机械制造工艺回顾

1、1祝大家学有所成！祝大家学有所成！为学须用毕生力攀高贵在少年时愿知识之泉，经书愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你籍之渠而奔流进你的心田！的心田！2 机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 第第1 1章章: :机械制造工艺的基本概念机械制造工艺的基本概念 3机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾什么是制造？ 狭义理解的制造定义:(小制造、传统制造) : 制造是从原材料或半成品经过加工和装配制造是从原材料或半成品经过加工和装配形成最终产品的具体操作过程形成最终产品的具体操作过程。包括毛坯制造、零件加工、检验、装配、试车、包装、运输等。 制造的内容很多很大。其中零件机加工、装配两个阶段是本门课程的核心学习内容4机

2、械制造工艺回顾机械制造工艺回顾广义制造的定义（大制造、现代制造）广义制造的定义（大制造、现代制造） 制造包括市场分析、经营决策、设计研究制造包括市场分析、经营决策、设计研究小型试制、加工装配、质量控制、销售运小型试制、加工装配、质量控制、销售运输、售后服务、回收等全过程。输、售后服务、回收等全过程。 狭义的制造只包含加工装配和质量控制。狭义的制造只包含加工装配和质量控制。5机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 制造技术： 在产品生产中，使原材料转化为产品的过程中所施行的各种手段的总和，称为制造技术。 制造技术是制造企业的技术支柱，是制造是制造企业的技术支柱，是制造企业持续发展的根本动力。制造技术占

3、企企业持续发展的根本动力。制造技术占企业竞争力分量的业竞争力分量的62%6纺织机械动力机械家用电器通讯设备出版印刷网络媒体文化娱乐冶金机械建筑机械交通工具环保设备军事装备医疗设备机器制造农业机械化工设备图1-8 当今制造业的社会功能下图显示了当今制造业的社会功能。 7机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 从图中可以看出：制造业在国民经济中的重要作用。和我们的生活衣食住行密切相关： 1.制造业是国民经济的支柱产业，国民经济总收入的60%以上来自制造业，世界发达国家无不具有强大的制造业。 制造业和制造技术是国家创造力、竞争力和综合国力的重要体现。是衡量一个国家科技发展水平的重要标志 制造业和制造技术是

4、科学技术物化的基础,为信息与知识社会提供先进装备和技术平台。 制造业和制造技术是国防的后盾。是实现军事变革和国防安全的基础 (前苏联的东芝事件)8机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾机械制造业又是制造业的基础，是所有工业的支柱,是重中之重。 它担负着向国民经济和国防建设的各个部门如化工、造船、航天、航空提供机械装备的任务。 我国现代化建设发展的速度在很大的程度上取决于机械制造业的发展水平。 因而加快振兴机械装备制造业对实现中国梦是至关重要的。9机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾10机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 生产过程: 生产过程从原材料成品直接起作用的那部分工作内容，包括毛坯制造、零件加工、产

5、品装配、检验、包装等具体操作（物质流）。 生产过程包含了工艺过程和辅助过程: 工艺过程：直接改变工件形状、尺寸、位量、性质;辅助过程：运输、保管、刃磨、设备维护等。11机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾工艺过程：工艺过程：生产过程中，按一定顺序逐渐改变生产对象的形状（铸造、锻造等）、尺寸（机械加工）、位置（装配）和性质（热处理），使其成为预期产品的主要过程； 与原材料变为成品直接有关的过程。可具体的分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、电镀、装配等工艺过程。 工艺工艺是使各种原材料、半成品成为产品的经验、方法和过程。各种机械制造的方法和过程的总和称之为机械制造工艺12机械制造工艺回顾机械

6、制造工艺回顾同一零件（产品）可以采用不同的加工过程，零件依次通过的全部加工过程称之工艺路线或工艺流程；它是制定工艺过程和进行车间分工的重要依据。工艺规程：工艺规程：技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术情况等，确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件。13机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾生产纲领：生产纲领：企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。14机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾1 机械制造工艺学的研究对象主要是机械加工中的机械制造工艺学的研究对象主要是机械加工中的哪三大问题？哪三大问题？加工质量、生产率、经济性。加工质量、生产率、经济性。1.1

7、 什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程？什么叫生产过程、工艺过程、工艺规程？ 生产过程生产过程是将原材料转变为成品的全过程。是将原材料转变为成品的全过程。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。尺寸，性能在生产过程中凡直接改变生产对象的形状。尺寸，性能和相对位置关系的过程。和相对位置关系的过程。工艺规程：工艺规程： 在具体的生产条件下，以最合理或较合理的工艺过程，在具体的生产条件下，以最合理或较合理的工艺过程，用文字按规定的表格形式书写的用文字按规定的表格形式书写的 工艺文件，简称为工艺规程。工艺文件，简称为工艺规程。 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件称规定产

8、品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件称工艺规程。工艺规程。15机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 生产过程包括：生产过程包括： 技术准备过程、生产过程、辅助生产过程、生产服务四过技术准备过程、生产过程、辅助生产过程、生产服务四过程。程。 在生产过程中与机械加工有关的过程称为机械加工工艺过在生产过程中与机械加工有关的过程称为机械加工工艺过程，其文件固定形式称为机械加工工艺规程。程，其文件固定形式称为机械加工工艺规程。16机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾1.3何谓生产纲领？如何划分生产类型？ 生产纲领是包括废品率和备品率在内的年产量。 生产纲领：在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划。 生产

9、批量：指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。 应根据生产纲领的多少来划分生产类型。17机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾年生产纲领N可由下式计算：N=Qn(1+%+%)Q - 年产量（台/年） n - 每台产品所需该零件数量（件/台）- 备品率- 废品率 生产纲须确定后，就可以根据车间具体情况按一定期限分批投产，每批投产的零件数量称为批量（小批、中批、大批）18机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 1.5 工件的装夹方式有那几种?试述它们的特点和应用场合. 使工件在机床或夹具上占有正确位置 对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变19机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 1.6 “工

10、件夹紧后,位置不动了,其所有自由度就都能被限制了,”这种说法对吗?为什么? 不对!20机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 1.7 什么是六点定位原理？什么是完全定位与不完全定位？什么是六点定位原理？什么是完全定位与不完全定位？什么是完全定位与过定位？举例说明。什么是完全定位与过定位？举例说明。 答：六点定位原理：在夹具中采用合理布置的6个定位支承点与工件的定位基准相接触，来限制工件的六个运动自由度。 完全定位：完全定位：工件的6个自由度全部被限制,工件在夹具中占有完全定位的唯一位置。限制六个自由度。 不完全定位不完全定位：工件的6个自由度没有全部被限制，但也能满足加工要求的定位。 欠定位：欠定位

11、：根据加工要求，工件必须限制的自由度没有达到全部限制的定位。 过定位：过定位：工件在夹具中定位时，若几个定位支承点重复限制一个或几个自由度。21机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾1.8题:根据六点定位原理,分析图1-12中各定位元件所能限制的自由度.标在定位元件或直线上;如果属于过定位,则请提出改进方案.钻铰连杆小头孔，保证与大钻铰连杆小头孔，保证与大头孔的距离及两孔平行度头孔的距离及两孔平行度: 1. 平面限制沿平面限制沿Z移动，绕移动，绕X，Y转动；转动；2.左侧长圆柱销限制沿左侧长圆柱销限制沿X，Y移动和绕移动和绕X，Y转动；转动；3. 右边活动右边活动V形块限制沿形块限制沿Y移动移动4.

12、和左销联合又限制绕和左销联合又限制绕Z轴轴转动；转动； 5.有过定位有过定位: 沿沿Y移动和绕移动和绕X，Y旋转均被重复限制；旋转均被重复限制；6. 改进改进: 长销改短销长销改短销,V形块形块调头调头 放放 置置1）XZYX22机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾1.9 何谓欠定位、过定位何谓欠定位、过定位?在生产中这两种现象是否都不允许在生产中这两种现象是否都不允许存在存在?举例说明举例说明.欠定位欠定位: 加工时工件必须限制的自由度未被完全限制称为欠定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。过定位过定位: 工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位

13、。过定位是否允许，要视具体情况而定：1）如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。有时还是必要的，因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。23 1.10 1.10 根据六点定位原理根据六点定位原理, ,分析图分析图1-131-13中各工件需要限制中各工件需要限制那些自由度那些自由度? ? 指出工序基准指出工序基准. . 选择定位基准并用定位符选择定位基准并用

14、定位符号在图中表示出来（每小题号在图中表示出来（每小题3 3分分. .）球面上加工孔球面上加工孔24机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾3 .3 .图示工件铣削通槽图示工件铣削通槽仅沿仅沿Y Y轴移动不限制轴移动不限制25机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 镗两小孔镗两小孔( (上方大孔已加工上方大孔已加工) )，保证尺寸，保证尺寸A A和和H H。指出工件定位应限制的自由度。指出工件定位应限制的自由度。 限制限制 X、Z移动，移动，X、Y、Z旋转，旋转， 26祝大家学有所成！祝大家学有所成！为学须用毕生力攀高贵在少年时愿知识之泉，经书愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你籍之渠而奔流进你的心田！的心田！

15、27机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 第二章第二章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 回顾复习回顾复习 第一节第一节 概述概述 第二节第二节: 机械加工的工艺过程设计机械加工的工艺过程设计 第三节第三节: 机械加工的工序设计机械加工的工序设计 第四节第四节: 过程的生产率和经济性过程的生产率和经济性28机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 2.1机械加工工艺过程：机械加工工艺过程： 指采用金属切削工具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状尺寸，表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。 机械加工工艺过程的组成？粗加工，半精加工，精加工，超精加工 机械加工工艺规程：机械加工工艺规程：规定产品

16、或零部件机械加工工艺过程和操作方法等工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行，认真贯彻的纪律性文件。 生产过程：生产过程：指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程。29机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾工艺规程在生产中起什么作用？ 有了工艺规程，生产秩序才能稳定！产品质量才有保证！ 是指导生产的主要技术文件 是组织和管理生产得主要依据 新建和扩建制造厂（或车间）的基本资料30机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 2.2 试述工序、安装、工步、工位、走刀的概念。试述工序、安装、工步、工位、走刀的概念。 工序：工序：一个（或一组）工人在一个工作地点对一个（或同时几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。 安装

17、：安装：如果在一个工序中需要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成的那部分工序内容成为一个安装。 工位：工位：在工件的一次安装中，通过分度装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的安装内装内容称为工位。 工步：工步：加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变得情况下所完成的工位内容。 走刀：走刀：切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步。 31 2.3什么是基准什么是基准? 基准分为哪几种基准分为哪几种? 答：基准是指用以确定生产对象几何要素间的几何关系所答：基准是指用以确定生产对象几何要素间的几何关系所依据的点，线，面。依据的点，线，面。 设计基准：是指在零件图上标注设计尺

18、寸所采用的基准。设计基准：是指在零件图上标注设计尺寸所采用的基准。 工艺基准：是指在零件的工艺过程中所采用的基准。工艺基准：是指在零件的工艺过程中所采用的基准。 工序基准：在工序图中，用以确定本工序被加工表面加工工序基准：在工序图中，用以确定本工序被加工表面加工的尺寸。形状，位置所采用的基准。的尺寸。形状，位置所采用的基准。 定位基准：在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正定位基准：在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准。确位置所采用的基准。 测量基准：在加工中或加工后，用以测量工件形状，位置测量基准：在加工中或加工后，用以测量工件形状，位置和尺寸误差所采用的基准。和尺寸

19、误差所采用的基准。 装配基准：在装配时，用以确定零件或部件在产品上相对装配基准：在装配时，用以确定零件或部件在产品上相对位置所采用的基准。位置所采用的基准。32 2.4 什么是粗基准和精基准？什么是粗基准和精基准？ 粗、精基准选择的原则是粗、精基准选择的原则是什么？什么？ 答：粗基准的选择原则有：答：粗基准的选择原则有： 重要表面余量均匀原则、 工件表面间相互位置要求原则、 余量足够原则、 定位可靠性原则、 不重复使用原则； 精基准选择的原则有：精基准选择的原则有： 基准重合原则、 统一基准原则、 自为基准原则、 互为基准反复加工原则、 定位可靠性原则。 33机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾2

20、.5 如何划分加工阶段？划分加工阶段有哪些好处？如何划分加工阶段？划分加工阶段有哪些好处？1.加工阶段划分：加工阶段划分：粗加工阶段粗加工阶段半精加工阶段半精加工阶段精加工阶段精加工阶段精密光整加工阶段精密光整加工阶段 2. 划分加工阶段有哪些好处？划分加工阶段有哪些好处？ 便于保证加工质量便于保证加工质量便于安排热处理工序。便于安排热处理工序。可以保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后可以保证有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，使后续加工精度提高。续加工精度提高。粗、精加工分开，便于及时发现毛坯缺陷。在粗加工阶段发现毛坯有缺粗、精加工分开，便于及时发现毛坯缺

21、陷。在粗加工阶段发现毛坯有缺陷时就不必进行下一加工阶段的加工，避免浪费。陷时就不必进行下一加工阶段的加工，避免浪费。可以合理的使用机床设备，低精度机床用于粗加工可以合理的使用机床设备，低精度机床用于粗加工, 精密机床专门用于精精密机床专门用于精加工，以保持精密机床的精度水平；加工，以保持精密机床的精度水平；精加工集中在后面进行，还能减少加工表面在运输中受到损伤。精加工集中在后面进行，还能减少加工表面在运输中受到损伤。合理的安排人力资源，高技术工人专门从事精密超精密加工，这对保证合理的安排人力资源，高技术工人专门从事精密超精密加工，这对保证产品质量，提高工艺水平来说都是十分重要的。产品质量，提高

22、工艺水平来说都是十分重要的。34机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾2.7 图示零件加工时应如何选择粗、精基准，（标有符号为加工面，其余为非加工面）并简要地说明理由。（图a、b要求保持璧厚均匀，图c所示零件毛坯孔已铸出，要求该孔加工余量均匀。） 35机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾2.8 何谓工艺尺寸链？如何判定工艺尺寸链的封闭环和增、何谓工艺尺寸链？如何判定工艺尺寸链的封闭环和增、减环？减环？按照功能的不同，尺寸链可分为工艺尺寸链和装配尺寸链按照功能的不同，尺寸链可分为工艺尺寸链和装配尺寸链在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为工艺尺

23、寸链。工艺尺寸链。封闭环：根据尺寸链的封闭性，封闭性是最终被间接保证封闭环：根据尺寸链的封闭性，封闭性是最终被间接保证精度的那个环，尺寸链的封闭环是由零件的加工工艺过程所精度的那个环，尺寸链的封闭环是由零件的加工工艺过程所决定的。决定的。增环：当其余各组成环不变，凡因其增大（或减小）而封增环：当其余各组成环不变，凡因其增大（或减小）而封闭环也能相应增大（或减小）的组成环称为增环，为明确起闭环也能相应增大（或减小）的组成环称为增环，为明确起见，可加标一个正向箭头。见，可加标一个正向箭头。减环：当其余各组成环不变，凡因其增大（或减小）而封减环：当其余各组成环不变，凡因其增大（或减小）而封闭环也相应

24、减小（或增大）的组成环称为减环，为明确起见，闭环也相应减小（或增大）的组成环称为减环，为明确起见，可加标一个反向箭头。可加标一个反向箭头。P3936机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾2.11. 工序时间定额由哪几部分组成工序时间定额由哪几部分组成? 时间定额：时间定额：指在一定生产条件（生产规模、生产技术和指在一定生产条件（生产规模、生产技术和生产组织）下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗生产组织）下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。的时间。 单件时间定额：单件时间定额：完成一个零件的一道工序完成一个零件的一道工序所消耗的所消耗的的时的时间。单件时间定额间。单件时间定额也叫也

25、叫工时定额。工时定额。 时间定额是按排生产计划、进行成本核算的重要依据。时间定额是按排生产计划、进行成本核算的重要依据。 单件时间定额由基本时间、辅助时间、服务时间（布置单件时间定额由基本时间、辅助时间、服务时间（布置工作地时间）、休息时间和生理需要时间、准备与终结时间工作地时间）、休息时间和生理需要时间、准备与终结时间组成。组成。37机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾2.12 什么叫工艺成本什么叫工艺成本? 它由哪两类它由哪两类费用组成?，如何进行工艺方案的比？ 答案：工艺成本是指生产成本中与工艺过程直接有关工艺过程直接有关 的那一部分成本，一般分为：可变费用 和 不变费用 两种。 可变费用是

26、指随产量而变的费用；反之不随产量而变的费用称不变费用； 当工艺方案中多数工序不同时用全年工艺成本和投资回收期的长短比较，当工艺方案中只有少数工序不同时用单件工艺成本比较。12.1 比较只有少数工序不同的工艺方案的经济性应比较：（ ） a.全年工艺成本； b.单件工艺成本单件工艺成本； c.投资回收期的长短。12.3 在工艺方案的经济评价中主要考虑（与工艺过程有关的那一部分成本 ）38机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾2.132.13标注工序尺寸公差标注工序尺寸公差: :一般毛坯尺寸公差采用 双向对称标注；最后一道工序标注设计尺寸公差；中间工序的工序尺寸公差一般按 “入体”原则标注；对包容表面（孔

27、），其基本尺寸是 最小工序尺寸 ，公差表现为 上偏差 ；对被包容表面（轴），其基本尺寸是最大工序尺寸，公差表现为 下偏差 。加工经济精度：指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 39祝大家学有所成！祝大家学有所成！为学须用毕生力攀高贵在少年时愿知识之泉，经书愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你籍之渠而奔流进你的心田！的心田！40第第3章章 机械加工精度机械加工精度3.1 概述概述 （书中（书中P56） 3.13.1.1 .1 机械加工精度机械加工精度3.1.2 3.1.2 获得加工精度的方法获得加工精度的方法3.1.3 3.1.3 影响加工精度的原始误差影响加工精度的原始误差3.2影响

28、加工精度的因素及其控制影响加工精度的因素及其控制3.2.1 加工原理误差加工原理误差3.2.3 工艺系统受力变形工艺系统受力变形 3.2.4 工艺系统热变形工艺系统热变形3.2.5 加工误差的综合加工误差的综合分析分析413.1机械加工精度机械加工精度: :指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度。机械加工误差机械加工误差：指加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。 实际生产都是用控制加工误差来保证加工精度.加工误差越小,加工精度越高。误差敏感方向：误差敏感方向：对加工精度影响最大的那个方向。公差公差: :公差是实际参数值的允许变动量 在零件图上,对零件尺寸、形状和表面间的

29、位置都以一定形式标出能满足实用性能的允许误差范围，这个误差范围就称为公差。 42机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾3.33.3 获得尺寸精度的方法有哪获得尺寸精度的方法有哪4 4种种? ?各用于什么场合：各用于什么场合：1）试切法：试切法：试切测量调整再试切;耗工时,生产率低,要求工人技术水平高,多用于单件小批量生产。2）调整法：调整法：通过预调好的机床、夹具、刀具、工件，在 加工中自行获得尺寸精度。尺寸精度稳定，生产率高，用于大量生产，成批生产；3）定尺寸刀具法定尺寸刀具法：用一定形状和尺寸的刀具加工获得。精度稳定，生产率高；4）自动控制法：自动控制法：用一定装置，边加工边自动测量控制加工。4

30、3机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 3.4 什么是主轴回转误差什么是主轴回转误差? 它可分解成哪它可分解成哪3种基本种基本形式？其产生的原因是什么？形式？其产生的原因是什么？ 机床主轴回转误差机床主轴回转误差对零件加工精度有何影响？对零件加工精度有何影响？ 答：主轴回转误差是指主轴实际回转线相对其理答：主轴回转误差是指主轴实际回转线相对其理想回转轴线的漂移。主轴的径向圆跳动、轴向窜想回转轴线的漂移。主轴的径向圆跳动、轴向窜动，倾角摆动；实际上主轴回转误差三种基本形动，倾角摆动；实际上主轴回转误差三种基本形式是同时存在的。式是同时存在的。 滑动轴承误差对主轴回转精度的影响、滚动主轴滑动轴承误差对

31、主轴回转精度的影响、滚动主轴误差对主轴回转精度的影响、轴承配合质量对主误差对主轴回转精度的影响、轴承配合质量对主轴回转精度的影响。轴回转精度的影响。 机床主轴回转误差是影响工件圆度误差的主要因机床主轴回转误差是影响工件圆度误差的主要因素。素。 坐标镗床、精密车床和精密磨床，都要求机床主坐标镗床、精密车床和精密磨床，都要求机床主轴有较高的回转精度。轴有较高的回转精度。44机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾(2)(2)影响主轴回转误差的基本因素：影响主轴回转误差的基本因素： 1.主轴支撑轴经的圆度误差； 2.主轴的同轴度误差； 3.主轴轴径轴向承载面轴向承载面与轴线的垂直度误差 4.轴承误差； 5.

32、安装问题:45机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 3.5 3.5 什么是误差敏感方向什么是误差敏感方向? ?车床与磨床的误差敏感车床与磨床的误差敏感方向有什么不同方向有什么不同? ? 误差敏感方向：对加工精度影响最大的那个方向。 工件的法向方向为误差敏感方向 因为车床床身导轨水平面内的直线度与加工表面的法线方向一致，有直线度误差，将直接影响到加工表面的形状精度，所以水平面内的直线度误差要求高于垂直面内的。 而平面磨床床身导轨在垂直面内的直线度与加工表面的法线方向一致，有直线度误差将直接影响到加工表面的形状精度，所以垂直面内的直线度要求高于水平面。 46机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾3.6 机床

33、的几何误差指的是什么机床的几何误差指的是什么?以车床为例说明机以车床为例说明机床几何误差对零件的加工精度会产生怎样的影响床几何误差对零件的加工精度会产生怎样的影响?机床的几何误差指主轴的回转误差，导轨导向误差，传动链的传动误差主轴的回转误差直接影响被加工工件的形状和位置精度。由于存在误差敏感方向,加工不同表面时,主轴的回转误差所引起的加工误差也不同。在车床上加工外圆或内孔时,主轴的径向跳动将引起工件的圆度误差,但对于端面加工没有直接影响。车端面时,主轴的轴向跳动将造成工件端面的平面度误差,以及端面相对于内、外圆的垂直度误差;车螺纹时,会造成螺距误差。主轴的轴向跳动对加工外圆或内孔的影响不大。主

34、轴的角度摆动不仅影响工件加工表面的圆度误差,而且影响工件加工表面的圆柱度误差。47机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 3.7 车削加工时,工件的热变形对加工精度有何影响?如何减小热变形的影响?48机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾3.8 加工误差如何分类？哪些误差属于常值误差？哪些误差属于变值系统误差？哪些误差属于随机误差? (1)加工误差如何分类？系统误差：（常值系统误差 变值系统误差） 随机误差 (2)哪些误差属于常值误差？常值系统误差：加工原理误差，机床，刀具，夹具的制造误差，工艺系统的受力变形等引起的加工误差 (3)哪些误差属于变值系统误差？变值系统误差：刀具的磨损;刀具，夹具，机床等在热

35、平衡前得热变形误差 哪些误差属于随机误差? 随机误差：毛坯误差的复印，定位误差，夹紧误差，多次调整的误差，残余应力引起的变形误差 49机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾3.9 车削一批轴的外圆,其尺寸要求为200.06,若此工序尺寸呈正态分布(图3-31),公差带中心大于分布中心,其偏值=0.03,均方根差=0.02,求:(1)这批工件的废品率是多少?(2)该工件常值系统误差和随机误差是多少?(3)可采取什么改进措施以消除废品?50祝大家学有所成！祝大家学有所成！为学须用毕生力攀高贵在少年时愿知识之泉，经书愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你籍之渠而奔流进你的心田！的心田！51机械制造工艺回顾机械制

36、造工艺回顾 第第4章章 机械加工表面质量机械加工表面质量 4.1 4.1 基本概念；基本概念； 4.2 4.2 表面粗糙度的形成及其影响因素表面粗糙度的形成及其影响因素 4.3 4.3 加工表面力学物理性能的变化及其影响因素加工表面力学物理性能的变化及其影响因素 4.4 4.4 机械加工中的振动机械加工中的振动52机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 4.1.1零件机械加工表面质量的概念零件机械加工表面质量的概念: 零件在机械加工后，表面层的微观几何零件在机械加工后，表面层的微观几何形状误差和力学物理性能状态形状误差和力学物理性能状态; 研究机械加工表面质量的目的研究机械加工表面质量的目的: 了解

37、并掌握机械加工过程中各种因素了解并掌握机械加工过程中各种因素对表面质量的影响规律对表面质量的影响规律,并通过这些规律控并通过这些规律控制加工过程制加工过程,提高零件的加工表面质量提高零件的加工表面质量,最终最终提高零件的使用性能。提高零件的使用性能。53机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 1.何为表面质量? 表面质量的主要内容包括哪几项指标? 零件在机械加工后，表面层的微观几何形状误差和力学零件在机械加工后，表面层的微观几何形状误差和力学物理性能状态物理性能状态; 微观几何形状： (1) (1) 表面粗糙度表面粗糙度; ; (2) (2) 表面波度表面波度; ; (3) (3) 表面加工纹理表面

38、加工纹理; ; (4) (4) 表面伤痕、沙眼、气孔、裂纹等表面伤痕、沙眼、气孔、裂纹等; ; 物理机械性能变化：冷作硬化、金相组织变化、残余应力。54机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 4.2切削加工后的表面粗糙度由那些的因素造成？试分析影响切削加工表面表面粗糙度的因素 1) 几何因素几何因素 切削加工中，由于刀具切削刃的形状和进给量的影响，切削加工中，由于刀具切削刃的形状和进给量的影响，在工件表面留下一定的残留面积，如图所示。在工件表面留下一定的残留面积，如图所示。 H=f/(cosr+cosr) (4-1) H=f 2/(8r) (4-2) 2) 塑性变形塑性变形 切削加工中出现积屑瘤和鳞

39、刺是加工塑性材料时影响表切削加工中出现积屑瘤和鳞刺是加工塑性材料时影响表面粗糙度的主要因素。面粗糙度的主要因素。 （3 3）刃口挤压塑性变形）刃口挤压塑性变形 （4 4）材料脆性）材料脆性 3) 振动振动: 切削加工时在工件与刀具之间经常发生振动，切削加工时在工件与刀具之间经常发生振动，也会使工件的表面粗糙度增大。也会使工件的表面粗糙度增大。55机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 粗糙值：切削残余面积的高度 主要因素：刀尖圆弧半径 主偏角 副偏角 进给量 次要因素： 切削速度增大 适当选择切削液 适当增大刀具的前角 提高刀具的刃磨质量 56机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 3.3 切削一铸铁零件

40、的外圆表面,若进给量=0.402 车刀刀尖圆弧半径=3,试估算车削后表面粗糙度的数值 H=f 2/(8r) =0.42/(80.3)=0.16/2.4=0.06757机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 3.4 采用粒度为36号的砂轮磨削外圆,其表面粗糙度要求为RA1.6m,在相同的磨削用量下，采用粒度为60号的砂轮磨削可使RA降低为0.2m，这是为什么？ 磨削加工是由砂轮的微刃挤压切削形成的加工表面。磨削加工是由砂轮的微刃挤压切削形成的加工表面。砂轮砂轮上大量磨粒刻划出无数极细的刻痕上大量磨粒刻划出无数极细的刻痕, 单位面积上单位面积上通过的砂通过的砂粒数越多粒数越多,刻痕越多且刻痕细密均匀，刻

41、痕越多且刻痕细密均匀，刻痕的等高性越好刻痕的等高性越好,表面粗糙度越小。表面粗糙度越小。 60号砂轮的磨粒直径为0.042,而36号的砂轮磨粒直径为.0.07,采用粒度为60号的砂轮磨削使磨粒变得更为细小,故使粗糙度RA降低。58机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾 3.5 一长方形薄板钢件,(加工前工件的上下表面是平的),当磨削平面后,工件产生弯曲变形,试分析工件产生变形的原因. 磨削加工产生大量的磨削热磨削加工产生大量的磨削热, ,磨削产生的热量约磨削产生的热量约70%70%以上传以上传给工件。给工件。由于磨削热的作用，工件的加工区及近邻区产生由于磨削热的作用，工件的加工区及近邻区产生温升温升

42、。使靠近加工表面的一薄层受热较多剧烈膨胀使靠近加工表面的一薄层受热较多剧烈膨胀; ; 表表层受热膨胀的量要远大于未加工面层受热膨胀的量要远大于未加工面; ;加工结束后加工结束后, ,磨削表面磨削表面温度降低产生冷收缩温度降低产生冷收缩. .593.6 产生磨削烧伤的原因是什么产生磨削烧伤的原因是什么?减少磨削烧伤的工艺措施有那些减少磨削烧伤的工艺措施有那些? 磨削加工时，磨削产生的热量约70%以上传给工件。由于切削热的作用，工件的加工区及近邻区产生温升。 切削热使表层温度升高，当表层温度达到相变临界点时，产生金属相变。 表层金属因发生相变而产生残余应力、强度和硬度降低、出现磨削烧伤甚至微观裂纹

43、。 淬火钢在磨削时，由于磨削条件不同，产生的磨削烧伤有三种形式。回火烧伤：如果磨削区的温度未超过淬火钢的相变温度，但已超过马氏体的转变温度，工件表面金属的马氏体将转化为硬度较低的回火组织 淬火烧伤：如果磨削区的温度超过了相变温度，再加上冷却液的冷却作用，表面金属会出现二次淬火马氏体组织，硬度比原来的马氏体高 ；在他的下层，因冷却较慢出现了硬度比原来的回火马氏体低的回火组织 60退火烧伤：如果磨削区的温度超过了相变温度 而磨削过程有没有冷却液，表面金属将出现退火组织，表面金属的硬度将会急剧下降磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤有两个途径：一是尽可能减少磨削热的产生；二是改善冷却条件，尽量

44、使产生的热量少传入工件。61磨削用量磨削用量砂轮与工件材料砂轮与工件材料改善冷却条件改善冷却条件1 1）砂轮转速砂轮转速 磨削烧伤磨削烧伤2 2）径向进给量）径向进给量f fp p 磨削烧伤磨削烧伤3 3） 轴向进给量轴向进给量f fa a磨削烧伤磨削烧伤4 4）工件速度）工件速度v vw w磨削烧伤磨削烧伤1)磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃磨削时，砂轮表面上磨粒的切削刃口锋利口锋利磨削力磨削力磨削区的温度磨削区的温度2)磨削导热性差的材料磨削导热性差的材料(耐热钢、轴承耐热钢、轴承钢、不锈钢钢、不锈钢)磨削烧伤磨削烧伤3)应合理选择砂轮的硬度、结合剂和应合理选择砂轮的硬度、结合剂和组织组织磨

45、削烧伤磨削烧伤 采用内冷却法采用内冷却法 磨削烧伤磨削烧伤 图图3-63.影响磨削烧伤的因素及改善途径采用开槽砂轮采用开槽砂轮间断磨削间断磨削受热受热磨削烧伤磨削烧伤图图37 62机械制造工艺回顾机械制造工艺回顾633.7 引起表面残预应力的原因是什么? 机械加工中工件表面层组织发生变化时，在表面层及其与基体材料的交界处会产生互相平衡的弹性力。这种应力即为表面层的残余应力。 残余应力是指在没有对物体施加外力时，物体内部存在的保持自相平衡的应力系统。它是固有应力或内应力的一种。(1)(1)冷态塑性变形引起的残余应力冷态塑性变形引起的残余应力 在切削力作用下，加工表面产生强烈的塑性变形。表面层金属

46、比容增大，体积膨胀，与它相连的里层金属的受到外层牵拉产生弹性伸长； 64当刀具使金属分离时，由于后刀面的挤、压和摩擦作用，加大了表面层伸长的塑性变形，里层金属的受到外层牵拉产生更大的弹性伸长； 刀具离开后，内层金属趋向弹性恢复，表层已塑性变形，阻碍内层弹性恢复。内层弹性恢复力将表层向内拉，表层受压应力，表层拉住内层不让其弹性恢复，故内层受拉应力。(2)(2)热态塑性变形引起的残余应力（以磨削为例：）热态塑性变形引起的残余应力（以磨削为例：） 切削区会有大量的切削热产生，表面层与里层金属间产生很大的温度梯度。 冷却时，表面层收缩从而形成较大的残余拉应力，而在里层金属中产生残余压应力。65(3)金

47、相组织变化引起的残余应力金相组织变化引起的残余应力: 切削时产生的高温会引起表面层金相组织变化。因为不同的金属组织，它们的密度不同，因而引起的残余力应。 淬火钢原来的组织是马氏体7.75 g/cm3 磨削加工，表层受磨削热达到回火温度马氏体转变为珠光体密度由7.75 g/cm3 7.78 g/cm3，密度增大体积变小 向内收缩，力的方向指向内层基体内层未相变，体积不变，阻碍外层收缩。 基体受外层相变收缩承受压应力； 外层受基体限制不能收缩产生残余拉应力 66 机械加工中的振动有哪几类? 机械加工振动如何防治? 机械加工产生的振动分为自由振动、强迫振动和自激振动；自由振动影响很小，可忽略； 机械

48、加工振动的防治措施： 1.1.消除或减弱产生机械振动的条件；消除或减弱产生机械振动的条件； 2.2.改善工艺系统的动态特性，增强工艺系统的稳定性；改善工艺系统的动态特性，增强工艺系统的稳定性； 3.3.采取各种消振减振装置采取各种消振减振装置; ; 67 4.9 何谓强迫振动。减少强迫振动的措施有哪些？ 系统在系统在外部周期性干扰力持续外部周期性干扰力持续作用下作用下产生的振动，产生的振动，称强迫振动称强迫振动 强迫振动的稳态过程是谐振动，只要有外部激振强迫振动的稳态过程是谐振动，只要有外部激振力存在，振动系统就不会被阻尼衰减掉。力存在，振动系统就不会被阻尼衰减掉。(占占35%) 减少强迫振动

49、的措施有：充分平衡运动部件；提高工艺系统的刚度；提高传动件精度；隔振、消振。 68 4.10 何谓自激振动?自激振动有什么特点?减少自激振动的措施有哪些？ 没有外部周期性干扰力作用（没有外部周期性干扰力作用（无外界干扰），由振动系统由振动系统本身产生的交变力所激发和维持的振动称为自激振动。切本身产生的交变力所激发和维持的振动称为自激振动。切削过程产生的自激振动称为颤振。削过程产生的自激振动称为颤振。(占占65%) 自激振动的特征：自激振动的特征： 激励工艺系统产生振动运动的交变力是由切削过程本激励工艺系统产生振动运动的交变力是由切削过程本身产生的，而切削过程同时又受工艺系统的振动的控制，身产生

50、的，而切削过程同时又受工艺系统的振动的控制，工艺系统的振动一旦停止，动态切削力也就随之消失。工艺系统的振动一旦停止，动态切削力也就随之消失。 自激振动是一种不衰减振动。自激振动是一种不衰减振动。 自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率 自激振动能否产生及振幅的大小取决于振动系统在每一个自激振动能否产生及振幅的大小取决于振动系统在每一个周期内获得或消耗的能量。周期内获得或消耗的能量。69（2）自激振动的特征）自激振动的特征 自激振动自激振动特点特点不衰减的振动不衰减的振动它由振动过程本身引起它由振动过程本身引起切削力周期性变化，从切削力周期性变化，从不具

51、备交变特性的能源不具备交变特性的能源中周期获得能量，使振中周期获得能量，使振动得以维持。动得以维持。自激振动由振动系统本身参数决定，自激振动由振动系统本身参数决定，自由振动受阻尼作用将迅速衰减，自由振动受阻尼作用将迅速衰减，而自激振动不会因阻尼存在而自激振动不会因阻尼存在而衰减。而衰减。自激振动的频率接近于系统自激振动的频率接近于系统的固有频率，即颤振频率取的固有频率，即颤振频率取决于振动系统的固有特性。决于振动系统的固有特性。这与自由振动相似，而与强这与自由振动相似，而与强迫振动根本不同迫振动根本不同E A1 A0 A2 AE-E+f自自=f固固取决于一周期获得的能量取决于一周期获得的能量取

52、决于切削过程本身取决于切削过程本身70 措施有： 合理选择切削用量V或V都可使A；f可使A，但残留面积；ap时，A。 合理选择刀具角度前角0；主偏角K；后角0 都可使A。 工艺系统的抗振性。 采用各种消振阻尼装置。 采用削扁镗杆、正确处理两个刚度轴的位置。71祝大家学有所成！祝大家学有所成！为学须用毕生力攀高贵在少年时愿知识之泉，经书愿知识之泉，经书籍之渠而奔流进你籍之渠而奔流进你的心田！的心田！72第第6 6章章 机床夹具机床夹具和刀具和刀具 第第6 6章章 机床夹具机床夹具和刀具和刀具 （p141） 回顾复习 736.16.1 概述概述 （p139p139）6.2 6.2 工件在夹具中的定

53、位（工件在夹具中的定位（p142p142）6.3 6.3 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧 (p153)(p153)6.4 6.4 夹具的其他装置和元件夹具的其他装置和元件 (164)(164)6.5 6.5 各类机床夹具各类机床夹具 (169)(169)第第6章章 机床夹具机床夹具和刀具和刀具74 机床夹具的作用是什么？ 主要功能 1.保证加工质量(和加工精度) 2.提高生产效率.; 3.扩大机床工艺范围; 4.改善工人的劳动条件,减轻工人劳动强度; 5.保证生产安全； 6.降低生产成本；75 6.1 机床夹具常分为那几类？各用于什么场合? 1.按夹具的特点分类按夹具的特点分类 1.通用

54、夹具2.专用夹具3.可调整夹具和成组夹具4.组合夹具和随行夹具2. 按使用的机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗按使用的机床可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具以床夹具、齿轮机床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具以及其他机床夹具等。及其他机床夹具等。3.按夹紧的动力源可分为手动夹具和机动夹具两大类。为减按夹紧的动力源可分为手动夹具和机动夹具两大类。为减轻劳动强度和确保安全生产，手动夹具应有扩力机构与自轻劳动强度和确保安全生产，手动夹具应有扩力机构与自锁性能。锁性能。 常用的机动夹具有气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动常用的机动夹具有气动夹具

55、、液压夹具、气液夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。夹具、电磁夹具、真空夹具和离心力夹具等。76 6.2 机床夹具主要由哪几部分组成？各有什么功用？机床夹具主要由哪几部分组成？各有什么功用？ 答：有定位元件（定位装置）、夹紧元件（夹紧装置）、答：有定位元件（定位装置）、夹紧元件（夹紧装置）、对刀与导引元件、夹具体、其他元件及装置。对刀与导引元件、夹具体、其他元件及装置。 定位元件与工件的定位基面相接触，用于确定工件在夹具定位元件与工件的定位基面相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置。中的正确位置。 夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，使工件在加工过程中夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，

56、使工件在加工过程中保持在夹具中的既定位置。保持在夹具中的既定位置。 对刀元件的作用是确定刀具在加工前正确位置对刀元件的作用是确定刀具在加工前正确位置;如对刀块如对刀块 导引元件的作用是于确定刀具位置并导引刀具进行加工导引元件的作用是于确定刀具位置并导引刀具进行加工; 夹具体用于联接或固定夹具上各个元件及装置，使其成为夹具体用于联接或固定夹具上各个元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行联接、对定，一个整体的基础件。它与机床有关部件进行联接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。使夹具相对机床具有确定的位置。P13077 6.3 辅助支承与自位支承有何不同？辅助支承与自位支承有何

57、不同？ 辅助支承是在工件实现定位后才参与支承的定位元件，不起定位作用，只能提高工件加工是刚度或起辅助定位作用。 自位支承又称浮动支承，在定位过程中，支承本身所处的位置随工件定位基准面的变化而自动调整并与之相适应。 78 6.4 定位误差包括哪两方面?试述产生定位误差的原因。 定位误差D ：工件在夹具中由于定位不准造成的加工面相对于工序基准沿加工要求方向上的最大位置变动量最大位置变动量。 定位误差D包括两个部分： 基准不重合误差B； 基准位移误差Y； 产生定位误差的原因: 定位基准与工序基准不一致; 由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的基准位移误差79 6.5 6.5 工件以平面为定位基准时，

58、常用那些定位元件工件以平面为定位基准时，常用那些定位元件? ?各用各用于什么场合于什么场合? ? 工件以平面为定位基准时，常用的定位元件有工件以平面为定位基准时，常用的定位元件有: : 1.固定支承 （1）支承钉（2）支承板 2.可调支承 3.自位支承 4.辅助支承 ； 箱体、机座、支架、板盘类零件，多以平面定位。箱体、机座、支架、板盘类零件，多以平面定位。 固定支承钉用于较小平面的支承，固定支承钉用于较小平面的支承， 固定支承板用于较大平面的支承。固定支承板用于较大平面的支承。 可调支承用于未加工过的平面定位，以调节补偿各批毛坯可调支承用于未加工过的平面定位，以调节补偿各批毛坯尺寸误差。尺寸

59、误差。 可调支承不是对每个工件进行调整，而是一批工件毛坯调可调支承不是对每个工件进行调整，而是一批工件毛坯调整一次。整一次。806.6 6.6 工件除以平面定位外工件除以平面定位外, ,还常用那些表面还常用那些表面作为定位基准作为定位基准? ?相应的定位元件常用那些类型相应的定位元件常用那些类型 1.1.工件以外圆表面作为定位基准时，根据外圆柱面的完整工件以外圆表面作为定位基准时，根据外圆柱面的完整程度、加工要求和安装方式，可以用程度、加工要求和安装方式，可以用(1)v形块 (2)定位套 3.半圆套. 4.圆锥套； 最常用的是V形块定位。2.2.工件以圆孔定位的定位元件有：工件以圆孔定位的定位

60、元件有：(1)定位销(2)圆锥销(3)定位心轴（1）圆柱心轴（2）圆锥心轴；813. 工件以组合表面定位工件以组合表面定位 在在实际加工中，工件往往不是采用单一表面定位，而是以组合表面定位。 常见的有平面与平面组合、平面与孔组合、平面与外圆柱面组合、平面与其他表面组合、锥面与锥面组合等。 在加工箱体零件时，往往采用一面两孔组合定位，即以一个平面及与该平面垂直的两孔为定位基准，826.7 试分析试分析3种基本夹紧机构的优缺点及其应用种基本夹紧机构的优缺点及其应用1. 1. 斜楔夹紧机构：斜楔夹紧机构： 机构简单.工作可靠.机械效率低，很少直接用于手动加紧，常用在工件尺寸公差较小的机动加紧机构中；