《械制造技术基础》第9章工艺规程

机械制造技术基础1第九章机械加工工艺规程的制定第一节机械加工工艺过程的概念一、生产过程和机械加工工艺过程1.零件的生产过程，包括：1)

原材料的运输、保管和准备；2)

生产的准备工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的机械加工与热处理；5)

零件装配成机器；6)

机器的质量检查及运行试验；7)

机器的油漆、包装和入库。原材料成品（机器）机械制造技术基础2压力加工油漆车身装配内部装饰驱动桥装配变速箱装配轮胎装配底盘装配

车身安装最后试验发动机装配发动机试验机械加工热处理锻造熔化造型浇铸压铸油漆机械加工自动线热处理机械制造技术基础32.工艺过程1)概念(在生产过程中凡属直接改变生产对象的尺寸、形状、物理化学性能以及相对位置关系的过程，统称为工艺过程；)2)毛坯制造工艺过程3)机械加工工艺过程4)热处理工艺过程5)装配工艺过程机械加工工艺过程

采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。机械加工工艺规程

规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。机械制造技术基础4二、机械加工工艺过程的组成1.工序一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。

2.安装工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。3.工步

工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。4.走刀

在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。机械制造技术基础5例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1

车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2

车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2

车大外圆及倒角车床

I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴讨论：

生产规模不同，工序的划分不一样。返回机械制造技术基础6例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1

车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2

车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2

车大外圆及倒角车床

I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴两次两次一次一次一次一次一次讨论：

安装次数多好还是少好？返回机械制造技术基础7例：表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1

车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2

车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2

车大外圆及倒角车床

I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台图7–1阶梯轴四个五个一个两个三个两个一个返回机械制造技术基础85.工位为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，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据的每一个位置称为工位。

图7–3在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构机械制造技术基础9三、生产纲领与生产类型1.生产纲领

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。

零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：式中

Q——产品的年生产纲领，单位：台/年；

n——每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；

a%——备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；

b%——废品率。

2.生产类型及其工艺特征

生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：1）大量生产 2）成批生产 3）单件生产机械制造技术基础101）大量生产产品的数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。例如，汽车、拖拉机、轴承等产品的制造，通常是以大量生产方式进行的。2）成批生产

产品数量较多，每年生产的产品结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间内是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。根据批量的大小，成批生产又可分为小批生产、中批生产和大批生产。例如，通用机床（一般为车、铣、刨、钻、磨床）等产品制造往往属于这种生产类型。机械制造技术基础113）单件生产产品数量少，但种类、规格较多，多数产品只能单个或少数几个地生产，很少重复。例如，重型机器、大型船舶制造及新产品试制等常属于这种生产类型。各种生产类型的工艺特征

见表7-3四、机械加工工艺规程规定产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，称工艺规程。其中规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。1.机械加工工艺规程的作用机械制造技术基础121.工艺规程的作用1)．机械加工工艺规程是机械加工工艺过程的主要技术文件，是指挥现场生产的依据。2)机械加工工艺规程是新产品投产前，进行有关的技术准备和生产准备的依据。3)

机械加工工艺规程是新建、扩建或改建厂房（车间）的依据。2.机械加工工艺规程的格式(1)工艺过程卡片工艺过程卡片是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。

见表7-4(2)工序卡片工序卡片是为每一道工序编制的一种工艺文件。见表7-5机械制造技术基础13机械制造技术基础14机械制造技术基础153.制定机械加工工艺规程的原始资料1）零件工作图及其产品装配图；2）产品验收的质量标准；3）零件的生产纲领；4）现场的生产条件（毛坯制造能力、机床设备、工艺装备、工人技术水平，专用设备和工装的制造能力）；5）国内外有关的先进制造工艺及今后生产技术的发展方向等；6）有关的工艺、图纸、手册及技术书刊等资料。机械制造技术基础16五、制定机械加工工艺规程的步骤1.根据零件的生产纲领确定生产类型2.对被加工零件进行工艺分析了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。3.确定毛坯确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表7-6。

机械制造技术基础17表7-6各类毛坯的特点及适用范围

毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型

材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件

工程塑料件

13级以下13级以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般较小较小小很小小很小

较小各种材料钢

材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸

中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般

一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量机械制造技术基础184.拟定工艺路线工艺路线就是零件从毛坯到成品所经过工序的先后顺序。定位基准的选择表面加工方法的选择加工阶段的划分工序顺序的安排工序集中与分散的安排5.确定各工序所用的设备和工艺装备包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。6.确定加工余量、工序尺寸及公差7.确定切削用量及时间定额8.填写工艺文件机械制造技术基础19第二节工艺路线的拟定一、定位基准的选择在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台（图7-7）等。粗基准使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。精基准附加基准机械制造技术基础20工艺凸台A向A图7-7小刀架上的工艺凸台机械制造技术基础211.精基准的选择选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。1)“基准重合”原则

应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。2）“基准统一”原则应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。3）“互为基准”原则当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法进行加工。4）“自为基准”原则一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。机械制造技术基础22图7-8车床床头箱机械制造技术基础23图7-9柴油机机体机械制造技术基础24图7-10在自为基准条件下磨削车床床身导轨面5)一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。机械制造技术基础252.粗基准的选择1)若工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则应选择该表面为粗基准。图7-11床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2机械制造技术基础262)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。图7-12阶梯轴粗基准的选择机械制造技术基础273)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。

图7-12零件加工实例不加工表面加工余量机械制造技术基础284)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定位准确、装夹可靠。5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不再重复使用。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的位置误差会相当大，所以，粗基准一般不得重复使用。机械制造技术基础29二、加工方法的选择图7-a加工误差与成本关系CΔ0AB

经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图7-b）

在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图7-aAB段）加工经济精度加工误差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代图7-b加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工机械制造技术基础30二、加工方法的选择选择加工方法应考虑的因素：

1）各加工表面所要达到的加工技术要求；

2）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；

3）零件的结构形状和加工表面的尺寸；

4）生产类型；

5）车间现有设备情况；

6）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度等。机械制造技术基础31加工方法选择的原则1.所选的最终加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应；2.所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求；3.所选加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应；4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应；5.加工方法要与工厂现有生产条件相适应机械制造技术基础32研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂带磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08抛光Ra0.008~1.25金刚石车IT5～6Ra0.02~1.25滚压IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精车IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精车IT10～11Ra2.5～12.5粗车IT12～13Ra10～80图7-c外圆表面的典型加工工艺路线机械制造技术基础33珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗镗IT12～13Ra5～20钻IT10～13Ra5～80半精镗IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5扩IT9～13Ra1.25~40精镗IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25饺IT6～9Ra0.32~10金刚镗IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滚压IT6～8Ra0.01~1.25手饺IT5Ra0.08~1.25图7-d孔的典型加工工艺路线机械制造技术基础34图7-e平面典型加工工艺路线抛光Ra0.008¬1.25研磨IT5～6Ra0.008¬0.63精密磨IT5～6Ra0.04¬0.32半精铣IT8～11Ra2.5¬10精铣IT6～8Ra0.63～5高速精铣IT6～7Ra0.16¬1.25导轨磨IT6Ra0.16¬1.25精磨IT6～8Ra0.16¬1.25宽刀精刨IT6Ra0.16¬1.25粗磨IT8～10Ra1.25¬10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精车IT8～11Ra2.5～10粗铣IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂带磨IT5～6Ra0.01¬0.32金刚石车IT6Ra0.02¬1.25刮研Ra0.04¬1.25精车IT6～8Ra1.25～5粗车IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20机械制造技术基础35三、加工阶段的划分粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的材料半精加工阶段——使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到要求光整加工阶段——对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求有利于保证零件的加工精度；有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持；有利于人员的合理安排；可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。加工阶段划分的意义加工阶段的划分机械制造技术基础36四、工序内容的合理安排

使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少。优点：

1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；

2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；

3）可减小生产面积，并有利于管理。

使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高工序集中工序分散机械制造技术基础37工序集中与工序分散的应用

传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）

由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心等先进设备的采用，工序集中将越来越成为生产的主流方式

多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式机械制造技术基础38五、安排加工顺序的原则机械加工工序的安排先基准后其他——先加工基准面，再加工其他表面

先面后孔——有两层含义：

1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定

2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生

先主后次——也有两层含义：

1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排

2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工

先粗后精

机械制造技术基础392.热处理和表面处理工序的安排1）预备热处理：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行；2）时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排在粗加工以后，精加工以前进行；3）最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进行；4）当工件需要渗碳淬火时，由于高温渗碳会使工件产生较大的变形，故常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行，待次要表面加工完毕之后再进行淬火，以减少次要表面的位置误差；5）氮化、氰化等热处理工序，可根据零件的加工要求安排在粗、精磨之间或精磨之后进行；6）表面装饰性镀层、发兰、发黑处理，一般都安排在机械加工完毕之后进行。机械制造技术基础403.辅助工序的安排除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序：

①零件加工完毕后；

②从一个车间转到另一个车间前后；

③重要工序前后。其他工序的安排

去毛刺工序通常安排在切削加工之后。清洗工序在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。检验工序的安排机械制造技术基础41六、拟定工艺路线举例例：图7-14所示方头小轴，中批生产，材料为20Cr，要求12h7mm段渗碳（深0.8mm~1.1mm），淬火硬度为50HRC~55HRC，试拟定其工艺路线。图7-14方头小轴表7-10方头小轴制造工艺路线下料：20Cr钢棒22mm×470mm若干段粗加工1车车右端面及右端外圆，留磨余量每面0.2mm(7mm不车)，按长度切断，每段切留余量(2~3)mm。2车夹右端柱段，车左端面，留余量2mm；车左端外圆至20mm。3检验

4渗碳半精加工5车夹左端20mm段，车右端面，留余量1mm，打中心孔；车7mm、12mm圆柱段。6车夹12部分，车左端面至尺寸，打中心孔。7铣铣削17mm×17mm方头。8检验

9

淬火HRC=50~60。精加工10研中心孔粗糙度Ra0.4m11磨磨12h7mm外圆，达到图纸要求。12检验

13清洗、油封、包装机械制造技术基础43第三节工序具体内容的确定一、加工余量及工序尺寸1.加工余量加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层厚度工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度。

◎

对于被包容表面a）b）c）d）Zbab图7-15工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab（7-7）◎

对于包容表面（7-8）机械制造技术基础44

总加工余量——零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度。式中Z0——

总加工余量；

Zi——

第i道工序加工余量；

n——

该表面加工工序数。

最大余量

最小余量（7-11）（被包容尺寸）（包容尺寸）（7-12）（被包容尺寸）（包容尺寸）机械制造技术基础45

平均余量

余量公差（7-13）（被包容尺寸与包容尺寸）（被包容尺寸）（包容尺寸）式中Zmax

，Zmin

，Zm——最大、最小、平均余量；

TZ

——余量公差；

amax

，amin

，am——上工序最大、最小、平均尺寸；

bmax

，bmin

，bm——本工序最大、最小、平均尺寸；

Ta——上工序尺寸公差；

Tb——本工序尺寸公差。机械制造技术基础46最小加工余量

加工余量构成1)上工序的尺寸公差、形状公差和位置公差；2)上工序留下的表面粗糙度Ri-1和表面缺陷层Hi-1;3)本工序的装夹误差εi。对于单边余量：Zi=Ti-1+fi-1+wi-1+Ri-1+Hi-1+εi对于双边余量：Zi=Ti-1+2(fi-1+wi-1+Ri-1+Hi-1+εi)◎

采用浮动镗刀块镗孔Zmin=Ti-1+2(Ri-1+Hi-1)◎

无心磨床磨外圆Zmin=2(Ri-1+Hi-1+fi-1)◎

研磨、抛光平面：Zmin=Ri-1机械制造技术基础47图7-17上工序尺寸公差Ti–1

的影响图7-18直线度误差对加工精度的影响机械制造技术基础48图7-19上工序表面粗糙度和缺陷层的影响图7-20三爪卡盘的装夹误差机械制造技术基础49加工余量确定方法

计算法——采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。

查表法——利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。需要指出的是，目前国内各种手册所给的余量多数为基本余量，基本余量等于最小余量与上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此点在应用时需加以注意。

经验法——由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。机械制造技术基础502.确定工序尺寸及其公差确定工序尺寸一般方法1）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。机械制造技术基础51表7-10主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗0.11007Ra0.8

精镗0.5100-0.1=99.98Ra1.6半精镗2.499.9-0.5=99.410Ra3.2

粗镗599.4-2.4=9712Ra6.3毛坯孔100-8=92工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度

主轴孔工序尺寸及公差的确定，加工过程：粗镗→半精镗→精镗→浮动镗【例7-1】例1机械制造技术基础52例2例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料–––车端面–––钻中心孔–––粗车外圆–––精车外圆–––磨削外圆。图7-21小轴机械制造技术基础53表7-11工序尺寸及公差的计算，例2工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差磨削0.3IT70.02125.00Φ25.00-0.021精车0.8IT100.08425+0.3=25.3Φ25.30-0.084粗车1.9IT120.21025.3+0.8=26.1Φ26.10-0.210毛坯3.0IT141.026.1+1.9=28.0Φ28±0.5机械制造技术基础54某齿轮内孔工序尺寸及公差的计算工序名称工序余量工序经济加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差精镗0.3IT70.02548.00Φ48.0+0.0250半精镗1.0IT90.06248.0-0.3=47.7Φ47.7+0.0620粗镗1.7IT120.25047.7-1.0=46.7Φ46.7+0.2500毛坯3.0IT151.046.7-1.7=45.0Φ45±0.5机械制造技术基础55二、工艺装备的选择机床、夹具、量具、刀具、辅具1.机床的选择(1)

机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适；(2)

机床精度要与被加工零件的加工要求相适应；(3)机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应；(4)机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展;(5)

改（扩）建车间，要充分利用原有设备。机械制造技术基础562.机床夹具的选择机床夹具的选择主要考虑生产类型。（1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具；（2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用机床夹具；

此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应。3.刀具的选择刀具的选择主要取决于：工序所采用的加工方法加工表面的尺寸大小工件材料在选择时应尽量采用标准刀具。

要求的加工精度表面粗糙度生产率经济性机械制造技术基础574.量具的选择量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。

对于尺寸误差：

1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）；

2）成批生产多采用极限量规；

3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。

对于形位误差：1)

在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐标测量机的；2）在成批大量生产中，多采用专用检具。机械制造技术基础58三、切削液的作用和选择1.切削液的作用（1）冷却作用（2）润滑作用（3）清洗作用2.切削液的种类（1）水溶液（2）乳化液（3）切削油3.切削液的选用

1)按加工性质选用：

1)粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液；

2)精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓度的极压乳化液。

3)钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应加大流量和压力。机械制造技术基础59(2)

按刀具材料选用：1)

高速钢刀具粗加工，用极压水溶液或极压乳化液。高速钢刀具精加工，用极压乳化液或极压切削油，以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命。2)

硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液；3)使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用水质切削液。(3)

按工件材料选用要注意以下几点：1)

铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料，由于切屑碎末会堵塞冷却系统，容易使机床磨损，一般不加切削液。但精加工时为了降低表面粗糙度，可采用粘度较小的煤油或7%~10%乳化液。2)

切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫的切削液，以免腐蚀工件。3)

切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火。机械制造技术基础60四、时间定额的确定时间定额：是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是安排作业计划、进行成本核算的重要依据,也是设计或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。时间定额规定得过紧会影响生产工人的劳动积极性和创造性，并容易诱发忽视产品质量的倾向；时间定额规定得过松就起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。合理制订时间定额对保证产品加工质量、提高劳动生产率、降低生产成本具有重要意义机械制造技术基础611.时间定额的组成(1)基本时间tm(单位：min)直接改变生产对象的尺寸、形状、性能和相对位置关系所消耗的时间称为基本时间。对切削加工、磨削加工而言，基本时间就是去除加工余量所花费的时间。图7-22车削外圆的基本时间机械制造技术基础62（2）辅助时间ta（单位：min）辅助时间：为实现基本工艺工作所作各种辅助动作所消耗的时间，称为辅助时间；例如，装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加工尺寸、引进或退回刀具等动作所花费的时间。在大批大量生产中，为使辅助时间规定得合理，须将辅助动作进行分解，然后通过实测或查表求得各分解动作时间，再累积相加；在中小批生产中，一般用基本时间的百分比进行估算。基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。基本时间+辅助时间=工序作业时间机械制造技术基础63（3）布置工作地时间ts（单位：min）为使加工正常进行，工人为照管工作地（例如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间，称为布置工作地时间，又称工作地服务时间。布置工作地时间ts=工序作业时间×αα=2％－7％(4)休息与生理需要时间tr(单位：min)

休息与生理需要时间=工序作业时间×ββ=2%上述四部分的时间之和称为单件工时，即机械制造技术基础64(5)准备与终结时间tsu(单位：min)2、提高生产率的措施劳动生产率：是以工人在单位时间内所生产的合格产品的数量来评定的。不断提高劳动生产率是降低成本、增加积累和扩大社会再生产的根本途径。提高劳动生产率是一个与产品设计、制造工艺、组织管理等都有关的综合性任务，此处仅就提高生产率的工艺途径作一简要说明。机械制造技术基础65(1)

缩短基本时间1）采用精铸、精锻的毛坯件，实施无切屑或少切屑加工；2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量；3）采用多刀多刃切削，多件同时加工；4）

缩短工作行程；5）在可行条件下，采用先进切削技术，如高速切削、强力切削与大进给切削等。机械制造技术基础66(2)

缩短辅助时间1）直接缩减辅助时间采用先进高效夹具和各种上下料装置，可缩短装卸工件的时间。2）将辅助时间与基本时间重合采用交换夹具或交换托盘交替进行工作，使装卸工件的辅助时间与基本时间重合。a采用高度自动化的机床或数控机床；b采用先进的检测设备，实施在线主动检测；c采用连续加工，如采用带回转工作台的组合机床或者在万能机床上设置多工位夹具，使装卸时间和加工时间相重合。机械制造技术基础67(3)缩减布置工作地时间的工艺途径在布置工作地时间中，大部分消耗在更换刀具（包括小调整刀具）的工作上。而缩短换刀时间，则主要是通过改进刀具的安装方法和采用先进的对刀装置来实现，如采用各种快换刀夹、刀具微调装置、专用对刀样板和自动换刀装置等。(4)缩减准备终结时间的工艺途径合理采用先进制造技术（AMT），例如CAPP、CAM、GT及CIMS等。(5)合理采用科学管理模式，提高管理效率和劳动生产率，使制造系统管理组织机构合理化，使制造系统以最优化的方式运行。机械制造技术基础68五、切削用量的合理选择合理的切削用量：它是指在保证加工质量的前提下，充分利用刀具和机床的性能，能获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。切削用量选择的原则（1）asp、f、vc对切削生产率的影响材料切除率

Q

=

1000

vc

asp

f（mm3/s）（2）asp、f、vc对表面粗糙度的影响进给量f影响最大，切削速度vc次之，被吃刀量asp影响最小机械制造技术基础691.切削用量选择的原则（3）asp、f、vc对刀具寿命的影响刀具寿命：在机床、刀具、工件的强度以及工艺系统刚性允许的条件下:1)首先选择尽可能大的背吃刀量asp

;2)其次选择在加工条件和加工要求限制下允许的进给量f;3)最后再按刀具寿命的要求确定一个合适的切削速度vc。机械制造技术基础702.刀具寿命的确定

1)刀具的经济寿命TC（min）：按工序加工成本最低的原则确定的刀具寿命。

2)刀具的最高生产率寿命TP（min）：

按工序加工时间最少的原则确定的刀具寿命。表7-12计算刀具寿命的近似公式刀具寿命高速钢硬质合金陶瓷经济寿命最高生产率寿命机械制造技术基础713.切削用量的合理制定(1)

背吃刀量asp和走刀次数的选择

1）

粗加工时，首先应将精加工的和半精加工的余量留下来，剩下的余量尽可能在一次走刀下切除。2）精加工时的最小背吃刀量的确定，取决于刀具刃口的锋利程度，对于刃口较锋利的高速钢刀具不应小于0.005mm；对于刃口不太锋利的硬质合金刀具，背吃刀量要略大一点。(2)

进给量f的选择：1）粗加工时，主要考虑工艺系统的承受能力。选择进给量的限制条件有：机床进给机构的强度车刀刀杆强度、车刀刀杆刚度、刀片强度以及工件装夹机械制造技术基础72刚度等，每个限制条件给出一个允许的进给量，在这几个允许的进给量中选取最小的一个。在制定大批大量生产的工艺规程时，应该按照上述限制条件，通过计算和比较，来确定合理的进给量。2）半精加工和精加工时，最大进给量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。当车刀的刀尖圆弧半径r

较大或车刀具有副偏角很小的修光刃，且切削速度较高时，进给量可以选得大一些。3）在生产中，进给量常常是按实际经验确定的。4）受已加工表面粗糙度限制的半精加工和精加工的进给量经验值，可按表7-16选取。机械制造技术基础73(3)

切削速度vc的选择1）首先，应该根据已确定的背吃刀量asp、进给量f以及刀具寿命T，再按刀具寿命与切削用量关系式计算，得出的计算值。

所选定的这个刀具寿命T，一般都在刀具的经济寿命Tc和最高生产率寿命Tp之间。2）计算vc后，应根据加工工件直径计算相应的转速，

转速机械制造技术基础74再按照机床的转速表，确定一个可实现的转速n。然后，再计算在这个实际转速n下的实际的切削速度vc。通常要求实际的切削速度vc尽量接近（一般为略小于）初始计算值。3）校验机床功率及扭矩。切削功率Pc：（Kw）机床的有效功率：（Kw）

若则机床效验合格机械制造技术基础75第四节机械加工质量加工质量

尺寸精度形状精度位置精度（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度表面质量表面几何形状精度表面缺陷层表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力加工质量包含的内容机械制造技术基础76一、机械加工精度◆

加工精度：零件加工后实际几何参数与理想几何参数接近程度。◆误差敏感方向工艺系统原始误差方向不同，对加工精度的影响程度也不同。对加工精度影响最大的方向，称为误差敏感方向。误差敏感方向一般为已加工表面过切削点的法线方向。（4-1）（4-2）显然：ΔRΔYRRΔR=ΔX误差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）机械制造技术基础77二、产生加工误差的主要原因

引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差定位误差调整误差刀具误差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形工件相对于刀具静止状态下的误差工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差原始误差分类原始误差——机械制造技术基础78加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。7.4.1加工原理误差

式中R——球头刀半径；

h——允许的残留高度。例2：用阿基米德蜗杆滚刀滚切渐开线齿轮例1：在数控铣床上采用球头刀铣削复杂形面零件(图4-6)SRh图4-6空间曲面数控加工（4-3）加工原理误差机械制造技术基础797.4.2机床误差(1)导轨直线度误差对加工精度的影响导轨水平面内的直线度误差,误差敏感方向,影响显著导轨垂直面内的直线度误差,误差非敏感方向,影响小ΔRΔYRRΔR=ΔX图7-23误差敏感方向ＯYR0Xa）ＯYR0Xb）机械制造技术基础80（2）主轴回转轴线与导轨的平行度误差对加工精度的影响图7-24成形运动间位置误差对外圆和端面车削的影响fαZΔzΔzαc）HyR0fXZLfdD－ΔdΔxa）b）机械制造技术基础81(3)主轴回转误差对加工精度的影响

主轴回转误差是指主轴实际回转线对其理想回转轴线的漂移。为便于研究，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、端面圆跳动和倾角摆动三种基本型式（图7-25）。b）端面圆跳动a）径向圆跳动c）倾角摆动图7-25主轴回转误差基本形式机械制造技术基础82◆主轴回转误差对加工精度的影响★

主轴径向圆跳动对加工精度的影响（镗孔）考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖的坐标值为：e图7-26径向跳动对镗孔精度影响式中R——刀尖回转半径；

φ——主轴转角。显然，上式为一椭圆。机械制造技术基础83图7-27径向跳动对车外圆精度影响12345678主轴径向圆跳动对加工精度的影响仍考虑最简单的情况，主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率与主轴转速相同，幅值为2e。则刀尖运动轨迹接近于正圆（图7-27）。◎

思考：主轴回转中心在X方向上作简谐直线运动，其频率为主轴转速两倍，被车外圆形状如何？

结论：主轴径向跳动影响加工表面的圆度误差e★

主轴径向圆跳动对加工精度的影响（车外圆）机械制造技术基础84主轴端面圆跳动对加工精度的影响

被加工端面不平，与圆柱面不垂直；加工螺纹时，产生螺距周期性误差。★

主轴倾角摆动对加工精度的影响与主轴径向跳动影响类似，不仅影响圆度误差，而且影响圆柱度误差。机械制造技术基础85AB◆影响主轴回转精度的主要因素内外滚道圆度误差、滚动体形状及尺寸误差图7-28轴径不圆引起车床主轴径向跳动★滑动轴承镗床（图7-29）——轴承孔不圆引起镗床主轴径向跳动图7-29轴承孔不圆引起镗床主轴径向跳动★滚动轴承车床（图7-28）——轴径不圆引起车床主轴向跳动（注意其频率特性）静压轴承——对轴承孔或轴径圆度误差起均化作用机械制造技术基础86影响主轴回转精度的主要因素★推力轴承滚道端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差（图7-30）★其他因素轴承孔、轴径圆度误差；轴承孔同轴度误差；轴肩、隔套端面平面度误差及与回转轴线的垂直度误差；装配质量等a）

b）Δ≈0Δ图7-30止推轴承端面误差对主轴轴向窜动的影响机械制造技术基础872.刀具误差定尺寸刀具（钻头、绞刀等）尺寸误差影响加工尺寸误差成形刀具和展成刀具形状误差影响加工形状误差刀具磨损影响加工尺寸误差或形状误差机械制造技术基础883.夹具误差

L±0.05φ6F7φ10F7k6φ20H7g6YZ图4-19钻径向孔的夹具

夹具误差影响加工位置精度。与夹具有关的影响位置误差因素包括：

通常要求定位误差和夹具制造误差不大于工件相应公差的1/3。1）定位误差；2）刀具导向（对刀）误差；3）夹紧误差；4）夹具制造误差；5）夹具安装误差；……机械制造技术基础894.调整误差

测量误差。试切时与正式切削时切削厚度不同造成的误差。机床进给机构的位移误差。定程机构误差。样件或样板误差。测量有限试件造成的误差。和试切法有关的误差。a）b）图7-31试切法与调整法试切法（图7-31a）调整法（图7-31b）机械制造技术基础90在加工误差敏感方向上工艺系统所受外力与变形量之比5.工艺系统刚度对加工精度的影响

工艺系统刚度式中k——工艺系统刚度；

Fp——吃刀抗力；

ΔX——艺系统位移（切削合力作用下的位移）。工艺系统刚度计算式中k——工艺系统刚度；

kjc

——机床刚度；

kjj——夹具刚度；

kd——刀具刚度；

kg——工件刚度。机械制造技术基础91◆机床变形引起的加工误差工艺系统刚度对加工精度的影响

式中Xjc

——机床总变形；

Fp

——吃刀抗力；

ktj——机床前顶尖处刚度；

kwz——机床后顶尖处刚度；

kdj

——机床刀架刚度；

L——工件全长；

Z——刀尖至工件左端距离。（7-33）图7-29变形随受力点变化规律XtjXwzXdjΔXFpAA′BB′CC′ZLFAFBXz切削力作用点位置变化引起工件形状误差机械制造技术基础92工艺系统刚度对加工精度的影响

工件加工后成鞍形（图7-29b）图7-29b机床受力变形引起的加工误差◆工件变形引起的加工误差式中Xg

——工件变形；

E——工件材料弹性模量；

J——工件截面惯性矩；

Fp，L，Z——含义同前。

由于工件变形，使工件加工后成鼓形（图7-30）图7-30工件受力变形引起的加工误差机械制造技术基础93◆机床变形和工件变形共同引起的加工误差

工艺系统刚度工艺系统刚度对加工精度的影响

机械制造技术基础94式中Δg

——工件圆度误差；

Δm

——毛坯圆度误差；

k——工艺系统刚度；

ε——误差复映系数。（7-34）

以椭圆截面车削为例说明（图7-35）图4-24误差复映现象ap1Δ1ap2Δ2毛坯外形工件外形由于工艺系统受力变形，使毛坯误差部分反映到工件上，此种现象称为“误差复映”工艺系统刚度对加工精度的影响

切削力大小变化引起的加工误差

误差复映机械制造技术基础95

误差复映系数机械加工中，误差复映系数通常小于1。可通过多次走刀，消除误差复映的影响。（7-38）工艺系统刚度对加工精度的影响

误差复映程度可用误差复映系数来表示，误差复映系数与系统刚度成反比。由式（7-34）可得：（7-37）机械制造技术基础96夹紧力、重力、传动力和惯性力引起的加工误差◆夹紧力影响a）

b）图7-33薄壁套夹紧变形图7-33c薄壁工件磨削【例1】薄壁套夹紧变形

解决：加开口套【例2】薄壁工件磨削

解决：加橡皮垫工艺系统刚度对加工精度的影响

机械制造技术基础97图7-34a龙门铣横梁变形【例】龙门铣横梁图7-34b龙门铣横梁变形转移图7-34c龙门铣横梁变形补偿◆重力影响工艺系统刚度对加工精度的影响

解决1：重量转移

解决2：变形补偿机械制造技术基础98◆传动力与惯性力影响

理论上不会产生圆度误差（但会产生圆柱度误差）易会引起强迫振动工艺系统刚度对加工精度的影响

图7-34d传动力对加工精度的影响zlRXYFpFcFcdFcdxφra）O′O″r0XYFpAFcdrcd=Fcd

/kcOFcFc

/kcFp

/kcb）O机械制造技术基础99图7-34e车床刀架变形曲线ΔX（μm）10203040500123F（KN）机床部件刚度及其影响因素

非线形关系，不完全是弹性变形加载和卸载曲线不重合，所围面积表示克服摩擦和接触塑性变形所作功存在残余变形，反复加载卸载后残余变形→0

机床部件刚度比按实体估算值小许多，表明其变形受多种因素影响机床部件变形曲线机械制造技术基础100机床部件刚度及其影响因素式中c,m——与接触面材料、表面状况有关的系数和指数；

p——表面压强。组成件的实体刚度——受力产生拉伸、压缩、弯曲变形；特别是薄弱件（楔条、轴套等）影响较大连接表面接触变形——其大小与接触面压强有关结合面间隙零件表面摩擦力的影响影响机床部件刚度因素图7-34f接触变形曲线xOppΔpxΔx机械制造技术基础101减小受力变形对加工精度影响措施合理设计零部件结构和截面形状提高连接表面接触刚度（↓表面粗糙度，改进接触质量，予加载荷）采用辅助支承（中心架，跟刀架，镗杆支承等）图4-34h支座零件不同安装方法图7-34g转塔车床导向杆提高工艺系统刚度减小载荷及其变化采用合理装夹和加工方式变形转移、补偿和校正机械制造技术基础102工件残余应力引起的变形图7-34i铸件残余应力引起变形图7-34j冷校直引起的残余应力压拉加载压压拉拉卸载

设计合理零件结构粗、精加工分开避免冷校直时效处理残余应力来源

毛坯制造和热处理产生的残余应力（图7-34i）减小残余应力措施

冷校直带来的残余应力（图7-34j）切削加工带来的残余应力机械制造技术基础1036.工艺系统热变形

在精密加工和大件加工中，工艺系统热变形引起的加工误差占总误差的约40～70%。

温度场——工艺系统各部分温度分布热平衡——单位时间内，系统传入的热量与传出的热量相等，系统各部分温度保持在一相对稳定的数值上温度场与热平衡研究——目前以实验研究为主工艺系统热源内部热源外部热源切削热摩擦热环境热源辐射热工艺系统热源温度场与工艺系统热平衡机械制造技术基础104机床热变形对加工精度影响

体积大，热容量大，温升不高，达到热平衡时间长结构复杂，温度场和变形不均匀，对加工精度影响显著运转时间/h0

1

2

3

450150100200位移/μm20406080温升/℃ΔYΔX前轴承温升图7-36车床受热变形a）车床受热变形形态b）温升与变形曲线机床热变形特点车床热变形（图7-36）机械制造技术基础105机床热变形对加工精度影响

立铣（图a）图7-37立式铣床、外圆磨床、导轨磨床受热变形a）铣床受热变形形态b）外圆磨床受热变形形态c）导轨磨床受热变形形态

外圆磨（图b）

导轨磨（图c）其他机床热变形（图7-37）机械制造技术基础106刀具和工件热变形对加工精度影响

体积小，热容量小，达到热平衡时间较短温升高，变形不容忽视（达0.03～0.05mm）◆特点◆变形曲线（图7-38）式中ξ——热伸长量；

ξmax——达到热平衡热伸长量；

τ——切削时间；

τc

——时间常数（热伸长量为热平衡热伸长量约63%的时间，常取3～4分钟）。τ(min)图7-38车刀热变形曲线连续切削升温曲线冷却曲线间断切削升温曲线ξ（μm）ξmaxτb0τc0.63ξmax刀具热变形机械制造技术基础107◆圆柱类工件热变形

5级丝杠累积误差全长≤5μm，可见热变形的严重性式中ΔL，ΔD——长度和直径热变形量；

L，D——工件原有长度和直径；

α——工件材料线膨胀系数；

Δt——温升。

长度：

直径：

例：长400mm丝杠，加工过程温升1℃，热伸长量为：刀具和工件热变形对加工精度影响

工件热变形机械制造技术基础108式中ΔX——变形挠度；

L，S——工件原有长度和厚度；

α——工件材料线膨胀系数；

Δt——温升。◆板类工件单面加工时的热变形（图7-39）图7-39平面加工热变形ΔXφ/4φLS此值已大于精密导轨平直度要求结果：加工时上表面升温，工件向上拱起，磨削时将中凸部分磨平，冷却后工件下凹。例：高600mm，长2000mm的床身，若上表面温升为3℃，则变形量为：刀具和工件热变形对加工精度影响

机械制造技术基础109减小热变形对加工精度影响的措施

例1：磨床油箱置于床身内，其发热使导轨中凹解决：导轨下加回油槽图7-40平面磨床补偿油沟例2：立式平面磨床立柱前壁温度高，产生后倾。解决：采用热空气加热立柱后壁（图7-41）。图7-41均衡立柱前后壁温度场

减少切削热和磨削热，粗、精加工分开。

充分冷却和强制冷却。

隔离热源。减少热源发热和隔离热源均衡温度场机械制造技术基础110图7-43支承距影响热变形L1L2

热对称结构热补偿结构（图7-42，主轴热补偿）图7-42双端面磨床主轴热补偿1—主轴2—壳体3—过渡套筒热伸长方向

合理选择装配基准（图7-43）高速空运转人为加热

恒温人体隔离采用合理结构减小热变形对加工精度影响的措施

加速达到热平衡控制环境温度机械制造技术基础111三、机械加工表面质量表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）表面质量表面几何形状精度表面缺陷层表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力机械制造技术基础112(1)表面的粗糙度与波度◆

零件宏观几何形状误差、波度、表面粗糙度宏观几何形状误差（平面度、圆度等）—波长/波高＞1000波度—波长/波高=50～1000；且具有周期特性表面粗糙度——波长/波高＜50a）波度b）表面粗糙度图7-42零件加工表面的粗糙度与波度RZλHλRZ机械制造技术基础113(2)表面质量对零件使用性能的影响

对耐磨性影响Ra（μm）初始磨损量重载荷轻载荷图7-43表面粗糙度与初始磨损量表面粗糙度值↓→耐疲劳性↑适当硬化可提高耐疲劳性表面粗糙度值↓→耐蚀性↑表面压应力：有利于提高耐蚀性表面粗糙度值↑→配合质量↓表面粗糙度值↓→耐磨性↑，但有一定限度（图7-43）对耐疲劳性影响对耐蚀性影响对配合质量影响纹理形式与方向：圆弧状、凹坑状较好适当硬化可提高耐磨性机械制造技术基础114(3)切削加工表面粗糙度影响因素

图7-44车削时残留面积的高度直线刃车刀（图7-44a）（7-44）圆弧刃车刀（图7-44b）（7-45）影响因素：fκrRmaxvfⅠⅡrεb）RmaxⅠⅡfa）vf切削残留面积机械制造技术基础115

切削速度影响最大：v=10～50m/min范围，易产生积屑瘤和鳞刺，表面粗糙度最差（图7-45）。

其他影响因素：刀具几何角度、刃磨质量，切削液等图7-45切削45钢时切削速度与粗糙度关系100120v（m/min）020406080140表面粗糙度Rz（μm）481216202428收缩系数Ks1.52.02.53.0积屑瘤高度

h（μm）0200400600hKsRz切削表面塑性变形和积屑瘤机械制造技术基础116

砂轮速度v↑，Ra↓

工件速度vw↑，Ra↑

砂轮纵向进给f↑，Ra

↑

磨削深度ap↑，Ra

↑图7-47磨削用量对表面粗糙度的影响vw

=40(m/min)f=2.36(m/min)ap

=0.01(mm)v=50(m/s)f=2.36(m/min)ap

=0.01(mm)v(m/s),vw(m/min)Ra(μm)0304050600.51.0a）ap(mm)00.010.40.8Ra(μm)00.20.60.020.030.04b）磨削加工表面粗糙度影响因素

磨削用量影响

图7-46光磨次数-Ra关系Ra(μm)01020300.020.040.06光磨次数粗粒度砂轮(WA60KV)细粒度砂轮(WA/GCW14KB)光磨次数↑，Ra↓机械制造技术基础117

砂轮粒度↑，Ra↓；但要适量砂轮硬度适中，Ra↓；常取中软砂轮组织适中，Ra↓

；常取中等组织采用超硬砂轮材料，Ra

↓

砂轮精细修整，Ra↓磨削加工表面粗糙度影响因素

砂轮影响其他影响因素

工件材料冷却润滑液等机械制造技术基础118影响表面冷作硬化的因素

切削加工

f↑，冷硬程度↑(图7-48)◆切削用量影响◆刀具影响rε↑，冷硬程度↑

其他几何参数影响不明显后刀面磨损影响显著(图7-49)00.20.40.60.81.0磨损宽度VB(mm)100180260340硬度(HV)50钢，v

=40(m/min)f=0.12～0.2(mm/z)图7-49后刀面磨损对冷硬影响◆工件材料

材料塑性↑，冷硬倾向↑

切削速度影响复杂（力与热综合作用结果）切削深度影响不大图7-48f和v对冷硬的影响硬度(HV)0f(mm/r)0.20.40.60.8v=170(m/min)135(m/min)100(m/min)50(m/min)100200300400工件材料：45机械制造技术基础119磨削速度↑→冷硬程度↓（弱化作用加强）工件转速↑→冷硬程度↑纵向进给量影响复杂磨削深度↑→冷硬程度↑（图7-50）◆磨削用量◆砂轮

砂轮粒度↑→冷硬程度↓

砂轮硬度、组织影响不显著◆工件材料

材料塑性↑→冷硬倾向↑

材料导热性↑→冷硬倾向↓图7-50磨削深度对冷硬的影响ap(mm)硬度(HV)0