機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)(完整版)

材料成形工藝基礎(chǔ)：

主要介紹機(jī)械零件毛坯成形方法的工藝特點(diǎn)、工藝參數(shù)的選擇、各類零件毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性、零件的材料選擇與成形方法選擇的基本原則。機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)：

主要介紹機(jī)械加工的基本概念、切削基本原理、切削機(jī)床與刀具、切削加工基本工藝過(guò)程、選擇切削加工方法的基本原則，以及零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性。第一章.切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)第二章.金屬切削機(jī)床第三章.機(jī)械加工工藝過(guò)程第四章.零件表面的加工方案第五章.零件的結(jié)構(gòu)工藝性第六章.數(shù)控加工技術(shù)索引第一章

切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)返回索引1.1機(jī)械加工機(jī)械加工：采用不同的機(jī)床（如車床、銑床、刨床、磨床、鉆床等）對(duì)工件進(jìn)行切削加工。

2.零件表面質(zhì)量的概念零件幾何參數(shù)：宏觀幾何參數(shù)：包括：尺寸、形狀、位置等要素。

微觀幾何參數(shù)：指：微觀表面粗糙程度。2023/2/32.1加工精度加工精度：指零件經(jīng)切削加工后，其尺寸、形狀、位置等參數(shù)同理論參數(shù)的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：零件尺寸參數(shù)的準(zhǔn)確程度。b.形狀精度：零件形狀與理想形狀接近程度。c.位置精度：零件上實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。2023/2/32023/2/32.1加工精度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用的精度等級(jí)分為20級(jí)，分別用IT01、IT0、IT1、IT2…IT18表示。數(shù)字越大，精度越低。其中IT5-IT13常用。高精度：IT5、IT6通常由磨削加工獲得。中等精度：IT7-IT10通常由精車、銑、刨獲得。低精度：IT11-IT13通常由粗車、銑、刨、鉆等加工方法獲得。2.1.1尺寸精度Φ250-0.04

零件尺寸要素的誤差大小。

問(wèn)：精度的高低與哪兩個(gè)因素有關(guān)？

基本尺寸和公差大小。2.1.2形狀精度

Φ25軸加工后可能產(chǎn)生的形狀誤差

0－0.0132.1.2形狀精度指零件上實(shí)際要素的形狀與理想形狀相符合的程度；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六類形狀公差（見(jiàn)下表）形狀精度的標(biāo)注：框格分為2格，箭頭指向待表達(dá)的表面，數(shù)字表示允許誤差的大小，單位為毫米。2.1.3位置精度指零件的實(shí)際要素（點(diǎn)、線、面）相對(duì)于基準(zhǔn)之間位置的準(zhǔn)確度。圓圈中的英文字母表示基準(zhǔn)，框格分3格，箭頭指向待表達(dá)的表面精度等級(jí)尺寸精度范圍Ra值范圍（μm）相應(yīng)的加工方法低精度IT13～I(xiàn)T1125～12.5粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等中等精度IT10～I(xiàn)T96.3～3.2半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴(kuò)孔等IT8～I(xiàn)T71.6～0.8精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗鉸等高精度IT7～I(xiàn)T60.8～0.2精磨、精鉸等特別精密精度IT5～I(xiàn)T2Ra＜0.2研磨、珩磨、超精加工、拋光等零件精度等級(jí)及其相應(yīng)的加工方法2.2表面粗糙度表面粗糙度：零件微觀表面高低不平的程度。

產(chǎn)生的原因：

1）切削時(shí)刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨擦；

2）機(jī)床、刀具和工件在加工時(shí)的振動(dòng)；

3）切削時(shí)從零件表面撕裂的切屑產(chǎn)生的痕跡；

4）加工時(shí)零件表面發(fā)生塑性變形。

2.2表面粗糙度

表面粗糙度對(duì)零件質(zhì)量的影響：

零件的表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的性能和使用壽命影響較大，主要有以下幾個(gè)方面：

1）零件表面粗糙，將使接觸面積減小，單位面積壓力加大，接觸變形加大，磨擦阻力增大，磨損加快；

2)表面粗糙度影響配合性質(zhì)。對(duì)于間隙配合，表面粗糙易磨損，造成間隙迅速加大；對(duì)于過(guò)盈配合，在裝配時(shí)，可使微小凸峰擠平，有效過(guò)盈量減少，使配合件強(qiáng)度降低；

3）零件表面粗糙，低谷處容易聚積腐蝕性物質(zhì)，且不易清除，造成表面腐蝕；

4）當(dāng)零件承受載荷時(shí)，凹谷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，以致產(chǎn)生裂紋而造成零件斷裂。2.2表面粗糙度

評(píng)定參數(shù)：常用的是輪廓算術(shù)平均偏差Ra2.2表面粗糙度2023/2/3Rah1h2h3…h(huán)n2.2表面粗糙度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：表面粗糙度分為14個(gè)等級(jí)，分別用表示，數(shù)字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符號(hào)上的數(shù)值Ra,單位是微米（μm）。2023/2/32.2表面粗糙度

表面粗糙度符號(hào)的意義及應(yīng)用符號(hào)符號(hào)說(shuō)明意義及應(yīng)用基本符號(hào)單獨(dú)使用無(wú)意義基本符號(hào)上加一短劃線表示表面粗糙度是用去除法獲得基本符號(hào)內(nèi)加一小圓表示表面粗糙度是用不去除材料的方法獲得符號(hào)上加Ra值用去除材料方法獲得的表面，Ra的最大允許值為3.2μm2.3常見(jiàn)加工方法的Ra表面特征加工方法Ra(微米)表面特征粗車粗鏜50可見(jiàn)明顯刀痕粗銑粗刨25可見(jiàn)刀痕鉆孔12.5微見(jiàn)刀痕精銑精刨半精車6.3可見(jiàn)加工痕跡3.2微見(jiàn)加工痕跡精車1.6看不清加工痕跡粗磨0.8可辨加工痕跡方向精磨0.4微辨加工痕跡方向精密加工0.1-0.012只能按表面光澤辯識(shí)2.4零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系精度：宏觀幾何參數(shù)的誤差表面粗糙度：微觀幾何參數(shù)的誤差加工精度高，必須采用一系列的高精度的加工方法，而經(jīng)過(guò)高精度的加工后零件表面粗糙度一定低，反之，表面粗糙度低，零件必須采用一系列的降低表面粗糙度的加工方法，而低表面粗糙度的加工方法不一定是高精度的加工方法。實(shí)例：各種機(jī)床上的手柄：表面粗糙度非常低，但精度不高。2023/2/3零件的加工精度與表面粗糙度的關(guān)系如何？提問(wèn)

機(jī)器零件的基本表面包括：外圓、內(nèi)圓（孔）、平面和成型面基本表面主要由如下的加工方法獲得3.切削運(yùn)動(dòng)與切削用量要完成零件表面的切削加工，刀具和工件應(yīng)具備形成表面的基本運(yùn)動(dòng)，即切削運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)：刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削運(yùn)動(dòng)分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)：提供切削可能性的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：提供連續(xù)切削可能性的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有多個(gè)3.1切削運(yùn)動(dòng)3.1切削運(yùn)動(dòng)機(jī)床名稱主運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)臥式車床工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)車刀縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)鉆床鉆頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)鉆頭軸向移動(dòng)臥銑、立銑銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工件縱向、橫向、斜向直線移動(dòng)牛頭刨床刨刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)工件橫向間歇移動(dòng)或刨刀垂向、斜向間歇移動(dòng)龍門刨床工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)刨刀橫向、垂向、斜向間歇移動(dòng)外圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向移動(dòng)內(nèi)圓磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向移動(dòng)平面磨床砂輪高速旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動(dòng)，砂輪橫向、垂向移動(dòng)機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)3.2切削用量切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量切削速度：切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度,用V表示，單位為m/s

進(jìn)給量：刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上相對(duì)于工件的位移量，用f表示，車、鉆和銑削時(shí)單位為mm/r背吃刀量:

已加工表面和待加工表面之間的垂直距離，用ap表示，單位為mm，如下圖：3.2.1車削切削速度、背吃刀量的計(jì)算V:切削速度d:工件直徑n:工件轉(zhuǎn)速背吃刀量：切削速度：dmax:待加工表面直徑dmin:已加工表面直徑ap:背吃刀量3.3切削用量的合理選擇問(wèn)題(1)粗加工按ap－f－v的順序選擇

a、粗加工的主要目的是用最少的走刀次數(shù)盡快切除多余金屬，只留后續(xù)工序的加工余量，所以應(yīng)根據(jù)毛坯尺寸首先選擇ap

b、粗加工不必考慮表面粗糙度，在ap確定后，選取大的f，減少走刀時(shí)間

c、ap和f確定后，在機(jī)床功率和刀具耐用度允許的前提下選擇v(2)精加工按v

－f－ap的順序選擇

精加工的主要目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低零件的表面粗糙度。因此首先應(yīng)選擇盡可能高的v，然后選擇達(dá)到表面粗糙度要求的f，最后再根據(jù)精加工余量決定ap

4.切削刀具

刀具性能的好壞也是直接影響切削效果的一個(gè)重要因素，刀具性能主要取決于兩個(gè)因素：即刀具材料和刀具的幾何角度4.1刀具材料應(yīng)具備如下五個(gè)基本特性：1.高硬度：HRC>60以上;2.高的強(qiáng)度與韌性：保證能夠承受切削力的作用而不破壞；3.高的熱硬性：材料在高溫下仍然保持高硬度的性能，熱硬性用熱硬溫度表示；4.良好的耐磨性；5.良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性；碳素工具鋼：如T7、T8、T9…T13等。適合于制造簡(jiǎn)單的手工工具，如銼刀、鋸條等；合金工具鋼：在碳素工具鋼中加入少量的鎢、鉻、錳、硅等元素，耐熱性較低，如9SiCr等，適合于制造低速成型刀具，如絲錐；高速鋼：含較多的鎢、鉻、釩等合金元素、常用的有：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V等。適合于制造中速精加工刀具；硬質(zhì)合金：成分由WC、TiC和Co組成，采用燒結(jié)方法獲得4.1.1常用的刀具材料4.1.1常用的刀具材料

常用的硬質(zhì)合金有：

鎢鈷鈦類（牌號(hào)YT）硬質(zhì)合金：適合于加工鋼等塑性材料，其代號(hào)有YT5、YT15、YT30等，粗加工用YT5,精加工用YT30;

鎢鈷類（牌號(hào)YG）硬質(zhì)合金：適合于加工鑄鐵、青銅等脆性材料，其代號(hào)有YG3、YG6、YG8等，粗加工用YG8，精加工用YG3。4.1.2其它刀具材料

陶瓷：常用的刀具陶瓷有兩種：Al2O3基陶瓷和Si3N4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特點(diǎn)是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐熱性，其主要缺點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性很差，不能承受較大的沖擊載荷。

金剛石：它分三種天然單晶金剛石刀具整體人造聚晶金剛石刀具金剛石復(fù)合刀片

立方氧化硼：由軟的立方氧化硼在高溫高壓下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成種類硬度HRC抗彎強(qiáng)度GPa熱硬性℃工藝性能用途碳素工具鋼60-652.16200-250熱成型手工刀具合金工具鋼60-652.35300-400同上低速刀具高速鋼63-701.9-4.4600-700同上中速刀具硬質(zhì)合金89-931.0-2.2800-1000燒結(jié)成型高速刀具陶瓷材料91-950.4-0.91100-1200同上連續(xù)精加工刀具常用的刀具材料

各種多齒刀具或復(fù)雜刀具，就其一個(gè)刀齒而言，都相當(dāng)于一把車刀。車刀分為切削部分和夾持部分，切削部分由三個(gè)刀面組成：前刀面、主后刀面、副后刀面。前刀面和主后刀面的交線叫主切削刃前刀面和副后刀面的交線叫副切削刃兩條切削刃的交點(diǎn)叫刀尖，但刀尖并非絕對(duì)尖銳

為了研究刀具的幾何角度，建立三個(gè)輔助平面：基面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)切削速度方向垂直的平面。切削平面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與該點(diǎn)加工表面相切的平面。正交平面：通過(guò)主切削刃上的某一點(diǎn)，與主切削刃在基面上的投影垂直的平面4.2刀具的幾何角度(車刀的基本形狀)前角γ。：在正交平面中，前刀面與基面之間的夾角；后角α。：在正交平面中，主后刀面與切削平面之間的夾角；主偏角Kr

：在基面上，主切削刃的投影與進(jìn)給方向的夾角。副偏角Kr’

：在基面上，副切削刃的投影與進(jìn)給反方向的夾角。刃傾角λs4.2.1車刀的幾何角度4.2.2前角的正與負(fù)

一般加工韌性材料，應(yīng)取較大的前角；加工脆性材料，應(yīng)取較小的前角；前角的取值范圍常在-5°~+25°之間。4.2.3刃傾角λs刃傾角λs：在切削平面中，主切削刃與基面之間的夾角。

它主要影響刀頭的強(qiáng)度和排屑方向。一般取λs=－10°

~+10°,粗加工時(shí)常取負(fù)值，增加刀頭強(qiáng)度；精加工時(shí)常取正值，避免切屑擦傷已加工表面。

4.2.4刃傾角λs的正與負(fù)

當(dāng)?shù)都庠谥髑邢魅猩献罡唿c(diǎn)時(shí)，λs為正值，反之為負(fù)值。

4.3刀具角度的合理選擇問(wèn)題原則：粗加工時(shí)，為了提高切削效率，切削力會(huì)較大，因此強(qiáng)度要高；精加工時(shí)，切削力較小，為了保證零件質(zhì)量因此刀具較鋒利。粗加工：前角、后角均小，強(qiáng)度高精加工：前角、后角均大，刀具鋒利主偏角：車臺(tái)階軸：取90度既車外圓又車端面，取45度副偏角：為降低表面粗糙度，取小值：一般為：

5-15度刃傾角：粗加工常取負(fù)值，精加工取正值

麻花鉆由工作部分、頸部和柄部組成，工作部分又包括導(dǎo)向部分和切削部分4.4麻花鉆的基本形狀螺旋角β：刃帶切線與鉆頭軸線的夾角,一般β=18-30度；前角：γ。后角：αf頂角2Φ：

兩個(gè)主切削刃在垂直鉆頭軸線平面上投影的夾角，通常2Φ=116-120度之間；橫刃斜角ψ：它是橫刃與主切削刃在鉆頭垂直軸線平面上投影的夾角。通常為47-55度；4.4.1麻花鉆的主要幾何角度砂輪：是磨削加工的刀具，它是由磨料和結(jié)合劑燒結(jié)而成的。磨料：磨料是砂輪的主要組成因素，擔(dān)負(fù)切削作用，所以磨料有很高的硬度。粒度：是指磨料顆粒的大小。結(jié)合劑：結(jié)合劑起粘結(jié)磨粒的作用。硬度：指砂輪上的磨粒脫落的難以程度。4.5砂輪的材料及形狀系別名稱代號(hào)特性適合于磨削剛玉棕剛玉A硬度高，韌性好，價(jià)廉碳鋼、可鍛鑄鐵、青銅白剛玉WA硬度稍低，鋒利淬火鋼、高速鋼碳化硅黑碳化硅C鋒利，導(dǎo)熱性好鑄鐵、黃銅綠碳化硅GC硬度高，導(dǎo)熱好硬質(zhì)合金、寶石超硬材料金剛石D硬度最高，韌性差硬質(zhì)合金、寶石、陶瓷等立方氮化硼CBN硬度僅次于金剛石，韌性略好。不銹鋼、高礬高速鋼4.5.1常用的磨料的特性及用途砂輪名稱代號(hào)斷面簡(jiǎn)圖基本用途平行砂輪P用途廣泛、各種磨床雙斜邊PSX1用于精磨齒輪、螺紋雙面凹PSA外圓磨、刀具磨薄片砂輪PB切斷和開(kāi)槽筒形砂輪N立式平面磨削杯形砂輪B端面刀具磨碗形砂輪BW刀具磨、導(dǎo)軌磨4.5.2砂輪的形狀、代號(hào)及用途5.刀具磨損和刀具耐用度刀具經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后，由于摩擦和切削熱的作用，使刀具變鈍，切削溫度上升，影響加工精度和表面質(zhì)量，因此必須及時(shí)刃磨。刀具耐用度是刀具從開(kāi)始切削至達(dá)到磨損限度為止的切削時(shí)間。例：硬質(zhì)合金焊接刀具的耐用度規(guī)定為60分鐘。2023/2/3刀具使用磨鈍刃磨刀具包括：三種磨損形式與三個(gè)磨損階段5.1刀具的使用過(guò)程

金屬切削過(guò)程是指從工件表面切除一層多余的金屬，從而形成切屑的過(guò)程：

1.金屬在刀具前刀面的作用下，受到擠壓產(chǎn)生彈性變形。

2.應(yīng)力逐漸變大，產(chǎn)生塑性變形—滑移。

3.應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限，剪切滑移被擠裂形成切屑。

4.切離。1彈性變形2塑性變形3擠裂切屑6.金屬的切削過(guò)程常見(jiàn)的切屑有如下三種：a.帶狀切屑：用大前角刀具、高切削速度、小進(jìn)給量加工塑性材料時(shí)出現(xiàn)。形成帶狀切屑時(shí)，切削力平穩(wěn)，表面光潔，但切屑連續(xù)不斷，不安全或容易刮傷已加工表面。b.節(jié)狀切屑：用低切削速度，大進(jìn)給量加工中等硬度的鋼材時(shí)出現(xiàn)。形成這種切屑時(shí)，金屬經(jīng)彈性變形、塑性變形、擠裂和切離階段，是典型的切削過(guò)程，但切削力波動(dòng)大，工件表面粗糙。c.崩碎切屑：加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)出現(xiàn)，形成這種切屑時(shí)，切削熱和切削力均集中在刀刃和刀尖，刀具容易磨損。6.1金屬的切屑類型

6.2積屑瘤積屑瘤：當(dāng)切屑沿前刀面流出時(shí)，與前刀面接觸的切屑底層受到摩擦阻力，速度變慢，形成滯流層，于是，金屬粘附在切削刃附近，形成了積屑瘤。積屑瘤的影響：1、保護(hù)切削刃，粗加工時(shí)，希望產(chǎn)生積屑瘤2、本身不斷形成和脫落，會(huì)引起振動(dòng)，影響工件表面粗糙度，精加工不希望產(chǎn)生積屑瘤。6.3切削力1、切向力（切削力）Fz：總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，其大小約占總切削力的95~99%,是三個(gè)分力中最大的。消耗功率最多的分力，它是機(jī)床動(dòng)力、重要零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)和校核的主要依據(jù)；2、軸向力（進(jìn)給力）Fx:

總切削力在進(jìn)給方向上的正投影，其大小約占總切削力的1~5%,它是設(shè)計(jì)和驗(yàn)算機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須的參數(shù)；3、徑向力（背向力）Fy:

總切削力在垂直工作平面上的分力，它作用在工件剛性較差的方向，容易使工件變形，同時(shí)引起振動(dòng)，影響加工精度。所以加工剛性較差的工件（如細(xì)長(zhǎng)軸）時(shí)，應(yīng)該力求減少切削力。6.3切削力Fy切削力Fr的方向如左下圖：可以沿三個(gè)方向分解為：1.切向力Fz2.軸向力Fx3.徑向力Fy6.3切削力主偏角影響徑向力的分配：

6.4切削熱切削熱產(chǎn)生原因：

1.切屑變形；

2.工件與刀具的摩擦；

切削熱傳出途徑：

a.由切屑帶走，帶走越多越有利；

b.由周圍空氣和冷卻介質(zhì)帶走，同樣帶走越多越有利；

c.傳入工件，使工件溫度升高，引起工件變形，產(chǎn)生誤差；

d.傳入刀具，使刀具溫度升高。刀具硬度降低，磨損加快。6.5降低切削溫度的措施1.減少切削熱的產(chǎn)生：包括選擇合理的刀具幾何角度和切削用量，比如適當(dāng)增大刀具的前角以減少切屑變形，選用大的背吃刀量和小的進(jìn)給量。2.改善散熱條件：包括使用冷卻液等各種冷卻措施；冷卻液一般有：

水溶液：比熱大，導(dǎo)熱性好，但不能起潤(rùn)滑作用，如蘇打水，蘇打用于防銹。用于粗磨。

切削油：如礦物油；比熱小，但有潤(rùn)滑作用。

乳化液：具有良好的流動(dòng)性和導(dǎo)熱性，它由乳化油加水稀釋而成，應(yīng)用最廣泛。第二章

金屬切削機(jī)床返回索引

1、機(jī)床的類型

金屬切削機(jī)床是用來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的機(jī)器，故稱為“工作母機(jī)”，習(xí)慣上稱機(jī)床。

按加工性質(zhì)和所用刀具分類：分為車床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床等12大類；按精度分類：分為普通精度、精密和高精度三種；按重量分類：分為一般機(jī)床、大型機(jī)床和重型機(jī)床。機(jī)床的型號(hào)：如：C6136表示…2、機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)1.主傳動(dòng)部件：用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)；2.進(jìn)給傳動(dòng)部件：主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；3.工件安裝裝置：用來(lái)安裝工件；4.刀具安裝裝置：用來(lái)安裝刀具；5.支承件：用來(lái)支承和連接機(jī)床各零部件，是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件；6.機(jī)床動(dòng)力部件：為機(jī)床提供動(dòng)力。3、機(jī)床的傳動(dòng)

機(jī)床的傳動(dòng)有機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電氣等多種形勢(shì)，最常見(jiàn)的是機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)包括皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、渦輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)和絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)3.1皮帶傳動(dòng)

皮帶傳動(dòng)是靠膠帶與帶輪之間的磨擦作用，將主動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到另一個(gè)被動(dòng)皮帶輪上去的。皮帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)平穩(wěn)、軸間距較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維修方便，過(guò)載時(shí)皮帶打滑。不易引起機(jī)器損壞；其缺點(diǎn)是不能保證精確的傳動(dòng)比，且磨擦損失大，傳動(dòng)效率較低。3.1皮帶傳動(dòng)

如果考慮皮帶與皮帶輪之間的滑動(dòng)，其傳動(dòng)比為：

i=(d1/d2)ε=(n2/n1)ε式中：d1—主動(dòng)皮帶輪的直徑d2—被動(dòng)皮帶輪的直徑n1—主動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速n2—被動(dòng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速

ε—滑動(dòng)系數(shù)，約為0.983.2齒輪傳動(dòng)

齒輪傳動(dòng)是目前機(jī)床中應(yīng)用最多的一種傳動(dòng)方式，這種傳動(dòng)方式種類多，如直齒、斜齒、人字齒、圓弧齒輪傳動(dòng)等，最常見(jiàn)的是直齒圓柱齒輪。設(shè)：z1和n1分別為主動(dòng)輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速

z2和n2分別為被動(dòng)輪的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比i=(z1/z2)=(n2/n1)

3.3渦輪、蝸桿傳動(dòng)

采用這種方式，只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：可獲得較大的降速比，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小，結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低，并需要良好的潤(rùn)滑條件

3.4齒輪、齒條傳動(dòng)

齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)（當(dāng)齒輪為主動(dòng)輪時(shí)），也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（當(dāng)齒條為主動(dòng)件時(shí)），在實(shí)際運(yùn)用中，以前者居多。齒輪齒條傳動(dòng)的效率很高，但制造精度不高時(shí)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性和準(zhǔn)確性較差。

3.5絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng)

絲桿、螺母?jìng)鲃?dòng)可使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，例如在車床上車螺紋時(shí)，絲桿旋轉(zhuǎn)，合上開(kāi)合螺母后，刀架便作縱向運(yùn)動(dòng)。其傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是工作平穩(wěn)，無(wú)噪音，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率較低。

4、機(jī)床的變速機(jī)構(gòu)

在一般的通用機(jī)床上通過(guò)變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)接近理想值的切削速度。變換機(jī)床轉(zhuǎn)速的主要裝置是機(jī)床的齒輪箱，齒輪箱變速機(jī)構(gòu)的形式多樣，最常見(jiàn)的為滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)和離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu)4.1滑動(dòng)齒輪變速機(jī)構(gòu)

帶長(zhǎng)鍵的從動(dòng)軸Ⅱ上裝有滑動(dòng)齒輪z2,z4,z6,通過(guò)手柄上的撥叉可使它們分別與固定在主動(dòng)軸Ⅰ上的齒輪z1,z3,z5相嚙合，其傳動(dòng)比

i1=z1/z2

i2=z3/z4i3=z5/z6

軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速分別為：n2=i1n1或n2=i2n1或

n2=i3n1

（式中n1為軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速,n2為軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速）

4.2離合器式齒輪變速機(jī)構(gòu)

從動(dòng)軸Ⅱ兩端空套有齒輪z2和z4，它們分別與固定在主動(dòng)軸Ⅰ上的齒輪z1和z3嚙合。軸Ⅱ中部帶有鍵3，并裝有壓嵌式離合器4。當(dāng)手柄左移或右移離合器時(shí)，離合器的爪1與齒輪z2嚙合或爪2與齒輪z4嚙合，這樣軸Ⅱ可得到兩種不同的轉(zhuǎn)速，其傳動(dòng)比是：i1=z1/z2

i2=z3/z4

5、車床的基本結(jié)構(gòu)主電機(jī)及變速機(jī)構(gòu)掛輪箱床頭箱進(jìn)給箱卡盤中心架溜板箱尾架絲桿光桿

5.1車床的主傳動(dòng)車削的進(jìn)給量如果工件的轉(zhuǎn)速加快，進(jìn)給量是否會(huì)變化？答：所謂進(jìn)給量，是指主軸轉(zhuǎn)一圈（一個(gè)工作循環(huán)）、刀架沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離，只要進(jìn)給箱的掛輪手柄沒(méi)有調(diào)整，主軸到進(jìn)給箱的傳動(dòng)比沒(méi)有變化，進(jìn)給量就不會(huì)發(fā)生變化。5.1.1車床的傳動(dòng)框圖

5.2車削的加工范圍

車削是以加工回轉(zhuǎn)體為主要加工目的。在車床上可以加工：外圓、端面、錐度、鉆孔、鉆中心孔、鏜孔、鉸孔、切斷、切槽、滾花、車螺紋、車成型面、繞彈簧等。

5.3車削的工藝特點(diǎn)粗加工：經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)到IT10，表面粗糙度在25-12.5之間;

精加工：經(jīng)濟(jì)精度可達(dá)IT7左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6之間。2.易于保證相互位置精度要求。一次裝夾可加工幾個(gè)不同的表面，避免安裝誤差。3.刀具簡(jiǎn)單，制造、刃磨和安裝方便，容易選用合理的幾何形狀和角度，有利于提高生產(chǎn)率。4.應(yīng)用范圍廣泛，幾乎所有繞定軸心旋轉(zhuǎn)的內(nèi)外回轉(zhuǎn)體表面及端面，均可以用車削方法達(dá)到要求。5.可以用精細(xì)車的辦法實(shí)現(xiàn)有色金屬零件的高精度的加工（有色金屬的高精度零件不適合采用磨削）6銑削加工主軸箱主軸橫溜板工作臺(tái)升降臺(tái)底座6.1立式銑床的基本結(jié)構(gòu)6.2銑削的主要加工范圍6.3銑床的分度加工功能分度頭手柄工件銑刀卡盤尾架扇形夾1.分度頭手柄與卡盤中心軸之間的傳動(dòng)比為40：1，即手柄轉(zhuǎn)40圈，卡盤或工件轉(zhuǎn)1圈。2.孔圈和扇形夾的張開(kāi)角度用于非整數(shù)圈的定位孔圈問(wèn)題：今欲在銑床上加工一個(gè)12等分的零件，分度手柄應(yīng)轉(zhuǎn)多少圈，用分度盤的哪個(gè)孔圈，扇形夾應(yīng)張開(kāi)多少個(gè)孔距？（已知：分度盤孔圈孔數(shù)有：24、25、28、30、37）解：因?yàn)橹鬏S上固定有齒數(shù)為40的蝸輪，它與單頭蝸桿相嚙合。當(dāng)分度手柄轉(zhuǎn)一圈的同時(shí)，主軸(工件)轉(zhuǎn)動(dòng)了1/40轉(zhuǎn)即

設(shè)工件等分?jǐn)?shù)為Z，則每次分度時(shí)，工件應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)1/Z，因此手柄轉(zhuǎn)數(shù)

根據(jù)題中已知條件，可選孔圈數(shù)24、扇形夾張開(kāi)孔距為8孔，可選孔圈數(shù)30，扇形夾張開(kāi)孔距為10孔6.3銑床的分度加工功能6.4逆銑和順銑逆銑：銑刀旋向（或銑削力）與進(jìn)給方向相反順銑：銑刀旋向與進(jìn)給方向一致FFVV7.鉆削加工

鉆床包括臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。如圖：工件直徑≤12mm的孔一般使用臺(tái)式鉆床加工，孔徑<50mm的中小型零件在立式鉆床上加工，大型工件上的孔在搖臂鉆床上加工。

鉆夾頭是鉆孔的常用夾具，一般用于孔徑較小(≤

12mm)的工件，大直徑的零件用錐度套筒裝入鉆軸。對(duì)精度要求高，粗糙度低的零件鉆孔后還必須進(jìn)行精加工。鉆削加工的范圍

7.1擴(kuò)孔

用擴(kuò)孔鉆對(duì)已經(jīng)鉆出或鑄出、鍛出的孔進(jìn)行擴(kuò)大和提高精度的加工，稱為擴(kuò)孔。擴(kuò)孔鉆如下圖所示。其結(jié)構(gòu)與麻花鉆相似，但切削刃有34個(gè)，前端是平的，無(wú)橫刃，螺旋槽較淺，鉆頭剛度好。擴(kuò)孔余量小，切削比較平穩(wěn)，所以擴(kuò)孔精度比鉆孔高。其尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT10IT9，表面粗糙度Ra值可達(dá)6.33.2m。擴(kuò)孔可作為終加工，也可作為鉸孔前的預(yù)加工。

7.2鉸孔

鉸刀有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種(圖a)。手用鉸刀為直柄，工作部分較長(zhǎng)。機(jī)用鉸刀多為錐柄，可裝在鉆床、車床或鏜床上鉸孔。鉸刀的工作部分由切削部分和修光部分組成。切削部分呈錐形，擔(dān)負(fù)切削工作。修光部分起導(dǎo)向和修光作用。鉸刀有612個(gè)切削刃，制造精度高，心部直徑較大，剛度和導(dǎo)向性好。鉸孔余量小，切削平穩(wěn)。鉸孔尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT6，表面粗糙度Ra值達(dá)1.60.4m。手鉸孔時(shí)，用鉸桿轉(zhuǎn)動(dòng)鉸刀并輕壓進(jìn)給(圖b)。鉸刀不能倒轉(zhuǎn)，否則鉸刀與孔壁之間易擠住切屑，造成孔壁劃傷或刀刃崩裂

鉸孔適用于加工精度高、直徑不大孔的終加工。手鉸時(shí)，切削速度低，切削力小，不受機(jī)床振動(dòng)等影響，加工質(zhì)量比機(jī)鉸好，但生產(chǎn)率低。

鏜削一般是指在鏜床上進(jìn)行的切削加工。圖為常用的臥式鏜床。由床身、立柱、主軸箱、尾架和工作臺(tái)等部分組成。鏜床的主軸能作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)和軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。安裝工件的工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并可回轉(zhuǎn)一定的角度。主軸箱可沿立柱導(dǎo)軌作上下運(yùn)動(dòng)。尾架可沿床身導(dǎo)軌水平移動(dòng)，其上的鏜桿支承也可與主軸箱同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)。7.3鏜削加工.4鏜孔加工的工藝特點(diǎn)1.鏜床主要用于加工大型工件或形狀復(fù)雜工件上的孔和孔系。例如變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等。2.鏜孔尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT8IT7，表面粗糙度值一般為1.6～0.8m。3.鏜孔可以校正孔原有的軸線偏差或位置偏差。鏜刀的形狀7.5鉆削的工藝特點(diǎn)1.鉆削屬于低精度（IT11-IT13）和高表面粗糙度的(Ra50-12.5)加工方法2.容易產(chǎn)生“引偏”，是加工過(guò)程中由于鉆頭彎曲產(chǎn)生孔徑擴(kuò)大、孔不圓等缺陷。原因是刀具呈細(xì)長(zhǎng)狀，剛性較差。3.排屑困難，鉆孔在半封閉的狀態(tài)下進(jìn)行，切下來(lái)的切屑沿刀具兩側(cè)的螺旋槽上升，容易與已經(jīng)加工出的表面發(fā)生摩擦和擠壓，刮傷已加工表面，降低表面質(zhì)量4.切削熱不容易傳散，切削液難以傳到切削區(qū)。限制切削速度的提高8.磨削加工磨削加工的機(jī)床是磨床，刀具是砂輪磨削加工可以磨削外圓、孔和平面，磨削加工的夾具通常有電磁吸盤、三爪卡盤、頂尖等右圖是磨床的液壓傳動(dòng)原理圖

磨床包括外圓磨、內(nèi)圓磨、無(wú)心磨等幾種，下圖是萬(wàn)能外圓磨床的圖形。

M1432A萬(wàn)能外圓磨床(M—磨床；14—萬(wàn)能外圓磨床；32—最大磨削直徑的1/10，即最大磨削直徑為320mm；A—性能和結(jié)構(gòu)上經(jīng)過(guò)一次重大改進(jìn))。

8.1磨床類型8.2磨削的工藝特點(diǎn)1.磨削的精度高，IT6-IT5，粗糙度低，Ra0.8-0.2，砂輪表面有極多的切削刃同時(shí)參加切削。2.可以加工一些難以加工的材料。如淬火鋼、高速鋼以及毛坯的清理。3.切削速度高（30m/s以上）切削溫度高（1000℃以上）。使用冷卻液。4.砂輪有自銳作用，這是其它刀具所不具備的。即磨粒不斷脫落，新的磨粒又是鋒利的。5.磨削力的徑向分力較大，因此，在達(dá)到尺寸以后，還要進(jìn)行多次無(wú)進(jìn)給磨削。第三章

機(jī)械加工工藝過(guò)程返回索引1.下料2.粗車3.焊接4.精車5.磨削6.鉆孔生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變毛坯形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)楹细窳慵倪^(guò)程，稱為工藝過(guò)程。工藝過(guò)程由很多工序組成。工序是指在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)或一組工件所連續(xù)完成的部分工藝過(guò)程。例：1.生產(chǎn)類型

按產(chǎn)量劃分：

1.生產(chǎn)類型1.單件小批生產(chǎn)：很少重復(fù)，重型機(jī)器和試制零件時(shí)通常是這種生產(chǎn)形式。2.成批生產(chǎn)：成批的制造某種零件，每隔一段時(shí)間又重復(fù)生產(chǎn)。如一般的機(jī)床制造廠的生產(chǎn)。

3.大量生產(chǎn)：在大多數(shù)工作地點(diǎn)，經(jīng)常重復(fù)進(jìn)行同一種零件的某一工序生產(chǎn)，如汽車制造廠、軸承廠等的生產(chǎn)。制定生產(chǎn)工藝通常要根據(jù)生產(chǎn)類型來(lái)進(jìn)行單件小批批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)機(jī)床設(shè)備通用機(jī)床通用機(jī)床和部分專用機(jī)床廣泛使用高效率的專用機(jī)床夾具通用夾具廣泛使用專用夾具廣泛采用高效率的專用夾具刀具量具通用刀具部分采用專用刀具和量具高效率的專用刀具和量具毛坯木模鑄造和自由鍛部分采用金屬模鑄造和模鍛機(jī)器造型、壓力鑄造、模鍛等對(duì)工人的技術(shù)要求需要技術(shù)熟練工人需要比較熟練的技術(shù)工人調(diào)整工要熟練，操作工技術(shù)要求不高

1.1各種生產(chǎn)類型的要求和特征2.工件的安裝直接安裝法：工件直接安裝在工作臺(tái)或采用通用夾具（三爪卡盤、四爪卡盤、頂尖、平口鉗、電磁吸盤等標(biāo)準(zhǔn)附件），有時(shí)要對(duì)工件進(jìn)行劃線找正，再行夾緊。專用夾具安裝：工件安裝在為其加工而專門設(shè)計(jì)的夾具中，無(wú)須找正，迅速保證工件對(duì)刀具和機(jī)床的準(zhǔn)確定位。節(jié)約時(shí)間，生產(chǎn)效率高，但夾具的設(shè)計(jì)和制造需要一定的成本。3.夾具簡(jiǎn)介夾具是用來(lái)將待加工工件固定的裝置。

夾具一般可分為通用夾具和專用夾具兩種，此外還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型的夾具。

3.1夾具的分類1.通用夾具：指一般已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，不需特殊調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的刀具，如：三爪卡盤、四爪卡盤、頂尖、分度頭、平口鉗、電磁吸盤，通用夾具價(jià)格較低，使用范圍廣泛，但生產(chǎn)效率不如專用夾具。故一般僅適用于單件小批量生產(chǎn)。2.專用夾具：是指為某一零件的加工而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具，既可以保證加工精度，又提高生產(chǎn)效率，但夾具需要一定的投資。所以主要用于成批及大量生產(chǎn)中。3.1夾具的分類3、通用可調(diào)夾具和成組夾具：通過(guò)調(diào)整或更換個(gè)別元件后，可以加工形狀相似、尺寸相近、加工工藝相似的多種工件。在當(dāng)前多品種小批量生產(chǎn)的條件下，更顯示出這兩類夾具的優(yōu)勢(shì)；4、組合夾具：用事先準(zhǔn)備好的通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組合而成的夾具。用完之后可以將這類夾具拆卸下來(lái)，更換元、部件組裝成新夾具，供再次使用。3.2夾具的組成夾具一般由以下部分組成：

1、定位裝置：用來(lái)確定工件正確位置的裝置，它包括定位元件或定位元件的組合；2、夾緊裝置：工件定位后，用夾緊的力來(lái)承受切削力的機(jī)構(gòu)。它包括夾緊元件或其組合；3、導(dǎo)向元件：用來(lái)確定刀具位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件。4、夾具體：用來(lái)聯(lián)系并固定上述各種裝置和元件，使之成為一個(gè)整體的零件。3.2夾具的組成下圖為在軸上鉆孔時(shí)所用的一種簡(jiǎn)單夾具1、擋鐵；2、V形鐵；3、夾緊機(jī)構(gòu)；4、工件；5、鉆套；6、夾具體3.3夾具的應(yīng)用下圖為移動(dòng)式鉆模示意圖，這種夾具主要用于加工小孔，它使用專門設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌和定程機(jī)構(gòu)來(lái)控制移動(dòng)的距離（即工件上兩孔的距離）。

1、導(dǎo)軌；2、定程板4.工藝規(guī)程的擬定A.工藝分析檢查圖紙做出修改審查材料審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性下一步…B.毛坯的選擇及加工余量的確定

4.1毛坯選擇及加工余量的確定加工余量：為了加工出合格零件，必須從毛坯上切去一層金屬，稱加工余量。加工余量分為工序余量和總余量。某道工序切除的余量稱為工序余量，各工序余量的和稱總余量。工序余量的確定：決定工序余量的大小，是在保證加工質(zhì)量的前提下，使余量盡可能的小。過(guò)大影響生產(chǎn)效率，過(guò)小不能切去工件表面的缺陷層。加工余量的確定可采用如下方法：

1.根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)

2.查表：根據(jù)工藝手冊(cè)查表

3.計(jì)算法：可查閱“機(jī)制工藝學(xué)”有關(guān)內(nèi)容。4.2定位基準(zhǔn)的選擇在機(jī)械加工中，無(wú)論采用哪種安裝方法，都必須使工件在機(jī)床或夾具上正確地定位六點(diǎn)定位：任何一個(gè)未被約束的物體，在空間有六個(gè)自由度。而要使物體在空間有確定的位置，必須約束這六個(gè)自由度完全定位和不完全定位實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中六點(diǎn)有時(shí)并不完全定位加工溝槽，六點(diǎn)完全定位4.3工件的基準(zhǔn)工件的基準(zhǔn)：在零件的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，要確定一些點(diǎn)、線或面的位置，必須以一些指定的點(diǎn)、線或面作為依據(jù)，這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線或面，稱為基準(zhǔn)。按照作用的不同，常把基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。4.3工件的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：即設(shè)計(jì)零件的基準(zhǔn)，如下圖左：齒輪內(nèi)孔、外圓和齒輪分度圓均以軸線為基準(zhǔn)；而兩端面是互為基準(zhǔn)。下圖右：表面2和3及孔4的軸線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是表面1的?？?的軸線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是孔4的軸線。工藝基準(zhǔn)：在制造零件時(shí)所使用的基準(zhǔn)，它又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)。下圖左在加工時(shí)、軸線并不實(shí)際存在，所以內(nèi)孔實(shí)際是加工外圓和左端面的定位基準(zhǔn)。

4.3.1工藝基準(zhǔn)

工藝基準(zhǔn)分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)。1、工序基準(zhǔn)：在工藝文件上用以標(biāo)定加工表面位置的基準(zhǔn)。2、定位基準(zhǔn)：在機(jī)械加工中，用來(lái)使工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的點(diǎn)、線或面。它是工藝基準(zhǔn)中最主要的基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)選擇是否合理，對(duì)保證工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工順序、提高生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)成本起著決定性的作用，它是制定工藝過(guò)程的主要任務(wù)之一。定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種

4.3.1工藝基準(zhǔn)3、測(cè)量基準(zhǔn)：用以測(cè)量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)。4、裝配基準(zhǔn)：用來(lái)確定零件或部件在機(jī)器中的位置的基準(zhǔn)。4.3.2定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)：毛坯表面的定位基準(zhǔn)。

1.選取不加工的表面作粗基準(zhǔn)：這樣可使加工表面具有較正確的相對(duì)位置，并有可能在一次安裝中把大部分加工表面加工出來(lái)。

選擇定位基準(zhǔn)是為了保證工件的位置精度，因此，選擇定位基準(zhǔn)總是從有位置精度要求的表面開(kāi)始進(jìn)行選擇的粗基準(zhǔn)的選擇原則2.選取要求加工余量均勻的表面作為粗基準(zhǔn)：這樣可以保證作為粗基準(zhǔn)的表面加工時(shí)余量均勻。

粗基準(zhǔn)的選擇原則3.對(duì)于所有表面都要加工的表面，選取余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)，以避免余量不足而造成廢品。粗基準(zhǔn)的選擇原則4.選取光潔、平整、面積大的表面作粗基準(zhǔn)；5.粗基準(zhǔn)不應(yīng)重復(fù)使用。一般情況下，粗基準(zhǔn)只允許使用一次。精基準(zhǔn)的選擇原則

對(duì)于形位公差精度要求較高的零件，應(yīng)采用已加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)。這種定位基準(zhǔn)面叫做精基準(zhǔn)。

精基準(zhǔn)的選擇原則：

1.基準(zhǔn)重合原則：選用定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合的原則

精基準(zhǔn)的選擇原則

2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：位置精度要求較高的各加工表面，盡可能在多數(shù)工序中統(tǒng)一用同一基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則

3、互為基準(zhǔn)原則：在需要加工的各表面中，加工時(shí)互相以對(duì)方為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇原則4、自為基準(zhǔn)原則：以加工表面自身作為定位基準(zhǔn)。

總之，無(wú)論是粗基準(zhǔn)還是精基準(zhǔn)的選擇，都必須首先使工件定位穩(wěn)定，安全可靠，然后再考慮夾具設(shè)計(jì)容易、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則。4.4機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定按三個(gè)步驟進(jìn)行：1、擬定加工工藝路線分析研究零件圖的各項(xiàng)內(nèi)容及技術(shù)要求擬定零件加工的加工方法、加工方案及工藝路線。2、安排好加工工序（1）選擇毛坯

4.4機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定

（2）安排好切削加工工序

①合理選擇加工方案②合理確定基準(zhǔn)面常見(jiàn)幾類典型零件的加工，其基準(zhǔn)選擇的常用方法有：

A.臺(tái)階軸類零件：一般選擇兩端中心孔作為定位基準(zhǔn)面；對(duì)于批量很小、長(zhǎng)度很短的軸類零件，可采用三爪卡盤在一次裝夾中完成各表面的精加工。A.臺(tái)階軸類零件：

4.4機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定

B.套類零件：一般選擇其軸線（內(nèi)孔）作為定位基準(zhǔn)面。4.4機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定

C.箱體類零件：該類零件形狀復(fù)雜，除有尺寸精度要求外，一般孔的軸線相對(duì)于底面（安裝基準(zhǔn)面）有位置度要求，因此箱體類零件多采用主要的裝配基準(zhǔn)面（一般為最大的底平面）作為定位精基準(zhǔn)。4.4機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定

（3）安排好熱處理工序

①改善金屬材料切削性能的熱處理工序，如各種退火、正火等，一般安排在粗加工之前進(jìn)行；②消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序，如中間退火、回火、時(shí)效處理等，一般安排在粗加工與精加工之間進(jìn)行；③提高機(jī)械性能的熱處理工序，如淬火、調(diào)質(zhì)、滲碳等各種表面處理，一般安排在最終加工之前進(jìn)行。

4.4機(jī)械加工工藝過(guò)程的制定所有的熱處理工序都是在零件最終加工之前進(jìn)行，這是因?yàn)榱慵?jīng)過(guò)熱處理工序后必有變形，最終加工時(shí)可以糾正變形帶來(lái)的誤差。（4）安排好檢驗(yàn)工序在成批生產(chǎn)的工廠執(zhí)行“自檢、互檢、專檢”，產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)合格，方可出廠。量具應(yīng)定期交有關(guān)部門檢驗(yàn)，不合格的量具不允許上崗使用。4.4工藝路線的制定

3、擬訂加工工藝過(guò)程

制定工藝規(guī)程的目的是確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)它是確定生產(chǎn)人員數(shù)量以及定設(shè)備、定生產(chǎn)廠房面積和投資額的原始材料。

安排加工順序的原則：“基面先行、粗精分開(kāi)、先粗后精、先面后孔”

4.4工藝路線的制定(1)基面先行原則

,零件加工時(shí)，必須選擇合適的表面作為定位基面，以便正確安裝工件。在第一道工序中，只能用毛坯面(未加工面)作為定位基面，在后續(xù)工序中，為了提高加工質(zhì)量，應(yīng)盡量采用加工過(guò)的表面為定位基面，顯然，安排加工工序時(shí)，精基面應(yīng)先加工。例如，軸類零件的加工多采用中心孔為精基準(zhǔn)。因此，安排其加工工藝時(shí)，首先應(yīng)安排車端面、鉆中心孔工序。

(2)粗精分開(kāi)，先粗后精的原則

零件加工質(zhì)量要求高時(shí)，對(duì)精度要求高的表面，應(yīng)劃分加工階段。一般可分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段，精加工應(yīng)放在最后進(jìn)行。這樣，有利于保證加工質(zhì)量，有利于某些熱處理工序的安排。4.4工藝路線的制定

(3)先面后孔的原則

對(duì)于箱體、支架類等零件應(yīng)先加工平面后加工孔。這是因?yàn)槠矫娴妮喞秸?，安放和定位穩(wěn)定可靠。先加工好平面，就能以平面定位加工孔，保證平面和孔的位置

綜上所述，一般機(jī)械加工的順序是：先加工精基準(zhǔn)粗加工主要面(精度要求高的表面)精加工主要面。次要表面的加工適當(dāng)穿插在各階段之間進(jìn)行。

第四章

零件表面的加工方案返回索引

零件是由多個(gè)表面組成的，每一個(gè)表面又可以用多種加工方法獲得。因此，應(yīng)該對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀大小、技術(shù)要求、材料性能、生產(chǎn)批量、設(shè)備現(xiàn)狀以及經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行分析，選擇合適的加工方法。將多種加工方法按照一定的加工順序鏈接起來(lái)，依次對(duì)各個(gè)表面進(jìn)行加工，多種加工方法的有機(jī)組合成為加工方案。加工方案是擬訂工藝過(guò)程的基礎(chǔ)。1.外圓表面的加工方案公差等級(jí)表面粗糙度Ra(m)加工方案適用范圍IT13IT115012.5粗車適用于淬火鋼外的各種金屬IT10IT86.33.2粗車—半精車IT8IT71.60.8粗車—半精車—精車IT6IT50.80.2粗車—半精車—精車—精細(xì)車主要用于要求高的有色金屬IT8IT70.80.4粗車—半精車—磨削適用于除有色金屬外的各種金屬，特別是淬火鋼IT7IT60.40.1粗車—半精車—粗磨—精磨IT5IT30.10.025粗車—半精車—粗磨—精磨—超精磨2.平面的加工方案公差等級(jí)表面粗糙度加工方案適用范圍IT12IT102512.5粗車軸、套、盤類等零件未淬火的端面IT9IT76.30.8粗車—半精車—精車IT10IT86.31.6粗刨（銑）—精刨（銑）用于不淬硬的平面IT7IT60.80.1粗刨（銑）—精刨（銑）—刮研IT7IT60.40.05粗刨（銑）—精刨（銑）—粗磨—精磨用于高精度低粗糙度的平面3.孔的加工方案公差等級(jí)表面粗糙度加工方案適用范圍IT13IT115012.5鉆

加工除淬火鋼外各種金屬實(shí)心毛坯上較小的孔IT10IT96.33.2鉆—擴(kuò)IT8IT76.33.2鉆—擴(kuò)IT7IT60.40.2鉆—擴(kuò)—機(jī)鉸—手鉸IT13IT1012.56.3粗鏜

除淬火鋼外各種金屬，毛坯有鑄出孔或鍛出孔IT9IT83.21.6粗鏜—精鏜IT8IT71.60.8粗鏜—半精鏜—精鏜IT7IT60.80.4粗鏜—半精鏜—精鏜—精細(xì)鏜IT7IT60.20.1粗鏜—半精鏜—粗磨—精磨主要用于淬火鋼，但不宜用于有色金屬4.典型零件的工藝過(guò)程

我們對(duì)軸類零件進(jìn)行工藝過(guò)程分析4.1軸類零件

軸類零件按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為光軸、階梯軸、空心軸、曲軸等，其主要表面為外圓面、軸肩和端面，某些軸類零件還有內(nèi)圓面、鍵槽、退刀槽、螺紋等其它表面。外圓面主要用于安裝軸承和輪系（帶輪、齒輪、鏈輪等），軸肩的作用是使上述零件在軸上軸向定位。軸類零件通過(guò)軸上安裝的零件起支承、傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩的作用。4.1軸類零件4.1軸類零件1）技術(shù)要求本零件的軸頸Φ24和Φ16分別裝在箱體的兩個(gè)孔中，軸通過(guò)螺紋M10和孔Φ10緊固在箱體上，軸上Φ20h6處是用來(lái)安裝滾動(dòng)軸承的，軸承上裝有齒輪，軸中間對(duì)稱地加工出相距22的兩個(gè)平行平面，是為了卡扳手而設(shè)計(jì)的。2）工藝分析

①毛坯選擇：由于軸受力不大，主要是支承齒輪，所以可直接選用不經(jīng)鍛造的45鋼。

4.1軸類零件

②定位基準(zhǔn)的選擇

A.以圓鋼外圓面為粗基準(zhǔn)，粗車端面并鉆中心孔；

B.為保證外圓面的位置精度，以軸兩端的中心孔為定位精基準(zhǔn)，這樣滿足了基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則；

C.調(diào)質(zhì)處理后，以外圓面定位，精車兩端面并修整中心孔；

D.以修整的兩中心孔作為半精車和磨削的定位精基準(zhǔn)，滿足了互為基準(zhǔn)的原則。

③制訂機(jī)械加工工藝過(guò)程

單件小批量生產(chǎn)機(jī)床某軸的工藝過(guò)程

第六章

數(shù)控加工技術(shù)返回索引１.數(shù)控技術(shù)概述

1.1數(shù)控技術(shù)的基本概念數(shù)字控制（NumericalControlTechnology，NC）是一種借助數(shù)字化信息（數(shù)字、字符）對(duì)某一工作過(guò)程（如加工、測(cè)量、裝配等）發(fā)出指令并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)（NumericalControlSystem）采用數(shù)字控制技術(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床（NumericalControlMachineTools）是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)（數(shù)控系統(tǒng)）的高效自動(dòng)化機(jī)床。是數(shù)控技術(shù)典型應(yīng)用的例子。１.２數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展

2.制造業(yè)的發(fā)展需求產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型頻繁，提出高性能、高精度和高自動(dòng)化要求一.產(chǎn)生背景1．傳統(tǒng)機(jī)床的不足人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以提高生產(chǎn)效率人為誤差，難以保證質(zhì)量難以加工復(fù)雜形狀的零件不利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化1．國(guó)外

1930年，數(shù)控專利

1948年，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的萌芽

1952年，第一臺(tái)數(shù)控銑床

1958年，第一臺(tái)加工中心

1968年，柔性制造系統(tǒng)

1974年，采用微處理器

1990年，采用基于工業(yè)PC的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)2．國(guó)內(nèi)

1958年，第一臺(tái)數(shù)控銑床

1975年，第一臺(tái)加工中心

20世紀(jì)90年代末，華中數(shù)控自主開(kāi)發(fā)出基于PC-NC的HNC數(shù)控系統(tǒng)二．產(chǎn)生與發(fā)展歷程１.２數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展第五代：微處理器數(shù)控(1974年)第四代：小型機(jī)數(shù)控(1967年)第三代：集成電路式(1965年)第二代：晶體管分立元件式(1959年)第一代：電子管、繼電器式(1952年）

硬、軟件數(shù)控軟件數(shù)控???t???yütyü硬件數(shù)控?t?yü3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展４.知名數(shù)控系統(tǒng)

日本FANUC德國(guó)西門子SIEMENS日本三菱MITSUBISHI日本山崎馬扎克(MAZAK)西班牙發(fā)格(FAGOR)華中數(shù)控系統(tǒng)廣州數(shù)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)知名：

1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1.數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

1)高速高精度2)智能化（1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)（2）自動(dòng)編程技術(shù)（3）具有故障自動(dòng)診斷功能（4）應(yīng)用模式識(shí)別技術(shù)3)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)三.數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展4)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控系統(tǒng)

(1)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的CNC裝置與數(shù)字伺服間的通信，主要通過(guò)SERCOS鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)字伺服控制信息；

(2)數(shù)控系統(tǒng)與上級(jí)主計(jì)算機(jī)間的通信；

(3)與車間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及I/O裝置的通信，主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線，如PROFIBUS等進(jìn)行通訊；

(4)通過(guò)因特網(wǎng)與服務(wù)中心的通信，傳遞維修數(shù)據(jù)；

(5)通過(guò)因特網(wǎng)與另一個(gè)工廠交換制造數(shù)據(jù)。1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展2.數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)運(yùn)行高速化加工高精化功能復(fù)合化控制智能化體系開(kāi)放化交互網(wǎng)絡(luò)化1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展加工高精化

提高機(jī)械設(shè)備的制造和裝配精度；提高數(shù)控系統(tǒng)的控制精度；采用誤差補(bǔ)償技術(shù)。1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展功能復(fù)合化

復(fù)合化是指在一臺(tái)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)多種工藝手段加工的方法。鏜銑鉆復(fù)合—加工中心（ATC）、五面加工中心（ATC，主軸立臥轉(zhuǎn)換）；車銑復(fù)合—車削中心（ATC，動(dòng)力刀頭）；銑鏜鉆車復(fù)合—復(fù)合加工中心（ATC，可自動(dòng)裝卸車刀架）；銑鏜鉆磨復(fù)合—復(fù)合加工中心（ATC，動(dòng)力磨頭）；可更換主軸箱的數(shù)控機(jī)床—組合加工中心；

1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，并為滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化發(fā)展需求，數(shù)控技術(shù)智能化程度不斷提高，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇智能故障診斷與自修復(fù)技術(shù)智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展體系開(kāi)放化定義（IEEE）：具有在不同的工作平臺(tái)上均能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能、且可以與其他的系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行互操作的系統(tǒng)。開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)構(gòu)件（軟件和硬件）具有標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化和互換性的特征允許通過(guò)對(duì)構(gòu)件的增減來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)“積木式”的集成。構(gòu)造應(yīng)該是可移植的和透明的；開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)CNC的優(yōu)點(diǎn)向未來(lái)技術(shù)開(kāi)放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期；標(biāo)準(zhǔn)化的人機(jī)界面：標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言，方便用戶使用，降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動(dòng)消耗；向用戶特殊要求開(kāi)放：更新產(chǎn)品、擴(kuò)充能力、提供可供選擇的硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求，給用戶提供一個(gè)方法，從低級(jí)控制器開(kāi)始，逐步提高，直到達(dá)到所要求的性能為止。另外用戶自身的技術(shù)訣竅能方便地融入，創(chuàng)造出自己的名牌產(chǎn)品；可減少產(chǎn)品品種，便于批量生產(chǎn)、提高可靠性和降低成本，增強(qiáng)市場(chǎng)供應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。1.2數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展交互網(wǎng)絡(luò)化支持網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，既滿足單機(jī)需要，又能滿足FMC、FMS、CIMS對(duì)基層設(shè)備集成要求的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是形成“全球制造”的基礎(chǔ)單元。網(wǎng)絡(luò)資源共享。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）監(jiān)視、控制。數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）培訓(xùn)與教學(xué)（網(wǎng)絡(luò)數(shù)控）數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程（網(wǎng)絡(luò)）診斷、遠(yuǎn)程維護(hù)、電子商務(wù)等）。1.3數(shù)控機(jī)床的工作過(guò)程

數(shù)控機(jī)床仍采用刀具和磨具對(duì)材料進(jìn)行切削加工，這點(diǎn)在本質(zhì)上和普通機(jī)床并無(wú)區(qū)別。但在如何控制切削運(yùn)動(dòng)等方面則與傳統(tǒng)切削加工存在本質(zhì)上的差別，如下圖。零件圖編制工藝卡工人操作機(jī)床編制程序零件圖鍵盤輸入加工運(yùn)動(dòng)數(shù)控裝置伺服裝置加工運(yùn)動(dòng)檢測(cè)(a)普通機(jī)床加工(b)數(shù)控機(jī)床加工信息反饋數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)控制面板顯示器滾珠絲桿刀架主軸1.4數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)

(1)生產(chǎn)效率高，由于加工過(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的，且機(jī)床能自動(dòng)換刀、自動(dòng)不停車變速和快速空行程等功能，使加工時(shí)間大大減少

(2)能穩(wěn)定地獲得高精度，數(shù)控加工時(shí)人工干預(yù)減少，可以避免人為誤差，且機(jī)床重復(fù)精度高

(3)由于機(jī)床自動(dòng)化程度大大提高，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件

(4)加工能力提高，應(yīng)用數(shù)控機(jī)床可以很準(zhǔn)確的加工出曲線、曲面、圓弧等形狀非常復(fù)雜的零件，因此，可以通過(guò)編寫復(fù)雜的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)加工常規(guī)方法難以加工的零件1.5數(shù)控系統(tǒng)的組成現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控裝置(NCunit)、伺服系統(tǒng)(servosystem)、位置測(cè)量與反饋系統(tǒng)(feedbacksystem)、輔助控制單元(accessorycontrolunit)和機(jī)床主機(jī)(mainengine)組成，下圖是各組成部分的邏輯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖：數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，能完成信息的輸入、存儲(chǔ)、變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種功能；伺服系統(tǒng)是接受數(shù)控裝置的指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件，它包括主軸驅(qū)動(dòng)單元（主要是速度控制）、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元（主要有速度控制和位置控制）、主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)等。位置測(cè)量與反饋系統(tǒng)由檢測(cè)元件和相應(yīng)電路組成，其作用是檢測(cè)速度與位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置，形成閉環(huán)控制；但不一定每種數(shù)控機(jī)床都裝備位置測(cè)量與反饋系統(tǒng)（圖中虛線部分表示該模塊不是基本配置），沒(méi)有測(cè)量與反饋系統(tǒng)的數(shù)控裝置稱開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)（如運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單的中低檔數(shù)控車床），常用的測(cè)量元件有脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵尺等。輔助控制單元用以控制機(jī)床的各種輔助動(dòng)作，包括：冷卻泵的啟停等各種輔助操作。機(jī)床主機(jī)包括床身、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)，在絲杠1和螺母4上各加工有圓弧，當(dāng)螺母4旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠1的旋轉(zhuǎn)面經(jīng)滾珠2推動(dòng)螺母4軸向移動(dòng)，同時(shí)滾珠2沿螺旋形滾道滾動(dòng)，使絲杠1和螺母4之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)為滾珠與絲杠1、螺母4之間的滾動(dòng)摩擦。螺母螺旋槽的兩端用回珠管3連接起來(lái)，使?jié)L珠2能夠從一端重新回到另一端，構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)回路。各類中小型數(shù)控機(jī)床普遍采用滾珠絲杠。1.6數(shù)控機(jī)床主機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工范圍廣，工藝適應(yīng)性強(qiáng)和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，要求主傳動(dòng)裝置具有很寬的變速范圍，并能無(wú)級(jí)變速，隨著全數(shù)字化交流調(diào)速技術(shù)的日趨完善，齒輪分級(jí)變速傳動(dòng)在逐漸減少，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸的結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置，靈敏度和穩(wěn)定性，將直接影響到工件的加工質(zhì)量，因此常采用不同于普通機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，例如采用線性導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌代替普通滑動(dòng)導(dǎo)軌，用滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)代替普通的滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)，以及采用可以消除間隙的齒輪傳動(dòng)副和可以消除間隙的鍵連接等

數(shù)控加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、松夾工件、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車與停車、選擇刀具、供給冷卻液等）和步驟以及與工件之間的相對(duì)位移等都用數(shù)字化的代碼表示，并按工藝先后順序組織成“NC程序”，數(shù)控機(jī)床之所以能夠加工一些幾何形狀復(fù)雜的零件，就是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸能夠聯(lián)動(dòng)，編程人員在編寫NC程序時(shí)，使用規(guī)定的NC代碼體系，只給出聯(lián)動(dòng)軸的起終點(diǎn)坐標(biāo)及插補(bǔ)速度等的代碼，而完成聯(lián)動(dòng)軸在起終點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程參數(shù)要由NC自動(dòng)求出。2.數(shù)控加工原理插補(bǔ)原理：

插補(bǔ)是在已知曲線的起終點(diǎn)之間，確定一些中間點(diǎn)坐標(biāo)的一種計(jì)算方法，機(jī)械零件大部分由直線和圓弧組成，因此NC都具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能。零件程序中提供了直線的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)以及圓弧走向（順時(shí)針或逆時(shí)針）或圓心相對(duì)于起點(diǎn)的偏移量或圓弧半徑。插補(bǔ)的任務(wù)，是根據(jù)偏程進(jìn)給速度的要求，完成從輪廓起點(diǎn)到終點(diǎn)的中間點(diǎn)坐標(biāo)值的計(jì)算。如圖所示，刀具由O至A，直線OA是其理論軌跡。如何確定控制軸X、Z的走向呢？用逐點(diǎn)比較法：每走一步與理論軌跡比較一下，從而確定下一步的走向。起點(diǎn)坐標(biāo)（0，0），終點(diǎn)坐標(biāo)（Xe,Ze）于是直線OA的方程為：X/Z=Xe/Ze;即：ZXe-XZe=0;①

若點(diǎn)（X,Z）在直線上方，則：ZXe-XZe>0;②

若點(diǎn)（X,Z）在直線下方，則：ZXe-XZe<0;于是：取F=ZXe-XZe,在插補(bǔ)運(yùn)算過(guò)程中，控制軸每移動(dòng)一步之前，先由NC判斷F的符號(hào)。2.6數(shù)控加工原理（續(xù)）當(dāng)F>0時(shí)，NC發(fā)出移動(dòng)微指令，使控制軸向+X方向移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)；當(dāng)F<0時(shí)，NC發(fā)出移動(dòng)微指令，使控制軸向+Z方向移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)；當(dāng)F=0時(shí)，可以規(guī)定NC使控制軸向+X或+Z方向移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)這樣可以不斷地趨向終點(diǎn)，圖中，帶箭頭的折線軌跡是機(jī)床實(shí)際運(yùn)動(dòng)的插補(bǔ)軌跡，直線OA是理論軌跡，由于插補(bǔ)運(yùn)算所取的步長(zhǎng)很小，所以可以近似地認(rèn)為插補(bǔ)軌跡就是直線OA的理論軌跡。

刀具補(bǔ)償原理：是指NC對(duì)編程時(shí)零件輪廓軌跡與刀具實(shí)際運(yùn)行軌跡差值進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｈ缬覉D所示：用一個(gè)半徑為R的刀具加工圖中的實(shí)線表示的工件，刀具運(yùn)行的實(shí)際中心軌跡應(yīng)為圖中的虛線所示，于是刀具離開(kāi)工件的這一個(gè)距離就是偏置（二者之間相差一個(gè)刀具半徑R），偏置量(offsetvalue)是一個(gè)二維的矢量，可正可負(fù)

同理：在刀具長(zhǎng)度方向上，每種刀具長(zhǎng)度不一致，也是采用同樣的方法進(jìn)行補(bǔ)償，稱刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。刀具補(bǔ)償又可以分為形狀補(bǔ)償(geometryoffset)和磨損補(bǔ)償(wearoffset)，運(yùn)行程序前的刀具標(biāo)稱半徑或長(zhǎng)度是形狀補(bǔ)償量，在加工過(guò)程中，刀具由于磨損的作用發(fā)生細(xì)微的尺寸變化，這時(shí)，將磨損量輸入到磨損補(bǔ)償號(hào)中，可以不必改動(dòng)形狀補(bǔ)償號(hào)。方便操作。3.數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

３.1機(jī)

床

坐

標(biāo)

系

３.1.1機(jī)床坐標(biāo)系和主運(yùn)動(dòng)方向

1．標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的規(guī)定對(duì)數(shù)控機(jī)床中的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向的命名，ISO標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)JB3052—82部頒標(biāo)準(zhǔn)都統(tǒng)一規(guī)定采用標(biāo)準(zhǔn)的右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，一個(gè)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或一個(gè)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)定義一個(gè)坐標(biāo)軸。

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)用右手直角笛卡兒坐標(biāo)系X、Y、Z表示，常稱基本坐標(biāo)系。X、Y、Z坐標(biāo)軸的相互關(guān)系用右手定則決定。如圖３-1所示，圖中大拇指的指向?yàn)閄軸的正方向，食指指向?yàn)閅軸的正方向，中指指向?yàn)閆軸的正方向。圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的圓周進(jìn)給坐標(biāo)軸分別用A、B、C表示。根據(jù)右手螺旋法則，可以方便地確定A、B、C三個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。以大拇指指向＋X、＋Y、＋Z方向，則食指、中指等的指向是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)＋A、＋B、＋C方向。圖3-1右手直角笛卡兒坐標(biāo)系

如果數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)多于X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)，則可用附加坐標(biāo)軸U、V、W分別表示平行于X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的第二組直線運(yùn)動(dòng)；如果在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A、B、C外還有第二組回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可分別指定為D、E、F。然而，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床加工的動(dòng)作只需三個(gè)直線坐標(biāo)軸及一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸便可完成大部分零件的數(shù)控加工。2．運(yùn)動(dòng)方向的確定