數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

關(guān)于數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)第1頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定一、數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容

（1）選擇適合在數(shù)控車床上加工的零件。（2）分析被加工零件的圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。（3）確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。（4）加工工序的設(shè)計(jì)。（5）數(shù)控加工程序的調(diào)整。第2頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定二、加工方法的選擇1．外圓表面加工方法的選擇

3．平面加工方法的選擇2．內(nèi)孔表面的加工方法的選擇

外圓表面的加工方案孔的常用加工方案平面加工方案第3頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

4．平面輪廓加工方法的選擇平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸半坐標(biāo)加工。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定平面輪廓銑削第4頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三三、加工階段的劃分第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定1．加工階段階段主要任務(wù)目的粗加工

切除毛坯上大部分多余的金屬

使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，提高生產(chǎn)率半精加工

使主要表面達(dá)到一定的精度，留有一定的精加工余量；并可完成一些次要素表面加工，如擴(kuò)孔、攻螺紋、銑鍵槽等

為主要表面的精加工(如精車、精磨)做好準(zhǔn)備精加工

保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求

全面保證加工質(zhì)量光整加工

對(duì)零件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6級(jí)以上，表面粗糙度為Ra0.2μm以下)的表面，需進(jìn)行光整加工，其

主要目標(biāo)是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。一般不用來提高位置精度第5頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

2．劃分加工階段的意義（1）保證加工質(zhì)量（2）便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷（3）便于安排熱處理工序（4）合理使用設(shè)備第6頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三四、工序的劃分（1）工序集中原則——每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少。（2）工序分散原則——將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定1．工序劃分的原則第7頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定（1）數(shù)控車削工序的劃分方法2．工序劃分方法1）按零件加工表面劃分。將位置精度要求較高的表面安排在一次裝夾下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。a）以大端面和大外徑裝夾b）以內(nèi)孔和小端面裝夾第8頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定2）按粗、精加工劃分。對(duì)毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應(yīng)將粗車和精車分開，劃分成兩道或更多的工序。

例加工如圖所示手柄零件，坯料φ32mm棒料，批量生產(chǎn)，用一臺(tái)數(shù)控車床加工，要求劃分工序并確定裝夾方式。第9頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

工序1：如圖所示，夾外圓柱面，車φ12mm、φ20mm兩圓柱面→圓錐面(粗車掉R42mm圓弧部分余量)→留出總長余量切斷。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第10頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

工序2：如圖所示，用φ12mm外圓柱面和φ20mm端面裝夾，車30°錐面→所有圓弧表面半精車→所有圓弧表面精車成形。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第11頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

（2）數(shù)控銑削加工工序的劃分原則

1）按所用刀具劃分2）按安裝次數(shù)劃分3）按粗、精加工劃分4）按加工部位劃分第12頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

五、加工順序的安排

1．加工工序的安排

（1）先粗后精

第13頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（2）先近后遠(yuǎn)第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定加工順序——先近后遠(yuǎn)第14頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（3）內(nèi)外交叉原則對(duì)既有內(nèi)表面(內(nèi)型腔)又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。（4）基面先行原則應(yīng)優(yōu)先加工用作精基準(zhǔn)的表面。這是因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。

第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第15頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（5）先主后次原則應(yīng)先加工零件的主要工作表面、裝配基面，從而及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進(jìn)行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進(jìn)行。

（6）先面后孔原則箱體、支架類零件的平面輪廓尺寸較大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第16頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三2．退刀路線的確定

（1）斜線退刀方式

斜線退刀方式路線最短，適用于加工外圓表面的偏刀退刀。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第17頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三（2）切槽刀退刀方式

這種退刀方式是刀具先徑向垂直退刀，到達(dá)指定位置時(shí)再軸向退刀。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第18頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三（3）鏜孔刀退刀方式

這種退刀方式與切槽刀的退刀方式恰好相反。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第19頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定3．熱處理工序的安排

（1）預(yù)備熱處理

（2）消除殘余應(yīng)力熱處理

（3）最終熱處理

第20頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定4．輔助工序的安排

輔助工序主要包括：檢驗(yàn)清洗去毛刺去磁倒棱邊涂防銹油平衡第21頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三5．?dāng)?shù)控加工工序與普通工序的銜接

數(shù)控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果銜接不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此，要解決好數(shù)控工序與非數(shù)控工序之間的銜接問題，最好的辦法是建立相互狀態(tài)的要求。第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第22頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定課后小結(jié)一、數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容二、加工方法的選擇三、加工階段的劃分四、工序的劃分五、加工順序的安排

第23頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床上的定位與裝夾一、定位基準(zhǔn)的選擇1．粗基準(zhǔn)的選擇

（1）相互位置要求原則

選取與加工表面相互位置精度要求較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，以保證不加工表面與加工表面的位置要求。套筒粗基準(zhǔn)的選擇第24頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三a）正確b）不正確第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾手輪工件第一次裝夾的粗基準(zhǔn)選擇第25頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（2）加工余量合理分配原則

以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面有足夠的加工余量。臺(tái)階軸的粗基準(zhǔn)選擇第26頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾b）加工導(dǎo)軌面時(shí)以連接面為精基準(zhǔn)床身導(dǎo)軌加工粗基準(zhǔn)的選擇

（3）重要表面原則

為保證重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。a）加工與床腿的連接面時(shí)以導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)第27頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（4）不重復(fù)使用原則

粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)重復(fù)使用。

粗基準(zhǔn)重復(fù)使用的誤差第28頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三（5）便于工件裝夾原則作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光滑。無飛邊無冒口無澆口無其他缺陷以便使工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾第29頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

2．精基準(zhǔn)的選擇（1）基準(zhǔn)重合原則直接選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的關(guān)系

第30頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾a）工件b）直接定位c）間接定位

定位基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)第31頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

一般的套類零件、齒輪坯和帶輪，精加工時(shí)一般利用心軸以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)來加工外圓及其他表面。第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

c）帶輪d）凸肩和端面加工定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合a）套類零件b）齒輪坯第32頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則同一零件的多道工序盡可能選擇同一個(gè)定位基準(zhǔn)。第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾c）磨削內(nèi)孔內(nèi)磨具套筒精基準(zhǔn)的選擇1—軟卡爪2—中心架3—V形夾具a）車削內(nèi)圓磨具套筒b）車內(nèi)孔第33頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（3）自為基準(zhǔn)原則選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。（4）互為基準(zhǔn)原則采取兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。（5）便于裝夾原則所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單適用，操作方便靈活。第34頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

3．輔助基準(zhǔn)的選擇

輔助基準(zhǔn)是為了便于裝夾或易于實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一而人為制成的一種定位基準(zhǔn)。第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾輔助基準(zhǔn)典型實(shí)例第35頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三舉例說明哪些應(yīng)用輔助基準(zhǔn)的零件加工實(shí)例？第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾第36頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

1．平面定位元件

（1）固定支承二、定位元件及其應(yīng)用第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾A型B型C型

1）支承釘。支承釘是基本定位元件，可以用它直接體現(xiàn)定位點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化。第37頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

2）支承板。工件上幅面較大跨度較大的大型精加工平面，常被用來作第一定位基準(zhǔn)，為使工件安裝穩(wěn)固、可靠，夾具上的定位元件多采用支承板來體現(xiàn)定位平面。A型B型第38頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（2）自位支承指根據(jù)工件實(shí)際表面情況，自動(dòng)調(diào)整支承方向和接觸部位的浮動(dòng)支承。第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾第39頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（3）可調(diào)支承

可調(diào)支承是指支承高度可以調(diào)節(jié)的定位支承。可調(diào)支承第40頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（4）輔助支承為提高工件的安裝剛度及穩(wěn)定性，防止工件的切削振動(dòng)及變形，或者為工件的預(yù)定位而設(shè)置的非正式定位支承。a）銑削工件的頂平面b）銑削變速箱殼體的頂面第41頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾2．孔類定位元件

（1）定位銷定位銷分為短銷和長銷。短銷只能限制兩個(gè)移動(dòng)自由度，而長銷限制兩個(gè)移動(dòng)自由度外，還可以限制兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。

（2）定位心軸定位心軸常被應(yīng)用于車、磨、銑床上用來安裝內(nèi)孔尺寸較大套筒類、盤類工件進(jìn)，主要有間隙配合心軸、過盈配合心軸及錐度心軸。

1）間隙配合心軸的應(yīng)用特點(diǎn)是工件安裝迅速方便，但定心精度較差。

2）過盈配合心軸的應(yīng)用特點(diǎn)為定心精度高，但工件裝拆不方便。

3）錐度心軸作為一種標(biāo)準(zhǔn)心軸，在高精度定位中得到廣泛應(yīng)用。第42頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（3）錐銷類錐銷為工件的圓柱孔、圓錐孔提供定位依據(jù)。a）精基準(zhǔn)定位b）粗基準(zhǔn)定位第43頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（4）自動(dòng)定心夾緊心軸在機(jī)床夾具中，應(yīng)用各種類型的自動(dòng)定心夾緊結(jié)構(gòu)。自動(dòng)定心夾緊心軸1—螺母2-錐套3、5—定位元件4—心軸第44頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾3．外圓柱面定位元件

（1）V形架V形架結(jié)構(gòu)簡單，定位穩(wěn)定、可靠、對(duì)中性好。a）圓柱面銑槽b）圓柱面鉆孔c）異形零件定位第45頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（2）定位套長定位套對(duì)工件提供了四點(diǎn)約束，消除了兩個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。定位精度及定位質(zhì)量很低。第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾a）短定位套定位b）長定位套定位第46頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾一面兩孔定位是數(shù)控銑削加工過程中最常用的定位方式之一。1-圓柱銷2-削邊銷3-定位平面

4．常見定位元件的應(yīng)用常見定位元件及其應(yīng)用第47頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾三、工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾

1．對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的基本要求

（1）高適應(yīng)性（2）高精度（3）可以快速裝夾工件（4）具有良好的敞開性（5）本身的機(jī)動(dòng)性要好（6）坐標(biāo)關(guān)系明確、數(shù)據(jù)簡單，便于坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換計(jì)算（7）部分?jǐn)?shù)控機(jī)床夾具應(yīng)為刀具的對(duì)刀提供明確的對(duì)刀點(diǎn)（8）排屑通暢，清除切屑方便第48頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾2．機(jī)床夾具的組成及作用

（1）組成名稱組成與作用實(shí)例定位裝置

由各種標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的定位元件組成，用以解決工件相對(duì)于夾具的定位問題。它是夾具工作的核心部分

圖2-29所示鉆孔夾具的定位平面2和短圓柱銷3等夾緊裝置

由各種夾緊元件組成，用以解決工件在夾具中的夾緊問題

圖2-29所示鉆孔夾具的夾緊螺母4夾具體

夾具體是整個(gè)夾具的基礎(chǔ)，依靠夾具體與機(jī)床相聯(lián)系。夾具上的其他各類結(jié)構(gòu)都靠夾具體連接而成為一個(gè)整體

圖2-29所示鉆孔夾具的夾具體1第49頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三a)鉆孔零件

b)夾具

實(shí)例第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾第50頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾

（2）機(jī)床夾具的作用

1）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

2）保證工件的加工精度、穩(wěn)定整批工件的加工質(zhì)量。

3）改善工人勞動(dòng)條件。

4）降低對(duì)操作工人的技術(shù)等級(jí)要求。

5）可改變和擴(kuò)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的功能。第51頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)零件在數(shù)控機(jī)床的定位與裝夾一、定位基準(zhǔn)的選擇

1.粗基準(zhǔn)的選擇

2.精基準(zhǔn)的選擇

3.輔助基準(zhǔn)的選擇二、定位元件及其應(yīng)用

1.平面定位元件

2.孔類定位元件

3.外圓柱面定位元件

4.常見定位元件的應(yīng)用三、工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾

1.對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具的基本要求

2.機(jī)床夾具的組成及作用課后小結(jié)第52頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)數(shù)控加工用刀具

一、數(shù)控加工對(duì)刀具的要求1．強(qiáng)度高2．精度高3．切削速度和進(jìn)給速度高4．可靠性好5．使用壽命長6．?dāng)嘈技芭判夹阅芎玫?3頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三二、數(shù)控加工刀具的分類數(shù)控加工刀具常見分類方法與種類第三節(jié)數(shù)控加工用刀具第54頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)數(shù)控加工用刀具三、常用數(shù)控加工刀具及其特點(diǎn)

1．常用數(shù)控加工刀具

（1）車削刀具（2）鉆削刀具（3）銑削刀具（4）鏜削刀具（5）特殊型刀具第55頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三2．?dāng)?shù)控加工刀具的特點(diǎn)

（1）刀片及刀柄高度的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。（2）刀片或刀具的壽命及經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。（3）刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化。（4）刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配。（5）刀具應(yīng)具有較高的精度。（6）刀柄的強(qiáng)度要高、剛度及耐磨性要好。（7）刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量有限度。（8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。（9）刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動(dòng)換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。第三節(jié)數(shù)控加工用刀具第56頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三四、刀具涂層技術(shù)

1．化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)的應(yīng)用

主要用于硬質(zhì)合金車削類刀具的表面涂層。第三節(jié)數(shù)控加工用刀具

適合于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工，在硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具上應(yīng)用極廣。第57頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三2．物理氣相沉積(PVD)技術(shù)的應(yīng)用可作為最終處理工藝用于高速鋼類刀具的涂層。普遍用于：硬質(zhì)合金立銑刀、鉆頭、階梯鉆、油孔鉆、鉸刀、絲錐、可轉(zhuǎn)位銑刀片、異形刀具、焊接刀具。常用數(shù)控加工刀具采用的涂層材料及應(yīng)用特點(diǎn)第三節(jié)數(shù)控加工用刀具第58頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)數(shù)控加工用刀具課后小結(jié)一、數(shù)控加工對(duì)刀具的要求二、數(shù)控加工刀具的分類三、常用數(shù)控加工刀具及其特點(diǎn)四、刀具涂層技術(shù)第59頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三一、加工余量的概念

加工余量：指加工過程中，所切去的金屬層厚度。余量有：（1）工序余量：是相鄰兩工序的工序尺寸之差。（2）加工總余量：是毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差，它等于各工序余量之和。即第四節(jié)加工余量與確定方法第60頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)加工余量與確定方法加工余量與工序尺寸及其公差的關(guān)系b）包容面a）被包容面第61頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三對(duì)于包容面：對(duì)于被包容面：

工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余量可按下式計(jì)算：第四節(jié)加工余量與確定方法第62頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

對(duì)于內(nèi)圓和外圓等回轉(zhuǎn)體表面，在數(shù)控機(jī)床加工過程中，加工余量有時(shí)指雙邊余量，即以直徑方向計(jì)算，實(shí)際切削的金屬層厚度為加工余量的一半。第四節(jié)加工余量與確定方法第63頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三加工余量和加工尺寸分布圖第四節(jié)加工余量與確定方法第64頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三二、確定加工余量的方法及基本原則1．確定加工余量的方法

（1）經(jīng)驗(yàn)估算法憑工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估計(jì)加工余量，僅用于單件小批生產(chǎn)。

（2）查表修正法將工廠生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的有關(guān)加工余量的資料制成表格，并匯編成手冊。表2—10～2—13

第四節(jié)加工余量與確定方法第65頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（3）分析計(jì)算法根據(jù)上述的加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對(duì)影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合分析和計(jì)算來確定加工余量的一種方法。第四節(jié)加工余量與確定方法第66頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)加工余量與確定方法2．確定加工余量的基本原則（1）總加工余量(毛坯余量)和工序余量要分別確定。（2）大零件取大余量。（3）余量要充分，防止因余量不足而造成廢品。（4）采用最小加工余量原則。第67頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第四節(jié)加工余量與確定方法課后小結(jié)一、加工余量的概念二、確定加工余量的方法及基本原則1．確定加工余量的方法

（1）經(jīng)驗(yàn)估算法（2）查表修正法（3）分析計(jì)算法

2．確定加工余量的基本原則第68頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定一、基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算

工序尺寸及其公差的計(jì)算步驟：（1）確定毛坯總余量和工序余量。（2）確定工序公差。（3）計(jì)算工序基本尺寸。（4）標(biāo)注工序尺寸公差。

第69頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

例2-1：如圖所示為某法蘭盤零件上的一個(gè)孔，孔徑為，表面粗糙度值Ra為0.8μm，毛坯采用鑄鋼件，需要淬火處理。試確定其各工序尺寸及公差。工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差計(jì)算第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第70頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定

例2-2：某箱體上孔的設(shè)計(jì)尺寸為φ100±0.011(Js6)mm，表面粗糙度值Ra為0.8μm，工藝路線為：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動(dòng)鏜。解：結(jié)果見下表。工序尺寸及其公差的計(jì)算第71頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定二、基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算

1．工藝尺寸鏈

（1）工藝尺寸鏈的概念

1）工藝尺寸鏈的定義。在機(jī)器裝配或零件加工過程中，互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。由單個(gè)零件在加工過程中的各有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。第72頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三a）零件圖b）工藝尺寸鏈定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工藝尺寸鏈第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第73頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工藝尺寸鏈

a）零件圖b）工藝尺寸鏈第74頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定2）工藝尺寸鏈的特征①關(guān)聯(lián)性②封閉性第75頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三3）工藝尺寸鏈的組成①封閉環(huán)②組成環(huán)

組成環(huán)的判別：在工藝尺寸鏈圖上，先給封閉環(huán)任定一方向并畫出箭頭，然后沿此方向環(huán)繞尺寸鏈回路，依次給每一組成環(huán)畫出箭頭，凡箭頭方向和封閉環(huán)相反的則為增環(huán)，相同的則為減環(huán)。第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第76頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定（2）工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式

1）封閉環(huán)的基本尺寸A∑：封閉環(huán)的基本尺寸Ai：所有增環(huán)的基本尺寸之和Aj：所有減環(huán)的基本尺寸之和第77頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三2）封閉環(huán)的極限尺寸A∑max：最大極限尺寸Aimax：所有增環(huán)的最大極限尺寸之和Ajmin：所有減環(huán)的最小極限尺寸之和A∑min：最小極限尺寸Aimin：所有增環(huán)的最小極限尺寸之和Ajmax：所有減環(huán)的最大極限尺寸之和最大極限尺寸：最小極限尺寸：第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第78頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三3）封閉環(huán)的平均尺寸第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定A∑M封閉環(huán)的平均尺寸AiM所有增環(huán)的平均尺寸之和AjM所有減環(huán)的平均尺寸之和第79頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定4）封閉環(huán)的上、下偏差。封閉環(huán)的下偏差EIA∑所有增環(huán)的下偏差EIAi之和所有減環(huán)的上偏差ESAj之和封閉環(huán)的上偏差ESA∑所有增環(huán)的上偏差ESAi之和所有減環(huán)的下偏差EIAj之和上偏差：下偏差：第80頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三5）封閉環(huán)的公差。封閉環(huán)的公差TA∑所有組成環(huán)的公差TAi之和第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第81頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定2．?dāng)?shù)控編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算

第82頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定

（1）計(jì)算Z2'的工序尺寸及其公差

Z2=Z2'－20；即Z2'=42mm0=ESZ2'

-(-0.28)；即ESZ2'=-0.28mm

-0.6=EIZ2'

-0

；即EIZ2'=-0.6mm

因此，得Z2'的工序尺寸及其公差：

Z2'=42mm第83頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三（2）計(jì)算Z3'的工序尺寸及其公差100=Z3'-Z2'=Z3'

-42；即Z3'=142mm0=ESZ3'

-EIZ2'=ESZ3'

-(-0.6)；即ESZ3'=-0.6mm-0.8=EIZ3'

-ESZ2'=EIZ3'

-(-0.28)；即EIZ3'

=-1.08mm因此，得Z3'的工序尺寸及其公差：Z3'=142mm第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第84頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定（3）計(jì)算Z4'的工序尺寸及其公差144=Z4'-20；即Z4'=164mm0=ESZ4'

-(-0.28)；即ESZ4'=-0.28mm-0.54=EIZ4'

-0；即EIZ4'

=-0.54mm

因此，得Z4'的工序尺寸及其公差：

Z4'=164mm第85頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三（4）計(jì)算Z5'的工序尺寸及其公差

20=Z5

'

-Z4

'=Z5

'

-164；即Z5'=184mm0.3=ESZ5

'-EIZ4

'=ESZ5

'-(-0.54)；即ESZ5

'=-0.24mm

-0.3=EIZ5

'

-ESZ4

'=EIZ5

'

-(-0.28)；即EIZ5

'=-0.58mm

因此，得Z5'的工序尺寸及其公差：Z5'=184mm第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第86頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定三、關(guān)于角度尺寸鏈的計(jì)算

角度尺寸鏈?zhǔn)怯扇舾蓚€(gè)彼此不平行尺寸所組成的尺寸鏈。第87頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

角度尺寸鏈的解法，是將與封閉環(huán)不平行的尺寸按封閉環(huán)的方向進(jìn)行投影，使之成為直線尺寸鏈的形式。其基本計(jì)算公式為：第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定式中αi：被投影的某一組成環(huán)與封閉環(huán)的夾角；

imax：某一增環(huán)的最大極限尺寸

imin：某一增環(huán)的最小極限尺寸

imax：某一減環(huán)的最大極限尺寸

imin：某一減環(huán)的最小極限尺寸第88頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

如圖所示的零件，鏜削加工五個(gè)孔，其孔的中心不分布在同一直線上，且中心連線互相不平行。在立式鏜床上連續(xù)鏜削孔1～孔5。A1=20mm，A2=（60士0.25）mm，A3=（80±0.25）mm，A4=20mm，α1=α2=45°士30′，α3=40°士30′，α4=50°士30′。第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第89頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

由尺寸鏈圖知道，A∑為封閉環(huán)，其余都為增環(huán)。則A∑max=20.5×cos44°30′+60.25×cos44°30′+80.25×cos39°30′+20.5×cos49°30′=132.83A∑min=0×cos45°30′+59.75×cos45°30′+79.75×cos40′30′+20×cos50°30′=129.25則孔1～孔5的中心距的變化范圍是129.25～132.83㎜。第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第90頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定課后小結(jié)一、基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算二、基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算

1.工藝尺寸鏈2.數(shù)控編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算三、關(guān)于角度尺寸鏈的計(jì)算第91頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量一、加工精度和表面質(zhì)量的基本概念1．加工精度所謂加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，它們之間的偏離程度則為加工誤差。

（1）尺寸精度

尺寸限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過一定的范圍。

（2）幾何精度

幾何精度包括形狀、方向、位置和跳動(dòng)精度。其中，以形狀精度、位置精度為主。第92頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量2．表面質(zhì)量

（1）表面層的幾何形狀偏差

1）表面粗糙度指零件表面的微觀幾何形狀誤差。2）表面波紋度指零件表面周期性的幾何形狀誤差。第93頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

（2）表面層的物理、力學(xué)性能

1）冷作硬化表面層因加工中塑性變形而引起的表面層硬度提高的現(xiàn)象。

2）殘余應(yīng)力表面層因機(jī)械加工產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形和金相組織的可能變化而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

3）表面層金相組織變化表面層因切削加工時(shí)切削熱而引起的金相組織的變化。第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量第94頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量二、表面質(zhì)量對(duì)零件使用性能的影響

1．對(duì)零件耐磨性的影響

2．對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響

3．對(duì)零件配合性質(zhì)的影響

第95頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量三、影響加工精度的因素及提高精度的主要措施

由機(jī)床、夾具、工件和刀具所組成的一個(gè)完整的系統(tǒng)稱之為工藝系統(tǒng)。1．工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施（1）主軸誤差

機(jī)床主軸是裝夾刀具或工件的位置基準(zhǔn)，它的誤差也將直接影響工件的加工質(zhì)量。主軸的徑向圓跳動(dòng)主軸的軸向竄動(dòng)主軸擺動(dòng)第96頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

（2）導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機(jī)床的重要基準(zhǔn)，它的各項(xiàng)誤差將直接影響被加工零件的精度。機(jī)床導(dǎo)軌誤差對(duì)工件精度的影響車床導(dǎo)軌的幾何誤差對(duì)加工精度的影響

第97頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

2．工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施a）腰鼓形的圓柱度誤差b）帶錐度的圓柱度誤差第98頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

（1）減小接觸面間的表面粗糙度，增大接觸面積，適當(dāng)預(yù)緊，減小接觸變形，提高接觸剛度。（2）合理地布置肋板，提高局部剛度。（3）減少受力變形，提高工件剛度。（4）合理裝夾工件，減少夾緊變形。工藝系統(tǒng)受力變形的改善措施第99頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三

3．工藝系統(tǒng)熱變形產(chǎn)生的誤差及改善措施

（1）機(jī)床的熱變形機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量a）床身、主軸變形b）床身、工作臺(tái)、主軸變形第100頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量1）在機(jī)床大件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取對(duì)稱結(jié)構(gòu)或采用主動(dòng)控制方式均衡關(guān)鍵件的溫度。

2）在結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)上，其布局應(yīng)使關(guān)鍵部件的熱變形方向?qū)庸ぞ扔绊戄^小。

3）對(duì)發(fā)熱量較大的部件，應(yīng)采取足夠的冷卻措施或采取隔離熱源的方法。

4）在工藝措施方面，可讓機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間之后，當(dāng)其達(dá)到或接近熱平衡時(shí)再調(diào)整機(jī)床，對(duì)零件進(jìn)行加工。

5）將精密機(jī)床安裝在恒溫室中使用。工藝系統(tǒng)熱變形的改善措施第101頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

（2）工件的熱變形由于切削熱的作用，工件在加工過程中產(chǎn)生熱變形，因其熱膨脹影響了尺寸精度和形狀精度。改善措施：

1）通過選擇合適的刀具或改變切削參數(shù)的方法來減少切削熱或減少傳入工件的熱量。

2）對(duì)大型或較長的工件，在夾緊狀態(tài)下應(yīng)使其末端能自由伸縮。

第102頁，講稿共114頁，2023年5月2日，星期三4．工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及改善措施第六節(jié)機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

具有內(nèi)應(yīng)力的零件處于一種不穩(wěn)定的相對(duì)平衡狀態(tài)，可以