第1章 機械加工工藝裝備機械制造技術基礎課件

1、本章要點1.1 機床1.2 刀具1.3 夾具適宜某一工件的特定工序的加工，如導軌磨床。普通精度機床普通精度機床 精密機床精密機床 高精度機床高精度機床手動機床手動機床 機動機床機動機床 半自動機床半自動機床 自動機床自動機床儀表機床儀表機床 中型機床中型機床 大型機床大型機床 重型機床重型機床 超重型機床超重型機床 （10-30t） （30-100t） （100t以上）注：1）有“”符號者，為大寫的漢語拼音字母；“（）”表示可選項 2）有“”符號者，為阿拉伯數(shù)字； 3）有“ ”的代號為大寫的漢語拼音字母、阿拉伯數(shù)字或兩者兼而有之。 （）（） （）（ ）/（ ） （- ）分類代號組別代號（P14

2、表1.3）系別代號（P14表1.3）主參數(shù)或設計順序號（P16表1.4）重大改進序號其它特性代號(用“”分開)企業(yè)代號類別代號（P13表1.1）通用特性和結構特性代號（P13表1.2）主軸數(shù)或第二主參數(shù)MG1432A （最大磨削直徑320mm，高精度萬能外圓磨床） M-類別代號（磨床類） G-通用特性（高精度） 1-組別代號（外圓磨床組） 4-系別代號（萬能外圓磨床系） 32-主參數(shù)（最大磨削直徑320mm） A-重大改進序號（第一次重大改進）MB8240（最大回轉直徑400mm半自動曲軸磨床）CA6140 （床身上最大工件回轉直徑400mm臥式普通車床） C-類別代號（車床類） A-結構特性

3、（A類） 6-組別代號（落地及臥式車床組） 1-系別代號（臥車系） 40-主參數(shù)（最大車削直徑400mm）C2150 （最大棒料直徑500mm的六軸棒料自動車床）Z3040Z304016 16 （最大鉆孔直徑最大鉆孔直徑40mm40mm，最大跨距為，最大跨距為1600mm1600mm的搖臂鉆床）的搖臂鉆床）ZH5120 ZH5120 （最大鉆孔直徑最大鉆孔直徑20mm20mm立式鉆削加工中心）立式鉆削加工中心）TH6150 TH6150 （工作臺面寬度工作臺面寬度500mm500mm，基本結構與臥式鏜床相似的加工中心），基本結構與臥式鏜床相似的加工中心）TG4280 TG4280 （工作臺面寬

4、度工作臺面寬度800mm800mm，高精度雙柱坐標鏜床），高精度雙柱坐標鏜床）2M2120 2M2120 （最大珩孔直徑為（最大珩孔直徑為 200mm200mm的深孔珩磨機）的深孔珩磨機）2M5820 2M5820 （工作臺面寬度為（工作臺面寬度為200mm200mm的平面砂帶磨床）的平面砂帶磨床）3M1120 3M1120 （最大工件孔徑為（最大工件孔徑為200mm200mm的擺式軸承內(nèi)圈溝磨床）的擺式軸承內(nèi)圈溝磨床）3MZ319 3MZ319 （最大工件孔徑為（最大工件孔徑為90mm90mm的自動軸承內(nèi)圈溝超精機）的自動軸承內(nèi)圈溝超精機）YM3180 YM3180 （最大工件直徑為（最大工

5、件直徑為800mm800mm的精密滾齒機）的精密滾齒機） Y5132 Y5132 （最大工件直徑為（最大工件直徑為320mm320mm的插齒機）的插齒機）XK5040 XK5040 （工作臺面寬度（工作臺面寬度400mm400mm的數(shù)控立式升降臺銑床）的數(shù)控立式升降臺銑床）X8125X8125 （工作臺面寬度（工作臺面寬度250mm250mm的萬能工具銑床）的萬能工具銑床）B2016 B2016 （最大刨削寬度為（最大刨削寬度為1600mm1600mm的龍門刨床）的龍門刨床）例如：B1-3100 B1-北京第一機床廠 3-第三組（銑床組） 100-序號（第100種專用機床） 3.1機床工藝范圍

6、機床工藝范圍工序種類，加工零件類型、使用刀具、達到加工精度及表面粗糙度，適工序種類，加工零件類型、使用刀具、達到加工精度及表面粗糙度，適用的生產(chǎn)規(guī)模。用的生產(chǎn)規(guī)模。3.2機床技術參數(shù)機床技術參數(shù)尺寸參數(shù)尺寸參數(shù) 機床能夠加工工件的最大幾何尺寸機床能夠加工工件的最大幾何尺寸運動參數(shù)運動參數(shù) 主運動速度范圍、速度數(shù)列、進給速度、空行程速度主運動速度范圍、速度數(shù)列、進給速度、空行程速度動力參數(shù)動力參數(shù) 驅(qū)動機床主運動、進給運動、空行程運動的電動機額定參數(shù)驅(qū)動機床主運動、進給運動、空行程運動的電動機額定參數(shù)3.3機床的精度與剛度機床的精度與剛度幾何精度幾何精度 靜止狀態(tài)下的原始精度，包括制造精度和位置

7、精度靜止狀態(tài)下的原始精度，包括制造精度和位置精度運動精度運動精度 主要部件運動時各項精度，如回轉精度、傳動精度。主要部件運動時各項精度，如回轉精度、傳動精度。機床剛度機床剛度 機床受力作用下抵抗變形的能力。機床受力作用下抵抗變形的能力。4.1 動力源：為機床提供動力（功率）和運動的驅(qū)動部分4.2 傳動系統(tǒng)：包括主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)和其他運動的傳動系統(tǒng)，如變速箱、進給箱等部件4.3 支撐件：用于安裝和支承其它固定的或運動的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等4.4 工作部件與主運動和進給運動的有關執(zhí)行部件，如主軸及主軸箱、工作臺及其溜板、滑枕等安裝工件或刀具的部件；與工件和刀具有關

8、的部件或裝置，如自動上下料裝置、自動換刀裝置、砂輪修整器等；與上述部件或裝置有關的分度、轉位、定位機構和操縱機構等。4.5 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)用于控制各工作部件的正常工作，主要是電氣控制系統(tǒng)，有些機床局部采用液壓或氣動控制系統(tǒng)。數(shù)控機床則是數(shù)控系統(tǒng)。4.6 冷卻系統(tǒng)4.7 潤滑系統(tǒng)4.8 其他裝置如排屑 裝置，自動測量裝置1.1.車車 床床臥式車床的基本結構及運動1主軸箱 2夾盤 3刀架 4后頂尖 5尾座 6床身7光杠 8絲杠 9溜板箱 10底座 11進給箱XZn1.1 車床分類（P14表1.3）1.2 車床組成1.3 車床的運動（主運動、進給運動）1.4 車床的加工范圍（P18圖1.2）2.

9、 2. 銑銑 床床立立式式升升降降臺臺銑銑床床2.1 銑床分類（P14表1.3）圓圓臺臺銑銑床床龍龍門門銑銑床床2.2 銑床組成2.3 銑床的運動（主運動、進給運動）2.4 銑床的加工范圍（P19圖1.4）nXY萬能臥式升降臺銑床1底座 2床身 3懸梁 4主軸 5支架 6工作臺 7回轉盤 8床鞍 9升降臺普通外圓磨床1床身 2床頭箱 3砂輪 4砂輪主軸箱 5尾座 6導軌 7工件 8工作臺fLfRnGnW磨削外圓柱面扳轉工作臺磨削長圓錐面扳轉砂輪架磨削短圓錐面扳轉頭架磨削內(nèi)圓錐面 鉆床和鏜床都是孔加鉆床和鏜床都是孔加工機床。主要用于加工外工機床。主要用于加工外形復雜，沒有對稱回轉軸形復雜，沒有對

10、稱回轉軸線的工件上線的工件上的的孔?？?。底座工作臺主軸箱立柱手柄臺式鉆床外立柱內(nèi)立柱搖臂主軸箱底座搖臂鉆床臺式鉆床4.1 鉆床分類P14表1.3nnff立式鉆床1工作臺 2主軸 3主軸箱 4立柱 5底座搖臂鉆床1底座 2工作臺 3立柱 4搖臂 5主軸箱和進給箱 6主軸 鉆孔 擴孔 鉸孔 攻螺紋 鉆埋頭孔 刮平面 4.2 鉆床加工方法臥式鏜床1床身 2下滑座 3工作臺 4主軸箱 5前立柱 6主軸 7后立柱 8后支撐XZfn5.1 鏜床的主要類型 P14表1.3T68T68型臥式鏜床外觀圖型臥式鏜床外觀圖后立柱工作臺鏜軸平旋盤徑向刀架主軸箱前立柱尾架床身下滑座上滑座床身立柱橫梁工作臺立柱頂梁主軸箱

11、立式雙柱坐標鏜床外觀圖立式雙柱坐標鏜床外觀圖坐標鏜床屬高精度機床，主要用在尺寸精度和位置精度都要求很高的孔及孔系的加工中，如鉆模、鏜模和量具上的精密孔的加工。 坐標鏜床坐標鏜床主軸頭床身工作臺主軸切削速度高，可獲得很高的加工精度和很細的表面粗糙度。主軸端部設有消振器，且結構粗短，剛性高，故主軸運轉平穩(wěn)而精確。 金剛鏜床廣泛地用于汽車、拖拉機制造中，常用于鏜削發(fā)動機氣缸、油泵殼體、連桿、活塞等零件上的精密孔。金剛鏜床5.2 臥式鏜床的主要加工方法臥式鏜床的主要加工方法 6.1 分類分類（P14表1.3）滾齒機范成法加工齒輪仿形法加工齒輪6.3 滾刀安裝角滾刀安裝角（P23表1.10） 滾刀軸線與

12、齒輪坯端面間的夾角 = -滾刀螺旋升角-工件齒輪螺旋角 滾刀螺旋升角與工件齒輪螺旋角方向一致取“”,反之取“+”6.2 滾齒機組成滾齒機組成（P22圖1.9）進給換向臥式臥式車床車床的傳的傳動原動原理圖理圖主換向機構主變速機構主軸進給變速刀架進給主軸箱主 軸主運動帶傳動掛輪箱電動機進給箱光杠絲杠溜板箱刀架進給運動CA6140型臥式車床傳動路線框圖 CA6140型臥式車床傳動系統(tǒng)圖（主軸）右（反轉）左（正轉）電動機2115063582650518020505080205822503041393034345043513856230130MMM主軸正轉有6級高速，18級低速，反轉有12級速度P27圖

13、1.14數(shù)控機床是計算機通過數(shù)字化信息實現(xiàn)對機床自動控制的機電一體化產(chǎn)品。CNC即數(shù)控系統(tǒng)綜合了微電子技術、精密檢測技術、伺服驅(qū)動技術、機械設計與制造技術，是一種先進的機械加工設備。適應性廣加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)率高減輕勞動強度、改善勞動條件實現(xiàn)復雜零件的加工便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理控制介質(zhì)計算機 數(shù)控裝置伺服驅(qū)動系統(tǒng)機床機械部件控制介質(zhì) 穿孔帶、磁帶、磁盤計算機數(shù)控裝置 將控制介質(zhì)上指令編譯、運算、邏輯處理， 輸出信號及指令伺服驅(qū)動系統(tǒng) 伺服電機、各種驅(qū)動元件及執(zhí)行部件。機床機械部件 主運動部件、進給運動部件、支撐部件及其它 輔助裝置。nXYZ立式加工中心1床身 2滑座 3工作臺 4立柱 5數(shù)

14、控柜 6機械手 7刀庫 8主軸箱 9驅(qū)動電柜 10操縱面板具有自動換刀裝置的數(shù)控機床稱為加工中心加工中心能夠自動連續(xù)完成銑、車、鉆、鉸、攻螺紋等多種加工。加工中心適宜加工箱體、支架、蓋板、殼體、模具、凸輪、葉片等復雜零件的多品種小批量加工。加工中心分為臥式、立式、萬能加工中心加工中心分為車削加工中心、鉆削加工中心、復合加工中心加工中心的附件包括：工件自動檢測裝置、尺寸調(diào)整裝置、刀具破損監(jiān)測裝置、自動更換工作臺、自動更換主軸頭、自動更換主軸箱、自動更換刀庫等。q按運動軌跡方式點位控制 移動過程中不加工，獲得準確的加工坐標點位置。直線控制 起點、終點位置正確，控制兩點間位移軌跡為一條直線輪廓控制

15、對兩個或兩個以上坐標方向的運動同時進行連續(xù)控制并 切削加工q按伺服系統(tǒng)類型開環(huán)控制 無檢測反饋裝置，不能校正誤差，由步進電機、配速齒輪和 絲杠絲母副組成，機床精度不高，但結構簡單。閉環(huán)控制 安裝在工作臺上的位移檢測裝置將工作臺的實際位置反饋到 數(shù)控裝置中，與指令要求的位置進行比較，用差值進行控制 ，可以保證高的位移精度。半閉環(huán)控制 位置檢測裝置安裝在傳動絲杠上，絲杠絲母傳動機構及工 作臺不在控制環(huán)內(nèi)，其誤差無法校正，精度不如閉環(huán)控制機床的類別代號割G鋸床D 拉L拉床刨銑絲牙 三磨 二磨 磨 鏜 鉆 車讀音BXSY3M2M M T Z C代號刨插床銑床螺紋加工機床齒輪加工機床磨床鏜床 鉆床 車床

16、 類別 其他機床Q其電通 用 特 性高精度精密自動半自動數(shù)控加工中心仿型輕型加重型簡式或經(jīng)濟型 柔性加工單元數(shù)顯高速代號 GM Z BK HFQCJRXS讀音高 密自 半控換仿 輕重 簡柔顯速通用特性代號注：結構特性代號排在通用特性后，且通用特性代號已用字母及注：結構特性代號排在通用特性后，且通用特性代號已用字母及I、O不可再用不可再用表2-7 常用機床主參數(shù)和第二主參數(shù) 表示機床加工范圍，包括主參數(shù)、第二主參數(shù)和其他參數(shù)。最大模數(shù)最大工件直徑滾齒機工作臺工作面長度工作臺工作面寬度坐標鏜床工作臺工作面長度工作臺工作面寬度矩臺平面磨床最大磨削長度最大磨削直徑外圓磨床主軸直徑臥式鏜床最大跨矩最大鉆

17、孔直徑搖臂鉆床工作臺工作面長度工作臺工作面寬度升降臺銑床最大車削直徑立式車床工件最大長度床身上工件最大回轉直徑普通車床第二主參數(shù)主參數(shù)機床名稱最大刨削長度牛頭刨床q軌跡法刀具切削點按照一定規(guī)律作軌跡運動，工件繞自身軸線作回轉運動，最終獲得回轉曲面。q成型法刀具刀刃的形狀與被加工面的母線形狀一致q相切法刀具刀刃旋轉，刀具中心按照一定的規(guī)律做軌跡運動。需要兩個獨立的運動，如刀具邊旋轉邊進給。q范成法刀具與工件間范成運動，形成共軛線。 q主運動對切削起主要作用的工作運動，速度最高，消耗機床的主要功率。機床主運動只有1個。 主要形式： 工件或刀具作回轉運動，用轉速（r/mim）表示； 工件或刀具作直線

18、運動，用速度（m/s）或行程次數(shù)（dst/min）表示； 復合運動q進給運動使工件不斷投入切削，逐漸加工出完整表面所需的運動。機床的進給運動可以有一個或幾個。 兩種形式：連續(xù)進給和間歇進給。 表示方法：mm/s，mm/r，mm/ dstq合成運動主運動與進給運動稱為合成運動。 待加工表面：工件上即將被切除的表面。 過渡表面：工件上由切削刃正在切除的表面。工件上已經(jīng)切削形成的表面。 -切削用量（切削三要素） 單位：m/s刀具切削刃上選定點相對工件主運動的瞬時速度。主運動為旋轉運動時：式中 n 主運動轉速（r/s）； d 刀具或工件的最大直徑（mm）。主運動為往復運動時：10002rcnlv 式中

19、 nr 主運動每秒鐘往復次數(shù)（str/s）； l 往復運動行程長度（mm）。1000nDvcdvf=nfap=（dw-dm）/2fapdwdm rDfhsin sinfbDapAD=hD bD=apf切削層截面apbDhD = ffdwDmrhDbD = ap 1）高的硬度和耐磨性2）足夠的強度和韌性3）較好的熱硬性4）良好的工藝性5）經(jīng)濟性刀具材料的發(fā)展與切削加工高速化的關系切削速度（m/min）200010005002001005020101800 1850 1900 1950 2000 年代碳素工具鋼合金工具鋼WC系硬質(zhì)合金高速鋼WC-TiC系硬質(zhì)合金涂層硬質(zhì)合金TiC-TiN金屬陶瓷T

20、iAlN涂層硬質(zhì)合金DLC涂層硬質(zhì)合金陶瓷聚晶金剛石（PCD）聚晶立方氮化硼 （PCBN）天然金剛石PCBNPCD氧化物陶瓷氮化物陶瓷硬質(zhì)合金涂層WC硬質(zhì)合金涂層超細粒狀硬金屬涂層高速鋼TiN涂層高速鋼斷裂韌性耐磨性刀具材料的耐磨性與斷裂韌性 工具鋼（包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼）、硬質(zhì)合金、陶瓷、金剛石（天然和人造）和立方氮化硼等。型刀具、齒輪刀具等）。常用高速鋼牌號及其應用范圍類別牌 號主 要 用 途普通高速鋼W18Cr4V廣泛用于制造鉆頭、絞刀、銑刀、拉刀、絲錐、齒輪刀具等W6Mo5Cr4V2用于制造要求熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等W14Cr4VmnRe用于制造要求

21、熱塑性好和受較大沖擊載荷的刀具，如軋制鉆頭等高性能高速鋼高碳95W18 Cr4V用于制造對韌性要求不高，但對耐磨性要求較高的刀具高礬W12Cr4V4 Mo用于制造形狀簡單，對耐磨性要求較高的刀具超硬W6Mo5Cr4V2Al用于制造復雜刀具和難加工材料用的刀具W10Mo4Cr4V3Al耐磨性好，用于制造加工高強度耐熱鋼的刀具W6Mo5Cr4V5SiNbAl用于制造形狀簡單的刀具，如加工鐵基高溫合金的鉆頭W12Cr4V3 Mo3Co5Si耐磨性、耐熱性好，用于制造加工高強度鋼的刀具W2Mo9Cr4VCo8（M42）用作難加工材料的刀具，因其磨削性好可作復雜刀具，價格昂貴各種硬質(zhì)合金的應用范圍牌 號

22、應 用 范 圍YG3X鑄鐵、有色金屬及其合金精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷YG3鑄鐵、有色金屬及其合金精加工、半精加工，不能承受沖擊載荷YG6X普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工、半精加工YG6鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和粗加工YG8鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料粗加工，也可用于斷續(xù)切削YG6A冷硬鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工，亦可用于高錳鋼、淬硬鋼的半精加工和精加工YT30碳素鋼、合金鋼的精加工YT15碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時的粗加工、半精加工，亦可用于斷續(xù)切削時的精加工YT14同YT15YT5碳素鋼、合金鋼的粗加工，也可以用于斷續(xù)切削YW1高溫合金、高錳鋼、不銹鋼等難加

23、工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的半精加工和精加工YW2高溫合金、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料及普通鋼料、鑄鐵、有色金屬及其合金的粗加工和半精加工抗彎強度、韌性、進給量 硬度、耐磨性、切削速度抗彎強度、韌性、進給量 硬度、耐磨性、切削速度抗彎強度、韌性、進給量 硬度、耐磨性、切削速度鎢鈷類鎢鈷鈦類添加稀有金屬碳化物類氧化鋁、氮化硅天然金剛石 自然界最硬的材料，耐磨性極好，刃口鋒利，切削刃鈍圓半徑0.01m，壽命達數(shù)百小時。價格昂貴，用于高速、精密加工，如磁盤。聚晶金剛石 金剛石微粉在高溫高壓下聚合而成，硬度比天然金剛石略低（HK65008000），價格便宜，焊接方便，可磨削性好，已成為金

24、剛石刀具主要材料 。 金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。金剛石刀具不適于加工鋼及鑄鐵。聚晶立方氮化硼（CBN） 單晶立方氮化硼微粉在高溫高壓下聚合而成。 硬度HV 30004500，耐熱1300，化學惰性好。 用于加工淬硬工具鋼、冷硬鑄鐵、耐熱合金及噴焊材料等。用于高精度銑削時可以代替磨削加工。刀具材料種類 合金 高速鋼 硬質(zhì)合金 陶瓷 天然 聚晶金剛石 聚晶立方氮工具鋼 W18Cr4V YG6 Si3N4 金剛石 PCD 化硼 PCBN材料性能 硬度 HRC65 HRC66 HRA90 HRA93 HV10000 HV7500 HV4000抗彎強度 2.4GPa 3.2GPa 1.45GPa 0

25、.8GPa 0.3GPa 2.8GPa 1.5GPa導熱系數(shù) 40-50 20-30 70-100 30-40 146.5 100-120 40-100熱穩(wěn)定性 350 620 1000 1400 800 600-800 1000 化學惰性 低 惰性大 惰性小 惰性小 惰性大 耐磨性 低 低 較高 高 最高 最高 很高 一般精度 Ra0.8 高精度 Ra=0.4-0.2加工質(zhì)量 Ra0.8 IT7-8 Ra=0.1-0.05 IT5-6 IT7-8 IT5-6 可替代磨削加工對象低速加工一般鋼材、鑄鐵一般鋼材、鑄鐵粗、精加工一般鋼材、鑄鐵粗、精加工高硬度鋼材精加工硬質(zhì)合金、銅、鋁有色金屬及其合

26、金、陶瓷等高硬度材料淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金等難加工材料普通刀具材料與超硬刀具材料性能與用途對比基面 Pr（正交平面參考系）基面 Pr ：通過切削刃選定點與主運動方向垂直的平面?；媾c刀具底面平行。切削平面 Ps：通過切削刃選定點與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。正交平面 Po：通過切削刃選定點垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。車刀主剖面坐標系（切削平面 Ps主切削刃主后刀面前刀面角度)ArA 向f車刀的主要角度0000rrsq 用硬質(zhì)合金車刀切削鋼件，o取1020；切削灰鑄鐵，o取515；切削鋁及鋁臺金，o取2535；切削高強度鋼，o取-5 -10。ArA 向f 車刀的主要角度00

27、00rrsq 粗加工和承受沖擊載荷的刀具，為了使刀刃有足夠強度，后角可選小些，一般為46；精加工時切深較小，為保證加工的表面質(zhì)量，后角可選大一些，一般為812。ArA 向f 車刀的主要角度0000rrsArA 向f車刀的主要角度0000rrsq 主偏角應根據(jù)加工對象正確選取，車刀常用的主偏角有45、60、75、90幾種。rrAA 向f車刀的主要角度0000rrsrq 在切深、進給量和主偏角相同的情況下，減小副偏角可使殘留面積減小，表面粗糙度降低。ArA 向f 車刀的主要角度0000rrs切削平面內(nèi)測量，是主切削刃與基面的夾角。當?shù)都馐乔邢魅凶罡唿c時,s定為正值；反之位負。 s影響刀尖強度和切屑

28、流動方向。粗加工時為增強刀尖強度，s常取負值；精加工時為防止切屑劃傷已加工表面，s常取正值或零。3.7 刃傾角s s=0，為正切削或直角切削。 s=0，為斜切削或斜角切削。ArA 向f 車刀的主要角度 0000rrsa）b）c）刃傾角對排屑方向的影響s0，切屑流向待加工表面s0，切屑流向過度加工表面的法線方向ArA 向f 車刀的主要角度 （0000rrs系角度)工作參考系）刀具安裝對工作角度的影響道具安裝高度影響前角及后角（圖1.26），re=r0e=0a）c） 0e0 rer 0e0b） rer車刀安裝高度對工作角度的影響刀具安裝偏斜影響主偏角及副偏角（圖1.27）進給運動對工作角度的影響0

29、000ee式中角是主運動方向與合成切削速度方向間的夾角。稱合成切削速度角。tanWfD0e=0-0e=0+ 0PsPes切斷刀的工作角度fx0在主剖面內(nèi)：oeooeo在進給剖面，有：tanfwfd將其換算到主剖面內(nèi)得到合成切削速度角與螺旋升角的關系：tantansinsinfrrwfDO O外圓車刀工作角度ffoeoedwooforACAO vf B C B f O dwf ffefef ffefe0，1.31）焊接式車刀整體式車刀機夾式車刀麻花鉆（麻花鉆（P49P49圖圖1.331.33） 粗加工、預制孔粗加工、預制孔擴孔鉆（擴孔鉆（P50P50圖圖1.351.35）擴孔擴孔锪鉆（锪鉆（P5

30、0P50圖圖1.361.36）沉頭孔，凸臺沉頭孔，凸臺鉸刀（鉸刀（P51P51圖圖1.371.37， P51P51圖圖1.381.38 ）孔的精加孔的精加 工、半精加工工、半精加工鏜刀（鏜刀（P52P52圖圖1.391.39， P52P52圖圖1.401.40， P52P52圖圖1.411.41）精鏜孔精鏜孔復合孔加工刀具（復合孔加工刀具（P53P53圖圖1.431.43）保證其位置精度保證其位置精度（P53圖1.44， P54圖1.45 ）（P55圖1.46）（P58圖1.51，圖1.52，圖1.53，圖1.37， 圖1.54，圖1.55，圖1.56 ）（P56圖1.47，P57圖1.48，

31、P57圖1.49，P58圖1.50）圖1.47, 1.48圖1.49圖1.50圖1.51-成形法圖1.52-直齒斜齒圓柱齒輪,生產(chǎn)率高1.54-直齒內(nèi)齒多聯(lián)齒輪人字齒齒條圖1.54-未淬硬的直齒斜齒的精加工（P62表1.7）磨料磨料 構成砂輪的主要成分。粒度粒度 磨料顆粒的大小，尺寸大于40m稱磨粒，粒度號為8#-240#； 尺寸小于40m稱微粉，如W20代表磨粒最大尺寸是20 m。結合劑結合劑 將磨粒黏結起來具有一定的形狀和硬度。硬度硬度 砂粒從砂輪上脫落的難易程度。硬度從低到高分為16級。砂輪硬度 高，即砂粒不易脫落，反之砂粒易脫落。組織組織 砂輪的砂粒、結合劑、氣孔稱砂輪三要素,三者的比

32、例關系即組織。磨料占的比例越大，砂輪的組織越緊密，組織號越小。半精磨選用較軟的砂輪，精磨選用較硬的砂輪。磨削接觸面積大時采用較軟的砂輪。材料較硬選用較軟的砂輪。磨削有色金屬采用較軟的砂輪常見砂輪形狀及用途（常見砂輪形狀及用途（P63P63表表1.81.8）砂輪代號砂輪代號PSA400100127 A 60 L 5 B 35形形狀狀尺尺寸寸磨磨料料粒粒度度硬硬度度組組織織號號結結合合劑劑速速度度雙雙面面凹凹砂砂輪輪外徑外徑400mm內(nèi)徑內(nèi)徑127mm厚度厚度100mm棕棕剛剛玉玉60號號中中軟軟35m/s中中等等樹樹脂脂圓柱銑刀加工面銑刀加工加工溝槽的銑刀成形銑刀及鋸片銑刀不同種類的鉸刀保證加工

33、精度（P64圖1.58,1.58套筒鉆夾）提高勞動生產(chǎn)率(不需劃線找正)擴大機床的使用范圍改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全9）按夾具使用范圍劃分4）組合夾具根據(jù)工件的工藝要求，由標準元件組合而成。組裝成各種專用夾具。各元件可拆開、洗凈后存放，待需要時重新組裝。適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。1）通用夾具三爪、四爪卡盤，平口鉗等，常作為機床附件提供給用戶2）專用夾具為某一工件特定工序?qū)ｉT設計的夾具，多用于批量生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應不同零件的加工。5）隨行夾具：在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具等。按使用

34、機床劃分可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、真空夾具、電動夾具等。按夾緊力源劃分氣動虎鉗液壓夾具定位元件及裝置夾緊元件及裝置對刀及導向元件連接元件夾具體其他元件及裝置（防護、防錯、分度）銑軸端槽夾具1 V型塊 2 支撐套 3 手柄 4 定向鍵 5 夾具體 6 對刀塊 裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內(nèi)容。定位 使工件在機床或夾具上占有正確位置夾緊 對工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變直接找正裝夾劃線找正裝夾夾具裝夾 要確定其空間位置，就需要限制其 6 個自由度 將 6 個支承抽象為6個“點”，6個點限制了工件的6 個自由度，這就是六點定位原理。六點定位原理XZY任何一個物

35、體在空間直角坐標系中都有 6 個自由度用 表示XYZXYZ工件以平面3點定位XYZ：“點”的含義 對自由度的限制，與實際接觸點不同 與理論力學、機構學自由度概念差別 位置不定度 夾緊與定位概念分開 工件、夾具是彈性體XYZ：“點”的含義 對自由度的限制，與實際接觸點不同 與理論力學、機構學自由度概念差別 位置不定度 夾緊與定位概念分開 工件、夾具是彈性體工件以平面3點定位4.1 完全定位六個自由度都需要限制的定位方法，稱為完全定位。工件在夾具中具有完全確定的位置當工件在坐標三個方向上都有尺寸精度或位置精度要求時，必須采用完全定位方式4.2 不完全定位沒有完全限制六個自由度而仍然保證有關工序尺寸

36、的定位方法稱為不完全定位。在滿足加工要求的前提下，不完全定位是允許的。不完全定位主要有兩種情況：工件本身相對于某個點、線是完全對稱的，則工件繞此點、線旋轉的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉動，圓柱體繞自身軸線的轉動等。 工件加工要求不需要限制某一個或某幾個自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制 3 個自由度就夠了。ZYXa）ZYXb）ZYXd）工件應限制的自由度ZYXc）B欠定位示例XZYB過定位分析例1（桌子與三角架）a）ZYXYc）YXZYb）ZYXY粗糙面應該采用3點定位，或加輔助支撐；定位面已加工可以4點定位。例2（平面

37、）例3（連桿小頭）XYa）ZYb）ZYXY右短圓柱銷限制y移動,z轉動，而左短圓柱銷限制x和y移動，有過定位，右銷改削邊銷例4（一面兩孔）D1D2d2d1lTl21LTL21lTl21LTL21bmin1min22 LlTTDb一面兩孔定位干涉分析4A0.02 A間隙配合剛性心軸過定位示例例5過定位引起夾緊變形過定位處理分析a）YXZb）XZYXc）XZYX過定位分析例6a）YXZa1）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ過定位示例分析例6（a）b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX過定位示例分析例6 (b)c）XZYXc）XZYXc1）YXXZ過定位示例分析例6 (c)

38、定位元件定位元件固定式定位元件固定式定位元件可調(diào)式定位元件可調(diào)式定位元件輔助式支承元件輔助式支承元件浮動式定位元件浮動式定位元件支承釘支承板定位銷定位心軸V型塊平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承釘、支承板、夾具支承件和夾具體的凸臺及平面等。ZXYZXYZXYZXYZXYZXY工件以平面定位可調(diào)支撐-支撐釘可以調(diào)整P72圖1.71固定支撐-支撐釘和支支撐板P72圖1.69主要支撐主要支撐自位支撐-能夠自動調(diào)整位置的支撐P72圖1.72輔助支撐輔助支撐提高工件裝夾穩(wěn)定性和剛度，不起支撐作用P72圖1.73 P72圖1.74圓柱銷圓柱銷 圓角、倒角、熱處理、襯套圓角、倒角、熱處理、襯

39、套 配合配合 P74圖圖1.75圓柱心軸圓柱心軸 圓柱孔與端面同時定位，間隙配合圓柱孔與端面同時定位，間隙配合 P75圖圖1.76（a） 過盈配合用于精度要求高時過盈配合用于精度要求高時 P75圖圖1.76（b） 花鍵心軸花鍵心軸P75圖圖1.76（c）圓錐銷圓錐銷 圓柱孔與端面同時定位，間隙配合圓柱孔與端面同時定位，間隙配合 P75圖圖1.77（a） 過盈配合用于精度要求高時過盈配合用于精度要求高時 P76圖圖1.78（b） 花鍵心軸花鍵心軸P75圖圖1.76（c）圓錐心軸圓錐心軸錐度心軸彈性變形與圓柱孔配合定位，適于高精度的精加工錐度心軸彈性變形與圓柱孔配合定位，適于高精度的精加工 P76

40、圖圖1.79工件以外圓柱面定位兩種形式：定心定位和支承定位。工件以外圓柱面定心定位的情況與工件以圓孔定位的情況相仿（用套筒和卡盤代替心軸或柱銷）。工件以外圓柱面支承定位的元件常采用V型塊，短V型塊限制2個自由度，長V型塊（或兩個短V型塊組合）限制4個自由度。XYZXYZXYZXYZXYZV型塊設計安裝的基準是檢驗心軸的中心，安裝尺寸設計安裝的基準是檢驗心軸的中心，安裝尺寸T是檢驗是檢驗V型塊的制造、型塊的制造、裝配精度的主要參數(shù)。裝配精度的主要參數(shù)。P77圖圖1.80，1.81，1.82定位套端面是主要定位面，定心精度不高，用于已加工表面。端面是主要定位面，定心精度不高，用于已加工表面。P78

41、圖圖1.83半圓套下半圈為定位元件，上半圈為夾緊元件。適宜大型軸類零件及不便下半圈為定位元件，上半圈為夾緊元件。適宜大型軸類零件及不便于軸向裝夾的零件。于軸向裝夾的零件。P78圖圖1.84圓錐套即反頂尖即反頂尖P79圖圖1.85除平面、圓孔、外圓柱面外，工件有時還可能以其它表面（如圓錐面、漸開線齒面、曲面等）定位。圖2-27為工件以錐孔定位的例子，錐度心軸限制了除繞工件自身軸線轉動外的 5個自由度。工件以錐孔定位XZY工件在兩頂尖上定位X Y Z 、X Y、平面定位7.2 孔定位7.3圓柱面定位力源裝置-產(chǎn)生夾緊力的原始作用力的裝置中間傳動機構-將力源裝置產(chǎn)生的夾緊力傳給夾緊元件的機構。v改變

42、作用力的方向v改變作用力的大小v起自鎖作用夾緊元件-與工件直接接觸起夾緊作用的元件 為了使工件加工時在切削力、慣性力、重力等外力作為了使工件加工時在切削力、慣性力、重力等外力作用下，仍然保持已定的位置，在夾具上還須設有用下，仍然保持已定的位置，在夾具上還須設有夾緊裝夾緊裝置置，對工件產(chǎn)生適當?shù)?，對工件產(chǎn)生適當?shù)膴A緊力夾緊力。 夾緊裝置的設計和選擇是否合理，將直接影響工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。 對夾緊裝置的要求：夾緊動作要準確迅速；操作省力方便；夾緊安全可靠；結構簡單，易于制造。 夾緊力力的大小力的方向力的作用點這三要素是夾緊裝置 設計和選擇的核心問 題。夾緊力的組成：點 力的作用點的位置能保持工

43、件的正確定位而不發(fā)生位移或偏轉；作用點的位置落在支承范圍內(nèi)，使夾緊力均勻分布在接觸面上。如圖圖1.891.89 夾緊力的作用點位于工件剛性較大處，且作用點有足夠的數(shù)目，這樣可使工件的變形量最小，如圖圖1.901.90；也可增加夾緊面積，減小夾緊變形，如圖圖1.911.91 夾緊力的作用點盡量靠近工件被加工表面，這樣可使切削力對該作用點的力矩減小，工件的振動也可以減小，如圖圖1.921.92v 為避免夾緊力過分集中，可設計成特殊形狀的夾緊元件。如圖 (a)是用三爪卡盤將薄壁套筒零件用徑向力夾緊,因剛性不足易引起工件變形。改為圖 (b)用特定的螺母通過軸向力夾緊工件，則工件不易變形。v減小工件夾緊

44、變形的措施P84圖1.91夾緊力的方向方便裝夾和有利于減小夾緊力，即與切削力、重力方向一致。圖1.94 。 方向夾緊力的方向垂直主要定位面，保證主要定位面與定位元件有較大的接觸面積，使工件裝夾穩(wěn)定可靠。如圖1.93夾緊力的方向應使工件夾緊后的變形小。 工件的夾緊力過大，會引起工件變形，達不到加工精度要求，而且使夾緊裝置結構尺寸加大，造成結構不緊湊； 夾緊力過小，會造成夾不牢工件，加工時易破壞定位，同樣也保證不了加工精度要求，甚至會引起安全事故。 實際夾緊力為： FJFJK K F F 式中 K-安全系數(shù)，一般1.53；粗加工取大值，精加工時取小值。 F-在最不利條件下按工件受力平衡所需要的夾緊

45、力； FJ-實際需要的夾緊力 對于重要夾具，往往通過試驗的方法來測定所需的夾緊力。 大小v 下圖夾緊力Q、工件重力G始終指向地面、切削力Fv 從裝夾工件出發(fā)，以圖（a）、（b）最好，因為主要定位元件表面是水平朝上，使工件裝夾穩(wěn)定可靠。圖（c）、（d）、（e）情況較差；圖（f）情況最差，不便裝夾。v 從減小夾緊力出發(fā)，假定圖中G和F大小相同，所需要的Q力以圖（a）最小，圖（b）次之，圖（f）最大。v 當Q、F、G方向相同時，所需夾緊力最小，此時施加夾緊力的目的就是防止工件在加工中的振動。 螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉化而來的，相當于螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉化而來的，相當于把楔塊繞在圓柱體

46、上，轉動螺旋時即可夾緊工件。把楔塊繞在圓柱體上，轉動螺旋時即可夾緊工件。單個螺旋夾緊機構P88圖1.98擺動壓塊夾緊機構P88圖1.99快速螺旋夾緊機構P89圖1.100螺旋壓板夾緊機構P89圖1.101 用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，常見的偏心件用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，常見的偏心件為偏心輪和偏心軸。為偏心輪和偏心軸。圓偏心夾緊機構P90圖1.102 用工件對稱中心或軸線作為設計基準，在實現(xiàn)定心的用工件對稱中心或軸線作為設計基準，在實現(xiàn)定心的同時將工件夾緊。與工件接觸的元件既是定位元件又同時將工件夾緊。與工件接觸的元件既是定位元件又是夾緊元件。是夾緊元件。軸向固定式彈簧夾頭P91

47、圖1.103液性介質(zhì)定心夾緊機構P91圖1.104保證加工的各項技術要求； 提高機械加工的勞動生產(chǎn)率； 結構簡單，有良好的結構工藝性和勞動條件； 應能降低工件的制造成本。研究原始資料，明確設計任務； 考慮和確定夾具的結構方案，繪制結構草圖； 繪制夾具總圖； 確定并標注有關尺寸和夾具技術要求； 繪制夾具零件圖。2.1 鉆模主要類型鉆模主要類型固定式鉆模固定式鉆模； P93圖圖1.105回轉式鉆?；剞D式鉆模 ；P94圖圖1.106移動式鉆模；移動式鉆模；翻轉式鉆模；翻轉式鉆模；蓋板式鉆模；蓋板式鉆模； P94圖圖1.107滑柱式鉆?；姐@模鉆套；鉆套；P96圖圖1.108，109-引導刀具、增加剛度、保證精度固定鉆套可換鉆套快換鉆套特殊鉆套鉆模板鉆模板-安裝鉆套、保證鉆套位置固定式鉆模板P93圖1.105鉸鏈式鉆模板P94圖1.110分離式鉆模板P94圖1.111作用作用-一次裝夾后，可以按照一定角度或一定距離加工一組表面。組成組成-固定部分、可動部分、分度對定機構、鎖緊機構分度盤軸向-結構緊湊，圖1.112徑向-精度高，圖1