機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識(shí)講解

第1章

數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)1.1工藝過程的基本概念

1.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程1.1.2工件獲得尺寸精度的方法1.1.3加工余量1.1.4加工精度1.1.5表面質(zhì)量1.2數(shù)控加工工藝系統(tǒng)1.2.1數(shù)控加工工藝系統(tǒng)的基本組成

1.2.2數(shù)控機(jī)床的主要類型1.2.3數(shù)控刀具的主要種類1.2.4數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn)

1.1工藝過程的基本概念1.1.1生產(chǎn)過程與工藝過程生產(chǎn)過程：是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。工藝過程：在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝：就是制造產(chǎn)品的方法。機(jī)械加工工藝過程：采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。1．生產(chǎn)過程工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程：是指由原材料到成品之間的各個(gè)相互聯(lián)系的勞動(dòng)過程的總和。主要包括

（1）生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過程（2）生產(chǎn)工藝過程（3）輔助生產(chǎn)過程（4）生產(chǎn)服務(wù)過程

（1）生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過程包括產(chǎn)品投產(chǎn)前的市場(chǎng)調(diào)查分析，產(chǎn)品研制，技術(shù)鑒定等。（2）生產(chǎn)工藝過程包括毛坯制造，零件加工，部件和產(chǎn)品裝配、調(diào)試、油漆和包裝等。（3）輔助生產(chǎn)過程為使基本生產(chǎn)過程能正常進(jìn)行所必須的輔助過程，包括工藝裝備的設(shè)計(jì)制造、能源供應(yīng)、設(shè)備維修等。（4）生產(chǎn)服務(wù)過程包括原材料采購(gòu)運(yùn)輸、保管、供應(yīng)及產(chǎn)品包裝、銷售等。基本概念將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。生產(chǎn)過程改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝過程是生產(chǎn)過程中的主要部分，其余的勞動(dòng)過程則為生產(chǎn)過程的輔助過程。工藝過程生產(chǎn)過程（將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程）流程圖基本概念在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝過程基本概念2．生產(chǎn)系統(tǒng)（1）系統(tǒng)的概念

任何事物都是由數(shù)個(gè)相互作用和相互依賴的部分組成并具有特定功能的有機(jī)整體，這個(gè)整體就是“系統(tǒng)”。（2）機(jī)械加工工藝系統(tǒng)

機(jī)械加工工藝系統(tǒng)由金屬切削機(jī)床、刀具、夾具和工件四個(gè)要素組成，它們彼此關(guān)聯(lián)、互相影響。

該系統(tǒng)的整體目的是在特定的生產(chǎn)條件下，在保證機(jī)械加工工序質(zhì)量的前提下，采用合理的工藝過程，降低該工序的加工成本。（3）機(jī)械制造系統(tǒng)在工藝系統(tǒng)基礎(chǔ)上以整個(gè)機(jī)械加工車間為整體的更高一級(jí)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的整體目的就是使該車間能最有效地全面完成全部零件的機(jī)械加工任務(wù)。（4）生產(chǎn)系統(tǒng)

以整個(gè)機(jī)械制造廠為整體，為了最有效地經(jīng)營(yíng)，獲得最高經(jīng)濟(jì)效益，一方面把原材料供應(yīng)、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、檢驗(yàn)與試車、油漆、包裝、運(yùn)輸、保管等因素作為基本物質(zhì)因素來考慮；另一方面把技術(shù)情報(bào)、經(jīng)營(yíng)管理、勞動(dòng)力調(diào)配、資源和能源利用、環(huán)境保護(hù)、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)、經(jīng)營(yíng)政策、社會(huì)問題和國(guó)際因素等信息作為影響系統(tǒng)效果更重要的要素來考慮。工藝規(guī)程技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機(jī)械加工工藝過程由若干個(gè)工序組成。在一個(gè)工序中可能包含有一個(gè)或幾個(gè)安裝，每一個(gè)安裝可能包含一個(gè)或幾個(gè)工位，每一個(gè)工位可能包含一個(gè)或幾個(gè)工步，每一個(gè)工步可能包括一個(gè)或幾個(gè)走刀。（1）工序

一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)工作地（或一臺(tái)機(jī)床）上對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。

劃分工序的依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變化和工作過程是否連續(xù)。例如：在車床上加工一批軸，既可以對(duì)每一根軸連續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工，也可以先對(duì)整批軸進(jìn)行粗加工，然后再依次對(duì)它們進(jìn)行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個(gè)工序；在第二種情形下，由于加工過程的連續(xù)性中斷，雖然加工是在同一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行的，但卻成為兩個(gè)工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。（2）安裝

在機(jī)械加工工序中，使工件在機(jī)床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時(shí)，工件在機(jī)床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個(gè)工序的工作內(nèi)容。

安裝是指工件經(jīng)過一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容。例如，在車床上加工軸，先從一端加工出部分表面，然后調(diào)頭再加工另一端，這時(shí)的工序內(nèi)容就包括兩個(gè)安裝。（3）工位

采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或在多軸機(jī)床上加工時(shí)，工件在機(jī)床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個(gè)位置依次進(jìn)行加工，工件在機(jī)床上所占據(jù)的每一個(gè)位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡(jiǎn)單來說，工件相對(duì)于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個(gè)加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。

右圖是在一臺(tái)三工位回轉(zhuǎn)工作臺(tái)機(jī)床上加工軸承蓋螺釘孔的示意圖。操作者在上下料工位Ⅰ處裝上工件，當(dāng)該工件依次通過鉆孔工位Ⅱ、擴(kuò)孔工位Ⅲ后，即可在一次裝夾后把四個(gè)階梯孔在兩個(gè)位置加工完畢。這樣，既減少了裝夾次數(shù)，又因各工位的加工與裝卸是同時(shí)進(jìn)行的，從而節(jié)約安裝時(shí)間使生產(chǎn)率可以大提高。（4）工步

在加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量不變的條件下，連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。生產(chǎn)中也常稱為“進(jìn)給”。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)加工表面的工步，稱為復(fù)合工步，也可以看作一個(gè)工步。例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。

（5）走刀

加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削，這時(shí)每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進(jìn)給量不變的前提下刀具完成一次進(jìn)給運(yùn)動(dòng)稱為一次走刀。下圖是一個(gè)帶半封閉鍵槽階梯軸兩種生產(chǎn)類型的工藝過程實(shí)例，從中可看出各自的工序、安裝、工位、工步、走刀之間的關(guān)系。由若干個(gè)順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。基本概念一個(gè)（或一組）工人，在一個(gè)工作地（或一臺(tái)機(jī)床）上對(duì)一個(gè)（或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件）連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。安裝是指工件經(jīng)過一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容。工藝過程的組成工序安裝基本概念在加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量不變的條件下，連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。工件相對(duì)于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個(gè)加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。

加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。工步工位走刀掌握內(nèi)容工序、安裝、工位、工步和走刀的概念和應(yīng)用。1.1.2工件獲得尺寸精度的方法1．獲得尺寸精度的方法機(jī)械加工中獲得工件尺寸精度的方法，主要有以下幾種：（1）試切法

試切法：先試切出很小部分加工表面，測(cè)量試切所得的尺寸，按照加工要求適當(dāng)調(diào)刀具切削刃相對(duì)工件的位置，再試切，再測(cè)量，如此經(jīng)過兩三次試切和測(cè)量，當(dāng)被加工尺寸達(dá)到要求后，再切削整個(gè)待加工表面。試切法通過“試切－測(cè)量－調(diào)整－再試切”，反復(fù)進(jìn)行直到達(dá)到要求的尺寸精度為止。例如，箱體孔系的試鏜加工。

作為試切法的一種類型——配作，它是以已加工件為基準(zhǔn)，加工與其相配的另—工件，或?qū)蓚€(gè)（或兩個(gè)以上）工件組合在一起進(jìn)行加工的方法。配作中最終被加工尺寸達(dá)到的要求是以與已加工件的配合要求為準(zhǔn)的。（模具制作）試切法的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：試切法達(dá)到的精度可能很高，它不需要復(fù)雜的裝置。缺點(diǎn)：這種方法費(fèi)時(shí)（需作多次調(diào)整、試切、測(cè)量、計(jì)算），效率低，依賴工人的技術(shù)水平和計(jì)量器具的精度，質(zhì)量不穩(wěn)定，所以只用于單件小批生產(chǎn)。（2）調(diào)整法

預(yù)先用樣件或標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好機(jī)床、夾具、刀具和工件的準(zhǔn)確相對(duì)位置，用以保證工件的尺寸精度。因?yàn)槌叽缡孪日{(diào)整到位，所以加工時(shí)，不用再試切，尺寸自動(dòng)獲得，并在一批零件加工過程中保持不變，這就是調(diào)整法。例如，采用銑床夾具時(shí)，刀具的位置靠對(duì)刀塊確定。調(diào)整法的實(shí)質(zhì)是利用機(jī)床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預(yù)先整好的刀架，使刀具相對(duì)于機(jī)床或夾具達(dá)到一定的位置精度，然后加工一批工件。在機(jī)床上按照刻度盤進(jìn)刀然后切削，也是調(diào)整法的一種。這種方法需要先按試切法決定刻度盤上的刻度。大批量生產(chǎn)中，多用定程擋塊、樣件、樣板等對(duì)刀裝置進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整法的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)整法比試切法的加工精度穩(wěn)定性好，有較高的生產(chǎn)率，對(duì)機(jī)床操作工的要求不高。缺點(diǎn)：對(duì)機(jī)床調(diào)整工的要求高，常用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。（3）定尺寸法

用刀具的相應(yīng)尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法稱為定尺寸法。它是利用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸決定。即用具有一定的尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴(kuò)孔鉆、鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的精度。定尺寸法特點(diǎn)：操作方便，生產(chǎn)率較高，加工精度比較穩(wěn)定，幾乎與工人的技術(shù)水平無(wú)關(guān)，生產(chǎn)率較高，在各種類型的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。例如鉆孔、鉸孔等。

（4）主動(dòng)測(cè)量法

在加工過程中，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，這就是主動(dòng)測(cè)量法。主動(dòng)測(cè)量法特點(diǎn)：質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高，是發(fā)展方向。

（5）自動(dòng)控制法

這種方法是由測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)等組成。它是把測(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)，加工過程依靠系統(tǒng)自動(dòng)完成。尺寸測(cè)量、刀具補(bǔ)償調(diào)整和切削加工以及機(jī)床停車等一系列工作自動(dòng)完成，自動(dòng)達(dá)到所要求的尺寸精度例如：在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，零件就是通過程序的各種指令控制加工順序和加工精度。自動(dòng)控制的具體方法有：①自動(dòng)測(cè)量即機(jī)床上有自動(dòng)測(cè)量工件尺寸的裝置，在工件達(dá)到要求的尺寸時(shí)，測(cè)量裝置即發(fā)出指令使機(jī)床自動(dòng)退刀并停止工作。②數(shù)字控制即機(jī)床中有控制刀架或工作臺(tái)精確移動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)、滾動(dòng)絲杠螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動(dòng)或工作臺(tái)的移動(dòng)）由預(yù)先編制好的程序通過計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置自動(dòng)控制。自動(dòng)控制法的特點(diǎn)：加工的質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、加工柔性好、能適應(yīng)多品種生產(chǎn)，是目前機(jī)械制造的發(fā)展方向和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)。2．獲得形狀精度的方法（1）零件表面的成形零件的表面通常是以一條線為母線，沿另一條線（稱導(dǎo)線）為軌跡運(yùn)動(dòng)而形成的。形成工件上各種表面的母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為發(fā)生線。母線和導(dǎo)線可以互換，稱為可逆表面。母線和導(dǎo)線可以不能互換，稱為非可逆表面。（2）形成發(fā)生線的方法1）軌跡法

軌跡法也稱刀尖軌跡法，依靠刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡獲得形狀精度的方法稱為軌跡法。即讓刀具相對(duì)于工件作有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，以其刀尖軌跡獲得所要求的表面幾何形狀。

刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于刀具和工件的相對(duì)成形運(yùn)動(dòng)，因而所獲得的形狀精度取決于成形運(yùn)動(dòng)的精度。數(shù)控車床、普通車削、刨削等均屬軌跡法。圖右上所示為車圓錐面。2）成形法

利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法稱為成形法。即用成形刀具取代普通刀具，成形刀具的切削刃就是工件外形。成形刀具替代一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。成形法可以

簡(jiǎn)化機(jī)床或切削運(yùn)動(dòng)，提高生產(chǎn)率。成形法所獲得的形狀精度取決于成形刀具的形狀精度和其他成形運(yùn)動(dòng)的精度。上圖所示為用成形法車球面。3）相切法

利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法稱為相切法。如銑刀、砂輪等旋轉(zhuǎn)刀具加工工件時(shí)，切削點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線形成工件表面的方法。相切法所獲得的形狀精度主要取決于刀具中心按軌跡運(yùn)動(dòng)的精度。4）展成法（范成法）

利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工的方法稱為展成法。展成法所得被加工表面是切削刃和工件作展成運(yùn)動(dòng)過程中所形成的包絡(luò)面，切削刃形狀必須是被加工面的共軛曲線。它所獲得的精度取決于切削刃的形狀和展成運(yùn)動(dòng)的精度等。展成法的用途：適用于各種齒輪齒廓、花鍵鍵齒、蝸輪輪齒等表面的加工。展成法的特點(diǎn)：刀刃的形狀與所需表面幾何形狀不同。例如齒輪加工，刀為直線（滾刀、齒條刀），而加工表面為漸開線。展成法形成的漸開線是滾刀與工件按嚴(yán)格速比轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀刃的一系列切削位置的包絡(luò)線。

舉例1指狀齒輪銑刀銑直齒圓柱齒輪漸開線齒形（母線）：由與齒槽完全吻合的刀刃直接形成——成形法直線齒長(zhǎng)（導(dǎo)線）：由銑刀邊旋轉(zhuǎn)邊作直線移動(dòng)而形成——相切法舉例2插齒刀插削直齒圓柱齒輪直線齒長(zhǎng)（母線）：靠插齒刀作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)形成——軌跡法漸開線齒形（導(dǎo)線）：由插齒刀作展成運(yùn)動(dòng)形成——展成法問題1、請(qǐng)解釋第6頁(yè)中表1-2中數(shù)字的意思？2、指狀齒輪銑刀銑直齒圓柱齒輪漸開線齒形（母線）：由與齒槽完全吻合的刀刃直接形成——？直線齒長(zhǎng)（導(dǎo)線）：由銑刀邊旋轉(zhuǎn)邊作直線移動(dòng)而形成——？3、插齒刀插削直齒圓柱齒輪直線齒長(zhǎng)（母線）：靠插齒刀作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)形成——？漸開線齒形（導(dǎo)線）：由插齒刀作展成運(yùn)動(dòng)形成——？3．獲得位置精度的方法一次安裝法多次安裝法①直接安裝法②找正安裝法③夾具安裝法劃線找正安裝直接找正安裝3．獲得位置精度的方法（1）一次安裝法

有位置精度要求的零件的各有關(guān)表面是在工件同一次安裝中完成并保證的，如軸類零件外圓與端面的垂直度，箱體孔系中各孔之間的平行度、垂直度、同一軸線上各孔的同軸度等。

一次安裝法一般是用夾具裝夾實(shí)現(xiàn)的。夾具是用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置。

（2）多次安裝法

零件有關(guān)表面的位置精度是加工表面與工件定位基準(zhǔn)面之間的位置精度決定的。如軸類零件鍵槽對(duì)外圓之對(duì)稱度，箱體平面與平面之間的平行度、垂直度等。

根據(jù)工件安裝方式不同又分為直接安裝法、找正安裝法和夾具安裝法。①直接安裝法：工件直接安裝在機(jī)床上，從而保證加工表面與定位基準(zhǔn)面之間的精度。例如，在車床上加工與外圓同軸的內(nèi)孔，可用三爪卡盤直接安裝工件，如右圖所示。②找正安裝法

找正是用工具（和儀表）根據(jù)工件上有關(guān)基準(zhǔn)，找出工件在劃線、加工（或裝配）時(shí)的正確位置的過程。用找正方法裝夾工件稱為找正安裝。通過找正保證加工表面與定位基準(zhǔn)面之間的精度。劃線找正安裝：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安裝方法。右圖所示的車床床身毛坯，為保證床身各加工面和非加工面的位置，然后在龍門刨床工作臺(tái)上用可調(diào)支承支起床身毛坯，用劃針按線找正并夾緊，再對(duì)床身底平面進(jìn)行粗刨。由于劃線既費(fèi)時(shí)，又需技術(shù)水平高的劃線工，劃線找正的定位精度也不高，所以劃線找正安裝只用在批量不大、形狀復(fù)雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而無(wú)法采用夾具裝夾的工件。直接找正安裝是用劃針和百分表或通過目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。右圖所示是用四爪單動(dòng)卡盤裝夾套筒，先用百分表按工件外圓A進(jìn)行找正后，再夾緊工件進(jìn)行外圓B的車削，以保證

套筒的A、B圓柱面的同軸度。此法的生產(chǎn)率較低，對(duì)工人的技術(shù)水平要求高，所以一般只用于單件小批生產(chǎn)中。若工人的技術(shù)水平高，且能采用較精確的工具和量具，那么直接找正安裝也能獲得較高的定位精度。③夾具安裝法

通過夾具保證加工表面與定位基準(zhǔn)面之間的位置精度，即用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的一種方法。這種方法定位迅速、方便，定位精度高、穩(wěn)定。但專用夾具的制造周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，故廣泛用于成批、大量生產(chǎn)中。1.1.3加工余量1．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。余量有總加工余量和工序余量之分?？偧庸び嗔浚ㄒ喾Q毛坯余量）：由毛坯轉(zhuǎn)變?yōu)榱慵倪^程中，在某加工表面上切除金屬層的總厚度，稱為該表面的總加工余量（亦稱毛坯余量）。一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐漸切除，故每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡(jiǎn)稱工序余量）。工序余量：是相鄰兩工序的工序尺寸之差。毛坯余量：毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。由于工序尺寸有公差，故實(shí)際切除的余量大小不等。由圖可知，工序余量的基本尺寸（簡(jiǎn)稱基本余量或公稱余量）Z可按下式計(jì)算對(duì)于被包容面(軸)

：Z=上工序基本尺寸—本工序基本尺寸對(duì)于包容面(孔)

：Z=本工序基本尺寸—上工序基本尺寸(上)被包容面(軸)(下)包容面(孔)

為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標(biāo)注極限偏差。被包容面(軸)的工序尺寸取上偏差為零；包容面(孔)的工序尺寸取下偏差為零。毛坯尺寸則按雙向布置上、下偏差。

工序余量和工序尺寸及其公差的計(jì)算公式：（軸）

Z=Zmin+Ta(1-1)

Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+Tb(1-2)

式中Zmin——最小工序余量；

Zmax——最大工序余量；

Ta——上工序尺寸的公差；

Tb——本工序尺寸的公差。

由圖可看出:公稱加工余量=前工序尺寸-本工序尺寸最小加工余量=前工序尺寸的最小值-本工序尺寸的最大值最大加工余量=前工序尺寸的最大值-本工序尺寸的最小值工序加工余量的變動(dòng)范圍（最大加工余量與最小加工余量之差）=前工序工序尺寸公差+本工序的工序尺寸公差工序加工余量及其公差

2．影響加工余量的因素主要影響因素分單項(xiàng)介紹如下:（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷層深度（Ra和Da）（2）前工序形成的形狀誤差和位置誤差（△x和△w）影響最小加工余量的因素

圖中的△x為平面度誤差、△w為平行度誤差

上述各項(xiàng)誤差和缺陷都是前工序形成的，為能將其全部切除，還要考慮本工序的裝夾誤差εb的影響。如圖1-11所示，由于三爪自定心卡盤定心不準(zhǔn)，使工件軸線偏離主軸旋轉(zhuǎn)軸線e值，造成加工余量不均勻，為確保將前工序的各項(xiàng)誤差和缺陷全部切除，直徑上的余量應(yīng)增加2e。裝夾誤差εb的數(shù)量，可在求出定位誤差、夾緊誤差和夾具的對(duì)定誤差后求得。裝夾誤差對(duì)加工余量的影響

綜上所述，影響工序加工余量的因素可歸納為下列幾點(diǎn)：●前工序的工序尺寸公差（Ta）?！袂肮ば蛐纬傻谋砻娲植诙群捅砻嫒毕輰由疃龋≧a+Da）。●前工序形成的形狀誤差和位置誤差（△x、△w）?！癖竟ば虻难b夾誤差（εb）。

3．確定加工余量的方法（1）查表修正法(目前應(yīng)用最廣。)（2）經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法(只適用于單件、小批生產(chǎn)。)（3）分析計(jì)算法(目前應(yīng)用較少。)1.1.4加工精度1．加工精度的概念加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。加工精度：用公差等級(jí)衡量，等級(jí)值越小，其精度越高；加工誤差：用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度包括三個(gè)方面內(nèi)容：●尺寸精度指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。●形狀精度指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。●位置精度指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置與理想位置相符合程度。2．原始誤差與加工誤差的關(guān)系工藝系統(tǒng)：在機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、工件和刀具構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)原始誤差：由于工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)、操作過程以及加工過程中的物理力學(xué)現(xiàn)象而產(chǎn)生刀具和工件之間的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生偏移的各種因素稱為原始誤差。

（1）與工藝系統(tǒng)本身初始狀態(tài)

有關(guān)的原始誤差①原理誤差即加工方法原理上存在的誤差。②工藝系統(tǒng)幾何誤差●工件與刀具的相對(duì)位置在靜態(tài)下已存在的誤差，如刀具和夾具制造誤差，調(diào)整誤差以及安裝誤差；●工件和刀具的相對(duì)位置在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下存在的誤差，如機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差，導(dǎo)軌的導(dǎo)向誤差，傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差等。（2）與切削過程有關(guān)的原始誤差①工藝系統(tǒng)力效應(yīng)引起的變形，如工藝系統(tǒng)受力變形、工件內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生和消失而引起的變形等造成的誤差。②工藝系統(tǒng)熱效應(yīng)引起的變形，如機(jī)床、刀具、工件的熱變形等造成的誤差。3．影響加工精度的因素（1）系統(tǒng)的幾何誤差（２）工藝系統(tǒng)的受力變形（３）工藝系統(tǒng)的熱變形（４）調(diào)整誤差（５）工件殘余應(yīng)力引起的誤差（６）數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生誤差的獨(dú)特性（７）提高加工精度的工藝措施（1）系統(tǒng)的幾何誤差

機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)床導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)機(jī)床傳動(dòng)鏈的誤差定位誤差?yuàn)A緊誤差?yuàn)A具安裝誤差對(duì)刀誤差

①加工原理誤差②機(jī)床的幾何誤差③刀具的制造誤差及磨損④夾具誤差

系統(tǒng)的幾何誤差問題為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標(biāo)注極限偏差。被包容面(軸)、包容面(孔)、毛坯尺寸的工序尺寸有何特點(diǎn)？

加工精度：用公差等級(jí)衡量，等級(jí)值越小，其精度越高還是低？加工誤差：用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大還是小？定位誤差的概念

產(chǎn)生原因：工件的制造誤差和定位元件的制造誤差，兩者的配合間隙及工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合等?！倩鶞?zhǔn)位移誤差②基準(zhǔn)不重合誤差定位誤差由于工件在夾具上定位不準(zhǔn)而造成的加工誤差稱為定位誤差，用△D表示。

①基準(zhǔn)不重合誤差：P17當(dāng)定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)而造成的加工誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)不重合誤差=定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間尺寸的公差，用△B表示。②基準(zhǔn)位移誤差工件在夾具中定位時(shí)，由于工件定位基面與夾具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合間隙的影響，導(dǎo)致定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不能重合，從而使各個(gè)工件的位置不一致，給加工尺寸造成誤差，這個(gè)誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差，用△Y表示a是圓套銑鍵槽的工序簡(jiǎn)圖b是加工示意圖基準(zhǔn)位移誤差的大小：應(yīng)等于因定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合造成工序尺寸的最大變動(dòng)量。由上圖可知，一批工件定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量為：△i＝Amax－Amin式中：△i——一批工件定位基準(zhǔn)的最大變動(dòng)量；Amax——最大工序尺寸；Amin——最小工序尺寸。當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸的方向相同時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍，即△y＝△i此時(shí)：△i＝imax－iminimax——定位基準(zhǔn)的最大位移；imin——定位基準(zhǔn)的最小位移。當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸的方向不同時(shí)，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動(dòng)范圍在x投影，如圖右所示，即：△y＝△icosα式中：α——定位基準(zhǔn)的變動(dòng)方向與工序尺寸方向間的夾角。

工序簡(jiǎn)圖

加工示意圖及基準(zhǔn)位移誤差定位誤差分析定位誤差：因工件定位而產(chǎn)生的工序基準(zhǔn)在工序尺寸上的最大變動(dòng)量△Ｄ。

定位誤差的組成基準(zhǔn)不重合誤差△Ｂ基準(zhǔn)位移誤差△Ｙ定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合引起的誤差。定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合引起的誤差。大小等于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)之間的尺寸公差。由于定位基面和限位基面的制造公差和間隙造成的。定位誤差的計(jì)算

誤差計(jì)算公式：△D=△B±△Y當(dāng)工件以平面定位時(shí):△D=△B，（△Y=0）當(dāng)工件以內(nèi)孔定位時(shí):△Y=1/2（

D+

d）當(dāng)工件以外圓柱面定位時(shí):△Y=0.707

D（90°V型塊定位）（２）工藝系統(tǒng)的受力變形由機(jī)床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統(tǒng)是一個(gè)彈性系統(tǒng)，在加工過程中由于切削力、傳動(dòng)力、慣性力、夾緊力以及重力的作用，會(huì)產(chǎn)生彈性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準(zhǔn)確位置，產(chǎn)生加工誤差。如右圖細(xì)長(zhǎng)軸車削時(shí)受力變形

①工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響主要有：●切削過程中受力點(diǎn)位置變化引起的加工誤差●毛坯加工余量不均，材料硬度變化導(dǎo)致切削力大小變化引起的加工誤差——誤差復(fù)映②減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施主要有：一是提高工件加工時(shí)的剛度；二是提高工件安裝時(shí)的夾緊剛度；三是提高機(jī)床部件的剛度。

（３）工藝系統(tǒng)的熱變形機(jī)械加工中，工藝系統(tǒng)在各種熱源的作用下產(chǎn)生一定的熱變形。由于工藝系統(tǒng)熱源分布的不均勻性及各環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、材料的不同，使工藝系統(tǒng)各部分的變形產(chǎn)生差異，從而破壞了刀具與工件的準(zhǔn)確位置及運(yùn)動(dòng)關(guān)系，產(chǎn)生加工誤差。減少工藝系統(tǒng)熱變形的措施主要有：一是減少工藝系統(tǒng)的熱源及其發(fā)熱量；二是加強(qiáng)冷卻，提高散熱能力；三是控制溫度變化，均衡溫度；四是采用補(bǔ)償措施；五是改善機(jī)床結(jié)構(gòu)。此外，還應(yīng)注意改善機(jī)床結(jié)構(gòu)，減小其熱變形。（４）調(diào)整誤差概念：零件加工的每一個(gè)工序中，為了獲得被加工表面的形狀、尺寸和位置精度，總得對(duì)機(jī)床、夾具和刀具進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整。任何調(diào)整工作必然會(huì)帶來一些原始誤差，這種原始誤差即調(diào)整誤差。調(diào)整方法主要有：①試切法調(diào)整②用定程機(jī)構(gòu)調(diào)整③用樣件或樣板調(diào)整（５）工件殘余應(yīng)力引起的誤差①概念：殘余應(yīng)力是指當(dāng)外部載荷去掉以后仍存留在工件內(nèi)部的應(yīng)力②應(yīng)力產(chǎn)生的原因：外應(yīng)力產(chǎn)生的原因：來自熱加工和冷加工內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因：A、毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；（時(shí)效）B、冷校正產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；（焊接變形的校正）C、切削加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。③減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施：一是采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉ば?。二是給工件足夠的變形時(shí)間。三是零件結(jié)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，壁厚要均勻。（６）數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生誤差的獨(dú)特性數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的主要差別：一是數(shù)控機(jī)床具有“指揮系統(tǒng)”——數(shù)控系統(tǒng)；二是數(shù)控機(jī)床具有執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——伺服系統(tǒng)。誤差源對(duì)加工精度的影響及抑制的途徑主要有以下幾個(gè)方面：①機(jī)床重復(fù)定位精度的影響②檢測(cè)裝置的影響（反饋）③刀具誤差的影響抑制數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生誤差的途徑有：①硬件補(bǔ)償：（過去一般多采用）如加工中心采用螺距誤差補(bǔ)償功能。②軟件補(bǔ)償：特征：應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)通信的補(bǔ)償控制單元和相應(yīng)的軟件，以實(shí)現(xiàn)誤差的補(bǔ)償，原理：是利用坐標(biāo)的附加移動(dòng)來修正誤差（７）提高加工精度的工藝措施保證和提高加工精度的方法：減小原始誤差法、補(bǔ)償原始誤差法、轉(zhuǎn)移原始誤差法、均分原始誤差法、均化原始誤差法、“就地加工”法。

●誤差復(fù)映，引起本工序誤差；●定位誤差擴(kuò)大，引起本工序誤差。①減少原始誤差這種方法是生產(chǎn)