數(shù)控機(jī)床加工工藝教案.doc

數(shù)控機(jī)床加工工藝教案機(jī)械工程系數(shù)控技術(shù)教研室 編數(shù)控機(jī)床加工工藝第一章 緒論一、數(shù)控加工在機(jī)械制造業(yè)中的地位和作用數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度與高自動(dòng)化的特點(diǎn)。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，提高了機(jī)械制造業(yè)的制造水平，為社會(huì)提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠性的機(jī)械產(chǎn)品。目前應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的領(lǐng)域已從當(dāng)初的航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造業(yè)，并已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。二、數(shù)控加工的發(fā)展1.數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管(1959年)、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)(1974年)等五代數(shù)控系統(tǒng) 。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的控制功能大部分由軟件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，因而使硬件進(jìn)一步得到了簡(jiǎn)化，系統(tǒng)可靠性提高，功能更加靈活和完善。目前現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)幾乎完全取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)。 2.自動(dòng)編程系統(tǒng)的發(fā)展 在本世紀(jì)50年代后期，美國(guó)首先研制成功了APT(Automatically Progammed Tools)系統(tǒng)。到了本世紀(jì)60年代和70年代又先后發(fā)展了APT和APT 系統(tǒng)。在西歐和日本，也在引進(jìn)美國(guó)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展了各自的自動(dòng)編程系統(tǒng)，如德國(guó)的EXAPT系統(tǒng)、法國(guó)的IFAPT系統(tǒng)、英國(guó)的2CL系統(tǒng)等。我國(guó)的自動(dòng)編程系統(tǒng)發(fā)展較晚，但進(jìn)步很快，目前主要有用于航空零件加工的SKC系統(tǒng)以及ZCK、ZBC和用于線切割加工的SKG等系統(tǒng)。3.自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展 在本世紀(jì)60年代末期出現(xiàn)了直接數(shù)控系統(tǒng)DNC(Direct NC)，1976年出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床聯(lián)接成可調(diào)加工系統(tǒng)，這是最初的柔性制造系統(tǒng)FMS（Flexible Manufcturing Cell)。自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展，使加工技術(shù)跨入了一個(gè)新的里程，建立了一種全新的生產(chǎn)模式。我國(guó)已開始在這方面進(jìn)行探索與研制，并取得了可喜的成果，已有一些FMS和CIMS成功地用于生產(chǎn)。三、數(shù)控加工的特點(diǎn)（1） 自動(dòng)化程度高（2） 加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定（3）對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)（4）生產(chǎn)效率高（5） 易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然，數(shù)控加工在某些方面也有不足之處，這就是數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，加工成本高，技術(shù)復(fù)雜，對(duì)工藝和編程要求較高，加工中難以調(diào)整，維修困難。為了提高數(shù)控機(jī)床的利用率，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，需要確實(shí)解決好加工工藝與程序編制、刀具的供應(yīng)、編程與操作人員的培訓(xùn)問題。四、數(shù)控加工工藝研究的內(nèi)容及任務(wù)數(shù)控機(jī)床加工工藝的內(nèi)容包括金屬切削和加工工藝的基本知識(shí)和基本理論、金屬切削刀具、典型零件加工及工藝分析等。數(shù)控機(jī)床加工工藝研究的宗旨是，如何科學(xué)地、最優(yōu)的設(shè)計(jì)加工工藝，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)在數(shù)控中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)基本掌握數(shù)控加工的金屬切削及加工工藝的基本知識(shí)和基本理論；學(xué)會(huì)選擇機(jī)床、刀具、夾具及零件表面的加工方法；掌握數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法；通過有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的配合，初步具有制訂中等復(fù)雜程度零件的數(shù)控加工工藝和分析解決生產(chǎn)中一般工藝問題的能力。五、數(shù)控機(jī)床加工工藝的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法數(shù)控機(jī)床加工工藝是一門綜合性、實(shí)踐性、靈活性強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程。學(xué)習(xí)本課程應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：本課程包含面廣、內(nèi)容豐富、綜合性強(qiáng)。在學(xué)習(xí)時(shí)要善于將數(shù)控加工基礎(chǔ)和數(shù)控機(jī)床等知識(shí)同本課程的知識(shí)結(jié)合起來，合理的綜合運(yùn)用。數(shù)控機(jī)床加工工藝同生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)，其理論源于生產(chǎn)實(shí)際，是長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的總結(jié)。數(shù)控機(jī)床加工工藝的應(yīng)用有很大的靈活性。對(duì)具體問題要具體分析，優(yōu)選最佳方案。 - 73 - / 73第一章 數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)第一節(jié) 概 述一、切削運(yùn)動(dòng)及加工中的工件表面（一）切削運(yùn)動(dòng)在切削過程中，刀具和工件之間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)就稱為切削運(yùn)動(dòng)。按切削運(yùn)動(dòng)在切削加工中的功用不同分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1.切削運(yùn)動(dòng)（1）主運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)是由機(jī)床提供的主要運(yùn)動(dòng)，它使刀具和工件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削層 。(圖11) （2）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)又稱走刀運(yùn)動(dòng)，是由機(jī)床提供的使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是切削過程中使金屬層不斷地投入切削，加上主運(yùn)動(dòng)從而加工出完整表面所需的運(yùn)動(dòng)。 (圖11) 總之，在各類切削加工中，主運(yùn)動(dòng)必須有一個(gè)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有一個(gè)(如車削)、兩個(gè)(如圓磨削)或多個(gè)，甚至沒有(如拉削)。 由主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)合成的運(yùn)動(dòng)稱為合成切削運(yùn)動(dòng)（圖21）。刀具切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件的瞬時(shí)合成運(yùn)動(dòng)方向稱為合成切削運(yùn)動(dòng)方向，其速度稱為合成切削速度。合成切削速度為同一選定點(diǎn)的主運(yùn)動(dòng)速度與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度的矢量和，即：Ve=Vc+Vf（二）加工中的工件表面切削過程中，工件上多余的材料不斷地被刀具切除而轉(zhuǎn)變?yōu)榍行?，因此工件在切削過程中形成了三個(gè)不斷變化的表面：（1）已加工表面 工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面稱為已加工表面。 （圖11） （2）待加工表面 工件上有待切除切削層的表面稱為待加工表面。 （圖11） （3）過渡表面 過渡表面就是工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程（如刨削）、刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里(如單刃鏜削或車削)將被切除，或者由下一切削刃(如銑削)切除。 （圖11）。二、切削要素 切削要素包括切削用量和切削層的幾何參數(shù)。（一）切削用量（圖12） 1、切削速度（vc） 切削刃選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度稱為切削速度。大多數(shù)切削加工的主運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其切削速度vc（單位為m/min)的計(jì)算公式見式（1-1）。2.進(jìn)給量（f） 刀具在進(jìn)給方向上相對(duì)于工件的位移量稱為進(jìn)給量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表達(dá)或度量（圖1-2）。車削時(shí)的進(jìn)給速度vf（單位為mm/min)與進(jìn)給量之間的關(guān)系見式（1-2）。3.背吃刀量（ap)背吃刀量是已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，其單位為mm。外圓車削時(shí)見式（1-4）。（二）切削層參數(shù)1.切削厚度（h D） 切削厚度是在垂直于切削刃的方向上度量的切削層截面的尺寸。直線切削刃上各點(diǎn)的切削層厚度相等（圖1-3）。見式（1-5）。2.切削寬度（b D） 切削寬度是沿切削刃方向度量的切削層截面尺寸。對(duì)于直線主切削刃，見式（1-6）。3.切削面積（A D） 切削面積是指切削層在切削層尺寸平面里的橫截面積，即圖1-5中的ABCD所包圍的面積。車削時(shí)切削面積A D可按式（1-7）計(jì)算。三、刀具幾何角度（一）刀具切削部分組成要素1、前刀面(A) 刀具上切屑流過的表面。2、主后刀面(A) 刀具上與過渡表面相對(duì)的表面。 3、副后刀面(A) 刀具上與已加工表面相對(duì)的表面。 4、主切削刃(S) 前刀面與主后刀面的交線，它完成主要的金屬切除工作。 5、副切削刃(S) 前刀面與副后刀面的交線，它配合主切削刃完成金屬切除工作，負(fù)責(zé)最終形成工件已加工表面。 6、刀尖 主切削刃與副切削刃的連接處的一小部分切削刃。它分為修圓刀尖和倒角刀尖兩類(圖26)（二）刀具切削部分的幾何角度 1、正交平面參考系(圖27) 基面(Pr) 通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面。 切削平面(PS) 通過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。 正交平面(Po) 正交平面是指通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。 2、刀具的標(biāo)注角度（圖28） （1）在正交平面中測(cè)量的角度 前角(o) 前刀面與基面間的夾角。當(dāng)前刀面與切削平面夾角小于90時(shí)，前角為正值；大于90時(shí)，前角為負(fù)值。它對(duì)刀具切削性能有很大的影響。 后角(o) 后刀面與切削平面間的夾角。當(dāng)后刀面與基面夾角小于90時(shí)，后角為正值；大于90時(shí)，后角為負(fù)值。它的主要作用是減小后刀面與工件之間的摩擦和減少后刀面的磨損。楔角(o) 前刀面與后r刀面的夾角。 o = 90（o +o）（2）在基面中測(cè)量的角度主偏角（r） 主切削平面與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角，總為正值。主偏角的大小影響切削條件和刀具壽命。車刀常用的主偏角有45、60、75和90四種。 副偏角(r) 副切削平面與假定進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反方向間的夾角。其大小主要影響表面粗糙度。刀尖角(r) 主切削平面與副切削平面間的夾角。r = 180（r +r） （3）在切削平面中測(cè)量的角度 刃傾角(S) 主切削刃與基面間的夾角。當(dāng)?shù)都庀鄬?duì)于車刀刀柄安裝面處于最高點(diǎn)時(shí)，刃傾角為正值；當(dāng)?shù)都馓幱谧畹忘c(diǎn)時(shí)，刃傾角為負(fù)值；當(dāng)切削刃平行于刀柄安裝面時(shí)，刃傾角為0（4）在副正交平面中測(cè)量的角度在副正交平面中測(cè)量的角度有副后角，它是副后刀面與副切削平面間的夾角。3.刀具的工作角度現(xiàn)以橫車為例說明刀具的工作角度。如圖1-11所示。四、刀具材料（一）刀具材料應(yīng)具備的性能1.高的硬度和耐磨性2.足夠的強(qiáng)度和韌性3.良好的耐性和導(dǎo)熱性4.良好的工藝性5.經(jīng)濟(jì)性（二）刀具材料的種類1.高速鋼 高速鋼是含有較多的鎢、鉻、鉬、釩等合金元素的高合金工具鋼。(1)通用型高速鋼 ：不適合高速切削和硬的材料切削。(2)高性能高速鋼：加工奧氏體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。2、硬質(zhì)合金常用的硬質(zhì)合金有三大類（1）鎢鈷類硬質(zhì)合金(YG)：適用于加工脆性材料(鑄鐵等)。（2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金(YT)：適用于切屑呈帶狀的鋼料等塑性材料。（3）鎢鈦鉭(鈮)類硬質(zhì)合金(YW) ：既能加工鋼、鑄鐵、有色金屬，也能加工高溫合金、耐熱合金及合金鑄鐵等難加工材料。3.其他刀具材料（1）涂層刀具材料：刀具既具有基體材料的強(qiáng)度和韌性，又具有很高的耐磨性（2）陶瓷材料：主要用于鋼、鑄鐵、高硬度材料及高精度零件的精加工。（3）金剛石：一般不適宜加工黑色金屬，主要用于有色金屬以及非金屬材料的高速精加工。（4）立方氮化硼(CNB) ：目前主要用于加工淬硬鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金和一些難加工材料第二節(jié) 金屬切削過程基本規(guī)律及其應(yīng)用一、切屑的形成及種類（一）切屑的形成過程從實(shí)踐中可知，切屑的形成過程就是切削層變形的過程。在切削過程中把切削區(qū)域分為三個(gè)變形區(qū)，如圖1-12所示。1.第變形區(qū) 即剪切滑移區(qū)，如圖1-13所示。2.第變形區(qū) 這一層滯緩流動(dòng)的金屬稱為滯流層。3.第變形區(qū) 將影響到工件的表面質(zhì)量及使用性能。（二）切削的種類根據(jù)切削過程中變形程度的不同，可把切削分為四種不同的形態(tài)，如圖1-14所示。1、帶狀切屑2、擠裂切屑3、單元切屑4、崩碎切屑二、積屑瘤（一）積屑瘤的現(xiàn)象在中速或較低切削速度范圍內(nèi)，切削一般鋼料或其它塑性金屬材料而，又能形成帶狀切屑時(shí)，常在切削刃口附近粘結(jié)一硬度很高的楔形金屬塊，它包圍著切削刃覆蓋部分前刀面，這種楔形金屬塊稱為積屑瘤， 如圖（1-15）所示。（二）積屑瘤的形成過程在一定的切削條件下，切削底層與前刀面接觸處發(fā)生粘結(jié)，使與前刀面接觸的切削底層金屬流動(dòng)較慢，而上層金屬流動(dòng)較快。流動(dòng)較慢的切削底層，稱為滯流層。如果溫度與壓力適當(dāng)，滯流層金屬就與前刀面粘結(jié)成一體。隨后，新的滯流層在此基礎(chǔ)上逐層積聚、粘合，最后長(zhǎng)成積屑瘤。（三）積屑瘤在切削過程中的作用1.增大前角2.增大切削厚度3.增大已加工表面粗糙度4.影響刀具耐用度（四）影響積屑瘤的主要因素及防止方法1.切削速度 控制切削速度使切削溫度控制在300以下或380以上，就可以減少積屑瘤的生成。2.進(jìn)給量 適當(dāng)降低進(jìn)給量，則可削弱積屑瘤的生成基礎(chǔ)。3.前角 前角增大到35時(shí)，一般不產(chǎn)生積屑瘤。4.切削液 采用潤(rùn)滑性能良好的切削液可以減少或消除積屑瘤的產(chǎn)生。三、切削力（一）切削力的來源及分解切削時(shí)作用在刀具上的力來自兩個(gè)方面，即三個(gè)變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的彈性變形抗力和塑性變形抗力；切屑、工件與刀具間的摩擦力。如圖1-16所示它們的合力Fr作用在前刀面上近切削刃處。1、主切削力Fc2、背向力FP3、進(jìn)給抗力Ff總切削力與它們之間的關(guān)系見式（1-15）。Fp、Ff與Fpf有如下關(guān)系見式（1-16），（1-17）。（二）計(jì)算切削力的經(jīng)驗(yàn)公式1.計(jì)算切削力的指數(shù)公式 計(jì)算切削力Fc的指數(shù)公式見式（1-18）。2.用單位切削力計(jì)算切削力的公式見式（1-22）。單位切削力是指單位切削面積上的主切削力，用p（單位為N/m）表示。（三）切削功率1、切削功率用Pc表示，單位為kW，計(jì)算公式見式（1-23）。2、機(jī)床電動(dòng)機(jī)消耗的功率PE（單位為kW）見式（1-24）。（四）影響切削力的主要因素1.工件材料的影響2.切削用量的影響（1）背吃刀量和進(jìn)給量（2）刀具磨損的影響（3）切削速度（4）切削液的影響（5）刀具幾何角度的影響3.刀具幾何角度的影響4.刀具磨損的影響5.切削液的影響四、切削熱與切削溫度（一）切削熱的產(chǎn)生切削熱的產(chǎn)生 具體在三個(gè)變形區(qū)內(nèi)產(chǎn)生，如圖1-18所示。（二）切削溫度及其影響因素1.切削用量對(duì)切削溫度的影響2.刀具幾何參數(shù)對(duì)切削溫度的影響3.工件材料對(duì)切削溫度的影響4.刀具磨損對(duì)切削溫度的影響5.切削液對(duì)切削溫度的影響五、刀具磨損與刀具耐用度（一）刀具磨損形式下面主要介紹正常磨損的形態(tài)（1-19）。1、前面磨損 （見圖1-19a）2、后面磨損 （見圖1-19b3、前面和主后面同時(shí)磨損（二）刀具磨損過程與磨鈍標(biāo)準(zhǔn)1.刀具磨損過程 （見圖1-20）（1）初期磨損階段（OA）（2）正常磨損階段（AB）（3）急劇磨損階段（BC）2刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)刀具磨損到一定限度就不能繼續(xù)使用，這個(gè)磨損限度稱為刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。由于后刀面磨損最常見，且易于控制和測(cè)量，因此通常按后刀面磨損寬度來制定磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。（三）刀具耐用度1刀具耐用度的定義所謂刀具耐用度（又稱刀具壽命）是指刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間，以T表示，單位為分鐘。一把新刀從開始投入切削到報(bào)廢為止總的實(shí)際切削時(shí)間，稱為刀具總壽命。因此刀具總壽命等于這把刀的刃磨次數(shù)（包括新刀開刃）乘以刀具耐用度。2、影響刀具耐用度的因素刀具耐用度的經(jīng)驗(yàn)公式由于切削速度對(duì)切削溫度影響最大，因而對(duì)刀具磨損影響最大，因此切削速度是影響刀具耐用度的最主要因素。它們的關(guān)系是用實(shí)驗(yàn)方法求得的。同樣按照求T-v關(guān)系式的方法，固定其他切削條件，分別改變進(jìn)給量和背吃刀量，求得T-f和T-ap關(guān)系式。綜合整理后，得出下列刀具耐用度的實(shí)驗(yàn)公式：式中，CT與工件材、刀具材料和其他切屑條件有關(guān)的常數(shù)。例如用YT5硬質(zhì)合金車刀切屑b=0.63GPa（65kgf/mm2）的鋼碳時(shí)，切削用量三要素的指數(shù)分別為：；，它們分別表示各切削用量對(duì)刀具耐用度的影響程度。可見，切削速度v對(duì)刀具耐用度的影響最大，進(jìn)給量f次之，背吃刀量ap最小。在保證一定刀具耐用度的條件下，為提高生產(chǎn)率，應(yīng)首先選取大的背吃刀量，然后選取較大的進(jìn)給量，最后選擇合理的切削速度。（1）切削用量在保證一定刀具耐用度的條件下為了提高生產(chǎn)效率，應(yīng)首先選取大的背吃刀量p，然后選擇較大的進(jìn)給量f，最后選擇合理的切削速度Vc。（2）刀具的幾何參數(shù)刀具幾何參數(shù)對(duì)刀具耐用度影響最大的是前角 o 和主偏角Kr前角o增大，可使切削力減小，切削溫度降低，耐用度提高；但是前角o太大會(huì)使鍥角o太小，刀具強(qiáng)度削弱，散熱性差，且易與破損，刀具耐用度降低。由此可見，對(duì)于每一種具體加工條件，都有一個(gè)使刀具耐用度T最高的合理的數(shù)值。主偏角Kr減小，可使刀尖輕度提高，改善散熱條件，提高道具耐用度；但主偏角Kr過小，則背力增大，對(duì)剛性差的工藝系統(tǒng)，切削時(shí)引起 振動(dòng)。此外，如果減小副偏角Kr，增大刀尖圓弧半徑R，其對(duì)刀具耐用度的影響與主偏角減小時(shí)相同。（3）刀具材料刀具材料的高溫強(qiáng)度越高，耐磨性越好，道具耐用度就越高。但在有沖擊切削和難加工材料切削時(shí)，影響刀具耐用度的主要因素是沖擊和抗彎強(qiáng)度。韌性越好，抗彎強(qiáng)度越高，越不容易產(chǎn)生破損 （4）工件材料工件材料的溫度越高，耐磨性越好，刀具耐用度越低。此外，工件的塑性、韌性越高，導(dǎo)熱性越低，切削溫度越高，刀具耐用度越低。3、刀具耐用度的確定合理選擇刀具耐用度，可以提高生產(chǎn)率和降低加工成本。刀具耐用度過高，就要選取較小的切削用量，從而降低金屬切削率，降低生產(chǎn)率，提高了加工成本。反之耐用度過低，雖然可以采取較大的切削用量，卻因刀具磨損快，換刀、磨刀時(shí)間增加，刀具費(fèi)用增大，同樣會(huì)使生產(chǎn)效率降低和成本提高。目前的刀具耐用度見下表。刀具類型耐用度T值高速鋼車刀高速鋼鉆頭硬質(zhì)合金焊接車刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀硬質(zhì)合金面銑刀齒輪刀具自動(dòng)機(jī)用高速鋼車刀609080120601530120180200300180200選擇刀具耐用度時(shí)，應(yīng)考慮到以下幾點(diǎn)；1）復(fù)雜的、高精度的、多刃的刀具耐用度應(yīng)比簡(jiǎn)單的、低精度的、單刃刀具高2）可轉(zhuǎn)位刀具換刀、換刀片快捷，為使切削刃始終處于鋒利狀態(tài)，3) 精加工刀具切削負(fù)荷小，道具耐用度應(yīng)比粗加工刀具選的高一些4）精加工大件時(shí)，為了避免中途換刀，耐用度應(yīng)選的高一些5）數(shù)控加工時(shí)，刀具耐用度大于一個(gè)工作班，至少應(yīng)大于一個(gè)零件的切削時(shí)間第三節(jié) 金屬材料的切削加工性一、金屬材料切削加工的概念 金屬材料的性能不同，切削加工的難易程度也不同。例如，與切削45鋼相比，切削銅、鋁合金比較為快；且笑合金鋼比較困難；切削耐熱合金更為困難。金屬材料切削材料的難易程度成為材料額度切削加工性。 金屬材料的切削加工與材料的力學(xué)、物力性能以及加工要求和切削條件有關(guān)。一般的說，良好的且笑加工性能是指：刀具耐用度T 較高或一定耐用度下的切削速度VcT較高；切削力較小，切削溫度較低；容易獲得好的表面質(zhì)量；切削形狀容易控制或容易斷屑，反之則認(rèn)為切削性差。二、衡量金屬材料切削加工性的指標(biāo)衡量金屬材料切削加工性的指標(biāo)較多，最常用的是切削速度Vct和相對(duì)加工性Kr。Vct的含義是當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹門時(shí)，切削某種材料所允許的最大切削速度。在形同的道具耐用度夏，Vct 值高的材料切削加工性較好。一般用T=60min時(shí)所允許的Vct 高低來評(píng)價(jià)材料的加工性的好壞。難加工材料用Vct來評(píng)定。Kr是以正火狀態(tài)45鋼的Vc60為基準(zhǔn)，記作（Vc60）j，將其它材料的Vc60 與（Vc60）j相比，即 Kr=Vc60/（Vc60）j凡Kr大于1 的材料，其加工性比45鋼好；Kr小于1的材料，加工性比45鋼叉。常對(duì)加工性分為八級(jí)加工性等級(jí)名稱及種類相對(duì)加工Kr代表性材料1很容易切削的材料一般有色金屬3.05-5-5銅鉛合金，9-4鋁銅合金，鋁鎂合金2容易切削的材料易切削鋼2.53.0退火15Cr，自動(dòng)機(jī)鋼3較易切削鋼1.62.5正火30鋼4普通材料一般鋼及鑄鐵1.01.645鋼，灰鑄鐵5稍難切削材料0.651.02Cr13調(diào)質(zhì)85鋼6難切削材料較難切削材料0.50.6545r調(diào)質(zhì)65Mn調(diào)質(zhì)7難切削材料0.150.550Cr調(diào)質(zhì)，1Cr18Ni9Ti，某些鈦合金8很難切削材料0.15某些鈦合金三、改善金屬材料切削加工的途徑材料的切削加工性對(duì)生產(chǎn)率和表面質(zhì)量有很大的影響，因此在滿足零件使用要求前提下，應(yīng)盡量選用加工性比較好的材料材料的切削加工性，還可以通過一些措施予以改善，采用熱處理方法是改善材料切削加工性的重要途徑之一。例如，低碳鋼的塑性過高，通過正火適當(dāng)降低塑性，提高硬度，可使網(wǎng)狀片狀的滲碳體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙畹臐B碳體，從而降低硬度，改善切削加工性；出現(xiàn)白口組織的鑄鐵，可在9501000度下退火來降低硬度，使切削加工較易進(jìn)行。此外，調(diào)整材料的化學(xué)成分也是改善其切削加工性的重要途徑。例如在鋼中適當(dāng)加入硫、鋁等元素是之成為易切鋼，切削時(shí)可使刀具的耐久度提高，切削力減小，斷屑容易，并可獲得較好的表面加工質(zhì)量。第四節(jié) 刀具幾何參數(shù)的合理選擇一、前角的選擇：盡量大（一）前角的功用 前角的功用主要影響切削變形和切削力的大小及刀具耐用度和表面質(zhì)量的高低。增大前角使切削變形和摩擦減少，故切削力小、切削熱少，加工表面質(zhì)量高。但前角過大，刀具強(qiáng)度降低，散熱體積減少，刀耐用度下降。減少前角，刀具強(qiáng)度提高，刀屑變形增大，易斷屑。但前角過小，會(huì)使切削力和切削熱增加，道具耐用度降低。（二）合理前角的選擇原則 刀具材料： 脆性o（高速鋼o，硬質(zhì)合金o，陶瓷o ） 工件材料：塑性材料o , 脆性材料o , 強(qiáng)度o , 硬度o 加工要求：粗加工o , 斷續(xù)切削o , 精加工o 機(jī)床功率和系統(tǒng)剛度: 功率大剛度高 , 數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)線：二、后角的選擇：盡量?。ㄒ唬┖蠼堑墓τ煤蠼堑闹饕τ檬菧p小主后刀面與過渡表面的彈性恢復(fù)層之間的摩擦，減輕刀具磨損。后角小使主后刀面與工件表面的摩擦加劇，刀具磨損加大，工件冷硬程度增加，加工表面質(zhì)量差；尤其是切削厚度較小時(shí)，由于刃口鈍圓半徑的影響，上述情況更為嚴(yán)重。后角增大，摩擦減小，也減小了刃口鈍圓半徑，這對(duì)切削厚度較小的情況有利，但使刀刃強(qiáng)度和散熱情況變差。（二）合理后角的選擇原則 粗加工：o , 精加工：o 塑性材料:o , 脆性材料:o, 硬度高:o , 強(qiáng)度高o 工藝系統(tǒng)：剛度高o三、前后刀面的形式及選擇 （1）前刀面常見的形式及其選擇 a、正前角單平面型：精加工刀具、復(fù)雜刀具加工脆性材料的刀具b、正前角曲面帶倒棱型：加工塑性材料的刀具c、負(fù)前角單平面型：后刀面磨損刀具 d、負(fù)前角雙平面型：前后刀面磨損的刀具（2）后刀面的常見形式 單一后刀面：基本形式、常用，精加工刀用 有刃帶的后刀面：可增加刀具耐磨性，定尺寸刀具用 帶消振棱的后刀面：可抑制振動(dòng)，加工時(shí)容易振動(dòng)使用 雙重或三重后刀面：可增加刃口強(qiáng)度，較少后刀面磨損四、主偏角及負(fù)偏角的選擇（一）主偏角的功用及合理主偏角的選擇1、主偏角的功用主偏角的功用主要影響刀具耐用度、已加工表面粗糙度及切削力的大小。主偏角r較小，則刀頭強(qiáng)度高，散熱條件好，已加工表面殘留面積高度小，作用主切削刃的長(zhǎng)度長(zhǎng)，單位作用主切削上的切削負(fù)荷?。黄湄?fù)面效應(yīng)為背向力大，切削厚度小，斷屑效果差。主偏角較大時(shí)，所產(chǎn)生的影響與上述完全相反。2、主偏角的功用 系統(tǒng)剛度：剛度好，Kr取小值，剛度差，Kr取大值 工件形狀：Kr按工件階梯的角度選 工件材料：工件很硬時(shí)，Kr取小值 散熱條件：需要時(shí)加強(qiáng)散熱時(shí)，Kr取小值 產(chǎn)量條件：需要刀具通用性好時(shí),取Kr90、Kr45（二）副偏角的功用及合理副偏角的選擇1、副偏角的功用負(fù)偏角的功用主要是減小副切削刃和已加工表面的摩擦。較小的副偏角，可減小殘留面積高度，提高刀具強(qiáng)度和改善散熱條件，但將增加副后刀面與已加工表面之間的摩擦，且易引起振動(dòng)。2、副偏角的選擇1）一般刀具的副偏角 ，在不引起振動(dòng)的情況下，可選取較小的副偏角，如車刀、刨刀均可取r=5度10度2）精加工刀具的副偏角應(yīng)取的小一些，以減小殘留面積，從而減小表面粗糙度。3）加工強(qiáng)度、高硬度材料或斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)取較小的副偏角（r =4度6度）4）切斷刀、鋸片刀和槽銑刀等，為了保證刀頭強(qiáng)度和重磨后刀頭寬度變化較小，只能取很小的副偏角。（r =1度2度）五、刃傾角的功用（一）刃傾角的功用 刃傾角主要影響切削流向和刀尖強(qiáng)度。刃傾角為正值，切削開始為正值，切削開始時(shí)刀尖與工件接觸，切屑流向待加工表面，可避免纏繞和劃傷已加工表面，對(duì)半精加工、精加工有利。刃傾角為負(fù)值。切削開始時(shí)刀尖后接觸工件，切屑流向已加工表面，容易將已加工表面劃傷；在粗加工開始時(shí)，尤其是在斷續(xù)切削時(shí)，可避免刀尖受沖擊，起保護(hù)刀尖的作用，并可改善刀具散熱條件。（二）刃傾角的選擇刃傾角：使刀具刃口鋒利，切削平穩(wěn)原則：1）粗加工S 0（使FP小些）2）斷續(xù)切削：S 0（保護(hù)刀尖）3）工件b、HB大：S 0（使FP小些）5）微量切削：S取大值(使刀具實(shí)際刃口半徑）面間的摩擦。一般車刀、刨刀等的副后角取得與主后角相等；而切斷到、切槽刀及鋸刀銑刀等的副后角因受刀頭強(qiáng)度限制，只能取得較小，通常 =1度 2度 五、其他幾何參數(shù)的選擇（一）負(fù)倒棱及其參數(shù)的選擇在粗加工鋼和鑄鐵的硬質(zhì)合金刀具上，常在主切削刃上磨出一個(gè)前角為負(fù)值的倒棱面，稱為負(fù)倒棱。其作用是增加刀刃強(qiáng)度，改善刃部散熱條件，避免崩刃并提高刀距耐用度。由于倒棱寬度很窄，它不改變刀具前角的作用。負(fù)倒棱參數(shù)（包括倒棱寬度b1和倒棱角r01）應(yīng)適當(dāng)選擇。太小時(shí)，起不到應(yīng)有的作用。太大時(shí)，又會(huì)增大切削力和切削變形。一般情況下，工件材料強(qiáng)度、硬度高，而刀具材料的抗彎強(qiáng)度低且進(jìn)給量大時(shí)，b1和01應(yīng)較大；加工鋼料時(shí)：若p0.2mm，f0.3mm/r，可取b1=（0.30.8）f，01=-5度 -10度；當(dāng)p）2mm，f0.7mm/r， b1=（0.30.8）f ，01= 25度（二）過渡刃及其參數(shù)選擇從第一節(jié)中已知，連接刀具主、副切削刃的刀尖通常磨成一段圓弧或直線刃，他們統(tǒng)稱為過渡刃。兩種過渡刃：圓弧過渡刃，直線過渡刃 取過渡刃：粗加工用直線過渡刃精加工用圓弧過渡刃：高速鋼：r.mm硬質(zhì)合金：r.mm 設(shè)修光刃：Kr= 0b= (1.21.8)f六、刀具幾何參數(shù)選擇示例對(duì)于上述刀具幾何參數(shù)的選擇原則不能生搬硬套，而是根據(jù)具體情況分析，合理運(yùn)用。下面以加工細(xì)長(zhǎng)軸的銀白屑車刀為例，加以介紹分析（一）加工對(duì)象加工碳鋼光扛、絲扛等長(zhǎng)軸零件（d=1030mm）（二）使用機(jī)床中等功率、剛性一般的數(shù)控機(jī)床（三）刀具材料刀具材料為硬質(zhì)合金YT15，刀桿材料為45鋼。（四）刀距幾何參數(shù)的選擇和分析共建材料的切削加工性是好的，切削過程中要解決的主要矛盾是防止工件的彎曲變形。為此要盡量見效背向力，增強(qiáng)工藝系統(tǒng)得剛性，防止振動(dòng)的產(chǎn)生。1)采用較大的前角o=20度30度，以見效切屑的變形，減小切削力，使切削輕快。2）采用較大的主偏角Kr=90度，以減小背向力，避免加工時(shí)共建的彎曲變形和振動(dòng)。3)沿主切削刃磨出b1=0.150.2mm01=,20度30度的倒棱，在切削過程中他作為產(chǎn)生積削瘤的基座并能提高切削刃的強(qiáng)度。由于負(fù)倒棱存在，切削時(shí)產(chǎn)生的積削瘤比較穩(wěn)定，可代替切削刃進(jìn)行切削，并使實(shí)際工作前角增大到35度45度。4）采用刃傾角s=+3度，使切削流向代加工表面，不致于劃傷已加工表面。5）前刀面上磨出高度為46mm的直線圓弧型卷屑槽，以提高排卷屑效果。（五） 切削用量1）粗車時(shí)：p=13mm f=。3。mm/r Vc=60m/min。2）半精車時(shí)：p=11.5mm f=0.30.4mm/r Vc=60120m/min3）精車時(shí)：p=0.51mm f=0.080.2mm/r Vc=100120m/min。采用上述幾何參數(shù)的銀白屑車刀和切削用量車削細(xì)長(zhǎng)軸同用一般外圓車刀相比，生產(chǎn)效率提高2倍以上，能耗比降低15%，刀具壽命可延長(zhǎng)20%。第五節(jié) 切削用量及切削液的選擇一、切削用量的選擇切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。選擇切削用量時(shí)，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度前提下，充分發(fā)揮機(jī)床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。（一）切削用量選擇原則1、粗加工時(shí)切削用量的選擇原則首先選取盡可能大的背吃刀量；其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進(jìn)給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。2、精加工時(shí)切削用量的選擇原則首先根據(jù)粗加工的余量確定背吃刀量；其次根據(jù)已加工表面粗糙度要求，選取較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具耐用度的前提下盡可能選用較高的切削速度。（二）切削用量的選擇方法1、背吃刀量的選擇根據(jù)加工余量確定。粗加工（Ra1080m）時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)810mm。半精加工（Ra1.2510m）時(shí)，背吃刀量取為0.52mm，精加工（Ra0.321.25m）時(shí)，背吃刀量取為0.10.4mm。在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大，或余量不均勻時(shí)，粗加工要分幾次進(jìn)給，并且應(yīng)當(dāng)把第一、二進(jìn)給的背吃刀量取得大一些。2、進(jìn)給量的選擇粗加工時(shí)，由于對(duì)工件表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時(shí)主要考慮機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性及力桿的強(qiáng)度和剛性等限制因素。根據(jù)加工材料、刀桿尺寸、工件直徑及已確定的背吃刀量來選擇進(jìn)給量。在半精加工和精加工時(shí)，則按表面粗糙度的要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來選擇進(jìn)給量。3、切削速度的選擇根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床說明書允許的切削范圍內(nèi)查表選取。在選擇切削速度時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1）應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域。2）斷續(xù)切削時(shí)，為減小沖擊和熱應(yīng)力，要適當(dāng)降低切削速度。3）在易發(fā)生振動(dòng)的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動(dòng)的臨界速度。4）加工大件、細(xì)長(zhǎng)件和薄壁工件時(shí)，應(yīng)選用較低的切削速度。5）加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。4、機(jī)床功率的校核切削功率Pc可用公式計(jì)算。機(jī)床有效功率PE=PE式中 PE機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率 機(jī)床傳動(dòng)功率如PcPE，則選擇的切削用量不能在指定的機(jī)床上使用，這時(shí)可調(diào)換功率較大的機(jī)床，或根據(jù)所限定的機(jī)床功率降低切削用量（主要是降低切削速度）。這時(shí)雖然機(jī)床功率得到充分的利用，但刀具的性能卻未能充分發(fā)揮。二、切削液的選擇在切削金屬過程中，合理選擇切削液，可以改善工件與刀具間的摩擦狀況，降低切削溫度和切削力，減輕刀具磨損，減少工件的熱變形，從而可以提高刀具耐用度，提高加工效率和加工質(zhì)量。（一）切削液的作用1、冷卻作用切削液可以將切削過程中產(chǎn)生的熱量迅速的從切削區(qū)帶走，使切削區(qū)溫度降低。切削液的流動(dòng)性越好，比熱、導(dǎo)熱系數(shù)和氣化熱等參數(shù)越高，則其冷卻性能越好。2、潤(rùn)滑作用切削液能在刀具的前、后刀面與工件之間形成一層潤(rùn)滑薄膜，可減少或避免刀具與工件或切屑間的直接接觸，減輕摩擦和粘結(jié)程度，因而可以減輕刀具的磨損，提高刀具表面的加工質(zhì)量。為保證潤(rùn)滑作用的實(shí)現(xiàn)，要求切削液能夠迅速滲入刀具與工件或切屑的接觸界面，形成牢固的潤(rùn)滑油膜，使其不至在高溫、高壓及劇烈摩擦的條件下被破壞。3、清洗作用在切削過程中，會(huì)產(chǎn)生大量切屑、金屬碎片和粉末，特別是在磨削過程中，砂輪上的沙粒會(huì)隨時(shí)脫落和破碎下來。使用切削液便可以及時(shí)將他們從刀具工件上沖洗下來，從而避免切屑粘附刀具、堵塞排屑和劃傷已加工表面。這一作用對(duì)于磨削、螺紋加工和深孔加工等程序尤為重要。為此，要求切削液有良好的流動(dòng)性，并且在使用時(shí)有足夠的壓力和流量。4、防銹作用為了減輕工件、刀具和機(jī)床受周圍介質(zhì)（如空氣、水分等）的腐蝕，要求切削液具有一定的防銹作用。防銹作用的好壞，取決于切削液本身性能和加入的防銹添加劑品種和比例（二）切削液的種類常用的切削液分為三大類：水溶液、乳化液和切削油。1、水溶液水溶液是以水為主要成分的切削液。水的導(dǎo)熱性很好，冷卻效果好。但單純的水容易使金屬生銹，潤(rùn)滑作用差。因此，常在水溶液中加入一定的添加劑，如防銹添加劑、表面活性物質(zhì)和油性添加劑等，使其既有良好的防銹功能，又具有一定的潤(rùn)滑性能。在配制水溶液時(shí)，要特別注意水質(zhì)情況，如果是硬水，必須進(jìn)行軟化處理。2、乳化液乳化液是將乳化油用95%98%的水稀釋而成，呈乳白色或半透明狀的液體，具有良好的冷卻作用。但潤(rùn)滑、防銹性能較差。實(shí)際使用中，常加入一定量的油性、極壓添加劑和防銹添加劑，配制成極壓乳化液或防銹乳化液。3、切削油切削油的主要成分是礦物油，少數(shù)采用動(dòng)植物油或復(fù)合油。純礦物油不能在摩擦界面形成堅(jiān)固的潤(rùn)滑膜，潤(rùn)磨效果較差。實(shí)際使用中，常加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，以提高潤(rùn)滑和防銹作用。（三）切削液的作用1、粗加工時(shí)切削液的選用粗加工時(shí)，加工余量大，所用切削用量大，產(chǎn)生大量的切削熱。采用高速鋼刀具切削時(shí)，使用切削液的主要目的是降低切削溫度，減小刀具磨損。硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，一般不用切削液，必要時(shí)可采用低濃度的乳化液或水溶液。但必須連續(xù)、充分的澆注，以避免處于高溫狀態(tài)的硬質(zhì)合金刀片產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋。2、精加工時(shí)切削液的選用精加工時(shí)，要求表面粗糙值較小，一般選用潤(rùn)滑性能較好的切削液，如高濃度的乳化液或含極壓添加劑的切削油。3、根據(jù)工件材料的性質(zhì)選用切削液切削塑性材料時(shí)需用切削液。切削鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)，一般不用切削液，以免崩碎切屑粘附在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上。加工高強(qiáng)度鋼、高溫合金等難加工材料時(shí)，由于切削加工處于極壓潤(rùn)滑摩擦狀態(tài)，故應(yīng)選用含極壓添加劑的切削液。切削有色金屬和銅、鋁合金時(shí)，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可采用10%20%的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合物。但不能用含硫的切削液，因硫?qū)τ猩饘儆懈g作用。切削鎂合金時(shí)，不能用水溶液，以免燃燒。第二章 工件在數(shù)控機(jī)床上的裝夾第一節(jié) 機(jī)床夾具概述裝夾及夾具：裝夾：機(jī)床上加工零件，為保證加工精度，必須現(xiàn)使工件在機(jī)床上占據(jù)一個(gè)正確的位置，即定位，然后將其夾緊。這種定位與夾緊的過程稱為工件的裝夾。夾具：用于裝夾工件的工藝裝備就是機(jī)床夾具。一、機(jī)床夾具的分類 1、按專門化程度分類(1) 通用夾具(2) 專用夾具(3) 可調(diào)夾具 (4) 組合夾具(5) 隨行夾具2、按使用機(jī)床類型分類可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心機(jī)床夾具和其它機(jī)床夾具等。3、按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具及自?shī)A緊夾具等。二、機(jī)床夾具的組成數(shù)控機(jī)床夾具由以下幾部分組成。（1）定位裝置定位裝置是由定位元件及其組合而構(gòu)成。它用于確定工件在夾具中的正確位置。圓柱銷11，菱形銷10等都是定位元件。（2）夾緊裝置加緊裝置用于保證工件在夾具中的既定位置，使其在外力作用下不致產(chǎn)生移動(dòng)。它包括夾緊元件、傳動(dòng)裝置及動(dòng)力裝置等。（3）夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，以保證夾具的精度和剛度。（4）其他元件及裝置如定位鍵、操作鍵和分度裝置，以及標(biāo)準(zhǔn)化連接元件等。第二節(jié) 工件的定位一、工件定位的基本原理1、六點(diǎn)定位原理（1）工件在空間具有六個(gè)自由度任何一個(gè)自由剛體，在空間均有六個(gè)自由度，即沿空間坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向的移動(dòng)和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制工件的自由度。工件定位時(shí)，用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來限制工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點(diǎn)定則”。六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承作用的是一定形狀的幾何體，這些用來限制工件自由度的幾何體就是定位元件。（2）六點(diǎn)定位原理要完全正確定位工件的位置，就需要按一定的要求布置六個(gè)支撐點(diǎn)(既定位元件)來限制工件的六個(gè)自由度。其中每個(gè)支撐點(diǎn)限制相應(yīng)的一個(gè)自由度。這就是工件定位的“六點(diǎn)定位原理”當(dāng)過定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時(shí)，應(yīng)嚴(yán)禁采用，但當(dāng)過定位不影響工件的正確定位，對(duì)提高加工精度有利時(shí)，也可以采用。過定位是否采用，要具體情況具體分析。二、工件在夾具中的定位1、工件完全定位加工時(shí)，工件的六個(gè)自由度被完全限制了的定位。2、不完全定位在滿足加工要求的前提下，工件的六個(gè)自由度沒有被完全限制的現(xiàn)象。3、欠定位根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒有限制的現(xiàn)象。4、過定位工件的某個(gè)自由度被重復(fù)限制的現(xiàn)象稱為過定位。第三節(jié) 定位基準(zhǔn)的選擇一、基準(zhǔn)及其分類1、基準(zhǔn)零件圖、實(shí)際零件或工藝文件上用來確定某個(gè)點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)。2、基準(zhǔn)的分類根據(jù)基準(zhǔn)功用不同，分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2）工藝基準(zhǔn)在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。它包括：(1) 裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。(2) 測(cè)量基準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。(3) 工序基準(zhǔn)在工序圖上用來確定本工序所加工表面后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。(4)定位基準(zhǔn)在加工中確定工件的位置所采用的基準(zhǔn)。作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面有時(shí)在工件上并不一定實(shí)際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對(duì)稱中心面等），在定位時(shí)是通過有關(guān)具體表面體現(xiàn)的，這些表面稱為定位表面。工件以回轉(zhuǎn)表面（如孔、外圓）定位時(shí)，回轉(zhuǎn)表面的軸心線是定位基準(zhǔn)，而回轉(zhuǎn)表面就是定位基面。工件以平面定位時(shí)，其定位基準(zhǔn)與定位基面一致。二、 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)又分粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。用未機(jī)加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)的稱為粗基準(zhǔn)；用已機(jī)加工過的表面作為定位基準(zhǔn)的稱為精基準(zhǔn)。1、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇是否合理，直接影響到各加工表面加工余量的分配，以及加工表面和不加工表面的相互位置關(guān)系。因此，必須合理選擇。具體選擇時(shí)一般應(yīng)遵循下列原則：1)為保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗加工基準(zhǔn)。2） 為保證重要加工面的余量均勻，應(yīng)選擇重要加工面為粗基準(zhǔn)。3）為保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量小的面為粗基準(zhǔn)。4）粗基準(zhǔn)比較粗糙且精度低，一般在同一尺寸方向上不應(yīng)重復(fù)使用。否則，因重復(fù)使用所產(chǎn)生的定位誤差，會(huì)引起相應(yīng)加工表面間出現(xiàn)較大的位置誤差。5）作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其他表面缺陷，以便使工件定位可靠，夾緊方便。2、精基準(zhǔn)的選擇除第一道工序采用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)主要考慮如何減少加工誤差，保證加工精度、使工件裝夾方便，并使零件的制造較為經(jīng)濟(jì)、容易。具體選擇時(shí)可遵循下列原則：（1）基準(zhǔn)重合原則選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，否則會(huì)因基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差，有時(shí)甚至因此造成尺寸超差而報(bào)廢。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)可以比較方便地加工其它各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此同一組精基準(zhǔn)定位，這就是基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則可以避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差，提高各加工表面之間的位置精度，同時(shí)簡(jiǎn)化夾具的設(shè)計(jì)和制造工作量。 （3）自為基準(zhǔn)原則某些要求加工余量小而均勻的精工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。（4）互為基準(zhǔn)原則為使各加工表面之間有較高的位置精度，又為了使其加工余量小而均勻，可采用兩個(gè)表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，稱為互為基準(zhǔn)原則。除了上述四條原則外，選擇精基準(zhǔn)時(shí)，還應(yīng)考慮所選精基準(zhǔn)能使工件定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定，裝夾方便，進(jìn)而使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。第四節(jié) 常見定位方式及定位元件工作的定位是通過工件上的定位表面與夾具上的定位元件的配合或接觸實(shí)現(xiàn)的。定位表面形狀不同，所用定位元件種類也不同。 一、工件以平面定位工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，常用的定位元件如下所述。1、主要支承主要支承用來限制工件的自由度，起到定位作用。（1）固定支承 固定支承有支承釘和支承板兩種形式。支撐釘A型用于精基準(zhǔn)，B型用于粗基準(zhǔn)，C型用于側(cè)面定位。支承釘與夾具孔的配合為H7/r6或H7/n6。若支承釘需經(jīng)常更換時(shí)可加襯套，其外徑與夾具體孔的配合亦為H7/r6或H7/n6，內(nèi)徑與支承釘?shù)呐浜蠟镠7/js6。使用幾個(gè)A型支承釘時(shí)，裝配后應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性 支承板適用于精基準(zhǔn)。A型用于側(cè)面和頂面定位，B型用