全套電子課件：數(shù)控加工工藝學(第四版)

數(shù)控加工工藝學（第四版）

第一章數(shù)控機床概述第二章數(shù)控加工工藝基礎第三章數(shù)控車削加工工藝第四章數(shù)控銑削加工工藝第五章數(shù)控電加工工藝第六章CAPP技術與先進制造生產模式簡介第一章數(shù)控機床概述第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展一、數(shù)控機床的產生及基本概念1．數(shù)控機床的產生

滿足多品種、小批量的自動化生產，從而出現(xiàn)的一種靈活的、通用的、能夠適應產品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床的產生源于20世紀40年代。1952年,美國麻省理工學院用實驗室制造的控制裝置和辛辛那提公司的立式銑床實現(xiàn)了三軸聯(lián)動,誕生了世界上第一臺數(shù)控機床———數(shù)控銑床。

2．基本概念

數(shù)字控制（NC）——借助數(shù)字、字符或其他符號對某一工作過程進行可編程控制的自動化方法。

數(shù)控技術——用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實現(xiàn)自動控制的技術。

數(shù)控系統(tǒng)——采用數(shù)字控制技術的控制系統(tǒng)。

計算機數(shù)控系統(tǒng)（CNC）——以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。

數(shù)控機床——采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。

第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展二、數(shù)控機床的發(fā)展及趨勢1．數(shù)控系統(tǒng)方面（1）數(shù)控系統(tǒng)開放化的趨勢（2）數(shù)控系統(tǒng)小型化的趨勢（3）數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化人機交互方式的趨勢（4）數(shù)控系統(tǒng)產品配套性的提高（5）數(shù)控系統(tǒng)的智能化趨勢第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展

2.制造材料的發(fā)展

為使機床輕量化,常使用各種復合材料,如輕合金、陶瓷和碳素纖維等。目前用聚合物混凝土制造的基礎件性能優(yōu)異,其密度大,剛性好,內應力小,熱穩(wěn)定性好,耐腐蝕,制造周期短,特別是其阻尼系數(shù)大,抗振減振性能特別好。第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展3.機床結構的發(fā)展(1)新結構1)箱中箱結構第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展2)臺上臺結構第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展3)主軸擺頭第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展4)重心驅動第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展5)螺母旋轉的滾珠絲杠副6)八角形滑枕第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展(2)新結構的應用第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展1)并聯(lián)數(shù)控機床六桿加工中心的示意圖之一六桿數(shù)控機床的結構示意圖之一2)倒置式機床第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展3)沒有X軸的加工中心第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展4)立柱傾斜或主軸傾斜第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展5)四立柱龍門加工中心6)特殊機床第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展軌道銑磨機床（車輛)第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展7)未來機床

一、數(shù)控機床的產生及基本概念

1．數(shù)控機床的產生數(shù)字控制機床是為了滿足多品種、小批量零件的生產而發(fā)展起來的。

2．基本概念數(shù)字控制、數(shù)控技術、數(shù)控系統(tǒng)、計算機數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機床二、數(shù)控機床的發(fā)展及趨勢

1．數(shù)控系統(tǒng)方面

2．新結構的應用第一節(jié)數(shù)控機床的產生與發(fā)展課后小結第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理一、數(shù)控機床的組成第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理a）磁盤b）磁盤驅動器c）串行通信卡d）網卡e）移動硬盤f）U盤

1．輸入/輸出裝置常用控制介質及輸入輸出裝置第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理常用控制介質及輸入輸出裝置

CF卡第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

2．操作裝置

（1）顯示裝置（2）NC鍵盤（3）機床控制面板MCP（4）手持單元MPG手持單元結構第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理FANUC系統(tǒng)操作裝置

機床控制面板MCPNC鍵盤功能軟鍵機床控制面板各功能鍵的含義與用途數(shù)控系統(tǒng)MDI各功能鍵的含義與用途第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

3．計算機數(shù)控裝置（CNC裝置或CNC單元）

計算機數(shù)控（CNC）裝置是計算機數(shù)控系統(tǒng)的核心。

主要作用：根據(jù)輸入的零件程序和操作指令進行相應的處理，然后輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件，控制其動作，加工出需要的零件。

伺服機構是數(shù)控機床的執(zhí)行機構，由驅動和執(zhí)行兩大部分組成。

4．伺服機構伺服電動機驅動裝置第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理5．檢測裝置第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理實際位置速度參數(shù)測量元件電信號轉換反饋CNC裝置指令糾正誤差工作原理第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

a）光柵b）光電編碼器檢測裝置部件第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

6．可編程控制器

可編程控制器（ProgrammableLogicController，縮寫PLC）是一種以微處理器為基礎的通用型自動控制裝置。可編程控制器（PLC）

用于數(shù)控機床的PLC一般分為兩類：內裝型（集成型）PLC和通用型（獨立型）PLC。

機床是數(shù)控機床的主體，是數(shù)控系統(tǒng)的被控對象，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件。機床本體主運動部件進給運動部件支撐件特殊裝置輔助裝置第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理7．機床本體第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

8．數(shù)控機床組成舉例

（1）數(shù)控車床的組成第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

帶有刀庫、動力刀具、C軸控制的數(shù)控車床通常稱為車削中心。車削中心第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

（2）數(shù)控銑床/加工中心的組成加工中心最先是在鏜銑類機床上發(fā)展起來的，所以稱為鏜銑類加工中心，簡稱加工中心?；A部件主軸組件計算機數(shù)控裝置自動換刀裝置輔助系統(tǒng)自動托盤更換系統(tǒng)第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理二、數(shù)控機床的工作原理數(shù)控機床的工作原理第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理CNC系統(tǒng)對零件程序的處理流程三、數(shù)控機床的特點第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理1．適應性強2．適合加工復雜形面的零件3．加工精度高、加工質量穩(wěn)定4．自動化程度高5．加工生產率高6．一機多用7．有利于生產管理的現(xiàn)代化8．價格較貴9．調試和維修較復雜第二節(jié)數(shù)控機床的組成與工作原理

一、數(shù)控機床的組成

1．輸入/輸出裝置

2．操作裝置

3．計算機數(shù)控裝置

4．伺服機構

5．檢測裝置

6．可編程控制器

7．機床本體

8．數(shù)控機床的舉例（數(shù)控車床、數(shù)控銑床/加工中心）二、數(shù)控機床的工作原理三、數(shù)控機床的特點課后小結第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用一、按工藝用途分類

1．金屬切削類數(shù)控機床（1）一般數(shù)控機床數(shù)控鉆床、車床、銑床、鏜床、磨床和齒輪加工機床。立式數(shù)控車床

臥式數(shù)控車床立式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床

第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

（2）加工中心

加工中心是在一般數(shù)控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置，構成一種帶自動換刀裝置的數(shù)控機床。a）立式加工中心b）臥式加工中心第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用數(shù)控加工中心分類2.金屬成形類數(shù)控機床如數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控旋壓機等。3.數(shù)控特種加工機床如數(shù)控線(電極)切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控激光切割機等。4.其他類型的數(shù)控機床如火焰切割機、數(shù)控三坐標測量機等。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用數(shù)控三坐標測量機第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

二、按可控制聯(lián)動的坐標軸分類

數(shù)控機床可控制聯(lián)動的坐標軸數(shù)是指數(shù)控裝置控制幾個伺服電動機同時驅動機床移動部件運動的坐標軸數(shù)目。六軸聯(lián)動加工中心

1．兩坐標聯(lián)動

數(shù)控機床能同時控制兩個坐標軸聯(lián)動，即數(shù)控裝置同時控制X和Z方向運動，可用于加工各種曲線輪廓的回轉體類零件。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

2．三坐標聯(lián)動

數(shù)控機床能同時控制三個坐標軸聯(lián)動，此時，銑床稱為三坐標數(shù)控銑床，可用于加工曲面零件。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

3．兩軸半坐標聯(lián)動數(shù)控機床本身有三個坐標能作三個方向的運動，但控制裝置只能同時控制兩個坐標聯(lián)動，而第三個坐標只能作等距周期移動。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

4．多坐標聯(lián)動

能同時控制四個以上坐標軸聯(lián)動的數(shù)控機床，多坐標數(shù)控機床的結構復雜、精度要求高、程序編制復雜，主要應用于加工形狀復雜的零件。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用三、按控制方式分類

1．開環(huán)控制數(shù)控機床

開環(huán)控制數(shù)控機床系統(tǒng)中沒有檢測反饋裝置，不檢測運動的實際位置，沒有位置反饋信號。指令信息在控制系統(tǒng)中單方向傳送，不反饋。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

2．全閉環(huán)控制數(shù)控機床

安裝在工作臺上的檢測元件將工作臺實際位移量反饋到計算機中，與所要求的位置指令進行比較，用比較的差值進行控制，直到差值消除為止。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

3．半閉環(huán)控制數(shù)控機床

半閉環(huán)控制系統(tǒng)采用轉角位移檢測元件，測出伺服電動機或絲杠的轉角，推算出工作臺的實際位移量，反饋到計算機中進行位置比較，用比較的差值進行控制。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用四、按加工路線分類

1．點位控制機床

刀具與工件相對移動時，只控制從一點運動到另一點的準確性，而不考慮兩點之間的路徑和方向?？刂七\動的方式第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

2．直線控制機床

刀具與工件相對移動時，除控制從起點刀終點的準確定位外，還要保證平行于坐標軸的直線切削運動。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

3．輪廓控制機床

刀具與工件相對運動時，能對兩個或兩個以上坐標軸的運動同時進行控制。第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用第三節(jié)數(shù)控機床的分類及應用

課后小結一、按工藝用途分類

金屬切削類、金屬成形類、

數(shù)控特種加工機床、其他類型的數(shù)控機床二、按可控制聯(lián)動的坐標軸分類兩坐標聯(lián)動、三坐標聯(lián)動兩軸半坐標聯(lián)動、多坐標聯(lián)動。三、按控制方式分類開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)。四、按加工路線分類點位控制、直線控制和輪廓控制。插補的概念

數(shù)控系統(tǒng)在處理軌跡控制信息時，用戶編程時給出了軌跡的起點和終點以及軌跡的類型，并規(guī)定其走向，然后由數(shù)控系統(tǒng)在控制過程中計算出運動軌跡的各個中間點，這個過程稱之為插補。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理一、對插補計算的要求

（1）對插補所需要的數(shù)據(jù)最少。（2）插補理論誤差要滿足精度要求。（3）沿插補路線或稱插補矢量的合成進給速度要滿足輪廓表面粗糙度一致性的工藝要求，即進給速度變化要在許可范圍內。（4）控制聯(lián)動坐標軸數(shù)的能力強，即易實現(xiàn)多坐標軸的聯(lián)動控制。（5）插補算法簡單可靠。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理二、插補算法的種類

1．硬件插補由專門的硬件接成的數(shù)字電路裝置。

2．軟件插補軟件插補法可分成基準脈沖插補法和數(shù)據(jù)采樣插補法(Sampled-data)(也稱數(shù)字增量插補法)兩類。

3．軟硬件插補數(shù)控系統(tǒng)將軟件插補法與硬件插補法結合起來，軟件插補完成粗插補，硬件完成精插補。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理三、逐點比較法直線插補

1．逐點比較法直線插補計算原理

*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理以第一象限平面直線為例來推導偏差計算公式。（1）偏差計算公式

假定加工如圖所示的直線OA。取直線起點為坐標原點，已知直線終點坐標為A(xe，ye)，即直線OA為給定軌跡。m(xm，ym)點為加工點(動點)。若m點在直線OA上，則根據(jù)幾何關系可得偏差計算公式的推導即若Fm=0，表示動點在直線OA上，如m。若Fm>0，表示動點在OA直線上方，如m′。若Fm<0，表示動點在OA直線下方，如m〞。

*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理可定義直線插補的偏差判別式如下：新點的偏差為：

即當Fm≥0時沿+X方向進給一步，當Fm<0時沿+Y方向進給一步。沿+X方向進給一步后，新點的坐標值(Xm+1，Ym+1)為：*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

若Fm<0，表明m點在直線OA的下方，沿+Y方向進給一步，走步后新點的坐標值（xm+1，ym+1）為：新點的偏差為：

（2）終點的判別方法*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理1）設置∑x、∑y兩個減法計數(shù)器，在∑x、∑y計數(shù)器中分別存入終點坐標值xe、ye，當沿X或Y坐標方向每進給一步時，就在相應的計數(shù)器中減去1，直到兩個計數(shù)器中的數(shù)都減為零時，停止插補，到達終點。終點的判別方法有三種：2）設置一個終點計數(shù)器，計數(shù)器中存入X和Y兩坐標方向進給步數(shù)的總和∑，∑=xe+ye，無論沿X或Y坐標方向進給時均在∑中減1，當減到零時，停止插補，到達終點。

3）因為終點坐標值大的坐標軸一般后結束插補，所以選終點坐標值較大的坐標軸做為計數(shù)坐標值，放入終點計數(shù)器內。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

（3）逐點比較法直線插補計算步驟

1）偏差判別

2）坐標進給

3）偏差計算

4）終點判別*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

例1-1

設加工第一象限直線，起點為坐標原點，終點坐標xe=6，ye=4，試采用逐點比較法進行插補計算，并畫出進給軌跡圖。直線插補過程見表1-6逐點比較法直線插補進給軌跡*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理2．四個象限的直線插補計算四象限直線偏差符號四、逐點比較法圓弧插補

1．逐點比較法圓弧插補計算原理

（1）偏差計算公式

如圖所示，要加工一段圓弧AB，設圓弧的圓心在坐標原點，已知圓弧的起點A(x0，y0)，終點為B(xe，ye)，圓弧半徑為R。令瞬時加工點(動點)為m(xm，ym)，它到圓心的距離為Rm。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

令瞬時加工點(動點)為m(xm，ym)，它到圓心的距離為Rm。從圖上可以看出，加工點m可能有三種位置，即圓弧上、圓弧內或圓弧外。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理1）當動點m位于圓上有：2）當動點m位于圓內有：3）當動點m位于圓外有：因此，可定義圓弧偏差判別公式如下：

為了使加工點逼近圓弧，進給方向規(guī)定如下：

（1）若Fm>0，動點m在圓外，只能沿X軸負方向進給一步才能向給定圓弧逼近。（2）若Fm<0，動點m在圓弧上，只能沿Y軸正方向進給一步才能向給定圓弧逼近。（3）若Fm=0說明動點在圓弧上，這時無論沿X軸或Y軸進給一步都行,這里就規(guī)定沿X軸進給一步。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

如此進給一步，計算一步，直至到達圓弧終點后停止，即可插補出如圖所示的第一象限逆圓弧AB。

設加工點處于m(xm，ym)點，其偏差計算式：

若Fm≥0，說明該點在圓弧上或在圓外，應沿X軸負方向進給一步，到m+1點，其坐標值(xm+1,ym+1)為：

則新加工點m+1的偏差為：

*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

由此可知，新點的偏差值可由前一點的偏差及前一點的坐標計算得到。

若F0<0，沿Y軸正方向進給一步，到m+1點，其坐標值（xm+1，ym+1）為則新加工點的偏差值為：

（2）終點判別方法

不跨象限的圓弧插補其終點判別方法與直線插補的方法基本相同?？蓪、Y軸進給數(shù)總和存入一個計數(shù)器∑，，每進給一步，∑減1，當∑=0發(fā)出停止信號。

（3）圓弧插補計算的步驟對于不過象限的圓弧插補來說其步驟可分為偏差判別、坐標進給、新點偏差計算、新點坐標計算及終點判別五個步驟。*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

例1-2

設加工第一象限逆圓弧AB，已知起點A（4，0），終點B（0，4）。試進行插補計算并畫出進給軌跡。

逐點比較法圓弧插補進給軌跡圖圓弧插補過程見表1-8

2．四個象限圓弧插補計算*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

為敘述方便，用SR1、SR2、SR3、SR4分別表示第一、二、三、四象限的順圓?。挥肗R1、NR2、NR3、NR4分別表示第一、二、三、四象限的逆圓弧。四個象限圓弧

*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理

逐點比較法的最大誤差是什么？*第四節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的插補原理課后小結一、對插補計算的要求二、插補算法的種類三、逐點比較法直線插補

1．逐點比較法直線插補計算原理

2．四個象限的直線插補計算四、逐點比較法圓弧插補

1．逐點比較法圓弧插補計算原理

2．四個象限圓弧插補計算第二章數(shù)控加工工藝基礎第一節(jié)金屬切削加工的基本知識第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第三節(jié)零件在數(shù)控機床上的定位與裝夾第四節(jié)加工余量與確定方法第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介第七節(jié)機械加工精度及表面質量第八節(jié)數(shù)控加工工藝文件第一節(jié)金屬切削加工的基本知識1.切削運動(1)主運動：是指直接切除工件上的切削層,使之轉變?yōu)榍行?以形成工件新表面的主要運動。(2)進給運動：使新的切削層不斷投入切削的運動稱為進給運動。(3)合成切削運動：當主運動與進給運動同時進行時,這兩個運動的合成運動稱為合成切削運動。一、切削過程2.切削加工時工件上形成的表面第一節(jié)金屬切削加工的基本知識(1)待加工表面。即將被切除金屬層的表面。(2)過渡表面。切削刃正在切削的表面。(3)已加工表面。工件上經切削后產生的新表面。3.切屑(1)切屑形成過程第一節(jié)金屬切削加工的基本知識1)第Ⅰ變形區(qū)。即剪切滑移區(qū)2)第Ⅱ變形區(qū)。3)第Ⅲ變形區(qū)。該變形區(qū)是刀具后面和工件的接觸區(qū)。(2)切屑類型第一節(jié)金屬切削加工的基本知識a)帶狀切屑b)節(jié)狀切屑c)粒狀切屑d)崩碎狀切屑第一節(jié)金屬切削加工的基本知識第一節(jié)金屬切削加工的基本知識(3)切屑的收縮現(xiàn)象被切削金屬經過塑性變形后形成的切屑,其長度比切削層長度短,厚度比切削層厚,這現(xiàn)象稱為切屑的收縮現(xiàn)象。二、積屑瘤與鱗刺1.積屑瘤(1)積屑瘤的形成切削塑性金屬時,往往會在刀具切削刃口附近黏結著一塊剖面呈三角形狀或鼻狀的金屬塊,它包圍著切削刃且覆蓋部分前面,這種堆積物叫作積屑瘤第一節(jié)金屬切削加工的基本知識(2)積屑瘤對加工的影響保護刀具增大實際前角影響工件表面質量和尺寸精度(3)影響積屑瘤的主要因素影響積屑瘤的主要因素是工件材料、切削速度、進給量、前角和切削液等。其切削速度對產生積屑瘤的影響最大。第一節(jié)金屬切削加工的基本知識2.鱗刺(1)鱗刺的形成(2)防止鱗刺的措施1)低速時減少切削厚度,增大刀具前角。2)采用潤滑性好的切削液。3)人工加熱切削區(qū),如電熱切削。4)使用硬質合金刀具時應減小前角,高速切削,以提高切削溫度.5)對低碳鋼、低合金鋼可進行調質處理,以提高硬度,降低塑性。第一節(jié)金屬切削加工的基本知識3.加工硬化切削塑性金屬時,工件已加工表面層的硬度明顯提高而塑性下降的現(xiàn)象稱為表面加工硬化。三、切削熱與切削溫度1.切削熱的來源與傳散第一節(jié)金屬切削加工的基本知識2.切削區(qū)溫度的分布3.切削溫度對工件、刀具和切削過程的影響(1)切削溫度對工件材料力學性能的影響切削時溫度雖然很高,但對工件材料硬度、強度的影響并不很大,對剪切區(qū)應力的影響也不明顯。(2)切削溫度對刀具材料的影響適當提高切削溫度以防止硬質合金崩刃,對提高其耐用度是有利的。第一節(jié)金屬切削加工的基本知識(3)切削溫度對工件尺寸的影響工件受熱膨脹,尺寸會發(fā)生變化,切削后難于達到精度要求。4.影響切削溫度的因素(1)切削用量(2)刀具幾何參數(shù)(3)刀具磨損(4)被加工材料第一節(jié)金屬切削加工的基本知識四、切削液1.切削液的作用潤滑作用冷卻作用清洗作用防銹作用2.切削液的種類水溶液乳化液合成切削液切削油極壓切削油固體潤滑劑第一節(jié)金屬切削加工的基本知識3.切削液的選用(1)根據(jù)加工性質選用1)粗加工時應選擇以冷卻作用為主的乳化液或合成切削液。2)精加工時,應選用潤滑性能較好的極壓切削油或高濃度極壓乳化液。3)半封閉式加工時,須選用黏度較小的極壓乳化液或極壓切削油,并加大切削液的壓力和流量,這樣,一方面進行冷卻、潤滑,另一方面可將部分切屑沖刷出來。(2)根據(jù)工件材料選用1)一般鋼件,粗加工時選乳化液;精加工時,選硫化乳化液。2)加工鑄鐵、鑄鋁等脆性金屬,一般不用切削液。但在精加工時,可選用潤滑性好、黏度小的煤油或7%~10%的乳化液。第一節(jié)金屬切削加工的基本知識3)加工有色金屬或銅合金時,不宜采用含硫的切削液,以免腐蝕工件。4)加工鎂合金時,不能用切削液,以免燃燒起火。必要時,可用壓縮空氣冷卻。5)加工難加工材料,如不銹鋼、耐熱鋼等,應選用10%~15%的極壓切削油或極壓乳化液。(3)根據(jù)刀具材料選用1)高速鋼刀具。粗加工選用乳化液;精加工鋼件時,選用極壓切削油或濃度較高的極壓乳化液。2)硬質合金刀具。為避免刀片因驟冷或驟熱而產生崩裂,一般不使用冷卻潤滑液。如果要使用,必須連續(xù)且充分第一節(jié)數(shù)控加工工藝的制定課后小結一、切削過程1.切削運動2.切削加工時工件上形成的表面3.切屑二、積屑瘤與鱗刺1.積屑瘤2.鱗刺3.加工硬化三、切削熱與切削溫度1.切削熱的來源與傳散2.切削區(qū)溫度的分布3.切削溫度對工件、刀具和切削過程的影響4.影響切削溫度的因素四、切削液1.切削液的作用2.切削液的種類3.切削液的選用第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定一、數(shù)控加工工藝的主要內容

1.分析被加工零件的圖樣,明確加工內容及技術要求。2.確定零件的加工方案,制定數(shù)控加工工藝路線,如劃分工序、安排加工順序,處理與非數(shù)控加工工序的銜接等。3.加工工序的設計,如選取零件的定位基準、裝夾方案的確定、工步劃分、刀具選擇和確定切削用量等。4.數(shù)控加工程序的調整,如選取對刀點和換刀點、確定刀具補償及確定加工路線等。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定二、加工方法的選擇1．外圓表面加工方法的選擇

第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定2．內孔表面的加工方法的選擇

第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定3．平面加工方法的選擇

4．平面輪廓加工方法的選擇第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定平面輪廓銑削三、加工階段的劃分第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定1．加工階段階段主要任務目的粗加工

切除毛坯上大部分多余的金屬

使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，提高生產率半精加工

使主要表面達到一定的精度，留有一定的精加工余量；并可完成一些次要素表面加工，如擴孔、攻螺紋、銑鍵槽等

為主要表面的精加工(如精車、精磨)做好準備精加工

保證各主要表面達到規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求

全面保證加工質量光整加工

對零件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6級以上，表面粗糙度為Ra0.2μm以下)的表面，需進行光整加工，其

主要目標是提高尺寸精度、減小表面粗糙度。一般不用來提高位置精度第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

2．劃分加工階段的意義（1）保證加工質量（2）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷（3）便于安排熱處理工序（4）合理使用設備四、工序的劃分（1）工序集中原則——每道工序包括盡可能多的加工內容，從而使工序的總數(shù)減少。（2）工序分散原則——將工件的加工分散在較多的工序內進行，每道工序的加工內容很少。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定1．工序劃分的原則第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定（1）數(shù)控車削工序的劃分方法2．工序劃分方法1）按零件加工表面劃分。將位置精度要求較高的表面安排在一次裝夾下盡可能完成大部分甚至全部表面的加工。a）以大端面和大外徑裝夾b）以內孔和小端面裝夾第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定2）按粗、精加工劃分。對毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應將粗車和精車分開，劃分成兩道或更多的工序。

例加工如圖所示手柄零件，坯料φ32mm棒料，批量生產，用一臺數(shù)控車床加工，要求劃分工序并確定裝夾方式。

工序1：如圖所示，夾外圓柱面，車φ12mm、φ20mm兩圓柱面→圓錐面(粗車掉R42mm圓弧部分余量)→留出總長余量切斷。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

工序2：如圖所示，用φ12mm外圓柱面和φ20mm端面裝夾，車30°錐面→所有圓弧表面半精車→所有圓弧表面精車成形。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

（2）數(shù)控銑削加工工序的劃分原則

1）按所用刀具劃分2）按安裝次數(shù)劃分3）按粗、精加工劃分4）按加工部位劃分第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

五、加工順序的安排

1．加工工序的安排

（1）先粗后精

（2）先近后遠第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

（3）內外交叉原則對既有內表面(內型腔)又有外表面需加工的零件，安排加工順序時，應先進行內外表面粗加工，后進行內外表面精加工。（4）基面先行原則應優(yōu)先加工用作精基準的表面。這是因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小。

第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定

（5）先主后次原則應先加工零件的主要工作表面、裝配基面，從而及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進行。

（6）先面后孔原則箱體、支架類零件的平面輪廓尺寸較大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定2．退刀路線的確定

（1）斜線退刀方式

斜線退刀方式路線最短，適用于加工外圓表面的偏刀退刀。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定（2）切槽刀退刀方式

這種退刀方式是刀具先徑向垂直退刀，到達指定位置時再軸向退刀。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定（3）鏜孔刀退刀方式

這種退刀方式與切槽刀的退刀方式恰好相反。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定3．熱處理工序的安排

（1）預備熱處理：

多在機械加工之前,常用的有退火、正火等。（2）消除殘余應力熱處理安排在粗加工之后、精加工之前。（3）最終熱處理常安排在精加工工序(磨削加工)之前,常用的有淬火、滲碳、滲氮和碳氮共滲等。

第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定4．輔助工序的安排

輔助工序主要包括：檢驗清洗去毛刺去磁倒棱邊涂防銹油平衡5．數(shù)控加工工序與普通工序的銜接

數(shù)控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果銜接不好就容易產生矛盾。因此，要解決好數(shù)控工序與非數(shù)控工序之間的銜接問題，最好的辦法是建立相互狀態(tài)的要求。第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定第二節(jié)數(shù)控加工工藝的制定課后小結一、數(shù)控加工工藝的主要內容二、加工方法的選擇三、加工階段的劃分四、工序的劃分五、加工順序的安排

第三節(jié)零件在數(shù)控機床上的定位與裝夾一、定位基準的選擇1．粗基準的選擇

（1）相互位置要求原則

選取與加工表面相互位置精度要求較高的不加工表面作為粗基準，以保證不加工表面與加工表面的位置要求。套筒粗基準的選擇a）正確b）不正確第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾手輪工件第一次裝夾的粗基準選擇第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（2）加工余量合理分配原則

以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面有足夠的加工余量。臺階軸的粗基準選擇第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾b）加工導軌面時以連接面為精基準床身導軌加工粗基準的選擇

（3）重要表面原則

為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為粗基準。a）加工與床腿的連接面時以導軌面為粗基準第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（4）不重復使用原則

粗基準一般不應重復使用。

粗基準重復使用的誤差（5）便于工件裝夾原則作為粗基準的表面，應盡量平整光滑。無飛邊無冒口無澆口無其他缺陷以便使工件定位準確、夾緊可靠。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

2．精基準的選擇（1）基準重合原則直接選擇加工表面的設計基準為定位基準。設計基準與定位基準的關系

第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾a）工件b）直接定位c）間接定位

定位基準與測量基準

一般的套類零件、齒輪坯和帶輪，精加工時一般利用心軸以內孔作為定位基準來加工外圓及其他表面。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

c）帶輪d）凸肩和端面加工定位基準和裝配基準重合a）套類零件b）齒輪坯

（2）基準統(tǒng)一原則同一零件的多道工序盡可能選擇同一個定位基準。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾c）磨削內孔內磨具套筒精基準的選擇1—軟卡爪2—中心架3—V形夾具a）車削內圓磨具套筒b）車內孔第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（3）自為基準原則選擇加工表面本身作為定位基準。（4）互為基準原則采取兩個加工表面互為基準反復加工的方法。（5）便于裝夾原則所選精基準應能保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用，操作方便靈活。

3．輔助基準的選擇

輔助基準是為了便于裝夾或易于實現(xiàn)基準統(tǒng)一而人為制成的一種定位基準。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾輔助基準典型實例舉例說明哪些應用輔助基準的零件加工實例？第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

1．平面定位元件

（1）固定支承二、定位元件及其應用第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾A型B型C型

1）支承釘。支承釘是基本定位元件，可以用它直接體現(xiàn)定位點，其結構尺寸已標準化。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

2）支承板。工件上幅面較大跨度較大的大型精加工平面，常被用來作第一定位基準，為使工件安裝穩(wěn)固、可靠，夾具上的定位元件多采用支承板來體現(xiàn)定位平面。A型B型

（2）自位支承指根據(jù)工件實際表面情況，自動調整支承方向和接觸部位的浮動支承。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（3）可調支承

可調支承是指支承高度可以調節(jié)的定位支承?？烧{支承第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（4）輔助支承為提高工件的安裝剛度及穩(wěn)定性，防止工件的切削振動及變形，或者為工件的預定位而設置的非正式定位支承。a）銑削工件的頂平面b）銑削變速箱殼體的頂面第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾2．孔類定位元件

（1）定位銷定位銷分為短銷和長銷。短銷只能限制兩個移動自由度，而長銷限制兩個移動自由度外，還可以限制兩個轉動自由度。

（2）定位心軸定位心軸常被應用于車、磨、銑床上用來安裝內孔尺寸較大套筒類、盤類工件進，主要有間隙配合心軸、過盈配合心軸及錐度心軸。

1）間隙配合心軸的應用特點是工件安裝迅速方便，但定心精度較差。

2）過盈配合心軸的應用特點為定心精度高，但工件裝拆不方便。

3）錐度心軸作為一種標準心軸，在高精度定位中得到廣泛應用。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（3）錐銷類錐銷為工件的圓柱孔、圓錐孔提供定位依據(jù)。a）精基準定位b）粗基準定位第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾

（4）自動定心夾緊心軸在機床夾具中，應用各種類型的自動定心夾緊結構。自動定心夾緊心軸1—螺母2-錐套3、5—定位元件4—心軸第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾3．外圓柱面定位元件

（1）V形架V形架結構簡單，定位穩(wěn)定、可靠、對中性好。a）圓柱面銑槽b）圓柱面鉆孔c）異形零件定位

（2）定位套長定位套對工件提供了四點約束，消除了兩個移動自由度和兩個轉動自由度。定位精度及定位質量很低。第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾a）短定位套定位b）長定位套定位第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾一面兩孔定位是數(shù)控銑削加工過程中最常用的定位方式之一。1-圓柱銷2-削邊銷3-定位平面

4．常見定位元件的應用常見定位元件及其應用第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾三、機床夾具的組成及作用名稱組成與作用實例定位裝置

由各種標準或非標準的定位元件組成，用以解決工件相對于夾具的定位問題。它是夾具工作的核心部分

圖2-41所示鉆孔夾具的定位平面2和短圓柱銷3等夾緊裝置

由各種夾緊元件組成，用以解決工件在夾具中的夾緊問題

圖2-41所示鉆孔夾具的夾緊螺母4夾具體

夾具體是整個夾具的基礎，依靠夾具體與機床相聯(lián)系。夾具上的其他各類結構都靠夾具體連接而成為一個整體

圖2-41所示鉆孔夾具的夾具體11.組成a)鉆孔零件

b)夾具

實例第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾1）提高勞動生產率。2）保證工件的加工精度、穩(wěn)定整批工件的加工質量。3）改善工人勞動條件。4）降低對操作工人的技術等級要求。5）可改變和擴大部分數(shù)控機床的功能。2.機床夾具的作用第三節(jié)零件在數(shù)控機床的定位與裝夾一、定位基準的選擇

1.粗基準的選擇

2.精基準的選擇

3.輔助基準的選擇二、定位元件及其應用

1.平面定位元件

2.孔類定位元件

3.外圓柱面定位元件

4.常見定位元件的應用三、機床夾具的組成及作用

1.組成

2.機床夾具作用課后小結一、加工余量的概念

加工余量：指加工過程中，所切去的金屬層厚度。余量有：（1）工序余量：是相鄰兩工序的工序尺寸之差。（2）加工總余量：是毛坯尺寸與零件圖的設計尺寸之差，它等于各工序余量之和。即第四節(jié)加工余量與確定方法第四節(jié)加工余量與確定方法加工余量與工序尺寸及其公差的關系b）包容面a）被包容面對于包容面：對于被包容面：

工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余量可按下式計算：第四節(jié)加工余量與確定方法

對于內圓和外圓等回轉體表面，在數(shù)控機床加工過程中，加工余量有時指雙邊余量，即以直徑方向計算，實際切削的金屬層厚度為加工余量的一半。第四節(jié)加工余量與確定方法加工余量和加工尺寸分布圖第四節(jié)加工余量與確定方法二、確定加工余量的方法及基本原則1．確定加工余量的方法

（1）經驗估算法憑工藝人員的實踐經驗估計加工余量，僅用于單件小批生產。

（2）查表修正法將工廠生產實踐和試驗研究積累的有關加工余量的資料制成表格，并匯編成手冊。表2—9～2—12

第四節(jié)加工余量與確定方法

（3）分析計算法根據(jù)上述的加工余量計算公式和一定的試驗資料，對影響加工余量的各項因素進行綜合分析和計算來確定加工余量的一種方法。第四節(jié)加工余量與確定方法第四節(jié)加工余量與確定方法2．確定加工余量的基本原則（1）總加工余量(毛坯余量)和工序余量要分別確定。（2）大零件取大余量。（3）余量要充分，防止因余量不足而造成廢品。（4）采用最小加工余量原則。第四節(jié)加工余量與確定方法課后小結一、加工余量的概念二、確定加工余量的方法及基本原則1．確定加工余量的方法

（1）經驗估算法（2）查表修正法（3）分析計算法

2．確定加工余量的基本原則第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定一、基準重合時工序尺寸及其公差的計算

工序尺寸及其公差的計算步驟：（1）確定毛坯總余量和工序余量。（2）確定工序公差。（3）計算工序基本尺寸。（4）標注工序尺寸公差。

例2-1：如圖所示為某法蘭盤零件上的一個孔，孔徑為，表面粗糙度值Ra為0.8μm，毛坯采用鑄鋼件，需要淬火處理。試確定其各工序尺寸及公差。工藝基準與設計基準重合時工序尺寸及公差計算第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定

例2-2：某箱體上孔的設計尺寸為φ100±0.011(Js6)mm，表面粗糙度值Ra為0.8μm，工藝路線為：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜。解：結果見下表。工序尺寸及其公差的計算第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定二、基準不重合時工序尺寸及其公差的計算

1．工藝尺寸鏈

（1）工藝尺寸鏈的概念

1）工藝尺寸鏈的定義。在機器裝配或零件加工過程中，互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。a）零件圖b）工藝尺寸鏈定位基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定測量基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈

a）零件圖b）工藝尺寸鏈第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定2）工藝尺寸鏈的特征①關聯(lián)性②封閉性3）工藝尺寸鏈的組成①封閉環(huán)②組成環(huán)

組成環(huán)的判別：在工藝尺寸鏈圖上，先給封閉環(huán)任定一方向并畫出箭頭，然后沿此方向環(huán)繞尺寸鏈回路，依次給每一組成環(huán)畫出箭頭，凡箭頭方向和封閉環(huán)相反的則為增環(huán)，相同的則為減環(huán)。第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定（2）工藝尺寸鏈計算的基本公式

1）封閉環(huán)的基本尺寸A∑：封閉環(huán)的基本尺寸Ai：所有增環(huán)的基本尺寸之和Aj：所有減環(huán)的基本尺寸之和2）封閉環(huán)的極限尺寸A∑max：最大極限尺寸Aimax：所有增環(huán)的最大極限尺寸之和Ajmin：所有減環(huán)的最小極限尺寸之和A∑min：最小極限尺寸Aimin：所有增環(huán)的最小極限尺寸之和Ajmax：所有減環(huán)的最大極限尺寸之和最大極限尺寸：最小極限尺寸：第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定3）封閉環(huán)的平均尺寸第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定A∑M封閉環(huán)的平均尺寸AiM所有增環(huán)的平均尺寸之和AjM所有減環(huán)的平均尺寸之和第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定4）封閉環(huán)的上、下偏差。封閉環(huán)的下偏差EIA∑所有增環(huán)的下偏差EIAi之和所有減環(huán)的上偏差ESAj之和封閉環(huán)的上偏差ESA∑所有增環(huán)的上偏差ESAi之和所有減環(huán)的下偏差EIAj之和上偏差：下偏差：5）封閉環(huán)的公差。封閉環(huán)的公差TA∑所有組成環(huán)的公差TAi之和第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定2．數(shù)控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算

第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定

（1）計算Z2'的工序尺寸及其公差

Z2=Z2'－20；即Z2'=42mm0=ESZ2'

-(-0.28)；即ESZ2'=-0.28mm

-0.6=EIZ2'

-0

；即EIZ2'=-0.6mm

因此，得Z2'的工序尺寸及其公差：

Z2'=42mm（2）計算Z3'的工序尺寸及其公差100=Z3'-Z2'=Z3'

-42；即Z3'=142mm0=ESZ3'

-EIZ2'=ESZ3'

-(-0.6)；即ESZ3'=-0.6mm-0.8=EIZ3'

-ESZ2'=EIZ3'

-(-0.28)；即EIZ3'

=-1.08mm因此，得Z3'的工序尺寸及其公差：Z3'=142mm第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定（3）計算Z4'的工序尺寸及其公差144=Z4'-20；即Z4'=164mm0=ESZ4'

-(-0.28)；即ESZ4'=-0.28mm-0.54=EIZ4'

-0；即EIZ4'

=-0.54mm

因此，得Z4'的工序尺寸及其公差：

Z4'=164mm（4）計算Z5'的工序尺寸及其公差

20=Z5

'

-Z4

'=Z5

'

-164；即Z5'=184mm0.3=ESZ5

'-EIZ4

'=ESZ5

'-(-0.54)；即ESZ5

'=-0.24mm

-0.3=EIZ5

'

-ESZ4

'=EIZ5

'

-(-0.28)；即EIZ5

'=-0.58mm

因此，得Z5'的工序尺寸及其公差：Z5'=184mm第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定三、關于角度尺寸鏈的計算

角度尺寸鏈是由若干個彼此不平行尺寸所組成的尺寸鏈。

角度尺寸鏈的解法，是將與封閉環(huán)不平行的尺寸按封閉環(huán)的方向進行投影，使之成為直線尺寸鏈的形式。其基本計算公式為：第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定式中αi：被投影的某一組成環(huán)與封閉環(huán)的夾角；

imax：某一增環(huán)的最大極限尺寸

imin：某一增環(huán)的最小極限尺寸

imax：某一減環(huán)的最大極限尺寸

imin：某一減環(huán)的最小極限尺寸

如圖所示的零件，鏜削加工五個孔，其孔的中心不分布在同一直線上，且中心連線互相不平行。在立式鏜床上連續(xù)鏜削孔1～孔5。A1=20mm，A2=（60士0.25）mm，A3=（80±0.25）mm，A4=20mm，α1=α2=45°士30′，α3=40°士30′，α4=50°士30′。第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定

由尺寸鏈圖知道，A∑為封閉環(huán)，其余都為增環(huán)。則A∑max=20.5×cos44°30′+60.25×cos44°30′+80.25×cos39°30′+20.5×cos49°30′=132.83A∑min=0×cos45°30′+59.75×cos45°30′+79.75×cos40′30′+20×cos50°30′=129.25則孔1～孔5的中心距的變化范圍是129.25～132.83㎜。第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定第五節(jié)工序尺寸及其公差的確定課后小結一、基準重合時工序尺寸及其公差的計算二、基準不重合時工序尺寸及其公差的計算

1.工藝尺寸鏈2.數(shù)控編程原點與設計基準不重合的工序尺寸計算三、關于角度尺寸鏈的計算第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介一、卡尺1.游標卡尺a)三用游標卡尺b)雙面量爪游標卡尺c)單面量爪游標卡尺1、6—量爪2—緊固螺釘3—游標4—尺身5—深度尺7—微動游框緊固螺釘8—微動游框9—螺桿10—螺母第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介2.其他卡尺a)深度游標卡尺b)帶數(shù)字顯示裝置的卡尺c)帶指示表的卡尺1—尺身2—尺框3—緊固螺釘?shù)诹?jié)數(shù)控加工用量具簡介二、千分尺a)普通內徑千分尺b)桿式內徑千分尺c)深度千分尺d)壁厚千分尺e)尖頭千分尺f)新型千分尺1—固定測量爪2—活動測量爪3—固定套筒4—微分筒5—測力裝置6—緊固螺釘7—固定套筒8—緊固手柄9—測量面10—接長桿11—底板12—可換測桿1.常用千分尺第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介2.杠桿千分尺三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)1.游標萬能角度尺游標萬能角度尺用于直接測量各種平面角,有Ⅰ型和Ⅱ型兩種第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介(1)Ⅰ型游標萬能角度尺可先讀出度(°)值,從主尺上可見為26°;再讀分(‘)值,圖2—54中游標和主尺對準的那條線為30',最后兩數(shù)值相加,即為26°+30'=26°30'。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介(2)Ⅱ型游標萬能角度尺第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介2.正弦規(guī)正弦規(guī)是利用直角三角形中正弦關系來計算測量角度的一種精密量具,主要用于檢驗外錐面。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介計算公式式中α———圓錐角,(°);

H———量塊組的高度,mm;

L———正弦規(guī)兩圓柱的中心距,mm。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介四、百分表與千分表1.百分表主要用于工件的長度尺寸、形狀和位置偏差的絕對測量和相對測量,也在某些機床或測量裝置中用作定位和指示。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介2.千分表用來測量工件的形狀誤差(圓度、直線度、平面度等)和位置誤差(平行度、垂直度、同軸度、圓跳動等),也可以用相對法測量工件的尺寸。(1)千分表的工作原理測桿上的齒條齒距p=0.5mm,z1=40,z2=120,z3=16,z4=160,z5=12,表面分成200格。當測桿移動0.2mm時,長指針的轉數(shù)n為:由于刻度盤一周分成200格,因此每一個刻度所表示的測量值a為:a=0.2/200=0.001mm(2)千分表的使用和注意事項1)千分表應固定在可靠的表架上,測量前必須檢查千分表是否夾牢,并多次提拉千分表測桿,放下測桿與工件接觸,觀察其重復指示值是否相同。2)測量時,不準用工件撞擊測頭,以免影響測量精度及撞壞千分表。為了保持一定的起始測量力,測頭與工件接觸時,測桿應有0.3~0.5mm的壓縮量。3)測量桿上不要加油,以免油污進入表內,影響千分表的靈敏度。4)鐘表式千分表測桿與被測工件表面必須垂直,否則會產生誤差。第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介五、便攜式表面粗糙度測量儀1.工作原理當傳感器在驅動器的驅動下沿被測表面做勻速直線運動時,其垂直于工件表面的觸針隨工件表面的微觀起伏做上下運動。觸針的運動被轉換為電信號,主機采集該信號進行放大、整流、濾波、經A/D轉換成數(shù)據(jù),然后按選擇進行數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理,顯示測量參數(shù)值和在被測表面上得到的各種曲線。2.特點3.應用可用于檢測不同形狀表面的粗糙度,包括:平面、外圓、內孔、凹槽及其他較難測量的表面。課后小結一、卡尺二、千分尺三、游標萬能角度尺與正弦規(guī)四、百分表與千分表五、便攜式表面粗糙度測量儀第六節(jié)數(shù)控加工用量具簡介第七節(jié)機械加工精度及表面質量一、加工精度和表面質量的基本概念1．加工精度所謂加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，它們之間的偏離程度則為加工誤差。

（1）尺寸精度

尺寸限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。

（2）幾何精度

幾何精度包括形狀、方向、位置和跳動精度。其中，以形狀精度、位置精度為主。第七節(jié)機械加工精度及表面質量2．表面質量

（1）表面層的幾何形狀偏差

1）表面粗糙度指零件表面的微觀幾何形狀誤差。2）表面波紋度指零件表面周期性的幾何形狀誤差。

（2）表面層的物理、力學性能

1）冷作硬化表面層因加工中塑性變形而引起的表面層硬度提高的現(xiàn)象。

2）殘余應力表面層因機械加工產生強烈的塑性變形和金相組織的可能變化而產生的內應力。

3）表面層金相組織變化表面層因切削加工時切削熱而引起的金相組織的變化。第七節(jié)機械加工精度及表面質量第七節(jié)機械加工精度及表面質量二、表面質量對零件使用性能的影響

1．對零件耐磨性的影響試驗表明,最佳表面粗糙度值Ra為0.3~1.2μm。

2．對零件疲勞強度的影響殘余壓應力可以延緩疲勞裂紋的擴展,可提高零件的疲勞強度。

3．對零件配合性質的影響磨損后會使配合間隙增大,從而改變原配合性質。

第七節(jié)機械加工精度及表面質量三、影響加工精度的因素及提高精度的主要措施

由機床、夾具、工件和刀具所組成的一個完整的系統(tǒng)稱之為工藝系統(tǒng)。1．工藝系統(tǒng)的幾何誤差及改善措施（1）主軸誤差

機床主軸是裝夾刀具或工件的位置基準，它的誤差也將直接影響工件的加工質量。主軸的徑向圓跳動主軸的軸向竄動主軸擺動第七節(jié)機械加工精度及表面質量

（2）導軌誤差導軌是機床的重要基準，它的各項誤差將直接影響被加工零件的精度。機床導軌誤差對工件精度的影響車床導軌的幾何誤差對加工精度的影響

第七節(jié)機械加工精度及表面質量

2．工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差及改善措施a）腰鼓形的圓柱度誤差b）帶錐度的圓柱度誤差第七節(jié)機械加工精度及表面質量

（1）減小接觸面間的表面粗糙度，增大接觸面積，適當預緊，減小接觸變形，提高接觸剛度。（2）合理地布置肋板，提高局部剛度。（3）減少受力變形，提高工件剛度。（4）合理裝夾工件，減少夾緊變形。工藝系統(tǒng)受力變形的改善措施

3．工藝系統(tǒng)熱變形產生的誤差及改善措施

（1）機床的熱變形機床熱變形對加工精度的影響第七節(jié)機械加工精度及表面質量a）床身、主軸變形b）床身、工作臺、主軸變形第七節(jié)機械加工精度及表面質量1）在機床大件的結構設計上采取對稱結構或采用主動控制方式均衡關鍵件的溫度。

2）在結構連接設計上，其布局應使關鍵部件的熱變形方向對加工精度影響較小。

3）對發(fā)熱量較大的部件，應采取足夠的冷卻措施或采取隔離熱源的方法。

4）在工藝措施方面，可讓機床空運轉一段時間之后，當其達到或接近熱平衡時再調整機床，對零件進行加工。

5）將精密機床安裝在恒溫室中使用。工藝系統(tǒng)熱變形的改善措施第七節(jié)機械加工精度及表面質量

（2）工件的熱變形由于切削熱的作用，工件在加工過程中產生熱變形，因其熱膨脹影響了尺寸精度和形狀精度。改善措施：

1）通過選擇合適的刀具或改變切削參數(shù)的方法來減少切削熱或減少傳入工件的熱量。

2）對大型或較長的工件，在夾緊狀態(tài)下應使其末端能自由伸縮。

4．工件內應力引起的誤差及改善措施第七節(jié)機械加工精度及表面質量

具有內應力的零件處于一種不穩(wěn)定的相對平衡狀態(tài)，可以保持形狀精度的暫時穩(wěn)定。但它的內部組織有強烈的傾向要恢復到一種穩(wěn)定的沒有內應力的狀態(tài)，一旦外界條件產生變化，內應力的暫時平衡就會被打破而進行重新分布，零件將產生相應的變形，從而破壞原有的精度。

工件內應力引起誤差的改善措施有：（1）在零件的結構設計中，應盡量簡化結構。（2）在毛坯制造之后，或粗加工后，精加工前，安排時效處理以消除內應力，切削加工時，應將粗、精加工分開在不同的工序進行。第七節(jié)機械加工精度及表面質量第七節(jié)機械加工精度及表面質量四、影響表面粗糙度的工藝因素及主要改善措施1．工件材料

一般韌性較大的塑性材料，加工后表面粗糙度較大，而韌性較小的塑性材料加工后易得到較小的表面粗糙度。對于同種材料，其晶粒組織越大，加工表面粗糙度越大。

改善措施：常在切削加工前對材料進行調質或正火處理，以獲得均勻細密的晶粒組織和較大的硬度。2．切削用量

進給量越大，殘留面積高度越高，零件表面越粗糙。切削速度對表面粗糙度的影響也很大。在中速切削塑性材料時，由于容易產生積屑瘤，且塑性變形較大，因此加工后零件表面粗糙度較大。改善措施：（1）減小進給量。（2）采用低速或高速切削塑性材料。第七節(jié)機械加工精度及表面質量3．刀具幾何參數(shù)

主偏角、副偏角及刀尖圓弧半徑對零件表面粗糙度有直接影響。改善措施：（1）在進給量一定的情況下，減小主偏和副偏角或增大刀尖圓弧半徑。（2）適當增大前角和后角，減小切削變形和前后刀面間的摩擦。第七節(jié)機械加工精度及表面質量4．切削液

切削液的冷卻和潤滑作用有：減小切削過程中的界面摩擦。降低切削區(qū)溫度。使切削層金屬表面的塑性變形程度下降。抑制積屑瘤的產生。因此可大大減小表面粗糙度。第七節(jié)機械加工精度及表面質量第七節(jié)機械加工精度及表面質量課后小結一、加工精度和表面質量的基本概