第一篇：機(jī)械制造工藝教育專(zhuān)業(yè)

機(jī)械制造工藝教育專(zhuān)業(yè)

專(zhuān)業(yè)簡(jiǎn)介

學(xué)科：教育學(xué)

門(mén)類(lèi)：職業(yè)技術(shù)教育類(lèi)

專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：機(jī)械制造工藝教育專(zhuān)業(yè)

培養(yǎng)在機(jī)械工程領(lǐng)域內(nèi)具有較寬的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)，又具有較高技能和一定管理能力的工程應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才。

專(zhuān)業(yè)信息

培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)中等職業(yè)教育機(jī)械制造領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)的“雙師型”教師及從事機(jī)械制造業(yè)的高級(jí)技術(shù)型人才。

培養(yǎng)要求：培養(yǎng)學(xué)生具有良好的文化素質(zhì)，扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力達(dá)到國(guó)家或省級(jí)規(guī)定的等級(jí)水平。為適應(yīng)現(xiàn)代化制造技術(shù)的發(fā)展，本專(zhuān)業(yè)下設(shè)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向：畢業(yè)生獲得以下幾個(gè)方面的知識(shí)和能力：

數(shù)控加工技術(shù)方向：掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和操作；

◆熟練掌握數(shù)控手工和自動(dòng)編程技術(shù)、三維CAD/CAM軟件；

◆具有模具設(shè)計(jì)的基本能力。

機(jī)電一體化方向：在掌握機(jī)械制造基本理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)學(xué)習(xí)電學(xué)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)與設(shè)計(jì)及數(shù)控編程與操作課程，注重培養(yǎng)機(jī)電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)、研發(fā)能力。

主要課程：機(jī)械工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工程、工程力學(xué)、機(jī)械工程材料、計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)、可編成控制器原理與應(yīng)用、電工電子技術(shù)、數(shù)控編成與先進(jìn)制造技術(shù)、汽車(chē)?yán)碚摷皹?gòu)造、汽車(chē)故障診斷與檢測(cè)等課程。

院校分布(部分)

湖南師范大學(xué)。

第二篇：機(jī)械制造工藝教案專(zhuān)題

第三章 機(jī)械加工精度及其控制 ## 6 ## §3-1概述（書(shū)第二章、P27）

一、機(jī)械加工精度的基本概念

1質(zhì)量指標(biāo)：評(píng)價(jià)機(jī)械零件的加工質(zhì)量用加工精度和加工表面質(zhì)量。2加工精度：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度。3加工誤差：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏差程度。

加工精度和加工誤差是從兩個(gè)不同角度評(píng)價(jià)零件的幾何參數(shù)的，加工精度的高和低通過(guò)加工誤差的小和大表示，提高加工精度實(shí)際上就是減低加工誤差。

加工精度包含三個(gè)方面內(nèi)容：尺寸精度、形狀精度、位置精度。形狀公差限制在位置公差之內(nèi)，位置誤差限制在尺寸公差之內(nèi)。

二、影響機(jī)械加工精度的因素

機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成完整系統(tǒng)——工藝系統(tǒng)，加工過(guò)程中出現(xiàn)的各種原始誤差引起工藝系統(tǒng)相互位置的變化造成加工誤差。

課本以活塞加工精鏜銷(xiāo)孔工序的加工過(guò)程為例，活塞在裝夾過(guò)程中出現(xiàn)裝夾誤差；工件裝夾后對(duì)機(jī)床、刀具、夾具進(jìn)行調(diào)整出現(xiàn)調(diào)整誤差；加工過(guò)程中受切削力、切削熱、摩擦等作用工藝系統(tǒng)受力、受熱產(chǎn)生變形等造成加工誤差。小結(jié)如下：

1工藝系統(tǒng)的幾何誤差：

原理誤差、夾具誤差、刀具誤差、定位誤差、調(diào)整誤差以及尺寸鏈誤差等，是工件相對(duì)于刀具在靜止?fàn)顟B(tài)下已存在的誤差；

機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差及機(jī)床傳動(dòng)誤差，是工件相對(duì)于刀具在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下已存在的誤差。

以上各種幾何誤差與工藝系統(tǒng)的初始狀態(tài)有關(guān)。2工藝系統(tǒng)力效應(yīng)產(chǎn)生的誤差（動(dòng)誤差）：

工藝系統(tǒng)受力變形（慣性力、傳動(dòng)力等）產(chǎn)生的誤差；殘余應(yīng)力引起的誤差；刀具磨損等及測(cè)量產(chǎn)生的誤差誤差。

3工藝系統(tǒng)熱變形產(chǎn)生的誤差：機(jī)床、夾具、刀具及工件熱變形產(chǎn)生的誤差。(課本放在2中)

機(jī)械加工中零件的尺寸、形狀和相互位置誤差，主要是由于工件與刀具在切削運(yùn)動(dòng)中相互位置發(fā)生了變動(dòng)而造成的。由于工件和刀具安裝在夾具和機(jī)床上，因此，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成了一個(gè)完整的工藝系統(tǒng)。

工藝系統(tǒng)中的種種誤差，是造成零件加工誤差的根源，故稱(chēng)之為原始誤差。原始誤差歸納見(jiàn)P29。

三、誤差的敏感方向

由于各種原始誤差的大小和方向各不相同，加工誤差必須在工序尺寸方向上度量。因此，不同的原始誤差對(duì)加工精度有不同的影響，原始誤差的方向與工序方向一致時(shí)對(duì)加工精度影響最大，稱(chēng)誤差敏感方向。例如圖2-2所示。

四、研究加工精度的方法

在機(jī)械加工中影響精度的因素很多，如零件的裝夾、裝夾前后對(duì)機(jī)床、刀具、夾具進(jìn)行調(diào)整。加工過(guò)程中產(chǎn)生切削力、切削熱和磨損，這些因素可能同時(shí)存在，我們要抓主要矛盾，有的放矢地采取措施，對(duì)誤差因素、影響規(guī)律和控制方法進(jìn)行分析。

研究加工精度的方法有兩種：

1.單因素分析法——研究某一確定因素對(duì)加工精度影響，不考慮其他因素。2.統(tǒng)計(jì)分析法——以生產(chǎn)中一批工件為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過(guò)程的順利進(jìn)行。

實(shí)際生產(chǎn)中兩種方法常常結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，一般先用統(tǒng)計(jì)分析法尋找誤差出現(xiàn)的規(guī)律，初步判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運(yùn)用單因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)，以便迅速找出影響加工精度的主要原因。

五、獲得加工精度的方法（歸納）（書(shū)上是全面質(zhì)量管理）1獲得尺寸精度的方法（書(shū)上調(diào)整誤差）

⑴試切法：通過(guò)試切-測(cè)量-調(diào)整-再試切反復(fù)過(guò)程。效率低、適合單件小批量。⑵定尺寸刀具法：用刀具的相應(yīng)尺寸保證工件被加工部位尺寸。如鉆孔、鉸孔、攻絲等，加工精度與刀具本身制造精度有關(guān)。

⑶調(diào)整法：按工件規(guī)定的尺寸預(yù)先調(diào)整機(jī)床、夾具、刀具與工件的相對(duì)位置，工件尺寸在加工中自動(dòng)獲得。用于自動(dòng)機(jī)床，自動(dòng)線上，適應(yīng)成批生產(chǎn)。⑷自動(dòng)控制法：用測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)加工系統(tǒng)。2獲得幾何形狀精度的方法

零件的幾何精度主要由機(jī)床精度、刀具精度保證。例如車(chē)外圓，圓柱度主要取決于主軸回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌精度及回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌之間相對(duì)位置精度。⑴軌跡法：利用切削運(yùn)動(dòng)中刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡形成被加工表面形狀的方法。

⑵成形法：利用成形刀具切削刃的幾何形狀切削出工件形狀。工件精度取決于刀具安裝精度、切削刃的形狀精度。

⑶展成法：利用刀具和工件做展成切削運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削刃在被加工表面上的包絡(luò)表面形成成形表面的方法。如插齒、滾齒加工。3獲得相互位置精度的加工方法

零件各表面相互位置精度，由機(jī)床精度、夾具精度、工件的安裝精度保證

一、加工原理誤差（P31）

加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或刃具輪廓進(jìn)行加工產(chǎn)生的誤差。

例如，滾齒加工，為了避免刀具制造和刃磨困難，常采用阿基米德蝸桿或法向直廓基本蝸桿的滾刀代替漸開(kāi)線基本蝸桿的滾刀產(chǎn)生兩種誤差，即所謂的“造形誤差”；和由于滾刀刀齒有限，切成的齒形是一條由微小折線組成的曲線，與理論上的光滑漸開(kāi)線比較存在“齒形誤差”。這些都是原理誤差。

再如，模數(shù)銑刀成形銑削齒輪，也采用近似刀刃齒廓，同樣產(chǎn)生加工原理誤差，一般原理誤差控制在0.01mm。精密元件加工原理誤差控制在2～5μm。書(shū)上是小于10～15%工件的公差值，補(bǔ)充：加工原理誤差類(lèi)型

1成形法加工的原理性誤差（形狀近似的刀具）

用盤(pán)形模數(shù)銑刀加工漸開(kāi)線齒輪時(shí)，每種模數(shù)不可能專(zhuān)門(mén)制造一把刀具，生產(chǎn)中一般用八把（精確的有15或26把）一套的模數(shù)銑刀。每把銑刀可以加工一定齒數(shù)范圍的齒輪，為了保證銑出的齒形工作時(shí)不發(fā)生干涉，銑刀按應(yīng)用范圍內(nèi)最小齒數(shù)的齒形制造，這樣，加工其它齒數(shù)的齒形就有誤差。2展成法加工的原理誤差（近似的加工方法）

應(yīng)用展成法加工齒輪或花鍵，漸開(kāi)線齒廓是由滾刀或插齒刀運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)逐點(diǎn)切成的。由于滾刀的切削刃數(shù)有限，形成的齒廓形狀是一根折線，與理論上光滑的漸開(kāi)線有較小的誤差，這也是加工原理誤差。3仿形加工原理誤差（近似的傳動(dòng)方式）

用靠模進(jìn)行仿形加工工件上的曲線時(shí)，由于與靠模接觸的滾子半徑和刀具半徑不可 §3-2 工藝系統(tǒng)中幾何精度對(duì)加工精度的影響（單因素分析法）能完全相等，滾子與靠模的接觸點(diǎn)和工件曲面與刀具的接觸點(diǎn)并不完全對(duì)應(yīng)，因此會(huì)引起被加工曲線的誤差。（例如電子配鑰匙，有時(shí)有誤差，回家開(kāi)不了門(mén)）

二、調(diào)整誤差

在機(jī)加工的每一道工序中，總要對(duì)工藝進(jìn)行一些調(diào)整工作，例如安裝夾具、調(diào)整刀具尺寸等，因此不可避免地帶來(lái)誤差，叫調(diào)整誤差。引起調(diào)整誤差因素很多，如調(diào)整用的刻度盤(pán)、定程機(jī)構(gòu)的精度及與它們配合的離合器、控制閥的靈敏度；測(cè)量?jī)x器等誤差。歸納起來(lái)，工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式，調(diào)整誤差與調(diào)整方式有關(guān)。1.試切法調(diào)整

試切法加工，先在工件上試切，根據(jù)測(cè)得的尺寸與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機(jī)構(gòu)調(diào)整刀具與工件的位置，然后試切、測(cè)量、調(diào)整，直到規(guī)定的尺寸要求時(shí)，再切削出整個(gè)待加工的表面。引起調(diào)整誤差的因素是測(cè)量誤差、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差、試切時(shí)與正式切削時(shí)切削層厚度不同等。2.調(diào)整法

以試切法為依據(jù)，預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的相對(duì)位置，并在一批零件的加工中保持這種位置相對(duì)不變來(lái)獲得所要求的零件尺寸。引起調(diào)整誤差的因素是定程機(jī)構(gòu)誤差、式樣或樣板的誤差、測(cè)量有限試件造成的誤差等。3.刀具的調(diào)整

靜調(diào)整：在靜止?fàn)顟B(tài)下確定刀具相對(duì)工件表面的尺寸和位置。按預(yù)定調(diào)整尺寸安裝刀具。調(diào)整方法①用通用量具測(cè)量調(diào)整；②用對(duì)刀樣板調(diào)整。

動(dòng)調(diào)整：當(dāng)機(jī)床開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)和切削時(shí)，由于受切削力、切削熱及負(fù)荷作用，實(shí)際刀尖位置不斷變化。刀具的動(dòng)調(diào)整方法：靜調(diào)整后，先試切若干個(gè)工件，測(cè)量實(shí)際獲得的尺寸，計(jì)算平均值和范圍值，與規(guī)定調(diào)整尺寸比較看是否合格。動(dòng)調(diào)整誤差是可以控制的，改進(jìn)刀具材質(zhì)合理調(diào)整刀具，就可減少動(dòng)調(diào)整誤差的影響。

三、機(jī)床誤差（P167）

機(jī)床誤差包括機(jī)床制造誤差、安裝誤差、磨損等幾個(gè)方面。其中主軸回轉(zhuǎn)誤差和傳動(dòng)鏈誤差（也稱(chēng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)誤差），導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度影響最大。1.機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差（直線度誤差）

①車(chē)床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度（ΔY）誤差（彎曲）：使刀尖在水平面內(nèi)發(fā)生位移ΔY，引起零件在半徑方向上產(chǎn)生1：1誤差（ΔY=ΔR）。在工件上形成錐形、鼓形或鞍形。②車(chē)床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度（ΔZ）誤差（彎曲）：引起刀尖產(chǎn)生ΔZ誤差，產(chǎn)生的零 件半徑方向的誤差（可忽略不計(jì)）。③前后導(dǎo)軌的平行度Δ（扭曲）。

④導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度（或垂直度）。

導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對(duì)不同的加工方法和加工對(duì)象將產(chǎn)生不同的加工誤差。考慮對(duì)加工精度影響時(shí)，主要考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向上的位移。

在車(chē)床上車(chē)削圓柱面時(shí)，誤差的敏感方向在水平面上；錐形、鼓形或鞍形稱(chēng)圓柱度誤差 刨床的誤差敏感方向?yàn)榇怪狈较颍鸺庸け砻娴闹本€度及平面度誤差； 鏜床的誤差敏感方向隨主軸回轉(zhuǎn)發(fā)生變化，對(duì)水平和垂直方向都有影響。

機(jī)床導(dǎo)軌誤差與制造和安裝有關(guān)，安裝不正確引起的導(dǎo)軌誤差大于制造引起的導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌的磨損是造成導(dǎo)軌誤差的另一原因。所以為了減小導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響，機(jī)床設(shè)計(jì)與制造時(shí)，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、材料、潤(rùn)滑方式、保護(hù)裝置等方面采取相應(yīng)措施；制造中床身毛坯充分時(shí)效處理；安裝要保證質(zhì)量。

導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差理論分析一般了解，自己看書(shū)

2.機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差 ⑴基本概念

主軸的回轉(zhuǎn)精度，是主軸系統(tǒng)的重要特性。它直接影響零件的加工精度。由于軸頸的圓度、軸頸之間的同軸度、主軸撓度、支承端面與軸頸中心線的垂直度等誤差，使主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線發(fā)生偏移，這個(gè)偏移就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差。⑵對(duì)加工精度的影響（主軸回轉(zhuǎn)誤差的三種基本形式）

①?gòu)较驁A跳度——沿徑向變動(dòng)量，對(duì)工件的圓度產(chǎn)生誤差，因加工方法不同而異。鏜削影響大，近似橢圓；車(chē)削影響不大，基本是圓。（工人稱(chēng)徑跳）

②軸向圓跳動(dòng)——沿軸向變動(dòng)量，對(duì)工件圓柱表面加工精度沒(méi)有影響；但在加工端面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生端面與軸線的垂直度誤差；車(chē)螺紋時(shí)也會(huì)使螺距產(chǎn)生周期性誤差。（工人稱(chēng)端跳）③純角度擺動(dòng)——沿回轉(zhuǎn)軸線傾斜角度變動(dòng)，車(chē)外圓和內(nèi)孔表面時(shí)，產(chǎn)生錐度誤差；在鏜床上鏜孔時(shí)，鏜刀隨主軸旋轉(zhuǎn)，從工件內(nèi)表面整體看，鏜出的孔是橢圓柱。⑶影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 ①軸承誤差 ②軸承間隙的影響

③與軸承配合零件誤差的影響 ④主軸轉(zhuǎn)速的影響 ⑤主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形 ⑷提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施

①提高軸承的回轉(zhuǎn)精度：選用高精度滾動(dòng)軸承；提高支承孔、軸頸等表面加工精度。②對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊：可消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過(guò)盈，增加軸承剛度。

③不使回轉(zhuǎn)誤差反映到工件上：例如磨外圓柱面時(shí)，用兩個(gè)固定頂尖支承，主軸只傳遞動(dòng)力，工件回轉(zhuǎn)精度取決于頂尖和中心孔的形狀誤差和同軸度誤差。3.機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差

傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差。

傳動(dòng)鏈誤差一般不影響圓柱面和平面的加工精度，但會(huì)影響刀具運(yùn)動(dòng)的正確性，是齒輪、蝸輪、螺紋及其它按展成原理加工時(shí)，影響加工精度的主要因素。

例如，滾刀滾切齒輪時(shí)，要求滾刀轉(zhuǎn)速和工件轉(zhuǎn)速之間保持嚴(yán)格的傳動(dòng)比，滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。當(dāng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)元件如，分齒掛輪、分度蝸輪等由于制造、磨損或裝配等原因存在誤差，使?jié)L切出的齒輪產(chǎn)生誤差。如周節(jié)誤差、周節(jié)累計(jì)誤差和齒形誤差等。

機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)由齒輪、蝸桿、蝸輪、絲杠、螺母等組成，元件的原始誤差由制造形成，它會(huì)破壞正確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。造成傳動(dòng)比誤差、轉(zhuǎn)角誤差等。課本P43

為了減少傳動(dòng)鏈誤差對(duì)加工精度的影響，措施：

①減少傳動(dòng)元件，②提高傳動(dòng)元件的制造和裝配精度，③消除間隙，④采用誤差修正機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)精度。

四、夾具的制造誤差與磨損

⑴夾具的制造誤差：包括定位元件，刀具引導(dǎo)件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等零件的制造誤差；⑵夾具裝配后定位元件之間的相對(duì)尺寸誤差； ⑶夾具在使用過(guò)程中工作表面的磨損。

五、刀具的制造誤差與磨損

刀具的誤差是由于刀具的制造誤差與磨損造成的，單刃刀具的誤差對(duì)加工精度沒(méi)有直接影響，而定尺寸刀具和成形刀具的誤差將直接影響加工精度。⑴刀具種類(lèi)及誤差對(duì)加工精度影響

①采用定尺寸刀具（如鉆頭、絞刀、鏜刀塊、拉刀、鍵槽銑刀等）加工時(shí)，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。②成形刀具（如成形車(chē)刀、成形銑刀、成形砂輪等）加工時(shí)，刀具的形狀精度(制造誤差)直接影響工件的形狀精度，刀具安裝不正確將直接產(chǎn)生加工誤差。

③展成法加工刀具（滾齒刀、插齒刀、花鍵滾刀等）切削刃的幾何形狀誤差，影響加工表面的形狀精度。

④一般刀具（如車(chē)刀、銑刀、鏜刀等）制造精度對(duì)加工精度無(wú)直接影響，但切削過(guò)程中，刀具易磨損，也會(huì)引起零件的尺寸和形狀改變，影響加工精度。

減小誤差措施：規(guī)定刀具制造精度，正確選擇刀具材料、切削量、切削液，正確刃磨刀具。⑵刀具的磨損

刀具尺寸的磨損過(guò)程可分三個(gè)階段，初期磨損、正常磨損和急劇磨損階段，在急劇磨損階段刀具不能正常工作，因此磨損前必須重新磨刀。

六、量具誤差——應(yīng)用量具測(cè)量工件的尺寸、形狀、和位置精度時(shí)，產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因有：量具制造誤差、磨損、操作者視差等，為了減少量具制造和測(cè)量精度的影響，量具的制造精度應(yīng)控制在工件公差的1/5～1/10以?xún)?nèi)。檢驗(yàn)儀器設(shè)備要在計(jì)量部門(mén)授權(quán)的檢驗(yàn)所每年檢定一次，不經(jīng)標(biāo)定不準(zhǔn)使用。

七、工件的定位誤差（見(jiàn)P143，定位誤差的分析與計(jì)算）

§3-3 工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響 ## 8 ##

一、基本概念

⑴工藝系統(tǒng)：機(jī)床—夾具—刀具—工件組成了工藝系統(tǒng)。

⑵外力：切削力、傳動(dòng)力、夾緊力、控制力、干擾力（工件受力）。

⑶剛度：工件加工表面在切削力法向分力Fy作用下，刀具和工件之間相對(duì)位移的比值。剛度Kxt =Fy/Yxt，F(xiàn)y—切削力在Y方向分力，Yxt—系統(tǒng)變形（位移）工藝系統(tǒng)抵抗外力變形的能力用剛度Kxt表示，工藝系統(tǒng)在外力的作用下產(chǎn)生變形（加工誤差）影響被加工零件的精度。

二、工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算

切削加工時(shí)工藝系統(tǒng)在外力的作用下產(chǎn)生不同程度的變形，使刀具和工件位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相應(yīng)的加工誤差。

Kxt是在靜態(tài)條件下測(cè)定的，稱(chēng)工藝系統(tǒng)靜剛度，簡(jiǎn)稱(chēng)剛度。系統(tǒng)變形Yxt是機(jī)床變形Yjc、夾具變形Yjj、刀架變形Ydj、工件變形Yg的疊加。

Yxt= Yjc+Yjj+Ydj+Yg= Fy/Kjc +Fy/Kjj+Fy/Kdj+Fy/Kg 所以，Kxt=1/（1/Kjc+1/Kjj+1/Kdj+1/Kg）⑴工件、刀具的剛度（變形）

① 用卡盤(pán)安裝小軸（可用材料力學(xué)的懸臂梁公式計(jì)算）

３ ５２ 位移Yg=FyL３/3EI Kg=3EI/L E=2×10N/mm

L-工件長(zhǎng)度;E-彈性模量；I-工件截面慣性矩 ② 用兩頂尖安裝細(xì)長(zhǎng)軸（可用材料力學(xué)的兩支點(diǎn)梁公式計(jì)算）

２２ Yg=Fy/3EI×[（L-X）×X ]/L 當(dāng)X=0和X=L，Yg=0；X=L/2時(shí)，工件剛度最小，３ 變形最大，Yg max=FyL３/48EI 剛度，Kg=48EI/L

⑵機(jī)床、夾具的剛度：夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)床結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，它們的剛度很難用公式計(jì)算，目前通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。

三、工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響

在機(jī)加工過(guò)程中，整個(gè)工藝系統(tǒng)處于受力狀態(tài)，加工后工件的誤差將隨工藝系統(tǒng)受力狀態(tài)和剛度的變化而變化。工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度有如下影響： 1.切削力作用點(diǎn)位置的變化引起的工件形狀誤差

書(shū)上圖2-29（P51），刀具位于距床頭X處時(shí)，在切削分力Fy的作用下，床頭由A移到A’，尾座由B移到B’，刀架由C移到C’，它們的位移分別為yct,ywz,ydj。工件軸線AB移到A’B’,刀具切削點(diǎn)處工件軸線位移yx。

機(jī)床的總位移：yjc=（公式2-20）、機(jī)床的剛度：Kjc

機(jī)床的變形：工藝系統(tǒng)剛度隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，使工件產(chǎn)生鞍形的形狀誤差。

工件軸線產(chǎn)生的彎曲變形:yg=、工件的剛度：Kg=（P53）。

工件的變形：剛度也是隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，從而使工件產(chǎn)生鼓形的形狀誤差。

在機(jī)加工中機(jī)床和工件都有變形，使工件產(chǎn)生形狀誤差的工藝系統(tǒng)的總變形和工藝系統(tǒng)剛度為Yxt、Kxt。工藝系統(tǒng)的變形與剛度也是隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，所以加工出來(lái)的工件在各個(gè)截面的直徑是不相同的，必然產(chǎn)生形狀誤差。2.切削力大小的變化引起的加工誤差（誤差復(fù)映規(guī)律）

由于毛坯加工余量和材料硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，使工件產(chǎn)生相應(yīng)的尺寸誤差和形狀誤差（圓度誤差），這種現(xiàn)象叫“誤差復(fù)映”。

誤差復(fù)映系數(shù)ε=Δg/Δm=A/Kxt+A Δg、Δm——工件、毛坯誤差。

A——徑向切削力系數(shù)，是常數(shù)。

3.夾緊力和重力引起的加工誤差

工件在裝夾時(shí)，由于工件剛度較低或夾力點(diǎn)不當(dāng)，會(huì)使工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤差。工藝系統(tǒng)中某些零部件自身的重力所引起的相應(yīng)變形也會(huì)造成加工誤差。4.傳動(dòng)力和慣性力對(duì)加工精度的影響

傳動(dòng)力、慣性力在加工過(guò)程中經(jīng)常改變方向，剛性較差工件夾緊時(shí)施力不當(dāng)，機(jī)床部件、夾具、工件在機(jī)床上下移動(dòng)等使機(jī)床受力變形的變化，也會(huì)引起加工誤差。

傳動(dòng)力影響：有些書(shū)中認(rèn)為：在單爪撥盤(pán)傳動(dòng)下，車(chē)削出的工件是一個(gè)正圓柱，不會(huì)產(chǎn)生加工誤差。也有些論著認(rèn)為：形成的截面形狀為心臟形的圓柱度誤差。慣性力影響：在高速切削時(shí)，工藝系統(tǒng)中存在不平衡的高速旋轉(zhuǎn)部件，就會(huì)產(chǎn)生離心力。理論上講不會(huì)造成工件圓度誤差，但如果離心力大于切削力時(shí)，車(chē)床主軸軸頸和軸套內(nèi)孔表面的接觸點(diǎn)不停地變化，軸套孔的圓度誤差將傳給工件的回轉(zhuǎn)軸心。另外，周期變化的慣性力常常引起工藝系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)。

四、機(jī)床部件剛度 1.機(jī)床部件剛度的測(cè)定

⑴靜態(tài)測(cè)定法：在機(jī)床不工作狀態(tài)下，模擬切削時(shí)的受力情況，對(duì)機(jī)床施加靜載荷，對(duì)機(jī)床部件在不同靜載荷下的變形，繪出剛度特性曲線。剛度曲線特點(diǎn)： ①變形與作用力不是線性關(guān)系，反映刀架不純粹是彈性變形。

②加載和卸載曲線不重合，兩線之間的面積表示克服零件之間摩擦和接觸塑性變形所作的功。

③卸載后曲線不回到圓點(diǎn)，說(shuō)明有殘留變形；但反復(fù)加載-卸載殘留變形逐漸趨于零。④部件的實(shí)際剛度比按實(shí)體估算的小。

⑵工作狀態(tài)測(cè)定法：靜態(tài)測(cè)定法近似地模擬切削時(shí)的切削力，與實(shí)際加工條件不完全一樣，采用工作狀態(tài)測(cè)定法比較接近實(shí)際。工作狀態(tài)測(cè)定法依據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律。不足之處不能得出完整的剛度特性曲線及隨機(jī)性因素。2.影響機(jī)床部件剛度的因素

⑴連接表面間的接觸變形：表面存在粗糙度，實(shí)際接觸面比理論接觸面小，接觸凸峰處于接觸狀態(tài)，在外力作用下產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，產(chǎn)生接觸變形，有彈性也有塑性的。⑵零件間摩擦力的影響：機(jī)床部件受力變形時(shí)零件間連接表面會(huì)發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，加載時(shí)阻礙變形發(fā)生，卸載時(shí)阻礙變形恢復(fù)，造成剛度曲線加載和卸載不重合。⑶接合面的間隙：零件間只要存在間隙即使很小，會(huì)使零件錯(cuò)動(dòng)，剛度很低。⑷薄弱零件本身變形：薄弱零件受力變形對(duì)剛度影響很大。

五、減少工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響的措施 1.提高工藝系統(tǒng)剛度

①結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理：設(shè)置輔助支承和截面形狀，可提高部件剛度。

②提高連接表面的接觸剛度：提高零件的配合表面質(zhì)量；給部件預(yù)加載荷消除間隙；提高定位基準(zhǔn)面的精度，減少粗糙度。③裝夾工件要合理，加工方式要得當(dāng)。2.減小載荷及其變化

工藝措施要合理，如合理選擇刀具幾何參數(shù)以減小切削力可以減少受力變形。

六、工件殘余應(yīng)力引起的變形

工件內(nèi)的殘余應(yīng)力（也叫內(nèi)應(yīng)力）會(huì)使工件發(fā)生變形，喪失原有的加工精度。產(chǎn)生殘余應(yīng)力因素來(lái)自冷熱加工。

① 毛坯制造和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力：在鍛、鑄、焊、熱處理等加工過(guò)程中，由于工件熱脹冷縮不均勻、金相組織轉(zhuǎn)變時(shí)發(fā)生體積變化，使工件毛坯產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。

② 切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力：切削力和切削熱使工件表面產(chǎn)生冷熱塑性變形和金相組織變化，從而使工件表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

③ 工件在冷校直時(shí)產(chǎn)生殘余應(yīng)力：彎曲工件校直時(shí)，必須向反方向彎曲，使工件產(chǎn)生塑性變形。去除外力后，工件截面上部外層產(chǎn)生拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生壓應(yīng)力；下部外層產(chǎn)生壓應(yīng)力，里層產(chǎn)生拉應(yīng)力。

為減少殘余應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，①增加消除殘余應(yīng)力的熱處理工序；②合理安排工藝過(guò)程，如粗細(xì)加工分開(kāi)；③改善零件結(jié)構(gòu)，提高剛度。另外可在毛坯制造及零件粗加工后進(jìn)行時(shí)效處理。常用的方法有：人工時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效、天然時(shí)效等。

§3-4 工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響

一、概述

系統(tǒng)熱變形將破壞刀具與工件正確的幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，造成工件的加工誤差。在精密加工和大件加工中，熱變形引起的加工誤差能占到加工總誤差的40%～70%。控制和減少熱變形對(duì)保證加工精度很重要，無(wú)論是理論上還是實(shí)踐上，需要研究和解決的問(wèn) 題很多。1 工藝系統(tǒng)的熱源

熱從高溫處向低溫處傳遞，有導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射三種；熱源可分內(nèi)部和外部?jī)深?lèi)。①切削熱是最主要的熱源，它的一部分傳入工件和刀具使工件和刀具產(chǎn)生熱變形。②傳動(dòng)部分（軸承副、齒輪副、導(dǎo)軌副、離合器等）產(chǎn)生的摩擦熱，傳到床身。③機(jī)械動(dòng)力熱源，如電機(jī)、電器箱、液壓泵等能量損耗轉(zhuǎn)化為熱量。④環(huán)境熱量（陽(yáng)光、取暖設(shè)備等）使工藝系統(tǒng)各部分受熱不均勻引起的變形。

以上切削熱、摩擦熱屬于內(nèi)部熱源，熱量以熱傳導(dǎo)形式傳遞；外部熱源主要以輻射形式傳遞熱量。工藝系統(tǒng)的熱平衡和溫度場(chǎng)概念

①熱平衡：工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下，溫度會(huì)升高，但也向周?chē)h(huán)境散熱。當(dāng)工件、刀具、機(jī)床的溫度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，單位時(shí)間散發(fā)的熱量和熱源傳入的熱量趨于相等。②溫度場(chǎng)：由于熱源及其發(fā)熱量、位置和作用不同，散熱條件不一樣，所以各點(diǎn)溫升也不一樣，物體中各點(diǎn)溫度的分布稱(chēng)為溫度場(chǎng)。3 切削熱計(jì)算公式

Q=Pz·V·t Pz—主切削力（N）；V—切削速度(m/min)；t切削時(shí)間(min)

二、工件的熱變形對(duì)加工精度的影響

工藝系統(tǒng)熱變形中，機(jī)床熱變形最復(fù)雜，工件和刀具熱變形相對(duì)比較簡(jiǎn)單，工件產(chǎn)生熱變形主要受切削熱的影響，熱變形有兩種情況： 1 工件比較均勻地受熱：

簡(jiǎn)單的軸類(lèi)、套類(lèi)等零件的內(nèi)外圓加工時(shí)，切削熱均勻地傳入工件，主要影響尺寸精度。熱變形量計(jì)算公式（長(zhǎng)度、直徑）：

ΔL=α×L×Δt；ΔD=α×D×Δt Δt工件溫差℃，α線膨脹系數(shù)

圓柱度誤差：ΔR=α×D/2×Δt －５－５（α鋼≈1.17×10 /K；α銅≈1.7×10/K；α

鑄鐵≈1.05×10

/K）

－５ 加工精度較高的軸類(lèi)零件，如磨外圓、絲杠等宜采用彈性或液壓尾頂尖。2 工件不均勻受熱：

如平面的刨、銑、磨時(shí)，工件單面受熱，上下面之間的溫差影響幾何形狀（尺寸）精度，導(dǎo)致工件拱起。加工中拱起部分被切取，冷卻后變成下凹，造成平面度誤差。例如，磨削長(zhǎng)L、厚S的板類(lèi)零件，熱變形撓度X=（α×Δt×L２）/8S

三、刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響

刀具的熱變形主要是切削熱引起的。刀具切削部分的溫度很高，通過(guò)熱傳導(dǎo)使刀桿溫度升高，刀桿伸長(zhǎng)，變形量有時(shí)可達(dá)0.03～0.05mm。在加工長(zhǎng)軸類(lèi)工件時(shí)會(huì)造成表面幾何形狀誤差，有時(shí)可與刀具的磨損相互補(bǔ)償，故刀具對(duì)加工精度影響不太大。為了減少刀具的熱變形，應(yīng)合理選擇切削用量和刀具的幾何參數(shù)，并充分冷卻和潤(rùn)滑，以減少切削熱，減低切削溫度。

四、機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響

機(jī)床主軸、床身、導(dǎo)軌等受內(nèi)外熱源的影響，由于熱源不同，形成不均勻的溫度場(chǎng)，使它們的相對(duì)位置發(fā)生變化，熱變形破壞了原有的幾何精度，造成加工誤差。

對(duì)于車(chē)、銑、鉆、鏜等機(jī)床的熱源是主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)件的摩擦熱和潤(rùn)滑油發(fā)熱。例如，車(chē)床主軸發(fā)熱使主軸箱在垂直面內(nèi)偏移，在水平面內(nèi)傾斜，主軸箱溫升使主軸升高；熱量傳給床身和導(dǎo)軌加劇了主軸的傾斜。要控制熱傾斜量，可采用空調(diào)車(chē)間等。一般床身的熱變形占總傾斜量的75%，前后軸承溫差引起的傾斜量只占25%。

平面磨床床身熱變形受油池安放位置和導(dǎo)軌摩擦熱的影響。利用床身作油池床身下部溫度高于上部，導(dǎo)軌產(chǎn)生中凹變形；有些磨床油箱移至機(jī)外，由于導(dǎo)軌面摩擦熱，使床身上部溫度高于下部，導(dǎo)軌產(chǎn)生中凸變形。（課本P68）

五、減少工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響措施 ⑴減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源;⑵均衡溫度場(chǎng)（強(qiáng)制冷卻）;⑶設(shè)計(jì)上采用熱對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn);⑷設(shè)計(jì)時(shí)使熱變形發(fā)生在不影響加工精度的方向上。⑸控制環(huán)境溫度、加速達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

前面我們講過(guò)，實(shí)際生產(chǎn)中加工誤差單因素分析法和加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法常常結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，對(duì)加工精度進(jìn)行綜合分析。生產(chǎn)中，影響加工精度因素錯(cuò)綜復(fù)雜，很難用我們講過(guò)的單因素分析法，分析計(jì)算某一工序的加工誤差，因此必須通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加工的一批零件進(jìn)行檢查測(cè)量，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法加以處理和分析，從中發(fā)現(xiàn)誤差規(guī)律，指導(dǎo)找出解決加工精度的途徑，這就是加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析法。

一、加工誤差的性質(zhì)

各種單因素的加工誤差，按其在一批零件中出現(xiàn)的規(guī)律，可分為兩大類(lèi)。§3-5 加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析 ### 9 ### 1系統(tǒng)誤差

在順序加工的一批零件中，加工誤差大小和方向保持不變的誤差（常值誤差）或按一定的規(guī)律變化（變值誤差）統(tǒng)稱(chēng)系統(tǒng)誤差。

⑴常值系統(tǒng)誤差—加工原理誤差，機(jī)床、刀具、夾具、量具的制造誤差，工藝系統(tǒng)受力變形誤差等。例如，絞刀直徑有0.01mm的負(fù)偏差，加工的孔也存在0.01mm的負(fù)偏差。⑵變值系統(tǒng)誤差—機(jī)床和刀具熱變形,刀具磨損引起的加工誤差隨工序有規(guī)律變化。2隨機(jī)誤差

在順序加工的一批零件中出現(xiàn)的大小和方向都是無(wú)規(guī)律變化的誤差。

例如：毛坯誤差的復(fù)映、定位誤差、夾緊誤差、操作誤差、內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差。

不同性質(zhì)的誤差解決途徑不同。對(duì)于常值系統(tǒng)誤差，可以通過(guò)調(diào)整或檢修工藝裝備的方法解決，或者人為地制造一種常值誤差補(bǔ)償原來(lái)的常值誤差。對(duì)于變值系統(tǒng)誤差可以通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ń鉀Q。無(wú)明顯變化規(guī)律的隨機(jī)誤差很難完全消除，只能從根源上采取措施縮小其影響。

二、分布圖分析法

由于加工誤差存在著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，采用統(tǒng)計(jì)分析方法更為科學(xué)。統(tǒng)計(jì)分析方法就是以對(duì)許多工件抽樣檢查的結(jié)果為基礎(chǔ)，經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的處理，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，找出解決途徑。1實(shí)驗(yàn)分布圖

測(cè)量一批工件機(jī)加工后的實(shí)際尺寸（或誤差），由測(cè)量所得數(shù)據(jù)作出工件加工尺寸的實(shí)際分布圖，一般用直方圖或?qū)嶒?yàn)分布曲線作為工件加工尺寸的實(shí)驗(yàn)分布圖。再用實(shí)驗(yàn)分布圖的有關(guān)參數(shù)作出與它近似的理論分布圖，根據(jù)理論分布圖的方程可以定量地對(duì)加工誤差進(jìn)行計(jì)算。

直方圖和實(shí)驗(yàn)分布曲線的繪圖步驟看參考書(shū)（課本P204）2理論分布曲線

⑴正態(tài)分布：實(shí)驗(yàn)證明如果工藝系統(tǒng)不存在系統(tǒng)誤差，只存在隨機(jī)誤差，被加工零件的尺寸是符合正態(tài)規(guī)律分布（即高斯曲線）。（課本P206）

y—分布密度；x—工件尺寸或誤差；μ—誤差的算術(shù)平均值；ζ—均方根偏差 正態(tài)分布曲線特征：①曲線以μ直線為對(duì)稱(chēng)中線；

②μ的正偏差和負(fù)偏差相等； 正態(tài)分布曲線方程式：y=1/(ζ√2π)exp-1/2[(x-μ)/ζ]２（也叫概率密度函數(shù)）③分布曲線與橫坐標(biāo)包圍的面積包括了全部工件數(shù)（100%），x=μ±3ζ范圍面積占99.73%，±3ζ（或6ζ）的大小代表了某一種加工方法在一定的條件下所達(dá)到的加工精度，所以工件的公差δ＞6ζ才能保證加工精度。⑵非正態(tài)分布：若工藝系統(tǒng)還存在常值系統(tǒng)誤差，則工件尺寸的分布曲線不變，只不過(guò)曲線位置沿X軸發(fā)生平移；當(dāng)工藝系統(tǒng)存在變值系統(tǒng)誤差，曲線不在是正態(tài)分布，可以認(rèn)為是若干個(gè)正態(tài)曲線的迭加，仍可借鑒正態(tài)分布曲線求解。非正態(tài)分布曲線特征：實(shí)際加工中不近似于正態(tài)分布的有，①雙峰曲線，將兩次調(diào)整下加工的零件混在一起，由于每次調(diào)整時(shí)常值系統(tǒng)誤差是不同的，其值＞2.2ζ；如果兩臺(tái)機(jī)床加工的零件混在一起，不僅常值系統(tǒng)誤差不同，機(jī)床精度也不一樣，那么曲線的兩個(gè)高峰也不一樣。

②平頂曲線，加工中刀具尺寸磨損嚴(yán)重。

③凸峰曲線，刀具熱變形嚴(yán)重，加工軸時(shí)曲線凸峰偏向左，加工孔時(shí)曲線凸峰偏向右。有端跳和徑跳誤差時(shí)分布不對(duì)稱(chēng)（瑞利分布）。3分布圖分析法的應(yīng)用

①判斷加工誤差性質(zhì)：例如沒(méi)有變值系統(tǒng)誤差，服從正態(tài)分布；常值系統(tǒng)誤差僅影響μ值，即影響分布曲線的位置，對(duì)形狀沒(méi)影響。

②確定工序能力及等級(jí)：工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，加工誤差正常波動(dòng)幅度。工序（也叫工藝）能力6ζ；工藝能力系數(shù)Cp=T/6ζ，T公差范圍（工件尺寸公差）。工序能力分為5級(jí)，一般不低于2級(jí)，Cp＞1 ③估算合格品率 參看有關(guān)例題

三、點(diǎn)圖分析法

分布曲線法屬于事后分析，不能把規(guī)律性誤差從隨機(jī)誤差中分離出來(lái)；也不能在加工過(guò)程中提供控制工藝過(guò)程資料。采用點(diǎn)圖法可以按加工的先后順序，作出工件尺寸變化圖，以暴露整個(gè)加工過(guò)程的誤差變化。1點(diǎn)圖的形成：

按加工順序定期測(cè)量工件尺寸，每組取4或5個(gè)工件，測(cè)量后取平均值。組序號(hào)為橫坐標(biāo)；工件平均尺寸為縱坐標(biāo)。將各點(diǎn)連接得到點(diǎn)圖。

2點(diǎn)圖分析法的應(yīng)用：點(diǎn)圖法是全面質(zhì)量管理TQC中用于控制加工質(zhì)量的方法之一。①工藝驗(yàn)證—查明某種加工方法的工藝能力和工藝的穩(wěn)定性。

工藝能力用工藝能力系數(shù)表示Cp=T/6ζ T公差范圍，6ζ實(shí)際加工誤差。一般工藝能力系數(shù)Cp＞1，即實(shí)際加工誤差應(yīng)小于規(guī)定的公差；Cp太大不經(jīng)濟(jì)，一般分為5級(jí)。Cp＜1工序能力不足，產(chǎn)生不合格率不可避免。

單值點(diǎn)圖（圖2-58，書(shū)上講的比較多在這里扼要說(shuō)明），圖2-58實(shí)際上是某一個(gè)加工工藝的單值點(diǎn)圖實(shí)例，圖中畫(huà)有中心線和控制線，控制線用于判斷工藝是否穩(wěn)定的界限。

x-R圖（例題見(jiàn)P82）

工藝穩(wěn)定性是指工件尺寸平均值μ和方均根誤差ζ在長(zhǎng)期加工過(guò)程中保持不變。為了驗(yàn)證工藝的穩(wěn)定性，需要應(yīng)用xi，Ri兩張點(diǎn)圖將一批工件依照加工順序分成m 個(gè)為一組，xi是第i組的平均值，共分K組；Ri是第i組數(shù)值的極差（xmax-xmin）i，這兩張圖合在一起使用稱(chēng)為x-R圖（P81）。

②加工過(guò)程誤差分析—從點(diǎn)圖中分解出系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，尋找誤差根源。

例如，工件尺寸平均值X點(diǎn)圖呈緩慢上升或下降趨勢(shì)，可以考慮工藝系統(tǒng)是否存在熱變形或刀具磨損。通過(guò)采取相應(yīng)的解決措施進(jìn)行驗(yàn)證，如果點(diǎn)圖變化趨勢(shì)有所改進(jìn)，說(shuō)明分析正確。當(dāng)系統(tǒng)誤差消除后，隨機(jī)誤差成為主要誤差，分析產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的相關(guān)分析法。

§3-6 保證和提高加工精度的途徑

一、誤差預(yù)防技術(shù) 1.合理采用先進(jìn)工藝與設(shè)備

在制定工藝規(guī)程時(shí)要考慮，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。2.直接減小原始誤差

例如，加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，由于工件剛度很差，容易產(chǎn)生彎曲和振動(dòng)，影響工件的幾何精度。采用跟刀架，可以消除背向力將工件“頂彎”的因素。但細(xì)長(zhǎng)軸工件在進(jìn)給力的作用下，會(huì)因?yàn)椤皦簵U失穩(wěn)”被壓彎。在切削熱的作用下，工件會(huì)受熱伸長(zhǎng)。受卡盤(pán)和頂尖的限制，將產(chǎn)生軸向力加劇工件彎曲變形。為了消除或減小以上因素產(chǎn)生的誤差，可采用反向進(jìn)給的切削方式，同時(shí)應(yīng)用彈性尾座頂尖，背向力作用是拉伸而不是壓縮。拉伸變形和熱伸長(zhǎng)都可以在彈性頂尖上得到補(bǔ)償。3.轉(zhuǎn)移原始誤差

在工藝系統(tǒng)中增加工藝裝置，將原工藝系統(tǒng)中不易控制的誤差轉(zhuǎn)移的新的工藝裝置上加以控制。例如，用鏜模夾具加工箱體零件的孔系，即使機(jī)床加工精度不高，誤差也 能轉(zhuǎn)移，此時(shí)工件的加工精度完全取決于鏜桿和鏜模的制造精度。制作工夾具要比改造機(jī)床簡(jiǎn)單，容易保證精度。4.均分原始誤差

生產(chǎn)中本工序的加工精度比較穩(wěn)定，但由于毛坯或上一工序引起的誤差造成本工序超差，采用分組調(diào)整（均分誤差）的方法。

為了獲得精密的軸孔配合，要求軸孔加工的很精確，用現(xiàn)有設(shè)備但很不經(jīng)濟(jì)，甚至無(wú)法加工。因此可將公差擴(kuò)大幾倍進(jìn)行加工，然后精密地測(cè)量全部零件，分組。每組零件尺寸分散范圍小于規(guī)定公差，然后將相應(yīng)組的零件裝配起來(lái)，得到規(guī)定的配合精度。5.均化原始誤差

利用有密切聯(lián)系的表面相互比較，互相檢查，從對(duì)比中找出差異，然后進(jìn)行相互修正或互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。所謂密切聯(lián)系的表面有三類(lèi)，一類(lèi)是配偶件的表面，例如精密絲杠與螺母研具，鼠牙分度盤(pán)等；一類(lèi)是成套件的表面，如三塊一組的原始平面，直尺；還有一類(lèi)是工件本身互相牽連的表面，如分度盤(pán)的各個(gè)分度槽。6.“就地加工”達(dá)到最終精度

將零件裝配到機(jī)器的確定部位，利用機(jī)器本身相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系對(duì)零件上的關(guān)鍵定位表面進(jìn)行加工，消除裝配時(shí)誤差累積的影響。例如在機(jī)床上就地修正花盤(pán)和卡盤(pán)平面的平直度，修正卡盤(pán)爪的同心度，及夾具的定位面。7.加工過(guò)程中的積極控制

在機(jī)加工中，對(duì)于常值系統(tǒng)誤差可以用誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行消除和減少，但對(duì)于變值系統(tǒng)誤差，就必須用積極控制方法進(jìn)行補(bǔ)償。積極控制方法，也就是利用測(cè)量裝置連續(xù)地測(cè)出工件的實(shí)際尺寸（或形狀及位置精度），并與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，隨時(shí)修正刀具與工件的相對(duì)位置，直到兩者的差值不超過(guò)預(yù)定的公差為止。例如在外圓磨床上，利用氣壓傳感器監(jiān)測(cè)工件實(shí)際尺寸，當(dāng)工件尺寸達(dá)到設(shè)定值時(shí)，砂輪架自動(dòng)退出。

保證加工精度最基本方法是合理采用先進(jìn)工藝與設(shè)備。

二、誤差補(bǔ)償技術(shù)

人為地造成一種新誤差去抵消另一種加工誤差，盡量使兩者大小相等，方向相反，達(dá)到減小誤差的目的。

例如，在滾齒加工中，由于分度蝸輪的分度誤差會(huì)產(chǎn)生工件運(yùn)動(dòng)偏心誤差，這種誤差大小和方向在機(jī)床工作臺(tái)上是固定的。在精確測(cè)量出機(jī)床的分度誤差大小和方向之后，就可以人為地安裝偏心產(chǎn)生的幾何偏心誤差去補(bǔ)償機(jī)床固有的運(yùn)動(dòng)偏心。

第三篇：機(jī)械制造工藝總結(jié)

《機(jī)械制造工藝學(xué)》小論文

一、前言

機(jī)械制造工藝是各種機(jī)械的制造方法和過(guò)程的總稱(chēng)。它包括零件的毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和產(chǎn)品的裝配等，內(nèi)容十分廣泛。然而機(jī)械制造工藝學(xué)則是以機(jī)械加工和產(chǎn)品裝配過(guò)程的工藝問(wèn)題為主要研究對(duì)象的一門(mén)應(yīng)用性技術(shù)科學(xué)。本書(shū)我們學(xué)習(xí)了機(jī)械加工精度，機(jī)械加工表面質(zhì)量，工藝規(guī)程的制訂，尺寸鏈，精密加工與光整，回轉(zhuǎn)體零件加工，其他零件加工，齒形加工和現(xiàn)在制造技術(shù)等內(nèi)容。注重適用性和能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)了尺寸鏈、工藝規(guī)程的制訂、表面的精密加工與光整加工、各類(lèi)典型零件與齒形表面的加工工藝和方法等內(nèi)容。機(jī)械制造工業(yè)擔(dān)負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供各種機(jī)械裝備的任務(wù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位和作用。將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^(guò)程叫做生產(chǎn)過(guò)程，一種機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程往往是由許多工廠共同協(xié)作來(lái)完成的，工廠的生產(chǎn)過(guò)程又可分為各個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程：使各種原材料，半成品成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程，稱(chēng)為工藝。它提供的裝備水平對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的技術(shù)進(jìn)步有很大，直接的影響，其規(guī)模和水平是反應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要要標(biāo)志。

二.現(xiàn)代生產(chǎn)制造系統(tǒng)及制造技術(shù)的展望

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，已經(jīng)改變了或正在改變著制造技術(shù)的傳統(tǒng)面貌。制造技術(shù)的內(nèi)涵不斷地?cái)U(kuò)展，它與當(dāng)代最新科技成果不斷地交叉、融合，已經(jīng)形成了“現(xiàn)代制造技術(shù)”的全新概念。作為制造技術(shù)的最新進(jìn)展與展望，下面總結(jié)了幾項(xiàng)目前正在研究的熱點(diǎn)技術(shù)。

1.并行工程技術(shù)

并行工程這一概念是80年代中期首先由美國(guó)提出的。所謂并行工程技術(shù)，就是一體化和并行的設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其各種相關(guān)過(guò)程的系統(tǒng)化工作模式，它要求產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)一開(kāi)始就考慮生周期的所有因素，包括質(zhì)量、成本、工作進(jìn)度和用戶(hù)要求等。其宗旨是改善設(shè)計(jì)與制造間的信息交流，打破以往設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)的串行環(huán)節(jié)，引進(jìn)動(dòng)態(tài)并行機(jī)制，講產(chǎn)品生產(chǎn)中的各種因素進(jìn)行有機(jī)綜合、并行處理，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)。生產(chǎn)計(jì)劃、加工、檢測(cè)和市場(chǎng)分析等同步進(jìn)行，從而縮短技術(shù)的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，使產(chǎn)品能按用戶(hù)的要求以最快的速度供應(yīng)市場(chǎng)。

2.精益生產(chǎn)

精益生產(chǎn)的主導(dǎo)思想是以“人”為中心，以“簡(jiǎn)化”為手段，以“盡善盡美”為最終目標(biāo)。因此，精益生產(chǎn)的體電視：

（1）強(qiáng)調(diào)人的作用，以人為中心，工人是企業(yè)的主人，身纏工人在生產(chǎn)中享有充分的自主權(quán)。所有工作人員都是企業(yè)的終身雇員，企業(yè)把雇員看做是比機(jī)器更重要的國(guó)定資產(chǎn)，強(qiáng)調(diào)職工創(chuàng)造性的發(fā)揮。

（2）以“簡(jiǎn)化”為手段，去除生產(chǎn)中一切不增值的工作，簡(jiǎn)化組織結(jié)構(gòu)，建華與寫(xiě)作長(zhǎng)的關(guān)系，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程及檢驗(yàn)過(guò)程，減少非生產(chǎn)費(fèi)用，強(qiáng)調(diào)一體化的質(zhì)量保證。

（3）精益求精，以“盡善盡美”為最終目標(biāo)。持續(xù)不斷地改進(jìn)生產(chǎn)，降低成本，力求無(wú)廢品、無(wú)庫(kù)存和產(chǎn)品品種多樣化。時(shí)期也能以具有最有質(zhì)量和最低成本的產(chǎn)品，對(duì)市場(chǎng)需求做出最迅速的影響。

精益生產(chǎn)不僅實(shí)時(shí)信息與自動(dòng)化設(shè)備的集成，還把整個(gè)企業(yè)作為一個(gè)大系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)籌考慮。其主要技術(shù)基礎(chǔ)是成組技術(shù)、并行工程和TQCS等，其核心是對(duì)技術(shù)和生產(chǎn)的全名的科學(xué)管理。他取得成功的秘訣是充分發(fā)揮人的積極因素和能力，消除一切無(wú)用喝不起增值作用的環(huán)節(jié)，以盡善盡美的產(chǎn)品供應(yīng)用戶(hù)。

3.敏捷制造

敏捷制造是美國(guó)于90年代初期為提高其鏟平在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力而提出的一種新的生產(chǎn)模式。目前較為權(quán)威的定義是：敏捷制造是一種結(jié)構(gòu)，在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，沒(méi)一個(gè)公司都能開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品并實(shí)施自己的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略。構(gòu)成這個(gè)結(jié)構(gòu)的基石是三種基本資源：有創(chuàng)新精神的管理機(jī)構(gòu)和組織，有技術(shù)、有知識(shí)的高素質(zhì)人員和先進(jìn)制造技術(shù)。制造的敏捷救援與上述三種資源的有效集成。它將柔性生產(chǎn)技術(shù)。熟練掌握生產(chǎn)技能和有知識(shí)的勞動(dòng)力與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈性管理集成在一起，通過(guò)所建立的共同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，隊(duì)迅速改變或無(wú)法預(yù)見(jiàn)的消費(fèi)者需求和市場(chǎng)變化作為初快速反應(yīng)。

目前敏捷制造還只是一個(gè)設(shè)想，因?yàn)橐嬲龑?shí)施敏捷制造就必須解決以下兩個(gè)放米娜的困難：

（1）國(guó)家范圍內(nèi)甚至國(guó)與國(guó)之間的工業(yè)制造信息網(wǎng)的建立。

（2）怎樣才能做到企業(yè)間的充分信任與合作。

從技術(shù)上講，這項(xiàng)技術(shù)是可行的，他將制造系統(tǒng)的概念擴(kuò)展到相關(guān)的企業(yè)間，將制造過(guò)程由“技術(shù)推進(jìn)”變?yōu)椤靶枨鬆恳薄Ｋ岢龅囊幌盗兴枷牒诵母拍顚?huì)是制造業(yè)產(chǎn)生根本性的變化，促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而對(duì)人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)長(zhǎng)生深遠(yuǎn)的影響。

4.智能制造

智能制造是指在制造生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，以一種高度柔性和高度集成的方式，通過(guò)計(jì)算及模擬人類(lèi)專(zhuān)家的智能活動(dòng)，使系統(tǒng)可以效仿人類(lèi)進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和勞動(dòng)，從而取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，并對(duì)人類(lèi)專(zhuān)家的制造智能進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承和發(fā)展。因此，智能制造系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，在受外界或內(nèi)部及激勵(lì)時(shí)能自動(dòng)調(diào)節(jié)其運(yùn)行參數(shù)，以得到最佳狀態(tài)，從而使系統(tǒng)具有自組織能力。

制造技術(shù)的智能化研究，已經(jīng)成為當(dāng)代制造技術(shù)發(fā)展得個(gè)重要方向。對(duì)智能制造技術(shù)的研究一般可分為三個(gè)層次，幾單元的加工過(guò)程的智能化、工作站控制的智能化和在CIMS基礎(chǔ)上的智能化。

智能制造技術(shù)在西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家仍處于概念研究和試驗(yàn)研究階段。我國(guó)也已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)展人工智能再制造領(lǐng)域中應(yīng)用的研究工作。

5.納米技術(shù)與微型機(jī)械

現(xiàn)代制造技術(shù)正在向所謂的加工極限發(fā)起有力的挑戰(zhàn)。以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)何以微細(xì)加工為手段的微型機(jī)械技術(shù)，代表了當(dāng)今精密工程的前沿和方向。

納米技術(shù)是一種操縱原子、分子或原子團(tuán)、分子團(tuán)，使其形成所需要的物質(zhì)或原器件的技術(shù)。這種加工已經(jīng)深入到物質(zhì)的微觀領(lǐng)域，某些物理量的轉(zhuǎn)換是以最小單位—量子跳躍式進(jìn)行的，而不是連續(xù)的，因此超精密加工將以量子力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展。目前，美國(guó)、日本等國(guó)已利用電子掃描隧道技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)了原子的挪移，并正向著工程實(shí)用化發(fā)展。目前，能實(shí)現(xiàn)原子級(jí)納米加工的技術(shù)有多種，如離子束加工、電子掃描隧道技術(shù)、酸蝕法等。

納米技術(shù)和微型機(jī)械是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，具有極強(qiáng)的生命力，已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用與機(jī)械工程、生物工程、海洋工程、宇航工程及醫(yī)療技術(shù)等方面。因此，國(guó)外有人將納米技術(shù)與微型機(jī)械稱(chēng)為“21世紀(jì)的核心技術(shù)”。

第四篇：機(jī)械制造工藝研修報(bào)告

機(jī)械制造工藝研修報(bào)告

學(xué)院：機(jī)電學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械制造 班級(jí)：11303 姓名：陳利永 學(xué)號(hào)：11021650 軸類(lèi)零件加工工藝

第1章工藝方案分析

典型軸類(lèi)零件圖

零件圖分析

該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，選毛坯為45#鋼，Φ55mm×150mm，無(wú)熱處理和硬度要求。確定加工方法

圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒(méi)有取平均值，而取其基本尺寸。在輪廓線上，有個(gè)錐度10度坐標(biāo)P1、和一處圓弧切點(diǎn)P2，在編程時(shí)要求出其坐標(biāo)，P1（45.29，75）P2（35，56.46）。

通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車(chē)削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車(chē)床。

根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控機(jī)床。確定加工方案

零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。

毛坯先夾持左端，車(chē)右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm.調(diào)頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm×1.5mm.該典型軸加工順序?yàn)椋?/p>

預(yù)備加工---車(chē)端面---粗車(chē)右端輪廓---精車(chē)右端輪廓---切槽---工件調(diào)頭---車(chē)端面---粗車(chē)左端輪廓---精車(chē)左端輪廓---切退刀槽---粗車(chē)螺紋---精車(chē)螺紋。

第2章 工件的裝夾

定位基準(zhǔn)的選擇

定位基準(zhǔn)選擇的原則

1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。

2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，敞開(kāi)性好，能夠加工盡可能多的表面。

3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方

便性。

確定零件的定位基準(zhǔn)

以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。

裝夾方式的選擇

數(shù)控車(chē)床常用的裝夾方式

1）在三爪自定心卡盤(pán)上裝夾。三爪自定心卡盤(pán)的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。

2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類(lèi)工件，為了保證每次裝夾時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。3）用卡盤(pán)和頂尖裝夾。當(dāng)車(chē)削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤(pán)夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確。

確定合理的裝夾方式

裝夾方法：先用三爪自定心卡盤(pán)毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤(pán)毛坯右端Φ52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。

第3章 典型軸類(lèi)零件的加工

軸類(lèi)零件加工工藝分析

（1）技術(shù)要求 軸類(lèi)零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級(jí)通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對(duì)于支承軸頸的同軸度，是軸類(lèi)零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。

（2）毛坯選擇 軸類(lèi)零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等一類(lèi)軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類(lèi)直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長(zhǎng)度下料。

（3）定位基準(zhǔn)選擇 軸類(lèi)零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對(duì)軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。數(shù)控車(chē)削時(shí)，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆颍ぜS向需要定位。采用中心孔定位時(shí)，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時(shí)，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤(pán)反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺(tái)階兒面作為軸向定位基準(zhǔn)。

（4）軸類(lèi)零件的預(yù)備加工 車(chē)削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，內(nèi)容通常有:直--毛坯出廠時(shí)或在運(yùn)輸、保管過(guò)程中，或熱處理時(shí)常會(huì)發(fā)生彎曲變形。過(guò)量彎曲變形會(huì)造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車(chē)削前需增加校直工序。

切斷---用棒料切得所需長(zhǎng)度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤(pán)鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車(chē)床切斷或在沖床上用沖模沖切。車(chē)端面和鉆中心孔—對(duì)數(shù)控車(chē)削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。

（5）熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車(chē)前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火火退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機(jī)械性能；對(duì)于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。

（6）加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：

①刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。

②以加工部位分序法 對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。③以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開(kāi)。綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，但一定力求合理。（7）工時(shí)在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來(lái)考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行： ①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。

②先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。

③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。

④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。在數(shù)控車(chē)床上粗車(chē)、半精車(chē)分別用一個(gè)加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動(dòng)”繼續(xù)加工。（8）走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)到切削起始點(diǎn)、刀具切入、切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對(duì)刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。典型軸類(lèi)零件加工工藝

（1）確定加工順序及進(jìn)給路線

加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車(chē)（留0.5mm余量精車(chē)），然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車(chē)，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。（2）選擇刀具

1）車(chē)端面：選用硬質(zhì)合金45度車(chē)刀，粗、精車(chē)用一把刀完成。2)粗、精車(chē)外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車(chē)選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車(chē)刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來(lái)檢驗(yàn).3)車(chē)槽: 選用硬質(zhì)合金車(chē)槽刀（刀長(zhǎng)12mm，刀寬3mm）4)車(chē)螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車(chē)刀.（3）選擇切削用量

切削用量選擇

數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。

第五篇：機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)

目 錄

設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)???????????????????(1)

一、零件的分析???????????????(2)1.1 零件的作用 1.2 零件的工藝分析

二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)??????????????(4)2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 2.2 重點(diǎn)工序的說(shuō)明 2.3 制訂工藝路線 2.4 機(jī)械加工余量的確定 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)

三、夾具設(shè)計(jì)????????????????(14)3.1 問(wèn)題的提出 3.2 夾具設(shè)計(jì)

四、參考文獻(xiàn)????????????????(17)

五 心得體會(huì)?????????????????（18）

機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

設(shè)計(jì)題目： “CA6140車(chē)床撥叉零件”機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具

生產(chǎn)綱領(lǐng):年產(chǎn)量為5000件

設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.零件圖一張

2.毛坯圖一張

3.機(jī)械加工工藝過(guò)程 工序卡片一張

4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 每人一套

5．夾具零件圖一張

6.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份

23456

采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

ns=1000?v1000?0.35==0.637r/s(38.2r/min)3.14?175π?dw按機(jī)床選取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

π?dw?ns 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s

1000切削工時(shí)

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 2）粗銑右端面

粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。

切削工時(shí)

l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 3）精銑左端面

αfl?l1?l275?175?3= =121.2s=2.02min

nw?αf?Z0.522?0.25?16l?l1?l245?175?3= =106.8s=1.78min

nw?αf?Z0.522?0.25?16=0.10mm/Z(表3-28)ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

ns=1000?v1000?0.30==0.546r/s(32.76r/min)3.14?175π?dw按機(jī)床選取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

π?dw?ns 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s

1000切削工時(shí)

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm

tm=

l?l1?l275?175?3= =302.92s=5.05min

nw?αf?Z0.522?0.10?16工序Ⅱ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔 1）鉆孔? 20㎜

f=0.75mm/r·Klf=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）s=1000?vπ?d=1000?0.35=5.57r/s(334r/min)w3.14?20按機(jī)床選取 nw=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 ν=π?dw?ns1000=0.35m/s 切削工時(shí) l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=l?l1?l280?10?2n= w?f5.63?0.71=23s（0.4min）2）擴(kuò)孔? 22㎜ f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）1000?v1000?0.s=π?d=175w3.14?22=2.53r/s(151.8r/min)按機(jī)床選取 nw=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 ν=π?dw?ns1000=0.16m/s 切削工時(shí) l=80mm，l1= 3mm，l2=1.5mm t1?l2m=l?ln= 80?3?1.5=35s w?f2.27?1.07（0.6min）

n

n

工序Ⅲ：倒角1.07×15?

f=0.05㎜/r(表3—17)ν=0.516m/s（參照表3—21）ns=1000?vπ?d=1000?0.516=6.3r/s(378r/min)w3.14?26 按機(jī)床選取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工時(shí) l=2.0mm，l1= 2.5mm，tm=l?l1n= 2.0?2.5=14s（w?f6.33?0.050.23min）

工序Ⅳ：拉花鍵孔

單面齒升 0.05㎜（表3—86）v=0.06m/s（3.6m/min）（表3—88）

切削工時(shí)（表7—21）th?l???Km=1000?v?S

z?Z式中：

h——單面余量1.5㎜（由? 22㎜—? 25㎜）； l——拉削表面長(zhǎng)度80㎜；

?——考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度系數(shù)，取1.20； K——考慮機(jī)床返回行程的系數(shù)，取1.40； V——切削速度3.6m/min； Sz——拉刀同時(shí)工作齒數(shù) Z=L/t。t——拉刀齒距，t=(1.25—1.5)L=1.3580=12㎜

? Z=L/t=80/12?6齒

? t1.5?80?1.20?1.40m=1000?3.6?0.06?6=0.15min(9s)工序Ⅴ：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺(tái)階面

αf=0.15mm/Z(表3-28)

ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

n?v1000?0.30s=1000π?d=w3.14?175=0.546r/s(33r/min)按機(jī)床選取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故實(shí)際切削速度ν=π?dw?ns1000=0.27m/s 切削工時(shí)

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tl?l1?l2m=

n= 80?175?3w?αf?Z0.5?0.15?16=215s=3.58min 2）精銑臺(tái)階面 αf=0.07mm/Z(表3-28)ν=0.25m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。n1000?v1000?0.25s=

π?d=w3.14?175=0.455r/s(33r/min)按機(jī)床選取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故實(shí)際切削速度ν=π?dw?ns1000=0.27m/s 切削工時(shí)

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tl?l1?l280?175?m=

n= 3w?αf?Z0.5?0.07?16=467s=7.7min）粗銑下表面保證尺寸75㎜

本工步的切削用量與工步1）的切削用量相同

112

三 夾具設(shè)計(jì)

3.1 問(wèn)題的提出

為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具 經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑30x80面的銑床夾具。

3.2 夾具設(shè)計(jì)

1．定位基準(zhǔn)的選擇

由零件圖可知，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。1．切削力和夾緊力計(jì)算

(1)刀具： 高速鋼端銑刀 φ30mm z=6 機(jī)床： x51W型立式銑床

由[3] 所列公式 得 F?CFapXFqVyufzzaeFzwFd0n

查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)kv?1.0

CF?30 qF?0.83 XF?1.0

yF?0.65 uF?0.83 aP?8 z=24 wF?0

代入上式，可得 F=889.4N

因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。

安全系數(shù) K=K1K2K3K4 其中：K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3為刀具鈍化系數(shù)1.1 K4 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 F??KF?1775.7N

2.定位誤差分析

由于30x80面尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無(wú)極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無(wú)基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。3．夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明

如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開(kāi)口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺(jué)還比較緊湊。

夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見(jiàn)附圖中。

四、參考文獻(xiàn)

1.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)軟件版V1.0，機(jī)械工業(yè)出版社，2004 4.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，劉品 劉麗華主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，2001年1月

5.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1983年

6.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上海科學(xué)技術(shù)出版社出版，1990年

7.機(jī)械工程手冊(cè) 第8、9卷，機(jī)械工程手冊(cè)、電機(jī)工程手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1982年

8.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 9.機(jī)械工藝裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，李慶壽主編，寧夏人民出版社出版，1991年 10.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年

11.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1998年 12.機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集，陳榕王樹(shù)兜主編，福建科學(xué)技術(shù)出版社出版，1985年

13.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，趙家齊主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，2002年

14.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版，浦林祥主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1995年12月

15.機(jī)械零件手冊(cè)，天津大學(xué)機(jī)械零件教研室編，人民教育出版社出版，1975年9月

五 心得體會(huì)

為期三周的工藝、夾具課程設(shè)計(jì)結(jié)束，回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺。課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)際更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。

本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)過(guò)了兩個(gè)階段。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。第一階段中本人認(rèn)真復(fù)習(xí)了有關(guān)書(shū)本知識(shí)學(xué)會(huì)了如何分析零件的工藝性，學(xué)會(huì)如何查有關(guān)手冊(cè)，選擇加工余量、確定毛坯類(lèi)型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖。為了可以更深刻清楚的完成本次課程設(shè)計(jì)向老師請(qǐng)教了很多關(guān)于夾具方面的知識(shí)，而且自己也參閱了很多夾具設(shè)計(jì)的資料。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中較為合理的工藝方案來(lái)編制工藝。其中運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、時(shí)間定額等方面的知識(shí)。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況選定設(shè)備，填寫(xiě)了工藝文件。夾具設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面知識(shí)。

通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一個(gè)中等復(fù)雜零件的加工過(guò)程分析、工藝文件的編制、專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)，選擇使用工藝設(shè)備等。

總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨(dú)力思考問(wèn)題、解決問(wèn)題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。

由于自己能力有限，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，懇請(qǐng)老師、同學(xué)批評(píng)指正。