機械制造技術基礎學習指導

1、機械制造技術基礎學習指導第一章機械制造技術概論一、機械加工基本概念1. 工件表面成形原理：所有機械零件的表面，都是曲一些基本兒何表面形成 的(如平面、圓柱面、圓錐面等)，而這些基本兒何表面都屬于“線性表面”，即 由一條母線沿著另一條導線運動而形成。母線和導線統(tǒng)稱為發(fā)生線。2. 工件表面成形方法：要使工件表面成形，需要借助于一定形狀的刀具切削 刃以及刀具與工件之間的相對運動來形成兩條發(fā)生線。在機床上形成發(fā)生線的方法 有四種：軌跡法、成形法、相切法、展成法3. 成形運動(1) 直接參與表面的成形過程、使其在工件上形成兒何表面的刀具與工件之間 的相對運動稱為成形運動(2) 分類：按其作用不同，成形運

2、動分為主運動和進給運動兩種；按其組成不 同，成形運動分為簡單成形運動和復合成形運動。4.切削用量三要素：切削速度、進給量、背吃刀量(俗稱切削深度)二、機械加工工藝系統(tǒng)1. 工藝系統(tǒng)和工藝裝備(1) 工藝系統(tǒng)：由機床、夾具、刀具和工件組成的系統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)(2) 工藝裝備：在機械加工中使用的各種機床、夾具、刀具、量具和輔助工具 統(tǒng)稱為工藝裝備，簡稱“工裝”。按其使用范圍可將工裝劃分為“通用工裝”和“專用工裝”兩大類。注意：制造行業(yè)通常將機床設備不包含在工藝裝備之中(參考教材 P8 和 P127)。參考：JB/T 9167. 2-1998工藝裝備設計管理導則工藝裝備設計選擇規(guī)則 術語：“產(chǎn)品制造過

3、程中所使用的各種工具總體，包括刀具、夾具、模具、量具、 檢具、輔具、鉗工工具和工位器具”2.機床分類及型號(1) 劃分原則：按照類(12類)一一組(每類 10組)一一系(每組 10系)劃 分(2) 機床型號：類代號一一組代號一一系代號一一主參數(shù)或設計順序號3.機床的傳動原理(1) 機床傳動鏈：組成傳動聯(lián)系的一系列傳動件稱為傳動鏈(2) 機床應具備的三個基本部分：執(zhí)行件、運動源、傳動裝置(3) 定比傳動裝置和換置機構、內(nèi)聯(lián)系傳動鏈和外聯(lián)系傳動鏈4. 典型機床工藝范圍：在機床上可以完成的工序種類、能夠加工的零件類 型、使用的刀具、所能達到的加工精度和表面粗糙度、適用的生產(chǎn)規(guī)模等稱為機床 的工藝范圍

4、，如車削、銃削、鉆削、刨削、鋰削、磨削等都有自己的工藝范圍。5. 刀具常用材料：高速鋼(如 W18Cr4V).硬質合金(YG類、YT類、YW類、 YN類)、超硬刀具材料(陶瓷、人造金剛石、立方氮化硼)。6. 刀具兒何角度(1) 三面兩刃一刀尖：前刀面、后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀 尖(2) 正交平面參考系：基面 Pr、切削平面 PS、正交平面 Pa(3) 五個基本角度：前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角(注意刀具工作角度與兒何角度的區(qū)別)7. 刀具種類及選用(1) 車刀(焊接車刀、可轉位車刀、成形車刀)(2) 孔加工刀具(麻花鉆、擴孔鉆、狡刀、鎮(zhèn)刀)(3) 拉刀：高精度和高生產(chǎn)率多

5、齒刀具，用于大批量生產(chǎn)(4) 銃刀(圓柱銃刀、三面刃銃刀、立銃刀、鍵槽銃刀等)(5) 齒輪刀具(盤狀齒輪銃刀、指狀齒輪銃刀、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀)8. 砂輪(1) 磨料、結合劑、氣孔三者構成了砂輪三要素(2) 砂輪的特性主要由磨料、粒度、結合劑、硬度和組織 5 個參數(shù)決定。9. 夾具組成、作用與分類(1) 夾具組成：由定位元件、夾緊裝置、對刀及導向裝置、夾具體以及其它元 件或裝置所組成(2) 夾具作用：一是容易地、穩(wěn)定地保證加工精度；二是提高勞動生產(chǎn)率；三 是擴大機床工藝范圍；四是改善勞動條件。(3) 夾具分類：按照應用范圍(通用夾具、專用夾具、組合夾具等)、夾具動 力源(手動夾具、氣動夾

6、具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具等)、使用機床(車 床夾具、銃床夾具、鉆床夾具、鋰床夾具、磨床夾具等)來劃分。三、基準1.基準概念：確定零件上點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面稱之為基準。設計基準（工序基準基準工藝基準定位基準器;測量基準裝配基準在產(chǎn)品或零件圖上使用的基準在加工和裝配等工藝過程中使用的基準在工序圖上使用的基準（即在工序圖上用來規(guī)定所加工表面加 工后的尺寸、形狀、位置的基準）6.定位基準：工件在機床或夾具中占有正確位置時所使用的基準。四、六點定位定則1.定位：工件在機床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。2.夾緊：工件定位后，使其在加丄過程中始終保持位置不變的操作。3.裝夾：工

7、件在機床或夾具中定位、夾緊的過程4.工件定位方式：直接找正定位、劃線找正定位、使用夾具定位5.六點定則：按照一定要求合理布置夾具上的六個定位點，使工件在夾具中 的位置完全確定的方法稱為六點定則。（注意完全定位與不完全定位、過定位與欠 定位的區(qū)別）五、獲得加工精度的方法1.獲得尺寸精度的方法：試切法、調整法、定尺寸刀具法、自動控制法2.獲得形狀精度的方法：軌跡法、成形法、展成法3.獲得位置精度的方法：直接找正裝夾、劃線找正裝夾、夾具裝夾 第二章金屬切削基本原理一、金屬切削過程1.基本概念：將工件上多余的金屬層，通過切削加工被刀具切除而形成切屑 的過程稱為金屬切削過程。在此過程中將產(chǎn)生一系列現(xiàn)象，

8、如形成切屑、切削力、 切削熱、刀具磨損等。2.切削層參數(shù)：切削層公稱厚度 hD、切削層公稱寬度 bD、切削層公稱橫截面 積AD3.切削變形本質：金屬材料受外力擠壓時，其材料內(nèi)部產(chǎn)生彈性變形，并在 大約與受力方向成 45。的斜截面內(nèi)剪應力為最大。當剪應力達到材料屈服極限 時，剪切變形進入塑性流動階段，材料內(nèi)部沿著剪切面發(fā)生相對滑移，使材料被壓 扁（塑性材料）或者被剪斷（脆性材料）。4.切屑的形成與三個變形區(qū)：（1）切屑形成過程：被切削層金屬在刀具切削刃和前刀面作用下，因受擠壓而產(chǎn)生剪切滑移變形的過程 （當?shù)毒吲c工件開始接觸的最初瞬間， 工件內(nèi)部產(chǎn)生彈性 變形。2.基準分類:3.設計基準:4.工藝

9、基準:5.工序基準:隨著切削運動的繼續(xù)，切削刃對工件材料擠壓作用加強，使金屬材料內(nèi)部的 應力和應變逐漸增大。當材料內(nèi)部的應力達到屈服極限時，被切削的金屬層開始沿 著剪應力最大的方向滑移，從而產(chǎn)生塑性變形，并沿著前刀面流出）。（2）三個變形區(qū)： 第一變形區(qū) （即剪切面， 約 0.020.2mm 寬） 、 第二變形區(qū)（刀具前刀面與切屑底層之間）、第三變形區(qū)（刀具后刀面與已加工表面之間）。5.切屑類型：帶狀切屑、擠裂切屑（節(jié)狀切屑）、單元切屑（粒狀切屑）、 崩碎切屑二、前刀面上的摩擦與積屑瘤1.前刀面上的摩擦：切屑在流經(jīng)刀具前面時，在高溫高壓的作用下產(chǎn)生劇烈 的摩擦，致使刀具詢刀面與切屑底層接觸區(qū)形

10、成了粘結區(qū)和滑移區(qū)兩部分。粘結區(qū) 的摩擦為內(nèi)摩擦（金屬內(nèi)部產(chǎn)生剪切滑移），滑移區(qū)的摩擦為外摩擦（金屬外部 （即切屑底面）與前刀面產(chǎn)生滑動磨擦）。2.積屑瘤（1）積屑瘤的形成：在切削塑性材料、切削速度為 20m/min 左右時，由于刀屑接觸區(qū)的粘結摩擦和滯流作用，當前刀面上的溫度和壓力適宜時，使切屑底層金屬 粘結在前刀面的刃口附近而形成硬度很高的楔塊，這個硬塊就稱為積屑瘤。積屑瘤 的硬度可達工件材料硬度的 23. 5倍。（2）積屑瘤的影響：增大前角、影響尺寸精度、增大表面粗糙度值、減小刀具磨損三、已加工表面的形成過程1.表面形成過程：由于刀具切削刃的刃口實際上無法磨得絕對鋒利，總是存 在刃口圓弧

11、，所以在切削時，刃口對切削層既有切削作用乂有擠壓作用，使得刃口 前區(qū)的金屬內(nèi)部產(chǎn)生復雜的塑性變形。這層金屬被刃口圓弧擠壓后，還繼續(xù)受到后 刀面的摩擦，使變形更加劇烈，最后形成已加工表面層。2.加工碩化：經(jīng)切削產(chǎn)生的變形使得已加工表面層的金屬晶格產(chǎn)生扭曲、擠 壓和碎裂造成已加工表面的碩度增高，這種現(xiàn)象稱為加工碩化（冷硬）。3.鱗刺：在較低切削速度切削塑性材料時，有時會在已加工表面上產(chǎn)生一種 鱗片狀毛刺，這就是鱗刺，對表面粗糙度的影響嚴重。四、切削力1.切削力的來源：一是在加工過程中，使切削層產(chǎn)生彈性變形和塑性變形的 切削抗力作用在刀具上；二是前刀面與切屑間、后刀面與已加工表面間的摩擦力作 用在刀

12、具上。2.切削力分解：切削力（切向力）、背向力（徑向力）、進給力（軸向力）3.影響切削力因素：工件材料、切削用量、刀具兒何參數(shù)、刀具磨損、切削 液五、切削熱與切削溫度1.切削熱的來源：切削層金屬發(fā)生彈性和塑性變形所消耗的能量 98%以上轉 換成熱能、前刀面與切屑之間的摩擦產(chǎn)生的熱量、后刀面與工件之間的摩擦產(chǎn)生的 熱量。2.切削溫度：一般指切屑與前刀面接觸區(qū)域的平均溫度3.影響切削溫度的因素：切削用量、刀具兒何參數(shù)、刀具磨損、工件材料、 切削液4.切削液（1）作用：冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用（2）種類：水溶液、乳化液、切削油六、刀具磨損與刀具耐用度1.刀具磨損形態(tài)：前刀面磨損、后刀面

13、磨損、前后刀面同時磨損2.刀具磨損原因：磨料磨損（硬質點磨損）、粘結磨損（冷焊磨損）、擴散 磨損、氧化磨損3.刀具磨損過程：初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段4.刀具耐用度：刃磨后的刀具自開始切削直到磨損量達到磨鈍標準為止的切 削時間七、磨削機理1.磨削過程：磨削是利用砂輪上無數(shù)個微小磨粒的微切削刃對工件表面進行 的切削加工2.磨削的三個階段：滑擦階段、刻劃階段、切削階段3.磨削特點：能加工高硬度材料、能獲得較高的加工精度和較細的表面粗糙 度、磨削速度高、磨削溫度高、磨削余量小、磨削工藝范圍廣4.磨削溫度：磨粒磨削點溫度（可達 1000C）、磨削區(qū)溫度（500800C）5.磨削方法（1）

14、按磨削表面形狀：外圓面磨削、內(nèi)圓面磨削、平面磨削、成形磨削（2）按磨削裝夾方式：中心磨削（以工件軸心為定位基準）、平面磨削（以工件平面為定位基準）、無心磨削（以工件外圓面為定位基準）（3）按磨削送進方式：縱磨（貫穿磨）、橫磨（切入磨）（4）按磨削加工精度：普通磨削、高精度磨削（包括精密磨削、超精密磨削、鏡面磨削）（5）按磨削生產(chǎn)率：一般磨削、高速磨削、強力磨削、砂帶磨削 第三章工藝規(guī)程設計一、工藝過程基本概念1.生產(chǎn)過程和工藝過程(1) 生產(chǎn)過程：機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是將原材料或半成品轉變?yōu)楫a(chǎn)品的全過 程。(2) 工藝過程：在生產(chǎn)過程中直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、性能以及相對 位置關系的過程。

15、(3) 機械加工工藝過程：采用各種機械加工方法，使零件從毛坯變?yōu)槌善返墓?藝過程。(4) 機械加工工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程的工藝文件。(5) 機械加工工藝路線：僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡略工藝過程。2.工藝過程的組成工序、安裝、工位、工步、走刀3.生產(chǎn)類型及其工藝特點生產(chǎn)綱領(年產(chǎn)量)、生產(chǎn)類型、工藝特征4.經(jīng)濟加工精度在正常生產(chǎn)條件下(釆用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工 人，合理的工時定額)，所能保證的加工精度。二、毛坯的選擇1.毛坯的種類：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金2.毛坯制造方法：鑄造、鍛造、焊接、沖壓、燒結3.毛坯的選

16、擇原則：零件材料、零件結構、外形尺寸、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)條件三、定位基準選擇1. 精基準選擇：基準重合原則、基準統(tǒng)一原則、自為基準原則、互為基準原 則、便于裝夾原則2. 粗基準選擇：保證相互位置原則、余量均勻分配原則、便于工件裝夾原 則、不得重復使用原則。以上原則是為了保證各加工面都有足夠的加工余量、保證 加工面與不加工面之間的位置關系、盡量選擇沒有缺陷(如飛邊、澆口、冒口等) 的平整表面。四、工藝路線擬訂1.加工方法選擇：(1) 典型表面加工方法選擇：外圓面加工方法、平面加工方法、內(nèi)圓面加工方 法(2) 加工方法選擇步驟：首先選定主要加工表面的最終加工方法，然后再選定 其先行各工序的加工方法，最

17、后再選定各次要加工表面的加工方法。2.加工階段劃分(1)四個階段：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段、光整加工階段(超 精加工階段)(2)劃分加工階段的目的：有利于保證零件的加工質量、合理安排加工設備和 操作工人、便于熱處理工序的安排。3. 工序集中與分散(1) 工序集中的特點：將零件的加工集中在少數(shù)兒道工序內(nèi)完成。每道工序加 工內(nèi)容多、工序數(shù) LI 少、工藝路線短。隨著數(shù)控技術的發(fā)展，工序集中已成為現(xiàn)代 化生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。(2) 工序分散的特點：將零件的加工分散在較多的工序內(nèi)完成。每道工序加工 內(nèi)容少、工序數(shù)目多、工藝路線長。4. 工序順序的安排：(1) 機械加工工序順序安排：基準先行、先

18、粗后精、先主后次、先面后孔(2) 熱處理工序的安排：預備熱處理(正火和退火、調質、時效處理)、最終 熱處理(淬火、滲碳淬火、滲氮、表面處理)(3) 輔助工序安排：檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等五、工序尺寸確定1. 加工余量(1) 概念：某一表面在加工過程中應切除的金屬層厚度稱為加工余量(2) 工序加工余量：同一加工表面相鄰兩工序尺寸之差稱為工序加工余量(3) 總加工余量：同一加工表面各工序加工余量之和稱為總加工余量(即毛坯 尺寸與零件尺寸之差)(4) 加工余量變化：在實際加工過程中，由于工序尺寸有公差，實際切除的余 量是有變化的，因此加工余量乂有基本(公稱)加工余量、最大加工余量、最小

19、加 工余量之分。2. 工序尺寸計算(1) 計算方法： 加工表面最終工序的尺寸及公差應等于零件圖上標注的尺寸和 公差；中間工序的尺寸則根據(jù)零件圖上該表面的尺寸加上或減去工序的加工余量逐 步推算而得，其公差和表面粗糙度均可按加工方法的經(jīng)濟加工精度和經(jīng)濟表面粗糙 度值確定。(2) 入體原則：中間工序尺寸的公差習慣上按“入體原則”標注，即被包容面 的工序尺寸上偏差為零，包容面的工序尺寸下偏差為零。但是，毛坯尺寸公差、孔 軸心距以及內(nèi)孔到平面的距離一般按雙向標注(對稱標注或者不對稱標注)。3. 加工余量、工序尺寸及公差的關系(圖 3.13)4. 工藝尺寸鏈計算(1)極值法計算公式： 封閉環(huán)基本尺寸(A)

20、、 封閉環(huán)公差(T)、 封閉環(huán)上偏 差(ES(T)、封閉環(huán)下偏差(El (T)（2）工藝尺寸鏈：首先按加工順序將間接獲得的尺寸作為封閉環(huán)，然后從封閉 環(huán)的任一端開始順序查找有關尺寸直至封閉環(huán)的另一端以組成封閉的尺寸鏈環(huán)，最 后根據(jù)計算公式計算得到所求組成環(huán)（含封閉環(huán)）的尺寸和公差。五、切削用量選擇1.考慮因素：生產(chǎn)率（金屬切除率）、機床功率、刀具耐用度、加工表面粗 糙度2.基本原則：首先選擇背吃刀量，以求一次進刀全部切除加工余量；其次根 據(jù)機床進給動力允許或被加工表面粗糙度的要求，選擇一個較大的進給量；最后根 據(jù)已確定的背吃刀量和進給量，并在刀具耐用度和機床功率允許的條件下選擇一個 合理的切削

21、速度。3.選擇步驟（1）背吃刀量矽的選擇：根據(jù)加工余量大小，除留下后續(xù)工序的余量外，盡可能一次切除，以使走刀次數(shù)最少。當粗切余量太大或工藝系統(tǒng)剛性較差時，才考慮 分兒次切除；（2）進給量 f的選擇： 根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度， 采用計算或查表的方式來 確定。粗加丄的進給量主要受到機床進給動力的限制，半精加工和精加工的進給量 主要受到表面粗糙度的限制。（3）切削速度”的選擇：按照刀具耐用度所允許的切削速度進行計算，或者按實踐經(jīng)驗和手冊查表確定。（4）校驗機床功率：根據(jù)機床功率計算最大切削速度（參考教材 P93）六、工藝規(guī)程文件1.機械加工工藝過程卡：列出整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線（包括毛坯制

22、造、機械加工和熱處理等）。該卡片中的工序內(nèi)容說明不具體，主要用于生產(chǎn)管 理。2.機械加工工序卡：在工藝過程卡的基礎上，按照每道機械加工工序一張卡 片的方式，列出每道工序的加工尺寸和公差、工件裝夾方式、刀具和夾具類型、切 削用量和工時等，主要用于批量生產(chǎn)（非機械加工工序無工序卡片）。第四章 機械加工精度與表面質量一、加工精度與加工誤差1.加工精度：零件加工后的實際兒何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想兒何 參數(shù)的符合程度。加工精度是零件圖上以公差 T的數(shù)值給定的，是一個確定值。2.加工誤差：零件加工后的實際兒何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想兒何 參數(shù)的偏離程度。加式誤差是零件加工后實際測得的偏離值，

23、是一個變化值。3.工藝系統(tǒng)原始誤差：由于零件加工是在工藝系統(tǒng)中完成的，而工藝系統(tǒng)的 各種誤差都會不同程度反映為加工誤差，所以把工藝系統(tǒng)誤差稱為原始誤差（即工 藝系統(tǒng)的誤差是“原因”，零件加工誤差是“結果”）4.誤差墩感方向：當原始誤差方向與工序尺寸方向相同時，引起的加工誤差 為最大，該方向稱為誤差的敬感方向，與之垂直的方向稱為誤差的非墩感方向。二、工藝系統(tǒng)的幾何精度對加工精度的影響1. 加工原理誤差：釆用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工而產(chǎn)生 的誤差。2.機床誤差(1) 機床導軌導向誤差：機床導軌副的運動件實際運動方向與理想運動方向的 偏離程度稱為導軌導向誤差，包括導軌在水平面內(nèi)的直線

24、度、導軌在垂直面內(nèi)的直 線度、前后導軌的平行度、導軌對主軸回轉軸線的平行度。(2) 機床主軸回轉誤差：主軸實際回轉軸線對其理想回轉軸線的漂移(包括徑 向漂移、軸向漂移、角度漂移)稱為主軸回轉誤差。該誤差可以分解為徑向圓跳 動、端面圓跳動、傾角擺動三種。山于理想回轉軸線無法確定位置，因此通常用平 均回轉軸線代替(即主軸各瞬時回轉軸線的平均位置)所謂漂移是指主軸回轉軸線在每一轉內(nèi)的每一瞬時的變動方向和變動量都是變 化的一種現(xiàn)象。主軸回轉誤差的基本形式車床上車削鎮(zhèn)床上鎮(zhèn)削內(nèi)外圓端面螺紋內(nèi)孔端面徑向圓跳動影響極小無影響圓度誤差無影響軸向圓跳動無影響平面度誤差垂直度誤差螺距誤差無影響平面度誤差垂直度誤差

25、傾角擺動圓柱度誤差形響極小螺距誤差圓柱度誤差 平面度誤差(3) 機床導軌與主軸回轉軸線的平行度誤差：若車床導軌與主軸回轉軸線在水 平面內(nèi)有平行度誤差，車出的內(nèi)外圓柱面產(chǎn)生錐度；若在垂直面內(nèi)有平行度誤差， 則圓柱面成雙曲線回轉體如，因是誤差非敬感方向故可忽略。(4) 機床傳動鏈傳動誤差：機床內(nèi)聯(lián)系傳動鏈始末兩端傳動元件之間相對運動 的誤差稱為傳動誤差。它是螺紋、齒輪、蝸輪等加工時影響加工精度的主要因素。(5) 減少傳動鏈傳動誤差的措施：減少傳動件數(shù) LI、提高傳動件特別是末端傳 動副的精度、盡可能采用降速傳動、采用校正裝置。3. 夾具誤差：定位誤差、各元件或裝置的制造誤差、調整誤差、安裝誤差、

26、磨損4.刀具誤差：制造誤差、磨損三、工藝系統(tǒng)的受力變形對加工精度的影響工藝系統(tǒng)在切削力作用下都會產(chǎn)生不同程度的變形，工藝系統(tǒng)受力總變形是各 個組成部分變形的迭加。具體分析時，需要建立“受力一一剛度一一變形”三者的 關系式。1. 工藝系統(tǒng)剛度：工件加工表面法線方向的切削分力 Fy與工藝系統(tǒng)在該方向 所產(chǎn)生的位移 y的比值，即 k二 Fy/y。(y是 FX、FY、Fz三力共同作用下的位移疊 加)工藝系統(tǒng)剛度特點之一：整個工藝系統(tǒng)的剛度比其中剛度最小的那個環(huán)節(jié)的 剛度還小。2.受力變形對加工精度的影響一一切削力作用點變化引起加工誤差工藝系統(tǒng)剛度特點之二：工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的剛度和整個工藝系統(tǒng)的剛度，是

27、隨著受力點位置變化而變化。由于工藝系統(tǒng)剛度在沿工件軸向的各個位置是不同的，所以加工后工件各個橫 截面上的直徑尺寸也不相同，造成加工后的形狀誤差。對于細長零件，因工件剛度 低，工藝系統(tǒng)的變形取決于零件的變形，故零件產(chǎn)生鼓形加工誤差；對于短粗工 件，因工件剛度大，工藝系統(tǒng)的變形取決于機床頭架、尾架、頂尖、刀架和刀具的 變形，故零件產(chǎn)生鞍形加工誤差。3.受力變形對加工精度的影響一一切削力大小變化引起加工誤差(1) 基本概念：在零件同一截面內(nèi)切削時，由于材料硬度不均或加工余量的變 化將引起切削力大小的變化，而此時工藝系統(tǒng)的剛度 K是常量，導致工藝系統(tǒng)變形 隨著切削力的變化而變化，引起零件的加工誤差。(

28、2) 誤差復映現(xiàn)象：當毛坯或工件存在形狀誤差或某些位置誤差時，加丄后的 工件仍會存在同類的加工誤差，但每次加工后的誤差都會逐步減少。(3) 誤差復映系數(shù)： =Ag/Am ( Am加工前誤差(毛坯誤差)，Ag 加工后誤差)因為呂總是小于 Am,所以是一個小于 1 的正數(shù)。它定量反映了毛坯誤 差經(jīng)加工后所減小的程度。當工件的加工精度要求較高時，可以通過增加走刀次數(shù) 來減小工件的復映誤差，即e 總= 1 e 2 3 由于是 ey-個小于 1 的正數(shù)，多次走刀后，毛坯的誤差就可以減小到滿足精 度要求的理想值。這就是精度要求高的零件安排加工次數(shù)多的原因。4. 減小受力變形的途徑：提高工藝系統(tǒng)剛度(合理的

29、結構設計、提高接觸剛 度、合理的裝夾和加工方式)、減小載荷及其變化。5.工件殘余應力引起的變形：(1)概念：在沒有外力作用下或去除外力后，仍然殘存在工件內(nèi)部的應力稱為 殘余應力(2) 殘余應力的變化規(guī)律： 具有殘余應力的工件是處于暫時的、 不穩(wěn)定的平衡 狀態(tài)。它總是強烈地傾向恢復到新的、穩(wěn)定的沒有殘余應力的平衡狀態(tài)。恢復的開 始就是變形的開始，恢復的完結就是變形的結束，并達到新的平衡。(3) 殘余應力的來源：毛坯制造、熱處理、冷校直、切削加工四、工藝系統(tǒng)的受熱變形對加工精度的影響1. 熱變形現(xiàn)象：精密加工和大件加工中，熱變形引起的加工誤差占到了工件 加工總誤差的 4070%o2. 工藝系統(tǒng)熱源

30、切IW熱：去除材料所泊耗的施址內(nèi)部煦激丿呼擦熱：機、電、液系統(tǒng)運動所產(chǎn)生的熱1.67)、一級(1. 33CP1.67 )、二級 (1. 00CPl. 33)、三級(0. 67 T,故可得到 工件尺寸分布圖示如下：F1(2) 計算合格率和廢品率已知 T/2二 0.027/2 二 0.0135,二 0.005,工件平均尺寸與公差帶中心的偏移值：A=ll. 974-11. 9705=0. 0035,則r 2山0.0135 - 0.0035 rZ =- =-= 2”O(jiān).OO5,由查積分表可得：F1(Z1)二 0.4772乙=4嚴心阿-34*&0。仍，由查積分表可得：F2(Z2) =0.4996

31、6因 Z2二 3.43,可以認為 F2 (Z2)0.5,則合格率 0. 5+0. 4772=97. 72% (精確：0. 49966+0. 4772=97. 686%)廢品率(0. 5-0. 5) + (0. 5-0. 4772) =2. 28% (精 確：(0. 5-0. 4772) + (0. 5- 0.49966)=2.314%)(3) 計算工序能力系數(shù)Cp=T/6=0. 027/(60. 005)=0. 9,屬于三級，工藝能力不足，可能出現(xiàn)少量廢品(4)分析出現(xiàn)廢品原因并提出改進方法第一，工件尺寸呈正態(tài)分布，故而不存在變值系統(tǒng)誤差。第二，工件尺寸分布中心與公差帶中心不重合，存在常值系統(tǒng)

32、誤差。111 題意可 知，其誤差是由砂輪調整引起的，應重新調整砂輪。由于尺寸分散中心大于 公差帶中心，故而應使砂輪向前移動二 0. 0035。笫三，由于 6 T,存在較大的隨機誤差，應查找引起誤差的主要原因，采取 有效措施，減少隨機誤差。實例 4：車削一批直徑公差*0.16的小軸，實際分布曲線接近于正態(tài)分布。其可 修廢品率為 24%,不可修廢品率為 2%,試求該工序所能達到的加工精度，并判斷車 刀的調整誤差是多少？解:(1) 繪制工件尺寸分布曲線示意圖由于工件尺寸實際分布曲線接近正態(tài)分布曲線，但廢品率 24%+2%遠超過 0. 27%，則表明 6 T； 乂因為可修廢品率 不可修廢品率，則表明實

33、際分布曲線 中心坐標值 公差帶中心坐標值，且向右偏移，據(jù)此可得到工件尺寸的分布示意 圖(參考上例圖示)(2) 均方根誤差和偏移值計算由可修廢品率 24%,得 Fl=0. 5-0. 24=0. 26由不可修廢品率 2%,得 F2二 0. 5-0. 02=0. 48Z T/2 - AzT/2 4 A查積分表可得：&二 0.71, 。=2.05,從而可得：0.08 - A = O.71f? a = 0.060.08 4-A = 2.06 A = 0.04(3)工序加工精度與車刀調整誤差車削工序的加工精度為：6=60. 06=0. 36 (mm)車刀的調整誤差為：=0. 04(mm)三、定位誤差分析與計算E2實例 5：如圖所示，采用 V形塊(a =90 )定位銃鍵槽，試計算工序尺寸 Hl、H2和 H3的定位誤差。0解：1. H1工序尺寸(工序基準是工件外圓中心線，定位基準是工件外圓左右 45 下母線)(1)綜合法：在圖示極限情況下，H1尺寸