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1、培训教材培训教材机械加工工艺机械加工工艺-（切削部分）简介简介关于本教程 本教程是一篇关于机械加工切削部分的入门教程。介绍了机械加工中的一些术语、加工方法、定位理念、工装量具、检验以及部分案例。本教程适合机械加工工艺员（师）入门指导，也适合专业工作人员的参考，并可作为培训教程。CONTENTS机械加工工艺过程的基本概念第一章第一章机械加工方法和设备简介基准、基准系基准形体机械加工工艺规程机械加工工艺尺寸链机械加工中的夹具、量具表面粗糙度及检测机械加工案例及改善案例利于加工、检测的优化设计第二章第二章第三章第三章第四章第四章第五章第五章第六章第六章第七章第七章第八章第八章第九章第九章案例讨论第十

2、章第十章目录1.1机械加工工艺的含义1.2 机械加工工艺的作用1.3 机械加工中的术语1.4 基孔制第一章 机械加工工艺过程的基本概念本教材着重包含零件制造-切屑部分其余零件制造包括：压铸、浇铸、锻造、焊接、冷加工等工艺工艺 是指制造产品的技巧、方法和程序。机械制造过程中，凡是直接改变零件形状、尺寸、相对位置和性能等，使其成为成品或半成品的过程，称为机械制造工艺过程。它通常包括零件的制造与机器的装配两部分。1.1 机械加工工艺的含义工艺范围工艺范围夹具设计（决策）设计（图纸）工艺编制生产量具设计（使用决策）编程 新设计和扩建工厂（车间）时，生产所需要的设备的种类和数量、机床的布置、新设计和扩建

3、工厂（车间）时，生产所需要的设备的种类和数量、机床的布置、车间的面积、生产工人的工种、等组长和数量以及辅助部门的安排等，都是以工艺规车间的面积、生产工人的工种、等组长和数量以及辅助部门的安排等，都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定的。程为基础，根据生产类型来确定的。是指导生产的主要技术文件是指导生产的主要技术文件是生产组织和生产预备工作的依据是生产组织和生产预备工作的依据是新设计和扩建工厂布局的依据是新设计和扩建工厂布局的依据生产工人必须严格按照工艺规程进行生产，检验人员必须按照工艺规程的要求进生产工人必须严格按照工艺规程进行生产，检验人员必须按照工艺规程的要求进行检验，一切有关于生产人员

4、都须严格执行工艺规程，不容擅自更改。否则，可能造行检验，一切有关于生产人员都须严格执行工艺规程，不容擅自更改。否则，可能造成废品，或产品质量及生产效率下降，甚至会引起整个生产过程的混乱。成废品，或产品质量及生产效率下降，甚至会引起整个生产过程的混乱。但是，工艺规程也不是一成不变的，它需要不断修改，不断完善。但是，工艺规程也不是一成不变的，它需要不断修改，不断完善。生产计划和制订，产品投产前原材料和毛坏的供给，工艺装备的设计、制造与采生产计划和制订，产品投产前原材料和毛坏的供给，工艺装备的设计、制造与采购，机床负荷的调整，作业计划的编排，劳动力的组织，工时定额的制订以及成本的购，机床负荷的调整，

5、作业计划的编排，劳动力的组织，工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。1.2 1.2 机械加工工艺的作用机械加工工艺的作用加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连续完成的加工表面、刀具、进给量、转速不变的条件下，所连续完成的那部分工艺过程。那部分工艺过程。（如何理解？）（如何理解？）1.3.1 工序：1.3.2 工步：1.3.3 安装：工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过程。一个（一组）工人，在同一工作地点（同一机床），对一个一个（一组）工人，在同一工作地点（同一机床），对一个（一组）零件

6、所连续完成的那部分工艺过程。（一组）零件所连续完成的那部分工艺过程。（如何理解？拆卸后算下一个工序吗？实际的操作是如何的？）（如何理解？拆卸后算下一个工序吗？实际的操作是如何的？）1.3 机械加工中的术语1.3.5 生产过程：1.3.6 夹具：在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、尺在生产过程中，直接改变原材料的（毛坯）的形状、尺寸、性能，使之变为成品的过程。可分为：铸造、压力加工、寸、性能，使之变为成品的过程。可分为：铸造、压力加工、焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等焊接、机械加工、热处理、特种加工、电镀、涂覆、装配等工艺过程。工艺过程。由原材料制成各种零件，并装配

7、成机器的全过程。由原材料制成各种零件，并装配成机器的全过程。加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。的装置。1.3.4 工艺过程：2020+0.021+0.021 0 02020-0.007-0.007-0.020-0.0201.4 基孔制1.孔和轴的基本尺寸是一样的；2.孔的下公差为0，上公差由设计需求确定（H7 H6）3.轴的上下公差（相对地）不确定，由设计需求确定；4.孔的配合字母大写，轴的配合字母小写(孔大轴小)；5.现实设计中，98%的情况是采用基孔制的。(指基本偏差为一定)的(孔的公差带)，与（不同基本偏差的轴）的公差

8、带所形成的各种配合的一种制度。基孔制的“表面”特征：因为孔难加工。（怎么理解难加工反而要以这个为基准?两点)为什么要采用基孔制？基孔制含义？2020+0.033+0.033 0 0-0.020-0.020-0.041-0.0412020+0.023+0.023+0.002+0.0022020H8f7k7+0.056+0.056+0.035+0.0352020s7间隙配合间隙配合过渡配合过渡配合过盈配合过盈配合孔轴基孔制举例第二章 机械加工方法和设备简介2.1 车：普车、数车、车铣一体、纵切、仪表车2.2 铣：普铣、数铣、加工中心、车铣一体2.3 刨：牛头刨床2.4 磨:无心磨、外圆磨、研磨、珩

9、磨 2.5 钻铰：普钻、坐标钻床、多用钻床、群钻2.6 镗：普通镗床、坐标镗床2.7 拉削：卧室拉床、立式拉床2.8 插齿 搓齿：插齿机、搓齿机、铣齿机2.9 冲：普通冲床、数控冲床2.10 线切割：慢走丝、中走丝、快走丝2.11 电火花2.12 等离子切割2.13 激光雕蚀2.14 水切割2.1 车（车铣一体）A轴（车床主轴）B轴（铣床主轴）车铣一体机特点：刀具不动，工件转动，同时自动特点：刀具不动，工件转动，同时自动送料送料纵切2.2 铣普通铣床2.3 刨2.4 磨无心磨床2.5 钻(铰)2.6 镗2.7 拉2.8 插齿 搓齿搓齿机这个是？这个是？2.9 冲2.10 线切割2.11 电火花

10、2.12 等离子切割2.13 激光雕蚀2.14 水切割第三章 基准、基准系基准形体 3.1 基准含义1 1 3.2 基准系含义2 2 3.3 基准形体含义3 3 3.4 工件的六项约束定位原理4 4 3.5 基准符号和标注5 5设计基准工艺基准加工基准检测基准在产品的设计、制造、装配和检测过程中，在零件图、工艺图和装配图上作为依据的点、线、面。非常重要：工作过程中的所有基准应统一！非常重要：工作过程中的所有基准应统一！3.1 基准含义Datum Point OriginDatum PlaneDatum line or axis基准平面(DRF)基准坐标系基准点（起点）基准线或轴基准系（Datu

11、m Reference Frame(DRF)）由三个相互垂直的平面组成，提供了位置和方向测量的起点。3.2 基准系含义零件上那个用来建立基准的形体，基准形体是在零件上。模拟基准SIMULATED DATUM基准形体DATUM FEATUREMATING PARTMEASUREMENTS ARE MADE FROM THE SIMULATED DATUMS3.3 基准形体含义基准形体的作用基准形体用来建立基准系(DRF)，在形体控制框用字母表示。Datum Feature SymbolDatum Reference FrameXYZZUVW3.4 工件的六项约束定位原理注意：（1）定位支承点限制

12、工件自由度时，必须使支承点与工件定位基准面始终紧密贴紧。（2）一个支承点只限制工件的一个自由度，工件的同一自由度只能有一个支承点限制。（3）夹紧 定位最佳状态最佳状态不稳定不稳定不可用不可用 欠定位欠定位 不完全定位不完全定位 完全定位完全定位浪费状态浪费状态 过定位过定位定位现象分析定位现象分析注意：注意：不得采用字母不得采用字母 E I J M O P L R F（公差配合与测量技术公差配合与测量技术 黄云清黄云清 机械工业出版社，机械工业出版社，2005年年4月）月）字母是有先后顺序的（字母是有先后顺序的（GB/T 1182-2008几何公差几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注形状、

13、方向、位置和跳动公差标注9.5）国标国标GB/T 1183-1996中，基准符号为：中，基准符号为：A3.5 基准符号和标注基准符号为什么有先后顺序？4.1 4.1 工艺人员的基本技能要求工艺人员的基本技能要求4.2 4.2 工件工艺规程的制定工件工艺规程的制定4.3 4.3 工件的安装工件的安装4.4 4.4 夹具选用夹具选用4.5 4.5 典型零件工艺过程典型零件工艺过程第四章 机械加工工艺规程1 1、逻辑性强，善于分析图形和数据；、逻辑性强，善于分析图形和数据；2 2、具备几何、代数、微积分、英语、等基础知识；、具备几何、代数、微积分、英语、等基础知识；3 3、具备机械制图、具备机械制图

14、、机械原理、机械原理、材料力学、材料学、计量学等专业知识；材料力学、材料学、计量学等专业知识；4 4、实践和现场经验，以及不断累积的过程；、实践和现场经验，以及不断累积的过程；5 5、基本的电脑操作，会机械和工艺制图软件更佳；、基本的电脑操作，会机械和工艺制图软件更佳；4.1 工艺人员的基本技能要求 为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据具体生产条件为了保证产品质量、提高生产效率和经济效益，须根据具体生产条件拟定合理的工艺过程，用图表（或拟定合理的工艺过程，用图表（或 文字）的形式写成文件文字）的形式写成文件 工艺规程。工艺规程。对加工零件进行工艺分析主要有以下步骤：主要有以下步骤：

15、选择毛坯确定加工余量定位基准的选择一)二)三)四)工艺路线的拟定机床与工艺装备的选择工艺文件的编制七)五)六)4.2 工件工艺规程的制定1.检查零件的图纸是否完整正确；2.审查零件材料的选择是否恰当；3.审查零件的结构工艺性；4.分析零件的技术要求；一)、对加工零件进行工艺分析1.确定毛坯的种类；毛坯毛坯 锻件、铸件、型材、焊接件等。锻件、铸件、型材、焊接件等。2.确定毛坯的形状；圆形、方形、异型圆形、方形、异型二)、选择毛坯三)、确定加工余量加工余量：加工余量：为了得到一个合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属。工序余量：工序余量：相邻两道工序的工序尺寸之差总总 余余 量量：工序余量之和基准

16、的概念及分类：基准的概念及分类：在零件图上（设计图样上）所使用的基准。在零件图上（设计图样上）所使用的基准。在工艺（图纸）过程中所依据的基准。在工艺（图纸）过程中所依据的基准。定位基准：定位基准：装配基准：装配基准：装配时，用来确定零件、部件在产装配时，用来确定零件、部件在产品中的相对位置所依据的基准。品中的相对位置所依据的基准。在加工过程中，用作工件定位的基准。在加工过程中，用作工件定位的基准。被加工表面尺寸和相互位置所依据的基准。被加工表面尺寸和相互位置所依据的基准。设计基准工艺基准加工基准检测基准四)、定位基准的选择端面B基准端面C基准1.1.确定加工方案确定加工方案加工一个直径加工一个

17、直径25H725H7表面粗糙度表面粗糙度Ra0.8mRa0.8m的孔。的孔。可有四种加工方案：可有四种加工方案：a.a.钻孔钻孔-扩孔扩孔-粗绞粗绞-精绞；精绞；b.b.钻孔钻孔-粗镗粗镗-半精镗半精镗-磨削；磨削；c.c.钻孔钻孔-粗镗粗镗-半精镗半精镗-精镗精镗-精细镗；精细镗；d.d.钻钻-粗拉粗拉-精拉。精拉。应根据零件加工表面的特点和产量等条件，确定采用其中应根据零件加工表面的特点和产量等条件，确定采用其中一种加工方案。一种加工方案。五)、工艺路线的拟定 粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出粗加工阶段：切除各加工表面上的大部分余量，并做出精基准。精基准。半精加工阶段半精加

18、工阶段：减小粗加工留下的误差，为主要表面的：减小粗加工留下的误差，为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工。精加工阶段精加工阶段：保证各主要表面达到图纸规定的要求。：保证各主要表面达到图纸规定的要求。光整加工阶段光整加工阶段：进一步减小表面粗糙度、提高精度。：进一步减小表面粗糙度、提高精度。划分加工阶段的目的：划分加工阶段的目的：保证加工质量；保证加工质量；及早发现毛坯的缺陷；及早发现毛坯的缺陷；合理使用设备合理使用设备 便于组织生产。便于组织生产。2.2.加工阶段的划分；加工阶段的划分；1)1)切削加工工序的安排切削加工工序的安排 (1)

19、(1)先粗后精；先粗后精；(2)(2)先基准后其它；先基准后其它；(3)(3)先主后次；先主后次；(4)(4)先面后孔。先面后孔。2)2)热处理工序的安排热处理工序的安排 3)3)检验工序的安排检验工序的安排 (1)(1)零件从一个车间送往另一个车间的前后；零件从一个车间送往另一个车间的前后；(2)(2)零件粗加工阶段结束之后；零件粗加工阶段结束之后；(3)(3)重要工序加工的前后；重要工序加工的前后；(4)(4)零件全部加工结束之后；零件全部加工结束之后；(5)(5)工序加工中重要尺寸的首件检验工序加工中重要尺寸的首件检验(1)(1)预备热处理：安排在机械加工之前。预备热处理：安排在机械加工

20、之前。(2)(2)最终热处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。最终热处理：安排在半精加工之后，磨削加工之前。(3)(3)时效热处理时效热处理：安排在粗加工之后。：安排在粗加工之后。3.3.加工顺序的安排加工顺序的安排1.1.机床的选择机床的选择 机床的精度应与工序要求的精度相适应；机床的生产率应与该零件生产类型相适应；机床的加工尺寸范围应与零件的外形尺寸相适应；应符合本厂现有的实际情况。2.2.工艺装备的选择工艺装备的选择 夹具的选择；刀具的选择；量具的选择；六）、机床与工艺装备的选择1.1.机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片2.2.机械加工工序卡片机械加工工序卡片3.3.机械加工工艺

21、（综合）卡片机械加工工艺（综合）卡片用于单件、小批生产中。用于大批大量生产中。用于成批生产中。七）、工艺文件的编制定位定位 +夹紧夹紧 =安装安装工件直接安装在机床工作台或通用夹具上。工件直接安装在机床工作台或通用夹具上。找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具找正比较费时，定位精度的高低主要取决于所有工具或仪表的精度，以及工人的技术水平。或仪表的精度，以及工人的技术水平。所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。所以：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。1 1）.直接安装法直接安装法2 2）.专用夹具安装法专用夹具安装法工件安装在为其加工专门设计和制造的

22、夹具上中。工件安装在为其加工专门设计和制造的夹具上中。所以：定位精度高，生产率高，适用大批量生产。所以：定位精度高，生产率高，适用大批量生产。4.3 工件的安装注：注：夹具不一定要选用夹具不一定要选用安全型安全型经济性经济性稳定性稳定性可靠性可靠性4.4 夹具选用4.5 典型零件工艺过程工艺内容工艺内容加工内容加工内容设备设备工序工序安装安装工步工步124车端面；打中心孔；车端面；打中心孔；调头，车另一断面；打中心孔。调头，车另一断面；打中心孔。车床车床229粗车、半精车粗车、半精车64外圆；粗车、半精外圆；粗车、半精车车56外圆；粗车、半精车外圆；粗车、半精车36外圆；外圆；切槽；切槽；倒角

23、；倒角；粗车、半精车粗车、半精车48外圆；外圆；粗车、半精粗车、半精车车30外圆；外圆；切槽；切槽；倒角。倒角。车床车床311 铣键槽铣键槽铣床铣床41打毛刺打毛刺523粗磨、精磨粗磨、精磨56外圆；粗磨、精磨外圆；粗磨、精磨36外圆；调头粗磨、精磨外圆；调头粗磨、精磨30外圆；外圆；磨床磨床单件、小批量生产：工艺内容工艺内容加工内容加工内容设备设备工序工序安装安装工步工步111车端面；打中心孔。车端面；打中心孔。铣床铣床215粗车、半精车粗车、半精车64外圆；粗车、半精外圆；粗车、半精车车56外圆；粗车、半精车外圆；粗车、半精车36外圆；外圆；切槽；切槽；倒角。倒角。车床车床314粗车、半精

24、车粗车、半精车48外圆；粗车、半精外圆；粗车、半精车车30外圆；切槽；倒角。外圆；切槽；倒角。411 铣键槽铣键槽铣床铣床51打毛刺打毛刺623磨外圆；磨外圆；调头磨外圆；磨外圆；磨外圆；调头磨外圆；磨床磨床工序是否合理？大批量生产：第五章 机械加工工艺尺寸链5.1 尺寸链的定义及特点尺寸链的定义及特点5.2 尺寸链的基本术语尺寸链的基本术语5.3 尺寸链的分类尺寸链的分类5.4 尺寸链的建立与尺寸链图尺寸链的建立与尺寸链图5.5 分析计算尺寸链的任务和方法分析计算尺寸链的任务和方法5.6 极值法计算直线尺寸链极值法计算直线尺寸链工艺尺寸链：由相互连接的尺寸构成的一个封闭的尺寸组。“尺寸”是指

25、包括长度、角度和形位误差等的广义尺寸。特点：特点：（1）封闭性 组成尺寸链的各个尺寸应按一定顺序构成一个封闭系统。（2）相关性（制约性）其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。定义：定义：加工时，由同一零件上的与工艺相关的尺寸所形成的尺寸链称为工艺尺寸链。5.1 尺寸链的定义及特点（2）封闭环：加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸称为封闭环。封闭环常用下标为“0”的字母表示。（3）组成环：尺寸链中除封闭环以外的其他环称为组成环。组成环通常用下标为“1，2，3，”的字母表示。根据它们对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。1）增环 与封闭环同向变动的组成环称为增环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环

26、尺寸增大(或减小)而封闭环尺寸也随之增大(或减小)，2）减环 与封闭环反向变动的组成环称为减环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小)而封闭环的尺寸却随之减小(或增大)（判断图中哪些是增环，哪些是减环）5.2 尺寸链的基本术语（1）环：尺寸链中所有尺寸均称为尺寸链的环。尺寸链的环可分为封闭环和组成环。尺寸链有各种不同的形式，可以按不同的方法来分类。尺寸链有各种不同的形式，可以按不同的方法来分类。（1 1）装配尺寸链）装配尺寸链 d dX XD D（2 2）零件尺寸链）零件尺寸链 B B0 0B B1 1B B2 2B B3 3（3 3）工艺尺寸链）工艺尺寸链 B BC C0 0C

27、 C1 1C C2 21.按应用场合分按应用场合分5.3 尺寸链的分类（2 2）平面尺寸链）平面尺寸链 L L0 0L L1 1L L2 2L L1 1L L0 0L L2 2（1 1）直线（线性）尺寸链）直线（线性）尺寸链 d dX XD DB B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B BC C0 0C C1 1C C2 2（3）空间尺寸链）空间尺寸链 2.2.按各环所在空间位置分按各环所在空间位置分 ,主要有：主要有：（1 1）长度尺寸链）长度尺寸链 链中各环均为长度尺寸链中各环均为长度尺寸d dX XD DB B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B BC C0 0C C1

28、1C C2 2（2 2）角度尺寸链）角度尺寸链 链中各环为角度尺寸链中各环为角度尺寸a a1 1a a2 2A A0.050.05A A0.030.03B BB Ba03.3.按各环尺寸的几何特性分按各环尺寸的几何特性分1.并联尺寸链 两个尺寸链具有一个或几个公共环。如图5.1 由尺寸Ai和Bi组成的两个尺寸链中，尺寸 A2=B2，A3=B1，为公共环。A3A1A0A2B1B2B3B4B0B3B2B1A2A1OOB4B0A0B0B2B1A1OOB4B3A0A2C0C2C12.串联尺寸链 两个尺寸链之间有一个公共基准面。如图5.1 0-0，即为串联尺寸链。3.混合尺寸链 由并联尺寸链和串联尺寸链

29、混合组成的尺寸链。如图其中A2和C1即为尺寸链A和C的公共环，故A和出尺寸链为并联尺寸链；其中0-0为尺寸链A和B的公共基准面，故A和B尺寸链为并联尺寸链。4.4.按尺寸链组合方式分按尺寸链组合方式分 零件尺寸链的封闭环应为公差等级要求最低的环。工艺尺寸链的封闭环是在加工中最后自然形成的环。一个尺寸链中只有一个封闭环。A0A1A2A3A1A2A0A3图图 车床顶尖高度尺寸链车床顶尖高度尺寸链如图所示，车床尾座顶尖轴线与主轴线的高度差A0是车床的主要指标之一，影响这项精度的尺寸有尾座顶尖轴线高度A2，尾座底板厚度A1，和主轴轴线A3。这四个相联系的尺寸形成封闭的尺寸组，就是尺寸链（装配尺寸链）。

30、（1）画尺寸链图(封闭的图形)（2）判断增环、减环 1.确定封闭环确定封闭环 2.查找组成环查找组成环 3.画尺寸链图、判断增减环画尺寸链图、判断增减环5.4 尺寸链的建立与尺寸链图 查找装配尺寸链的组成环时，先从封闭环的任意一端开始，找出相邻零件的尺寸，然后再找出与第一个零件相邻的第二个零件的尺寸，这样一环接一环，直到封闭环的另一端为止，从而形成封闭的尺寸组。回路法：画尺寸链图时，从封闭环开始用带单箭头的线段表示各环，箭头仅表示查找组成环的方向，其中，箭头方向与封闭环上箭头方向一致的环为减环，箭头方向与封闭环上箭头方向相反的环为增环.A A2 2A A0 0A A1 1A A3 3 增环与减

31、环的判断增环与减环的判断增环与减环的判断增环与减环的判断（2）反计算 即已知封闭环的尺寸和极限偏差，计算各组成环的公差与极限偏差。反计算用于产品设计，加工和装配工艺等各方面。（1）正计算 即根据已给定的组成环的尺寸和极限偏差，计算封闭环的公差与极限偏差，验证其是否符合技术要求。这方面的计算主要用来验证设计的正确性。Add your text in here尺寸链的计算是为了正确合理地确定尺寸链中各环尺寸的公差和极限偏差。根据不同需求，尺寸链的计算习惯上分正计算和反计算两类。5.5 分析计算尺寸链的任务和方法 尺寸链计算方法有极值法（完全互换法）、大数互换法（概率法）、修配法和调整法等。下一节介

32、绍极值法，其余方法见国标GB5847尺寸链 计算方法。5.6.1 极值法(完全互换法)：从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。按此法计算出来的尺寸加工各组成环，进行装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。5.6 极值法计算直线尺寸链（完全互换法）mn 1k 1k m 10kkLLLmn 1k 1k m 10kk 设尺寸链的总环数为n，则除去封闭环外，各组成环为（n-1)环，设增环环数为m，L0为封闭环的基本尺寸，各组成环的基本尺寸为L1、L2、Ln-1，则对于直线尺寸链有如下公式:5.6.3.封闭环的中间偏

33、差（5-15-1）（5-25-2）即：封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和即：封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和设封闭环的中间偏差为0，各组成环的中间偏差为1、2、n-1，则有即：封闭环的中间偏差等于增环的中间偏差之和减去减环的中间偏差之和即：封闭环的中间偏差等于增环的中间偏差之和减去减环的中间偏差之和中间偏差为尺寸的上、下偏差的平均值，设上偏差为ES，下偏差为EI，则有1(ESEI)2（5-35-3）5.6.2.封闭环的基本尺寸（5-45-4）mn 1n 1k 1k m 1k 1kkkTTT 0001ST2 0001IT2 即封闭环的公差等于

34、所有组成环的公差之和。封闭环的公差最大，精度最低。在建立尺寸链时应遵循“最短尺寸链原则”，使组成环数目为最少。5.6.5.封闭环的极限偏差设封闭环的上、下偏差为ES0，EI0，则有（5-55-5）0 max00LLES0 min00LLEI（5-65-6）5.6.6.封闭环的极限尺寸最大尺寸最大尺寸最小尺寸最小尺寸（5-75-7）（5-85-8）5.6.4.封闭环的公差和其它公差之间关系如图所示圆筒，已知外圆如图所示圆筒，已知外圆A1=，内孔尺寸，内孔尺寸A2=，内外圆轴线的同轴度公差为，内外圆轴线的同轴度公差为 0.02，求壁厚，求壁厚A0。04.012.07006.0060A2A0A0A1

35、A2/2A3A1/2A0图 圆筒尺寸链5.6.7 例102.006.01352/A03.002302/A01.010.05解 (1)确定封闭环、组成环、画尺寸链图 采用车外圆和镗内孔的加工工艺来形成圆筒壁厚，因此，壁厚A0是封闭环。取半径组成尺寸链，此时A1、A2的极限尺寸均按半值计算：mm,mm.同轴度公差为 0.02mm，则允许内外圆轴线偏移0.01mm，可正可负。故以A3=00.01画尺寸链图，如图所示，依据“回路法”判断出A1为增环，A2为减环。(2)求封闭环的基本尺寸 A0=35mm+030mm=5mm(3)求封闭环的上、下偏差 ES0=ES1+ES3EI2=0.02mm+0.01m

36、m0=0.01mm EI0=EI1+EI3ES2=0.06mm0.01mm0.03mm=0.10mm 所以，壁厚A0=mm。实际的设计中，很多时候我们只要校验封闭环的两个极限尺寸是否能满足设计要实际的设计中，很多时候我们只要校验封闭环的两个极限尺寸是否能满足设计要求即可。因此，校验工作可以简单如下：求即可。因此，校验工作可以简单如下：A2A1A3A050+0.2-0.218+0.3020+0.2-0.1A0max=A1max-A2min-A3min=(50+0.2)-(18+0)-(20-0.1)=12.3A0min=A1min-A2max-A3max=(50-0.2)-(18+0.3)-(2

37、0+0.2)=11.3校验校验12.3和和11.3是否能满足设计需求。是否能满足设计需求。太长？干涉？太短？强度不够？太长？干涉？太短？强度不够？5.6.8 例2 最简单的直线尺寸链6.1 夹具定义6.2 夹具分类6.3 夹具组成6.4 选用夹具准则6.5 量具定义6.6 量具分类6.7 选用量具准则第六章 机械加工中的夹具、量具 机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具。夹具通常由定位元件、

38、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具夹具加工工件时，为完成某道工序，用来正确加工工件时，为完成某道工序，用来正确迅速安装工件的装置。迅速安装工件的装置。6.1 夹具定义特点：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。特点：定位精度不易保证，生产率低，仅适用于单件小批量生产。2 2、专用夹具、专用夹具 为某一特定零件的特定工序专门设计和制造的夹具。所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。所以：定位精度高，生产率高，适用于大批量生产。3 3、可调夹具、可调夹具可以更换或调整元件的专用夹具。1 1、通用夹具、通用夹具 已标准化的夹具。如：如：如

39、机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。4 4、组合夹具、组合夹具由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。6.2 夹具分类工件工件挡铁挡铁V V形块形块夹紧机构夹紧机构钻套钻套夹具体夹具体2)2)夹紧机构及装置夹紧机构及装置 3)3)导向及对刀元件导向及对刀元件5)5)其它元件及装置其它元件及装置 4)4)

40、联接元件联接元件6)6)夹具体夹具体 夹具上工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的机构或装置。夹具上工件定位后，将其夹紧以承受切削力等作用的机构或装置。夹具上用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件。夹具上用来对刀和引导刀具进入正确加工位置的元件。分度机构、导向键、平衡块等。分度机构、导向键、平衡块等。夹具上用来确定夹具和机床正确位置的元件。夹具上用来确定夹具和机床正确位置的元件。1)1)定位元件及装置定位元件及装置 夹具上用来确定工件正确位置的元件及装置。夹具上用来确定工件正确位置的元件及装置。是夹具的基准零件。是夹具的基准零件。6.3 夹具组成1.满足使用过程中工件定位的安全型、经济性、

41、稳定性和可靠性；2.有足够的承载或夹持力度以保证工件在工装夹具上进行的施工过程；同时不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。3.满足装夹过程中的简单与快速操作；4.易损零件必须是可以快速更换的结构，最好不需要使用其它工具进行更换；5.满足夹具在调整或更换过程中重复定位的可靠性；6.能定向安装，协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系7.夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具在加工过程中发生碰撞。8.尽可能的避免结构复杂、成本昂贵；9.尽可能选用质量可靠的标准品作组成零件；优先采用通用、万能组合夹具，10.满足夹具

42、使用国家或地区的安全法令法规；11.设计方案遵循手动、气动、液压、伺服的依次优先选用原则；小批或成批生产时可考虑采用专用夹具，在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动；液压夹具。12.形成公司内部产品的系列化和标准化。6.4 夹具夹具设计、选用准则measuring tool定义：以一定形式复现量值的计量器具。量具是实物量具的简称，它是一种在使用时具有固定形态、用以复现或提供给定量的一个或多个已知量值的器具。例如砝码、标准电池、色温灯、电阻器、量块、信号发生器以及(单值或多值的、带或不带标尺的)量器等都是量具。量具一般不带指示器，也不含有测量过程中的运动部件，而由被计量对象本身形成指示器。例

43、如计量液体容量的量器，就是利用液体上的上部端面作为指示器，可调量具虽然有指示器件，但它是供量具调整用而不是供计量时作指示用，如在信号发生器中的计量就是如此。6.5 量具定义也称万能量具。一般指由量具厂统一制造的通用性量具。如直尺、角度块、卡尺等。也或称非标量具。指专门为检测工件某一技术参数而设计制造的量具。如内外沟槽卡尺、钢丝绳卡尺、步距规等量具是以固定形式复现量值的测量器具。量具是测量零件的尺寸、角度、形状精度和相互位置精度等所用的测量工具。常用游标量具包括:游标卡尺、深度游标卡尺、高度游标卡尺、千分尺以及百分表等。通用量具专用量具游标量具6.6 量具分类保证测量的准确性按加工方法和数量选用

44、计量器具的性能指标是选用计量器具的主要依据，性能指标中以示值误差.示值变动性和回程误差为主。批产以专用量具，量规和专用仪器为主。大批产选用高效率的机械化，自动化的专用测量仪器。根据零件的结构,特性,大小,形状,重量,材料,刚性和表面粗糙度选用计量器具。如现代机器制造业生产自动化，要求测量自动化。动态测量要比静态测量复杂。根据零件性质选用按所处的状态选用1.2.3.4.6.7 选用量具准则第七章 表面粗糙度及检测7.1 表面粗糙度的概念7.2 表面粗糙度对零件的影响7.3 表面粗糙度主参数评定7.5 表面粗糙度的检测7.4 表面粗糙度的表面特征及应用 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微观几何

45、形状误差。它主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切削分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。表面粗糙度不同于主要由机床几何精度方面的误差引起的表面宏观几何误差；也不同于在加工过程中主要由机床-刀具-工件系统的振动、发热、回转体不平衡等因素引起的介于宏观和微观几何形状误差之间的表面波度，而是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度、表面波度、形状误差这三种分类还没有严格的标准。通常按波形起伏间距和幅度h比值来划分。小于40时，为表面粗糙度，40-1000时为表面波度；大于1000时为形状误差。h7.1 表面粗糙度的概念7.2 表面粗糙度对零件

46、的影响1）对摩擦和磨损影响。表面越粗糙，磨损越快；2）对配合性质影响。表面越粗糙，配合越不稳定；3）对疲劳强度影响。表面越粗糙，疲劳强度越低；4）对接触刚度的影响。表面越粗糙，接触刚度越低；5）对耐腐蚀性能影响。表面越粗糙，越容易引起表面锈蚀；6）对密封性、外观质量和表面涂层都有很大影响。表面粗糙度对零件使用性能的影响主要有以下几个方面：7.3.1 轮廓算术平均偏差 Ra 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至基准线距离Yi的绝对值的算术平均值。L0a1Ry(x)dxL ni 1a1Ryin 近似等于RyYp1Yp2Yp3Yp4Yp5Yv1Yv2Yv3Yv4Yv5y1y2Lyi7.3 表面粗糙度主

47、参数评定7.3.2 微观不平度十点高度Rz7.3.3 轮廓最大高度Ry 在取样长度内，被测实际轮廓上5个最大轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之和。在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。轮廓峰顶线和轮廓故底线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最高点和最低点的线。55PiVii 1i 1z1R(yy)5YPi ：第i个最大轮廓峰高YVI：第i个最大轮廓谷深7.4 表面粗糙度的表面特征及应用Ra第一系列：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、100表面微观特性Ra加工方法应用举例粗糙可见微

48、见刀痕10粗车、粗铣、毛锉、锯断倒角、钻孔、键槽底面半光表面微见加工痕迹5-10车、铣、钻、镗、粗铰普通配合表面，退刀槽微见加工痕迹2.5-5车、铣、镗、拉、磨配合无要求的表面看不清加工痕迹1.25-2.5车、铣、镗、拉、磨齿轮的工作面、箱体镗孔表面光表面可辨加工痕迹方向0.63-1.25车、镗、铣、磨、精铰圆柱销、导轨面微辩加工痕迹方向0.32-0.63精铰、精镗、磨高精度导轨面、重要配合面不可辨加工痕迹方向0.16-0.32精磨、研磨、超精加工精密机床主轴及光表面暗、亮光泽面0.16精磨、研磨、抛光量规、气缸等注：当Ra=0.80时，普通的车、铣已经难以加工1）比较法：被测表面与粗糙度样板

49、比较 2）光切法：光切显微镜3）干涉法：干涉显微镜4）轮廓法：电动轮廓仪5）扫描法：激光或红外扫轮廓扫描仪7.5 表面粗糙度的检测第八章 械加工案例及改善案例8.1 一轴类零件的加工工艺8.2 铣床工艺的改进8.3 车床工艺的改进8.1 一轴类零件的加工工艺机械加工工艺过程卡片工序号工序名称工序内容设备工艺装备工时准终单件5车（1）车基准B，（2）钻中心孔I，数控车A4中心钻15（3）车外圆16,30（+0.11/+0.03）,40（+0.11/+0.03）,（4）倒角外圆车刀，倒角刀（5）车退刀槽2x1,（6）割断长70.5割槽刀，割断刀10车（1）掉头，夹40,车平面，保证总长70，（2）

50、车M10螺纹底孔，普车外圆刀，钻头8.513（3）车内倒角C1，（4）外倒角C1倒角刀15攻丝攻螺纹M10，深20，攻丝机三爪，M10丝攻1520清洗清洗去油污清洗机1225热处理调质处理，2832HRC电阻炉11030回丝回丝去内螺纹氧化皮钳工1135电火花电火花冲方孔65,深5电火花机306040磨双顶，磨外圆30,40,保证同心度0.025M外圆磨90度顶尖，60度顶尖1245铣铣平面38普铣20铣刀2150线切割线切割通槽12x5，保证垂直度0.06慢走丝专用夹具：J02501302055抛光去锐边，毛刺纤维轮1260打标在零件图示面，激光打标：JA0102-05，字高4,字体Aria