（2025年版）量具生产加工实践指南

（2025年版）量具生产加工实践指南目的本实践指南旨在为初学者提供一套全面、详细且可直接操作的量具生产加工指导，帮助其掌握量具生产加工的基本流程与方法，确保生产出符合质量要求的量具产品。前置条件人员要求专业知识：初学者需具备基础的机械制造、金属材料等相关知识，了解量具的基本类型、用途和精度要求。可通过参加相关培训课程、阅读专业书籍（如《机械制造工艺学》《量具设计与制造》等）来获取这些知识。技能培训：接受过基本的机械加工设备操作培训，如车床、铣床、磨床等的操作，熟悉设备的安全操作规程和基本操作技能。可在专业培训机构或企业内部的培训部门进行系统学习。安全意识：充分认识到量具生产加工过程中的安全风险，严格遵守车间的安全规章制度，佩戴好个人防护用品，如安全帽、防护眼镜、防护手套等。设备与工具准备加工设备：准备好车床、铣床、磨床、钻床等常用的机械加工设备，并确保设备处于良好的运行状态。定期对设备进行维护保养，检查设备的精度和性能，如车床的主轴精度、铣床的工作台平面度等。测量工具：准备好卡尺、千分尺、百分表、量块等常用的测量工具，并确保其精度符合要求。定期对测量工具进行校准和检定，可送至专业的计量机构进行校准。刀具与夹具：根据加工工艺的要求，准备好合适的刀具和夹具。刀具的选择要考虑工件材料、加工精度和加工效率等因素，夹具的设计要保证工件的定位准确和夹紧可靠。原材料准备材料选择：根据量具的使用要求和性能特点，选择合适的原材料。常见的量具材料有碳素工具钢（如T10A、T12A）、合金工具钢（如CrWMn、9CrSi）等。材料的质量要符合相关标准的要求，具有良好的硬度、耐磨性和尺寸稳定性。材料检验：对采购回来的原材料进行检验，检查材料的规格、尺寸、表面质量等是否符合要求。可采用化学分析、金相检验等方法对材料的成分和组织结构进行分析，确保材料的质量。详细步骤工艺设计产品分析：仔细研究量具的设计图纸，明确量具的形状、尺寸、精度要求和表面质量要求等。分析量具的使用功能和工作条件，确定加工工艺的重点和难点。工艺流程制定：根据产品分析的结果，制定合理的工艺流程。工艺流程应包括毛坯制造、机械加工、热处理、表面处理等主要工序，以及各工序之间的先后顺序和加工余量的分配。例如，对于一个简单的游标卡尺，其工艺流程可能为：锻造毛坯→粗车→调质处理→精车→铣削刻度→淬火回火→磨削平面→电镀→装配。工艺文件编制：根据工艺流程，编制详细的工艺文件，如工艺卡片、工序卡片等。工艺文件应包括工序名称、工序内容、加工设备、刀具、夹具、量具、切削参数等信息，为生产加工提供准确的指导。毛坯制造锻造：对于一些形状复杂、力学性能要求较高的量具，如游标卡尺的尺身、千分尺的螺杆等，通常采用锻造的方法制造毛坯。锻造可以改善金属材料的组织结构和力学性能，提高量具的强度和耐磨性。锻造过程中要控制好锻造温度、锻造比等工艺参数，确保毛坯的质量。铸造：对于一些形状复杂、精度要求不高的量具，如量具的底座、外壳等，可采用铸造的方法制造毛坯。铸造可分为砂型铸造、熔模铸造等多种方法。在铸造过程中，要注意控制铸造工艺参数，如浇注温度、浇注速度、铸造压力等，防止出现气孔、砂眼、裂纹等铸造缺陷。型材切割：对于一些形状简单、精度要求不高的量具，如量具的手柄、刻度板等，可直接采用型材切割的方法制造毛坯。型材切割可采用锯床、剪板机等设备进行，切割后的毛坯尺寸要符合工艺要求。机械加工粗加工车削加工：使用车床对毛坯进行粗车，去除大部分加工余量，为后续的精加工提供合适的加工余量和加工精度。粗车时要选择合适的刀具和切削参数，以提高加工效率。例如，对于碳素工具钢的粗车，可选用硬质合金刀具，切削速度为50100m/min，进给量为0.20.5mm/r，背吃刀量为25mm。铣削加工：使用铣床对毛坯进行粗铣，加工出量具的平面、沟槽等表面。粗铣时要注意刀具的选择和切削参数的调整，避免出现振动和切削力过大的问题。钻削加工：使用钻床在毛坯上钻孔，为后续的攻丝、铰孔等加工工序做准备。钻削时要选择合适的钻头和切削参数，防止钻头折断和孔的精度超差。半精加工精车：在粗车的基础上，对工件进行精车，提高工件的尺寸精度和表面质量。精车时要选择精度更高的刀具和更小的切削参数，如切削速度为100200m/min，进给量为0.050.2mm/r，背吃刀量为0.10.5mm。精铣：对工件进行精铣，保证工件的平面度、垂直度等形位公差要求。精铣时要采用顺铣的方式，以提高加工表面的质量。铰孔：使用铰刀对钻孔进行铰削，提高孔的尺寸精度和表面质量。铰削时要选择合适的铰刀和切削液，控制好铰削的速度和进给量。精加工磨削加工：对于一些精度要求较高的量具表面，如量具的测量面、导向面等，需要进行磨削加工。磨削加工可以获得很高的尺寸精度和表面质量，表面粗糙度可达Ra0.10.8μm。磨削时要选择合适的砂轮和磨削参数，控制好磨削温度，防止工件表面烧伤。研磨加工：为了进一步提高量具的精度和表面质量，可对量具的测量面进行研磨加工。研磨加工是一种精密的光整加工方法，可使表面粗糙度达到Ra0.010.1μm。研磨时要使用研磨剂和研磨工具，按照一定的工艺要求进行操作。热处理退火与正火：在量具加工的前期，对毛坯进行退火或正火处理，以改善材料的切削性能和消除内应力。退火是将工件加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。正火是将工件加热到临界温度以上，保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺。淬火与回火：对于一些需要获得高硬度和耐磨性的量具，如游标卡尺的测量爪、千分尺的测微螺杆等，需要进行淬火和回火处理。淬火是将工件加热到临界温度以上，保温一定时间后迅速冷却的热处理工艺，回火是将淬火后的工件加热到低于临界温度的某一温度范围，保温一定时间后冷却的热处理工艺。淬火和回火的工艺参数要根据材料的成分和量具的具体要求进行选择。时效处理：为了消除量具在加工过程中产生的内应力，提高量具的尺寸稳定性，可对量具进行时效处理。时效处理分为自然时效和人工时效两种方法。自然时效是将工件放置在自然环境中一定时间，让内应力自然释放；人工时效是将工件加热到一定温度，保温一定时间后冷却，加速内应力的释放。表面处理电镀：为了提高量具的耐腐蚀性和美观性，可对量具进行电镀处理。常见的电镀工艺有镀铬、镀镍等。电镀时要控制好电镀液的成分、温度、电流密度等工艺参数，确保镀层的质量。发黑处理：发黑处理是将量具表面氧化成一层致密的氧化膜，以提高量具的耐腐蚀性和外观质量。发黑处理的工艺参数要根据材料的成分和工件的要求进行选择。涂装：对于一些大型的量具或需要进行外观美化的量具，可进行涂装处理。涂装时要选择合适的涂料和涂装工艺，确保涂层的附着力和耐腐蚀性。装配与调试零件清洗：在装配前，对所有的零件进行清洗，去除零件表面的油污、铁屑等杂物。清洗可采用溶剂清洗、超声波清洗等方法，清洗后要对零件进行干燥处理。装配工艺：按照设计要求和装配工艺文件的规定，将各个零件装配成完整的量具。装配过程中要注意零件的安装顺序、配合精度和装配力的控制，防止零件损坏和装配误差的积累。例如，在装配游标卡尺时，要确保游标与主尺的配合间隙合适，游标能够灵活移动。调试与校准：装配完成后，对量具进行调试和校准，确保量具的精度和性能符合要求。调试和校准可使用标准量块、仪器等进行，对于不符合要求的量具要进行调整和修复。例如，对于千分尺，要使用标准量块对其测量精度进行校准，误差控制在规定的范围内。常见问题与排错提示尺寸精度超差原因分析：机床精度不足、刀具磨损、切削参数选择不当、测量误差等。排错提示：定期对机床进行维护保养和精度检测，及时更换磨损的刀具，合理选择切削参数，使用高精度的测量工具进行测量，并对测量结果进行多次验证。表面质量问题原因分析：刀具刃口不锋利、切削参数不当、切削液使用不当、机床振动等。排错提示：及时刃磨或更换刀具，调整切削参数，选择合适的切削液，检查机床的稳定性，消除振动源。热处理缺陷原因分析：热处理工艺参数不当、加热速度过快、冷却速度不均匀等。排错提示：严格按照热处理工艺文件的要求进行操作，控制好加热速度和冷却速度，