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1、会计学1. .机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程机械加工工艺过程是由若干个顺次排列的是由若干个顺次排列的工序工序组成。组成。工序又可分为工序又可分为安装、工位、工步和走刀。安装、工位、工步和走刀。工序工序 是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。 工人、工作地工人、工作地和和工件工件三不变加上三不变加上连续完成连续完成是构成工序的是构成工序的 四个要素四个要素，工序是组成工艺过程的基本单元。，工序是组成工艺过程的基本单元。工序数目

2、和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。第1页/共85页三种生产类型：三种生产类型：1 1、单件生产、单件生产2 2、成批生产、成批生产3 3、大量生产、大量生产 单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。 成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大

3、小，又分为小批、中床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。批和大批生产三种。 产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。自行车、洗衣机、汽车等生产。第2页/共85页. .工艺规程的设计原则工艺规程的设计原则 (1)(1) 质量第一原则质量第一原则 (2) (2) 效益优先原则效益优先原则 (3)(3) 效率争先原则效率争先原则 第3页/共85页 二、机械零件设计工艺性评价二、机械零件设计工艺性评价

4、1. 结构应便于装夹结构应便于装夹2. 便于加工和测量便于加工和测量 3. 提高切削效率，保证产品质量提高切削效率，保证产品质量 4.4. 提高标准化程度提高标准化程度 第4页/共85页 一、概述一、概述装配工艺装配工艺装配：装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连 接使之成为机器或部件的过程。接使之成为机器或部件的过程。装配单元：装配单元：零件、套件、组件、部件零件、套件、组件、部件、机器、机器总装：总装：组成整台机器的过程称为总装配组成整台机器的过程称为总装配部装：部装：组成部件的过程称为部件装配组成部件的过程称为部件装配1.1.装配工

5、作的主要内容：装配工作的主要内容：（1 1）清洗）清洗 作用、方法作用、方法 （2 2）连接）连接 连接方式连接方式 （3 3）校正）校正 找正、找平找正、找平 （4 4）调整）调整 具体调节具体调节 （5 5）配作）配作 组合加工组合加工 （6 6）平衡）平衡 动静平衡动静平衡（7 7）验收和试验）验收和试验 涂漆、包装等涂漆、包装等 第5页/共85页5.5.装配方法的选择装配方法的选择互换法互换法完全互换法完全互换法优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配统计互换法统计互换法大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况大批量生产装配精度要求较高环数较多的

6、情况选配法选配法直接选配法直接选配法成批大量生产精度要求很高环数少的情况成批大量生产精度要求很高环数少的情况分组选配法分组选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况大批量生产精度要求特别高环数少的情况复合选配法复合选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况大批量生产精度要求特别高环数少的情况 修配法修配法单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情况，组成环按经济精度加工，生产率低况，组成环按经济精度加工，生产率低调整法调整法可动调整法可动调整法 小批生产装配精度要求较高环数较多的情况小批生产装配精度要求较高环数较多的情况固定调整法固定调整法大批量生产装配精

7、度要求较高环数较多的情况大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况误差抵消法误差抵消法 小批生产装配精度要求较高环数较多的情况小批生产装配精度要求较高环数较多的情况第6页/共85页 三、装配工艺规程设计三、装配工艺规程设计1. 研究产品装配图和装配技术条件研究产品装配图和装配技术条件 2.确定装配的组织形式确定装配的组织形式 （1）固定式装配）固定式装配 是全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。是全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。 对工人技术要求高，效率不高，多用于单件小批生产。对工人技术要求高，效率不高，多用于单件小批生产。（2）移动式装配）移动式装配 产品或部件不断地从一

8、个工作地移到另一个工作地，每产品或部件不断地从一个工作地移到另一个工作地，每个工作地重复地完成某一固定的装配工作。个工作地重复地完成某一固定的装配工作。对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。第7页/共85页 3. 划分装配单元划分装配单元, ,确定装配顺序，绘制装配工艺确定装配顺序，绘制装配工艺 系统图系统图 将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的将产品划分为套件、组件、部件等能进行独立装配的 装配单元装配单元，选定装配基准件选定装配基准件 ，便于组织生产。，便于组织生产。 划分装配单元确定装配基准零件之后即可安排装配顺划分装配单元确定

9、装配基准零件之后即可安排装配顺序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。 安排装配顺序的原则是：安排装配顺序的原则是： 先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般 第8页/共85页 4 4. 划分装配工序划分装配工序, ,进行工序设计进行工序设计 主要任务是：主要任务是： 划分装配工序，确定工序内容；划分装配工序，确定工序内容； 确定各工序所需设备及工具；确定各工序所需设备及工具； 制订各工序装配操作规范；制订各工序装配操作规范； 制订各工序装配质量要求与检验方法；制订各工序装配质量要求与检验方法； 确定各工序的时间定

10、额，平衡各工序的装配节拍；确定各工序的时间定额，平衡各工序的装配节拍； 5.编制装配工艺文件编制装配工艺文件 单件小批生产时，通常只绘制装配工艺系统图。单件小批生产时，通常只绘制装配工艺系统图。 成批生产时还编制部装、总装工艺卡。成批生产时还编制部装、总装工艺卡。 在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。第9页/共85页2 2）工艺基准）工艺基准 工序基准工序基准 工序图上用来确定本工序所加工工序图上用来确定本工序所加工 表面加工后的尺寸、形状、位置的基准表面加工后的尺寸、形状、位置的基准 定位基准定位基准 a.粗基准和精基准粗基准和精基准 b.

11、附加基准附加基准 测量基准测量基准 装配基准装配基准第10页/共85页主要应保证加工精度和装夹方便主要应保证加工精度和装夹方便选择精基准一般应遵循以下原则：选择精基准一般应遵循以下原则： 1 1）基准重合原则基准重合原则 设计设计( (工序工序) )与定位与定位 2）基准统一原则基准统一原则 各工序的基准相同各工序的基准相同 3）互为基准原则互为基准原则 两表面位置精度高两表面位置精度高 4）自为基准原则自为基准原则 加工余量小而均匀加工余量小而均匀 （3 3）精基准的选择）精基准的选择第11页/共85页 2.2.表面加工方法的选择表面加工方法的选择 （1）尽量采用）尽量采用经济加工精度经济加

12、工精度方案进行加工方案进行加工 零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：（2）首先考虑主要表面的加工方案）首先考虑主要表面的加工方案 （3 3）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、 结构形状、尺寸大小等。结构形状、尺寸大小等。 （4）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适 应，考虑现有技术力量和设备。应，考虑现有技术力量和设备。 第12页/共85页 3.3.加

13、工阶段的划分加工阶段的划分 （1）粗加工阶段）粗加工阶段 去除各表面大部分余量，关键是提高生产率去除各表面大部分余量，关键是提高生产率（2）半精加工阶段）半精加工阶段 次要表面达到要求，为主要表面的精加工作准备次要表面达到要求，为主要表面的精加工作准备（3）精加工阶段）精加工阶段 各主要表面达到零件图规定的质量要求各主要表面达到零件图规定的质量要求（4）光整加工阶段）光整加工阶段 主要用于高精度、小粗糙度要求的表面主要用于高精度、小粗糙度要求的表面第13页/共85页 5. 5.工序顺序的安排工序顺序的安排 （1 1）机械加工顺序的安排）机械加工顺序的安排 1 1）先基准后其它）先基准后其它 2

14、 2）先平面后孔）先平面后孔 3 3）先主后次）先主后次 4 4）先粗后精）先粗后精第14页/共85页 2. 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定1）工艺基准与设计基准重合）工艺基准与设计基准重合同一表面经多次加工达到图纸尺寸要求，其中间工序同一表面经多次加工达到图纸尺寸要求，其中间工序尺寸根据零件图尺寸加上或减去工序余量即可得到，尺寸根据零件图尺寸加上或减去工序余量即可得到，即从最后一道工序向前推算，得出相应的工序尺寸，即从最后一道工序向前推算，得出相应的工序尺寸，一直推算到毛坯尺寸。一直推算到毛坯尺寸。2）工艺基准与设计基准不重合）工艺基准与设计基准不重合 必须通过工艺尺寸的计算才

15、能得到，第部分介绍必须通过工艺尺寸的计算才能得到，第部分介绍第15页/共85页 现现以查表法确定工序余量，各加工方法按经济精度和相以查表法确定工序余量，各加工方法按经济精度和相应公差值，确定某箱体零件上孔加工的各工序尺寸和公差。应公差值，确定某箱体零件上孔加工的各工序尺寸和公差。设毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到设毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到100H7（+0.035）,Ra为为0.8m，材料为，材料为HT200。 其工艺路线为粗镗其工艺路线为粗镗半精镗半精镗精镗精镗精密镗精密镗09292 +2.597-5=92 1T17（H17） 8毛坯孔毛坯孔 9797 +0.3599.4-2.4=97 1

16、T12（H12） 5粗镗孔粗镗孔 99.499.4 +0.1499.9-0.5=99.4 1T10（H10） 2.4半精镗半精镗孔孔 99.999.9 +0.045100-0.1=99.9 1T8（H8） 0.5精镗孔精镗孔 100100 +0.0351001T7（H7） 2Zb 0.1浮动镗浮动镗孔孔 工序尺寸及偏工序尺寸及偏差差 工序基本尺工序基本尺寸寸 工序经济精工序经济精度度 工序余工序余量量 工序名工序名称称 工序尺寸及其偏差工序尺寸及其偏差0000- 1第16页/共85页 3. 3. 工艺尺寸的计算工艺尺寸的计算 按尺寸链在空间分布的位置关系，分为按尺寸链在空间分布的位置关系，分为

17、直线尺寸链直线尺寸链、平平面尺寸链面尺寸链和和空间尺寸链空间尺寸链。在尺寸链中，以直线尺寸链。在尺寸链中，以直线尺寸链即全部组成环平行于封闭环的尺寸链用得最多即全部组成环平行于封闭环的尺寸链用得最多 。尺寸链：尺寸链：由相互联系、按一定顺序首尾相接排由相互联系、按一定顺序首尾相接排 列的尺寸封闭图叫作尺寸链。列的尺寸封闭图叫作尺寸链。根据用途不同分为根据用途不同分为工艺尺寸链工艺尺寸链和和装配尺寸链装配尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链是由单个零件在工艺过程中有关尺寸形成的；是由单个零件在工艺过程中有关尺寸形成的；装配尺寸链装配尺寸链指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互指机器在装配过程中由相关零件

18、的尺寸或相互 位置关系所组成的位置关系所组成的尺寸链尺寸链第17页/共85页（1）极值法解工艺尺寸链）极值法解工艺尺寸链 1）工艺尺寸链的基本概念）工艺尺寸链的基本概念 A1和和A2是在加工过程中是在加工过程中直接获得直接获得，尺寸，尺寸A0是是间接保证间接保证的，的，A1、A2 和和A0构成一个封闭的尺寸组，构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。都叫尺寸链的环。 组成环：组成环：加工过程中直接获得的尺寸如加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成环；是组成环； 封闭环：封闭环：间接获得的尺寸间接获得的尺寸A0称为封闭环；称为封闭环； 增环：增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环如它增大将使封

19、闭环随之增大的组成环如A2叫增环；叫增环； 减环：减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环如它增大反使封闭环随之减小的组成环如A1叫减环叫减环第18页/共85页2）尺寸链的基本计算公式）尺寸链的基本计算公式 用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：a)a)封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环 的基本尺寸之和，即的基本尺寸之和，即 b)封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减 去减环最小极限尺寸之和，即去减环最小极限尺寸之和，即 c)封闭环的最小极限尺寸等于增

20、环最小极限尺寸之和减封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减 去减环最大极限尺寸之和，即去减环最大极限尺寸之和，即 第19页/共85页2）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸 及公差的计算及公差的计算齿轮上内孔及键槽的齿轮上内孔及键槽的加工顺序如下：加工顺序如下：工序工序1：镗内孔至：镗内孔至39.6+0.062；工序工序2：插槽至尺寸：插槽至尺寸A1 ；工序工序3：热处理：热处理淬火；淬火；工序工序4：磨内孔至：磨内孔至4040+0.039，同时保证键槽深度同时保证键槽深度43.343.3+0.2+0.2。000解：解： 作出尺寸链图；作出尺寸

21、链图； 按照加工顺序确定封闭环按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环画箭头分出增环A1、A3和减环和减环A2； 中间工序尺寸中间工序尺寸A1的计算的计算 A1基本尺寸基本尺寸 A0 =A1+A-A2 43.3=A1 +20 19.8 得得A1 =43.1 验算公差验算公差 T0 =T1 +T3+T2 T1 = 0.20.0310.0195 =0.1495A1上偏差上偏差 0.2= ESA1 +0.01950 ESA1= 0.2 0.0195 = 0.1805A1下偏差下偏差 0 = EIA1+0 0.031 EIA1= 0.031 故插键槽时的工序尺寸故插键槽时的工序尺寸A1 =43.

22、1+0.1805+0.031第20页/共85页3) 保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例轴颈衬套内孔例轴颈衬套内孔145表面需渗氮处理，渗氮层深度要求表面需渗氮处理，渗氮层深度要求 为为0.30.5mm(单边单边0.3+0.2，双边，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：。其加工顺序为： 工序工序1：初磨孔至：初磨孔至144.76+0.04； 工序工序2：渗氮处理，渗氮的深度为：渗氮处理，渗氮的深度为 t ； 工序工序3：终磨孔至：终磨孔至145+0.04,保证渗氮层深度为保证渗氮层深度为0.30.5mm ， 试求终磨前渗氮层深度试求终磨前渗氮层

23、深度 t 及其公差。及其公差。0000解：解： 作出尺寸链图；作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环画箭头分出增环A1、t 和减环和减环A2 ； 渗氮深度渗氮深度 t 的计算的计算 t 基本尺寸基本尺寸 A0 =A1+ t -A2 0.6=144.76+t 145 得得t =0.84 验算公差验算公差 T0 =T1 +Tt+T2 Tt = 0.4 0.04 0.04 = 0.32 t上偏差上偏差 0.4= 0.04+Est 0 ESt= 0.4 0.04 = 0.36 t下偏差下偏差 0 = 0 + EIt 0.04 EIt= 0.04双边渗氮深度

24、双边渗氮深度 t=0.84+0.36= 0.88+0.32，单边渗层，单边渗层t /2=0.44+0.16+0.0400第21页/共85页 4) 验算加工余量验算加工余量 如图一批小轴零件，加工过程如下：如图一批小轴零件，加工过程如下： 1. 半精车端面半精车端面A、B，保证两者之间的尺寸，保证两者之间的尺寸A1= 49.6 + 0.20 mm； 2. 调头，以调头，以A面为基准半精车端面面为基准半精车端面C，保证总长度，保证总长度A2= 80 - 0.05； 3. 热处理；热处理； 4. 以以C面为基准磨端面面为基准磨端面B，保证尺寸，保证尺寸A3=30 - 0.15 。 试校核端面试校核端

25、面B的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？ - 0.2000 A 80-0.05 30-0.15 -0.20 0 B C 解：解： 列出尺寸链列出尺寸链 判断各环性质判断各环性质 Z 为封闭环，为封闭环，A2为增环，为增环， A1 、A3为减环为减环 A2 A1 A3 Z 计算：计算： Z = 80 - 49.6 - 30 = 0.4 BS Z = - 0.05 - 0 - (- 0.15) = 0.10 BI Z = - 0.20 - 0.20 - 0 = - 0.40 0 A2 A1 A3 Z 分析分析 最小余量为零，需要调整。最小余量为零，需

26、要调整。A2 、A3为设计尺寸，保持不变为设计尺寸，保持不变 若令最小余量为若令最小余量为0.1mm，将工艺尺寸，将工艺尺寸A1改为改为49.6+0.10，此时，此时 Z0.4+0.10 。-0.300第22页/共85页5)复杂工序尺寸计算复杂工序尺寸计算有关轴向表面工艺过程如下：有关轴向表面工艺过程如下：. A定位车定位车D得全长得全长ATA1/2, 车小外圆到车小外圆到B得长度得长度40-0.2 ； D定位车定位车A得全长得全长A2TA2/2, 镗大孔到镗大孔到C得尺寸得尺寸A3TA3/2 ； D定位磨定位磨A保证全长保证全长A4=50-0.5。 求求A、A2 、A3、 A4及公差验算及公

27、差验算Z3解解 作图分解尺寸链；作图分解尺寸链； 确定封闭环确定封闭环A0 ； 画箭头定增环画箭头定增环A3、 A4 和减环和减环A2 ；A1AD40-0.2A2BCA3A4 =50 -0.5A0=36+0.5Z3Z2第23页/共85页 用双向对称偏差注尺寸用双向对称偏差注尺寸 50- 0.5 = 49.750.25 40- 0.2 = 39.900.10 36 +0.5 = 36.250.25计算工序尺寸及偏差计算工序尺寸及偏差 计算计算A2、 A3的基本尺寸：的基本尺寸： A4 = 49.75 A2 = 49.75+0.2= 49.95 A0 =A3 +A4 -A2 A3 = A0 + A

28、2 - A4 =36.25+ 49.95- 49.75 =36.45A1=A2+Z2=49.95+2.8=52.75把封闭环公差分配给组成环把封闭环公差分配给组成环 : TA0 =TA3 +TA4 +TA2 TA4=TA0 应修改为应修改为TA4 /2=0.05 TA2/2=0.1 TA3 /2=0.1 A1按粗车精度按粗车精度 TA1/2=0.25 验算工序余量验算工序余量 Z3 Z3为为A2 、 A4的封闭环，的封闭环， 公称余量公称余量Z3= A2 -A4 = 0.2 TZ3 /2= TA2/2 +TA4 /2 =0.1+0.05 = 0.15 即即Z3 = 0.2 0.15 Z3max

29、=0.35，Z3min=0.05 工序余量是合理的工序余量是合理的AD40-0.2A2BCA3A4 =50 -0.5A0=36+0.5Z3Z2A1第24页/共85页(3)(3)工艺过程特点工艺过程特点 1） 定位基准定位基准 常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修常以设计基准（中心孔）为精基准，加工各阶段反复修 正中心孔不断提高精度，正中心孔不断提高精度，采用基准重合、重准统一原则采用基准重合、重准统一原则。 空心轴需解决深孔加工和定位问题，常用外圆表面定位空心轴需解决深孔加工和定位问题，常用外圆表面定位 加工内孔，以内孔定位加工外圆。必要时借用锥堵，仍用加工内孔，以内孔定位加工外圆

30、。必要时借用锥堵，仍用 顶尖孔定位，如此顶尖孔定位，如此内孔、外圆互为基准反复加工内孔、外圆互为基准反复加工，保证内，保证内 孔、外圆的同轴度。孔、外圆的同轴度。第25页/共85页（2 2）定位基准的选择）定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择 根据基准重合原则根据基准重合原则选选M面和面和N面作精基准，面作精基准，定位稳定可靠，且箱体定位稳定可靠，且箱体开口朝上，镗孔时调整开口朝上，镗孔时调整刀具、测量孔径等方便。刀具、测量孔径等方便。加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架加工箱体内部隔板上的孔时，只能使用活动结构的吊架镗模，刚度较差，精度不高，且操作费事。镗模，刚度较差，

31、精度不高，且操作费事。一般只在单件小批生产中应用。一般只在单件小批生产中应用。第26页/共85页（2）定位基准的选择定位基准的选择 1）精基准的选择）精基准的选择 在大批量生产中，在大批量生产中， 用顶面用顶面R和两定位销和两定位销 孔作统一的精基准。孔作统一的精基准。 定位可靠，中间导向定位可靠，中间导向 支承刚度好，易保证支承刚度好，易保证 孔系位置精度，装卸孔系位置精度，装卸 工件方便。工件方便。 加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误加工中无法观察、测量和调整刀具；存在基准不重合误差，为保证主轴孔至底面差，为保证主轴孔至底面M的尺寸要求，须提高顶面的尺寸要求，须提高顶面R至底

32、至底面面M的加工精度。的加工精度。 第27页/共85页 2）粗基准的选择）粗基准的选择 选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的选主轴承孔毛坯面和距主轴孔较远的轴孔作粗基准。轴孔作粗基准。 保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件保证主轴孔加工余量均匀，还可保证箱体内壁与各装配件 间有足够的间隙。间有足够的间隙。 第28页/共85页（4 4）加工阶段的划分）加工阶段的划分 主轴箱体加工精度要求高，宜将工艺过程划分为粗加工、主轴箱体加工精度要求高，宜将工艺过程划分为粗加工、 半精加工和精加工三个阶段。半精加工和精加工三个阶段。（5 5）加工顺序安排）加工顺序安排 根据先粗后精、先基准后其它、先

33、平面后孔、先主后次根据先粗后精、先基准后其它、先平面后孔、先主后次 等原则，安排箱体加工顺序。在大批量生产中主轴箱加工等原则，安排箱体加工顺序。在大批量生产中主轴箱加工 顺序如下：顺序如下： 第29页/共85页4. 定位误差的分析计算定位误差的分析计算 定位误差概念定位误差概念 指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或工序指一批工件在夹具中定位时，工件的设计基准（或工序 基准）在加工尺寸方向上的最大变动量，以基准）在加工尺寸方向上的最大变动量，以d dw w 表示。表示。 成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动成批加工工件时，夹具相对机床的位置及切削运动的行程调定后不再变动，可认为加

34、工面的位置是固定的。的行程调定后不再变动，可认为加工面的位置是固定的。但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上但因一批工件中每个工件在尺寸形状及表面相互位置上均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。均存在差异，所以定位后各表面有不同的位置变动。 工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响工序基准的位置变动将对加工精度有直接影响第30页/共85页 定位误差定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差包括基准不重合误差和基准位移误差1 1）基准不重合误差）基准不重合误差jb 其大小等于设计基准与定位基其大小等于设计基准与定位基准间联系尺寸在加工尺寸方向上的变动量（公差）。准间联系尺寸在加工

35、尺寸方向上的变动量（公差）。 一次安装加工两孔一次安装加工两孔A和和B，孔，孔B在在X方向定位基准方向定位基准C与设计基与设计基准准A不重合，基准不重合误差为联系尺寸不重合，基准不重合误差为联系尺寸22的公差的公差0.2第31页/共85页2 2）基准位移误差）基准位移误差jw 是指工件的定位基准在加工尺寸方是指工件的定位基准在加工尺寸方 向上的变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差向上的变动量。由工件定位面和夹具定位元件的制造误差 以及两者之间的间隙所引起。以及两者之间的间隙所引起。第32页/共85页 常见定位方式定位误差计算常见定位方式定位误差计算(1) (1) 以平面定位时的定位误差

36、计算以平面定位时的定位误差计算(2)(2)以圆孔定位时的定位误差计算以圆孔定位时的定位误差计算平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略，所平面度误差很小，定位副制造不准确误差可忽略，所以定位误差主要由基准不重合引起。以定位误差主要由基准不重合引起。 工件孔与定位心轴无间隙配合，不存在定位副制造工件孔与定位心轴无间隙配合，不存在定位副制造 不准确误差，定位精度较高。不准确误差，定位精度较高。 工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹工件单向靠紧定位，如定位心轴水平放置，或在夹 紧力作用下单向推移工件靠紧定位。紧力作用下单向推移工件靠紧定位。第33页/共85页1. 切削速度切削速度 v (m

37、/s 或或 m/min) 主运动为旋转运动主运动为旋转运动 v =d n/1000 往复运动往复运动 v = 2Lnr /1000切削用量三要素切削用量三要素2. 进给量进给量 f (mm/r 或或 mm/双行程双行程) 进给速度进给速度 vf=n f = n fz z （mm/s 或或 mm/min)3. 背吃刀量背吃刀量（切削深度）（切削深度） ap 车削外圆车削外圆时时 ap = (dw-dm)/2 钻孔时钻孔时 ap = dm/2 第34页/共85页 刀具标注角度参考系刀具标注角度参考系 设计制造测量角度时的基准设计制造测量角度时的基准 刀具角度的参考系刀具角度的参考系刀具工作角度参考

38、系刀具工作角度参考系实际切削中确定角度的基准实际切削中确定角度的基准 vcReference systems for tool angles第35页/共85页 法平面法平面P Pn n :过切削刃上选定点并垂直于主切削刃或其切线的平面过切削刃上选定点并垂直于主切削刃或其切线的平面 进给平面进给平面Pf :过切削刃上选定点并垂直于刀杆轴线及基面的平面过切削刃上选定点并垂直于刀杆轴线及基面的平面 切深平面切深平面Pp :过切削刃上选定点平行刀杆轴线并垂直基面的平面过切削刃上选定点平行刀杆轴线并垂直基面的平面第36页/共85页第37页/共85页在正交平面参在正交平面参考系中的标注考系中的标注角度角度

39、“一刃四角一刃四角”（5）副偏角）副偏角r （6）副后角）副后角o 派生角度：派生角度：楔角楔角o、刀尖角、刀尖角r余偏角余偏角rr（1）主偏角）主偏角r（4）后角）后角o（2）刃倾角）刃倾角s（3）前角）前角o第38页/共85页在法平面参考在法平面参考系中的标注角系中的标注角度度（1）主偏角）主偏角r（2）刃倾角）刃倾角s（3）法前角）法前角n（4）法后角）法后角n “一刃四角一刃四角”（5）副偏角）副偏角r （6）副后角）副后角o第39页/共85页在进给切深平面在进给切深平面参考系中的标注参考系中的标注角度角度（1）主偏角）主偏角r（2）进给前角）进给前角f（3）进给后角）进给后角f（4）

40、背前角）背前角p（5）背后角）背后角p（6）副偏角）副偏角r （7）副后角）副后角o第40页/共85页 六、刀具材料六、刀具材料刀具的切削性能决定于刀具结构、切削部分的材料和几何参数刀具的切削性能决定于刀具结构、切削部分的材料和几何参数（一）刀具材料必须具备的性能（一）刀具材料必须具备的性能 1. 高的硬度和耐磨性高的硬度和耐磨性 常温硬度常温硬度60HRC以上，耐磨性是硬度、以上，耐磨性是硬度、 组织组织 结构及化结构及化 学性能等的综合反映。学性能等的综合反映。 2. 足够的强度和冲击韧性足够的强度和冲击韧性3. 高耐热性高耐热性 高温硬度、强度、耐磨性，抗氧化性、抗扩散粘结性等高温硬度、

41、强度、耐磨性，抗氧化性、抗扩散粘结性等4. 良好的工艺性良好的工艺性 锻造性能、磨削性能、热处理性能等锻造性能、磨削性能、热处理性能等5. 经济性经济性第41页/共85页（二）常用刀具材料的种类及特性（二）常用刀具材料的种类及特性 碳素工具钢、合金工具钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金高速钢、硬质合金、陶瓷、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。金刚石、立方氮化硼等。1.1. 高速钢高速钢（1 1）通用型高速钢）通用型高速钢（含碳量含碳量0.70.70.9%0.9%，626266 HRC66 HRC） 钨系高速钢钨系高速钢 W18Cr4VW18Cr4V W14Cr4MnREW14Cr4MnRE

42、 钼系高速钢钼系高速钢 W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2 高温塑性好高温塑性好 主要用于一般材料的常规加工，速度不高于主要用于一般材料的常规加工，速度不高于50m/min.50m/min.（2 2）高性能高速钢）高性能高速钢（增加碳量钒量，添加钴铝等增加碳量钒量，添加钴铝等666670HRC70HRC） 9 9W18Cr4V W6Mo5Cr4VW18Cr4V W6Mo5Cr4V3 3 W6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4V2Co8Co8 W W2 2MoMo9 9Cr4Cr4VCo8VCo8 W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2AlAl W W1010MoMo4 4Cr4VCr4

43、V3Al3Al 主要用于难加工材料的加工，加工普通材料可达主要用于难加工材料的加工，加工普通材料可达90m/min.90m/min.粉末冶金化，表面处理及涂层等粉末冶金化，表面处理及涂层等第42页/共85页 由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也由于刀刃形状和加工方法不同，形成发生线的方法也不同，可归纳为四种：不同，可归纳为四种： 1. 轨迹法：轨迹法：刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动刀刃为切削点，它按一定的轨迹运动 而形成发生线。而形成发生线。 此发生线需要一个独立的成形运动此发生线需要一个独立的成形运动 2. 成形法：成形法：刀刃为一条切削线，其形状与发生线刀刃为一条切削线，其形状

44、与发生线 相同。相同。 此发生线不需要成形运动此发生线不需要成形运动 3. 相切法：相切法：刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点刀具边旋转边作轨迹运动，刀具切削点 运动轨迹的包络线形成一条运动轨迹的包络线形成一条发生线发生线。 此发生线需要两个独立的成形运动此发生线需要两个独立的成形运动 4. 展成法：展成法：刀刃为一条切削线，但形状与发生线不刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各吻合，刀具与工件作展成运动，发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。瞬时位置的的包络线。此发生线需要一个独立的成形运动此发生线需要一个独立的成形运动 ，刀工共同完成，刀工共同完成 第

45、43页/共85页 3.4 3.4 刀具磨损、破损及使用寿命刀具磨损、破损及使用寿命刀具失效形式：刀具失效形式：磨损磨损 （正常工作时逐渐产生的损耗）（正常工作时逐渐产生的损耗） 破损破损 （突发的破坏，随机的）（突发的破坏，随机的）一、刀具的磨损形式一、刀具的磨损形式（一）前刀面磨损（一）前刀面磨损 切塑性材料，切塑性材料，v 和和ac较大时，较大时， 在前刀面上形成在前刀面上形成月牙洼磨损，月牙洼磨损， 以最大深度以最大深度KT 表示表示（二）后刀面磨损（二）后刀面磨损 切铸铁或切铸铁或v 和和ac较小切塑性较小切塑性 材料时，主要发生这种磨损。材料时，主要发生这种磨损。第44页/共85页后

46、刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为后刀面磨损带不均匀，刀尖部分磨损严重，最大值为VC；中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以中间部位磨损较均匀，平均磨损宽度以VB表示；边界处表示；边界处磨损严重，以磨损严重，以VN表示。表示。（三）边界磨损（三）边界磨损 切钢料时，主刃、副刃与工件待加工表面或已加工表面接切钢料时，主刃、副刃与工件待加工表面或已加工表面接 触处磨出沟纹，称为边界磨损。边界处的加工硬化层、硬触处磨出沟纹，称为边界磨损。边界处的加工硬化层、硬 质点、较大的应力梯度和温度梯度所造成。质点、较大的应力梯度和温度梯度所造成。第45页/共85页三、刀具磨损过程及磨钝标准三、刀具磨损过

47、程及磨钝标准（一）刀具磨损过程（一）刀具磨损过程 1. 1. 初期磨损阶段初期磨损阶段 与刀具刃磨质量有关与刀具刃磨质量有关 2. 2. 正常磨损阶段正常磨损阶段 VBVB与切削时间近似正比与切削时间近似正比 斜率表示磨损强度斜率表示磨损强度 3. 3. 急剧磨损阶段急剧磨损阶段 切削力、温度急升，刀切削力、温度急升，刀 具磨损加剧，之前换刀具磨损加剧，之前换刀第46页/共85页（二）刀具几何参数的影响（二）刀具几何参数的影响 1. 1. 前角前角0 0 的影响的影响 0 0 变形程度变形程度F F q 但但0 0 2020时，因散热面积时，因散热面积，对，对的影响减小的影响减小2. 2. 主

48、偏角主偏角r r的影响的影响 r r ，切削宽度，切削宽度aw w ，散热面积散热面积 3. 3. 负倒棱和刀尖圆弧半径的影响负倒棱和刀尖圆弧半径的影响b b1 1 、r r，切屑变形程度切屑变形程度q 同时散热条件改善，两者趋于平衡同时散热条件改善，两者趋于平衡对对影响很小影响很小第47页/共85页（三）工件材料的影响（三）工件材料的影响 强度硬度、塑性和韧性越大，强度硬度、塑性和韧性越大， 切削力越大，切削温度升高。切削力越大，切削温度升高。 导热率大，散热快，温度下降导热率大，散热快，温度下降（四）刀具磨损的影响（四）刀具磨损的影响 后刀面磨损增大，切削温度升后刀面磨损增大，切削温度升

49、高高; VB达一定值影响加剧达一定值影响加剧; v越越 高刀磨损对高刀磨损对影响越显著影响越显著（五）切削液的影响（五）切削液的影响 浇切削液对浇切削液对切削温度切削温度刀具磨损刀具磨损加工质量有明显效果。加工质量有明显效果。 热导率比热容和流量越大，本身温度越低冷却效果越显著热导率比热容和流量越大，本身温度越低冷却效果越显著第48页/共85页 3.7 3.7 切削条件的合理选择切削条件的合理选择 一、刀具几何参数的合理选择一、刀具几何参数的合理选择 刀具几何参数包含四方面内容：刀具几何参数包含四方面内容： 几何角度、刃形、刃面、刃口型式及参数几何角度、刃形、刃面、刃口型式及参数 （一）前角的

50、选择（一）前角的选择 1.1.前角的作用前角的作用 0 0 变形程度变形程度F F q T T振动振动质量质量 刀刃和刀头强度刀刃和刀头强度散热面积容热体积散热面积容热体积断屑困难断屑困难 在一定的条件下，存在一个合理值在一定的条件下，存在一个合理值第49页/共85页对于不同的刀具材料和工件材料，对于不同的刀具材料和工件材料，T T 随随0 0 的变化趋势为驼峰形。的变化趋势为驼峰形。高速钢的合理前角比高速钢的合理前角比Y合金的大。合金的大。加工塑材的合理前角比脆材的大加工塑材的合理前角比脆材的大2.2.合理前角的选择原则合理前角的选择原则粗加工、断续切削、刀材强度韧性低粗加工、断续切削、刀材

51、强度韧性低 工材强度硬度高，选较小的前角；工材强度硬度高，选较小的前角；工材塑韧性大、系统刚性差，易振动工材塑韧性大、系统刚性差，易振动 或机床功率不足，选较大的前角；或机床功率不足，选较大的前角；成形刀具、自动线刀具取小前角；成形刀具、自动线刀具取小前角；A A磨损增大前角，磨损增大前角， A A磨损减小前角磨损减小前角第50页/共85页（二）后角的选择（二）后角的选择 1.1.后角的作用后角的作用 0 0r rn n锋利、锋利、 l摩擦摩擦F F 质量质量 VB VB 一定，磨损体积一定，磨损体积T T但但NBNB 刀头强度刀头强度散热体积散热体积重磨体积重磨体积 在一定的条件下，存在一个

52、合理值在一定的条件下，存在一个合理值2.2.合理后角的选择原则合理后角的选择原则粗加工、断续切削、工材强度硬度高，粗加工、断续切削、工材强度硬度高， 选较小后角选较小后角, , 已用大负前角应已用大负前角应0 0 ；精加工取精加工取较大后角，保证表面质量；较大后角，保证表面质量；成形、复杂、尺寸刀具取小后角；成形、复杂、尺寸刀具取小后角；系统刚性差，易振动，取较小后角；系统刚性差，易振动，取较小后角；工材塑性大工材塑性大取取较大后角，脆材较大后角，脆材0 0 第51页/共85页（三）主偏角的选择（三）主偏角的选择 1.1.主偏角的作用主偏角的作用 r rac caw w单位刃长负荷单位刃长负荷

53、 T T 刀尖强度刀尖强度散热体积散热体积，RaRa F Fp p变形变形加工精度加工精度，易振动，易振动RaRa，T T 在一定的条件下，存在一个合理值在一定的条件下，存在一个合理值2.2.合理主偏角的选择原则合理主偏角的选择原则主要看系统刚性。若刚性好，不易变形和振动，主要看系统刚性。若刚性好，不易变形和振动，r r取较取较 小值；若刚性差（细长轴），小值；若刚性差（细长轴），r r取较大值（取较大值（9090）；）；考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取 90 ；镗盲孔；镗盲孔90 ；r r小切屑成长螺旋屑不易断；小切屑成长螺旋屑

54、不易断； 较小较小r r，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击。，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击。第52页/共85页（四）副偏角的选择（四）副偏角的选择 副偏角的主要作用是形成已加工表面。副偏角的主要作用是形成已加工表面。 副偏角副偏角 RaRa刀尖强度刀尖强度散热体积散热体积 副刃工作长度副刃工作长度 摩擦摩擦F Fp p易振动易振动RaRa，T T 在一定条件下，存在一合理值。系统刚性好，取较小值；在一定条件下，存在一合理值。系统刚性好，取较小值； 刚性差，取较大值刚性差，取较大值, ,参考表参考表2-132-13。第53页/共85页（五）刃倾角的选择（五）刃倾角的选择 1.1.刃倾角的

55、作用刃倾角的作用 影响刀刃锋利性影响刀刃锋利性. .s s0e 0e 、r rn n 锋利性锋利性 负刃倾角负刃倾角刀头强度刀头强度散热体积散热体积 负刃倾角负刃倾角 F Fp p变形变形，易振动，易振动RaRa 正正s s切屑流向待加工表面，切屑流向待加工表面，负负s s切屑流向已加工表面切屑流向已加工表面 在一定条件下，在一定条件下， 存在一合理值存在一合理值第54页/共85页2.2.刃倾角的选择原则刃倾角的选择原则粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，粗加工、有冲击、刀材脆、工材强度硬度高，s s取负值；取负值；精加工、系统刚性差（细长轴），精加工、系统刚性差（细长轴），s s取正值；

56、取正值；微量极薄切削，取大正微量极薄切削，取大正刃倾角。刃倾角。第55页/共85页 二、刀具使用寿命的合理选择二、刀具使用寿命的合理选择 生产目标：生产目标：加工质量、加工效率、经济性加工质量、加工效率、经济性 优化指标：优化指标：单件生产时间、单件加工成本、利润率单件生产时间、单件加工成本、利润率 切削参数：切削参数：切削用量、刀具材料、几何参数、机床等切削用量、刀具材料、几何参数、机床等 常用常用T T 作中间控制因素把优化指标和切削参数联系起来。作中间控制因素把优化指标和切削参数联系起来。1. 最大生产率刀具使用寿命最大生产率刀具使用寿命Tp 根据单件工时最短的原则确定的刀具使用寿命。根

57、据单件工时最短的原则确定的刀具使用寿命。 单件工时单件工时 tw= tm+tct tm/T+ta tm为切削时间；为切削时间； tct为换一次刀时间；为换一次刀时间；ta为辅助时间为辅助时间 tm=l./(n f ap)= l.d/(1000v f ap) = l.d Tm/(1000C0 f ap)=K Tm 第56页/共85页磨削过程大致分为三个阶段：磨削过程大致分为三个阶段：1.1.滑擦阶段滑擦阶段工件表层产生弹工件表层产生弹性变形和热应力性变形和热应力2.2.刻划阶段刻划阶段产生塑性变形沟痕产生塑性变形沟痕隆起现象和热应力隆起现象和热应力3.3.切削阶段切削阶段切削厚度、切应力切削厚度

58、、切应力和温度达一定值，和温度达一定值，材料明显滑移形成切屑。材料明显滑移形成切屑。第57页/共85页 3.2 3.2 切削力切削力切削力的来源：切削力的来源： 被切削材料的弹性、塑性变形抗力被切削材料的弹性、塑性变形抗力 刀具与切屑、工件表面之间的摩擦力刀具与切屑、工件表面之间的摩擦力 将切削合力将切削合力F分解为三个互相垂直的分力分解为三个互相垂直的分力Fc 、Ff 、Fp Fc 主切削力，主切削力，与切削速度方向一致与切削速度方向一致 Ff 进给力，进给力，与进给方向平行，车外圆时称为轴向力与进给方向平行，车外圆时称为轴向力 Fp 背向力背向力(切深抗力切深抗力)，与进给方向垂直，又称径

59、向力，与进给方向垂直，又称径向力2 2p p2 2f f2 2c cF FF FF FF F一、切削力的分解一、切削力的分解第58页/共85页 三、影响切削力的因素三、影响切削力的因素（一）工件材料的影响（一）工件材料的影响（系数（系数C CF F 或单位切削力或单位切削力k kc c体现）体现） 工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大，切削力越大。工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大，切削力越大。（二）切削用量的影响（二）切削用量的影响 apAc成正比成正比， kc不变，不变， ap的的 指数约等于指数约等于1，因而，因而 切削力成正比增加切削力成正比增加 fAc成正比成正比，但，但 kc略略

60、减小，减小， f 的的 指数小于指数小于1，因而，因而 切削力增加但与切削力增加但与f 不成正比不成正比速度速度v 对对F 的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况的影响分为有积屑瘤和无积屑瘤两种情况在无积屑瘤阶段，在无积屑瘤阶段， v 变形程度变形程度切削力减小切削力减小第59页/共85页1. 在积屑瘤增长阶段在积屑瘤增长阶段 随随v 积屑瘤高度积屑瘤高度 变形程度变形程度，F 2. 在积屑瘤减小阶段在积屑瘤减小阶段 v 变形程度变形程度，F 3. 在无积屑瘤阶段在无积屑瘤阶段 随随v ，温度升高，摩擦温度升高，摩擦 系数系数变形程度变形程度 F 计算计算F 时乘以修正系数时乘以修正系数Kv 或