1、第一章第一章 切削加工的基本要素切削加工的基本要素 1.1 1.1 工件表面的形成方法與成形運動工件表面的形成方法與成形運動 1.2 1.2 加工表面與切削用量三要素加工表面與切削用量三要素 1.3 1.3 刀具角度刀具角度 1.4 1.4 切削層參數與切削方式切削層參數與切削方式 1.5 1.5 刀具材料刀具材料12022-1-11 軌跡法軌跡法 成形法成形法 相切法相切法 展成法展成法形成方法形成方法1.1 工件表面的形成方法與成形運動2ArA 向f圖1-20 車刀的主要角度0000rrs2022-1-111.2 加工表面與切削用量三要素切削用量三要素切削用量三要素1. 切削速度vc100

2、0nDvc式中式中n n 主運動轉速（主運動轉速（r/sr/s）；）； d d 刀具或工件的最大直徑（刀具或工件的最大直徑（mmmm）2. 進給量f：工件或刀具每轉一周時工件或刀具每轉一周時( (或主運動一循環時或主運動一循環時) )，兩者沿進給方向上，兩者沿進給方向上相對移動的距離，單位為相對移動的距離，單位為mm/rmm/r。v vf=fn=fzzn mm/s mm/s或或mm/minmm/min3.背吃刀量ap ：主刀刃與工件切削表面接觸長度在主運動方向及進給運動方向所組成的平面的法線方向上測量的值。 車削和刨削加工： 背吃刀量ap為工件上已加工表面和待加工表面間垂直距離，單位為mm。

3、外圓柱表面車削：ap=（dw-dm）/2mm32022-1-111.2 加工表面與切削用量三要素42022-1-111.3 刀具角度a）焊接式車刀b）整體式車刀c）機夾式車刀圖1-14 車刀的結構p 外圓車刀是最基本、最典型的刀具，由刀頭和刀體組成。p 車刀的切削部分由3個刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），2個刀刃（主切削刃和副切削刃）和1個刀尖組成。52022-1-111.3 刀具角度前刀面前刀面 切屑流過的表面切屑流過的表面 后刀面后刀面 與過渡表面相對的刀具表面與過渡表面相對的刀具表面后刀面分為主后刀面后刀面分為主后刀面與與副后刀面副后刀面切削刃切削刃 前刀面上直接進行切削的邊鋒前刀面

4、上直接進行切削的邊鋒主切削刃主切削刃指前刀面與主后刀面相交的指前刀面與主后刀面相交的鋒邊；鋒邊；副切削刃副切削刃指前刀面與副后刀面相交的指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。鋒邊。刀尖刀尖 可以是主、副刀刃的實際交點，可以是主、副刀刃的實際交點，也可以是主、副刀刃連接起來的一段也可以是主、副刀刃連接起來的一段 刀刃；它可以是圓弧，也可以是直線刀刃；它可以是圓弧，也可以是直線62022-1-111.3 刀具角度刀具標注角度坐標系刀具標注角度坐標系（正交平面坐標系）（正交平面坐標系）1）基面Pr：通過切削刃選定點與主運動方向垂直的平面。基面與刀具底面平行。主切削刃主后刀面前刀面副切削刃正交平面PoA切削平

5、面 Ps基面 Pr圖1-18 車刀正交平面坐標系2）切削平面Ps：通過切削刃選定點與主切削刃相切且垂直于基面Pr的平面。3）正交平面Po：通過切削刃選定點垂直于基面Pr和切削平面 Ps的平面。72022-1-111）前角o 正交平面內，前刀面與基面的夾角正交平面內，前刀面與基面的夾角。通過選定點的基面位于刀頭實體之外通過選定點的基面位于刀頭實體之外時時o o定為正值定為正值；位于刀頭實體之內時；位于刀頭實體之內時o o定為負值。定為負值。ArA 向f圖1-20 車刀的主要角度0000rrs刀具標注角度刀具標注角度1.3 刀具角度2）后角o 正交平面內，主后刀面與切削正交平面內，主后刀面與切削平

6、面的夾角。平面的夾角。82022-1-11刀具標注角度刀具標注角度1.3 刀具角度3）主偏角r 在基面內，主切削刃在基面上投在基面內，主切削刃在基面上投影與假定進給方向的夾角。影與假定進給方向的夾角。ArA 向f圖1-20 車刀的主要角度0000rrs4）副偏角r 在基面內，副切削刃在基面上的在基面內，副切削刃在基面上的投影與假定進給反方向的夾角。投影與假定進給反方向的夾角。5）刃傾角s切削平面內測量，是主切削刃與基面的夾角。當刀切削平面內測量，是主切削刃與基面的夾角。當刀尖是切削刃最高點時尖是切削刃最高點時,s定為正值；反之位負。定為正值；反之位負。92022-1-11刀具標注角度刀具標注角

7、度1.3 刀具角度a）b）c）圖1-20-0 刃傾角對排屑方向的影響102022-1-11刀具標注角度刀具標注角度1.3 刀具角度在正交平面參考在正交平面參考系中的標注角度系中的標注角度（1）主偏角）主偏角r（2）刃傾角）刃傾角s（3）前角）前角o（4）后角）后角o（5）副偏角）副偏角r （6）副后角）副后角o112022-1-11刀具標注角度坐標系刀具標注角度坐標系（法平面坐標系）（法平面坐標系）1.3 刀具角度法平面Pn：通過切削刃通過切削刃 上選定點，垂上選定點，垂直于切削刃的平面直于切削刃的平面。 Pr-Ps-Pn組成法平面參考系組成法平面參考系 假定工作平面Pf：通過切削刃上選定點，

8、通過切削刃上選定點，平行于進給運動方向并垂直于基面平行于進給運動方向并垂直于基面PrPr的平的平面。面。 背平面Pp：通過切削刃上選定點，同時垂通過切削刃上選定點，同時垂直于直于PrPr和和PfPf的平面。的平面。 Pr-Pf-Pp組成一個假定工作平面、組成一個假定工作平面、背平面參考系背平面參考系 122022-1-111.4 切削層參數與切削方式由切削刃正在切削的這一層金屬叫作切削層。切削層的截面尺寸稱為切削層參數。切削層參數切削層參數切削切削層公稱層公稱厚度（厚度（切削切削厚度）厚度）切削切削層公稱層公稱寬度（寬度（切削切削寬度）寬度）rDfhsin切削層切削層公稱橫截面積面積 AD (

9、切削面積切削面積) AD hD bD f ap132022-1-11切削方式切削方式1.4 切削層參數與切削方式直角切削（正切削）斜角切削（斜切削）直角切削直角切削 沒有副刃參加切削，且沒有副刃參加切削，且s = 0自由切削：只有直線形主刀刃參加切削工作非自由切削：曲線形主刀刃參加切削工作 或主副刀刃均參加切削工作142022-1-11在切削過程中，刀具切削部分與切屑、工件在切削過程中，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受著很大的壓力和強烈相互接觸的表面上承受著很大的壓力和強烈的摩擦，刀具在高溫高壓以及沖擊和振動下的摩擦，刀具在高溫高壓以及沖擊和振動下切削。因此刀具材料必須具備以下要求

10、切削。因此刀具材料必須具備以下要求1.5 刀具材料對刀具切削部分材料性能的要求1 1）高的硬度和耐磨性）高的硬度和耐磨性2 2）足夠的強度和韌性）足夠的強度和韌性3 3）良好的耐熱性）良好的耐熱性4 4）導熱性和熱膨脹系）導熱性和熱膨脹系數數5 5）良好的工藝性和經）良好的工藝性和經濟性濟性152022-1-11高速鋼高速鋼硬質合金硬質合金超硬材料：超硬材料：PCDPCD、PCBNPCBN、陶、陶瓷瓷涂層涂層2022-1-11第二章第二章 切削加工的基本規律切削加工的基本規律 2.1 2.1 金屬切削的變形過程金屬切削的變形過程 2.2 2.2 切屑的種類及卷屑斷屑機理切屑的種類及卷屑斷屑機理

11、 2.3 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤前刀面上的摩擦與積屑瘤 2.4 2.4 影響切削變形的因素影響切削變形的因素 2.5 2.5 切削力及其影響因素切削力及其影響因素 2.6 2.6 切削熱與切削溫度切削熱與切削溫度 2.7 2.7 刀具磨損、破損與使用壽命刀具磨損、破損與使用壽命 172022-1-11第二章第二章 切削加工的基本規律切削加工的基本規律 2.8 2.8 切削用量的選擇切削用量的選擇 2.9 2.9 刀具幾何參數的選擇刀具幾何參數的選擇 2.10 2.10 工件材料的切削加工性工件材料的切削加工性 2.11 2.11 切削液切削液182022-1-112.1 金屬切削的變形

12、過程 金屬切削過程就是工件的被切金屬層在刀具前金屬切削過程就是工件的被切金屬層在刀具前刀面的推擠下，沿著剪切面刀面的推擠下，沿著剪切面( (滑移面滑移面) )產生產生剪切剪切變形變形并轉變為切屑的過程。因而可以說，并轉變為切屑的過程。因而可以說，金屬切削過程就是金屬內部不斷滑移變形的過程金屬切削過程就是金屬內部不斷滑移變形的過程。 192022-1-112.1 金屬切削的變形過程 第變形區： 剪切變形區 金屬剪切滑移，成為切屑。金屬切削過程的塑性變形主要集中于此區域。圖2-4 切削部位三個變形區 第變形區：已加工面受到后刀面擠壓與摩擦，產生變形。此區變形是造成已加工面加工硬化和殘余應力的主要原

13、因。三個變形區分析 第變形區： 靠近前刀面處，切屑排出時受前刀面擠壓與摩擦。此變形區的變形是造成前刀面磨損和產生積屑瘤的主要原因。202022-1-11描述切削變形的三個物理量描述切削變形的三個物理量2.1 金屬切削的變形過程 變形系數變形系數 剪應變（相對滑移系數）剪應變（相對滑移系數） 剪切角剪切角關于剪切角：關于剪切角： (1)(1)剪切角剪切角與摩擦角與摩擦角有關。有關。 當當增大時，增大時，角隨之減小，變形增大。角隨之減小，變形增大。 減小前刀面上的摩擦系數有利于切削。減小前刀面上的摩擦系數有利于切削。(2)(2)增大前角增大前角oo，剪切角，剪切角隨之增大，變形減小。隨之增大，變形

14、減小。 可見在保證切削刃強度的前提下，增大前角對改善切可見在保證切削刃強度的前提下，增大前角對改善切 削過程是有利的。削過程是有利的。212022-1-112.2 切屑的種類及卷屑斷屑機理 形成條件影響名稱簡圖形態變形帶狀，底面光滑而背面呈毛茸狀節狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規則塊狀顆粒剪切滑移尚未達到斷裂程度局部剪切應力達到斷裂強度剪切應力完全達到斷裂強度未經塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進給量較小， 刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進給量較大， 刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料， 刀具前角較小切削過程平穩，表面粗糙度小， 妨礙

15、切削工作，應設法斷屑切削過程欠平穩，表面粗糙度欠佳切削力波動較大，切削過程不平穩，表面粗糙度不佳切削力波動大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑擠裂切屑單元切屑崩碎切屑222022-1-112.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤 在高溫高壓作用下，切屑底層與前刀面發生粘接，切屑與前刀面之間既有外摩擦，也有內摩擦。特點前刀面上的摩擦前刀面上的摩擦不服從古典摩擦法則。不服從古典摩擦法則。 積屑瘤 積屑瘤是堆積在前刀面上近切削刃處的積屑瘤是堆積在前刀面上近切削刃處的一個楔塊一個楔塊 可替代切削刃參加切削可替代切削刃參加切削積屑瘤成因 一定溫度、壓力作用下，切屑底層與前刀面發生粘接一定溫度、壓力作用下，切

16、屑底層與前刀面發生粘接 粘接金屬嚴重塑性變形，產生加工硬化粘接金屬嚴重塑性變形，產生加工硬化232022-1-11形成積屑瘤的條件：主要取決于切削溫度形成積屑瘤的條件：主要取決于切削溫度積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤對切削過程的影響: 1）保護刀具）保護刀具2）增大前角）增大前角3 ）增大切削厚度切削厚度4 ）增大已加工表面的粗糙度已加工表面的粗糙度5 ）加速刀具磨損刀具磨損2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤 242022-1-11對積屑瘤的控制對積屑瘤的控制 ： 積屑瘤有利有弊積屑瘤有利有弊 粗加工粗加工 代替刀具切削，保護刀具，減小切削變形。代替刀具切削，保護刀具，減小切削變形。 精加工精加工

17、不希望出現積屑瘤。不希望出現積屑瘤。控制積屑瘤的形成：控制積屑瘤的形成： 控制控制切削溫度切削溫度 實質上就是要控制刀實質上就是要控制刀- -屑界面處的摩擦系數屑界面處的摩擦系數 改變切削速度是控制積屑瘤生長的最有效措改變切削速度是控制積屑瘤生長的最有效措 加注切削液和增大前角都可以抑制積屑瘤的形成。加注切削液和增大前角都可以抑制積屑瘤的形成。 2.3 前刀面上的摩擦與積屑瘤 252022-1-112.4 影響切削變形的因素 工件材料工件材料強度硬度越大，。越小強度硬度越大，。越小 刀具前角刀具前角前角增大，變形系數減小前角增大，變形系數減小 切削速度切削速度 進給量進給量進給量增大，。減小進

18、給量增大，。減小262022-1-112.5 切削力rFcFFpFf pFfFf pFf pfvc圖2-32-0 切削力的分解切削力來源 3個變形區產生的彈、塑性變形抗力 切屑、工件與刀具間摩擦力F 切削合力Fc主切削力主切削力Fp背向力背向力Ff進給力進給力切削力分解272022-1-112.5 切削力 工件材料工件材料 切削用量切削用量 刀具幾何參數：前角、主偏角、刃傾角刀具幾何參數：前角、主偏角、刃傾角、刀尖圓弧半徑、負倒棱、刀尖圓弧半徑、負倒棱 刀具磨損刀具磨損 切削液切削液 刀具材料刀具材料影響切削力的因素282022-1-112.6 切削熱與切削溫度切削熱來源 切削過程變形和摩擦所

19、消耗功，絕大部分轉變為切削熱切削熱由切屑、工件、刀具和周圍介質（切削液、空氣)等傳散出去工件切屑刀具圖2-41 切削熱的來源與傳出切削熱傳出 主要來源 QA=QD+QFF+QFR式中，QD , QFF , QFR分別為切削層變形、前刀面摩擦、后刀面摩擦產生的熱量292022-1-112.6 切削熱與切削溫度切削溫度分布 切削塑性材料 前刀面靠近刀尖處溫度最高。 切削脆性材料 后刀面靠近刀尖處溫度最高。750刀具圖2-42 二維切削中的溫度分布 工件材料：低碳易切鋼； 刀具：o=30，o=7； 切削用量：ap=0.6mm， vc =0.38m/s； 切削條件：干切削， 預熱611C切削溫度切削溫

20、度 一般指前一般指前刀面與切屑接觸區內的刀面與切屑接觸區內的平均溫度平均溫度302022-1-112.6 切削熱與切削溫度影響切削溫度的因素 切削用量切削用量 刀具幾何參數：前角、主偏角、負倒棱刀具幾何參數：前角、主偏角、負倒棱 工件材料工件材料 刀具磨損刀具磨損 切削液切削液312022-1-112.7 刀具磨損、破損和耐用度刀具壽命（耐用度）概念 刀具從切削開始至磨鈍標準的切削時間，用刀具從切削開始至磨鈍標準的切削時間，用T T 表示。表示。 刀具總壽命刀具總壽命 一把新刀從投入切削開始至報廢為一把新刀從投入切削開始至報廢為止的總切削時間，其間包括多次重磨。止的總切削時間，其間包括多次重磨

21、。 最大生產率壽命最大生產率壽命刀具壽命（耐用度）的選擇 最大利潤壽命最大利潤壽命 經濟壽命經濟壽命當銷售價當銷售價生產成本時，有如下關系：生產成本時，有如下關系： Tc Tpr Tp 通常根據優化指標來選擇刀具使用壽命通常根據優化指標來選擇刀具使用壽命322022-1-11切削用量切削用量 刀具幾何參數：前角、主偏角、負倒棱刀具幾何參數：前角、主偏角、負倒棱 工件材料工件材料 刀具磨損刀具磨損影響切削溫度的因素2022-1-112.7 刀具磨損、破損和耐用度刀具破損的防止刀具破損的防止（1）合理選擇刀具材料的種類和牌號）合理選擇刀具材料的種類和牌號（2）合理選擇刀具幾何參數選擇刀具幾何參數（

22、3）保證焊接和刃磨質量，避免因焊接和刃磨焊接和刃磨質量，避免因焊接和刃磨帶來的各種弊病。帶來的各種弊病。（4）合理選擇切削用量，避免過大的切削力和選擇切削用量，避免過大的切削力和過高的切削溫度。過高的切削溫度。（5）保證工藝系統較好的剛性，減小振動。工藝系統較好的剛性，減小振動。（6）盡量使刀具不承受或少承受突變性載荷。使刀具不承受或少承受突變性載荷。342022-1-112.8 切削用量的選擇在刀具耐用度一定的情況下，為提高生產率，選擇切削用量的基本原則選擇切削用量的基本原則是：首先應選取盡可能大的背吃刀量盡可能大的背吃刀量；其次要在機床動力和剛度允許的條件下，同時又滿足已加工表面粗糙度要求

23、的情況下，選取盡可能大的進給量；最后根據公式vc = Cv/Tmapm/pfm/n確定最佳切削速度。 352022-1-112.8 切削用量的選擇1. 確定背吃刀量 ap盡可能一次切除全部余量，余量過大時可分 2 次走刀，第一次走刀的切削深度取單邊余量的 2/33/4 。2. 確定進給量 f 粗切時根據工藝系統強度和剛度條件確定（計算或查表） 精切時根據加工表面粗糙度要求確定（計算或查表）3. 確定切削速度 vc根據規定的刀具耐用度確定切削速度 vc （計算或查表）4. 校驗機床功率(僅對粗加工) 選擇切削用量的傳統方法選擇切削用量的傳統方法 362022-1-112.9 切削用量的選擇37前

24、角對切削過程的影響前角對切削過程的影響增大前角可以減小切削變形和切削力，減小切削熱的產生，降低切削溫度，但同增大前角可以減小切削變形和切削力，減小切削熱的產生，降低切削溫度，但同時刀頭導熱面積和容熱體積減小，切削溫度反而升高。時刀頭導熱面積和容熱體積減小，切削溫度反而升高。合理前角合理前角對于不同的刀具材料，各有其對應刀具耐用度最大的前角，稱為合理前角對于不同的刀具材料，各有其對應刀具耐用度最大的前角，稱為合理前角 工件材料不同，刀具的合理前角也不同。工件材料不同，刀具的合理前角也不同。如何合理選取前角如何合理選取前角（1）工件材料的強度、硬度低，可以取較大的前角；反之，取小的前角。）工件材料

25、的強度、硬度低，可以取較大的前角；反之，取小的前角。（2)加工塑性材料，尤其是冷硬嚴重的材料時，應取大的前角。加工脆性材料，加工塑性材料，尤其是冷硬嚴重的材料時，應取大的前角。加工脆性材料，可取軟小的前角。可取軟小的前角。（3）粗加工、斷續切削或工件有硬皮時，為了保證刀具有足夠強度，應取小的）粗加工、斷續切削或工件有硬皮時，為了保證刀具有足夠強度，應取小的前角。前角。（4）對于成形刀具和前角影響切削刃形狀的其他刀具，為防止其刃形畸變，常）對于成形刀具和前角影響切削刃形狀的其他刀具，為防止其刃形畸變，常取較小的前角。取較小的前角。（5）刀具材料抗彎強度大、韌性較好時，應取大的前角。）刀具材料抗彎

26、強度大、韌性較好時，應取大的前角。（6）工藝系統剛性差或機床功率不足時，應取大的前角。）工藝系統剛性差或機床功率不足時，應取大的前角。opt2022-1-11 后角對切削過程的影響后角對切削過程的影響減小后刀面和過渡表面之間的摩擦。后刀面與過渡表面接觸，由于摩擦造成后刀面磨損。減小后刀面和過渡表面之間的摩擦。后刀面與過渡表面接觸，由于摩擦造成后刀面磨損。增大后角，減小摩擦，可以提高已加工表面質量和刀具耐用度。增大后角，減小摩擦，可以提高已加工表面質量和刀具耐用度。合理前角合理前角在一定的切削條件下，總有某一對應刀具耐用度最高的后角，成為合理后角在一定的切削條件下，總有某一對應刀具耐用度最高的后

27、角，成為合理后角如何合理選取后角如何合理選取后角（1)粗加工、強力切削及承受沖擊載荷的刀具，要求切削刃有足夠強度，應取較小的粗加工、強力切削及承受沖擊載荷的刀具，要求切削刃有足夠強度，應取較小的后角；后角； 精加工時，應以減小后刀面上的摩擦為主，宜取較大的后角，可增大刀具耐用度和提高已精加工時，應以減小后刀面上的摩擦為主，宜取較大的后角，可增大刀具耐用度和提高已加工表面加工表面質量。質量。（2）工件材料強度、硬度較高時，為保證切削刃強度，宜取較小的后角；工件材料較）工件材料強度、硬度較高時，為保證切削刃強度，宜取較小的后角；工件材料較軟、軟、塑性較大時，應適當加大后角，因為后刀面摩擦對已加工表

28、面質量及刀具磨損影響極塑性較大時，應適當加大后角，因為后刀面摩擦對已加工表面質量及刀具磨損影響極大；加大；加工脆性材料，切削力集中在刃區附近，宜取較小的后角。工脆性材料，切削力集中在刃區附近，宜取較小的后角。（3）工藝系統剛性差，容易出現振動時，應適當減小后角，有增加阻尼的作用。）工藝系統剛性差，容易出現振動時，應適當減小后角，有增加阻尼的作用。（4）各種有尺寸精度要求的刀具，宜取小的后角以限制重磨后刀具尺寸的變化。）各種有尺寸精度要求的刀具，宜取小的后角以限制重磨后刀具尺寸的變化。2022-1-11 增大主偏角，可以減小切削力，增加切削溫度，降低刀具耐用度2022-1-112022-1-11

29、第三章第三章 機械加工工藝規程的制定機械加工工藝規程的制定 3.1 3.1 基本概念基本概念 3.2 3.2 定位基準的選擇定位基準的選擇 3.3 3.3 零件的機械加工結構工藝性零件的機械加工結構工藝性 3.4 3.4 工藝路線擬訂工藝路線擬訂 3.5 3.5 加工余量的確定加工余量的確定 3.6 3.6 工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈 3.7 3.7 時間定額和提高生產率的工藝途徑時間定額和提高生產率的工藝途徑 3.8 3.8 工藝過程經濟分析工藝過程經濟分析412022-1-113.1 基本概念生產綱領？生產綱領？三種生產類型：三種生產類型：1 1、單件生產、單件生產 2 2、成批生產、成批生產

30、3 3、大量生產、大量生產 422022-1-113.2 定位基準的選擇基準分類基準分類 1）設計基準）設計基準2）工藝基準）工藝基準 工序基準工序基準 工序圖上用來確定本工序所加工工序圖上用來確定本工序所加工 表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準 定位基準定位基準 a.粗基準和精基準粗基準和精基準 b.附加基準附加基準 測量基準測量基準 裝配基準裝配基準432022-1-113.2 定位基準的選擇在加工時用于工件定位的基準稱為定位基準。在加工時用于工件定位的基準稱為定位基準。 使用未經機械加工表面作為定位基準，稱為粗基準。零件上根據機械加工工藝需要而專門設計的

31、定位基準。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。粗基準使用經過機械加工表面作為定位基準，稱為精基準。精基準附加基準442022-1-113.2 定位基準的選擇定位基準選擇的一般原則定位基準選擇的一般原則1.一般原則一般原則（1）選最大尺寸的表面為安裝面）選最大尺寸的表面為安裝面(限制限制3個自由度個自由度)，選，選最長距離的表面為導向面最長距離的表面為導向面(限制限制2個自由度個自由度)，選最小，選最小尺寸的表面為支承面尺寸的表面為支承面(限制限制1個自由度個自由度)。 （2）首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度度

32、。（3）應盡量選擇零件的主要表面為定位基準。應盡量選擇零件的主要表面為定位基準。 （4）定位基準應有利于夾緊，在加工過程中穩定可靠。定位基準應有利于夾緊，在加工過程中穩定可靠。 452022-1-113.2 定位基準的選擇粗基準的選擇原則粗基準的選擇原則 精基準的選擇原則精基準的選擇原則 1）基準重合原則2）基準統一原則 3）互為基準原則4）自為基準原則462022-1-113.4 工藝路線的制定v 在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備和工藝裝備，使用標準技術等級工人，不延長加工時間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度。加工經濟精度 （1)所選擇的加工方法能否滿足零件加工精度的要

33、求。（2）零件材料的機械加工工藝性。（3）生產率對加工方法有無特殊要求。（4）現場工藝能力和現有加工設備的加工經濟精度。選擇加工方法應考慮的問題選擇加工方法應考慮的問題典型表面的加工方法選擇：外圓；內孔；平面472022-1-112022-1-113.5 工序尺寸的確定v 加工余量加工過程中從加工表面切去材料層厚度v 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度 對于被包容表面加工余量及其計算 bZab 對于包容表面bZba式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。a）b）c）d）Zbab圖3-19 工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab4920

34、22-1-113.5 工序尺寸的確定加工余量確定方法v 計算法采用計算法確定加工余量比較準確，但需掌握必要的統計資料和具備一定的測量手段。v 經驗法由一些有經驗的工程技術人員或工人根據現場條件和實際經驗確定加工余量。此法多用于單件小批生產。v 查表法利用各種手冊所給的表格數據，再結合實際加工情況進行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產上應用較多。502022-1-113.5 工序尺寸的確定確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序

35、取設計尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應的加工經濟精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計算確定。512022-1-113.6 工藝尺寸鏈尺寸鏈定義 在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈 裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈在機器設計和裝配過程中，由有關零件尺寸形成的尺寸鏈 工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈在加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈522022-1-113.6 工藝尺寸鏈尺寸鏈的環 封閉環在零件加工過程或機器裝配過程中最終形成的環（或間接得到的環間接得到的環）

36、 指組成尺寸鏈的每一個尺寸v 增環增環該環變動（增大或減小）引起封閉環同向變動（增大或減小）的環 組成環尺寸鏈中除封閉環以外的各環。對于工藝尺寸鏈來說，組成環的尺寸一般是由加工直接得到的v 減環減環該環變動（增大或減小）引起封閉環反向變動（減小或增大）的環532022-1-113.6 工藝尺寸鏈尺寸鏈計算的關鍵：尺寸鏈計算的關鍵： 正確畫出尺寸鏈圖，找出封閉環，確定增環和減環正確畫出尺寸鏈圖，找出封閉環，確定增環和減環作尺寸鏈圖作尺寸鏈圖 按照加工順序依次畫出各工序尺寸及零件按照加工順序依次畫出各工序尺寸及零件 圖中要求的尺寸，形成一個封閉的圖形。圖中要求的尺寸，形成一個封閉的圖形。找封閉環找

37、封閉環 根據工藝過程，找出間接保證的尺寸根據工藝過程，找出間接保證的尺寸A0 為為 封閉環。封閉環。 確定增環和減環確定增環和減環 可用以下簡便的方法得到：可用以下簡便的方法得到： 從封閉環開始，給每一個環畫出箭頭，從封閉環開始，給每一個環畫出箭頭， 最后再回到封最后再回到封 閉環，像電流一樣形成回路。凡箭頭方向與封閉環方閉環，像電流一樣形成回路。凡箭頭方向與封閉環方 向向相反者為增環相反者為增環，箭頭方向與封閉環方向，箭頭方向與封閉環方向相同者為減環相同者為減環。542022-1-113.6 工藝尺寸鏈基本計算公式 用極值法解尺寸鏈的基本計算公式如下：用極值法解尺寸鏈的基本計算公式如下：a)

38、a)封閉環的基本尺寸封閉環的基本尺寸等于增環的基本尺寸之和減去減環等于增環的基本尺寸之和減去減環 的基本尺寸之和；的基本尺寸之和； b)封閉環的最大極限尺寸等于增環最大極限尺寸之和減封閉環的最大極限尺寸等于增環最大極限尺寸之和減 去減環最小極限尺寸之和；去減環最小極限尺寸之和；c)封閉環的最小極限尺寸等于增環最小極限尺寸之和減封閉環的最小極限尺寸等于增環最小極限尺寸之和減 去減環最大極限尺寸之和；去減環最大極限尺寸之和；d)封閉環的封閉環的上偏差等于增環上偏差之和減去減環下偏差之上偏差等于增環上偏差之和減去減環下偏差之 和和 ；e)封閉環的封閉環的下偏差等于增環下偏差之和減去減環上偏差之下偏差

39、等于增環下偏差之和減去減環上偏差之 和和 ；f)封閉環的封閉環的公差等于組成環公差之和。公差等于組成環公差之和。552022-1-113.6 工藝尺寸鏈封閉環的公差比任何一個組成環的公差都大封閉環的公差比任何一個組成環的公差都大，應，應盡量選擇最不重要的尺寸作封閉環；盡量選擇最不重要的尺寸作封閉環；為減小封閉環公差，應盡量減少組成環數及其公差。為減小封閉環公差，應盡量減少組成環數及其公差。 計算尺寸鏈時，常遇到兩種類型的問題：計算尺寸鏈時，常遇到兩種類型的問題：1）已知全部組成環的極限尺寸，求封閉環基本尺寸及）已知全部組成環的極限尺寸，求封閉環基本尺寸及 公差，稱為公差，稱為“正計算正計算”

40、，結果唯一。，結果唯一。 2）已知封閉環的極限尺寸，求一個或幾個組成環的極限）已知封閉環的極限尺寸，求一個或幾個組成環的極限 尺寸，稱為尺寸，稱為“反計算反計算” 。 通常在制定工藝規程時，由于基準不重合而需要進行的通常在制定工藝規程時，由于基準不重合而需要進行的 尺寸換算屬于這類計算，尺寸換算屬于這類計算，結果不唯一，需優化計算結果不唯一，需優化計算。 562022-1-113.7時間定額 時間定額的組成： 基本時間t基、輔助時間t輔、布置工作地時間t布置、休息和自然需要時間t體、準備和終結時間t準結 減縮基本時間的措施：提高切削用量、減少切削行程長度、合并工步、多件加工2022-1-11第

41、五章第五章 機械加工精度機械加工精度 5.1 5.1 機械加工精度的概念機械加工精度的概念 5.2 5.2 獲得加工精度的方法獲得加工精度的方法 5.3 5.3 影響加工誤差的因素影響加工誤差的因素 5.4 5.4 加工誤差的綜合分析加工誤差的綜合分析582022-1-115.1 機械加工精度的概念所謂加工精度，是指加工后零件的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值與理想值相符合的程度，它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數值上通過加工誤差的大小來表示。精度和誤差是對同一問題的兩種不同的描述，兩者的概念是相關連的。精度愈高，誤差愈小；反之，精度愈低，誤差就愈大。常用加工誤差的大

42、小來評價加工精度的高低常用加工誤差的大小來評價加工精度的高低加工誤差越小，加工精度越高加工誤差越小，加工精度越高592022-1-115.2 獲得加工精度的方法（1 1）獲得尺寸精度的方法）獲得尺寸精度的方法 1 1）試切法）試切法 用于單件小批生產用于單件小批生產 2 2）調整法）調整法 用于成批大量生產用于成批大量生產 3 3）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法 生產率高，刀具制造復雜生產率高，刀具制造復雜 4 4）自動控制法）自動控制法 切削測量補償調整切削測量補償調整（2 2）獲得形狀精度的方法）獲得形狀精度的方法 1 1）軌跡法）軌跡法 利用刀尖運動軌跡形成工件表面形狀利用刀尖運動軌跡形成工

43、件表面形狀 2 2）成形刀具法）成形刀具法 由刀刃的形狀形成工件表面形狀由刀刃的形狀形成工件表面形狀 3 3）展成法）展成法 由切削刃包絡面形成工件表面形狀由切削刃包絡面形成工件表面形狀（3 3）獲得相互位置精度的方法）獲得相互位置精度的方法 主要由機床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證主要由機床精度、夾具精度和工件的裝夾精度來保證602022-1-11影響加工精度的因素原理誤差、工藝系統的制造誤差和磨損、工藝系統的受力變形、工藝系統的受熱變形、工藝系統的調整誤差、工件的安裝夾緊誤差、度量誤差7個方面2022-1-115.3 影響加工精度的因素工藝系統：機床、刀具、夾具以及工件組成的系統工藝

44、系統剛度在加工誤差敏感方向上工藝系統所受外力與變形量之比誤差復映：由于工藝系統受力變形，使毛坯誤差部分反映到工件上，此種現象稱為“誤差復映”pFkX622022-1-115.3 影響加工精度的因素v合理設計零部件結構和截面形狀v提高連接表面接觸剛度v采用輔助支承（中心架等）v采用合理裝夾和加工方式提高工藝系統剛度減小載荷及其變化變形轉移、補償和校正632022-1-115.3 影響加工精度的因素在精密加工和大件加工中，工藝系統熱變形引起的加工誤差占總誤差的約4070%。v 溫度場工藝系統各部分溫度分布v 熱平衡單位時間內，系統傳入的熱量與傳出的熱量相等，系統各部分溫度保持在一相對穩定的數值上v溫 度場與熱平衡研究目前以實驗研究為主工藝系統熱源內部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環境熱源輻射熱工藝系統熱變形工藝系統熱源溫度場與工藝系統熱平衡642022-1-115.3 影響加工精度的因素減小熱變形對加工精度影響的措施減小熱變形對加工精度影響的措施