机械制造技术基础-23机械加工余量

CATALOGUE目录教学目标课程导入加工余量基本概念影响因素及确定方法工序尺寸计算尺寸链极值计算法任务实实施教学总结与回顾01教学目标加工余量切削用量掌握加工余量和切削用量的基本概念，了解其在机械加工工艺中的作用和影响因素。工序尺寸计算掌握工序尺寸的计算方法，包括基准重合和基准不重合两种情况，以及如何通过尺寸链计算工序尺寸。知识目标能为零件机械加工选择和计算合理的切削用量，确保加工质量和效率，优化工艺过程。切削用量选择计算通过培养知识信息联接重组、综合问题分析解决及技术创新能力，提升个人和团队的综合竞争力。综合分析解决创新能力目标爱国敬业价值观培养爱国、敬业的价值观，树立为国家、民族贡献力量的崇高理想，将个人成长融入国家发展大局。诚信科学严谨精神养成诚信、科学、严谨的工作态度和精益求精的精神，追求卓越品质，确保工作成果的高质量完成。素养目标02课程导入导入话题教师通过引导学生讨论实际生产中零件加工余量的问题，激发他们的学习兴趣。相关知识介绍教师简要介绍机械加工余量的定义和重要性，为学生后续的学习打下基础。课程导入情境导入（回顾）切削速度的影响较大的切削速度可以提高表面质量，但会加速刀具的磨损。因此，在选择切削用量时需要综合考虑多方面因素，确保加工质量和效率。切削用量的选择切削加工工艺中，切削用量的选择对加工质量和生产率有重要影响。增大进给量可以提高切削效率，减小进给量可以改善表面粗糙度。确定加工余量根据“平口钳项目”零件的加工要求，为“平口钳项目”零件表面加工选择合理的切削用量，确定“平口钳项目”零件工序加工余量。确定切削用量零件加工需要综合考虑多方面因素，如工件材料、硬度、加工余量、机床刚度、刀具材料及刃具等，为“平口钳项目”零件加工确定合理的切削用量。任务描述03加工余量基本概念加工余量为了保证零件的质量（精度和粗糙度值），在加工过程中，需要从工件表面上切除的金属层厚度，称为加工余量；加工余量又有总余量和工序余量之分。总余量工序余量加工余量的基本概念某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为总余量，以Z0表示，总余量Z0反映了零件加工过程中需要从毛坯上去除的金属层厚度。加工表面相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量Zi；总余量Z0与工序余量Zi的关系可用下式表示，n为某一表面所经历的工序数。工序余量分类工序尺寸公差按“入体原则”标注，被包容尺寸上偏差为0，包容尺寸下偏差为0；孔距和毛坯尺寸公差带常取对称公差带标注。工序尺寸公差标注余量选择原则余量过小，不能纠正加工误差，质量降低；余量过大，材料浪费，成本增大；所以，在保证质量的前提下，选余量尽可能小。工序余量有单边余量和双边余量之分；单边余量适用于非对称结构的非对称表面，而双边余量则用于对称结构的对称表面。加工余量的基本概念加工余量影响经验估算法查表法分析计算法影响加工余量的因素选小余量原则加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大的影响，加工余量过小，不能纠正加工误差，质量降低；余量过大，材料浪费，成本增大。在保证质量的前提下，选余量尽可能小；选择较小的加工余量可以提高材料的利用率和降低生产成本，同时保证产品的质量和性能。影响加工余量的因素包括上道工序的表面粗糙度值和表面缺陷层深度Ha、轴类零件弯曲误差ea、装夹误差以及上工序的尺寸公差。经验估算法是一种基于经验的加工余量确定方法，通常用于单件小批生产；这种方法依赖于工程师或工艺人员的经验和判断来确定加工余量。查表法是一种广泛采用的加工余量确定方法；根据《机械加工工艺手册》等机械手册中表格的数据确定；这种方法快速、准确，并且可靠。分析计算法是一种较为科学准确的加工余量确定方法；依据实验资料和计算公式综合确定；受数据准确性和计算复杂度限制，较少使用。加工余量的确定"基准重合"是指工序基准、测量基准、定位基准与设计基准重合，只需在零件设计尺寸基准上加上各工序余量，从后向前即可推算出工序基本尺寸。基准重合尺寸计算某箱体零件上直径为Φ100±0.011mm（Js6），表面粗糙度Ra为0.8μm的孔的各工序尺寸及偏差；孔加工方案为粗镗-半精镗-精镗-浮动镗。例5-1工序尺寸计算各工序的尺寸计算浮动镗削后，应达到图纸的设计尺寸D=Φ100±0.011mm；精镗后孔径的基本尺寸D精=(100-0.1)mm=99.9mm；半精镗后孔径的基本尺寸D半精=(99.9-0.5)mm=99.4mm。基准不重合时的工序尺寸计算当定位基准或测量基准与设计基准不重合时，则工序尺寸需要通过计算获得；例5-2零件平面2设计尺寸为（A0）mm，前道工序尺寸mm（A1）已经保证。工序尺寸计算05工序尺寸计算基准重合时的计算当工序尺寸基准重合时，我们可以通过简单的算术运算直接得出工序尺寸。基准重合的确定基准重合在机械加工中，基准重合是一种常见的情况，可以简化计算过程，提高效率。0102基准不重合时的计算当工序尺寸基准不重合时，我们需要利用数学公式和计算方法得出工序尺寸。基准不重合的影响虽然基准不重合会增加计算的复杂性，但通过合理的计算方法，我们可以确保加工的准确性。基准不重合尺寸链的基本术语在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组称为尺寸链；列入尺寸链中的每一个尺寸称为环；封闭环是装配或加工后自然形成的尺寸。尺寸链的极值计算法尺寸链的计算方法有极值法和概率法；极值法是从尺寸链各环均处于极值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系；概率法运用概率论理论来求解。工序尺寸计算工序尺寸计算各环极限尺寸之间的关系封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和。各环公差之间的关系封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即T(A0)=∑T(Ai)；极值法解算尺寸链的特点是简便、可靠，但公差小、环数多时，分摊到各环的公差可能过小。极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A0等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即A0=A1-A2，可得25=60-A2，A2=35mm。03020106任务实施学习工作页加工余量是用于纠正加工误差，在保证质量的前提下，应尽可能小。加工余量零件加工余量的确定与毛坯的制造精度无关，与加工方法有关。工序尺寸计算小组合作完成“平口钳项目”螺杆或按“平口钳项目”小组分工完成任务内零件的各加工表面的粗、精加工的加工尺寸及公差。齿轮内孔和键槽加工加工一齿轮内孔和键槽，设计尺寸D2=Φmm，H=mm。加工工序镗内孔至D1=Φmm，插键槽保证尺寸A1，热处理，磨内孔到图尺寸D2求工序尺寸A1。任务实施0102030405学生分组，每组负责一种典型零件（如轴、齿轮、箱体等），深入分析其加工过程。分组研究根据零件图纸，计算各工序尺寸及余量，制定加工方案，并探讨如何优化加工过程。计算与优化小组练习任务汇报展示小组汇报练习成果，展示研究成果和结论。平衡修正教师点评小组汇报，指出优缺点和建议，帮助平衡修正。小组汇报与教师点评要点思考题请学生思考如何确定机械加工中的合理余量，并分析其重要性，可让学生从网上查找相关资料。实践题课后作业布置让学生测量某机械零件的加工