机械制造技术基础

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二机械制造技术基础——2机械加工工艺1主要内容：2.1生产过程、工艺过程和生产类型2.2零件的工艺分析2.3毛坯的选择及加工余量的确定2.4工件的定位原理2.5工件的定位基准及选取原则2.6工艺过程的拟定2.7工艺文件的编制2.8典型零件工艺过程2.9机械加工精度2.10机械装配过程21.生产过程生产过程：

生产过程包括：1)

原材料的运输、保管和准备；2)

生产的准备工作；3)

毛坯的制造；4)

零件的机械加工与热处理；5)

零件装配成机器；6)

机器的质量检查及运行试验；7)

机器的油漆、包装和入库。2.1生产过程、工艺过程和生产类型原材料成品（机器）3例：汽车产品的生产过程铸铁废钢铝锭辅助材料┊热处理机械加工部件装配铸造铁粉碳粉┊粉末冶金烧结粉末冶金件铸件锻件钢板冲压铆、焊接装配油漆缸体曲轴变速箱壳体齿轮┊发动机变速器转向器驱动桥┊协作件、电器系统轮胎其它部件总装配试车汽车钢材锻造图

汽车生产过程42.工艺过程工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程。工艺过程是生产过程的主要部分，其余为辅助过程。工艺过程的组成

安装1工位1工步1走刀1工序走刀2工步2走刀1工位2安装2走刀25工艺过程的组成工序：一个或一组工人、同一地点对同一或几个工件连续完成的那一部分工艺过程。

讨论：生产规模不同工序的划分不一样？表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔车床I

2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角车床II3铣键槽、去毛刺铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*

铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角车床

I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床

5去毛刺钳工台阶梯轴6安装：工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容。讨论：安装次数多好还是少好？表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔两次车床I

2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角两次车床II3铣键槽、去毛刺一次铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*一次铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角一次车床

I3车小外圆、切槽及倒角一次车床II4铣键槽一次专用铣床

5去毛刺钳工台阶梯轴7工步：指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。表7-1单件小批生产的工艺过程工序号工序内容设备1车一端面，钻中心孔*；

调头，车另一端面，钻中心孔四个车床I

2车大外圆及倒角；调头，车小外圆、切槽及倒角

五个车床II3铣键槽、去毛刺

一个铣床表7-2大批大量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣两端面，钻两端中心孔*两个铣端面钻中心孔机床2车大外圆及倒角两个车床

I3车小外圆、切槽及倒角三个车床II4铣键槽一个专用铣床

5去毛刺钳工台阶梯轴8走刀：在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。工位：为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后，与夹具或设备的可动部分一起，相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构93.生产类型生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：单件生产成批生产大量生产小批生产中批生产大批生产单件小批生产大批大量生产10生产类型型的划分分生产类型同一零件的年产量（件）重型零件中型零件轻型零件单件生产<5<10<100成批生产小批5~10010~200100~500中批100~300200~500500~5000大批300~1000500~50005000~50000大量生产>1000>5000>5000011各种生产产类型的的要求和和特征单件小批批量生产大量生产机床设备通用机床通用机床和部分专用机床广泛使用高效率的专用机床夹具通用夹具广泛使用专用夹具广泛采用高效率的专用夹具刀具量具通用刀具部分采用专用刀具和量具高效率的专用刀具和量具毛坯木模铸造和自由锻部分采用金属模铸造和模锻机器造型、压力铸造、模锻等对工人的技术要求需要技术熟练工人需要比较熟练的技术工人调整工要熟练，操作工技术要求不高122.2零零件的的工艺分分析检查图纸纸做出修改改审查材料料审查零件件的结构构工艺性性下一步……132.3毛毛坯的的选择及及加工余余量的确确定加工余量量：为了加工工出合格格零件，，必须从从毛坯上上切去一一层金属属，称加加工余量量。加工工余量分分为工序序余量和和总余量量。某道道工序切切除的余余量称为为工序序余余量量，各各工工序序余余量量的的和和称称总余余量量。工序序余余量量的的确确定定：：决定定工工序序余余量量的的大大小小，，是是在在保保证证加加工工质质量量的的前前提提下下，，使使余余量量尽尽可可能能的的小小。。过过大大影影响响生生产产效效率率，，过过小小不不能能切切去去工工件件表表面面的的缺缺陷陷层层。。加工工余余量量的的确确定定可可采采用用如如下下方方法法：：1.根根据据生生产产经经验验估估计计2.查查表表：：根根据据工工艺艺手手册册查查表表3.计计算算法法：：可可查查阅阅““机机制制工工艺艺学学””有有关关内内容容。。142.4工工件的定位位原理在机械加工工中，无论论采用哪种种安装方法法，都必须须使工件在在机床或夹夹具上正确确地定位六点定位：：任何一个未未被约束的的物体，在在空间有六六个自由度度。而要使使物体在空空间有确定定的位置，，必须约束束这六个自自由度15完全定位和和不完全定定位实际生产过过程中六点点有时并不不完全定位位加工沟槽，，六点完全全定位162.5工工件的定位位基准及选选取原则1.工件件的基准工件的基准准：在零件的设设计和制造造过程中，，要确定一一些点、线线或面的位位置，必须须以一些指指定的点、、线或面作作为依据，，这些作为为依据的点点、线或面面，称为基基准。按照作用的的不同，常常把基准分分为设计基准和工艺基准两类。17（1）设计计基准：即设计零件件的基准，，如下图左左：齿轮内内孔、外圆圆和齿轮分分度圆均以以轴线为基基准；而两两端面是互互为基准。。下图右：：表面2和和3及孔4的轴线的的设计基准准是表面1的。孔5的轴线的的设计基准准是孔4的的轴线。（2）工艺艺基准：在制造零件件时所使用用的基准，，它又分为为工序基准、、定位基准准、测量基基准、装配配基准。下图左在加加工时、轴轴线并不实实际存在，，所以内孔孔实际是加加工外圆和和左端面的的定位基准准。18工序基准：：在工艺文文件上用以以标定加工工表面位置置的基准。。定位基准：：在机械加加工中，用用来使工件件在机床或或夹具中占占有正确位位置的点、、线或面。。它是工艺艺基准中最最主要的基基准。定位基准选选择是否合合理，对保保证工件加加工后的尺尺寸精度和和形位精度度、安排加加工顺序、、提高生产产率以及降降低生产成成本起着决决定性的作作用，它是是制定工艺艺过程的主主要任务之之一。定位基准可可分为粗基基准和精基基准两种测量基准：：用以测量量已加工表表面尺寸及及位置的基基准。装配基准：：用来确定定零件或部部件在机器器中的位置置的基准。。192.定位位基准的选择择选择定位基基准是为了了保证工件件的位置精精度，因此此，选择定定位基准总总是从有位位置精度要要求的表面面开始进行行选择的粗基准：毛坯表面的的定位基准准。选取不加工工的表面作作粗基准：：这样可使使加工表面面具有较正正确的相对对位置，并并有可能在在一次安装装中把大部部分加工表表面加工出出来。20选取要求加加工余量均均匀的表面面作为粗基基准：这样样可以保证证作为粗基基准的表面面加工时余余量均匀。。对于所有表表面都要加加工的表面面，选取余余量和公差差最小的表表面作粗基基准，以避避免余量不不足而造成成废品。选取光洁、、平整、面面积大的表表面作粗基基准；粗基准不应应重复使用用,一般情情况下，粗粗基准只允允许使用一一次21对于形位公公差精度要要求较高的的零件，应应采用已加加工过的表表面作为定定位基准。。这种定位位基准面叫叫做精基准准。精基准的选选择原则：：基准重合原原则：选用定位基基准与设计计基准重合合的原则22基准统一原原则：位置精度要要求较高的的各加工表表面，尽可可能在多数数工序中统统一用同一一基准。23互为基准原则则：在需要加工的的各表面中，，加工时互相相以对方为定定位基准。自为基准原则则：以加工表面自自身作为定位位基准。总之，无论是是粗基准还是是精基准的选选择，都必须须首先使工件件定位稳定，，安全可靠，，然后再考虑虑夹具设计容容易、结构简简单、成本低低廉等技术经经济原则。242.6工艺艺过程的拟定定机械加工工艺艺过程的制定定按三个步骤骤进行：1、拟定加工工工艺路线分析研究零件件图的各项内内容及技术要要求拟定零件件加工的加工工方法、加工工方案及工艺艺路线。2、安排好加加工工序（1）选择毛毛坯（2）安排好好切削加工工工序①合理选择择加工方案②合理确定定基准面常见几类典型型零件的加工工，其基准选选择的常用方方法有：25A.台阶轴类类零件：一般选择两端端中心孔作为为定位基准面面；对于批批量很小、长长度很短的的轴类零件，，可采用三爪爪卡盘在一次次装夹中完成成各表面的精精加工。B.套类零件件：一般选择其轴轴线（内孔））作为定位基基准面。C.箱体类零零件：该类零件形状状复杂，除有有尺寸精度要要求外，一般般孔的轴线相相对于底面（（安装基准面面）有位置度度要求，因此此箱体类零件件多采用主要要的装配基准准面（一般为为最大的底平平面）作为定定位精基准。。26（3）安排好好热处理工序序改善金属材料料切削性能的的热处理工序序，如各种退退火、正火等等，一般安排排在粗加工之之前进行；消除内应力的的热处理工序序，如中间退退火、回火、、时效处理等等，一般安排排在粗加工与与精加工之间间进行；提高机械性能能的热处理工工序，如淬火火、调质、渗渗碳等各种表表面处理，一一般安排在最最终加工之前前进行。所有的热处理理工序都是在在零件最终加加工之前进行行，这是因为为零件经过热热处理工序后后必有变形，，最终加工时时可以纠正变变形带来的误误差。（4）安排好好检验工序在在成批生产的的工厂执行““自检、互检检、专检”，，产品经检验验合格，方可可出厂。量具具应定期交有有关部门检验验，不合格的的量具不允许许上岗使用。。273、拟订加工工工艺过程制定工艺规程程的目的是确确保产品质量量、提高经济济效益，同时时它是确定生生产人员数量量以及定设备备、定生产厂厂房面积和投投资额的原始始材料。安排加工顺序序的原则：““基面先行、、粗精分开、、先粗后精、、先面后孔””(1)基面先先行原则,零件加工时时，必须选择择合适的表面面作为定位基基面，以便正正确安装工件件。在第一道道工序中，只只能用毛坯面面(未加工面面)作为定位位基面，在后后续工序中，，为了提高加加工质量，应应尽量采用加加工过的表面面为定位基面面，显然，安安排加工工序序时，精基面面应先加工。。例如，轴类类零件的加工工多采用中心心孔为精基准准。因此，安安排其加工工工艺时，首先先应安排车端端面、钻中心心孔工序。28(2)粗精分分开，先粗后后精的原则零件加工质量量要求高时，，对精度要求求高的表面，，应划分加工工阶段。一般般可分为粗加加工、半精加加工和精加工工三个阶段，，精加工应放放在最后进行行。这样，有有利于保证加加工质量，有有利于某些热热处理工序的的安排。(3)先面后后孔的原则对于箱体、支支架类等零件件应先加工平平面后加工孔孔。这是因为为平面的轮廓廓平整，安放放和定位稳定定可靠。先加加工好平面，，就能以平面面定位加工孔孔，保证平面面和孔的位置置综上所述，一一般机械加工工的顺序是：：先加工精基基准粗加工工主要面(精精度要求高的的表面)精精加工主要面面。次要表面面的加工适当当穿插在各阶阶段之间进行行。292.7工艺艺文件的编制制工艺文件包括括：1.机械加工工工艺过程卡卡片用于单件小批批生产。它的的主要作用是是慨略地说明明机械加工的的工艺路线。。2.机械加工工工序卡片用于大批大量量生产。要求求工艺文件更更加完整和详详细，每个零零件的各加工工工序都要有有工序卡片。。3.机械加工工工艺卡片。。用于成批生产产。它比工艺艺过程卡片详详细，比工序序卡片简单且且较灵活，介介于两者之间间。302.8典典型零零件工艺艺过程对轴类、、盘类以以及箱体体类零件件进行工工艺过程程分析1.轴轴类零件件轴类零件件按其结结构特点点可分为为光轴、、阶梯轴轴、空心心轴、曲曲轴等，，其主要要表面为为外圆面面、轴肩肩和端面面，某些些轴类零零件还有有内圆面面、键槽槽、退刀刀槽、螺螺纹等其其它表面面。外圆圆面主要要用于安安装轴承承和轮系系（带轮轮、齿轮轮、链轮轮等），，轴肩的的作用是是使上述述零件在在轴上轴轴向定位位。轴类类零件通通过轴上上安装的的零件起起支承、、传递运运动和扭扭矩的作作用。311）技术术要求本零件的的轴颈Φ24和Φ16分别别装在箱箱体的两两个孔中中，轴通通过螺纹纹M10和孔Φ10紧固固在箱体体上，轴轴上Φ20h6处是用用来安装装滚动轴轴承的，，轴承上上装有齿齿轮，轴轴中间对对称地加加工出相相距22的两个个平行平平面，是是为了卡卡扳手而而设计的的。2）工艺艺分析①毛坯选选择：由于轴受受力不大大，主要要是支承承齿轮，，所以可可直接选选用不经经锻造的的45钢钢。32②定位位基准的的选择A.以以圆钢外外圆面为为粗基准准，粗车车端面并并钻中心心孔；B.为为保证外外圆面的的位置精精度，以以轴两端端的中心心孔为定定位精基基准，这这样满足足了基准准重合和和基准统统一的原原则；C.调调质处理理后，以以外圆面面定位，，精车两两端面并并修整中中心孔D.以以修整的的两中心心孔作为为半精车车和磨削削的定位位精基准准，满足足了互为为基准的的原则。。33③制订订机械加加工工艺艺过程单件小批批量生产产机床某某轴的工工艺过程程工序：1名称：准准备设备：锯锯床Ф工序内容容：45圆钢钢下料工序：2名称：粗粗车设备：普普通车床床工序内容容：1.粗车车一面，，钻中心心孔；2.粗车车另一端端面，至至长145，钻钻中心孔孔；3.粗车车一端外外圆，分分别至，，；4.粗车车另一端端外圆至至34工序：3名称：热热处理设备：工序内容容：调质HB235工序：4名称：半半精车设备：普普通车床床工序内容容：1.精车车Ф18.5端面，修修整中心心孔；2.精车车另一端端面，至至长143，钻M10螺纹底孔孔Ф8.5×25，孔孔口口倒倒角角60°；3.半半精精车车一一端端外外圆圆至至；；4.半半精精车车另另一一端端外外圆圆至至，，，，并保保证证；；5.切切槽槽至至2×0.535工序序：：5名称称：：铣铣削削设备备：：立立式式铣铣床床工序序内内容容：：按加加工工简简图图所所注注尺尺寸寸铣铣扁扁，，保证证尺尺寸寸22，，并并去去毛毛刺刺。。工序序：：6名称称：：钻钻孔孔设备备：：立立式式铣铣床床工序序内内容容：：按加加工工简简图图所所注注尺尺寸寸钻钻Ф10、Ф3.5深3，，二二孔孔成成形形。。36工序序：：7名称称：：磨磨削削设备备：：外外圆圆磨磨床床工序序内内容容：：磨各各外外圆圆面面成成形形，，靠靠磨磨端端面面Ra3.2。工序序：：8名称称：：钳钳工工设备备：：工序序内内容容：：攻M10螺纹纹，，去去毛毛刺刺（（切切勿勿伤伤及及表表面面））。。工序序：：9名称称：：检检验验设备备：：工序序内内容容：：按图图纸纸检检验验372.盘盘类类零零件件盘类类零零件件主主要要由由外外圆圆面面和和内内圆圆面面组组成成，，其其特特征征是是径径向向尺尺寸寸大大于于轴轴向向尺尺寸寸，，如如联联轴轴节节、、法法兰兰盘盘等等。。381））技技术术要要求求本零零件件的的底底板板为为80××80的的正正方方形形，，它它的的周周边边不不需需要要加加工工，，精精度度直直接接由由铸铸造造保保证证，，底底板板上上有有四四个个均均匀匀分分布布的的通通孔孔Φ9，，其其作作用用是是将将法法兰兰盘盘与与其其它它零零件件相相连连接接，，外外圆圆面面Φ60是是与与其其它它零零件件相相配配合合的的基基孔孔制制的的轴轴，，内内圆圆面面Φ47是是与与其其它它零零件件相相配配合合的的基基轴轴制制的的孔孔，，它它们们的的Ra值值均均为为3.2，，本本零零件件的的精精度度要要求求较较低低，，可可采采用用一一般般的的加加工工工工艺艺完完成成。。392））工工艺艺分分析析①毛毛坯坯选选择择：：零件件材材料料为为HT100；；②工工艺艺过过程程分分析析：：由于于本本零零件件精精度度要要求求较较低低，，只只要要选选择择好好定定位位基基准准，，则则只只须须采采用用铸铸造造→→车车削削→→画画线线钻钻孔孔→→检检验验工工艺艺路路线线；；③定定位位基基准准的的选选择择A.以以ΦΦ60的的外外圆圆面面为为粗粗基基准准，，加加工工底底板板的的的的底底平平面面；；B.以以加加工工好好的的底底平平面面和和不不需需加加工工的的侧侧面面为为精精基基准准（（实实际际上上是是ΦΦ60的的轴轴线线为为精精基基准准）），，以以四四爪爪卡卡盘盘和和底底平平面面定定位位并并夹夹紧紧，，在在一一次次安安装装中中加加工工出出所所有有车车削削的的表表面面，，这这样样符符合合基基准准统统一一的的原原则则；；C.以以ΦΦ60的的外外圆圆面面的的轴轴线线为为基基准准划划线线，，找找出出孔孔4－－ΦΦ9、、2－－ΦΦ2的的中中心心位位置置，，即即可可钻钻出出上上述述小小孔孔。。403））制制定定单单件件小小批批生生产产法法兰兰端端盖盖的的工工艺艺过过程程工序序：：1名称称：：铸铸造造设备备：：工序序内内容容：：铸造造毛毛坯坯，，尺尺寸寸如如附附图图所所示示；；清清理理铸铸件件。。工序序：：2名称称：：车车削削设备备：：普普通通车车床床工序序内内容容：：1.车车80×80底平平面面，，保保证证总总长长尺尺寸寸26；2.车车Ф60端面面，，保保证证尺尺寸寸；；3.车车Ф60d11及80×80底板板的的上上端端面面，，保保证证尺尺寸寸；；4.钻钻Ф20通孔孔；；5.镗镗Ф20孔，，至至；；6.镗镗至至，，保保证证尺尺寸寸3；；7.镗镗，，保保证证；；8.倒倒角角1××45°°。41工序序：：3名称称：：钳钳工工设备备：：平平台台工序序内内容容：：按图图纸纸要要求求划划及及孔孔的的加加工工线线。。工序序：：4名称称：：钻钻孔孔设备备：：立立式式钻钻床床工序序内内容容：：根据据划划线线找找正正安安装装，，钻钻及及。。工序序：：5名称称：：检检验验设备备：：工序序内内容容：：按图图纸纸要要求求，，检检测测零零件件423.箱箱体体零零件件床头头箱箱箱箱体体零零件件的的结结构构特特点点是是薄薄壁壁、、中中空空、、形形状状复复杂杂，，在在它它里里面面装装入入由由齿齿轮轮、、轴轴、、轴轴承承和和拨拨叉叉等等零零件件，，装装配配后后，，要要保保持持各各零零件件间间正正确确的的相相互互位位置置，，保保证证部部件件正正常常运运转转。。因因此此，，箱箱体体零零件件主主要要是是承承受受压压应应力力，，工工作作时时要要求求减减振振、、耐耐磨磨，，因因而而选选用用灰灰口口铸铸铁铁制制造造。。432.9机机械械加加工工精精度度2.9.1概概述述1.加加工工质质量量尺寸精度形状精度位置精度（通常形状误差限制在位置公差内，位置公差限制在尺寸公差内）表面粗糙度波度纹理方向伤痕（划痕、裂纹、砂眼等）加工精度表面质量表面几何形状精度表面缺陷层表层加工硬化表层金相组织变化表层残余应力442.加加工工精精度度与与加加工工误误差差（1）加加工工精精度度：：零件件加加工工后后实实际际几几何何参参数数与与理理想想几几何何参参数数接近近程程度度。符符合合程程度度越越高高，，加加工工精精度度越越高高，，实实际际生生产产中中零零件件不不可可能能与与理理想想的的要要求求完完全全符符合合。。（2）加加工工误误差差：：指加加工工后后的的实实际际几几何何参参数数（（尺尺寸寸，，形形状状和和表表面面间间的的相相互互位位置置））对对理理想想几几何何参参数数的的偏离离程程度度，从从保保证证产产品品使使用用性性能能分分析析允允许许有有一一定定的的加加工工误误差差。。（3）两两者者关关系系：：两者者从从不不同同角角度度来来评评定定加加工工零零件件的的几几何何参参数数。。加工精度的的高低是由由加工误差差的小大来来表示的，保证和提提高加工精精度问题，，实际上是是限制和降降低加工误误差问题。。（4）工艺艺系统：在机械加工工时，机床床、刀具，，夹具和工工件构成一一个完整的的系统，为为工艺系统统。（5）原始始误差：工艺系统统的各种误误差叫原始始误差。45工件相对于刀具静止状态下的误差原始误差与工艺系统原始状态有关的原始误差(几何误差)与工艺过程有关的原始误差(动误差)原理误差定位误差调整误差刀具误差夹具误差机床误差工艺系统受力变形（包括夹紧变形）工艺系统受热变形刀具磨损测量误差工件残余应力引起的变形工件相对于刀具运动状态下的误差主轴回转误差导轨导向误差传动误差原始误差构成462.9.2加工误误差的来源源2.9.2.1.加加工原理误误差是指采用了了近似的成成型运动或或近似的刀刀刃轮廓进进行加工而而产生的误误差。例：用阿基米德德蜗杆滚刀刀滚切渐开开线齿轮采用阿基米米德蜗杆或或法向直廓廓蜗杆代替替渐开线基基本蜗杆而而产生的刀刀刃齿廓近近似造型误误差。由于滚刀刀刀齿有限，，实际加工工出的尺形形是一条有有微小折线线组成的曲曲线，和理理论的光滑滑渐开线有有差异。472.9.2.2.工工艺系统的的几何误差差1.机床几几何误差（1）主轴轴的回转误误差回转精度：：机床主轴在在回转时实实际回转轴轴线对理想想回转轴线线的相符合合程度。回转误差：：机床主轴在在回转时实实际回转轴轴线对理想想回转轴线线的漂移。机床主轴是是用来装加加工件或刀刀具，并传传递主要切切削运动的的重要零件件，其回转转精度主要影响零件加工表表面的几何形状精精度，位置置精度和表表面粗糙度度。误差产生原原因：由于主轴部件中中轴承、轴颈颈、轴承座座孔等的制造误差和和配合质量量，润滑条件件，以及回回转时的动动力因素的的影响。瞬瞬时回转轴轴线的空间间位置在周周期性变化化。理想回转轴轴线：客观存在，，但无法确确定，通常常是以平均均回转轴线线来代替48分类：b）端面圆跳动a）径向圆跳动c）倾角摆动主轴回转误差基本形式径向圆跳动动端面圆跳动动倾角摆动49（2）机床床导轨误差差导轨导向精精度及其对对加工精度度的影响导轨导向精精度：机床导轨副副的运动件实际际运动方向向和理想运动方方向的符合程度。两者之间间的偏差值值称为导向误误差。导轨是机床中确定定主要部件件相对位置置的基准，，也是运动的基准准，它的各项项误差直接接影响被加加工工件的的精度。包括：导轨在水平平面内的直直线度，导轨在垂直直面内的直直线度，前后导轨平平行度（扭扭曲），导轨与主轴轴回转轴线线的平行度度（或垂直直度）等。。5051（3）传动动链误差传动链的传传动误差是是指内联系系的传动链链中首末两两端传动元元件之间相相对运动的的误差，它它是螺纹、、齿轮、蜗蜗轮及其它它按展成原原理加工时时，影响加加工精度的的主要因素素。例.用滚齿机加工直齿齿轮时，要要求滚刀和和工件之间间具有严格格的运动关关系。即：：滚刀转一一转，工件件转过一个个齿，这种种运动关系系是由刀具具与工件的的传动链来来保证的。。当传动链中中各传动元元件如齿轮轮、蜗轮、、蜗杆、丝丝杆、螺母母等有制造造误差，装装配误差和和磨损时，，就会破坏坏正确的运运动关系，，是被加工工工件产生生误差。522刃具误误差定尺寸刀具具（钻头、、铰刀等））尺寸误差差影响加工工尺寸误差差成形刀具（（铣刀、成成形车刀等等）形状误误差影响加加工形状误误差展成刀具加加工时，刀刀刃形状必必须满足加加工表面的的共轭曲线线，刀具形形状误差影影响加工形形状误差533夹具误误差夹具误差对对加工位置置精度影响响最大。与夹具有关关的影响位位置误差因因素包括1）定位误差差；2）刀具导向向（对刀））误差；3）夹紧误差差；4）夹具制造造误差；5）夹具安装装误差；6）夹具的磨磨损……4测量误误差5调整误误差L±0.05φ6F7φ10F7k6φ20H7g6YZ钻孔的夹具误差对加工精度的影响542.9.2.3工工艺系统的的受力变形形引起的误误差1．弹性系统统：切削加工时时，由机床床、刀具、、夹具、工工件组成的的工艺系统统是弹性系系统。2．工艺系统统总位移1）弹性变形形：机械加工时时，由于切切削力、夹夹紧力以及及重力、惯惯性力等的的作用，工工艺系统各各部分产生生的相应的的变形。2）系统中各各元件因其其接触处的间隙还会产产生位移、3）工艺系统统总位移弹性变形+位移=总位移4）决定因素素：外力的的大小和弹弹性系统抵抵抗外力及及其变形的的能力3．刚度：物体抵抗抗欲使其变变形的外力力的能力554．工艺系统刚刚度：指工艺系统统抵抗其变变形的外力力的能力。是指工件件加工表面面在切削力力法向分力力Fy的作用下，，刀具相对对工件在该该方向位移移y的比值。加工中影响响加工精度度最大的是刀刃在加加工表面法法线方向的的位移。因此计算算时必须考考虑此方向向上的切削削力和位移移。法向位位移y除了Fy分力影响外外，Fy、Fz也对它有影影响。在K一定时，则则Fy越大，则系系统变形量量越大。对对加工精度度影响越大大。若工艺系统统刚度很大大，尽管切切削力等外外力作用，，也能使系系统位移减减少到最低低限度。5．加工误差差：由于切削力等引引起的工艺艺系统产生生的弹性变变形，使刀具和和工件在静静态下调整整好的相互互位置，以以及切削成成形运动所所需要的正确几何关关系发生变变化，从而而造成加工工误差.56举例工件刚性差差，在加工工细长轴时时出现中间间粗，两头头尖的情况况（腰鼓形形）如图所所示：无进给磨削削57夹紧力、重重力、传动动力和惯性性力引起的的加工误差差夹紧力影响响例：薄壁套套夹紧变形形解决：加开开口套例：薄壁工工件磨削解决：加橡橡皮垫重力影响例：龙门铣铣横梁解决：变形形补偿a）b）薄壁套夹紧变形薄壁工件磨削龙门铣横梁变形龙门铣横梁变形补偿582.9.4工艺系系统热变形形引起的加加工误差加工中的热热现象：一上班，空空转机床坐标镗床在在恒温室内内磨床身导轨轨，走两刀刀休息一下下冬天加工时时，尺寸合合格，夏天天就装不进进去。工艺系统的的变形热变形：机械加工过过程中，工工艺系统会会受到各种种热的影响响而产生温温度变形，，称为热变变形。这种种变形将破破坏刀具与与工件的正正确几何关关系和运动动关系，造造成工件的的误差。59工艺系统热热源切削热：切削时所作作的功几乎乎全部转变变成热，其其热量以传传导的形式式传递，对对刀具和工工件影响较较大。摩擦热：机械零件的的摩擦轴承承、导轨的的摩擦而产产生的热，，液压传功功、电气传传功等，都都是热源，，对机床影影响较大，，以传导形形式传递。。其它热：指工艺系统统外部的，，以对系统统传热为主主的环境温温度和各种种辐射热。。工艺系统热源内部热源外部热源切削热摩擦热环境热源辐射热601机床热热变形对加加工精度影影响热源：内外热源有有影响（其其中摩擦热热影响很大大），且由由于各部件件的热源不不同，分布布不均匀，，以及机床床结构的复复杂性，因因此不仅各各部件的温温升不同，，而且同一一部件不同同位置的温温升也不相相同。使机机床各部件件之间的相相互位置发发生变化，，破坏了机机床原有的的几何精度度而造成加加工误差。。机床的热平平衡状态：：机床运转一一段时间后后，各部件件传入的热热量和散失失的热量基基本相等，，即达到热热平衡状态态，变形趋趋于稳定。。在机床达达到热平衡衡之前，机机床几何精精度变化不不定，对加加工精度的的影响也变变化不定。。机床地温升升：机床各部件件由于体积积较大，热热量大，因因此其温升升一般不大大。车床主轴箱箱〈60℃℃；磨床〈15—25℃；磨床床身身〈10℃℃；车床床身与与主轴箱结结合处〈20℃℃；其他精密密机床部件件温升较低低热平衡时间间车床、磨床床4—6h中小型精密密机床1—2h大型精密〉12h61各种机床的的热变形及及其对加工工精度的影影响车、铣、、钻、镗类类机床：主轴箱中的的齿轮，轴轴承磨擦发发热，润滑滑油发热是是主要热源源，使主轴轴箱及与之之相连部分分如床身或或立柱的温温度升高而而产生较的的变形。62车床受热变变形a）车床受受热变形形形态运转时间/h0

1

2

3

450150100200位移/μm20406080温升/℃ΔYΔy前轴承温升b）温升与变形曲线车床主轴发发热使主轴轴箱在垂直直面向内和和水平向内内发生偏移移和倾斜。。在垂直向向内，主轴轴箱的温升升使主轴升升高，又因因主轴前轴轴承的发热热量大于后后轴承的发发热量，主主轴前端比比后端高，，由于主轴轴箱热量传传给床身，，床身导轨轨向上台起起，故而加加剧了主轴轴的倾斜。。63龙门刨床、、导轨磨床床等机床床身热变形形是影响加加工精度的的主要因素素：因其床床身较长、、导轨稍有有温差，就就会产生较较大的弯曲曲变形。床身上下表表面产生温温差的原因因，不仅是是由于工作作台运动时时导轨摩擦擦发热所知知，环境温温度的影响响也很大。。导轨磨床受热变形64双端面磨床床：切削热喷向向床身中部部的顶面，，使其局部部受热而产产生中凸变变形。使两两砂轮的端端面产生倾倾斜。立式平面磨磨床：主轴承和主主电机的发发热传到立立柱，使立立柱内侧温温度高于外外侧，因而而引起立柱柱的弯曲变变形。立铣床受热变形形态652.9.3保证和和提高机械械加工精度度的主要途途径1.误差预防：：指减小原始始误差本身身或减小原原始误差的的影响。即即减少误差差源和改变变原始误差差源和加工工误差的定定量关系。。合理采用先先进工艺和和设备直接减小原原始误差细长轴切削削时采用反向切切削、跟刀刀架和弹性性顶尖，并并采用较大大主偏角外外圆车刀。。66转移移原原始始误误差差采用用立立刀刀安安装装把把刀刀架架的的转转角角位位移移转转移移到到误误差差的的不不敏敏感感方方向向a）b）转塔车床刀架转位误差的转移672误差差补补偿偿：采用用校校正正装装置置丝杠加工误差补偿装置1—工件2—螺母3—母丝杠4—杠杆5—校正尺6—触头7—校正曲线

附加位移螺母附加转动68其他他补补偿偿方方法法以几几何何误误差差补补偿偿受受力力变变形形龙门铣横梁变形补偿69以热热变变形形补补偿偿热热变变形形以热变形补偿热变形702.10机机械械装装配配过过程程2.10.1概概述述1.装装配配的的概概念念根据据规规定定的的技技术术要要求求，，将将零零件件或或部部件件进进行行配配合合和和联联接接，，使使之之成成为为半半成成品品或或成成品品的的工工艺艺过过程程称称为为装配配。由若若干干零零件件配配合合、、联联接接在在一一起起，，成成为为机机械械产产品品的的某某一一组组成成部部分分即即部部件件，，这这一一装装配配工工艺艺过过程程称称为为部装装。把把零零件件和和部部件件进进一一步步装装配配成成最最终终产产品品的的过过程程称称为为总装装。部件件进进入入装装配配是是有有层层次次的的，，通通常常把把直直接接进进入入产产品品总总装装配配的的部部件件称称为为组件件；直直接接进进入入组组件件装装配配的的部部件件称称为为第一一级级分分组组件件；直直接接进进入入第第一一级级分分组组件件装装配配的的部部件件称称为为第二二级级分分组组件件；依依此此类类推推。。机机械械产产品品结结构构越越复复杂杂，，分分组组件件的的级级数数就就越越多多。。名称称编号号件数数基准准零零件件零件1零件2结合合件件基准准零零件件组件件结合件零件2零件1零件3零件4a.装配配单单元元表表示示图图b.结合合件件装装配配表表示示图图c.组件件装装配配表表示示图图装配配工工艺艺系系统统图图零件1零件2零件3零件4零件n基准准零零件件机器器组件1部件1部件m组件k………………e.机机器器总总装装系系统统图图零件1零件2零件3零件4组件1组件2基准准零零件件部件件结合件d.部部件件装装配配系系统统图图组件件零件件油盘盘的的组装装床身身部部件件装装配配系系统统图图车床床床床身身装配配图图(简简图图)常见见的的装装配配工工作作包包括括：：清清洗洗、、联联接接、、校校正正调调整整与与配配作作、、平平衡衡、、验验收收试试验验以以及及油油漆漆、、包包装装等等内内容容。。装配配是是整整个个机机械械制制造造工工艺艺过过程程中中的的最最后后一一个个环环节节。。装装配配工工作作对对产产品品质质量量影影响响很很大大。。若若装装配配不不当当，，即即使使所所有有零零件件都都合合格格，，也也不不一一定定装装配配出出合合格格的的、、高高质质量量的的机机械械产产品品。。反反之之，，若若零零件件制制造造精精度度并并不不高高，，而而在在装装配配中中采采用用适适当当的的工工艺艺方方法法，，如如进进行行选选配配、、修修配配、、调调整整等等，，也也能能使使产产品品达达到到规规定定的的技技术术要要求求。。2.装装配配工工作作的的基基本本内内容容清洗洗：：清洗洗的的目目的的是是祛祛除除零零件件表表面面或或部部件件中中的的油油污污以以及及机机械械杂杂质质。。清清洗洗的的方方法法有有擦擦洗洗、、锓锓洗洗、、喷喷洗洗和和超超声声波波清清洗洗等等。。联接接：：将来来两两个个或或两两个个以以上上的的零零件件结结合合在在一一起起的的工工作作称称为为联联接接。。可可拆拆卸卸的的联联接接有有螺螺纹纹联联接接、、键键联联接接和和销销联联接接等等；；不不可可拆拆卸卸联联接接有有过过盈盈配配合合联联接接、、焊焊接接、、铆铆接接等等。。校正正、、调调整整和和配配作作：：校正正就就是是在在装装配配过过程程中中通通过过找找正正、、找找平平及及相相应应的的调调整整工工作作来来确确定定相相关关零零件件的的相相互互位位置置关关系系；；调调整整就就是是调调节节相相关关零零件件的的相相互互位位置置，，除除了了在在配配合合校校正正中中所所作作的的对对零零部部件件间间位位置置精精度度的的调调节节之之外外，，还还包包括括对对各各运运动动副副间间隙隙的的调调整整以以保保证证零零部部件件间间的的运运动动精精度度；；配配作作是是指指在在装装配配过过程程中中的的配配钻钻、、配配铰铰、、配配刮刮、、配配磨磨等等一一些些附附加加的的钳钳工工和和机机加加工工工工作作。。平衡：平衡的方法有有加重、减重重、调节等。。3.装配精精度装配精度是产产品设计时根根据使用性能能要求规定的的装配时必须须保证的质量量指标。（1）距离精精度距离精度指相相关零部件间间的距离尺寸寸精度，包括括间隙、过盈盈等配合要求求（2）相互位位置精度装配中的相互互位置精度是是指产品中相相关零部件间间的平行度、、垂直度、同同轴度及各种种跳动等。（3）相对运运动精度相对运动精度度指产品中相相对运动的零零部件间在运运动方向和相相对运动速度度上的精度，，主要表现为为运动方向的的直线度、平平行度和垂直直度，相对运运动速度的精精度即传动精精度。（4）接触精精度接触精度是指指相互配合表表面、接触表表面间接触面面积的大小和和接触点的分分布情况。4.装配精精度与零件精精度的关系机械产品是由由众多零部件件组成，显然然装配精度首首先取决于相相关零部件精精度，尤其是是关键零部件件的精度。例1：卧式车床的尾尾座移动对溜溜板移动的平平行度，就主主要取决于床床身导轨A与与B的平行度度例2：车床主轴中心心线与尾座套套筒中心线的的等高度A0，就主要取决决于主轴箱、、尾座及底板板的A1、A2及A3的尺寸精度其次，装配精精度的保证还还取决于装配配方法。上图所示的等高度A0的精度要求是是很高的，如如果靠控制尺尺寸A1、A2及A3的精度来达到到A0的精度是很不不经济的。实实际生产中常常按经济精度度来制造相关关零部件尺寸寸A1、A2及A3，装配时则采采用修配底板板3的工艺措措施保证等高高度A0的精度。2.10.2保证产品品装配精度的的方法机械产品的精精度要求，最最终是靠装配配实现的。产产品的装配精精度、结构和和生产类型不不同，采用的的装配方法也也不同。生产中保证装装配精度的方方法有：互换换法、选配法法、修配法和和调整法。。1.互换法2.选配法直接选配法分分组装配配法复合合选配法3.修配法单件修配法合合并加工工修配法自自身加工修修配法4.调整法可动调整法固固定调整整法误差差抵消调整法法1.互换法互换法是装配配过程中，同同种零部件互互换后仍能达达到装配精度度要求的一种种方法。产品品采用互换装装配法时，装装配精度主要要取决于零部部件的加工精精度。互换法的实质质就是用控制零零部件的加工工误差来保证证产品的装配配精度。参加装配的同同一种零件可可以任意互换换。采用互换法保保证产品装配配精度时，零零部件公差的的确定有两种种方法：极值值法和概率法法。采用极值值法时，如果果各有关零部部件（组成环环）的公差之之和小于或等等于装配公差差（封闭环公公差），故装装配中同种零零部件可以完完全互换，即即装配时零部部件不经任何何选择、修配配和调整，均均能达到装配配精度的要求求，因此称为为“完全互换法”。采用概率法时时，如果各有有关零部件（（组成环）公公差值合适，，当生产条件件比较稳定，，从而使各组组成环的尺寸寸分布也比较较稳定时，也也能达到完全全互换的效果果。否则，将将有一部分产产品达不到装装配精度的要要求，因此称称为“不完全互换法法”，也称为“大数互换法”。显然，概率率法适用于较较大批量生产产。用不完全互换换法比用完全全互换法对各各组成环加工工要求放松了了，可降低各各组成环的加加工成本。但但装配后可能能会有少量的的产品达不到到装配精度要要求。这一问问题一般可通通过更换组成成环中的1～～2个零件加加以解决。采用完全互换换法进行装配配，可以使装装配过程简单单，生产率高高，易于组织织流水作业及及自动化装配配，也便于采采用协作方式式组织专业化化生产。因此此，只要能满满足零件加工工的经济精度度要求，无论论何种生产类类型都应首先先考虑采用完完全互换法装装配。但是当当装配精度要要求较高，尤尤其是组成环环数较多时，，零件就难以以按经济精度度制造。这时时在较大批量量生产条件下下，就可考虑虑采用不完全全互换法装配配。2.选配法在大量或成批批生产条件下下，当装配精精度要求很高高且组成环数较少时，，可考虑采用用选配法装配配。选配法是将尺尺寸链中组成成环的公差放放大到经济可可行的程度来加工，装装配时选择适适当的零件配配套进行装配配，以保证装装配精度要求求的一种装配配方法。选配法有三种种不同的形式式：直接选配配法、分组装装配法和复合合选配法。直接选配法装配时，由工工人从许多待待装的零件中中，直接选取取合适的零件件进行装配，，来保证装配配精度的要求求。这种方法法的特点是：：装配过程简简单，但装配配质量和时间间很大程度上上取决于工人人的技术水平平。由于装配配时间不易准准确控制，所所以不宜用于于节拍要求较较严的大批大大量生产中。。分组装配法分组装配法又又称分组互换换法，它是将将组成环的公公差相对完全全互换法所求求之值放大数数倍，使其能能按经济精度度进行加工。。装配时先测测量尺寸，根根据尺寸大小小将零件分组组，然后按对对应组分别进进行装配，来来达到装配精精度的要求。。而且组内零零件装配是完完全互换的。。复合选配法复合选配法是是直接选配法法与分组装配配法两种方法法的复合，即即零件公差可可适当放大，，加工后先测测量分组，装装配时再在各各对应组内由由工人进行直直接选配。这这种方法的特特点是配合件件的公差可以以不等，且装装配质量高，，速度较快，，能满足一定定生产节拍要要求。如发动动机气缸与活活塞的装配多多采用这种方方法。3.修配法在单件小批或成成批生产中，，当装配精度度要求较高，，装配尺寸链链的组成环数数较多时，常常采用修配法法来保证装配配精度要求。。所谓修配法，，就是将装配配尺寸链中组组成环按经济济加工精度制制造，装配时时按各组成环环累积误差的的实测结果，，通过修配某某一预先选定定的组成环尺尺寸，或就地地配制这个环环，以减少各各组成环由于于按经济精度度制造而产生生的累积误差差，使封闭环环达到规定精精度的一