機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)考試知識點(diǎn)復(fù)習(xí)

自考機(jī)械制造技術(shù)知識點(diǎn)復(fù)習(xí)

第1章金屬切削基礎(chǔ)

＞金屬切削加工是利用刀具從工件待加工表面切去一層多余的金屬，從而使工件達(dá)

到規(guī)定的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的機(jī)械加工方法。

＞機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

＞切削用量：切削速度匕、進(jìn)給量/和背吃刀量想的總稱。

＞在切削時(shí)，工件上存在：

1.待加工表面（工件上即將被切除的表面）；

2.已加工表面（工件上經(jīng)刀具切削后形成的表面）；

3.過渡表面（工件上被切削刃正在切削著的表面）。

＞刀具切削部分的結(jié)構(gòu)要素為：三面（前刀面、主后刀面、副后刀面）；二刃（主切

削刃、副切削刃）；一點(diǎn)（刀尖刃

＞刀具角度的參考系：正交平面參考系

1.基面匕：通過主切削刃上選定點(diǎn)，垂直于該點(diǎn)速度方向的平面；

2.切削平面通過主切削刃上選定點(diǎn)，與主切削刃相切，且垂直于該點(diǎn)基面的平

面；

3.正交平面右：通過主切削刃上選定點(diǎn)，垂直于基面和切削平面的平面。

＞刀具材料：

?刀具材料應(yīng)具有的性能：高硬度、高耐磨性、足夠的強(qiáng)度和韌性、良好的熱物理

性能和耐熱沖擊性能、良好的工藝性能。

?常用材料：

1.碳素工具鋼、合金工具鋼（這些剛因耐熱性差，只適用于手工刀具，切削速度較

低的工具，如Tl（）A\T12A\9SiCr\CrW有色金屬M(fèi)n）；

2.高速鋼（有較高硬度和耐熱性以及高的強(qiáng)度和韌性其切削速度是碳素工具鋼切削

速度的1?3倍，耐用度是他們的10-4（）倍，可加工碳素鋼、有色金屬和高溫合金，

可制造各種刀具和復(fù)雜刀具）：

3.硬質(zhì)合金（高硬度、高耐熱性和高耐磨性，允許的切削速度達(dá)100-300m/min,應(yīng)

用廣泛，但其抗彎強(qiáng)度低，沖擊韌性差，刀口不鋒利，不易加工，不易做成形狀

較復(fù)雜的整體刀具）；其他材料（陶瓷、金剛石、立方氮化硼CBN）.

＞刀具角度選擇：

?前角為：對切削難易程度有較大關(guān)系，增大前角是刀刃變得鋒利，使切削變得輕

快，可以減少切削變形，減少切削力和切削功率，但增大前角

會使刀刃和刀尖強(qiáng)度下降，刀具散熱體積減小，影響刀具壽命，前角的大小對

工作表面粗糙度、刀具的排屑及斷屑性能也有一定影響；

?前角的選擇：工件的強(qiáng)度和硬度較低時(shí)應(yīng)選用較大的前角，反之取較小的前角；

加工塑性材料（鋼）時(shí)應(yīng)選較大的前角；加工脆性材料時(shí)（如鐵）時(shí)選較小的前

角；刀具材料韌性好（如高速鋼）可選較大的前角，反之選較小的前角；粗加工

時(shí)，特別是斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)選較小的前角；精加工是選較大的前角。

?后角%：它主要減小后刀面的與工件的摩擦和后刀面的摩損，其大小對刀具耐用

度和工件已加工表面質(zhì)量影響很大；

?后角選擇：切削層公稱厚度越大，刀具后角越??；工件材料越軟、塑性越大，后

角越大；工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)應(yīng)適當(dāng)減小后角，尺寸精度要求較高的刀具，選較

小的后角。

?主偏角勺和負(fù)偏角，：兩角對刀具耐用度有很大的影響，減小主偏角和負(fù)偏角可

使刀尖角增大，刀尖強(qiáng)度提高，散熱條件改善，使刀具耐用度提高；同時(shí)可將降

低殘留面積的高度，減小加工表面的粗糙度，增大主偏角可使切深抗力明顯較小,

進(jìn)給抗力增大，有利于減小工藝系統(tǒng)的彈性變形和振動(dòng)。

?刃傾角4：主要影響刀頭的強(qiáng)度和切屑的流動(dòng)方向。

＞刀具：

?車刀的結(jié)構(gòu)形式：整體式、焊接式、機(jī)夾重磨式和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式；

?孔加工定尺寸工具：鉆頭、擴(kuò)孔鉆、錢刀：

?拉刀：有內(nèi)外拉刀，可拉孔、加工內(nèi)表面、外表面和平面；

?鐵刀（多刃回轉(zhuǎn)刀具）：銃刀方式是指銃削時(shí)鈦刀相對于工件的運(yùn)動(dòng)和位置關(guān)系，

它有固銃法、端銃法，固銃法分順銃和逆銃：

1.逆銃法：刀齒旋轉(zhuǎn)方向和工件進(jìn)給方向相反，由切屑層內(nèi)切入，從待加工表面切

出，切屑厚度由小增至最大，剛切入時(shí)刀齒抬磨已加工表面，產(chǎn)生冷硬層，降低

表面質(zhì)量，但切削過程平穩(wěn)切削分力使夾緊力增大；

2.順銃：刀齒旋轉(zhuǎn)方向和工件進(jìn)給反方向響相同，切削厚度由小到大，切削分力

壓向工件，可提高銃刀的耐用度和加工表面質(zhì)量，但水平切削分力和進(jìn)給方向相

同，可能使銃床工作臺產(chǎn)生竄動(dòng)，引起震動(dòng)和進(jìn)給不均勻，加工有黑皮和硬皮工

件時(shí)刀齒已損壞。

?砂輪：最重要的磨削工具，砂輪的特性由磨料、粒度、結(jié)合劑、硬度、組織和形

狀尺寸等決定，

1.砂輪硬度：砂輪的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度，其中不易脫落的硬度

高，反之硬度低；

2.砂輪的選用：磨削鋼時(shí)，選用剛玉砂輪，磨削硬鑄鐵、硬質(zhì)合金和非鐵合金時(shí)，

選用碳化硅砂輪；磨削軟材料時(shí)，選用硬砂輪，磨削硬材料時(shí)，選用軟材料；磨

削軟而刃的材料時(shí)，選用粗磨粒，磨削硬而脆材料時(shí)，選用細(xì)磨料?；磨削表面的

粗糙度值要求較低時(shí)，選用細(xì)磨粒，金屬磨除率要求高時(shí)，選用粗磨粒；要求加

工表面質(zhì)量好時(shí)，選用樹脂或橡膠結(jié)合劑的砂輪，要求最大金屬磨除率時(shí)，選用

陶瓷結(jié)合劑砂輪。

＞金屬切削過程中的三個(gè)變形區(qū)：

?第一變形區(qū)：產(chǎn)生剪切滑移變形，是切削變形的主要區(qū)域，在外力作用下，靠近

切削刃處產(chǎn)生彈性變形，隨著刀刃與工件變進(jìn)，而變形增大，產(chǎn)生塑性變形，金

屬內(nèi)部晶格產(chǎn)生畸形與滑移，到一定程度剪應(yīng)力％;達(dá)到最大，切削金屬變?yōu)榍行?

?第二變形區(qū)：在第一變形區(qū)終了，切屑與基體分離，沿前刀面流出，受到前刀面

的擠壓和摩擦，使切屑進(jìn)一步產(chǎn)生滑移變形，位于刀屑接觸區(qū)；

?第三變形區(qū)：刀具后刀面與已加工表面擠壓和摩擦產(chǎn)生的加工硬化和殘余應(yīng)力為

特征的滑移變形。

1.切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性、塑性變形所產(chǎn)牛的抗力：

2.刀具與切削、工件表面間的摩擦阻力；

?影響切削力的因素：

1.工件材料：工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，材料的剪切屈服度越高，切削力增大，

強(qiáng)度、硬度相近的材料，塑性越大，切削力越大，

2.切削用量：背吃刀量、進(jìn)給量增加，切削力增加，增大進(jìn)給量比增大背吃刀量利

更有利于減少切削力，切削速度在低速高速時(shí)，切削力減少，切削速度在中速時(shí)，

切削力增加；

3.刀具幾何角度：前角增加，切削力減少，主偏角增加，切削層厚度增大，切削變

形減少，切削力減少。

?切削熱：切削層金屬的彈性、塑性變形，工件、刀具、切屑之間的摩擦均產(chǎn)生熱，

每個(gè)變形區(qū)均是熱源，切削熱是刀具磨損的主要原因，它影響尺寸精度。

＞刀具磨損：

?刀具失效形式：磨損和非正常磨損；

1.磨損：刀具刀面和刀刃上金屬微粒被工件、切屑帶走，喪失切削能力的現(xiàn)象，有

前刀面、后刀面磨損，

2.磨損原因：磨粒磨損、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、氧化磨損、相變磨損、非正常磨損

（碎斷、崩刃、裂紋、剝落）。

＞切削用量選擇：

?背吃刀量選擇：背吃刀量選擇應(yīng)以余量Z確定，粗加工時(shí),選背吃刀量為8-10mm,

半精加工時(shí)選背吃刀量為0.5?2mm,精加工時(shí)選背吃刀量為當(dāng)余量Z

過大或工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，應(yīng)盡可能選取較大的背吃刀量和最少的走刀次數(shù)；

半精加工、精加工時(shí)應(yīng)一次切除全部余量；切削層有硬皮、冷硬層時(shí)，應(yīng)使背吃

刀量超過冷硬層厚度，以免刀尖過早磨損。

?進(jìn)給量選擇：精加工時(shí)，由于切削力較大，主要考慮機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀具強(qiáng)

度和剛性、工件裝夾剛度，在條件許可的情況下，應(yīng)選用較大的進(jìn)給量；精加工

時(shí)，為保證加工精度和表面質(zhì)量，應(yīng)選用較小的進(jìn)給量；斷續(xù)切削時(shí)，選用較小

的進(jìn)給量，一減少振動(dòng)。

?耐用度：硬質(zhì)合金焊接車刀耐用度為60分鐘，制造和刃磨復(fù)雜、成本較高的刀具

如高速鋼鉆頭耐用度為8。.120分鐘，硬質(zhì)合金端銃刀耐用度為90-180分鐘，齒輪

刀具耐用度為200-300分鐘，調(diào)整、安裝費(fèi)時(shí)的刀具，其耐用度約為同類刀具的

20()%-400%o

?磨鈍標(biāo)準(zhǔn)：精車：0.1-03；合金鋼粗車:0.4-0.5；粗車弱性鋼工件:0.4-0.5；粗車

剛件：0.6-0.8；粗車鑄鐵件：0.8-1.2；低速粗車剛及鑄鐵大件：1.0/.5。

＞切削液：

?切削液的作用：減少摩擦，降低切削力和切削溫度，改善散熱條件，從而減輕刀

具磨損，提高刀具耐用度，減少工件熱變形，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。

?切削液分類：

1.水溶性切削液：水溶性切削液有水溶液、乳化液、化學(xué)合成液三種，水溶液主要

用于粗加工、普通磨削加工，水溶液經(jīng)濟(jì)、冷卻效果強(qiáng)烈，在水溶液中加入清洗

齊I」、防銹劑、油性添加劑可提高其性能；乳化液是由礦物油、乳化劑、其它添加

劑與水混合而成的不同濃度的切削液，低濃度乳化液已冷卻為主，用于粗加工、

普通磨削加工，高濃度乳化液具有良好的潤滑作用，可用于精加工和復(fù)雜刀具加

工；化學(xué)合成液是有水、各種表面活性劑和化學(xué)添加劑組成，具有良好的冷卻、

潤滑、清洗和防銹作用；

2.油溶性切削液：他有切削油和極壓切削油兩種，主要起潤滑作用，切削油有礦物

油、動(dòng)植物有、混合油等，起潤滑作用，極壓切削油是在切削油上加入了S、P、

cl等極壓添加劑的切削液，可顯著提高潤滑和冷卻作用。

?切削液的選用：

1.粗加工：切削量大，產(chǎn)熱多，已冷卻為主，選用％3?5%的乳化液，硬質(zhì)合金刀具

耐熱性較好，可不用切削液；

2.精加工：以潤滑為主，提高加工精度、降低表面粗糙度，選用1()%?12%的擠壓乳

化液；

3.難加工材料的切削：切削力大，切削溫度高，摩擦嚴(yán)重，選用擠壓乳化液；

4.磨削：磨削溫度高，工件易燒傷，產(chǎn)生的細(xì)屑、磨屑會刮傷已加工表面，一冷卻、

清洗為主，選用乳化液或擠壓乳化液。

?磨削：

1.磨削過程包括：滑擦、亥!劃、切削三個(gè)過程；

2.磨削特點(diǎn)：

a.磨削速度高，滑擦、刻劃作用導(dǎo)致嚴(yán)重的擠壓和摩擦變形，產(chǎn)生大量然，而磨削

加工時(shí)，熱量難以帶走，傳入工件使工件產(chǎn)生燒傷，尺寸發(fā)生變化，產(chǎn)生裂紋。

b.磨削加工的精度高，表面粗糙度值小，可以實(shí)現(xiàn)微量切削，磨削精度可達(dá)IT5-6

級，表面粗糙度值小至Ral.25-0.01um；

c.磨削徑向磨削力大，且作用在工藝系統(tǒng)剛性較差的方向上；

d.磨削溫度高；

e.砂輪有自銳作用；

f.磨削除可以加工鑄鐵、碳鋼、合金鋼等一般結(jié)構(gòu)材料外，還可加工一股刀具難以

切削的高硬度材料，但不宜加工塑性較好的有色金屬，

g.磨削加工的工藝范圍廣，不僅可以加工各種表面，還可用于各種刀具的刃磨；

h.磨削在切削加工中的比重增大。

?磨內(nèi)孔和外孔的區(qū)別：外圓磨削工藝性好，高速可通過改變砂輪直徑易以實(shí)現(xiàn)，

砂輪與工件接觸區(qū)敞開，接觸面積小，冷卻方便；而磨內(nèi)孔時(shí)，砂輪和砂輪軸尺

寸受孔的限制，直徑較小，為獲得較高的速度，必須提高轉(zhuǎn)速，故易產(chǎn)生振動(dòng)，

影響表面粗糙度，砂輪與內(nèi)孔內(nèi)切，接觸區(qū)封閉，接觸面積大，產(chǎn)熱集中，散熱

條件差，由此工件熱變形大，軸也變形，加工精度低，形狀誤差大，

磨內(nèi)孔改善方法：采用較小進(jìn)給量和背吃刀量，多次重復(fù)磨削，以降低效率換取精度

提高。

?知設(shè)點(diǎn)：機(jī)床上的運(yùn)動(dòng)：切削運(yùn)動(dòng)，輔助運(yùn)動(dòng)。

?輔助運(yùn)動(dòng)有：分度運(yùn)動(dòng)，送夾料運(yùn)動(dòng)，控制運(yùn)動(dòng)，其他各種空程運(yùn)動(dòng)。

?按刀具分為切刀，孔加工刀具，銃刀，拉刀，螺紋刀具，齒輪刀具，自動(dòng)化加工刀具。

?按刀具上主切削刃多少分為單刃刀具，多刃刀具。

?按刀具切削部分的復(fù)雜程度分為一般刀具，復(fù)雜刀具。

?按刀具尺寸和工件被加工尺寸的關(guān)系分為定尺寸刀具，非定尺寸刀具。

?按刀具切削部分本身的構(gòu)造分為單一刀具和復(fù)雜刀具。

?按刀具切削部分和夾持部分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系分為整體式刀具和裝配式刀具。

?切刀主要包括車刀，刨刀，通刀，膛刀。

?孔加工刀具有麻花鉆，中心鉆，擴(kuò)孔鉆，錢刀等。

?用得最多的刀具材料是高速鋼和硬質(zhì)合金鋼。

?高速鋼分普通高速鋼和高性能高速鋼C

?高性能高速鋼分鉆高速鋼，鋁高速鋼，高鈕高速鋼。

?外圓車刀切削部分的結(jié)構(gòu)要素：前刀面，后刀面，副后刀面，主切削刃，副切削刃，刀尖。

?刀具的參考系分為標(biāo)注角度參考系和工作角度參考系。

?標(biāo)注角度參考系由主運(yùn)動(dòng)方向確定，工作角度參考系由切削運(yùn)動(dòng)方向確定。

?構(gòu)成刀具標(biāo)注角度參考系的參考平面有基面，切削平面，正交平面，法平面，假定工作平面，

背平面V

?基面過切削刃選定點(diǎn)垂直于主運(yùn)動(dòng)方向的平面。

?切削平面過切削刃選定點(diǎn)與切削刃相切并垂直于基面的平面。

?正交平面是通過切削刃選定點(diǎn)并同時(shí)垂直于基面和切削平面的平面。

?法平面是通過切削刃選定點(diǎn)并垂直于切削刃的平面。

?假定工作平面是通過切削刃選定點(diǎn)平行進(jìn)給方向并垂直于基面的平面。

?在正交平面內(nèi)標(biāo)注的角度前角，后角，楔角。

?在切削平面內(nèi)標(biāo)注的角度刃傾角。

?在基面內(nèi)標(biāo)注的角度主偏角，副偏角，刀尖角。

?前角在正交平面內(nèi)度量的前刀面與基面之間的夾角。

?后角在正交平面內(nèi)度量的后刀面與切削平面之間的夾角。

?楔角在正交平面內(nèi)度量的前刀面與后刀面之間的夾角。

?刃傾角在切削平面內(nèi)度量的土切削刃與基面之間的夾角。

?主扁角主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的夾角。

?副偏角副切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角。

?刀尖角在基面內(nèi)度量的主刃與副刃之間的夾角。

?刀具的幾何參數(shù)包括切削刃形狀，刃區(qū)剖面型式，刀面型式，刀具角度。

?前角的選擇原則（1）工件材料的強(qiáng)度低，硬度低，塑性大，前角數(shù)值應(yīng)取大些，加工脆性材料

時(shí)，應(yīng)取較小的前角。（2）刀具材料的強(qiáng)度和韌性越好應(yīng)選用較大的前角。（3）粗切時(shí)前角取小值,

工藝系統(tǒng)差時(shí)，前角取大值。

?后角的選擇原則（1）粗切時(shí)后角可取小值，精切時(shí)，后角取大值（2）當(dāng)工藝系統(tǒng)剛性較差或

使用有尺寸精度要求的刀具時(shí)取較小的后角。

?前角的功用增大前角能減小切削變形和摩擦，降低切削力和切削溫度，減少刀具磨損和改善加

工表面質(zhì)量。

?后角功用增大后角能減少后刀面與過度表面件的摩擦，還可以減少切削刃圓弧半徑，使刃口鋒

利。

?刃傾角的功用影響切屑流出方向，影響切削刃的鋒利性，影響刀刃強(qiáng)度，影響切削分力C

?主偏角和副偏角的功用（1）影響已加工表面粗糙度（2）影響切削分力的大小和比例，影響工

藝系統(tǒng)的彈性變和振動(dòng)。（3）直接影響刀尖強(qiáng)度，影響對切削熱的傳散（4）主偏角影響切屑層形

狀，影響斷屑效果和排屑方向。

?主偏角的選擇原則（1）粗加工，半精加工，硬質(zhì)合金車刀，選較大主偏角（2）加工很硬材料

取較小主偏角（3）工藝剛性好取較小主偏角，車細(xì)長軸選較大主偏角（3）單件小批量生產(chǎn)主偏

角等于90度或45度0

?;副偏角選擇原則（1）一般刀具取較小副偏角（2）精加工刀具取更小副偏角（3）加工高強(qiáng)度

高硬度或斷續(xù)切削時(shí)取較小副偏角。

?磨具由磨料，結(jié)合劑，空隙三者構(gòu)成。

?砂輪的特性包括磨料，粒度，硬度，結(jié)合劑，組織，形狀和尺寸。

?粒度分磨粒和微粉。

?砂輪硬度是指砂輪工作時(shí)，磨料自砂輪上脫落的難易程度。

?一般情況下，加工硬度大的金屬，應(yīng)選軟砂輪；加工軟金屬時(shí)，應(yīng)選硬砂輪。粗磨時(shí)選軟砂輪,

精磨時(shí)選硬砂輪。

第2章機(jī)械加工方法與機(jī)床

?工件表面形成的方法：工件表面都可以看成一條發(fā)生線沿另一條發(fā)生線運(yùn)動(dòng)而成

的，工件、刀具之一或兩者同時(shí)按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，形成兩條發(fā)生線，從而生成所

要加工的表面。

?形成發(fā)生線的方法：軌跡法、成形法、相切法、展成法。采用軌跡法形成所需的

發(fā)生線需要一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)；成形法加工時(shí)勿需任何運(yùn)動(dòng)便可獲得所需的發(fā)生線;

采用相切法形成發(fā)牛線，需要刀具旋轉(zhuǎn)和刀具與工件之間的相對移動(dòng)兩個(gè)彼此獨(dú)

立的運(yùn)動(dòng)；展成法需要復(fù)合（工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合）

運(yùn)動(dòng)。

＞機(jī)床

?機(jī)床的分類與型號：機(jī)床共有12類，每類有1（）組，如C6140：C表示類代號（車

床），A表示結(jié)構(gòu)特征代號（結(jié)構(gòu)不同），6表示組代號（落地及臥式車床組），1

表示系代號（臥式車床系），40表示主參數(shù)9最大工件回轉(zhuǎn)直徑）；又如MG1432A,

M表示類代號（磨床），G表示通用特性代號（高精度），1表示組代號（外圓磨

床組），4表示系代號（萬能外圓磨床系），32表示主參數(shù)（磨削直徑），A表示重

大改進(jìn)順序號（第一次重大改進(jìn)）

?機(jī)床工件的運(yùn)動(dòng)：機(jī)床上形成被加工表面所必須的運(yùn)動(dòng)，它分主運(yùn)動(dòng)（速度最大，

消耗功率最大的運(yùn)動(dòng)，是產(chǎn)生切削作用必不可少的運(yùn)動(dòng)）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（使切削運(yùn)動(dòng)

得以繼續(xù)進(jìn)行，直至形成整個(gè)表面的運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)速度較低，消耗功率也較小）。

?機(jī)床每個(gè)運(yùn)動(dòng)具備三個(gè)基本組成部分：執(zhí)行件、傳動(dòng)件、動(dòng)力源。

?傳動(dòng)聯(lián)系有兩種模式：動(dòng)力源一一傳動(dòng)裝置一一執(zhí)行件；執(zhí)行件一一傳動(dòng)裝置一

一執(zhí)行件。

?傳動(dòng)鏈：從一個(gè)元件到另一個(gè)元件之間的一系列傳動(dòng)件。

?兩類機(jī)床傳動(dòng)鏈：內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈（傳動(dòng)鏈的兩個(gè)末端件的轉(zhuǎn)角或移動(dòng)量之間如果

有嚴(yán)格的比例關(guān)系要求）；外聯(lián)系傳動(dòng)鏈（只傳遞運(yùn)動(dòng)沒有上述要求）。類如：展

成法加工齒輪時(shí)，單頭滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件也應(yīng)該轉(zhuǎn)過一個(gè)齒，才能形成準(zhǔn)確的齒

形，因此，連接工件與滾刀的傳動(dòng)鏈即展成運(yùn)動(dòng)鏈，就是一條內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。

第3章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定

?生產(chǎn)過程與工藝過程：

1.生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變成成品的全過程；

2.工藝過程：直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸及相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品

和半成品的過程。

?機(jī)械加工工藝過程：采用機(jī)械加工方法（切削或磨削）直接改變毛坯的形狀、尺

寸、相對位置與性質(zhì)等，使其成為零件的工藝過程，它決定產(chǎn)品精度，對成本、

生產(chǎn)周期有影響。

?機(jī)械制造工藝是對各種機(jī)械制造方法與過程的總稱，機(jī)械制造工藝過程包括機(jī)械

加工工藝過程和機(jī)器裝配工藝過程。

?機(jī)械加工工藝過程基本組成單元：工序、安裝、工位、工步、走刀。

1.工序：指一組工人或一個(gè)人在一個(gè)工作地點(diǎn)對同一個(gè)或同時(shí)幾個(gè)工件所連續(xù)完成

的那一部分工藝過程。工序是制定時(shí)間定額，配備工人和機(jī)床設(shè)備，安排作業(yè)計(jì)

劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元。

2.安裝：工件經(jīng)過一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。

3.裝夾：工件在機(jī)床上或夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程。一個(gè)工序可能

裝夾一次，也可能多次，但減少裝夾次數(shù)以減少裝夾帶來的誤差，節(jié)約裝夾時(shí)間。

4.工位：一次裝夾后，工件與夾具或設(shè)備可動(dòng)部分一起相對于刀具或設(shè)備的固定部

分所占據(jù)的每一位置，

5.工步：在加工表面（或裝配時(shí)連接表面）、加工工具不變的情況下，所連續(xù)完成

的那一部分工序（工藝過程）一加工表面、加工刀具、切削用量、進(jìn)給量、切屑

速度不變所完成的工藝過程。

6.走刀：一個(gè)工步中若分幾次切削某一金屬層，每一次切削就稱一次走刀。

?工藝規(guī)程：規(guī)定的產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等工藝文件，它指導(dǎo)生產(chǎn)。

?工藝規(guī)程分類：加工工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡。前者以工序?yàn)閱挝徽f明零件

的整個(gè)工藝過程應(yīng)如何進(jìn)行的文件。后者，以每道工序所編制的工藝文件說明工

序內(nèi)容、進(jìn)行步驟、并繪有工序圖注明該工序定位基準(zhǔn)、裝夾方式、加工表面粗

糙度、仃、刀具、進(jìn)刀方向、切削用量、設(shè)備、檢具、輔具等。

?生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計(jì)劃內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃、包括每臺零件數(shù)、備

品、廢品率。

?產(chǎn)品類型：大量、成批、單位生產(chǎn)

?基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)

1.基準(zhǔn)：用來確定生產(chǎn)對象上叫幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)線面。

2.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：設(shè)計(jì)圖上所采用的基準(zhǔn)，是標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸或位置尺寸的起點(diǎn)。

3.工藝基準(zhǔn)：在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，它分為：測量、工藝、裝配、定位基準(zhǔn)

a.定位基準(zhǔn)：在加工中用作定位的基準(zhǔn)。它分粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)。

b.測量基準(zhǔn)：為測量所采用的基準(zhǔn)。

c.工序基準(zhǔn)：工序圖上用來確定該工序加工表面加工后、尺寸、形狀位置的基準(zhǔn)。

d.裝配基準(zhǔn)：在裝配時(shí)用來確定零件、部件在產(chǎn)品中的相對位置的基準(zhǔn)。

＞粗、精基準(zhǔn)級選用原則：

?粗基準(zhǔn)：用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)。

?粗基準(zhǔn)選用原則：

1.合理分配余量原則。

a.若要保證某保證重要表面余量分配均勻，選它作為粗基準(zhǔn)

b.在沒有上述的要求情況下，若每一個(gè)平面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面

作粗基準(zhǔn)。

2.保證不加工面與已加工表面具有一定位置精度的原則，以達(dá)壁厚均勻、外形對稱。

3.便于裝夾原則：選用粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，不應(yīng)有毛剌、澆口、冒口、以減少

定位誤差，夾緊可靠。

4.粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則：一般只在第一道有用，在以后的工序中不能重復(fù)之

用。

?精基準(zhǔn)：使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)：

?選用原則

1.基準(zhǔn)重合原則：盡量選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作精基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合帶來的誤差。

2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：應(yīng)盡可能選加工多個(gè)表面都選用的定位基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。以便保證

加多個(gè)工表面的相互位置精度，便于夾具的制造與設(shè)計(jì)，

?加工階段劃分：粗加工，精加工加工安排，將主要表面加工按粗精基準(zhǔn)分開，次

要加工表面也以此安排則相應(yīng)加工階段中去而組成零件全部加工內(nèi)容的加工工藝

過程。

1.粗加工：主要切除大部分余量，加工出精基準(zhǔn)，特點(diǎn)：表面粗糙度數(shù)值大，以牛

產(chǎn)率為考慮

2.半精加工：清楚粗加工殘留下來的誤差，達(dá)到一定精度為精加工作準(zhǔn)備，完成一

些次要表面的加工(鉆孔、改絲、銃鍵槽等)，可達(dá)IT10-12.粗糙度Ra6.3-3.2um

3.精加工:達(dá)到最低要求，加工余量,較小的粗糙度值(IT7-10.Ra1.6-0.4um)

4.光潔加工：對于IT5以上Ra0.2um的零件必須有此階段，它有研磨，拋光，起精

力口，它能調(diào)高表面機(jī)械物理性質(zhì)，粗糙度小數(shù)值，IT提高，但不能提高位置精度。

?工劃分階段的目的：

1..減少或消除內(nèi)應(yīng)力、切削力和切削熱對精加工的影響。

2.有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理。

3.便于安排熱處理。

4.可合理使用機(jī)床。

?5).表面精加工安排在最后，可避免或減少在夾緊和運(yùn)輸過程中的損傷己加工過的

表面。

?工序順序的排列：

1.基準(zhǔn)先行，后加工表面，當(dāng)粗精基準(zhǔn)定下后順序大概也出來了

2.先主后次

3.先粗后精

4.先面后孔，對于體之家類零件以孔作粗基準(zhǔn)加工表面，以平面作精基準(zhǔn)加工孔、

面的面積大定位穩(wěn)定，精度高。

?加工余量及影響因素：加工余量是指加工表面達(dá)到所需的精度和表面質(zhì)量而應(yīng)切

除的金屬層表面。加工余量分為工序余量和加工總余量。影響：1.加工表面的表面

粗糙度和表面缺陷層深度。2.加工前或上工序的尺寸公差Ta。3.加工前或上工序

各表面間的相互位置的空間偏差pa。4.本工序加工時(shí)的裝夾誤差ebo

?工藝尺寸鏈計(jì)算：

1.工藝尺寸鏈：由單個(gè)零件加工過程和機(jī)器裝配中互換聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合。

尺寸鏈由組成環(huán)、封閉環(huán)組成，組成環(huán)分為增環(huán)、減環(huán)；需要特別指出封閉環(huán)是加工最后形

成的尺寸，不是已在加工的尺寸。例如：一套筒，車外圓直徑，鉆孔中2。當(dāng)①2一鉆成型成

壁厚t,t為封閉環(huán)，裝配也一樣：孔的直徑D,裝進(jìn)軸d,形成間隙X,間隙的封閉環(huán)。

知識點(diǎn)：

1.工藝規(guī)程規(guī)定產(chǎn)品制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。

2.工藝文件將工藝規(guī)程的內(nèi)容填入一定格式卡片，即成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和施工所依據(jù)的工藝文件。

3.工藝文件長用的有機(jī)械加工過程綜合卡片，機(jī)械加工工藝卡片，機(jī)械加工工序卡片。

4.加工工藝過程設(shè)計(jì)應(yīng)解決好定位基準(zhǔn)的選擇，工藝路線的擬定，工序尺寸及公差的確定，加工

工序設(shè)計(jì)等問題。

5.定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。

6.加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下所能達(dá)到的加工精度。

7.加工階段的劃分粗加工階段，半精加工階段，精加工階段，光整加工階段，超精密加工階段。

8.機(jī)械加工工序的安排基面先行，先粗后精，先主后次，先面后空。

9.熱處理工序的安排預(yù)備熱處理，最終熱處理。

10.加工余量分為工序余量和加工總余量。

11.工序余量工序余量等于前后兩道工序尺寸之差。

12.工序尺寸都按人體原則標(biāo)注極限偏差，即被包容面的工序尺寸取上偏差為0,包容面的工序尺

寸取下偏差為0

13.最小工序余量二工序余量基本尺寸-上工序尺寸的公差

最大工序余量;工序余量基本尺寸?本工序尺寸公差

二最小工序尺寸+上工序尺寸的公差+本工序尺寸的公差

14.被包容面指軸，包容面指孔。

15.加工余量有雙邊余量與單邊余量之分。

16.對外圓和孔等回轉(zhuǎn)表面，加工余量指雙邊余量是從直徑上考慮的，實(shí)際切削金屬時(shí)加工余量的

一半。平面的加工余量是指單邊余量，等于實(shí)際切削的金屬層厚度。

17.工藝尺寸鏈在零件加工過程中，由一系列相互聯(lián)系切按一定順序排列的工序尺寸所形成的到

閉尺寸組合，稱為工藝尺寸鏈。

18.環(huán)工藝尺寸鏈中每一個(gè)組成尺寸稱為環(huán)。

19.封閉環(huán)是加工過程中最后自然形成或間接得到的尺寸。每一組尺寸鏈中只有一個(gè)封閉環(huán)。

20.組成環(huán)在工藝尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的所有尺寸。

21.組成環(huán)分為增環(huán)減環(huán)。

22.增壞當(dāng)其他組成壞大小不變，某一組成環(huán)的增大會導(dǎo)致封閉環(huán)也增大時(shí)，該組成壞為增壞，

23.減環(huán)當(dāng)其他組成環(huán)大小不變，某一組成環(huán)的增大會導(dǎo)致封閉環(huán)反而減小時(shí)，該組成環(huán)為減環(huán)。

24.機(jī)械產(chǎn)品的裝配包括組裝，調(diào)整，檢驗(yàn)和試驗(yàn)等。

25.機(jī)械產(chǎn)品的裝配精度一般包括零部件件的尺寸精度，相互位置精度，相對運(yùn)動(dòng)精度，和接觸

精度。

26.裝配尺寸鏈?zhǔn)钱a(chǎn)品或部件裝配過程中，由相關(guān)零件的尺寸或位置關(guān)系所組成的封閉的尺寸系

統(tǒng)，是為了定量分析產(chǎn)品或部件的裝配精度與構(gòu)成產(chǎn)品或部件的零件精度的密切關(guān)系，在裝配過程

中建立的尺寸鏈。

長用于保證產(chǎn)品裝配精度方法有互換裝配法，選擇裝配法，修配裝配法和調(diào)整裝配法.

第4章機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理

一、夾具

1、機(jī)床夾具是將工件進(jìn)行定位、夾緊、將道具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ叮槐ＷC工件相對于

機(jī)床和刀具有正確位置的附加裝置，簡稱夾具。

2、夾具的組成：定位元件、夾緊裝置、導(dǎo)向元件和對刀裝置、連接元件、夾具體、

其他元件及裝置。(定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分)

3、夾具的作用：保證加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、擴(kuò)大機(jī)床使用范

圍

4、夾具的分類：(1)按通用化程度分類：通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾

具、隨行夾具。

(2)按機(jī)床類型分：車床夾具、磨床夾具、鉆床夾具、鍵床夾具、

銃床夾具

(3)按用途分類：機(jī)床夾具、裝配夾具、檢驗(yàn)夾具

(4)按動(dòng)力源分：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣壓夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾

具、真空夾具、自緊夾具等。

5、工件在夾具中加工時(shí)加工誤差組成：

1、安裝誤差：工件在夾具中的定位和夾緊誤差

2、對定誤差：a、道具的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差即夾具與機(jī)床的相對位置誤差。b、夾具

在機(jī)慶上的定位和夾緊誤差即夾具與機(jī)床的相對位置誤差；

3、加工過程誤差。

二、定位和夾緊

1、定位：工件在機(jī)床上加工時(shí)，首先要把工件安放在機(jī)床工作臺卜.或夾具中，使它

和刀具之間有相對正確的位置，這個(gè)過程稱為定位。

定位的任務(wù)：使工件相對于刀具占有某一正確的位置。

2、夾緊：工件定位后，應(yīng)將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變，這個(gè)

過程稱為夾緊。

夾緊的任務(wù)：是保持工件的定位位置不變。

3、安裝：工件從定位到夾緊的整個(gè)過程稱為安裝。正確的安裝是保證工件加工精度

的重要條件。

定位過程與夾緊過程都可能使工件偏離所要求的正確位置而產(chǎn)生定位誤差

與夾緊誤差。

4、安裝誤差：定位誤差與夾緊誤差之和。

5、工件安裝方法：

直接找正安裝一一精度高、效率低、對工人技術(shù)水平要求高。一般用于單件小批量

生產(chǎn)或定位精度要求特別高的場合。

劃線找正安裝一一精度不高、效率低、多用于批量不大，形狀復(fù)雜的鑄件。

夾具安裝一一精度和效率均高，廣泛采用。特點(diǎn)：1）工件在夾具中的正確定位，

是通過工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接處而實(shí)現(xiàn)的。因

此，不再需要找正便可將工件夾緊。2）由于夾具預(yù)先在磯床上已調(diào)

整好位置，因此，工件通過夾具相對于機(jī)床也就占有了正確的位置。

3）通過家具商的對刀裝置，保證了工件加工表面相對于刀具的正確

位置。

三、定位原理

1、六點(diǎn)定位原理：采用六個(gè)按一定規(guī)律布置的約束點(diǎn)，可限制工件的六點(diǎn)自由度，

實(shí)現(xiàn)完全定位，稱六點(diǎn)定位原理。

2、定位支承點(diǎn)說明：定位支承點(diǎn)必須與工件的定位基準(zhǔn)面始終保持緊貼接觸；是定

位元件抽象而來的；分析其作用時(shí):不考慮里的影響。

3、完全定位與不完全定位：工件的6個(gè)自由度均被限制，稱為完全定位。有一個(gè)或

幾個(gè)自由度未被限制，為不完全定位。

4、不完全定位的兩種情況：1）工件本身相對于某個(gè)點(diǎn)、線是完全對稱的，則工件繞

此點(diǎn)、線旋轉(zhuǎn)地自由度無法被限制，即使限制了也無

意義。

2）工件加工要求不需要限制某一個(gè)或幾個(gè)自由度。

5、欠定位：定位點(diǎn)少于應(yīng)消除的自由度、工件定位不足的定位。欠定位是不允許的。

6、過定位：工件某一個(gè)（或某幾個(gè)）自由度被兩個(gè)（或兩個(gè)以上）約束點(diǎn)約束。

7、過定位可能導(dǎo)致的后果：工件無法安裝；造成工件或定位元件變形。

8、如何判斷過定位是否允許：

1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，切形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位

是允許的。因?yàn)楹侠淼倪^定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度

和增加定位穩(wěn)定性的作用。

2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過加工，蛋加工精度不高。這時(shí)過

定位不允許。因?yàn)樗赡茉斐啥ㄎ徊粶?zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。

9、解決過定位的方法：

1）改變定位元件結(jié)構(gòu)，從根本上消除過定位因素，抓源頭。

2）提高工件及定位元件的制造精度，特別是位置精度，允許過定位的存在，但是

把影響降低或消除。

四、常用定位方法與定位元件

1、工件以平面定位

平面定位的主要形式是支承定位。夾具上常用的支承元件有：固定支撐、可調(diào)支承、

自位支承、輔助支承。

（1）固定支承：有支承釘和支承板兩種形式。前者用于較小平面支承；后者用于較

大平面。

（2）可調(diào)支承：是支承點(diǎn)位置可以調(diào)整的支承。在支承釘?shù)母叨刃枰{(diào)整時(shí)采用。

主要用于工件一粗基準(zhǔn)面定位，或定位幾面的形狀復(fù)雜，以及各批毛

坯的尺寸、形狀變化較大時(shí)。

（3）自位支承：在工件定位過程中能自動(dòng)調(diào)整位置的支承。其作用相當(dāng)于一個(gè)固定

支承，只限制一個(gè)自由度。一板適用于毛面定位或剛性不足的場合。

（4）輔助支承：是工件定位后才參與支承的元件。工件因尺寸形狀或局部剛度較差,

使其定位不穩(wěn)或受力變形等原因，需增設(shè)輔助支承，用以承受工件重力、夾緊

力或切削力。其特點(diǎn)是：帶弓箭定位夾緊后，再調(diào)整輔助支承，使其與工件的

有關(guān)表面接觸并鎖緊。且輔助支承是沒安裝一個(gè)工件就調(diào)整一次。但它不限制

工件的自娛度，也不允許破壞原有定位。

輔助支承與可調(diào)支承的區(qū)別：輔助支承是工件定位后才參與支承的元件，其高度有工

件確定，因此不起定位作用，蛋鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。

2、工件以圓孔定位

工件以圓孔定位多屬于定心定位，定位基準(zhǔn)為圓孔的軸線。常用定位元件是定位銷和

心軸。

定位銷有圓柱銷（限制2個(gè)）、圓錐銷（3個(gè)）、菱形銷（一個(gè)）等；心軸有剛性心軸、

彈性心軸等。

3、工件以外圓表面定位

形式：定心定位和支承定位。常用元件：V形塊。（長V形塊或兩個(gè)短V形塊限制4

個(gè)自由度；短V形塊限制2個(gè)）。特點(diǎn)是：對中性好，可用于非完整外圓表面的定位。

4、工件以其他表面定位

5、定位表面的組合

定位點(diǎn)數(shù)最多的胃主要定位面或支承面；次多的為第二定位面或?qū)蛎妗?/p>

五、定位誤差的分析與計(jì)算

1、引起的原因：工件在夾具中按六點(diǎn)定位原理所確定的位置產(chǎn)生變動(dòng)，導(dǎo)致在工件

加工表面至工序基準(zhǔn)間的尺寸（即工序尺寸）發(fā)生了變化而造成的誤差。

2、產(chǎn)生的前提：采取調(diào)整法加工一批零件時(shí)，由于基準(zhǔn)不重合（工序基準(zhǔn)和定位基

準(zhǔn)）或定位面的配合間隙而引起；試切法沒有。

3、定義：用夾具裝夾一批工件時(shí)，工序基準(zhǔn)相對于定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最

大變動(dòng)量。

4、基準(zhǔn)不重合誤差：由于工件的工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。

5、基準(zhǔn)位置誤差：由于工件定位表面或夾具定位元件制作不準(zhǔn)確而引起的定位誤差。

六、工件在夾具中的夾緊

為防止工件的定位在切削力、振動(dòng)、慣性力及離心力等作用下發(fā)生變化，需對其進(jìn)行

夾緊，主要有三部分組成：力源裝置，夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu)

夾緊裝置的基本要求：不破壞工件的定位；夾緊力大小適中；夾緊裝置安全、方便、

省力；夾緊裝置的自動(dòng)化及復(fù)雜程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)相符

1、夾緊力作用方向的選擇

1）應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。因此，一般應(yīng)垂直指向主要定位面。

2）應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。

3）應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。

2、夾緊力作用點(diǎn)的選擇

1）應(yīng)正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位

不變。

2）應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。

3）應(yīng)盡可能靠近被加工表面，一邊減小切削力對工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。必要時(shí)應(yīng)

在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減小切削過程中的振動(dòng)和變形。

第4章練習(xí)題

1.何謂機(jī)床夾具？試舉例說明機(jī)床夾具的作用及其分類？

答：所謂機(jī)床夾具，就是將工件進(jìn)行定位、加緊，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證工

件和刀具間的相對位置關(guān)系的附加裝置。

機(jī)床夾具的功用：①穩(wěn)定保證工件的加工精度；

②減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；

③擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。

夾具的分類：1）通用夾具；2）專用夾具；3）成組夾具；4）組合夾具；

5）隨行夾具。

2.工件在機(jī)床上的安裝方法有哪些？其原理是什么？

答：工件在機(jī)床上的安裝方法分為劃線安裝和夾具安裝。劃線安裝是按圖紙要求,

在加工表面是上劃出加工表面的尺寸及位置線，然后利用劃針盤等工具在機(jī)床上

對工件找正然后夾緊；夾具安裝是靠夾具來保證工件在機(jī)床上所需的位置，并使

其夾緊。

3.夾具由哪些元件和裝置組成？各元件有什么作用？

答：1）定位元件及定位裝置：用來確定工件在夾具上位置的元件或裝置；

2）夾緊元件及夾緊裝置：用來夾緊工件，使其位置固定下來的元件或裝置；

3）對刀元件：用來確定刀具與工件相互位置的元件；

4）動(dòng)力裝置：為減輕工人體力勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，所采用的各種機(jī)動(dòng)夾

緊的動(dòng)力源；

5）夾具體：將夾具的各種元件、裝置等連接起來的基礎(chǔ)件；

6）其他元件及其他裝置。

4.機(jī)床夾具有哪幾種？機(jī)床附件是夾具嗎？

答：機(jī)床夾具有通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具。

5.何謂定位和夾緊？為什么說夾緊不等于定位？

答：工件在夾具中占有正確的位置稱為定位，固定工件的位置稱為夾緊。工件在

夾具中，沒有安放在正確的位置，即沒有定位，但夾緊機(jī)構(gòu)仍能將其夾緊，而使

其位置固定下來，此時(shí)工件沒有定位但卻被夾緊，所以說夾緊不等于定位。

6.什么叫做六點(diǎn)定位原理？

答：采用六個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，即可實(shí)現(xiàn)完全

定位，這稱為六點(diǎn)定位原理。

7.工件裝夾在夾具中，凡是有六個(gè)定位支承點(diǎn)，即為完全定位，凡是超過六個(gè)定位

支承點(diǎn)就是過定位，不超過六個(gè)定位支承點(diǎn)就不會出現(xiàn)過定位，這種說法對嗎，

為什么？

答：不對；過定位是指定位元件過多，而使工件的一個(gè)自由度同時(shí)被兩個(gè)以上的

定位元件限制。

8.定位、欠定位和過定位是否均不允許存在？為什么？根據(jù)加工要求應(yīng)予以限制的

自由度或工件六個(gè)自由度都被限制了就不會出現(xiàn)欠定位或過定位嗎？試舉例說

明。

答：1）加工要求限制自由度而沒有限制，是欠定位，是不允許的；所限制的自由

度小于六個(gè)時(shí)，不一定是欠定位；2）一個(gè)自由度由一個(gè)以上定位元件限制時(shí);產(chǎn)

生超定位，超定位一般是不允許的，它可能產(chǎn)生破壞；所限制自由度小于六個(gè)時(shí),

也可能產(chǎn)生過定位；3）如果工件定位而精度較高，夾具定位元件精度也很高時(shí)，

過定位是可以允許的，它可以提高加工剛度；4）工件定位應(yīng)根據(jù)加工要求而定，

不必完全定位；5）過定位和欠定位也可能同時(shí)存在。

9.常見的定位元件有哪些，分別限制的自由度的情況如何？

答：常見的定位元件：1）平面定位：支撐釘及支撐板、可調(diào)支撐與自位支撐、輔

助支撐；2）孔定位：定位銷、錐銷、心軸；3）外圓面定位：三爪卡盤、V型鐵定

位

10.可調(diào)支承、自位支承和輔助支承的不同之處？

答：可調(diào)支撐：當(dāng)工件的定位基面形狀復(fù)雜時(shí)或者各毛坯的尺寸、形狀變化較大

時(shí)，多采用這類支撐，它的頂端位置在一個(gè)范圍內(nèi)調(diào)整，并可用螺母鎖緊；自位

支撐：為了避免超定位，需要減少某個(gè)定位元件所限制的自由度數(shù)目時(shí)，常把支

撐做成浮動(dòng)或聯(lián)動(dòng)結(jié)構(gòu)，使之自為；輔助支撐：當(dāng)工件定位基面較小，致使其一

部分懸伸較長時(shí)，為增加工件的剛性，減少切削時(shí)的變形，常采用輔助支撐。

11.根據(jù)六點(diǎn)定位原理，是分析圖4.74中各零件的定位方案中各個(gè)定位元件所限制

的自由度。

z

小平面

Y型塊Y

例柱銷

圖4.74零件的定位方案

答：在(a)圖中，三扎卡盤限制四個(gè)自由度：工件繞y軸、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和延y、z

軸的移動(dòng)；擋塊限制延x軸方向的移動(dòng)。共限制五個(gè)自由度，屬于不完全定位。

在(b)圖中，三扎卡盤限制兩個(gè)自由度：延y、z軸的移動(dòng)；若頂尖為死定尖，

則頂尖配合三扎卡盤限制工件繞y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，頂尖限制延x方向的移動(dòng)。

共限制五個(gè)自由度，屬于不完全定位。若頂尖為活定尖，則頂尖只配合三扎卡盤限

制工件繞y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。共限制四個(gè)自由度，屬于小完全定位。

在(c)圖中，兩頂尖限制工件繞y、z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，x、y、z移動(dòng)。共五個(gè)自由度，屬

于不完全定位。

在(d)圖中，小錐度心軸限制工件繞y、z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和y、z的移動(dòng)：頂尖限制

心軸延x方向的移動(dòng)。共限制四個(gè)自由度，屬于不完全定定位。

在(e)圖中，若三扎卡盤為相對夾持長三扎卡盤，則三扎卡盤限制四個(gè)自由度：

y、z軸的旋轉(zhuǎn)以及x、y軸的移動(dòng)，中心架起輔助作用，增加工件的強(qiáng)度。共限制四

個(gè)自由度，輸油不完全定位。若三扎卡盤為相對夾持短三扎卡盤，則三扎卡盤限制兩

個(gè)自由度：x、y軸的移動(dòng)，中心架配合三抓卡盤，限制Y、Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。共限制四個(gè)

自由度，屬于不完全定位。

在(f)圖中，心軸限制Y,Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)，小平面限制X軸移動(dòng)，共限制五

個(gè)自由度，為不完全定位。

在(g)圖中，雙頂尖限制Y,Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)，小平面限制X軸的移動(dòng)，總共限

制五個(gè)自由度，為不完全定位。

在(h)圖中，心軸1控制X,Y軸的移動(dòng)，平面2控制Z軸的移動(dòng)X,Y的轉(zhuǎn)動(dòng)，總

共限制五個(gè)自由度，為過定位。

在（i）圖中心軸控制Y,Z的轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)，平面2控制X軸的移動(dòng)Y,Z的轉(zhuǎn)動(dòng)，總

共限制七個(gè)自由度，為過定位。

在（j）圖中，左端固定錐銷，限制X、Y、Z的移動(dòng)自由度；右端浮動(dòng)錐銷與固定錐

銷組合后限制Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。

在（k）圖，中當(dāng)為長V型塊限制X,Z移動(dòng)，為不完全定位；當(dāng)為短V型塊時(shí)限制

X,Z的移動(dòng)，為不完全定位。

在（1）圖中，圓柱銷控制X,Y的移動(dòng)，圓柱銷和小平面配合限制X,Z的轉(zhuǎn)動(dòng)，共

限制五個(gè)自由度，為不完全定位。

12.何謂定位誤差?定位誤差有哪些因素引起的?定位誤差的數(shù)值一般應(yīng)控制在零件公

差的什么范圍之內(nèi)？

答：指工件在夾具中定位不準(zhǔn)確而帶來的誤差。引起定位誤差的因素：1）定位基準(zhǔn)

與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，2）定位基面與定位元件之間的間隙，3）定位基面本身的形狀誤

差。

13.圖4.75（a）所示零件，底面3和側(cè)面4已加工好，現(xiàn)需加工臺階面1和頂面2,定

位方案如圖4.75（b）所示，求各工序的定位誤差。

1.

1

—如二1]

(-------------------,L~~?-------'~?--------H±AH

圖4.75各零件和定位方案

答：在加工頂面2時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，所以定位誤差即為本工序的加工誤

差，即6c二5H二2AH.在加工臺階面1時(shí)，由于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，所以定

位誤差為本道工序的加工誤差與基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差之和，即6C=6A+6H=2AA+2AH=2（△

A+AH）o

14.圖4.76所示為套筒零件銃平面，以內(nèi)孔⑴產(chǎn)）中心0為定位基準(zhǔn)，套在心軸錯(cuò)

誤!未找到引用源。上，則錯(cuò)誤!未找到引用源。為調(diào)刀基準(zhǔn)，配合間隙為△,工序尺

寸為錯(cuò)誤!未找到引用源。，求心軸水平和垂直放置時(shí)工序尺寸錯(cuò)誤!未找到引用源。

的定位誤差。

答：①當(dāng)心軸垂直放置時(shí)，由于基準(zhǔn)位移而產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差，則有孔：Dmax=D+AD

Dmin=D軸：dmax=ddmin=d-Ad所以010max=(D+AD)/2-(d-Ad)/2010min=

D/2-d/2又因?yàn)殚g隙配合為△基準(zhǔn)位移誤差所造成的加工誤差為：A1=(AD+Ad)/2+

△所以水平放置時(shí)定位誤差為：△H=△1+△H=(△D+△d)/2+△+△H②當(dāng)心地垂直放置

時(shí)：加工誤差等于間隙配合誤差△所以，垂直放置時(shí)的定位誤差為：Av=A+AH

15.圖4.77所示圓柱體零件的直徑為錯(cuò)誤!未找到引用源。，均放在V型塊上定位銃平

面，其加工表面的設(shè)計(jì)尺寸的基準(zhǔn)分別為上母線B、下母線C和零件中心線0,試分

別計(jì)算其定位誤差。

用JB§2

C3A_

04.77麻體舞伴定位方案答：6二90o,則有：

①當(dāng)設(shè)計(jì)尺寸基3宙為上母線B時(shí)，定位誤差

為：AB=621sina2+1=Ad21sinn4+1=1.207Ad

1+1)=?(3+1)=

1.207Ad

2\sin-/2\sin-/②當(dāng)設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)為下母線c時(shí)，定位誤差

2T-1)

為：AC=S2(lsina2-1)2sing=Ad2(1sin4-1)

V凸一。

2sin?=0.207Ad③當(dāng)設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)為零件中心線0時(shí)，定位誤

差

6Ad

為：△o=82sina22sin2=Ad2sinn42sinJ=0.707

Ad

16.為什么會出現(xiàn)基準(zhǔn)位移誤差？以工件的孔和外圓在心軸和V型塊上定位為例。

答：由于定位副的制造誤差而造成定位基準(zhǔn)位置的變動(dòng)，對工件加工尺寸造成的誤差，

稱為基準(zhǔn)位移誤差.

工件以圓柱孔定位

工件以圓柱孔在過盈配合心軸上定位

由于過盈配合，定位基準(zhǔn)不會發(fā)生移動(dòng)：

故AY=0

因此定位誤差因基準(zhǔn)不重合情況不同而不同。

（1）工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，均為圓柱孔軸線時(shí)

AB=0

AY=0

AD=AB+AY=0

（2）工序基準(zhǔn)在工件定位孔的母線上時(shí)

①工序基準(zhǔn)在工件定位孔的上母線上時(shí)

A1e

△Y=0

式中：3D一—工件定位內(nèi)孔的尺寸公差。

②工序基準(zhǔn)在工件定位孔的下母線上時(shí)

AB=2

AY=0

A_A,A

△D=AB+AY=2

（3）工序基準(zhǔn)在工件外圓上、下母線上時(shí)

△B=卜4

Ar=0

AD=AB+AY=2

式中：8d一一工件外圓尺寸的公差

2)工件以圓柱孔在間隙配合的圓柱心軸(圓柱銷)上定位，單邊接觸時(shí)

(1)若工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則

AB=O

XmaX=(DmaX-</

AY=IInJ=3匹+'

1c1e

——OnH----dz/n

AD=AB+AY22”。

式中8do一一定位心軸的尺寸公差。

為了安裝方便，有時(shí)還增加一最小間隙Xmin,由于最小間隙Xmin是一個(gè)常量，這

個(gè)數(shù)值可以在調(diào)整必具預(yù)先加以考慮，則使Xmin的影響消除掉。因此在“算基準(zhǔn)位移

量時(shí)可不計(jì)Xmin的影響。

(2)若工序基準(zhǔn)在工件的外圓上、下母線上，則

AB/

=_6aH—3n?<—3a,

AD=AB+AY2?2

(3)若工序基準(zhǔn)在工件定位孔的母線上

①工序基準(zhǔn)在工件定位孔的上母線上時(shí)

A

max又

-3D

AB=2

1v1,

A=;萬o+；Od0

AY22

=Xelele=J_5

=D+JODJO

即：ADf=AB+AY22-2_2=AB-AY

②工序基準(zhǔn)在工件定位孔的下母線上時(shí)

&DK=OB2-0B\=（。。2+。2層）一（OQ+0禺）

=（OO2—00］）+（02§2-0］用）=怎+

AB=/8=5狐+”。

=-30T---5do~^D=---3do

AD=AB+AY2。2"。+2。D2Jo

17.夾緊力的確定原則是什么？

答：（1）夾緊力作用方向應(yīng)有助于工件定位的準(zhǔn)確性。

（2）夾緊力方向應(yīng)盡可能使所需夾緊力減小。

（3）夾緊力方向應(yīng)盡可能使工件變形減小

18.鉆套的種類有哪些？分別適用于什么場合？

答：根據(jù)鉆套的結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)，主要有四種類型。

①固定鉆套該類鉆套外圓以H7/n6或H7/r6配合，直接壓入鉆模板上的鉆套底

孔內(nèi)。在使用過程中若不需要更換鉆套（據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，鉆套一般可使用1000^12000

次），則用固定鉆套較為經(jīng)濟(jì)，鉆孔的位置精度也較高。

②可換鉆套當(dāng)生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時(shí)，則用可換鉆套較為方便。

可換鉆套裝在襯套中，襯套是以H7/n6或H7/r6的配合直接壓入鉆模板的底孔內(nèi)，鉆

套外圓與襯套內(nèi)孔之間常采用F7/m6或F7/k6配合。當(dāng)鉆套磨損后，可卸下螺釘，更

換新的鉆套。螺釘還能防止加工時(shí)鉆套轉(zhuǎn)動(dòng)或退刀時(shí)鉆套隨刀具拔出。

③快換鉆套當(dāng)被加工孔需依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、較時(shí)，由于刀具直徑逐漸增大，應(yīng)

使用外徑相同而內(nèi)徑不同的鉆套來引導(dǎo)刀具，這時(shí)使用快換鉆套可減少更換鉆套的時(shí)

間，如圖7-58所示。快換鉆套的有關(guān)配合與可換鉆套的相同。更換鉆套時(shí)，將鉆套

的削邊處轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。鉆套的削邊方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套

隨刀具自行拔出。

以上三類鉆套已標(biāo)準(zhǔn)化，其結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料和熱處理方法等，可杳閱有關(guān)手冊。

④特殊鉆套由于工件形狀或被加工孔位置的特殊性，有時(shí)需要設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的

鉆套。如在斜面上鉆孔時(shí)，應(yīng)采用特殊鉆套，鉆套應(yīng)盡量接近加工表面，并使之與

加工表面的形狀相吻合。如果鉆套較長，可將鉆套孔上部的直徑加大（一般取0.1mm）,

以減少導(dǎo)向長度。又如在凹坑內(nèi)鉆孔時(shí)，常用加長鉆套。

19.夾具的動(dòng)力裝置有幾種？各有什么特點(diǎn)？

答（1）氣動(dòng)夾緊裝置氣壓夾緊是夾具中使用最廣泛的一種動(dòng)力裝置

（2）液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置特別適用于大型工件的加工及切削時(shí)有較大沖擊

的場合。

（3）氣一液壓夾緊裝置

（4）氣動(dòng)夾緊裝置的擴(kuò)力機(jī)構(gòu)常用的擴(kuò)力機(jī)構(gòu)有楔塊式、杠桿式、較鏈連桿式和

氣一液壓增力裝置等

（5）電磁夾緊裝置一般都是作為機(jī)床附件的通用夾具。

（6）真空夾緊裝置真空夾緊特別適用于夾緊由鋁、銅及其合金、塑料等非導(dǎo)磁材

料制成的薄板形工件，或剛度較差的大型薄殼零件。

第5章機(jī)械加工精度與表面質(zhì)量

?機(jī)械加工精度：零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想幾何參

數(shù)的復(fù)合程度，符合越高，精度越高；加工誤差：加工后零件的實(shí)際幾何參數(shù)對

理想幾何參數(shù)的偏離程度，它是精度高低數(shù)量指標(biāo)。

?研究加工精度的目的：了解機(jī)械加工工藝基本理論，分析各種工藝因素對加工精

度的影響，找出減少誤差，提高精度和效率的途徑。

?.獲得尺寸精度方法：試切法、調(diào)整法、定尺寸刀具法、自動(dòng)控制法。

?獲得形狀精度方法：軌跡法、成形法、展成法。

?獲得位置精度方法：一次裝夾獲得法、多次裝夾獲得法（直接裝夾法、找正裝夾

法、夾具裝夾法）。

?工藝系統(tǒng)和原始誤差；工藝系統(tǒng)：機(jī)床、夾具、刀具、和工件構(gòu)成的封閉系統(tǒng)；

原始誤差：工藝系統(tǒng)種種誤差是造成工件加工誤差的根源，分為靜誤差和動(dòng)誤差，

靜誤差：工藝系統(tǒng)初始狀態(tài)有關(guān)誤差；動(dòng)誤差：與工藝誤差有關(guān)的原始誤差，力、

熱、磨損、測量等引起的誤差。

?誤差大小分類：A誤差分類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差

?表面質(zhì)量：包括波度和表面粗糙度，加工表面層材料物理、機(jī)械性能變化；它影

響疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕能力、配合質(zhì)量、耐磨性、密封。

?加工表面硬化：加工過程中塑性變形，晶粒間剪切滑移，晶格扭曲，晶粒拉長、

破碎和纖維化，引起表層材料強(qiáng)化，強(qiáng)度、硬度提高。

零件的加工精度：尺度精度（試切法，調(diào)整法，定尺寸刀具法，自動(dòng)控制法）、形狀

精度和位置精度。

機(jī)床制造誤差中對工件加工精度影響較大的誤差有：

主軸回轉(zhuǎn)誤差（徑向圓跳動(dòng)，軸向圓跳動(dòng)，角度擺動(dòng)）

導(dǎo)軌誤差：導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響-導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直

線度誤差直接反應(yīng)在被加工工件表面的法線方向（誤差敏感方向）

上，它對加工精度的影響最大。

導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差對加工精度的影響

導(dǎo)軌間的平行度誤差對加工精度的影響

傳動(dòng)誤差。

工藝系統(tǒng)剛度：工藝系統(tǒng)剛度、機(jī)床剛度、機(jī)床部件剛度。

影響加工精度的原始誤差主要包括以下幾個(gè)方面；1,工藝系統(tǒng)的幾何誤差，包括機(jī)

床、夾具和刀具等的制造誤差及其磨損2,工藝裝夾誤差3,工藝系統(tǒng)受力4,工藝系

統(tǒng)受熱變形引起的加工誤差5,工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形5,其他誤差，包括

原理誤差、測量誤差、調(diào)整誤差等。

工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響

精度

尺