第5章_机械加工工艺规程

1、1第第5章章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程2 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 ：说明并规定机械加工工艺过程和操说明并规定机械加工工艺过程和操作方法，并以一定形式写成的工艺文件。作方法，并以一定形式写成的工艺文件。 作用：生产规模的大小、工艺水平的高低以及各种解决工艺问作用：生产规模的大小、工艺水平的高低以及各种解决工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来实现。题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来实现。 5.1 机械制造过程概述机械制造过程概述5.1.1生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程(1)生产过程：生产过程：机械产品制造时，将原材料或半成品变为产品机械产品制造时，将原材料或

2、半成品变为产品的各有关劳动过程的总和的各有关劳动过程的总和 包括：生产技术准备工作（如产品的开发设计、工艺设计包括：生产技术准备工作（如产品的开发设计、工艺设计和专用工艺装备的设计与制造、各种生产资料及生产组织等方和专用工艺装备的设计与制造、各种生产资料及生产组织等方面的准备工作）；原材料及半成品的运输和保管；毛坯的制造；面的准备工作）；原材料及半成品的运输和保管；毛坯的制造；零件的各种加工、热处理及表面处理；部件和产品的装配、调零件的各种加工、热处理及表面处理；部件和产品的装配、调试、检测及包装等。试、检测及包装等。 3(2)工艺过程：工艺过程：在生产过程中，凡直接改变生产对象的形状，在生产

3、过程中，凡直接改变生产对象的形状，尺寸及其材料性能而最终成为零件，以及将零件、部件装配成尺寸及其材料性能而最终成为零件，以及将零件、部件装配成产品的全部过程。产品的全部过程。 包括：包括：毛坯制造、机械加工、热处理、表面处理及装配毛坯制造、机械加工、热处理、表面处理及装配等过程等过程5.1.2机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程：机械加工工艺过程：指用机械加工的方法，直接改变毛坯或原指用机械加工的方法，直接改变毛坯或原材料的形状、尺寸和材料性能，使其成为合格零件所经过的过材料的形状、尺寸和材料性能，使其成为合格零件所经过的过程，程， 由一个或若干个顺序排列的工序组成

4、。由一个或若干个顺序排列的工序组成。 工序：工序：由一个（或一组）工人在一台机床（或一个工作地点）由一个（或一组）工人在一台机床（或一个工作地点）对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部份工艺过程。判对一个（或同时几个）工件所连续完成的那部份工艺过程。判断是否同一工序的主要依据：是工作地点是否改变和加工是否断是否同一工序的主要依据：是工作地点是否改变和加工是否连续。加工连续是指该工序的全部工作要不间断地连续完成连续。加工连续是指该工序的全部工作要不间断地连续完成。工序是组成机械加工工艺过程的基本单元，也是制定生产计划工序是组成机械加工工艺过程的基本单元，也是制定生产计划和进行成本核算的基本单元

5、。和进行成本核算的基本单元。4 一个工序内容由被加工零件结构的复杂程度、加工要求及一个工序内容由被加工零件结构的复杂程度、加工要求及生产类型来决定，同样的加工内容，可以有不同的工序安排。生产类型来决定，同样的加工内容，可以有不同的工序安排。 例如，加工如图例如，加工如图5.1所示的阶梯轴，当加工数量较少时，可按所示的阶梯轴，当加工数量较少时，可按表表5.1所示划分工序，当加工数量较大时，可按表所示划分工序，当加工数量较大时，可按表5.2所示划分所示划分工序。工序。 。0 . 80 . 80 . 80 . 85表表5.1 阶梯轴工艺过程（产量较低时）阶梯轴工艺过程（产量较低时） 工序号 工序内容

6、 设备 车端面，钻中心孔 车床 车外圆，车槽和倒角 车床 铣键槽 ，去毛刺 铣床 粗磨外圆 磨床 热处理高频淬火机 精磨外圆 磨床 6表表5.2 阶梯轴工艺过程（产量较高时）阶梯轴工艺过程（产量较高时） 工序号 工序内容 设备 1 两边同时铣端面，钻中心孔 铣端面钻中心孔机床 2车一端外圆，车槽和倒角 车床 3 车另一端外圆，车槽和倒角 车床 4 铣键槽 铣床 5 去毛刺 钳工台 6 粗磨外圆 磨床 7 热处理 高频淬火机 8 精磨外圆 磨床 7根据工序的内容，根据工序的内容，工序又可分为：安装、工位、工步、走刀。工序又可分为：安装、工位、工步、走刀。安装：安装：工件在机床工作台上装夹一次所完

7、成的那一部份工序内工件在机床工作台上装夹一次所完成的那一部份工序内容称为安装。容称为安装。在一道工序中，工件可能需要装夹一次或多次才能完成加工。在一道工序中，工件可能需要装夹一次或多次才能完成加工。如表如表5.1所示的工序所示的工序1要进行两次装夹：先夹工件一端，车端面、要进行两次装夹：先夹工件一端，车端面、钻中心孔，称为安装钻中心孔，称为安装1；再调头车另一端面、钻中心孔，称为；再调头车另一端面、钻中心孔，称为安装安装2。工位：工位：为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹为了完成一定的工序内容，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占具或设备的

8、可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。据的每一个位置称为工位。工步：工步：加工表面、加工刀具和切削用量（不包括背吃刀量）都加工表面、加工刀具和切削用量（不包括背吃刀量）都不变的情况下，所完成的那一部份工序内容。不变的情况下，所完成的那一部份工序内容。走刀：走刀：在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚,需要分几次切削需要分几次切削,每进行一次切削称为一次走刀。每进行一次切削称为一次走刀。 895.1.3生产纲领、生产类型及工艺特征生产纲领、生产类型及工艺特征（1）生产纲领：指计划期内产品的产量。生产纲领：指计划期

9、内产品的产量。 零件的生产纲领要计入备品和允许的废品数量，零件的生产纲领要计入备品和允许的废品数量，可按下式计算：可按下式计算： 式中：式中：N零件的年产量；零件的年产量； Q产品的年产量；产品的年产量； n每台产品中该零件的数量；每台产品中该零件的数量； %备品率；备品率； %平均废品率。平均废品率。 %)%( QnN10（2）生产类型：根据生产纲领的大小和产品品种的多少，机）生产类型：根据生产纲领的大小和产品品种的多少，机械制造企业的生产可分为三种生产类型：单件生产、成批生产、械制造企业的生产可分为三种生产类型：单件生产、成批生产、和大量生产。和大量生产。 1）单件生产）单件生产 产品品种

10、很多，同一产品的产量很少，而且很少重复生产品品种很多，同一产品的产量很少，而且很少重复生产，各工作地加工对象经常改变。重型机械制造、专用设备制产，各工作地加工对象经常改变。重型机械制造、专用设备制造和新产品试制等均属这种生产类型。造和新产品试制等均属这种生产类型。2）大量生产）大量生产 每年制造的产品数量相当多，大多数工作地长期重复地每年制造的产品数量相当多，大多数工作地长期重复地进行某一工件的某一道工序的加工。汽车、拖拉机、轴承和自进行某一工件的某一道工序的加工。汽车、拖拉机、轴承和自行车等产品制造多属大量生产类型。行车等产品制造多属大量生产类型。 3）成批生产）成批生产 一年中分批轮流制造

11、几种产品，工作地的加工对象周期性一年中分批轮流制造几种产品，工作地的加工对象周期性地重复。机床、机车、纺织机械等产品制造，一般属成批生产地重复。机床、机车、纺织机械等产品制造，一般属成批生产类型。类型。 11表表5.3 5.3 生产类型的划分生产类型的划分生产类型生产类型零件的年生产纲领零件的年生产纲领( (件件/ /年年) )重型机械重型机械中型机械中型机械轻型机械轻型机械单件生产单件生产5 52020100100小批生产小批生产5 51001002020200200100100500500中批生产中批生产10010030030020020050050050050050005000大批生产大

12、批生产30030010001000500500500050005000500050 50 000000大量生产大量生产100010005000500050 00050 00012表表5.4 5.4 各种生产类型的工艺特点各种生产类型的工艺特点工艺特征工艺特征生产类型生产类型单件小批生产单件小批生产中批生产中批生产大批大量生产大批大量生产零件的互换性零件的互换性用修配法、钳工修配、缺用修配法、钳工修配、缺乏互换性乏互换性大部分具有互换性。装配大部分具有互换性。装配精度要求高时，灵活应用精度要求高时，灵活应用分组装配法和调整法，同分组装配法和调整法，同时还保留某些修配法时还保留某些修配法具有广泛的

13、互换性。少数具有广泛的互换性。少数装配精度较高处，采用分装配精度较高处，采用分组装配法和调整法组装配法和调整法毛坯的制造方法与加工余毛坯的制造方法与加工余量量木模手工造型或自由锻造。木模手工造型或自由锻造。毛坯精度低，加工余量大毛坯精度低，加工余量大部分采用金属模铸造或模部分采用金属模铸造或模锻。毛坯精度和加工余量锻。毛坯精度和加工余量中等中等广泛采用金属模机器造型、广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法。毛模锻或其它高效方法。毛坯精度高，加工余量小坯精度高，加工余量小机床设备及其布置形式机床设备及其布置形式广泛采用通用机床。按机广泛采用通用机床。按机床类别布置设备床类别布置设备部分通用机

14、床和高效率设部分通用机床和高效率设备。按工件类别排列设备备。按工件类别排列设备广泛采用高生产率专用机广泛采用高生产率专用机床、组合机床、半自动或床、组合机床、半自动或自动机床和自动生产线自动机床和自动生产线生产组织生产组织零件生产无流水线。按零零件生产无流水线。按零件类别划分车间或工段件类别划分车间或工段成批轮番生产。部分零件成批轮番生产。部分零件按流水线生产，部分按同按流水线生产，部分按同类零件组织生产类零件组织生产组织流水线或自动生产线组织流水线或自动生产线生产。生产。工艺装备工艺装备大多采用通用夹具、标准大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法

15、达到具。靠划线和试切法达到零件精度要求零件精度要求部分采用专用夹具，部分部分采用专用夹具，部分采用找正安装达到精度要采用找正安装达到精度要求。较多采用专用刀具和求。较多采用专用刀具和量具量具广泛采用专用高效率夹具、广泛采用专用高效率夹具、复合刀具、专用量具或自复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达动检验装置。靠调整法达到精度要求到精度要求对工人技术要求对工人技术要求技术熟练技术熟练技术比较熟练技术比较熟练调整工技术熟练，操作工调整工技术熟练，操作工要求熟练程度较低要求熟练程度较低工艺文件工艺文件工艺过程卡，关键工序需工艺过程卡，关键工序需工序卡工序卡工艺过程卡，关键零件需工艺过程卡，关键

16、零件需工序卡工序卡工艺过程卡和工序卡，关工艺过程卡和工序卡，关键工序需调整卡和检验卡键工序需调整卡和检验卡成本成本较高较高中等中等较低较低135.1.4 制订机械加工工艺规程的步骤制订机械加工工艺规程的步骤 制订机械加工工艺规程的原则：在保证产品质量的前提下，制订机械加工工艺规程的原则：在保证产品质量的前提下，尽量提高生产率和降低成本。尽量提高生产率和降低成本。制订工艺规程步骤：制订工艺规程步骤： 1）仔细阅读零件图。）仔细阅读零件图。对零件的材料、形状、结构、尺寸精度、对零件的材料、形状、结构、尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、性能以及数量等的要求进行全面系统形位精度、表面粗糙度、性能以及数量

17、等的要求进行全面系统的了解和分析。的了解和分析。2）进行零件的结构工艺性分析。）进行零件的结构工艺性分析。3）选择毛坯的类型。）选择毛坯的类型。常用的毛坯有型材、铸件、锻件、焊接常用的毛坯有型材、铸件、锻件、焊接件等。应根据零件的材料、形状、尺寸、批量和工厂的现有条件等。应根据零件的材料、形状、尺寸、批量和工厂的现有条件等因素综合考虑。件等因素综合考虑。 144）确定工件在加工时的定位及基准。确定工件在加工时的定位及基准。5）拟订机械加工工艺路线。拟订机械加工工艺路线。其主要内容有：加工方其主要内容有：加工方法的确定、加工顺序和热处理的安排、加工阶段的划法的确定、加工顺序和热处理的安排、加工阶

18、段的划分等。分等。6）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差。确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差。7）确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各主要工序的技术要求及检验方法。8）确定各工序的切削用量和时间定额。确定各工序的切削用量和时间定额。9）填写工艺文件。填写工艺文件。 155.2 工件的定位和机床夹具工件的定位和机床夹具5.2.1 工件的安装方式工件的安装方式(1)工件的安装工件的安装 安装：安装：工件的定位和夹紧称为安装。工件的定位和夹紧称为安装。(2)工件安装的方式工件安装的方式1)直接找正安装直接找正安装 直接找正安装：是用百分表、划针或目测在机床上直接直接找正安装：是用百

19、分表、划针或目测在机床上直接找正工件位置的方法。找正工件位置的方法。 它的安装精度取决于工人的经验及所采用的找正工具，它的安装精度取决于工人的经验及所采用的找正工具，存在下列存在下列缺点：缺点：a、要求操作者工作细心并且技术要熟练。、要求操作者工作细心并且技术要熟练。b、找正时间长。、找正时间长。c、工件要有可供找正的表面。、工件要有可供找正的表面。 16 2）划线找正安装）划线找正安装 这种方法是先在毛坯上按照零这种方法是先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装在工表面的加工线，然后将工件装在机床工作台上，根据工件上划好的机床工

20、作台上，根据工件上划好的线来找正工件在机床上的安装位置。线来找正工件在机床上的安装位置。 这种安装方式是根据工件上划这种安装方式是根据工件上划好的线找正工件的位置，存在下列好的线找正工件的位置，存在下列缺点缺点： a、增加划线工序，划线时间、增加划线工序，划线时间长。长。 b、划线时会产生测量误差，、划线时会产生测量误差，线条有一定的宽度，找正时也会产线条有一定的宽度，找正时也会产生误差，所以安装精度较低。生误差，所以安装精度较低。 c、安装所花时间较长。、安装所花时间较长。17 3）用专用夹具安装）用专用夹具安装 工件放在为其加工专门设计工件放在为其加工专门设计和制造的夹具中，工件上的定位表

21、和制造的夹具中，工件上的定位表面一经与夹具上的定位元件的工作面一经与夹具上的定位元件的工作表面配合或接触，即完成了定位，表面配合或接触，即完成了定位，然后在此位置上夹紧工件。然后在此位置上夹紧工件。 工件安装在专用夹具上，由工件安装在专用夹具上，由于采用了专用的定位元件和夹紧装于采用了专用的定位元件和夹紧装置，能够保证工件和刀具之间的相置，能够保证工件和刀具之间的相对位置正确且能在加工过程中始终对位置正确且能在加工过程中始终保持此正确位置。保持此正确位置。 在成批、大量生产中，为了在成批、大量生产中，为了提高生产率，保证加工质量及质量提高生产率，保证加工质量及质量的稳定，减轻工人的劳动强度以及

22、的稳定，减轻工人的劳动强度以及可能由技术水平较低的工人来加工可能由技术水平较低的工人来加工技术要求较高的工件，从而降低生技术要求较高的工件，从而降低生产费用。产费用。185.2.2基准的概念及分类基准的概念及分类基准：基准：用来确定生产对象上几何用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那要素之间的几何关系所依据的那些点、线、面。根据其功用的不些点、线、面。根据其功用的不同，基准可分为设计基准和工艺同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。基准两大类。设计基准：设计基准：在零件图上用于确定在零件图上用于确定零件上的某些点、线、面位置所零件上的某些点、线、面位置所依据的点、线、面，称为设计基

23、依据的点、线、面，称为设计基准。即在零件图上标注设计尺寸准。即在零件图上标注设计尺寸的起始位置称为设计基准。的起始位置称为设计基准。工艺基准：工艺基准：零件在加工工艺过程零件在加工工艺过程中所采用的基准的总和称为工艺中所采用的基准的总和称为工艺基准。基准。19v工艺基准又可进一步分为：工艺基准又可进一步分为：工序基准、定位基准、测工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。量基准和装配基准。v工序基准：工序基准：工序图上用来工序图上用来确定本工序被加工表面的确定本工序被加工表面的尺寸、形状、位置的基准。尺寸、形状、位置的基准。即工序图上的基准。即工序图上的基准。v工序尺寸：在工序图上确工序尺寸：在

24、工序图上确定加工表面位置的尺寸。定加工表面位置的尺寸。202) 定位基准：定位基准：在加工中使工件在机床上或夹具中占据正确位置在加工中使工件在机床上或夹具中占据正确位置所依据的基准。即：安装工件时，用以确定被加工表面位置的所依据的基准。即：安装工件时，用以确定被加工表面位置的基准。基准。 工件上用作定位基准的表面可以是经过加工的表面，也可工件上用作定位基准的表面可以是经过加工的表面，也可以是未经加工的表面。以是未经加工的表面。3) 测量基准：测量基准：测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、测量时所采用的基准，即用来确定被测量尺寸、形状和位置的基准，称为测量基准。形状和位置的基准，称为测量基

25、准。4) 装配基准：装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准，称为装配基准。所采用的基准，称为装配基准。 215.2.3 工件定位及夹紧的基本规律工件定位及夹紧的基本规律 六点定位原理：六点定位原理：工件未定位时工件在空间有六个工件未定位时工件在空间有六个自由度，工件在加工时，对工件的六个自由度进行限自由度，工件在加工时，对工件的六个自由度进行限制的方法。制的方法。 221) 工件的完全定位：工件的完全定位：加工时，工件加工时，工件的六个自由度被完全限制了的定位。的六个自由度被完全限制了的定位。2) 不完全定位：不完全定位：根据

26、工件的形状特根据工件的形状特点和加工特点，工件不需要限制的自点和加工特点，工件不需要限制的自由度而没有被限制的定位。由度而没有被限制的定位。工件的形状特点：工件的形状特点：如圆盘类与轴类零如圆盘类与轴类零件，工件绕其中心线的转动自由度不件，工件绕其中心线的转动自由度不需要限制。需要限制。工件的加工特点：工件的加工特点：对于加工工件的某对于加工工件的某些表面来讲，工件在某些方面的自由些表面来讲，工件在某些方面的自由度并不影响工件的加工要求，为了简度并不影响工件的加工要求，为了简化定位装置，可以不限制不影响工件化定位装置，可以不限制不影响工件的加工要求的自由度。的加工要求的自由度。233)欠定位：

27、欠定位：根据工件的加工技术要求，应该自由度而没有限制根据工件的加工技术要求，应该自由度而没有限制的定位称为欠定位。的定位称为欠定位。 欠定位不能保证本工序的加工技术要求，在确定工件的定欠定位不能保证本工序的加工技术要求，在确定工件的定位方案时，位方案时，一般不允许这种情况产生一般不允许这种情况产生。4)过定位过定位：工件的同一自由度被两个以上的定位元件重复限制：工件的同一自由度被两个以上的定位元件重复限制的定位，称为过定位。的定位，称为过定位。过定位在一般情况下，由于定位不稳定，在夹紧力作用下过定位在一般情况下，由于定位不稳定，在夹紧力作用下会使工件或定位元件产生变形，影响加工精度和工件的装卸

28、，会使工件或定位元件产生变形，影响加工精度和工件的装卸，应尽量避免；但在有些情况下，只要重复限制的自由度的支承应尽量避免；但在有些情况下，只要重复限制的自由度的支承点不使工件的装夹点不使工件的装夹 发生干涉及冲突，这种形式上的过定位，发生干涉及冲突，这种形式上的过定位，不仅是可取的，有时还有利于提高工件加工时的刚性，在生产不仅是可取的，有时还有利于提高工件加工时的刚性，在生产中也有应用。中也有应用。 24对定位的两种错误理解对定位的两种错误理解 v一种认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度可言了，一种认为：工件在夹具中被夹紧了，也就没有自由度可言了，因此，工件也就定了位。这种把定位和夹紧混

29、为一谈，是概因此，工件也就定了位。这种把定位和夹紧混为一谈，是概念上的错误。念上的错误。v 我们所说的工件的定位是指所有加工工件在夹紧前要在我们所说的工件的定位是指所有加工工件在夹紧前要在夹具中按要求占有一致的正确位置（忽略定位误差），而夹夹具中按要求占有一致的正确位置（忽略定位误差），而夹紧是在任何位置均可夹紧，不能保证各个工件在夹具中处于紧是在任何位置均可夹紧，不能保证各个工件在夹具中处于同一位置。同一位置。v另一种错误的理解认为工件定位后，仍具有沿定位支承相反另一种错误的理解认为工件定位后，仍具有沿定位支承相反的方向移动的自由度，这种理解显然也是错误的。的方向移动的自由度，这种理解显然也

30、是错误的。v 因为工件的定位是以工件的定位基准与定位元件的工作因为工件的定位是以工件的定位基准与定位元件的工作表面相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件的工作表表面相接触为前提条件，如果工件离开了定位元件的工作表面也就不成其为定位，也就谈不上限制其自由度了。至于工面也就不成其为定位，也就谈不上限制其自由度了。至于工件在外力的作用下，有可能离开定位元件，应是夹紧来解决件在外力的作用下，有可能离开定位元件，应是夹紧来解决的问题。的问题。 253.定位元件对自由度的限制定位元件对自由度的限制定位元件定位元件 ：用来限制工件自由度的几何体称为定位元件。工件上需要被限制的自由度是靠工件的定位基准和夹具

31、定位元件的工作表面接触或配合来实现的。夹具中常用的定位元件有支承钉、支承板、定位心轴、定位销、V形块等。261) 主要支承主要支承 固定支承固定支承。常见的固定支。常见的固定支承有支承钉和支承板两种形式，承有支承钉和支承板两种形式，在使用过程中它们都是固定不在使用过程中它们都是固定不动的。动的。 支承钉支承钉如图所示。当工件如图所示。当工件以加工过的精基准定位时，可以加工过的精基准定位时，可采用采用A型平头支承钉；当工件型平头支承钉；当工件以粗糙不平的粗基准定位时，以粗糙不平的粗基准定位时，采用采用B型球头支承钉；齿纹头型球头支承钉；齿纹头支承钉用在工件侧面，它能增支承钉用在工件侧面，它能增大

32、接触面的摩擦系数。大接触面的摩擦系数。 （1）工件以平面定位）工件以平面定位27支承板支承板一般用于精基准定位，一般用于精基准定位，A型结构简单，但埋头螺钉处型结构简单，但埋头螺钉处清理切屑比困难，适用于侧面和顶面定位。清理切屑比困难，适用于侧面和顶面定位。B型支承板在沉型支承板在沉头孔处带斜凹槽，易于保持工作表面清洁，适用于底面定位。头孔处带斜凹槽，易于保持工作表面清洁，适用于底面定位。 当工件定位基准平面较大时，常用几块支承板组合成一当工件定位基准平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面，为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配后，个平面，为保证各固定支承的定位表面严格共面，装配后，需将其

33、工作表面一次磨平。需将其工作表面一次磨平。 28 可调支承：可调支承：是指支承钉的高度可以进行调节。如图所示为是指支承钉的高度可以进行调节。如图所示为常用的几种可调支承。调常用的几种可调支承。调 整时要先松后调，调好后用锁紧螺整时要先松后调，调好后用锁紧螺母锁紧。母锁紧。 可调支承主要用于工件以粗基准定位时、或定位基面的形可调支承主要用于工件以粗基准定位时、或定位基面的形状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状状复杂（如成型面、台阶面等），以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时的情况。变化较大时的情况。 29自位支承（也叫浮动支承自位支承（也叫浮动支承 ）：在工件定位过程中，能自动调

34、：在工件定位过程中，能自动调整位置的支承整位置的支承。工作特点工作特点是：支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动是：支承点的位置能随着工件定位基面的不同而自动调节，定位基面压下其中一点，其余点便上升，甚至各点都与调节，定位基面压下其中一点，其余点便上升，甚至各点都与工件接触。接触点数的增加，提高了工件的装夹刚度和稳定性，工件接触。接触点数的增加，提高了工件的装夹刚度和稳定性，但其作用仍相当于一个固定支承，只限制工件一个移动自由度。但其作用仍相当于一个固定支承，只限制工件一个移动自由度。30 辅助支承。辅助支承。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性，不辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性

35、，不起定位作用。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，起定位作用。辅助支承的工作特点是：待工件定位夹紧后，再调整支承钉的高度，使其与工件的有关表面接触并锁紧。再调整支承钉的高度，使其与工件的有关表面接触并锁紧。每安装一个工件就需调整一次。另外，辅助支承还可起预定每安装一个工件就需调整一次。另外，辅助支承还可起预定位的作用。位的作用。3132（2）工件以圆孔定位（定位基面）工件以圆孔定位（定位基面 是工件的圆孔）是工件的圆孔）圆柱销（定位销）。圆柱销（定位销）。当工件孔径较小（当工件孔径较小（D=310）时，为增加定位销刚）时，为增加定位销刚度，避免销因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部

36、倒成圆角。这度，避免销因受撞击而折断，或热处理时淬裂，通常把根部倒成圆角。这时夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大时夹具体上应有沉孔，使定位销的圆角部分沉入孔内而不会妨碍定位。大批大量生产时，为了便于定位销的更换，可采用图（批大量生产时，为了便于定位销的更换，可采用图（d）所示的可换式定）所示的可换式定位销。为便于工件顺利装入，定位销的头部应有位销。为便于工件顺利装入，定位销的头部应有15倒角。倒角。 33v圆柱心轴。圆柱心轴。图（图（a）为间隙配合心轴。装卸工件方便，但定心精度）为间隙配合心轴。装卸工件方便，但定心精度不高。图不高。图5.28（b）为过盈配合心轴，由

37、导向部分）为过盈配合心轴，由导向部分1，工作部分，工作部分2及传及传动部分动部分3组成。导向部分的作用是使工件迅速而准确地套入心轴，这组成。导向部分的作用是使工件迅速而准确地套入心轴，这种心轴制造简单，定心准确、不用另设夹紧装置，但装卸工件不便，种心轴制造简单，定心准确、不用另设夹紧装置，但装卸工件不便，易损伤工件定位孔，因此多用于定心精度要求高的精加工。图易损伤工件定位孔，因此多用于定心精度要求高的精加工。图5.28（c）是花键心轴，用于加工以花键孔定位的工件。）是花键心轴，用于加工以花键孔定位的工件。 v 3435圆锥销。两者接触的迹线是一个圆，可限制工件三个自由度。圆锥销。两者接触的迹线

38、是一个圆，可限制工件三个自由度。其中，图（其中，图（a）用于粗基准定位，图（）用于粗基准定位，图（b）用于精基准定位。）用于精基准定位。 工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，为此，圆锥销一般与其它工件在单个圆锥销上定位容易倾斜，为此，圆锥销一般与其它定位元件组合定位。以上三种定位方式均限制工件五个自由度。定位元件组合定位。以上三种定位方式均限制工件五个自由度。 36v图（图（a）为工件在双圆锥销上定位。图（）为工件在双圆锥销上定位。图（b）为圆锥）为圆锥圆柱组圆柱组合心轴，锥度部分使工件准确定心，圆柱部分可减少工件倾合心轴，锥度部分使工件准确定心，圆柱部分可减少工件倾斜。图斜。图(c)以工件底面作

39、为主要定位基面，圆锥销是活动的，以工件底面作为主要定位基面，圆锥销是活动的，即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。即使工件的孔径变化较大，也能准确定位。37圆锥心轴（小锥度心轴）。工件在锥度心轴上定位，并靠工件定位圆孔圆锥心轴（小锥度心轴）。工件在锥度心轴上定位，并靠工件定位圆孔与心轴的弹性变形夹紧工件，心轴锥度与心轴的弹性变形夹紧工件，心轴锥度K见表见表5.5。这种定位方式的定。这种定位方式的定心精度较高，不用另设夹紧装置，但工件的轴向位移误差较大，传递心精度较高，不用另设夹紧装置，但工件的轴向位移误差较大，传递的扭矩较小，适用于工件定位孔精度不低于的扭矩较小，适用于工件定位孔精度不低于IT

40、7的精车和磨削加工，不的精车和磨削加工，不能加工端面。能加工端面。38 （3）工件以外圆定位。）工件以外圆定位。 V形块。不仅适用于完整的外圆柱形块。不仅适用于完整的外圆柱面定位，而且也适用于非完整的外圆柱面定位，而且也适用于非完整的外圆柱面定位。面定位。V形块的主要参数有：形块的主要参数有：dV形块的设计心轴直径，即工件形块的设计心轴直径，即工件定位基面直径；定位基面直径；HV形块的高度；形块的高度；NV形块的开口尺寸；形块的开口尺寸；V形块两工作平面间的夹角。有形块两工作平面间的夹角。有60、90、120三种，其中以三种，其中以90应用应用最广；最广； TV形块的定位高度，用以检验形块的定

41、位高度，用以检验V形形块制造、装配精度。块制造、装配精度。V形块已经标准化了，形块已经标准化了，H、N等参数可等参数可从有关手册中查得，但从有关手册中查得，但T必须计算。必须计算。 39v由图可知 v而 v所以： v（5.3）v当=90时，v（5.4）CEOEHOCHT)2sin(2d=OE)2tan(2N=CE)2tan()2sin(5 . 0NdHT-NdHT5 . 0707. 0TV形块的定位高度，用以检验形块的定位高度，用以检验V形块制造、装配精度。形块制造、装配精度。V形块已经标准化了，形块已经标准化了，H、N等参数可从有关手册中查得，但等参数可从有关手册中查得，但T必须计算。必须计

42、算。 40图所示为常用图所示为常用V形块的结构。形块的结构。其中图（其中图（a）用于较短的精基准定位；）用于较短的精基准定位；图（图（b）用于较长的精基准和相距较远的两个定位面。）用于较长的精基准和相距较远的两个定位面。V形块不一定采用整体结构的钢件，可在铸铁底座上镶淬硬的垫板，如图形块不一定采用整体结构的钢件，可在铸铁底座上镶淬硬的垫板，如图（c）所示。）所示。工件在工件在V形块中定位时，当工件外圆与形块中定位时，当工件外圆与V形块接触线较长时，相当于形块接触线较长时，相当于长长V形形块与外圆接触，它限制工件四个自由度块与外圆接触，它限制工件四个自由度 。当接触线较短时，相当于当接触线较短时

43、，相当于短短V形块，限制工件两个自由度形块，限制工件两个自由度。41vV形块定位的最大优点就是对中性好，形块定位的最大优点就是对中性好，它可它可使一批工件的定位基准轴线对中在使一批工件的定位基准轴线对中在V形块两形块两斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误斜面的对称平面上，而不受定位基准直径误差的影响。差的影响。vV形块定位的另一个特点形块定位的另一个特点是无论定位基准是是无论定位基准是否经过加工，是完整的圆柱面还是局部圆弧否经过加工，是完整的圆柱面还是局部圆弧面，都可采用面，都可采用V形块定位。形块定位。 v 42定位套。定位套。图为常用定位套。为了限制工件沿轴向的自由度，图为常用定位套。为

44、了限制工件沿轴向的自由度，常与端面联合定位。用端面作为主要定位面时，应控制套的长常与端面联合定位。用端面作为主要定位面时，应控制套的长度，以免出现过定位及夹紧时工件产生不允许的变形。度，以免出现过定位及夹紧时工件产生不允许的变形。43v半圆套。半圆套。图所示为半圆套图所示为半圆套定位装置，下面的半圆套是定位装置，下面的半圆套是定位元件，上面的半圆套起定位元件，上面的半圆套起夹紧作用。夹紧作用。v这种定位方式主要用于大型这种定位方式主要用于大型轴类零件及不便轴向装夹的轴类零件及不便轴向装夹的零件。定位基面的精度不低零件。定位基面的精度不低于于IT8IT9，半圆的最小内，半圆的最小内径取决于工件定

45、位基面的最径取决于工件定位基面的最大直径。大直径。v圆锥套。圆锥套。图为通用的反顶图为通用的反顶尖。工件以圆柱面的端部在尖。工件以圆柱面的端部在圆锥套圆锥套3的锥孔中定位，锥的锥孔中定位，锥孔中有齿纹，以便带动工件孔中有齿纹，以便带动工件旋转。顶尖体旋转。顶尖体1的锥柄部分的锥柄部分插入机床主轴孔中，螺钉插入机床主轴孔中，螺钉2用来传递转矩。用来传递转矩。44表表5.6 常用定位元件限制的自由度常用定位元件限制的自由度4546v(5)欠定位与过定位欠定位与过定位v1)欠定位欠定位v根据工件的加工技术要求，应该自由度而没有限制的定位称为欠定位。根据工件的加工技术要求，应该自由度而没有限制的定位称

46、为欠定位。欠定位不能保证本工序的加工技术要求，在确定工件的定位方案时，一欠定位不能保证本工序的加工技术要求，在确定工件的定位方案时，一般不允许这种情况产生。般不允许这种情况产生。2)过定位过定位工件的同一自由度被两个以上的定位元件重复限制的定位，称为过定位。工件的同一自由度被两个以上的定位元件重复限制的定位，称为过定位。 47(6) 工件的定位精度工件的定位精度 定位误差定位误差 : :工件定位引起的工序基准沿工序尺寸方向发生的最工件定位引起的工序基准沿工序尺寸方向发生的最大偏移量大偏移量。 产生产生定位误差定位误差原因原因: :工件在定位过程中，会遇到由于定位基准与工件在定位过程中，会遇到由

47、于定位基准与工件的工序基准不重合，以及工件的定位基准工件的工序基准不重合，以及工件的定位基准( (基面基面) )与定位元件工与定位元件工作表面存在制造误差，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，作表面存在制造误差，这些都能引起工件的工序基准偏离理想位置，由此引起由此引起定位定位误差。误差。 1 1）基准位置误差）基准位置误差 基准位置误差基准位置误差: :工件在夹具中定位时，由于工件在夹具中定位时，由于定位副（工件的定位定位副（工件的定位表面与定位元件的工作表面）的制造误差和最小配合间隙的影响，表面与定位元件的工作表面）的制造误差和最小配合间隙的影响，使定位基准在加工尺寸方向上产生位移，导致

48、各个工件的加工位置使定位基准在加工尺寸方向上产生位移，导致各个工件的加工位置不一致而造成的加工误差不一致而造成的加工误差 。 基准位置误差等于定位基准在加工尺寸方向上的变动范围。基准位置误差等于定位基准在加工尺寸方向上的变动范围。 48Cimin铣刀铣刀O2ODDmaxdminBAmaxO1ODmindmaxjyimaxabc图 5.38 如图所示，图如图所示，图a)为在圆柱面上铣槽的工序简图，加工尺寸为为在圆柱面上铣槽的工序简图，加工尺寸为A和和B。图图b)是加工示意图，工件以内孔是加工示意图，工件以内孔D在圆柱心轴上定位，在圆柱心轴上定位，O是心轴轴心，是心轴轴心，C是对刀尺寸。是对刀尺寸

49、。 基准位置误差等于定位基准在加工尺寸方向上的变动范围。基准位置误差等于定位基准在加工尺寸方向上的变动范围。49 基准不重合误差基准不重合误差: :定位基准与工序基准不重合而造成的加定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差。工误差。 如下图所示，如果工序尺寸标注为如下图所示，如果工序尺寸标注为E E，工序基准为工件的，工序基准为工件的下素线，而工件仍以内孔装在夹具的心轴上，其定位基准为孔下素线，而工件仍以内孔装在夹具的心轴上，其定位基准为孔的轴线。的轴线。 Edg图 5.3950定位误差的分析与计算定位误差的分析与计算 根据定位误差产生的原因，定位误差应由基准不重合误根据定位误差产生的原因，定

50、位误差应由基准不重合误差差jb与基准位移误差与基准位移误差jy组合而成，计算时，先分别计算出组合而成，计算时，先分别计算出jb和和jy，然后将两者合成为然后将两者合成为d。工件以平面定位时的定位误差工件以平面定位时的定位误差 如图如图5.405.40所示加工零件，该工序要求保证工序尺寸所示加工零件，该工序要求保证工序尺寸b、H及及B。其中。其中b是用铣刀直接保证的；尺寸是用铣刀直接保证的；尺寸H及及B是靠工件相对于是靠工件相对于铣刀的正确定位来保证的。铣刀的正确定位来保证的。 当以底面当以底面A和侧面和侧面C为定位基准时，由于定位基准与工序为定位基准时，由于定位基准与工序基准重合，基准不重合误

51、差为零。而面基准重合，基准不重合误差为零。而面A与与C之间存在垂直度之间存在垂直度误差，因此存在定位基准之间的位置误差，引起工序基准位置误差，因此存在定位基准之间的位置误差，引起工序基准位置发生变化，故工序尺寸发生变化，故工序尺寸B也随之产生加工误差，其定位误差为也随之产生加工误差，其定位误差为 tan2Bhjyd51ACBbHh9052 工件以圆孔定位时的定位误差工件以圆孔定位时的定位误差 根据心轴放置的位置不同，分两种固定边接触与非固定边接根据心轴放置的位置不同，分两种固定边接触与非固定边接触两种情况。触两种情况。 a)固定边接触固定边接触 此时心轴水平放置，如图此时心轴水平放置，如图5.

52、415.41所示，工件因自重使圆孔所示，工件因自重使圆孔上母线与心轴上母线始终保持接触，此时工件上加工平面的工上母线与心轴上母线始终保持接触，此时工件上加工平面的工序基准序基准O(O(圆孔中心线圆孔中心线) )向下偏移，因此工序基准向下偏移，因此工序基准O O的最大变动的最大变动量就是定位误差。量就是定位误差。 )TT(21dD21OOjydw53dhhhdD54 b) b)非固定边接触非固定边接触 如图如图5.425.42所示，心轴垂直放置，所示，心轴垂直放置，工件定位孔与心轴母线工件定位孔与心轴母线之间的接触可以是任何方向，若在工件上加工平面，工序基准之间的接触可以是任何方向，若在工件上加

53、工平面，工序基准为为O，则工序基准，则工序基准O的最大变动范围就是定位误差。的最大变动范围就是定位误差。 minmax21dDOOdwdDXmin2OLdO2O1maxminLjyLD55工件以外圆定位时的定位误差工件以外圆定位时的定位误差 工件以外圆定位时的情况，只分析工件外圆在工件以外圆定位时的情况，只分析工件外圆在V形块上定形块上定位时的定位误差。现以在圆柱体上铣键槽为例说明其定位误差位时的定位误差。现以在圆柱体上铣键槽为例说明其定位误差的计算。的计算。a)a)以轴线以轴线O为工序基准为工序基准 在外圆上铣削工序尺寸为在外圆上铣削工序尺寸为h1的键槽，如图的键槽，如图5.435.43a）

54、所示。）所示。这时，工序基准为外圆的轴线这时，工序基准为外圆的轴线O1，而定位基准也为外圆轴线，而定位基准也为外圆轴线O1，两者是重合的，不存在基准不重合误差。但是由于一批，两者是重合的，不存在基准不重合误差。但是由于一批工件的定位基面工件的定位基面外圆有制造误差，将引起工序基准外圆有制造误差，将引起工序基准O1在在V形块对称平面上发生偏移，从而使工序尺寸产生加工误差形块对称平面上发生偏移，从而使工序尺寸产生加工误差: :而定位误差可以通过而定位误差可以通过O1C1C与与O2C2C的关系求得：的关系求得：2111hhOOh2sin22sin22sin22sinO2sinO212121d(h1d

55、dTTddCCOCOCOO）56d1C2C1CO1O2h1h157 b）以外圆下母线）以外圆下母线B为工序基准为工序基准铣键槽时，保证的工序尺寸为铣键槽时，保证的工序尺寸为h2 2，如图，如图5.43b5.43b）所示，这时，）所示，这时，除了存在上述的定位基面制造误差而产生的基准位置误差外，除了存在上述的定位基面制造误差而产生的基准位置误差外，还存在基准不重合误差。由图还存在基准不重合误差。由图5.43b5.43b）可知，定位误差为）可知，定位误差为1)-（-2sin12222sin2-11222121)d(h2dddTdTdTBOBOOOBB58h2h2O2O1B1B2d259 c) )以

56、外圆上母线以外圆上母线A为工序基准为工序基准如图如图5.43c)5.43c)所示，需保证的工序尺寸为所示，需保证的工序尺寸为h h。与第二种情况相。与第二种情况相同，定位误差也是由于基准不重合和基准位置误差共同引起的。同，定位误差也是由于基准不重合和基准位置误差共同引起的。由由图图5.43c)5.43c)可知可知, ,定位误差为定位误差为 ) 12sin1(22T22sin2d22112121)d(h3ddTddTAOAOOOAA60O2O1A2A1d3h3h361 ）加工误差不等式）加工误差不等式加工过程中产生加工误差原因主要有以下几个方面：加工过程中产生加工误差原因主要有以下几个方面： 工

57、件在夹具中安装时，所产生的安装误差工件在夹具中安装时，所产生的安装误差AZ，包括定，包括定位误差位误差d和夹紧误差和夹紧误差j。夹紧误差相对定位误差较小，可忽。夹紧误差相对定位误差较小，可忽略不计。略不计。 夹具对刀和导向元件与定位元件间误差，以及夹具定夹具对刀和导向元件与定位元件间误差，以及夹具定位元件与夹具安装基面间的位置误差所引起的对刀误差位元件与夹具安装基面间的位置误差所引起的对刀误差dd；夹具安装在机床上位置不准确而引起的安装误差夹具安装在机床上位置不准确而引起的安装误差a。两者之两者之和称对定误差和称对定误差DD。 加工过程中其它原因引起的加工误差加工过程中其它原因引起的加工误差c

58、，称为过程误称为过程误差。如机床、刀具本身的误差，加工中的热变形及弹性变形引差。如机床、刀具本身的误差，加工中的热变形及弹性变形引起的误差等。起的误差等。 为了保证工件的加工要求，上述三项加工误差总和不应为了保证工件的加工要求，上述三项加工误差总和不应超过工件加工要求的允许的公差超过工件加工要求的允许的公差Tg，即应满足下列不等式，即应满足下列不等式: :TcDDd625.3 5.3 尺寸链原理尺寸链原理 5.3.1 5.3.1 尺寸链的定义及其组成尺寸链的定义及其组成尺寸链尺寸链 :相互联系且按一定顺序排列的封闭的尺寸组相互联系且按一定顺序排列的封闭的尺寸组。 图图5.445.44为拖拉机变

59、速箱倒档介轮和箱壁的结构，其轴向为拖拉机变速箱倒档介轮和箱壁的结构，其轴向间隙间隙A0决定于箱体内壁宽决定于箱体内壁宽A和介轮宽和介轮宽A。由。由A0、A、A三三个尺寸按一定顺序构成封闭的尺寸组合，即为尺寸链。个尺寸按一定顺序构成封闭的尺寸组合，即为尺寸链。 A1A0A263 图图5.455.45所示轴套，依次加工尺寸所示轴套，依次加工尺寸A和和A，则尺寸，则尺寸A就就随之而。因此，这三个相互联系的尺寸随之而。因此，这三个相互联系的尺寸A、A、A构成构成了一个尺寸链，其中尺寸了一个尺寸链，其中尺寸A和和A2是在加工过程中直接获得的，是在加工过程中直接获得的，尺寸尺寸A是间接保证的。是间接保证的

60、。A2A0A1A0A1A264 尺寸链具有以下三个特征尺寸链具有以下三个特征： 尺寸链具有尺寸链具有封闭性封闭性，即组成尺寸链的各个尺寸是按一定，即组成尺寸链的各个尺寸是按一定顺序排列的封闭尺寸组合；顺序排列的封闭尺寸组合； 尺寸链具有尺寸链具有关联性关联性，即尺寸链中存在一个尺寸，即尺寸链中存在一个尺寸A或或 0 0，它的大小取决于其它有关尺寸的大小；它的大小取决于其它有关尺寸的大小； 尺寸链尺寸链至少是由三个尺寸至少是由三个尺寸（或角度）构成的。互相联系（或角度）构成的。互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。 尺寸链图尺寸链图: :分析和计算尺寸链时，为简