數(shù)控機床加工工藝教案

數(shù)控機床加工工藝教案機械工程系數(shù)控技術(shù)教研室編數(shù)控機床加工工藝第一章

緒論一、數(shù)控加工在機械制造業(yè)中的地位和作用數(shù)控機床綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度與高自動化的特點。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是機械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個新的階段，提高了機械制造業(yè)的制造水平，為社會提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠性的機械產(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)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造業(yè)，并已取得了巨大的經(jīng)濟效益。二、數(shù)控加工的發(fā)展1.數(shù)控機床的發(fā)展數(shù)控機床的發(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算機（1970年）和微處理機或微型計算機(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)來實現(xiàn)，因而使硬件進一步得到了簡化，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.自動編程系統(tǒng)的發(fā)展在本世紀(jì)50年代后期，美國首先研制成功了APT(AutomaticallyProgammedTools)系統(tǒng)。到了本世紀(jì)60年代和70年代又先后發(fā)展了APTⅢ和APTⅣ系統(tǒng)。在西歐和日本，也在引進美國技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展了各自的自動編程系統(tǒng)，如德國的EXAPT系統(tǒng)、法國的IFAPT系統(tǒng)、英國的2CL系統(tǒng)等。我國的自動編程系統(tǒng)發(fā)展較晚，但進步很快，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(DirectNC)，1976年出現(xiàn)了由多臺數(shù)控機床聯(lián)接成可調(diào)加工系統(tǒng)，這是最初的柔性制造系統(tǒng)FMS（FlexibleManufcturingCell)。自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展，使加工技術(shù)跨入了一個新的里程，建立了一種全新的生產(chǎn)模式。我國已開始在這方面進行探索與研制，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（1）自動化程度高（2）加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定（3）對加工對象的適應(yīng)性強（4）生產(chǎn)效率高（5）易于建立計算機通信網(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)控機床價格昂貴，加工成本高，技術(shù)復(fù)雜，對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)控機床的利用率，取得良好的經(jīng)濟效益，需要確實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)控機床加工工藝研究的宗旨是，如何科學(xué)地、最優(yōu)的設(shè)計加工工藝，充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，實現(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和基本理論；學(xué)會選擇機床、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)控機床加工工藝的特點及學(xué)習(xí)方法數(shù)控機床加工工藝是一門綜合性、實踐性、靈活性強的專業(yè)技術(shù)課程。學(xué)習(xí)本課程應(yīng)注意下列幾點：本課程包含面廣、內(nèi)容豐富、綜合性強。在學(xué)習(xí)時要善于將《數(shù)控加工基礎(chǔ)》和《數(shù)控機床》等知識同本課程的知識結(jié)合起來，合理的綜合運用。數(shù)控機床加工工藝同生產(chǎn)實際密切相關(guān)，其理論源于生產(chǎn)實際，是長期生產(chǎn)實踐的總結(jié)。數(shù)控機床加工工藝的應(yīng)用有很大的靈活性。對具體問題要具體分析，優(yōu)選最佳方案。第一章數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)第一節(jié)概述一、切削運動及加工中的工件表面（一）切削運動在切削過程中，刀具和工件之間必須有相對運動，這種相對運動就稱為切削運動。按切削運動在切削加工中的功用不同分為主運動和進給運動。1.切削運動（1）主運動：主運動是由機床提供的主要運動，它使刀具和工件之間產(chǎn)生相對運動，從而使刀具前刀面接近工件并切除切削層。(圖1—1)（2）進給運動：進給運動又稱走刀運動，是由機床提供的使刀具與工件之間產(chǎn)生附加的相對運動，即進給運動是切削過程中使金屬層不斷地投入切削，加上主運動從而加工出完整表面所需的運動。(圖1—1)

總之，在各類切削加工中，主運動必須有一個，而進給運動可以有一個(如車削)、兩個(如圓磨削)或多個，甚至沒有(如拉削)。由主運動和進給運動合成的運動稱為合成切削運動（圖2—1）。刀具切削刃上選定點相對工件的瞬時合成運動方向稱為合成切削運動方向，其速度稱為合成切削速度。合成切削速度為同一選定點的主運動速度與進給運動速度的矢量和，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1—1）（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1—1）（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1—1）。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1—2）1、切削速度（vc）切削刃選定點相對于工件主運動的瞬時速度稱為切削速度。大多數(shù)切削加工的主運動是回轉(zhuǎn)運動，其切削速度vc（單位為m/min)的計算公式見式（1-1）。2.進給量（f）刀具在進給方向上相對于工件的位移量稱為進給量，可用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表達或度量（圖1-2）。車削時的進給速度vf（單位為mm/min)與進給量之間的關(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。外圓車削時見式（1-4）。（二）切削層參數(shù)1.切削厚度（hD）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。直線切削刃上各點的切削層厚度相等（圖1-3）。見式（1-5）。2.切削寬度（bD）切削寬度是沿切削刃方向度量的切削層截面尺寸。對于直線主切削刃，見式（1-6）。3.切削面積（AD）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。車削時切削面積AD可按式（1-7）計算。三、刀具幾何角度（一）刀具切削部分組成要素1、前刀面(Aγ)

刀具上切屑流過的表面。2、主后刀面(Aα)

刀具上與過渡表面相對的表面。3、副后刀面(Aαˊ)

刀具上與已加工表面相對的表面。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(Sˊ)

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2—6)（二）刀具切削部分的幾何角度1、正交平面參考系(圖2—7)①基面(Pr)

通過切削刃選定點并垂直于主運動方向的平面。②切削平面(PS)

通過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。③正交平面(Po)

正交平面是指通過切削刃選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面。2、刀具的標(biāo)注角度（圖2—8）（1）在正交平面中測量的角度①前角(γo)

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，前角為正值；大于90°時，前角為負(fù)值。它對刀具切削性能有很大的影響。②后角(αo)

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，后角為正值；大于90°時，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。③楔角(βo)

前刀面與后εr刀面的夾角。βo=90°－（γo+αo）（2）在基面中測量的角度①主偏角（κr）主切削平面與假定進給運動方向之間的夾角，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。②副偏角(κrˊ)

副切削平面與假定進給運動反方向間的夾角。其大小主要影響表面粗糙度。③刀尖角(εr)

主切削平面與副切削平面間的夾角。εr=180°－（κr+κrˊ）（3）在切削平面中測量的角度刃傾角(λS)

主切削刃與基面間的夾角。當(dāng)?shù)都庀鄬τ谲嚨兜侗惭b面處于最高點時，刃傾角為正值；當(dāng)?shù)都馓幱谧畹忘c時，刃傾角為負(fù)值；當(dāng)切削刃平行于刀柄安裝面時，刃傾角為0°（4）在副正交平面中測量的角度在副正交平面中測量的角度有副后角，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)域分為三個變形區(qū)，如圖1-12所示。1.第Ⅰ變形區(qū)即剪切滑移區(qū)，如圖1-13所示。2.第Ⅱ變形區(qū)這一層滯緩流動的金屬稱為滯流層。3.第Ⅲ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，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較慢，而上層金屬流動較快。流動較慢的切削底層，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.進給量適當(dāng)降低進給量，則可削弱積屑瘤的生成基礎(chǔ)。3.前角前角增大到35℃時，一般不產(chǎn)生積屑瘤。4.切削液采用潤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作用在刀具上的力來自兩個方面，即三個變形區(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）計算切削力的經(jīng)驗公式1.計算切削力的指數(shù)公式計算切削力Fc的指數(shù)公式見式（1-18）。2.用單位切削力計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，計算公式見式（1-23）。2、機床電動機消耗的功率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.切削用量對切削溫度的影響2.刀具幾何參數(shù)對切削溫度的影響3.工件材料對切削溫度的影響4.刀具磨損對切削溫度的影響5.切削液對切削溫度的影響五、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到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時間，以T表示，單位為分鐘。一把新刀從開始投入切削到報廢為止總的實際切削時間，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)驗公式由于切削速度對切削溫度影響最大，因而對刀具磨損影響最大，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)系是用實驗方法求得的。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驗公式：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σb=0.63GPa（65kgf/mm2）的鋼碳時，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刀具耐用度的影響程度?？梢?，切削速度v對刀具耐用度的影響最大，進給量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αp，然后選擇較大的進給量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)對刀具耐用度影響最大的是前角γo和主偏角Kr前角γo增大，可使切削力減小，切削溫度降低，耐用度提高；但是前角γo太大會使鍥角βo太小，刀具強度削弱，散熱性差，且易與破損，刀具耐用度降低。由此可見，對于每一種具體加工條件，都有一個使刀具耐用度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，對剛性差的工藝系統(tǒng)，切削時引起振動。此外，如果減小副偏角Kr`，增大刀尖圓弧半徑Rε，其對刀具耐用度的影響與主偏角減小時相同。（3）刀具材料刀具材料的高溫強度越高，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，影響刀具耐用度的主要因素是沖擊和抗彎強度。韌性越好，抗彎強度越高，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、磨刀時間增加，刀具費用增大，同樣會使生產(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機用高速鋼車刀60~9080~1206015~30120~180200~300180~200選擇刀具耐用度時，應(yīng)考慮到以下幾點；1）復(fù)雜的、高精度的、多刃的刀具耐用度應(yīng)比簡單的、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，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，刀具耐用度大于一個工作班，至少應(yīng)大于一個零件的切削時間第三節(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和相對加工性Kr。Vct的含義是當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹門時，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時所允許的Vct高低來評價材料的加工性的好壞。難加工材料用Vct來評定。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。常對加工性分為八級加工性等級名稱及種類相對加工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2.5~3.0退火15Cr，自動機鋼3較易切削鋼1.6~2.5正火30鋼4普通材料一般鋼及鑄鐵1.0~1.645鋼，灰鑄鐵5稍難切削材料0.65~1.02Cr13調(diào)質(zhì)85鋼6難切削材料較難切削材料0.5~0.6545r調(diào)質(zhì)65Mn調(diào)質(zhì)7難切削材料0.15~0.550Cr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950~1000度下退火來降低硬度，使切削加工較易進行。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。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，刀具強度降低，散熱體積減少，刀耐用度下降。減少前角，刀具強度提高，刀屑變形增大，易斷屑。但前角過小，會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①刀具材料：脆性↑→γo↓（高速鋼→γo↑，硬質(zhì)合金→γo↓，陶瓷→γo↓）②工件材料：塑性材料→γo↑,脆性材料→γo↓,強度→γo↓,硬度→γo↓

③加工要求：粗加工→γo↓,斷續(xù)切削→γo↓,精加工→γo↑

④機床功率和系統(tǒng)剛度:功率大剛度高γο↓,數(shù)控機床、自動線：γο↓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，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，這對切削厚度較小的情況有利，但使刀刃強度和散熱情況變差。（二）合理后角的選擇原則①粗加工：ａo↓,精加工：ａo↓②塑性材料:ａo↑,脆性材料:ａo↓,硬度高:ａo↓,強度高ａo↓

③工藝系統(tǒng)：剛度高ａo↓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①單一后刀面：基本形式、常用，精加工刀用②有刃帶的后刀面：可增加刀具耐磨性，定尺寸刀具用③帶消振棱的后刀面：可抑制振動，加工時容易振動使用④雙重或三重后刀面：可增加刃口強度，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κr較小，則刀頭強度高，散熱條件好，已加工表面殘留面積高度小，作用主切削刃的長度長，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，所產(chǎn)生的影響與上述完全相反。2、主偏角的功用①系統(tǒng)剛度：剛度好，Kr取小值，剛度差，Kr取大值

②工件形狀：Kr按工件階梯的角度選

③工件材料：工件很硬時，Kr取小值

④散熱條件：需要時加強散熱時，Kr取小值

⑤產(chǎn)量條件：需要刀具通用性好時,取Kr＝90°、Kr＝45°（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。2、副偏角的選擇1）一般刀具的副偏角，在不引起振動的情況下，可選取較小的副偏角，如車刀、刨刀均可取κr`=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）加工強度、高硬度材料或斷續(xù)切削時，應(yīng)取較小的副偏角（κr`=4度~6度）4）切斷刀、鋸片刀和槽銑刀等，為了保證刀頭強度和重磨后刀頭寬度變化較小，只能取很小的副偏角。（κr`=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度。刃傾角為正值，切削開始為正值，切削開始時刀尖與工件接觸，切屑流向待加工表面，可避免纏繞和劃傷已加工表面，對半精加工、精加工有利。刃傾角為負(fù)值。切削開始時刀尖后接觸工件，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，尤其是在斷續(xù)切削時，可避免刀尖受沖擊，起保護刀尖的作用，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λS<0（保護刀尖）精加工λS>0（使FP小些）2）斷續(xù)切削：λS<0（保護刀尖）3）工件σb、HB大：λS<0（保護刀尖）4）系統(tǒng)剛性差：λS>0（使FP小些）

5）微量切削：λS取大值(使刀具實際刃口半徑↓）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度限制，只能取得較小，通常α`=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bγ1和倒棱角r01）應(yīng)適當(dāng)選擇。太小時，起不到應(yīng)有的作用。太大時，又會增大切削力和切削變形。一般情況下，工件材料強度、硬度高，而刀具材料的抗彎強度低且進給量大時，bγ1和│γ01│應(yīng)較大；加工鋼料時：若αp<0.2mm，f<0.3mm/r，可取bγ1=（0.3~0.8）f，γ01=-5度~-10度；當(dāng)αp）2mm，f<0.7mm/r，bγ1=（0.3~0.8）f，γ01=—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①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：rｇ＝０.５～５mm

硬質(zhì)合金：rｇ＝０.２～２mm②設(shè)修光刃：Krε′=0

bε＇=(1.2～1.8)f六、刀具幾何參數(shù)選擇示例對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，合理運用。下面以加工細(xì)長軸的銀白屑車刀為例，加以介紹分析（一）加工對象加工碳鋼光扛、絲扛等長軸零件（d=10~30mm）（二）使用機床中等功率、剛性一般的數(shù)控機床（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，增強工藝系統(tǒng)得剛性，防止振動的產(chǎn)生。1)采用較大的前角γo=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，避免加工時共建的彎曲變形和振動。3)沿主切削刃磨出bγ1=0.15~0.2mmγ01=,—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度。由于負(fù)倒棱存在，切削時產(chǎn)生的積削瘤比較穩(wěn)定，可代替切削刃進行切削，并使實際工作前角增大到35度~45度。4）采用刃傾角λs=+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4~6mm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：αp=1~3mmf=。3~。mm/rVc=60m/min。2）半精車時：αp=1~1.5mmf=0.3~0.4mm/rVc=60~120m/min3）精車時：αp=0.5~1mmf=0.08~0.2mm/rVc=100~120m/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，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)機床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進給量；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（Ra10~80μm）時，一次進給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率機床上，背吃刀量可達8~10mm。半精加工（Ra1.25~10μm）時，背吃刀量取為0.5~2mm，精加工（Ra0.32~1.25μm）時，背吃刀量取為0.1~0.4mm。在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大，或余量不均勻時，粗加工要分幾次進給，并且應(yīng)當(dāng)把第一、二進給的背吃刀量取得大一些。2、進給量的選擇粗加工時，由于對工件表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時主要考慮機床進給機構(gòu)的強度和剛性及力桿的強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給量。在半精加工和精加工時，則按表面粗糙度的要求，根據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度來選擇進給量。3、切削速度的選擇根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度?？捎媒?jīng)驗公式計算，也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗在機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，應(yīng)考慮以下幾點：1）應(yīng)盡量避開積屑瘤產(chǎn)生的區(qū)域。2）斷續(xù)切削時，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)生振動的情況下，切削速度應(yīng)避開自激振動的臨界速度。4）加工大件、細(xì)長件和薄壁工件時，應(yīng)選用較低的切削速度。5）加工帶外皮的工件時，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度。4、機床功率的校核切削功率Pc可用公式計算。機床有效功率PE’=PEη式中PE——機床電動機功率η—機床傳動功率如Pc’<PE，則選擇的切削用量可在指定的機床上使用，如Po《PE’，則機床功率沒有得到充分的發(fā)揮，這時可以規(guī)定較低的刀具的耐用度（如采用機夾可轉(zhuǎn)位刀片的合理耐用度可選為15~30min），或采取切削性能更好的刀具材料，以提高切削速度的辦法使切削功率增大，以期充分利用機床功率，達到生產(chǎn)的目的。如Pc>PE’，則選擇的切削用量不能在指定的機床上使用，這時可調(diào)換功率較大的機床，或根據(jù)所限定的機床功率降低切削用量（主要是降低切削速度）。這時雖然機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。為保證潤滑作用的實現(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，砂輪上的沙粒會隨時脫落和破碎下來。使用切削液便可以及時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性，并且在使用時有足夠的壓力和流量。4、防銹作用為了減輕工件、刀具和機床受周圍介質(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，又具有一定的潤滑性能。在配制水溶液時，要特別注意水質(zhì)情況，如果是硬水，必須進行軟化處理。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。但潤滑、防銹性能較差。實際使用中，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)采用動植物油或復(fù)合油。純礦物油不能在摩擦界面形成堅固的潤滑膜，潤磨效果較差。實際使用中，常加入油性添加劑、極壓添加劑和防銹添加劑，以提高潤滑和防銹作用。（三）切削液的作用1、粗加工時切削液的選用粗加工時，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，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、精加工時切削液的選用精加工時，要求表面粗糙值較小，一般選用潤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需用切削液。切削鑄鐵、黃銅等脆性材料時，一般不用切削液，以免崩碎切屑粘附在機床的運動部件上。加工高強度鋼、高溫合金等難加工材料時，由于切削加工處于極壓潤滑摩擦狀態(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，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，不能用水溶液，以免燃燒。第二章工件在數(shù)控機床上的裝夾第一節(jié)機床夾具概述裝夾及夾具：裝夾：機床上加工零件，為保證加工精度，必須現(xiàn)使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，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床夾具。一、機床夾具的分類1、按專門化程度分類通用夾具專用夾具可調(diào)夾具組合夾具隨行夾具2、按使用機床類型分類可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心機床夾具和其它機床夾具等。3、按驅(qū)動夾具工作的動力源分類可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具及自夾緊夾具等。二、機床夾具的組成數(shù)控機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。它包括夾緊元件、傳動裝置及動力裝置等。（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、六點定位原理（1）工件在空間具有六個自由度任何一個自由剛體，在空間均有六個自由度，即沿空間坐標(biāo)軸X、Y、Z三個方向的移動和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動。工件定位的實質(zhì)就是限制工件的自由度。工件定位時，用合理分布的六個支承點與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來限制工件的六個自由度，使工件的位置完全確定，稱為“六點定則”。六點定則是工件定位的基本法則，用于實際生產(chǎn)時，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支撐點(既定位元件)來限制工件的六個自由度。其中每個支撐點限制相應(yīng)的一個自由度。這就是工件定位的“六點定位原理”當(dāng)過定位導(dǎo)致工件或定位元件變形，影響加工精度時，應(yīng)嚴(yán)禁采用，但當(dāng)過定位不影響工件的正確定位，對提高加工精度有利時，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，工件的六個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、實際零件或工藝文件上用來確定某個點、線、面的位置所依據(jù)的點、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)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。1）設(shè)計基準(zhǔn)設(shè)計圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(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)裝配時用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。(2)測量基準(zhǔn)測量時所采用的基準(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、線、面有時在工件上并不一定實際存在（如孔和軸的軸心線，兩平面之間的對稱中心面等），在定位時是通過有關(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，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，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、容易。具體選擇時可遵循下列原則：（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)計基準(zhǔn)重合，否則會因基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生定位誤差，有時甚至因此造成尺寸超差而報廢。（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，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，同時簡化夾具的設(shè)計和制造工作量。（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，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，進而使夾具結(jié)構(gòu)簡單、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，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A型支承釘時，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型用于底面定位。支承板用螺釘緊固在夾具體上。若受力較大或支承板有移動趨勢時，應(yīng)增加圓錐銷或?qū)⒅С邪迩度電A具體槽內(nèi)。采用兩個以上支承板定位時，裝配后應(yīng)磨平工作表面，以保證等高性（2）可調(diào)支承可調(diào)支承用于在工件定位過程中，支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整的場合。適用于毛坯（如鑄件）分批制造，其形狀和尺寸變化較大的粗基準(zhǔn)定位。亦可用于同一夾具加工形狀相同而尺寸不同的工件，或用于專用可調(diào)整夾具和成組夾具中。在一批工件加工前調(diào)整一次，調(diào)整后用鎖緊螺母鎖緊。（3）自位支承（浮動支承）自位支承是在工件定位過程中，能自動調(diào)節(jié)位置的支承。支承本身在定位過程中所處的位置，隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動與之適應(yīng)，其作用相當(dāng)于一個固定支承，只限制一個自由度。由于增加了與定位基準(zhǔn)面接觸的點數(shù)，故可提高工件的安裝剛性和穩(wěn)定性。適用于工件以粗基準(zhǔn)定位或剛性不足的場合。2．輔助支承輔助支承用來提高工件的裝夾剛性和穩(wěn)定性，不起定位作用，也不允許破壞原有的定位。螺旋式輔助支承：旨在提高工件的裝夾剛性和定位的穩(wěn)定性，并不起消除自由度的作用。使用時必須逐個工件進行調(diào)整，以適應(yīng)工件支承表面的位置變化結(jié)構(gòu)簡單，但效率較低。自位螺旋式輔助支承：支承銷的高度高于主要支承，當(dāng)工件裝夾在主要支承上后，支承銷被工件定位基準(zhǔn)面壓下，并與其他主要支承一起與工件定位基準(zhǔn)面保持接觸，然后鎖緊。適用于工件重量較輕，垂直作用的切削負(fù)荷較小的場合。二、工件以外圓柱面定位工件以外圓柱面定位有支承定位和定心定位兩種。1、支承定位支承定位最常見的是V形塊定位。1）固定V形塊對中性好，能使工件的定位基準(zhǔn)軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準(zhǔn)直徑誤差的影響，并且安裝方便?？捎糜诖帧⒕鶞?zhǔn)。2）活動V形塊用于定位夾緊機構(gòu)中，起消除一個自由度的作用。2、定位套適用于大型軸類零件。三、工件以圓孔定位工件以圓孔內(nèi)表面定位時，常用以下定位元件。1、定位銷：當(dāng)工作部分直徑D<3mm時采用小定位銷（JB/T8014.1－1999），夾具體上應(yīng)有沉孔，使定位銷圓角部分沉入孔內(nèi)而不影響定位。大批量生產(chǎn)時，應(yīng)采用可換定位銷（JB/T8014.3－1999）。工作部分的直徑，可根據(jù)工件的加工要求和安裝方便，按g5、g6、f6、f7制造，與夾具體配合為H7/r6或H7/n6，襯套外徑與夾具體配合為H7/h6，其內(nèi)徑與定位銷配合為H7/h6或H7/h5。當(dāng)采用工件上孔與端面組合定位時，應(yīng)該加上支承墊板或支承墊圈。2、定位心軸：當(dāng)工件基準(zhǔn)孔的長徑比L/D>1時，心軸的工作部分應(yīng)稍帶錐度，直徑D1按r6制造，其基本尺寸為孔的最大極限尺寸；直徑D2按r6制造，其基本尺寸為基準(zhǔn)孔的最小極限尺寸。心軸上的凹槽供車削工件端面時退刀用。這種心軸制造簡便，定心準(zhǔn)確，但裝卸工件不便，且易損傷工件定位孔。多用于定心精度要求較高的場合；圖c為花鍵心軸，用于以花鍵孔為定位基準(zhǔn)的工件。四、工件以一面兩孔定位利用工件上的一個大平面和與該平面垂直的兩個圓孔作定位基準(zhǔn)進行定位。第五節(jié)定位誤差一、定位誤差產(chǎn)生的原因1.基準(zhǔn)不重合誤差定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時所產(chǎn)生的加工誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。2.基準(zhǔn)位移誤差一批工件定位基準(zhǔn)相對于定位元件的位置最大變動量稱為基準(zhǔn)位移誤差。二、定位誤差的計算方法1）工序基準(zhǔn)不在定位基面上，ΔD=ΔY+ΔB2）工序基準(zhǔn)在定位基面上，ΔD=∣ΔY±ΔB∣“+”、“-”的確定可按如下原則判斷：由于基準(zhǔn)不重合和基準(zhǔn)位移分別引起工序尺寸作相同方向變化（即同時增大或同時減小）時，取“+”號；而當(dāng)引起工序尺寸彼此向相反方向變化時，取“-”號。三、常見定位方式的定位誤差1.工件以圓柱面配合定位的基準(zhǔn)位移誤差（1）定位副固定單邊接觸（2）定位副任意邊2.工件以外圓在V形塊上定位的定位誤差（見圖2-29）。定位誤差的計算：△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（δD+δd）當(dāng)工件以外圓柱面定位時:△Y=0.707δD（90°V型塊定位）3.工件以一面兩孔組合定位的基準(zhǔn)位移誤差（1）移動的基準(zhǔn)位移誤差（2）轉(zhuǎn)動的基準(zhǔn)位移誤差（轉(zhuǎn)角誤差如圖2-30所示。）第六節(jié)工件的夾緊加工過程中，為保證工件定位時確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力、重力等作用下產(chǎn)生位移和振動，須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置，稱為夾緊裝置。一、對夾緊裝置的基本要求夾緊過程中，不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。夾緊力的大小適當(dāng)。既要保證工件在加工過程中其位置穩(wěn)定不變，、振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。操作方便、省力、安全。夾緊裝置的自動化程度及復(fù)雜程度與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。二、夾緊力方向和作用點的選擇1）夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)；2)夾緊力方向應(yīng)有利于減小夾緊力；3）夾緊力的作用點應(yīng)選在工件剛性較好的方向和部位；4）夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近工件加工面；5）夾緊力作用線應(yīng)落在定位支承范圍內(nèi)。三、典型夾緊機構(gòu)1、斜楔夾緊機構(gòu)采用斜楔作為傳力元件或夾緊元件的夾緊機構(gòu)稱為斜楔機構(gòu)。斜楔夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖（見圖2-36）l一斜楔；2一滑柱；3一浮動壓板；4一工件2、螺旋夾緊機構(gòu)采用螺旋直接夾緊或采用螺旋與其他元件組合實現(xiàn)夾緊的機構(gòu)，稱為螺旋夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、夾緊力大、自鎖性好和制造方便等優(yōu)點，很適用于手動夾緊，因而在機床夾具中得到廣泛的應(yīng)用。缺點是夾緊動作較慢，因此在機動夾緊機構(gòu)中應(yīng)用較少。螺旋夾緊機構(gòu)分為簡單螺旋夾緊機構(gòu)和螺旋壓板夾緊機構(gòu)。1）單螺旋夾緊機構(gòu)（見圖2-37）2）典型螺旋壓板夾緊機構(gòu)（見圖2-38）3、偏心夾緊機構(gòu)用偏心件直接或間接夾緊工件的機構(gòu)，稱為偏心夾緊機構(gòu)。偏心夾緊機構(gòu)操作簡單、夾緊動作快，但夾緊行程和夾緊力較小，一般用于沒有振動或振動較小、夾緊力要求不大的場合。四、氣液傳動裝置使用人力通過各種傳力機構(gòu)對工件進行夾緊，稱為手動夾緊。而現(xiàn)代高效率的夾具，大多采用機動夾緊，其動力系統(tǒng)有：氣壓、液壓、電動、電磁、真空等。其中最常用的有氣壓和液壓傳動裝置。1、氣壓傳動裝置以壓縮空氣為動力的氣壓夾緊，動作迅速，壓力可調(diào)，污染小，設(shè)備維護簡便。但氣壓夾緊剛性差，裝置的結(jié)構(gòu)尺寸相對較大。2、液壓傳動裝置液壓傳動力是用壓力油作為介質(zhì)，其工作原理與氣壓傳動相似。但與氣壓傳動裝置相比，具有夾緊力大，夾緊剛性好，夾緊可靠，液壓缸體積小及噪聲小等優(yōu)點。缺點是易漏油，液壓元件制造精度要求高。第三章數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ)第一節(jié)基本概述一、生產(chǎn)過程和工藝過程（一）生產(chǎn)過程將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程稱為生產(chǎn)過程。（1）產(chǎn)品投入前的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作

產(chǎn)品試驗研究和設(shè)計、工藝設(shè)計和專用工藝裝備的設(shè)計及制造、各種生產(chǎn)資料和生產(chǎn)組織等方面的準(zhǔn)備工作。（2）毛坯制造

毛坯的鍛造、鑄造和沖壓等。（3）零件的加工過程

機械加工、特種加工、焊接、熱處理和表面處理。（4）產(chǎn)品的裝配過程

部件裝配、總裝配、檢驗和調(diào)試等。（5）各種生產(chǎn)服務(wù)活動原材料、半成品、工具的供應(yīng)、運輸、保管以及產(chǎn)品的油漆和包裝等。（二）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。1.工序一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。2.工步在加工表面或加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容，稱為工步。3.進給在一個工步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，可分幾次切削，每次切削稱為一次進給。4.安裝工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一道工序，稱為安裝。5.工位為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件（或裝配元件）與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置，稱為工位。二、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型1．生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)在計劃內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品量（年產(chǎn)量）和進度計劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。年產(chǎn)量計算公式：N=Qn(1+α%+β%)2．生產(chǎn)類型的確定生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為以下三類：（1）單件生產(chǎn)產(chǎn)品品種繁多，每種產(chǎn)品僅生產(chǎn)一件或數(shù)件，工作地的加工對象經(jīng)常改變。（2）大量生產(chǎn)產(chǎn)品品種單一而固定，工作地長期進行一個零件某道工序的加工。（3）成批生產(chǎn)產(chǎn)品品種多，同一產(chǎn)品有一定的數(shù)量。一次投入或生產(chǎn)的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量稱為生產(chǎn)批量?？煞譃樾∨可a(chǎn)（工藝方面接近單件生產(chǎn)）、中批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)。第二節(jié)機械加工工藝規(guī)程的制訂規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程一般包括以下幾方面：零件加工的工藝路線；各工序的具體加工內(nèi)容；各工序所用的機床及工藝裝備；切削用量及工時定額等。一、工藝規(guī)程的作用1、工藝規(guī)程是指指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件2、工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和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)程制訂時所需的原始資料1、產(chǎn)品裝配圖和零件工作圖2、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)3、茶品驗收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和材料5、國內(nèi)、外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料等。三、工藝規(guī)程制定的步驟及方法（一）零件工藝分析1.產(chǎn)品的零件圖和裝配圖分析。（1）零件圖的完整性與正確性分析。（2）零件技術(shù)要求分析（3）尺寸標(biāo)注方法分析。（4）零件材料分析。2.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。（二）毛坯的確定確定毛坯時主要考慮以下因素零件的的材料及其力學(xué)性能。生產(chǎn)類型。零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。（三）工藝路線的設(shè)計工藝路線是工藝設(shè)計的總體布局1、加工方法的選擇

選擇加工方法時總是根據(jù)各種工藝方法所能達到的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度等因素來選定它的最后加工方法。1）表面加工方法的選擇車和磨2）內(nèi)孔表面加工方法的選擇鉆擴鉸鏜拉磨3）平面加工方法的選擇銑刨車磨拉研磨刮4）平面輪廓和曲面輪廓加工方法的選擇數(shù)控銑線切割磨2、加工階段的劃分（1）各加工階段的主要任務(wù)1）粗加工階段：切除加工表面上的大部分余量。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(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。3）精加工階段：使要求高的表面達到規(guī)定要求。4）光整加工階段：提高被加工表面的尺寸精度和減少表面粗糙度，一般不能糾正形狀和位置誤差。（2）劃分加工階段的目的1）保證加工質(zhì)量2）合理使用設(shè)備3）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷4）便于安排熱處理工藝3、工序的劃分1．工序集中單件小批生產(chǎn)采用工序集中2．工序分散

大批、大量生產(chǎn)采用工序集中和分散4、加工順序的安排1．切削加工工序的安排1）零件分段加工時，應(yīng)遵循“先粗后精”的加工順序。2）先加工基準(zhǔn)表面，后加工其它表面3）先加工主要表面，后加工次要表面4）先加工平面，后加工內(nèi)孔2．熱處理工序的安排1）為改善金屬組織和加工性能的熱處理工序2）為提高零件硬度和耐磨性的熱處理工序3）時效處理工序3．輔助工序安排檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等。（四）工序設(shè)計1、機床的選擇(1)

機床的尺寸規(guī)格要與被加工的零件尺寸相適；(2)

機床精度要與被加工零件的加工要求相適應(yīng)；(3)機床的生產(chǎn)率與被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；(4)機床的選用要考慮節(jié)省投資和適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展;(5)

改（擴）建車間，要充分利用原有設(shè)備。2.定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定(1)力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。

(2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能加工出全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度。(3)避免采用占機人工調(diào)整式方案，以免占機時間太多，影響加工效率。3.機床夾具的選擇機床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類型。（1）單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具；（2）大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)采用高生產(chǎn)效率的專用機床夾具；此外，夾具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。4.刀具的選擇刀具的選擇主要取決于：工序所采用的加工方法加工表面的尺寸大小工件材料要求的加工精度表面粗糙度生產(chǎn)率經(jīng)濟性在選擇時應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。5.量具的選擇量具的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類型和要求的檢驗精度進行。對于尺寸誤差：1）在單件小批生產(chǎn)中，廣泛采用通用量具（游標(biāo)卡尺、千分尺等）；2）成批生產(chǎn)多采用極限量規(guī)；3）大量生產(chǎn)多采用自動化程度高的量儀，如電動或氣動量儀等。對于形位誤差：1)

在單件小批生產(chǎn)中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐標(biāo)測量機的；2）在成批大量生產(chǎn)中，多采用專用檢具。6、進給路線的確定和工步順序的安排原則1）使工件表面獲得所要求的加工精度和表面質(zhì)量。2）盡量使進給路線最短。3）使數(shù)值計算容易，以減少數(shù)控編程中的計算工作量。7、工序加工余量、工序尺寸及其偏差的確定1）采用最小加工余量原則2）余量要充分3）余量中應(yīng)包含熱處理引起的變形4）大零件應(yīng)取大余量8.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9.時間定額的確定

是在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時間。用表示。時間定額包括：（1）基本時間（）

直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時間。（2）輔助時間（）

為實現(xiàn)工藝過程所必須進行的各種輔助動作（如裝卸工件、開停機床、選擇和改變切削用量、測量工件等）所消耗的時間。（3）布置工作地時間（）為使加工正常進行，工人照管工作地（如更換刀具、潤滑機床、清理切削、收拾工具等）所消耗的時間。（4）休息與生理需要時間（）

工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時間。（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時間（）

工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品和零件、部件、進行準(zhǔn)備和結(jié)束工作（如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安置工裝和歸還工裝、送交成品等）所消耗的時間。

完成一道工序的時間定額為：

單件時間計算公式：

在大批和大量生產(chǎn)中，則單件時間計算：（五）填寫工藝文件工藝規(guī)程的種類1機械加工工藝過程卡片主要用于單件小批生產(chǎn)和中批生產(chǎn)的零件。其格式見表3-8。

2.機械加工工藝卡片其格式見表3-8。3機械加工工序卡片用于大批、大量生產(chǎn)中的加工零件，中批生產(chǎn)以及單件小批生產(chǎn)中的某些復(fù)雜零件。其格式見表3-10。4.數(shù)控加工工序卡片5數(shù)控加工刀具卡片6.數(shù)控加工進給路線圖第三節(jié)

加工余量的確定一、加工余量的概念1．工序余量和加工總余量（1）工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差。是被加工表面在一道工序切除的金屬層厚度。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。（2）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。

工序尺寸的公差一般規(guī)定在零件的人體方向。對于被包容面（軸），基本尺寸為最大工序尺寸；對于包容面（孔），基本尺寸為最小工序尺寸。毛坯尺寸的公差一般采用雙向標(biāo)注。2．基本余量、最大余量、最小余量

基本余量（）為

最大余量（）為

最小余量（）為

余量公差（）：加工余量的變化范圍。

二、影響加工余量的因素

1.上工序的各種表面缺陷和誤差（1）上工序表面粗糙度Ra和缺陷層Da如圖3-12。（2）上工序的尺寸公差Ta。圖3-10…本工序余量應(yīng)包含上工序的尺寸公差.（3）上工序的形位公差（也稱空間誤差）ρa如圖3-13。軸線直線度誤差的2倍須計入本工序加工余量.2.本工序的裝夾誤差εb裝夾誤差包括定位誤差，夾緊誤差及夾具本身的誤差。三、確定加工余量的方法1．經(jīng)驗估計法

采用類比法估計確定加工余量的大小。多用于單件小批生產(chǎn)。2．分析計算法

以一定的經(jīng)驗資料和計算公式為依據(jù)，對影響加工余量的諸因素進行逐項的分析計算以確定加工余量的大小。僅在貴重材料及某些大批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)中采用。3．查表修正法

以有關(guān)工藝手冊和資料所推薦的加工余量為基礎(chǔ)，結(jié)合實際加工情況進行修正以確定加工余量的大小。應(yīng)用較廣。第四節(jié)

工序尺寸及其公差的確定工序尺寸：某工序加工應(yīng)達到的尺寸。一、基準(zhǔn)重合時工序尺寸及其公差的計算生產(chǎn)上絕大部分加工面都是在基準(zhǔn)重合(工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合)的情況下進行加工的，基準(zhǔn)重合情況下工序尺寸與公差的確定過程如下：

（1）確定毛坯總余量和各加工工序的工序余量。

（2）定工序基本尺寸從終加工工序開始，即從零件圖上的設(shè)計尺寸開始，一直往前推算到毛坯尺寸。最終工序基本尺寸等于零件圖上的基本尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或減去后道工序余量。

（3）定工序公差最終加工工序尺寸公差等于設(shè)計尺寸公差，其余各加工工序按各自所采用加工方法的加工經(jīng)濟精度確定工序尺寸公差。

（4）標(biāo)注工序尺寸公差最后一道工序的公差按設(shè)計尺寸標(biāo)注，其余工序尺寸公差按“入體原則”標(biāo)注。二、基準(zhǔn)不重合時工序尺寸及其公差的計算（1）工藝尺寸鏈的概念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。其中，由單個零件在加工過程中的各有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。（如圖4—16）、（如圖4—17）]

（2）工藝尺寸鏈的特征①關(guān)聯(lián)性

②封閉性

（3）工藝尺寸鏈的組成工藝尺寸鏈的每一個尺寸稱為環(huán)。①封閉環(huán)

工藝尺寸鏈中間接得到、最后保證的尺寸，稱為封閉環(huán)。用下標(biāo)“

”表示。一個工藝尺寸鏈中只能有一個封閉環(huán)。②組成環(huán)

工藝尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其它環(huán)，稱為組成環(huán)。組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)是當(dāng)其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)隨之增大(或減小)的組成環(huán)。減環(huán)是當(dāng)其它組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)，使封閉環(huán)隨之減小(或增大)的組成環(huán)。③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)。需要注意的是：所建立的尺寸鏈，必須使組成環(huán)數(shù)最少，這樣能更容易滿足封閉環(huán)的精度或使各組成環(huán)的加工更容易、更經(jīng)濟。（4）工藝尺寸鏈計算的基本公式(極值法）

（5）工序尺寸及其公差的計算（工藝尺寸鏈的應(yīng)用）①測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計算

②定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計算

③數(shù)控編程原點與設(shè)計基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計算機械加工精度及表面質(zhì)量一、加工精度和表面質(zhì)量的基本概念。機械產(chǎn)品的工作性能和使用性能，總是與組成產(chǎn)品的加工質(zhì)量和產(chǎn)品的裝配精度直接有關(guān)。而零件的加工質(zhì)量又是整個產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，零件的加工質(zhì)量包括加工精度和表面質(zhì)量兩個方面內(nèi)容。加工精度。定義：是指零件加工后的幾何參數(shù)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，它們之間的偏離程度則為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。加工精度包括尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度。表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量包括：表面層的幾何形狀偏差表面粗糙度指零件表面的微觀幾何形狀誤差。表面波紋度指零件表面周期性的幾何形狀誤差。表面層的物理、力學(xué)性能（1）冷作硬化（2）殘余應(yīng)力（3）表面層金相組織變化二、表面質(zhì)量對零件使用性能的影響1、對零件耐磨性的影響零件的耐磨性和材料，熱處理，零件接觸面積的粗糙度有關(guān)。兩個零件接觸時，實質(zhì)上只是兩個零件接觸面積上的一些凸峰互相接觸。零件表面粗糙度越大，磨損越快，但如果零件的表面粗糙度小于合理值，則由于摩擦面之間潤滑油被擠出而形成干摩擦，從而使損壞加快。實驗證明，最佳表面粗糙度Ra值大致為0.3~1.2um。另外，零件表面有冷作硬化蹭或經(jīng)淬硬，也可提高零件的耐磨性。2、對零件疲勞強度的影響當(dāng)殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力時，在拉應(yīng)力作用下，會使表面的裂紋擴大，而降低零件的疲勞強度，減少了產(chǎn)品的使用壽命。相反，殘余壓應(yīng)力可以延緩疲勞裂紋的擴展，可提高零件的疲勞強度。3、對零件配合性質(zhì)的影響在間隙配合中，如果配合表面粗糙，磨損后會使配合間隙增大，改變原配合性質(zhì)。在過盈配合中，如果配合表面粗糙，則裝配后表面的凸峰將被擠平，而使有效過盈減小，降低配合的可靠性。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)。（一）工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工方法的原理誤差、機床的幾何誤差、調(diào)整誤差、刀具和夾具的制造誤差、工件的裝夾誤差以及工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差。1、主軸誤差機床主軸是裝夾刀具或工件的位置基準(zhǔn)，其誤差直接影響工件的加工質(zhì)量。2、導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌是機床的重要基準(zhǔn)，其各項誤差將直接影響被加工零件的精度。（二）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施工藝系統(tǒng)在切削力、傳動力、慣性力、加緊力以及重力的作用下，會產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞已調(diào)好的刀具與工件之間的正確位置，使工件產(chǎn)生幾何形狀誤差和尺寸誤差。工藝系統(tǒng)受力變形通常是彈性變形，工藝系統(tǒng)的剛性越好，加工精度越高。工藝系統(tǒng)的剛度取決于機床、刀具、夾具及工件的剛度。（三）工藝系統(tǒng)熱變形產(chǎn)生的誤差及改善措施切削加工時，整個系統(tǒng)由于受到切削熱、摩擦熱及外界輻射熱等因素的影響，常發(fā)生復(fù)雜的變形，導(dǎo)致工件與刀刃之間原先調(diào)整好的相對位置、運動及傳動的準(zhǔn)確性都發(fā)生變化，從而產(chǎn)生加工誤差。由于這種原因而引起的工藝系統(tǒng)的變性現(xiàn)象稱為工藝系統(tǒng)的熱變形。影響工藝系統(tǒng)熱變形的因素主要有機床、刀具、工件、環(huán)境溫度等（四）工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差及改善措施所謂內(nèi)應(yīng)力，就是當(dāng)外界載荷去掉后，仍殘留在工件內(nèi)部的應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力是工件在加工過程中其內(nèi)部宏觀或微觀組織因發(fā)生了不均勻的體積變化而產(chǎn)生的。四、影響表面粗糙度的工藝因素及改善措施影響表面粗糙度的工藝因素：1、工件材料2、切削用量3、刀具幾何參數(shù)4、切削液第六節(jié)軸類零件的加工軸類零件的主要功用是支承傳動零部件和傳遞扭矩一、軸類零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求1、軸類零件的結(jié)構(gòu)特點軸類零件是回轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，加工表面通常有內(nèi)外圓柱面、圓錐面、以及螺紋、花鍵、鍵槽、橫向溝、溝槽等。根據(jù)軸上表面類型和結(jié)構(gòu)特征的不同，可分為光軸、空心軸、半軸、階梯軸、花鍵軸、十字軸、偏心軸、曲軸、凸輪軸。2、軸類零件的技術(shù)要求（1）直徑精度和幾何形狀精度（2）相互位置精度（3）表面粗糙度二、軸類零件的材料、毛坯和熱處理1、軸類零件的材料和熱處理一般零件材料45鋼，通過正火、調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理工藝；中等精度而轉(zhuǎn)速較高的采用40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理獲得；精度較高的可選用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn等，通過調(diào)質(zhì)和表面淬火獲得；高速重載等條件下工作的軸可選用20CrMnTi20Cr、38CrMoAl等，經(jīng)過淬火或滲氮等處理獲得。2、軸類零件的毛坯棒料、鍛件、鑄件。三、軸類零件的加工工藝分析（以車床主軸為例）。在軸類零件中，車床主軸是最具有代表性的零件，其工藝路線長，精度要求高，加工難度大，以下以車床主軸為例分析軸類零件的加工工藝。主軸的技術(shù)條件分析支承軸頸是主軸部件的裝配基準(zhǔn)和運動基準(zhǔn)，基制造精度直接影響到主軸的回轉(zhuǎn)精度。主軸錐孔是用來安裝頂尖或工具錐柄的，其中心必須與支承軸頸的中心線嚴(yán)格同軸，否則會使工件產(chǎn)生圓度、同軸度等誤差。主軸前端圓錐面和端面是安裝卡盤的定位表面。為了保證卡盤的定心精度，這個圓錐表面必須與支承頸同軸，而斷面必須與主軸的回轉(zhuǎn)中心線垂直。主軸軸向定位面與主軸回轉(zhuǎn)中心線不垂直，會使主軸產(chǎn)生周期性的軸向竄動。主軸上螺紋表面中心線與支承頸中心線歪斜時，會引起主軸部件上鎖緊螺母的端面跳動，導(dǎo)致滾動軸承內(nèi)圈中心線傾斜，引起主軸徑向跳動。2．車床主軸加工工藝過程經(jīng)過對主軸的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求進行分析后，可根據(jù)生產(chǎn)批量、設(shè)備條件等考慮主軸的工藝過程。3、主軸加工工藝過程分析（1）預(yù)加工中的問題車削是軸類零件機械加工的首選工序，車削之前的工藝為軸加工的預(yù)備加工。預(yù)加工的內(nèi)容有：1）對于細(xì)長的軸由于彎曲變形會造成加工余量不足，需要進行校正。2）對于直接用棒料為毛坯的軸，需先切斷。3）對于直徑較大、長度較長的軸，在車削外圓之前加工好中心孔。（2）熱處理工序的安排在主軸加工的整個工藝過程中，應(yīng)安排足夠的熱處理工序，以保證主軸力學(xué)性能及加工精度要求，并改善切削性能。1）毛坯鍛造后，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力、細(xì)化精粒、降低硬度、改善切削性能。2）粗加工后安排調(diào)質(zhì)處理，獲得均勻細(xì)致的均勻索氏體組織，提高零件的綜合力學(xué)性能，以便在表面淬火時，得到均勻致密的硬化層。3）對有相對運動的軸頸表面和經(jīng)常裝卸工具的前錐孔安排表面淬火處理，以提高其耐磨性。表面淬火應(yīng)安排在6加工之前。（3）定位