機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識講解

機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識講解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

2021/7/1721.1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。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。2021/7/1731．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相互聯(lián)系的勞動過程的總和。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2021/7/174

（1）生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過程包括產(chǎn)品投產(chǎn)前的市場調(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運(yùn)輸、保管、供應(yīng)及產(chǎn)品包裝、銷售等。2021/7/175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。工藝過程是生產(chǎn)過程中的主要部分，其余的勞動過程則為生產(chǎn)過程的輔助過程。工藝過程2021/7/176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2021/7/177在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(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。工藝過程基本概念2021/7/1782．生產(chǎn)系統(tǒng)（1）系統(tǒng)的概念

任何事物都是由數(shù)個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。2021/7/179（3）機(jī)械制造系統(tǒng)在工藝系統(tǒng)基礎(chǔ)上以整個機(jī)械加工車間為整體的更高一級的系統(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)。2021/7/1710（4）生產(chǎn)系統(tǒng)

以整個機(jī)械制造廠為整體，為了最有效地經(jīng)營，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、經(jīng)營管理、勞動力調(diào)配、資源和能源利用、環(huán)境保護(hù)、市場動態(tài)、經(jīng)營政策、社會問題和國際因素等信息作為影響系統(tǒng)效果更重要的要素來考慮。2021/7/1711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。2021/7/1712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工序組成。在一個工序中可能包含有一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每一個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包括一個或幾個走刀。2021/7/1713（1）工序

一個（或一組）工人，在一個工作地（或一臺機(jī)床）上對一個（或同時對幾個）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)是工作地點是否變化和工作過程是否連續(xù)。2021/7/1714

例如：在車床上加工一批軸，既可以對每一根軸連續(xù)地進(jìn)行粗加工和精加工，也可以先對整批軸進(jìn)行粗加工，然后再依次對它們進(jìn)行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個工序；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機(jī)床上進(jìn)行的，但卻成為兩個工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃的基本單元。2021/7/1715（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，工件在機(jī)床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個工序的工作內(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，這時的工序內(nèi)容就包括兩個安裝。2021/7/1716（3）工位

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

2021/7/1717右圖是在一臺三工位回轉(zhuǎn)工作臺機(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階梯孔在兩個位置加工完畢。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進(jìn)行的，從而節(jié)約安裝時間使生產(chǎn)率可以大提高。2021/7/1718（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，用幾把刀具同時加工幾個加工表面的工步，稱為復(fù)合工步，也可以看作一個工步。例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。

2021/7/1719（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)動稱為一次走刀。下圖是一個帶半封閉鍵槽階梯軸兩種生產(chǎn)類型的工藝過程實例，從中可看出各自的工序、安裝、工位、工步、走刀之間的關(guān)系。2021/7/17202021/7/1721由若干個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?；靖拍钜粋€（或一組）工人，在一個工作地（或一臺機(jī)床）上對一個（或同時對幾個工件）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2021/7/1722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。工件相對于機(jī)床或刀具每占據(jù)一個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2021/7/1723掌握內(nèi)容工序、安裝、工位、工步和走刀的概念和應(yīng)用。2021/7/17241.1.2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：2021/7/1725（1）試切法

試切法：先試切出很小部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求適當(dāng)調(diào)刀具切削刃相對工件的位置，再試切，再測量，如此經(jīng)過兩三次試切和測量，當(dāng)被加工尺寸達(dá)到要求后，再切削整個待加工表面。試切法通過“試切－測量－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。2021/7/1726

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€（或兩個以上）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）2021/7/1727試切法的特點：優(yōu)點：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：這種方法費時（需作多次調(diào)整、試切、測量、計算），效率低，依賴工人的技術(shù)水平和計量器具的精度，質(zhì)量不穩(wěn)定，所以只用于單件小批生產(chǎn)。2021/7/1728（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)確相對位置，用以保證工件的尺寸精度。因為尺寸事先調(diào)整到位，所以加工時，不用再試切，尺寸自動獲得，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，刀具的位置靠對刀塊確定。調(diào)整法的實質(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。2021/7/1729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、樣板等對刀裝置進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整法的特點：優(yōu)點：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，對機(jī)床操作工的要求不高。缺點：對機(jī)床調(diào)整工的要求高，常用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。2021/7/1730（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：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。

2021/7/1731（4）主動測量法

在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，并將所測結(jié)果與設(shè)計要求的尺寸比較后，或使機(jī)床繼續(xù)工作，或使機(jī)床停止工作，這就是主動測量法。主動測量法特點：質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高，是發(fā)展方向。

2021/7/1732（5）自動控制法

這種方法是由測量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)等組成。它是把測量、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個自動加工系統(tǒng)，加工過程依靠系統(tǒng)自動完成。尺寸測量、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完成，自動達(dá)到所要求的尺寸精度例如：在數(shù)控機(jī)床上加工時，零件就是通過程序的各種指令控制加工順序和加工精度。2021/7/1733自動控制的具體方法有：①自動測量即機(jī)床上有自動測量工件尺寸的裝置，在工件達(dá)到要求的尺寸時，測量裝置即發(fā)出指令使機(jī)床自動退刀并停止工作。2021/7/1734②數(shù)字控制即機(jī)床中有控制刀架或工作臺精確移動的伺服電動機(jī)、滾動絲杠螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動或工作臺的移動）由預(yù)先編制好的程序通過計算機(jī)數(shù)字控制裝置自動控制。自動控制法的特點：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)展方向和計算機(jī)輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)。2021/7/17352．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。2021/7/1736（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)動軌跡獲得形狀精度的方法稱為軌跡法。即讓刀具相對于工件作有規(guī)律的運(yùn)動，以其刀尖軌跡獲得所要求的表面幾何形狀。

刀尖的運(yùn)動軌跡取決于刀具和工件的相對成形運(yùn)動，因而所獲得的形狀精度取決于成形運(yùn)動的精度。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。2021/7/17372）成形法

利用成形刀具對工件進(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。成形刀具替代一個成形運(yùn)動。成形法可以

簡化機(jī)床或切削運(yùn)動，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)動的精度。上圖所示為用成形法車球面。2021/7/17383）相切法

利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊作軌跡運(yùn)動對工件進(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，切削點運(yùn)動軌跡的包絡(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)動的精度。2021/7/17394）展成法（范成法）

利用工件和刀具作展成切削運(yùn)動進(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)動的精度等。2021/7/1740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：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)動時，刀刃的一系列切削位置的包絡(luò)線。

2021/7/17412021/7/1742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（導(dǎo)線）：由銑刀邊旋轉(zhuǎn)邊作直線移動而形成——相切法2021/7/1743舉例2插齒刀插削直齒圓柱齒輪直線齒長（母線）：靠插齒刀作往復(fù)直線運(yùn)動形成——軌跡法漸開線齒形（導(dǎo)線）：由插齒刀作展成運(yùn)動形成——展成法2021/7/1744問題1、請解釋第6頁中表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（導(dǎo)線）：由銑刀邊旋轉(zhuǎn)邊作直線移動而形成——？2021/7/17453、插齒刀插削直齒圓柱齒輪直線齒長（母線）：靠插齒刀作往復(fù)直線運(yùn)動形成——？漸開線齒形（導(dǎo)線）：由插齒刀作展成運(yùn)動形成——？2021/7/17463．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2021/7/17473．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現(xiàn)的。夾具是用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置。

2021/7/1748（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。如軸類零件鍵槽對外圓之對稱度，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。2021/7/1749①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。2021/7/1750②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。2021/7/1751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，再對床身底平面進(jìn)行粗刨。由于劃線既費時，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法采用夾具裝夾的工件。2021/7/1752直接找正安裝是用劃針和百分表或通過目測直接在機(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，則直接找正安裝也能獲得較高的定位精度。2021/7/1753③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、費用高，故廣泛用于成批、大量生產(chǎn)中。2021/7/17541.1.3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）。2021/7/1755一般情況下，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)計尺寸之差。2021/7/1756由于工序尺寸有公差，故實際切除的余量大小不等。由圖可知，工序余量的基本尺寸（簡稱基本余量或公稱余量）Z可按下式計算對于被包容面(軸)

：Z=上工序基本尺寸—本工序基本尺寸對于包容面(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)

2021/7/1757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。

2021/7/1758工序余量和工序尺寸及其公差的計算公式：（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。

2021/7/1759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

2021/7/17602．影響加工余量的因素主要影響因素分單項介紹如下:（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

2021/7/1761上述各項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定誤差后求得。裝夾誤差對加工余量的影響

2021/7/1762綜上所述，影響工序加工余量的因素可歸納為下列幾點：●前工序的工序尺寸公差（Ta）。●前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷層深度（Ra+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）。

2021/7/17633．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)驗估計法(只適用于單件、小批生產(chǎn)。)（3）分析計算法(目前應(yīng)用較少。)2021/7/17641.1.4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：用公差等級衡量，等級值越小，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。2021/7/1765加工精度包括三個方面內(nèi)容：●尺寸精度指加工后零件的實際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度?！裥螤罹戎讣庸ず蟮牧慵砻娴膶嶋H幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度?！裎恢镁戎讣庸ず罅慵嘘P(guān)表面之間的實際位置與理想位置相符合程度。2021/7/17662．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位置關(guān)系發(fā)生偏移的各種因素稱為原始誤差。

2021/7/1767（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；●工件和刀具的相對位置在運(yùn)動狀態(tài)下存在的誤差，如機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差，導(dǎo)軌的導(dǎo)向誤差，傳動鏈的傳動誤差等。2021/7/1768（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。2021/7/17693．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)生誤差的獨特性（７）提高加工精度的工藝措施2021/7/1770（1）系統(tǒng)的幾何誤差

機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)床導(dǎo)軌直線運(yùn)動機(jī)床傳動鏈的誤差定位誤差夾緊誤差夾具安裝誤差對刀誤差

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2021/7/1771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？

2021/7/1772加工精度：用公差等級衡量，等級值越小，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??？2021/7/1773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。

2021/7/1774①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。2021/7/1775②基準(zhǔn)位移誤差工件在夾具中定位時，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，從而使各個工件的位置不一致，給加工尺寸造成誤差，這個誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差，用△Y表示

a是圓套銑鍵槽的工序簡圖b是加工示意圖2021/7/1776基準(zhǔn)位移誤差的大?。簯?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量。由上圖可知，一批工件定位基準(zhǔn)的最大變動量為：△i＝Amax－Amin式中：△i——一批工件定位基準(zhǔn)的最大變動量；

Amax——最大工序尺寸；

Amin——最小工序尺寸。2021/7/1777當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動方向與工序尺寸的方向相同時，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動范圍，即△y＝△i此時：△i＝imax－iminimax——定位基準(zhǔn)的最大位移；

imin——定位基準(zhǔn)的最小位移。2021/7/1778當(dāng)定位基準(zhǔn)的變動方向與工序尺寸的方向不同時，基準(zhǔn)位移誤差等于定位基準(zhǔn)的變動范圍在x投影，如圖右所示，即：△y＝△icosα式中：α——定位基準(zhǔn)的變動方向與工序尺寸方向間的夾角。

工序簡圖

加工示意圖及基準(zhǔn)位移誤差2021/7/1779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。2021/7/1780定位誤差的計算

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

D+

d）當(dāng)工件以外圓柱面定位時:

D（90°V型塊定位）2021/7/1781（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)是一個彈性系統(tǒng)，在加工過程中由于切削力、傳動力、慣性力、夾緊力以及重力的作用，會產(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)長軸車削時受力變形

2021/7/1782①工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響主要有：●切削過程中受力點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的剛度；二是提高工件安裝時的夾緊剛度；三是提高機(jī)床部件的剛度。

2021/7/1783（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)動關(guān)系，產(chǎn)生加工誤差。2021/7/1784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。2021/7/1785（４）調(diào)整誤差概念：零件加工的每一個工序中，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2021/7/1786（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。2021/7/1787③減小或消除內(nèi)應(yīng)力的措施：一是采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉ば颉６墙o工件足夠的變形時間。三是零件結(jié)構(gòu)要合理，結(jié)構(gòu)要簡單，壁厚要均勻。2021/7/1788（６）數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生誤差的獨特性數(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)動的驅(qū)動系統(tǒng)——伺服系統(tǒng)。誤差源對加工精度的影響及抑制的途徑主要有以下幾個方面：①機(jī)床重復(fù)定位精度的影響②檢測裝置的影響（反饋）③刀具誤差的影響2021/7/1789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，以實現(xiàn)誤差的補(bǔ)償，原理：是利用坐標(biāo)的附加移動來修正誤差2021/7/1790（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。2021/7/1791①減少原始誤差這種方法是生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種基本方法。它是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素之后，設(shè)法消除或減少這些因素。例如細(xì)長軸的車削，以彈簧頂尖，則可消除熱變形引起的熱伸長的影響。2021/7/1792②補(bǔ)償原始誤差誤差補(bǔ)償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時人為的誤差就取正值，反之，取負(fù)值，并盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。2021/7/1793③轉(zhuǎn)移原始誤差誤差轉(zhuǎn)移法實質(zhì)上是轉(zhuǎn)移工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉(zhuǎn)移法的實例很多。如當(dāng)機(jī)床精度達(dá)不到零件加工要求時，常常不是一味提高機(jī)床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創(chuàng)造條件，使機(jī)床的幾何誤差轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方面去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不是靠機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度來保證，而是靠夾具保證。當(dāng)機(jī)床主軸與工件之間用浮動聯(lián)接以后，機(jī)床主軸的原始誤差就被轉(zhuǎn)移掉了。2021/7/1794④均分原始誤差在加工中，由于毛坯或上道工序誤差（以下統(tǒng)稱“原始誤差”）的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由于工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化后，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發(fā)生較大的變化，這種原始誤差的變化，對本工序的影響主要有兩種情況：●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。解決這個問題，最好是采用分組調(diào)整均分誤差的辦法。這種辦法的實質(zhì)就是把原始誤差按其大小均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n，然后按各組分別調(diào)整加工。2021/7/1795⑤均化原始誤差對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相對運(yùn)動過程中對工件進(jìn)行微量切削，高點逐漸被磨掉（當(dāng)然，模具也被工件磨去一部分）最終使工件達(dá)到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程。這就是誤差均化法。它的實質(zhì)就是利用有密切聯(lián)系的表面相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然后進(jìn)行相互修正或互為基準(zhǔn)加工，使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均。在生產(chǎn)中，許多精密基準(zhǔn)件（如平板、直尺、角度規(guī)、端齒分度盤等）都是利用誤差均化法加工出來的。2021/7/1796⑥就地加工法在加工和裝配中有些精度問題，牽涉到零件或部件間的相互關(guān)系，相當(dāng)復(fù)雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，常采用就地加工法。就地加工法（也稱自身加工修配法）的方法，即將這些表面在裝配前不進(jìn)行精加工，等它裝配到機(jī)床上以后，圖紙要求保證部件間什么樣的位置關(guān)系，就在這樣的位置關(guān)系上利用一個部件裝上刀具去加工另一個部件。這樣就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機(jī)械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。2021/7/17971.1.5表面質(zhì)量概念：機(jī)械加工表面質(zhì)量：是指零件在機(jī)械加工后表面層的微觀幾何形狀誤差和物理、化學(xué)及力學(xué)性能。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量。2021/7/1798右圖表示加工表層沿深度方向的變化情況。吸附層：在最外層生成氧化膜或其他化合物，并吸收、滲進(jìn)了氣體、液體和固體的粒子，稱為吸附層，其厚度一般不超過8μm。壓縮層：即為表面塑性變形區(qū)，由切削力造成，厚度約為幾十至幾百微米，隨加工方法的不同而變化。纖維層：壓縮層其上部為纖維層，是由被加工材料與刀具之間的摩擦力所造成的。2021/7/1799(1)表面的幾何特性①表面粗糙度

②表面波度③表面紋理方向

④傷痕2021/7/17100①表面粗糙度

它是指加工表面的微觀幾何形狀誤差如圖1-16所示，其波長L３與波高H3的比值一般小于50，主要由刀具的形狀以及切削過程中塑性變形和振動等因素決定。2021/7/17101②表面波度

它是介于宏觀幾何形狀誤差（L1／H1>1000）與微觀表面粗糙度（L3／H3<50）之間的周期性幾何形狀誤差。它主要是由機(jī)械加工過程中工藝系統(tǒng)低頻振動所引起的。如圖1-16所示，其波長L2與波高H2的比值一般為50～1000。用測量長度上五個最大的波幅的算術(shù)平均值ω表示，即ω＝（ω1＋ω2＋ω3＋ω4＋ω5）／52021/7/17102③表面紋理方向它是指表面刀紋的方向，取決于該表面所采用的機(jī)械加工方法及其主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動的關(guān)系。一般對運(yùn)動副或密封件有紋理方向的要求。④傷痕在加工表面的一些個別位置上出現(xiàn)的缺陷。在加工表面的一些個別位置上出現(xiàn)的缺陷。它們大多是隨機(jī)分布的，例如砂眼、氣孔、裂痕和劃痕等。2021/7/17103（２）表面層物理、化學(xué)和力學(xué)性能●表面層加工硬化（冷作硬化）?！癖砻鎸咏鹣嘟M織變化及由此引起的表層金屬強(qiáng)度、硬度、塑性及耐腐蝕性的變化?！癖砻鎸赢a(chǎn)生殘余應(yīng)力或造成原有殘余應(yīng)力的變化。2021/7/17104

２．加工表面質(zhì)量對零件使用性能的影響（１）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響（２）表面質(zhì)量對零件疲勞強(qiáng)度的影響（３）表面質(zhì)量對零件耐腐蝕性的影響（４）表面質(zhì)量對配合性質(zhì)的影響（５）表面質(zhì)量對零件的使用性能其他方面的影響2021/7/17105（１）表面質(zhì)量對零件耐磨性的影響磨損過程的基本規(guī)律：零件的磨損可分為三個階段，如圖1-17所示。第Ⅰ階段：（初期磨損階段）由于摩擦副開始工作時，兩個零件表面互相接觸，一開始只是在兩表面波峰接觸，當(dāng)零件受力時，波峰接觸部分將產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)，因此磨損非常顯著。第Ⅱ階段：經(jīng)過初期磨損后，實際接觸面積增大，磨損變緩，進(jìn)入磨損的第Ⅱ階段，即正常磨損階段。這一階段零件的耐磨性最好，持續(xù)的時間也較長。第Ⅲ階段：由于波峰被磨平，表面粗糙度參數(shù)值變得非常小，不利于潤滑油的儲存，且使接觸表面之間的分子親和力增大，甚至發(fā)生分子粘合，使摩擦阻力增大，從而進(jìn)入磨損的第Ⅲ階段，即急劇磨損階段。2021/7/17106表面粗糙度對摩擦副的初期磨損影響表面粗糙度對摩擦副的初期磨損影響很大，但也不是表面粗糙度參數(shù)值越小越耐磨。圖1-18是表面粗糙度對初期磨損量影響的實驗曲線。從圖中看到，在一定工作條件下，摩擦副表面總是存在一個最佳表面粗糙度參數(shù)值，最佳表面粗糙度Ra值約為～。2021/7/17107表面紋理方向?qū)δ湍バ缘挠绊懕砻婕y理方向?qū)δ湍バ砸灿杏绊?，這是因為它能影響金屬表面的實際接觸面積和潤