1-105第1篇第2章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1工藝規(guī)程基本概念2.2機械加工質(zhì)量2.3機械加工路線2.4工件的裝夾與夾具2.5機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.6計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計2-1052.1工藝規(guī)程基本概念2.1.1生產(chǎn)過程1.制造工藝是制造方法和制造工藝過程的總稱,工藝過程是生產(chǎn)過程中的主要部分；2.生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善啡^程；機械制造技術(shù)的生產(chǎn)過程包括下列過程：(1)原材料、半成品和成品(產(chǎn)品)運輸和保管；(2)生產(chǎn)和技術(shù)準備工作，如產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計、工藝設(shè)計、專用工藝裝備的設(shè)計和制造、各種生產(chǎn)資料準備以及生產(chǎn)組織等準備工作；(3)毛坯制造，如鑄造、鍛壓和焊接等；(4)零件的機械加工、熱處理和其它表面處理；(5)產(chǎn)品裝配、調(diào)整、檢驗、試驗、油漆包裝。3-1052.1工藝規(guī)程基本概念2.1.2工藝過程1.工藝規(guī)程概念

規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。工藝過程具體可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接工藝過程機械加工、特種加工工藝過程；物理熱處理及表面工程工藝過程裝配等工藝過程機械加工工藝過程——是利用機械加工方法使鑄、鍛件或型材毛坯逐步改變形狀和尺寸及表面質(zhì)量使其最終成為合格零件的過程。4-1052.1工藝規(guī)程基本概念2.1.2工藝規(guī)程2.工藝規(guī)程的作用(1)是連接產(chǎn)品設(shè)計和制造的橋梁；

產(chǎn)品設(shè)計→工藝規(guī)程→產(chǎn)品制造(2)是指導(dǎo)、組織和管理生產(chǎn)的主要工藝文件；

是加工、檢驗驗收、生產(chǎn)調(diào)度的主要依據(jù)。(3)是制定生產(chǎn)計劃、進行生產(chǎn)管理的基本依據(jù)，(4)是新建或擴建工廠、車間的基本資料。

只有根據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確確定生產(chǎn)所需的設(shè)備種類、規(guī)格和數(shù)量。5-1052.1工藝規(guī)程基本概念2.1.2工藝規(guī)程3.機械加工工藝規(guī)程格式(1)零件機械加工工藝過程卡，該卡片是針對每個零件單獨編寫的，它列出了零件在整個加工過程中的加工方法、工藝路線、所經(jīng)歷的車間、各工序所用的工藝裝備和時間定額等，它是進行生產(chǎn)技術(shù)準備和編制計劃的依據(jù)。(2)零件的機械加工工序卡片，它是在工藝過程卡的基礎(chǔ)上針對每道工序所編制的，一般具有工序簡圖,并詳細說明該工序中每個工步加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。對工藝規(guī)程的基本要求是應(yīng)具有：

技術(shù)先進性,經(jīng)濟合理性和使用安全性6-1057-1052.1工藝規(guī)程基本概念2.1.3工藝規(guī)程的組成

機械加工工藝過程一般是由若干個按一定順序排列的工序所組成的。亦即：工序是工藝過程的基本組成部分。毛坯依次通過多個工序變?yōu)榘氤善坊虺善贰６鴻C械加工的工序本身又可細分為安裝、工位、工步和走刀，它們的概念與相互關(guān)系：1.工序:一個工人或一組工人在一個工作地點對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。工作地、工人、工件與連續(xù)作業(yè)構(gòu)成了工序的四個要素，若其中任一要素發(fā)生變更，則構(gòu)成另一道工序。8-1052.1.3工藝規(guī)程的組成1.工序：是由被加工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、加工精度要求及生產(chǎn)類型所決定的，如階梯軸。

9-1052.1工藝規(guī)程基本概念2.1.3工藝規(guī)程的組成2.安裝

它是指工件在一次裝夾中所完成的那部分工序如圖2-l中小軸若先車a，b兩段外圓，然后調(diào)頭車c段外圓，則此工序包括兩次安裝。3.工位

為減少工序中的裝夾次數(shù)，常采用回轉(zhuǎn)工作臺或回轉(zhuǎn)夾具，使工件在一次安裝中，可先后在機床上占有不同的位置進行連續(xù)加工，每一個位置所完成的那部分工序，稱一個工位。圖2-2為三軸四工位回轉(zhuǎn)工作臺的組合機床的加工示意圖。四個工位的工作依次是裝(卸)、鉆孔、擴孔、精鉸，有三個工件同時在加工。10-105采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證被加工表面間的相互位置精度。11-1052.1基本概念2.1.3工藝規(guī)程的組成4.工步這是指加工表面、刀具和切削用量均不變時所完成的那部分工序。只要其中一個因素改變，就成為一個新工步。

如圖2-l中的小軸，若用一把刀具以同樣的切削條件依次加工b，c段外圓時，由于加工表面不同，故構(gòu)成兩個工步。5.走刀在一個工步內(nèi)，若被加工表面需切去的金屬層很厚，就可以分n次切削，每切削一次的工作行程叫一次走刀如圖2-3中，在加工c段的第二個工步中，因所需切去的金金屬很厚，需分兩次切削；則每一次切削就是一次走刀。12-1052.1基本概念2.1.4基準基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面?；鶞拾从猛静煌煞譃樵O(shè)計基準與工藝基準。1.設(shè)計基準:

設(shè)計基準是設(shè)計圖樣上采用的基準，即標注設(shè)計尺寸的起端的點、線、面。由設(shè)計者根據(jù)產(chǎn)品工作原理和性能要求確定的。

圖2-413-1052.1.4基準工藝基準工藝基準是在工藝過程中所采用的基準，按用途不同又可細分為工序基準、定位基準、度量基準、裝配基準。(1)工序基準工序基準是該工序所要求達到的加工尺寸的起端的點、線、面。圖2-5鉆孔14-105工藝基準(2)定位基準：定位基準是用來在機床上定位的基準。如軸類頂尖孔就是定位基準。圖2-6(a)毛坯內(nèi)圓A及內(nèi)端面B是加工底端面E及內(nèi)止口F的定位基準。圖2-6(b)E及F是加工上端面C和外圓D及環(huán)槽G工序的定位基準?？梢允羌庸っ娴木鶞驶蛘呤俏醇庸っ娴拇只鶞省?5-105工藝基準(2)定位基準：定位基準是用來在機床上定位的基準。如軸類頂尖孔就是定位基準。機加工精基準的選擇原則:“基準重合”：設(shè)計基準作為定位基準，避免了間接尺寸控制產(chǎn)生的誤差；“基準統(tǒng)一”：選擇多個表面加工時都能使用的定位基準作為精基準，保證各加工表面間的相互位置精度；“互為基準”：位置、尺寸和形狀精度都要求高的兩表面，可互為基準，反復(fù)多次精加工；“自為基準”：精加工或光整加工，要求余量小而均勻，選擇加工表面本身作為基準。16-105工藝基準(2)定位基準：定位基準是用來在機床上定位的基準。如軸類頂尖孔就是定位基準。機加工粗基準的選擇原則:1、粗基準一般只使用一次；2、保證加工余量均勻的重要表面為粗基準；3、以加工余量最小的表面作為粗基準；4、選與加工表面位置精度要求較高的不加工表面為粗基準；5、選平整光潔表面作粗基準。17-105工藝基準(3)度（測）量基準：測量時所采用的基準即測量基準。圖2-7為檢驗已加工平面的測量基準。

圖2-8為檢驗已加工孔位置的測量基準。18-105工藝基準(4)裝配基準：裝配基準是裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準。圖2-4中，曲軸裝進曲軸箱中是以主軸頸與主軸孔接觸來確定曲軸相對于曲軸箱的徑向位置的,故主軸頸是曲軸的徑向裝配基準。設(shè)計、工序、定位、測量以及裝配基準，可以重合也可以不重合，在選擇基準時應(yīng)盡可能使它們重合，這樣可避免不重合所引起的有關(guān)誤差。19-1052.2機械加工質(zhì)量機械加工質(zhì)量是整臺機器質(zhì)量的基礎(chǔ)。

機械加工質(zhì)量＝加工精度＋表面層質(zhì)量

機械加工質(zhì)量

加工精度表面層質(zhì)量

尺寸精度

形狀精度

位置精度

幾何形狀特性

物理力學(xué)性能20-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.1機械加工精度機械加工精度的概念加工精度是指加工后的零件在形狀、尺寸、表面相互位置等方面與理想零件的符合程度。它由尺寸精度、形狀精度和位置精度組成。

尺寸精度：限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。

形狀精度：限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、直線度和平面度等。

位置精度：限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平行度、垂直度和同軸度等。

21-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.1機械加工精度2.尺寸精度、形狀精度和位置精度之間的關(guān)系零件加工尺寸精度、形狀精度和位置精度之間是有聯(lián)系的。一般情況下：形狀誤差應(yīng)限制在位置公差之內(nèi)；位置誤差又應(yīng)限制在尺寸公差之內(nèi)。如不作特殊說明，零件的形狀誤差和位置誤差不應(yīng)大于零件尺寸公差的二分之一。如對零件的形狀誤差或位置誤差有特別要求，應(yīng)在尺寸公差之外另加標注。22-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.1機械加工精度3.獲得機械加工精度的方法

根據(jù)生產(chǎn)批量和條件，獲得精度方法不同。(1)獲得尺寸精度的方法①試切法

在零件加工過程中不斷對已加工表面尺寸進行測量，并相應(yīng)調(diào)整刀具相對工件加工表面位置，進行試切，直到達到尺寸精度要求的一種加工方法。是獲得零件尺寸精度最早采用的加工方法，也是目前常用的能獲得高精度尺寸主要方法之一。多用于單件、小批生產(chǎn)或高精度零件的加工。

23-1052.2.1機械加工精度3.獲得機械加工精度的方法(1)獲得尺寸精度的方法②調(diào)整法：按試切好的工件、標準件或?qū)Φ秹K、行程檔塊等調(diào)整確定刀具相對零件定位基準的準確位置，并在保持此準確位置不變的條件下，對一批零件進行加工的方法。多用于批量(MassProduction)生產(chǎn)。③定尺寸刀具法：在加工過程中采用具有一定尺寸的刀具或組合刀具，以保證被加工零件尺寸精度一種方法。如用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀或鏗刀塊加工內(nèi)孔，以及用組合銑刀銑工件兩側(cè)面和槽面等，均屬定尺寸刀具法加工。尺寸精度主要由刀具來保證。24-1053.獲得機械加工精度的方法(1)獲得尺寸精度的方法④自動控制法：

即在加工過程中，通過由尺寸測量裝置；動力進給裝置和控制機構(gòu)等組成的自動控制系統(tǒng)，使加工過程中的尺寸測量、刀具的補償調(diào)整和切削加工等一系列工作自動完成，從而自動獲得所要求尺寸精度的一種加工方法。25-1052.2.1機械加工精度(2)獲得形狀精度的方法①軌跡法讓刀具相對于工件作有規(guī)律的運動，以其刀尖軌跡獲得所要求的表面幾何形狀，表面幾何形狀精度取決于成形運動精度。左圖②成型法用成型刀取代普通刀具，成型刀的切削刃就是工件外形。該法可以簡化機床，提高生產(chǎn)率。右圖的車球面用的成型車刀。26-1052.2.1機械加工精度(2)獲得形狀精度的方法③展成法這種方法用于各種齒輪齒廓、花鍵鍵齒、蝸輪輪齒的加工。其特點是刀刃的形狀與所需表面幾何形狀不同，滾刀與工件按展成法以嚴格的速比轉(zhuǎn)動，刀刃一系列切削位置形成包絡(luò)線，加工后的幾何形面是刀刃在成形運動中的包絡(luò)面，其形狀精度取決于成形運動的精度，也取決于刀刃的形狀精度。也稱范成法27-1052.2.1機械加工精度(3)獲得位置精度的方法①一次裝夾法各有關(guān)表面的位置精度是直接在工件同一次安裝中，由各有關(guān)刀具相對工件的成形運動之間的位置關(guān)系保證的。如軸類外圓與端面、端臺的垂直度，可采用一次裝夾法保證，是由機床本身運動精度來保證。②多次裝夾法零件全部加工面分在多次裝夾下完成。此時各有關(guān)表面間位置精度不僅和刀具相對工件的成形精度運動精度有關(guān)，還和工件上各不同定位基準面之間位置精度有關(guān)。如箱體平面間的平行度、垂直度采用多次裝夾法保證。28-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.1機械加工精度4.影響加工精度的原始誤差

加工后零件的實際和理想幾何參數(shù)相比產(chǎn)生的偏差，稱為加工誤差。機床、刀具、夾具和工件組成工藝系統(tǒng)。

工藝系統(tǒng)中存在的誤差,稱為原始誤差。(1)原始誤差來源

工藝系統(tǒng)原始誤差——加工原理，機床、夾具、刀具制造，工件裝夾誤差，稱工藝系統(tǒng)靜誤差。工藝過程原始誤差——加工過程中出現(xiàn)→力、熱、振動、磨損等引起的變形誤差?；蚍Q動誤差。29-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.1機械加工精度4.影響加工精度的原始誤差(2)誤差的敏感方向敏感方向：原始誤差產(chǎn)生在加工表面法線方向不敏感方向：原始誤差產(chǎn)生在加工表面切線方向(3)誤差的性質(zhì)和分類

1)系統(tǒng)性誤差常值系統(tǒng)性誤差：誤差大小和方向幾乎不變。變值系統(tǒng)性誤差：誤差大小和方向按規(guī)律變化。

2)隨機誤差加工誤差大小和方向不規(guī)則變化。30-105圖2-17車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差引起的加工誤差31-1054.影響加工精度的原始誤差(4)工藝系統(tǒng)原始誤差1)原理誤差——采用了近似的加工運動方式或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的工件誤差。

2)調(diào)整誤差——每個工序中，由于調(diào)整不可能絕對地準確，從而產(chǎn)生調(diào)整誤差。

3)刀具誤差——采用定尺寸刀具時，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。

4)量具誤差——

計量器具、測量者誤差會對被測零件測量精度產(chǎn)生直接的影響。

5)裝夾和夾具誤差——

利用夾具裝夾工件進行加工時，造成工件加工表面之間尺寸和位置誤差。

6)機床誤差——

導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差，主軸回轉(zhuǎn)誤差，傳動鏈傳動誤差。32-10533-1054.影響加工精度的原始誤差(5)工藝過程原始誤差1)工藝系統(tǒng)的受力變形——在切削過程的切削力、傳動力、夾緊力等作用下，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生變形。

2)工藝系統(tǒng)的受熱變形——在切削過程切削熱、摩擦熱、輻射熱等作用下，工藝系統(tǒng)產(chǎn)生變形。

3)工藝系統(tǒng)的磨損——力作用下，工藝系統(tǒng)各部分的有關(guān)摩擦表面之間產(chǎn)生的磨損引起的誤差。

4)工件的內(nèi)應(yīng)力——內(nèi)應(yīng)力重新分布使工件產(chǎn)生變形，破壞原有加工精度。毛坯制造及熱處理過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；

工件冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；機械加工產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。34-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.2機械加工表面層質(zhì)量1.表面層質(zhì)量概念

(前章已介紹)表面層質(zhì)量也叫表面完整性。表面完整性對于在工作時受的應(yīng)力很大，或經(jīng)受的是反復(fù)載荷，以及使用環(huán)境惡劣的零件尤為重要。表面層質(zhì)量的含義歸結(jié)兩個內(nèi)容：(1)表面幾何形狀特性表面粗糙度、波紋度以及紋理等表面特征。(2)表面層物理力學(xué)性能

表面在0.38mm(0.015inch)厚度內(nèi)物理、力學(xué)、冶金特性，如殘余應(yīng)力、形變硬化、微觀組織、晶間腐蝕、熱損傷區(qū)、材質(zhì)不勻等等。

35-1052.2機械加工質(zhì)量2.2.2機械加工表面層質(zhì)量2.表面層質(zhì)量的重要性機械產(chǎn)品工作性能、可靠性、耐久性等，在很大程度上取決于零件表面層質(zhì)量，原因：外部載荷所引起零件應(yīng)力最大值往往出現(xiàn)在零件的表面層；加工后零件表面易產(chǎn)生如裂紋、裂痕、加工痕跡等缺陷，這些缺陷引起應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞；零件經(jīng)過機械加工后表面層的物理力學(xué)性能、金相組織不同于基體材料，從而影響使用壽命，零件失效往往從表面局部損壞開始的。36-1052.2.2機械加工表面層質(zhì)量3.表面層質(zhì)量對零件使用性能的影響(1)表面質(zhì)量對耐磨性的影響1)表面粗糙度對耐磨性影響:愈小，摩擦小,耐磨性愈好。太小,不存油,磨損反增加。接觸面粗糙度有最佳值。2)表面冷作硬化對耐磨性影響冷作硬化提高表面層顯微硬度,耐磨性提高;但過分硬化引起金屬組織過度變形,增加脆性,出現(xiàn)裂紋和表層剝落。37-1053.表面層質(zhì)量對零件使用性能的影響(2)表面質(zhì)量對疲勞強度的影響

金屬受交變載荷產(chǎn)生疲勞破壞往往發(fā)生在零件表面和表面冷硬層下面，零件表面質(zhì)量對疲勞強度影響很大。1)表面粗糙度對疲勞強度的影響

在交變載荷作用下，表面粗糙度的凹谷部位容易引起應(yīng)力集中，產(chǎn)生疲勞裂紋。2)殘余應(yīng)力、冷作硬化對疲勞強度的影響

殘余應(yīng)力對零件疲勞強度的影響很大。表面層殘余拉應(yīng)力將使疲勞裂紋擴大，加速疲勞破壞；而表面層殘余壓應(yīng)力能夠阻止疲勞裂紋的擴展，延緩疲勞破壞的產(chǎn)生。38-1053.表面層質(zhì)量對零件使用性能的影響(3)表面質(zhì)量對耐蝕性的影響

耐蝕性在很大程度上取決于表面粗糙度。表面粗糙度值愈大，則凹谷中聚積腐蝕性物質(zhì)就愈多，抗蝕性就愈差。

表面層的殘余拉應(yīng)力會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，降低零件的耐蝕性，而殘余壓應(yīng)力則能防止應(yīng)力腐蝕開裂。(4)表面質(zhì)量對配合質(zhì)量影響

表面粗糙度大小將影響配合表面的配合質(zhì)量。對于間隙配合，粗糙度值大會使磨損加大，間隙增大，破壞了要求的配合性質(zhì)。對過盈配合，裝配過程中一部分表面凸峰被擠平，實際過盈量減小，降低配合連接強度。39-1054.影響表面粗糙度的因素(1)切削加工影響表面粗糙度的因素1)刀具幾何形狀

刀具相對于工件作進給運動時，在加工表面留下了切削層殘留面積，其形狀是刀具幾何形狀的復(fù)映。減小進給量、主偏角、副偏角以及增大刀尖圓弧半徑，均可減小殘留面積的高度。2)物理因素——

切削加工后表面粗糙度的實際輪廓形狀一般都與純幾何因素所形成的理想輪廓有較大的差別，這是由于存在著與被加工材料的性質(zhì)及切削機理有關(guān)的物理因素的緣故。3)切削用量40-1054.影響表面粗糙度的因素(2)磨削加工中影響表面粗糙度的因素正像切削加工時表面粗糙度的形成過程一樣，磨削加工表面粗糙度的形成也時由幾何因素和表面金屬的塑性變形來決定的。

影響磨削表面粗糙的主要因素有：(1)砂輪的影響，砂輪粒度，硬度，砂輪修整(2)磨削速度(3)磨削徑向進給量與光磨次數(shù)(4)工件圓周進給速度與軸向進給量(5)冷卻潤滑液41-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(1)表面層的加工硬化1)加工硬化產(chǎn)生機理及衡量指標

加工硬化也稱為冷作硬化，指工件表層金屬受到切削力作用，產(chǎn)生強烈塑性變形，使金屬的晶格被拉長、扭曲、破壞而引起表面硬度提高，塑性降低，物理力學(xué)性能發(fā)生變化。

機械加工中產(chǎn)生的切削熱在一定條件下會使金屬在塑性變形中產(chǎn)生回復(fù)現(xiàn)象。

衡量加工硬化的指標有下列三項：①表面層顯微硬度HV②硬化層深度h

③硬化程度N。N=((HV-HV0)/HV0)*100%42-105

43-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(1)表面層的加工硬化2)表面層加工硬化影響因素①切削力愈大，塑性變形愈大，硬化程度愈大，硬化層深度也愈大。②切削溫度越高，軟化作用增大，使得冷作硬化作用減小。③當(dāng)形變速度很快(即切削速度很高)時，塑性變形可能跟不上，這樣塑性變形將不充分，因此硬化層深度和硬化程度都減小.44-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(2)表面層金相組織變化1)金相組織變化與磨削燒傷的產(chǎn)生

工件加工的鄰近區(qū)域產(chǎn)生的溫升超過臨界點時,金相組織會發(fā)生變化。如磨削切削熱比其他方法大幾十倍,容易產(chǎn)生金相組織變化:工件表面溫度超過相變AC3(加熱時自由鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度

),發(fā)生M(馬氏體)→γ（奧氏體）,若無冷卻液,表面硬度下降,表層退火,稱為退火燒傷;工件表面溫度超過相變AC3,發(fā)生M→γ,若有充分冷卻,表層形成二次淬火M,稱為淬火燒傷;工件表面溫度未超過相變AC3,但超過Ms(馬氏體初始)轉(zhuǎn)變溫度，則轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹎?索氏體,回火燒傷。45-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(2)表面層金相組織變化2)影響磨削燒傷的因素①磨削用量磨削深度——磨削深度增加時，工件表面溫度和表層下溫度隨之升高，燒傷會加重。

工件縱向進給量越大，磨削區(qū)表面溫度越低，磨削燒傷越輕。

工件速度增大時，磨削區(qū)溫度會上升，但熱作用時間卻減少。②工件材料

工件材料對磨削區(qū)溫度的影響主要取決于它的硬度、強度、韌性和導(dǎo)熱系數(shù)。46-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(2)表面層金相組織變化2)影響磨削燒傷的因素③砂輪選擇——硬度太高，自銳性不好，使磨削力增大，溫度升高，容易產(chǎn)生燒傷。

砂輪結(jié)合劑若具有一定彈性，如樹脂、橡膠等，砂輪磨粒能產(chǎn)生一定彈性退讓，避免燒傷。

選用粗粒度砂輪磨削，不容易產(chǎn)生燒傷。④冷卻條件——采用切削液帶走磨削區(qū)熱量可避免燒傷。一般冷卻方法效果差，切削液進不了磨削區(qū)AB(圖)。有效冷卻方法是內(nèi)冷法。47-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(3)表面層的殘余應(yīng)力及裂紋1)表面殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因

在沒有外力情況下，工件表面層及其與基體材料的交界處所產(chǎn)生的互相平衡應(yīng)力稱為表面層殘余應(yīng)力。有以下三種原因。①冷態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；②熱態(tài)塑性變形引起的殘余應(yīng)力；③金相組織變化引起的殘余應(yīng)力。2)裂紋產(chǎn)生原因：

殘余拉壓力是由加熱引起，當(dāng)出現(xiàn)殘余拉應(yīng)力超過工件材料的強度極限時，工作表面就會出現(xiàn)裂紋，當(dāng)燒傷嚴重時表面就會出現(xiàn)裂紋。48-1055.影響表面物理力學(xué)性能的因素(3)表面層的殘余應(yīng)力及裂紋3)影響表面殘余應(yīng)力及磨削裂紋的主要因素

若切削熱不高，表面層以冷塑性變形為主，則此時表面層中將產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。磨削時，熱態(tài)塑性變形和相變卻占主導(dǎo)地位。影響磨削裂紋因素許多與磨削燒傷相同：

磨削用量是影響磨削裂紋的首要因素。提高工件速度可減小殘余拉壓力，(圖2-51)。減小磨削深度可減小殘余拉應(yīng)力，(圖2-52)。降低砂輪速度得到殘余壓應(yīng)力(圖2-53)。其次，工件材料和熱處理方法也有一定影響。

49-10550-105

51-1052.2.2機械加工表面層質(zhì)量6.表面粗糙度的獲得方法要達到規(guī)定的表面粗糙度，首先要確定加工方法，各種典型的加工方法所能達到的表面粗糙度見表2-5。其次，要制訂適當(dāng)?shù)墓に嚶肪€來逐步減小表面破壞層和減小表面粗糙度。例如，對于要求表面粗糙度為Ra0.1～0.05μm的軸，不是單純靠精研一道工序就能獲得的。

52-10553-10554-1052.3機械加工路線2.3.1加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇

1.加工經(jīng)濟精度

正常加工條件下，即：使用符合質(zhì)量標準的設(shè)備和工藝裝備，使用標準技術(shù)等級的工人、不延長加工時間，一種加工方法所能保證的加工精度范圍，稱為加工經(jīng)濟精度。左圖示出AB段就是經(jīng)濟精度范圍。2.加工精度與成本的關(guān)系加工誤差和加工成本是成反比例關(guān)系

55-1052.3機械加工路線2.3.2典型表面的加工路線

熟悉一些較成熟的加工路線對工藝規(guī)程編制有指導(dǎo)作用。加工路線是根據(jù)典型表面的精度要求選擇一種最終的加工方法，然后輔以先導(dǎo)工序的預(yù)加工方法組成的。2.3.2.1外圓表面的加工路線

零件的外圓表面采用四條基本加工路線：1.粗車—半精車—精車：加工精度≤IT7，表面粗糙度等于或大于Ra0.8μm。2.粗車—半精車—粗磨—精磨：對于黑色金屬，特別是對半精車后有淬火要求，加工精度≤IT6，表面粗糙度≤Ra0.16μm。56-10557-1052.3.2典型表面的加工路線2.3.2.1外圓表面的加工路線

3.粗車—半精車—精車—金剛石車：適用于有色金屬，不宜采用磨削加工的外圓表面。

金剛石車是在精密車床上用金剛石車刀進行車削，精密車床的主運動系統(tǒng)多采用液體靜壓軸承或空氣靜壓軸承，送進運動系統(tǒng)多采用液體靜壓導(dǎo)軌或空氣靜壓導(dǎo)軌，因而主運動平穩(wěn)，送進運動比較均勻，少爬行，可以有比較高的加工精度和比較細的表面粗糙度。目前，這種工方法已有用于尺寸精度為0.1μm數(shù)量級和表面粗糙度為Ra0.01μm數(shù)量級的超精切削加工之中。58-1052.3.2.1外圓表面的加工路線

4.粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨或拋光：這是在前面加工路線2的基礎(chǔ)上又加進研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨或拋光等精密、超精密加工或光整加工工序。這些加工方法多以減小表面粗糙度、提高尺寸精度、形狀和位置精度為主要目的，有些加工方法，如拋光、砂帶磨等則以減小表面粗糙度為主。

超精密磨削加工是指工件作回轉(zhuǎn)運動，用細磨粒油石作高頻短幅震動和送進運動，以很小壓力對工件表面進行加工方法（圖1-13）。表面粗糙度可以降到表面粗糙度Ra0.06μm59-1052.3.2.1外圓表面的加工路線

砂帶磨削是以粘滿砂粒的砂帶高速旋轉(zhuǎn)，工件緩慢轉(zhuǎn)動并作送進運動表面粗糙度Ra0.02μm。

60-1052.3.2典型表面的加工路線2.3.2.2內(nèi)孔(內(nèi)圓)的加工路線

孔加工采用四條基本加工路線：1.鉆—粗拉—精拉：多用于大批量生產(chǎn)盤套類零件的圓孔、單鍵孔和花鍵孔加工，加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。2.鉆—擴—鉸—手鉸：是一條應(yīng)用最廣泛的孔加工路線，多用于中、小孔加工，其中擴孔有糾正位置精度的能力，鉸孔只能保證尺寸、形狀精度和減小孔的表面粗糙度，不能糾正位置精度，當(dāng)孔的尺寸精度、形狀精度要求比較高，表面粗糙度要求比較細時，可安排一次手鉸。有時用端面鉸刀手鉸，可用來糾正孔的軸心線與端面之間的垂直度誤差。61-10562-1052.3.2.2內(nèi)孔(內(nèi)圓)的加工路線

孔加工采用四條基本加工路線：鉆—粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜或金剛鏜：(1)單件小批量生產(chǎn)中的箱體孔系加工;(2)位置精度要求高的孔系加工;(3)直徑比較大的孔,如直徑80mm以上，毛坯上已有位置精度比較低的鑄孔或鍛孔;(4)材料為有色金屬，需要用金剛鏜來保證尺寸、形狀和位置精度以及表面粗糙度的要求。4.鉆(或粗鏜)—粗磨—半精磨—精磨—研磨或珩磨：主要用于淬硬加工或精度要求高的孔加工。研磨是一種精加工方法。63-1052.3.2典型表面的加工路線2.3.3.3平面的加工路線1.粗銑—半精銑—精銑—高速銑：在平面加工中，銑削加工用的最多，這主要是因為銑削生產(chǎn)率高，高速銑加工精度為IT6～7，表面粗糙度為Ra0.16～1.15μm

。2.粗刨—半精刨—精刨—寬刀精刨、刮研或研磨；刨削應(yīng)用較廣，生產(chǎn)率比銑削稍低。3.粗銑(刨)—半精銑(刨)—粗磨—精磨—研磨、精密磨，砂帶磨或拋光，如果被加工平面有淬火要求，則可在半精銑(刨)后安排淬火。淬火后需要安排磨削工序，視平面精度和表面粗糙度要求；可以只安排粗磨；亦可安排粗磨一精磨；還可以在精磨后安排研磨或精密磨。64-10565-1052.3.3.3平面的加工路線4.粗拉—精拉：這條加工路線主要在大批或大量生產(chǎn)中采用。生產(chǎn)效率高，尤其對有溝槽或臺階的表面，拉削加工的優(yōu)點更加突出。但拉削設(shè)備昂貴，只適合批量生產(chǎn)。5.粗車—半精車—精車—金剛石車：這條加工路線主要用于有色金屬零件的平面加工，這些平面有時就是外圓或孔的端面；如果被加工件是黑色金屬，則精車后可安排精密磨、砂帶磨或研磨、拋光等。

66-1052.4工件的裝夾與夾具問題：什么是定位和夾緊？沒有定位，夾緊后加工會出現(xiàn)什么情況？定位后，沒有夾緊會出現(xiàn)什么情況？什么叫六點定位？零件加工時怎么實現(xiàn)定位？（平面、孔和外圓）定位元件有哪些？夾緊機構(gòu)有哪些？重型、中型和輕型機械的批量（小批、中批和大批）對應(yīng)著什么樣的工藝特點？什么叫CAPP？CCCP?Lithuania?

67-1052.4工件的裝夾與夾具2.4.1工件裝夾概念1.定位——為保證加工表面精度，加工之前，工件放到機床的裝夾面或夾具定位元件上需先占有某一相對于刀具及其切削成形運動的正確位置，這就叫做定位。2.夾緊——為在加工中使工件在切削力、重力、離心力和慣性力等作用下仍能保持定位時已獲得的正確位置不變，必須把工件壓緊、夾牢，這便是夾緊。3.裝夾——裝夾就是將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程。

68-1052.4工件的裝夾與夾具2.4.1工件裝夾概念4.裝夾形式——根據(jù)加工要求，工件裝夾形式：(1)先定位后夾緊(2)夾緊過程中同時實現(xiàn)定位5.裝夾的目的——保證工件在加工過程中對刀具及其成形運動具有正確的位置。6.裝夾的重要性——因為工件的加工精度，特別是加工面之間的尺寸和位置精度與工件的裝夾過程中產(chǎn)生的定位和夾緊誤差有密切關(guān)系，此外，裝夾方便迅速與否直接影響輔助時間、生產(chǎn)效率和安全。工件的裝夾是設(shè)計工藝規(guī)程中關(guān)鍵問題之一。69-1052.4.2工件在機床上的裝夾1.裝夾方式——根據(jù)定位方式的不同，工件在機床上的裝夾也有下列三種不同裝夾方式：(1)直接定位的裝夾法：在機床或機床夾具上直接安裝工件，保證加工表面與定位基準面之間位置精度。如通過三爪卡盤直接裝夾工件。(2)按工件表面找正定位的裝夾法：

通過找正工件定位基準面的表面進行，從而保證加工表面與該定位基面之間位置精度的方法。右圖用四爪卡盤和千分表找正后將工件夾緊。精度可達0.02mm。

70-1052.4.2工件在機床上的裝夾1.裝夾方式(3)工件按劃線痕校正定位的裝夾法

對于形狀復(fù)雜、毛坯精度較差的工件，可事先在工件上劃線，以劃線痕作為定位基準面在機床上來進行校正，校正后將工件夾緊，從而保證加工表面與定位基準面之間的位置精度。劃線時要注意照顧各表面間的相互位置和保證被加工表面有足夠的加工余量。廣泛用于單件、小批生產(chǎn)，裝夾精度較低，一般在0.2～0.5mm之間。

71-1052.4.2工件在機床上的裝夾2.定位原理與要求定位的目的就是限制工件運動的自由度，不允許產(chǎn)生欠定位和不合理的過定位。(1)六點定位——任何剛體在空間都有六個自由度，若消除這六個自由度，工件的空間位置就被完全確定，限定自由度數(shù)應(yīng)由加工要求決定。(2)過定位——由幾個定位點重復(fù)限制同一個自由度即產(chǎn)生過定位。此時，或者工件位置沒有完全確定，或者局部夾緊使工件夾具變形，影響精度。(3)欠定位——按工件加工要求應(yīng)該限制的自由度沒有得到限制，則工件定位不足，即產(chǎn)生欠定位。72-105短銷C：限制了2個移動；短銷B：限制了1個轉(zhuǎn)動；底面A：限制了兩個轉(zhuǎn)動和一個移動2.4.2工件在機床上的裝夾2.定位原理與要求73-1052.4.2工件在機床上的裝夾2.定位原理與要求加工寬槽加工外圓柱及臺肩74-1052.4工件的裝夾與夾具2.4.3機床夾具1.機床夾具的定義、作用、分類與組成(1)機床夾具的定義機床夾具是機床上用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置。(2)機床夾具的作用夾具有如下作用：①保證被加工表面與定位基面之間的位置精度②可省去對工件逐個找正、校正和對刀時間，容易實現(xiàn)多刀、多件加工，以提高勞動生產(chǎn)率③擴大機床使用范圍，例如在普通車床上，利用圖2-62的偏心夾具就可以車削曲軸的曲拐銷。④降低對工人的技術(shù)要求和減輕工人勞動強度。75-10576-1052.4.3機床夾具1.機床夾具的定義、作用、分類與組成(3)機床夾具的分類按使用范圍分四類①通用夾具：通用三爪、四爪卡盤，機器虎鉗，萬能分度頭，磁性工作平臺等，這些夾具通用性強，廣泛用于單件、小批量生產(chǎn)；②專用夾具：對于位置精度要求高或生產(chǎn)率要求高的工件，通用夾具不能勝任，需專用夾具；③組合夾具：預(yù)先備好通用標準元件或部件組合而成的夾具。這種夾具用完后，可以拆卸、清洗、入庫，以備加工其他零件重復(fù)使用。④通用可調(diào)夾具和成組夾具：經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整或更換夾具上的個別元件后，即可用于加工形狀、尺寸和加工工藝相似的多種工件。77-1051.機床夾具的定義、作用、分類與組成(4)機床夾具的組成：一套完整夾具包括定位元件、夾緊元件與機構(gòu)、導(dǎo)向元件、夾具體及輔助元件。圖2-63同時加工連桿大小頭孔鉆夾具定位元件—墊塊定位元件—V形鐵定位元件—V形鐵夾緊元件與機構(gòu)手柄夾具體—底座導(dǎo)向元件—鉆套輔助元件螺釘78-1052.4.2機床夾具2.定位元件定位元件是直接與工件定位基面接觸來起定位作用的。(1)工件以平面定位的定位元件

當(dāng)工件以平面作定位基面時，夾具的定位元件可用平面作為工作表面。平面定位的定位元件有支承釘和支承板，圖(a)為三種主要的支承釘結(jié)構(gòu)。圖(b)為支承板，供精基面定位用。79-1052.4.2機床夾具/2.定位元件

(2)工件以孔定位的定位元件①工件以頂尖孔定位的定位元件：

加工軸類件時，常在工件兩端鉆有定位用頂尖孔，采用前、后頂尖作為定位元件。圖2-65。前頂尖不能軸向移動，后頂尖可以軸向移動，還可以軸向夾緊。80-1052.4.2機床夾具/2.定位元件

(2)工件以孔定位的定位元件①工件以頂尖孔定位的元件：

(a)標準固定頂尖(b)削邊固定頂尖(c)活頂尖

后頂尖一般不與工件一起轉(zhuǎn)動，摩擦較大，工件轉(zhuǎn)速低時，可以采用固定頂尖，工件轉(zhuǎn)速高時采用活頂尖。頂尖的工作錐面為60度，用工具鋼制造。81-1052.4.2機床夾具/2.定位元件

(2)工件以孔定位的定位元件②工件以圓柱孔定位的定位元件

定位特點是要求定位孔與定位元件軸心線重合。

A.心軸定位：剛性心軸(a)間隙配合,精度不高(b)過盈配合，精度高錐度心軸82-1052.4.2機床夾具/2.定位元件②工件以圓柱孔定位的定位元件

B.圓柱定位銷定位：(a)(b)(c)三種是固定的，結(jié)構(gòu)簡單，但不便于更換。(d)是可換式定位銷，夾具體中壓有襯套。采用可換式，主要用于需要定期更換的成批、大量生產(chǎn)中使用夾具上。83-1052.4.2機床夾具/2.定位元件②工件以圓柱孔定位的定位元件

C．錐銷定位：工件孔仍是圓柱孔，孔端與錐銷接觸，定位情況與大錐度心軸一樣。

D．自動定心夾緊裝置：

工件孔定位常采用自動定心夾緊裝置，減少定位和夾緊時間。如內(nèi)三爪卡盤裝夾工件(3)工件以外圓柱面定位的定位元件

應(yīng)力求使其軸線處于規(guī)定的位置上。

①定位襯套的定位

將工件定位基準外圓柱面直接放入定位孔。工件工件84-1052.4.2機床夾具/2.定位元件(3)工件以外圓柱面定位的定位元件②半孔定位件的定位

將定位襯套分成兩半，下半孔固定在夾具體上作定位件，上半孔裝在可卸或鉸鏈式蓋上作夾緊件，這種定位方法就叫半孔定位。下圖。

85-1052.4.2機床夾具/2.定位元件(3)工件以外圓柱面定位的定位元件③用V形塊定位V形塊是由兩個互為α角平面組成的定位元件，用V形塊定位裝卸工件方便。86-1052.4.2機床夾具/2.定位元件(3)工件以外圓柱面定位的定位元件：④在自動定心裝置中定位

外圓柱面非常容易采用自動定心裝置。它可使工件同時定位并夾緊，其最大優(yōu)點是可以減少定位和夾緊時間，減小工件定位面尺寸公差對軸心線定位精度的影響。常見的自動定心裝置有：彈簧夾頭、自動定心卡盤、液性塑料定心夾頭等。(4)組合定位

利用工件上幾個面一起來定位叫組合定位，其型式很多，常用的工件基面的組合有一面一孔、一面兩孔以及雙孔定位等，它們的定位元件是由前面介紹的單個定位元件組合而成。87-1052.4.2機床夾具3.夾緊機構(gòu)在任何夾緊裝置中，要把手動或機動的作用力轉(zhuǎn)化為夾緊力，都必須通過夾緊機構(gòu)來實現(xiàn)。(1)楔塊夾緊：

圖2-75所示為楔塊夾緊的鉆具．作用力P轉(zhuǎn)化為夾緊力Q的分析可見圖2-75(b)。楔塊夾緊力是不大的，適宜于受力不大的工序。88-1052.4.2機床夾具3.夾緊機構(gòu)(2)螺旋夾緊：螺旋夾緊包括螺釘夾緊(左圖)和螺母夾緊(右圖)兩類。螺旋夾緊件上帶有壓塊，螺母夾緊件要配備墊圈，其夾緊原理和楔塊夾緊類似，夾緊力很大，一般用于手動夾緊。89-1052.4.2機床夾具3.夾緊機構(gòu)(3)偏心夾緊：常用偏心夾緊件是偏心輪(軸)，下圖。其優(yōu)點是操作迅速，構(gòu)造簡單；缺點是工作行程小(取決于偏心距)，自鎖性較差，只宜使用在切削力較小和振動不大工序。90-1052.4.2機床夾具3.夾緊機構(gòu)(4)杠桿夾緊機構(gòu)杠桿夾緊機構(gòu)是由某個簡單夾緊件和杠桿組合在一起，利用杠桿作用來擴大夾緊力，并在適當(dāng)部位夾緊工件的機構(gòu)。91-1052.4.2機床夾具

4.夾具的其它元件

作為一套完整的夾具還需要有夾具體把它們連接起來，并固定到機床上去。此外，還需要一些特殊元件，如鉆夾具上鉆套等導(dǎo)向元件以及銑夾具上對刀塊。(1)導(dǎo)向元件

導(dǎo)向元件用來確定刀具運動的方向，減少刀具在加工過程中的偏斜。其中最常用的是鉆，鉆套結(jié)構(gòu)很多，圖2-80為幾種典型結(jié)構(gòu)。(a)(b)為固定式鉆套；磨損后須打出更換；(c)為可換鉆套；可以多次更換；(d)為速換鉆套，轉(zhuǎn)至缺口可退出。92-10593-1052.4.2機床夾具4.夾具的其它元件

(2)對刀裝置對刀裝置用來確定刀具與工件或與夾具的相對位置，以便進行定距加工。對刀裝置主要用在銑床夾具上，在切削加工前進行對刀裝置調(diào)刀。與采用試切法調(diào)刀、用標準件調(diào)刀相比，用對刀裝置調(diào)刀最為方便。(3)夾具體

其作用是將所有夾具連成整體,并固定在機床上。有足夠的強度和剛度；使用過程中尺寸要穩(wěn)定；重量輕，裝卸方便。94-1052.5機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.5.1機械加工工藝規(guī)程設(shè)計原則(1)編制工藝規(guī)程應(yīng)以保證零件加工質(zhì)量，達到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提。(2)在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)使工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。(3)應(yīng)充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到均衡生產(chǎn)。(4)盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動條件。(5)積極采用先進技術(shù)和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保護要求。95-1052.5.2機械加工工藝規(guī)程設(shè)計步驟(1)審查零件的工藝性；(2)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)組織形式和生產(chǎn)節(jié)拍；(3)選擇毛坯制造方法；(4)選擇定位基準；(5)確定零件的加工路線；(6)確定加工余量，必要時畫出毛坯圖；(7)計算工序尺寸及其公差；(8)規(guī)定單個工序內(nèi)容，選擇加工設(shè)備刀具與夾具；(9)選擇切削用量與調(diào)整