机械制造技术基础课件第四章
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机械制造技术基础-第4章-机械加工工艺基本知识 ppt课件
22
4. 4.3 制定 工艺规程的原始资料
enterprise's production process
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
第4章 机械加工工艺基本知识
本章要点
机械制造业的生产过程 机械加工工艺要素基本组成 零件的工艺分析 毛坯的确定 工艺路线的拟定 加工余量和工序尺寸的确定
1
机械制造技术基础
第4章 机械加工工艺基本知识
Machining process basic knowledge
4.1 机械制造企业的生产过程 Machinery manufacturing
Machining process basic knowledge
4.3 生产纲领与生产类型 Production platform and
production type
15
4. 3.1 生产纲领
企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计 划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。
6
机械制造技术基础
第4章 机械加工工艺基本知识
Machining process basic knowledge 4.2 机械加工工艺要素基本组成 Basic composition factors of machining process
7
4. 2 机械加工工艺要素基本组成
工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工 作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机 械加工工艺过程。
4. 4.3 制定 工艺规程的原始资料
enterprise's production process
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
第4章 机械加工工艺基本知识
本章要点
机械制造业的生产过程 机械加工工艺要素基本组成 零件的工艺分析 毛坯的确定 工艺路线的拟定 加工余量和工序尺寸的确定
1
机械制造技术基础
第4章 机械加工工艺基本知识
Machining process basic knowledge
4.1 机械制造企业的生产过程 Machinery manufacturing
Machining process basic knowledge
4.3 生产纲领与生产类型 Production platform and
production type
15
4. 3.1 生产纲领
企业根据市场需求和自身的生产能力决定生产计划。在计 划期内，应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。
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机械制造技术基础
第4章 机械加工工艺基本知识
Machining process basic knowledge 4.2 机械加工工艺要素基本组成 Basic composition factors of machining process
7
4. 2 机械加工工艺要素基本组成
工序——是指由一个或一组工人在同一台机床或同一个工 作地，对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分机 械加工工艺过程。
机械制造基础第4章—PPT课件
① 检查毛坯，选择车削用量 ② 确定车削长度 ③ 启动前准备 ④ 试切 ⑤ 停车 ⑥ 检测
2. 车削方式
（1）荒车。一般切除余量为单面1～3 mm。 （2）粗车。中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。 粗车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓） 。 （3）半精车。一般作为中等精度表面的最终加工工序， 也可作为磨削和其他加工工序的预加工。 （4）精车。外圆表面加工的最终加工工序和光整加工 前的预加工。 （5）精细车。高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。 适用于有色金属零件的外圆表面加工。由于有色金属不 宜磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。
4.1
车削加工与装备
4.1.1车削的特点和应用
1. 车削加工的工艺特点
车削是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来 改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需要零件的一种切削 加工方法。 车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其 精度来说，一般适合于作为外圆表面粗加工和半精加工方 （1）易于保证工件各个加工表面间的位置精度。 （2）切削过程平稳。 （3）刀具简单。 （4）适合有色金属的精加工。
1. 车孔刀的装夹
（1）车孔刀的刀尖应与工件中心等高或稍高。若刀尖低于工件 中心，切削时在切削抗力的作用下，容易将刀柄压低而产生扎 刀现象，并可造成孔径扩大。 （2）刀柄伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长5～10 mm。 （3）车孔刀刀柄与工件轴线应基本平行，否则在车削到一定深 度时刀柄后半部容易碰到工件的孔口。
3. 台阶工件的检测
台阶长度尺寸可用钢直尺，或游标深度尺进行测量。
用钢直尺测量台阶长度
用游标深度尺测量台阶长度
3. 台阶工件的检测
端面、台阶平面对工件轴线的垂直度误差可用90º 角尺，或标准套和百分表检测。
2. 车削方式
（1）荒车。一般切除余量为单面1～3 mm。 （2）粗车。中小型锻、铸件毛坯一般直接进行粗车。 粗车主要切去毛坯大部分余量（一般车出阶梯轮廓） 。 （3）半精车。一般作为中等精度表面的最终加工工序， 也可作为磨削和其他加工工序的预加工。 （4）精车。外圆表面加工的最终加工工序和光整加工 前的预加工。 （5）精细车。高精度、细粗糙度表面的最终加工工序。 适用于有色金属零件的外圆表面加工。由于有色金属不 宜磨削，所以可采用精细车代替磨削加工。
4.1
车削加工与装备
4.1.1车削的特点和应用
1. 车削加工的工艺特点
车削是在车床上利用工件的旋转运动和刀具的移动来 改变毛坯形状和尺寸，将其加工成所需要零件的一种切削 加工方法。 车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法，但就其 精度来说，一般适合于作为外圆表面粗加工和半精加工方 （1）易于保证工件各个加工表面间的位置精度。 （2）切削过程平稳。 （3）刀具简单。 （4）适合有色金属的精加工。
1. 车孔刀的装夹
（1）车孔刀的刀尖应与工件中心等高或稍高。若刀尖低于工件 中心，切削时在切削抗力的作用下，容易将刀柄压低而产生扎 刀现象，并可造成孔径扩大。 （2）刀柄伸出刀架不宜过长，一般比被加工孔长5～10 mm。 （3）车孔刀刀柄与工件轴线应基本平行，否则在车削到一定深 度时刀柄后半部容易碰到工件的孔口。
3. 台阶工件的检测
台阶长度尺寸可用钢直尺，或游标深度尺进行测量。
用钢直尺测量台阶长度
用游标深度尺测量台阶长度
3. 台阶工件的检测
端面、台阶平面对工件轴线的垂直度误差可用90º 角尺，或标准套和百分表检测。
机械制造工艺基础第四章 ppt课件
2021/2/5
15
外圆面加工 光整加工
▪ 3)光整加工： 研磨、精密磨削、超精加工、和
加工后:表面尺寸精度在IT5以上， 粗糙度达到Ra=0.1～0.008μm。
用途：在精车或精磨的基础上，用于 更高精度外圆表面的终加工。
2021/2/5
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外圆面加工 特种加工
▪ 4)特种加工： 旋转电火花加工、超声波套料
2021/2/5
5
一、外圆加工方案
▪ （3）位置精度 主要有与相关外圆和孔 的同轴度公差（或对轴线的径向圆跳动公 差），与端面的垂直度公差（或对轴线的 端面圆跳动公差）等的要求 （4）表面质量 主要是表面粗糙度Ra值 （单位均为μm）的要求，对某些需要调质 或淬火等处理的零件，还有表面硬度等要 求。
“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
2021/2/5
4
一、外圆加工方案
▪ 外圆是组成轴类和盘套类零件的主要表面。 外圆表面的主要技术要求有： （1）尺寸精度 外圆表面有直径、长 度的尺寸公差。在大多数情况下，直径尺 寸公差等级较高，而长度多为未注公差尺 寸（常用IT14）。 （2）形状精度 对要求高的外圆表面， 常标注圆度、圆柱度等形状公差。
5
2021/2/5
车—金刚石车
精度等 表面粗 工件
级（IT）
糙度
Ra（μm）
材质
12～11
10～9
8～6 5～级以
上
25～
12.5
6.3～ 3.2
淬硬钢 以外
1.6～
的
0.8 各种金
属。
＜0.1
6～5
0.8～ 有色 0.2 金属 18
表 外圆表面常用加工方案续
机械制造基础第4章 压力加工
锻性的影响 纯金属的可锻性比合金好。钢中合金元素的含量越多，合 金成分越复杂，其塑性越差，变形抗力越大。从纯铁、低 碳钢到高合金钢，其可锻性依次下降。 2．变形温度对金属可锻性的影响 随着温度升高，原子动能升高，材料塑性提高，变形抗力 减小，可锻性越好。 3．变形速度对金属可锻性的影响 随着变形速度的增大，回复和再结晶不能及时克服加工硬 化现象，材料塑性下降、变形抗力增大，可锻性变差 4．应力状态对金属可锻性的影响 材料变形时，受到的压应力数量越多，其塑性越好；受到 的拉应力数量越多，其塑性越差。
内应力的作用下，金属原子离开原来的平衡位置， 使金属产生变形。 当外力增大到使金属的内应力超过金属的屈服 极限后，即使外力停止作用，金属的变形也不会 消失，这种变形称为塑性变形。 金属塑性变形的实质是晶体内部在外力作用下 产生滑移和扭转，从而破坏了原来的晶格结构， 晶粒之间产生“位错”现象。位错密度越大，变 形越严重。
4.2.4 纤维组织及其应用
铸锭中通常都包含一定的杂质成分。铸锭在压力
加工作用下产生塑性变形时，基体金属中的杂质 也产生变形，并沿着变形方向拉长，呈纤维形状， 称为纤维组织。
（1）尽量使纤维 分布与零件的轮廓 相符合而不被切断。 （2）使零件所受 的最大拉应力与纤 维方向一致。 （3）使零件所受 的最大切应力与纤 维方向垂直。
2．自由锻基本工序
（1）镦粗。 ① 用于制造高度小而断面大的工件，如齿轮、 圆盘、叶轮等。 ② 作为冲孔前的准备工序。 （2）拔长。 ① 用于制造长而截面小的工件，如轴、拉杆、 曲轴等。 ② 制造空心零件，如套筒、圆环等。 （3）弯曲。 （4）错移。 （5）冲孔。冲孔是在坯料上加工孔的工序。
4.1.2 压力加工的特点和应用
（1）压力加工件性能优良。金属坯料经锻造或轧制后结构致密、组 织改善、性能提高。凡是受交变载荷、服役工作比较繁重的零件， 通常使用压力加工方法制造毛坯。 （2）材料利用率高。压力加工是金属在固体状态下体积的转移过程， 它不像切削加工那样产生大量切屑，是一种无屑成形方法，可以获 得合理的流线分布和较高的材料利用率。 （3）零件精度较高。用压力加工生产的工件可以达到较高的精度， 随着近年来先进技术和设备的使用，压力加工产品可以达到少切削 或无切削的要求。例如，精密锻造的伞齿轮齿形部分的精度可达8级， 可以不经切削加工直接使用。 （4）生产率高。模锻、轧制、拉丝以及挤压等压力加工方法都具有 较高的生产率。例如，在大型锻压设备上模锻汽车用曲轴仅需数十 秒；使用自动冷锻机生产螺栓和螺母，每分钟可生产数百件。 （5）固态成形。压力加工在固态下成形，相对液态成形来说更为困 难，所以锻件和冲压件的形状都相对地较为简单，不像铸件具有复 杂的外形、内腔和薄壁结构。
内应力的作用下，金属原子离开原来的平衡位置， 使金属产生变形。 当外力增大到使金属的内应力超过金属的屈服 极限后，即使外力停止作用，金属的变形也不会 消失，这种变形称为塑性变形。 金属塑性变形的实质是晶体内部在外力作用下 产生滑移和扭转，从而破坏了原来的晶格结构， 晶粒之间产生“位错”现象。位错密度越大，变 形越严重。
4.2.4 纤维组织及其应用
铸锭中通常都包含一定的杂质成分。铸锭在压力
加工作用下产生塑性变形时，基体金属中的杂质 也产生变形，并沿着变形方向拉长，呈纤维形状， 称为纤维组织。
（1）尽量使纤维 分布与零件的轮廓 相符合而不被切断。 （2）使零件所受 的最大拉应力与纤 维方向一致。 （3）使零件所受 的最大切应力与纤 维方向垂直。
2．自由锻基本工序
（1）镦粗。 ① 用于制造高度小而断面大的工件，如齿轮、 圆盘、叶轮等。 ② 作为冲孔前的准备工序。 （2）拔长。 ① 用于制造长而截面小的工件，如轴、拉杆、 曲轴等。 ② 制造空心零件，如套筒、圆环等。 （3）弯曲。 （4）错移。 （5）冲孔。冲孔是在坯料上加工孔的工序。
4.1.2 压力加工的特点和应用
（1）压力加工件性能优良。金属坯料经锻造或轧制后结构致密、组 织改善、性能提高。凡是受交变载荷、服役工作比较繁重的零件， 通常使用压力加工方法制造毛坯。 （2）材料利用率高。压力加工是金属在固体状态下体积的转移过程， 它不像切削加工那样产生大量切屑，是一种无屑成形方法，可以获 得合理的流线分布和较高的材料利用率。 （3）零件精度较高。用压力加工生产的工件可以达到较高的精度， 随着近年来先进技术和设备的使用，压力加工产品可以达到少切削 或无切削的要求。例如，精密锻造的伞齿轮齿形部分的精度可达8级， 可以不经切削加工直接使用。 （4）生产率高。模锻、轧制、拉丝以及挤压等压力加工方法都具有 较高的生产率。例如，在大型锻压设备上模锻汽车用曲轴仅需数十 秒；使用自动冷锻机生产螺栓和螺母，每分钟可生产数百件。 （5）固态成形。压力加工在固态下成形，相对液态成形来说更为困 难，所以锻件和冲压件的形状都相对地较为简单，不像铸件具有复 杂的外形、内腔和薄壁结构。
机械制造技术基础-第4章-机床夹具设计原理-课后答案
第4章机床夹具设计原理1.何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀具间的相对位置关系的附加装置。
机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；②减少辅助工时，提高劳动生产率；③扩大机床的使用范围，实现一机多能。
夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具；5）随行夹具。
2.工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。
划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。
3.夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置；3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力源；5）夹具体：将夹具的各种元件、装置等连接起来的基础件；6）其他元件及其他装置。
4.机床夹具有哪几种？机床附件是夹具吗？答：机床夹具有通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具。
5.何谓定位和夹紧？为什么说夹紧不等于定位？答：工件在夹具中占有正确的位置称为定位，固定工件的位置称为夹紧。
工件在夹具中，没有安放在正确的位置，即没有定位，但夹紧机构仍能将其夹紧，而使其位置固定下来，此时工件没有定位但却被夹紧，所以说夹紧不等于定位。
6.什么叫做六点定位原理？答：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度，即可实现完全定位，这称为六点定位原理。
7.工件装夹在夹具中，凡是有六个定位支承点，即为完全定位，凡是超过六个定位支承点就是过定位，不超过六个定位支承点就不会出现过定位，这种说法对吗，为什么？答：不对；过定位是指定位元件过多，而使工件的一个自由度同时被两个以上的定位元件限制。
new机械制造技术基础(第4章)k
曲轴、 凸轮轴 、花键 轴及轧 辊磨床
研磨机
其他钻 床
其他镗 床
工具磨 床
其他磨 床
3 M
—
球轴承 套圈沟 磨床
滚子轴 承套圈 滚道磨
床
轴承套 圈超精
机
叶片磨 削机床
滚子加 工机床
钢球加 工机床
气门、 活塞及 活塞环 磨削机
床
汽车、 拖拉机 修磨机
床
齿轮加工 机床Y
仪表齿 轮加工 机床
—
锥齿轮 加工机
特性代号 别代号 设计顺序号
顺序号
（ ）----可有可无
○ ----- 汉语拼音字母
● ----- 阿拉伯数字
同一型号机床 的变型代号
例2：分析 MG1432A
M
G
1
4
32
A
↓
↓↓
↓
↓
↓
类别代号 通用特性 组别代号
系别代号 主参数
重大改进顺序号
（磨床类）（高精度）（外圆磨床组）（万能外圆 （最大磨削 （第一次重大改进）
—
超精机
床
深孔钻 床
深孔镗 床
内圆磨 床
内圆珩 磨机
摇臂钻 床
—
砂轮机
外圆及 其他珩
磨机
台式钻 床
坐标镗 床
坐标磨 床
抛光机
立式钻 床
立式镗 床
导轨磨 床
砂带抛 光及磨 削机床
卧式钻 床
卧式铣 镗床
刀具刃 磨床
刀具刃 磨及研 磨机床
铣钻床
精镗床
平面及 端面磨
床
可转位 刀片磨 削机床
中心孔 钻床
汽车、 拖拉机 修理用 镗床
通用机床的型号由基本部分和辅助部分组成，中 间用“/”隔开，读作“之”。基本部分需统一管理， 辅助部分是否写入型号由企业自定。
研磨机
其他钻 床
其他镗 床
工具磨 床
其他磨 床
3 M
—
球轴承 套圈沟 磨床
滚子轴 承套圈 滚道磨
床
轴承套 圈超精
机
叶片磨 削机床
滚子加 工机床
钢球加 工机床
气门、 活塞及 活塞环 磨削机
床
汽车、 拖拉机 修磨机
床
齿轮加工 机床Y
仪表齿 轮加工 机床
—
锥齿轮 加工机
特性代号 别代号 设计顺序号
顺序号
（ ）----可有可无
○ ----- 汉语拼音字母
● ----- 阿拉伯数字
同一型号机床 的变型代号
例2：分析 MG1432A
M
G
1
4
32
A
↓
↓↓
↓
↓
↓
类别代号 通用特性 组别代号
系别代号 主参数
重大改进顺序号
（磨床类）（高精度）（外圆磨床组）（万能外圆 （最大磨削 （第一次重大改进）
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超精机
床
深孔钻 床
深孔镗 床
内圆磨 床
内圆珩 磨机
摇臂钻 床
—
砂轮机
外圆及 其他珩
磨机
台式钻 床
坐标镗 床
坐标磨 床
抛光机
立式钻 床
立式镗 床
导轨磨 床
砂带抛 光及磨 削机床
卧式钻 床
卧式铣 镗床
刀具刃 磨床
刀具刃 磨及研 磨机床
铣钻床
精镗床
平面及 端面磨
床
可转位 刀片磨 削机床
中心孔 钻床
汽车、 拖拉机 修理用 镗床
通用机床的型号由基本部分和辅助部分组成，中 间用“/”隔开，读作“之”。基本部分需统一管理， 辅助部分是否写入型号由企业自定。
机械制造技术基础课件最新版第四章机床夹具原理与设计第5节
在其凸缘铣有台肩供钻套螺钉压紧外,同
时还铣有一平面,当此平面转至钻套螺钉
位置时,便可向上快速取出钻套。为防止
直接磨损钻模板,钻模板上也必须配装有
衬套,如图b所示。
图4-54 标准快换钻套的结构 1—快换钻套 2—钻套螺钉 3—钻套用衬套
第五节 各类机床夹具
4)特殊钻套 特殊钻套是在特殊情况下加工
孔用的,这类钻套只能结合具体情况自 行设计。
有定位、夹紧元件和钻套,加工时将其覆盖在工件上即可。
第五节 各类机床夹具
在上述各种形式的钻模中,钻模板和钻套是它们共有的,并区别于其他 夹具的特有元件。
钻模板是供安装钻套用的,要求有一定的强度和刚度,以防变形而影响 钻套的位置与导引精度。钻模板的结构及其在夹具上的连接形式,取决于工 件的结构形状、加工精度和生产效率等因素。
图4-53 标准可换钻套的结构 1—可换钻套 2—钻套螺钉 3—钻套用衬套
第五节 各类机床夹具
3)快换钻套
当工件上同一个孔须经多种加工 工步(如钻、扩、铰、攻螺纹等),而在加工 过程中必须依次更换或取出(如锪平或攻 螺纹)钻套以适应不同加工刀具的需要时, 可以采用这种快换钻套。
图a所示是标准快换钻套结构,它除
用于立式钻床,一般只能加工一个孔,或在机床主轴上加装多轴传动头,实现孔 系加工。
第五节 各类机床夹具
(2)滑动式钻模
钻模板固定在可以上下滑 动的滑柱上,并通过滑柱与夹具体 相连接。这是一种标准的可调夹具, 其基本组成部分,如夹具体、滑柱 等已标准化。
这种钻模操作方便、迅速, 转动手柄使钻模板升降,不仅有利 于装卸工件,还可用钻模板夹紧工 件,且自锁性能好。
图a是供钻斜面上的孔(或钻斜 孔)用的,图b是供钻凹坑中的孔用的。
机械制造技术基础B-第四章-第三节
提下，提高生产率。
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
切削过程中，增大走刀次数可不断减小工件的复映误差。设 ε1、ε2、 ε3分别为第一、第二、第三次走刀时的误差复映系数， 则
g1 1m, g22g112 m, g33g2123m
总误差复映系数： 总123
加工时：变形大的地方，切除的金 属层薄；变形小的地方，切除的金属 层厚。
结论：因机床受力变形，加工后的 工件呈两端粗，中间细的马鞍形。
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
2. 工件的变形
用两顶尖车削细长轴时，不考虑机床和刀具的变形，工件在 切削点处的变形量 yB 为：
yB
FP(Lx)2x2 3EIL
k Fp y
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
二、工艺系统刚度的计算
根据 k=Fy /y 得知，工艺系统在某一处的法向总变形位移y， 是系统的各个组成环节在同一处的法向变形的叠加：
yyjcyjjydyg
则机床刚度kjc、夹具刚度kjj、刀具刚度kd和工件刚度kg 为：
kjc Fp yjc, kd Fp yd , kjj Fp yjj, kg Fp yg,
得到:
11 111
k kjc kjj kd kg
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
三、工艺系统刚度对加工精度的影响
（一）切削力作用点位置变化引起的工件形状误差 以在车床两顶尖间加工光轴为例，分析力作用点位置变化对
工件形状的影响。 1. 机床的变形 假定工件短而粗，车刀悬伸长度短，
从“提高工艺系统的刚度”和“减小载荷及其变化”两方面 采取措施，来减小工艺系统的受力变形。
（一）提高工艺系统的刚度 1. 合理的结构设计
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
切削过程中，增大走刀次数可不断减小工件的复映误差。设 ε1、ε2、 ε3分别为第一、第二、第三次走刀时的误差复映系数， 则
g1 1m, g22g112 m, g33g2123m
总误差复映系数： 总123
加工时：变形大的地方，切除的金 属层薄；变形小的地方，切除的金属 层厚。
结论：因机床受力变形，加工后的 工件呈两端粗，中间细的马鞍形。
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
2. 工件的变形
用两顶尖车削细长轴时，不考虑机床和刀具的变形，工件在 切削点处的变形量 yB 为：
yB
FP(Lx)2x2 3EIL
k Fp y
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
二、工艺系统刚度的计算
根据 k=Fy /y 得知，工艺系统在某一处的法向总变形位移y， 是系统的各个组成环节在同一处的法向变形的叠加：
yyjcyjjydyg
则机床刚度kjc、夹具刚度kjj、刀具刚度kd和工件刚度kg 为：
kjc Fp yjc, kd Fp yd , kjj Fp yjj, kg Fp yg,
得到:
11 111
k kjc kjj kd kg
第三节 工艺系统的受力变形对加工精度的影响
三、工艺系统刚度对加工精度的影响
（一）切削力作用点位置变化引起的工件形状误差 以在车床两顶尖间加工光轴为例，分析力作用点位置变化对
工件形状的影响。 1. 机床的变形 假定工件短而粗，车刀悬伸长度短，
从“提高工艺系统的刚度”和“减小载荷及其变化”两方面 采取措施，来减小工艺系统的受力变形。
（一）提高工艺系统的刚度 1. 合理的结构设计
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都不必调整刀具位置，不需进行试切，直接保证加工 尺寸要求。这就是用夹具装夹工件时，采用调整法达 到尺寸精度的工作原理。
4.1 机床夹具概述
• 夹具工作原理的要点： • （1）使工件在夹具中占有正确的加工位置。 • （2）夹具对于机床应先保证有准确的相对位置。 • （3）使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到 准确位置。
4.1 机床夹具概述
划线找正安装按图纸Fra bibliotek求在工件表面上划出位置线以及加工线和 找正线，安装时首先按着找正线找正工件位置，夹紧工 件。
特点：
精度低；（0.1mm左右） 效率低； 不需其它专门设备，通用性好； 适合单件小批量的复杂铸件的粗加工（箱体）。
4.1 机床夹具概述
夹具安装
4.1 机床夹具概述
• 二.机床夹具的工作原理和在机械加工过程中的作用
1.夹具的主要工作原理 以下将介绍夹具装夹
工件时，采用调整法达
到尺寸精度的工作原理。
4.1 机床夹具概述
对位置精度的保证
1. 因为工件的A面是支承在 支承板2的工作面上的，因
而最终达到了铣出的糟底面
与A面平行的要求。 2. 夹具利用两定位键1 与铣床工作台的T型槽 配合，保证了与铣床
1.夹具上装有对刀块5，利用对 刀塞尺10塞入对刀块工作面与 立铣刀切削刃之间来确定铣刀 相对夹具的位置，此时可相应 横向调整铣床工作台的位置和 垂直升降工作台来达到刀具相 对对刀块的正确位置。 2.由于对刀块的两个工作面与 相应夹具定位支承板2和齿纹顶 支承钉3的各自支承面已保证和 尺寸，因而最终保证铣出槽子 的a和b尺寸。
4.1 机床夹具概述
• 2.夹具的作用：
• • • • • • (1)保证稳定可靠地达到各项加工精度要求； (2)缩短加工工时，提高劳动生产率； (3)降低生产成本； (4)减轻工人劳动强度； (5)可由较低技术等级的工人进行加工； (6)能扩大机床工艺范围。
4.1 机床夹具概述
三、夹具的分类与组成
4.1 机床夹具概述
定位：确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置
的过程；
夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过
程中保持定位位置不变的操作叫夹紧。 装夹就是定位和夹紧过程的总和。
4.1 机床夹具概述
一、工件的装夹方法 直接找正安装 操作工人利用千分表、卡尺、划线盘等工具，找正 某些有相互位置要求的表面，然后夹紧工件。 特点： 效率低； 应用于单件小批量生产； 如找正仪器精度高，被找正工件表面加工精度也高，可 达到很高的定位精度，因此适于精度要求高的场合。
纵向进给方向平行
4.1 机床夹具概述
3. 夹具的两个齿纹顶支承钉3 的支承工作面与两定位键侧面 保持平行，也就使支承钉3的 支承工作面与铣床纵向进给方 向平行。
4. 由于工件以B面与两支承钉
3的支承工作面相接触，因而 最终保证了铣出的槽的侧面与
工件B面平行。
4.1 机床夹具概述
对尺寸精度的保证
3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才
能开始加工。
4.1 机床夹具概述
• 4)加工中需先试切一段行程，测量尺寸，根据 测量结果再调整铣刀的相对位置，直至达到要 求为止。 • 5)每加工一个工件均重复上述步骤。 • 这种装夹方法不但费工费时，而且加工 出一批工件的加工误差分散范围较大。
1.夹具的分类
• • • • • 通用夹具；三爪、四爪卡盘, 虎钳, 分度头 专用夹具: 只适合该零件的专门为某工序而设计的 成组夹具: 适合同类零件的、经调整后即可实现的 组合夹具: 可根据零件需要, 经许多标准件组合而成的 随行夹具: 随着工件走、到各种机床都可
4.1 机床夹具概述
2.夹具的组成 1)定位元件：用于确定
4.2 工件在夹具中的定位
• 定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占 有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能 使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。
• 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度 就无法保证。工件定位方案的确定是夹具设计中首 先要解决的问题。
直接由夹具保证工件在机床上的正确位置，并直接 在夹具上夹紧工件。
特点：
效率高； 精度一致性好；
操作简单；
适合成批及大批量生产。
4.1 机床夹具概述
找正法与用夹具装夹工件的对比
待装夹工件 采用找正法装夹工件的步骤：
1)先进行划线，划出槽子的位置；
2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正， 找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。
4.1 机床夹具概述
• • • • • • • • • • • • 采用夹具装夹方法，不需划 线，把工件直接放入夹具中。 工件的A面支承在两支承板2 上；B面支承在两齿纹顶支承 钉3上；端面靠在支承钉4上， 这样就确定了工件在夹具中 的位置，然后旋紧螺母9通 过压板8把工件夹紧，完成 了装。下一工件进行加工时， 夹具在机床上的位置不动， 只需松开螺母9进行装卸工 件即可。
工件在夹具中的位置。
2)夹紧装置：用于夹紧 工件。 3)对刀、导引元件： 确定刀具相对夹具
定位元件的位置。
4.1 机床夹具概述
4)其它装置：如分 度元件等。 5)连接元件和连接 表面：用于确定夹 具本身在机床主轴 或工作台上的位置。 6)夹具体：用于将 夹具上的各种元件 和装置连接成一个 有机整体。 7）其他元件
4.1 机床夹具概述
3.至于槽子长度的位置尺寸,
则依本调整铣床工作台纵向
进给的行程挡块的位置，使 立式铣床工作台纵向进给的 终结位置保证铣刀距支承钉4 的距离等于c。由于工件以端 面与支承钉4的工作面相接触， 因而最终使铣出槽子的长度 位置达到尺寸的要求。
4.1 机床夹具概述
加工一批工件时，只要在允许的刀具尺寸磨损限度内，
机床夹具原理与设计
第四章
机床夹具原理与设计
4.1 机床夹具概述
4.2 工件在夹具中的定位
4.3 定位误差分析
4.4 工件在夹具中的夹紧
4.7 机床夹具设计的基本步骤
4.1 机床夹具概述
4.1 机床夹具概述
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的 一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对的 于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。
4.1 机床夹具概述
• 夹具工作原理的要点： • （1）使工件在夹具中占有正确的加工位置。 • （2）夹具对于机床应先保证有准确的相对位置。 • （3）使刀具相对有关的定位元件的定位工作面调整到 准确位置。
4.1 机床夹具概述
划线找正安装按图纸Fra bibliotek求在工件表面上划出位置线以及加工线和 找正线，安装时首先按着找正线找正工件位置，夹紧工 件。
特点：
精度低；（0.1mm左右） 效率低； 不需其它专门设备，通用性好； 适合单件小批量的复杂铸件的粗加工（箱体）。
4.1 机床夹具概述
夹具安装
4.1 机床夹具概述
• 二.机床夹具的工作原理和在机械加工过程中的作用
1.夹具的主要工作原理 以下将介绍夹具装夹
工件时，采用调整法达
到尺寸精度的工作原理。
4.1 机床夹具概述
对位置精度的保证
1. 因为工件的A面是支承在 支承板2的工作面上的，因
而最终达到了铣出的糟底面
与A面平行的要求。 2. 夹具利用两定位键1 与铣床工作台的T型槽 配合，保证了与铣床
1.夹具上装有对刀块5，利用对 刀塞尺10塞入对刀块工作面与 立铣刀切削刃之间来确定铣刀 相对夹具的位置，此时可相应 横向调整铣床工作台的位置和 垂直升降工作台来达到刀具相 对对刀块的正确位置。 2.由于对刀块的两个工作面与 相应夹具定位支承板2和齿纹顶 支承钉3的各自支承面已保证和 尺寸，因而最终保证铣出槽子 的a和b尺寸。
4.1 机床夹具概述
• 2.夹具的作用：
• • • • • • (1)保证稳定可靠地达到各项加工精度要求； (2)缩短加工工时，提高劳动生产率； (3)降低生产成本； (4)减轻工人劳动强度； (5)可由较低技术等级的工人进行加工； (6)能扩大机床工艺范围。
4.1 机床夹具概述
三、夹具的分类与组成
4.1 机床夹具概述
定位：确定工件在机床上或夹具中占有准确加工位置
的过程；
夹紧：在工件定位后用外力将其固定，使其在加工过
程中保持定位位置不变的操作叫夹紧。 装夹就是定位和夹紧过程的总和。
4.1 机床夹具概述
一、工件的装夹方法 直接找正安装 操作工人利用千分表、卡尺、划线盘等工具，找正 某些有相互位置要求的表面，然后夹紧工件。 特点： 效率低； 应用于单件小批量生产； 如找正仪器精度高，被找正工件表面加工精度也高，可 达到很高的定位精度，因此适于精度要求高的场合。
纵向进给方向平行
4.1 机床夹具概述
3. 夹具的两个齿纹顶支承钉3 的支承工作面与两定位键侧面 保持平行，也就使支承钉3的 支承工作面与铣床纵向进给方 向平行。
4. 由于工件以B面与两支承钉
3的支承工作面相接触，因而 最终保证了铣出的槽的侧面与
工件B面平行。
4.1 机床夹具概述
对尺寸精度的保证
3)根据槽子线痕位置调整铣刀相对工件的位置，调整好后才
能开始加工。
4.1 机床夹具概述
• 4)加工中需先试切一段行程，测量尺寸，根据 测量结果再调整铣刀的相对位置，直至达到要 求为止。 • 5)每加工一个工件均重复上述步骤。 • 这种装夹方法不但费工费时，而且加工 出一批工件的加工误差分散范围较大。
1.夹具的分类
• • • • • 通用夹具；三爪、四爪卡盘, 虎钳, 分度头 专用夹具: 只适合该零件的专门为某工序而设计的 成组夹具: 适合同类零件的、经调整后即可实现的 组合夹具: 可根据零件需要, 经许多标准件组合而成的 随行夹具: 随着工件走、到各种机床都可
4.1 机床夹具概述
2.夹具的组成 1)定位元件：用于确定
4.2 工件在夹具中的定位
• 定位的目的是使工件在夹具中相对于机床、刀具占 有确定的正确位置，并且应用夹具定位工件，还能 使同一批工件在夹具中的加工位置一致性好。
• 在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度 就无法保证。工件定位方案的确定是夹具设计中首 先要解决的问题。
直接由夹具保证工件在机床上的正确位置，并直接 在夹具上夹紧工件。
特点：
效率高； 精度一致性好；
操作简单；
适合成批及大批量生产。
4.1 机床夹具概述
找正法与用夹具装夹工件的对比
待装夹工件 采用找正法装夹工件的步骤：
1)先进行划线，划出槽子的位置；
2)将工件放在立式铣床的工作台上，按划出的线痕进行找正， 找正完成后用压板或虎钳夹紧工件。
4.1 机床夹具概述
• • • • • • • • • • • • 采用夹具装夹方法，不需划 线，把工件直接放入夹具中。 工件的A面支承在两支承板2 上；B面支承在两齿纹顶支承 钉3上；端面靠在支承钉4上， 这样就确定了工件在夹具中 的位置，然后旋紧螺母9通 过压板8把工件夹紧，完成 了装。下一工件进行加工时， 夹具在机床上的位置不动， 只需松开螺母9进行装卸工 件即可。
工件在夹具中的位置。
2)夹紧装置：用于夹紧 工件。 3)对刀、导引元件： 确定刀具相对夹具
定位元件的位置。
4.1 机床夹具概述
4)其它装置：如分 度元件等。 5)连接元件和连接 表面：用于确定夹 具本身在机床主轴 或工作台上的位置。 6)夹具体：用于将 夹具上的各种元件 和装置连接成一个 有机整体。 7）其他元件
4.1 机床夹具概述
3.至于槽子长度的位置尺寸,
则依本调整铣床工作台纵向
进给的行程挡块的位置，使 立式铣床工作台纵向进给的 终结位置保证铣刀距支承钉4 的距离等于c。由于工件以端 面与支承钉4的工作面相接触， 因而最终使铣出槽子的长度 位置达到尺寸的要求。
4.1 机床夹具概述
加工一批工件时，只要在允许的刀具尺寸磨损限度内，
机床夹具原理与设计
第四章
机床夹具原理与设计
4.1 机床夹具概述
4.2 工件在夹具中的定位
4.3 定位误差分析
4.4 工件在夹具中的夹紧
4.7 机床夹具设计的基本步骤
4.1 机床夹具概述
4.1 机床夹具概述
机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的 一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对的 于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。