机械制造技术基础-2基础知识.ppt

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1、第第2 2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程基础知识本章要点机械制造工艺机械加工方法定位原理与定位误差工件材料切削加工性刀具材料与刀具几何角度机床与夹具1机械制造技术基础机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程基础知识Fundamental of Mechanical Manufacturing Process2.1 机械制造工艺总论机械制造工艺总论Introduction to Mechanical Manufacturing Process22.1.1 机械制造工艺过程机械制造工艺过程机械制造中与产品生成直接有关的生产过程常被称为机械制造工艺过程 机械制造工艺过程机

2、械制造工艺过程主要内容主要内容 毛毛坯坯和和零零件件成成形形铸铸造造、锻锻压压、冲冲压压、焊焊接接 、压压制、烧结、注塑、压塑制、烧结、注塑、压塑 机械加工机械加工切削、磨削、特种加工切削、磨削、特种加工 材材料料改改性性与与处处理理热热处处理理、电电镀镀、转转化化膜膜、涂涂装装、热喷涂热喷涂 机机械械装装配配把把零零件件按按一一定定的的关关系系和和要要求求连连接接在在一一起起，组组合合成成部部件件和和整整台台机机械械产产品品，包包括括零零件件的的固固定定、连接、调整、平衡、检验和试验等工作连接、调整、平衡、检验和试验等工作 32.1.2 机械制造工艺方法机械制造工艺方法机械制造工艺方法与分类

3、机械制造工艺方法与分类JB/T5992-92按大、中、小和细分类四个层次划分 大类中类代码代码名称0123456789中类名称0铸造砂型铸造特种铸造1压力加工锻造轧制冲压挤压旋压拉拔其他2焊接电弧焊电阻焊气焊压焊特种焊接钎焊3切削加工刃具加工磨削钳加工4特种加工电物理加工电化学加工 化学加工复合加工其他5热处理整体热处理表面热处理化学热处理6覆盖层电镀化学镀真空沉积 热侵镀 转化膜 热喷涂涂装其他78装配包装装配试验与检验包装9其他粉末冶金冷作非金属成形表面处理防锈缠绕编织其他表2-1机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）42.1.3 零件成形方法零件成形方法零件成形方法零件

4、成形方法 材材料料成成形形法法进入工艺过程物料初始重量近似等于加工后最终重量。如铸造、压力加工、粉末冶金、注塑成形等，这些方法多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。材材料料去去除除法法零件的最终几何形状局限在毛坯的初始几何形状范围内，零件形状的改变是通过去除一部分材料，减少一部分重量来实现的。如切削与磨削，电火花加工、电解加工等特种加工等。材材料料累累加加法法传统的累加方法有焊接、粘接或铆接等，通过不可拆卸连接使物料结合成一个整体，形成零件。近几年才发展起来的快速原型制造技术（RPM），是材料累加法的新发展。5快速原型制造技术（快速原型制造技术（RPMRPM）快速原型制造（Rapid Photo

5、graph Manufacturing RPM），又称“快速成形技术”（Rapid Photograph RP）或“分层制造”（Layer Manufacturing LM），是20世纪80年代后期迅速发展起来的一种新型制造技术。它将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数控（CNC）、精密伺服驱动、新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的产品三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束选择性地切割一层层的箔材（或固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成一个个薄层，并逐步迭加成三维实

6、体（见图2-1）。2.1.3 零件成形方法零件成形方法6图2-1快速成型过程喷粘结剂喷热熔材料三维产品（样品/模具）表面处理构造三维模型模型近似处理切片处理激光喷射源固化树脂切割箔材烧结粉末2.1.3 零件成形方法零件成形方法7a）b）图2-2传统加工与快速成型比较模具模具设计铸造焊接锻压毛坯（大于工件）半成品半成品工件去去除除加加工工设计模具样品快快速速成成形形2.1.3 零件成形方法零件成形方法8图2-2a快速成型机床及快速成型件2.1.3 零件成形方法零件成形方法Real9机械制造技术基础机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程基础知识Fundamental of M

7、echanical Manufacturing Process2.2 机械制造工艺过程机械制造工艺过程Mechanical Manufacturing Process102.2.1 机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成200.07210.8图2-3阶梯轴3240250.07350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1453.221flashflash 工工序序是是指指由由一一个个或或一一组组工工人人在在同同一一台台机机床床或或同同一一个个工工作作地地，对对一一个个或或同同时时对对几几个个工工件件所所连连续续完完成成的的那那一一部部分分机械加工工艺过程。机械加工工

8、艺过程。安安装装在在一一道道工工序序中中，工工件件每每经经一一次次装装夹夹后后所所完完成成的的那部分工序称为安装。那部分工序称为安装。112.2.1 机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成工工位位工工件件在在机机床床上上占占据据每每一一个个位位置置所所完完成成的的那那部部分分工序称为工位。工序称为工位。图2-4多工位加工1：装卸工件2：钻孔3：扩孔4：绞孔flash122.2.1 机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程及其组成工工步步指指在在加加工工表表面面不不变变、切切削削刀刀具具不不变变的的情情况况下下所所连连续续完完成成的的那那部部分分工工序序。（在在一一个个工工步步内内，若

9、若有有几几把把刀刀具具同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）同时加工几个不同表面，称此工步为复合工步）走走刀刀同同一一加加工工表表面面加加工工余余量量较较大大，可可以以分分作作几几次次工工作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。作进给，每次工作进给所完成的工步称为一次走刀。a）立轴转塔车床的一个复合工步b）钻孔、扩孔复合工步图2-5复合工步132.2.2 机械装配工艺过程机械装配工艺过程 机械装配工艺过程机械装配工艺过程 将组成机器的零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，构成合格机械产品的过程 机械装配工作机械装配工作 包括：组装、部装、总装、调试、检验、试车、涂装与包

10、装等 装配工序、工步和操作装配工序、工步和操作装配工序在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作装配工步装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变装配操作装配工步中各个装配动作 flash142.2.3 生产类型及其工艺特点生产类型及其工艺特点 生产纲领生产纲领 N N=Q nQ n（1+1+%+%+%）（2-1）单件小批生产批量生产大批大量生产 式中Q 产品年产量（件/年）；n 每台产品中该零件数量（件/台）；备品率；废品率。生产类型生产类型15机械制造技术基础机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程基础知识Fundament

11、al of Mechanical Manufacturing Process2.3 零件机械加工方法零件机械加工方法Mechanical Machining Method for Parts162.3.1 零件表面形成方法零件表面形成方法 轨迹法轨迹法 成形法成形法 相切法相切法 展成法展成法flashflashflashflasha）轨迹法b）成形法c）相切法d）展成法图2-6零件表面成形方法17主运动主运动指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度，用v（m/s）表示。主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完成，也可以由工件来完成；可以是直线运动（用T

12、表示），也可以是回转运动（用 R表示）。正是由于上述不同运动形式和不同运动执行元件的多种组合，产生了不同的加工方法。进给运动进给运动指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用进给量（fmm/r）或进给速度（vf mm/min）表示。定位和调整运动定位和调整运动使工件或刀具进入正确加工位置的运动。如调整切削深度，工件分度等。2.3.2 切削加工的成形运动切削加工的成形运动 18外圆磨无心磨车铣加工滚压加工铣削成形磨（横磨）主运动 进给运动表2-2外圆表面加工方法刀具T/RT主运动 进给运动工件表面成形原理图RRRRRTRRT/R车削成形车削拉削研磨2.3.3 典型表面加工方法典型表面加工方法

13、19表2-3内圆表面加工方法表 面 成 形 原 理 图钻扩铰镗拉挤行星式内圆磨主运动 进给运动刀 具主运动 进给运动工 件RRTRRT/RTRTRTTRTT内圆磨无心磨2.3.3 典型表面加工方法典型表面加工方法20主运动 进给运动表2-4平面加工方法刀 具主运动 进给运动工 件表 面 成 形 原 理 图RTRTTT刨插周铣端铣平磨端面平磨车拉T2.3.3 典型表面加工方法典型表面加工方法21车螺纹板牙主运动 进给运动表2-5螺纹加工方法刀 具主运动 进给运动工 件表 面 成 形 原 理 图RTRRTTR滚压丝锥铣螺纹梳形铣刀旋风铣磨螺纹RR2.3.3 典型表面加工方法典型表面加工方法22主运

14、动 进给运动表2-6齿形加工方法刀 具主运动 进给运动工 件表 面 成 形 原 理 图RTRTTR/TRRR/T铣齿指状铣刀铣齿成形磨齿滚齿剃齿插齿蜗杆砂轮磨齿碟形砂轮磨齿锥形砂轮磨齿2.3.3 典型表面加工方法典型表面加工方法232.3.4 切削用量与切削层截面参数切削用量与切削层截面参数切削用量切削用量切削速度切削速度v vc c若主运动为往复运动时，其平均速度为：（2-2）式中n主运动转速（r/s）；d刀具或工件的最大直径（mm）。式中nr主运动每秒钟往复次数（str/s）；l往复运动行程长度（mm）。（2-3）进进给给量量：工工件件或或刀刀具具每每转转一一周周时时(或或主主运运动动一一

15、循循环环时时)，两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为mm/rmm/r。背吃刀量背吃刀量：主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。242.3.4 切削用量与切削层截面参数切削用量与切削层截面参数切削层截面参数切削层截面参数切削切削厚度厚度（2-4）切削切削宽度宽度（2-5）图2-7切削层截面bDhD=ffdwDmapa）rhDbD=apb）c）25机械制造技术基础机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程

16、基础知识Fundamental of Mechanical Manufacturing Process2.4 基准与装夹基准与装夹Datum and Fixing262.4.1 基准基准基准基准确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、确定加工对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面称为基准。线、面称为基准。设计基准设计基准在设计图样上在设计图样上所采用的基准所采用的基准 图2-8定位支座零件272.4.1 基准基准工艺基准工艺基准在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定在工艺过程中所采用的基准。又可分为：工序基准、定位基准、测量基准与装配基准。位基准、测量基准与装配基准。

17、图2-9a支座零件第1工序（车削）282.4.1 基准基准图2-9b支座零件第1工序（钻孔）292.4.1 基准基准图2-9c支座零件第3工序（钻、锪4分布孔）302.4.1 基准基准图2-9d支座零件第4工序（磨内孔、端面）图2-9e支座零件第5工序（磨外圆、台阶面）312.4.2 工件装夹工件装夹划划线线找找正正装装夹夹（图图2-112-11）精精度度不不高高，效效率率低低，多多用于形状复杂的铸件用于形状复杂的铸件直直接接找找正正装装夹夹（图图2-102-10）精精度度高高，效效率率低低，对对工工人技术水平高人技术水平高夹具装夹夹具装夹（图（图2-122-12）精度和效率均高，广泛采用精度

18、和效率均高，广泛采用装夹的含义装夹的含义装夹又称安装，包括定位和夹紧两项内容。定位定位使工件在机床或夹具上占有正确位置夹紧夹紧对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变工件装夹方法工件装夹方法322.4.2 工件装夹工件装夹图2-10直接找正安装flash毛坯孔加工线找正线图2-11划线找正安装flash332.4.2 工件装夹工件装夹图2-12工件在夹具上装夹（滚齿夹具）342.4.3 定位原理定位原理 图2-13六点定位原理XZY 六点定位原理六点定位原理要确定其空间位置，就需要限制其6个自由度将6个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6个自由度，这就是六点定位原理。任

19、何一个物体在空间直角坐标系中都有6个自由度用表示35图2-14工件以平面3点定位XYZ与理论力学、机构学自由度概念差别位置不定度夹紧与定位概念分开工件、夹具是弹性体两点注意两点注意：“点”的含义对自由度的限制，与实际接触点不同2.4.3 定位原理定位原理36工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。工件6个自由度中有1个或几个自由度未被限制，称为不完全定位。完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位不完全定位主要有两种情况：工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转的自由度无法被限制（即使被限制也无意义）。例如球体绕过球心轴线的转动，圆柱体绕自身轴线的转动等。工件加工要求不需要限制

20、某一个或某几个自由度。如加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平行度，则只需限制3个自由度就够了。2.4.3 定位原理定位原理372.4.3 定位原理定位原理 完全定位与不完全定位完全定位与不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）e）ZYXf）ZYX图2-15工件应限制的自由度38欠定位欠定位工工件件加加工工时时必必须须限限制制的的自自由由度度未未被被完完全全限限制制，称称为为欠欠定定位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。位。欠定位不能保证工件的正确安装，因而是不允许的。图2-16欠定位示例XZYa）b）BB B2.4.3 定位原理定位原理 39过定位过定位 过过定

21、定位位工工件件某某一一个个自自由由度度（或或某某几几个个自自由由度度）被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。被两个（或两个以上）约束点约束，称为过定位。过定位是否允许，要视具体情况而定：过定位是否允许，要视具体情况而定：1 1）如如果果工工件件的的定定位位面面经经过过机机械械加加工工，且且形形状状、尺尺寸寸、位位置置精精度度均均较较高高，则则过过定定位位是是允允许许的的。有有时时还还是是必必要要的的，因因为为合合理理的的过过定定位位不不仅仅不不会会影影响响加加工工精精度度，还还会会起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。2 2）反反之之，如

22、如果果工工件件的的定定位位面面是是毛毛坯坯面面，或或虽虽经经过过机机械械加加工工，但但加加工工精精度度不不高高，这这时时过过定定位位一一般般是是不不允允许许的的，因因为为它它可可能能造造成成定定位位不不准准确确，或或定定位位不不稳稳定定，或或发发生生定位干涉等情况。定位干涉等情况。2.4.3 定位原理定位原理 40过定位分析过定位分析（桌子与三角架）图2-17过定位分析2.4.3 定位原理定位原理 41过定位分析过定位分析图2-18过定位示例a）ZYXYc）ZYXY2.4.3 定位原理定位原理 b）ZYYX42过定位分析过定位分析图2-19过定位示例XYa）ZYb）ZYXY2.4.3 定位原理

23、定位原理 43一面两孔定位分析一面两孔定位分析D1D2d2d1b图2-20一面两孔定位干涉分析2.4.3 定位原理定位原理 44刀柄主轴拉杆涨套过定位应用图2-21HSK刀柄与传统刀柄结构HSK刀柄传统刀柄1:107:24间隙主轴拉杆刀柄2.4.3 定位原理定位原理定位端面配合锥面45过定位讨论过定位讨论如如图图示示，齿齿轮轮坯坯以以内内孔孔和和一一小小端端面面定定位位，车车削削外外圆圆和和大大端端面面。加加工工后后检检测测发发现现大大端端面面与与内内孔孔垂垂直直度度超超差差。试试分分析原因，提出改进意见。析原因，提出改进意见。4A0.02A间隙配合刚性心轴图2-22过定位示例2.4.3 定位

24、原理定位原理 46图2-22a过定位引起夹紧变形2.4.3 定位原理定位原理 47橡胶垫橡胶垫图2-22b过定位处理分析2.4.3 定位原理定位原理 48讨论讨论分析图示定位方案：分析图示定位方案：各方案限制的自由度各方案限制的自由度有无欠定位或过定位有无欠定位或过定位对对不不合合理理的的定定位位方方案案提提出改进意见。出改进意见。b）XZYXc）XZYXa）YXZ图2-23过定位分析2.4.3 定位原理定位原理 49a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ图2-23a过定位示例分析2.4.3 定位原理定位原理 50b）XZYXb1）XZYXXZb2）YXXZb3）YX图2-23b过定位

25、示例分析2.4.3 定位原理定位原理 51c）XZYXc）XZYXc1）YXXZ图2-23c过定位示例分析2.4.3 定位原理定位原理 52ZXYZXYZXYZXY图2-24工件以平面定位平面定位的主要形式是支承定位。常用的定位元件有支承钉、支承板、夹具支承件和夹具体的凸台及平面等。图2-24给出了平面定位的几种情况。ZXYZXY2.4.4 定位方法与定位元件定位方法与定位元件工件以平面定位工件以平面定位53图2-25工件以圆孔定位工件以圆孔定位多属于定心定位（定位基准为圆柱孔轴线）。常用定位元件是定位销和心轴。定位销有圆柱销、圆锥销、菱形销等形式；心轴有刚性心轴（又有过盈配合、间隙配合和小锥

26、度心轴等）、弹性心轴之分。工件以圆孔定位所限制的自由度见图2-25。XYZXYZXYZXYZXYZXYZ2.4.4 定位方法与定位元件定位方法与定位元件工件以圆孔定位工件以圆孔定位54图2-26工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支承定位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自由度，长V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度。XYZXYZXYZXYZXYZ2.4.4 定位方法与定位元件定位方法与定位元件工件以外圆柱面定位工件以外圆柱面定位55除平面、圆孔、外圆柱面外

27、，工件有时还可能以其它表面（如圆锥面、渐开线齿面、曲面等）定位。图2-27为工件以锥孔定位的例子，锥度心轴限制了除绕工件自身轴线转动外的5个自由度。图2-27工件以锥孔定位2.4.4 定位方法与定位元件定位方法与定位元件工件以其他表面定位工件以其他表面定位56在在多多个个表表面面同同时时参参与与定定位位情情况况下下，各各定定位位表表面面所所起起作作用用有有主主次次之之分分。通通常常称称定定位位点点数数最最多多的的表表面面为为主主要要定定位位面面或或支支承承面面，称称定定位位点点数数次次多多的的表表面面为为第第二二定定位位基基准准面面或或导导向向面，称定位点数为面，称定位点数为 1 1的表面为第

28、三定位基准面或止动面。的表面为第三定位基准面或止动面。2.4.4 定位方法与定位元件定位方法与定位元件定位表面的组合定位表面的组合XZY图2-28工件在两顶尖上定位在在分分析析多多个个表表面面定定位位情情况况下下各各表表面面限限制制的的自自由由度度时时，分分清清主主次次定定位位面面很很重重要要。如如图图2-282-28所所示示工工件件在在两两顶顶尖尖上上的的定定位位，应应首首先先确确定定前前顶顶尖尖限限制制的的自自由由度度，他他们们是是 。然然后后再再分分析析后后顶顶尖尖限限制制的的自自由由度度。此此时时，应应与与前前顶顶尖尖一一起起综综合考虑，可以确定其限制的自由度是合考虑，可以确定其限制的

29、自由度是。572.4.5 定位误差定位误差 定位误差的概念定位误差的概念 例例如如在在轴轴上上铣铣键键槽槽，要要求求保保证证槽槽底底至至轴轴心心的的距距离离H H。若若采采用用VV型型块块定定位位，键键槽槽铣铣刀刀按按规规定定尺尺寸寸H H调调整整好好位位置置（图图2-292-29）。实实际际加加工工时时，由由于于工工件件直直径径存存在在公公差差，会会使使轴轴心心位位置置发发生生变变化化。不不考考虑虑加加工工过过程程误误差差，仅仅由由于于轴轴心心位位置置变变化化而而使使工工序序尺尺寸寸H H也也发发生生变变化化。此此变变化化量量（即即加加工工误误差差）是是由由于于工工件件的的定定位位而而引引起

30、起的的，故故称称为为定定位误差。位误差。图2-29定位误差HOAO1O2DW定位误差是由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确定位误差是由于工件在夹具上（或机床上）定位不准确而引起的加工误差。而引起的加工误差。581）由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，如图2-29所示例子。2）由于工件的工序基准与定位基准不重合而引起的定位误差，称为基准不重合误差。图图2-302-30所所示示工工件件以以底底面面定定位位铣铣台台阶阶面面，要要求求保保证证尺尺寸寸a a，即即工工序序基基准准为为工工件件顶顶面面。如如刀刀具具已已调调整整好好位位置置，则则由由于于尺尺寸寸b b

31、的的误误差差会会使使工工件件顶顶面面位位置置发发生生变变化化，从而使工序尺寸从而使工序尺寸a a产生误差。产生误差。bDWa图2-30由于基准不重合引起的定位误差工序基准定位基准2.4.5 定位误差定位误差定位误差的来源定位误差的来源592.4.5 定位误差定位误差 定位误差计算定位误差计算在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此计算定位误差，首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在工序尺寸方向上的最大变动量即可。用几何方法计算定位误差通常要画出工件的定位简图，并在图中夸张地画出工件变动的极限位置；然后运用三角几何知识，求出工序基准在加工尺寸方向上

32、的最大变动量，即为定位误差。1.1.用几何方法计算定位误差用几何方法计算定位误差60当工件孔径为最大，定位销的直径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量，即无论工序尺寸方向如何，只要工序尺寸方向垂直于孔心轴线，其定位误差均为：DW=Dmaxdmin（2-6）式中DW定位误差Dmax工件定位孔最大直径dmin夹具定位销最小直径【解】2.4.5 定位误差定位误差 【例2-4】图2-31所示为孔与销间隙配合的情况，若工件的工序基准为孔心，试确定其定位误差。图2-31孔与销间隙配合时的定位误差DmaxdminODWO1O2612.4.5 定位误差定位误差 某某些些情情况况，工

33、工件件孔孔与与夹夹具具定定位位销销保保持持固固定定边边接接触触（图图2-2-3232），此此时时孔孔心心在在接接触触点点与与销销子子中中心心连连线线方方向向上上的的最最大大变变动动量量为为孔孔径径公公差差的的一一半半。若若工工件件的的定定位位基基准准仍仍为为孔孔心心，且且工工序序尺尺寸寸方方向向与与接接触触点点和和销销子子中中心心连连线线方方向向相相同同，则则其其定定位误差为：位误差为：图2-32孔与销间隙配合固定边接触时定位误差DmaxO1DminODWO2 DW=（DmaxDmin）=TD（2-7）1212此此时时，孔孔在在销销上上的的定定位位已已由由定心定位转转化化为为支承定位的的形形式

34、式，定定位位基基准准也也由由孔孔心心变变成成了了与与定定位位销销固固定定边边接接触触的的一一条条母母线线。这这种种情情况况下下，定定位位误误差差是是由由于于定定位位基基准准与与工工序序基基准准不不重重合合所所造造成成的的，属属于于基基准准不不重重合误差，与定位销直径无关。合误差，与定位销直径无关。622.4.5 定位误差定位误差 2.2.用微分方法计算定位误差用微分方法计算定位误差【例2-5】工件在V型块上定位铣键槽，计算定位误差【解】要求保证的工序尺寸和工序要求：槽底至工件外圆中心的距离H（或槽底至外圆下母线的距离H1，或槽底至外圆上母线的距离H2）；键槽对工件外圆中心的对称度OA=Sin(

35、/2)OB=Sin(/2)d对上式求全微分，得到：d(OA)=Sin(/2)1d(d)Sin(/2)1d()图2-33外圆表面在V型块上的定位误差HBOA 对对于于第第1 1项项要要求求，考考虑虑第第1 1种种情情况况（工工序序基基准准为为圆圆心心O O，见见图图2-332-33），），写出写出O O点至加工尺寸方向上点至加工尺寸方向上某某一一固固定定点点（如如V V型型块块两两斜斜面面交交点点A A）的距离：的距离：63以微小增量代替微分，并将尺寸误差视为微小增量，且考虑到尺寸误差可正可负，各项误差均取最大值，得到工序尺寸H的定位误差：2.4.5 定位误差定位误差 定位（2-8）式中Td 工

36、件外圆直径公差；T V型块两斜面夹角角度公差。若忽略V型块两斜面夹角的角度公差，可以得到用V型块对外圆表面定位，当工序基准为外圆中心时，在垂直方向（图2-33中尺寸H方向）上的定位误差为：（2-9）64对对于于第第2 2项项要要求求，若若忽忽略略工工件件的的圆圆度度误误差差和和V V型型块块角角度度偏偏差差，可可以以认认为为工工序序基基准准（工工件件外外圆圆中中心心）在在水水平平方方向向上上的的位位置置变变动动量量为为零零，即即使使用用V V型型块块对对外外圆圆表表面面定定位位时时，在在垂垂直直于于V V型型块对称面方向上定位误差为零。块对称面方向上定位误差为零。2.4.5 定位误差定位误差

37、若工件工序基准为外圆下母线或上母线时，用同样方法可求出其定位误差分别为：图2-34外圆表面在V型块上的定位误差b）a）H2BdOH1BOAC（2-10）65机械制造技术基础机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程基础知识Fundamental of Mechanical Manufacturing Process2.5 机床与夹具机床与夹具Machine Tool and Fixture662.5.1机床的分类与型号编制 机床的分类机床的分类 按按机机床床的的加加工工性性质质和和所所用用刀刀具具来来分分类类，分分成成为为1212大大类类：车车床床、钻钻床床、镗镗床床、磨磨床

38、床、齿齿轮轮加加工工机机床床、螺螺纹纹加加工工机机床床、铣铣床床、刨刨插插床床、拉拉床床、特特种种加加工工机机床床、锯锯床床和和其其它它机床。机床。每每一一类类机机床床，又又可可按按其其结结构构、性性能能和和工工艺艺特特点点的的不不同同细分为若干组。细分为若干组。672.5.1机床的分类与型号编制 注：1）有“”符号者，为大写的汉语拼音字母；2）有“”符号者，为阿拉伯数字；3）有“（）”的代号或数字，当无内容时则不表示，有内容时应去掉括号分类代号类别代号通用特性和结构特性代号组别代号型别代号主参数或设计顺序号主轴数（用“”分开）重大改进序号同一型号机床的变型代号(用“”分开)最大跨距、最大工件

39、长度、工作台长度等第二参数(用“”分开)()()()()()()机床型号表示方法机床型号表示方法682.5.2机床的组成 1）动力源：为机床提供动力（功率）和运动的驱动部分2）传动系统：包括主传动系统、进给传动系统和其他运动的传动系统，如变速箱、进给箱等部件3）支撑件：用于安装和支承其它固定的或运动的部件，承受其重力和切削力，如床身、底座、立柱等4）工作部件：包括机床的组成机床的组成与主运动和进给运动的有关执行部件，如主轴及主轴箱、工作台及其溜板、滑枕等安装工件或刀具的部件；与工件和刀具有关的部件或装置，如自动上下料装置、自动换刀装置、砂轮修整器等；与上述部件或装置有关的分度、转位、定位机构和

40、操纵机构等。692.5.2机床的组成 5）控制系统：控制系统用于控制各工作部件的正常工作，主要是电气控制系统，有些机床局部采用液压或气动控制系统。数控机床则是数控系统。6）冷却系统7）润滑系统机床的组成机床的组成8）其他装置：如排屑装置，自动测量装置70图2-35卧式车床的基本结构及运动1主轴箱2夹盘3刀架4后顶尖5尾座6床身7光杠8丝杠9溜板箱10底座11进给箱XZn 普通车床普通车床2.5.2机床的组成 71万能卧式升降台铣床万能卧式升降台铣床nXY2.5.2机床的组成 图2-36万能卧式升降台铣床1底座2床身3悬梁4主轴5支架6工作台7回转盘8床鞍9升降台72图2-37立式钻床1工作台2

41、主轴3主轴箱4立柱5底座图2-38摇臂钻床1底座2工作台3立柱4摇臂5主轴箱和进给箱6主轴nnff立式钻床与摇臂钻床立式钻床与摇臂钻床2.5.2机床的组成 73图2-39卧式镗床1床身2下滑座3工作台4主轴箱5前立柱6主轴7后立柱8后支撑XZfn卧式镗床卧式镗床2.5.2机床的组成 74普通外圆磨床普通外圆磨床图2-40普通外圆磨床1床身2床头箱3砂轮4砂轮主轴箱5尾座6导轨7工件8工作台fLfRnGnW2.5.2机床的组成 75立式加工中心立式加工中心2.5.2机床的组成 nXYZ图2-41立式加工中心1床身2滑座3工作台4立柱5数控柜6机械手7刀库8主轴箱9驱动电柜10操纵面板762.5.

42、3机床的运动 1）主运动对切削起主要作用的工作运动，消耗机床的主要功率。机床主运动只有1个。主要形式：工件或刀具作回转运动，用转速（r/mim）表示；工件或刀具作直线运动，用速度（m/s）或行程次数（dst/min）表示；复合运动2）进给运动使工件不断投入切削的运动。机床的进给运动可以有一个或几个。两种形式：连续进给和间歇进给。表示方法：mm/s，mm/r，mm/dst表面成形运动表面成形运动773.5.3机床的运动 1）切入（吃刀）运动2）空行程运动（趋进、退刀、返回、调位）3）其他（分度、转位、变速、换刀、测量、补偿）辅助运动辅助运动782.5.3机床的技术参数 表2-7常用机床主参数和第

43、二主参数最大模数最大工件直径滚齿机工作台工作面长度工作台工作面宽度坐标镗床工作台工作面长度工作台工作面宽度矩台平面磨床最大磨削长度最大磨削直径外圆磨床主轴直径卧式镗床最大跨矩最大钻孔直径摇臂钻床工作台工作面长度工作台工作面宽度升降台铣床最大车削直径立式车床工件最大长度床身上工件最大回转直径普通车床第二主参数主参数机床名称尺寸参数尺寸参数 表示机床加工范围，包括主参数、第二主参数和其他参数。792.5.3机床的技术参数 运动参数运动参数指机床执行件运动速度。如主轴最高、最低转速，最大、最小进给量等。动力参数动力参数 指机床电动机功率。精度参数精度参数 表示机床精度的参数，如主轴回转精度、工作台定

44、位精度、重复定位精度等。刚度参数刚度参数 表示机床刚度的参数，包括静刚度和动刚度。其他参数其他参数80图2-42铣轴端槽夹具1V型块2支撑套3手柄4定向键5夹具体6对刀块2.5.4机床夹具1）定位元件及装置1236 646）其他元件及装置（防护、防错、分度）5）夹具体4）连接元件3）对刀及导向元件2）夹紧元件及装置夹具的组成夹具的组成81夹具的分类夹具的分类1）通用夹具：三爪、四爪卡盘，平口钳等，一般由专业厂生产，常作为机床附件提供给用户。2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多用于批量生产中。3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加

45、工。4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试制和单件小批生产。5）随行夹具：在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。按夹具使用范围划分2.5.4机床夹具822.5.4机床夹具三爪卡盘四爪卡盘万向平口钳回转工作台分度头图2-43通用夹具83图2-44专用夹具43D L零件工序简图2.5.4机床夹具84零件工序简图43DLLD43D43LDL34DL43DL34图2-45成组夹具KH1KH2KH3KH42.5.4机床夹具85图2-46组合夹具1

46、234567891011121314151617181加筋角铁（2）2槽用螺栓（6）3平键（10）4方形支承5定位支承6方形支承7平垫圈8六角螺母（8）9槽用螺栓10钻套螺钉11快换钻套12钻模板13圆形定位销14工件15方形支承16角铁17压紧螺钉18基础板2.5.4机床夹具86图2-46a铣拨叉槽组合夹具1方形基础板2小长方支承3，14，20六角螺母440圆形定位盘5大长方支承6螺钉7右支承角铁8，10厚六角螺母9垫圈11槽用螺栓12侧中孔定位支承13小长方支承15回转压板16双头螺栓1724圆形定位销18圆螺母19工件87图2-46b组合夹具实例2.5.4机床夹具88可分为钻床夹具、铣床

47、夹具、车床夹具、磨床夹具等。按使用机床划分可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、真空夹具、电动夹具等。按夹紧力源划分2.5.4机床夹具夹具的分类夹具的分类气动虎钳 液压夹具89机械制造技术基础机械制造技术基础第第2章章 机械制造过程基础知识机械制造过程基础知识Fundamental of Mechanical Manufacturing Process2.6 切削刀具切削刀具Cutting Tool902.6.1刀具结构 车刀车刀a）焊接式车刀b）整体式车刀c）机夹式车刀图2-47车刀的结构 外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成。车刀

48、的切削部分由车刀的切削部分由3 3个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀个刀面（前刀面、主后刀面和副后刀面），面），2 2个刀刃（主切削刃和副切削刃）和个刀刃（主切削刃和副切削刃）和1 1个刀尖组成。个刀尖组成。912.6.1刀具结构 刨刀、铣刀、钻头等其他刀具可视为车刀的演变或组合图2-48各种刀具切削部分的形状922.6.2刀具几何角度 刀具标注角度坐标系刀具标注角度坐标系（主剖面坐标系）主切削刃主后刀面前刀面副切削刃主剖面PoA1）基面Pr：通过切削刃选定点与主运动方向垂直的平面。基面与刀具底面平行。切削平面Ps基面Pr图2-49车刀主剖面坐标系2）切削平面Ps：通过切削刃选定点与主切削刃相切

49、且垂直于基面Pr的平面。3）主剖面Po：通过切削刃选定点垂直于基面Pr和切削平面Ps的平面。931 1）前角前角 oo 在在主主剖剖面面内内测测量量，是是前前刀刀面面与与基基面面的的夹夹角角。通通过过选选定定点点的的基基面面位位于于刀刀头头实实体体之之外外时时 o o定定为为正正值值；位位于于刀刀头头实实体体之之内时内时 o o定为负值。定为负值。o o影影响响切切削削难难易易程程度度。增增大大前前角角可可使使刀刀具具锋锋利利，切切削削轻轻快快。但但前前角角过过大大，刀刀刃刃和和刀刀尖尖强强度度下下降降，刀刀具具导导热热体体积积减减小小，影影响刀具寿命。响刀具寿命。ArA向f图2-50车刀的主

50、要角度0000rrs02.6.2刀具几何角度 刀具标注角度刀具标注角度q用硬质合金车刀切削钢件，o取1020；切削灰铸铁，o取515；切削铝及铝台金，o取2535；切削高强度钢，o取-5-10。94ArA向f图2-50车刀的主要角度0000rrs2 2）后角后角 oo 后后角角 o o在在主主剖剖面面内内测测量量，是是主主后后刀刀面面与与切切削削平面的夹角。平面的夹角。后角的作用是为了减后角的作用是为了减小主后刀面与工件加工小主后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及主表面之间的摩擦以及主后刀面的磨损。但后角后刀面的磨损。但后角过大，刀刃强度下降，过大，刀刃强度下降，刀具导热体积减小，反刀具导热体积