第二章數控加工工藝基礎

1、第二章第二章 數控加工工藝基礎數控加工工藝基礎 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床上的定位與裝夾零件在數控機床上的定位與裝夾 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 第七節(jié)第七節(jié) 數控加工工藝文件數控加工工藝文件 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 一、數控加工工藝的主要內容一、數控加工工藝的主要內容 （1）選擇適合在數控車床上加工的零件。 （2）分析被加工零

2、件的圖樣，明確加工內容及技術要求。 （3）確定零件的加工方案，制定數控加工工藝路線。 （4）加工工序的設計。 （5）數控加工程序的調整。 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 二、加工方法的選擇二、加工方法的選擇 1外圓表面加工方法的選擇外圓表面加工方法的選擇 3平面加工方法的選擇平面加工方法的選擇 2內孔表面的加工方法的選擇內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 4平面輪廓加工方法的選擇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成，通常采用三坐 標數控銑床進行兩軸半坐標加工。 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制

3、定 平面輪廓銑削 三、加工階段的劃分三、加工階段的劃分 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 1加工階段加工階段 階段主要任務目的 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，提高生產率 半精加工 使主要表面達到一定的精度，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)做好準備 精加工 保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸 精度和表面粗糙度要求 全面保證加工質量 光整加工 對零件上精度和表面粗糙度要求 很高(IT6級以上，表面粗糙度為 Ra0.2m以下)的表面，需進行光整 加工，其 主要目

4、標是提高尺寸精度、 減小表面粗糙度。一般不用來 提高位置精度 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 2劃分加工階段的意義劃分加工階段的意義 （1）保證加工質量）保證加工質量 （2）便于及時發(fā)現毛坯缺陷）便于及時發(fā)現毛坯缺陷 （3）便于安排熱處理工序）便于安排熱處理工序 （4）合理使用設備）合理使用設備 四、工序的劃分四、工序的劃分 （1）工序集中原則）工序集中原則每道工序包括盡可能多的 加工內容，從而使工序的總數減少。 （2）工序分散原則）工序分散原則將工件的加工分散在較多 的工序內進行，每道工序的加工內容很少。 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 1工序劃分的原

5、則工序劃分的原則 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 （1）數控車削工序的劃分方法）數控車削工序的劃分方法 2工序劃分方法工序劃分方法 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）以內孔和小端面裝夾 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 2）按粗、精加工劃分。對毛坯余量較大和加工精度 要求較高的零件，應將粗車和精車分開，劃分成兩道或更 多的工序。 例例 加工如圖所示手柄零件，坯料32mm棒料，批 量生產，用一臺數控車床加工，要求劃分工序并確定裝夾 方式。 工序1：如圖所示，

6、夾外圓柱面，車12mm、20mm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)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 工序2：如圖所示，用 12 mm外圓柱面和 20 mm 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)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 （2）數控銑削加工工序的劃分原則）數控銑削加工工序的劃分原則 1）按所用刀具劃分 2）按安裝次數劃分 3）按粗、精加工劃分 4）按加工部位劃分 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 五、加工順序的安排五、加工

7、順序的安排 1加工工序的安排加工工序的安排 （1）先粗后精）先粗后精 （2）先近后遠）先近后遠 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 加工順序先近后遠 （3）內外交叉原則）內外交叉原則 對既有內表面(內型腔)又有外表面需加工的零件，安排 加工順序時，應先進行內外表面粗加工，后進行內外表面精 加工。 （4）基面先行原則）基面先行原則 應優(yōu)先加工用作精基準的表面。這是因為定位基準的 表面越精確，裝夾誤差就越小。 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 （5）先主后次原則）先主后次原則 應先加工零件的主要工作表面、裝配基面，從而及早發(fā) 現毛坯中主要表面可能出現的缺陷。次要表

8、面可穿插進行， 放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進行。 （6）先面后孔原則）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)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 2退刀路線的確定退刀路線的確定 （1）斜線退刀方式）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)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 （2）切槽刀退刀方式）切槽刀退刀方式 這種退刀方式是刀具先徑向垂直退刀，到達指定位 置時再軸向退刀。 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 （3）鏜孔刀退刀方式）鏜孔刀退刀方式

9、這種退刀方式與切槽刀的退刀方式恰好相反。 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 3熱處理工序的安排熱處理工序的安排 （1）預備熱處理）預備熱處理 （2）消除殘余應力熱處理）消除殘余應力熱處理 （3）最終熱處理）最終熱處理 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 4輔助工序的安排輔助工序的安排 輔助工序主要包括： 檢驗 清洗 去毛刺 去磁 倒棱邊 涂防銹油 平衡 5數控加工工序與普通工序的銜接數控加工工序與普通工序的銜接 數控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果銜接 不好就容易產生矛盾。因此，要解決好數控工序與非數控

10、 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)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 第一節(jié)第一節(jié) 數控加工工藝的制定數控加工工藝的制定 一、數控加工工藝的主要內容一、數控加工工藝的主要內容 二、加工方法的選擇二、加工方法的選擇 三、加工階段的劃分三、加工階段的劃分 四、工序的劃分四、工序的劃分 五、加工順序的安排五、加工順序的安排 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床上的定位與裝夾零件在數控機床上的定位與裝夾 一、定位基準的選擇一、定位基準的選擇 1粗基準的選擇粗基準的選擇 （1）相互位置要求原則）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，以

11、保證不加工表面與加工表面的位置要求。 套筒粗基準的選擇 a）正確 b）不正確 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 手輪工件第一次裝夾的粗基準選擇手輪工件第一次裝夾的粗基準選擇 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （2）加工余量合理分配原則）加工余量合理分配原則 以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表 面有足夠的加工余量。 臺階軸的粗基準選擇 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 b）加工導軌面時以連接面為精基準 床身導軌加工粗基準的選擇 （3）重要表面原則）重要表面原則 為保證重要表面的加工余量均

12、勻，應選擇重要加 工面為粗基準。 a） 加工與床腿的連接面時以導軌面為粗基準 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （4）不重復使用原則）不重復使用原則 粗基準一般不應重復使用。 粗基準重復使用的誤差 （5）便于工件裝夾原則）便于工件裝夾原則 作為粗基準的表面，應盡量平整光滑。 無飛邊 無冒口 無澆口 無其他缺陷 以便使工件定位準確、夾緊可靠。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 2精基準的選擇精基準的選擇 （1）基準重合原則）基準重合原則 直接選擇加工表面的設計基

13、準為定位基準。 設計基準與定位基準的關系 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 a） 工件 b）直接定位 c）間接定位 定位基準與測量基準定位基準與測量基準 一般的套類零件、齒輪坯和帶輪，精加工時一般利用心軸 以內孔作為定位基準來加工外圓及其他表面。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 c）帶輪 d）凸肩和端面加工 定位基準和裝配基準重合 a）套類零件 b）齒輪坯 （2）基準統(tǒng)一原則）基準統(tǒng)一原則 同一零件的多道工序盡可能選擇同一個定位基準。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 c）磨削內孔 內磨具套

14、筒精基準的選擇 1軟卡爪 2中心架 3V形夾具 a）車削內圓磨具套筒 b）車內孔 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （3）自為基準原則）自為基準原則 選擇加工表面本身作為定位基準。 （4）互為基準原則）互為基準原則 采取兩個加工表面互為基準反復加工的方法。 （5）便于裝夾原則）便于裝夾原則 所選精基準應能保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠， 夾具結構簡單適用，操作方便靈活。 3輔助基準的選擇輔助基準的選擇 輔助基準是為了便于裝夾或易于實現基準統(tǒng)一而人為制成 的一種定位基準。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 輔助基準典型實例

15、舉例說明哪些應用輔助基準的零件加工實例？ 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 1平面定位元件平面定位元件 （1）固定支承）固定支承 二、定位元件及其應用二、定位元件及其應用 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 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 體現定位點，其結構尺寸已標準化。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 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，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定位平面。 A型 B

16、型 （2）自位支承）自位支承 指根據工件實際表面情況，自動調整支承方向和接 觸部位的浮動支承。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （3）可調支承）可調支承 可調支承是指支承高度可以調節(jié)的定位支承。 可調支承 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （4）輔助支承）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及 變形，或者為工件的預定位而設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 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在

17、數控機床的定位與裝夾 2孔類定位元件孔類定位元件 （1）定位銷）定位銷 定位銷分為短銷和長銷。短銷只能限制兩個移動自由度，而長銷限 制兩個移動自由度外，還可以限制兩個轉動自由度。 （2）定位心軸）定位心軸 定位心軸常被應用于車、磨、銑床上用來安裝內孔尺寸較大套筒類、 盤類工件進，主要有間隙配合心軸、過盈配合心軸及錐度心軸。 1）間隙配合心軸的應用特點是工件安裝迅速方便，但定心精度較 差。 2）過盈配合心軸的應用特點為定心精度高，但工件裝拆不方便。 3）錐度心軸作為一種標準心軸，在高精度定位中得到廣泛應用。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （3）錐銷類）錐銷類

18、 錐銷為工件的圓柱孔、圓錐孔提供定位依據。 a）精基準定位 b）粗基準定位 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （4）自動定心夾緊心軸）自動定心夾緊心軸 在機床夾具中，應用各種類型的自動定心夾緊結構。 自動定心夾緊心軸 1螺母 2-錐套 3、5定位元件 4心軸 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 3外圓柱面定位元件外圓柱面定位元件 （1）V形架形架 V形架結構簡單，定位穩(wěn)定、可靠、對中性好。 a）圓柱面銑槽 b）圓柱面鉆孔 c）異形零件定位 （2）定位套）定位套 長定位套對工件提供了四點約束，消除了兩個移動自由 度和兩個轉動自由度

19、。定位精度及定位質量很低。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 a）短定位套定位 b）長定位套定位 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 一面兩孔定位是數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常見定位元件的應用常見定位元件的應用 常見定位元件及其應用 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 三、工件在數控機床上的裝夾三、工件在數控機床上的裝夾 1對數控機床夾具的基本要求對數控機床夾具的基本要求 （1）高適應性）高適應性 （2）高精度）高精度 （3）可以快速裝夾工

20、件）可以快速裝夾工件 （4）具有良好的敞開性）具有良好的敞開性 （5）本身的機動性要好）本身的機動性要好 （6）坐標關系明確、數據簡單，便于坐標的轉換計算）坐標關系明確、數據簡單，便于坐標的轉換計算 （7）部分數控機床夾具應為刀具的對刀提供明確的對）部分數控機床夾具應為刀具的對刀提供明確的對 刀點刀點 （8）排屑通暢，清除切屑方便）排屑通暢，清除切屑方便 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 2機床夾具的組成及作用機床夾具的組成及作用 （1）組成）組成 名稱組成與作用實例 定位裝置 由各種標準或非標準的定位 元件組成，用以解決工件相對于 夾具的定位問題。它是夾具工

21、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 夾具體是整個夾具的基礎， 依靠夾具體與機床相聯(lián)系。夾具 上的其他各類結構都靠夾具體連 接而成為一個整體 圖2-29所示鉆孔 夾具的夾具體1 a) 鉆孔零件 b) 夾具 實例實例 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 （2）機床夾具的作用）機床夾具的作用 1）提高勞動生產率。 2）保證工件的加工精度、穩(wěn)定整批工件的加工質量

22、。 3）改善工人勞動條件。 4）降低對操作工人的技術等級要求。 5）可改變和擴大部分數控機床的功能。 第二節(jié)第二節(jié) 零件在數控機床的定位與裝夾零件在數控機床的定位與裝夾 一、定位基準的選擇一、定位基準的選擇 1.粗基準的選擇 2.精基準的選擇 3.輔助基準的選擇 二、定位元件及其應用二、定位元件及其應用 1.平面定位元件 2.孔類定位元件 3.外圓柱面定位元件 4.常見定位元件的應用 三、工件在數控機床上的裝夾三、工件在數控機床上的裝夾 1.對數控機床夾具的基本要求 2.機床夾具的組成及作用 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 一、數控加工對刀具的要求一、數控加工對刀具的要求 1強度高

23、強度高 2精度高精度高 3切削速度和進給速度高切削速度和進給速度高 4可靠性好可靠性好 5使用壽命長使用壽命長 6 斷屑及排屑性能好斷屑及排屑性能好 二、數控加工刀具的分類二、數控加工刀具的分類 數控加工刀具常見分類方法與種類數控加工刀具常見分類方法與種類 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 三、常用數控加工刀具及其特點三、常用數控加工刀具及其特點 1常用數控加工刀具常用數控加工刀具 （1）車削刀具）車削刀具 （2）鉆削刀具）鉆削刀具 （3）銑削刀具）銑削刀具 （4）鏜削刀具）鏜削刀具 （5）特殊型刀具）特殊型刀具 2數控加工刀具的特點數控加

24、工刀具的特點 （1）刀片及刀柄高度的通用化、標準化、系列化。 （2）刀片或刀具的壽命及經濟壽命指標的合理性。 （3）刀具或刀片幾何參數和切削參數的規(guī)范化、典型化。 （4）刀片或刀具材料及切削參數與被加工材料之間應相匹配。 （5）刀具應具有較高的精度。 （6）刀柄的強度要高、剛度及耐磨性要好。 （7）刀柄或工具系統(tǒng)的裝機重量有限度。 （8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。 （9）刀片、刀柄的定位基準及自動換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 四、刀具涂層技術四、刀具涂層技術 1化學氣相沉積化學氣相沉積(CVD)技術的應用技術的應用 主要用于硬質合金車削類刀具的表面涂層。

25、 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 適合于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工，在 硬質合金可轉位刀具上應用極廣。 2物理氣相沉積物理氣相沉積(PVD)技術的應用技術的應用 可作為最終處理工藝用于高速鋼類刀具的涂層。 普遍用于：硬質合金立銑刀、鉆頭、階梯鉆、油孔鉆、 鉸刀、絲錐、可轉位銑刀片、異形刀具、焊接刀具。 常用數控加工刀具采用的涂層材料及應用特點常用數控加工刀具采用的涂層材料及應用特點 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 第三節(jié)第三節(jié) 數控加工用刀具數控加工用刀具 一、數控加工對刀具的要求一、數控加工對刀具的要求 二、數控加工刀具的分類二、數控加工刀具的分類 三、常用

26、數控加工刀具及其特點三、常用數控加工刀具及其特點 四、刀具涂層技術四、刀具涂層技術 一、加工余量的概念一、加工余量的概念 加工余量：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：工序余量：是相鄰兩工序的工序尺寸之差。 （2）加工總余量加工總余量：是毛坯尺寸與零件圖的設計尺寸之差， 它等于各工序余量之和。即 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 加工余量與工序尺寸及其公差的關系加工余量與工序尺寸及其公差的關系 b）包容面 a）被包容面 對于包容面：對于包容面： 對于被包容面：對于被包容面： 工序的基本余量

27、、最大工序余量和最小工序余工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余 量可按下式計算：量可按下式計算： 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 對于內圓和外圓等回轉體表面，在數控機床加工過程中， 加工余量有時指雙邊余量，即以直徑方向計算，實際切削的金 屬層厚度為加工余量的一半。 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 加工余量和加工尺寸分布圖 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 二、確定加工余量的方法及基本原則二、確定加工余量的方法及基本原則 1確定加工余量的方法確定加工余量的方法 （1）經驗估算法）經驗估算法 憑工藝人員的實踐經驗估計加工余量，僅用于單件

28、小批 生產。 （2）查表修正法）查表修正法 將工廠生產實踐和試驗研究積累的有關加工余量的資料 制成表格，并匯編成手冊。 表表210213 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 （3）分析計算法）分析計算法 根據上述的加工余量計算公式和一定的試驗資料， 對影響加工余量的各項因素進行綜合分析和計算來確定 加工余量的一種方法。 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 2確定加工余量的基本原則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

29、造成廢品。 （4）采用最小加工余量原則。 第四節(jié)第四節(jié) 加工余量與確定方法加工余量與確定方法 一、加工余量的概念一、加工余量的概念 二、確定加工余量的方法及基本原則二、確定加工余量的方法及基本原則 1確定加工余量的方法確定加工余量的方法 （1）經驗估算法 （2）查表修正法 （3）分析計算法 2確定加工余量的基本原則確定加工余量的基本原則 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 一、基準重合時工序尺寸及其公差的計算一、基準重合時工序尺寸及其公差的計算 工序尺寸及其公差的計算步驟：工序尺寸及其公差的計算步驟： （1）確定毛坯總余量和工序余量。 （2）確定工序公差。 （3）計算工

30、序基本尺寸。 （4）標注工序尺寸公差。 例例2-1：如圖所示為某法蘭盤零件上的一個孔，孔徑 為 ，表面粗糙度值Ra為0.8m，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。 工藝基準與設計基準重合時工序尺寸及公差計算 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 例例2-2：某箱體上孔的設計尺寸為1000.011(Js6)mm， 表面粗糙度值Ra為0.8m，工藝路線為：粗鏜半精鏜精鏜 浮動鏜。 解：結果見下表。 工序尺寸及其公差的計算 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 二、基準不重合

31、時工序尺寸及其公差的計算二、基準不重合時工序尺寸及其公差的計算 1工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈 （1）工藝尺寸鏈的概念）工藝尺寸鏈的概念 1）工藝尺寸鏈的定義。在機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，稱為尺寸鏈尺寸鏈。 由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的 尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈。 a）零件圖 b）工藝尺寸鏈 定位基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈定位基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 測量基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈測量基準與設計基

32、準不重合的工藝尺寸鏈 a）零件圖 b）工藝尺寸鏈 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 2）工藝尺寸鏈的特征 關聯(lián)性 封閉性 3）工藝尺寸鏈的組成 封閉環(huán) 組成環(huán) 組成環(huán)的判別：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)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 （2）工藝尺寸鏈計算的基本公式）工藝尺寸鏈計算的基本公式 1）封閉環(huán)的基本尺寸 A：封閉環(huán)的基本尺寸 A

33、i：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 2）封閉環(huán)的極限尺寸 Amax：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 Amin：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)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 3）封閉環(huán)的平均尺寸 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 AM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 1 1 M 1 M M n mj j m i iAAA

34、第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定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：上偏差： 下偏差：下偏差： 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)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 2數控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算數控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序

35、尺寸及其公差的確定 （1）計算）計算Z2 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差 Z2= Z2 20； 即Z2=42mm 0=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=42 mm 28. 0 6 . 0 （2）計算）計算Z3 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差 100= Z3 - Z2 = Z3 -42； 即Z3 =142mm 0=ESZ3 -EIZ2 =ESZ3 -(-0.6) ； 即ESZ3 =-0.6mm -0.8=EIZ3 -ESZ2 =EIZ3 -(-0.28)；即EIZ

36、3 =-1.08mm 因此，得Z3 的工序尺寸及其公差： Z3 =142 mm 6 . 0 08. 1 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 （3）計算）計算Z4 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差 144= Z4 -20； 即Z4 =164mm 0=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 =164 mm 28. 0 54. 0 （4）計算）計算Z5 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差 20

37、= Z5 - Z4 = Z5 -164； 即Z5 =184mm 0.3=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 =184 mm 24. 0 58. 0 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 三、關于角度尺寸鏈的計算三、關于角度尺寸鏈的計算 角度尺寸鏈角度尺寸鏈是由若干個彼此不平行尺寸所組成的尺寸鏈。 角度尺寸鏈的解法，是將與封閉環(huán)不平行的

38、尺寸按 封閉環(huán)的方向進行投影，使之成為直線尺寸鏈的形式。 其基本計算公式為其基本計算公式為： 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 式中i：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 A A A A 如圖所示的零件，鏜削加工五個孔，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=20 mm，A2=（60士0.25）mm，A3=（800.25）mm， A4=20 mm ，1=2=45士30，3=40士30

39、， 4=50士30。 5 . 0 0 5 . 0 0 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 由尺寸鏈圖知道，A為封閉環(huán)，其余都為增環(huán)。則 Amax=20.5cos4430+60.25cos4430+80.25 cos3930+20.5cos4930=132.83 Amin=0cos4530+59.75cos4530+79.75 cos4030+ 20cos5030=129.25 則孔1孔5的中心距的變化范圍是129.25132.83。 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 第五節(jié)第五節(jié) 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定 一、基準重合時工序

40、尺寸及其公差的計算一、基準重合時工序尺寸及其公差的計算 二、基準不重合時工序尺寸及其公差的計算二、基準不重合時工序尺寸及其公差的計算 1.工藝尺寸鏈 2.數控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算 三、關于角度尺寸鏈的計算三、關于角度尺寸鏈的計算 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 一、加工精度和表面質量的基本概念一、加工精度和表面質量的基本概念 1加工精度加工精度 所謂加工精度所謂加工精度是指零件加工后的幾何參數（尺寸、幾何形 狀和相互位置）與理想零件幾何參數相符合的程度，它們之間 的偏離程度則為加工誤差。加工誤差。 （1）尺寸精度）尺寸精度 尺寸限制加工表面與其基準

41、間尺寸誤差不超過一定的范圍。 （2）幾何精度）幾何精度 幾何精度包括形狀、方向、位置和跳動精度。其中，以形 狀精度、位置精度為主。 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 2表面質量表面質量 （1）表面層的幾何形狀偏差）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。 （2）表面層的物理、力學性能）表面層的物理、力學性能 1）冷作硬化 表面層因加工中塑性變形而引起的表 面層硬度提高的現象。 2）殘余應力 表面層因機械加工產生強烈的塑性變 形和金相組織的可能變化而產生的內應力。 3）表面層金相組織變化 表面

42、層因切削加工時切削 熱而引起的金相組織的變化。 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 二、表面質量對零件使用性能的影響二、表面質量對零件使用性能的影響 1對零件耐磨性的影響對零件耐磨性的影響 2對零件疲勞強度的影響對零件疲勞強度的影響 3對零件配合性質的影響對零件配合性質的影響 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 三、影響加工精度的因素及提高精度的主要措施三、影響加工精度的因素及提高精度的主要措施 由機床、夾具、工件和刀具所組成的一個完整的系統(tǒng)稱 之為工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng)。 1工藝系統(tǒng)的幾何誤

43、差及改善措施工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施 （1）主軸誤差）主軸誤差 機床主軸是裝夾刀具或工件的位置基準，它的誤差也將直 接影響工件的加工質量。 主軸的徑向圓跳動 主軸的軸向竄動 主軸擺動 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 （2）導軌誤差）導軌誤差 導軌是機床的重要基準，它的各項誤差將直接影響被加工 零件的精度。 機床導軌誤差對工件精度 的影響 車床導軌的幾何誤差對加工精度的影響 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 2工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施工藝系統(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 第六節(jié)第

44、六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 （1）減小接觸面間的表面粗糙度，增大接觸面積，適當預 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工藝系統(tǒng)受力變形的改善措施 3工藝系統(tǒng)熱變形產生的誤差及改善措施工藝系統(tǒng)熱變形產生的誤差及改善措施 （1）機床的熱變形）機床的熱變形 機床熱變形對加工精度的影響 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 a）床身、主軸變形 b）床身、工作臺、主軸變形 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面

45、質量 1）在機床大件的結構設計上采取對稱結構或采用主動控 制方式均衡關鍵件的溫度。 2）在結構連接設計上，其布局應使關鍵部件的熱變形方 向對加工精度影響較小。 3）對發(fā)熱量較大的部件，應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，可讓機床空運轉一段時間之后，當 其達到或接近熱平衡時再調整機床，對零件進行加工。 5）將精密機床安裝在恒溫室中使用。 工藝系統(tǒng)熱變形的改善措施工藝系統(tǒng)熱變形的改善措施 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 （2）工件的熱變形）工件的熱變形 由于切削熱的作用，工件在加工過程中產生熱變形，因 其熱膨脹影響了尺寸精度和形狀精度。 改

46、善措施：改善措施： 1）通過選擇合適的刀具或改變切削參數的方法來減少切 削熱或減少傳入工件的熱量。 2）對大型或較長的工件，在夾緊狀態(tài)下應使其末端能自 由伸縮。 4工件內應力引起的誤差及改善措施工件內應力引起的誤差及改善措施 第六節(jié)第六節(jié) 機械加工精度及表面質量機械加工精度及表面質量 具有內應力的零件處于一種不穩(wěn)定的相對平衡狀態(tài)， 可以保持形狀精度的暫時穩(wěn)定。但它的內部組織有強烈的 傾向要恢復到一種穩(wěn)定的沒有內應力的狀態(tài)，一旦外界條 件產生變化，內應力的暫時平衡就會被打破而進行重新分 布，零件將產生相應的變形，從而破壞原有的精度。 工件內應力引起誤差的改善措施有：工件內應力引起誤差的改善措施有： （1）在零件的結構設計中，應盡量簡化結構。 （2）在毛坯制造之后，或粗加工后，精加工前，安排 時效