机械制造工艺学(总复习)

1、第一章 重点内容 1 1、工艺过程的组成：、工艺过程的组成： 若干个顺序排列的工序若干个顺序排列的工序 工序工序：一个（或一组）工人，在一个工作地点一个（或一组）工人，在一个工作地点 （或一台机床上），对同一个零件（或一组零件）（或一台机床上），对同一个零件（或一组零件） 进行加工所连续完成的那部分工艺过程进行加工所连续完成的那部分工艺过程 划分工序的主要依据是：划分工序的主要依据是： 工作地点（或机床）是否改变工作地点（或机床）是否改变 加工是否连续加工是否连续 工位：工位：工件在机床上所占据的每一个待加工位工件在机床上所占据的每一个待加工位 置置 工步：工步：在一道工序中，当加工表面不变、

2、切削工具不变、切削用量中的在一道工序中，当加工表面不变、切削工具不变、切削用量中的进进 给量和切削速度给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工艺过程不变的情况下所完成的那部分工艺过程 思考：背吃刀量变化但是加工表面不变，仍是一道工序的加工？思考：背吃刀量变化但是加工表面不变，仍是一道工序的加工？ 生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型 1 1、生产纲领、生产纲领：指企业在计划期内应生产的产品产量。：指企业在计划期内应生产的产品产量。 对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需的数量外，还要对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需的数量外，还要 包括一定的备品和废品，包括一定的备品和废品，通常为通

3、常为5%5%的备品率和的备品率和2%2%废品率废品率。 零件的生产纲领零件的生产纲领是指包括备品和废品在内的年产量，可按下式是指包括备品和废品在内的年产量，可按下式 计算：计算： 式中，式中， N N零件的生产纲领（件零件的生产纲领（件/ /年）年） Q Q产品的生产纲领（台产品的生产纲领（台/ /年）年） n n每台产品中含该零件的数量（件每台产品中含该零件的数量（件/ /台）台） a a零件备品率；零件备品率； b b零件废品率。零件废品率。 )1)(1 (baQnN 基准的概念：基准的概念：确定零件上某些点、线、面位置时确定零件上某些点、线、面位置时 所依据的那些点、线、面所依据的那些点

4、、线、面 第五节第五节 定位基准的选择定位基准的选择 基准的分类：基准的分类： 设计基准设计基准零件设计图上用以确定其它点、线、零件设计图上用以确定其它点、线、 面位置的基准面位置的基准 工艺基准工艺基准零件加工、测量、装配过程中采用的零件加工、测量、装配过程中采用的 基准基准 定位基准定位基准加工时用以确定零件在机床夹具中加工时用以确定零件在机床夹具中 的正确位置所采用的基准的正确位置所采用的基准 工序基准工序基准用以标定被加工表面位置（或者说用以标定被加工表面位置（或者说 确定某加工精度）的基准确定某加工精度）的基准 测量基准测量基准用以测量已加工表面尺寸和位置的用以测量已加工表面尺寸和位

5、置的 基准基准 装配基准装配基准装配时用以确定零件在机器中位置装配时用以确定零件在机器中位置 的基准的基准 （）定位基准的选择（）定位基准的选择 定位基准分为粗基准，精基准。 选择顺序的原则： 根据主要加工表面，先选择精基准，先选择精基准， 后选择粗基准后选择粗基准。 粗基准的选择粗基准的选择 工件加工的第一道工序要用工件加工的第一道工序要用粗基准粗基准，粗基准选择得正确与否，不但与第一道，粗基准选择得正确与否，不但与第一道 工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。工序的加工有关，而且还将对工件加工的全过程产生重大影响。 1)1)保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度

6、的原则保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则 : : 被加工零件上如有被加工零件上如有不加工表面不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证应选不加工面作粗基准，这样可以保证 不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置 . .当零件上有几个不加当零件上有几个不加 工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。 图图1_14 1_14 所示套筒法兰零件，表所示套筒法兰零件，表 面面1 1为不加工表面，为保证镗孔为不加工表面，为保证镗孔 后零件的壁

7、厚均匀，应选表面后零件的壁厚均匀，应选表面1 1 作粗基准镗孔、车外圆、车端作粗基准镗孔、车外圆、车端 面。面。 图图1-14 1-14 套筒法兰加工实例套筒法兰加工实例 2)2)合理分配加工余量的原则合理分配加工余量的原则 从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基 准。准。 如机床床身零件的加工，如机床床身零件的加工，第一道工序应该选则导轨面作粗基第一道工序应该选则导轨面作粗基 准加工床身底面准加工床身底面( (图图1-15a)1-15a)，然后再以加工过的床身底面作精，然后再以加工过的床身底面作精 基准加工导轨面基准加工导轨面

8、( (图图1-15b)1-15b)，此时从导轨面上去除的加工余量，此时从导轨面上去除的加工余量 小而均匀小而均匀。 图图1-15 1-15 床身加工粗基准选择床身加工粗基准选择 3)3)便于装夹的原则便于装夹的原则 为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准 尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕 或其它缺陷，并有足够的支承面积。或其它缺陷，并有足够的支承面积。 4)4)粗基准一般不得重复使用的原则粗基准一般不得重复使用的原则 在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，在同一尺寸方向

9、上粗基准通常只允许使用一次， 这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基 准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此， 粗基一般不得重复使用粗基一般不得重复使用。 u上述上述4 4项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾， 只能根据主次决择。只能根据主次决择。 粗基准粗基准以孔以孔I I为粗基准，加工与为粗基准，加工与 导轨两侧接触的两平面导轨两侧接触的两平面遵循遵循 保证加工余量合理分配的原则保证加工余量合理分配的原则 精基准精基准以与导轨两侧接触的两以与导轨两侧接

10、触的两 平面为精基准，加工平面为精基准，加工I I孔和其它孔以孔和其它孔以 及上顶面，遵循基准统一原则和基及上顶面，遵循基准统一原则和基 准重合原则准重合原则 I I为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、为主轴孔，加工时希望加工余量均匀，试选择加工主轴孔的粗、 精基准精基准 2 2、热处理工序及表面处理工序的安排、热处理工序及表面处理工序的安排 为改善工件材料为改善工件材料切削性能切削性能安排的热处理工序，例如退火、安排的热处理工序，例如退火、 正火、调质等，应在正火、调质等，应在切削加工之前切削加工之前进行。进行。 为为消除工件内应力消除工件内应力安排的热处理工序，例如人工

11、时效、退安排的热处理工序，例如人工时效、退 火等，最好安排在火等，最好安排在粗加工阶段之后粗加工阶段之后进行。进行。 为为改善工件材料机械性能改善工件材料机械性能的热处理工序，例如淬火、渗碳的热处理工序，例如淬火、渗碳 淬火等，一般都安排在淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之间半精加工和精加工之间进行。进行。 为为提高工件表面耐磨性、耐蚀性提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以安排的热处理工序以及以 装饰装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰 等，一般都安排在工艺过程等，一般都安排在工艺过程最后阶段最后阶段进行。进行。 工序

12、集中和工序分散工序集中和工序分散 确定加工方法之后，就要根据零件的生产确定加工方法之后，就要根据零件的生产 类型和工厂类型和工厂 ( (车间车间) )具体条件确定工艺过程具体条件确定工艺过程 的工序数。的工序数。 确定零件加工过程工序数有两种不同的原确定零件加工过程工序数有两种不同的原 则，一种是工序集中原则，另一种是工序则，一种是工序集中原则，另一种是工序 分散原则。分散原则。 工序集中：将工件的加工集中在少数几道工序内完成，每道工 序加工 内容较多 形式形式 组织集中：多装夹、多工步、多换刀加工多个表面，由工人具组织集中：多装夹、多工步、多换刀加工多个表面，由工人具 体操作实现。体操作实现

13、。 机械集中：多工位的、机构自动化的、高效机床是发展方向。机械集中：多工位的、机构自动化的、高效机床是发展方向。 特点特点 有利于采用自动化程度较高的高效机床和工艺装备，生产效率有利于采用自动化程度较高的高效机床和工艺装备，生产效率 高高; ; 工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积; ; 工件的装夹次数少，不但可缩短工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间辅助时间，而且由于在一次装，而且由于在一次装 夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置 精度要求。精度要求。 2

14、2、工序分散：每道工序加工面少、工序分散：每道工序加工面少 按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的 加工内容尽量少些，其极端情况是每个工序只包括一个简单工步加工内容尽量少些，其极端情况是每个工序只包括一个简单工步。 按工序分散原则组织工艺过程的特点是按工序分散原则组织工艺过程的特点是: : (1)(1)所用机床和工艺装备简单，易于调整对刀所用机床和工艺装备简单，易于调整对刀; ; (2)(2)对操作工人的技术水平要求不高对操作工人的技术水平要求不高; ; (3)(3)工序数多，设备数多，操作工人多，生产占用面积大。工序数多，设备数多

15、，操作工人多，生产占用面积大。 入体原则入体原则 工序尺寸的公差按工序尺寸的公差按“入体原则入体原则”标注标注（即轴上孔下）（即轴上孔下） 被包容面（轴、键宽等）被包容面（轴、键宽等） 包容面（孔、键槽宽等）包容面（孔、键槽宽等） 轴类轴类( (被包容件被包容件) )：最大尺寸为基本尺寸，上偏差为零（单：最大尺寸为基本尺寸，上偏差为零（单 向偏差）。向偏差）。 孔类孔类( (包容件包容件) )：最小尺寸为基本尺寸，下偏差为零（单向：最小尺寸为基本尺寸，下偏差为零（单向 偏差）。偏差）。 毛坯：双向对称偏差形式（或双向非对称偏差形式）。毛坯：双向对称偏差形式（或双向非对称偏差形式）。 与零件公差

16、的选择与标注有区别。与零件公差的选择与标注有区别。 （零件公差的选择与标注按：公差等级、配合种类来确定上（零件公差的选择与标注按：公差等级、配合种类来确定上 下偏差）。下偏差）。 影响加工余量的因素影响加工余量的因素 上道工序的表面质量上道工序的表面质量（表面粗糙度Ra 和表面层缺陷层厚 度Da） 前道工序的工序尺寸公差（前道工序的工序尺寸公差（T Ta a） 前道工序的形位误差（前道工序的形位误差（a a ） ） 本工序工件的安装误差（本工序工件的安装误差（b b） 本工序的加工余量必须满足下式：本工序的加工余量必须满足下式： u用于双边余量：用于双边余量：Z 2Z 2（ R Ra a +

17、D + Da a）+ T+ Ta a + 2| + 2|a a + +b b | | u单边余量：单边余量：Z RZ Ra a + D + Da a + T + Ta a + | + |a a + +b b | | 3 3、加工余量的确定方法：、加工余量的确定方法： 估计法（经验法）：凭工作经验估计，易偏大，适用单件估计法（经验法）：凭工作经验估计，易偏大，适用单件 小批生产。小批生产。 查表法生产实验而推荐的范围，简单可靠，多用大批量生查表法生产实验而推荐的范围，简单可靠，多用大批量生 产中。产中。 计算法：大批量及要求余量严格时如自动机床加工计算法：大批量及要求余量严格时如自动机床加工 思

18、考：余量过大或者过小有什么优缺点？思考：余量过大或者过小有什么优缺点？ Z Z过大：则工时、材料、刀具、动力、负荷浪费大，影响机床寿过大：则工时、材料、刀具、动力、负荷浪费大，影响机床寿 命和加工精度。命和加工精度。 Z Z过小：去不掉表层缺陷和几何误差，甚至废品。过小：去不掉表层缺陷和几何误差，甚至废品。 基本原则：保证加工质量的前提下，加工余量越小越好基本原则：保证加工质量的前提下，加工余量越小越好 l基准重合时，工序尺寸及其公差的计算：基准重合时，工序尺寸及其公差的计算： l当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合，当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合， 表面多次加工时，计算

19、顺序是由最后一道工序开始，表面多次加工时，计算顺序是由最后一道工序开始， 即由设计尺寸开始向前推算到毛坯尺寸即由设计尺寸开始向前推算到毛坯尺寸 三、工序尺寸及其公差的确定三、工序尺寸及其公差的确定 基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算：基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算： 当零件加工过程中多次转换工艺基准，引起测量基当零件加工过程中多次转换工艺基准，引起测量基 准、定位基准或工序基准与设计基准不重合时，需准、定位基准或工序基准与设计基准不重合时，需 利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算 工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链的基本概念 尺寸链的定义

20、尺寸链的定义 尺寸链尺寸链由相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接由相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接 排列成的尺寸封闭图形。排列成的尺寸封闭图形。 工艺尺寸链工艺尺寸链由单个零件在工艺过程中的有关尺由单个零件在工艺过程中的有关尺 寸所形成的尺寸链。寸所形成的尺寸链。 环环组成尺寸链的各个尺寸组成尺寸链的各个尺寸 尺寸链的组成尺寸链的组成 l封闭坏封闭坏最终被最终被间接间接保证精度的那个环保证精度的那个环 l组成环组成环除封闭环之外的所有其他环除封闭环之外的所有其他环 l增环增环当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环也当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环也 增大者增大者 l减环减环当其余各组成环

21、不变，而该环增大时使封闭环反当其余各组成环不变，而该环增大时使封闭环反 而减小者而减小者 与封闭环同向者为减环；与封闭环同向者为减环； 与封闭环异向者为增环与封闭环异向者为增环 尺寸链图尺寸链图 将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在示意图上，将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在示意图上， 这种尺寸图称为尺寸链图这种尺寸图称为尺寸链图 作法：首先确定间接保证的尺寸，定为封闭环；然后从封作法：首先确定间接保证的尺寸，定为封闭环；然后从封 闭环起，画出各组成环；尺寸首尾相接，顺一个方向画箭闭环起，画出各组成环；尺寸首尾相接，顺一个方向画箭 头，构成封闭图形头，构成封闭图形 尺寸链的特性尺寸链

22、的特性 l封闭性：封闭性：尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成 的尺寸封闭图。其中应包含一个间接保证的尺寸和的尺寸封闭图。其中应包含一个间接保证的尺寸和 若干个对此有影响的直接获得的尺寸若干个对此有影响的直接获得的尺寸 l关联性：关联性：尺寸链中尺寸链中, ,间接保证的尺寸精度由直接保间接保证的尺寸精度由直接保 证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低 于直接获得的尺寸精度于直接获得的尺寸精度 尺寸链的计算公式尺寸链的计算公式 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸= =组成环基本尺寸的代数和组成环基本尺寸的代数和

23、封闭环的极限尺寸：封闭环的极限尺寸： 封闭环的上、下偏差封闭环的上、下偏差 封闭环的公差封闭环的公差 1 11 n mj j m i i AAA minmax max ji AAA maxmin min ji AAA )()()( jiiss AEAEAE )()()( jsiii AEAEAE )()()( ji ATATAT 计算封闭环的竖式计算封闭环的竖式 口诀：增环上下偏差照抄；口诀：增环上下偏差照抄； 减环上下偏差对调、反号减环上下偏差对调、反号 3 3图示磨削齿轮内孔，淬火后磨图示磨削齿轮内孔，淬火后磨 削，使键槽高度尺寸为削，使键槽高度尺寸为43.6+0.3443.6+0.34

24、工序安排: 1、镗内孔至尺寸A1=39.6+0.1; 2、在插床插键槽至尺寸A2; 3、淬火处理; 4、磨内孔至尺寸A3=40+0.05的同 时，间接保证尺寸A4=43.6+0.34 求：工序尺寸求：工序尺寸A2=? 解：由题意画示意图： A3 A2 A1 A4 第二章 重点内容 机械加工精度机械加工精度 尺寸精度尺寸精度 形状精度形状精度 位置精度位置精度 二、获得加工精度的方法二、获得加工精度的方法 1 1、获得尺寸精度的方法、获得尺寸精度的方法 试切法试切法：用于单件小批生产；试切：用于单件小批生产；试切- -测量测量- -调整调整- -在试切在试切 调整法：用于成批大量生产；（机床、夹

25、具、刀具、工件）调整法：用于成批大量生产；（机床、夹具、刀具、工件） 定尺寸刀具法：生产率高，刀具制造复杂；（钻头、铰刀、定尺寸刀具法：生产率高，刀具制造复杂；（钻头、铰刀、 键槽铣刀）键槽铣刀） 自动控制法：切削测量补偿自动完成。（通过测量装置、进自动控制法：切削测量补偿自动完成。（通过测量装置、进 给装置、控制机构将加工中的尺寸测量、刀具补偿、切削自给装置、控制机构将加工中的尺寸测量、刀具补偿、切削自 动完成）动完成） 第二节影响加工精度的因素及其分析第二节影响加工精度的因素及其分析 一、基本概念：一、基本概念： 工艺系统工艺系统由机床、夹具、刀具和工件构成的一个完由机床、夹具、刀具和工件

26、构成的一个完 整系统整系统 原始误差原始误差工艺系统中的误差工艺系统中的误差 来自两个方面：来自两个方面： l加工前就存在的工艺系统本身的误差加工前就存在的工艺系统本身的误差 l加工过程中因工艺系统受力变形等引起的误差加工过程中因工艺系统受力变形等引起的误差 2 2）切削过程中受力大小变化对加工精度的影响）切削过程中受力大小变化对加工精度的影响 当毛坯有形状误差或位置误差时，加工后工件仍会有同类的当毛坯有形状误差或位置误差时，加工后工件仍会有同类的 加工误差，但每次走刀后加工误差将逐步减少。加工误差，但每次走刀后加工误差将逐步减少。 误差复映规律误差复映规律* 以车削短圆柱工件外圆为例：以车削

27、短圆柱工件外圆为例： 毛坯存在的圆度误差毛坯存在的圆度误差 m=apm=ap1 1-ap-ap2 2 工件产生圆度误差工件产生圆度误差w=yw=y1 1 -y-y2 2 m m越大，越大，w w越越 大大 在零件同一截面内切削，由于在零件同一截面内切削，由于材料硬度不均或加工余材料硬度不均或加工余 量的变化量的变化将引起切削力大小的变化，而此时工艺系统将引起切削力大小的变化，而此时工艺系统 的刚度的刚度K K是常量，所以变形不一致，导致零件的加工误是常量，所以变形不一致，导致零件的加工误 差。差。 毛坯形状误差毛坯形状误差 复映复映 第三章重点内容 39 一、表面质量的含义一、表面质量的含义

28、指机器零件加工后表面层的状态。指机器零件加工后表面层的状态。包括两部分：包括两部分： （1）表面层的几何形状特征）表面层的几何形状特征（表面粗糙度、表面波度、表面粗糙度、表面波度、表面加工纹理表面加工纹理 伤痕）伤痕） 表面粗糙度表面粗糙度 表面波度表面波度 指加工表面的微观几何形状误差，指加工表面的微观几何形状误差，由刀具形状、切由刀具形状、切 削过程中塑性变形及振动等引起。削过程中塑性变形及振动等引起。 介于形状误差与表面粗糙度之间的周期性形状误差。，介于形状误差与表面粗糙度之间的周期性形状误差。， 由工艺系统的低频振动引起，应作为工艺缺陷设法消除。由工艺系统的低频振动引起，应作为工艺缺陷

29、设法消除。 40 （2）表面层的物理力学性能）表面层的物理力学性能 表面层表面层冷作硬化冷作硬化（简称冷硬）（简称冷硬） 表面层金相组织的变化表面层金相组织的变化 表面层残余应力表面层残余应力 零件在机械加工中表面层金属产生强烈的零件在机械加工中表面层金属产生强烈的冷态塑性变形冷态塑性变形 后，引起的强度和硬度都有所提高的现象。后，引起的强度和硬度都有所提高的现象。 由于由于切削热切削热引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组引起工件表面温升过高，表面层金属发生金相组 织变化的现象。织变化的现象。 由于加工过程中由于加工过程中切削变形和切削热切削变形和切削热的影响，工件表面层产的影响，工件表

30、面层产 生残余应力。生残余应力。 第四章重点内容 42 三、机床夹具的组成三、机床夹具的组成 定位元件定位元件 夹紧元件夹紧元件 对刀对刀-导向元件导向元件 夹具体夹具体 连接元件连接元件 用来对刀和引导刀具进入正确加工用来对刀和引导刀具进入正确加工 位置的零件。位置的零件。 钻套和导向套：用在钻床夹具和镗钻套和导向套：用在钻床夹具和镗 床夹具上；床夹具上； 对刀块：用在铣床、刨床夹具上。对刀块：用在铣床、刨床夹具上。 是夹具的基准零件，用它来连接并固定定是夹具的基准零件，用它来连接并固定定 位元件、夹紧机构和导向元件等，使之成位元件、夹紧机构和导向元件等，使之成 为一个整体，并通过它将夹具安

31、装在机床为一个整体，并通过它将夹具安装在机床 上。上。 将夹具与机床连接并确定夹具对机床主将夹具与机床连接并确定夹具对机床主 轴、工作台或导轨的相互位置。轴、工作台或导轨的相互位置。 43 2 2、六点定位原则、六点定位原则 定位，即限制自由度。用合理设置的定位，即限制自由度。用合理设置的6 6个支承点，限制工件个支承点，限制工件 的的6 6个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，即工件定 位的位的“六点定位原理六点定位原理”。 矩形工件的定位矩形工件的定位 44 3 3、工件定位中的几种情况、工件定位中的几种情况 1 1）完全定位）完全定位 指

32、工件的六个自由度全部被限制。指工件的六个自由度全部被限制。 45 2 2）不完全定位）不完全定位 根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。根据加工要求，并不需要限制工件的全部自由度。 在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制在车床上加工轴的通孔，使用三爪卡盘夹外圆，限制 工件的工件的4 4个自由度，采用四点定位可以满足加工要求。个自由度，采用四点定位可以满足加工要求。 工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只工件在平面磨床上采用电磁工作台装夹磨平面，且只 有厚度及平行度要求，故只用三点定位。有厚度及平行度要求，故只用三点定位。 46 3 3）欠定位）欠定位 根据工件的加工要求，

33、应该限制的自由度没有完全被限制，根据工件的加工要求，应该限制的自由度没有完全被限制， 无法保证加工要求，是不允许的。无法保证加工要求，是不允许的。 47 夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同夹具上的两个或两个以上的定位元件，重复限制工件的同 一个或几个自由度。一个或几个自由度。 4 4）过定位）过定位 大端平面与长销组合产生的过定位大端平面与长销组合产生的过定位 48 欠定位欠定位应该消除的自由度没有应该消除的自由度没有 消除，不允许。消除，不允许。 过定位过定位几个支承点重复限制某个几个支承点重复限制某个 自由度，一般不允许，应用是有条件的。自由度，一般不允许，应用是有条件的。

34、 欠定位与过定位欠定位与过定位 正确配置支承点正确配置支承点 正确处理过定位正确处理过定位 提高工件定位表面与定位元件之间的提高工件定位表面与定位元件之间的 位置精度；位置精度； 改变定位元件的结构。改变定位元件的结构。 一般按一般按三、二、一三、二、一布置。布置。 主要定位表面受力面积越大越好。主要定位表面受力面积越大越好。 49 根据平面所限制自由度的数目分为三种：根据平面所限制自由度的数目分为三种： 1 1、定位方式、定位方式 主要支承面主要支承面 导向支承面导向支承面 止推支承面止推支承面 限制工件的三个自由度的定位平面，常限制工件的三个自由度的定位平面，常 用于精度比较高的工件定位表

35、面。用于精度比较高的工件定位表面。 限制工件的两个自由度的定位平面，常做成窄长面。限制工件的两个自由度的定位平面，常做成窄长面。 限制一个自由度的平面，为了确保定限制一个自由度的平面，为了确保定 位准确，往往将平面面积作的尽可能位准确，往往将平面面积作的尽可能 小。小。 （一）工件以平面定位（一）工件以平面定位 50 2 2、定位元件、定位元件 常用支承钉和支承板作定位元件；定位基准为平面本身。常用支承钉和支承板作定位元件；定位基准为平面本身。 （1 1）标准固定支撑钉）标准固定支撑钉支撑高度不变支撑高度不变 A A型：较小精基准平面定位用；型：较小精基准平面定位用； B B型：水平面粗基准定

36、位用；型：水平面粗基准定位用； C C型：侧平面粗基准定位用。型：侧平面粗基准定位用。 51 （2 2）标准可调支撑钉）标准可调支撑钉支撑高度可调支撑高度可调 适用于毛坯分批制造，其形状和尺寸变化较大适用于毛坯分批制造，其形状和尺寸变化较大 的粗基准定位的粗基准定位。 工件从轻到重工件从轻到重 52 （3 3）标准固定支撑板）标准固定支撑板 A A型：侧平面精基准定位用；型：侧平面精基准定位用； B B型：水平面精基准定位用。型：水平面精基准定位用。 53 圆柱心轴圆柱心轴 定位心定位心 轴轴 54 常用的定位元件有常用的定位元件有V V形架、圆孔、半圆孔、圆锥孔等；定形架、圆孔、半圆孔、圆锥

37、孔等；定 位基准为外圆中心线。位基准为外圆中心线。 （三）工件以外圆柱面定位（三）工件以外圆柱面定位 (a)(a)较长精基准较长精基准 (b)(b)较长粗基准较长粗基准 (c)(c)阶梯轴定位用阶梯轴定位用 (d)(d)较长、较重工件较长、较重工件 55 1 1）基准位移误差）基准位移误差Y Y 工件以表面定位，其定位基准的位置可认为没有变动，即工件以表面定位，其定位基准的位置可认为没有变动，即Y=0Y=0 2 2）基准不重合误差）基准不重合误差B B 图图b b 铣顶面工序中，铣顶面工序中，H H尺寸定位基准与设计基准重合，不存在尺寸定位基准与设计基准重合，不存在B B 图图c c 铣台阶面

38、工序中，铣台阶面工序中，A A尺寸由于基准不重合而尺寸由于基准不重合而 存在存在B B，设计基准在，设计基准在T+THT+TH与与T-THT-TH之间变化，之间变化， B=2THB=2TH 定位误差：定位误差：D D= =Y+Y+B=2THB=2TH 56 如工件总高如工件总高H=40H=400.14mm,0.14mm,要求保证要求保证A=20A=200.15mm.0.15mm.求加求加 工阶梯面时的工阶梯面时的D D ， ，能否保证加工要求？ 能否保证加工要求？ D =2TH=2X0.14=0.28mm 本工序公差本工序公差T =0.15-(-0.15)=0.30mm 不满足不满足 D D=

39、 =Y Y+ +B B 1/3 T T 57 H 2 d -d T 2 - O O 1 2 工件在工件在V V形块上定位时的基准位移误差形块上定位时的基准位移误差 58 1 1）工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，两者重）工序基准是圆柱轴线，定位基准也是圆柱轴线，两者重 合，合， B B=0=0； 2 2）定位基准与限位基准不重合。）定位基准与限位基准不重合。 Y12 22 222 222 dd d TT dd T O O aaa SinSinSin 2 2 d DY T a Sin 59 工件在工件在V V形块上定位时定位误差分析形块上定位时定位误差分析 60 工件以圆柱孔在过盈配合心

40、轴上定位时定位误差分析工件以圆柱孔在过盈配合心轴上定位时定位误差分析 (a)D=Y+B=0 (b)D=Y+B=B=d/2 (c)D=Y+B=B=D/2 61 工件孔与定位心轴间隙配合时定位误差计算工件孔与定位心轴间隙配合时定位误差计算 D=Y+B=Y=（D+d） ） /2 62 三、常见的夹紧机构三、常见的夹紧机构 夹紧机构夹紧机构是将力源的作用力转化为夹紧力的机构。是将力源的作用力转化为夹紧力的机构。 常见的有常见的有斜楔、偏心、螺旋斜楔、偏心、螺旋等夹紧机构，利用机械摩擦的斜等夹紧机构，利用机械摩擦的斜 楔自锁原理。楔自锁原理。 63 自锁条件自锁条件 F1Rx F1=wtg1Rx=wtg

41、(-2) 又又、1、2很小很小 tg11tg(-2)-2 1-2 1+2 斜楔自锁条件：斜楔自锁条件：斜楔的升角小斜楔的升角小 于斜楔与工件、斜楔与夹具体于斜楔与工件、斜楔与夹具体 之间的摩擦角之和。之间的摩擦角之和。 为安全可靠，手动时取为安全可靠，手动时取 =6 68 8，机，机 动时动时( (气动、液动气动、液动) )可不考虑自锁可不考虑自锁, ,取取 =15153030。 64 64 6.2.3 6.2.3 轴类零件加工工艺过程轴类零件加工工艺过程 定位基准选择定位基准选择 粗基准通常为轴的外圆，粗基准通常为轴的外圆， 精基准一般为两端中心孔或一端轴颈和另一端中精基准一般为两端中心孔或

42、一端轴颈和另一端中 心孔；心孔； 空心轴先用高精度外圆轴颈定位加工内孔，再用空心轴先用高精度外圆轴颈定位加工内孔，再用 内孔定位加工外圆。内孔定位加工外圆。 前道工序为后道工序准备好基准前道工序为后道工序准备好基准 65 6.2.36.2.3轴类零件加工工艺过程（续）轴类零件加工工艺过程（续） 工艺过程工艺过程 （1 1）毛坯准备阶段：锻造）毛坯准备阶段：锻造 + + 正火。正火。 （+ + 调质调质/+/+人工时效、退火）人工时效、退火） （2 2）粗加工阶段：加工定位基准，切除大部）粗加工阶段：加工定位基准，切除大部 分余量，发现毛坯缺陷；分余量，发现毛坯缺陷； （+ + 调质调质/+/+表面淬火表面淬火/+/+去应力处理）去应力处理） （3 3）半精加工阶段：完成一般精度表面及螺）半精加工阶段：完成一般精度表面及螺 纹、键槽等表面加工，为轴颈等高精度表面纹、键槽等表面加工，为轴颈等高精度表面 精加工做准备。精加工做准备。 （+ +表面淬火表面淬火+ +氮化氮化+ +淬火回火）淬火回火） （4 4）精加工阶段：完成高精度