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机械加工工艺1第一章第一章.切削加工的基础知识切削加工的基础知识第二章第二章.金属切削机床金属切削机床第三章第三章.机械加工工艺过程机械加工工艺过程2机械加工工艺基础：机械加工工艺基础：主要介绍机械加工的基本概念、切削基本原理、切削机床与刀具、切削加工基本工艺过程、选择切削加工方法的基本原则，以及零件机械加工结构工艺性。3 第一章第一章 切削加工的基础知识切削加工的基础知识4钳工钳工：通过工人手持工具进行切削加工。通过工人手持工具进行切削加工。机械加工机械加工：采用不同的机床（如车床、铣采用不同的机床（如车床、铣 床、刨床、磨床、钻床等）对工床、刨床、磨床、钻床等）对工 件进行切削加工。件进行切削加工。1.1 钳工与机械加工钳工与机械加工52.零件表面质量的概念零件表面质量的概念 零件几何参数：零件几何参数：宏观几何参数：宏观几何参数：包括：包括：尺寸、形状、位置尺寸、形状、位置等要素。等要素。微观几何参数：微观几何参数：指：指：微观表面粗糙程度。微观表面粗糙程度。62.1 加加 工工 精精 度度加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、加工精度：指零件经切削加工后，其尺寸、形状、位置等参数同理论参数的相符合的形状、位置等参数同理论参数的相符合的程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：程度，偏差越小，加工精度越高，它包括：a.尺寸精度：尺寸精度：零件尺寸参数的准确程度。零件尺寸参数的准确程度。b.b.形状精度：形状精度：零件形状与理想形状接近程度。零件形状与理想形状接近程度。c.c.位置精度：位置精度：零件上实际要素（点、线、面）相对零件上实际要素（点、线、面）相对于基准之间位置的准确度。于基准之间位置的准确度。72.1 加加 工工 精精 度度国家标准规定：常用的精度等级分为国家标准规定：常用的精度等级分为2020级，级，分别用分别用IT01IT01、IT0IT0、IT1IT1、IT2IT2IT18IT18表示。表示。数字越大，精度越低。其中数字越大，精度越低。其中IT5-IT13IT5-IT13常用。常用。高高 精精 度：度：IT5IT5、IT6 IT6 通常由磨削加工获得。通常由磨削加工获得。中等精度：中等精度：IT7-IT10 IT7-IT10 通常由精车、铣、刨获得。通常由精车、铣、刨获得。低低 精精 度：度：IT11-IT13 IT11-IT13 通常由粗车、铣、刨、钻通常由粗车、铣、刨、钻 等加工方法获得。等加工方法获得。8零件精度等级及其相应的加工方法零件精度等级及其相应的加工方法精度等精度等级级尺寸精度范尺寸精度范围围Ra值值范范围围（m）相相应应的加工方法的加工方法低精度低精度IT13IT 112512.5粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等粗车、粗镗、粗铣、粗刨、钻孔等中等中等精度精度IT10IT 96.33.2半精车、半精镗、半精铣、半精刨、半精车、半精镗、半精铣、半精刨、扩孔等扩孔等IT8IT 71.60.8精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗精车、精镗、精铣、精刨、粗磨、粗铰等铰等高精度高精度IT7IT 60.80.2精磨、精铰等精磨、精铰等特特别别精密精密精度精度IT5IT2Ra0.2研磨、珩磨、超精加工、抛光等研磨、珩磨、超精加工、抛光等92.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度表面粗糙度：表面粗糙度：零件微观表面高低不平的零件微观表面高低不平的 程度。程度。产生的原因产生的原因：1）切削时刀具与工件相）切削时刀具与工件相 对运动产生的磨擦；对运动产生的磨擦；2）机床、刀具和工件在加工时的振动；）机床、刀具和工件在加工时的振动；3）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；）切削时从零件表面撕裂的切屑产生的痕迹；4）加工时零件表面发生塑性变形。）加工时零件表面发生塑性变形。102.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 表面粗糙度对零件质量的影响：表面粗糙度对零件质量的影响：零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要零件的表面粗糙度对机器零件的性能和使用寿命影响较大，主要有以下几个方面：有以下几个方面：1）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触）零件表面粗糙，将使接触面积减小，单位面积压力加大，接触 变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；变形加大，磨擦阻力增大，磨损加快；2)表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，表面粗糙度影响配合性质。对于间隙配合，表面粗糙易磨损，造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰造成间隙迅速加大；对于过盈配合，在装配时，可使微小凸峰 挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；挤平，有效过盈量减少，使配合件强度降低；3）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造）零件表面粗糙，低谷处容易聚积腐蚀性物质，且不易清除，造 成表面腐蚀；成表面腐蚀；4）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而）当零件承受载荷时，凹谷处易产生应力集中，以致产生裂纹而 造成零件断裂。造成零件断裂。112.2 表表 面面 粗粗 糙糙 度度国家标准规定：表面粗糙度分为国家标准规定：表面粗糙度分为1414个等级，个等级，分别用分别用 表示，表示，数字越大，表面越粗糙。数字越大，表面越粗糙。表面粗糙度符号上的数值表面粗糙度符号上的数值Ra,Ra,单位是微米单位是微米（mm）。）。122.3 2.3 常见加工方法的常见加工方法的RaRa表面特征表面特征加工加工方法方法Ra(Ra(微米微米)表面特征表面特征粗车粗车粗镗粗镗5050 可见明显刀痕可见明显刀痕粗铣粗铣粗刨粗刨2525 可见刀痕可见刀痕钻孔钻孔12.512.5 微见刀痕微见刀痕精铣精铣精刨精刨半精车半精车6.36.3 可见加工痕迹可见加工痕迹3.23.2 微见加工痕迹微见加工痕迹精车精车1.61.6 看不清加工痕迹看不清加工痕迹粗磨粗磨0.80.8 可辨加工痕迹方向可辨加工痕迹方向精磨精磨0.40.4 微辨加工痕迹方向微辨加工痕迹方向精密加工精密加工0.1-0.0120.1-0.012 只能按表面光泽辩识只能按表面光泽辩识133.切削运动与切削用量 机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平机器零件的基本表面包括：外圆、内圆（孔）、平面和成型面面和成型面 基本表面主要由如下的加工方法获得基本表面主要由如下的加工方法获得14 要完成零件表面的切削加工，刀具和工件应具备形成表面的基本运动，即切削运动切削运动：切削运动：刀具和工件的相对运动刀具和工件的相对运动切削运动分为主运动和进给运动切削运动分为主运动和进给运动主运动：主运动：提供切削可能性的运动。主运动只有提供切削可能性的运动。主运动只有 一个一个进给运动：进给运动：提供连续切削可能性的运动。进给提供连续切削可能性的运动。进给 运动可以有多个运动可以有多个3.1 切削运动15机床名称机床名称主运动主运动进给运动进给运动卧式车床卧式车床工件旋转运动工件旋转运动车刀纵向、横向、斜向直线移动车刀纵向、横向、斜向直线移动钻钻 床床钻头旋转运动钻头旋转运动钻头轴向移动钻头轴向移动卧铣、立铣卧铣、立铣铣刀旋转运动铣刀旋转运动工件纵向、横向、斜向直线移动工件纵向、横向、斜向直线移动牛头刨床牛头刨床刨刀往复运动刨刀往复运动工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向工件横向间歇移动或刨刀垂向、斜向间歇移动间歇移动龙门刨床龙门刨床工件往复运动工件往复运动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动刨刀横向、垂向、斜向间歇移动外圆磨床外圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动内圆磨床内圆磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件转动，同时工件往复移动，砂轮工件转动，同时工件往复移动，砂轮横向移动横向移动平面磨床平面磨床砂轮高速旋转砂轮高速旋转工件往复移动，砂轮横向、垂向移动工件往复移动，砂轮横向、垂向移动机床的切削运动机床的切削运动163.2切削用量切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量切削速度切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬 时速度时速度,用用V V表示，单位为表示，单位为m/sm/s 进进 给给 量量：刀具在进给运动方向上相对于工件的位刀具在进给运动方向上相对于工件的位 移量，用移量，用f f表示，车、钻和铣削时单位表示，车、钻和铣削时单位 为为mm/rmm/r背吃刀量背吃刀量:已加工表面和待加工表面之间的垂直距已加工表面和待加工表面之间的垂直距 离，用离，用a ap p表示，单位为表示，单位为mmmm，如下图：，如下图：173.2.1车削切削速度、背吃刀量的计算车削切削速度、背吃刀量的计算V:切削速度切削速度d:工件直径工件直径n:工件转速工件转速背吃刀量：背吃刀量：切削速度：切削速度：dmax:待加工表面待加工表面直径直径dmin:已加工表面直已加工表面直径径ap:背吃刀量背吃刀量18 4.切切 削削 刀刀 具具 刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于刀具性能的好坏也是直接影响切削效果的一个重要因素，刀具性能主要取决于两个因素：即两个因素：即刀具材料刀具材料和和刀具的几何角度刀具的几何角度4.1 刀具材料应具备如下五个基本特性刀具材料应具备如下五个基本特性：1.高硬度：高硬度：HRC60 HRC60 以上以上;2.2.高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；高的强度与韧性：保证能够承受切削力的作用而不破坏；3.3.高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性高的热硬性：材料在高温下仍然保持高硬度的性能，热硬性用热硬温度表示；用热硬温度表示；4.4.良好的耐磨性；良好的耐磨性；5.5.良好的工艺性和经济性；良好的工艺性和经济性；194.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料碳素工具钢碳素工具钢：如：如T7T7、T8T8、T9T9T13T13等。适合于制造简单的等。适合于制造简单的手工工具，如锉刀、锯条等；手工工具，如锉刀、锯条等；合金工具钢合金工具钢：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅：在碳素工具钢中加入少量的钨、铬、锰、硅等元素，耐热性较低，如等元素，耐热性较低，如9SiCr9SiCr等，适合于制造低速成型等，适合于制造低速成型刀具，如丝锥；刀具，如丝锥；高速钢高速钢：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有：含较多的钨、铬、钒等合金元素、常用的有：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4VW6Mo5Cr4V等。适合于制造中速精加工刀具；等。适合于制造中速精加工刀具；硬质合金硬质合金：成分由：成分由WCWC、TiCTiC和和CoCo组成，采用烧结方法获得组成，采用烧结方法获得204.1.1 常用的刀具材料常用的刀具材料 常用的硬质合金有：常用的硬质合金有：钨钴钛类（牌号钨钴钛类（牌号YT）硬质合金）硬质合金：适合于加工：适合于加工钢等塑性材料，其代号有钢等塑性材料，其代号有YT5、YT15、YT30等，粗加工用等，粗加工用YT5,精加工用精加工用YT30;钨钴类（牌号钨钴类（牌号YG）硬质合金：）硬质合金：适合于加工铸适合于加工铸铁、青铜等脆性材料，其代号有铁、青铜等脆性材料，其代号有YG3、YG6、YG8等，粗加工用等，粗加工用YG8，精加工用，精加工用YG3。214.1.2其它刀具材料其它刀具材料 陶瓷：陶瓷：常用的刀具陶瓷有两种：常用的刀具陶瓷有两种：AlAl2 2O O3 3基陶瓷基陶瓷和和SiSi3 3N N4 4基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很基陶瓷。陶瓷刀具的最大特点是具有很高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要缺高的硬度、很高的耐磨性和耐热性，其主要缺点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受较点是抗弯强度低，冲击韧性很差，不能承受较大的冲击载荷。大的冲击载荷。金刚石：金刚石：它分三种它分三种 天然单晶金刚石刀具天然单晶金刚石刀具 整体人造聚晶金刚石刀具整体人造聚晶金刚石刀具 金刚石复合刀片金刚石复合刀片 立方氧化硼：立方氧化硼：由软的立方氧化硼在高温高压下由软的立方氧化硼在高温高压下加入催化剂转变而成加入催化剂转变而成22种种 类类硬度硬度HRCHRC抗弯强抗弯强度度GPaGPa热硬性热硬性工艺性能工艺性能用用 途途碳素工具钢碳素工具钢60-6560-652.162.16200-250200-250热成型热成型手工刀具手工刀具合金工具钢合金工具钢60-6560-652.352.35300-400300-400同上同上低速刀具低速刀具高速钢高速钢63-7063-701.9-4.41.9-4.4600-700600-700同上同上中速刀具中速刀具硬质合金硬质合金89-9389-931.0-2.21.0-2.2800-1000800-1000烧结成型烧结成型高速刀具高速刀具陶瓷材料陶瓷材料91-9591-950.4-0.90.4-0.91100-12001100-1200同上同上连续精加工连续精加工刀具刀具常用的刀具材料常用的刀具材料23 为了研究刀具的几何角度，建立三个辅助平面：为了研究刀具的几何角度，建立三个辅助平面：基面基面：通过主切削刃上的某一点，与该点切削速度：通过主切削刃上的某一点，与该点切削速度方向垂直的平面。方向垂直的平面。切削平面切削平面：通过主切削刃上的某一点，与该点加工：通过主切削刃上的某一点，与该点加工表面相切的平面。表面相切的平面。正交平面正交平面：通过主切削刃上的某一点，与主切削刃：通过主切削刃上的某一点，与主切削刃在基面上的投影垂直的平面在基面上的投影垂直的平面4.2 刀具的几何角度刀具的几何角度(车刀的基本形状车刀的基本形状)24前前刀面和主后刀面的交线叫主切削刃刀面和主后刀面的交线叫主切削刃前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃前刀面和副后刀面的交线叫副切削刃两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对两条切削刃的交点叫刀尖，但刀尖并非绝对尖锐尖锐4.2 刀具的几何角度刀具的几何角度(车刀的基本形状车刀的基本形状)254.3 刀具角度的合理选择问题刀具角度的合理选择问题原原 则：则：粗加工时，为了提高切削效率，切削力粗加工时，为了提高切削效率，切削力会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，会较大，因此强度要高；精加工时，切削力较小，为了保证零件质量因此刀具较锋利为了保证零件质量因此刀具较锋利。粗加工：前角、后角均小，强度高粗加工：前角、后角均小，强度高精加工：前角、后角均大，刀具锋利精加工：前角、后角均大，刀具锋利主偏角：车台阶轴：取主偏角：车台阶轴：取9090度度 既车外圆又车端面，取既车外圆又车端面，取4545度度副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：副偏角：为降低表面粗糙度，取小值：一般为：5-155-15度度 刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值刃倾角：粗加工常取负值，精加工取正值265.刀具磨损和刀具耐用度刀具磨损和刀具耐用度刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦刀具经过一定时间的使用后，由于摩擦和切削热的作用，使刀具变钝，切削温和切削热的作用，使刀具变钝，切削温度上升，影响加工精度和表面质量，因度上升，影响加工精度和表面质量，因此必须及时刃磨。此必须及时刃磨。刀具耐用度是刀具从开始切削至达到磨刀具耐用度是刀具从开始切削至达到磨损限度为止的切削时间。例：硬质合金损限度为止的切削时间。例：硬质合金焊接刀具的耐用度规定为焊接刀具的耐用度规定为6060分钟。分钟。27刀具使用刀具使用磨钝磨钝刃磨刀具刃磨刀具包括：三种磨损形式与三个磨损阶段5.1 刀具的使用过程刀具的使用过程28 第二章第二章 金属切削机床金属切削机床29 1、机床的类型、机床的类型 金属切削机床是用来对工件进行加工的机金属切削机床是用来对工件进行加工的机器，故称为器，故称为“工作母机工作母机”，习惯上称机床。，习惯上称机床。按加工性质和所用刀具分类：按加工性质和所用刀具分类：分为车床、铣床、钻分为车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等床、磨床、齿轮加工机床等12大类；大类；按精度分类：按精度分类：分为普通精度、精密和高精度三种；分为普通精度、精密和高精度三种；按重量分类：按重量分类：分为一般机床、大型机床和重型机床。分为一般机床、大型机床和重型机床。机床的型号：如：机床的型号：如：C6136表示表示30车削的加工范围车削的加工范围 车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥车削是以加工回转体为主要加工目的。在车床上可以加工：外圆、端面、锥度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕度、钻孔、钻中心孔、镗孔、铰孔、切断、切槽、滚花、车螺纹、车成型面、绕弹簧等。弹簧等。31 车削的工艺特点车削的工艺特点1.1.粗加工：经济精度可达到粗加工：经济精度可达到IT10IT10，表面粗糙度在，表面粗糙度在25-12.525-12.5之间之间;精加工：经济精度可达精加工：经济精度可达IT7IT7左右，表面粗糙度左右，表面粗糙度Ra6.3-1.6Ra6.3-1.6之间。之间。2.2.易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，易于保证相互位置精度要求。一次装夹可加工几个不同的表面，避免安装误差。避免安装误差。3.3.刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和刀具简单，制造、刃磨和安装方便，容易选用合理的几何形状和角度，有利于提高生产率。角度，有利于提高生产率。4.4.应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，应用范围广泛，几乎所有绕定轴心旋转的内外回转体表面及端面，均可以用车削方法达到要求。均可以用车削方法达到要求。5.5.可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金可以用精细车的办法实现有色金属零件的高精度的加工（有色金属的高精度零件不适合采用磨削）属的高精度零件不适合采用磨削）32铣削的主要加工范围33铣削的工艺特点铣削的工艺特点1.铣削加工的精度可达铣削加工的精度可达IT10-IT7IT10-IT7，表面粗糙度可达，表面粗糙度可达6.3-1.66.3-1.6左右左右2.2.生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时生产效率高，铣刀是多刀齿刀具，铣削时有几个刀齿同时参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨参加切削，主运动是刀具的旋转，所以铣削的生产效率比刨削高。削高。3.3.容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工容易产生振动，铣刀的刀齿切入和切出时产生振动，加工过程中切削面积和切削力变化较大。过程中切削面积和切削力变化较大。4.4.刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀齿的散热条件较好，在刀具旋转过程的不切削时间内，刀具可以得到一定的冷却。刀具可以得到一定的冷却。5.5.与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产与刨床相比，铣床价格高，适用于批量生产。34 第三章第三章 机械加工工艺过程机械加工工艺过程351.下料2.粗车3.焊接4.精车5.磨削6.钻孔生产过程中，直接改变毛坯形状、尺寸和性能，使之变为合格零件的过程，称为工艺过程。工艺过程由很多工序组成。工序是指在一个工作地点对一个或一组工件所连续完成的部分工艺过程。例：36 1.1各种生产类型的要求和特征各种生产类型的要求和特征单件小批单件小批批量生产批量生产大量生产大量生产机床设备机床设备通用机床通用机床通用机床和部分通用机床和部分专用机床专用机床广泛使用高效率的专用机广泛使用高效率的专用机床床夹具夹具通用夹具通用夹具广泛使用专用夹广泛使用专用夹具具广泛采用高效率的专用夹广泛采用高效率的专用夹具具刀具量具刀具量具通用刀具通用刀具部分采用专用刀部分采用专用刀具和量具具和量具高效率的专用刀具和量具高效率的专用刀具和量具毛坯毛坯木模铸造和木模铸造和自由锻自由锻部分采用金属模部分采用金属模铸造和模锻铸造和模锻机器造型、压力铸造、模机器造型、压力铸造、模锻等锻等对工人的对工人的技术要求技术要求需要技术熟需要技术熟练工人练工人需要比较熟练的需要比较熟练的技术工人技术工人调整工要熟练，操作工技调整工要熟练，操作工技术要求不高术要求不高372.工件的安装工件的安装直接安装法：直接安装法：工件直接安装在工作台或采用通工件直接安装在工作台或采用通用夹具（三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、平口钳、用夹具（三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、平口钳、电磁吸盘等标准附件），有时要对工件进行划电磁吸盘等标准附件），有时要对工件进行划线找正，再行夹紧。线找正，再行夹紧。专用夹具安装专用夹具安装：工件安装在为其加工而专门设工件安装在为其加工而专门设计的夹具中，无须找正，迅速保证工件对刀具计的夹具中，无须找正，迅速保证工件对刀具和机床的准确定位。节约时间，生产效率高，和机床的准确定位。节约时间，生产效率高，但夹具的设计和制造需要一定的成本。但夹具的设计和制造需要一定的成本。383.夹具简介夹具简介 夹具是用来将待加工工件固定的装夹具是用来将待加工工件固定的装置。置。夹具一般可分为通用夹具和专用夹具一般可分为通用夹具和专用夹具两种，此外还发展了通用可调夹夹具两种，此外还发展了通用可调夹具、成组夹具和组合夹具等类型的夹具、成组夹具和组合夹具等类型的夹具。具。393.1 夹具的分类夹具的分类1.通用夹具通用夹具：指一般已经标准化，不需特殊调指一般已经标准化，不需特殊调整就可以用来装夹不同工件的刀具，如：三爪整就可以用来装夹不同工件的刀具，如：三爪卡盘、四爪卡盘、顶尖、分度头、平口钳、电卡盘、四爪卡盘、顶尖、分度头、平口钳、电磁吸盘，通用夹具价格较低，使用范围广泛，磁吸盘，通用夹具价格较低，使用范围广泛，但生产效率不如专用夹具。故一般仅适用于单但生产效率不如专用夹具。故一般仅适用于单件小批量生产。件小批量生产。2.专用夹具专用夹具：是指为某一零件的加工而专门设是指为某一零件的加工而专门设计和制造的夹具，既可以保证加工精度，又提计和制造的夹具，既可以保证加工精度，又提高生产效率，但夹具需要一定的投资。所以主高生产效率，但夹具需要一定的投资。所以主要用于成批及大量生产中。要用于成批及大量生产中。403、通用可调夹具和成组夹具：、通用可调夹具和成组夹具：通过调整或通过调整或 更换个别元件后，可以加工形状相似、更换个别元件后，可以加工形状相似、尺寸相近、加工工艺相似的多种工件。尺寸相近、加工工艺相似的多种工件。在当前多品种小批量生产的条件下，更在当前多品种小批量生产的条件下，更 显示出这两类夹具的优势；显示出这两类夹具的优势；4、组合夹具：、组合夹具：用事先准备好的通用标准元用事先准备好的通用标准元 件和部件组合而成的夹具。用完之后可件和部件组合而成的夹具。用完之后可 以将这类夹具拆卸下来，更换元、部件以将这类夹具拆卸下来，更换元、部件 组装成新夹具，供再次使用。组装成新夹具，供再次使用。3.1 夹具的分类夹具的分类413.2 夹具的组成夹具的组成夹具一般由以下部分组成：夹具一般由以下部分组成：1、定位装置：、定位装置：用来确定工件正确位置的装置，它用来确定工件正确位置的装置，它 包括定位元件或定位元件的组合；包括定位元件或定位元件的组合；2、夹紧装置：、夹紧装置：工件定位后，用夹紧的力来承受切工件定位后，用夹紧的力来承受切 削力的机构。它包括夹紧元件或其组合；削力的机构。它包括夹紧元件或其组合；3、导向元件：、导向元件：用来确定刀具位置，并引导刀具进用来确定刀具位置，并引导刀具进 行加工的元件。行加工的元件。4、夹具体：、夹具体：用来联系并固定上述各种装置和元件，用来联系并固定上述各种装置和元件，使之成为一个整体的零件。使之成为一个整体的零件。424.工艺规程的拟定工艺规程的拟定A.工艺分析工艺分析检查图纸检查图纸做出修改做出修改审查材料审查材料审查零件的审查零件的结构工艺性结构工艺性下一步下一步B.毛坯的选择及加工余量的确定毛坯的选择及加工余量的确定43 4.1 毛坯选择及加工余量的确定毛坯选择及加工余量的确定加工余量加工余量：为了加工出合格零件，必须从毛坯上切为了加工出合格零件，必须从毛坯上切去一层金属，称加工余量。加工余量分为工序余量去一层金属，称加工余量。加工余量分为工序余量和总余量。某道工序切除的余量称为和总余量。某道工序切除的余量称为工序余量工序余量，各，各工序余量的和称工序余量的和称总余量总余量。工序余量的确定工序余量的确定：决定工序余量的大小，是在保证决定工序余量的大小，是在保证加工质量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响加工质量的前提下，使余量尽可能的小。过大影响生产效率，过小不能切去工件表面的缺陷层。加工生产效率，过小不能切去工件表面的缺陷层。加工余量的确定可采用如下方法：余量的确定可采用如下方法：1.根据生产经验估计根据生产经验估计 2.查表：根据工艺手册查表查表：根据工艺手册查表 3.计算法：可查阅计算法：可查阅“机制工艺学机制工艺学”有关内容。有关内容。444.2 定位基准的选择定位基准的选择在机械加工中，无论采用哪种安装方法，都在机械加工中，无论采用哪种安装方法，都必须使工件在机床或夹具上正确地定位必须使工件在机床或夹具上正确地定位六点定位六点定位：任何一个未被约束的物体，在空任何一个未被约束的物体，在空间有六个自由度。而要使物体在空间有确定间有六个自由度。而要使物体在空间有确定的位置，必须约束这六个自由度的位置，必须约束这六个自由度454.3工件的基准工件的基准工件的基准：工件的基准：在零件的设计和制造过程中，在零件的设计和制造过程中，要确定一些点、线或面的位置，必须以一些要确定一些点、线或面的位置，必须以一些指定的点、线或面作为依据，这些作为依据指定的点、线或面作为依据，这些作为依据的点、线或面，称为基准。的点、线或面，称为基准。按照作用的不同，常把基准分为按照作用的不同，常把基准分为设计设计基准基准和和工艺基准工艺基准两类。两类。464.3.1 工艺基准工艺基准 工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装工艺基准分为工序基准、定位基准、测量基准、装配基准。配基准。1、工序基准：、工序基准：在工艺文件上用以标定加工表面在工艺文件上用以标定加工表面 位置的基位置的基 准。准。2、定位基准：、定位基准：在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中在机械加工中，用来使工件在机床或夹具中 占有正确位置的点、线或面。它是工艺基占有正确位置的点、线或面。它是工艺基准准 中最主要的基准。中最主要的基准。定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸定位基准选择是否合理，对保证工件加工后的尺寸精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低精度和形位精度、安排加工顺序、提高生产率以及降低生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要生产成本起着决定性的作用，它是制定工艺过程的主要任务之一。任务之一。定位基准可分为定位基准可分为粗基准粗基准和和精基准精基准两种两种 473、测量基准：、测量基准：用以测量已加工表面尺寸及用以测量已加工表面尺寸及 位置的基准。位置的基准。4、装配基准：、装配基准：用来确定零件或部件在机器用来确定零件或部件在机器 中的位置的基准。中的位置的基准。4.3.1 工艺基准工艺基准484.3.2 定位基准的选择定位基准的选择粗基准粗基准：毛坯表面的定位基准。毛坯表面的定位基准。1.选取不加工的表面作粗基准：这样可使加工表面具选取不加工的表面作粗基准：这样可使加工表面具有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部有较正确的相对位置，并有可能在一次安装中把大部分加工表面加工出来。分加工表面加工出来。选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是从有位选择定位基准是为了保证工件的位置精度，因此，选择定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选择的置精度要求的表面开始进行选择的49精基准的选择原则精基准的选择原则 对于形位公差精度要求较高的零件，应采对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为定位基准。这种定位基准用已加工过的表面作为定位基准。这种定位基准面叫做精基准。面叫做精基准。精基准的选择原则：精基准的选择原则：1.基准重合原则：基准重合原则：选用定位基准与设计基准重合选用定位基准与设计基准重合 的原则的原则 50 2.基准统一原则：基准统一原则：位置精度要求较高的各加工表面，位置精度要求较高的各加工表面，尽可能在多数工序中统一用同一基准。尽可能在多数工序中统一用同一基准。精基准的选择原则精基准的选择原则51 3、互为基准原则：、互为基准原则：在需要加工的各表面中，加工时在需要加工的各表面中，加工时互相以对方为定位基准。互相以对方为定位基准。精基准的选择原则精基准的选择原则4、自为基准原则：、自为基准原则：以加工表面自身作为定位基准。以加工表面自身作为定位基准。总之，无论是粗基准还是精基准的选择，都必须总之，无论是粗基准还是精基准的选择，都必须首先使工件定位稳定，安全可靠，然后再考虑夹具设首先使工件定位稳定，安全可靠，然后再考虑夹具设计容易、结构简单、成本低廉等技术经济原则。计容易、结构简单、成本低廉等技术经济原则。524.4 机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定按三个步骤进行：机械加工工艺过程的制定按三个步骤进行：1、拟定加工工艺路线、拟定加工工艺路线 分析研究零件图的各项内容及技术要分析研究零件图的各项内容及技术要求拟定零件加工的加工方法、加工方案及求拟定零件加工的加工方法、加工方案及工艺路线。工艺路线。2、安排好加工工序、安排好加工工序 （1）选择毛坯）选择毛坯 53（2）安排好切削加工工序）安排好切削加工工序 合理选择加工方案合理选择加工方案 合理确定基准面合理确定基准面 常见几类典型零件的加工，其基准选常见几类典型零件的加工，其基准选择的常用方法有：择的常用方法有：A.台阶轴类零件：台阶轴类零件：一般选择两端中心孔作一般选择两端中心孔作为定位基准面为定位基准面；对于批量很小、；对于批量很小、长度很短的轴长度很短的轴类零件，可采用三爪卡盘在一次装夹中完成各类零件，可采用三爪卡盘在一次装夹中完成各表面的精加工。表面的精加工。4.4 机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定54A.台阶轴类零件：台阶轴类零件：4.4 机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定55 B.套类零件：套类零件：一般选择其轴线（内孔）作为定一般选择其轴线（内孔）作为定位基准面。位基准面。4.4 机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定564.4 机械加工工艺过程的制定机械加工工艺过程的制定 C.箱体类零件：箱体类零件：该类零件形状复杂，除该类零件形状复杂，除有尺寸精度要求外，一般孔的轴线相对有尺寸精度要求外，一般孔的轴线相对于底面（安装基准面）有位置度要求，于底面（安装基准面）有位置度要求，因此箱体类零件多采用主要的装配基准因此箱体类零件多采用主要的装配基准面（一般为最大的底平面）作为定位精面（一般为最大的底平面）作为定位精基准。基准。574.5工艺路线的制定工艺路线的制定 1、拟订加工工艺过程、拟订加工工艺过程 制定工艺规程的目的是确保产品质量、提高经制定工艺规程的目的是确保产品质量、提高经济效益，同时它是确定生产人员数量以及定设备、济效益，同时它是确定生产人员数量以及定设备、定生产厂房面积和投资额的原始材料。定生产厂房面积和投资额的原始材料。安排加工顺序的原则：安排加工顺序的原则：“基面先行、粗精分基面先行、粗精分开、先粗后精、先面后孔开、先粗后精、先面后孔”58(1)(1)基基面面先先行行原原则则 ,零零件件加加工工时时，必必须须选选择择合合适适的的表表面面作作为为定定位位基基面面，以以便便正正确确安安装装工工件件。在在第第一一道道工工序序中中，只只能能用用毛毛坯坯面面(未未加加工工面面)作作为为定定位位基基面面，在在后后续续工工序序中中，为为了了提提高高加加工工质质量量，应应尽尽量量采采用用加加工工过过的的表表面面为为定定位位基基面面，显显然然，安安排排加加工工工工序序时时，精精基基面面应应先先加加工工。例例如如，轴轴类类零零件件的的加加工工多多采采用用中中心心孔孔为为精精基基准准。因因此此，安安排排其其加加工工工工艺艺时时，首先应安排车端面、钻中心孔工序。首先应安排车端面、钻中心孔工序。(2)(2)粗粗精精分分开开，先先粗粗后后精精的的原原则则 零零件件加加工工质质量量要要求求高高时时，对对精精度度要要求求高高的的表表面面，应应划划分分加加工工阶阶段段。一一般般可可分分为为粗粗加加工工、半半精精加加工工和和精精加加工工三三个个阶阶段段，精精加加工工应应放放在在最最后后进进行行。这这样样，有有利利于于保保证证加加工工质质量量，有有利利于于某某些些热热处处理理工工序序的的安安排。排。4.5工艺路线的制定工艺路线的制定59 (3)先先面面后后孔孔的的原原则则 对对于于箱箱体体、支支架架类类等等零零件件应应先先加加工工平平面面后后加加工工孔孔。这这是是因因为为平平面面的的轮轮廓廓平平整整，安安放放和和定定位位稳稳定定可可靠靠。先先加加工工好好平平面面，就就能能以以平平面面定定位位加加工工孔孔，保保证证平平面面和和孔孔的的位位置。置。综综上上所所述述，一一般般机机械械加加工工的的顺顺序序是是：先先加加工工精精基基准准粗粗加加工工主主要要面面(精精度度要要求求高高的的表表面面)精精加加工工主主要要面面。次次要要表表面面的加工适当穿插在各阶段之间进行。的加工适当穿插在各阶段之间进行。60谢谢谢谢Thank you!Thank you!61