《机械制造工艺与装备》第二版 课件 项目四 连接套

1jixiezhizhaogongyi机械制造工艺项目四连接套

2项目四

连接套34.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.744.1.1套筒类零件的结构特点（a）滑动轴承（b）滑动轴承（c）钻套(d）轴承衬套图4.1-1套筒类零件的结构形式（e）气缸套（f）液压缸

壁薄，易变形；结构简单；外圆直径一般小于零件的长度54.1.2套筒类零件的材料与毛坯一般：棒料、锻件、铸件d＜20mm：棒料、无缝管较长较大：无缝管、带孔的铸锻件油缸：35焊接缸头、耳轴、法兰盘等；不需焊时用45钢

一般：钢、铸铁、青铜或黄铜等材料滑动轴承：双金属结构强度和硬度要求较高：优质合金钢d＞20mm：带孔的铸铁、锻件或无鏠钢管d≤20mm：实心铸铁或热轧、冷拉棒料大批量生产：冷挤压和粉末冶金材料毛坯64.1.3套筒类零件的主要技术要求

1．内孔的技术要求（1）尺寸精度内孔的直径公差等级一般为IT7，精密轴承套为IT6。气缸和液压缸由于与其相配的活塞上有密封圈，要求较低，通常为IT9。

（2）形状精度内孔的形状误差应控制在孔径公差以内，一些精密套筒控制在孔径公差的1/2~1/3，甚至更严。对于较长的套筒除了有圆度要求外，还应有孔的圆柱度要求。

（3）表面质量为了保证零件的功用和提高其耐磨性，孔的表面粗糙度要求为Ra2.5~0.16μm，某些精密套筒要求更高，可达Ra0.04μm。74.1.3套筒类零件的主要技术要求

2．外圆的技术要求（1）外径尺寸公差等级通常为IT7~IT6。（2）形状精度控制在外径公差以内。（3）表面粗糙度为Ra3.2~0.63μm3．各主要表面间的位置精度要求（1）内外圆之间的同轴度（2）孔中心线与端面的垂直度

84.1.3套筒类零件的主要技术要求

图4.1-2液压缸缸体94.1.4防止套筒产生变形的工艺措施1．减少夹紧力对变形的影响

（a）采用专用卡爪（b）采用弹性套图4.1-3套筒的径向夹紧方式（1）应使夹紧力分布均匀104.1.4防止套筒产生变形的工艺措施1．减少夹紧力对变形的影响

（1）应使夹紧力分布均匀114.1.4防止套筒产生变形的工艺措施1．减少夹紧力对变形的影响

（2）将径向夹紧改为轴向夹紧图4.1-4套筒的径向夹紧方式124.1.4防止套筒产生变形的工艺措施1．减少夹紧力对变形的影响

（3）使用胀力心轴134.1.4防止套筒产生变形的工艺措施2．减少切削力对变形的影响

（1）利用数控系统的循环功能，减小每次进刀的切削深度或切削速度减小切削力;（2）增大刀具主偏角，减少径向切削力;（3）采用内外圆同时加工，使径向切削分力抵消。144.1.4防止套筒产生变形的工艺措施3．减少切削热对变形的影响（1）减少切削热的产生：合理选择刀具几何角度(↑γ，↓α)和切削用量（2）加快切削热的传散：使用切削液（3）采用弹性顶尖：使工件因受热后在轴向有自由延伸的可能154.1.4防止套筒产生变形的工艺措施4．减小热处理变形的影响粗精加工分开，将热处理工序安排在粗加工后、精加工前进行，并适当放大精加工余量，以便使热处理引起的变形在精加工中得到纠正164.1.5套筒类零件的机械加工工艺过程

加工方法的选择

1.方案一粗加工外圆粗、精加工内孔最终精加工外圆适用于：外圆表面是最重要表面

方案二粗加工内孔粗、精加工外圆最终精加工内孔适用于：内孔表面是最重要表面

174.1.5套筒类零件的机械加工工艺过程

保证套筒类零件表面位置精度的方法

2.图4.1-5一次装夹中加工工件（1）在一次装夹中完成内外表面及其端面的全部加工184.1.5套筒类零件的机械加工工艺过程

保证套筒类零件表面位置精度的方法

2.（2）主要表面的加工在几次装夹中完成

)小锥度心轴b)台阶心轴c)胀力心轴d)槽子做成三等分图4.1-6各种常用心轴194.1.5套筒类零件的机械加工工艺过程

保证套筒类零件表面位置精度的方法

2.204.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.7214.2孔加工

孔加工方式及用途

图4.2-1孔加工方式及用途224.2孔加工

孔加工方式及用途

图4.2-1孔加工方式及用途234.2孔加工孔加工方案

序号加工方案公差等级(IT)表面粗糙度(Ra/μm)适用范围1钻11~1212.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但表面粗糙度值稍高），孔径<20mm2钻-铰93.2~1.63钻-粗铰-精铰7~81.6~0.84钻-扩10~1112.5~6.3加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但表面粗糙度值稍高），孔径>20mm5钻-扩-铰8~93.2~1.66钻-扩-粗铰-精铰71.6~0.87钻-扩-机铰-手铰6~70.4~0.18钻-扩-拉7~91.6~0.1大批量生产中小零件的通孔244.2孔加工孔加工方案

序号加工方案公差等级(IT)表面粗糙度(Ra/μm)适用范围9粗镗(或扩孔)11~12

12.5~6.3

除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔

10粗镗(粗扩)-半精镗(精扩)8~9

3.2~1.6

11粗镗(粗扩)-半精镗(精扩)-精镗(铰)7~8

1.6~0.8

12粗镗(扩)-半精镗(精扩)-精镗-浮动镗刀块精镗

6~7

0.8~0.4

13粗镗(扩)-半精镗-磨孔7~80.8~0.2主要用于加工淬火钢，也可用于不淬火钢，但不宜用于非铁金属14粗镗(扩)-半精镗-粗磨-精磨6~70.2~0.1254.2孔加工孔加工方案

序号加工方案公差等级(IT)表面粗糙度(Ra/μm)适用范围15粗镗-半精镗-精镗-金刚镗

6~70.4~0.05主要用于精度要求较高的非铁金属加工16钻-（扩）-粗铰-精铰-垳磨；6~70.2~0.025精度要求很高的孔钻-（扩）-拉-垳磨；粗镗-半精镗-精镗-垳磨；17以研磨代替上述方案中的垳磨6以上18钻（或粗镗）-扩（半精镗）-精镗-金刚镗-脉冲滚挤6~70.1成批大量生产的非铁金属零件中的小孔，铸铁箱体上的孔264.2.1钻床和镗床1．钻床台式钻床

图4.2-2台钻结构图274.2.1钻床和镗床1．钻床立式钻床和摇臂钻床

图4.2-3立式钻床和摇臂钻床284.2.1钻床和镗床2．镗床卧式镗床

294.2.1钻床和镗床立式和卧式坐标镗床

图4.2-5坐标镗床2．镗床304.2.2孔加工工艺1．钻孔（1）在实体材料上加工孔的刀具中心钻图4.2-6中心钻类型314.2.2孔加工工艺1．钻孔（1）在实体材料上加工孔的刀具麻花钻图4.2-7麻花钻的组成324.2.2孔加工工艺1．钻孔（2）钻孔加工特点、方法特点在实体上：散热困难切削温度高排屑困难易振动钻头易磨损精度较低实体钻孔孔口平面孔加工中心上先打引正孔直径大精度高

小钻头较大钻头所需钻头深孔工进退出排屑冷却再工进再冷却再加工方法334.2.2孔加工工艺1．钻孔（3）选择钻削用量的原则

在保证表面粗糙度前提下，在工艺系统强度和刚度的承受范围内，尽量先选较大的进给量，然后考虑刀具耐用度、机床功率等因素选用较大的切削速度

344.2.2孔加工工艺1．钻孔（4）钻孔时的切削用量和切削液

钻孔时背吃刀量是钻头直径的一半孔的精度要求较高和粗糙度值要求较小时，应取较小的进给量；钻孔较深、钻头较长、刚度和强度较差时，也应取较小的进给量。当钻头的直径和进给量确定后，钻削速度应按钻头的寿命选取合理的数值，孔深较大时，钻削条件差，应取较小的切削速度354.2.2孔加工工艺1．钻孔（4）钻孔时的切削用量和切削液

加切削液的目的：以冷却为主

高强度材料：在切削液中增加硫、二硫化钼等成分，如硫化切削油

塑性、韧性较大：要求加强润滑作用，在切削液中可加入适当的动物油和矿物油

精度要求较高和表面粗糙度值要求很小：选用主要起润滑作用的切削液切削液364.2.2孔加工工艺2.扩孔（1）用麻花钻扩孔（2）用扩孔钻扩孔图4.2-8扩孔钻用扩孔工具(如扩孔钻)扩大工件铸造孔和预钻孔孔径的加工方法称为扩孔。

扩孔前的钻孔直径为所扩孔径的50％～70％扩孔时的切削速度约为钻孔的1／2进给量为钻孔的1.5～2倍。扩孔的余量一般为孔径的1／8左右，对于小于φ25mm的孔，扩孔余量为1～3mm、较大的孔为3～9mm。扩孔时的进给量大小主要受表面质量要求限制，切削速度受刀具耐用度的限制。374.2.2孔加工工艺3.锪孔图4.2-9锪钻的加工加工各种沉头孔和锪平孔口端面锪钻384.2.2孔加工工艺3.锪孔注意事项1）尽量选用较短的钻头来改磨锪钻，并注意修磨前面，减小前角，以防止扎刀和振动。还应选用较小后角，防止多角形。2）锪钢件时，因切削热量大，应在导柱和切削表面加切削液。3）精锪时，往往用较小的主轴的转速来锪孔，以减少振动而获得光滑表面。394.铰孔4.2.2孔加工工艺铰刀图4.2-10铰刀结构图4.2-10铰刀结构半精加工和精加工加工精度可达IT6～IT8级粗糙度可达Ra1.6～0.4

m404.铰孔4.2.2孔加工工艺铰刀图4.2-11手用铰刀图4.2-12机用铰刀414.铰孔4.2.2孔加工工艺铰孔方法1）铰孔前对已钻出或铸、锻的毛孔要进行预加工——车孔或扩孔高速钢铰刀时，留余量为0.08～0.12mm；硬质合金铰刀时，留余量为0.15～0.20mm。2）铰刀尺寸的选择铰刀的基本尺寸和孔的基本尺寸相同，只需确定铰刀的公差3）铰孔时的切削用量一般推荐＜5m/min。铰钢件时，=0.2～1.0mm/r，铰铸铁或有色金属时，进给量还可以再大一些。背吃刀量是铰孔余量的一半。424.铰孔4.2.2孔加工工艺冷却、润滑在不加切削液或加水溶性切削液时，铰出来的孔径略有些扩大，不加切削液时，扩大量最大。用水溶性切削液（乳化液）时，铰出来的孔径比铰刀的实际直径略小。用水溶性切削液可以得到最好的表面粗糙度，油类次之，不用切削液时最差。434.铰孔4.2.2孔加工工艺冷却、润滑在不加切削液或加水溶性切削液时，铰出来的孔径略有些扩大，不加切削液时，扩大量最大。用水溶性切削液（乳化液）时，铰出来的孔径比铰刀的实际直径略小。用水溶性切削液可以得到最好的表面粗糙度，油类次之，不用切削液时最差。444.铰孔4.2.2孔加工工艺注意事项尽可能用浮动安装的铰刀铰孔。铰孔结束后，最好从孔的另一端取出铰刀。455.镗孔4.2.2孔加工工艺①单刃镗刀

②双刃镗刀

图4.2-13微调镗刀图4.2-14双刃镗刀结构简单，制造方便，通用性广。有调整装置

两端都有切削刃，由高速钢或镶焊硬质合金做成的可调刀块

466.车孔4.2.2孔加工工艺a)通孔车刀b)不通孔车刀图4.2-15内孔车刀内孔车刀476.车孔4.2.2孔加工工艺车孔的关键技术

车孔的关键技术是解决内孔车刀的刚性和排屑问题。尽量增加刀杆的截面积刀杆的伸出长度尽可能缩短内孔车刀的后面一般磨成两个后角的形式通孔的内孔车刀最好磨成正刃倾角486.车孔4.2.2孔加工工艺车削内孔时常见的问题

问题产生原因预防方法内孔不圆1主轴承间隙过大2加工余量不均，没有分粗、精车3薄壁零件夹紧变形1修理机床2分粗、精车3改变装夹方法内孔有锥度1刀具磨损2主轴轴线歪斜3工件没有校正4刀杆刚性差，产生让刀5刀尖轨迹和主轴轴线不平行6刀杆过粗和工件内壁相碰1提高刀具寿命2校正导轨和主轴轴线平行3仔细找正工件4选用较粗的刀杆5大修机床导轨6把刀杆选小内孔不光1切削用量不当2车刀磨损3刀具振动4车刀几何角度不合理5刀尖低于工件中心1重选切削用量2重磨车刀3加粗刀杆，降低切削速度4合理选择车刀角度5刀尖高于工件中心安装497.内沟槽车削方法4.2.2孔加工工艺车内沟槽的方法和车削内孔相同，只是车内沟槽时的工作条件比车削内孔时更困难，主要表现在以下几个方面：1）刀杆直径或刀体直径尺寸比车削内孔时所用的尺寸要小，刚性更差，切削刃更长。2）排屑更困难。车内沟槽的切削用量要比车削内孔时所用的低一些。504.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.7514.3.1刀具磨损形式

后面磨损2前面磨损31边界磨损33524.3.2刀具磨损的原因1硬质点磨损2黏结磨损3扩散磨损

4化学磨损

534.3.3刀具磨损的过程及磨钝标准

1刀具磨损过程

初期磨损阶段（OA段）：在开始切削，磨损较快正常磨损阶段（AB段）：接触面积增大，压力减小,磨损量随时间的增加而均匀增长

急剧磨损阶段（BC段）：切削刃变钝，切削力增大，切削温度升高，刀具强度、硬度降低，磨损急剧加速。544.3.3刀具磨损的过程及磨钝标准

2刀具的磨钝标准磨钝标准：使用刀具时，在刀具产生急剧磨损前必须重磨或更换新切削刃。这时刀具的磨损量称为磨钝标准或磨损限度后刀面均匀磨损区平均磨损量VB值所允许达到的最大值作为刀具的磨钝标准精加工VB定得较小。粗加工时，VB定得较大。554.3.4刀具耐用度1．刀具耐用度的概念

刀具一次刃磨后从开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的实际切削时间称为刀具耐用度，用T表示，单位为min。2．刀具耐用度方程

式中：CT

——与工件材料、刀具材料和其他条件有关的系数m、n、p——分别表示切削用量对耐用度T影响程度的指数。、、、

563．刀具耐用度合理数值的确定4.3.4刀具耐用度一二根据加工一个零件花费时间最少的观点来制订刀具的耐用度，称为最低成本耐用度（当生产任务紧急或生产中出现不平衡环节时选用）根据加工一个零件的成本最低的观点来制订刀具耐用度，称为最低成本耐用度。（生产中常采用）574.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.7584.4.1尺寸链及尺寸链计算公式1．尺寸链的定义

在工件加工和机器装配过程中，由相互联系的尺寸，按一定顺序排列成的封闭尺寸组，称为尺寸链。

图4.4-1尺寸链示例594.4.1尺寸链及尺寸链计算公式2．尺寸链的组成图4.4-1尺寸链示例（1）封闭环

在加工过程中间接获得的尺寸

（2）组成环

在加工过程中直接获得的尺寸

A0

A1、A2

①增环：在尺寸链中，自身增大或减小，会使封闭环随之增大或减小的组成的环，称为增环。增环在字母上面用箭头→表示。②减环：在尺寸链中，自身增大或减小，会使封闭环反而随之减小或增大的组成环，称为减环。减环在字母上面用箭头←表示。604.4.1尺寸链及尺寸链计算公式A0A1A4A3A2A1A2A0（a）线型尺寸链

（b）平面尺寸链（1）按尺寸链在空间分布的位置关系分类3．尺寸链的分类线性尺寸链尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平等。.平面尺寸链尺寸链中各环位于同一平面或彼此平等的平面内，各环之间可以不平行。空间尺寸链尺寸链中各环不在同一或彼此平等的平面内。614.4.1尺寸链及尺寸链计算公式（2）按尺寸链的应用范围分类3．尺寸链的分类工艺尺寸链：在加工过程中，工作上各相关的工艺尺寸所组成的尺寸链装配尺寸链：在机器设计和装配过程中，各相关的零部件相互联系的尺寸所组成的尺寸链624.4.1尺寸链及尺寸链计算公式（3）按尺寸链各环的几何特征分类3．尺寸链的分类长度尺寸链：尺寸链中各环均为长度量角度尺寸链：尺寸链中各环均为角度量传递系数ξi：传递系数表示组成环对封闭环影响大小的系统，即组成环在封闭环上引起的变动量与组成环本身变动量之比。对直线链而言，增环的ξi=1，减环的ξi=-1。634.4.1尺寸链及尺寸链计算公式4．尺寸链的计算正计算已知组成环求封闭环称为正计算

反计算中间计算已经封闭环求各组成环称为反计算

已知封闭环及部分组成环，求其余的一个或几个组成环，称为中间计算类型644.4.1尺寸链及尺寸链计算公式4．尺寸链的计算极值法从尺寸各环均处于极值条件来解封闭环尺寸与组成环尺寸之间的关系

方法统计法运用概率论理论来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间的关系654.4.1尺寸链及尺寸链计算公式5、极限法解尺寸链的计算公式

公称尺寸（A）上极限偏差（ES）下极限偏差（EI）上极限尺寸（Amax）下极限尺寸（Amin）公称尺寸（A）中间偏差（Δ）公差（T）图4.4-4公称尺寸、极限偏差、公差与中间偏差664.4.1尺寸链及尺寸链计算公式5、极限法解尺寸链的计算公式

（1）封闭环公称尺寸

封闭环的公称尺寸A0等于所有增环公称尺寸（Ap）之和减去所有减环公称尺寸（Aq）之和

m—组成环数；k—增环数；

ξi—第i组成环的尺寸传递系数,对直线尺寸链而言,增环的ξi＝1,减环的ξi＝－1A1A2A0674.4.1尺寸链及尺寸链计算公式5、极限法解尺寸链的计算公式

（2）环的极限尺寸

Amax＝A＋ES

Amin＝A－EI

（3）环的极限偏差

ES=Amax－AEI=A－Amin

（4）封闭环的中间偏差

——第i组成环的中间偏差。

结论：封闭环的中间偏差等于所有增环中间偏差之和减去所有减环中间偏差之和

A1A2A0684.4.1尺寸链及尺寸链计算公式5、极限法解尺寸链的计算公式

（5）封闭环公差

结论：封闭环的上极限尺寸等于所有增环的上极限尺寸之和减去所有减环的下极限尺寸之和

A1A2A0结论：封闭环的下极限尺寸等于所有增环的下极限尺寸之和减去所有减环的上极限尺寸之和结论：封闭环公差等于所有组成环公差之和（6）组成环中间偏差

Δi=（ESi+EIi）/2（7）封闭环极限尺寸694.4.1尺寸链及尺寸链计算公式5、极限法解尺寸链的计算公式

（8）封闭环极限偏差A1A2A0结论：封闭环的上极限偏差等于所有增环的上极限偏差之和减去所有减环的下极限偏差之和结论：封闭环的下极限偏差等于所有增环的下极限偏差之和减去所有减环的上极限偏差之和704.4.1尺寸链及尺寸链计算公式6、竖式计算法口诀A1A2A0封闭环和增环的公称尺寸和上下极限偏差照抄减环公称尺寸变号减环上下极限偏差对调且变号竖式计算法可用来验算极值法解尺寸链的正确与否714.4.1尺寸链及尺寸链计算公式7、统计法（概率法）解直线尺寸链基本计算公式

A1A2A0封闭环中间偏差封闭环公差统计法（概率法）的近似计算724.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-1如图4.4-5所示，先平端面A，以A为基准，车外圆φ30至C面，保证尺寸A1，然后以A为基准车外圆φ25到B面，得到尺寸A2，要求保证B面至C面的尺寸A0。试求工序尺寸A2

定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算1图4.4-5定位基准与设计基准不重合(a)(b)解：（1）根据题意画工艺尺寸链图4.4-5b所示（2）确定封闭环和组成环

A0为封闭环A1、A2为组成环A1为增环A2为减环（3）根据工艺尺寸链的基本计算公式进行计算：因为A0=A1-A2

所以A2=A1-A0=90mm-45mm=45mmES0=ESp1–EIq2

所以EIq2=ESp1–ES0=0mm-0.15mm=-0.15mmEI0=EIp1–ESq2

所以ESq2=EIp1–EI0=-0.1mm-0mm=-0.1mm

734.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-2一批如图4.4-6所示的轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现需在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸及26±0.2。求采用调整法加工时的控制尺寸H、A及其极限偏差，并画出尺寸链图。

解：（1）根据题意画工艺尺寸链图4.4-6b、c和d所示（2）确定封闭环和组成环图c中，A0为封闭环

A1、A2、A3为组成环A1为增环，A2、A3为减环图b中，A11、A为组成环，A11为增环，A为减环设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算2图4.4-6设计基准与测量基准不重合744.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-2一批如图4.4-6所示的轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现需在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸及26±0.2。求采用调整法加工时的控制尺寸H、A及其极限偏差，并画出尺寸链图。

解：（3）根据工艺尺寸链的基本计算公式进行计算：图c中，因为A0=A1-A2-A3=50mm-10mm-20=20mmES0=ESp1–EIq2–EIq3=0mm-0mm-0.1mm=-0.1mmEI0=EIp1–ESq2–ESq3

=-0.1mm-0.05mm-0.1mm=-0.25mm设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算2图4.4-6设计基准与测量基准不重合754.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-2一批如图4.4-6所示的轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现需在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸及26±0.2。求采用调整法加工时的控制尺寸H、A及其极限偏差，并画出尺寸链图。

解：图b中，因为A0=A11-A所以A=A11-A0=26mm-20mm=6mmES0=ESp11–EIq

所以EIq=ESp11–ES0=0.2mm-（-0.1）mm=0.3mmEI0=EIp1–ESq

所以ESq=EIp1–EI0=-0.2mm-（-0.25mm）=0.05mm设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算2图4.4-6设计基准与测量基准不重合764.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-2一批如图4.4-6所示的轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现需在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸及26±0.2。求采用调整法加工时的控制尺寸H、A及其极限偏差，并画出尺寸链图。

解：图d中，因为A02=H-A22

所以H=A22+A02=20mm+5mm=25mmES02=ESH–EI22

所以ESH=ES02+EI22=0mm+（-0.02）mm=-0.02mmEI02=EIH–ES22

所以EIH=ES22+EI02=0mm+（-0.06mm）=-0.06mm设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算2图4.4-6设计基准与测量基准不重合774.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-2如图4.4-7所示的轴套零件，其外圆、内孔及端面均已加工。试求：①当以A面定位钻φ10mm孔时的工序尺寸A1及其极限偏差（要求画出尺寸链图）；②当以B面定位钻φ10mm孔时的工序尺寸A1及其极限偏差。

解：（1）以A面定位钻φ10mm孔时的工序尺寸A1及其极限偏差根据题意可画出工序尺寸图如图4.4-7b所示。A0=25±0.1mm为封闭环A2=mm为增环，A1为减环。A0=A2-A125mm=50mm－A1

A1=50mm-25mm=25mmES0=ESp–EIq

EIq=ESp–ES0=0mm–0.1mm=–0.1mmEI0=EIp–ESq

ESq=EIp–EI0=–0.05mm–(–0.1)mm=0.05mm图4.4-7轴套零件的尺寸链

不同工艺基准的尺寸链计算3784.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-2如图4.4-7所示的轴套零件，其外圆、内孔及端面均已加工。试求：①当以A面定位钻φ10mm孔时的工序尺寸A1及其极限偏差（要求画出尺寸链图）；②当以B面定位钻φ10mm孔时的工序尺寸A1及其极限偏差。

解：（2）当以B面定位钻φ10mm孔时的工序尺寸A1及其极限偏差根据题意可画出工序尺寸图如图4.4-7c所示。A0=25±0.1mm为封闭环，A1

、A2=mm为增环，A3=mm为减环。A0=A1+A2–A3

25mm=A1+50mm－60mmA1=60mm－50mm+25mm=35mmES0=ESp–EIq0.1mm=ESA1+0mm–0.1mmESA1=0.1+0.1=0.2EI0=EIp–ESq

–0.1mm=EIA1–0.05mm–0mmEIA1=–0.1+0.05=–0.05mm图4.4-7轴套零件的尺寸链

不同工艺基准的尺寸链计算3794.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-3一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至mm，渗碳淬火，磨外圆至mm。试计算保证淬火层深度为0.7~1.0mm的渗碳工序的渗入深度。解：（1）按工序要求画工艺尺寸链图如图4.4-8b所示，其中尺寸A1是待求的渗入深度。（2）确定封闭环和组成环。由工艺要求可知，要保证的淬火层深度尺寸为封闭环，即尺寸链中的尺寸A0，其他尺寸均为组成环。用箭头法可确定出A1、A2为增环，A3为减环。（3）根据工艺尺寸链的基本计算公式进行计算。因为A0=A1+A2–A3所以A1=A0+A3–A2而A0=mm，A2=mm，A3=mm（按半径偏差标注）故A1=A0+A3–A2=1mm+10.3mm-10mm=1.3mm保证渗碳、渗氮层深度的工艺的尺寸链计算

4（a）（b）图4.4-8小轴零件的尺寸链804.4.2几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-3一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至mm，渗碳淬火，磨外圆至mm。试计算保证淬火层深度为0.7~1.0mm的渗碳工序的渗入深度。解：又ES0=ESp1+ESp2–EIq3

则ESp1=ES0–ESp2+EIq3

=0mm-0mm-0.02mm=-0.02mm

又EI0=EIp1+EIp2–ESq3

则EIp1=EI0–EIp2+ESq3=-0.3mm+0.01mm-0.02mm=-0.04mm所以得渗碳工序的渗入深度为保证渗碳、渗氮层深度的工艺的尺寸链计算

4（a）（b）图4.4-8小轴零件的尺寸链814.4.3几种工艺尺寸链的分析与计算

例1.2-3一批小轴其部分工艺过程为：车外圆至mm，渗碳淬火，磨外圆至mm。试计算保证淬火层深度为0.7~1.0mm的渗碳工序的渗入深度。解：又ES0=ESp1+ESp2–EIq3

则ESp1=ES0–ESp2+EIq3

=0mm-0mm-0.02mm=-0.02mm

又EI0=EIp1+EIp2–ESq3

则EIp1=EI0–EIp2+ESq3=-0.3mm+0.01mm-0.02mm=-0.04mm所以得渗碳工序的渗入深度为保证渗碳、渗氮层深度的工艺的尺寸链计算

4（a）（b）图4.4-8小轴零件的尺寸链824.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律

4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.7834.5.1切屑形成1．切屑的形成过程844.5.1切屑形成1．切屑的形成过程图4.5-1金属的挤压变形挤压滑移挤裂切离854.5.1切屑形成2．切屑的种类（a）带状切屑b）挤裂切屑（c）单元切屑（d）崩碎切屑图4.5-1切屑的种类864.5.1切屑形成形成条件影响名称简图形态变形带状，底面光滑，外面呈毛茸状节状，底面光滑有裂纹，外面呈锯齿状粒状不规则块状颗粒剪切滑移尚未达到断裂程度局部剪切应力达到断裂强度剪切应力完全达到断裂强度未经塑性变形即被挤裂加工塑性材料，切削速度较高，切削厚度较小，刀具前角较大加工塑性材料，切削速度较低，切削厚度较大，刀具前角较小工件材料硬度较高，韧性较低，切削速度较低切削厚度较大加工硬脆材料，刀具前角较小切削过程平稳，表面粗糙度小，妨碍切削工作，应设法断屑切削过程欠平稳，表面粗糙度欠佳切削力波动较大，切削过程不平稳，表面粗糙度不佳切削力波动大，有冲击，表面粗糙度恶劣，易崩刀带状切屑挤裂切屑单元切屑崩碎切屑874.5.1切屑形成切脆性材料不平稳,表面粗糙带状切屑挤裂切屑粒(节)状切屑崩碎切屑

加工塑性材料切塑性材料：

带状切屑

挤裂切屑

粒状切屑↑γ0↑v↓hD↓γ0↓v↑hD↓γ0↓v↑hD↑γ0↑v↓hD切削不平稳，力波动大加工表面粗糙切削平稳，力波动小加工面光洁，断屑难

滑移量较大，局部剪应力达断裂强度884.5.1切屑形成切屑类型带状切屑挤裂切屑节状切屑崩碎切屑图切屑形态照片894.5.2切削过程1．切削时的3个变形区图4.5-2切削时形成的3个变形区902．积屑瘤在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料或其他塑性材料时，常在切削刃口附近黏结一块很硬（约为工件材料硬度的2～3.5倍）的金属堆积物，冷焊在切削刃上且覆盖刀具部分前面，这就是积屑瘤。（1）积屑瘤的形成4.5.2切削过程912．积屑瘤增大实际前角增大切入深度增大已加工表面粗糙度影响刀具耐用度（2）积屑瘤对切削过程的影响

图4.5-3积屑瘤的前角及伸出量Δ4.5.2切削过程922．积屑瘤控制切削速度降低工件材料塑性其他措施（3）影响积屑瘤的主要因素与控制

图4.5-4积屑瘤高度与切削速度的关系4.5.2切削过程933．影响切屑变形的因素工件材料对切屑变形的影响塑性越大，切屑变形就越大刀具前角对切屑变形的影响前角越大，切屑变形越小切削速度对切屑变形的影响切削速度越高，则变形越小（无积屑瘤）图4.5-5切削速度对切屑变形的影响υc（m/min）积屑瘤高度刀具实际前角切屑变形3~20随速度增高增大减小20~40随速度降低减小增加20最高最大最小>40下降4.5.2切削过程94当切削厚度增加时，摩擦系数减小，变形变小。切削厚度增加，切屑底层变形大，上层变形小且变形程度严重的金属层，占切屑体积的百分比随着切屑百度增加而下降。因此，从切削层整体看，切屑的平均变形减小。反之，切屑越薄，变形量越大。切削厚度对切屑变形的影响

3．影响切屑变形的因素4.5.2切削过程954.5.3切屑的形状与控制

1．切屑与断屑图4.5-6切屑的各种形状964.5.3切屑的形状与控制

1．切屑与断屑图4.5-7断屑槽使切屑卷曲并脱落图4.5-8高速刀具的断屑槽类型974.5.3切屑的形状与控制

2．断屑槽尺寸参数图4.5-9断屑槽的形式通常lBn按下式初选：lBn=(10～13)hD反屑角

B按槽型选：折线型

B

=

60°～70°直线圆弧型

B=40°～50°全圆弧型

B

=30°～40°一般取断屑槽的圆弧半径rBn

=（0.4～0.7）lBn。上述数值经试切后修正。984.5.3切屑的形状与控制

3．影响断屑的主要因素（1）刀具几何角度当λs为负值时，切屑向已加工表面流出；当λs为正值时，切屑向待加工表面流出；当刃倾角λs=0°时，切屑垂直于切削刃流出。

r

越大，越易断屑991001011024.5.3切屑的形状与控制

3．影响断屑的主要因素（2）切削用量切削速度速度，不易断屑进给量进给量，易断屑背吃刀量背吃刀量，不易断屑（3）工件材料工件材料的塑性、韧性愈大，强度愈高，愈不容易断屑。1034.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.71044.6.1切削力

1．切削力的来源与分解1054.6.1切削力

1．切削力的来源与分解Fc：切削力（主切削力）Fp：背向力（径向力）Ff：进给力（轴向力）Fp＝FDcoskrFf=FDsinkr

1064.6.1切削力

PE

—机床电机功率（kW）；

—机床的传动效率，一般为0.75～0.852．单位切削力和切削功率

单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用P表示，单位为N/mm2。切削功率:1074.6.1切削力

（1）工件材料：工件材料的强度、硬度越高，材料的剪切屈服强度越高，切削力越大。

3.影响切削力的主要因素

（2）切削用量ap或f加大时，切削力加大1084.6.1切削力

3.影响切削力的主要因素

图4.6-2切削速度对切削力的影响（2）切削用量切削速度低速切削范围：切削速度增加，积屑瘤长大，前角增大，切削变形减小，切削力减小中速切削范围：切削速度增加，积屑瘤减小并消失，切削力增至最大高速切削阶段：切削温度升高，摩擦力减小，切削力稳定的降低。切削脆性材料：切削速度变化对切削力的影响较小切削塑性材料：1094.6.1切削力

3.影响切削力的主要因素

（3）刀具几何角度的影响

o加大，切削力下降塑性大的材料：切削时塑性变形大，前角的影响较显著；脆性材料：切削时塑性变形很小，故前角的变化对切削力影响较小。：对Fc影响较小，对Ff和Fp影响较大。当增大时，Ff增大，Fp减小。因此车削轴类零件时应取较大的主偏角以减小Fp引起的工件变形，精车细长轴甚至取≥90°。

s：对Fc影响较小，对Ff和Fp影响较大。当

s逐渐由正值变为负值时，Ff增大，Fp减小。1104.6.1切削力

3.影响切削力的主要因素

（4）其他影响因素刀具材料不同时，影响切屑与刀具间的摩擦状态，从而影响切削力。在相同切削条件下，使切削力依次减小的刀具是立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、硬质合金刀具和高速钢刀具。切削液有润滑作用，使用合适的切削液可降低切削力。由以上分析可知，影响切削变形和摩擦的因素都要影响切削力的大小，凡是使切削变形增大、摩擦增大的因素均可使切削力增大。1114.6.2切削热与切削温度4.6-3切削热的来源与传出切削热的产生与传出影响切削温度的因素工件材料的影响切削用量的影响刀具几何角度的影响其他因素1124.1套筒类零件的加工工艺

项目四

连接套孔加工4.2刀具磨损与刀具耐用度4.3尺寸链计算与工序尺寸确定4.4金属切削过程与规律4.5切削力、切削热、切削温度的影响4.6套类零件的检验方法

4.8连接套的工艺规程设计

4.71134.7连接套的工艺规程设计

1.毛坯铸件材料HT2002.主要表面的加工方法内孔：粗镗→半精镗→磨削外圆：粗车→半精车→磨削3.确定定位基准

自定心卡盘、可涨心轴4.划分加工阶段

车和磨分两道工序，粗、精分开车削内孔和外圆的粗、半精加工可在一次装夹中完成。磨削余量可取0.5mm半精车余量可取1.5mm5.加工尺寸和切削用量6.拟定工艺过程

粗车、半精车外圆→粗车、半精车内孔→磨削内孔→磨削外圆→检验1144.7连接套的工艺规程设计

表4.7-1连接套机械加工工艺过程卡片

机械加工工过程卡片产品型号CQJ零部件图号CQJ-002

产品名称花边裁切机零部件名称阶梯轴共1页第1页材料牌号HT200

毛坯种类铸铁毛坯外形尺寸Φ85×65

每毛坯可制件数1

每台件数2

工序号工序名称工序工步内容设备名称型号工艺装备工时夹具刀具量具准终单件1铸Φ85×65锯床

1154.7连接套的工艺规程设计

2车1．夹外圆Φ80mm（长20mm），车平左端面；粗车、半精车外圆Φ60mm至Φ60.5mm长24.8mm，长度余量为0.2mm；割槽、倒角2处。2．调头夹Φ60mm，靠台阶，车平右端面保证总长60mm；粗、精车外圆Φ80mm至尺寸；粗镗、半精镗孔Φ40mm、及沉孔Φ50mm，内孔留余量0.5mm；割槽，倒角车床自定心卡盘车刀0～125mm游标卡尺3

磨mm，带磨出内台阶面磨床自定心卡盘砂轮内径千分尺0～50mm百分表

4磨mm，长25mm