空氣動(dòng)力與熱工基礎(chǔ)三角翼的空氣動(dòng)力特性介紹三角翼的亞音速跨音速和超音速空氣動(dòng)力特性三角翼的亞音速空氣動(dòng)力特性三角翼的亞音速、跨音速超音速空氣動(dòng)力特性對(duì)比2/58§2─3三角翼的空氣動(dòng)力特性

三角翼飛機(jī)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)五十年代。三角翼,顧名思義,其平面形狀呈三角形,也可以說是后緣平直的后掠翼。三角翼的展弦比(λ)與前緣后掠角()之間,有下式關(guān)系:

比如,則λ=2.31;則后掠角大于60°,展弦比小于2.31,前緣尖銳或比較尖銳的三角翼,稱為細(xì)長(zhǎng)三角翼或小展弦比三角翼。三角翼和后掠翼一樣,以其大后掠角,而具有良好的超音速氣動(dòng)特性。而且機(jī)翼剛度比后掠翼更強(qiáng),適用于超音速飛行。但亞音速飛行,由于展弦比小,其氣動(dòng)特性較差。

一、三角翼的亞音速空氣動(dòng)力特性細(xì)長(zhǎng)三角翼在小迎角(比如)下,或前緣比較圓鈍的三角翼在小迎角下,一部分空氣從下表面繞過前緣(或是側(cè)緣)而迅速分離。這種分離,并不象低速飛機(jī)那樣,招致升力下降、阻力增大,而是部分彌補(bǔ)了三角翼亞音速氣動(dòng)特性的不足。氣流從后掠角很大的前緣分離,隨即卷起渦面形成螺旋形穩(wěn)定的脫體渦,向后流去,如圖3─2─30所示。脫體渦是從前緣發(fā)出的,所以也稱前緣渦。脫體渦接著重新附著于上表面,產(chǎn)生向外的側(cè)向流動(dòng),并在接近機(jī)翼后緣的地方脫離機(jī)翼,形成尾渦,沿下洗流方向流去。上表面流譜如圖3─2─30所示,在小迎角下,氣流僅在一部分前緣產(chǎn)生分離,O點(diǎn)為渦面從前緣開始分離的點(diǎn),OA為脫體渦重新附著于上表面的跡線,OB為脫體渦從上表面重新分離的跡線。這樣,在上表面,有兩種氣流。在脫體渦附著線OA內(nèi)側(cè),是附著流,氣流基本上平行于遠(yuǎn)前方來(lái)流方向。在附著線OA外側(cè),OB線內(nèi)側(cè)這一區(qū)域,是脫體渦流,氣流向外偏斜,強(qiáng)烈加速。隨著迎角增大,分離點(diǎn)逐漸向前移動(dòng);脫體渦增強(qiáng),附著線OA也跟著迅速向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。OB線也同時(shí)向內(nèi)側(cè)移動(dòng),但移動(dòng)較慢。即是說,氣流分離加劇,形成更為強(qiáng)烈的脫體渦。待迎角增大到一定程度,整個(gè)上表面基本上處于脫體渦控制之下。圖3─2─31畫出了后掠角為55°的三角翼(厚弦比6％)上表面在不同迎角下的脫體渦范圍。前緣尖銳的薄翼面,脫體渦一開始就從整個(gè)前緣拖出。前緣比較圓鈍,脫體渦先從翼尖附近開始,然后隨著迎角增大而逐漸內(nèi)移,如圖3─2─32所示。后掠翼在迎角增大的過程中,也會(huì)出現(xiàn)脫體渦和脫體渦前緣分離點(diǎn)內(nèi)移的現(xiàn)象。圖3─2─33指出了脫體渦.激波、激波失速分離邊界隨M數(shù)、迎角以及展弦比而變化的大體輪廓。后掠翼或一般的三角翼,在氣流尚未分離的引角下,升力系數(shù)隨迎角的增大而直線增長(zhǎng),升力系數(shù)與迎角表現(xiàn)為線性變化關(guān)系。例如殲7飛機(jī)就是這樣,參見圖3─1─15所示。而細(xì)長(zhǎng)三角翼具有不尋常的升力特性,其不同點(diǎn)為:升力系數(shù)曲線的斜率比大展弦比機(jī)翼小得多;其隨迎角的變化呈現(xiàn)非線性,升力系數(shù)的增長(zhǎng)比迎角更快一些,如圖3─2─34所示。其所以如此,是因?yàn)樯τ蓛刹糠纸M成。一部分是翼面的附著流(整個(gè)下表面和部分上表面)所產(chǎn)生的升力,叫做“位流升力”,其變化與迎角成線性關(guān)系。另一部分是上表面脫體渦所產(chǎn)生的升力,叫“渦升力”,其變化與迎角成非線性關(guān)系。

脫體渦具有增大上表面吸力,使升力增大的作用。因?yàn)槊擉w渦從前緣連續(xù)產(chǎn)生,形成穩(wěn)定的低壓區(qū),上表面正處于脫體渦低壓之下,所以吸力很大。迎角大,低壓區(qū)吸力也大,所以升力增大更多。圖3─2─35是一個(gè)展弦比為1的三角翼,在20°迎角下的各個(gè)橫斷面上壓強(qiáng)分布圖。它說明了上表面在脫體渦所復(fù)蓋的區(qū)域,吸力很大。據(jù)理論分析結(jié)果:細(xì)長(zhǎng)三角翼的升力系數(shù)()與迎角()之間的關(guān)系,如下式所示:

在很小的迎角下,上式可寫成

式中第一項(xiàng)是位流升力,第二項(xiàng)是渦升力;與均為常值,其大小取決于展弦比。圖3─2─36表明了按上式計(jì)算的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。當(dāng)迎角增大到一定程度,脫體渦在機(jī)翼上表面后緣發(fā)生破碎,變得不規(guī)則,這會(huì)使流譜發(fā)生變化。迎角進(jìn)步增大,破碎點(diǎn)向前移動(dòng),能量進(jìn)一步耗散,渦升力減小。再后,出現(xiàn)失速,升力相應(yīng)下降。臨界迎角可高達(dá)。三角翼雖然有這樣大的臨界迎角,但起飛、著陸,還很難得到充分利用。因?yàn)槠痫w、著陸,增大迎角或迎角過大,勢(shì)必影響飛行員的視界,還會(huì)造成機(jī)身尾部擦地。例如殲7飛機(jī)起飛的著陸迎角,不超過,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界迎角。為此,有的超音速飛機(jī)將機(jī)頭向下折轉(zhuǎn),改善視界。同時(shí),加高起落架,防止機(jī)尾擦地。

二、三角翼的跨、超音速空氣動(dòng)力特性

空氣以超音速流過三角翼的流動(dòng)情形和三角翼在超音速氣流中的壓強(qiáng)分布如何,要看是亞音速前緣,還是超音速前緣而定。

(一)三角翼在亞音速前緣情況下的壓強(qiáng)分布

在亞音速前絳情況下,三角翼的前緣處于自翼根前緣開始的馬赫錐之內(nèi),如:圖3─2─37所示

流向切面的空氣,還未接觸前緣的時(shí)候,就已經(jīng)受到機(jī)翼中段前緣OA段各點(diǎn)的擾動(dòng)影響,因而沿途壓強(qiáng)是逐漸發(fā)生變化的,不致產(chǎn)生激彼。只在機(jī)身頭部和機(jī)身、機(jī)翼結(jié)合部位的轉(zhuǎn)角處才產(chǎn)生激波。所以,三角翼在亞音速前緣情況下的壓強(qiáng)分布,與亞音速氣流情況下的壓強(qiáng)分布大體類似。對(duì)于前緣圓鈍的翼面來(lái)說,也是上表面前緣附近吸力很高,而沿翼弦往后吸力逐漸降低。圖3─2─38給出了薄平板三角翼亞音速前緣情況下的上下表面壓強(qiáng)差分布情況。該圖表明,機(jī)翼前緣附近,上下表面的壓強(qiáng)差,比中部后緣壓強(qiáng)差大得多。其所以如此,是因?yàn)樵趤喴羲偾熬壍那闆r下,氣流仍是從前緣下表面的駐點(diǎn)開始分為上下兩股,繞過前緣流向上表面;流速增大,吸力增大;而在下表面駐點(diǎn)附近,流速減慢,壓強(qiáng)增大。因此,機(jī)翼前緣附近上下表面的壓強(qiáng)差很大。

對(duì)于飛行速度超過音速不多的某些超音飛機(jī)來(lái)說,盡管飛行速度已經(jīng)超過音速,但機(jī)翼前緣仍屬于亞音速前緣。這類飛機(jī)的機(jī)翼通常仍是用圓鈍前緣反而可以降低阻力。如果用尖銳前緣,雖然流速快,上表面吸力高,但前緣部分由向前的吸力所占據(jù)的面積并不大(圖3─2─39a),所以,向前的吸力并不大。相反,用圓鈍前緣,雖然流速稍慢,上表面吸力較低,但因向前的吸力所占據(jù)的面積比較大(圖3─2─39b),形成向前的總吸力比較大,由此可以降低阻力。(二)三角翼在超音速前緣情況下壓強(qiáng)分布在超音速前緣情況下,三角翼的前緣處于自翼根前緣開始的馬赫錐之外,如圖3─2─40所示。空氣流至機(jī)翼前緣時(shí),并未受到翼根部分前緣對(duì)氣流擾動(dòng)的任何影響,而能一直不受影響地流到機(jī)翼前緣。這就不會(huì)像在亞音速前緣情況下那樣,有空氣從下表面繞前緣流向上表面,而在上表面前端形成很大吸力的現(xiàn)象。在此種超音速前緣情況下,機(jī)翼表面靠近前緣部分的壓強(qiáng)分布,與在超音速氣流中翼切面的壓強(qiáng)分布類似,不論是上表面前緣附近或下表面前緣附近,壓強(qiáng)分布都是均勻的。因而機(jī)翼前緣附近上下表面的壓強(qiáng)差也是均勻分布的,如圖3─2─40b所示。在超音速前緣情況下,機(jī)翼前緣有前緣激波產(chǎn)生。因此,機(jī)翼一般用尖銳前緣,以減小在超音速飛行中的波阻。

(三)三角翼的跨、超音速升力特性在亞音速前緣情況下,三角翼和后掠翼一樣,加上展弦比比較小,所以升力系數(shù)和升力系數(shù)斜率都比較小。在超音速前緣情況下,如同薄平板機(jī)翼在超音速氣流中一樣,三角翼的升力系數(shù)和升力系數(shù)斜率也是比較小的。(四)三角翼的跨、超音速阻力特性

圖3─2─41畫出了后掠角和展弦比都不同的三角翼的零升阻力系數(shù)隨飛行M數(shù)的變化曲線。從曲線上可以看出,后掠角比較小、展弦比比較小的三角翼,臨界M效比較大。所以,零升阻力系數(shù)在更大的M效才開始增長(zhǎng),零升阻力系數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)比較緩和,最大零升阻力系數(shù)也比較小。殲7飛機(jī)的零升阻力系數(shù)隨M數(shù)的變化,如圖3─2─42所示。

三、邊條翼空氣動(dòng)力特性簡(jiǎn)介邊條機(jī)翼是以中等后掠()和中等展弦比機(jī)翼作為基礎(chǔ),在機(jī)翼根部前緣向前延伸,形成一個(gè)后掠角很大(大于70°)的細(xì)長(zhǎng)前翼,如圖3─2─43所示。通常稱作為基礎(chǔ)的機(jī)翼部分為基本翼,稱細(xì)長(zhǎng)前翼部分為邊條。邊條翼在很大迎角范圍內(nèi),升力特性都優(yōu)于基本翼,見圖3─2─44。其原因是在低、亞、跨音速范圍內(nèi),氣流在不大的迎角下就會(huì)從邊條前緣產(chǎn)生脫體渦。在脫體渦的誘導(dǎo)下,不但內(nèi)翼部分對(duì)升力的貢獻(xiàn)增大了,而且還在上翼面造成一種有規(guī)律的流動(dòng),控制了外翼上的氣流,使其不容易產(chǎn)生大迎角下的氣流分離,從而提高了臨界迎角和最大升力系數(shù)。又由于有小后掠角中等展弦比的主翼,整個(gè)機(jī)翼在小迎角時(shí)也保持了較大升力系數(shù)斜率。四、雙三角翼空氣動(dòng)力特性簡(jiǎn)介邊條翼的基本翼前緣后掠角一般在之間,如果后掠角再增大,在小迎角時(shí),基本翼前緣也會(huì)產(chǎn)生前緣分離旋渦。這樣的基本翼和大后掠角的邊條組成的小組合機(jī)翼稱之為雙三角翼。雙三角翼的翼面氣流流動(dòng)形態(tài)較為復(fù)雜,如圖3─2─45。迎角較小時(shí),從邊條和基本翼前緣分離產(chǎn)生兩個(gè)單純的前緣渦;迎角稍大,這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向相同、渦軸夾角不大、渦之間的距離又較小的前緣渦,在本身相互誘導(dǎo)下,開始接近和繞轉(zhuǎn)(見圖3─2─45)。在迎角為范圍內(nèi),兩渦的繞轉(zhuǎn)點(diǎn)就從后緣發(fā)展到前緣,外形上形成一個(gè)渦。雙三角翼,由于邊條前緣渦的存在和影響,使基本翼前渦的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都有所提高,使雙三角翼上的渦系破裂明顯推遲。由于以上原因,雙三角翼的氣動(dòng)特性有明顯改進(jìn)。圖3─2─46是雙三角翼和57°后掠角的基本翼升力系數(shù)曲線。圖中看出小迎角時(shí),升力系數(shù)隨迎角變化基本上是一致的,但大迎角下邊條的增升效果明顯地表現(xiàn)出來(lái)。雙三角翼的升力系數(shù)曲線有一個(gè)鮮明的特點(diǎn),即在大迎角時(shí),升力系數(shù)曲線的斜率有一個(gè)突降點(diǎn)。這是由于大迎角時(shí)雙三角翼的旋渦從機(jī)翼后緣破裂后,其破裂點(diǎn)隨迎角增加迅速前移造成的。超音速飛行時(shí),M數(shù)的增加對(duì)渦有抑制和推舉的作用,雙三角冀和邊條翼一樣,超音速時(shí)渦并不起增升作用。見圖3─2─47。圖3-2-15空氣流過后掠翼的情形圖3-2-30細(xì)長(zhǎng)三角翼上表面脫體渦圖3-2-31不同仰角下的上表面脫體渦范圍圖3-2-32脫體渦內(nèi)移(a)前沿渦(b)局部前沿渦圖3-2-33前緣渦、激波和分離邊隨的變化圖3-2-34細(xì)長(zhǎng)三角翼的非線性升力特點(diǎn)圖3-2-35細(xì)長(zhǎng)三角翼各橫斷面的展向壓力分布圖３－２－３６細(xì)長(zhǎng)三角翼的升力特性─按(3-2-6)式計(jì)算結(jié)果----渦升力·實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖３－２－３７壓音速前緣情況下的流動(dòng)情形圖３－２－３８三角翼在壓音速前緣情況的壓強(qiáng)差分布圖３－２－３９機(jī)翼前緣處的吸力圖３－２－４０三角翼在超音速情況下的壓強(qiáng)差分布圖３－２－４１三角翼的阻力系數(shù)的變化圖3-2-42殲－7飛機(jī)的零件阻力系數(shù)的變化圖３－２－４３邊條翼圖３－２－４４邊條翼升力系數(shù)曲線圖３－２－４５雙三角翼流態(tài)圖３－２－４６雙三角翼和基本翼的升力系數(shù)曲線圖３－２－４７雙三角翼和基本翼的升力線斜率隨Ｍ數(shù)變化機(jī)械加工是一種用加工機(jī)械對(duì)工件的外形尺寸或性能進(jìn)行改變的過程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)﹐分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工，并且不引起工件的化學(xué)或物相變化﹐稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工﹐會(huì)引起工件的化學(xué)或物相變化﹐稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見有熱處理﹐煅造﹐鑄造和焊接。機(jī)械加工另外裝配時(shí)常常要用到冷熱處理。例如：軸承在裝配時(shí)往往將內(nèi)圈放入液氮里冷卻使其尺寸收縮，將外圈適當(dāng)加熱使其尺寸放大，然后再將其裝配在一起?；疖嚨能囕喭馊σ彩怯眉訜岬姆椒▽⑵涮自诨w上，冷卻時(shí)即可保證其結(jié)合的牢固性（此種方法現(xiàn)在依舊應(yīng)用于某些零部件的轉(zhuǎn)配過程中）。機(jī)械加工包括：燈絲電源繞組、激光切割、重型加工、金屬粘結(jié)、金屬拉拔、等離子切割、精密焊接、輥軋成型、金屬板材彎曲成型、模鍛、水噴射切割、精密焊接等。機(jī)械加工：廣意的機(jī)械加工就是指能用機(jī)械手段制造產(chǎn)品的過程；狹意的是用車床（LatheMachine）、銑床(MillingMachine)、鉆床(DrilingMachine)、磨床(GrindingMachine)、沖壓機(jī)、壓鑄機(jī)機(jī)等專用機(jī)械設(shè)備制作零件的過程。編輯本段微型機(jī)械加工技術(shù)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)械產(chǎn)品1959年，RichardPFeynman(1965年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者)就提出了微型機(jī)械的設(shè)想。1962年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問世，其后開發(fā)出尺寸為50～500μm的齒輪、齒輪泵、氣動(dòng)渦輪及聯(lián)接件等微機(jī)械。1965年，斯坦福大學(xué)研制出硅腦電極探針，后來(lái)又在掃描隧道顯微鏡、微型傳感器方面取得成功。1987年美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60～12μm的利用硅微型靜電機(jī)，顯示出利用硅微加工工藝制造小可動(dòng)結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容以制造微小系統(tǒng)的潛力。微型機(jī)械在國(guó)外已受到政府部門、企業(yè)界、高等學(xué)校與研究機(jī)構(gòu)的高度重視。美國(guó)MIT、Berkeley、Stanford\AT&T的15名科學(xué)家在上世紀(jì)八十年代末提出"小機(jī)器、大機(jī)遇：關(guān)于新興領(lǐng)域--微動(dòng)力學(xué)的報(bào)告"的國(guó)家建議書，聲稱"由于微動(dòng)力學(xué)(微系統(tǒng))在美國(guó)的緊迫性，應(yīng)在這樣一個(gè)新的重要技術(shù)領(lǐng)域與其他國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)中走在前面"，建議中央財(cái)政預(yù)支費(fèi)用為五年5000萬(wàn)美元，得到美國(guó)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)重視，連續(xù)大力投資，并把航空航天、信息和MEMS作為科技發(fā)展的三大重點(diǎn)。美國(guó)宇航局投資1億美元著手研制"發(fā)現(xiàn)號(hào)微型衛(wèi)星"，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)把MEMS作為一個(gè)新崛起的研究領(lǐng)域制定了資助微型電子機(jī)械系統(tǒng)的研究的計(jì)劃，從1998年開始，資助MIT，加州大學(xué)等8所大學(xué)和貝爾實(shí)驗(yàn)室從事這一領(lǐng)域的研究與開發(fā)，年資助額從100萬(wàn)、200萬(wàn)加到1993年的500萬(wàn)美元。1994年發(fā)布的《美國(guó)國(guó)防部技術(shù)計(jì)劃》報(bào)告，把MEMS列為關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局積極領(lǐng)導(dǎo)和支持MEMS的研究和軍事應(yīng)用，現(xiàn)已建成一條MEMS標(biāo)準(zhǔn)工藝線以促進(jìn)新型元件/裝置的研究與開發(fā)。美國(guó)工業(yè)主要致力于傳感器、位移傳感器、應(yīng)變儀和加速度表等傳感器有關(guān)領(lǐng)域的研究。很多機(jī)構(gòu)參加了微型機(jī)械系統(tǒng)的研究，如康奈爾大學(xué)、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、密執(zhí)安大學(xué)、威斯康星大學(xué)、老倫茲得莫爾國(guó)家研究等。加州大學(xué)伯克利傳感器和執(zhí)行器中心(BSAC)得到國(guó)防部和十幾家公司資助1500萬(wàn)元后，建立了1115m2研究開發(fā)MEMS的超凈實(shí)驗(yàn)室。日本通產(chǎn)省1991年開始啟動(dòng)一項(xiàng)為期10年、耗資250億日元的微型大型研究計(jì)劃，研制兩臺(tái)樣機(jī)，一臺(tái)用于醫(yī)療、進(jìn)入人體進(jìn)行診斷和微型手術(shù)，另一臺(tái)用于工業(yè)，對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和原子能設(shè)備的微小裂紋實(shí)施維修。該計(jì)劃有筑波大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、東北大學(xué)、早稻田大學(xué)和富士通研究所等幾十家單位參加。歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼對(duì)微型系統(tǒng)的研究開發(fā)進(jìn)行了重點(diǎn)投資，德國(guó)自1988年開始微加工十年計(jì)劃項(xiàng)目，其科技部于1990～1993年撥款4萬(wàn)馬克支持"微系統(tǒng)計(jì)劃"研究，并把微系統(tǒng)列為本世紀(jì)初科技發(fā)展的重點(diǎn)，德國(guó)首創(chuàng)的LIGA工藝，為MEMS的發(fā)展提供了新的技術(shù)手段，并已成為三維結(jié)構(gòu)制作的優(yōu)選工藝。法國(guó)1993年啟動(dòng)的7000萬(wàn)法郎的"微系統(tǒng)與技術(shù)"項(xiàng)目。歐共體組成"多功能微系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)NEXUS"，聯(lián)合協(xié)調(diào)46個(gè)研究所的研究。瑞士在其傳統(tǒng)的鐘表制造行業(yè)和小型精密機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)上也投入了MEMS的開發(fā)工作，1992年投資為1000萬(wàn)美元。英國(guó)政府也制訂了納米科學(xué)計(jì)劃。在機(jī)械、光學(xué)、電子學(xué)等領(lǐng)域列出8個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行研究與開發(fā)。為了加強(qiáng)歐洲開發(fā)MEMS的力量，一些歐洲公司已組成MEMS開發(fā)集團(tuán)。目前已有大量的微型機(jī)械或微型系統(tǒng)被研究出來(lái)，例如：尖端直徑為5μm的微型鑷子可以?shī)A起一個(gè)紅血球，尺寸為7mm×7mm×2mm的微型泵流量可達(dá)250μl/min能開動(dòng)汽車，在磁場(chǎng)中飛行的機(jī)器蝴蝶，以及集微型速度計(jì)、微型陀螺和信號(hào)處理系統(tǒng)為一體的微型慣性組合(MIMU)。德國(guó)創(chuàng)造了LIGA工藝，制成了懸臂梁、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及微型泵、微型噴嘴、濕度、流量傳感器以及多種光學(xué)器件。美國(guó)加州理工學(xué)院在飛機(jī)翼面粘上相當(dāng)數(shù)量的1mm的微梁，控制其彎曲角度以影響飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)特性。美國(guó)大批量生產(chǎn)的硅加速度計(jì)把微型傳感器(機(jī)械部分)和集成電路(電信號(hào)源、放大器、信號(hào)處理和正檢正電路等)一起集成在硅片上3mm×3mm的范圍內(nèi)。日本研制的數(shù)厘米見方的微型車床可加工精度達(dá)1.5μm的微細(xì)軸。工藝基礎(chǔ)的基本概念編輯本段生產(chǎn)過程和工藝過程生產(chǎn)過程是指從原材料（或半成品）制成產(chǎn)品的全部過程。對(duì)機(jī)器生產(chǎn)而言包括原材料的運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，零件的加工和熱處理，產(chǎn)品的裝配、及調(diào)試，油漆和包裝等內(nèi)容。生產(chǎn)過程的內(nèi)容十分廣泛，現(xiàn)代企業(yè)用系統(tǒng)工程學(xué)的原理和方法組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)，將生產(chǎn)過程看成是一個(gè)具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。能使企業(yè)的管理科學(xué)化，使企業(yè)更具應(yīng)變力和競(jìng)爭(zhēng)力。在生產(chǎn)過程中，直接改變?cè)牧希ɑ蛎鳎┬螤?、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善返倪^程，稱為工藝過程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。例如毛坯的鑄造、鍛造和焊接；改變材料性能的熱處理[1]；零件的機(jī)械加工等，都屬于工藝過程。工藝過程又是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的。工序是工藝過程的基本組成單位。所謂工序是指在一個(gè)工作地點(diǎn)，對(duì)一個(gè)或一組工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。構(gòu)成一個(gè)工序的主要特點(diǎn)是不改變加工對(duì)象、設(shè)備和操作者，而且工序的內(nèi)容是連續(xù)完成的。例如圖32-1中[cc1]的零件，其工藝過程可以分為以下兩個(gè)工序：工序1：在車床上車外圓、車端面、鏜孔和內(nèi)孔倒角；工序2：在鉆床上鉆6個(gè)小孔。在同一道工序中，工件可能要經(jīng)過幾次安裝。工件在一次裝夾中所完成的那部分工序，稱為安裝。在工序1中，有兩次安裝。第一次安裝：用三爪卡盤夾住外圓，車端面C，鏜內(nèi)孔，內(nèi)孔倒角，車外圓。第二次安裝：調(diào)頭用三爪盤夾住外圓，車端面A和B，內(nèi)孔倒角。編輯本段生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型通常分為三類。1．單件生產(chǎn)單個(gè)地生產(chǎn)某個(gè)零件，很少重復(fù)地生產(chǎn)。2．成批生產(chǎn)成批地制造相同的零件的生產(chǎn)。3．大量生產(chǎn)當(dāng)產(chǎn)品的制造數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)進(jìn)行一種零件的某一工序的生產(chǎn)。擬定零件的工藝過程時(shí)，由于零件的生產(chǎn)類型不同，所采用的加方法、機(jī)床設(shè)備、工夾量具、毛坯及對(duì)工人的技術(shù)要求等，都有很大的不同。編輯本段加工余量為了加工出合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬的厚度，稱為加工余量。加工余量又可分為工序余量和總余量。某工序中需要切除的那層金屬厚度，稱為該工序的加工余量。從毛坯到成品總共需要切除的余量，稱為總余量，等于相應(yīng)表面各工序余量之和。在工件上留加工余量的目的是為了切除上一道工序所留下來(lái)的加工誤差和表面缺陷，如鑄件表面冷硬層、氣孔、夾砂層，鍛件表面的氧化皮、脫碳層、表面裂紋，切削加工后的內(nèi)應(yīng)力層和表面粗糙度等。從而提高工件的精度和表面粗糙度。加工余量的大小對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有較大影響。加工余量過大，不僅增加了機(jī)械加工的勞動(dòng)量，降低了生產(chǎn)率，而且增加了材料、工具和電力消耗，提高了加工成本。若加工余量過小，則既不能消除上道工序的各種缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)的裝夾誤差，造成廢品。其選取原則是在保證質(zhì)量的前提下，使余量盡可能小。一般說來(lái)，越是精加工，工序余量越小。編輯本段基準(zhǔn)機(jī)械零件是由若干個(gè)表面組成的，研究零件表面的相對(duì)關(guān)系，必須確定一個(gè)基準(zhǔn)，基準(zhǔn)是零件上用來(lái)確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。1．設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖32-2所[cc2]示的軸套零件，各外圓和內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是零件的軸心線，端面A是端面B、C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，內(nèi)孔的軸線是外圓徑向跳動(dòng)的基準(zhǔn)。2．工藝基準(zhǔn)零件在加工和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同又分為裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)及定位基準(zhǔn)。（1）裝配基準(zhǔn)裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。（2）測(cè)量基準(zhǔn)用以檢驗(yàn)已加工表面的尺寸及位置的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。如圖32-2中的零件，內(nèi)孔軸線是檢驗(yàn)外圓徑向跳動(dòng)的測(cè)量基準(zhǔn)；表面A是檢驗(yàn)長(zhǎng)度L尺寸l和的測(cè)量基準(zhǔn)。（3）定位基準(zhǔn)加工時(shí)工件定位所用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。作為定位基準(zhǔn)的表面（或線、點(diǎn)），在第一道工序中只能選擇未加工的毛坯表面，這種定位表面稱粗基準(zhǔn).在以后的各個(gè)工序中就可采用已加工表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位表面稱精基準(zhǔn)。編輯本段擬定工藝路線的一般原則機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，大體可分為兩個(gè)步驟。首先是擬定零件加工的工藝路線，然后再確定每一道工序的工序尺寸、所用設(shè)備和工藝裝備以及切削規(guī)范、工時(shí)定額等。這兩個(gè)步驟是互相聯(lián)系的，應(yīng)進(jìn)行綜合分析。工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務(wù)是選擇各個(gè)表面的加工方法，確定各個(gè)表面的加工順序，以及整個(gè)工藝過程中工序數(shù)目的多少等。擬定工藝路線的一般原則1、先加工基準(zhǔn)面零件在加工過程中，作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)首先加工出來(lái)，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。稱為“基準(zhǔn)先行”。2、劃分加工