制造與修理工藝匯總課件

車輛制造與修理工藝2013.08本節(jié)要求：1）掌握工藝工程的基本概念；2）掌握工藝工程的基本組成；3）掌握工件在機(jī)床上的裝夾定位方法。4）掌握工件加工尺寸獲得的方法5）掌握生產(chǎn)類型與工藝過(guò)程的關(guān)系本節(jié)課程提示§1

基本概念

緒論課程的目的：使設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)，使設(shè)計(jì)成為產(chǎn)品，使產(chǎn)品持續(xù)運(yùn)用。本專業(yè)研究的主要產(chǎn)品對(duì)象是軌道交通設(shè)備，即機(jī)車、車輛、動(dòng)車組和路機(jī)（筑路、修路、架橋和隧道等工程機(jī)械）。課程的任務(wù)：使上述過(guò)程變得優(yōu)質(zhì)、高效、低成本和可持續(xù)發(fā)展。課程的要求：掌握基本概念、學(xué)會(huì)解決工藝一般問(wèn)題的方法、了解當(dāng)前工藝發(fā)展動(dòng)向。機(jī)械設(shè)計(jì)師所具備的特征知識(shí)力學(xué)分析和計(jì)算：理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、有限元分析、流體力學(xué)等。電學(xué)知識(shí)：電工學(xué)、電測(cè)量、電控制等。機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)：機(jī)械原理、機(jī)械零件、工程材料、液壓技術(shù)等。工藝知識(shí)：機(jī)械制造基礎(chǔ)、公差、機(jī)械工藝學(xué)。其他知識(shí)：電工知識(shí)、制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)等。市場(chǎng)和產(chǎn)品產(chǎn)品形成過(guò)程：市場(chǎng)需求任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)的提出，具體設(shè)計(jì)、制造最后投入市場(chǎng)使用。

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程：設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)改進(jìn)設(shè)計(jì)反復(fù)進(jìn)行直至完善定型。從試制返回到設(shè)計(jì)，其改進(jìn)往往是因工藝要求而進(jìn)行。產(chǎn)品制造過(guò)程：毛坯——零件——加工——裝配——試驗(yàn)調(diào)整——包裝入庫(kù)這一系列的生產(chǎn)活動(dòng)。交通設(shè)備造修工藝基礎(chǔ)，就是研究交通設(shè)備制造和修理的一門科學(xué)。

工藝工藝就是產(chǎn)品工業(yè)化制造方法和過(guò)程的總稱。追求工藝過(guò)程的合理性，就是要做到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本和可持續(xù)發(fā)展。

一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師必須是一個(gè)優(yōu)秀的工藝師。（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程的概念與作用機(jī)械加工工藝過(guò)程是指一個(gè)零件從毛坯經(jīng)機(jī)械加工，熱處理到成品入庫(kù)的全過(guò)程。將該過(guò)程用文件的形式規(guī)定下來(lái)就是工藝規(guī)程。機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^(guò)程。它包括：毛坯制造、零件機(jī)械加工和熱處理、機(jī)器裝配、成品油漆、質(zhì)量檢驗(yàn)等主要生產(chǎn)過(guò)程以及工具、量具、夾具制造，材料與半成品的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、設(shè)備維修、動(dòng)力供應(yīng)等輔助生產(chǎn)過(guò)程。工藝過(guò)程是指生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)改變材料性質(zhì)、零件形狀、尺寸、相對(duì)位置關(guān)系以及機(jī)器外觀變化有直接關(guān)系的那部分生產(chǎn)過(guò)程，統(tǒng)稱為機(jī)械制造工藝過(guò)程或簡(jiǎn)稱工藝過(guò)程。將毛坯用金屬切削機(jī)床加工，成為機(jī)械零件的全過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。產(chǎn)品或零部件在生產(chǎn)過(guò)程中，由毛坯準(zhǔn)備到成品包裝入庫(kù)，經(jīng)過(guò)企業(yè)各有關(guān)部門或工序的先后順序，稱為工藝路線或工藝流程。（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程的概念與作用指導(dǎo)工人操作以及用于生產(chǎn)、工藝管理的各種技術(shù)文件稱工藝文件。零部件或產(chǎn)品的加工工藝過(guò)程可以是多種方式，把最合理的工藝過(guò)程有關(guān)內(nèi)容編寫(xiě)成工藝文件，用以指導(dǎo)生產(chǎn)，這套工藝文件稱為工藝規(guī)程。它是生產(chǎn)中各有關(guān)部門和生產(chǎn)人員必須貫徹執(zhí)行的紀(jì)律性文件。編制各種工藝文件和設(shè)計(jì)工藝裝備等過(guò)程稱工藝設(shè)計(jì)。（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程的概念與作用產(chǎn)品投產(chǎn)前要進(jìn)行對(duì)產(chǎn)品圖紙的審查和工藝性分析；擬定工藝方案；編制各種工藝文件；設(shè)計(jì)制造和調(diào)整工藝設(shè)備；設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)組織形式等，這些工作總稱為工藝準(zhǔn)備。為了達(dá)到預(yù)期的技術(shù)指標(biāo)，工藝過(guò)程中所需選用或控制的有關(guān)量稱工藝參數(shù)。產(chǎn)品制造過(guò)程中所用的各種工具，包括刀具、夾具、模具、量具、檢具、輔具、鉗工工具和工位器具等稱工藝裝備。（1）機(jī)械加工工藝過(guò)程的概念與作用§2本專業(yè)研究的對(duì)象1）機(jī)車；2）車輛；3）動(dòng)車組；4）路機(jī)?！?機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成和幾個(gè)相關(guān)問(wèn)題階梯短軸圖1-1階梯短軸工序號(hào)工序名稱工作地點(diǎn)(機(jī)床設(shè)備)1鉆頂針孔鉆頂針孔機(jī)床2車大端外圓及倒角普通車床3車小端外圓及倒角普通車床4銑鍵槽立式銑床5去毛刺鉗工臺(tái)工序號(hào)工序名稱工作地點(diǎn)(機(jī)床設(shè)備)1鉆頂針孔鉆頂針孔機(jī)床2車大端外圓并倒角，掉頭

安裝，車小端外圓并倒角普通車床3銑鍵槽立式銑床4去毛刺鉗工臺(tái)編寫(xiě)工藝規(guī)程要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：1、工藝文件的條文怎樣劃分？2、零件加工時(shí)，其尺寸是如何得到的？3、什么是基準(zhǔn)面？什么是加工面？4、為得到相應(yīng)尺寸，工件在機(jī)床上應(yīng)該如何安裝？5、生產(chǎn)類型與工藝過(guò)程有什么關(guān)系？工序工序：是指一個(gè)(或一組)工人，在一臺(tái)機(jī)床上(或一個(gè)工作地點(diǎn))，對(duì)一個(gè)(或一組)工件，連續(xù)進(jìn)行的全部工作。其中，工人、地點(diǎn)、工件、連續(xù)作業(yè)四個(gè)要素中，任意變更一個(gè)時(shí)，就算另一道工序。工步：是指當(dāng)加工表面，刀具切削用量中的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量均保持不變時(shí)，所完成的那一部分工作。走刀：當(dāng)加工表面，刀具，切削用量中的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給均保持不變時(shí)，切去一層金屬所完成的那部分工作。安裝與工位安裝：本意是指定位和夾緊的行為。這里是指工件在一次安裝后所完成的那一部分工藝過(guò)程。工位：特指工件安裝在轉(zhuǎn)位夾具上，工件一次安裝后，隨夾具回轉(zhuǎn)，要停在若干位置上接受加工，這每一加工位置所完成的那部分工藝過(guò)程，就稱為一個(gè)工位。（3）工件加工尺寸獲得的方法通過(guò)試切—測(cè)量—調(diào)整—再試切，反復(fù)進(jìn)行到被中工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法稱為試切法。

先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變，以保證工件被加工尺寸的方法稱為調(diào)整法。

用刀具的相應(yīng)尺寸來(lái)保證工件被加工部位尺寸的方法稱為定尺寸刀具法。

在加工過(guò)程中，邊加工邊測(cè)量加工尺寸，并將所測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求的尺寸比較后，或使機(jī)床繼續(xù)工作，或使機(jī)床停止工作，這就稱為主動(dòng)測(cè)量法。自動(dòng)控制法是把測(cè)量、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工系統(tǒng)，加工過(guò)程依靠系統(tǒng)自動(dòng)完成的。

（4）工件在機(jī)床上的裝夾定位方法

用專用夾具裝夾。找正裝夾。找正是用工具(和儀表)根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)，找出工件在加工(或裝配)時(shí)的正確位置的過(guò)程。用找正方法裝夾工件稱為找正裝夾。

1)劃線找正裝夾

此法是用劃針根據(jù)毛坯或半成品上所劃的線為基準(zhǔn)找正它在機(jī)床上正確位置的一種裝夾方法。

2)直接找正裝夾

此法是用劃針和百分表或目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。

（5）生產(chǎn)類型與工藝過(guò)程的關(guān)系生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。生產(chǎn)類型是指企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。

單件生產(chǎn)。大量生產(chǎn)。成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可分為小批、中批和大批生產(chǎn)三種。

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)要計(jì)入備品和廢品的數(shù)量，可按下式計(jì)算：

式中N——零件的年產(chǎn)量，單位為件/年；

Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量，單位為臺(tái)/年；

n——每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量，單位為件/臺(tái)；

——備品的百分率；

——廢品的百分率。

生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)(臺(tái)/年或件/年)工作地每月?lián)?fù)生產(chǎn)類型小型機(jī)械或

輕型零件中型機(jī)械或

中型零件重型機(jī)械或

重型零件的工序數(shù)

(工序數(shù)/月)單件生產(chǎn)≤100≤10≤5不作規(guī)定小批生產(chǎn)＞100～500＞10～150＞5～100＞20～40中批生產(chǎn)＞500～5000＞150～500＞100～300＞10～20大批生產(chǎn)＞5000～50000＞500～5000＞300～1000＞1～10大量生產(chǎn)＞50000＞5000＞10001

注：小型機(jī)械、中型機(jī)械和重型機(jī)械可分別以縫紉機(jī)、機(jī)床(或柴油機(jī))和軋鋼機(jī)為代表。

生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)等的關(guān)系工藝特征工藝特征生產(chǎn)類型單件小批中批大批大量零件的互換性用修配法，鉗工修配，缺乏互換性大部分具有互換性。裝配精度要求高時(shí)，靈活應(yīng)用分組裝配法和調(diào)整法，同時(shí)還保留某些修配法具有廣泛的互換性。少數(shù)裝配精度較高處，采用分組裝配法和調(diào)整法毛坯的制造方法與加工余量木模手工造型或自由鍛造。毛坯精度低，加工余量大部分采用金屬模鑄造或模鍛。毛坯精度和加工余量中等廣泛采用金屬模機(jī)器造型、模鍛或其它高效方法。毛坯精度高，加工余量小工藝特征生產(chǎn)類型單件小批中批大批大量機(jī)床設(shè)備及其

布置形式通用機(jī)床。按機(jī)床類別采用機(jī)群式布置部分通用機(jī)床和高效機(jī)床。按工件類別分工段排列設(shè)備廣泛采用高效專用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床。按流水線和自動(dòng)線排列設(shè)備工藝裝備大多采用通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件、通用刀具和萬(wàn)能量具。靠劃線和試切法達(dá)到精度要求廣泛采用夾具，部分靠找正裝夾，達(dá)到精度要求。較多采用專用刀具和量具廣泛采用專用高效夾具、復(fù)合刀具、專用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置?？空{(diào)整法達(dá)到精度要求工藝特征生產(chǎn)類型單件小批中批大批大量對(duì)工人技術(shù)

要求需技術(shù)水平較高的工人需一定技術(shù)水平的工人對(duì)調(diào)整工的技術(shù)水平要求高，對(duì)操作工的技術(shù)水平要求較低工藝文件有工藝過(guò)程卡，關(guān)鍵工序要工序卡有工藝過(guò)程卡，關(guān)鍵零件要工序卡有工藝過(guò)程卡和工序卡，關(guān)鍵工序要調(diào)整卡和檢驗(yàn)卡成本較高中等較低§4機(jī)械加工工藝過(guò)程的擬訂擬訂機(jī)械加工工藝過(guò)程時(shí)

要解決的幾個(gè)主要問(wèn)題：1、主要搜集那些原始資料？2、如何審零件圖？3、如何選加工方法和相應(yīng)設(shè)備？4、如何確定零件毛坯？5、基準(zhǔn)如何選擇？6、加工工藝過(guò)程階段如何劃分？7、各工序內(nèi)容包含多少合適？8、工藝過(guò)程中各工序順序如何安排？4.1制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料與步驟

本節(jié)課程提示本節(jié)要點(diǎn)：1）相關(guān)資料內(nèi)容、作用；2）規(guī)程制訂步驟；本節(jié)要求：1）掌握所需搜集資料名目；2）掌握規(guī)程制訂步驟的順序；3）了解示例內(nèi)容。（1）制定工藝規(guī)程的原始資料1）產(chǎn)品圖、零件圖和技術(shù)要求。2）生產(chǎn)綱領(lǐng)。3）生產(chǎn)條件和生產(chǎn)設(shè)備的有關(guān)資料。4）其他有關(guān)資料。圖1-16RD2型滾動(dòng)軸承車軸

1.夾具圖冊(cè)

2.切削刀具圖冊(cè)(1)生產(chǎn)的性質(zhì)；(2)機(jī)床的型式；(3)加工的方法；(4)被加工零件的尺寸和外形；(5)加工的質(zhì)量指標(biāo)；(6)加工的精度要求；(7)工件的材質(zhì)；(8)切削刀具的材料等。

3.量具圖冊(cè)：(1)所要求的測(cè)量精度；(2)生產(chǎn)的性質(zhì)；(3)被測(cè)量表面的尺寸；(4)被測(cè)量表面的質(zhì)量等。

4.切削用量手冊(cè)及有關(guān)定額資料。（2）制訂工藝規(guī)程的步驟l）分析加工零件的圖紙及結(jié)構(gòu)工藝性2）選擇毛坯。3）擬定工藝路線（工藝過(guò)程）RD2型車軸主要工藝過(guò)程(大批量)滾動(dòng)抽承車軸毛坯在專用雙頭銑床上粗銑兩端面；以毛坯外圓定位，在雙頭打孔機(jī)床上粗鉆兩端中心孔；以中心孔定位，在車軸仿形車床上粗車外圓；以中心孔定位，在車軸仿形車床上半精車軸頸、防塵擋圈座、輪座和軸身；以輪座面定位，在六工位雙頭組合機(jī)床上精鉆、精鉸兩端中心孔，精銑兩端面，鉆孔、擴(kuò)孔、攻3個(gè)M22絲孔；以中心孔定位，精車軸頸、防塵擋圈座、輪座及軸肩圓弧角；在軸端打制造標(biāo)記；以中心孔定位，在外圓磨床上磨輪座面；以中心孔定位，在專用磨床上磨軸頸、軸肩圓角、防塵擋圈座或是在滾壓車床上對(duì)上述各部分進(jìn)行滾壓加工；進(jìn)行磁力探傷；在車軸自動(dòng)檢測(cè)機(jī)上對(duì)軸頸、防塵擋圈座、輪座直徑進(jìn)行側(cè)量，合格后，車軸與車輪壓裝成輪對(duì)。4）工序設(shè)計(jì)進(jìn)行機(jī)床和工藝裝備的選擇；確定加工余量；計(jì)算工序尺寸及其公差；確定切削用量及計(jì)算工時(shí)定額等。5）編制工藝文件制定工藝規(guī)程所需考慮的問(wèn)題很多，涉及面也很廣，下面只討論制訂工藝規(guī)程時(shí)的主要問(wèn)題。4.2零件圖分析

零件的表面按其工作性質(zhì)可分為兩類：

(1)主要表面或工作表面；

(2)自由表面。

進(jìn)行工藝審查，其中包括技術(shù)要求的合理性及零件結(jié)構(gòu)的工藝性。1.檢查零件圖紙的正確性和完整性1).有足夠數(shù)量的投影圖和剖面圖；

2).有全部必要的標(biāo)注和正確的尺寸；

3).加工表面的粗糙度、尺寸公差和配合；4).零件材料的牌號(hào)、硬度和熱處理方面的資料；

5).每一零件的重量；

6).每臺(tái)產(chǎn)品所需該種零件的數(shù)量；

7).必要的技術(shù)條件，如幾何形狀誤差、相互位置精度等等。

2.分析零件圖的技術(shù)條件

(1)加工表面的尺寸精度；

(2)加工表面的幾何形狀精度；

(3)各加工表面之間的相互位置精度；

(4)表面層的物理機(jī)械性能和表面粗糙度；

(5)熱處理及其它方面的要求等。

3.審查零件的選用材料

(1)材料的來(lái)源及其經(jīng)濟(jì)性；(2)對(duì)材料提出的熱處理要求，應(yīng)符合該廠熱處理車間的具體條件；(3)加工方法、切削刀具和切削用量的選擇等。

4.分析研究零件的結(jié)構(gòu)工藝性零件的結(jié)構(gòu)工藝性是和生產(chǎn)規(guī)模及生產(chǎn)條件密切相關(guān)的。

左邊的適應(yīng)單件小批量生產(chǎn)；右邊適應(yīng)大批量生產(chǎn)。圖1-17箱體零件上同心孔的布置

機(jī)械加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)的要求

(1)加工方便

1)刀具容易接近工件；

2)減少和統(tǒng)一零件的尺寸種類，并選用標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和公差；

3)簡(jiǎn)化加工表面的形狀和減少加工表面的面積。(2)提高零件的剛度

零件的剛度在機(jī)械加工時(shí)具有十分重要的意義；剛度高的零件不僅容易保證加工精度和正確的幾何形狀，而且能夠承受較大的切削力，因此可以采用較大的切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。(3)保證刀具正常工作

1)某些零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)有退刀槽；

2)力求避免鉆頭軸線與孔的入口或出口面傾斜而形成單刃切削，導(dǎo)致鉆頭引偏；

3)避免深孔加工等。此外，還要考慮到加工各個(gè)表面時(shí)所需要的刀具、量具和夾具的供應(yīng)情況。零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性

主要要求結(jié)構(gòu)工藝性工藝性好的

不好好結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)1.加工面積應(yīng)盡量小1.減少加工量

2.減少材料及切削工具的消耗量2.鉆孔的入端和出端應(yīng)避免斜面1.避免刀具損壞

2.提高鉆孔精度

3.提高生產(chǎn)率3.避免斜孔1.簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)

2.幾個(gè)平行的孔便于同時(shí)加工

3.減少孔的加工量零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性

主要要求結(jié)構(gòu)工藝性工藝性好的

不好好結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)4.孔的位置不能距壁太近1.可采用標(biāo)準(zhǔn)刀具和輔具

2.提高加工精度5.封閉平面有與刀具尺寸及形狀相應(yīng)的過(guò)渡面

1.減少加工量

2.采用高生產(chǎn)率的加工方法及標(biāo)準(zhǔn)刀具零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性

主要要求結(jié)構(gòu)工藝性工藝性好的

不好好結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)6.槽與溝的表面不應(yīng)與其它加工面重合

1.減少加工量

2.改善刀具工作條件

3.在已調(diào)整好的機(jī)床上有加工的可能性4.3加工方法和設(shè)備的選擇4.3.1零件表面的形狀、形成方法及所需成形運(yùn)動(dòng)。零件表面，多半都采用那些可以在機(jī)床上制造時(shí)既經(jīng)濟(jì)而又能獲得所需精度的表面。從幾何的角度來(lái)看，零件上的每個(gè)表面都可以看作是一條線(母線)沿著另一條線(導(dǎo)線)運(yùn)動(dòng)的軌跡。

形成生線的方法可歸納為四種：軌跡法、成型法、相切法、范成法。4.3.2選擇加工方法時(shí)考慮的因素

1.工件材料的性質(zhì)。

2.工件的形狀和尺寸。

3.生產(chǎn)類型及考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。

4.具體生產(chǎn)條件。

5.特殊用法。

確定工序計(jì)劃時(shí)，必須指出加工工序在什么樣的機(jī)床上加工，同時(shí)指出機(jī)床的用途、類型、牌號(hào)及其主要尺寸。

要確定切削用量，就需要知道有關(guān)機(jī)床的全部資料。這些資料或取自機(jī)床說(shuō)明書(shū)，或取自機(jī)床制造工廠的產(chǎn)品目錄。

選擇某一主要工序加工用的機(jī)床時(shí)，應(yīng)參考以下原則：1.機(jī)床的生產(chǎn)率與加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；

2.機(jī)床的功率、剛性和機(jī)動(dòng)范圍等應(yīng)與最有利的切削用量相適應(yīng)；3.要保證該工序所要求的加工精度和表面粗糙度；

4.機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)；

5.機(jī)床的價(jià)值應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)；

6.盡量選用國(guó)產(chǎn)機(jī)床和考慮設(shè)計(jì)或仿造新機(jī)床的可能性等。

4.4確定毛坯

(1)零件的幾何形狀和尺寸；

(2)對(duì)零件材料所要求的技術(shù)條件(化學(xué)成分、機(jī)械性能、結(jié)構(gòu)和纖維分布情形)；

(3)零件制造的全部最低費(fèi)用；

(4)為現(xiàn)有工廠設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，要掌握毛坯車間的設(shè)備、工具和工人技術(shù)等級(jí)；

(5)準(zhǔn)備新毛坯制造過(guò)程所需要的時(shí)間和過(guò)程等。

4.5定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)的選擇與工藝過(guò)程的制訂是密切相關(guān)的。因此要求多設(shè)想幾種定位方案。比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，詳細(xì)考慮定位方案與工藝過(guò)程的關(guān)系，以及對(duì)加工精度的影響。

4.5.1.基準(zhǔn)的概念

基準(zhǔn)就是零件上用來(lái)確定其他點(diǎn)、線、面的位置的那些點(diǎn)、線、面。

基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。

(1)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在零件圖上用來(lái)確定其他點(diǎn)、線、面的位置的基準(zhǔn)。

圖1-18設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

B的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是底面D；

孔Ⅳ的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在垂直方向是底面D；在水平方向是導(dǎo)向面E；

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是由該零件在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的功用來(lái)決定的。

(2)工藝基準(zhǔn)是在加工及裝配過(guò)程中使用的基準(zhǔn)。

(a)定位基準(zhǔn)是在加工中使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置所采用的基準(zhǔn)。

(b)度量基準(zhǔn)是在檢驗(yàn)時(shí)使用的基準(zhǔn)。

(c)裝配基準(zhǔn)是在裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的位置所采用的基準(zhǔn)。

在分析基準(zhǔn)問(wèn)題時(shí)，必須注意下列幾點(diǎn)：

(1)作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定具體存在(例如，孔的中心、軸心線、基準(zhǔn)中心平面等)，而常由某些具體的表面來(lái)體現(xiàn)。這些表面就可稱為基面。

(2)作為基準(zhǔn)，可以是沒(méi)有面積的點(diǎn)和線，及很小的面；但是代表這種基準(zhǔn)的點(diǎn)和線的工件上具體的基面總是有一定面積的。

(3)上面所分析的都是尺寸關(guān)系的基準(zhǔn)問(wèn)題。表面位置精度(平行度、垂直度等)的關(guān)系也是一樣。4.5.2.基準(zhǔn)不重合的誤差

如圖1-18的車床主軸箱箱體，已知孔Ⅳ的軸心線在垂直方向上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是底面D。若在加工時(shí)，采用頂面作為定位基面(圖1-19)。此時(shí)，加工一批主軸箱箱體，由夾具保證的尺寸則是A，而零件圖中規(guī)定了加工要求的尺寸卻是B(即圖1-18中的y4)?？梢?jiàn)，尺寸B是通過(guò)尺寸C和尺寸A間接保證的。圖1-19定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的影響

基準(zhǔn)不重合的誤差

由于尺寸A和C都有加工誤差，設(shè)它們分別為A±和C±，則這一批主軸箱箱體的尺寸B的變化為：

即

即 兩式相減，可得到：

a12d

尺寸C原來(lái)對(duì)孔Ⅳ的軸心線的尺寸無(wú)關(guān)，但是由于采用了頂面作為定位基準(zhǔn)，使尺寸B的誤差中引入了一個(gè)從定位基準(zhǔn)到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)之間的尺寸C的誤差。這個(gè)誤差就是基準(zhǔn)不重合誤差。

計(jì)算實(shí)例設(shè)零件圖中規(guī)定：=0.6，=0.4。

若采用底面作為定位基準(zhǔn)，直接獲得尺寸B。則只要求加工誤差在±0.3范圍之內(nèi)就達(dá)到要求。這是定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的情況。

若采用頂面作為定位基準(zhǔn)，即基準(zhǔn)不重合時(shí)，則： =0.6－0.4=0.2尺寸A的加工誤差必須在±0.1范圍之內(nèi)，這就比基準(zhǔn)重合的情況提高了加工要求。設(shè)零件圖中只規(guī)定=0.6，而尺寸C(370毫米)不注公差(即自由公差)，若按標(biāo)準(zhǔn)公差13級(jí)的極限偏考慮，即=0.89毫米。則得到：

=0.6－0.89=-0.29

加工誤差不可能是零或是負(fù)值。這就意味著：這種定位方法不能保證尺寸B的加工要求。這時(shí)就必須采取措施：提高鏜孔以前工序的加工精度。減小尺寸C的誤差，不但要使<，還必須選擇尺寸A的加工方法，使加工誤差不大于－。從上面的分析可知：當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，必須檢查一下有關(guān)尺寸的公差及加工方法是否能滿足：的條件。若不能滿足，則要求改變加工方法，提高尺寸A和C的加工精度，另行規(guī)定合理的制造公差。

若工藝上仍無(wú)法達(dá)到上述要求，那么就需要考慮另選定位基準(zhǔn)或改變工藝路線。

在分析定位誤差時(shí)要注意下面幾個(gè)問(wèn)題：(1)從上例可知：定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生定位誤差的問(wèn)題，只發(fā)生于用調(diào)整法獲得尺寸的情況。

(2)基準(zhǔn)不重合誤差不僅指定位過(guò)程而言，對(duì)度量也有類似的情況。(3)上面所舉的例子是指各表面的尺寸關(guān)系而言，但各表面的位置精度也有類似的情況。

4.5.3.基準(zhǔn)的選擇

基準(zhǔn)的選擇實(shí)際上就是基面的選擇問(wèn)題。

使用毛坯的表面來(lái)定位，這種定位基面就稱為粗基面(或毛基面)。

采用已經(jīng)切削加工過(guò)的表面作為定位基面，這種定位基面就稱為精基面(或光基面)。

工件上沒(méi)有能作為定位其面用的恰當(dāng)?shù)谋砻妫@時(shí)就有必要在工件上專門加工出定位基面，這種基面稱為輔助基面。

選擇基面時(shí)，需要同時(shí)考慮三個(gè)問(wèn)題：

(1)用哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程能順利地進(jìn)行？

(2)為加工上述精基面，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為粗基面？

(3)是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ螅枰捎玫诙€(gè)精基面？

在選擇基面時(shí)有兩個(gè)要求：

(1)各加工表面有足夠的加工余量(至少不留下黑斑)，不加工表面的尺寸、位置符合圖紙要求，對(duì)一面要加工、一面不加工的壁，要有足夠的厚度。(2)定位基面有足夠大的接觸面積和分布面積。接觸面積大就能承受大的切削力；分布面積大可使定位穩(wěn)定可靠。在必要時(shí)，可在工件上增加工藝搭子或在夾具上增加輔助支承。圖1-20工藝搭子

選擇精基面的原則是：

(1)應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這稱為基準(zhǔn)重合原則。特別在最后精加工時(shí)，為保證精度，更應(yīng)該注意這個(gè)原則。

(2)應(yīng)盡可能選擇統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面間的位置精度。這稱為統(tǒng)一基準(zhǔn)原則。

(3)有時(shí)還要遵循互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則。

(4)有些精加工工序要求加工余量小而均勻，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，這時(shí)就以加工面本身作為精基面。選擇粗基面的原則是：(1)如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，就應(yīng)該選擇該表面作為粗基面。

(a)(b)圖1-21床身導(dǎo)軌面加工的兩種定位方法的比較

階梯軸

圖中：Φ100mm外圓余量為14mm，Φ50mm外圓余量為8mm，毛坯大、小外圓有5mm偏心。此時(shí)應(yīng)選Φ58mm外圓為粗基準(zhǔn)面，先加工Φ114毫米外圓，然后以車過(guò)的外圓為精基準(zhǔn)面，加工Φ58mm外圓。這樣可以保證Φ50mm外圓有足夠的余量，反之Φ50mm外圓余量可能不夠。

圖1-22粗基準(zhǔn)的選擇(a)零件圖；(b)毛坯圖。

(b)(a)

選擇粗基面的原則是：(2)如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為粗基面，如果工件上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基面，以求壁厚均勻、外形對(duì)稱等。

圖1-23活塞的粗定位基準(zhǔn)

圖1-24軸套加工的粗基面選擇粗基面的原則是：(3)應(yīng)該用毛坯制造中尺寸和位置比較可靠、平整光潔的表面作為粗基面，使加工后各加工表面對(duì)各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合圖紙要求。在鑄件上不應(yīng)選擇有澆冒口的表面，分模面，有飛刺或夾砂的表面作粗基面。在鍛件上不應(yīng)該選擇有飛邊的表面作粗基面。上述原則常?；ハ嗝?，甚至同一個(gè)原則內(nèi)亦存在彼此矛盾的表面應(yīng)該注意：由于粗基面的定位精度很低，所以粗基面在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。定位基面的選擇原則是從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的，在保證加工精度的前提下，使定位簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，夾緊可靠，加工方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)類型來(lái)分析和運(yùn)用這些原則。

4.6工藝過(guò)程的階段劃分

當(dāng)零件加工精度、表面粗糙度和技術(shù)條件要求較高時(shí)，通常不可能在一個(gè)工序中完成所需要的全部加工工作，而要把主要表面的加工過(guò)程劃分為幾個(gè)階段：

1粗加工階段主要是切除表面較多的加工余量；

2半精加工階段為主要表面的精加工作好準(zhǔn)備。此外，在半精加工階段中，還可插入一些次要表面的終加工工作；3精加工階段主要使各主要加工表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度要求；

4光整加工階段主要使某些特別重要的表面達(dá)到極高的表面質(zhì)量(粗糙度和表面層物理機(jī)械性能)。

工藝過(guò)程要?jiǎng)澐謳讉€(gè)階段的理由如下：

1粗加工階段切除較多的加工余量，所以粗加工階段的切削力、夾緊力、切削熱較大，容易引起工件的彈性變形，有時(shí)甚至產(chǎn)生塑性變形。這樣，粗加工階段不可能達(dá)到高的精度和表面粗糙度。2具有殘余應(yīng)力的毛坯工件，粗加工以后，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布，也會(huì)引起變形。所以必須通過(guò)半精加工和精加工等各道工序，逐漸減少加工余量，逐步提高加工精度和表面粗糙度，最后達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。

3粗加工后可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)進(jìn)行處理。

4劃分加工階段，把粗糙度要求高的表面加工工序放在工藝過(guò)程的末了，以免在安裝和運(yùn)輸中，損壞已加工好的表面。5劃分加工階段，可合理的使用機(jī)床設(shè)備，發(fā)揮它們各自應(yīng)有的效能。如粗加工階段宜采用高生產(chǎn)率機(jī)床。精加工則在精密機(jī)床上進(jìn)行。這可發(fā)揮各種設(shè)備的效能，也易保持精密機(jī)床的壽命。6有些工件，在加工工藝過(guò)程中須插入熱處理工序，而熱處理引起的工件變形，必須由以后的加工階段來(lái)修正。4.7工序集中與分散

將工件的加工內(nèi)容集中在少數(shù)幾道工序里完成，這就是“工序集中”；將加工內(nèi)容分散在較多的工序去完成，每道工序的內(nèi)容簡(jiǎn)單，這就是“工序分散”。工序的集中與分散，各有優(yōu)缺點(diǎn)，它是制訂工藝規(guī)程要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題，必須根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件，靈活處理。

1、工序集中的特點(diǎn)：1).可采用高效的專用機(jī)床和工藝裝備，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；

2).減少了設(shè)備的數(shù)量，相應(yīng)地減少了操作工的數(shù)量和生產(chǎn)面積；3).減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃工作；

4).減少了工件的安裝次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且減少了安裝誤差，提高了加工精度；

5).專用機(jī)床和工藝裝備比較復(fù)雜和貴重，調(diào)整時(shí)需要技術(shù)高的工人，并且耗費(fèi)時(shí)間。

2.工序分散的特點(diǎn)是：

1).采用比較簡(jiǎn)單的機(jī)床和工藝裝備，調(diào)整容易，對(duì)工人技術(shù)水平要求也低；

2).容易適應(yīng)生產(chǎn)對(duì)象的變更；

3).生產(chǎn)準(zhǔn)備部門的工作量??；4).設(shè)備數(shù)量多，工人數(shù)量相應(yīng)地增加，生產(chǎn)面積也相應(yīng)的增多；

5).在加工過(guò)程中零件的裝夾次數(shù)較多，這樣不僅影響零件的加工精度，也增加了輔助時(shí)間。

小結(jié)：大批大量生產(chǎn)中，廣泛采用多刀車床、單軸和多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車床、多軸龍門銑床、組合機(jī)床等高效率和某些專用機(jī)床，使工序集中

在成批生產(chǎn)中，一般不可能采用價(jià)格昂貴的機(jī)床使工序集中；但還是盡可能地采用多刀半自動(dòng)車床和六角車床等效率較高的機(jī)床，使工序盡量集中。就是在普通萬(wàn)能機(jī)床上加工，也以工序適當(dāng)集中為宜。

在單件小批生產(chǎn)中，為了簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和組織工作，通常也盡量使工序集中；特別是加工重型零件時(shí)，工序集中可以大大減少裝卸工件和運(yùn)輸工件的勞動(dòng)量。但為了調(diào)整機(jī)床方便，有時(shí)也采用工序分散。

4.8工序的安排

4.8.1加工順序的安排

在安排切削加工順序時(shí)，需遵守以下原則：1.先粗后精先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。在安排粗加工序時(shí)應(yīng)考慮到精基準(zhǔn)表面的加工應(yīng)放在工藝路線的前頭2.先主后次先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。這里所謂主要表面，就是指裝配基準(zhǔn)面、工作表面等；3.先基面后其它

4.8.2熱處理工序的安排

熱處理工序目的有三：

1.改善金屬組織和可加工性能退火、正火、調(diào)質(zhì)等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。2.消除內(nèi)應(yīng)力的人工時(shí)效處理對(duì)只需一次時(shí)效處理的，最好安排在粗加工后，以便消除鑄造過(guò)程中或粗加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減小后續(xù)工序中因工件內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起的變形。對(duì)要兩次時(shí)效處理的，可一次在粗加工后，另一次在半精加工后，這樣更有利于保證精加工后所獲得的精度穩(wěn)定。對(duì)于精度高、剛性差的工件，幾乎每次機(jī)械加工后，都要進(jìn)行時(shí)效處理。3.提高零件表面的硬度這種方法如淬火、滲碳淬火等，一般應(yīng)安排在工藝過(guò)程的后部，磨削加工之前，淬火前應(yīng)先去毛刺。此外表面鍍層、發(fā)蘭等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工后進(jìn)行。

4.8.3輔助工序的安排

檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，它是保證質(zhì)量的主要措施之一。

1.粗加工全部完了后，精加工之前；

2.送往外車間加工前、后；

3.重要工序和工時(shí)長(zhǎng)的工序前、后；

4.加工完畢，進(jìn)入裝配或送成品庫(kù)前。

此外，在輔助工序中還有清洗工序和退磁工序等，這類輔助工序不一定每個(gè)零件工藝過(guò)程中都有，它是根據(jù)需要才安排的?！?機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)

與工藝文件編制本課次要解決的問(wèn)題一、工序設(shè)計(jì)的內(nèi)容是哪些？二、各加工方法的加工余量如何確定？三、工序尺寸及公差如何確定和標(biāo)注？

擬定了零件的工藝路線后，還要對(duì)各個(gè)機(jī)械加工工序進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。如機(jī)床和工藝裝備的選擇；各工序加工余量的確定；工序尺寸及其公差的確定。切削用量的選擇及工時(shí)定額的制訂等。工序設(shè)計(jì)也應(yīng)有不同的方案，分析比較后確定。在采用流水作業(yè)組織生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)注意各工序同步化。1、機(jī)床和工藝裝備的選擇2）工藝裝備的選擇注意事項(xiàng)在小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量選用通用、標(biāo)準(zhǔn)的工藝裝備。刀具選擇主要取決于工序采用的機(jī)床；加工件硬度；加工表面尺寸、精度和表面粗糙度；生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素。刀具尺寸規(guī)格盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)的。在大批生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)所檢驗(yàn)的尺寸，設(shè)計(jì)專用量具，如卡規(guī)、樣柱、界規(guī)、量規(guī)及各種專用檢驗(yàn)夾具。

設(shè)計(jì)機(jī)床專用夾具時(shí)，應(yīng)提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，其內(nèi)容有：（1）產(chǎn)品名稱和零件名稱、編號(hào)和產(chǎn)量；繪出工序簡(jiǎn)圖；注出加工表面和工序尺寸公差；說(shuō)明加工技術(shù)要求。（2）提出工件定位和夾緊方式；同時(shí)加工工件數(shù)量；建議采用的夾具形式、操作方法和必須注意的事項(xiàng)。（3）說(shuō)明使用的機(jī)床、刀具、輔具和切削條件等。輔助工具是用來(lái)裝夾刀具，如夾持鉆頭、絲錐、鉸刀的各種夾頭、接套；夾持成形刀具的專用刀夾；專用鏗桿等。它們也分標(biāo)準(zhǔn)和特制兩種。選擇原則大致與刀具選擇相同。5.1.1加工余量與工序尺寸的確定

一、基本概念

機(jī)械加工的余量就是從工件表面切去的金屬層的厚度。

工序余量是指在某加工工序內(nèi)應(yīng)切去的金屬層的厚度。

工序余量是由工藝過(guò)程中前一道工序和本道工序中所得尺寸之差來(lái)確定的。零件在機(jī)械加工過(guò)程中各工序余量之和稱為總余量。工序余量的公差就是工序余量的允許變動(dòng)的范圍，也稱為工序公差，即工序相應(yīng)尺寸的變動(dòng)范圍。

余量分為以下三種:

1.最小余量這是當(dāng)上道工序加工中，去掉了其全部公差，而本工序加工則完全沒(méi)有用上公差時(shí)，所切去的那層金屬；

2.基本(計(jì)算)余量這是本工序加工的最小余量，加上上道工序的公差；

3.最大余量

這是本工序加工的最小余量，加上本工序公差與上工序公差之和。

圖1-25外圓加工余量分布示意圖注意:

在手冊(cè)中查得的余量數(shù)據(jù)，和計(jì)算切削用量時(shí)所用的余量數(shù)值，都是指的基本余量。但對(duì)第一道工序(荒加工)進(jìn)行切削用量計(jì)算時(shí)應(yīng)采用最大余量，因?yàn)檫@道工序的公差很大，否則選用的設(shè)備不能保證切削功率。最后一道工序的公差就是零件圖上所注的公差。它是設(shè)計(jì)人員確定的。至于其它各道工序的公差，則由工藝人員來(lái)確定。工序公差主要是根據(jù)機(jī)械加工的平均經(jīng)濟(jì)精度來(lái)確定。

全部機(jī)械加工過(guò)程中工序余量及公差的分布情況

圖1-26外表面的工序余量及公差分布

圖1-27內(nèi)表面的工序余量及公差分布工序余量及公差的分布情況

圖中的標(biāo)號(hào)是：

Z總——總加工余量；

Z1基本——粗加工工序的基本余量； Z2基本——半精加工工序的基本余量；

Z1最大——粗加工工序的最大余量； Z2最大——半精加工工序的最大余量；

Z1最小——粗加工工序的最小余量； Z2最小——半精加工工序的最小余量；

Z3基本——精加工工序的基本余量； Z4基本——光整工序的基本余量；

Z3最大——精加工工序的最大余量； Z4最大——光整工序的最大余量；

Z3最小——精加工工序的最小余量； Z4最小——光整工序的最小余量；

——毛坯的尺寸公差； ——毛坯在進(jìn)入金屬方向的尺寸公差；

1——粗加工工序后的尺寸公差； 2——半精加工工序后的尺寸公差；

3——精加工工序后的尺寸公差； 4——光整工序后的尺寸公差。由圖1-26、1-27可知，總余量等于各工序的基本余量之和。工序公差

工序余量的公差就是工序余量的允許變動(dòng)的范圍，也稱為工序公差。工序公差總是注向金屬內(nèi)部的，即“入體原則”。毛坯的是標(biāo)注雙向公差(±)。在手冊(cè)中查得的余量數(shù)據(jù)，和計(jì)算切削用量時(shí)所用的余量數(shù)值，都是指的基本余量。

第一道工序(荒加工)進(jìn)行切削用量計(jì)算時(shí)應(yīng)采用最大余量，保證切削功率。最后一道工序的公差就是零件圖上所注的公差。它是設(shè)計(jì)人員確定的。至于其它各道工序的公差，則由工藝人員來(lái)確定。工序公差主要是根據(jù)機(jī)械加工的平均經(jīng)濟(jì)精度來(lái)確定。二、余量的制定

決定余量的方法有三種：1.估計(jì)法。憑有經(jīng)驗(yàn)的工人和技術(shù)人員，估計(jì)出某零件表面余量的大小。

2.查表法。選擇適合于某種零件的加工方法(車、銑、刨、磨等)、加工性質(zhì)(粗、半精、精加工等)和零件加工表面尺寸的余量。3.計(jì)算法。從理論上分析研究余量組成的原因，應(yīng)用計(jì)算法決定余量。組成加工余量的因素有下列幾種：

1.上工序的公差加工后零件的幾何形狀誤差，雖然都包括在上道工序的公差范圍內(nèi)，但在本工序中應(yīng)當(dāng)消除或減小這些誤差，所以本工序的加工余量中應(yīng)包括上工序的公差。

計(jì)算第一道工序的加工余量時(shí)，以毛坯的尺寸公差作為上工序的尺寸公差。2.零件各表面間相互位置的空間偏差零件的表面間相互位置的空間偏差與尺寸公差無(wú)關(guān)，而具有獨(dú)立的性質(zhì)，因此計(jì)算余量時(shí)應(yīng)分別加以考慮。

s—加工后保證的尺寸；a1—零件最大尺寸；a—零件有效尺寸。

圖1-28端面與軸心線不垂直

如圖1-28所示，為了矯正零件端面對(duì)軸線的不垂直，當(dāng)沒(méi)有其它誤差存在時(shí)，車削端面的余量應(yīng)不小于垂直度的偏差。即如果ZB為加工余量，B為垂直度的偏差，則ZB≥B。

3.表面質(zhì)量

零件經(jīng)上道工序加工后，宏觀不平度(波度)已包括在上工序的尺寸公差內(nèi)，此處可以不加考慮，但微觀不平度和表面缺陷層卻具有獨(dú)立的意義，所以在計(jì)算本工序的工序余量時(shí)應(yīng)當(dāng)單獨(dú)加以考慮。

圖1-29表面層的結(jié)構(gòu)示意圖4.安裝誤差零件在機(jī)床上安裝時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生安裝誤差。因此，在計(jì)算本工序的加工余量時(shí)，就應(yīng)該考慮到安裝誤差所引起的問(wèn)題。三、工序尺寸及工序公差的確定

工序尺寸就是每道工序需要保證的尺寸。工序尺寸允許的變動(dòng)范圍就是工序公差。零件加工后的最終尺寸及其公差和有關(guān)工序的工序尺寸和工序公差以及工序間的余量構(gòu)成一種工藝尺寸鏈，通常也稱工序尺寸鏈。工序尺寸及工序公差是根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求，考慮到加工中的基準(zhǔn)、工序間余量以及工序的經(jīng)濟(jì)精度等條件，對(duì)各工序提出的尺寸。工藝尺寸鏈由封閉環(huán)和組成環(huán)組成，封閉環(huán)是間接控制獲得的尺寸；組成環(huán)分增環(huán)和減環(huán)。工序間的余量和工序間尺寸的關(guān)系圖

圖1-30外表面的工序間余量及工序間尺寸

本道工序的基本余量

Zb=Ha－Hb本道工序的最大余量 本道工序的最小余量 本道工序的余量變化量

各種加工方法的工序間余量及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，可從有關(guān)手冊(cè)中查出或憑經(jīng)驗(yàn)決定。

基準(zhǔn)重合時(shí)計(jì)算工序尺寸和工序公差：

圖1-31孔加工的工序尺寸和公差

例如，某孔長(zhǎng)40mm直徑mm，表面粗糙度Ra為0.8～1.6，淬火，毛坯已經(jīng)有孔。其工藝過(guò)程為：粗鏜、精鏜、淬火、磨削。根據(jù)查得資料，現(xiàn)確定各工序的余量是：磨削余量0.5mm精鏜余量…1.0mm粗鏜余量…3.5mm總

余

量5.0mm

下面計(jì)算各工序的工序尺寸：磨削是最后工序，故磨削工序的工序尺寸就是圖紙上的尺寸，即：

mm

精鏜的工序尺寸為： D1=60－0.5=59.5mm

粗鏜的工序尺寸為： D2=59.5－1.0=58.5mm

毛坯的尺寸為： D3=58.5－3.5=55mm

規(guī)定各工序的尺寸公差及表面粗糙度時(shí)，主要考慮各工序比較容易達(dá)到的精度(經(jīng)濟(jì)精度)和表面粗糙度，同時(shí)也要考慮保證下道工序有足夠的余量。

2)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的確定尺寸鏈原理和公式：圖1-26（a）中所示的尺寸、、的關(guān)系可以簡(jiǎn)單的用圖1-26（b）來(lái)表示。從圖中可看出，尺寸、、形成一個(gè)封閉的圖形。這種由相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接，排列成尺寸封閉圖就稱為尺寸鏈。環(huán)又可分為封閉環(huán)（終結(jié)環(huán)）和組成環(huán)兩類，分別用和表示。

基準(zhǔn)不重合時(shí)，或由于工藝上需要必須增加某尺寸才能間接保證圖上標(biāo)注尺寸要求的環(huán)，此時(shí)增加的尺寸為組成環(huán)，間接保證的尺寸為封閉環(huán)。組成環(huán)又可分為增環(huán)與減環(huán)，其增大會(huì)使封閉環(huán)也增大的稱為增環(huán)，用表示。其增大反而使封閉環(huán)減小的稱為減環(huán)，用表示。

用極大極小法計(jì)算尺寸鏈的基本公式：求封閉環(huán)的基本尺寸

1-1求封閉環(huán)最大極限尺寸

1-2求封閉環(huán)最小極限尺寸

1-3求封閉環(huán)的公差

1-4

多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)或工藝尺寸需要從尚待繼續(xù)加工的表面標(biāo)注時(shí)，需解尺寸鏈來(lái)分析和計(jì)算。[例1]如圖1-32(a)所示某小軸工件軸向尺寸的工藝過(guò)程。

圖1-32小軸軸向尺寸的工藝過(guò)程及工序尺寸鏈

有關(guān)工序的工序尺寸及其極限偏差為：工序1：粗車端面I和II直接獲得尺寸A1=和工序2：調(diào)頭，精車端面III，直接獲得尺寸；工序3：再調(diào)頭，精車I和II，直接獲得尺寸和

現(xiàn)需要檢查工序3精車端面II的工序余量Z3。

[解]：(a)作軸向尺寸形成過(guò)程及余量分布圖1-21(b)，并由具體加工方法可知，工序3精車端面II的工序間余量Z3為封閉環(huán)，即Z3=N；

(b)從封閉環(huán)Z3起，順序作成有關(guān)尺寸的封閉圖(如圖1-32(c))，并確定組成環(huán)環(huán)數(shù)最少的尺寸鏈；(c)分析并標(biāo)定各組成環(huán)的性質(zhì)；

(d)用豎式法驗(yàn)算封閉環(huán)的基本尺寸和上、下偏差(表1-12)：可見(jiàn)：

最大余量：Z3max=1.31

最小余量：Z3min=0.38

解工藝尺寸鏈用極限尺寸法解工藝尺寸鏈用豎式法來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算：增環(huán)照抄，減環(huán)對(duì)調(diào)、變號(hào)。

基本尺寸增環(huán)350-0.34

260-0.28

__減環(huán)－25+0.140

－35+0.170封閉環(huán)1(Z3)

+0.31－0.62工序尺寸及工序公差的計(jì)算步驟可以歸納成以下幾點(diǎn)：

(一)制訂出加工工藝過(guò)程，在每個(gè)工序圖上注出本道工序的工序尺寸；

(二)在分析工序尺寸和零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸的基礎(chǔ)上，列出包括所求工序尺寸在內(nèi)的最短尺寸鏈；(三)確定尺寸鏈的封閉環(huán)。由上面實(shí)例中知道，解尺寸鏈的關(guān)鍵是要正確地?cái)喽ǚ忾]環(huán)?，F(xiàn)將確定封閉環(huán)的原則簡(jiǎn)述如下：

1.封閉環(huán)的尺寸不是直接獲得的，而是加工以后間接得到的尺寸，所以確定封閉環(huán)時(shí)，必須根據(jù)整個(gè)工藝過(guò)程中的各個(gè)相關(guān)工序的工序尺寸，來(lái)判斷待解的尺寸鏈中哪個(gè)尺寸是間接得到的，這個(gè)間接得到的尺寸就是封閉環(huán)。

2.凡是含有加工余量Z的尺寸鏈，則加工余量應(yīng)作為封閉環(huán)。(四)利用解尺寸鏈的基本公式求解工序尺寸及工序公差時(shí)，可對(duì)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行必要的驗(yàn)算。這樣算得的工序尺寸及公差還是初步的，其原因是：首先，由于計(jì)算的工序尺寸及公差還可能同另外的尺寸鏈有關(guān)系，只有當(dāng)所計(jì)算的工序尺寸及公差，都能滿足所有有關(guān)尺寸鏈的要求時(shí)，才能最后確定下來(lái)。其次，在含有加工余量的尺寸鏈中，由于采用余量為補(bǔ)償環(huán)，為了滿足后續(xù)工序能夠順利進(jìn)行的要求，則必須保證余量不致過(guò)大或過(guò)小，因此，最后一定要驗(yàn)算一下余量的極限值(最大及最小值)是否合適。

此處還要注意下面幾點(diǎn)：

1.工藝尺寸鏈的構(gòu)成，取決于工藝方案和具體的加工方法。

2.確定哪一個(gè)尺寸是封閉環(huán)，是解尺寸鏈的決定性的一步。封閉環(huán)搞錯(cuò)了，整個(gè)解算也就錯(cuò)了，甚至?xí)贸鐾耆缓侠淼慕Y(jié)果(例如，一個(gè)尺寸的上偏差小于其下偏差)。

3.一個(gè)尺寸鏈只能解一個(gè)封閉環(huán)。5.1.2切削用量的選擇

生產(chǎn)中把切削速度(v)、切削深度(ap)和進(jìn)給量(f)三個(gè)要素稱為切削用量。切削用量對(duì)切削力和功率消耗、刀具耐用度、加工精度和已加工表面的粗糙度，均有明顯的影響。選擇切削用量的目的，是要在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，使切削時(shí)間最短，即切削效率最高。

一、選擇切削用量必須考慮的問(wèn)題

1.對(duì)加工質(zhì)量的影響：切削深度ap增大，切削力成倍增大，使工藝系統(tǒng)彈性變形增大并可能引起振動(dòng)，影響加工表面的粗糙度和精度；進(jìn)給量f增大，使表面粗糙度增加和工件精度下降；切削速度v增大，切削的變形減小，切削力有所減小，而且切削速度增大到某一數(shù)值后，積屑瘤和鱗刺消失，所以有利于改善表面粗糙度。

在需要保證加工質(zhì)量時(shí)(半精加工和精加工)，一般選取小的切削深度、小的進(jìn)給量和大的切削速度。而在工藝條件受到限制時(shí)，則采用低速，因?yàn)榈退倏梢员苊夥e屑瘤和鱗刺的產(chǎn)生及切削溫度對(duì)加工精度的影響。2.對(duì)刀具耐用度的影響刀具耐用度，就是刀具前后兩次刃磨期間內(nèi)切削時(shí)間的總和，常以符號(hào)T(min)表示。

在切削用量三要素中，切削深度對(duì)刀具耐用度的影響最小，切削速度的影響最大。從保證合理的刀具耐用度來(lái)考慮，選擇切削用量的順序應(yīng)該是先選大的切削深度，然后選較大的進(jìn)給量，最后按耐用度選用合理的切削速度。

3.對(duì)切削加工生產(chǎn)率的影響 切削加工生產(chǎn)率可以用單件計(jì)算時(shí)間t來(lái)衡量，也可用單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量z來(lái)衡量。不論何種切削加工，單位時(shí)間內(nèi)的金屬切除量都與切削速度、進(jìn)給量和切削深度成正比。但由于三者對(duì)輔助時(shí)間的影響不同，對(duì)生產(chǎn)率的影響也不相同。所以如果全面考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，用單件計(jì)算時(shí)間來(lái)衡量切削加工的生產(chǎn)率更為合理。綜合切削用量三要素對(duì)加工質(zhì)量、刀具耐用度和切削加工生產(chǎn)率的影響，它們的選擇順序應(yīng)為：先選切削深度ap，其次選進(jìn)給量f，最后選切削速度v。二、選擇切削用量的一般原則

1.切削深度ap的選擇原則切削深度根據(jù)加工余量h確定，不論何種切削加工，其一般選擇原則是盡可能用一次走刀切除全部加工余量，以使走刀次數(shù)最少。只有在下列情況下才分多次走刀：(1)粗加工后還要進(jìn)行半精加工和精加工時(shí)，需要留出一定的加工余量。(2)粗加工時(shí)加工余量過(guò)大時(shí)，若一次切除使切削力太大，產(chǎn)生機(jī)床功率不足而悶車或刀具強(qiáng)度不夠而打刀等不正?，F(xiàn)象時(shí)，可分多次走刀。(3)機(jī)床——工件——刀具工藝系統(tǒng)剛性不足時(shí)，或加工余量極不均勻直接影響到工件的加工精度和表面粗糙度時(shí)，則應(yīng)分幾次走刀；(4)斷續(xù)切削時(shí)，刀具受到很大的沖擊力作用，為避免打刀，可分多次走刀；(5)刀片尺寸較小，不允許采用較大的切削深度時(shí)。在不能一次走刀切除全部余量的情況下，也應(yīng)將第一次走刀的切削深度盡量取大一些。特別是切削鑄、鍛件時(shí)，工件表面凹凸不平，且有硬皮，第一次走刀的深度應(yīng)使刀刃能在金屬里層進(jìn)行切削。2.進(jìn)給量f的選擇原則

(1)粗加工時(shí)對(duì)表面粗糙度要求不高，進(jìn)給量的選擇受切削力的限制。在刀桿和工件的剛度以及刀片和機(jī)床的走刀機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下，選較大的進(jìn)給量f；

(2)半精加工和精加工時(shí)，因切削深度較小，產(chǎn)生的切削力不大，進(jìn)給量f主要受表面粗糙度的限制，一般取得較??；(3)斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊，應(yīng)適當(dāng)減小進(jìn)給量；

(4)當(dāng)?shù)都馓幠ビ羞^(guò)渡刃、修光刃及切削速度較高時(shí)，半精加工和精加工也可選用較大的進(jìn)給量，以提高生產(chǎn)效率；

(5)當(dāng)切屑延綿不斷，影響操作或表面粗糙度時(shí)，應(yīng)加大進(jìn)給量，以利斷屑。

3.切削速度v的選擇原則在切削深度和進(jìn)給量選定之后，為了提高加工質(zhì)量和切削效率，充分發(fā)揮刀具的切削性能和利用機(jī)床功率，應(yīng)選擇較大的切削速度。一般選擇的原則是：

(1)粗加工時(shí)，切削速度受刀具耐用度和機(jī)床功率的限制，當(dāng)切削功率超過(guò)機(jī)床電機(jī)的許用功率時(shí)，可適當(dāng)降低切削速度；(2)精加工時(shí)，切削深度和進(jìn)給量都較小，切削力不大，機(jī)床的功率一般足夠，切削速度主要受刀具耐用度和工件尺寸精度的限制。在保證合理的刀具耐用度的情況下，一般多采用較高的切削速度。在受刀具和工藝條件限制而不能采用高速時(shí)以及在需要降低切削溫度來(lái)保證尺寸精度時(shí)，應(yīng)采用較低的速度進(jìn)行精加工；(3)工件材料不同時(shí)，應(yīng)取不同的切削速度；

(4)斷續(xù)切削為了減小沖擊，應(yīng)取較低的切削速度；

(5)加工大件、細(xì)長(zhǎng)及薄壁工件時(shí)，為了操作安全和保證加工精度，應(yīng)取較小的切削速度。

三、選擇切削用量的方法

選擇切削用量的方法很多，有查表法、計(jì)算法和圖解法，也可由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定。以車削加工為例，按選擇切削用量的先后次序來(lái)介紹：

1.吃刀深度ap和走刀次數(shù)確定已知車削單邊余量h，可以按照以下具體條件分配吃刀深度和走刀次數(shù)：(1)當(dāng)該加工工序的加工后表面粗糙度Ra為12.5～25或以上的(稱為粗車)，若工藝系統(tǒng)許可，應(yīng)一次走刀切去全部余量，即ap=h。

(2)當(dāng)該工序加工表面粗糙度Ra為6.3～12.5時(shí)(稱為半精車)，若余量h在2mm以下，也可一刀切去。若h＞2mm時(shí)，可分兩刀切去。第一刀粗車，只要留下第二刀半精車余量0.5～2mm，可以一刀切去。

(3)當(dāng)該工序加工后表面粗糙度Ra為3.2或以下時(shí)(稱為精車)，通常分三次走刀切去。最后一次走刀為精車，吃刀深度ap可取0.55～0.5mm。2.進(jìn)給量f的選擇根據(jù)切削用量選擇的原則，粗車鋼件的常用進(jìn)給量為0.3～0.6mm/r。吃刀深度大時(shí)，取小值。反之，取大值。對(duì)一般車床中心高為200mm時(shí)，粗車切削面積(apf=Ac)可取2mm2，或更大些。車鑄鐵時(shí)，切削力遠(yuǎn)比鋼件小，走刀量可適當(dāng)加大30～50%。

精車或半精車時(shí)最大進(jìn)給量主要受到表面粗糙度的限制。這時(shí)可查有關(guān)表格，按照表面粗糙度等級(jí)來(lái)選用合適的進(jìn)給量。刀尖圓弧半徑越大，殘留面積愈小，相應(yīng)的進(jìn)給量可以大些。在加工鋼件時(shí)，切削速度愈高，金屬變形愈小，不易產(chǎn)生積屑瘤，粗糙度Ra值比較小，故進(jìn)給量也可以大些。

實(shí)際上，生產(chǎn)中半精車常用進(jìn)給量為0.15～0.3mm/r，精車進(jìn)給量為0.1mm/r左右。這是指用尖頭車刀。若采用寬刃精車刀，或采用修光刃車刀高速?gòu)?qiáng)力切削，其進(jìn)給量可增大到1～1.5mm/r，或更大一些。同樣，在加工不銹鋼、高錳鋼等材料時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)大于冷硬層深度，一般大于0.05～0.3mm/r。3.切削速度V的選擇粗車和半精車的切削速度主要由刀具耐用度來(lái)決定。精車時(shí)如果按刀具合理耐用度來(lái)選取切削速度，能夠獲得要求的加工表面粗糙度，那當(dāng)然很好；否則首先要考慮加工表面粗糙度，其次才是刀具合理耐用度。

精車一般有兩條途徑，低速精車和高速精車。低速精車通常采用帶修光刃的、大前角高速鋼車刀以很低的切削速度(V＜0.03～0.08m/s)，并采用合適的冷卻潤(rùn)滑液來(lái)進(jìn)行。這時(shí)振動(dòng)小，鋒利的刀具可以減小已加工表面的變形，低速和良好的潤(rùn)滑條件可以避免積屑瘤，有利于改善表面粗糙度。但是該種方法生產(chǎn)率低。高速精車通常采用硬質(zhì)合金刀，以較高的切削速度(V＞1.33～1.67m/s)來(lái)進(jìn)行。切削速度高，切削溫度高，積屑瘤不易產(chǎn)生，且高速時(shí)金屬變形小，表面粗糙度低。但高速時(shí)容易振動(dòng)，有時(shí)受車床主軸轉(zhuǎn)速所限，有時(shí)不得不采用低速精車。

以上是指切削鋼等塑性材料的情況，在切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，一般不產(chǎn)生積屑瘤，精車切削速度不受上述數(shù)據(jù)的嚴(yán)格限制，可以放寬。在選定切削速度后，根據(jù)工件直徑D，就可算出主軸的應(yīng)有轉(zhuǎn)速nx，然后取其與機(jī)床共有的轉(zhuǎn)速或偏低的即可。4.校驗(yàn)機(jī)床功率切削功率Pm應(yīng)小于或等于車床主電機(jī)的功率PE，即

Pm≤(0.75～0.85)PE

切削時(shí)的功率可以從有關(guān)表中查出，也可按公式計(jì)算。5.1.3工時(shí)定額計(jì)算時(shí)間定額是在一定的技術(shù)、組織條件下制訂出來(lái)的完成單件產(chǎn)品(如一個(gè)零件)或某項(xiàng)工作(如一個(gè)工序)所必需的時(shí)間。

時(shí)間定額中的基本時(shí)間可以根據(jù)切削用量和行程長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算，其余組成部分的時(shí)間，可取自根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而來(lái)的統(tǒng)計(jì)資料。

完成一個(gè)零件的一個(gè)工序的時(shí)間稱為單件時(shí)間。它包括下列組成部分：

1.基本時(shí)間(T基本)——是指直接改變工件的尺寸形狀和表面質(zhì)量所耗費(fèi)的時(shí)間。對(duì)于切削加工來(lái)說(shuō)，單件時(shí)間是切去金屬所耗費(fèi)的機(jī)動(dòng)時(shí)間(包括刀具的切入和切出時(shí)間在內(nèi))。2.輔助時(shí)間(T輔助)——指在各個(gè)工序中為了保證完成基本工藝工作需要做的輔助動(dòng)作所耗費(fèi)的時(shí)間。所謂輔助動(dòng)作包括：裝、卸工件，開(kāi)動(dòng)和停止機(jī)床，改變切削用量，測(cè)量工件，手動(dòng)進(jìn)刀和退刀等手動(dòng)動(dòng)作。基本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為操作時(shí)間。3.工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間(T服務(wù))——指工人在工作班時(shí)間內(nèi)照管工作地點(diǎn)及保持工作狀態(tài)所耗費(fèi)的時(shí)間。例如，在加工過(guò)程中調(diào)整刀具，修正砂輪，潤(rùn)滑及擦試機(jī)床，清理切屑等所耗費(fèi)的時(shí)間，一般按操作時(shí)間的2～7%來(lái)計(jì)算。4.休息和自然需要時(shí)間(T休息)——用于照顧工人休息和生理上的需要所耗費(fèi)的時(shí)間，一般按操作時(shí)間的2%來(lái)計(jì)算。因此，單件時(shí)間是：

T單件=T基本+T輔助+T服務(wù)+T休息5.2填寫(xiě)工藝文件

把制定工藝過(guò)程的各項(xiàng)內(nèi)容歸納寫(xiě)成文件形式，就是一種工藝文件，一般稱為工藝規(guī)程。

在單件小批生產(chǎn)中，一般只編寫(xiě)簡(jiǎn)單的綜合工藝過(guò)程卡片。在成批生產(chǎn)中多采用機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。

在大批大量生產(chǎn)中，則要求完整和詳細(xì)的工藝文件，各工作地點(diǎn)都訂有機(jī)械加工工序卡片，對(duì)半自動(dòng)及自動(dòng)機(jī)床有機(jī)床調(diào)整卡片，對(duì)檢驗(yàn)工序有檢驗(yàn)工序卡片等。工藝文件應(yīng)該簡(jiǎn)明易懂，必要時(shí)應(yīng)用簡(jiǎn)圖形式表示。工藝文件尚無(wú)統(tǒng)一的格式。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片第二章機(jī)械加工的質(zhì)量分析、生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)分析本課次要解決的問(wèn)題一、加工質(zhì)量包含哪幾個(gè)部分？二、加工精度因素分析法涉及哪些因素？三、如何進(jìn)行加工精度的綜合分析？2.1機(jī)械加工精度

2.1.1加工精度的基本概念1）機(jī)械加工質(zhì)量的含義隨著現(xiàn)代車輛向著高速度、重載荷的方向發(fā)展，對(duì)車輛零件的機(jī)械加工質(zhì)量要求也日益提高。所以，在車輛制造業(yè)中，如何合理地規(guī)定和保證零件的機(jī)械加工質(zhì)量要求，就成為一個(gè)重要的問(wèn)題。2）描述加工精度的兩個(gè)方面：加工精度就是加工的準(zhǔn)確程度，指的是零件經(jīng)過(guò)加工后所得的尺寸，幾何形狀和表面相互位置等參數(shù)的實(shí)際數(shù)值與理想數(shù)值相符合的程度。加工誤差，就是加工所得的尺寸、幾何形狀和表面相互位置等參數(shù)的實(shí)際數(shù)值對(duì)理想數(shù)值的差值。所以，研究保證加工精度的問(wèn)題，也就是研究限制加工誤差的問(wèn)題。3）加工精度的內(nèi)容加工精度包括下列三個(gè)方面：1.尺寸精度

圖2-1中的φmm和φ40mm都表示表面本身的尺寸精度。2.形狀精度

圖2-1中孔φmm的圓度允差0.01mm就屬于零件表面的形狀精度參數(shù)。此外，內(nèi)外圓柱面的圓柱度、平面的平面度等也屬于此項(xiàng)精度參數(shù)。3.位置精度圖2-1中的∥|0.02標(biāo)注，說(shuō)明零件兩端面間的平行度允差為0.02mm。必須指出，上述三項(xiàng)精度參數(shù)往往是相互關(guān)聯(lián)的，例如確定直徑公差時(shí)，必須包括圓柱表面的圓度和圓柱度；確定平面間公差時(shí)，必須包括兩個(gè)平面本身的平行度。

2.1.2影響加工精度的因素1）加工原理誤差

加工原理誤差是因?yàn)椴捎昧私频募庸し椒?、形狀近似的刀具、或者采用了近似的傳?dòng)方式而產(chǎn)生的。

用滾齒刀銑齒的齒形誤差采用近似加工原理的原因有：1.誤差不大，滿足使用要求；2.生產(chǎn)率高，成本低或使用方便；3.往往可以減化機(jī)床機(jī)構(gòu)，可以相應(yīng)的減少其他方面的誤差，使總的誤差反而減少。2）工件的安裝誤差安裝誤差包括工件安裝時(shí)的定位誤差和夾緊誤差。3）機(jī)床誤差

影響加工精度的機(jī)床誤差主要有：主軸的徑向跳動(dòng)或軸向竄動(dòng)；床身、刀架、工作臺(tái)等導(dǎo)軌的直線度；主軸軸心線與床身導(dǎo)軌的平行度或垂直度；絲杠、傳動(dòng)鏈及分度機(jī)構(gòu)或數(shù)控裝置的誤差。

圖2-6垂直平面內(nèi)導(dǎo)軌和主軸軸心線不平行對(duì)加工精度的影響

0-0——主軸軸心線；1-3——刀尖沿導(dǎo)軌面的

圖2-5水平面內(nèi)導(dǎo)軌和主軸軸心線不平行對(duì)加工精度的影響4）夾具、刀具及量具的誤差

一、夾具的誤差加工過(guò)程中，夾具的制造誤差，使用過(guò)程中的磨損以及夾具在機(jī)床上的安裝誤差，往往會(huì)影響加工精度。1.對(duì)加工表面本身精度的影響；2.對(duì)表面間精度的影響。圖2-7夾具誤差對(duì)加工精度的影響圖2-8磨損過(guò)程A——初期磨損；B——正常磨損；C——?jiǎng)×夷p。

二、刀具誤差刀具的制造精度和磨損會(huì)影響工件的尺寸精度和幾何形狀精度。用定尺寸刀具；刀具的磨損將引起加工誤差；三、量具的制造精度和磨損對(duì)加工精度的影響測(cè)量?jī)x器和測(cè)量工具本身的制造誤差，使用過(guò)程中產(chǎn)生的磨損等，在加工過(guò)程中都可能引起工件的加工誤差。圖2-9車削時(shí)工藝系統(tǒng)變形引起的加工誤差

5）工藝系統(tǒng)彈性變形引起的誤差機(jī)床、夾具、刀具和工件都不是絕對(duì)剛體，而是受到載荷要變形的彈性體。由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的彈性系統(tǒng)，通常稱為工藝系統(tǒng)。車外圓面時(shí)，機(jī)床剛度對(duì)加工精度的影響圖2-11薄壁工件的變形對(duì)加工精度的影響

圖2-12長(zhǎng)軸加工時(shí)的變形對(duì)加工精度的影響

圖2-13刀具變形對(duì)加工精度的影響示意圖圖2-14毛坯余量不均引起的切深變化7/22/2023194加工過(guò)程中，切削作用和機(jī)床運(yùn)動(dòng)部分摩擦產(chǎn)生的熱；電動(dòng)機(jī)發(fā)生的熱；液壓系統(tǒng)油液受阻摩擦而產(chǎn)生的熱等等；這些熱量使工藝系統(tǒng)溫度升高而發(fā)生膨脹，引起變形，從而使工件與刀具改變相對(duì)位置，產(chǎn)生加工誤差。6）工藝系統(tǒng)的熱變形引起的誤差1.機(jī)床(包括夾具)的熱變形對(duì)加工精度的影響2.刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響3.工件的熱變形對(duì)加工精度的影響4.量具的溫度變形會(huì)使測(cè)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，特別是調(diào)整機(jī)床時(shí)所用的量具。7）工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差圖2-16內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響8）調(diào)整與測(cè)量的誤差生產(chǎn)者在調(diào)整機(jī)床、安裝工件和測(cè)量時(shí)的誤差，都將直接影響加工精度。測(cè)量誤差一般由以下原因產(chǎn)生：1.量測(cè)與工件的相對(duì)位置不正確，如量孔徑時(shí)往往量的是弦長(zhǎng)；2.量具本身的制造誤差和磨損；3.在測(cè)量過(guò)程中溫度發(fā)生變化或量具和工件的溫度有差別；

4.讀數(shù)時(shí)的主觀誤差；

5.在測(cè)量過(guò)程中使用的測(cè)量力不一致，或者使用的測(cè)量力過(guò)大而引起量具和量?jī)x的變形；

6.灰塵、垃圾，以及地基振動(dòng)等不良環(huán)境，也會(huì)引起測(cè)量誤差。1、由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的彈性系統(tǒng)，通常稱為：a、工藝系統(tǒng)b、生產(chǎn)系統(tǒng)c、熱力系統(tǒng)d、工裝系統(tǒng)練習(xí)題：2.1.3加工精度的統(tǒng)計(jì)分析法

（1）加工誤差的性質(zhì)根據(jù)各種誤差在加工一批工件中的表現(xiàn)特性不同，加工誤差可分為系統(tǒng)性誤差和偶然性誤差。

當(dāng)順次加工一批工件時(shí)，加工誤差大小保持不變，或按一定的規(guī)律變化的稱為系統(tǒng)性誤。大小保持不變的系統(tǒng)性誤差稱為系統(tǒng)性常值誤差。例如，鉸刀直徑比規(guī)定尺寸小0.02mm按一定規(guī)律變化的加工誤差稱為系統(tǒng)性變值誤差。例如，用調(diào)整法車削一批軸外圓時(shí)，由于車刀磨損，車出的外圓直徑就一個(gè)比一個(gè)大，因誤差與車刀磨損規(guī)律相適應(yīng)，所以是系統(tǒng)性變值誤差。1.系統(tǒng)性誤差當(dāng)順次加工一批工件時(shí)，大小和方向沒(méi)有一定變化規(guī)律的加工誤差，稱為偶然性誤差。例如，毛坯余量的不一致，材料的性質(zhì)不均勻，內(nèi)應(yīng)力的變化及夾緊力的變化等都無(wú)一定變化規(guī)律，因而所引起的加工誤差都是偶然性誤差。

2.偶然性誤差（2）分布曲線法1.統(tǒng)計(jì)分布曲線

2.數(shù)學(xué)分布曲線

式中 x——工件尺寸的可能變值；

y——概率密度(頻率的穩(wěn)定值)；

e——自然對(duì)數(shù)底數(shù)，e≈2.71828；

——全部工件尺寸的平均值；

——均方根偏差。

統(tǒng)計(jì)分布曲線正態(tài)分布曲線圖2-19不同時(shí)的正態(tài)分布曲線

圖2-20系統(tǒng)常值誤差對(duì)分布曲線位置的影響

點(diǎn)圖法

（3）2.1.4機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)精度經(jīng)濟(jì)精度是指：應(yīng)用完好的機(jī)床設(shè)備、適當(dāng)質(zhì)量的夾具和標(biāo)準(zhǔn)刀具、由一定熟練程度的工人操作，按照標(biāo)準(zhǔn)的切削用量和工時(shí)定額，所得到的某種加工方法的精度。它的加工費(fèi)用與另一種加工方法能達(dá)到同樣精度的加工費(fèi)用相比是較低的。圖1-14加工費(fèi)用和精度的關(guān)系

圖1-15各種加工方法的加工費(fèi)用與精度的關(guān)系

各種加工方法的大致加工精度

加工方法公差等級(jí)(IT)

01012345678910111213141516研磨

珩

圓磨

平磨

金剛石車

金剛石鏜

拉削

鉸孔

車

鏜

銑

刨、插

鉆孔

滾