机械制造技术基础总结

1、第一章 机械加工方法 切削加工是通过刀具和工件之间的相对运动及相互力的作用实现的 机械加工方法： （车削、铣削、磨削、钻削、刨削、镗削、特种加工等）一、车削车削加工 是指用车刀在车床上进行的切削加工。车削加工时 ，工件作主运动，为高速的回转运动；车刀作进给运动，为直线运动。车削的工艺范围 ：1. 外圆加工； 2. 端面加工； 3. 内孔加工（镗孔；钻孔、扩孔、铰孔） ； 4. 锥体加工； 5. 螺纹加工； 6. 成型面加工。车削加工的工艺特点： 1切削过程较平稳 ；2易于保证各加工面之间的位置精度； 3刀具简单 ；4车削加工多用于粗加工和半精加工， 也可用于有色金属的精加工。 5 车削加工的经

2、济精度为 IT11IT7, 最高达 IT6 ， Ra 值为 12.50.8 m。、 铣削铣削加工 是用铣刀在铣床上进行的切削加工。 铣削加工时， 铣刀作高速旋转的主运动 工件随工作台作直线进给运动。 铣削加工范围： 平面、台阶面、曲面、斜面和沟槽 等。 铣刀： 多刃刀具。铣削方式： 周铣 周铣是用铣刀圆周上的切削刃来铣削工件，铣刀的回转轴线与被加工表面平行。周铣有逆铣和顺铣之分 。1）逆铣：在铣刀和工件接触处，铣刀的旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣 。比较内容逆铣顺铣工件加紧程度差好切削平稳性差好刀具磨损大小工作台窜动无有加工表面质量差好加工对象粗加工精加工铣刀的回转2）顺铣：在铣刀和工

3、件接触处，铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同时称为顺铣 逆铣和顺铣的比较： （如右表） 端铣 端铣是铣刀端面上的切削刃来铣削工件， 周线与被加工表面垂直。周铣和端铣的特点比较： 端铣的加工质量比周铣低； 端铣的生产率较周铣高 。铣削特点 ：1. 切削过程易产生振动2. 生产率较高3. 刀齿的散热条件较好4. 铣削加工的经济精度为 IT9IT7,Ra 值为 6.33.2 m。5. 铣削加工主要用于各种面和沟槽的粗加工和半精加工刨削与插削刨削 是指用刨刀在刨床上进行的切削。（一） 刨削刨削的范围 平面、斜面、沟槽和成形面；刨削加工和刨削运动 ：刀具的直线运动为主运动，工件随工作台直线进给运动。 刨

4、削加工特点 ：生产率较低。刨削加工是单程切削加工，返程为空行程；切削不平稳，有冲击； 切削速度较低，切削热较低，除精刨外，一般不用冷却液； 刨削的经济精度为 IT7 IT9,Ra 为 6.31.6 mm。 常用于粗加工和半精加工（二） 插削 垂直刨削称为插削。 加工范围：各非圆截面孔、轮毂键槽、盲孔及齿条的加工。四、孔加工特点1. 工作在工件的内表面，刀具结构受限；2. 大部分孔加工采用定尺寸刀具，则刀具本身的制造精度影响工件的加工精度；3. 半封闭式切削，散热、冷却条件差。一） 钻削1、 钻孔与设备：台钻、立钻、摇臂钻。2、 钻削运动：刀具旋转和直线运动。3、 工艺范围：钻孔、扩孔、铰孔、攻

5、螺纹、锪柱形埋头孔、锪锥形埋头孔。镗削镗削运动：可以以工件为主运动，刀具进给（类似车床） ；也可以刀具为主运动，工件进给；更可以刀具单独完成主运动和进给。工艺范围：可加工通孔和盲孔。镗削特点：1)镗刀回转，工作平稳，加工精度高；2） 单刃镗刀镗削能通过多次走刀来校正孔的轴线偏斜；3） 适应性强。可通过粗镗、半精镗和精镗来达到不同的加工精度；4） 经济精度为 IT10 IT7, 表面粗糙度 Ra为 3.20.8mm 。 应用： 大孔径零件；箱体件、非回转体件及大型零件的孔系加工。三）拉削 工艺范围： 成型孔、成型槽等 拉削的特点： 生产率高。一次行程完成粗加工、半精加工、精加工； 加工精度高。

6、IT7 IT9,Ra 为 0.83.2 mm ； 加工范围广。特适用于形状复杂的内表面加工。应用： 适用于大批量生产。孔的加工方法：粗加工：钻、 粗镗 半精加工：扩、半精镗 精加工：铰、精镗、拉削、拉、磨孔、回转（磨内、外圆）五、磨削 磨削运动： 砂轮旋转、径向进给、轴向进给，工件直线移动（磨平面） 磨削加工特点： 1. 能加工硬度很高的工件；2. 磨削温度高；3. 磨削的径向力大；4. 磨削经济精度 IT5 IT7,Ra 值 1.60.2 mm ；5. 用于工件的精加工。 单个磨粒磨削过程 滑擦、耕犁与切削过程。 磨削加工类型： 磨外圆、磨内圆、磨平面。 外圆磨削： 纵磨法、横磨法、无心外圆

7、磨。 内圆磨削： 普通内圆磨削、行星运动磨削。 平面磨削： 卧轴圆台、卧轴矩台、立轴圆台、立轴矩台。六、齿面加工无屑加工： 热轧、冷轧、压铸、注塑、 粉末冶金。 切削加工： 成形法、展成法。成形法 刀刃轮廓形状与被切齿轮齿槽形状相同或近似相同。1. 盘形成形齿轮铣刀适用于中小模数（ m12000.450.8多用于车刀， 性脆，适合连 续切削第四代立方氮化硼80009000HV140015000.3压制烧结而成， 可用金刚石砂轮 磨削适用于硬度、 强度较高材料 的精加工。在 空气中达到 1300是仍然 保持稳定金刚石10000HV7008000.210.49用天然金刚石砂 轮刃磨极困难。用于有色

8、金属 的高进度、低 粗糙度值切 削，700800 时极易碳化硬质合金的成型方式为粉末冶金合成。分为两类 ：一类是由 WC和 Co 组成的钨钴类（ YG类）；另一类是 WC、 TiC 和 Co 组成的钨钴钛类（ YT类）。TG 类硬质合金 的韧性较好，但切削韧性材料时，耐磨性较差。因此，它适用于加工铸铁、青铜、等脆性材 料。牌号中数字表示 Co 的质量分数。YT 类硬质合金 比 TG类硬度更高，耐热性好，在切削韧性材料时的耐磨性较好，但韧性较差，一般适用与加 工钢件。牌号中的数字表示 TiC 的质量分数。改善硬质合金刀具的方法 ：1. 调整化学成分。 2.细化合金的晶粒。 3. 采用涂层刀具。

9、第三节 金属切削过程及其物理现象1. 切屑形成过程 ：挤压 ? 剪切应力 ? 剪切滑移塑性变形 ? 分离 ? 切屑。 变形区划分： 第一变形区 剪切滑移变形并产生加工硬化第二变形区 挤压摩擦变形第三变形区 挤压摩擦变形并产生加工硬化2. 切屑类型及其控制 切屑类型： 带状切屑：塑性材料， 挤裂切屑：塑性材料， 单元切屑：塑性材料，Vc- ，VcVc切削厚度 - ， 前角 - ，切削厚度 - ， 前角 ， 切削厚度 -，前角 崩碎切屑：脆性材料常出现3. 积屑瘤现象 积屑瘤的形成 位置：第二变形区 原因：摩擦塑性变形、堆积、硬化 形成条件：切削塑性材料、中等速度、形成带状切屑 对切削过程的影响：

10、 前角 - 保护切削刃 切削厚度 - ， 第四节 切削力与切削功率一、 切削力来源、切削力合成及其分解、切削功率 切削力的来源 ：保护切削刃加工精度 Ra3.切削合力的分解：Fy1. 克服被加工材料弹性变形的抗力。2. 克服被加工材料塑性变形的抗力。 克服切屑与前面的摩擦力和刀具后面与过渡表面和已加工表面之间的摩擦力。Fz主切削力或切向力。方向与过渡表面相切并与基面垂直，是计算车刀强度、设计机床主轴 系统、确定机床功率所必需的。Fx进给力、轴向力。处于基面内并与工件轴线平行与进给方向相反的力，是设计进给机构， 计算车刀进给功率所必需的。切深抗力或背向力、 径向力、 吃刀力。 处于基面并与工件轴

11、线垂直的力。 机床零件和车刀强度的依据。使计算工件挠度、塑性和韧性 - ? 摩擦2）切削用量的影响ap背吃刀量 - ? 切削力 -3 ）刀具几何参数的影响二、切削力的测量 目前的测量手段主要有：2.三、影响切削力的主要因素1 ）工件材料的影响 强度和硬度 - ? t1. 测定机床功率，计算切削力。 用测力仪测量切削力。切削力 - 。? 切削力 - 。 f V；进给量 - ? 切削力 -前角：前角 - ? 变形 ? 切削力 主偏角 ：改变切削层金属形状；改变进给力和背向力的大小。4）圆弧，磨损，切削液，刀具材料等。四、切削力的预测1、利用经验公式2、理论公式3、在线检测第五节 切削热和切削温度一

12、、切削热的产生和传导 切削时消耗的能量的转化，机械能通过金属键滑移产生的能量形成切削热。PC=FcVc1左右通过辐射传切削热传导： 车削加工时， 59 86%由切屑带走， 40%10%传入车刀， 9一 3传入工件，入空气。切削速度越高，切削厚度越大，则由切屑带走的热量越多。5左右传入周围介钻削加工时， 28的切削热由切屑带走， 14.5 传入刀具， 52.5 传入工件， 质。、切削温度的测量大致分为：热电偶法、辐射温度计法、以及其他测量方法。目前应用较广的事自然热电偶法和人工热电偶法。影响切削温度的主要因素1. 切削用量的影响C a pxq f yq v czqzq y q x qVc f a

13、p2. 工件材料的影响HBs - s b - ? 功耗 - ? q -3. 刀具角度的影响g 0 - ? q ； g 0 - - ? q -k r - ? b D ? 切削热集中 - ? 散热 ? q -4. 刀具磨损的影响 后面磨损值达到一定数值后，对切削温度的影响增大；切削速度越高，影响就越显著。5. 切削液的影响 与切削液的导热性能、比热容、流量、注入方式以及本身的温度有很大的关系。四、切削液作用： 冷却、润滑、清洗、防锈。分类： 水溶液 ：冷却为主。常用于粗加工和磨削加工 乳化液：低浓度乳化液：以冷却为主。常用于粗加工、 磨削加工 高浓度乳化液：以润滑为主。用于精加工和复 杂刀具加工

14、切削油：以润滑为主。矿物油机油、轻柴油、煤油动植物油、复合油、极压切削油、极压乳化液 强化高温下的冷却和润滑效果。常用于 精加工、难加工材料的切削。 固体润滑剂： MoS2五、切削温度对工件、刀具和切削过程的影响 对工件材料强度和切削力的影响； 对刀具材料的影响； 对工件尺寸精度的影响；第六节 刀具磨损与刀具寿命一、刀具磨损形态及其原因 刀具磨损形式： 正常磨损的形式 ： 1. 前面磨损（高速、大的 ap切削塑性金属时） ； 2. 后面磨损（切削脆性金属或切削厚度较小时） ；2. 边界磨损。非正常磨损形式（刀具的破损） ，脆性破损和塑性破损。二、刀具磨损过程及磨钝标准磨损过程三个阶段： 1.

15、初期磨损阶段； 2. 正常磨损阶段； 3. 急剧磨损阶段（避免达到） 。 刀具磨损到一定限度就不能继续使用，这个磨损限度成为 磨钝标准 ，它是刀具用到急剧磨损前的最大磨损量。三、刀具寿命的经验公式1、刀具寿命： 刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的总切削时间，称为刀具寿命 （刀具耐用度）用 T 表示 .2、刀具总寿命：3、切削行程 l m ： l m=vcT4、加工的工件数 N 。各参数对刀具寿命的影响：q ? T - ； g 0 - - ? q - ? T r ? 散热 - ? T - s b - ? 功耗 - ? q - ? 磨损 - ? T - ? 耐磨 - ? T - 。

16、刀具参数的影响： g0 -k工件材料： HBs刀具材料： 热硬性第七节 切削用量的选择及公建材料加工性一、 切削用量的选择1. 对加工质量的影响： 加大背吃刀量和进给量增大，都会使切削力增大，工件变形增大，并可能引起振动， 从而降低加工精度和增大表面粗糙度Ra值。进给量增大还会使残留面积高度显著增大，表面更加粗糙。切削速度增大，切削力减小，并可减小或避免积屑瘤，有利于提高加工质量和表面质量。2. 对基本时间的影响： 切削用量三要素对基本时间的影响是相同的。3. 对刀具寿命和辅助时间的影响： 在切削用量中，切削速度对刀具寿命影响最大，进给量的影响次之，背吃 刀量的影响最小。综上所述： 选择切削用

17、量的顺序应为：首先选尽可能大的背吃刀量，其次选尽可能大的进给量，最后选尽可能 大的切削速度。切削用量的选择原则： 粗加工：提高生产率，降低成本ap - - ? f - ? Vc 精加工：保证加工精度Vc - - ? f ? ap 二、工件材料的切削加工性1. 工件材料加工性的概念工件材料被切削加工的难易程度，称为材料的切削加工性。衡量材料加工型的指标： 常用的指标是一定刀具寿命下的切削速度 vT 和相对加工性 Kr 。通常 T 取 60min ，则 vT 写作 V60。Kr1 ，加工性比 45 钢好； Kr1 ，加工性比 45 钢差。 2. 改善工件材料切削加工性的途径（1）调整材料的化学成分

18、。 （2）采用热处理改善材料的切削加工性。第八节 高速切削及刀具 高速切削的概念： 现阶段把转速 1000r/min 以上视为高速切削。第三章 金属切削机床 机床类别代号类 别车床钻床镗床磨床齿 轮 加 工机 床螺纹 加工 机床铣床刨插床拉床锯床其他 机床代 号CZTM2M3MYSXBLGQ读 音车钻镗磨磨磨牙丝铣刨拉割其通用特性代号通高精精密自动半自数控加工仿型轻型加重简式柔性数显高速用度动中心型或经加工特济式单元性代 号GMZBKHFQCJRXS读 音高密自半控换仿轻重简柔显速车床组划分表组别0123456789车床C仪表车 床单轴自 动，半自动车床多轴自 动，半自动车床回轮，转塔车床曲轴

19、及 凸轮轴 车床立式车 床落地及 卧式车 床仿型及 多刀车 床轮，轴， 辊，锭及 铲齿车 床其他车 床卧式车床系代号012345落地车床普通车床马鞍车床无丝杠车床卡盘车床球面车床机床主参数机床主参数折算值卧式车床工件最大回转直径1/10牛头刨床工件最大刨削长度1/10铣床工作台面宽度1/10钻床最大钻孔直径1/1卧式镗床主轴直径1/10工作台面宽度1/10平面磨床外圆磨床工件最大回转直径1/10插齿机工件最大回转直径1/10滚齿机工件最大回转直径1/10第四章 机床夹具原理与设计第一节 概述一、 工件的装夹方法1. 用找正法装夹工件（直接找正、划线找正） 。2. 用夹具装夹工件。二、机床夹具的

20、工作原理和在机械加工过程中的作用1 夹具的主要工作原理1）使工件在夹具中占有正确的加工位置。这是通过工件各定位面与夹具的相应定位元件的定位工作面（定位元件上起定位作用的表面）接触、配合或对准来实现的。2 ）夹具对于机床应先保证有准确的相对位置，而夹具结构又保证定位元件的定位工作面对夹具与机床相连接的表面之间的相对准确位置，这就保证了家具定位工作面相对机床切削运动形成表面的准确几何位置。3 ）使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到准确位置，这就保证了刀具在工件上加工出的表面对工件定位基准的位置尺寸。2. 夹具的作用1）保证稳定可靠地达到各项加工精度要求。2 ）缩短加工工时，提高生产效率。3

21、）降低生产成本。4 ）减轻工人劳动强度。5 ）可由较低技术等级的工人进行加工。6 ）能扩大机床工艺范围。三、夹具的分类与组成1. 夹具的分类2. 夹具的组成1）定位元件5 ）其他装置2 ）夹紧装置3 ）对刀元件4 ）导引元件6 ）连接元件和连接表面）夹具体第二节 工件在夹具中的定位定位的目的 是使工件在家居中相对于机床、刀具占用确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。六点定位原理定位就是限制自由度，合理布置定位支承点；定位既是定位支承点与工件定位基准面紧贴；一个定位支承点只限制一个自由度；分析定位作用时不应考虑力的影响；定位支承点总是通过具体的定位元件

22、来体现0平面定位工件定位基准面定位兀件定位方式及所限制的口由度平面支承钉支承板周定支承与口位支承周定支承与辅助支承圆孔定位外圆柱面以锥孔定位定位形式分析：1）完全定位和不完全定位2）过定位（重复限制同一个自由度）和欠定位（支撑点数少于应限制的自由度，不允许）二、常见的定位方式和定位元件定位元件的设计应满足的要求：1）要有与工件相适应的精度。2）要有足够的刚度，不允许受力后发生变形。3）要有耐磨性，以便在使用中保持精度。 典型表面的定位方法和定位元件：1. 工件以平面定位（利用工件上的一个或几个平面作为定位基面来定位工件的方式）1）固定支承（高度固定不能调整的支承）包括固定支承钉和固定支承板两类

23、。2）可调支承（顶端位置可在一定高度范围内调整的支承）3）自位支承（本身位置在定位过程中，能自动适应工件定位基准面位置变化的支承）4）辅助支承（在生产中为提高工件的刚度和定位稳定性经常采用，不起定位作用）2. 工件以圆孔定位1）定位销（主要用于直径小于 50mm的中小孔定位）2）锥销（常用于工件孔段的定位）3）定位心轴（多用于车或磨同轴度要求高的盘类零件，可获得较高的定位精度）3. 工件以外圆柱面定位1）V形块（广泛应用， 长 V形块限制四个自由度， 窄 V形块限制 2个自由度， 有 60、 90和 120三种）2）定位套筒（定位元件结构简单，但定心精度不高，配合较松时还易发生工件偏斜）3）半

24、圆孔定位座（适用于大型轴类工件的定位）4）外圆定心夹紧机构（定心同事可以夹紧）4. 组合定位分析（ 1） 组合定位分析要点1）组合定位元件能限制工件自由度总数等于各个定位元件单独定位各自相应定位面是所能限制自 由度的数目之和，不会因组合后发生数量上的变化。2）组合定位中，定位元件在单独定位某定位面时原起限制工件移动自由度的作用可能会转化成起 工件转动自由度的作用。 但一旦转化后， 该定位元件就不再起原来限制工件移动自由度的作用。3）单个表面的定位是组合定位分析的基本单元。（ 2） 组合定位时重复定位现象的消除方法1）使定位元件沿某一坐标轴可移动，来消除其限制沿该坐标轴移动方向自由度的作用。2）

25、采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个（或两个）坐标轴转动方向自由度的作用。3）变定位元件的结构形式（削边销） 。（ 3） 几种不同组合形式的定位分析1）一面两孔：平面采用支撑板，两孔采用定位销的“一面两销”（其中一个为削边销） 。2）一个平面和两个与其垂直的外圆柱面的组合：固定V 形块+浮动 V 形块。3）一孔和一个平行于空轴线的平面：面与心轴联合定位。第三节 定位误差分析一、基准的概念所谓基准就是 零件上用来确定点、线、面位置时，作为参考的其他的点、线、面。根据基准的功用不同，可 分为设计基准和工艺基准。1. 设计基准是在零件图上，确定点、线、面位置的基准，设计基准是由该零件在产品结构中

26、的功用所决 定的。2. 工艺基准是在加工和装配中使用的基准，按照用途不同又可分为： 工序基准：工序图上标注加工表面尺寸关系的点、线、面。 定位基准：在加工中使工件在机床夹具上占有正确位置所采用的的基准。 测量基准：在检验时所使用的基准。装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器中位置所采用的基准。 调刀基准：在加工中用以调整加工刀具位置所采用的基准。确定基准时的注意事项：1. 作为基准的点、线、面、在工件上不一定存在。2. 作为基准，可以是没有面积的点或线，但是基准面总是有一定面积的。3. 基准的定义不仅涉及尺寸之间的联系，还涉及到位置精度（平行度、垂直度等）的问题。二、调刀基准的概念调刀基准的

27、概念： 在夹具定位元件上选定某个定位工作面来确定刀具的位置。 调刀基准的具备条件： 作为定位元件上的工作面；作为加工精度参数方向上调整刀具位置的依据。 选取调刀基准时， 应尽可能不受夹具定位元件制造误差的影响。三、定位误差及其产生原因设计基准在工序尺寸方向上的最大位置变动量， 称为定位误差 ，以 表示。定位误差产生的原因：1. 基准不重合误差 ； 2. 基准位移误差 。四、定位误差计算合成法：定位误差 dw由 jb 和 jw 组合而成(1) 工序基准不在定位基面上 : dw = jw jb(2) 工序基准在定位基面上 : dw = jw jb符号 : 定位基面尺寸变动方向一定 , 定位基准与工

28、序基准的变动方向同向为“ +”，反向为 一)工件以内孔定位1、孔与芯轴固定边接触 :jw=( D+ d)/22、孔与芯轴任意边接触 : jw = ( D+ d) / 2+ min= max Dmin - 孔轴最小间隙 Dmax - 孔轴最大间隙二)工件以平面定位djw 2sin 2jw=0(三)工件以外圆柱面用 v 形块定位五、保证加工精度的条件影响加工精度的误差因素除定位误差外，尚有：(1) 夹具的有关制造误差制造(2) 夹具安装误差 安装(3) 加工误差 加工工件 夹具 加工工件 - -零件工序尺寸公差或形 位公差1153工件第四节 工件在夹具中的夹紧夹紧的目的： 使工件在加工过程中不会因

29、受切削力、惯性力和离心力等作用而发生振动或位移，从而保证加工质量和 生产安全。一、夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成：(1) 力源装置：产生夹紧作用力的装置。( 2) 中 间传力机构：介于力源和加紧与按键之间传递力的机构。 (3)夹紧元件：夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触完成夹紧作用。 夹紧装置基本要求：（1）夹 紧时不能破坏工件定位后获得的正确位置。（2）夹 紧力大小要合适，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不振动，又不得产生不能使工件产 生变形或损伤工件表面。（3）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。（4）结构紧凑，易于制造和维修。其自动化程度及复杂程度英语工件

30、的生产纲领相适应。二、夹紧力的确定1. 夹紧力方向的确定1 ）夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。2 ）夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。3 ）夹紧力作用方向应使工件变形尽可能小。2. 夹紧力作用点的确定1 ）夹紧力的作用点应落在支承元件或几个支承元件形成的稳定受力区域内。2 ）夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位。3 ）夹紧力作用点应尽可能靠近加工面。3. 夹紧力的大小 根据切削力、工件重力大小、方向和和相互位置关系具体计算。计算后乘以安全系数，实际夹紧力一般比理论 计算值大 23 倍。三、典型夹紧机构1. 斜楔夹紧 （用于机动夹紧切毛坯质量较高）2. 螺旋夹紧 （手动加紧应用广泛）3.

31、偏心夹紧 （自锁性不好、行程小、夹紧力小，多用于切削力小、无振动、工件尺寸公差不大的场合）第五章 机械制造质量分析与控制 第一节 机械加工精度的基本概念一、加工精度与加工误差加工精度：符合程度； 加工误差：偏离程度； 加工误差的大小表示加工精度的高低。 加工精度包括：尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度。、加工经济精度加工经济精度：在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时 间）所能保证的加工精度。三、零件获得加工精度的方法零件的加工精度包括 获得形状精度的方法：尺寸精度、形状精度和位置精度。1. 轨迹法（利用切削运动中刀具刀尖的运动轨迹形成被加工表面

32、的形状，加工精度与运动精 度有关）2. 成型法（利用成型刀具切削刃的几何形状切出工件的形状，加工精度与切削刃的形状精度 和刀具的装夹精度有关）3.展成法（利用刀具和工件做展成切削运动，切削刃在被加工表面上的保罗面形成的成型表面，加工精度与机床展成运动的传动链精度和刀具制造精度有关）获得位置精度的方法：与工件的装夹方式和加工方法有关。获得尺寸精度的方法：1. 试切法。2. 定尺寸刀具法。3.4.调整法。 自动控制法。第二节 影响加工精度的因素及其分析原始误差原始误差：引起加工误差的根本原因是工艺系统存在着误差，将工艺系统的误差称为原始误差。、 原理误差 加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似

33、的刀刃轮廓进行加工而产生的误差。、机床误差导轨误差 （垂直面内直线度、水平面内直线度、前后导轨平行度） 主轴回转误差产生主轴回转误差的因素： 滑动轴承几何误差对车削影响小； 滑动轴承几何误差对镗削影响大。提高主轴回转精度的措施：提高轴承的精度； 对滚动轴承进行预紧； 提高箱体支承孔、主轴轴颈的制造精度； 传动链误差传动链误差： 是指内联系传动链始末两端传动元件间相对运动的误差，一般用末端元件一转中的最大转 角误差来衡量。减少传动链误差的措施： 尽可能缩短传动链 合理规定各传动元件的制造精度 合理分配各传动副的传动比 采用误差校正装置 其它几何误差 （刀具误差、夹具误差）三、调整误差 工艺系统的

34、调整内容机床的调整；夹具的调整；刀具的调整由于调整不可能绝对的准确，也就带来了一项原始误差，即 调整误差。 不同的调整方式有不同的误差来源： 试切法调整：测量误差、加工余量影响、微量进给误差 按定程机构调整：受元器件精度、灵敏度等因素影响 按样件或样板调整：受样件或样板制造精的影响 四、工艺系统受力变形对加工精度的影响机械加工中，工艺系统在切削力、夹紧力、传动力、重力、惯性力等外力作用下，会发生变形，破坏了刀刃与工件 间已调整好的相互位置的正确性，从而产生加工误差。现场加工中工艺系统受力变形的现象 鼓形工件（机床刚度不足）和马鞍形工件（工件刚度不足） 机床部件刚度及其特点 弹性系统在载荷作用下

35、产生的变形量大小，取决于载荷大小、载荷性质和弹性系统的刚度大小。 工艺系统在动态下产生的变形不同于静态下产生的变形，既有静刚度和动刚度影响部件刚度的因素： 1.接触变形； 2. 薄弱零件本身的变形； 3. 间隙的影响； 4. 摩擦的影响 K系统Y系统 5.施力方向的影响。工艺系统受力变形对加工精度的影响1）2）1.2.3.由于受力点位置的变化而产生的工件形状误差 由于切削力变化引起的加工误差误差复映规律 由于毛坯加工余量和材料硬度的变化，在加工过程中引起了切削力的变化，进而引起工艺系统受力变形 的变化，产生了工件的尺寸误差和形状误差。毛坯误差的复映其中：ek xt - 0 e1, e工件 C

36、毛坯k系统C径向切削力系数C CFY故提高系统刚度能降低误差复映总= e 1 e 2 enFYC CF f 0.753)r 工件 = e 总r 毛坯 多次走刀能降低误差复映 ,但生产率 e 与 ap、 v c无关，仅与 f 有关 其他作用力引起工艺系统受力变形的变化所产生的加工误差 （ 1）夹紧力引起的影响（2）由于机床部件和工件本身质量及它们在移动中位置的变化而引起的加工误差，在大型机床上，机床部 件在加工中位置的移动改变了部件自重对床身、横梁、立柱的作用点位置，也会引起加工误差。4.减少工艺系统受力变形的途径提高工艺系统中零件间的配合表面质量，以提高接触刚度。 设置辅助支承提高部件刚度。当

37、工件刚度成为产生加工误差的薄弱环节时，缩短切削力作用点和支承点的距离也可以提高工件的刚度。1）2）3）五、1.2.工艺系统热变形引起的加工误差工艺系统的热变形及其热源 破坏刀具和工件相对运动的准确性。在精密加工和大件加工中，工艺系统热变形引起的加工误差占总误差的约 4070%。热源： 1）电气热。 2 ）摩擦热。 机床的热变形及其对加工精度的影响：3 ）切削热。4 ）环境热。根据影响不同分类： 1）加工精度要求很高或较高的精密机床。2）半自动和自动机床在整个工作时间内， 都要求这些机床在一次调整后加工精度稳定。但机床的热变形会导致加工精度不断的变化，以至于超差。3）床身较长的机床由于床身与地基

38、的温差使导轨弯曲变形，破坏加工精度。3. 减少机床热变形对加工精度影响的基本途径（ 1）结构措施1 ）热对称结构2 ）在设计上使关键件的热变形避开加工误差的敏感方向。3 ）合理安排支承的位置，使产生热位移的有效部分缩短。4 ）对发热量大的热源采用足够冷却的措施：扩大散热表面、保证良好的自然冷却条件、循环空冷、水冷等措施。5 ）均衡关键件的温升，避免弯曲变形。6 ）隔离热源可以从根本上减少机床的热变形。（2）工艺措施1 ）在安装机床的区域内保持恒定的环境温度，精密机械避免日光直射。2 ）将精密机床中的坐标镗床、螺纹机床和齿轮机床等安装在恒温室中使用。3 ）让机床在开车后空转一段时间。4. 刀具的

39、热变形及其对加工精度的影响 特点： 体积小，热容量小，达到热平衡时间较短 温升高，变形不容忽视（达 0.03 0.05mm） 无论何种切削方式，经一段时间后，可达热平衡，刀具的热变形也趋于稳定。一般，刀具的热伸长与刀具的磨损相互补偿，故刀具热变形对工件的加工精度影响不大。5. 工件的热变形产生原因：切削热的作用。? 刨、铣、磨平面，工件单面受热现象：工件不均匀受热减少工件热变形对加工精度影响的措施：2345六、残余应力引起的变形1. 毛坯制造过程中产生的残余应力。2. 冷校直带来的残余应力。3. 切削（磨削）带来的内应力。减少残余应力的措施： 1. 设计合理零件结构；七、保证和提高加工精度的途

40、径? 上、下平面产生温差 ? 热变形 ? 工件加工后中凹。 1）在切削区域施加充分的冷却液。）提高切削速度过进给量，时传入工件的热量减少。 ）工件在精加工前有充分时间间隙，使工件得到足够的冷却。 ）及时修磨刀具或砂轮）使工件在夹紧的状态下有伸缩的自由。2. 粗、精加工分开； 3. 避免冷校直； 4. 时效处理1. 听其自然，因势利导，直接消除或减小柔性工件受力变形的方法。2. 人为设误，相反相成，抵消受力变形和传动误差的方法。3. 缩小范围，分别处理，分组控制定位误差的方法。4. 创造条件，撇开干扰，变形转移和误差转移的方法。5. 确保验收，把好最后一道关， “就地加工”达到最终精度的方法。6

41、. 有比较，才有鉴别，误差平均的方法。7. 实时检测，动态补偿，偶件自动配制和温度积极控制的方法。 第三节 加工误差的综合分析加工误差的性质（ 1） 系统性误差 当连续加工一批零件时， 这类误差的大小和方向保持不变， 或按一定的规律而变化。 前者 称为 常值系统性误差 ，后者称为 变值系统性误差 。（ 2） 随机性误差 在加工一批零件中， 这类误差的大小和方向是不规律的变化着的。 包括：毛坯误差的复映、 定位误差、夹紧误差、多次调整的误差、内应力引起的变形误差等。、加工误差的统计分析方法常用的统计分析方法： 1. 分布曲线法 2. 点图法 如果一批工件合格，则有 ，是工艺能力系数，根据工艺能力系数 的大小，可以将工艺能力分为 5 个等级。第四节 机械加工表面质量一、概述机械零件加工表面质量的主要内容应是： （1）表面层的几何形状特征，主要由表面粗糙度和波度两部分组成。 （ 2）表面层的物理、力学性能的变化，主要有一下三方面的内容： ）表面层因塑性变形引起的冷作硬化。）表面层因切削热引起的金相组织变化。）表面层产生的残余应力。二、表面质量对零件使用性能的影响1. 表面质量对零件耐磨性的影响 表面粗糙度增大、耐磨性减小；适当冷作硬化会增加耐磨性（过度减小） ；金相组织变化会影响材料耐磨性。2. 表面质量对零件疲劳