《機(jī)制工藝及夾具設(shè)計(jì)》講稿.doc

機(jī)制工藝及夾具設(shè)計(jì)講稿第一章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程：是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件第一節(jié) 基本概念一、機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程與機(jī)械加工工藝過(guò)程機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程：是指從原材料到該產(chǎn)品出廠的全部勞動(dòng)過(guò)程。機(jī)械加工工藝過(guò)程：是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的一部分，是對(duì)機(jī)械產(chǎn)品中的零件采用各種加工方法直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學(xué)物理性能，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過(guò)程。二、機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成機(jī)械加工工藝過(guò)程由工序組成，工序又分為：安裝、工步、工位、走刀。1.工序工序：是指一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)對(duì)一個(gè)（或同時(shí)幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程圖 1-1.jpg2.安裝 如果在一個(gè)工序中需要對(duì)工件進(jìn)行幾次裝夾，則每次裝夾下完成的那部分工序內(nèi)容。3.工位 在工件的一次安裝中，通過(guò)分度（或移位）裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床床身變換加工位置，我們把每一個(gè)加工位置的安裝內(nèi)容稱為工位。 1-2.jpg4.工步加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的工位內(nèi)容，稱為一個(gè)工步。1-3.jpg 1-4.jpg 1-5.jpg 1-7.jpg5.走刀 1-6.jpg切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。三、生產(chǎn)類型與機(jī)械加工工藝規(guī)程用工藝文件規(guī)定的機(jī)械加工工藝過(guò)程，稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。（一）年生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需求和自身的生產(chǎn)能力決定生產(chǎn)計(jì)劃。生產(chǎn)綱領(lǐng)：在計(jì)劃期內(nèi)，應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)：計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)。N=Qn(1+ %+ %) 件/年生產(chǎn)批量：是指一次投入或產(chǎn)出的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量。（二）生產(chǎn)類型根據(jù)工廠（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的不同，可將生產(chǎn)類型分為：大量生產(chǎn)，成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。表1-4.jpg 表1-5.jpg（三）機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用（四）機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式通常，機(jī)械加工工藝規(guī)程被填寫成表格（卡片）的形式。在我國(guó)各廠使用的表格的形式不盡一致，但是其基本內(nèi)容是相同的。四、機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容（一）機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程應(yīng)遵循如下原則：1）必須可靠地保證零件圖紙上所有的技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。2）在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量下，一般要求工藝成本最低。3）充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢，多辦事。4）盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好、文明的勞動(dòng)條件。（二）設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容1）閱讀裝配圖和零件圖2）工藝審查 表1-9-1.jpg 表1-9-2.jpg 表1-9-3.jpg3）熟悉或確定毛坯4）擬定機(jī)械加工工藝路線5）確定工藝裝備6）確定各工序技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法7）確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸、和公差。8）確定其雪用量9）確定時(shí)間定額10）填寫工藝文件第二節(jié) 工件加工時(shí)的定位及基準(zhǔn)一、工件的定位（一）工件的裝夾裝夾有兩個(gè)含義，即定位和夾緊。定位：是指確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置過(guò)程。夾緊：是指工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。在生產(chǎn)實(shí)際中常用的裝夾方式有三種：1.直接找正裝夾工件的定位過(guò)程可以由操作工人直接在機(jī)床上利用千分表、劃線盤等工具，找正某些有相互位置要求的表面，然后夾緊工件，稱之為直接找正裝夾。1-9.jpg2.劃線找正裝夾圖 1-10.JPG3.夾具裝夾 圖1-8（二）定位原理1.六點(diǎn)定位原理采用6個(gè)按一定規(guī)則布置的約束點(diǎn)，可以限制工件的6個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位，稱為六點(diǎn)定位原理。 1-11.JPG2.用定位元件代替約束點(diǎn)限制自由度 表1-10-1.jpg 表1-10-2.jpg3.完全定位和不完全定位 1-12.JPG根據(jù)工件加工面的位置（包括位置尺寸）要求，有時(shí)需要限制6個(gè)自由度，有時(shí)僅需要限制1個(gè)或幾個(gè)（少于6個(gè)）自由度。前者稱作完全定位，后者稱作不完全定位。1-13.JPG 1-14.JPG 1-15.JPG4.欠定位和過(guò)定位（1）欠定位根據(jù)工件加工面位置尺寸要求必須限制的自由度沒(méi)有得到全部限制，或者說(shuō)在完全定位和不完全定位中，約束點(diǎn)不足，這樣的定位稱為欠定位。1-16.JPG（2）過(guò)定位 1-18.JPG工件在定位時(shí)，同一個(gè)自由度被兩個(gè)以上約束點(diǎn)約束，這樣的定位被稱為過(guò)定位（或稱定位干涉）。1-17.JPG二、基準(zhǔn)基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的哪些點(diǎn)、線或面。（一）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)零件時(shí)，根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互關(guān)系，確定標(biāo)注尺寸（或角度）的起始位置。這些尺寸（或角度）的起始位置稱作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。（二）工藝基準(zhǔn)零件在加工藝過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。1.工序基準(zhǔn)在工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。稱為工序基準(zhǔn)。2.定位基準(zhǔn)在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。1）粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)2）附加基準(zhǔn)3.測(cè)量基準(zhǔn)在加工中或加工后用來(lái)測(cè)量工件形狀、位置和尺寸誤差，測(cè)量時(shí)采用的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。4.裝配基準(zhǔn)在裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。第三節(jié) 工藝路線的制定一、 定位基準(zhǔn)的選擇(一)粗基準(zhǔn)的選擇 1-21.jpg1.保證相互位置要求的原則 1-22.jpg2.保證加工表面加工余量合理分配的原則 1-23.jpg3.便于工件裝夾的原則4.粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則. 1-24.jpg 1-25.JPG（二）精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。1.基準(zhǔn)重合原則應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。2. 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則當(dāng)工件以某一精基準(zhǔn)定位，可以比較方便地加工大多數(shù)（或所有）其它表面，則應(yīng)盡早地把這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后工序均以它為精基準(zhǔn)加工其它表面。 表1-11.jpg3.互為基準(zhǔn)原則某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法來(lái)達(dá)到位置度要求。4.自為基準(zhǔn)原則旨在減少表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 1-26.JPG 表1-12.jpg5.便于裝夾原則所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠。夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。二、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇（一）加工經(jīng)濟(jì)精度加工經(jīng)濟(jì)精度：是指在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。（二）加工方法的選擇一般情況下，根據(jù)零件的精度（包括尺寸精度，形狀精度和位置精度以及表面粗糙度）要求，考慮本車間（或本廠）現(xiàn)有工藝條件，考慮加工經(jīng)濟(jì)精度的因素選擇加工方法。三、典型表面的加工路線（一）外圓表面的加工路線1.粗車半精車精車2.粗車半精車粗磨精磨3.粗車半精車精車金剛石車4.粗車半精車粗磨精磨研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨或拋光1-29.JPG（二）孔的加工路線1.鉆粗拉精拉2.鉆擴(kuò)鉸手鉸3.鉆或粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)鏜或金剛鏜1-34.JPG4.鉆（或粗鏜）粗磨半精磨精磨研磨1-33.JPG（三）平面的加工路線1.粗銑半精銑精銑高速銑2.粗刨半精刨精刨寬刀精刨、刮研或研磨3.粗銑（刨）半精銑（刨）粗磨精磨研磨、精密磨、砂帶磨或拋光4.粗拉精拉5.粗車半精車精車金剛石車 1-37.JPG四、工序順序的安排（一）工序順序的安排原則1.先加工基準(zhǔn)面，再加工其它表面2.一般情況下，先加工平面，后加工孔3.先加工主要表面，后加工次要表面4.先安排粗加工工序，后安排精加工工序（二）熱處理工序及表面處理工序的安排（三）其它工序的安排檢查、檢驗(yàn)工序，去毛刺、平衡、清洗工序等也是工藝規(guī)程的重要組成部分。五、工序的集中與分散工序集中：是使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，因而使總的工序數(shù)目減少，夾具的數(shù)目和工件的安裝數(shù)目也相應(yīng)地減少。工序分散：是將工藝路線中的工步內(nèi)容分散在更多的工序中去完成，因而每道工序的工步少，工藝路線長(zhǎng)。六、加工階段的劃分當(dāng)零件的精度要求比較高時(shí)，若將加工面從毛坯面開始到最終的精加工或精密加工都集中在一個(gè)工序中連續(xù)完成，則難以保證零件的精度要求，或浪費(fèi)人力、物力資源。第四節(jié) 加工余量、工序間尺寸及公差的確定一、加工余量的概念（一）加工總余量（毛坯余量）與工序余量毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差稱為加工總余量 余量公差: 其中 為加工面在本道工序的工序尺寸公差加工面在上道工序的工序尺寸公差1-38.JPG 1-39.JPG 1-40.JPG（二）工序余量的影響因素1.上工序的尺寸公差Ta2.上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry（表面輪廓最大高度）和表面缺陷層深度Ha在本道工序加工時(shí)，應(yīng)將它們切除掉。3.上工序留下的需要單獨(dú)考慮的空間誤差，用符號(hào)ea表示。1-42.JPG 表1-18.jpg4.本工序的裝夾誤差 綜上所述, 1)對(duì)于單邊余量 2)對(duì)于雙邊余量 二、加工余量的確定1. 計(jì)算法1) 鏜孔、鉸孔、拉孔 2) 磨外圓 3) 光整加工 2.查表法3.經(jīng)驗(yàn)法三、工序尺寸與公差的確定生產(chǎn)上絕大部分加工面都是在基準(zhǔn)重合的情況下進(jìn)行加工。所以，掌握基準(zhǔn)重合情況下工序尺寸與公差的確定過(guò)程非常重要。第五節(jié) 工藝尺寸鏈一、直線尺寸鏈的基本計(jì)算公式（一）極值法計(jì)算公式1. 封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和2. 封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和3. 封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和4. 封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和（二）概率法計(jì)算公式1.將極限尺寸換算成平均尺寸： 2.將極限偏差換算成中間偏差： 3.封閉環(huán)中間偏差的平方等于各組成環(huán)中間偏差平方之和： 二、直線尺寸鏈在工藝過(guò)程中的應(yīng)用（一）工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸的計(jì)算1.測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 1-43.JPG2.定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 1-44.JPG（二）一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求的工藝尺寸計(jì)算 1-45.JPG（三）表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈對(duì)那些要求淬火或滲碳處理，加工精度要求又比較高的表面，常常在淬火或滲碳處理之后安排磨削加工，為了保證磨后有一定厚度的淬火層或滲碳層，需要進(jìn)行有關(guān)的工藝尺寸計(jì)算。1-47.JPG 1-48.JPG（四）余量校核校核加工余量，對(duì)加工余量進(jìn)行必要的調(diào)整是制定工藝規(guī)程時(shí)不可少的工藝工作。二、 工序尺寸與加工余量計(jì)算圖表法 1-50.JPG（一）繪制加工過(guò)程尺寸聯(lián)系圖（二）工藝尺寸鏈查找在尺寸聯(lián)系圖中，從結(jié)果尺寸的兩端出發(fā)向上查找，遇到圓點(diǎn)不拐彎繼續(xù)往上查找，遇到箭頭拐彎，逆箭頭方向水平找加工基準(zhǔn)面，遇到加工基準(zhǔn)面再向上拐，重復(fù)前面的查找方法，直至兩條查找路線匯交為止。（三）計(jì)算項(xiàng)目欄的填寫 1-51.JPG第六節(jié) 時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑一、時(shí)間定額1.時(shí)間定額的概念 時(shí)間定額是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。2.時(shí)間定額的組成（1）基本時(shí)間t基= （2）輔助時(shí)間t輔（3）布置工作地時(shí)間t布置（4）休息和生理需要時(shí)間t休（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間t準(zhǔn)備2. 單件時(shí)間和單件工時(shí)定額計(jì)算公式單件生產(chǎn)時(shí) 單件時(shí)間的計(jì)算公式:T單件=t基+t輔+t布置+t休成批生產(chǎn)時(shí) 單件工時(shí)定額的計(jì)算公式:T定額= T單件+t準(zhǔn)備/n大量生產(chǎn)時(shí) 單件工時(shí)定額的計(jì)算公式:T定額= T單件二、提高生產(chǎn)率的工藝途徑（一）縮短基本時(shí)間1.提高切削用量縮短基本時(shí)間提高切削用量的主要途徑是進(jìn)行新型刀具材料的研究與開發(fā)。2.采用復(fù)合工步縮短基本時(shí)間（1）多刀單件加工 1-54.JPG 1-56.JPG 1-57.JPG（2）單刀多件或多刀多件加工 1-58.JPG 1-59.JPG 1-60.JPG將工件串聯(lián)裝夾或并聯(lián)裝夾進(jìn)行多件加工，可有效地縮短基本時(shí)間。（二）減少輔助時(shí)間和輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊1.減少輔助時(shí)間（1）采用先進(jìn)夾具或自動(dòng)上、下料裝置減少裝、卸工件的時(shí)間。（2）提高機(jī)床操作的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)集中控制、自動(dòng)調(diào)速與變速以縮短開、停車床和改變切削用量的時(shí)間。.使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊（1）采用可換夾具或可換工作臺(tái)，在機(jī)床外裝夾工件，可使裝夾工件的時(shí)間與基本時(shí)間重疊。（2）采用轉(zhuǎn)位夾具或轉(zhuǎn)位工作臺(tái)，可在加工中完成工件的裝卸，使裝卸時(shí)間與基本時(shí)間基本重疊。1-61.JPG（3）采用回轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行連續(xù)加工 1-62.JPG 1-63.JPG 1-64.JPG（4）采用在線檢測(cè)的方法來(lái)控制加工過(guò)程中的尺寸，使測(cè)量時(shí)間與基本時(shí)間重疊。（三）減少布置工作地時(shí)間減少布置工作地時(shí)間，可在減少更換刀具的時(shí)間方面采取措施。1-65.JPG 1-66.JPG（四）減少準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間的多少，與工藝文件是否詳盡清楚、工藝裝備是否齊全、安裝、調(diào)整是否方便有關(guān)。第七節(jié)工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一、工藝方案比較當(dāng)用同一加工內(nèi)容的集中工藝方案均能保證所要求的質(zhì)量和生產(chǎn)率時(shí)，一般可通過(guò)經(jīng)濟(jì)評(píng)比加以選擇。全年的工藝成本Sn=VN+Cn其中 V每零件的可變費(fèi)用（元/件）N零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）Cn全年的不變費(fèi)用（元）單個(gè)零件的工藝成本Sd =V+ . 當(dāng)需評(píng)比的工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備，或其基本投資相近時(shí)，工藝成本即可作為衡量各種工藝方案經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。Sn=V1Nj+Cn1 =V2Nj+Cn21-67.JPG 1-68.JPG. 當(dāng)需評(píng)比的工藝方案基本投資差額較大時(shí)，單純比較其工藝成本是難以全面評(píng)定其經(jīng)濟(jì)性的，必須同時(shí)考慮不同方案的基本投資差額的回收期。二、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)當(dāng)新建或擴(kuò)建車間時(shí)，在確定了主要零件的工藝規(guī)程、工時(shí)定額、設(shè)備需要量和廠房面積等以后，通常要計(jì)算 車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。第八節(jié) 成組技術(shù)一、成組技術(shù)的基本概念成組技術(shù)：是從成組工藝發(fā)展起來(lái)的。成組工藝：是把形狀、工藝、尺寸相近似的零件組成一個(gè)零件族（組），按零件族統(tǒng)一制定工藝規(guī)程進(jìn)行制造，這樣就擴(kuò)大了批量，便于采用高效率的生產(chǎn)方法，從而大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。二、零件的成組分類編碼零件的分類編碼：是用數(shù)字來(lái)描繪零件的名稱、幾何形狀、工藝特征、尺寸和精度等，也就是零件特征的數(shù)字化。 1-76.JPG 1-77.JPG三、產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)的成組技術(shù)在設(shè)計(jì)部門應(yīng)用成組技術(shù)的主要手段是成組零件設(shè)計(jì)圖冊(cè)。四、成組工藝（一）劃分零件族（組）根據(jù)零件編碼劃分零件族（組）的方法主要有：1）特征碼域法2）勢(shì)函數(shù)法3）生產(chǎn)流程分析法（二）設(shè)計(jì)主樣件和制定典型工藝在零件組組成以后，選擇一個(gè)能包括該組全部結(jié)構(gòu)要素的主樣件（多半是人為擬定的假想零件），編制其工藝規(guī)程。并使這個(gè)工藝規(guī)程適用于組內(nèi)所有零件。（三）機(jī)床的選擇與布置推行成組工藝時(shí)，機(jī)床的選擇與布置可按下述四種情況來(lái)介紹：1.成組單機(jī)主要用于能在同一設(shè)備上基本加工完成的零件組，它可以是獨(dú)立的成組加工機(jī)床或成組加工柔性制造單元。1-80.JPG2.成組制造單元將一個(gè)零件組的加工設(shè)備封閉在一塊面積中，使管理和運(yùn)輸方便，其中有成組單機(jī)、也可有普通機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床。3.成組流水線是按零件組的成組工藝建立的，各臺(tái)設(shè)備的工序節(jié)拍基本一致。4.成組加工柔性制造系統(tǒng)成組加工柔性制造系統(tǒng)是成組工藝的最高組織形式。（四）設(shè)計(jì)成組工藝裝備在實(shí)施成組加工中，當(dāng)工件變換時(shí)，一般不更換夾具而只做適當(dāng)調(diào)整。五、成組技術(shù)的效益第九節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)是指用計(jì)算機(jī)編制零件的加工工藝過(guò)程一、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的基本方法（一）樣件法在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，將同一零件族中所有零件的主要形面特征合成主樣件，再按主樣件制定出適合本廠條件的典型工藝規(guī)程，并以文件的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。1-84.JPG（二）創(chuàng)成法利用對(duì)各種工藝決策制定的邏輯算法語(yǔ)言自動(dòng)地生成工藝規(guī)程。（三）綜合法以樣件法為主，創(chuàng)成法為輔。二、樣件法CAPP的基本原理（一）各種工藝信息的數(shù)字化1.零件編碼的矩陣化按照所選用的零件分類編碼系統(tǒng)，將本廠所生產(chǎn)的零件進(jìn)行編碼。1-85.JPG2.零件組特征的矩陣化將同一零件組內(nèi)所有零件的編碼都轉(zhuǎn)換成特征矩陣，并疊加起來(lái)，就得到零件組的特征矩陣。3.主樣件的設(shè)計(jì)零件組的特征矩陣雖顯示了該零件組的結(jié)構(gòu)工藝特征，但還不能表示零件組所具有的所有表面。 1-87.JPG1）零件行面的數(shù)字化2）工序工步名稱的數(shù)字化3）工序工步內(nèi)容矩陣（二）CAPP的數(shù)據(jù)庫(kù)第二章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理第一節(jié) 機(jī)床夾具概述一、機(jī)床夾具及其組成機(jī)床夾具：是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。2-1.JPG機(jī)床夾具組成：二、機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型：1）通用夾具通用夾具具有一定的通用性。2）專用夾具專用夾具是針對(duì)某一種工件的某一個(gè)工序而專門設(shè)計(jì)的。3）通用可調(diào)整夾具和成組夾具通用可調(diào)整夾具和成組夾具的特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。4）組合夾具組合夾具是由一套完全標(biāo)準(zhǔn)化的元件，根據(jù)零件的加工要求拼裝而成的夾具。5）隨行夾具隨行夾是一種在自動(dòng)線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。三、機(jī)床夾具的功用1）保證加工質(zhì)量機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。2）提高生產(chǎn)率，降低成本使用夾具后可減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多件、多工位加工。3）擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。4）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。第二節(jié) 工件在夾具上的定位一、常用定位方法與定位元件（一）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以下幾種：1.固定支承固定支承有支承釘和支承板兩種形式。2-2.JPG2.可調(diào)支承 2-3.JPG支承點(diǎn)位置可以調(diào)整的支承稱為可調(diào)支承。3.自位支承自位支承在定位過(guò)程中，支承本身可以隨工件定位基準(zhǔn)面的變化而自動(dòng)調(diào)整并與之相適應(yīng)。2-4.JPG4.輔助支承輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，它不起定位作用。 2-5.JPG（二）工件以圓柱孔定位1.心軸工件在心軸上的定位通常限制了工件除繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)和沿自身軸線移動(dòng)以外的四個(gè)自由度，是四點(diǎn)定位。2-6.JPG2.定位銷2-7.JPG 2-8.JPG（三）工件以外圓表面定位2-9.JPG工件以外圓表面定位有兩種形式，一種是定心定位，一種是支承定位。 2-10.JPGT=H+ （四）工件以其它表面定位 2-11.JPG 2-12.JPG（五）定位表面的組合實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的不是單一表面定位，而是幾個(gè)定位表面的組合。2-13.JPG 圖 2-14.JPG 中菱形銷的寬度 考慮到1 與銷之間的間隙補(bǔ)償則上式變?yōu)?二、定位誤差的計(jì)算定位誤差：是由于工件在夾具上定位不準(zhǔn)確所引起的加工誤差，在采用調(diào)整法加工時(shí)，工件的定位誤差實(shí)質(zhì)上就是工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)量。（一）用幾何方法計(jì)算定位誤差2-15.JPG采用幾何方法計(jì)算定位誤差通常要畫出工件的定位簡(jiǎn)圖，并在圖中夸張地畫出工件變動(dòng)的極限位置，然后運(yùn)用三角幾何知識(shí)，求出工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大變動(dòng)量，即為定位誤差。 2-16.JPG（二）用微分方法計(jì)算定位誤差第三節(jié) 工件在夾具中的夾緊一、對(duì)夾緊裝置的要求二、夾緊力的確定夾緊力包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，它們的確定是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。（一）夾緊力方向的選擇夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：1）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。2-18.JPG2）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向相一致，以減小工件變形。2-19.JPG3）夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。 2-20.JPG（二）夾緊力作用點(diǎn)的選擇一般注意以下幾點(diǎn)：1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)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。2-21.JPG2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性較好的部位，以減小工件的夾緊變形。2-22.JPG3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以便減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩。 2-23.JPG（三）夾緊力大小的估算夾緊力不足，會(huì)使工件在切削過(guò)程中產(chǎn)生位移并引起振動(dòng)；夾緊力過(guò)大又會(huì)造成工件或夾具不應(yīng)有的變形或表面損傷。2-24.JPG 2-25.JPG三、常用夾緊機(jī)構(gòu)（一） 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 斜楔夾緊具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增力比大，自鎖性能好等特點(diǎn)，因此獲得廣泛應(yīng)用。 2-26.JPG可獲得的夾緊力為 （二） 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，增力比大，自鎖性能好，是手動(dòng)夾緊中應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)?？色@得的夾緊力為 2-27.JPG 表2-3.jpg 2-28.JPG 2-29.JPG（三）偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，動(dòng)作迅速，缺點(diǎn)是自鎖性能較差，增力比較小。一般常用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合?？色@得的夾緊力為 2-30.JPG 2-31.JPG （四）鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速，增力比大，并易于改變力的作用方向；缺點(diǎn)是自鎖性能差。多用于機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中。可獲得的夾緊力為 2-32.JPG（五）定心夾緊機(jī)構(gòu)定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)，即在夾緊過(guò)程中，能使工件相對(duì)于某一軸線或某一對(duì)稱面保持對(duì)稱性。定心夾緊機(jī)構(gòu)按其工作原理可分為兩大類：1.以等速移動(dòng)原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)2-33.JPG 2-34.JPG2.以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)2-35.JPG（六）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力作用在兩個(gè)相互垂直的方向上，稱為雙向聯(lián)動(dòng)夾緊；兩夾緊點(diǎn)的夾緊力方向相同，稱為平行聯(lián)動(dòng)夾緊。 2-36.JPG 2-37.JPG 2-38.JPG 四、夾緊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力裝置（一）氣動(dòng)夾緊裝置氣動(dòng)夾緊裝置的工作介質(zhì)是壓縮空氣，其工作壓力通常為0.40.6MPa。2-39.JPG 2-40.JPG 2-41.JPG 2-42.JPG 2-43.JPG（二）液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置利用壓力油為夾緊動(dòng)力。（三）氣、液增壓夾緊裝置 氣、液增壓夾緊裝置以壓縮空氣為動(dòng)力源，通過(guò)壓力油來(lái)傳力和增力。2-44.JPG第四節(jié) 各類機(jī)床夾具一、鉆床夾具鉆床夾具因大都具有刀具導(dǎo)向裝置，習(xí)慣上又稱為鉆模。（一）鉆模的類型鉆模根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等。2-45.JPG 2-46.JPG2-47.JPG 2-26.JPG 2-48.JPG 2-49.JPG 2-50.JPG（二）鉆模設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.鉆套鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過(guò)程中刀具的偏斜。2-51.JPG 2-52.JPG 2-53.JPG2.鉆模板鉆模板用于安裝鉆套。2-45.JPG 2-46.JPG 2-54.JPG 2-55.JPG3.夾具體鉆模的夾具體一般不設(shè)定位或?qū)蜓b置，夾具通過(guò)夾具底面安放在鉆床工作臺(tái)上，可直接用鉆套找正并用壓板壓緊（或在夾具體上設(shè)置耳座用螺栓壓緊）。2-26.JPG二、鏜床夾具具有刀具導(dǎo)向的鏜床夾具，習(xí)慣上又稱為鏜模，鏜模與鉆模有很多相似之處。（一）鏜模的種類鏜模 根據(jù)其鏜套支架的布置形式可分為單面導(dǎo)向和雙面導(dǎo)向兩類。2-56.JPG 2-57.JPG（二）鏜模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.鏜套鏜套用于引導(dǎo)鏜桿。 2-58.JPG 2-59.JPG 2-60.JPG2.鏜模支架與夾具體鏜模支架用于安裝鏜套，保證被加工孔系的位置精度，并可承受切削力的作用。2-61.JPG三、銑床夾具銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。（一）銑床夾具的類型按不同的進(jìn)給方式將銑床夾具分為直線進(jìn)給式，圓周進(jìn)給式和仿形進(jìn)給式三種類型。2-62.JPG 2-63.JPG 2-64.JPG2-65.JPG（二）銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.夾具總體結(jié)構(gòu)銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動(dòng)，因此銑 夾具的受力元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度。2.對(duì)刀裝置對(duì)刀裝置用以確定夾具相對(duì)于刀具的位置。2-66.JPG3.夾具體銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。2-67.JPG四、車床夾具車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等。（一）車床夾具的類型根據(jù)工件的定位基準(zhǔn)和夾具本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車床夾具可分為以下四類：1）以工件外圓定位的車床夾具。2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具。3）以工件頂尖孔定位的車床夾具。4）用于加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具。 2-68.JPG（二）車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.車床夾具總體結(jié)構(gòu)車床夾具大都安裝在機(jī)床主軸上，并與主軸一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)結(jié)車床夾具與車床主軸的聯(lián)接方式取決于機(jī)床主軸軸端的結(jié)構(gòu)以及夾具的體積和精度要求。2-71.JPG第五節(jié) 成組夾具、組合夾具與隨行夾具一、成組夾具成組夾具是在成組技術(shù)原理指導(dǎo)下，為執(zhí)行成組工藝而設(shè)計(jì)的夾具。（一）成組夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)成組夾具在結(jié)構(gòu)上由兩大部分組成：基礎(chǔ)部分和可調(diào)整部分。2-72A.JPG 2-72B.JPG（二）成組夾具的調(diào)整方式1.更換式采用更換夾具可調(diào)整部分元件的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同零件的定位、夾緊、對(duì)刀或?qū)颉?2-72A.JPG 2-72B.JPG2.調(diào)節(jié)式借助于改變夾具上可調(diào)元件位置的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)組內(nèi)不同零件的裝夾和導(dǎo)向。3.綜合式在實(shí)際中應(yīng)用較多的是上述兩種方法的綜合，即在同一套成組夾具中，既采用更換元件的方法，又采用調(diào)節(jié)的方法。2-73A.JPG 2-73B.JPG 4.組合式將一組零件的有關(guān)定位或?qū)蛟瑫r(shí)組合在一個(gè)夾具體上，以適應(yīng)不同零件加工的需要。2-74.JPG（三）成組夾具設(shè)計(jì)成組夾具的設(shè)計(jì)方法與專用夾具大體相同，主要區(qū)別在于成組夾具的使用對(duì)象不是一個(gè)零件而是一組零件。二、組合夾具（一）組合夾具的特點(diǎn)組合夾具是一種根據(jù)被加工工件的工藝要求，利用一套標(biāo)準(zhǔn)化的元件組合而成的夾具。（二）組合夾具的類型目前使用的組合夾具有兩種類型，即槽系組合夾具和孔系組合夾具。2-76.JPG 2-75A.JPG 2-75B.JPG 2-77.JPG 2-78.JPG（三）組合夾具的組裝一般過(guò)程如下：1.熟悉原始資料2.構(gòu)思夾具結(jié)構(gòu)方案3.進(jìn)行必要的組裝計(jì)算4.試裝5.組裝6.檢驗(yàn)（四）組合夾具的精度與剛度 2-79.JPG 2-80.JPG 2-81.JPG三、隨行夾具隨行夾具是在自動(dòng)線上或柔性制造系統(tǒng)中使用的一種移動(dòng)式夾具。（一）工件在隨行夾具上的安裝工件在隨行夾具上的定位與在一般夾具上的定位完全一樣。工件在隨行夾具上的夾緊則應(yīng)考慮到隨行夾具在運(yùn)輸、提升、翻轉(zhuǎn)排屑和清洗等過(guò)程中由于振動(dòng)而可能引起的松動(dòng)，應(yīng)采用能夠自鎖的夾緊機(jī)構(gòu)，其中螺紋夾緊機(jī)構(gòu)用的最多。2-82.JPG（二）隨行夾具的運(yùn)輸及其在機(jī)床夾具上的安裝 2-82.JPG 2-83.JPG第六節(jié) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟與方法一、專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 1）保證工件的加工精度2）夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)3）操作方便，工作安全，能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度4）便于排屑5）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性二、專用夾具設(shè)計(jì)的一般步驟（一）研究原始資料，明確設(shè)計(jì)要求（二）擬定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖（三）繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求（四）繪制零件圖2-84.JPG1.精度與批量生產(chǎn)2.確定夾具結(jié)構(gòu)方案1）確定定位方案，選擇定位元件2）確定導(dǎo)向裝置3）確定夾緊機(jī)構(gòu)4）確定其它裝置和夾具體3.在繪制夾具草圖的基礎(chǔ)上繪制夾具總圖，標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求。4.對(duì)零件進(jìn)行編號(hào)，填寫明細(xì)表和標(biāo)題欄，繪制零件圖。三、夾具設(shè)計(jì)中的幾個(gè)重要問(wèn)題（一）夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析（二）成組設(shè)計(jì)思想的采用 2-72A.JPG 2-72B.JPG（三）夾具總圖上尺寸及技術(shù)條件的標(biāo)注夾具總圖上標(biāo)注尺寸及技術(shù)要求的目的主要是為了便于拆零件圖，便于夾具裝配和檢驗(yàn)。為此應(yīng)有選擇地標(biāo)注尺寸及技術(shù)要求。 2-84.JPG（四）夾具結(jié)構(gòu)工藝性分析在分析夾具結(jié)構(gòu)工藝性時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮以下問(wèn)題：1）夾具零件的結(jié)構(gòu)工藝性2）夾具最終精度保證方法 2-85.JPG3）夾具的測(cè)量與檢驗(yàn) 2-62.JPG（五）夾具的精度分析夾具的主要功能是用來(lái)保證零件加工的位置精度。使用夾具加工時(shí)，影響被加工零件位置精度的誤差因素主要有三個(gè)方面：1.定位誤差2.夾具制造與裝夾誤差3.加工過(guò)程誤差 2-84.JPG 2-86.JPG第七節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)一、計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)原理采用計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)不僅可以大大提高夾具設(shè)計(jì)工作的效率，縮短夾具設(shè)計(jì)周期；而且可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，使傳統(tǒng)的主要靠經(jīng)驗(yàn)類比和估算的夾具設(shè)計(jì)方法逐漸地向科學(xué)的、精確的計(jì)算和模擬方法轉(zhuǎn)變。 2-87.JPG二、計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)方法2-87.JPG1）系統(tǒng)軟件2）支撐軟件3）應(yīng)用軟件（一）程序庫(kù)及其建立方法夾具CAD系統(tǒng)程序庫(kù)的建立，除了要開發(fā)夾具設(shè)計(jì)計(jì)算所需的各種程序外，還需研制相應(yīng)的庫(kù)管理程序，以使程序庫(kù)有效地工作。（二）數(shù)據(jù)庫(kù)及其建立方法數(shù)據(jù)庫(kù)通常系指以一定組織方式存儲(chǔ)在一起的相互有關(guān)的數(shù)據(jù)集合，它能以最佳方式、最少的冗余為多種用途服務(wù)。 2-88.JPG 2-89.JPG（三）圖形庫(kù)的建立方法圖形庫(kù)中圖形的生成方式主要有兩種：1）直接輸入法生成圖形直接輸入法生成圖形是一種利用圖形軟件的作圖命令，通過(guò)人機(jī)交互方式生成圖形的方法。2）參數(shù)法生成圖形三、計(jì)算機(jī)輔助繪制夾具裝配圖（一）夾具元件圖形的編目與檢索夾具裝配圖實(shí)際上是有關(guān)夾具元件圖形在二維空間的有序集合。（二）圖形的拼接 夾具由若干夾具元件裝配而成，夾具裝配圖則由若干夾具元件圖形拼接而成。（三）繪圖步驟設(shè)計(jì)者在采用交互方式在計(jì)算機(jī)屏幕上繪制夾具裝配圖時(shí)，首先要對(duì)夾具總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)思，然后按著手工繪制夾具草圖大體相同的步驟繪制夾具裝配圖。第三章 機(jī)械加工精度第一節(jié) 概 述一、機(jī)械加工精度機(jī)械加工精度：是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。機(jī)械加工誤差：是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和表面間的相互位置）與理想幾何參數(shù)的偏離程度。二、影響機(jī)械加工精度的因素1）裝夾 3-1.JPG2）調(diào)整3）加工三、誤差的敏感方向?yàn)榱吮阌诜治鲈颊`差對(duì)加工精度的影響，我們把對(duì)加工精度影響最大的那個(gè)方向（即通過(guò)刀刃的加工表面的法向）稱為誤差的敏感方向。3-2.JPG四、研究加工精度的方法1）單因素分析法研究某一確定因素對(duì)加工精度的影響，為簡(jiǎn)單起見，研究時(shí)一般不考慮其它因素的同時(shí)作用。2）統(tǒng)計(jì)分析法以生產(chǎn)中一批工件的實(shí)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，運(yùn)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)程的正常進(jìn)行。第二節(jié) 工藝系統(tǒng)的幾何精度對(duì)加工精度的影響一、加工原理誤差加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。 3-3.JPG 3-4.JPG二、調(diào)整誤差在機(jī)械加工的每一個(gè)工序中，總是要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對(duì)地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。（一）試切法調(diào)整1.測(cè)量誤差指量具本身的精度、測(cè)量方法或使用條件下的誤差（如溫度影響、操作者的細(xì)心程度）等，它們都影響調(diào)整精度，因而產(chǎn)生加工誤差。2.機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差3.試切時(shí)與正式切削時(shí)切削層厚度不同的影響（二）調(diào)整法在成批、大量生產(chǎn)中，廣泛采用試切法（或樣件樣板）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過(guò)程中保持這種相對(duì)位置不變來(lái)獲得所要求的零件尺寸。1 定程機(jī)構(gòu)誤差2 樣板或樣件誤差3 測(cè)量有限試件造成的誤差三、機(jī)床誤差引起機(jī)床誤差的原因是機(jī)床的制造誤差、安裝誤差和磨損。（一）機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差1.導(dǎo)軌導(dǎo)向精度及其對(duì)加工精度的影響在機(jī)床的精度標(biāo)準(zhǔn)中，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度一般包括下列主要內(nèi)容：1）導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度； 3-5.JPG2）導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度； 3-5.JPG3）前后導(dǎo)軌的平行度；4）導(dǎo)軌對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度（或垂直度）。3-6.JPG 3-7.JPG 3-8.JPG 3-9.JPG2.導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差的理論分析方法 3-10.JPG （二）機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差1.主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本概念主軸回轉(zhuǎn)誤差：是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。主軸回轉(zhuǎn)誤差分為：徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)、傾角擺動(dòng) 圖1-132.主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響1) 端面圓跳動(dòng) 圖3-142) 徑向圓跳動(dòng) 圖3-15、163) 傾角擺動(dòng) 3.影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素（1）軸承誤差的影響軸承誤差主要是指主軸頸和軸承內(nèi)孔的圓度誤差和波度。圖1-17（2）軸承間隙的影響主軸軸承間隙對(duì)回轉(zhuǎn)精度也有影響，如軸承間隙過(guò)大，會(huì)使主軸工作時(shí)油膜厚度增大，油膜承載能力降低，當(dāng)工作條件（載荷、轉(zhuǎn)速等）變化時(shí)，油楔厚度變化較大，主軸軸線漂移量增大。（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4.提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施 圖3-18、19（1）提高主軸部件的制造精度（2）對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊（3）使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反映到工件上（三）機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差 圖3-201.傳動(dòng)鏈精度分析傳動(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)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。2.傳動(dòng)精度的測(cè)量與信號(hào)處理傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差可以用誤差頻譜圖來(lái)表示。3-21.JPG 3-22.JPG 3-23.JPG3.傳動(dòng)誤差的估算和對(duì)加工精度的影響1）齒輪轉(zhuǎn)角誤差的估算2）螺距誤差的估算4.減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的措施 3-24.JPG四、夾具的制造誤差與磨損夾具的誤差主要是指1）定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等的制造誤差。2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對(duì)尺寸誤差。3）夾具在使用過(guò)程中工作表面的磨損。3-25.JPG五、刀具的制造誤差與磨損1）采用定尺寸刀具（如鉆頭、絞刀、鍵槽銑刀、鏜刀塊及圓拉刀等）加工時(shí)，刀具的尺寸精度直接影響工作的尺寸精度。2）采用成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、成形砂輪等）加工時(shí)，刀具的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。3）展成刀具（如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒滾刀等）的刀刃形狀必須是加工表面的共軛曲線。此刀刃的形狀誤差會(huì)影響加工表面的形狀精度。4）對(duì)于一般刀具（如車刀、鏜刀、銑刀），其制造精度對(duì)加工精度無(wú)直接影響，但這類刀具的耐用度較低，刀具容易磨損。 3-26.JPG 3-27.JPG 第三節(jié) 工藝系統(tǒng)的受力變形對(duì)加工精度的影響一、基本概念工藝系統(tǒng)剛度：是指工件加工表面在切削力法向分力Fy的作用下，刀具相對(duì)工件在該方向上位移y的比值。即 3-28.JPG二、工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算切削加工時(shí)，機(jī)床的有關(guān)部件、夾具、刀具和工件在各種外力作用下，都會(huì)產(chǎn)生不同程度的變形，使刀具和工件的相對(duì)位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相應(yīng)的加工誤差。即總的變形 所以 三、工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響（一）切削力作用點(diǎn)位置變化引起的工件形狀誤差1.機(jī)床的變形假定工件短而粗，同時(shí)車刀懸伸長(zhǎng)度很短，即工件和刀具的剛度好，其受力變形比機(jī)床的變形小到可以忽略不計(jì)。 3-29.JPG考慮刀具變形： 根據(jù)剛度定義： ， ， 機(jī)床總變形： 當(dāng) x = 0時(shí): 當(dāng) x =L時(shí)： 當(dāng) 時(shí)： 當(dāng) 是： 2.工件的變形若在兩頂尖間車削剛性很差的細(xì)長(zhǎng)軸，則工藝系統(tǒng)中的工件變形必須考慮。圖3-30當(dāng)x = 0或x =L時(shí)， 當(dāng) 時(shí)： 3.工藝系統(tǒng)的總變形當(dāng)同時(shí)考慮機(jī)床和工件的變形時(shí)，工藝系統(tǒng)的總變形為二者的疊加。1/ （三） 切削力大小變化引起的加工誤差 誤差復(fù)映 3-31.JPG時(shí)產(chǎn)生 車削時(shí) 誤差復(fù)映系數(shù) （三）夾緊力和重力引起的加工誤差 3-32.JPG工件在裝夾時(shí)，由于工件剛度較低或夾緊力著力點(diǎn)不當(dāng)，會(huì)使工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤差。 3-33.JPG 3-34.JPG 3-35.JPG 3-36.JPG（四）傳動(dòng)力和慣性力對(duì)加工精度的影響1.傳動(dòng)力影響 3-37.JPG2.慣性力的影響四、機(jī)床部件剛度（一）機(jī)床部件剛度的測(cè)定1.靜態(tài)測(cè)定法 3-38.JPG1）變形與作用力不是線性關(guān)系，反映刀架變形不純粹是彈性形變2）加載與卸載曲線不重合，兩曲線間包容的面積代表了加載-卸載循環(huán)中所損失的能量，也就是消耗在克服部件內(nèi)零件間的摩擦和接觸性變形所作的功。3）卸載后曲線不回到原點(diǎn)，說(shuō)明有殘留變形。在反復(fù)加載-卸載后，殘留變形逐漸接近于零。4）部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比按實(shí)體所估計(jì)的小。2.工作狀態(tài)測(cè)定法工作狀態(tài)測(cè)定法的依據(jù)是誤差復(fù)映規(guī)律。不足之處是不能得出完整的剛度特性曲線，而且由于材料不均勻等所引起的切削力變化和切削過(guò)程中的其它隨機(jī)因素，都會(huì)給測(cè)定的剛度值帶來(lái)一定的誤差。 3-39.JPG （二）影響機(jī)床部件剛度的因素. 連接表面間的接觸變形連接表面的接觸剛度將隨著法向載荷的增加而增大，并受接觸表面材料、硬度、表面粗糙度、表面紋理方向，以及表面集合形狀誤差等因素的影響。2.零件間摩擦力的影響3.接合面的間隙 3-40.JPG4.薄弱零件本身的變形 3-41.JPG五、減小工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度影響的措施（一）提高工藝系統(tǒng)的剛度1.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)工藝裝備時(shí)，應(yīng)盡量減少連接面數(shù)目，并注意剛度的匹配，防止有局部低剛度環(huán)節(jié)出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)件、支承件時(shí)，應(yīng)合理選擇零件結(jié)構(gòu)和截面形狀。2.提高連接表面的接觸剛度（1）提高機(jī)床部件中零件間接合表面的質(zhì)量（2）給機(jī)床部件以預(yù)加載荷（3）提高工件定位基準(zhǔn)面的精度和減小它的表面粗糙度值3.采用合理的裝夾和加工方式 3-42.JPG（二）減小載荷及其變化采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┤绾侠磉x擇刀具幾何參數(shù)以減少切削力，就可以減少受力變形。將毛坯分組，使一次調(diào)整中加工的毛坯余量比較均勻，就能減少切削力的變化，減少?gòu)?fù)映誤差。 3-44.JPG六、工件殘余應(yīng)力引起的變化殘余應(yīng)力也稱內(nèi)應(yīng)力，是指在沒(méi)有外力作用下或去除外力后工件內(nèi)存留的應(yīng)力。（一）毛坯制造和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力在鑄、鍛、焊、熱處理等加工過(guò)程中，由于各部分冷熱收縮不均勻以及金相組織轉(zhuǎn)變的體積變化，使毛坯內(nèi)部產(chǎn)生了相當(dāng)大的殘余力。（二）冷校直帶來(lái)的殘余應(yīng)力（三）切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力切削過(guò)程中產(chǎn)生的力和熱，也會(huì)使加工工件的表面層產(chǎn)生殘余應(yīng)力。要減少殘余應(yīng)力，一般采取下列措施：1）增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序2）合理安排工藝過(guò)程3）改善零件結(jié)構(gòu)，提高零件的剛性，使壁厚均勻等均可減少殘余應(yīng)力的產(chǎn)生。第四節(jié) 工藝系統(tǒng)的熱變形對(duì)加工精度的影響一、概述熱變形：在機(jī)械加工過(guò)程中，工藝系統(tǒng)會(huì)受到各種熱的影響而產(chǎn)生溫度變形。這種變形將破壞刀具與工件的正確幾何關(guān)系和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，造成的加工誤差。（一）工藝系統(tǒng)的熱源熱源：內(nèi)部熱源（切削熱、磨擦熱）外部熱源（環(huán)境溫度、各種輻射熱）熱傳遞的方式:導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射傳熱（二）工藝系統(tǒng)的熱平衡和溫度場(chǎng)概念物體中各點(diǎn)溫度的分布稱為溫度場(chǎng)。二、工件熱變形對(duì)加工精度的影響使工件產(chǎn)生熱變形的熱源，主要是切削熱。對(duì)于精密零件，周圍環(huán)境溫度和局部受到日光等外部熱源的輻射熱也不容忽視。產(chǎn)生圓度誤差： （一）工件比較均勻地受熱為了避免工件粗加工時(shí)熱變形對(duì)精加工時(shí)加工精度的影響，在安排工藝過(guò)程時(shí)應(yīng)盡可能把粗、精加工分開在兩個(gè)工序中進(jìn)行，以使工件粗加工后有足夠的冷卻時(shí)間。（二）工件不均勻地受熱銑、刨、磨平面時(shí)，除在沿進(jìn)給方向有溫度差外，更重要的是在工件只是在單面受到切削熱的作用，上下表面間的溫度差將導(dǎo)致工件向上拱起，加工時(shí)中間凸起部分被切去，冷卻后工件變成下凹，造成誤差。3-45.JPG三、刀具熱變形對(duì)加工精度的影響刀具熱變形主要是由切削熱引起的。為了減少刀具的熱變形，應(yīng)合理選擇切削用量和刀具幾何參數(shù)，并給以充分冷卻和潤(rùn)滑，以減少切削熱，降低切削溫度。3-46.JPG四、機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)床在工作過(guò)程中，受到內(nèi)外熱源的影響，各部分的溫度將逐漸升高。機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的摩擦熱基本不變。機(jī)床類型不同，其內(nèi)部主要熱源也各不相同，熱變形對(duì)加工精度的影響