数控加工工艺基础

关于数控加工工艺基础第1页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定一、数控加工工艺的主要内容

（1）选择适合在数控车床上加工的零件。（2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。（3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。（4）加工工序的设计。（5）数控加工程序的调整。第2页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定二、加工方法的选择1．外圆表面加工方法的选择

3．平面加工方法的选择2．内孔表面的加工方法的选择

外圆表面的加工方案孔的常用加工方案平面加工方案第3页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

4．平面轮廓加工方法的选择平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。第一节数控加工工艺的制定平面轮廓铣削第4页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三三、加工阶段的划分第一节数控加工工艺的制定1．加工阶段阶段主要任务目的粗加工

切除毛坯上大部分多余的金属

使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，提高生产率半精加工

使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量；并可完成一些次要素表面加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等

为主要表面的精加工(如精车、精磨)做好准备精加工

保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求

全面保证加工质量光整加工

对零件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6级以上，表面粗糙度为Ra0.2μm以下)的表面，需进行光整加工，其

主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度第5页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定

2．划分加工阶段的意义（1）保证加工质量（2）便于及时发现毛坯缺陷（3）便于安排热处理工序（4）合理使用设备第6页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三四、工序的划分（1）工序集中原则——每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。（2）工序分散原则——将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。第一节数控加工工艺的制定1．工序划分的原则第7页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定（1）数控车削工序的划分方法2．工序划分方法1）按零件加工表面划分。将位置精度要求较高的表面安排在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。a）以大端面和大外径装夹b）以内孔和小端面装夹第8页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定2）按粗、精加工划分。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗车和精车分开，划分成两道或更多的工序。

例加工如图所示手柄零件，坯料φ32mm棒料，批量生产，用一台数控车床加工，要求划分工序并确定装夹方式。第9页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

工序1：如图所示，夹外圆柱面，车φ12mm、φ20mm两圆柱面→圆锥面(粗车掉R42mm圆弧部分余量)→留出总长余量切断。第一节数控加工工艺的制定第10页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

工序2：如图所示，用φ12mm外圆柱面和φ20mm端面装夹，车30°锥面→所有圆弧表面半精车→所有圆弧表面精车成形。第一节数控加工工艺的制定第11页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定

（2）数控铣削加工工序的划分原则

1）按所用刀具划分2）按安装次数划分3）按粗、精加工划分4）按加工部位划分第12页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定

五、加工顺序的安排

1．加工工序的安排

（1）先粗后精

第13页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（2）先近后远第一节数控加工工艺的制定加工顺序——先近后远第14页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（3）内外交叉原则对既有内表面(内型腔)又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。（4）基面先行原则应优先加工用作精基准的表面。这是因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。

第一节数控加工工艺的制定第15页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（5）先主后次原则应先加工零件的主要工作表面、装配基面，从而及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。

（6）先面后孔原则箱体、支架类零件的平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸。第一节数控加工工艺的制定第16页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三2．退刀路线的确定

（1）斜线退刀方式

斜线退刀方式路线最短，适用于加工外圆表面的偏刀退刀。第一节数控加工工艺的制定第17页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三（2）切槽刀退刀方式

这种退刀方式是刀具先径向垂直退刀，到达指定位置时再轴向退刀。第一节数控加工工艺的制定第18页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三（3）镗孔刀退刀方式

这种退刀方式与切槽刀的退刀方式恰好相反。第一节数控加工工艺的制定第19页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定3．热处理工序的安排

（1）预备热处理

（2）消除残余应力热处理

（3）最终热处理

第20页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定4．辅助工序的安排

辅助工序主要包括：检验清洗去毛刺去磁倒棱边涂防锈油平衡第21页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三5．数控加工工序与普通工序的衔接

数控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果衔接不好就容易产生矛盾。因此，要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题，最好的办法是建立相互状态的要求。第一节数控加工工艺的制定第22页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第一节数控加工工艺的制定课后小结一、数控加工工艺的主要内容二、加工方法的选择三、加工阶段的划分四、工序的划分五、加工顺序的安排

第23页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择1．粗基准的选择

（1）相互位置要求原则

选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。套筒粗基准的选择第24页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三a）正确b）不正确第二节零件在数控机床的定位与装夹手轮工件第一次装夹的粗基准选择第25页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（2）加工余量合理分配原则

以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。台阶轴的粗基准选择第26页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹b）加工导轨面时以连接面为精基准床身导轨加工粗基准的选择

（3）重要表面原则

为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。a）加工与床腿的连接面时以导轨面为粗基准第27页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（4）不重复使用原则

粗基准一般不应重复使用。

粗基准重复使用的误差第28页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三（5）便于工件装夹原则作为粗基准的表面，应尽量平整光滑。无飞边无冒口无浇口无其他缺陷以便使工件定位准确、夹紧可靠。第二节零件在数控机床的定位与装夹第29页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

2．精基准的选择（1）基准重合原则直接选择加工表面的设计基准为定位基准。设计基准与定位基准的关系

第30页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹a）工件b）直接定位c）间接定位

定位基准与测量基准第31页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

一般的套类零件、齿轮坯和带轮，精加工时一般利用心轴以内孔作为定位基准来加工外圆及其他表面。第二节零件在数控机床的定位与装夹

c）带轮d）凸肩和端面加工定位基准和装配基准重合a）套类零件b）齿轮坯第32页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（2）基准统一原则同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准。第二节零件在数控机床的定位与装夹c）磨削内孔内磨具套筒精基准的选择1—软卡爪2—中心架3—V形夹具a）车削内圆磨具套筒b）车内孔第33页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（3）自为基准原则选择加工表面本身作为定位基准。（4）互为基准原则采取两个加工表面互为基准反复加工的方法。（5）便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活。第34页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

3．辅助基准的选择

辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准。第二节零件在数控机床的定位与装夹辅助基准典型实例第35页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三举例说明哪些应用辅助基准的零件加工实例？第二节零件在数控机床的定位与装夹第36页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

1．平面定位元件

（1）固定支承二、定位元件及其应用第二节零件在数控机床的定位与装夹A型B型C型

1）支承钉。支承钉是基本定位元件，可以用它直接体现定位点，其结构尺寸已标准化。第37页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

2）支承板。工件上幅面较大跨度较大的大型精加工平面，常被用来作第一定位基准，为使工件安装稳固、可靠，夹具上的定位元件多采用支承板来体现定位平面。A型B型第38页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（2）自位支承指根据工件实际表面情况，自动调整支承方向和接触部位的浮动支承。第二节零件在数控机床的定位与装夹第39页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（3）可调支承

可调支承是指支承高度可以调节的定位支承。可调支承第40页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（4）辅助支承为提高工件的安装刚度及稳定性，防止工件的切削振动及变形，或者为工件的预定位而设置的非正式定位支承。a）铣削工件的顶平面b）铣削变速箱壳体的顶面第41页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹2．孔类定位元件

（1）定位销定位销分为短销和长销。短销只能限制两个移动自由度，而长销限制两个移动自由度外，还可以限制两个转动自由度。

（2）定位心轴定位心轴常被应用于车、磨、铣床上用来安装内孔尺寸较大套筒类、盘类工件进，主要有间隙配合心轴、过盈配合心轴及锥度心轴。

1）间隙配合心轴的应用特点是工件安装迅速方便，但定心精度较差。

2）过盈配合心轴的应用特点为定心精度高，但工件装拆不方便。

3）锥度心轴作为一种标准心轴，在高精度定位中得到广泛应用。第42页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（3）锥销类锥销为工件的圆柱孔、圆锥孔提供定位依据。a）精基准定位b）粗基准定位第43页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（4）自动定心夹紧心轴在机床夹具中，应用各种类型的自动定心夹紧结构。自动定心夹紧心轴1—螺母2-锥套3、5—定位元件4—心轴第44页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹3．外圆柱面定位元件

（1）V形架V形架结构简单，定位稳定、可靠、对中性好。a）圆柱面铣槽b）圆柱面钻孔c）异形零件定位第45页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（2）定位套长定位套对工件提供了四点约束，消除了两个移动自由度和两个转动自由度。定位精度及定位质量很低。第二节零件在数控机床的定位与装夹a）短定位套定位b）长定位套定位第46页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹一面两孔定位是数控铣削加工过程中最常用的定位方式之一。1-圆柱销2-削边销3-定位平面

4．常见定位元件的应用常见定位元件及其应用第47页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹三、工件在数控机床上的装夹

1．对数控机床夹具的基本要求

（1）高适应性（2）高精度（3）可以快速装夹工件（4）具有良好的敞开性（5）本身的机动性要好（6）坐标关系明确、数据简单，便于坐标的转换计算（7）部分数控机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对刀点（8）排屑通畅，清除切屑方便第48页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹2．机床夹具的组成及作用

（1）组成名称组成与作用实例定位装置

由各种标准或非标准的定位元件组成，用以解决工件相对于夹具的定位问题。它是夹具工作的核心部分

图2-29所示钻孔夹具的定位平面2和短圆柱销3等夹紧装置

由各种夹紧元件组成，用以解决工件在夹具中的夹紧问题

图2-29所示钻孔夹具的夹紧螺母4夹具体

夹具体是整个夹具的基础，依靠夹具体与机床相联系。夹具上的其他各类结构都靠夹具体连接而成为一个整体

图2-29所示钻孔夹具的夹具体1第49页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三a)钻孔零件

b)夹具

实例第二节零件在数控机床的定位与装夹第50页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹

（2）机床夹具的作用

1）提高劳动生产率。

2）保证工件的加工精度、稳定整批工件的加工质量。

3）改善工人劳动条件。

4）降低对操作工人的技术等级要求。

5）可改变和扩大部分数控机床的功能。第51页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第二节零件在数控机床的定位与装夹一、定位基准的选择

1.粗基准的选择

2.精基准的选择

3.辅助基准的选择二、定位元件及其应用

1.平面定位元件

2.孔类定位元件

3.外圆柱面定位元件

4.常见定位元件的应用三、工件在数控机床上的装夹

1.对数控机床夹具的基本要求

2.机床夹具的组成及作用课后小结第52页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第三节数控加工用刀具

一、数控加工对刀具的要求1．强度高2．精度高3．切削速度和进给速度高4．可靠性好5．使用寿命长6．断屑及排屑性能好第53页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三二、数控加工刀具的分类数控加工刀具常见分类方法与种类第三节数控加工用刀具第54页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第三节数控加工用刀具三、常用数控加工刀具及其特点

1．常用数控加工刀具

（1）车削刀具（2）钻削刀具（3）铣削刀具（4）镗削刀具（5）特殊型刀具第55页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三2．数控加工刀具的特点

（1）刀片及刀柄高度的通用化、标准化、系列化。（2）刀片或刀具的寿命及经济寿命指标的合理性。（3）刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。（4）刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。（5）刀具应具有较高的精度。（6）刀柄的强度要高、刚度及耐磨性要好。（7）刀柄或工具系统的装机重量有限度。（8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。（9）刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。第三节数控加工用刀具第56页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三四、刀具涂层技术

1．化学气相沉积(CVD)技术的应用

主要用于硬质合金车削类刀具的表面涂层。第三节数控加工用刀具

适合于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工，在硬质合金可转位刀具上应用极广。第57页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三2．物理气相沉积(PVD)技术的应用可作为最终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。普遍用于：硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具。常用数控加工刀具采用的涂层材料及应用特点第三节数控加工用刀具第58页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第三节数控加工用刀具课后小结一、数控加工对刀具的要求二、数控加工刀具的分类三、常用数控加工刀具及其特点四、刀具涂层技术第59页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三一、加工余量的概念

加工余量：指加工过程中，所切去的金属层厚度。余量有：（1）工序余量：是相邻两工序的工序尺寸之差。（2）加工总余量：是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，它等于各工序余量之和。即第四节加工余量与确定方法第60页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第四节加工余量与确定方法加工余量与工序尺寸及其公差的关系b）包容面a）被包容面第61页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三对于包容面：对于被包容面：

工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余量可按下式计算：第四节加工余量与确定方法第62页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

对于内圆和外圆等回转体表面，在数控机床加工过程中，加工余量有时指双边余量，即以直径方向计算，实际切削的金属层厚度为加工余量的一半。第四节加工余量与确定方法第63页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三加工余量和加工尺寸分布图第四节加工余量与确定方法第64页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三二、确定加工余量的方法及基本原则1．确定加工余量的方法

（1）经验估算法凭工艺人员的实践经验估计加工余量，仅用于单件小批生产。

（2）查表修正法将工厂生产实践和试验研究积累的有关加工余量的资料制成表格，并汇编成手册。表2—10～2—13

第四节加工余量与确定方法第65页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（3）分析计算法根据上述的加工余量计算公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行综合分析和计算来确定加工余量的一种方法。第四节加工余量与确定方法第66页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第四节加工余量与确定方法2．确定加工余量的基本原则（1）总加工余量(毛坯余量)和工序余量要分别确定。（2）大零件取大余量。（3）余量要充分，防止因余量不足而造成废品。（4）采用最小加工余量原则。第67页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第四节加工余量与确定方法课后小结一、加工余量的概念二、确定加工余量的方法及基本原则1．确定加工余量的方法

（1）经验估算法（2）查表修正法（3）分析计算法

2．确定加工余量的基本原则第68页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算

工序尺寸及其公差的计算步骤：（1）确定毛坯总余量和工序余量。（2）确定工序公差。（3）计算工序基本尺寸。（4）标注工序尺寸公差。

第69页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

例2-1：如图所示为某法兰盘零件上的一个孔，孔径为，表面粗糙度值Ra为0.8μm，毛坯采用铸钢件，需要淬火处理。试确定其各工序尺寸及公差。工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及公差计算第五节工序尺寸及其公差的确定第70页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定

例2-2：某箱体上孔的设计尺寸为φ100±0.011(Js6)mm，表面粗糙度值Ra为0.8μm，工艺路线为：粗镗→半精镗→精镗→浮动镗。解：结果见下表。工序尺寸及其公差的计算第71页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算

1．工艺尺寸链

（1）工艺尺寸链的概念

1）工艺尺寸链的定义。在机器装配或零件加工过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。第72页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三a）零件图b）工艺尺寸链定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链第五节工序尺寸及其公差的确定第73页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链

a）零件图b）工艺尺寸链第74页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定2）工艺尺寸链的特征①关联性②封闭性第75页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三3）工艺尺寸链的组成①封闭环②组成环

组成环的判别：在工艺尺寸链图上，先给封闭环任定一方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，依次给每一组成环画出箭头，凡箭头方向和封闭环相反的则为增环，相同的则为减环。第五节工序尺寸及其公差的确定第76页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定（2）工艺尺寸链计算的基本公式

1）封闭环的基本尺寸A∑：封闭环的基本尺寸Ai：所有增环的基本尺寸之和Aj：所有减环的基本尺寸之和第77页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三2）封闭环的极限尺寸A∑max：最大极限尺寸Aimax：所有增环的最大极限尺寸之和Ajmin：所有减环的最小极限尺寸之和A∑min：最小极限尺寸Aimin：所有增环的最小极限尺寸之和Ajmax：所有减环的最大极限尺寸之和最大极限尺寸：最小极限尺寸：第五节工序尺寸及其公差的确定第78页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三3）封闭环的平均尺寸第五节工序尺寸及其公差的确定A∑M封闭环的平均尺寸AiM所有增环的平均尺寸之和AjM所有减环的平均尺寸之和第79页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定4）封闭环的上、下偏差。封闭环的下偏差EIA∑所有增环的下偏差EIAi之和所有减环的上偏差ESAj之和封闭环的上偏差ESA∑所有增环的上偏差ESAi之和所有减环的下偏差EIAj之和上偏差：下偏差：第80页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三5）封闭环的公差。封闭环的公差TA∑所有组成环的公差TAi之和第五节工序尺寸及其公差的确定第81页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定2．数控编程原点与设计基准不重合的工序尺寸计算

第82页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定

（1）计算Z2'的工序尺寸及其公差

Z2=Z2'－20；即Z2'=42mm0=ESZ2'

-(-0.28)；即ESZ2'=-0.28mm

-0.6=EIZ2'

-0

；即EIZ2'=-0.6mm

因此，得Z2'的工序尺寸及其公差：

Z2'=42mm第83页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三（2）计算Z3'的工序尺寸及其公差100=Z3'-Z2'=Z3'

-42；即Z3'=142mm0=ESZ3'

-EIZ2'=ESZ3'

-(-0.6)；即ESZ3'=-0.6mm-0.8=EIZ3'

-ESZ2'=EIZ3'

-(-0.28)；即EIZ3'

=-1.08mm因此，得Z3'的工序尺寸及其公差：Z3'=142mm第五节工序尺寸及其公差的确定第84页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定（3）计算Z4'的工序尺寸及其公差144=Z4'-20；即Z4'=164mm0=ESZ4'

-(-0.28)；即ESZ4'=-0.28mm-0.54=EIZ4'

-0；即EIZ4'

=-0.54mm

因此，得Z4'的工序尺寸及其公差：

Z4'=164mm第85页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三（4）计算Z5'的工序尺寸及其公差

20=Z5

'

-Z4

'=Z5

'

-164；即Z5'=184mm0.3=ESZ5

'-EIZ4

'=ESZ5

'-(-0.54)；即ESZ5

'=-0.24mm

-0.3=EIZ5

'

-ESZ4

'=EIZ5

'

-(-0.28)；即EIZ5

'=-0.58mm

因此，得Z5'的工序尺寸及其公差：Z5'=184mm第五节工序尺寸及其公差的确定第86页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定三、关于角度尺寸链的计算

角度尺寸链是由若干个彼此不平行尺寸所组成的尺寸链。第87页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

角度尺寸链的解法，是将与封闭环不平行的尺寸按封闭环的方向进行投影，使之成为直线尺寸链的形式。其基本计算公式为：第五节工序尺寸及其公差的确定式中αi：被投影的某一组成环与封闭环的夹角；

imax：某一增环的最大极限尺寸

imin：某一增环的最小极限尺寸

imax：某一减环的最大极限尺寸

imin：某一减环的最小极限尺寸第88页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

如图所示的零件，镗削加工五个孔，其孔的中心不分布在同一直线上，且中心连线互相不平行。在立式镗床上连续镗削孔1～孔5。A1=20mm，A2=（60士0.25）mm，A3=（80±0.25）mm，A4=20mm，α1=α2=45°士30′，α3=40°士30′，α4=50°士30′。第五节工序尺寸及其公差的确定第89页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

由尺寸链图知道，A∑为封闭环，其余都为增环。则A∑max=20.5×cos44°30′+60.25×cos44°30′+80.25×cos39°30′+20.5×cos49°30′=132.83A∑min=0×cos45°30′+59.75×cos45°30′+79.75×cos40′30′+20×cos50°30′=129.25则孔1～孔5的中心距的变化范围是129.25～132.83㎜。第五节工序尺寸及其公差的确定第90页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第五节工序尺寸及其公差的确定课后小结一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算

1.工艺尺寸链2.数控编程原点与设计基准不重合的工序尺寸计算三、关于角度尺寸链的计算第91页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量一、加工精度和表面质量的基本概念1．加工精度所谓加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）与理想零件几何参数相符合的程度，它们之间的偏离程度则为加工误差。

（1）尺寸精度

尺寸限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围。

（2）几何精度

几何精度包括形状、方向、位置和跳动精度。其中，以形状精度、位置精度为主。第92页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量2．表面质量

（1）表面层的几何形状偏差

1）表面粗糙度指零件表面的微观几何形状误差。2）表面波纹度指零件表面周期性的几何形状误差。第93页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

（2）表面层的物理、力学性能

1）冷作硬化表面层因加工中塑性变形而引起的表面层硬度提高的现象。

2）残余应力表面层因机械加工产生强烈的塑性变形和金相组织的可能变化而产生的内应力。

3）表面层金相组织变化表面层因切削加工时切削热而引起的金相组织的变化。第六节机械加工精度及表面质量第94页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量二、表面质量对零件使用性能的影响

1．对零件耐磨性的影响

2．对零件疲劳强度的影响

3．对零件配合性质的影响

第95页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施

由机床、夹具、工件和刀具所组成的一个完整的系统称之为工艺系统。1．工艺系统的几何误差及改善措施（1）主轴误差

机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准，它的误差也将直接影响工件的加工质量。主轴的径向圆跳动主轴的轴向窜动主轴摆动第96页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量

（2）导轨误差导轨是机床的重要基准，它的各项误差将直接影响被加工零件的精度。机床导轨误差对工件精度的影响车床导轨的几何误差对加工精度的影响

第97页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量

2．工艺系统受力变形引起的误差及改善措施a）腰鼓形的圆柱度误差b）带锥度的圆柱度误差第98页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量

（1）减小接触面间的表面粗糙度，增大接触面积，适当预紧，减小接触变形，提高接触刚度。（2）合理地布置肋板，提高局部刚度。（3）减少受力变形，提高工件刚度。（4）合理装夹工件，减少夹紧变形。工艺系统受力变形的改善措施第99页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三

3．工艺系统热变形产生的误差及改善措施

（1）机床的热变形机床热变形对加工精度的影响第六节机械加工精度及表面质量a）床身、主轴变形b）床身、工作台、主轴变形第100页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量1）在机床大件的结构设计上采取对称结构或采用主动控制方式均衡关键件的温度。

2）在结构连接设计上，其布局应使关键部件的热变形方向对加工精度影响较小。

3）对发热量较大的部件，应采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法。

4）在工艺措施方面，可让机床空运转一段时间之后，当其达到或接近热平衡时再调整机床，对零件进行加工。

5）将精密机床安装在恒温室中使用。工艺系统热变形的改善措施第101页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三第六节机械加工精度及表面质量

（2）工件的热变形由于切削热的作用，工件在加工过程中产生热变形，因其热膨胀影响了尺寸精度和形状精度。改善措施：

1）通过选择合适的刀具或改变切削参数的方法来减少切削热或减少传入工件的热量。

2）对大型或较长的工件，在夹紧状态下应使其末端能自由伸缩。

第102页，讲稿共114页，2023年5月2日，星期三4．工件内应力引起的误差及改善措施第六节机械加工精度及表面质量

具有内应力的零件处于一种不稳定的相对平衡状态，可以