧化（上色）：氧化的用途分两方面：增强物理特性；可以达到上色目的。
3.2.3 热处理
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺
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1.退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。
2.正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
3.淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。
3.2.4 机械装配工艺
机械装配过程是指将组成机器的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程。其中，把零件、组件装配成部件的过程称为部装；把零件、组件和部件装配成产品的过程称为总装。
机械装配工作包括：组装、部装、总装、调试、检验、平衡、试车、涂装与包装等工作。机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。装配操作是指装配工步中各个装配动作。
装配的工作内容：
? 清洗：清洗的目的是祛除零件表面或部件中的油污以及机械杂质。清洗的方法有擦
洗、锓洗、喷洗和超声波清洗等。
? 联接：将来两个或两个以上的零件结合在一起的工作称为联接。可拆卸的联接有螺
纹联接、键联接和销联接等；不可拆卸联接有过盈配合联接、焊接、铆接等。 ? 校正、调整和配作：校正就是在装配过程中通过找正、找平及相应的调整工作来确
定相关零件的相互位置关系；调整就是调节相关零件的相互位置，除了在配合校正中所作的对零部件间位置精度的调节之外，还包括对各运动副间隙的调整以保证零部件间的运动精度；配作是指在装配过程中的配钻、配铰、配刮、配磨等一些附加
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