第二章--数控加工工艺基础课件

第二章第二章 数控加工工艺基础数控加工工艺基础第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定第二节第二节 零件在数控机床上的定位与装夹零件在数控机床上的定位与装夹第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量第七节第七节 数控加工工艺文件数控加工工艺文件第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定一、数控加工工艺的主要内容一、数控加工工艺的主要内容 （1）选择适合在数控车床上加工的零件。（2）分析被加工零件的图样，明确加工内容及技术要求。（3）确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线。（4）加工工序的设计。（5）数控加工程序的调整。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定二、加工方法的选择二、加工方法的选择1外圆表面加工方法的选择外圆表面加工方法的选择 3平面加工方法的选择平面加工方法的选择2内孔表面的加工方法的选择内孔表面的加工方法的选择 外圆表面的加工方案孔的常用加工方案平面加工方案 4平面轮廓加工方法的选择平面轮廓加工方法的选择 平面轮廓多由直线和圆弧或各种曲线构成，通常采用三坐标数控铣床进行两轴半坐标加工。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定平面轮廓铣削三、加工阶段的划分三、加工阶段的划分第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 1加工阶段加工阶段阶段主要任务目的粗加工 切除毛坯上大部分多余的金属 使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，提高生产率半精加工 使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量；并可完成一些次要素表面加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等 为主要表面的精加工(如精车、精磨)做好准备精加工 保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求 全面保证加工质量光整加工 对零件上精度和表面粗糙度要求很高(IT6级以上，表面粗糙度为Ra0.2m以下)的表面，需进行光整加工，其 主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 2划分加工阶段的意义划分加工阶段的意义（1）保证加工质量）保证加工质量（2）便于及时发现毛坯缺陷）便于及时发现毛坯缺陷（3）便于安排热处理工序）便于安排热处理工序（4）合理使用设备）合理使用设备四、工序的划分四、工序的划分 （1）工序集中原则）工序集中原则每道工序包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少。（2）工序分散原则）工序分散原则将工件的加工分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定1工序划分的原则工序划分的原则第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定（1）数控车削工序的划分方法）数控车削工序的划分方法 2工序划分方法工序划分方法 1）按零件加工表面划分。将位置精度要求较高的表面安排在一次装夹下尽可能完成大部分甚至全部表面的加工。a）以大端面和大外径装夹 b）以内孔和小端面装夹第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 2）按粗、精加工划分。对毛坯余量较大和加工精度要求较高的零件，应将粗车和精车分开，划分成两道或更多的工序。例例 加工如图所示手柄零件，坯料32mm棒料，批量生产，用一台数控车床加工，要求划分工序并确定装夹方式。工序1：如图所示，夹外圆柱面，车12mm、20mm两圆柱面圆锥面(粗车掉R42mm圆弧部分余量)留出总长余量切断。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 工序2：如图所示，用 12 mm外圆柱面和 20 mm端面装夹，车30锥面所有圆弧表面半精车所有圆弧表面精车成形。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 （2）数控铣削加工工序的划分原则）数控铣削加工工序的划分原则 1）按所用刀具划分2）按安装次数划分3）按粗、精加工划分 4）按加工部位划分第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 五、加工顺序的安排五、加工顺序的安排 1加工工序的安排加工工序的安排 （1）先粗后精）先粗后精 （2）先近后远）先近后远第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定加工顺序先近后远 （3）内外交叉原则）内外交叉原则 对既有内表面(内型腔)又有外表面需加工的零件，安排加工顺序时，应先进行内外表面粗加工，后进行内外表面精加工。（4）基面先行原则）基面先行原则 应优先加工用作精基准的表面。这是因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 （5）先主后次原则）先主后次原则 应先加工零件的主要工作表面、装配基面，从而及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。（6）先面后孔原则）先面后孔原则 箱体、支架类零件的平面轮廓尺寸较大，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 2退刀路线的确定退刀路线的确定 （1）斜线退刀方式）斜线退刀方式 斜线退刀方式路线最短，适用于加工外圆表面的偏刀退刀。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定（2）切槽刀退刀方式）切槽刀退刀方式 这种退刀方式是刀具先径向垂直退刀，到达指定位置时再轴向退刀。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定（3）镗孔刀退刀方式）镗孔刀退刀方式 这种退刀方式与切槽刀的退刀方式恰好相反。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 3热处理工序的安排热处理工序的安排 （1）预备热处理）预备热处理 （2）消除残余应力热处理）消除残余应力热处理 （3）最终热处理）最终热处理 第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定 4辅助工序的安排辅助工序的安排 辅助工序主要包括：检验清洗去毛刺去磁倒棱边涂防锈油平衡 5数控加工工序与普通工序的衔接数控加工工序与普通工序的衔接 数控工序前后一般都穿插有其他普通工序，如果衔接不好就容易产生矛盾。因此，要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题，最好的办法是建立相互状态的要求。第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定第一节第一节 数控加工工艺的制定数控加工工艺的制定一、数控加工工艺的主要内容一、数控加工工艺的主要内容二、加工方法的选择二、加工方法的选择三、加工阶段的划分三、加工阶段的划分四、工序的划分四、工序的划分 五、加工顺序的安排五、加工顺序的安排 第二节第二节 零件在数控机床上的定位与装夹零件在数控机床上的定位与装夹一、定位基准的选择一、定位基准的选择 1粗基准的选择粗基准的选择 （1）相互位置要求原则）相互位置要求原则 选取与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面的位置要求。套筒粗基准的选择a）正确 b）不正确第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹手轮工件第一次装夹的粗基准选择手轮工件第一次装夹的粗基准选择第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （2）加工余量合理分配原则）加工余量合理分配原则 以余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面有足够的加工余量。台阶轴的粗基准选择 第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹b）加工导轨面时以连接面为精基准床身导轨加工粗基准的选择 （3）重要表面原则）重要表面原则 为保证重要表面的加工余量均匀，应选择重要加工面为粗基准。a）加工与床腿的连接面时以导轨面为粗基准第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （4）不重复使用原则）不重复使用原则 粗基准一般不应重复使用。粗基准重复使用的误差（5）便于工件装夹原则）便于工件装夹原则作为粗基准的表面，应尽量平整光滑。无飞边无冒口无浇口无其他缺陷以便使工件定位准确、夹紧可靠。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 2精基准的选择精基准的选择 （1）基准重合原则）基准重合原则 直接选择加工表面的设计基准为定位基准。设计基准与定位基准的关系 第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹a）工件 b）直接定位 c）间接定位 定位基准与测量基准定位基准与测量基准 一般的套类零件、齿轮坯和带轮，精加工时一般利用心轴以内孔作为定位基准来加工外圆及其他表面。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 c）带轮 d）凸肩和端面加工定位基准和装配基准重合 a）套类零件 b）齿轮坯 （2）基准统一原则）基准统一原则 同一零件的多道工序尽可能选择同一个定位基准。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹c）磨削内孔内磨具套筒精基准的选择1软卡爪 2中心架 3V形夹具a）车削内圆磨具套筒 b）车内孔第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （3）自为基准原则）自为基准原则 选择加工表面本身作为定位基准。（4）互为基准原则）互为基准原则 采取两个加工表面互为基准反复加工的方法。（5）便于装夹原则）便于装夹原则 所选精基准应能保证工件定位准确稳定，装夹方便可靠，夹具结构简单适用，操作方便灵活。3辅助基准的选择辅助基准的选择 辅助基准是为了便于装夹或易于实现基准统一而人为制成的一种定位基准。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹辅助基准典型实例举例说明哪些应用辅助基准的零件加工实例？第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 1平面定位元件平面定位元件 （1）固定支承）固定支承二、定位元件及其应用二、定位元件及其应用第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 A型 B型 C型 1）支承钉。支承钉是基本定位元件，可以用它直接体现定位点，其结构尺寸已标准化。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 2）支承板。工件上幅面较大跨度较大的大型精加工平面，常被用来作第一定位基准，为使工件安装稳固、可靠，夹具上的定位元件多采用支承板来体现定位平面。A型 B型 （2）自位支承）自位支承 指根据工件实际表面情况，自动调整支承方向和接触部位的浮动支承。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （3）可调支承）可调支承 可调支承是指支承高度可以调节的定位支承。可调支承 第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （4）辅助支承）辅助支承 为提高工件的安装刚度及稳定性，防止工件的切削振动及变形，或者为工件的预定位而设置的非正式定位支承。a）铣削工件的顶平面 b）铣削变速箱壳体的顶面第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 2孔类定位元件孔类定位元件 （1）定位销）定位销 定位销分为短销和长销。短销只能限制两个移动自由度，而长销限制两个移动自由度外，还可以限制两个转动自由度。（2）定位心轴）定位心轴 定位心轴常被应用于车、磨、铣床上用来安装内孔尺寸较大套筒类、盘类工件进，主要有间隙配合心轴、过盈配合心轴及锥度心轴。1）间隙配合心轴的应用特点是工件安装迅速方便，但定心精度较差。2）过盈配合心轴的应用特点为定心精度高，但工件装拆不方便。3）锥度心轴作为一种标准心轴，在高精度定位中得到广泛应用。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （3）锥销类）锥销类 锥销为工件的圆柱孔、圆锥孔提供定位依据。a）精基准定位 b）粗基准定位第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （4）自动定心夹紧心轴）自动定心夹紧心轴 在机床夹具中，应用各种类型的自动定心夹紧结构。自动定心夹紧心轴 1螺母 2-锥套 3、5定位元件 4心轴 第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 3外圆柱面定位元件外圆柱面定位元件 （1）V形架形架 V形架结构简单，定位稳定、可靠、对中性好。a）圆柱面铣槽 b）圆柱面钻孔 c）异形零件定位 （2）定位套）定位套 长定位套对工件提供了四点约束，消除了两个移动自由度和两个转动自由度。定位精度及定位质量很低。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 a）短定位套定位 b）长定位套定位第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 一面两孔定位是数控铣削加工过程中最常用的定位方式之一。1-圆柱销 2-削边销 3-定位平面 4常见定位元件的应用常见定位元件的应用常见定位元件及其应用 第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹三、工件在数控机床上的装夹三、工件在数控机床上的装夹 1对数控机床夹具的基本要求对数控机床夹具的基本要求 （1）高适应性）高适应性 （2）高精度）高精度 （3）可以快速装夹工件）可以快速装夹工件 （4）具有良好的敞开性）具有良好的敞开性 （5）本身的机动性要好）本身的机动性要好 （6）坐标关系明确、数据简单，便于坐标的转换计算）坐标关系明确、数据简单，便于坐标的转换计算 （7）部分数控机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对）部分数控机床夹具应为刀具的对刀提供明确的对刀点刀点 （8）排屑通畅，清除切屑方便）排屑通畅，清除切屑方便第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 2机床夹具的组成及作用机床夹具的组成及作用 （1）组成）组成名称组成与作用实例定位装置 由各种标准或非标准的定位元件组成，用以解决工件相对于夹具的定位问题。它是夹具工作的核心部分 图2-29所示钻孔夹具的定位平面2和短圆柱销3等夹紧装置 由各种夹紧元件组成，用以解决工件在夹具中的夹紧问题 图2-29所示钻孔夹具的夹紧螺母4夹具体 夹具体是整个夹具的基础，依靠夹具体与机床相联系。夹具上的其他各类结构都靠夹具体连接而成为一个整体 图2-29所示钻孔夹具的夹具体1 a)钻孔零件 b)夹具 实例实例第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹 （2）机床夹具的作用）机床夹具的作用 1）提高劳动生产率。2）保证工件的加工精度、稳定整批工件的加工质量。3）改善工人劳动条件。4）降低对操作工人的技术等级要求。5）可改变和扩大部分数控机床的功能。第二节第二节 零件在数控机床的定位与装夹零件在数控机床的定位与装夹一、定位基准的选择一、定位基准的选择 1.粗基准的选择 2.精基准的选择 3.辅助基准的选择二、定位元件及其应用二、定位元件及其应用 1.平面定位元件 2.孔类定位元件 3.外圆柱面定位元件 4.常见定位元件的应用三、工件在数控机床上的装夹三、工件在数控机床上的装夹 1.对数控机床夹具的基本要求 2.机床夹具的组成及作用第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具 一、数控加工对刀具的要求一、数控加工对刀具的要求1强度高强度高2精度高精度高 3切削速度和进给速度高切削速度和进给速度高 4可靠性好可靠性好 5使用寿命长使用寿命长 6 断屑及排屑性能好断屑及排屑性能好 二、数控加工刀具的分类二、数控加工刀具的分类数控加工刀具常见分类方法与种类数控加工刀具常见分类方法与种类第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具三、常用数控加工刀具及其特点三、常用数控加工刀具及其特点 1常用数控加工刀具常用数控加工刀具 （1）车削刀具）车削刀具 （2）钻削刀具）钻削刀具 （3）铣削刀具）铣削刀具 （4）镗削刀具）镗削刀具 （5）特殊型刀具）特殊型刀具 2数控加工刀具的特点数控加工刀具的特点 （1）刀片及刀柄高度的通用化、标准化、系列化。（2）刀片或刀具的寿命及经济寿命指标的合理性。（3）刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化。（4）刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。（5）刀具应具有较高的精度。（6）刀柄的强度要高、刚度及耐磨性要好。（7）刀柄或工具系统的装机重量有限度。（8）刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。（9）刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具四、刀具涂层技术四、刀具涂层技术 1化学气相沉积化学气相沉积(CVD)技术的应用技术的应用 主要用于硬质合金车削类刀具的表面涂层。第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具 适合于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工，在硬质合金可转位刀具上应用极广。2物理气相沉积物理气相沉积(PVD)技术的应用技术的应用 可作为最终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。普遍用于：硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具。常用数控加工刀具采用的涂层材料及应用特点常用数控加工刀具采用的涂层材料及应用特点第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具第三节第三节 数控加工用刀具数控加工用刀具一、数控加工对刀具的要求一、数控加工对刀具的要求二、数控加工刀具的分类二、数控加工刀具的分类三、常用数控加工刀具及其特点三、常用数控加工刀具及其特点四、刀具涂层技术四、刀具涂层技术一、加工余量的概念一、加工余量的概念 加工余量：加工余量：指加工过程中，所切去的金属层厚度。余量有：（1）工序余量：工序余量：是相邻两工序的工序尺寸之差。（2）加工总余量加工总余量：是毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差，它等于各工序余量之和。即 第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法加工余量与工序尺寸及其公差的关系加工余量与工序尺寸及其公差的关系b）包容面a）被包容面对于包容面：对于包容面：对于被包容面：对于被包容面：工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余量可按下式计算：量可按下式计算：第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法 对于内圆和外圆等回转体表面，在数控机床加工过程中，加工余量有时指双边余量，即以直径方向计算，实际切削的金属层厚度为加工余量的一半。第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法加工余量和加工尺寸分布图第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法二、确定加工余量的方法及基本原则二、确定加工余量的方法及基本原则 1确定加工余量的方法确定加工余量的方法 （1）经验估算法）经验估算法 凭工艺人员的实践经验估计加工余量，仅用于单件小批生产。（2）查表修正法）查表修正法 将工厂生产实践和试验研究积累的有关加工余量的资料制成表格，并汇编成手册。表表210213 第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法 （3）分析计算法）分析计算法 根据上述的加工余量计算公式和一定的试验资料，对影响加工余量的各项因素进行综合分析和计算来确定加工余量的一种方法。第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法 2确定加工余量的基本原则确定加工余量的基本原则 （1）总加工余量(毛坯余量)和工序余量要分别确定。（2）大零件取大余量。（3）余量要充分，防止因余量不足而造成废品。（4）采用最小加工余量原则。第四节第四节 加工余量与确定方法加工余量与确定方法一、加工余量的概念一、加工余量的概念二、确定加工余量的方法及基本原则二、确定加工余量的方法及基本原则 1确定加工余量的方法确定加工余量的方法 （1）经验估算法 （2）查表修正法 （3）分析计算法 2确定加工余量的基本原则确定加工余量的基本原则第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算 工序尺寸及其公差的计算步骤：工序尺寸及其公差的计算步骤：（1）确定毛坯总余量和工序余量。（2）确定工序公差。（3）计算工序基本尺寸。（4）标注工序尺寸公差。例例2-1：如图所示为某法兰盘零件上的一个孔，孔径为 ，表面粗糙度值Ra为0.8m，毛坯采用铸钢件，需要淬火处理。试确定其各工序尺寸及公差。工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及公差计算 第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 例例2-2：某箱体上孔的设计尺寸为1000.011(Js6)mm，表面粗糙度值Ra为0.8m，工艺路线为：粗镗半精镗精镗浮动镗。解：结果见下表。工序尺寸及其公差的计算第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 1工艺尺寸链工艺尺寸链 （1）工艺尺寸链的概念）工艺尺寸链的概念 1）工艺尺寸链的定义。在机器装配或零件加工过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链尺寸链。由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链工艺尺寸链。a）零件图 b）工艺尺寸链定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链 a）零件图 b）工艺尺寸链第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 2）工艺尺寸链的特征 关联性 封闭性 3）工艺尺寸链的组成 封闭环 组成环 组成环的判别：组成环的判别：在工艺尺寸链图上，先给封闭环任定一方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，依次给每一组成环画出箭头，凡箭头方向和封闭环相反的则为增环，相同的则为减环。第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定（2）工艺尺寸链计算的基本公式）工艺尺寸链计算的基本公式 1）封闭环的基本尺寸A：封闭环的基本尺寸Ai：所有增环的基本尺寸之和Aj：所有减环的基本尺寸之和 2）封闭环的极限尺寸Amax：最大极限尺寸Aimax：所有增环的最大极限尺寸之和Ajmin：所有减环的最小极限尺寸之和Amin：最小极限尺寸Aimin：所有增环的最小极限尺寸之和Ajmax：所有减环的最大极限尺寸之和最大极限尺寸：最小极限尺寸：第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 3）封闭环的平均尺寸第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定AM封闭环的平均尺寸AiM所有增环的平均尺寸之和AjM所有减环的平均尺寸之和第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 4）封闭环的上、下偏差。封闭环的下偏差EIA所有增环的下偏差EIAi之和所有减环的上偏差ESAj之和封闭环的上偏差ESA所有增环的上偏差ESAi之和所有减环的下偏差EIAj之和上偏差：上偏差：下偏差：下偏差：5）封闭环的公差。封闭环的公差TA所有组成环的公差TAi之和第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 2数控编程原点与设计基准不重合的工序尺寸计算数控编程原点与设计基准不重合的工序尺寸计算 第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定（1）计算）计算Z2 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差 Z2=Z2 20；即Z2=42mm 0=ESZ2 -(-0.28)；即ESZ2 =-0.28mm -0.6=EIZ2 -0 ；即EIZ2=-0.6mm 因此，得Z2的工序尺寸及其公差：Z2=42 mm（2）计算）计算Z3 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差100=Z3 -Z2 =Z3 -42；即Z3 =142mm0=ESZ3 -EIZ2 =ESZ3 -(-0.6)；即ESZ3 =-0.6mm-0.8=EIZ3 -ESZ2 =EIZ3 -(-0.28)；即EIZ3 =-1.08mm因此，得Z3 的工序尺寸及其公差：Z3 =142 mm第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定（3）计算）计算Z4 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差144=Z4 -20；即Z4 =164mm0=ESZ4 -(-0.28)；即ESZ4 =-0.28mm -0.54=EIZ4 -0；即EIZ4 =-0.54mm 因此，得Z4 的工序尺寸及其公差：Z4 =164 mm（4）计算）计算Z5 的工序尺寸及其公差的工序尺寸及其公差 20=Z5 -Z4 =Z5 -164；即Z5 =184mm 0.3=ESZ5 -EIZ4 =ESZ5 -(-0.54)；即ESZ5 =-0.24mm -0.3=EIZ5 -ESZ4 =EIZ5 -(-0.28)；即EIZ5 =-0.58mm 因此，得Z5 的工序尺寸及其公差：Z5 =184 mm第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定三、关于角度尺寸链的计算三、关于角度尺寸链的计算 角度尺寸链角度尺寸链是由若干个彼此不平行尺寸所组成的尺寸链。角度尺寸链的解法，是将与封闭环不平行的尺寸按封闭环的方向进行投影，使之成为直线尺寸链的形式。其基本计算公式为其基本计算公式为：第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定式中i：被投影的某一组成环与封闭环的夹角；imax：某一增环的最大极限尺寸 imin：某一增环的最小极限尺寸 imax：某一减环的最大极限尺寸 imin：某一减环的最小极限尺寸 如图所示的零件，镗削加工五个孔，其孔的中心不分布在同一直线上，且中心连线互相不平行。在立式镗床上连续镗削孔1孔5。A1=20 mm，A2=（60士0.25）mm，A3=（800.25）mm，A4=20 mm ，1=2=45士30，3=40士30，4=50士30。第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 由尺寸链图知道，A为封闭环，其余都为增环。则Amax=20.5cos4430+60.25cos4430+80.25cos3930+20.5cos4930=132.83Amin=0cos4530+59.75cos4530+79.75cos4030+20cos5030=129.25 则孔1孔5的中心距的变化范围是129.25132.83。第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第五节第五节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算一、基准重合时工序尺寸及其公差的计算二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算二、基准不重合时工序尺寸及其公差的计算 1.工艺尺寸链 2.数控编程原点与设计基准不重合的工序尺寸计算 三、关于角度尺寸链的计算三、关于角度尺寸链的计算第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量一、加工精度和表面质量的基本概念一、加工精度和表面质量的基本概念 1加工精度加工精度 所谓加工精度所谓加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）与理想零件几何参数相符合的程度，它们之间的偏离程度则为加工误差。加工误差。（1）尺寸精度）尺寸精度 尺寸限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围。（2）几何精度）几何精度 几何精度包括形状、方向、位置和跳动精度。其中，以形状精度、位置精度为主。第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 2表面质量表面质量 （1）表面层的几何形状偏差）表面层的几何形状偏差 1）表面粗糙度 指零件表面的微观几何形状误差。2）表面波纹度 指零件表面周期性的几何形状误差。（2）表面层的物理、力学性能）表面层的物理、力学性能 1）冷作硬化 表面层因加工中塑性变形而引起的表面层硬度提高的现象。2）残余应力 表面层因机械加工产生强烈的塑性变形和金相组织的可能变化而产生的内应力。3）表面层金相组织变化 表面层因切削加工时切削热而引起的金相组织的变化。第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量二、表面质量对零件使用性能的影响二、表面质量对零件使用性能的影响 1对零件耐磨性的影响对零件耐磨性的影响 2对零件疲劳强度的影响对零件疲劳强度的影响 3对零件配合性质的影响对零件配合性质的影响 第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施 由机床、夹具、工件和刀具所组成的一个完整的系统称之为工艺系统工艺系统。1工艺系统的几何误差及改善措施工艺系统的几何误差及改善措施 （1）主轴误差）主轴误差 机床主轴是装夹刀具或工件的位置基准，它的误差也将直接影响工件的加工质量。主轴的径向圆跳动主轴的轴向窜动主轴摆动第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 （2）导轨误差）导轨误差 导轨是机床的重要基准，它的各项误差将直接影响被加工零件的精度。机床导轨误差对工件精度的影响车床导轨的几何误差对加工精度的影响 第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 2工艺系统受力变形引起的误差及改善措施工艺系统受力变形引起的误差及改善措施a）腰鼓形的圆柱度误差 b）带锥度的圆柱度误差第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 （1）减小接触面间的表面粗糙度，增大接触面积，适当预紧，减小接触变形，提高接触刚度。（2）合理地布置肋板，提高局部刚度。（3）减少受力变形，提高工件刚度。（4）合理装夹工件，减少夹紧变形。工艺系统受力变形的改善措施工艺系统受力变形的改善措施 3工艺系统热变形产生的误差及改善措施工艺系统热变形产生的误差及改善措施 （1）机床的热变形）机床的热变形机床热变形对加工精度的影响第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量a）床身、主轴变形 b）床身、工作台、主轴变形第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 1）在机床大件的结构设计上采取对称结构或采用主动控制方式均衡关键件的温度。2）在结构连接设计上，其布局应使关键部件的热变形方向对加工精度影响较小。3）对发热量较大的部件，应采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法。4）在工艺措施方面，可让机床空运转一段时间之后，当其达到或接近热平衡时再调整机床，对零件进行加工。5）将精密机床安装在恒温室中使用。工艺系统热变形的改善措施工艺系统热变形的改善措施第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 （2）工件的热变形）工件的热变形 由于切削热的作用，工件在加工过程中产生热变形，因其热膨胀影响了尺寸精度和形状精度。改善措施：改善措施：1）通过选择合适的刀具或改变切削参数的方法来减少切削热或减少传入工件的热量。2）对大型或较长的工件，在夹紧状态下应使其末端能自由伸缩。4工件内应力引起的误差及改善措施工件内应力引起的误差及改善措施第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 具有内应力的零件处于一种不稳定的相对平衡状态，可以保持形状精度的暂时稳定。但它的内部组织有强烈的倾向要恢复到一种稳定的没有内应力的状态，一旦外界条件产生变化，内应力的暂时平衡就会被打破而进行重新分布，零件将产生相应的变形，从而破坏原有的精度。工件内应力引起误差的改善措施有：工件内应力引起误差的改善措施有：（1）在零件的结构设计中，应尽量简化结构。（2）在毛坯制造之后，或粗加工后，精加工前，安排时效处理以消除内应力，切削加工时，应将粗、精加工分开在不同的工序进行。第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量四、影响表面粗糙度的工艺因素及主要改善措施四、影响表面粗糙度的工艺因素及主要改善措施1工件材料工件材料 一般韧性较大的塑性材料，加工后表面粗糙度较大，而韧性较小的塑性材料加工后易得到较小的表面粗糙度。对于同种材料，其晶粒组织越大，加工表面粗糙度越大。改善措施：改善措施：常在切削加工前对材料进行调质或正火处理，以获得均匀细密的晶粒组织和较大的硬度。2切削用量切削用量 进给量越大，残留面积高度越高，零件表面越粗糙。切削速度对表面粗糙度的影响也很大。在中速切削塑性材料时，由于容易产生积屑瘤，且塑性变形较大，因此加工后零件表面粗糙度较大。改善措施：改善措施：（1）减小进给量。（2）采用低速或高速切削塑性材料。第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量3刀具几何参数刀具几何参数 主偏角、副偏角及刀尖圆弧半径对零件表面粗糙度有直接影响。改善措施：改善措施：（1）在进给量一定的情况下，减小主偏和副偏角或增大刀尖圆弧半径。（2）适当增大前角和后角，减小切削变形和前后刀面间的摩擦。第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量 4切削液切削液 切削液的冷却和润滑作用有：减小切削过程中的界面摩擦。降低切削区温度。使切削层金属表面的塑性变形程度下降。抑制积屑瘤的产生。因此可大大减小表面粗糙度。第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量第六节第六节 机械加工精度及表面质量机械加工精度及表面质量一、加工精度和表面质量的基本概念一、加工精度和表面质量的基本概念 二、表面质量对零件使用性能的影响二、表面质量对零件使用性能的影响三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施三、影响加工精度的因素及提高精度的主要措施四、影响表面粗糙度的工艺因素及主要改善措施四、影响表面粗糙度的工艺因素及主要改善措施第七节第七节 数控加工工艺文件数控加工工艺文件一、数控加工编程任务书一、数控加工编程任务书机械厂数控编程任务书产品零件图号DEK 0301任务书编号零件名称摇臂壳体18工 艺 处使用数控设备BFT 130共 页 第 页 主要工序说明及技术要求 数控精加工各行孔及铣凹槽，详见本产品工艺过程卡片，工序号70要求。编程收到日期经手人批准编制审核编程审 核批准第七节第七节 数控加工工艺文件数控加工工艺文件二、工序卡二、工序卡 数控加工工序卡 三、数控刀具调整单三、数控刀具调整单四、工件装夹和零点设定卡四、工件装夹和零点设定卡五、数控加工进给路线图五、数控加工进给路线图数控刀具卡片 数控刀具明细表工件装夹和零点设定卡数控机床上工件的进给路线图第七节第七节 数控加工工艺文件数控加工工艺文件六、数控加工程序单六、数控加工程序单 单位CNC机床程序单程序号零件图号机床产品号零件名称共 页第 页材料毛坯种类第一次加工数量每台数量单件质量工步号程序段号程序内容备注标记修改内容修改者修改日期编制日期审核日期批准日期反馈日期第七节第七节 数控加工工艺文件数控加工工艺文件一、数控加工编程任务书一、数控加工编程任务书二、工序卡二、工序卡三、数控刀具调整单三、数控刀具调整单四、工件安装和零点设定卡四、工件安装和零点设定卡五、数控加工进给路线图五、数控加工进给路线图六、数控加工程序单六、数控加工程序单