模具制造工藝學(xué)課件(本二)

1、第二章模具機械加工基本理論第二章模具機械加工基本理論1生產(chǎn)過程與工藝過程生產(chǎn)過程與工藝過程第一節(jié)第一節(jié) 模具制造工藝規(guī)程編制模具制造工藝規(guī)程編制 1) 產(chǎn)品投產(chǎn)前的生產(chǎn)技術(shù)準備工作產(chǎn)品投產(chǎn)前的生產(chǎn)技術(shù)準備工作 2) 毛坯制造毛坯制造 如毛坯的鍛造、鑄造和沖壓等。如毛坯的鍛造、鑄造和沖壓等。 3) 零件的加工過程零件的加工過程 如機械加工、特種加工、焊接、熱處理如機械加工、特種加工、焊接、熱處理和和 表面處理等。表面處理等。 4) 產(chǎn)品的裝配過程產(chǎn)品的裝配過程 5) 各種生產(chǎn)服務(wù)活動各種生產(chǎn)服務(wù)活動一、基本概念基本概念（1）生產(chǎn)過程）生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌?/p>

2、品的全過程稱為生產(chǎn)過程。程。它主要包括：它主要包括：（2）工藝過程）工藝過程：生產(chǎn)過程中為改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。若采用機械加工方法來完成上述過程，則稱其為機械加工機械加工工藝過程工藝過程。2機械加工工藝過程及其組成機械加工工藝過程及其組成（1 1）工序）工序 機械加工工藝過程是由一個或若干個按順序排列的工序組成。工序工序: :是一個或一組工人，在是一個或一組工人，在一個工作地點一個工作地點對對同一個或同同一個或同時對幾個時對幾個工件進行加工所工件進行加工所連續(xù)連續(xù)完成的那一部分工藝過程。完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本

3、單元，又是生產(chǎn)計劃和經(jīng)濟核算它是組成工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計劃和經(jīng)濟核算的基本單元。的基本單元。例1：每一個工件在同一臺機床上鉆孔后就接著鉸孔， 若在該機床上將這批工件都鉆完孔后再逐個鉸孔，對一個工件的鉆鉸加工過程就不連續(xù)了，鉆、鉸加工應(yīng)該劃分成兩道工序。 則 該孔的鉆、鉸加工過程是連續(xù)的，應(yīng)算作一道工序。 表表1-1 模柄的工藝過程模柄的工藝過程工序編號工 序 內(nèi) 容設(shè)備1車兩端面鉆中心孔車床2車外圓（32留磨削余量）車槽并倒角車床3磨32外圓外圓磨床走刀：一個工步內(nèi)每進行一次切削即為一次走刀。工序工序工步工步 走刀走刀（2）工步及走刀）工步及走刀工步：是在加工表面加工表面和加工工具加

4、工工具（切削用量中的轉(zhuǎn)速與進給量）不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。安裝：安裝：定位后并將其夾緊。工件定位定位及夾緊夾緊的過程稱為裝夾。 工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。 （3）安裝及工位）安裝及工位定位：定位：工件在加工之前，應(yīng)使其在機床上(或夾具中)處于一個正確的位置。工位：工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設(shè)備的可動部分一起，相對于刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置。企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品量(年產(chǎn)量)，稱為生產(chǎn) 綱領(lǐng)。 某種零件的年產(chǎn)量可用以下公式計算 NQn(1+a+b)（2）生產(chǎn)類型）生產(chǎn)類型根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)大小、品種多少、結(jié)構(gòu)大小為劃分

5、依據(jù)。3生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 （1）生產(chǎn)綱領(lǐng)）生產(chǎn)綱領(lǐng)年產(chǎn)量與生產(chǎn)類型的關(guān)系年產(chǎn)量與生產(chǎn)類型的關(guān)系模具生產(chǎn)極少有大量生產(chǎn)模具生產(chǎn)極少有大量生產(chǎn)生產(chǎn)類型同類零件的年產(chǎn)量/件輕型零件（質(zhì)量100kg）中型零件（質(zhì)量1002000kg）重型零件（質(zhì)量2000kg）單件生產(chǎn)100105成批生產(chǎn)小批100500102005100中批5005000200500100300大批50005000050050003001000大量生產(chǎn)5000050001000 各種生產(chǎn)類型的工藝特征各種生產(chǎn)類型的工藝特征 類型類型特點特點單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)加工對象加工對象經(jīng)常改變經(jīng)

6、常改變周期性改變周期性改變固定不變固定不變毛坯的制造方法及加工毛坯的制造方法及加工余量余量鑄件用木模、手工造型；鍛鑄件用木模、手工造型；鍛造用自由鍛。毛坯精度低，造用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大加工余量大部分鑄件用金屬模，部分鍛件采用部分鑄件用金屬模，部分鍛件采用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等等鑄件廣泛采用金屬模機器造型。鑄件廣泛采用金屬模機器造型。鍛件廣泛采用模鍛以及其它高生鍛件廣泛采用模鍛以及其它高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。毛坯精度產(chǎn)率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小高，加工余量小機床設(shè)備及其布置形式機床設(shè)備及其布置形式采用通用機床。機床按類別采用通用機

7、床。機床按類別和規(guī)定大小采用和規(guī)定大小采用“機群式機群式”排列布置排列布置采用部分通用機床和部分高生產(chǎn)率采用部分通用機床和部分高生產(chǎn)率的專用機床。機床設(shè)備按加工零件的專用機床。機床設(shè)備按加工零件類別分類別分“工段工段”排列布置排列布置廣泛采用高生產(chǎn)率的專用機床及廣泛采用高生產(chǎn)率的專用機床及自動機床。按流水線形式排列布自動機床。按流水線形式排列布置置工藝裝備工藝裝備多用標準夾具，很少采用專多用標準夾具，很少采用專用夾具，靠劃線及試切法達用夾具，靠劃線及試切法達到尺寸精度到尺寸精度采用通用刀具與萬能量具采用通用刀具與萬能量具廣泛采用專用夾具部分靠劃線進行廣泛采用專用夾具部分靠劃線進行加工加工較多采

8、用專用刀具和專用量具較多采用專用刀具和專用量具廣泛采用先進高效夾具，靠夾具廣泛采用先進高效夾具，靠夾具及調(diào)整法達到加工要求及調(diào)整法達到加工要求廣泛采用高生產(chǎn)率的刀具和量具廣泛采用高生產(chǎn)率的刀具和量具對操作工人的要求對操作工人的要求需要技術(shù)熟練的操作工人需要技術(shù)熟練的操作工人操作工人需要一定的技術(shù)熟練程度操作工人需要一定的技術(shù)熟練程度對操作工人的技術(shù)要求較低，對對操作工人的技術(shù)要求較低，對調(diào)整工人的技術(shù)要求較高調(diào)整工人的技術(shù)要求較高工藝文件工藝文件有簡單的工藝過程卡片有簡單的工藝過程卡片有較詳細的工藝規(guī)程，對重要零件有較詳細的工藝規(guī)程，對重要零件需編制工藝卡片需編制工藝卡片有詳細編制的工藝文件有

9、詳細編制的工藝文件零件的互換性零件的互換性廣泛采用鉗工修配廣泛采用鉗工修配零件大部分有互換性，少數(shù)用鉗工零件大部分有互換性，少數(shù)用鉗工修配修配零件全部有互換性，某些配合要零件全部有互換性，某些配合要求很高的零件采用分組互換求很高的零件采用分組互換生產(chǎn)率生產(chǎn)率低低中等中等高高單件加工成本單件加工成本高高中等中等低低 作用：(1) 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件 (2) 工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理工作的基本依據(jù) (3) 工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料二、工藝規(guī)程制定的原則和步驟二、工藝規(guī)程制定的原則和步驟1工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程工藝規(guī)程規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作

10、方法等的工藝文件。機械加工工藝規(guī)程機械加工工藝規(guī)程一般應(yīng)規(guī)定工件加工的工藝路線、工序的加工內(nèi)容、檢驗方法、切削用量、時間定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。2機械加工工藝規(guī)程的基本原則：機械加工工藝規(guī)程的基本原則：三個方面的要求： (1) 技術(shù)上的先進性 (2) 經(jīng)濟上的合理性。 (3) 有良好的勞動條件。 保證以最低的生產(chǎn)成本和最高的生產(chǎn)效率，可靠地加工出符合設(shè)計圖樣要求的產(chǎn)品。(7) 確定切削用量及時間定額 3制訂工藝規(guī)程的步驟制訂工藝規(guī)程的步驟： (1) 研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖進行工藝分析 (2) 確定生產(chǎn)類型(3) 確定毛坯 (4) 擬定工藝路線 (5) 確定各工序的加工余量，計算工序

11、尺寸及其公差 (6) 選擇各工序使用的機床設(shè)備及刀具、夾具、量具和 輔助工具(8) 填寫工藝文件4工藝文件及其作用：工藝文件及其作用： (1) 工藝過程綜合卡片 小批量(2) 機械加工工藝過程卡片 成批(3) 機械加工工序卡片 大批量三、產(chǎn)品圖樣（零件）的工藝分析三、產(chǎn)品圖樣（零件）的工藝分析 零件的工藝分析零件的工藝分析零件結(jié)構(gòu)的工藝分析 零件的技術(shù)要求分析 對零件進行工藝分析目的：對零件進行工藝分析目的：從加工制造的角度出發(fā)分析零件結(jié)構(gòu)的工藝性是否良好，技術(shù)要求是否恰當。并從中找出主要的技術(shù)要求和關(guān)鍵。1零件結(jié)構(gòu)的工藝分析零件結(jié)構(gòu)的工藝分析 零件結(jié)構(gòu)的工藝分析 表面組成表面尺寸大小表面的不

12、同組合零件結(jié)構(gòu)的工藝性零件結(jié)構(gòu)的工藝性：是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造、維修的可行性和經(jīng)濟性。零件結(jié)構(gòu)的工藝性好是指零件的結(jié)構(gòu)形狀在滿足使用要求的前提下，按現(xiàn)有的生產(chǎn)條件能用較經(jīng)濟的方法方便地加工出來。零零件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的工工藝藝性性比比較較 零件結(jié)構(gòu)的工藝分析重點： (1) 零件盡量由簡單且有規(guī)律的表面構(gòu)成。 (2) 零件表面有關(guān)尺寸應(yīng)標準化、規(guī)格化。 (3) 零件有關(guān)表面形狀應(yīng)與加工刀具形狀相適應(yīng)。 (4) 盡量減少加工面積。 (5) 尺寸標注要保證加工的方便性。 (6) 合理地標注加工精度和表面粗糙度。 (7) 合理地選擇零件的材料。 (8) 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證加工時刀具的引進

13、和退出。 (9) 零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)能盡量減少加工時的裝夾或工位 數(shù)及換刀的次數(shù)。例例:一般原則及實例分析一般原則及實例分析 設(shè)計零件結(jié)構(gòu)時，在滿足零件使用要求的條件下，應(yīng)設(shè)計零件結(jié)構(gòu)時，在滿足零件使用要求的條件下，應(yīng)考慮以下一些原則：考慮以下一些原則： 1、便于安裝、便于安裝( (1) )增加工藝凸臺增加工藝凸臺( (2) ) 增設(shè)裝夾凸緣或裝夾孔增設(shè)裝夾凸緣或裝夾孔 ( (3) )改變結(jié)構(gòu)或增加輔助安裝面改變結(jié)構(gòu)或增加輔助安裝面 ( (1) )刀具的引進和退出要方便刀具的引進和退出要方便 2、便于加工和測量、便于加工和測量( (2) )盡量避免箱體內(nèi)的加工面盡量避免箱體內(nèi)的加工面 ( (3) )

14、凸緣上的孔要留出足夠的加工空間凸緣上的孔要留出足夠的加工空間 ( (4) )盡可能避免彎曲的孔盡可能避免彎曲的孔 ( (5) )必要時，留出足夠的退刀槽、空刀槽或越程槽等必要時，留出足夠的退刀槽、空刀槽或越程槽等 ( (1) )有相互位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工有相互位置精度要求的表面，最好能在一次安裝中加工 3、利于保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率利于保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率(2)(2)盡量減少安裝次數(shù)盡量減少安裝次數(shù) (3) (3) 要有足夠的剛度，減少工件在加夾緊力或切削力作要有足夠的剛度，減少工件在加夾緊力或切削力作用下的變形用下的變形 (4) (4) 孔的軸線應(yīng)與其端面垂直

15、孔的軸線應(yīng)與其端面垂直 (5) (5) 同類結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡量統(tǒng)一同類結(jié)構(gòu)要素應(yīng)盡量統(tǒng)一 2) 2) 簡化零件結(jié)構(gòu)簡化零件結(jié)構(gòu) （6 6） 盡量減少加工量盡量減少加工量1) 1) 采用標準型材采用標準型材3) 3) 減少加工面積減少加工面積 ( (7) ) 盡量減少走刀次數(shù)盡量減少走刀次數(shù) ( (8) ) 便于多件一起加工便于多件一起加工 （2）應(yīng)能使用標準刀具加工）應(yīng)能使用標準刀具加工 銑凹槽：銑凹槽：、提高標準化程度、提高標準化程度鉆盲孔：鉆盲孔：（1）盡量采用標準件）盡量采用標準件銑型腔：銑型腔：7、合理采用零件的組合、合理采用零件的組合 5、合理地規(guī)定表面的精度等級和粗糙度的數(shù)值、合理地規(guī)

16、定表面的精度等級和粗糙度的數(shù)值6、既要結(jié)合本單位的具體加工條件（如設(shè)備和人工、既要結(jié)合本單位的具體加工條件（如設(shè)備和人工的技術(shù)水平），又要考慮與先進的工藝方法相適應(yīng)的技術(shù)水平），又要考慮與先進的工藝方法相適應(yīng)練習(xí)題：練習(xí)題：銑平面齒輪軸滾齒三聯(lián)齒輪插齒車內(nèi)螺紋車外螺紋插鍵槽鉆孔箱體鏜孔2零件的技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求，包括： 被加工表面的尺寸精度 表面質(zhì)量 幾何形狀精度 各表面之間的相互位置精度 零件材料、熱處理及其它要求加工順序最終加工方法加工方法、加工余量、工藝路線 (1)零件材料的工藝性及組織和力學(xué)性能要求 (2)零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 (3)生產(chǎn)類型 (4)工廠生產(chǎn)

17、條件毛坯毛坯是根據(jù)零件(或產(chǎn)品)所要求的形狀、工藝尺寸等 而制成的供進一步加工用的生產(chǎn)對象。 毛坯的選擇依據(jù)：毛坯的選擇依據(jù)：2 2毛坯的種類（四種）毛坯的種類（四種） 原型材原型材 鍛件：鍛件：鍛件的特點：鍛件的特點：碳化物分布均勻、晶粒細化、組織碳化物分布均勻、晶粒細化、組織 致密，力學(xué)性能得到提高、加工工藝性能好、壽致密，力學(xué)性能得到提高、加工工藝性能好、壽命高命高。精密沖裁模、重載沖壓模（高碳高合金鋼）精密沖裁模、重載沖壓模（高碳高合金鋼）鍛件毛坯的設(shè)計鍛件毛坯的設(shè)計： A. 加工余量：各種缺陷、氧化脫碳層加工余量：各種缺陷、氧化脫碳層 坯坯?3637. 0VD理理L=L=（1.251

18、.252.52.5）D D實實（鐓粗比（鐓粗比 鍛造比）鍛造比）C. 下料尺寸下料尺寸. 坯料體積坯料體積 坯坯鍛鍛K=(鍛鍛+沖孔連皮沖孔連皮+飛邊飛邊) K燒燒D. 下料方式：鋸切、藍脆剪切、熱剪切下料方式：鋸切、藍脆剪切、熱剪切 鑄件：（模座、大框架）鑄件：（模座、大框架） 半成品件：半成品件： 模座、模板、墊板、模架（標準化）模座、模板、墊板、模架（標準化） A.材料材料 鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁 B.質(zhì)量質(zhì)量 無嚴重缺陷無嚴重缺陷 C.熱處理熱處理 鑄鋼鑄鋼229HBS 鑄鐵鑄鐵A4)為保證各加工表面都有足夠的加工余量， 應(yīng)選擇毛坯余量小的表面作粗基準。3)盡量使工件上各加工

19、表面的金屬切除余 量最小。（選加工面積大表面作粗基準）若：ZAZBZC選C表面作粗基準5)選作粗基準的表面，應(yīng)盡可能平 整，不能有 飛邊、澆注系統(tǒng)、冒口或其它缺陷。6)一般情況下同一方向上粗基準不重復(fù)使用。(2) 精基準的選擇： 1) 基準重合原則（避免基準不重合誤差） 選擇精基準，主要應(yīng)考慮如何減少定位誤差、保證加工精度，使工件裝夾方便、可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡單。選取原則： 基準重合的示例a) 以平面2定位 b) 以平面1定位4)互為基準原則 當兩個被加工表面之間位置精度較高，要求加工余量小而均勻時，多以兩表面互為基準進行加工。3)自為基準原則 精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，這時應(yīng)盡可

20、能用加工表面自身為精基準。 2) 基準統(tǒng)一原則（避免因基準變換而引起 的定位誤差）b)用三爪卡盤磨內(nèi)孔a)工件簡圖c)在心軸上磨外圓采用互為基準磨內(nèi)孔和外圓. 工件的定位工件的定位定位定位+夾緊夾緊=裝夾裝夾(安裝安裝)(1)工件正確定位應(yīng)滿足以下要求： 1)應(yīng)使工件相對于機床工件相對于機床處于一個正確的位置。 試切法：一種通過試切 測量 調(diào)整 再試切，反復(fù)進行到被加工尺寸達到要求為止的加工方法。 單件生產(chǎn)調(diào)整法：先調(diào)整好刀具和工件在機床上的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變，以保證工件被加工尺寸的方法。 成批加工 2)要保證加工精度，位于機床或夾具上的工件還必須相對于刀具有一

21、個正確位置。在生產(chǎn)中工件、刀具之間的相對位置常用試切法或調(diào)整法來保證。(2)工件定位基本原理：工件的六個自由度六點定則：用合理分布的六個支承點來限制的六個自由度，使工件在機床上或夾具中的位置完全確定下來，這就是六點定位原理，簡稱“六點定則”。即L越大，工件的轉(zhuǎn)角誤差 就越小，定位精度就越高。 六個支承點限制了工件的全部自由度，稱為完全定位。（有些工件根據(jù)加工要求，并不需要限制其全部自由度。如在普通車床上鏜孔時，工件繞孔的軸線旋轉(zhuǎn)的自由度就不需要限制。）這種根據(jù)加工要求不需要限制工件全部自由度的定位，稱為不完全定位。在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位是允許的。但對于應(yīng)該限制的自由度，沒有布置

22、適當?shù)闹С悬c加以限制時稱為欠定位。（欠定位不能保證加工要求，是不允許的。）夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度稱過定位。 六、工藝路線的分析與擬定六、工藝路線的分析與擬定 主要任務(wù)是選擇零件表面的加工方法、確定加工順序、劃分工序。 表面加工方法的選擇（補充）表面加工方法的選擇（補充） AB加工精度J加工成本 C （一）外圓面的加工（一）外圓面的加工 外圓表面的技術(shù)要求包括：本身精度外圓表面的技術(shù)要求包括：本身精度（直徑與長度的尺寸精度，圓度、圓柱度等（直徑與長度的尺寸精度，圓度、圓柱度等形狀精度）；位置精度（與其他外圓面或孔形狀精度）；位置精度（與其他外圓面或孔的同軸度、與端面的垂

23、直度等）；表面質(zhì)量的同軸度、與端面的垂直度等）；表面質(zhì)量（表面粗糙度、表面硬度、殘余應(yīng)力等）。（表面粗糙度、表面硬度、殘余應(yīng)力等）。1、外圓表面的技術(shù)要求、外圓表面的技術(shù)要求2、外圓表面加工方案的分析、外圓表面加工方案的分析各種加工要求的外圓表面的加工方案見表。各種加工要求的外圓表面的加工方案見表。外圓面加工方案框圖（經(jīng)濟精度、經(jīng)濟粗糙度）外圓面加工方案框圖（經(jīng)濟精度、經(jīng)濟粗糙度）粗車粗車IT12IT11,12.550半精車半精車IT10IT9,3.26.3超精加工超精加工IT5,0.0120.1精細車精細車IT7IT6,0.0250.4精車精車IT8IT7,0.81.6研磨或超級光磨研磨或超

24、級光磨IT5,0.0060.1粗磨粗磨IT8IT7,0.81.6半精磨半精磨IT7IT6,0.40.8精磨精磨IT6IT5,0.10.4鏡面磨鏡面磨IT5,0.0250.006滾壓（拋光）滾壓（拋光）IT7IT6,0.0250.2鏡面車鏡面車IT6IT5,0.0120.006（1）一般最終工序采用一般最終工序采用車加工車加工方案的，方案的，適用于各種金屬適用于各種金屬 （淬火鋼除外）（淬火鋼除外）。（2）最終工序采用最終工序采用磨加工磨加工方案的，方案的，適用于淬火鋼、未淬適用于淬火鋼、未淬 火鋼和鑄鐵，但不宜加工強度低、韌性大的有色金火鋼和鑄鐵，但不宜加工強度低、韌性大的有色金 屬。屬。磨削

25、前的車削精度無需很高，否則對車削不經(jīng)磨削前的車削精度無需很高，否則對車削不經(jīng) 濟，對磨削也無意義。濟，對磨削也無意義。（3）最終工序采用精細車或研磨方案，適用于有色金屬）最終工序采用精細車或研磨方案，適用于有色金屬 的精加工。的精加工。（4）研磨、超級光磨和高精度小粗糙度值磨削前的外圓）研磨、超級光磨和高精度小粗糙度值磨削前的外圓 精度和粗糙度對生產(chǎn)率和加工質(zhì)量影響極大，所以精度和粗糙度對生產(chǎn)率和加工質(zhì)量影響極大，所以 在研磨或高精度磨削前一般都要進行精磨。在研磨或高精度磨削前一般都要進行精磨。（5）對尺寸精度要求不高，而粗糙度值要求小而光亮的對尺寸精度要求不高，而粗糙度值要求小而光亮的 外圓

26、，可通過拋光達到要求。外圓，可通過拋光達到要求。 目前研究最多、最成熟的是超精車削。圖3所示的微型車床尺寸僅為普通車床的五十分之一，其主軸轉(zhuǎn)速可達10000rpm，進給速度可以達到135um/s，用它加工的黃銅零件表面粗糙度可以達到Ramax 1.5um。（二）孔的加工（二）孔的加工 1、孔的技術(shù)要求、孔的技術(shù)要求(1)本身精度本身精度 孔徑和長度的尺寸精度，孔的形狀精度孔徑和長度的尺寸精度，孔的形狀精度(如如圓度、圓柱度及軸線的直線度等圓度、圓柱度及軸線的直線度等)。(2)位置精度位置精度 孔與孔，或孔與外圓面的同軸度；孔與孔，孔與孔，或孔與外圓面的同軸度；孔與孔，或孔與其他表面之間的尺寸精

27、度、平行度、垂直度及或孔與其他表面之間的尺寸精度、平行度、垂直度及角度等。角度等。(3)表面質(zhì)量表面質(zhì)量 表面租糙度和麥層物理機械性能要求等。表面租糙度和麥層物理機械性能要求等。 孔加工（在實體材料上）方案框圖孔加工（在實體材料上）方案框圖鉆鉆IT11以下以下,12.550精細鏜精細鏜IT7IT6,0.050.4精鏜精鏜IT8IT7,0.81.6半精鏜半精鏜IT8,1.63.2粗鏜粗鏜IT9IT8,3.26.3研磨或珩磨研磨或珩磨IT7IT6,0.080.1精磨精磨IT7IT6,0.10.2半精磨半精磨IT8IT7,0.20.4粗磨粗磨IT8,0.81.6擴擴IT10IT9,3.26.3粗鉸粗

28、鉸IT8,1.63.2精鉸精鉸IT7,0.81.6手鉸手鉸IT7IT6,0.20.4精拉精拉IT6,0.10.2拉拉IT8IT7,0.40.82 2、孔加工方案的分析、孔加工方案的分析 （1） 加工公差等級加工公差等級IT9的孔，小于的孔，小于10mm的孔，可采用的孔，可采用鉆鉆鉸方案；小于鉸方案；小于30mm的孔，可采用鉆模鉆孔或采的孔，可采用鉆模鉆孔或采用鉆用鉆擴方案；大于擴方案；大于30mm的孔，可采用鉆的孔，可采用鉆鏜方鏜方案；案；（3） 加工公差等級加工公差等級IT7的孔，小于的孔，小于12mm的孔，可采的孔，可采用鉆后兩次鉸孔的方案；大于用鉆后兩次鉸孔的方案；大于12mm的孔，可采

29、用鉆的孔，可采用鉆擴（或鏜）擴（或鏜）粗鉸粗鉸精鉸的方案，或采用最終工精鉸的方案，或采用最終工序為精拉或精磨的方案；序為精拉或精磨的方案；精拉適于大批量生產(chǎn)，精磨不精拉適于大批量生產(chǎn)，精磨不適于加工有色金屬適于加工有色金屬。（2） 加工公差等級加工公差等級IT8的孔，小于的孔，小于20mm的孔，可采用的孔，可采用鉆鉆鉸方案；大于鉸方案；大于20mm并小于并小于30mm的孔，可采用的孔，可采用鉆鉆擴擴鉸方案（淬火鋼除外）。鉸方案（淬火鋼除外）。淬火鋼采用磨削加淬火鋼采用磨削加工工。（4）加工公差等級加工公差等級IT6的孔，視具體情況而決定。的孔，視具體情況而決定。有色有色金屬不宜采用珩磨，可用研

30、磨或細精鏜，研磨對大孔、金屬不宜采用珩磨，可用研磨或細精鏜，研磨對大孔、小孔均可加工，珩磨適于加工較大的孔。小孔均可加工，珩磨適于加工較大的孔。（5）對已鑄出或鍛出的孔對已鑄出或鍛出的孔 可直接進行擴孔或鏜孔，大可直接進行擴孔或鏜孔，大于于100mm的孔，用鏜孔比較方便。的孔，用鏜孔比較方便。（6）加工盤套類零件中間的孔，一般在車床上將孔與外加工盤套類零件中間的孔，一般在車床上將孔與外圓、端面一次裝夾加工出來。成批生產(chǎn)或深經(jīng)比較大圓、端面一次裝夾加工出來。成批生產(chǎn)或深經(jīng)比較大時，應(yīng)采用鉆時，應(yīng)采用鉆擴鉸方案；若零件需要淬火，應(yīng)在擴鉸方案；若零件需要淬火，應(yīng)在半精加工后安排淬火再進行磨削。半精加

31、工后安排淬火再進行磨削。 （三）平面的加工（三）平面的加工 、平面的技術(shù)要求、平面的技術(shù)要求 平面加工的技術(shù)要求主要包括：形狀精度，平面加工的技術(shù)要求主要包括：形狀精度，如平面度和直線度等；位置精度，如平面之間如平面度和直線度等；位置精度，如平面之間的尺寸精度以及平面度、垂直度等；表面質(zhì)量，的尺寸精度以及平面度、垂直度等；表面質(zhì)量，如粗糙度、表層硬度、殘余應(yīng)力等。如粗糙度、表層硬度、殘余應(yīng)力等。、平面加工方案的分析、平面加工方案的分析 研磨或超級光磨研磨或超級光磨IT5, 0.0060.1高速精銑高速精銑IT6IT7, 0.20.8精銑精銑IT8IT10, 1.66.3刮研刮研IT6IT7,

32、0.10.8粗刨粗刨IT11IT13, 6.312.5精刨精刨IT8IT10, 1.66.3寬刀精刨寬刀精刨IT6IT7, 0.20.8拉拉IT7IT9, 0.20.8粗銑粗銑IT11IT13, 6.312.5磨磨IT7IT9, 0.20.8精車精車IT7IT8,0.8 1.6平面加工方案框圖平面加工方案框圖半精車半精車IT8IT10, 3.26.3（1）最終工序采用刮研時，用于要求直線度高、粗糙度）最終工序采用刮研時，用于要求直線度高、粗糙度 值小且不淬硬的平面。當批量較大時，可采用寬刃值小且不淬硬的平面。當批量較大時，可采用寬刃 細刨代替刮研。細刨代替刮研。（3）最終工序采用）最終工序采用

33、磨削磨削時，適于加工要求直線度高、粗時，適于加工要求直線度高、粗 糙度值小的淬硬工件和薄片工件，也用于不淬硬的糙度值小的淬硬工件和薄片工件，也用于不淬硬的 鋼件或鑄件上較大平面的精加工。鋼件或鑄件上較大平面的精加工。不宜精加工塑性不宜精加工塑性 較大的有色金屬較大的有色金屬。（2）最終工序采用）最終工序采用高速精銑高速精銑時，時，最適于高精度有最適于高精度有色金屬工件色金屬工件的加工。的加工。（4）精車主要用于加工軸、套、盤等回轉(zhuǎn)體零件的端）精車主要用于加工軸、套、盤等回轉(zhuǎn)體零件的端 面，一般在面，一般在立式車床立式車床上加工。上加工。（5）拉削拉削平面加工精度高、生產(chǎn)率高、拉刀壽命長，是平面

34、加工精度高、生產(chǎn)率高、拉刀壽命長，是 一種先進的加工方法。一種先進的加工方法。適于大批大量生產(chǎn)適于大批大量生產(chǎn)。（6）研磨適于加工高精度、小粗糙度值表面。對于精度研磨適于加工高精度、小粗糙度值表面。對于精度 要求不高，僅要求光亮和美觀的零件，可采用拋光要求不高，僅要求光亮和美觀的零件，可采用拋光 加工。加工。 (2)零件材料的性質(zhì)及熱處理要求(1)被加工表面的精度和零件的結(jié)構(gòu)形狀(3)生產(chǎn)率和經(jīng)濟性要求(4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件選擇零件表面的加工方法應(yīng)著重考慮問題：2、加工階段的劃分 從保證加工質(zhì)量、合理使用設(shè)備及人力等因素考慮，工藝路線按工序性質(zhì)一般分為粗加工階段、半精加工階段和精加工階段、光整加工

35、階段。(1)粗加工階段 其主要任務(wù)是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形狀和尺寸盡量接近成品。(2)半精加工階段 為主要表面的精加工作好必要的精度和余量準備，并完成一些次要表面的加工(如鉆孔、攻螺紋、切槽等)。(3)精加工階段 使精度要求高的表面達到規(guī)定 的質(zhì)量要求。(4)光整加工階段 其主要任務(wù)是提高被加工表 面的尺寸精度和減小表面粗糙度，一般不能糾 正形狀和位置誤差。 將工藝過程劃分階段主要依據(jù)：加工表面尺寸公差等級、表面粗糙度、熱處理要求 將工藝過程劃分階段有以下作用：(1)保證產(chǎn)品質(zhì)量(2)合理使用設(shè)備(3)便于熱處理工序的安排，使熱處理與切削加工工序 配合更合理(4)便于及時發(fā)現(xiàn)毛

36、坯缺陷和保護已加工表面 不劃分加工階段：A.當加工質(zhì)量要求不高，工件的剛性足夠， 毛坯質(zhì)量高，加工余量小。 B.自動機床上加工重型零件。 工藝路線劃分加工階段是對零件加工的整個工藝過程而言，不是以某一表面的加工或某一工序的加工而論。 例如，有些定位基面，在半精加工階段，甚至粗加工階段就需要精確加工。3、工序的劃分 工序集中 工序分散 工序集中特點： 1)工件在一次裝夾后，可以加工多個表面，能較好地保證 表面之間的相互位置精度；可以減少裝夾工件的次數(shù)和 輔助時間；減少工件在機床之間的搬運次數(shù)，有利于縮 短生產(chǎn)周期。 2)可減少機床數(shù)量、操作工人，節(jié)省車間生產(chǎn)面積，簡化 生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。

37、3)采用的設(shè)備和工裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大，調(diào)整和維修的難 度大，對工人的技術(shù)水平要求高。4、加工順序的安排（1 1）切削加工工序的安排 安排加工順序遵循原則： 1) 先粗后精（分階段加工） 2) 先主后次 3) 基面先行 4) 先面后孔工序分散具有以下特點： 1)機床設(shè)備及工裝比較簡單，調(diào)整方便，生產(chǎn)工人易 于掌握。 2)可以采用最合理的切削用量，減少機動時間。 3)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。（）（） 熱處理工序的安排3)時效處理工序，時效處理的目的在于減小或消除工 件的內(nèi)應(yīng)力，一般在粗加工之后，精加工之前進 行。對于高 精度的零件，在加工過程中常進行多 次時效處理。2)為提高零件硬度和

38、耐磨性的熱處理工序，如淬火、 滲碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加 工、光整加工之前。1)為改善金屬組織和加工性能的熱處理工序，如退火、 正火和調(diào)質(zhì)等，一般安排在粗加工前后。取決于零件熱處理的目的：（）（）輔助工序安排 包括檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等檢驗工序應(yīng)安排在： 零件粗加工或半精加工結(jié)束之后； 重要工序加工前后； 零件送外車間(如熱處理)加工之前； 零件全部加工結(jié)束之后。 鉗工去毛刺常安排在易產(chǎn)生毛刺的工序之后， 檢驗及熱處理工序之前。作業(yè)題1何謂設(shè)計基準?何謂工藝基準?工藝基準有哪幾種？2如何正確安排零件熱處理工序在機械加工中 的位置? 3工藝路線按工序性質(zhì)一般分為幾個階段？各

39、階 段的主要任務(wù)是什么？七、七、 加工余量的確定加工余量的確定Z2=AlA2 Z2=A2一Al、加工余量的概念（1）工序余量和加工總余量）工序余量和加工總余量單邊余量：是被加工表面在一道工序中切除的金屬層厚度。單邊余量雙邊余量工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差若以Zi表示工序余量雙邊余量：對于對稱表面或回轉(zhuǎn)體表面，其加工余量是 對稱分布的，是雙邊余量。 對于軸2Z2=d1一d2 對于孔 2Z2=D2一D1加工總余量：是毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差。也 稱毛坯余量。 Z0=Zl+Z2+十Zn=iniz1工序尺寸的公差標注：入體原則：工序尺寸的公差一般規(guī)定在零件的入體方向(使 工序尺寸的公差帶處

40、在被加工表面的實體材料方向)。 毛坯尺寸的公差一般采用雙向標注。（2）標稱余量、最大）標稱余量、最大余量、最小余量余量、最小余量Zi=Ai-1-Ai 標稱余量最大余量最小余量ZimaxA(i-1)max- AiminZi十Ti ZiminA(i-1) min- AimaxZi-T(i-1) 余量公差Ti Zimax Zimin TiT(i-1) 影響加工余量的因素包含： 1)上工序的尺寸公差Ta愈大，則本道工序的標稱余量愈 大。 2)被加工表面上由前道工序產(chǎn)生的微觀不平度只Ry和表 面缺陷層深度Ha。 3)前道工序引起的被加工表面的空間誤差ea。 4)本道工序的裝夾誤差b。這項誤差會影響切削刀

41、具與被 加工表面的相對位置，所以也應(yīng)計入加工余量。2、影響加工余量的因素 單邊余量 Z2 Ta + Ry + Ha +| ea + b | 雙邊余量 2Z2 Ta +2(Ry + Ha)+2| ea + b | (1) 分析計算法(精確-大批) (2) 查表修正法(應(yīng)用廣泛) (3) 經(jīng)驗估計法(粗略-小批)3、確定加工余量的方法八、八、 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定1、工藝基準與設(shè)計基準重合時工序尺寸及其公差的確定 某工序加工應(yīng)達到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸(公差)加工余量工序基準的選擇精加工工序余量進行驗算修正粗加工(第一道工序)的工序余量 確定工序尺寸步驟：確定零件各工

42、序的 基本余量確定零件各工序 工序尺寸公差 推算工序基本尺寸入體原則標注倒推法P P23例題：基準重合時工序尺寸及其公差的確定 某軸50，尺寸精度IT5，表面粗糙度Ra為0.04m ，要求高頻淬火，毛坯為鍛件。 工藝路線為：粗車半精車高頻淬火粗磨精磨研磨。求各工序尺寸及其公差。(1)工藝尺寸鏈及其極值解法 根據(jù)加工的需要，在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸稱為工藝尺寸。1)工藝尺寸鏈的概念 在機械制造中稱這種相互聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合為尺寸鏈。由工藝尺寸所組成的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。2、工藝基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸 及其公差的確定2)工藝尺寸鏈的組成 組成工藝尺寸鏈的每一個尺

43、寸稱為工藝尺寸鏈的環(huán)。 在加工過程中直接保證的尺寸稱為組成環(huán)。 在加工過程中間接得到的尺寸稱為封閉環(huán)，用A表示 當某組成環(huán)增大(其它組成環(huán)保持不變)，封閉環(huán)也隨之增大時，則該組成環(huán)稱為增環(huán)，當某組成環(huán)增大(其它組成環(huán)保持不變)，封閉環(huán)反而減小，則該組成環(huán)稱為減環(huán)。3)工藝尺寸鏈的計算 計算工藝尺寸鏈的目的是要求出工藝尺寸鏈中某些環(huán)的基本尺寸3用尺寸鏈計算工藝尺寸(1)定位基準與設(shè)計基準不重合的尺寸換算(2)測量基準與設(shè)計基準不重合的尺寸換算 例13 加工零件的軸向尺寸(設(shè)計尺寸)如右圖所示。 在加工內(nèi)孔端面B時，設(shè)計尺寸 不便測量，因此在加工時以A面為測量基準，直接控制尺寸A2及 。而端面B的

44、設(shè)計基準為C，使得測量基準和設(shè)計基準不重合。01 . 03001. 016(3)工序基準是尚待繼續(xù)加工的表面 例：134a 加工圖所示外圓及鍵槽，其加工順序為： (1)車外圓至 26.4； (2)銑鍵槽至尺寸A； (3)淬火； (4)磨外圓至 26(4)(4)孔系坐標孔系坐標(工序工序)尺寸及其公差的計尺寸及其公差的計算算 機床的主要尺寸規(guī)格與加工零件的尺寸大小相適應(yīng)；即使機床的精度與加工零件的技術(shù)要求相適應(yīng)；機床的生產(chǎn)率與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；此外還應(yīng)考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，即現(xiàn)有設(shè)備的實際精 度、負荷情況以及操作者的技術(shù)水平等。應(yīng)充分利用現(xiàn)有 的機床設(shè)備。八八 、 機床與工藝裝備的選擇機床

45、與工藝裝備的選擇 正確選擇機床與工藝裝備是保證零件加工質(zhì)量要求，提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性起重要作用。 1、機床的選擇p 在大批大量生產(chǎn)的情況下，應(yīng)廣泛使用專用夾具。p 單件小批生產(chǎn)應(yīng)盡量選擇通用夾具。（2）刀具的選擇 刀具的選擇主要取決于所確定的加工方法、工件材料、所要求的加工精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性、機床類型等。（3）量具的選擇 量具的選擇主要根據(jù)檢驗要求的準確度和生產(chǎn)類型來 決定。p 單件小批生產(chǎn)廣泛采用通用量具。p 大批量生產(chǎn)則采用極限量規(guī)及高生產(chǎn)率的檢驗儀器。（1）夾具的選擇2、工藝裝備的選擇1、切削用量的選擇 正確選擇切削用量，對保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低刀具的消耗等有重要意義。九 切削用

46、量與時間定額的確定 大批大量生產(chǎn)中，特別是在流水線或自動線上必須合理地確定每一工序的切削用量。 (5)準備與終結(jié)時間te (1)基本時間tm (4)休息與生理需要時間tr2、時間定額的確定(2)輔助時間ta時間定額包括：(3)布置工作地時間 ts模具的制造精度主要體現(xiàn)在模具工作零件的精度和相關(guān)部件的配合。 機械加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想(設(shè)計)幾何參數(shù)符合程度。符合程度越高，加工精度就越高。零件的機械加工質(zhì)量機械加工精度表面質(zhì)量第二節(jié) 模具制造精度分析一、概述加工精度包含：尺寸精度、形狀精度、位置精度形狀公差位置公差尺寸公差 在機械加工時，機床、夾具、刀具和工件就構(gòu)成了一個完整

47、的系統(tǒng)，稱之為工藝系統(tǒng)。 工藝系統(tǒng)中的種種誤差，在不同的具體條件下，以不同的程度和方式反映為加工誤差。因此，把工藝系統(tǒng)的誤差稱之為原始誤差。 影響模具精度的主要因素有： (1)制件的精度 (2)模具加工技術(shù)手段的水平(3)模具裝配鉗工的技術(shù)水平(4)模具制造的生產(chǎn)方式和管理水平1工藝系統(tǒng)的幾何誤差對加工精度的影響 (1)加工原理誤差 例如：數(shù)控機床二、影響零件制造精度的因素(2)調(diào)整誤差 由于調(diào)整不可能絕對地準確，因而會產(chǎn)生調(diào)整誤差。 通常工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方法：試切法和調(diào)整法。(3)機床誤差 引起機床誤差的原因是機床的制造誤差、安裝誤差和磨損。 工件加工精度影響較大的主要有：機床導(dǎo)軌導(dǎo)

48、向誤差；機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差。 (4)夾具的制造誤差與磨損 夾具的誤差主要有： 定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機構(gòu)、夾具體 等的制造誤差； 夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺 寸誤差； 夾具在使用過程中工作表面的磨損 精加工用夾具的尺寸公差一般可取工件上相應(yīng)尺寸或位置公差的1213，粗加工用夾具則可取為151/10。 (5)刀具的制造誤差與磨損 刀具制造誤差對加工精度的影響，根據(jù)刀具的種類、材料等的不同而異。 1)采用定尺寸刀具加工時，刀具的尺寸精度直接影響工件 的尺寸精度。 2)采用成形刀具加工時，刀具的形狀精度將直接影響工件 的形狀精度。 3)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀等)的

49、刀刃形 狀必須是加工表面的共扼曲線。因此，刀刃的形狀誤差 會影響加工表面的形狀精度。 4)對于一般刀具(如車刀、銑刀、鏜刀)，其制造精度對加 工精度無直接 影響，但這類刀具的耐用度較低，刀具容 易磨損。 切削加工時，工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力以及重力等的作用下，將產(chǎn)生相應(yīng)的變形。使刀具和工件在靜態(tài)下調(diào)調(diào)整好的相互位置，以及切削成形運動所需要的正確幾何關(guān)系發(fā)生變化，從而造成加工誤差。2. 工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差工藝系統(tǒng)受力變形通常是彈性變形用剛度來描述。 (1)工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響 1)切削力作用點位置變化引起的工件形狀誤差。2)切削力大小變化引起的加工誤差。3)夾緊力和重力引起的

50、加工誤差。4)傳動力和慣性力對加工精度的影響(2)減小工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度影響的措施一是提高系統(tǒng)剛度；二是減小載荷及其變化。1)提高工藝系統(tǒng)的剛度主要考慮： 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 提高連接表面的接觸剛度； 采用合理的裝夾和加工方式。 2)減小載荷及其變化。 采取適當?shù)墓に嚧胧?，如合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量以減小切削力，就可以減少受力變形。 3)減小工件殘余應(yīng)力引起的變形。3工藝系統(tǒng)的熱變形對加工精度的影響 當工件、刀具和機床的溫度達到某一數(shù)值時，單位時間內(nèi)散出的熱量與熱源傳入的熱量趨于相等，這時工藝系統(tǒng)就達到了熱平衡狀態(tài)。(2) 刀具熱變形對加工精度的影響 (3) 機床熱變形對加工精度的

51、影響 (1) 工件熱變形對加工精度的影響 機床達到熱平衡狀態(tài)時的幾何精度稱為熱態(tài)幾何精度。精密加工應(yīng)在機床處于熱平衡之后進行。 4提高加工精度的途徑 機械加工誤差是由工藝系統(tǒng)中的原始誤差引起的。在對某一特定條件下的加工誤差進行分析時，首先要列舉出其原始誤差，即要了解所有原始誤差因素及對每一原始誤差的數(shù)值和方向定量化。其次要研究原始誤差與零件加工誤差之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系。最后，用各種測量手段實測出零件的誤差值，進而采取一定的工藝措施消除或減少加工誤差。 減少誤差的技術(shù)，分成兩大類，即： (2)誤差補償技術(shù) (1)誤差預(yù)防技術(shù) 指減小原始誤差或減少原始誤差的影響，亦即減少誤差源或改變誤差源與加工誤差

52、之間的數(shù)量轉(zhuǎn)換關(guān)系。第三節(jié)第三節(jié) 模具機械加工表面質(zhì)量模具機械加工表面質(zhì)量1加工表面質(zhì)量含義 機械加工表面質(zhì)量也稱表面完整性，主要包含兩個方面的內(nèi)容： 表面的幾何特征 表面層力學(xué)物理性能 (1)表面的幾何特征 主要由以下幾部分組成： 1)表面粗糙度： 即加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀 幾何形狀特征。其波高與波長的比值一般大于1：50。 一、模具零件表面質(zhì)量3)表面加工紋理： 即表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向。它取決于形成表面所采用的機械加工方法，即主運動和進給運動的關(guān)系。 4)傷痕： 在加工表面上一些個別位置上出現(xiàn)的缺陷。它們大多是隨機分布的，如砂眼、氣孔、裂痕和劃痕等2)表面波度： 即介

53、于宏觀幾何形狀誤差與表面粗糙度之間的中間幾何形狀誤差。它主要是由切削刀具的偏移和振動造成的其波高與波長的比值一般為1：50一l：1000。 (2)表面層力學(xué)物理性能 表面層力學(xué)物理性能的變化，主要有三個方面的內(nèi)容：表面層加工硬化；表面層金相組織的變化；表面層殘余應(yīng)力。 2零件表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 (1)零件表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響 表面粗糙度、表面層加工硬化等因素與零件耐磨性有關(guān)。最優(yōu)表面粗糙度值適當?shù)谋砻鎸蛹庸び不?2)零件表面質(zhì)量對零件疲勞強度的影響 零件在交變載荷的作用下，其表面的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋。 1) 表面粗糙度值對零件的疲勞強度影響。 減小表面粗糙度值

54、 提高疲勞強度 （重要零件表面，如連桿、曲軸等，應(yīng)進行光整加工） 2) 加工硬化對零件的疲勞強度影響。 適當?shù)谋砻鎸拥募庸び不?阻礙表面層疲勞裂紋的出現(xiàn)， 3) 表面層的殘余應(yīng)力對零件疲勞強度影響。 殘余壓應(yīng)力 提高零件的疲勞強度 殘余拉應(yīng)力 降低其疲勞強度。 零件表面殘余壓應(yīng)力使零件的表面緊密，腐蝕性物質(zhì)不易進入，可增強零件耐腐蝕性，而表面殘余拉應(yīng)力則降低零件耐腐蝕性。(3)零件表面質(zhì)量對零件耐腐蝕性能的影響 零件的耐腐蝕性在很大程度上取決于零件的表面粗糙度。零件表面越粗糙，越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，凹谷越深，滲透與腐蝕作用越強烈。因此，減小零件表面粗糙度值，可以提高零件的耐腐蝕性。(4)零件的

55、表面質(zhì)量對配合性質(zhì)及其他方面的影響 相配零件間的配合關(guān)系是用過盈量或間隙值來表示的。對有配合要求的表面，必須規(guī)定較小的表面粗糙度值。 1影響加工表面幾何特征的因素及其改進措施 表面粗糙度是構(gòu)成加工表面幾何特征的基本單元（1）切削加工后的表面粗糙度 表面粗糙度等級用輪廓算術(shù)平均偏差Ra、微觀平面度十點高度Rz或輪廓最大高度Ry的數(shù)值大小表示，并要求優(yōu)先采用Ra。 1）削加工表面粗糙度值主要取決于切削殘留面積的高度。 二、影響表面質(zhì)量的因素及改善途徑二、影響表面質(zhì)量的因素及改善途徑 影響切削殘留面積高度的因素主要包括：刀尖圓弧半徑r、主偏角Kr、副偏角Kr及進給量等。2）切削加工中有塑性變形發(fā)生的

56、緣故。在實際切削時，選擇低速寬刀精切和高速精切，往往可以得到較小的表面粗糙度值。 3）加工脆性材料時，切削速度對表面粗糙度的影響不大。切削脆性材料比切削塑性材料容易達到表面粗糙度的要求。對于同樣的材料，金相組織越是粗大，切削加工后的表面粗糙度值也越大。為減小切削加工后的表面粗糙度值，常在精加工前進行調(diào)質(zhì)等處理。 4）合理選擇切削液，適當增大刀具的前角、提高刀具的刃磨質(zhì)量等，能有效地減小表面粗糙度值。 5）其他因素影響加工表面粗糙度，如在已加工表面的殘留面積上疊加著一些不規(guī)則金屬生成物、粘附物或刻痕等。（其形成主要原因有積削瘤、鱗刺、振動、摩擦、切削刃不平整、切削劃傷等。） （2）磨削加工后的表

57、面粗糙度 磨削加工表面粗糙度的形成也是由幾何因素和表面層金屬的塑性變形(物理因素)決定的，但磨削過程要比切削過程復(fù)雜得多。 1)幾何因素的影響：單位面積的磨粒數(shù)越多，刻痕的等高性越 好，則磨削表面的粗糙度值越小。 2)表面層金屬的塑性變形(物理因素)的影響：磨削過程的塑性 變形要比一般切削過程大得多。影響塑性變形的因素是影響表面粗糙度的決定性因素。 影響工件產(chǎn)生塑性變形的因素主要有：磨削用量；砂輪的粒度、硬度、組織和材料以及磨削液的選擇。 2影響表層金屬力學(xué)物理性能的工藝因素及其改進措施 由于受到切削力和切削熱的作用，表面金屬層的力學(xué)物理性能會產(chǎn)生很大的變化，最主要的變化是表層金屬顯微硬度的變

58、化、金相組織的變化和在表層金屬中產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 (1)表面層的冷作硬化 1)冷作硬化的產(chǎn)生：機械加工過程中產(chǎn)生的塑性變形，使晶格扭曲、畸變，晶粒間產(chǎn)生滑移，晶粒被拉長，這些都會使表面層金屬的硬度增加，這種現(xiàn)象統(tǒng)稱為冷作硬化(或稱為強化)。表層金屬冷作硬化的結(jié)果，會增大金屬變形的阻力，減小金屬的塑性，金屬的物理性質(zhì)(如密度、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等)也有所變化。 由于金屬在機械加工過程中同時受到力因素和熱因素的作用，機械加工后表面層金屬的最后性質(zhì)取決于強化和弱化兩個過程的綜合。 評定冷作硬化的指標有下列三項：表層金屬的顯微硬度HV；硬化層深度(m)；硬化程度N。2)影響表面冷作硬化的因素：金屬切削加工時

59、，影響表面層加工冷作硬化的因素： 切削力愈大，塑性變形愈大，硬化程度愈 大，硬化層深度也愈大。 當變形速度很快(即切削速度很高)時，冷作硬 化層深度和硬化程度都會減小。 切削溫度高，硬化程度減小。 工件材料的塑性越大，冷作硬化程度也越嚴 重。 磨削用量的影響。 A.加大磨削深度，磨削力隨之增大，磨削過程的塑性變形 加劇，表面冷硬傾向增大。 B.提高縱向進給速度，每顆磨粒的切屑厚度隨之增大，磨 削力加大，冷作硬化程度增大。 C.提高工件轉(zhuǎn)速會縮短砂輪對工件熱作用的時間，使軟 化傾向減弱，因而表面層的冷硬增大。 D.提高磨削速度，每顆磨粒切除的切削厚度變小，減弱 了塑性變形程度；而磨削區(qū)的溫度增高

60、，弱化傾向增 大。 砂輪粒度的影響。砂輪的粒度越大，每顆磨粒的載荷越 小，冷硬程度也越小。 金屬磨削時，影響表面冷作硬化的因素主要有：3)冷作硬化的測量方法： 冷作硬化的測量主要是指表面層的顯微硬度HV和硬化層深度的測量，硬化程度N可由表面層的顯微硬度HV和工件內(nèi)部金屬原來的顯微硬度HV0計算求得。 表面層顯微硬度HM的常用測定方法是用顯微硬度計來測量，它的測量原理與維氏硬度計相同。h= lsina+Rz(2)表層金屬的金相組織變化 1)磨削加工表面金相組織的變化： 機械加工過程中，當溫度升高到超過工件材料金相組織變化的臨界點時，就會發(fā)生金相組織變化。磨削燒傷：已淬火的鋼件，很高的磨削溫度往往