数控加工工艺

1、数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过程生产纲领生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。N=Qn(1+) (1+ ) N零件的年产量（件/年）； Q产品的年产量（台/年）； n每台产品中，该零件的数量（件/台）； 备品的百分率； 废品的百分率。定义数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过

2、程生产类型按照生产纲领的大小对生产类型进行区分：生产类型单件生产成批生产大量生产数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过程单件生产生产纲领（件生产纲领（件/ /年年） 轻型零件轻型零件（4kg4kg以下）以下） 中型零件中型零件（4 430kg30kg） 重型零件重型零件（30kg30kg以上）以上） 100 100 10 10 5 5 生产类型和生产纲领的关系：数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念

3、数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过程小批生产生产类型和生产纲领的关系：生产纲领（件/年） 轻型零件（4kg以下） 中型零件（430kg） 重型零件（30kg以上） 100500 10200 5100 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过程中批生产生产类型和生产纲领的关系： 生产纲领/（件/年） 轻型零件（4kg以下） 中型零件（430kg） 重型零件（30kg以上） 5005000 200500 100300 数控加工工艺基础数控加工工艺基础

4、 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过程大批生产生产类型和生产纲领的关系： 生产纲领/（件/年） 轻型零件（4kg以下） 中型零件（430kg） 重型零件（30kg以上） 500050000 5005000 3001000 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 数控加工工艺概念与加工工艺过程数控加工工艺概念与加工工艺过程大量生产生产类型和生产纲领的关系： 生产纲领/（件/年） 轻型零件（4kg以下） 中型零件（430kg） 重型零

5、件（30kg以上） 50000 5000 1000 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 各种生产类型的工艺特征：单件生产零件的互换性毛坯的制造方法与加工余量 机床设备及其布置形式 工艺装备对工人的技术要求 成本工艺文件用修配法，钳工修配，缺乏互换性余量木模手工造型或自由锻造。毛坯精度低，加工余量大大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具和万能量具。靠划线和试切法达到精度要求需技术水平较高的工人有工艺过程卡、关键工序要工序卡较高通用机床，按机床类别采用机群式布置数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过

6、程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 各种生产类型的工艺特征：批量生产零件的互换性毛坯的制造方法与加工余量 机床设备及其布置形式 工艺装备对工人的技术要求 成本工艺文件大部分具有互换性。装配精度要求高时，灵活应用分组装配法和调整法，同时还保留某些修配法 部分采用金属模铸造或模锻。毛坯精度和加工余量中等 广泛采用夹具，部分靠找正装夹达到精度要求。较多采用专用刀具和量具需一定技术水平的工人有工艺过程卡、关键工序要工序卡中等部分通用机床和高效机床。按工件类别分工段排列设备 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 各种生产类型的工艺

7、特征：大量生产零件的互换性毛坯的制造方法与加工余量 机床设备及其布置形式 工艺装备对工人的技术要求 成本工艺文件具有广泛的互换性。少数装配精度较高处，采用分组装配法和调整法广泛采用金属模机器造型、模锻或其他高效方法。毛坯精度高，加工余量小广泛采用专用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置。靠调整法达到精度要求对调整工的技术水平要求高，对操作工的技术水平要求较低有工艺过程卡和工序卡，关键工序要调整卡和检验卡较低广泛采用高效专用机床及自动机床。按流水线和自动线排列设备数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工工艺过程的基本概念机械加工工艺过程的基本概念 各种生产类型的工艺特

8、征：数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程122.2工件获得加工精度的方法工件获得加工精度的方法2.1.1加工精度的基本概念加工精度的基本概念l 加工精度：加工精度：指零件经机械加工后，其几何参数（尺指零件经机械加工后，其几何参数（尺寸、形状和表面间的相互位置）的实际值与理论值寸、形状和表面间的相互位置）的实际值与理论值的符合程度。的符合程度。 l 加工误差：加工误差：指零件经机械加工后，其几何参数（尺指零件经机械加工后，其几何参数（尺寸、形状、表面间的相互位置）的实际值与理论值寸、形状、表面间的相互位置）的实际值与理论值之差。之差。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工

9、艺精品课程13 零件的的加工精度包括：尺寸精度、形状精度和相互零件的的加工精度包括：尺寸精度、形状精度和相互位置精度，三者之间是既有区别又有联系的。位置精度，三者之间是既有区别又有联系的。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程142.1.2研究加工精度的目的研究加工精度的目的l目的：目的：了解数控加工工艺的基本理论，分析各种工艺因了解数控加工工艺的基本理论，分析各种工艺因素对加工精度的影响及其规律，从而找出减小加工误差、素对加工精度的影响及其规律，从而找出减小加工误差、提高加工精度和效率的工艺途径。提高加工精度和效率的工艺途径。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品

10、课程152.1.3获得加工精度的方法获得加工精度的方法（1） 获得尺寸精度的方法获得尺寸精度的方法 1）试切法：试切法：试切试切-测量测量-调整调整-再试切再试切- 2）调整法：调整法：预先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并预先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持此位置不变，以保持被加工零件尺在一批零件的加工过程中保持此位置不变，以保持被加工零件尺寸的加工方法。寸的加工方法。 3）定尺寸刀具法：定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部分用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部分的尺寸的加工方法。的尺寸的加工方法。 4）自动控制法：自动控制法：在加工过程中，通过

11、由尺寸测量装置、动力在加工过程中，通过由尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成的自动控制系统，自动完成工件尺寸进给装置和控制机构等组成的自动控制系统，自动完成工件尺寸的测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列动作，当工件达到的测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列动作，当工件达到要求的尺寸时，发出指令停止进给和此次加工，从而自动获得所要求的尺寸时，发出指令停止进给和此次加工，从而自动获得所要求尺寸精度的一种加工方法。要求尺寸精度的一种加工方法。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程16 定义：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并定义：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，

12、并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证被加工尺寸的方法。被加工尺寸的方法。 应用：广泛用于各类半自动、自动机床和自动线上，应用：广泛用于各类半自动、自动机床和自动线上，适用于成批、大量的生产。适用于成批、大量的生产。 调整法调整法数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程17 定义：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的定义：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法，如铰孔、拉孔和攻螺纹等。方法，如铰孔、拉孔和攻螺纹等。 特点：这种方法的加工精度，主要决定于刀具的制造、特点：这种方法的加工精度，主要决定于刀具的制造、

13、刃磨质量和切削用量。其优点是生产率较高，但刀具制刃磨质量和切削用量。其优点是生产率较高，但刀具制造较复杂，常用于孔、螺纹和成形表面的加工。造较复杂，常用于孔、螺纹和成形表面的加工。 定尺寸刀具法定尺寸刀具法数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程18这种方法是用度量装置、进给机构和控制系统构成加这种方法是用度量装置、进给机构和控制系统构成加工过程的自动循环，即自动完成加工中的切削、度量、补工过程的自动循环，即自动完成加工中的切削、度量、补偿调整等一系列的工作，当工件达到要求的尺寸时，机床偿调整等一系列的工作，当工件达到要求的尺寸时，机床自动退刀，停止加工。自动退刀，停止加工。自动

14、控制法自动控制法数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程19（2） 获得形状精度的方法获得形状精度的方法 成形刀具法成形刀具法: 加工精度主要取决于加工精度主要取决于刀刃的形状精度。刀刃的形状精度。 轨迹法轨迹法: 加工精度则与机床的精度关系密切。例如，车加工精度则与机床的精度关系密切。例如，车削圆柱类零件时，其圆度、圆柱度等形状精度，主要决削圆柱类零件时，其圆度、圆柱度等形状精度，主要决定于主轴的回转精度、导轨的导向精度以及主轴回转轴定于主轴的回转精度、导轨的导向精度以及主轴回转轴心线与导轨之间的相互位置精度。心线与导轨之间的相互位置精度。 展成法展成法: 常用于各种齿轮加工，

15、其形状精度与刀具精度以常用于各种齿轮加工，其形状精度与刀具精度以及机床传动精度有关。及机床传动精度有关。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程20轨迹法轨迹法、成形法、相切法、展成法成形法、相切法、展成法数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程21位置精度主要是使工件在机床上能够正确安装，保证其与刀位置精度主要是使工件在机床上能够正确安装，保证其与刀具、主轴之间的同轴度、对称度、平行度和垂直度等。具、主轴之间的同轴度、对称度、平行度和垂直度等。l 一次装夹获得法：一次装夹，加工多个表面一次装夹获得法：一次装夹，加工多个表面l 多次装夹获得法：多次装夹获得法： 直接

16、装夹法：直接装夹法：车床上三爪卡盘装夹外圆，加工与之同轴孔。车床上三爪卡盘装夹外圆，加工与之同轴孔。 找正装夹法：找正装夹法：车床上用四爪卡盘通过找正装夹外圆，加工与车床上用四爪卡盘通过找正装夹外圆，加工与之同轴度要求很高的孔。之同轴度要求很高的孔。（3） 获得位置精度的方法获得位置精度的方法数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程 夹具装夹法夹具装夹法 ：通过夹具来确定和保证工件与刀具切通过夹具来确定和保证工件与刀具切削刃口成形运动之间的准确位置，从而保证加工表面削刃口成形运动之间的准确位置，从而保证加工表面与定位基准面之间位置精度的加工方法。与定位基准面之间位置精度的加工方法

17、。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程1. 图所示零件，毛坯用35mm棒料，其加工工艺 过程如下所述，试分析其工艺过程的组成。 （1）在锯床上切断下料35mm125； （2）在车床上车端面，打中心孔； （3）在一台车床上将整批工件都车至30mm外圆及 20mm外圆，车螺纹，倒角； （4）在车床上车18mm外圆及端面； （5）在铣床立式转台上铣两平面；将立式转台转900 ， 铣另外两个平台。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械制造工艺学机械制造工艺学全部数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械制造工艺学机械制造工艺学工序 工序名称 安装

18、工位 工步内容 10锯床上切断下料 11锯床上切断下料35mm125 20车端面，打中心孔 111.车端面，2.打中心孔30车外圆车螺纹，倒角 111.车外圆30mm ； 2.车外圆20mm （走刀1.24mm；走刀2. 20mm）；3.车螺纹；4.倒角 40车外圆，端面111.车外圆；2.车端面50铣两平面 121.铣两平面；2.转900铣另两平面（两个复合工步）解：数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 机械零件的结结构构形状是多种多样的，但他们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、成形面等基本表面组成的。每一种表面都

19、有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等因素，选用相应的加工方法和加工方案。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 外圆表面的主要加工方法是车削和磨削。外圆表面的主要加工方法是车削和磨削。当表面粗糙度要求较高时，还要经光整加工。外圆表面的加工方案如图4-18所示。（1）最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属。（2）最终工序为磨削的加工方案 ，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，不适用于有色金属，因为有色金属韧性大，磨削时易堵塞砂轮。（3）最终工序为精细车或金刚车

20、的加工方案，适用于要求较高的有色金属的精加工。（4）最终工序为光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，为提高生产率和加工质量，一般在光整加工前进行精磨。（5）对表面粗糙度要求高而尺寸精度要求不高的外圆，可采用滚压和抛光。外圆表面加工方法的选择数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 外圆表面加工方法的选择图4-18不同精度外圆表面加工方案数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 内孔表面加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔和内孔表面加工方法有钻孔、扩

21、孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔和光整加工。光整加工。图4-19所示为常用的孔加工方案，应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体生产条件、批量的大小及毛坯上有无预制孔等情况合理选用。 1）加工精度为IT9级的孔，当孔径小于10mm时，可采用钻-铰方案；当孔径小于30mm时，可采用钻-扩方案；当孔径大于30mm时，可采用钻-镗方案。工件材料为淬火钢以外的各种金属。2）加工精度为IT8级的孔，当孔径小于20mm时，可采用钻-铰方案；当孔径大于20mm时，可采用钻-扩-铰方案，此方案适用于加工淬火钢以外的各种金属，但孔径应在2080mm之间，此外也可采用最终工序为精镗或拉削的方案。淬火钢可采用磨削加工。内孔表

22、面加工方法的选择数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 内孔表面加工方法的选择3）加工精度为IT7级的孔，当孔径小于12mm时，可采用钻-粗铰-精铰方案；当孔径在1260mm范围时，可采用钻-扩-粗铰-精铰方案或钻-扩-拉方案。若毛坯上已铸出或锻出孔，可采用粗镗-半精镗-精镗方案或粗镗-半精镗-磨孔方案。最终工序为铰孔的方案适用于未淬火钢或铸铁，对于有色金属铰出孔表面粗糙度较大，常用精细镗孔代替铰孔；最终工序为拉孔的方案适用于大批大量生产，工件材料为未淬火钢、铸铁和有色金属；最终工序为磨孔的方案适用于加工除硬度低、韧性大的

23、有色金属以外的淬火钢、未淬火钢及铸铁。4）加工精度为IT6级的孔，最终工序采用手铰、精细镗、研磨或珩磨等均能达到要求，视具体情况选择。韧性较大的有色金属不宜采用珩磨，可采用研磨或精细镗。研磨对大小直径孔均适用，而珩磨只适用于大直径孔的加工。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 内孔表面加工方法的选择图4-19不同精度内孔表面加工方案数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 平面加工方法的选择平面的主要加工方法有铣削、刨削、车削、磨削和拉平面的主要加工方

24、法有铣削、刨削、车削、磨削和拉削等，精度要求高的平面还需经过研磨或刮削加工。削等，精度要求高的平面还需经过研磨或刮削加工。常见平面加工方案如图4-20所示，其中尺寸公差等级是指平行平面之间距离尺寸公差的等级。（1）最终工序为刮研的加工方案多用于单件小批生产中配合表面要求高且非淬硬平面的加工。当批量较大时，可用宽刀细刨代替刮研，宽刃细刨特别适合于加工像导轨面这样的狭长平面，能显著提高生产率。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 平面加工方法的选择2）磨削适用于直线度及表面粗糙度要求较高的淬硬工件和薄片工件、未淬硬钢件上面积

25、较大的平面的精加工，但不宜加工塑性较大的有色金属。3）车削主要用于回转零件端面的加工，以保证端面与回转轴线的垂直度要求。4）拉削主要用于大批大量生产中的加工质量要求较高且面积较小的平面。5）最终工序为研磨的方案适用于精度高、表面粗糙度要求较高且面积较小的平面，如量规等精密量具的表面。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 平面加工方法的选择图4-20平面加工方案数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择 1）平面轮廓常用的

26、加工方法有数控铣、线切割及磨削等。对如图4-21(a)所示的内平面轮廓，当曲率半径较小时，可采用数控线切割的方法加工。若选择铣削的方法，因铣刀直径受最小曲率半径的限制，直径太小，刚性不足，会产生较大的加工误差。对图4-21(b)所示的外平面轮廓，可采用数控铣削方法加工，常用粗铣-精铣方案 ，也可采用数控线切割的方法加工。对精度及表面粗糙度要求较高的轮廓表面，在数控铣削加工之后，再进行数控磨削加工。数控铣削加工适用于除淬火钢以外的各种金属，数控磨削加工适用于除有色金属以外的各种金属。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 平

27、面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择图4-21平面轮廓类零件(a)内平面轮廓 (b)外平面轮廓 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择 2）立体曲面加工方法主要是数控铣削，多用球头铣刀，以“行切法”加工，如图4-22所示。根据曲面形状、刀具以及精度要求等通常采用二轴半联动或三轴半联动。对精度和表面粗糙度要求高的曲面，当用三轴联动“行切法”加工不能满足要求时，可用模具铣刀，选择四坐标或五坐标联动加工。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方

28、法及加工方案 平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择图4-22 立体曲面的行切法示意数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程工件表面的加工方法及加工方案工件表面的加工方法及加工方案 表面加工方法的选择，除了考虑加工质量、零件的结构形状和尺寸、零件的材料和硬度以及生产类型外，还要考虑加工的经济性。 各种表面加工方法所能达到的精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围。当精度达到一定程度后，要继续提高精度，成本价格会急剧上长。例如车削外圆，将精度从IT7级提高到IT6级，此时需要价格较高的金刚石车刀，很小的背吃刀量和进给量，增加了刀具费用，延长了加工时间，大大的增加了加工成本。对于同一表面，采用

29、的加工方法不同，加工成本也不一样。例如，公差为IT7级，表面粗糙度Ra0.4um的外圆表面，采用精车就不如采用精车经济。 任何一种加工方法获得的精度只在一定范围内才是经济的，这种一定范围内的加工精度即为该加工方法的经济精度，它是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准等级的工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度，相应的表面粗糙度称为经济粗糙度。在选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 机械加工精度是指零件加工后实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想

30、几何参数的符合程度。 零件的加工精度包括三个方面的内容：尺寸精度、形状精度和位置精度。这三者之间是有关系的。通常形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差也应限制在尺寸公差之内。当尺寸精度要求较高时，相应的位置精度、形状精度也要求高。但形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度有时不一定高，这要根据零件的功能要求来决定。 一般情况下，零件的加工精度越高则加工成本相对越高，生产率则相对越低。因此设计人员应根据零件的使用要求，合理的规定零件的加工精度。工艺人员则应根据设计要求、生产条件等采取适当的工艺方法，以保证加工误差不超过允许范围，并在此前提下尽量提高生产率和降低成本。加工精度数控加工工艺基础数

31、控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 机械加工精度是指零件加工后实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。 零件的加工精度包括三个方面的内容：尺寸精度、形状精度和位置精度。这三者之间是有关系的。通常形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差也应限制在尺寸公差之内。当尺寸精度要求较高时，相应的位置精度、形状精度也要求高。但形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度有时不一定高，这要根据零件的功能要求来决定。 一般情况下，零件的加工精度越高则加工成本相对越高，生产率则相对越低。因此设计人员应根据零件的使用要求，合理的规定零件的加工精度。工艺

32、人员则应根据设计要求、生产条件等采取适当的工艺方法，以保证加工误差不超过允许范围，并在此前提下尽量提高生产率和降低成本。加工精度数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 机械加工精度是指零件加工后实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。 零件的加工精度包括三个方面的内容：尺寸精度、形状精度和位置精度。这三者之间是有关系的。通常形状公差应限制在位置公差之内，而位置误差也应限制在尺寸公差之内。当尺寸精度要求较高时，相应的位置精度、形状精度也要求高。但形状精度要求高时，相应的位置精度和尺寸精度有时不一定高，这要根据零件的功能

33、要求来决定。 一般情况下，零件的加工精度越高则加工成本相对越高，生产率则相对越低。因此设计人员应根据零件的使用要求，合理的规定零件的加工精度。工艺人员则应根据设计要求、生产条件等采取适当的工艺方法，以保证加工误差不超过允许范围，并在此前提下尽量提高生产率和降低成本。加工精度数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 原理误差 由于采用了近似的成形运动或近似的刀刃轮廓而产生的误差。 调整误差 调整的作用主要使刀具与工件之间达到正确的相对位置。调整不准确就会产生相应误差。 装夹误差 为定位误差和夹紧误差之和。 测量误差 与量具、量仪的测量原理、制造精度、

34、测量条件（温度、湿度、清洁度、振动、测量力等）及测量技术水平等有关的误差。 夹具的制造误差与磨损 系指夹具上的定位元件、导向元件、分度机构、夹具体等的加工误差，夹具装配后以上各种元件工作面的相对尺寸、位置误差，以及夹具在使用过程中工作面的磨损。加工精度数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 刀具的制造误差与磨损 定尺寸刀具（如钻头、铰刀、键槽铣刀、镗刀块及圆拉刀等）的尺寸精度直接影响工件的加工精度；成形刀具（成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）的形状误差、安装误差直接影响工件的形状精度。 机床的制造、安装误差及磨损 机床主轴回转误差、导轨导向误差、内

35、联系传动链的传动误差以及主轴导轨间的位置关系误差。 工艺系统受力变形 切削加工时，由机床、刀具、夹具和工件组成的工艺系统，切削力、夹紧力以及重力等的作用下，将产生相应的变形，使刀具和工件在静态下调整好相互位置，以及切削成形运动所需要的正确几何关系发生变化，而造成的加工误差。加工精度数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 各种加工方法（车、铣、磨、钻、镗、铰等）所能达到的加工精度和表面粗糙度是有一定范围的。所谓加工经济精度是指在正常加工条件下（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和表面粗糙度。 各

36、种加工方法能达到的尺寸经济精度可参看有关的工艺手册。加工经济精度数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 机械加工表面质量对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能经及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机械零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。 加工表面质量应包括：已加工表面的几何形状特征，主要指已加工表面的粗糙度、波度和纹理方向；已加工表面层的物理品质，主要包括表面层的加工硬化程度及冷硬层深度、表面层残余应力的性质、大小及分布状况，加工表面层的金相组织变化。加工表面质量数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精

37、品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 1）表面粗糙度切削加工表面粗糙度形成原因 几何因素 主要决定于残留面积高度。 物理因素 主要是积屑瘤、鳞刺、金属材料的塑性变形，以及工艺系统的振动。加工表面质量数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 降低切削加工表面粗糙度的措施降低切削加工表面粗糙度的措施 刀具方面 增大刀刃圆弧半径，减小主偏角及副偏角；使用长度比进给量稍大一些的修光刃（=0），提高刀具刃磨质量，减小刀具前、后刀面的粗糙度值；采用较大前角加工塑性大的材料；限制副刀刃上的磨损量；选用细粒的硬质合金作刀具材料，用陶瓷或碳化钛基硬质合金切削碳素工

38、具钢，用金刚石或陶瓷刀具加工有色金属，高速钢刀具采用TiC涂层等。 工件方面 切削低碳钢、低合金钢时，对工件进行调质处理；加工中碳钢及中碳合金钢，若采用较高的切削速度，工件应为珠光体组织，若采用较低的切削速度，工件应为片状珠光体或细晶粒的铁素体组织；易切削钢中应含有硫、铅等元素；灰铸铁中石墨的颗粒尺寸要小。 切削条件方面 以较高的切削速度切削塑性材料，减小进给量；采用高效切削液；提高机床运动速度；增强工艺系统刚度。加工表面质量数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 2）表面层的物理品质机械加工后，工件已加工表面层金属的硬度常常高于基体材料的硬度，

39、这一现象称为加工硬化。通常用硬化层深度Hd和硬化程度N，一般Hd可以达到几十到几百微米， N可达到120%200%。切削过程中，由于切削力的作用，工件表层金属产生了很大的塑性变形，使金属的晶格扭曲、晶粒拉长，并阻碍金属的进一步变形，使材料强化，硬度提高；同时，切削温度将引起相变，已加工表面的硬度的变化就是这种强化、弱化和相变作用的结果。加工表面质量%10000HHHN数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 3）影响加工硬化的因素刀具方面 刀具的前角越大，切削层金属的塑性变形越小，故硬化层深度越小，切削刃钝圆半径越大，已加工表面在形成过程中受挤压的

40、程度越大，加工硬化也越大，随着刀具后刀面磨损量的增加，后刀面与已加工表面的磨擦随之增大，从而加工硬化程度亦增大。工件方面 工件材料的塑性越大，强化指数越大，熔点越高，则硬化越严重。对于低碳结构钢，含碳量越少，则塑性越大，硬化越严重；有色金属由于熔点较低，容易弱化，硬化程度比钢小得多。切削条件方面 通常表现出加工硬化是随着切削速度的增加工而减小，到较高的切削速度后，又随着切削速度的增加而增加。增加进给量，将使切削力及塑性变形区范围增大，硬化程度随之增加。而切削深度改变时，对硬化层深度的影响则不显著；采用有效的冷却方式和冷却液也可以使加工硬化层深度减小。加工表面质量数控加工工艺基础数控加工工艺基础

41、 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 4）金属的残余应力机械应力引起的塑性变形 切削过程中，刀刃前方的工件材料受到前刀面的挤压，将成为已加工表面层的金属沿切削方向产生压缩塑性变形，该压缩塑性变形由于受到里层已变形金属的牵制，故形成残余拉应力。另外，刀具的后刀面与已加工表面产生很大的挤压和摩擦，使表层金属产生拉伸塑性变形，刀具离开后，在里层金属的作用下，表层金属产生残余压应力。热应力引起的表层金属的压缩塑性变形，将使表层金属产生残余拉应力。相变引起的体积变化 切削时，若表层温度大于相变温度，则表层金属组织可能发生相变。如果金相组织的变化引起表层金属的比体积增大，则表层金属将产生

42、残余压应力。如果金相组织的变化引起表层金属的比体积减小，则表层金属产生残余拉应力。加工表面质量数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 1）切削振动的类型及特征 强迫振动 由于外界周期性干挠力（工艺系统、内部或外部振源）所激发的振动。强迫振动的频率与外界周期性干挠力的频率相同，或是它的整数倍。强迫振动的振幅与干挠力的振幅、工艺系统的刚度及阻尼的大小有关。在干扰力频率不变的情况下，干扰力幅值越大、工艺系统的刚度及阻尼越小，强迫振动振幅越大。干扰力频率与工艺系统某一固有频率的比值等于或接近于1时，系统将产生共振，振幅达到最大值。干挠力消除，强迫振动停止

43、。机械加工中的振动数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 自激振动（颤振） 机械加工过程中，在没有周期性力作用下，由系统内部激发而产生的周期性振动。自激振动的频率等于或接近于系统的固有频率。自激振动能否产生及振幅的大小，决定于每一振动周期内系统所获得能量与系统阻尼消耗能量的对比情况。对于维持自激振动的干扰力是由振动（切削）过程本身激发的，故振动一旦中止，干扰力及能量补充过程立即消失。机械加工中的振动数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程机械加工质量控制机械加工质量控制 2）机械加工振动的防治 消除或减弱产生强迫振动的条件 减少干扰

44、力的幅值，改变振源或系统固有频率；采取隔振措施。 消除或减弱产生自激振动的条件 减小重叠系统；减小切削刚度；增加切削阻尼；改善工艺系统的动态特性，提高工艺系统的稳定性。机械加工中的振动数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 数控加工工艺规程 用工艺文件规定的数控加工工艺过程，称为数控加工工艺规程。机械加工工艺规程的详细程度与生产类型有关，不同的生产类型由产品的生产纲领及年产量来区别。定义数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 数控加工工艺规程 生产的计划、调度，工人的操作、质量检查等都是以机

45、械加工工艺规程为依据，一切生产人员都不得随意违反机械加工工艺规程。 生产准备工作（包括技术准备工作）离不开机械加工工艺、规程。在产品投入生产以前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究，刀具、夹具、量具的设计、制造或采购，原材料、毛坯件的制造或采购，设备改装或新设备的购置或订做等。这些工作都必须根据机械加工工艺规程来展开，否则，生产将陷入盲目和混乱。 除单件小批生产以外，在中批或大批大量生产中要新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积和工人的数量等。作用数控加工工艺基础数控

46、加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 数控加工工艺规程u机械加工工艺过程卡片u机械加工工序卡片u标准零件或典型零件工艺过程卡片u单轴自动车床调整卡片u多轴自动车床调整卡片u机械加工工序操作指导卡片u检验卡片 工艺规程的类型数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 数控加工工艺规程工艺过程卡简要说明零件机械加工过程以工序为单位的一种工艺文件，主要用于单件小批量生产和中批生产的零件，大批大量生产可酌情自定数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 数控加工工艺规程机械

47、加工工序卡在工艺过程卡片的基础上，进一步按每道工序所编制的一种工艺文件数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 数控加工工艺规程制定工艺规程的原则 制定工艺规程的基本要求是，在保证产品质量的前提下，尽量提高生产率和降低成本。同时，还应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验，并保证良好的劳动条件。由于工艺规程是直接指导生产和操作的重要技术文件，所以工艺规程还应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位、编号等都要符合相应标准。 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数

48、控加工工艺的制定 数控加工工艺规程制定工艺规程的原始资料国内外同类产品的有关工艺资料 现有生产条件和资料 产品验收的质量标准产品的生产纲领 产品的装配图样和零件图样 有关的工艺手册及图册 工艺规程的原始资料数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 制定工艺规程的步骤熟悉和分析制定工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析确定毛坯。包括选择毛坯类型及其制造方法。确定毛坯。包括选择毛坯类型及其制造方法。拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步确定各主要工序的技术要求及检验方法。确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及其公

49、差。确定各工序的切削用量和时间定额。进行技术经济分析，选择最佳方案。填写工艺文件数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性 .它包括零件的各个制造过程中的工艺性，有零件结构的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等工艺性。由此可见，零件结构工艺性涉及面很广，具有综合性，必须全面综合地分析。在制定机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性分析。概念零件结构工艺性分析数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定零件尺寸和公差

50、的标注零件的组成要素零件的整体结构两齿圈之间的轴向距离很小，因而小齿圈不能用滚齿加工，只能用插齿加工 零件结构工艺性分析内容数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定1、合理标注零件的尺寸、公差及表面粗糙度按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证；由定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差；由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸，避免尺寸换算；数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定按照加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证。齿轮轴零件的尺寸标注，长度方向尺寸分别标成120mm和100mm

51、，并标注总长尺寸370mm，则磨削端面A时，仅保证尺寸165mm；磨削端面B时，仅保证尺寸60mm，没有多尺寸同时保证问题，符合按照加工顺序标注尺寸，因而不必进行工艺尺寸链换算，不增加零件的加工难度，结构工艺性好。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定由定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差在多刀车床上加工阶梯轴时尺寸标注的实例。（a）所示阶梯轴以左端面为定位基准，紧靠在固定支承上，前顶尖轴向可以浮动。此时，零件上的轴向尺寸应以左端面为基准标注。若左端面距加工面较远，调整或测量不便时，可改用（b）所示以作为调整基准（即调整刀具位置的基

52、准）的某轴肩为基准标注轴向尺寸，并标注尺寸L，联结定位基准和调整基准（a）（b）所示的两种方式标注尺寸，可避免基准不重合误差。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定若零件上的轮廓要素是平面或圆柱面，则应从这些表面标注尺寸。如果轮廓要素由一些复杂的不规则表面组成，则孔是较好的基准，由孔的轴线为基准标注尺寸，可以避免尺寸换算，简化工艺装备，提高加工精度。由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸，避免尺寸换算数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定notice 零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙

53、度的标注，应根据零件的功能经济合理地决定。过高的要求会增加加工难度，过低的要求会影响工作性能，两者都是不允许的。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 零件要素是指组成零件的各加工面。零件要素的工艺性会直接影响零件的工艺性 各要素的形状应尽量简单，面积应尽量小，规格应尽量标准和统一。 能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面。 加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开。2、零件要素的工艺性数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定各要素的形状应尽量简单，面

54、积应尽量小，规格应尽量标准和统一数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定能采用普通设备和标准刀具进行加工，且刀具易进入、退出和顺利通过加工表面数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定加工面与非加工面应明显分开，加工面 之间也应明显分开数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定孔的位置不能距离太近数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定封闭平面有与刀具尺寸及形状相应的过渡面数控加工工艺基础数控加工工艺

55、基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定槽与沟的表面不应与其他加工面重合数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定3、零件整体的结构工艺性零件要有足够的刚性，便于采用高速和多刀切削。有加强肋的零件刚性好，便于高速切削，从而提高生产率。省材料，减轻质量。当以C面定位加工A面时，零件上为满足工艺的需要而在其上增设工艺凸台B，就是便于装夹的辅助基准。 A：加工面 B：工艺凸台 C：定位面车床小刀架的工艺凸台 example数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定3、零件整体的结构工

56、艺性example （a）无加强肋（b）有加强肋 增设加强肋以提高零件的刚性 b的零件有加强肋，a的零件无加强肋，显然有加强肋的零件刚性好，便于高速切削，从而提高生产率。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定4、零件的技术要求分析加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；各加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其他要求；热处理要求及其他要求（如动平衡等）。 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 在制定工艺规程时，正确地选择毛坯有重大的技术经济意义。毛坯种类的选

57、择不仅影响着毛坯的制造工艺、设备及制造费用，而且对零件机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也有很大的影响。零件毛坯的选择数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定毛坯种类毛坯铸件锻件型材焊接件自由锻造锻件模锻件热轧冷拉数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定毛坯选择原则生产纲领大小 零件的结构形状与外形尺寸零件材料的工艺性及零件对材料组织和性能的要求 现有生产条件 毛坯的选择原则毛坯的选择原则数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定毛坯形状和

58、尺寸的确定 现代机械制造的发展趋势之一，是通过毛坯精化使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，减少机械 加工的劳动量，力求实现少、无切屑加工。但是，由于现有毛坯制造工艺技术的限制，加之产品零件的精度和表面质量的要求又越来越高，所以毛坯上某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工来达到零件的质量要求。 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定毛坯形状和尺寸的确定 现代机械制造的发展趋势之一，是通过毛坯精化使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，减少机械 加工的劳动量，力求实现少、无切屑加工。但是，由于现有毛坯制造工艺技术的限制，加之产品零件的精度和表面

59、质量的要求又越来越高，所以毛坯上某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通过机械加工来达到零件的质量要求。 毛坯制造尺寸和零件尺寸的差值称为毛坯加工余量毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定毛坯形状和尺寸应注意的几个问题为使加工时工件安装稳定，有些铸件毛坯需要铸出工艺搭子. 在机械加工中，有时会遇到象磨床主轴部件中的三块瓦轴承，平衡砂轮用的平衡块以及车床走刀系统中的开合螺母外壳等零件。为了提高零件机械加工的生产率，对一些需经锻造的小零件，可以将若干零件先合锻成一件毛坯，经平面和两侧的斜面加工后再切割分离成单个零件。为

60、了提高生产率和在加工过程中便于装夹，对一些垫圈类零件，也应将多件合成一个毛坯 数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定example 滑键的零件图及毛坯图 需经锻造的小零件，可以将若干零件先合锻成一件毛坯，经平面和两侧的斜面加工后再切割分离成单个零件。显然，在确定毛坯的长度L时，应考虑切割零件所用锯片铣刀的厚度B和切割的零件数n。数控加工工艺基础数控加工工艺基础 数控加工工艺精品课程数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定工艺路线的拟定首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削规范和工时定额等。 步骤数控