最新機械加工精度習題課

1、11/5/2021 10:31 pm 第1頁機械制造工藝學機械制造工藝學機械加工工藝規(guī)程的制定機械加工工藝規(guī)程的制定機械加工精度機械加工精度機械加工表面質(zhì)量機械加工表面質(zhì)量機床夾具設(shè)計原理機床夾具設(shè)計原理典型零件的加工典型零件的加工尺寸鏈的計算尺寸鏈的計算11/5/2021 10:31 pm 第2頁機械加工工藝規(guī)程的制定機械加工工藝規(guī)程的制定本章學習內(nèi)容本章學習內(nèi)容 基本概念基本概念工藝規(guī)程的作用及設(shè)計步驟工藝規(guī)程的作用及設(shè)計步驟零件工藝性的分析與毛坯的選擇零件工藝性的分析與毛坯的選擇定位基準的選擇定位基準的選擇工藝路線的擬定工藝路線的擬定加工余量的確定加工余量的確定工序尺寸及工差的確定工序尺

2、寸及工差的確定時間定額與經(jīng)濟分析時間定額與經(jīng)濟分析返回返回11/5/2021 10:31 pm 第3頁機械加工精度機械加工精度影響加工誤差的因素影響加工誤差的因素加工前的誤差加工前的誤差加工中的誤差加工中的誤差加工后的誤差加工后的誤差加工誤差的統(tǒng)計分析加工誤差的統(tǒng)計分析提高加工精度的途徑提高加工精度的途徑返回返回11/5/2021 10:31 pm 第4頁機械加工后的表面質(zhì)量機械加工后的表面質(zhì)量表面層的幾何形狀特征表面層的幾何形狀特征 表面粗糙度表面粗糙度 表面波紋度表面波紋度控制加工表面質(zhì)量的途徑控制加工表面質(zhì)量的途徑機械加工后的表面物理機械性能機械加工后的表面物理機械性能機械加工表面質(zhì)量機

3、械加工表面質(zhì)量表面層冷作硬化表面層冷作硬化表面層材料金相組織變化表面層材料金相組織變化表面層殘余應力表面層殘余應力返回返回11/5/2021 10:31 pm 第5頁尺寸鏈的計算尺寸鏈的計算1、尺寸鏈的定義 在工件加工和機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸在工件加工和機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸,按一定順序排列成按一定順序排列成的封閉尺寸組，稱為的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈尺寸鏈。 圖示工件如先以圖示工件如先以a面定位加工面定位加工c面，面，得尺寸得尺寸a1然后再以然后再以a面定位用調(diào)整法面定位用調(diào)整法加工臺階面加工臺階面b，得尺寸，得尺寸a2，要求保證，要求保證b面與面與c面間尺寸面間尺寸a0；

4、a1、a2和和a0這這三個尺寸構(gòu)成了一個封閉尺寸組，就成三個尺寸構(gòu)成了一個封閉尺寸組，就成了一個尺寸鏈。了一個尺寸鏈。 主要特征：主要特征： 1）封閉性封閉性： 2）關(guān)聯(lián)性關(guān)聯(lián)性：任何一個直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響：任何一個直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響 間間 接保證的尺寸和其精度。接保證的尺寸和其精度。11/5/2021 10:31 pm 第6頁2、工藝尺寸鏈的組成、工藝尺寸鏈的組成環(huán)：工藝尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。環(huán)：工藝尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。 工藝尺寸鏈由一系列的環(huán)組工藝尺寸鏈由一系列的環(huán)組成。環(huán)又分為：成。環(huán)又分為：（1）封閉環(huán)（終結(jié)環(huán)）封閉

5、環(huán)（終結(jié)環(huán)）： 在加工過程中間接獲得、最后保證的尺寸，稱在加工過程中間接獲得、最后保證的尺寸，稱為封閉環(huán)。在圖為封閉環(huán)。在圖b所示尺寸鏈中，所示尺寸鏈中，a0是間接得到的尺寸，它就是圖是間接得到的尺寸，它就是圖b所示尺所示尺寸鏈的封閉環(huán)。寸鏈的封閉環(huán)。（2）組成環(huán)）組成環(huán)： 在加工過程中直接獲得的尺寸，稱為組成環(huán)。尺寸鏈中在加工過程中直接獲得的尺寸，稱為組成環(huán)。尺寸鏈中a1與與a2都是通過加工直接得到的尺寸，都是通過加工直接得到的尺寸，a1、a2都是尺寸鏈的組成環(huán)。都是尺寸鏈的組成環(huán)。 1）增環(huán)）增環(huán)： 在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)隨之增大或減在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)隨

6、之增大或減小的組成環(huán)，稱為增環(huán)。表示增環(huán)字母上面用小的組成環(huán)，稱為增環(huán)。表示增環(huán)字母上面用- 表示。表示。 2）減環(huán)）減環(huán)： 在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)反而隨之減小在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)反而隨之減小或增大的組成環(huán)，稱為減環(huán)。表示減環(huán)字母上面用或增大的組成環(huán)，稱為減環(huán)。表示減環(huán)字母上面用- 表示。表示。 3）怎樣確定增減環(huán)）怎樣確定增減環(huán)： 用箭頭方法確定，即凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭用箭頭方法確定，即凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反的組成環(huán)為增環(huán)，相同的組成環(huán)為減環(huán)。頭方向相反的組成環(huán)為增環(huán)，相同的組成環(huán)為減環(huán)。 在圖在圖b所示尺寸鏈中，所示尺寸鏈中，a1是增環(huán)，是增環(huán)

7、，a2是減環(huán)。是減環(huán)。11/5/2021 10:31 pm 第7頁3、尺寸鏈的計算、尺寸鏈的計算 尺寸鏈計算有尺寸鏈計算有正計算正計算、反計算反計算和和中間計算中間計算等三種類型。已知組成環(huán)等三種類型。已知組成環(huán)求封閉環(huán)的計算方式稱作求封閉環(huán)的計算方式稱作正計算正計算；已知封閉環(huán)求各組成環(huán)稱作；已知封閉環(huán)求各組成環(huán)稱作反計算反計算；已；已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余的一個或幾個組成環(huán)，稱為知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余的一個或幾個組成環(huán)，稱為中間計算中間計算。 尺寸鏈計算有尺寸鏈計算有極值法極值法與與統(tǒng)計法（或概率法）統(tǒng)計法（或概率法）兩種。兩種。用極值法解尺寸鏈是從尺用極值法解尺寸鏈是從尺寸鏈

8、各環(huán)均處于極值條件來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。用寸鏈各環(huán)均處于極值條件來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。用統(tǒng)計法解尺寸鏈則是運用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間統(tǒng)計法解尺寸鏈則是運用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。關(guān)系的。極值法解尺寸鏈的計算公式極值法解尺寸鏈的計算公式 考慮最不利的極端情況。一般采用該方法。 1）封閉環(huán)基本尺寸計算：）封閉環(huán)基本尺寸計算：封閉環(huán)基本尺寸等于所有增環(huán)的基本尺寸減去所有減環(huán)的基本尺寸之和。即：即： 其中：m為增環(huán)的環(huán)數(shù) n為減環(huán)的環(huán)數(shù)111nmjjmiiaaa11/5/2021 10:31 pm 第8頁2）、封閉環(huán)極限

9、尺寸的計算）、封閉環(huán)極限尺寸的計算： 封閉環(huán)最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和。即：11min1maxmaxnmjjmiiaaa 封閉環(huán)最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。即：11max1minminnmjjmiiaaa3）封閉環(huán)上下偏差的計算）封閉環(huán)上下偏差的計算： 封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差減去所有減環(huán)的下偏差之和。 封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差減去所有減環(huán)的上偏差之和。11/5/2021 10:31 pm 第9頁（4）封閉環(huán)公差）封閉環(huán)公差 封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和。 即：t（a）=)(11nii

10、at 5.豎式計算法口訣：豎式計算法口訣： 封閉環(huán)和增環(huán)的基本尺寸和上下偏差照抄；減環(huán)基本尺封閉環(huán)和增環(huán)的基本尺寸和上下偏差照抄；減環(huán)基本尺寸變號；減環(huán)上下偏差對調(diào)且變號。寸變號；減環(huán)上下偏差對調(diào)且變號。 6.統(tǒng)計法（概率法）解直線尺寸鏈基本計算公式統(tǒng)計法（概率法）解直線尺寸鏈基本計算公式 11/5/2021 10:31 pm 第10頁 6.統(tǒng)計法（概率法）解直線尺寸鏈基本計算公式統(tǒng)計法（概率法）解直線尺寸鏈基本計算公式 應用極限法解尺寸鏈，具有簡便、可靠等優(yōu)點。但是當封閉環(huán)公差較應用極限法解尺寸鏈，具有簡便、可靠等優(yōu)點。但是當封閉環(huán)公差較小，環(huán)數(shù)較多時，則各組成環(huán)就相應地減小，造成加工困難，

11、成本增加。小，環(huán)數(shù)較多時，則各組成環(huán)就相應地減小，造成加工困難，成本增加。生產(chǎn)實踐表明，封閉環(huán)的實際誤差比用極值法計算出來的公差小得多。為生產(chǎn)實踐表明，封閉環(huán)的實際誤差比用極值法計算出來的公差小得多。為了擴大組成環(huán)公差，以便加工容易，此時可采用了擴大組成環(huán)公差，以便加工容易，此時可采用統(tǒng)計法（統(tǒng)計法（概率法概率法）解尺寸解尺寸鏈以確定組成環(huán)公差，而不用極限法。鏈以確定組成環(huán)公差，而不用極限法。 機械制造中的尺寸分布多數(shù)為正態(tài)分布，但也有非正態(tài)分布，非正機械制造中的尺寸分布多數(shù)為正態(tài)分布，但也有非正態(tài)分布，非正態(tài)分布又有對稱分布與不對稱分布。統(tǒng)計法解算尺寸鏈的基本計算公式態(tài)分布又有對稱分布與不對

12、稱分布。統(tǒng)計法解算尺寸鏈的基本計算公式除可應用極限法解直線尺寸鏈的有些基本公式外，尚有以下基本計算公除可應用極限法解直線尺寸鏈的有些基本公式外，尚有以下基本計算公式：式： (1)封閉環(huán)公差封閉環(huán)公差 例例1） 112niimtkt 其中：其中：t為封閉環(huán)的公差值；ti為第i個組成環(huán)的公差值； km尺寸為正態(tài)分布時其取1。11/5/2021 10:31 pm 第11頁計算舉例計算舉例1、設(shè)計基準與定位基準不重合時的尺寸換算、設(shè)計基準與定位基準不重合時的尺寸換算2、設(shè)計基準與測量基準不重合時的尺寸換算、設(shè)計基準與測量基準不重合時的尺寸換算3.多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算

13、4.保證滲碳、滲氮層深度的工藝尺寸鏈計算保證滲碳、滲氮層深度的工藝尺寸鏈計算5.平面尺寸鏈的計算平面尺寸鏈的計算6.用工藝尺寸圖表追跡法計算工序尺寸和余量用工藝尺寸圖表追跡法計算工序尺寸和余量11/5/2021 10:31 pm 第12頁返回返回2、設(shè)計基準與測量基準不重合時的尺寸換算、設(shè)計基準與測量基準不重合時的尺寸換算例：例： 一一批如圖示軸套零件，在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及端面，現(xiàn)須在批如圖示軸套零件，在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及端面，現(xiàn)須在銑床上銑右端缺口，并保證尺寸銑床上銑右端缺口，并保證尺寸5-00.06及及26 0.2，求加工后測量尺寸，求加工后測量尺寸h、a及及其偏差并畫出尺

14、寸鏈圖其偏差并畫出尺寸鏈圖。 步驟：確定封閉環(huán)步驟：確定封閉環(huán)步驟：建立尺寸鏈步驟：建立尺寸鏈步驟：分析增減步驟：分析增減環(huán)環(huán)步驟：計算步驟：計算11/5/2021 10:31 pm 第13頁3.多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算例：如圖所法為齒輪內(nèi)孔的局部簡圖，設(shè)計要求為：孔徑例：如圖所法為齒輪內(nèi)孔的局部簡圖，設(shè)計要求為：孔徑05. 0040mm，鍵槽深度尺寸為，鍵槽深度尺寸為34. 006 .43mm，其mm1 . 006 .39 1、鏜內(nèi)孔至、鏜內(nèi)孔至 2、插鍵槽至尺寸、插鍵槽至尺寸a；3、熱處理，淬火；、熱處理，淬火；4、磨內(nèi)孔至、磨內(nèi)孔至 mm 05. 0040

15、試確定插鍵槽的工序尺寸試確定插鍵槽的工序尺寸a。加工順序為：加工順序為： 答案：a=mm265. 00315. 005. 045.434 .4311/5/2021 10:31 pm 第14頁返回返回3.多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算例例3： 如下圖所示軸套零件的軸向尺寸，其外圓、內(nèi)孔及端面均已加工。試如下圖所示軸套零件的軸向尺寸，其外圓、內(nèi)孔及端面均已加工。試求：求：當以當以a面定位鉆直徑為面定位鉆直徑為10mm孔時的工序尺寸孔時的工序尺寸a1及其偏差（要求畫出及其偏差（要求畫出尺寸鏈圖）；尺寸鏈圖）；當以當以b面定位鉆直徑為面定位鉆直徑為10mm孔時的工序尺寸孔時的

16、工序尺寸b1及其偏差。及其偏差。 注：注：公差過小（為零或負值）公差過?。榱慊蜇撝担┚纫筮^高。加工難為精度要求過高。加工難為達到。則應減小其它組成達到。則應減小其它組成環(huán)的公差。環(huán)的公差。課堂練習：課堂練習：124。11/5/2021 10:31 pm 第15頁例例2）某零件內(nèi)孔，材料為）某零件內(nèi)孔，材料為38crmoala，孔徑為，孔徑為mm24. 00145內(nèi)孔表面需要滲碳，滲碳層深度為內(nèi)孔表面需要滲碳，滲碳層深度為mm04. 0076.144；2）滲碳，深度）滲碳，深度t1;3）磨內(nèi)孔至）磨內(nèi)孔至mm24. 00145，并保留滲碳層深度，并保留滲碳層深度t0=0.30.5mm。試求

17、滲碳時的深度試求滲碳時的深度t1。0.30.5mm。其加工過程為：。其加工過程為：1）磨內(nèi)孔至）磨內(nèi)孔至返回返回11/5/2021 10:31 pm 第16頁 尺寸鏈圖為 尺寸鏈解算豎式 72.38+0.02 t1 + 72.38 + 0.02 0.00 t1 + 0.42 + 0.18 + 0.02 72.5+0.02 t0 0.3+0.2 - 72.50 0.00 - 0.02 t0 + 0.30 + 0.20 0.00 于是解得t1=0。4218. 002. 0。 即滲氮層深度為0.440.60mm。11/5/2021 10:31 pm 第17頁18. 025. 0例1）： 厚度尺寸要求

18、如圖所示。為了使連桿在加工過程中安裝方便，開始加工時小頭的厚度亦按大頭加工，到后期再將小頭銑薄。工序如下：1）精磨大小頭兩端，保證尺寸l1=362）小頭去?。汗の?：以連桿一端定位，按尺寸l2調(diào)整刀具，銑小頭一端（如b圖）工位2：連桿翻身，加墊安裝，刀具位置不變，銑削小頭另一端面，同樣保證尺寸l2 （如c圖）求：銑刀調(diào)整尺寸l2 11/5/2021 10:31 pm 第18頁例2）下列三圖中，a）表示零件的部分軸向尺寸，b)c)為有關(guān)工序示意圖，在b）工序中加工尺寸5001 . 0mm和10 mm,在c)工序1 . 00中加工尺寸hh0，試計算h和h的值。11/5/2021 10:31 pm

19、第19頁圓柱工件上鉆孔d ， 分 別采用圖示兩種定位方案，工序尺寸為hth，試計算其定位誤差值。（v型架=90） 11/5/2021 10:31 pm 第20頁相關(guān)問題的回顧相關(guān)問題的回顧一、一、 基準的概念及分類：基準的概念及分類：1、 基準的定基準的定義義： 在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定其它點、在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定其它點、線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準。線、面位置時所依據(jù)的那些點、線、面，稱為基準。2、 基準的分類：基準的分類：按其功用可分為：按其功用可分為：1） 設(shè)計基準設(shè)計基準： 零件工作圖上用來確定其它點、線、面位置的基零件工作圖上用來確定其它點、線

20、、面位置的基準，為設(shè)計基準。準，為設(shè)計基準。 a、b互為基準互為基準 30、50的圓柱面基準；的圓柱面基準； c的設(shè)計基準的設(shè)計基準 30的軸線基準的軸線基準2） 工藝基準工藝基準：11/5/2021 10:31 pm 第21頁2） 工藝基準工藝基準： 是加工、測量和裝配過程中使用的基準，又稱是加工、測量和裝配過程中使用的基準，又稱制造基準制造基準。 a、 定位基準：定位基準： 是加工過程中，使工件相對機床或刀具占據(jù)正確位置所使用的基是加工過程中，使工件相對機床或刀具占據(jù)正確位置所使用的基準。（與夾具的定位元件接觸的點、線、面）準。（與夾具的定位元件接觸的點、線、面）例如：加工階梯軸時，分別以

21、中心孔定位、以例如：加工階梯軸時，分別以中心孔定位、以v型架定位時的定位基準。型架定位時的定位基準。 b、度量基準（測量基準）：、度量基準（測量基準）： 是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準。是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準。 例：有時與設(shè)計基準不同：例：有時與設(shè)計基準不同： c、 工序基準工序基準： 是指在工序圖上，用來確定加工表面位置的基準。是指在工序圖上，用來確定加工表面位置的基準。它與加工表面有尺寸、位置要求。它與加工表面有尺寸、位置要求。d、 裝配基準裝配基準： 是裝配過程中用以確定零部件在產(chǎn)品中位置是裝配過程中用以確定零部件在產(chǎn)品中位置的基準。例如：軸的軸肩；銷孔的軸線。的基準。例如：軸的軸肩；銷孔的軸線。舉例如下舉例如下 :11/5/2021 10:31 pm 第22頁返回返回11/5/2021 10:31 pm 第23頁幾種問題的分析：幾種問題的分析：（1）基準重合時，工序尺寸及其公差的計算：）基準重合時，工序尺寸及其公差的計算： 當工序基準、定位