機械制造總復習2016(修改5)

1、復習機械制造技術基礎基本知識：第1章 金屬切削過程三個表面：待代加工表面：即將被切去金屬層的表面，隨著切削過程的進行，它逐漸減小，直至全部切去；加工表面：切削刃正在切削著的表面；已加工表面：已經切去一部分金屬形成的新表面；切削運動主運動：主運動是切下金屬所必須的最主要的運動。通常它的速度最高，消耗機床功率最多。進給運動：使新的金屬不斷投入切削的運動。進給運動可以是連續(xù)運動，也可以是間歇運動。合成運動與合成切削速度：當主運動與進給運動同時進行時，刀具切削刃上某一點相對工件的運動稱為合成切削運動，其大小與方向用合成速度向量ve表示，合成速度向量等于主運動速度與進給運動速度的向量和， 切削用量三要素

2、vc、f、ap 切削速度vc:大多數(shù)切削加工的主運動采用回轉運動。回旋體（刀具或工件）上外圓或內孔某一點的切削速度計算公式如下：式中 d工件或刀具上某一點的回轉直徑（mm) ；n工件或刀具的轉速（r/s或r/min) ；1000為mm轉為m的單位換算進給速度、進給量和每齒進給量進給速度vf是單位時間的進給量，單位是mm/s(mm/min)進給量是工件或刀具每回轉一周時兩者沿進給運動方向的相對位移，單位是mm/r（毫米/轉）。對于銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪滾刀等多刃切削工具，在它們進行工作時，還應規(guī)定每一個刀齒的進給量fz，即后一個刀齒相對于前一個刀齒的進給量，單位是mm/z(毫米/齒)。顯而易見：

3、上兩式中，f進給量，n 轉速，z 齒數(shù) 背吃刀量：對于車削和刨削加工來說，背吃刀量ap為工件上已加工表面和待加工表面間的垂直距離，單位為mm外圓柱表面車削的深度可用下式計算：對于鉆孔工作計算公式：上兩式中，dm已加工表面直徑（mm），dw 待加工表面直徑（mm）刀具切削部分的構成要素前刀面A：切屑流過的表面。分為：與主切削刃毗鄰的稱為主前刀面；與副切削刃毗鄰的稱為副前刀面。后刀面：后刀面分為主后刀面A與副后刀面A´切削刃:前刀面上直接進行切削的邊鋒,主切削刃(S)指前刀面與主后刀面相交的鋒邊；副切削刃(S´)指前刀面與副后刀面相交的鋒邊。刀尖：可以是主、副切削刃的實際交點，

4、也可以是主、副兩條切削刃連接起來的一小段切削刃，它可以是圓弧，也可以是直線，通常都稱為過渡刃。刀具標注角度的參考系基面Pr ：通過切削刃選定點（切削刃上任意一點），垂直于假定主運動方向的平面。切削平面Ps：通過切削刃選定點，與主切削刃相切，并垂直于基面Pr的平面。也就是主切削刃與切削速度方向構成的平面。主剖面P0和主剖面參考系：主剖面P0是通過切削刃選定點，同時垂直于Pr和切削平面Ps的平面。圖1.8表示由Pr Ps P0組成的一個正交的主剖面參考系。法剖面Pn：通過切削刃選定點，垂直于切削刃的平面進給剖面Pf：通過切削刃選定點，平行于進給運動方向并垂直于基面Pr的平面。背平面Pp：通過切削刃

5、選定點，同時垂直于Pr 和Pf的平面。刀具的標注角度定義測量平面（看下標）備注說明前角0前刀面和基面的夾角主剖面（p0）尖叫向上，前角為正后角0后刀面和切削平面的夾角主剖面（p0）主偏角kr主切削刃和進給方向的夾角基面（pr）副偏角k´r副切削刃和進給反方向的夾角基面（pr）刃傾角s主切削刃和基面的夾角切削平面（Ps）楔角0前后刀面的夾角主剖面（p0）0 +0+0=90°刀具的鋒利程度刀尖角r主副切削刃的夾角基面（pr）r + kr + k´r =180°切削層參數(shù)切削厚度：垂直于加工表面來度量的切削層尺寸，稱為切削厚度，以hD表示。在外圓縱車（s0）時

6、：hDf.sinkr 切削寬度：沿加工表面度量的切削層尺寸，稱為切削寬度，以bD表示。外圓縱車（當s0 時）bD=ap/sinkr可見，在f與ap一定的條件下，主偏角kr越大，切削厚度hD也就越大，但切削寬度bD越?。籯r越小時，hD越小，bD越大；當kr90時，hDf。切削面積切削層在基面Pr的面積，稱為切削面積，以AD表示。其計算公式為： AD=hD.bD 對于車削來說，不論切削刃形狀如何，切削面積均為： ADhD.bD=f.ap 上面所計算的均為名義切削面積。實際切削面積等于名義切削面積減去殘留面積。殘留面積是指刀具副偏角kr0時，刀具經過切削后，殘留在已加工表面上的不平部分（ABE）的

7、剖面面積。切削形式切削刃垂直于合成切削方式稱為正切削或直角切削。如果切削刃不垂直于切削方向則稱為斜切削或斜角切削第2章 切削切削變形區(qū)：第變形區(qū)：近切削刃處切削層內產生的塑性變形區(qū)；第變形區(qū)：與前刀面接觸的切屑層內產生的變形區(qū)；第變形區(qū)：近切削刃處已加工表層內產生的變形區(qū)。第一變形區(qū)的剪切滑移AB為剪切面，它與切削速度的夾角稱為剪切角，式中為摩察角。變形程度的量度方法相對滑移是用來量度第變形區(qū)滑移變形的程度。如圖2.4，設切削層中AB線沿剪切面滑移至A”B”時的距離為y，事實上y很小，故可認為滑移是在剪切面上進行，其滑移量為S。相對滑移表示為：變形系數(shù)h切屑經過剪切變形、又受到前刀面摩擦后，與

8、切削層比較，它的長度縮短lch<lc，厚度增加即hch>hD(寬度不變)，這種切屑外形尺寸變化的變形現(xiàn)象稱為切屑的收縮。 變形系數(shù)h表示切屑收縮的程度:式中 lc、hD切削層長度和厚度；lch、hch 切屑長度和厚度。由圖可知增大剪切面AB減短，切屑厚度hD減小，且h變小剪切角與前角0變化是影響切削變形的兩個主要因素。因此，切削時塑性變形是很大的。如果增大前角0和剪切角，使、 h減小，則切削變形減小。h主要從塑性壓縮方面分析；而值主要從剪切變形考慮。所以，與h只能近似地表示切削變形等程度。切屑的類型由于工件材料不同，切削條件不同，切削過程的變形也不同，所形成的切屑多種多樣。通常將切

9、屑分為四類：（1） 帶狀切屑：外形呈帶狀（2） 擠裂切屑：切屑上與前刀面接觸的一面較光潔，其背面局部開裂成節(jié)狀。（3） 單元切屑：切屑沿厚度斷裂成均勻的顆粒狀。（4）崩碎切屑：切削層幾乎不經過塑性變形就產生脆性崩裂，得到的切屑呈不規(guī)則的細粒狀。積屑瘤在切削速度不高而又能形成連續(xù)切削，加工一般鋼材或其他塑性材料，常在前刀面切削處粘著一塊剖面呈三角狀的金屬塊，稱為積屑瘤。其硬度很高，為工件材料的23倍，處于穩(wěn)定狀態(tài)時可代替刀尖進行切削。積屑瘤對加工的影響好處：積屑瘤可以增大刀具前角，降低切削力；可以保護前刀面減少刀具磨損。不利：積屑瘤前端伸出切削刃之外，因此增大了背吃刀量，影響加工尺寸，同時積屑瘤

10、是不穩(wěn)定的，易破碎、重復堆積，加劇刀具的磨損，對加工尺寸精度、表面粗糙度有影響，在精加工時應盡量避免或抑制積屑瘤的產生。切削變形的變化規(guī)律（大大）前角：增大前角0，使剪切角增大，變形系數(shù)h減小，因此，切屑變形減小。切削速度：vc是通過積屑瘤使實際前角增大，從而改變剪切角來影響切削變形的。進給量：進給量增大，使切削厚度hD增大，正壓力Fn增大，平均正應力av增大，因此摩察系數(shù)減小，導致剪切角增大材料的強度、硬度提高，正壓力Fn增大，平均正應力av，因此，摩擦系數(shù)下降，剪切角增大，切屑變形減小。切削力來源：一是切削層金屬、切屑和工件表面金屬的彈性變形抗力和塑性變形抗力；二是切屑、工件與道具間的摩擦

11、阻力分力：主切削力FZ：主運動切削速度方向的分力；切深抗力FY：切深（背吃刀量）方向的抗力；進給抗力FX：進給方向的抗力合力：實驗公式：影響切削力的因素1）工件材料的影響：工件材料是通過材料的剪切屈極強度s、塑性變形、切屑與刀具間摩擦系數(shù)等條件影響切削力的。2）背吃刀量ap和進給量f增大，分別使切削寬度bD、切削厚度hD增大因而切削層面積AD增大，故變形抗力和摩擦增加，而引起切削力增大。但是ap和f增大后，它們分別使變形和摩擦增加的程度不同。3）切削速度：加工塑性金屬時，切削速度vc對切削力的影響規(guī)律如同對切削變形影響一樣，它們都是積屑瘤與摩擦的作用造成的4）刀具幾何角度的影響 前角：前角0增

12、大，切削變形減小，切削力減?。?主偏角kr改變使切削面積的形狀和切削分力Fxy的作用方向改變，因而使切削力也隨之變化。主偏角kr在30°60°范圍內增大，由切削厚度hD的影響起主要作用，促使主切削Fz減小；主偏角約在60°90°范圍內增大，刀尖處圓弧和副前角的影響更為突出，故主切削力Fz增大。 傾角s對主切削力Fz影響很小，但對切深抗力Fy、進給抗力Fx影響較顯著。刃傾角s的絕對值增大時，切削變形減小。上述作用的結果是使Fz變化很小。刃當刃傾角s由正值向負值變化時，切深分力Fy增大、進給分力Fx減小。 其它因素的影響刀具的棱面,刀尖圓弧半徑,刀具磨損的影

13、響。切削力的變化規(guī)律：1）工件材料的影響硬度、強度大剪切屈服強度高則切削力大； 塑性韌性大斷屑難，變形大則切削力大2） 切削用量的影響背吃刀量、進給量大，則切削力大，切削速度通過影響積屑瘤影響切削力的變化3） 刀具幾何角度的影響前角增大刀具鋒利而切削變形減小，切削力變??；主偏角如圖；刃傾角主要影響切深抗力和進給抗力。4）其他因素刀具磨損刀具正常磨損的原因主要是機械磨損和熱、化學磨損。低溫區(qū)以機械磨損為主，高溫區(qū)以熱、化學磨損為主(1) 正常磨損是指在刀具設計與使用合理、制造與刃磨質量符合要求的(2) 情況下，刀具在切削過程中逐漸的磨損。前刀面磨損在前刀面上離切削刃一段距離有一月牙洼，醉著磨損的

14、加劇，月牙洼逐漸加深，但月牙洼變化不是很大。前刀面的磨損量用月牙洼深度KT、月牙洼寬度KB表示后刀面磨損在后刀面上出現(xiàn)加工表面基本平行的磨損帶C、B、N三個區(qū)：C區(qū)是刀尖區(qū)，由于散熱差，強度低，磨損嚴重，最大值Vc；B區(qū)處于磨損帶中間，磨損均勻，最大磨損量為VBmax；N區(qū)處于切削刃和待加工表面的相交處，磨損嚴重，磨損量以VN表示，此處的磨損也叫邊界磨損前后刀面同時磨損非正常磨損是指刀具在切削過程中突然或過早產生損壞現(xiàn)象。其中有：破損：在切削刃或刀面上產生裂紋、崩刃或碎裂。卷刃：切削時在高溫作用下，使切削刃或刀面產生塌陷或隆起的塑性變形現(xiàn)象。刀具磨損原因（1）磨粒磨損因為工件中含有一些碳化物、

15、氮化物、積屑瘤殘留物等硬質點雜質，在金屬加工過程中，會將刀具表面劃傷，造成機械磨損，低速刀具磨損的主要原因就是硬質點磨損 （2）粘結磨損在加工過程中，切屑與刀具接粗面在一定溫度與壓力下，產生塑性變形而發(fā)生冷焊現(xiàn)象，刀具表面粘結點被切屑帶走而發(fā)生的磨損。一般，具有較強的抗剪和抗拉強度的刀具抗粘結磨損能力強，如高速鋼。 （3）擴散磨損由于切削時高溫作用，刀具與關鍵材料中的合金元素江湖擴散，而造成的刀具磨損。硬質合金、精鋼石刀具切削鋼件時溫度較高，常發(fā)生擴散磨損。（4）相變磨損在切削的高溫下，刀具合金相組織發(fā)生改變，引起硬度降低造成的磨損 （5）氧化磨損硬質合金刀具切削溫度達到700800°

16、;時，刀具中的C、CO、TiC等被空氣氧化，在刀具表面形成一層硬度較低的氧化膜，當氧化膜磨損掉后再刀具表面形成氧化磨損總的來說，刀具磨損可能是其中的一種或幾種。對一定的刀具和工件材料，起主導作用的是切削溫度。在低溫區(qū)，一般以硬質點磨損為主；在高溫區(qū)，以粘結磨損、擴散磨損、氧化磨損為主。磨損過程正常磨損情況下，刀具磨損量隨切削時間增加而逐漸擴大。若以后刀面磨損為例，它的典型磨損過程如圖所示，圖中大致分三個階段。初期磨損階段(段)、正常磨損階段(段)、急劇磨損階段(段)。初期磨損階段(段)：在開始切削的短時間內，新刃磨的刀具后刀面存在粗糙不平之處以及顯微裂紋、氧化等缺陷，而且切削刃較鋒利，后刀面與

17、待加工表面接觸面積小，所以這一階段磨損快一般后刀面初期磨損量為0.050.1mm，其大小與刃磨質量直接相關正常磨損階段(段)：隨著切削時間增加，磨損量以較均勻的速度增大。這是由于刀具表面磨平后，接觸面積增大，壓強減小所致。AB段基本上呈直線，單位時間內的磨損量稱為磨損強度該磨損強度近似為常數(shù)。正常切削時，這一時間較長。急劇磨損階段(段)：磨損量達到一定數(shù)值后，加工表面粗糙度值增大，切削力及切削溫度迅速上升，磨損急劇加速。磨鈍標準后刀面磨損帶中間部分平均磨損量允許達到的最大值，用VB表示耐用度刀具耐用度是指刃磨后的刀具從開始切削到磨損量達到磨鈍標準為止所用的切削時間，用T分鐘表示。刀具耐用度還可

18、以用達到磨鈍標準所經過的切削路程lm或加工出的零件N來表示。刀具耐用度高低是衡量刀具切削性能好壞的重要標志。利用刀具耐用度來控制磨損量VB值，比用測量VB來判別是否達到磨鈍標準要簡便。刀具壽命：一把新刀 (或重新刃磨過的刀具)從開始使用直至達到磨鈍標準所經歷的實際切削時間，稱為刀具壽命。 刀具總壽命：對于可重磨刀具，刀具壽命指的是刀具兩次刃磨之間所經歷的實際切削時間;而對其從第一次投入使用直至完全報廢(經刃磨后亦不可再用)時所經歷的實際切削時間，叫做刀具總壽命影響刀具耐用度的因素： （通過切削溫度影響）1）切削用量-切削速度（影響最大），進給量 背吃刀量(v>f>ap）2）刀具幾何

19、角度前角、主偏角3）加工工件的影響硬度、強度大，溫度升高而導致刀具耐磨度降低4）刀具材料的影響陶瓷材料，CBN耐用度高金屬切削過程基本規(guī)律的應用 工件材料的切削加工性是指工件材料被切削成合格的零件的難易程度。評定工件材料加工性的主要指標（1）刀具耐用度指標在切削普通金屬材料時，用刀具耐用度達到60min時允許的切削速度v60的高低來評定材料的加工性。難加工材料用v20來評定。此外，經常使用相對加工性指標，即以45號鋼（HB170229，b0.637GPa）的v60為基準，記作v060。其它材料的v60與v060之比值稱為相對加工性，即：，當Kv>1時，該材料比45號鋼易切割（相同的加工時

20、間，速度更高，說明更耐用）；當Kv<1時，該材料比45號鋼難切割改善材料切削加工性的措施（1）調整化學成分；（2）材料加工前進行合適的熱處理；（3）選擇加工性好的材料狀態(tài)；（4）其它切削液切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對提高刀具耐用度和加工表面質量、加工精度起重要的作用。切削液的作用 (1)冷卻作用 (2)潤滑作用邊界潤滑原理 (3)洗滌與防銹作用常用切削液及其選用(1)水溶液：水溶液主要起冷卻作用。(2)切削油：切削油主要起潤滑作用。(3)乳化液乳化液是在切削加工中使用較廣的切削液，它是由水和油混合而成的液體，常用它代替動植物油。生產中使用的乳化液是

21、由乳化劑加水配制而成。濃度低的乳化液含水比例多，主要起冷卻作用，適用于粗加工和磨削，濃度高的乳化液，主要起潤滑作用，適于精加工。(4)極壓切削油和極壓乳化液刀具幾何參數(shù)的合理選擇前角、前刀面的功用和選擇前角選擇原則：在刀具強度許可條件下，盡量選用大的前角。對于成形刀具來說(車刀、銑刀和齒輪刀等)，減小前角；可減少刀具截形誤差，提高零件的加工精度。前角的數(shù)值應由工件材料、刀具材料和加工工藝要求決定。后角和后刀面的功用和選擇后角的選擇原則是：在粗加工以確保刀具強度為主，可在4 °6 °范圍內選??；在精加工時以保證加工表面質量為主，一般08 °12 °。主偏角

22、、副偏角的功用與選擇主偏角kr主要影響切削寬度bD和切削厚度hD的比例并影響刀具強度。此外，增大主偏角kr有利于控制斷屑主偏角kr選擇原則主要是： 在工藝系統(tǒng)剛性不足的情況下，為減小切削力，選取較大的主偏角。 在加工強度高、硬度高的材料時，為提高刀具耐用度，選取較小主偏角 根據加工表面形狀要求選取，如車削臺階軸取kr 90 °，車外圓又車端面取kr45 °、鏜盲孔取kr>90 ° 副偏角kr影響加工表面粗糙度和刀具強度。通常在不產生摩擦和振動條件下應選取較小的副偏角。適用范圍 加工條件加工系統(tǒng)剛性足夠、淬硬鋼、冷硬鑄鐵 加工系統(tǒng)剛性較好，中間切入，加工外圓、

23、端面、倒角可加工系統(tǒng)剛性較差，粗車，強力車削加工系統(tǒng)剛性差、臺階軸、細長軸、多刀車，仿形車切斷、切槽主偏角kr10°30°45°60°70°75°93°90°副偏角kr10°5°45°15°10°10°6°1°2°刃傾角功用與選擇刃傾角s主要影響切屑的流向和刀具強度。刃傾角s的選擇原則是，主要根據刀具強度、流屑方向和加工條件而定。刃傾角的具體數(shù)值可參考表選擇s值0°+5°+5°+10°0

24、°-5°-5°-10°-10°-15°-10° -45°-45°75°應用范圍精車鋼、車細長軸精車有色金屬粗車鋼和灰鑄鐵粗車余量不均勻鋼斷續(xù)車削鋼、灰鑄鐵帶沖擊切削淬硬鋼大刃傾角刀具薄切削切削用量的合理選擇根據不同的加工條件和加工要求，又考慮到切削用量各參數(shù)對切削過程規(guī)律的不同影響，故切削用量參數(shù) ap、 f 和vc增大的次序和程度應有所區(qū)別?？梢詮囊韵聨讉€主要方面分析：生產效率切削用量ap、f和vc增大，切削時間減小。一般情況下盡量優(yōu)先增大ap ，以求一次進刀全部切除加工余量機床功率當背吃刀量

25、ap和切削速度vc增大時，均使切削功率成正比增加。此外，增大背吃刀量口ap 、使切削力增加多，而增大進給量f使切削力增加較少、消耗功率也較少。所以，在粗加工時，應盡量增大進給量f是合理的。 刀具耐用度在切削用量參數(shù)中，對刀具耐用度影響最大的是切削速度vc，其次是進給量f，影響最小的是背吃刀量ap，優(yōu)先增大背吃刀量ap不只是達到高的生產率，相對vc與f來說對發(fā)揮刀具切削性能、降低加工成本也是有利的。 表面粗糙度這是在半精加工、精加工時確定切削用量應考慮的主要原則。在較理想的條件下，提高切削速度vc，能降低表面粗糙度值。而在一般的條件下，提高背吃刀量ap對切削過程產生的積屑瘤、鱗刺、冷硬和殘余應力

26、的影響并不顯著，故提高背吃刀量對表面粗糙度影響較小。所以，加工表面粗糙度主要限制的是進給量f的提高。綜上所述，合理選擇切削用量，應該首先選擇一個盡量大的背吃刀量ap，其次選擇一個大的進給量f，最后根據已確定的ap和f，并在刀具耐用度和機床功率允許條件下選擇一個各理的初削速度vc。切削用量選擇方法(1) 粗車時切削用量的選擇背吃刀量ap：根據加工余量多少而定。除留給下道工序的余量外，其余的粗車余量盡可能一次切除，以使走刀次數(shù)最少。例如在縱車外圓時；當粗車余量太大或加工的工藝系統(tǒng)剛性較差時，則加工余量分兩次或數(shù)次走刀后切除。通常使：第一次走刀的背吃刀量ap1為： 第二次走刀的背吃刀量ap2為： 進

27、給量f 當背吃刀量ap確定后，再選出進給量f就能計算切削力。在背吃刀量ap和進給量f選定后，再根據規(guī)定達到的合理耐用度值，就可確定切削速度vc。刀具耐用度T所允許的切削速度vT應為：除了用計算方法外，生產中經常按實際經驗和有關手冊資料選取切削速度。校驗機床功率在粗車時切削用量還受機床功率的限制。因此，選定了切削用量后，尚需校驗機床是否足夠，應滿足：機床功率允許的切削速度為：上式PE機床電動機功率； Fz主切削力；機床傳動效率(2) 半精車、精車切削用量選擇背吃刀量ap半精車的余量較，約12mm左右。精車余量更小。半精車、精車背吃刀量的選擇，原則上取一次切除的余量數(shù)。但當使用硬質合金時，考慮到刀

28、尖圓弧半徑與刃口圓弧半徑的擠壓和摩擦作用，背吃刀量不宜過小，一般大于0.5mm。進給量f 半精車和精車的背吃刀量較小，產生的切削力不大，故增大進給量對加工工藝系統(tǒng)的強度和剛性影響較小，所以，增大進給量主要受到表面粗糙度的限制。在已知的切削速度(預先假設)和刀尖圓弧半徑條件下，根據加工要求達到的表面粗糙度可以利用計算的方法或手冊資料確定進給量。 從資料中選用進給量時，應預選一個切削速度。通常切削速度高時的進給量較速度低的進給量大些。切削速度vc 半精車、精車的背吃刀量和進給量較小，切削力對工藝系統(tǒng)強度和剛性影響較小，消耗功率較少，故切削速度主要受刀具耐用度限制。切削速度可利用公式或資料確定。第3

29、章 機床常用機床的型號編制；各機床的第一主參數(shù)（p72表3.4）工件表面成形方法以及評價分析p76 圖3.3機床的分類按加工方法和刀具分11大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機床、螺紋加工機床、銑床、刨齒床、拉床、鋸床和其他機床。按萬能性程度：通用機床、專門化機床、專用機床。按精度：普通精度機床、精密機床、高精度機床。還有按照重量和尺寸、自動化程度等等分類方法機床的型號編制（1）機床的類別代號：用該類機床名稱漢語拼音的第一個字母表示 ，如：（2）機床的特性代號：用漢語拼音字母表示，如 ：（3）機床的組別、系別代號用兩位阿拉伯數(shù)字表示，前一位表示組別，后一位表示系別，每類機床劃分為10個組，

30、用數(shù)字09表示。每個組又可分為若干個系。（4）機床主參數(shù)、設計順序號和第二主參數(shù)主參數(shù)和第二主參數(shù)用阿拉伯數(shù)字給出主參數(shù)的折算值（1/10或1/100）（5）機床的重大改進順序號序號按A、B、C等字母的順序選用機床的主要技術參數(shù)1）主參數(shù)2）基本參數(shù)尺寸參數(shù)：機床的尺寸參數(shù)是指機床的主要結構尺寸。多數(shù)機床的主參數(shù)也是尺寸參數(shù)，但尺寸參數(shù)除了主參數(shù)還包括一些其他尺寸。運動參數(shù)：主軸參數(shù) 對作回轉運動的機床，其主運動參數(shù)是主軸轉速，計算公式為式中 n轉速(r/min)； 切削速度(m/min)；d 工件或刀具直徑運動是直線運動的機床，如插床或刨床，主運動參數(shù)是機床工作臺或滑枕的每分鐘往返次數(shù)。主軸

31、最低(nmin)和最高(nmax)轉速的確定對作回轉運動的機床，其主運動參數(shù)是主軸轉速，計算公式為 變速范圍為nmax 和nmin的比值，機床的主傳動功率由三部分組成：工件表面形狀與成形方法（1）軌跡法利用刀具作一定規(guī)律的軌跡運動對工件進行加工，如圖3.2a （2）成形法刀具的切削刃與所需要的形成的發(fā)生線完全重合，如圖3.2b （3）相切法利用刀具邊緣旋轉邊作軌跡運動對工件進行加工的方法，如圖3.2c （4）范成法利用工件和刀具作范成切削運動進行加工的方法，如圖3.2d 機床的運動1) 表面成形運動：簡單成形運動：由單獨的旋轉運動或直線運動構成 復雜成形運動：由兩個或兩個以上旋轉運動或（和）直

32、線運動，按照某些確定的運動關系組合而成2) 輔助運動表面成形運動機床的運動聯(lián)系為了實現(xiàn)運動，機床必須具備以下三個基本部分：執(zhí)行件、動力源和傳動裝置，由這些構成的傳動關系稱為傳動鏈，分為外聯(lián)系傳動鏈和內聯(lián)系傳動鏈1）外聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系動力源和執(zhí)行件; 2）內聯(lián)系傳動鏈聯(lián)系復合運動之內的各個分解部分；車床主要部件的名稱和作用 功能是支承主軸，并實現(xiàn)其開、停、換 向、制動和變速，把進給運動從主軸傳向進給系統(tǒng)，其包括的主要機構和零件包括有：卸荷帶輪 、雙向多片摩擦離合器及其操縱機構 、主軸組件 、變速操縱機構溜板箱：進給運動或快速移動由進給箱或快速移動電動機傳給溜板和刀架，使刀架實現(xiàn)縱，橫向和正、反向機

33、動走刀或快速移動。第5章 加工工藝工藝過程的組成：工序：一個（或一組）工人，在一個固定的工作地點（一臺機床或一個鉗工臺），對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。它是工藝過程的基本單元，又是生產計劃和成本核算的基本單元工步：在被加工的表面、切削用量（指切削速度、背吃刀量和進給量）、切削刀具均保持不變的情況下所完成的那部分工序，稱工步安裝：工件在加工前，在機床或夾具中相對刀具應有一個正確的位置并給予固定，這個過程稱為裝夾，一次裝夾所完成的那部分加工過程稱為安裝工位：工件在一次安裝中，可先后在機床上占有不同的位置進行連續(xù)加工，每一個位置所完成的那部分工序，稱一個工位走刀：被

34、加工的某一表面，由于余量較大或其它原因，在切削用量不變的條件下，用同一把刀具對它進行多次加工，每加工一次，稱一次走刀基準：選擇定位基準主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度。設計基準：根據零件使用要求而設定的基準，通常標注在設計圖紙上工藝基準：零件在加工、測試安裝過程中所使用的基準工序基準：定位基準：用于定位的基準1） 粗基準：以未加工過的表面進行定位的基準稱粗基準，也就是第一道工序所用的定位基準為粗基準。2） 精基準：以已加工過的表面進行定位的基準稱精基準。3） 輔助基準：該基準在零件的裝配和使用過程中無用處，只是為了便于零件的加工而設置的基準稱輔助基準，如

35、軸加工用的頂尖孔等 精基準的選擇原則1）基準重合的原則 盡量選擇工序基準（或設計基準）為定位基準。這樣可以減少由于定位不準確引起的加工誤差。2）基準不變的原則盡可能使各個工序的定位基準相同3）互為基準，反復加工的原則當兩個表面相互位置精度要求較高時，則兩個表面互為基準反復加工，可以不斷提高定位基準的精度，保證兩個表面之間相互位置精度4） 自為基準的原則 當精加工或光整加工工序要求余量小而均勻時，可選擇加工表面本身為精基準，以保證加工質量和提高生產率5） 應能使工件裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單一般常采用面積大、精度較高和粗糙度較低的表面為精基準圖57（a）是在鉆床上成批加工工件孔的工序簡圖，N面為尺寸

36、B的工序基準。若選N面為尺寸B的定位基準并與夾具1面接觸，鉆頭相對1面位置已調整好且固定不動見圖57（b），則加工這一批工件時尺寸B不受尺寸A變化的影響，從而提高了加工尺寸B的精度。若選擇M面為定位基準并與夾具2面接觸，鉆頭相對2面已調整好且固定不動見圖57（C），則加工的尺寸B要受到尺寸A變化的影響，使尺寸B精度下降。測量基準粗基準的選擇原則1）選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量2）某些表面不需加工，則應選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準3）選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準，不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可

37、靠、誤差小4）粗基準在一般情況下只允許在第一道工序中使用一次，盡量避免重復使用。因為粗基準的精度和粗糙度都很差，如果重復使用，則不能保證工件相對刀具的位置在重復使用粗基準的工序中都一致，因而影響加工精度。加工時，應先選取導軌面為粗基準加工床腳的底平面，如圖59（a），再以床腳的底平面為精基準加工導軌面，此時導軌面的加工余量可以小而均勻見圖59（b）。若先以床腳底平面為粗基準加工導軌面，如圖59（C）測床腳底平面誤差全部反映到導軌面上，使其加工余量不均勻。此時，在余量較大處，會把要保留的機械性能較好的一層金屬切掉，而且由于余量不均勻而影響了加工精度。a）為保證皮帶的輪緣厚度均勻，以不加工表面1為

38、基準車外圓表面；b）為保證零件的壁厚均勻，應以不加工的外圓表面A為粗基準，螳內ZL。工藝路線的擬定1）零件各表面的加工方法及使用設備的選擇 2）加工階段的劃分 粗加工：快速切除大部分余量，提高生產效率精加工，提高精度3）工序的集中和分散 4）工序的安排加工工藝性1） 應使刀具能夠靠近加工表秒2） 應使刀具有退刀空間3） 應使鉆頭在鉆入時不發(fā)生鉆頭引偏或折斷4）減少零件的加工面積5）避免深孔加工6）統(tǒng)一尺寸以減少換刀時間7）、8）減少加工的安裝次數(shù)9）一次安裝完成所有表面的加工10）附加定位基準，使水平導軌易加工11）不同尺寸的孔進行漸變處理12）采取階梯軸漸變加工更方便13）尺寸一致性經濟加工

39、精度：在正常的工作條件下（包括完好的機床設備、必要的工藝裝備、標準的工人技術等級、標準的耗用時間和生產費用）所能達到的加工精度在I段，當零件加工精度要求很高時，零件成本將要提高很多，甚至成本再提高，其精度也不能再提高了，存在著一個極限的加工精度，其誤差為二a。 在II段，雖然精度要求很低，但成本也不能無限降低，其最低成本的極限值為S，因此在I、II段應用此法加工是不經濟的。 在III段，加工方法與加工精度是相互適應的，加工誤差與成本基本上是反比關系，可以較經濟地達到一定的精度，0段的精度范圍就稱為這種加工方法的經濟精度。加工方案 鉆一擴一粗鉸一精鉸； 此方案用得最多，在大批、大量生產中常用在自

40、動機床或組合機床上，在成批生產中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進行各個工步加工的機床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。 粗鏜一半精鏜一精鏜； 用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。 粗鏜一半精鏜一粗磨一精磨；適用于淬火的工件。 鉆（擴）一拉適用于成批或大量生產的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。 加工階段的劃分1）粗加工階段：加工開始階段，在這個階段中，盡量將零件各個被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個階段主要問題是如何

41、提高生產率。2）半精加工階段 ：這一階段為主要表面的精加工做好準備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。在此階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。 3）精加工階段 ：在這個階段將切去很少的余量，保證各主要表面達到較高的精度和較低的粗糙度值（精度710級，0.832m）。 4）光整加工階段 ：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值（精度59級），從被加工表面上切除極少的余量。 加工工藝分析 在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷裂紋、氣孔等），以便及時處理，避免過多浪費工時。 粗加工階段容易引起工件的

42、變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內應力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工件的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分，應在粗加工之后留有一定的時間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。 劃分加工階段可以合理使用機床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機床的動力，又有利于長期保持精加工機床的精度。 劃分加工階段可在各個階段中插人必要的熱處理工序。如在粗加工之后進行去除內應力的時效處理；在半精加工后進行淬火處理等。 工序的劃分1）工序集中 將若干個工步集中在一個工

43、序內完成，因此一個工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個工序內完成，減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機床的數(shù)量，減少工人的數(shù)量和機床的占地面積。但所需要的設備復雜，操作和調整工作也較復雜2）工序分散 工序的數(shù)目多，工藝路線長，每個工序所包括的工步少，最大限度的分散是在一個工序內只包括一個簡單的工步，所需要的設備和工藝裝備結構簡單、調整容易、操作簡單，但專用性強。工序的安排1）加工順序的確定2）熱處理及表面處理工序的安排 3）檢驗工序的安排 4）其它工序的安排 加工順序的確定1）先粗加工后精加工；先基準面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工

44、。精基準的表面2）對精度要求高的主要表面進行粗加工和半精加工，并穿插進行一些次要表面的加工進行各表面的精加工3）要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進行，這樣可避兔已加工表面在運輸過程中碰傷，有利于保證加工精度。有時也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固螺釘孔等加工余量的確定為保證平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表面切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為該表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。加工總余量各表面工序余量之間的關系為：式中n加工該表面的工序（或工步）數(shù)目。工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質量、生產率和經濟性。例如加工余量太小時，不易去掉

45、上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太大時，會造成加工工時和材料的浪費，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產生變形，影響加工質量。尺寸鏈機械設計和工藝工作中，為保證加工、裝配和使用的質量，經常要對一些相互關聯(lián)的尺寸、公差和技術要求進行分析和計算，為使計算工作簡化，可采用尺寸鏈原理。將相互關聯(lián)的尺寸從零件或部件中抽出來，按一定順序構成的封閉尺寸圖形，稱為尺寸鏈尺寸鏈計算的基本公式尺寸鏈計算是根據結構或工藝上的要求，確定尺寸鏈中各環(huán)的基本尺寸及公差或偏差。計算方法有兩種，一種是極值法（也稱極大極小法），它是以各組成環(huán)的最大值和最小值為基礎，求出封閉環(huán)的

46、最大值和最小值。另一種是概率法，它是以概率理論為基礎來解算尺寸鏈。 1）極值法封閉環(huán)基本尺寸計算 尺寸鏈中,A0為封閉環(huán)，A1、A2、A5為增環(huán)，A3、A4為減環(huán)。各環(huán)的基本尺寸分別以A1、A2Ai表示。由圖可知：A0A1+A2+A5-A3-A4結論：尺寸鏈封閉環(huán)的基本尺寸，等于各增環(huán)的基本尺寸之和減去各減環(huán)基本尺寸之和。寫成普遍式為：，式中m-組成環(huán)環(huán)數(shù)；Ai-第i環(huán)的基本尺寸；i-第i環(huán)的傳遞系數(shù)。增減環(huán)的判斷：以封閉環(huán)A0為判斷依據，隨便設A0的走向（左或右），繞尺寸鏈走一圈，則和A0相同的為減環(huán)，相反的為增環(huán)或假設該尺寸增加，其他不變，最終導致A0減小則為減環(huán)（例如A1增加，A2、A3

47、、A4、A5不變，A0被迫增加，所以A1為增環(huán)）封閉環(huán)最大和最小尺寸計算當尺寸鏈中所有增環(huán)為最大值，所有減環(huán)為最小值時，則封閉環(huán)為最大值；反之為最小值。寫成普遍公式為： 、結論：封閉環(huán)的最大值等于所有增環(huán)的最大值之和減去所有減環(huán)的最小值之和；封閉環(huán)的最小值等于所有增環(huán)的最小值之和減去所有減環(huán)的最大值之和。工序尺寸1） 定義：零件圖上的尺寸、公差是毛坯經過加工之后最終達到的尺寸。在加工過程中，各工序所達到的尺寸稱工序尺寸2） 用計算法確定工序尺寸 （1）經過幾道工序加工所形成的表面的工序尺寸計算 （2）工序基準與設計基準不重合而引起的工序尺寸計算 （3）從尚需繼續(xù)加工表面標注的工序尺寸計算 （4

48、）對某表面進行加工，要同時保證多個設計尺寸的工序尺寸計算時間定額在一定的生產規(guī)模、生產技術和生產組織的條件下，為完成某一工件的某一工序所需要的時間，稱為工序單件時間或工序單件時間定額。它是計算產品成本和企業(yè)經濟核算的依據，也是新建或擴建工廠（或車間）時決定所需設備和人員的依據。工序單件時間的組成，可表示如下： t單=t基十t輔十t服十t休生產綱領：N=Q· n（1+）N-年產量；Q-每臺機床年產量； n機床數(shù)量；備品率；廢品率第6章 夾具三種安裝方式：直接找正安裝、劃線找正安裝、夾具安裝夾具安裝是指直接由夾具來保證工件在機床上的正確位置，并在家具上直接夾緊工件夾具的作用：將工件進行定

49、位、夾緊，將刀具進行導向或對刀，以保證工件和刀具的相對運動關系的附加裝置夾具的分類1） 通用夾具：與通用機床配套，作為通用機床的附件，如三抓卡盤虎鉗、分度頭、轉臺等2） 專用夾具：根據零件工藝過程中某工序的要求專門設計的夾具3） 成組夾具：適用于一組零件的夾具一般是同類零件，經過調整（如增加或更換一些元件）用來定位、夾緊的一組零件4） 組合夾具：有許多標準件組合而成，可根據零件的加工工序需要進行拼裝，用完后再拆卸5） 隨行夾具：用于自動線上，工件安裝在隨行夾具上并在機床夾具或機床工作臺上進行定位、夾緊夾具的基本構成：1） 對刀裝置2） 夾具體3） 定位元件（固定支承、平面及短銷）4） 連接元件

50、（定位件）5） 夾緊裝置定位：把工件安放在機床工作臺上或夾具中，使它與刀具之間有相對正確的位置加緊：工件定位后，將工件固定，使其在加工過程中保持定位不變六點定位原理（表6.1）一個物體在空間中有六個獨立運動，它在直角坐標系oxyz中可以有3個平移運動，3個轉動1） 在底面布置3個不共面的約束點，限制三個自由度2） 在側面布置兩個約束點4、5，限制兩個自由度3） 在端面布置一個約束點，限制一個自由度定位方法1） 平面定位2） 圓孔定位3） 圓外表面定位4） 圓錐孔定位歸類：1）限制一個自由度：支承釘、菱形銷2）限制兩個自由度：支承釘X2、條形支承板、短圓柱銷、短圓柱心軸、小錐度心軸、浮動錐銷、短

51、V型塊、短定位套3）限制三個自由度：條形支承板X2、矩形支承板、固定錐銷4）限制四個自由度：短圓柱心軸、短圓柱銷X2、長圓柱心軸、長V型塊、短V型塊X2、短定位套X2、長定位套5）限制五個自由度：長銷短平面、短銷大平面、固定錐銷和浮動錐銷組合、錐度心軸6）限制六個自由度：完全定位、不完全定位、過定位、欠定位1） 完全定位 工件的六個自由度全部被夾具中的定位元件所限制，而在夾具中占有完全確定的惟一位置，稱為完全定位。 2）不完全定位 根據工件加工表面的不同加工要求，定位支承點的數(shù)目可以少于六個。有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，這種定位情況稱為不完全定位。不完全定位是允許的

52、， 3）欠定位 按照加工要求應該限制的自由度沒有被限制的定位稱為欠定位。欠定位是不允許的。因為欠定位保證不了加工要求。 4）過定位 工件的一個或幾個自由度被不同的定位元件重復限制的定位稱為過定位。當過定位導致工件或定位元件變形，影響加工精度時，應該嚴禁采用。但當過定位并不影響加工精度，反而對提高加工精度有利時，也可以采用。過定位案例：1） 平面：四個支承釘或者兩個條形支承板，只用于加強剛度2） 大端平面+長圓柱銷：重復限制改進：小端面+長圓柱銷、加球面墊圈或大斷面+短圓柱銷3） 一面+兩銷（圓柱銷X2）：重復限制改進：一面 + 一圓柱銷 + 一菱形銷定位誤差分析與計算p207、習題1）基準不重

53、合誤差：對于尺寸A設計基準：圓中心線定位基準：左側面基準誤差：對于尺寸H1設計基準：圓中心線定位基準：底面基準誤差： 對于尺寸H2不存在基準不重合誤差2）定位基準位移誤差先假設定位面與底面垂直，若A1位設計尺寸，基準不重合誤差為。但是，如果定位面與底面不垂直，則定位點不在A點，而在B點。對于A點的誤差為，由于定位面與底面不垂直，過B做A面的垂足B，A B=（H-h）tan（相當于上面公式的），則誤差為 ，兩種誤差綜合為多看看課本例題V型塊定位誤差分析1) 用作圖法做出圓的最大直徑、最小直徑2) 對于尺寸H，其位置誤差大小等于，3)4) ，因此定位基準位移偏差定位誤差的分解解析1） 對于尺寸H1

54、，由于定位基準不重合，誤差為尺寸OA的變化量，即,在加工方向(O1O2方向上）的誤差為2） 基準位移偏差為BO1,在三角形BO1O2中， è，在加工方向(O1O2方向上）的誤差為3） 總誤差為eDH=e（基）+e（不）=O2Q+O1Q=O1O2對刀第7章 加工質量加工精度：零件加工后實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)接近程度，表現(xiàn)為零件宏觀幾何形狀誤差、波度、表面粗糙度。衡量指標值尺寸精度形狀精度位置精度原始誤差：工藝系統(tǒng)存在的誤差1） 與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關的原始誤差(工件相對于刀具靜止狀態(tài)下的誤差)原理誤差、定位誤差、調整誤差、刀具誤差、夾具誤差、機床誤差2） 與工藝過程有關的原始誤差(動誤差)。工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）、工藝系統(tǒng)受熱變形、刀具磨損、測量誤差、工件殘余應力引起的變形。誤差敏感方向：工藝系統(tǒng)原始誤差方向不同，對加工精度的影響程度也不同。對加工精度影響最大的方向，誤差敏感方向，一般為已加工表面過切削點的法線方向。誤差類型 主軸回轉誤差是指主軸實際回轉線對其理想回轉軸線的漂移。 導軌導向誤差：導軌副運動件實際運動方向與理想運動方向的偏差 機床傳動誤差 夾具誤差 刀具工藝系統(tǒng)剛度：在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比，K工藝系統(tǒng)剛度；Fp切削力的法向