機(jī)械制造工藝及夾具設(shè)計(jì)緒論內(nèi)容一、機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位二、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展三、我國(guó)機(jī)械制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)四、課程的內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法2022/10/312一、機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)制造業(yè)是反映國(guó)家科技水平的標(biāo)志制造業(yè)是反映國(guó)家綜合實(shí)力的標(biāo)志機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備部2022/10/3131.1制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)20世紀(jì)90年代，工業(yè)化國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)造的財(cái)富占國(guó)民生產(chǎn)總值的22.15%工業(yè)化國(guó)家中，約1/4的人口從事制造業(yè)在非制造業(yè)部分中，約半數(shù)人的工作性質(zhì)與制造業(yè)相關(guān)2022/10/3141.2制造業(yè)是反映國(guó)家科技水平的標(biāo)志制造業(yè)是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的推動(dòng)力制造業(yè)是經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)是發(fā)揮后續(xù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)施跨越戰(zhàn)略的中堅(jiān)力量制造業(yè)是科技的基本載體和蘊(yùn)育母體是實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的主要舞臺(tái)2022/10/3151.3制造業(yè)是反映國(guó)家綜合實(shí)力的標(biāo)志制造業(yè)是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)分工轉(zhuǎn)移和調(diào)整的承接主體決定中國(guó)在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)中的國(guó)際分工地位沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，就不可能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，就沒(méi)有國(guó)家的富強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)的繁榮沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，也就沒(méi)有中國(guó)的現(xiàn)代化2022/10/3161.4機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分2022/10/317紡織機(jī)械動(dòng)力機(jī)械家用電器通訊設(shè)備出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂(lè)冶金機(jī)械建筑機(jī)械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機(jī)器制造農(nóng)業(yè)機(jī)械化工設(shè)備制造業(yè)1.5機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備部機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的生產(chǎn)水平和經(jīng)濟(jì)效益取決于機(jī)械制造業(yè)所提供裝備的性能任何一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，無(wú)不具有強(qiáng)大的機(jī)械制造業(yè)許多國(guó)家的經(jīng)濟(jì)騰飛，機(jī)械制造業(yè)功不可沒(méi)2022/10/318日本由于重視制造業(yè)，二次大戰(zhàn)后30年時(shí)間，發(fā)展成為世界經(jīng)濟(jì)大國(guó)。與此相反，美國(guó)在一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)忽視了制造技術(shù)的發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)衰退，競(jìng)爭(zhēng)力下降，出現(xiàn)在家電、汽車(chē)等行業(yè)不敵日本的局面。直至上世紀(jì)80年代初，美國(guó)才開(kāi)始清醒，重新關(guān)注制造業(yè)的發(fā)展，至1994年美國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量重新超過(guò)日本。2022/10/3192022/10/31101963年1983年美日兩國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量在世界市場(chǎng)所占份額二、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展人類(lèi)的文明與制造業(yè)密切相關(guān)新石器時(shí)代，制造處于萌芽狀態(tài)青銅器和鐵器時(shí)代，開(kāi)始制造農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，使得機(jī)械制造業(yè)逐漸形成規(guī)模電氣化時(shí)代，制造業(yè)開(kāi)始使用機(jī)械加工機(jī)床內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，使制造業(yè)進(jìn)入了批量生產(chǎn)時(shí)代計(jì)算機(jī)和集成電路的出現(xiàn)，使制造業(yè)產(chǎn)生飛躍2022/10/3111石器時(shí)代的工具和產(chǎn)品2022/10/3112司母戊鼎2022/10/3113秦兵馬俑2022/10/3114金縷玉衣2022/10/3115畜力銑磨機(jī)（1668年）2022/10/3116人力腳踏刃磨機(jī)（1668年）2022/10/3117核潛艇2022/10/3118神州5號(hào)2022/10/3119神州6號(hào)2022/10/3120三、我國(guó)制造業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)我國(guó)制造業(yè)面臨的機(jī)遇制造業(yè)生產(chǎn)持續(xù)快速增長(zhǎng)，總體規(guī)模不斷擴(kuò)大結(jié)構(gòu)調(diào)整取得成效，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)比重提高產(chǎn)業(yè)集中度有所提高，規(guī)模經(jīng)濟(jì)有了長(zhǎng)足發(fā)展20世紀(jì)以來(lái)，由于新技術(shù)的出現(xiàn)，引起整個(gè)世界制造業(yè)的巨大變革我國(guó)加入WTO和城市化進(jìn)程的加快，形成了潛在的需求2022/10/3121我國(guó)機(jī)械制造業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距總體技術(shù)低，自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)原創(chuàng)性技術(shù)成果較少，缺少二次開(kāi)發(fā)能力關(guān)鍵技術(shù)受制于人，難以掌握國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)產(chǎn)業(yè)集中度低，缺少有競(jìng)爭(zhēng)力的大集團(tuán)和知名品牌機(jī)制不活，管理落后，生產(chǎn)率低2022/10/3122四、課程的內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法課程的內(nèi)容模塊1：機(jī)械加工工藝規(guī)程編制模塊2：典型零件的機(jī)械加工工藝模塊3：機(jī)械加工精度模塊4：機(jī)械加工表面質(zhì)量模塊5：機(jī)器的裝配工藝模塊6：機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)模塊7：機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)2022/10/3123課程的特點(diǎn)綜合性實(shí)踐性工程性2022/10/3124學(xué)習(xí)方法理論聯(lián)系實(shí)際加強(qiáng)動(dòng)手能力結(jié)合工程背景2022/10/3125模塊一機(jī)械加工工藝規(guī)程編制主要內(nèi)容

項(xiàng)目1機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本概念項(xiàng)目2工件的安裝、基準(zhǔn)和定位項(xiàng)目3工藝路線的擬定項(xiàng)目4加工余量、工序尺寸及公差項(xiàng)目5工藝尺寸鏈項(xiàng)目6工藝過(guò)程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性項(xiàng)目7零件結(jié)構(gòu)的工藝性項(xiàng)目1機(jī)加工工藝規(guī)程的基本概念1.1生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程1.5工藝規(guī)程的類(lèi)型1.1生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程是指將原材料制成產(chǎn)品的全部過(guò)程。其內(nèi)容包括：⑴原材料和成品的運(yùn)輸與保管；⑵生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作；⑶毛坯的制造；⑷零件的機(jī)械加工、熱處理和其它表面處理；⑸產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)、油漆和包裝等。1.1生產(chǎn)過(guò)程和工藝過(guò)程工藝過(guò)程工藝過(guò)程是指在生產(chǎn)過(guò)程中，直接改變?cè)牧匣蛎鞯男螤睢⒊叽绾托阅?，使之成為成品的過(guò)程。其內(nèi)容包括：⑴毛坯的鑄造、鍛造和焊接；⑵改變材料性能的熱處理；⑶零件的機(jī)械加工等；1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工序指一個(gè)或一組工人在一個(gè)工作地點(diǎn)或一臺(tái)機(jī)床上，對(duì)同一個(gè)或幾個(gè)零件進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過(guò)程。1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成安裝指工件在一次裝夾中所完成的那部分工序。在同一道工序中，可能要經(jīng)過(guò)幾次安裝。在加工過(guò)程中，要盡量減少安裝次數(shù)。1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工位指工件在一次裝夾中有不同的工作位置。多工位加工是提高生產(chǎn)率的有效途徑。1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成工步指在加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量不變的條件下，連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容。為提高生產(chǎn)率，有時(shí)需采用復(fù)合工步。1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成走刀指切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工序內(nèi)容。走刀是構(gòu)成工藝過(guò)程的最小單元。一個(gè)工步可包括一次或數(shù)次走刀。1.2機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成機(jī)械加工工藝過(guò)程基本組成部分之間的關(guān)系見(jiàn)表1-31.3生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)綱領(lǐng)指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。生產(chǎn)綱領(lǐng)一般指年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)應(yīng)計(jì)入備品和廢品的數(shù)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小一定程度上決定了零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)類(lèi)型。1.3生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)類(lèi)型單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念用規(guī)定的圖表和文字的形式將其固定下來(lái)，并用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。工藝規(guī)程是在總結(jié)工人及技術(shù)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)理論和必要的工藝試驗(yàn)制訂的。經(jīng)審定批準(zhǔn)的工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件，企業(yè)人員必須嚴(yán)格遵守。1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用指導(dǎo)生產(chǎn)的重要技術(shù)文件組織和管理生產(chǎn)的重要依據(jù)新建或改、擴(kuò)建工廠的主要依據(jù)工藝規(guī)程有助于技術(shù)交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則技術(shù)上的先進(jìn)性經(jīng)濟(jì)上的合理性具有良好的勞動(dòng)條件產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性這三個(gè)方面有時(shí)相互矛盾，合理的工藝規(guī)程應(yīng)用該處理好這些矛盾，體現(xiàn)這三者的統(tǒng)一。1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料產(chǎn)品的裝配圖和零件圖產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品或零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件有關(guān)的工藝手冊(cè)及圖冊(cè)國(guó)內(nèi)外工藝技術(shù)發(fā)展情況1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型零件的工藝分析毛坯的選擇擬定工藝路線確定各工序的設(shè)備、夾具、刀具、量具和輔助工具確定各工序加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差確定切削用量和工時(shí)定額確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法填寫(xiě)工藝文件1.5工藝規(guī)程的類(lèi)型機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片該卡片以工序?yàn)閱挝唬?jiǎn)要列出零件的加工步驟和加工內(nèi)容，主要用于單件小批量生產(chǎn)，也可用于生產(chǎn)管理。1.5工藝規(guī)程的類(lèi)型機(jī)械加工工藝卡片該卡片以工序?yàn)閱挝?，詳?xì)說(shuō)明零件的加工過(guò)程，用以指導(dǎo)生產(chǎn)?？ㄆ袘?yīng)畫(huà)出零件圖，不必畫(huà)出各工序圖，多用于不太復(fù)雜零件的批量加工。1.5工藝規(guī)程的類(lèi)型機(jī)械加工工序卡片該卡片以工序?yàn)閱挝唬繌埧ㄆ籍?huà)出工序簡(jiǎn)圖并標(biāo)注該工序加工技術(shù)要求，同時(shí)用粗實(shí)線標(biāo)出加工部位，用規(guī)定符號(hào)標(biāo)出定位及夾緊部位等，還應(yīng)詳細(xì)填寫(xiě)各工步內(nèi)容、加工中所需設(shè)備及工裝、切削用量及冷卻液種類(lèi)等內(nèi)容。案例1-1編制如圖1-4所示的階梯軸在單件小批生產(chǎn)和大批大量生產(chǎn)時(shí)的工藝過(guò)程。項(xiàng)目2工件的安裝、基準(zhǔn)和定位 2.1工件的安裝2.2工件的定位原理2.3基準(zhǔn)及其分類(lèi)2.4定位基準(zhǔn)的選擇2.1工件的安裝工件的三種安裝方式直接找正安裝劃線找正安裝采用夾具安裝2.2工件的定位原理六點(diǎn)定位原理工件定位的四種情況典型定位元件限制的自由度數(shù)2.2工件的定位原理六點(diǎn)定位原理任何一個(gè)工件，它在空間直角坐標(biāo)系中均有六個(gè)自由度，即沿X、Y、Z坐標(biāo)軸的移動(dòng)自由度和繞X、Y、Z坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；如果要使工件在某方向上有確定的位置，就必須限制該方向上的自由度；當(dāng)工件的六個(gè)自由度完全被限制后，則該工件在空間的位置就完全被確定了；限制自由度的方法是采用定位支承點(diǎn)，每一個(gè)定位支承點(diǎn)限制工件的一個(gè)自由度。2.2工件的定位原理六點(diǎn)定位原理采用六個(gè)按一定規(guī)則合理布置的支承點(diǎn)，限制工件的六個(gè)自由度，使工件在機(jī)床或夾具中占有正確的位置，這就是“六點(diǎn)定位原理”。案例1-2分析圖1.9所示長(zhǎng)方體的六點(diǎn)定位【解】圖1.9定位情況如下：在底面布置三個(gè)不共線的支承點(diǎn)限制三個(gè)自由度；側(cè)面沿y軸布置兩個(gè)支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；端面布置一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度。

案例1-3分析圖1.10所示盤(pán)類(lèi)零件的六點(diǎn)定位【解】圖1.10盤(pán)類(lèi)零件的六點(diǎn)定位如下：在圓盤(pán)底面布置三個(gè)不共線的支承點(diǎn)限制三個(gè)自由度；在圓柱側(cè)面布置兩支承點(diǎn)，限制兩個(gè)自由度；在槽側(cè)布置一個(gè)支承點(diǎn)，限制一個(gè)自由度。

案例1-4分析圖1.11軸類(lèi)零件的六點(diǎn)定位【解】圖1.11軸類(lèi)零件的六點(diǎn)定位如下：在軸的外圓表面布置四個(gè)定位點(diǎn)1、3、4、5限制四個(gè)自由度；在軸端布置一個(gè)定位點(diǎn)6，限制一個(gè)自由度；在槽側(cè)布置一個(gè)定位點(diǎn)2，限制一個(gè)自由度。2.2工件的定位原理工件定位的四種情況完全定位部分定位欠定位過(guò)定位圖1.12（a）：完全定位圖1.12（b）：部分定位圖1.12（c）：部分定位案例1-5根據(jù)如圖1.13套類(lèi)零件的定位，分析其限制的自由度數(shù)，并提出改進(jìn)措施?！窘狻肯拗谱杂啥鹊那闆r見(jiàn)圖1.13，改進(jìn)措施見(jiàn)下圖1.14。2.2工件的定位原理典型定位元件限制的自由度數(shù)見(jiàn)表1-92.2工件的定位原理典型定位元件限制的自由度數(shù)見(jiàn)表1-92.3基準(zhǔn)及其分類(lèi)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工藝基準(zhǔn)工序基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)測(cè)量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)各種基準(zhǔn)的示例見(jiàn)圖1.152.4定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇原則保證相互位置要求原則（圖1.16）余量均勻分配原則（圖1.17）對(duì)于所有表面都要加工的表面，選取余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)選擇平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)在同一定位方向上只允許使用一次，不允許重復(fù)使用2.4定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇原則基準(zhǔn)重合原則（圖1.18）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則互為基準(zhǔn)原則自為基準(zhǔn)原則基準(zhǔn)重合原則（圖1.18）案例1-6 基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一有何不同？【解】基準(zhǔn)重合和基準(zhǔn)統(tǒng)一是不同的概念；基準(zhǔn)重合是針對(duì)一道工序來(lái)說(shuō)的；基準(zhǔn)重合是針對(duì)多道工序或整個(gè)工藝過(guò)程來(lái)說(shuō)；采用統(tǒng)一基準(zhǔn)時(shí)，不一定要基準(zhǔn)重合。案例1-7列舉自為基準(zhǔn)的例子？【解】精鉸孔時(shí)，鉸刀與主軸采用浮動(dòng)連接，加工時(shí)是以孔本身為定位基準(zhǔn)；磨削車(chē)床床身導(dǎo)軌面時(shí)，常在磨頭上裝百分表以導(dǎo)軌面本身為基準(zhǔn)來(lái)找正工件，或者用觀察火花的方法來(lái)找正工作；精鏜連桿小頭孔，以自身定位。項(xiàng)目3工藝路線的擬定3.1表面加工方法的選擇3.2加工階段的劃分3.3工序的集中與分散3.4加工順序的安排3.5設(shè)備及工裝的選擇3.1表面加工方法的選擇加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度加工經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度加工方法和加工方案的選擇外圓的加工方案內(nèi)孔的加工方案平面的加工方案案例1-8某零件上孔的加工精度為IT7級(jí)，粗糙度Ra1.6～3.2μm，確定孔的加工方案?！窘狻坎楸?-11可有下面四種加工方案：（1）鉆——擴(kuò)——粗鉸——精鉸；（2）粗鏜——半精鏜——精鏜；（3）粗鏜——半精鏜——粗磨——精磨；（4）鉆(擴(kuò))——拉。

方案（1）用得最多，該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過(guò)于笨重。方案（2）用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太??；箱體零件的孔加工常用這種方案。方案（3）適用于淬火的工件。方案（4）適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。3.2加工階段的劃分加工階段及其任務(wù)粗加工階段半精加工階段精加工階段光整加工階段劃分加工階段的目的保證加工質(zhì)量合理使用機(jī)床便于安排熱處理工序及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷3.3工序的集中與分散工序集中的特點(diǎn)減少裝夾次數(shù)，保證位置精度工序少，減少設(shè)備數(shù)量、操作人數(shù)和生產(chǎn)面積提高加工精度和生產(chǎn)率設(shè)備的一次性投資大，工裝復(fù)雜工序分散的特點(diǎn)設(shè)備和工裝簡(jiǎn)單，調(diào)整維護(hù)方便工序的加工內(nèi)容少，能合理選擇切削用量工序數(shù)多，設(shè)備多，操作人員多，生產(chǎn)面積大3.4加工順序的安排機(jī)械加工順序的安排基準(zhǔn)先行先主后次先粗后精先面后孔熱處理工序的安排退火和正火；時(shí)效處理；調(diào)質(zhì)處理淬火或滲碳淬火表面處理3.4加工順序的安排檢驗(yàn)工序的安排重要工序的加工前后不同加工階段的前后車(chē)間交接的前后零件加工結(jié)束之后其它工序的安排去毛刺去磁清洗3.5設(shè)備及工裝的安排機(jī)床設(shè)備的選擇機(jī)床工作區(qū)域的尺寸選擇機(jī)床的精度選擇機(jī)床的功率、剛度和工作參數(shù)選擇機(jī)床生產(chǎn)率選擇工裝的選擇工藝裝備選擇應(yīng)考慮工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)床和工裝的選擇不僅要考慮設(shè)備投資的當(dāng)前效益，還應(yīng)有較大的柔性。項(xiàng)目4加工余量、工序尺寸及公差4.1加工余量的概念4.2影響加工余量的因素4.3確定加工余量的方法4.4工序尺寸及其公差的確定4.1加工余量的概念工序余量工序總余量入體原則對(duì)被包容尺寸（如軸徑），上偏差為零，最大尺寸為其基本尺寸；對(duì)包容尺寸（如孔徑和槽寬），下偏差為零，最小尺寸為其基本尺寸；毛坯尺寸和孔距類(lèi)尺寸的偏差按“對(duì)稱偏差”標(biāo)注。案例1-9以孔和軸為例，列出公稱余量、最大最小余量和余量公差的公式（圖1-20）。

圖1-20（a）孔的余量計(jì)算圖1-20（b）軸的余量計(jì)算【解】4.2影響加工余量的因素前工序的表面質(zhì)量粗糙度Ry表面缺陷層深度Ha前工序的尺寸公差（Ta）前工序的位置誤差（ea）本工序的安裝誤差（εb）4.3確定加工余量的方法經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法查表修正法分析計(jì)算法4.4工序尺寸及其公差的確定基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差的確定采用“倒推法”計(jì)算基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及公差的確定用“工藝尺寸鏈”求解“倒推法”的計(jì)算過(guò)程確定該加工表面的總余量，再根據(jù)加工路線確定各工序的加工余量，并核對(duì)第一道工序的加工余量是否合理；從最終加工工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，逐次加上（對(duì)于被包容面）或減去（對(duì)于包容面）每道工序的加工余量，分別得到各工序的基本工序尺寸；除最終工序外，根據(jù)各工序加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差；除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差。案例1-10確定箱體上某孔的工序尺寸及其公差。已知毛坯材料為HT200，其工藝路線為粗鏜→半精鏜→精鏜→精密鏜。要求加工后孔的要求達(dá)到100H7,Ra0.8μm?！窘狻扛鶕?jù)倒推法計(jì)算，各工序的工序尺寸及公差如下表1-14所示。項(xiàng)目5工藝尺寸鏈5.1工藝尺寸鏈的概念5.2尺寸鏈的計(jì)算5.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用5.1工藝尺寸鏈的概念工藝尺寸鏈的定義尺寸鏈的組成尺寸鏈圖尺寸鏈的特性尺寸鏈的分類(lèi)工藝尺寸鏈的定義尺寸鏈的組成封閉環(huán)：在零件加工過(guò)程中間接獲得的環(huán)或在機(jī)器裝配過(guò)程中最后形成的環(huán)組成環(huán)：尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其它環(huán)都稱為組成環(huán)。增環(huán)：尺寸鏈中的某組成環(huán)，如果它的變動(dòng)引起封閉環(huán)同向變動(dòng)，則該組成環(huán)為增環(huán)。減環(huán)：尺寸鏈中的某組成環(huán)，如果它的變動(dòng)引起封閉環(huán)反向變動(dòng)，則該組成環(huán)為減環(huán)。尺寸鏈圖畫(huà)尺寸鏈圖的步驟首先根據(jù)工藝過(guò)程，找出間接獲得或間接保證的尺寸，作為封閉環(huán)；從封閉環(huán)兩端出發(fā)，按照工件表面間的尺寸聯(lián)系，依次畫(huà)出直接獲得的尺寸，形成封閉圖形。用尺寸鏈圖來(lái)判斷增減環(huán)尺寸鏈的特性封閉性關(guān)聯(lián)性（制約性）封閉環(huán)的分類(lèi)零件尺寸鏈、裝配尺寸鏈、工藝尺寸鏈直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈長(zhǎng)度尺寸鏈和角度尺寸鏈獨(dú)立尺寸鏈和并聯(lián)尺寸鏈5.2工藝尺寸鏈的計(jì)算極值法解工藝尺寸鏈的公式概率法解裝配尺寸鏈的公式工藝尺寸鏈的計(jì)算類(lèi)型極值法解尺寸鏈的公式概率法解尺寸鏈的公式公差公式為：其余公式同前面工藝尺寸鏈的計(jì)算類(lèi)型正計(jì)算反計(jì)算中間計(jì)算5.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸的換算測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸的換算工序基準(zhǔn)是待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)時(shí)的尺寸鏈計(jì)算保證滲碳層和滲氮層的工序尺寸計(jì)算案例1-11案例1-12案例1-13案例1-14項(xiàng)目6工藝過(guò)程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性6.1時(shí)間定額及其組成6.2提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的途徑6.3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析6.1時(shí)間定額及其組成基本時(shí)間輔助時(shí)間布置工作地時(shí)間休息和生理需要時(shí)間準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間6.2提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的途徑縮減基本時(shí)間縮減輔助時(shí)間縮減布置工作地時(shí)間縮減準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間采用先進(jìn)工藝方法采用自動(dòng)化制造系統(tǒng)縮減基本時(shí)間的示例圖（a）轉(zhuǎn)塔車(chē)床多刀加工（b）曲軸多砂輪磨削（c）鉆鏜組合刀具加工孔（d）多件加工縮短輔助時(shí)間的示例圖6.3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工藝成本的組成可變費(fèi)用：與年產(chǎn)量有關(guān)不變費(fèi)用：與年產(chǎn)量無(wú)關(guān)工藝成本的計(jì)算可變費(fèi)用V=S材+S資+S護(hù)+S舊+S刀+S夾不變費(fèi)用C=S調(diào)+S專機(jī)+S專夾工藝成本和年產(chǎn)量關(guān)系圖6.3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工藝方案的經(jīng)濟(jì)性分析基本投資相近或都使用現(xiàn)有設(shè)備時(shí)：E1=NV1+C1E2=NV2+C2當(dāng)產(chǎn)量N一定時(shí)，可直接由上式算出E1和E2。若E1>E2，則第二方案的經(jīng)濟(jì)性好；反之，則第一方案的經(jīng)濟(jì)性好。

基本投資相近或都使用現(xiàn)有設(shè)備時(shí)：當(dāng)N為一變量時(shí)，可根據(jù)上述公式作圖比較（圖1-30c）。由圖可知：當(dāng)N<Nk時(shí)，宜采用方案II；當(dāng)N>Nk時(shí)，宜采用方案I。

（a）E—N

（b）Ed—N

（c）兩種方案的E比較圖1-30工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析圖6.3工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工藝方案的經(jīng)濟(jì)性分析當(dāng)兩方案基本投資相差較大時(shí)：通常采用回收期進(jìn)行比較顯然，回收期τ愈短，經(jīng)濟(jì)效果就愈好。項(xiàng)目7零件結(jié)構(gòu)的工藝性7.1結(jié)構(gòu)工藝性概述7.2零件的鑄造工藝性7.3零件的鍛造工藝性7.4零件的機(jī)加工工藝性7.1零件結(jié)構(gòu)工藝性概述零件結(jié)構(gòu)工藝性概念指設(shè)計(jì)的零件在滿足使用性能的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。影響結(jié)構(gòu)工藝性的因素生產(chǎn)類(lèi)型生產(chǎn)條件工藝方法7.1零件結(jié)構(gòu)工藝性概述零件結(jié)構(gòu)工藝性的基本要求服從整機(jī)的結(jié)構(gòu)工藝性；零件造型應(yīng)盡量簡(jiǎn)單；應(yīng)盡量減少加工部位和加工面積；應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用結(jié)構(gòu)；應(yīng)充分考慮加工性和經(jīng)濟(jì)性；合理選擇零件材料，降低生產(chǎn)成本；減少對(duì)環(huán)境的污染，零件便于回收和再制造。7.2零件的鑄造工藝性7.3零件的鍛造工藝性7.4零件的機(jī)加工工藝性ThankYou！模塊二典型零件的機(jī)械加工工藝主要內(nèi)容

項(xiàng)目1軸類(lèi)零件的加工工藝項(xiàng)目2套筒零件的加工工藝項(xiàng)目3箱體零件的加工工藝項(xiàng)目4齒輪零件的加工工藝項(xiàng)目5連桿零件的加工工藝項(xiàng)目1軸類(lèi)零件的加工工藝1.1軸類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和毛坯1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2）材料：45；40Cr；20CrMnTi3）毛坯：軋制的棒料；鍛件項(xiàng)目1軸類(lèi)零件的加工工藝1.2軸類(lèi)零件的技術(shù)要求1）尺寸精度2）形狀精度3）位置精度4）表面粗糙度項(xiàng)目1軸類(lèi)零件的加工工藝1.3軸類(lèi)零件的工藝分析1）加工階段的劃分2）定位基準(zhǔn)的選擇3）定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換4）工序順序的安排【案例】冷軋軋輥加工工藝?yán)滠堓伡庸すに囘^(guò)程卡（工廠名）產(chǎn)品型號(hào)零(部)件型號(hào)第頁(yè)產(chǎn)品名稱零(部)件名稱冷軋輥共頁(yè)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片毛坯外形尺寸φ610×3745每料可制件數(shù)1生產(chǎn)數(shù)量1毛坯種類(lèi)鍛件材料牌號(hào)9Cr2W單件重量5460Kg備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車(chē)間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)(h)準(zhǔn)終單件1打中心孔已劃線為參考，檢查確定中心孔加工位置，找正裝緊后加工中心孔。專用中心鉆0.50.52荒車(chē)一夾一頂裝夾工件，荒車(chē)各軸段，見(jiàn)光即可。C8465A外圓車(chē)刀切斷刀2163熱處理正火，改善內(nèi)部金相組織結(jié)構(gòu)正火4粗車(chē)粗車(chē)各軸段C8465A外圓車(chē)刀端面車(chē)刀332工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車(chē)間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)(h)準(zhǔn)終單件5鉆深孔鉆φ110深孔深孔鉆床深孔鉆126探傷超聲波探傷各部，達(dá)鍛件Ⅱ級(jí)合格。超探2327熱處理調(diào)質(zhì)，達(dá)HB255～270。調(diào)質(zhì)8鏜孔鏜φ110孔兩端，鉗工配芯堵。T615內(nèi)孔鏜刀中心鉆119半精車(chē)半精車(chē)各軸段C61125外圓精車(chē)刀21610探傷探傷各部，檢查零件內(nèi)部有無(wú)超標(biāo)缺陷超探11精車(chē)精車(chē)各軸段，留磨削余量C61125外圓精車(chē)刀12412熱處理表面淬火達(dá)圖要求表面淬火13磨削粗磨后精磨輥頸及輥身達(dá)圖要求。軋輥磨床砂輪212（續(xù)）工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車(chē)間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)(h)準(zhǔn)終單件15鉗工劃線劃出扁頭和鍵槽的加工位置線。劃線16銑削銑削扁頭達(dá)圖要求。W160HC面銑刀鍵槽銑刀單刃鏜刀21217鉗工鉗工清整，交檢入庫(kù)。鉗工1編制校核批準(zhǔn)會(huì)簽（日期）（續(xù)）（工廠名）產(chǎn)品型號(hào)零(部)件型號(hào)第頁(yè)產(chǎn)品名稱冷軋輥零(部)件名稱共頁(yè)機(jī)加工工藝卡片毛坯外形尺寸φ610×3745每料可制件數(shù)1生產(chǎn)數(shù)量毛坯種類(lèi)鍛件材料牌號(hào)9Cr2W單件重量5460Kg備注工序安裝工步工序內(nèi)容工藝裝備工時(shí)(h)設(shè)備名稱刀具夾具量具準(zhǔn)終單件111已劃線為參考，檢查確定中心孔加工位置，找正裝緊后加工中心孔。專用銑頭中心鉆211一夾一頂裝夾工件，加工尺寸φ610，見(jiàn)光即可。C8465A外圓車(chē)刀切斷刀2加工尺寸φ500及其端面，見(jiàn)光即可，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值3加工尺寸φ420及其端面，見(jiàn)光即可，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值4加工尺寸φ350及其端面，見(jiàn)光即可，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值2165加工尺寸φ340及其端面，見(jiàn)光即可，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值6加工尺寸φ330及其端面，見(jiàn)光即可，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值?；募庸つ康模喝コ懺旌谄?，將過(guò)多的加工余量去除，如為鑄件，應(yīng)切去冒口等。冷軋輥加工工藝卡片工序安裝工步工序內(nèi)容工藝裝備工時(shí)(h)設(shè)備名稱刀具夾具量具準(zhǔn)終單件32工步內(nèi)容本工序安裝1內(nèi)容，只是外圓不用再加工，在此不再詳細(xì)描敘工步內(nèi)容。劃線0.5124熱處理：正火，改善內(nèi)部金相組織結(jié)構(gòu)。正火511一夾一頂裝夾工件，加工尺寸φ610，單邊留6mm余量。C8465A外圓粗車(chē)刀端面車(chē)刀3322加工尺寸φ500及其端面，單邊留6mm余量，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值。3加工尺寸φ420及其端面，單邊留6mm余量，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值。4加工尺寸φ350及其端面，單邊留6mm余量，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值。5加工尺寸φ340及其端面，單邊留6mm余量，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值。6加工尺寸φ330及其端面，單邊留6mm余量，不允許銳角出現(xiàn)，過(guò)渡半徑取大值。7工步內(nèi)容本工序安裝1內(nèi)容，只是φ610外圓不用再加工，在此不再詳細(xì)描敘工步內(nèi)容。611架上中心架，找正夾緊后加工中心孔達(dá)圖要求。深孔鉆床深孔鉆127超聲波探傷各部，達(dá)鍛件Ⅱ級(jí)合格。超探2328熱處理：調(diào)質(zhì)，達(dá)HB255～270。調(diào)質(zhì)應(yīng)在調(diào)質(zhì)前將中心孔加工好，否則影響加工效率。工序安裝工步工序內(nèi)容工藝裝備工時(shí)(h)設(shè)備名稱刀具夾具量具準(zhǔn)終單件911鏜孔，鉗工配芯堵，加工中心孔一端。T615內(nèi)孔鏜刀中心鉆112鏜孔，鉗工配芯堵，加工中心孔另一端。1011一夾一頂裝夾工件，加工尺寸φ610，單邊留2mm余量。C61125外圓精車(chē)刀2162加工尺寸φ500及其端面，單邊留2mm余量。3加工尺寸φ420及其端面，單邊留2mm余量。4加工尺寸φ340及其端面，單邊留2mm余量。5加工尺寸φ330及其端面，單邊留2mm余量。2工步內(nèi)容本工序安裝1內(nèi)容，只是φ610外圓不用再加工，在此不再詳細(xì)描敘工步內(nèi)容。11探傷各部，檢查零件內(nèi)部有無(wú)超標(biāo)缺陷。超探孔已加工，需鑲堵打中心孔作為后序工序基準(zhǔn)。半精加工工件。二次探傷檢查調(diào)質(zhì)處理是否對(duì)工件內(nèi)部組織產(chǎn)生影響工序安裝工步工序內(nèi)容工藝裝備工時(shí)(h)設(shè)備名稱刀具夾具量具準(zhǔn)終單件1211一夾一頂裝夾工件，加工尺寸φ610，單邊留0.5mm余量。C61125外圓精車(chē)刀切槽刀1242精加工尺寸φ500及其端面達(dá)圖要求。3精加工尺寸φ420及其端面達(dá)圖要求。4半精加工尺寸φ350及其端面，單邊留0.5mm磨削余量。5半精加工尺寸φ340及其端面，單邊留0.5mm磨削余量。6半精加工尺寸φ330及其端面，單邊留0.5mm磨削余量。21工步內(nèi)容本工序安裝1內(nèi)容，只是外圓不用再加工，在此不再詳細(xì)描敘工步內(nèi)容。。13熱處理：表面淬火達(dá)圖要求。淬火1411粗磨后精磨輥頸及輥身達(dá)圖要求。軋輥磨床21215劃出扁頭和鍵槽的加工位置線。劃線工序安裝工步工序內(nèi)容工藝裝備工時(shí)(h)設(shè)備名稱刀具夾具量具準(zhǔn)終單件1611以劃線為參考，以已加工各面為基準(zhǔn)，找正夾緊后，加工鍵槽達(dá)圖要求。W160HC面銑刀鍵槽銑刀單刃鏜刀2122銑削扁頭達(dá)圖要求。17鉗工清整，交檢入庫(kù)。鉗工1編制校核批準(zhǔn)會(huì)簽（日期）項(xiàng)目2套筒零件的加工工藝2.1軸類(lèi)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和毛坯1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2）材料：碳鋼、鑄鐵或青銅3）毛坯：棒料、鑄件、無(wú)縫鋼管項(xiàng)目2套筒零件的加工工藝2.2套筒零件的技術(shù)要求1）尺寸精度2）形狀精度3）位置精度4）表面粗糙度項(xiàng)目2套筒零件的加工工藝2.3套筒零件的工藝分析1）定位基準(zhǔn)的選擇2）定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換3）防止套筒零件的變形4）套筒零件孔的加工項(xiàng)目3箱體零件的加工工藝3.1箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和毛坯1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2）材料：灰鑄鐵、合金鑄鐵3）毛坯：鑄件、焊接件項(xiàng)目3箱體零件的加工工藝3.2箱體零件的技術(shù)要求1）尺寸精度2）形狀精度3）位置精度4）表面粗糙度項(xiàng)目3箱體零件的加工工藝3.3箱體零件的工藝分析1）定位基準(zhǔn)的選擇2）加工順序的安排3）時(shí)效處理4）設(shè)備選擇項(xiàng)目4齒輪零件的加工工藝4.1齒輪零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和毛坯1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2）材料：20CrMnTi、38CrMoAlA3）毛坯：棒料、鍛件和鑄件項(xiàng)目4齒輪零件的加工工藝4.2齒輪零件的技術(shù)要求1）尺寸精度2）形狀精度3）位置精度4）表面粗糙度項(xiàng)目4齒輪零件的加工工藝4.3齒輪零件的工藝分析1）定位基準(zhǔn)的選擇2）齒坯的加工3）齒形的加工4）齒端的加工5）精基準(zhǔn)的修正項(xiàng)目5連桿零件的加工工藝5.1連桿零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和毛坯1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2）材料：45、40Cr3）毛坯：鍛件項(xiàng)目5連桿零件的加工工藝5.2連桿零件的技術(shù)要求1）尺寸精度2）形狀精度3）位置精度4）表面粗糙度項(xiàng)目5連桿零件的加工工藝5.3連桿零件的工藝分析1）定位基準(zhǔn)的選擇2）加工階段的劃分3）加工順序的安排4）夾緊方法的確定ThankYou！模塊三機(jī)械加工精度主要內(nèi)容

項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析項(xiàng)目6保證和提高加工精度的措施項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述1.1加工精度和加工誤差1）加工精度尺寸精度形狀精度位置精度2）加工誤差系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差靜態(tài)誤差和切削狀態(tài)誤差原始誤差—引起加工誤差的根本原因是工藝系統(tǒng)存在著誤差，將工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。影響加工精度的因素

原始誤差與工藝系統(tǒng)原始狀態(tài)有關(guān)的原始誤差(幾何誤差)與工藝過(guò)程有關(guān)的原始誤差(動(dòng)誤差)原理誤差定位誤差調(diào)整誤差刀具誤差?yuàn)A具誤差機(jī)床誤差工藝系統(tǒng)受力變形（包括夾緊變形）工藝系統(tǒng)受熱變形刀具磨損測(cè)量誤差工件殘余應(yīng)力引起的變形工件相對(duì)于刀具靜止?fàn)顟B(tài)下的誤差工件相對(duì)于刀具運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差傳動(dòng)誤差原始誤差分類(lèi)項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述1.2獲得加工精度的方法1）獲得尺寸精度的方法試切法調(diào)整法定尺寸刀具法自動(dòng)控制法項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述1.2獲得加工精度的方法2）獲得形狀精度的方法軌跡法展成法成形法仿形法3）獲得位置精度的方法項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.1機(jī)床的幾何誤差1）主軸回轉(zhuǎn)誤差徑向跳動(dòng)軸向竄動(dòng)角度擺動(dòng)

主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。為便于研究，可將主軸回轉(zhuǎn)誤差分解為徑向圓跳動(dòng)、端面圓跳動(dòng)和傾角擺動(dòng)三種基本型式。b）端面圓跳動(dòng)a）徑向圓跳動(dòng)c）傾角擺動(dòng)主軸回轉(zhuǎn)誤差基本形式主軸回轉(zhuǎn)誤差主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響★

主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)鏜孔的影響考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為2e。則刀尖的坐標(biāo)值為：e徑向跳動(dòng)對(duì)鏜孔精度影響式中R

—刀尖回轉(zhuǎn)半徑；

φ—主軸轉(zhuǎn)角。

顯然，為一橢圓。徑向跳動(dòng)對(duì)車(chē)外圓精度影響12345678仍考慮最簡(jiǎn)單的情況，主軸回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻率與主軸轉(zhuǎn)速相同，幅值為2e。則刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡接近于正圓?！蛩伎迹褐鬏S回轉(zhuǎn)中心在X方向上作簡(jiǎn)諧直線運(yùn)動(dòng)，其頻率為主軸轉(zhuǎn)速兩倍，被車(chē)外圓形狀如何？

結(jié)論：主軸徑向跳動(dòng)影響加工表面的圓度誤差e★主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)車(chē)外圓的影響主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響主軸端面圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響被加工端面不平，與圓柱面不垂直；加工螺紋時(shí)，產(chǎn)生螺距周期性誤差。主軸傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響影響圓度誤差；影響圓柱度誤差。AB

影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素軸徑不圓引起車(chē)床主軸徑向跳動(dòng)★滑動(dòng)軸承鏜床—

軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng)軸承孔不圓引起鏜床主軸徑向跳動(dòng)★滾動(dòng)軸承車(chē)床—

軸徑不圓引起車(chē)床主軸向跳動(dòng)（注意其頻率特性）靜壓軸承—對(duì)軸承孔或軸徑圓度誤差起均化作用內(nèi)外滾道圓度誤差、滾動(dòng)體形狀及尺寸誤差

影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素★推力軸承滾道端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差★其他因素軸承孔、軸徑圓度誤差；軸承孔同軸度誤差；軸肩、隔套端面平面度誤差及與回轉(zhuǎn)軸線的垂直度誤差；裝配質(zhì)量等a）b）Δ≈0Δ止推軸承端面誤差對(duì)主軸軸向竄動(dòng)的影響傳統(tǒng)測(cè)量方法存在問(wèn)題：主軸回轉(zhuǎn)誤差的測(cè)量傳統(tǒng)測(cè)量方法a)b)主軸回轉(zhuǎn)誤差測(cè)量法1—

擺動(dòng)盤(pán)；2，4—

傳感器；3—

精密測(cè)球；5—

放大器；6—

示波器

準(zhǔn)確測(cè)量方法包含心軸、錐孔誤差在內(nèi)非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.1機(jī)床的幾何誤差2）導(dǎo)軌誤差導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差導(dǎo)軌間的平行度誤差影響導(dǎo)軌導(dǎo)向精度的主要因素機(jī)床制造誤差機(jī)床安裝誤差導(dǎo)軌磨損項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.1機(jī)床的幾何誤差3）傳動(dòng)鏈誤差傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差，一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。當(dāng)傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)元件有制造誤差、裝配誤差以及有磨損時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)鏈誤差，從而影響加工精度。機(jī)床傳動(dòng)誤差對(duì)加工精度的影響齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈z7=z8=16z1=64zn=96z5=z6=23z3=z4=23bz2=16zn-1=1icefacd

以齒輪機(jī)床傳動(dòng)鏈為例：式中Δφn

—傳動(dòng)鏈末端元件轉(zhuǎn)角誤差；kj

—第j個(gè)傳動(dòng)元件的誤差傳遞系數(shù)，表明第j個(gè)傳動(dòng)元件對(duì)末端元件轉(zhuǎn)角誤差影響程度，其數(shù)值等于該元件至末端元件的傳動(dòng)比；ωn

—傳動(dòng)鏈末端元件角速度；αj—第j個(gè)傳動(dòng)元件轉(zhuǎn)角誤差的初相角。

縮短傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度提高末端元件的制造精度與安裝精度采用降速傳動(dòng)采用頻譜分析方法，找出影響傳動(dòng)精度的誤差環(huán)節(jié)對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償末端元件轉(zhuǎn)角誤差

傳動(dòng)鏈誤差的頻譜分析a)ΔφΣφnA1A2Aib)ω（頻率）A（幅值）ω1ω2ωi提高傳動(dòng)精度措施項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.2刀具的幾何誤差刀具誤差對(duì)精度的影響隨刀具種類(lèi)不同而不同；定尺寸刀具如鉆頭、鉸刀和圓孔拉刀等，其制造誤差和磨損將直接影響工件的尺寸精度；成形刀具如成形車(chē)刀、成形銑刀、齒輪模數(shù)銑刀、成形砂輪等，其形狀誤差和磨損將直接影響工件的形狀精度；一般的刀具如車(chē)刀、鏜刀、銑刀等，其制造誤差和磨損對(duì)加工精度無(wú)直接影響。L±0.05φ6F7φ10F7k6φ20H7g6YZ鉆徑向孔的夾具

夾具誤差影響加工位置精度。與夾具有關(guān)的影響位置誤差因素包括：

通常要求定位誤差和夾具制造誤差不大于工件相應(yīng)公差的1/3。2.3夾具誤差1）定位誤差；2）刀具導(dǎo)向（對(duì)刀）誤差；3）夾緊誤差；4）夾具制造誤差；5）夾具安裝誤差；……項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.4加工原理誤差加工原理誤差是指由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。在普通公制絲杠的車(chē)床上加工英制螺紋；用阿基米德蝸桿滾刀切削漸開(kāi)線齒輪；在數(shù)控機(jī)床上用插補(bǔ)原理加工復(fù)雜曲面等。項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差2.5其它誤差調(diào)整誤差測(cè)量誤差裝夾誤差ThankYou！模塊三機(jī)械加工精度主要內(nèi)容

項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析項(xiàng)目6保證和提高加工精度的措施項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.1基本概念1）剛度指工件加工表面在切削力法向分力Fy作用下，刀具相對(duì)工件在該方向上位移y的比值。

k=Fy/y

2）柔度指工藝系統(tǒng)受單位力時(shí)在受力方向上的位移。G=y/Fy

項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.2工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算1）工藝系統(tǒng)的剛度k=Fp/y工藝系統(tǒng)剛度的倒數(shù)等于系統(tǒng)各組成部分剛度的倒數(shù)之和。工藝系統(tǒng)剛度主要取決于薄弱環(huán)節(jié)的剛度。項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.2工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算2）機(jī)床部件的剛度機(jī)床結(jié)構(gòu)是由許多零部件組成，其剛度值目前主要采用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)得機(jī)床部件主軸、尾座和刀架的剛度之后，通過(guò)計(jì)算可以求得機(jī)床剛度。項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.2工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算3）機(jī)床部件剛度的特點(diǎn)載荷和變形呈非線性關(guān)系，線上各點(diǎn)的剛度不同；加載和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后加載曲線；卸載后曲線不能回到原點(diǎn)，說(shuō)明有殘余變形；部件實(shí)測(cè)剛度遠(yuǎn)小于實(shí)體結(jié)構(gòu)估算值。項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.2工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算4）影響機(jī)床部件剛度的因素連接表面間的接觸變形薄弱零件本身的變形零件間摩擦力的影響結(jié)合面間隙的影響項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1）切削力作用點(diǎn)位置變化對(duì)加工精度的影響（1）機(jī)床的變形

機(jī)床變形引起的加工誤差

變形隨受力點(diǎn)變化規(guī)律XtjXwzXdjΔXFpAA′BB′CC′xLFAFBXz項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1）切削力作用點(diǎn)位置變化對(duì)加工精度的影響（2）工件的變形當(dāng)在兩頂尖間車(chē)削剛性很差的細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，則必須考慮工藝系統(tǒng)中的工件變形；當(dāng)x=0和x=L時(shí)，ygj=0；當(dāng)x=L/2時(shí)，工件剛度最小，變形最大。項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響1）切削力作用點(diǎn)位置變化對(duì)加工精度的影響（3）工藝系統(tǒng)的總變形當(dāng)同時(shí)考慮機(jī)床和工件的變形時(shí)，工藝系統(tǒng)的總變形為機(jī)床變形和工件變形之和?！景咐考庸ふ`差的計(jì)算已知臥式車(chē)床的ktj=300000N/mm、kwz=56600N/mm、kdj=30000N/mm，徑向切削分力為Fy=4000N。設(shè)工件、刀具和夾具的剛度很大，試計(jì)算加工長(zhǎng)為L(zhǎng)的光軸由于工藝系統(tǒng)剛度變化引起的加工誤差。

【解】根據(jù)工藝系統(tǒng)的最大變形和最小變形公式，求出：加工誤差為△y=ymax-ymin=0.204-0.144=0.06(mm)項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響2）切削力的大小變化對(duì)加工精度的影響（1）誤差復(fù)映現(xiàn)象由于毛坯加工余量和材料硬度的變化，引起切削力及工藝系統(tǒng)受力變形，從而使工件產(chǎn)生尺寸和形狀誤差。例如，車(chē)削帶有橢圓形圓度誤差的毛坯，由于工藝系統(tǒng)受力變形的變化，車(chē)削后使毛坯誤差復(fù)映到加工后的工件表面上，這種現(xiàn)象叫做“誤差復(fù)映”。項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響2）切削力的大小變化對(duì)加工精度的影響（2）誤差復(fù)映系數(shù)工件誤差△g與毛坯誤差△m之比稱為誤差復(fù)映系數(shù)，用ε表示。項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響2）切削力的大小變化對(duì)加工精度的影響（3）誤差復(fù)映規(guī)律誤差復(fù)映系數(shù)總是小于1的正數(shù)，定量地反映了毛坯誤差經(jīng)加工后減少的程度。誤差復(fù)映系數(shù)與工藝系統(tǒng)剛度成反比，剛度越大，誤差復(fù)映系數(shù)就越小，加工后復(fù)映到工件上的誤差就小。多次走刀后的總誤差復(fù)映系數(shù)等于每次走刀誤差復(fù)映系數(shù)的乘積。尺寸誤差和形位誤差都存在誤差復(fù)映現(xiàn)象。

【案例】誤差復(fù)映在車(chē)床上用硬質(zhì)合金刀具鏜削內(nèi)孔，加工前內(nèi)孔的圓度誤差為0.5mm，加工后要求圓度誤差小于0.01mm，已知工藝系統(tǒng)剛度為k=2790N/mm，進(jìn)給量f=0.05mm/r，λ=1.0,工件材料硬度為190HBS。問(wèn)此鏜孔工序能否達(dá)到加工精度要求？【解】根據(jù)工藝手冊(cè)，查得CF=530，代入公式：

計(jì)算結(jié)果表明，該工序能夠達(dá)到加工精度要求。

項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響3）其它力對(duì)加工精度的影響（1）傳動(dòng)力對(duì)加工精度的影響（2）慣性力對(duì)加工精度的影響（3）夾緊力對(duì)加工精度的影響（4）重力對(duì)加工精度的影響夾緊力引起的加工誤差a）b）薄壁套夾緊變形薄壁工件磨削【例1】薄壁套夾緊變形解決：加開(kāi)口套【例2】薄壁工件磨削解決：加橡皮墊龍門(mén)銑橫梁變形【例】龍門(mén)銑橫梁龍門(mén)銑橫梁變形轉(zhuǎn)移

龍門(mén)銑橫梁變形補(bǔ)償

解決1：重量轉(zhuǎn)移

解決2：變形補(bǔ)償重力引起的加工誤差

理論上不會(huì)產(chǎn)生圓度誤差（但會(huì)產(chǎn)生圓柱度誤差）易會(huì)引起強(qiáng)迫振動(dòng)zlRXYFpFcFcdFcdxφra）O′O″r0XYFpAFcdrcd=Fcd/kcOFcFc/kcFp/kcb）O傳動(dòng)力引起的加工誤差項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形3.4減小工藝系統(tǒng)受力變形的措施提高機(jī)床部件和夾具部件的剛度；提高零件間連接表面的接觸剛度；采用合理的加工方法或裝夾以提高工件剛度；減少切削力及其變化對(duì)加工精度的影響。ThankYou！模塊三機(jī)械加工精度主要內(nèi)容

項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析項(xiàng)目6保證和提高加工精度的措施項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.1工藝系統(tǒng)的熱源1）切削熱切削熱是加工中最主要的熱源，它對(duì)工件加工精度的影響最直接。2）摩擦熱摩擦熱在工藝系統(tǒng)中是局部發(fā)熱，會(huì)引起局部溫升和變形，是機(jī)床熱變形的主要熱源。3）外部熱源外部熱源的熱輻射及環(huán)境溫度的變化對(duì)機(jī)床熱變形的影響，有時(shí)也是不可忽視的。在精密加工和大件加工中，工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差占總誤差的約40～70%。

溫度場(chǎng)——工藝系統(tǒng)各部分溫度分布熱平衡——單位時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)傳入的熱量與傳出的熱量相等，系統(tǒng)各部分溫度保持在相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值上溫度場(chǎng)與熱平衡研究——目前以實(shí)驗(yàn)研究為主工藝系統(tǒng)熱源內(nèi)部熱源外部熱源切削熱摩擦熱環(huán)境熱源輻射熱工藝系統(tǒng)熱源溫度場(chǎng)與工藝系統(tǒng)熱平衡項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.2工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響1）工件熱變形對(duì)加工精度的影響（1）工件均勻受熱車(chē)削或磨削軸類(lèi)零件外圓時(shí)，可認(rèn)為是均勻受熱的情況。（2）工件不均勻受熱磨削薄片類(lèi)工件的表面就屬于不均勻受熱的情況?！魣A柱類(lèi)工件熱變形5級(jí)絲杠累積誤差全長(zhǎng)≤5μm，可見(jiàn)熱變形的嚴(yán)重性式中ΔL，ΔD——長(zhǎng)度和直徑熱變形量；

L，D——工件原有長(zhǎng)度和直徑；

α——工件材料線膨脹系數(shù)；

Δt——溫升。

長(zhǎng)度：

直徑：

例：長(zhǎng)400mm絲杠，加工過(guò)程溫升1℃，熱伸長(zhǎng)量為：式中ΔX——變形撓度；

L，S——工件原有長(zhǎng)度和厚度；

α——工件材料線膨脹系數(shù)；

Δt——溫升。◆板類(lèi)工件單面加工時(shí)的熱變形平面加工熱變形ΔXφ/4φLS此值已大于精密導(dǎo)軌平直度要求結(jié)果：加工時(shí)上表面升溫，工件向上拱起，磨削時(shí)將中凸部分磨平，冷卻后工件下凹。例：高600mm，長(zhǎng)2000mm的床身，若上表面溫升為3℃，則變形量為：項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.2工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響2）刀具的熱變形對(duì)加工精度的影響刀具熱變形的熱源主要是切削熱；連續(xù)切削時(shí)，刀具的熱變形在切削開(kāi)始階段增加很快，隨后變得較緩慢；間斷切削時(shí)，由于刀具有短暫的冷卻時(shí)間，其熱變形曲線具有熱脹冷縮雙重特性；切削停止后，刀具溫度立即下降，開(kāi)始冷卻很快，以后逐漸減慢。

體積小，熱容量小，達(dá)到熱平衡時(shí)間較短溫升高，變形不容忽視（達(dá)0.03～0.05mm）◆變形曲線式中ξ——熱伸長(zhǎng)量；

ξmax——達(dá)到熱平衡熱伸長(zhǎng)量；

τ——切削時(shí)間；

τc

——時(shí)間常數(shù)（常取3～4分鐘）。τ(min)車(chē)刀熱變形曲線連續(xù)切削升溫曲線冷卻曲線間斷切削升溫曲線ξ（μm）ξmaxτb0τc0.63ξmax刀具熱變形項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.2工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響3）機(jī)床的熱變形對(duì)加工精度的影響機(jī)床熱變形的熱源主要是摩擦熱、傳動(dòng)熱和外界熱源傳入的熱量；形成不均勻的溫度場(chǎng)，使機(jī)床各部件之間的相互位置發(fā)生變化，破壞了機(jī)床原有的幾何精度而造成加工誤差；不同類(lèi)型的機(jī)床，其主要熱源各不相同，熱變形對(duì)加工精度的影響也不相同。

體積大，熱容量大，溫升不高，達(dá)到熱平衡時(shí)間長(zhǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度場(chǎng)和變形不均勻，對(duì)加工精度影響顯著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h0123450150100200位移/μm20406080溫升/℃ΔYΔX前軸承溫升車(chē)床受熱變形a）車(chē)床受熱變形形態(tài)b）溫升與變形曲線機(jī)床熱變形特點(diǎn)車(chē)床熱變形

立銑（圖a）立式銑床、外圓磨床、導(dǎo)軌磨床受熱變形a）銑床受熱變形形態(tài)b）外圓磨床受熱變形形態(tài)c）導(dǎo)軌磨床受熱變形形態(tài)

外圓磨（圖b）

導(dǎo)軌磨（圖c）其他機(jī)床熱變形例1：磨床油箱置于床身內(nèi)，其發(fā)熱使導(dǎo)軌中凹解決：導(dǎo)軌下加回油槽平面磨床補(bǔ)償油溝例2：立式平面磨床立柱前壁溫度高，產(chǎn)生后傾。解決：采用熱空氣加熱立柱后壁。均衡立柱前后壁溫度場(chǎng)

減少切削熱和磨削熱，粗、精加工分開(kāi)。充分冷卻和強(qiáng)制冷卻。隔離熱源。減少熱源發(fā)熱和隔離熱源均衡溫度場(chǎng)圖b支承距影響熱變形L1L2

熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)熱補(bǔ)償結(jié)構(gòu)（圖a，主軸熱補(bǔ)償）圖a雙端面磨床主軸熱補(bǔ)償1—主軸2—?dú)んw3—過(guò)渡套筒熱伸長(zhǎng)方向

合理選擇裝配基準(zhǔn)（圖b）高速空運(yùn)轉(zhuǎn)人為加熱

恒溫人體隔離采用合理結(jié)構(gòu)加速達(dá)到熱平衡控制環(huán)境溫度項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.3工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響1）內(nèi)應(yīng)力的概念內(nèi)應(yīng)力也叫殘余應(yīng)力，是指在沒(méi)有外加載荷或去除外加載荷后，工件內(nèi)部仍存在的應(yīng)力。具有內(nèi)應(yīng)力的零件處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它的內(nèi)部組織有強(qiáng)烈的要恢復(fù)到穩(wěn)定的無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的傾向。具有內(nèi)應(yīng)力的零件，在外觀上一般沒(méi)有什么表現(xiàn)，只有當(dāng)內(nèi)應(yīng)力超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)，零件才會(huì)出現(xiàn)裂紋。當(dāng)帶有內(nèi)應(yīng)力的工件受到力或熱的作用而失去原有的平衡時(shí)，內(nèi)應(yīng)力就將重新分布以達(dá)到新的平衡，并伴隨有變形產(chǎn)生，使工件產(chǎn)生加工誤差。項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.3工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響2）內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因毛坯制造和熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力4.3工藝系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)力對(duì)加工精度的影響3）減少或消除內(nèi)應(yīng)力的措施增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序；合理安排工藝過(guò)程；改善零件結(jié)構(gòu)；提高零件的剛度；使零件的壁厚均勻等。ThankYou！模塊三機(jī)械加工精度主要內(nèi)容

項(xiàng)目1機(jī)械加工精度概述項(xiàng)目2工藝系統(tǒng)的幾何誤差項(xiàng)目3工藝系統(tǒng)的受力變形項(xiàng)目4工藝系統(tǒng)的熱變形和內(nèi)應(yīng)力項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析項(xiàng)目6保證和提高加工精度的措施項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.1分布曲線法1）實(shí)際分布曲線基本概念（1）樣本容量（2）極差（3）頻數(shù)和頻率（4）組數(shù)和組距（5）均值和標(biāo)準(zhǔn)差直方圖（1）采集數(shù)據(jù)樣本容量通常取n=50～200（2）確定分組數(shù)、組距、組界、組中值①按教材表3-2初選分組數(shù)k′；②確定組距d：

取整，d′→d③確定分組數(shù)k：④確定各組組界、組中值⑤統(tǒng)計(jì)各組頻數(shù)【案例】直方圖的作法直方圖-14.5-8.55-3.5x

y

（頻數(shù)）（偏差值）（平均偏差）-15-10-5（公差帶中心）（公差帶下限）（公差帶上限）（3）計(jì)算樣本平均值和標(biāo)準(zhǔn)差:（4）畫(huà)直方圖項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.1分布曲線法2）理論分布曲線（1）正態(tài)分布曲線及數(shù)學(xué)模型（2）正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)曲線中間高，兩邊低，遠(yuǎn)離分散中心的工件占少數(shù)；曲線相對(duì)于隨機(jī)變量平均值對(duì)稱分布，表明相對(duì)均值對(duì)稱的左、右區(qū)間的概率相等；均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ是分布曲線的兩個(gè)特征參數(shù)。

正態(tài)分布曲線

式中μ和σ分別為正態(tài)分布隨機(jī)變量總體平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。平均值μ=0，標(biāo)準(zhǔn)差σ=1的正態(tài)分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，記為：

x~N(0,1)

概率密度函數(shù)yF（z）正態(tài)分布曲線μ(z=0)x(z)0z-σ+σμ值取決于機(jī)床調(diào)整尺寸和常值系統(tǒng)誤差，確定工件尺寸分散中心的位置，只影響曲線的位置，不影響曲線的形狀；σ值取決于隨機(jī)誤差和變值系統(tǒng)誤差，只影響曲線的形狀，不影響尺寸的位置，反映了工藝系統(tǒng)誤差分散的程度。σ值越大，尺寸分散范圍越大，分布曲線越平坦；σ值越小，尺寸分散范圍越小，分布曲線越陡而窄；當(dāng)μ=0；σ=1的正態(tài)分布，稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。

項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.1分布曲線法2）理論分布曲線（3）“千分之三”原則任何正態(tài)分布都可以通過(guò)坐標(biāo)變換z=(x-μ)/σ變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)為：令：將z代入上式，有：則利用上式，可將非標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。稱z

為標(biāo)準(zhǔn)化變量yF（z）正態(tài)分布曲線μ(z=0)x(z)0z-σ+σ對(duì)于不同z值對(duì)應(yīng)的F(z)，可由表3-5查出。由表3-5可知，當(dāng)z=±1，即x=μ±σ時(shí)，查表得：2F(1)=2×0.3413=68.26%；當(dāng)z=±2，即x=μ±2σ時(shí)，查表得：2F(2)=2×0.4772=95.44%；當(dāng)z=±3，即x=μ±3σ時(shí)，查表得：2F(3)=2×0.49865=99.73%。計(jì)算結(jié)果表明，工件尺寸落在（μ±3σ）范圍內(nèi)的概率為99.73%，而落在（μ±3σ）之外的概率僅為0.27%，可以認(rèn)為正態(tài)分布的范圍為（μ±3σ），這就是“±3σ”原則，或稱為“千分之三”原則。項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.1分布曲線法2）理論分布曲線（4）非正態(tài)分布曲線工件尺寸的實(shí)際分布；有時(shí)并不近似于正態(tài)分布曲線?！舴钦龖B(tài)分布

xy0a）雙峰分布

雙峰分布：兩次調(diào)整下加工的工件或兩臺(tái)機(jī)床加工的工件混在一起（圖a）

xy0b）平頂分布xy0c）偏向分布

平頂分布：工件瞬時(shí)尺寸分布呈正態(tài)，其算術(shù)平均值近似成線性變化（如刀具和砂輪均勻磨損）（圖b）

偏向分布：如工藝系統(tǒng)存在顯著的熱變形，或試切法加工孔時(shí)寧小勿大，加工外圓時(shí)寧大勿?。▓Dc）幾種非正態(tài)分布◆形位誤差的分布

差數(shù)模分布：正態(tài)分布大于零的部分與小于零的部分對(duì)零軸線映射后的迭加（圖），如對(duì)稱度、直線與平面的平行度、相鄰周節(jié)誤差等

瑞利分布：二維正態(tài)分布，在只考慮平面向量模情況下轉(zhuǎn)換成為一維分布（圖）,如同軸度、直線與直線平行度、端面圓跳動(dòng)誤差等（不考慮系統(tǒng)誤差）xy0差數(shù)模分布

瑞利綜合分布：上述誤差在考慮系統(tǒng)誤差的情況下，其誤差分布接近瑞利綜合分布瑞利分布xzy0d）瑞利分布項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.1分布曲線法3）分布曲線的應(yīng)用（1）進(jìn)行誤差分析（2）計(jì)算工序能力系數(shù)（3）計(jì)算合格率和廢品率（1）進(jìn)行誤差分析，判斷誤差性質(zhì)

判斷是否存在明顯變值系統(tǒng)誤差；判斷是否存在常值系統(tǒng)誤差，及常值系統(tǒng)誤差的大小。（2）計(jì)算工序能力系數(shù)

工序能力

工序能力系數(shù)

式中TU,TL——公差帶上、下限；

Δ——公差帶中心與誤差分布中心偏移距離；

σ——誤差分布的標(biāo)準(zhǔn)差。工藝能力系數(shù)符號(hào)含義0yμx3σ3σ公差帶TΔTUTL

工序能力系數(shù)工序等級(jí)說(shuō)明

CP＞1.67特級(jí)工序能力過(guò)高1.67≥CP

＞1.33一級(jí)工序能力足夠1.33≥CP

＞1.00二級(jí)工序能力勉強(qiáng)1.00≥CP

＞0.67三級(jí)工序能力不足

0.67≥CP

四級(jí)工序能力很差工序能力等級(jí)表

CP表示工藝過(guò)程本身的能力，而工藝能力系數(shù)CPK則表示過(guò)程滿足技術(shù)要求的能力，實(shí)際上是“過(guò)程能力”與“管理能力”的綜合

【案例】計(jì)算合格率和廢品率已知：在臥式鏜床上鏜削一批箱體零件的內(nèi)孔，孔徑尺寸要求為mm，已知孔徑尺寸按正態(tài)分布，μ=70.08mm，σ=0.04mm，試計(jì)算這批加工工件的合格品率和不合格品率?！窘狻孔髡龖B(tài)分布曲線圖（圖3-23），通過(guò)z=(x-μ)/σ進(jìn)行坐標(biāo)變換，得：查表3-5，得F(2)=0.4772；F(3)=0.49865。尺寸偏小的不合格品率：0.5-F(2)=0.5-0.4772=0.0228=2.28%；不合格品可修復(fù)；尺寸偏大的不合格品率：0.5-F(3)=0.5-0.49865=0.00135=0.135%；不合格品不可修復(fù)。合格品率：F(2)+F(3)=0.4772+0.49865=97.585%。項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.2點(diǎn)圖分析法1）單值點(diǎn)圖按加工順序逐個(gè)測(cè)量一批工件的尺寸，以工件序號(hào)為橫坐標(biāo)，工件尺寸或誤差為縱坐標(biāo)，并根據(jù)千分之三原則加上五條線，就可作出點(diǎn)圖；01234567樣組序號(hào)b）工件尺寸公差帶T控制限單值點(diǎn)圖工件序號(hào)c）AA′B′O′OB工件尺寸工件尺寸工件序號(hào)a差帶T控制限單值點(diǎn)圖項(xiàng)目5加工誤差的統(tǒng)計(jì)分析5.2點(diǎn)圖分析法2）均值—極差圖均值-極差點(diǎn)圖是均值圖和極差圖聯(lián)合使用的統(tǒng)稱；橫坐標(biāo)是按時(shí)間順序采集的小樣本的組序號(hào)，縱坐標(biāo)為各小樣本的均值和極差。均值點(diǎn)圖控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分布中心，主要反映系統(tǒng)誤差及其變化趨勢(shì)；極差點(diǎn)圖控制工藝過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)的分散程度，主要反映隨機(jī)誤差及其變化趨勢(shì)。單獨(dú)的均值點(diǎn)圖和極差點(diǎn)圖不能全面反映加工誤差的情況，必須聯(lián)合使用。

圖是控制圖和R控制圖聯(lián)合使用的統(tǒng)稱R圖：

表示樣組平均值，R表示樣組極差

圖控制限圖：均值—極差圖◆工藝過(guò)程穩(wěn)定性點(diǎn)子正常波動(dòng)→工藝過(guò)程穩(wěn)定；點(diǎn)子異常波動(dòng)→工藝過(guò)程不穩(wěn)定

圖R

圖UCL=19.67CL=8.900510樣組序號(hào)1520LCL=00510樣組序號(hào)1520x圖LCL=11.57UCL=21.89CL=16.73◆穩(wěn)定性判別——沒(méi)有點(diǎn)子超出控制限——大部分點(diǎn)子在中心線上下波動(dòng)，小部分點(diǎn)子靠近控制限——點(diǎn)子變化沒(méi)有明顯規(guī)律性（如上升、下降傾向，或周期性波動(dòng)）同時(shí)滿足為穩(wěn)定

圖分析注意事項(xiàng)：工藝過(guò)程穩(wěn)定性與是否產(chǎn)生廢品是兩個(gè)概念；工藝過(guò)程的穩(wěn)定性用均值-極差點(diǎn)圖判斷；出不出廢品用公差衡量，兩者沒(méi)有必然的聯(lián)系。項(xiàng)目6保證和提高加工精度的措施6.1誤差預(yù)防合理采用先進(jìn)工藝設(shè)備直接減少原始誤差誤差轉(zhuǎn)移法誤差分組法就地平均法誤差平均法6.2誤差補(bǔ)償在線監(jiān)測(cè)偶件自動(dòng)配磨

合理采用先進(jìn)工藝和設(shè)備◆誤差預(yù)防

減小原始誤差

轉(zhuǎn)移原始誤差a）b）轉(zhuǎn)塔車(chē)床刀架轉(zhuǎn)位誤差的轉(zhuǎn)移

誤差分組

就地加工

均化原始誤差，如研磨加工、易位加工易位法加工時(shí)誤差均化過(guò)程φ360°工件轉(zhuǎn)角累積誤差Δ1l1l2Δ2

在線測(cè)量與在線補(bǔ)償高壓油泵偶件自動(dòng)配磨裝置示意圖柱塞銷(xiāo)柱塞絲扛加工誤差補(bǔ)償裝置1—工件2—螺母3—母絲杠4—杠桿5—校正尺6—觸頭7—校正曲線

附加位移螺母附加轉(zhuǎn)動(dòng)

采用校正裝置以彈性變形補(bǔ)償熱變形

以彈性變形補(bǔ)償熱變形

其他補(bǔ)償方法

以熱變形補(bǔ)償熱變形龍門(mén)銑橫梁變形補(bǔ)償附加夾緊力

以熱變形補(bǔ)償熱變形

以幾何誤差補(bǔ)償受力變形ThankYou！模塊四機(jī)械加工表面質(zhì)量主要內(nèi)容

項(xiàng)目1機(jī)械加工表面質(zhì)量概述項(xiàng)目2表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響項(xiàng)目3影響表面粗糙度的工藝因素項(xiàng)目4影響表層物理力學(xué)性能的因素項(xiàng)目5振動(dòng)對(duì)表面質(zhì)量的影響及控制項(xiàng)目1機(jī)械加工表面質(zhì)量概述1.1加工表面的幾何形狀誤差1）表面粗糙度2）波度3）紋理方向4）傷痕項(xiàng)目1機(jī)械加工表面質(zhì)量概述1.2表面層金屬的物理力學(xué)性能1）冷作硬化2）殘余應(yīng)力3）金相組織變化項(xiàng)目2表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響2.1表面質(zhì)量對(duì)耐磨性的影響1）初期磨損階段2）正常磨損階段3）快速磨損階段項(xiàng)目2表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響2.2表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響1）表面層的缺陷處容易引起應(yīng)力集中而產(chǎn)生疲勞裂紋，造成零件的疲勞破壞；2）加工硬化對(duì)零件的疲勞強(qiáng)度影響也很大；3）表面層的殘余應(yīng)力對(duì)零件疲勞強(qiáng)度也有很大影響。項(xiàng)目2表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響2.3表面質(zhì)量對(duì)抗腐蝕性的影響1）零件的表面粗糙度在一定程度上影響零件的耐腐蝕性；2）零件殘余壓應(yīng)力可增強(qiáng)零件的耐腐蝕性；3）零件殘余拉應(yīng)力則降低零件的耐腐蝕性。項(xiàng)目2表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器使用性能的影響2.4表面質(zhì)量對(duì)零件配合性質(zhì)的影響1）表面粗糙度越高，在摩擦過(guò)程中零件越容易失去原有的尺寸精度；2）在過(guò)盈配合中，會(huì)減少實(shí)際過(guò)盈量，影響配合的可靠性；3）表面質(zhì)量對(duì)裝配后的接觸剛度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、噪聲、以及機(jī)器的正常使用，都會(huì)產(chǎn)生影響。項(xiàng)目3影響表面粗糙