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带铜衬 轴套 机械 加工 工艺 规程 夹具 附有 图纸

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带铜衬轴套机械加工工艺规程及3-铣槽夹具内附有图纸,带铜衬,轴套,机械,加工,工艺,规程,夹具,附有,图纸

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学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工3车削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1三爪卡盘普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车、 半精车95mm外圆及右端面90车刀，三爪卡盘,游标卡尺5001202.2311510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工4车削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称1三爪卡盘工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1粗车95mm左端面90车刀，三爪卡盘,游标卡尺5001202.2311510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工5钻削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z53511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1 钻中心孔50mm的孔底孔至48mm专用钻头，专用夹具，,游标卡尺800135.51.5211510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工6车削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA614011夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1车削50mm中心孔，车削75，车削52孔镗刀，专用夹具，,游标卡尺5001.270.8311510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工7车削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K11夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1 车削50mm中心孔内的两条油槽镗刀，专用夹具，,游标卡尺5001.270.8311510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工8铣削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X6311夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1 铣宽度为20mm槽键槽铣刀，专用夹具，,游标卡尺56025.70.8211510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工9钻削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z53511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1钻铰3x10mm的孔10钻头，专用夹具，,游标卡尺800135.51.528001510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期学院机械加工工序卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共8页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号机加工10钻削HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z53511夹具编号夹具名称切削液1专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件22工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时/sr/minm/smm/rmm机动辅助1 钻2x7.5mm的孔，扩至8, M6 8钻头，专用夹具，,游标卡尺800135.51.528001510 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号5-17产品名称零件名称轴套共1页第1页材 料 牌 号HT200毛坯种类铸造件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注 工 序 号 工序 名称 工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备 工时/min 准终 单件1铸造金属型铸造铸造100KN摩擦压力机2热处理正火热处理 3 车削粗车、 半精车95mm外圆及右端面金工CA614090车刀，三爪卡盘,游标卡尺4车削 粗车95mm左端面金工CA614090车刀，三爪卡盘,游标卡尺5钻削 钻中心孔50mm的孔底孔至48mm金工Z535专用钻头，专用夹具，,游标卡尺6车削车削50mm中心孔，车削75，车削52孔金工CA6140镗刀，专用夹具，,游标卡尺7车削 车削50mm中心孔内的两条油槽金工CA6140镗刀，专用夹具，,游标卡尺8铣削 铣宽度为20mm槽金工X63键槽铣刀，专用夹具，,游标卡尺9钻削 钻铰3x10mm的孔金工Z53510钻头，专用夹具，,游标卡尺10钻削 钻2x7.5mm的孔，扩至8, M6 金工Z5358钻头，专用夹具，,游标卡尺11去毛刺去毛刺金工平面度测量仪12检验终检质检室13入库入库质检室 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期课程设计机械制造技术课程设计说明书带铜衬轴套机械加工工艺及铣槽专用夹具设计序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。II目 录第1章 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析2第2章 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 几面选择32.3 制定工艺路线32.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5 确定切削用量及基本工时4第3章 专用夹具设计93.1 问题的提出93.2 夹具设计93.2.1 定位基准的选择93.2.2 切削力和夹紧力计算103.3 零件加工误差分析123.4 定向键与对刀装置设计143.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构153.6 夹具设计及操作的简要说明16参考文献17致谢18第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是带铜衬轴套。其作用是为了衬套轴是回转类零件，主要用于和别的零件进行装配。所以芯轴要有一定的配合精度以及表面接触强度，还有要有足够的刚度和耐磨性，以满足使用要求。1.2 零件的工艺分析该零件结构比较简单，其主要加工的面只有90外圆柱面，50内孔。因此先将零件当做轴类零件进行加工，再扩孔，进行螺纹加工，钻孔，零件精度及表面粗糙度要求较高，因此要合理安排精加工，以保证达到要求。零件图：第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为灰口铸铁,考虑到灰口铸铁的抗缺口敏感性，减震性和耐优良等特点,因此应该选用铸件,以便使零件在使用中耐磨性良好,保证零件工作可靠。将融化了的金属浇注到旋转着的模型中，由于离心力的作用，金属液粘贴于模型的内壁上，凝结后所得铸件外形与模型内壁的形状相同，使用这种方法可以毋需浇注口，故能显著地减少金属的消耗。由于免除了砂型和制模的设备，以及减少了铸工车间的面积，生产成本就有了降低；这样得来的铸件具有紧密与微细的颗粒结构及较好的机械性能。因此采用离心铸造,这从提高生产率、保证加工精度来考虑也是应该的。2.2 几面选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。因此对本零件来说，选择以62外圆柱面作为粗基准面加工62外圆柱面和右端面。精基准的选择：使用经过加工的表面作为定位基准，采用加工了的62外圆柱面和右端面作为精基准。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，是应该使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工序号工序名称工 序 内 容1铸造金属型铸造2热处理正火 3 车削粗车、 半精车95mm外圆及右端面4车削 粗车95mm左端面5钻削 钻中心孔50mm的孔底孔至48mm6车削车削50mm中心孔，车削75，车削52孔7车削 车削50mm中心孔内的两条油槽8铣削 铣宽度为20mm槽9钻削 钻铰3x10mm的孔10钻削 钻2x7.5mm的孔，扩至811去毛刺去毛刺12检验终检13入库入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由机械制造工艺简明手册表2.2-3、2.2-5、2.2-4、2.2-1可确定毛坯尺寸及公差。根据上述原始材料及加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量、工序尺寸确定如下： 根据上述原始材料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量工 1.序尺寸及毛坯尺寸如下： 外圆表面（95） 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中锻件重量为4kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（直径方向）180315mm，其余量值规定为1.72.2mm，现取2.0mm。 2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差 查工艺手册表2.2-25，其中锻件重量为4kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（直径方向）120180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm. 长度方向的余量查工艺手册表2.2-25，其余量值规定为1.72.2mm,现取2.0mm。 3.M8螺纹孔 参照工艺手册表2.3-20确定M8螺纹的底孔直径为7。 2.5 确定切削用量及基本工时工序3：粗车、 半精车95mm外圆及右端面1）车右端面，车削端面见平即可，由于表面粗糙度要求为12.5，故为粗加工即可，2）进给量f 根据切削用量简明手册，表1.4，当刀杆尺寸为以及工件直径为60mm时，f = 0.50.7mm/r, 按车床C620车床说明书取f = 0.5mm/r,3) 计算切削速度 按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为其中：。修正系数见切削手册表1.28，即。所以4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，与452.9r/min相近的机床转速为460r/min.所以实际切削速度v =130m/min.5) 切削加工时，按工艺手册表6.2-1。2）粗车外圆，,留3mm精加工余量，最大加工余量。由于粗糙度要求为12.5，故可一次性加工，同理单边余量Z=2.5mm，进给量f = 0.5mm/r 。计算切削速度 见切削手册表1.27 所以计算得到计算主轴转速按机床选取n=380r/min所以实际切削速度v = 105(m/min)切削工时 计算得到工序4： 粗车95mm左端面1）车右端面，车削端面见平即可，由于表面粗糙度要求为12.5，故为粗加工即可，2）进给量f 根据切削用量简明手册，表1.4，当刀杆尺寸为以及工件直径为60mm时，f = 0.50.7mm/r, 按车床C620车床说明书取f = 0.5mm/r,3) 计算切削速度 按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为其中：。修正系数见切削手册表1.28，即。所以4）确定机床主轴转速按工艺手册表4.2-8，与452.9r/min相近的机床转速为460r/min.所以实际切削速度v =130m/min.5) 切削加工时，按工艺手册表6.2-1。工序7：钻5孔并加工螺纹孔M6。本工序采用计算法确定切削用量。（1）机床：摇臂钻床Z35（2）刀具选择：选用高速钢,锥柄标准麻花钻5，M6丝锥。（3）确定切削用量：2个孔共走2次刀,由切削手册表11-2，f=0.13mm/r, V=18m/min，n=1000*18/(3.14*5)=1146.5 r/min，根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-12，取n机=1320r/min,所以 V =3.1413205/1000=20.7m/min 。（4）计算基本工时：钻孔工时：tm1= 2*l/fn=2(3+16+3)/(0.13*1320) =0.26min。攻丝工时：t= (l+l1+l2)/fn+(l+l1+l2)/fn0l1=(1-3)p, l2 =(2-3)pn0为丝锥或工件回程的转速，p为加工螺纹的螺距。根据机械加工工艺设计简明手册表2.3-20，P=1所以tm2=2*2(16+2+2)/(0.13*1000)=0.62 min。工序8：铣宽度为20mm槽 初选mm/齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定，即。采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数。则现采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表4.2-39），取，故实际切削速度为当时，工作台每分钟进给量应为查机床说明书，刚好有，直接选用此值。切削工时：铣槽铣刀的行程为机动工时为工序10：钻2x7.5mm的孔，扩至8, M6。机床：立式钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：根据参考文献3表2.438，取。切削速度：参照参考文献3表2.441，取。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第3章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。3.1 问题的提出本夹具要用于CA6140车床铣宽度为20mm槽的设计夹具精度等级为IT12级，粗糙度为12.5。本道工序只精铣一下即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证CA6140车床铣宽度为20mm槽夹具设计的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。52外圆和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的52外圆和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的52外圆的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺旋压板夹紧机构作为夹紧机构。3.2.2 切削力和夹紧力计算（1）刀具： YG6锯片铣刀机床： 铣床X6132 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：式中参数由参考文献5可查得： 其中： 螺旋夹紧力：该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：图3.1 移动压板受力简图由表得：原动力计算公式 即： 由上述计算易得： 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 3.3 零件加工误差分析工件在车床夹具上加工时，加工误差的大小受工件在夹具上的定位误差、夹具误差、夹具在主轴上的安装误差和加工方法误差的影响。如夹具图所示，在夹具上加工时，尺寸的加工误差的影响因素如下所述：注：V型块夹角=90。基准位移误差：工件以外圆柱面在V型块定位，由于工件定位面外圆直径有公差D，因此对一批工件来说，当直径由最小DD变大到D时，工件中心（即定位基准）将在V型块的对称中心平面内上下偏移，左右不发生偏移，即工件由变大到,其变化量（即基准位移误差）从图（a）中的几何关系退出：Y=基准不重合误差：从图（b）中设计基准与定位基准不重合，假设定位基准不动，当工件直径由最小DD变到最大D时，设计基准的变化量为，即基准不重合误差B=。从图(c)中可知，设计基准为工件的下母线。即，上述方向由a到a与定位基准变到的方向相反，故其定位误差D是Y与B之差. D=YB=0.207D=0.2070.01=0.00207D=0.00207T 即满足要求。 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB220780定向键结构如图所示：图 3.3 夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度 a=25mm 定向键的结构尺寸如下：表 3.1 定向键数据表 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D25-0.014-0.0454014615624+0.0237对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成后加工，所以选用对刀块。塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 图 3.5 平塞尺图塞尺尺寸为：表 3.2 平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.5 确定夹具体结构尺寸和总体结构夹具体设计的基本要求（1）应有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。（2）应有足够的强度和刚度 为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。（3）应有良好的结构工艺性和使用性夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。（4）应便于排除切屑在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。（5）在机床上的安装应稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。3.6 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为精铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。 参考文献1吴 拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业出版社，20102艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社.3李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M .北京：机械工业出版社，19934孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19915王 栋主编.机械制造工艺课程设计指导书M.北京：机械工业出版社6梅 伶主编.模具课程设计指导北京：机械工业出版社，20107王卫卫主编.材料成形设备北京：机械工业出版社，20108甘永立主编.几何公差与检测上海：上海科学技术出版社，20089孙 桓、陈作模、葛文杰主编.机械原理北京：高等教育出版社，200610崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，199311王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，198712黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，200413薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，199514陈于萍、高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.15司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，199116张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11致谢课程设计是我们机械专业学生在校学习的一个总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过这次课程设计，使我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识，并为我今后从事机械相关工作树立了坚定的信心。我这次课程设计的题目是CA6140开合螺母的工艺工装设计，其中涉及到了很多曾经学过的计算，验算等以及相关专业方面的知识。在设计的过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利完成了课程设计的各项任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充足，经过多次向指导老师请教最后才得以解决。在今后的学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水平和能力。通过本次课程设计，我了解和掌握了机械工艺等方面的诸多知识，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧，任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，设计中难免存在一些缺点和错误，望老师给予批评指正。18-课程设计说明书课 题：带铜衬轴套机械加工工艺及铣槽夹具设计专 题：专 业： 机械制造及自动化学 生 姓 名： 班 级： 学 号：指 导 教 师：完 成 时 间： 摘 要本设计是基于带铜衬轴套零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。带铜衬轴套零件的主要加工表面是外圆及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，在后续工序中除个别工序外均用外圆和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词：带铜衬轴套零件；工艺；夹具；ABSTRACTThe design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.Key words: Angle gear seat parts; fixture;III目 录摘 要IIABSTRACTIII第1章 加工工艺规程设计11.1 零件的分析11.1.1 零件的作用11.1.2 零件的工艺分析11.2 带铜衬轴套加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施21.2.1 孔和平面的加工顺序21.2.2加工方案选择21.3 带铜衬轴套加工定位基准的选择31.3.1 粗基准的选择31.3.2 精基准的选择31.4 带铜衬轴套加工主要工序安排31.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定51.6选择加工设备及刀、量具51.7确定切削用量及基本工时（机动时间）6第2章 铣槽夹具设计152.1问题的提出152.2夹具的设计152.3定位误差分析162.4定向键与对刀装置设计172.5夹具体的设计18结 论19参考文献20致谢22IV第1章 加工工艺规程设计1.1 零件的分析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是带铜衬轴套。带铜衬轴套的主要作用是传动连接作用，保证各轴套轴能正常运行，并保证部件与其他部分正确安装。因此带铜衬轴套零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1 带铜衬轴套1.1.2 零件的工艺分析由带铜衬轴套零件图可知。带铜衬轴套是一个轴类零件，它的外表面上有2个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以90外圆面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：90外圆面的加工；，其中表面粗糙度要求为。（2）以50mm的孔主要加工孔的加工孔。这一组加工表面包括50mm的孔，加工粗糙度为。（3）以宽度为20mm槽为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：宽度为20mm槽，粗糙度为。（4）其他各个孔的加工，3x10mm的孔，8孔和M61.2 带铜衬轴套加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该带铜衬轴套零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于带铜衬轴套来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。1.2.1 孔和平面的加工顺序带铜衬轴套类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工带铜衬轴套上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。带铜衬轴套的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。带铜衬轴套零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。1.2.2加工方案选择带铜衬轴套孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据带铜衬轴套零件图所示的带铜衬轴套的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）用坐标法镗孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。用坐标法镗孔，需要将带铜衬轴套孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。在大批量生产中，带铜衬轴套孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。1.3 带铜衬轴套加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入带铜衬轴套的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以带铜衬轴套的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。1.3.2 精基准的选择从保证带铜衬轴套孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证带铜衬轴套在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从带铜衬轴套零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是带铜衬轴套的装配基准，但因为它与带铜衬轴套的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。1.4 带铜衬轴套加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。带铜衬轴套加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到带铜衬轴套加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于带铜衬轴套，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。根据以上分析过程，现将带铜衬轴套加工工艺路线确定如下：工艺路线一：工序号工序名称工 序 内 容1铸造金属型铸造2热处理正火 3 钻削 钻中心孔50mm的孔底孔至48mm4车削车削50mm中心孔，车削75，车削52孔5车削粗车、 半精车95mm外圆及右端面6车削 粗车95mm左端面7车削 车削50mm中心孔内的两条油槽8铣削 铣宽度为20mm槽9钻削 钻铰3x10mm的孔10钻削 钻2x7.5mm的孔，扩至8, M6 11去毛刺去毛刺12检验终检13入库入库1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)毛坯种类的选择零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为HT200、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择型材成型。(2)确定毛坯的加工余量根据毛坯制造方法采用的型材造型，查取机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，“带铜衬轴套”零件材料采用灰铸铁制造。材料为45，硬度HB为170241，生产类型为大批量生产，采用型材毛坯。（1）端面的加工余量。根据工序要求，端面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。（2）面的加工余量。根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照机械加工工艺手册第1卷表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工工艺手册表2.3.59，其余量值规定为。差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。1.6选择加工设备及刀、量具 由于生产类型为大批量生产，所以所选设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机车。起生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床加工生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由于工件质量较大，故需要辅助工具来完成。平端面确定工件的总长度。可选用量具为多用游标卡尺（mm）,测量范围01000mm（参考文献2表67）。采用车床加工，床选用卧式车床CA6140（参考文献2表43），专用夹具。钻孔、扩孔、攻丝所选刀具见（参考文献2第五篇金属切削刀具，第2、3节），采用相匹配的钻头，专用夹具及检具。钻中心孔。选用60中心钻（参考文献4第6章）。1.7确定切削用量及基本工时（机动时间）工序3 钻中心孔50mm的孔底孔至48mm1）背吃刀量 取p=0.75mm(背吃刀量为加工余量的一半) 2）进给量的确定 由表5-29可取工序的每转进给量f=0.3-1.0 mm/r。这里选择f=0.8mm/r3）切削速度的计算 工 件的材料为HT200，刀具为高速钢镗刀，由表5-29，切削速度可取为v=20-35 m/min，由公由公式(51)得,可求得该工序钻头的转速,由此可选择卧式镗床T68。可取转速n=960r/min, 由此转速代入公式(51),可求得该工序的实际镗削速度=179.4m/min 根据表5-39中的钻孔基本时间计算公式可求出该工序的基本要求，式中L=12mm,= ,一般当=90度时，=23，这里取=2，=35, 这里取=4，=单件小批生产时的试切附加长度。i 为进给次数，在本题中为一次。=f X n=960r/min X 0.8mm/r=,将上述的结果代入公式，则该工序的基本时间是=0.025min=1.5s工序5. 粗车、 半精车95mm外圆及右端面已知工件材料： HT200，有外皮，机床CA6140普通车床，工件用卡盘固定。所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成.确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 （1-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （1-3） =120 （1-4）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （1-5）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 （1-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在C6201机床上进行，最后决定的切削用量为：=3，=，=，=工序6 粗车95mm左端面所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于C6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-14）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=.计算基本工时 （3-15）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= =工序40 粗车外圆42mm及台阶所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于C6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。.确定切削深度由于单边余量为，可在一次走刀内完成，故 = .确定进给量根据切削加工简明实用手册可知：表1.4刀杆尺寸为，工件直径400之间时， 进给量=0.51.0按CA6140机床进给量（表4.29）在机械制造工艺设计手册可知： =0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表130，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174207时，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故实际进给力为： =950=1111.5 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据切削用量简明使用手册表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据切削用量简明使用手册表1.11，当硬质合金刀加工硬度200219的铸件，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根据CA6140车床说明书选择 =125这时实际切削速度为： = （3-14）.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由切削用量简明使用手册表1.25，=，切削速度时， =切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为： =1.7=1.2 根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=1.25，=，=，=.计算基本工时 （3-15）式中=+，=由切削用量简明使用手册表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+= =工序8：铣宽度为20mm槽 初选mm/齿（参考切削手册表3-3）切削速度：参考有关手册，确定，即。采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数。则现采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表4.2-39），取，故实际切削速度为当时，工作台每分钟进给量应为查机床说明书，刚好有，直接选用此值。切削工时：铣槽铣刀的行程为机动工时为工序10：钻2x7.5mm的孔，扩至8, M6。机床：立式钻床Z525刀具：根据参照参考文献3表4.39选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：根据参考文献3表2.438，取。切削速度：参照参考文献3表2.441，取。机床主轴转速：，按照参考文献3表3.131，取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间： 最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第2章 铣槽夹具设计2.1问题的提出本夹具主要用来铣宽度为20mm槽。铣宽度为20mm槽时，32X90平面左右两侧面粗糙度要求Ra3.2,底面粗糙度要求Ra6.3。本道工序仅是对槽进行粗、精铣削加工。同样在本道工序加工时，还是应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。2.2夹具的设计定位基准的选择在进行铣槽加工工序时，由于和端面已经加工，所以采用端面和孔进行定位铣削力与夹紧力计算根据参考文献1，表2.497可查得：铣削力计算公式为圆周分力 查表可得： 代入得 =查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为： 查参考文献1，表5.1-4可知，所需的夹紧力为：式中： L=62.53mm f=1.22 l=34mm 2.3定位误差分析1) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.2) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。3) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保