第一篇：機(jī)械制造工程原理教案（xiexiebang推薦）

機(jī) 械

制 造 工 程

教

案

原 理

緒

論

一、課程概述

1、課程名稱：機(jī)械制造工程原理

2、課程內(nèi)容：

3、學(xué)習(xí)目的：培養(yǎng)專業(yè)人材

4、基本要求：識記

理解

應(yīng)用

二、制造行業(yè)現(xiàn)狀

發(fā)展快，要求高，專業(yè)人員缺乏

現(xiàn)代制造的目標(biāo)：高質(zhì)量、高效率、低成本和自動化

第一章

工件的定位夾緊與夾具設(shè)計

本章內(nèi)容：第一節(jié)

工件在機(jī)床上的安裝

第二節(jié)

夾具概念

第三節(jié)

定位原理

第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 第五節(jié) 夾具舉例

第一節(jié)

工件在機(jī)床上的安裝

一、安裝概念

定位：把工件安放在機(jī)床工作臺上或夾具中，使它和刀具之間有相對正確的位置。

夾緊：工件定位后，將工件固定，使其在加工過程中保持定位位置不變。

二、工件在機(jī)床或夾具上的三種安裝方式

1、直接找正安裝

2、劃線找正安裝

3、夾具安裝

夾具安裝指直接由夾具來保證工件在機(jī)床上的正確位置，并在夾具上直接夾緊工件。

第二節(jié)

夾具概念

一、夾具的概念

機(jī)床夾具是將工件進(jìn)行定位、夾緊，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向或?qū)Φ?，以保證工件和刀具間的相對運(yùn)動關(guān)系的附加裝置，簡稱夾具。

二、夾具的基本構(gòu)成

夾具構(gòu)成：

1、定位元件；

2、夾緊裝置；；

3、導(dǎo)向元件和對刀裝置；

4、連接元件；

5、夾具體；

6、其它元件及裝置。

三、夾具的分類

1、通用夾具

2、專用夾具

3、成組夾具

4、組合夾具

5、隨行夾具

第三節(jié)

定位原理 一、六點(diǎn)定位原理

長方體六點(diǎn)定位

三、定位方法

1、平面定位 ⑴支承釘

固定支承釘

可調(diào)支承釘

自定位支承

輔助支承

輔助支承和可調(diào)支承的區(qū)別：輔助支承是在工件定位后才參與支承的元件，其高度是由工件確定的，因此它不起定位作用，但輔助支承鎖緊后就成為固定支承，能承受切削力。輔助支承主要用來在加工過程中加強(qiáng)被加工部位的剛度和提高工作的穩(wěn)定性，通過增加一些接觸點(diǎn)防止工件在加工中變形，但又不影響原來的定位。⑵支承板

支承板

2、圓孔定位 ⑴圓柱定位銷

圓柱定位銷

菱形銷

⑵圓錐銷

圓錐銷 ⑶心軸

剛性心軸

3、外圓柱面定位 ⑴V形塊

⑵定位套

工件外圓以套筒和錐套定位

4、圓錐孔定位

工件在錐度心軸上定位

三、完全定位與不完全定位 實(shí)例一：如何對下圖所示工件定位？

解：方案一：不完全定位

球體上通銑平面限制2 個自由度：X、Z

方案二：不完全定位

球體上通銑平面限制2 個自由度：X、Y、Z 實(shí)例二：不完全定位

實(shí)例三：完全定位

四、欠定位和過定位

1、欠定位：應(yīng)該限制的自由度沒有被限制。

2、過定位：有重復(fù)限定的自由度 ⑴平面的過定位

注意：這種過定位只用于已加工表面，以加強(qiáng)剛度。⑵大端平面與長銷組合產(chǎn)生的過定位

解決方法一：長銷小平面組合

方法二：短銷大端平面組合

方法三：使用球面墊圈

⑶一面兩銷組合產(chǎn)生的過定位

解決方法：銷2采用菱形銷，釋放了重復(fù)限制的自由度Y。

五、定位誤差分析與計算

1、基準(zhǔn)不重合誤差

2、定位基準(zhǔn)位移誤差 用支承釘作定位元件

3、用V形塊定位的定位誤差分析

定位誤差的分解解析

第四節(jié)

工件在夾具中的夾緊

一、夾緊機(jī)構(gòu)的作用

夾緊機(jī)構(gòu)保證了在加工力的作用下工件正確的定位狀態(tài)。

二、夾緊機(jī)構(gòu)的動力源

夾緊機(jī)構(gòu)的動力源大致可以分為三類：手動夾緊機(jī)構(gòu)、氣（液）動夾緊裝置和電磁夾緊裝置。

三、電磁無心夾具的兩種工作狀態(tài)

電磁無心夾具常見的兩種工作情況是以外圓定位加工內(nèi)孔和以外圓定位加工外圓。其主要調(diào)整參數(shù)為偏心量ｅ、偏心方向角θ、支承角α及兩支承的夾角β。

四、夾緊力

1、夾緊力的作用方向的選擇

2、夾緊力的作用點(diǎn)的選擇

第五節(jié) 夾具舉例

本節(jié)將簡要介紹鉆床、鏜床、銑床和車床等機(jī)床使用的夾具，并結(jié)合各燈機(jī)床夾具對夾具中有關(guān)元件或裝置進(jìn)行簡要說明。一．鉆床夾具

鉆床夾具因大都具有刀具導(dǎo)向裝置，習(xí)慣上又稱為鉆模，在機(jī)床夾具中，鉆模占有相當(dāng)大的比例。

1.鉆模的類型

鉆模根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模等。

2.鉆模設(shè)計要點(diǎn)（1）鉆套

鉆套是引導(dǎo)刀具的元件，用以保證孔的加工位置，并防止加工過程中刀具的偏斜。鉆套按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為四種類型，即固定鉆套、可換鉆套、快換鉆套和特殊鉆套。（2）鉆模板

鉆模板用于安裝鉆套。

鉆模板與夾具體的聯(lián)接方式有固定式、鉸鏈?zhǔn)?、分離式和懸掛式等幾種。（3）夾具體

二、鏜床夾具

具有刀具導(dǎo)向的鏜床夾具，習(xí)慣上又稱為鏜模，鏜模與鉆模有很多相似之處。

1.鏜模的種類

鏜模根據(jù)其鏜套支架的布置形式可分為單面導(dǎo)向和雙面導(dǎo)向兩類。

2.鏜模的設(shè)計要點(diǎn)

（1）鏜套

鏜套用于引導(dǎo)鏜桿。根據(jù)其在加工中是否運(yùn)動可分為固定式鏜套和回轉(zhuǎn)式鏜套丙類。（2）鏜模支架與夾具體

鏜模支架用于安裝鏜套，保證被加工孔系的位置精度，并可承受切削力的作用。

三、銑床夾具

銑床夾具主要用于加工零件上的平面、鍵槽、缺口及成形表面等。1.銑床夾具的類型

由于銑消過程中，夾具大都與工作臺一起進(jìn)給運(yùn)動，耐銑床夾具的整體結(jié)構(gòu)又常常取決于銑削加工的進(jìn)給方式。因此，常按不同的進(jìn)給方式將銑床夾具分為直線進(jìn)給式、圓周進(jìn)給式和仿形進(jìn)給式三種類型。

2.銑床夾具的設(shè)計要點(diǎn)（1）夾具總體結(jié)構(gòu)

銑削加工的切削力較大，又是斷續(xù)切削，加工中易引起振動，因此銑床夾具的受力元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度。夾緊機(jī)構(gòu)所提供的夾緊力應(yīng)足夠大，且要求有較好的自鎖性能。為提高夾具的工作效率，應(yīng)盡可能采用機(jī)動夾緊機(jī)構(gòu)和聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)，并在可能的情況下，采用多件夾緊和多件加工。

（2）對刀裝置

對刀裝置用以確定夾具相對于刀具的位置。銑床夾具的對刀裝置主要由對刀塊和塞尺構(gòu)成。（3）夾具體

銑床夾具的夾具體要承受較大的切削力，因此要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，通常在夾具體要適當(dāng)?shù)夭贾媒畎?，夾具體的安裝面應(yīng)足夠大，且盡可能作成周邊接觸的形式。

四、車床夾具

車床夾具主要用于加工零件的內(nèi)外圓柱面、圓錐面、回轉(zhuǎn)成形面、螺紋及端平面等。1.車床夾具的類型

根據(jù)工件的定位基準(zhǔn)和夾具本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車床夾具可分為以下四類： 1）以工件外圓定位的車床夾具，如種類夾盤和夾頭。2）以工件內(nèi)孔定位的車床夾具，如各種心軸。3）以工件頂尖孔定位的車床夾具，如頂尖、撥盤等。

4）用于加工非回轉(zhuǎn)體的車床夾具，如各種彎板式、花盤式車床夾具。

2.車床夾具設(shè)計要點(diǎn)（1）車床夾具總體結(jié)構(gòu)

車床夾具大都安裝在機(jī)床主軸上，并與主軸一起作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。（2）夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接

車床夾具與機(jī)床主軸的聯(lián)接方式取決于機(jī)床主軸軸端的結(jié)構(gòu)以及夾具的體積和精度要求。

第二章

機(jī)械加工表面質(zhì)量

機(jī)械加工表面質(zhì)量包含了幾何參數(shù)方面的質(zhì)量和物理機(jī)械參數(shù)方面的質(zhì)量。幾何參數(shù)方面質(zhì)量是指機(jī)械加工表面本身精度和表面這間相對位置精度即尺寸精度、幾何形狀精度和位置精度；物理機(jī)械參數(shù)方面的質(zhì)量是指機(jī)械加工表面層因塑性變形引起的冷作硬化，因切削熱引起的金相組織變化和殘余應(yīng)力。其中表面物理機(jī)械參數(shù)方面質(zhì)量和微觀幾何形狀精度屬于表面質(zhì)量范疇，在配音將作詳細(xì)介紹，耐尺寸精度、宏觀幾何精度和位置精度屬加工精度范疇，將在下章詳細(xì)介紹。

第一節(jié)

機(jī)械加工表面質(zhì)量的概念

一、機(jī)械加工表面質(zhì)量的含義

機(jī)械加工表面質(zhì)量指經(jīng)過機(jī)械加工后，在零件已加工表面上幾微米至幾百微米表面層所產(chǎn)生的物理機(jī)械性能的變化，以及表面層微觀幾何形狀誤差，所以機(jī)械加工表面質(zhì)量的主要內(nèi)容包含了表面層微觀幾何形狀和表面層物理機(jī)械性能。

1.表面層幾何形狀誤差

表面層幾何形狀誤差主要由表面粗糙度和波度兩個部分組成。表面粗糙度是指表面的微觀幾何形狀誤差，它是切削運(yùn)動后，刀刃在被加工表面上形成的峰谷不平的痕跡。波度是介于加工精度（宏觀幾何形狀誤差）和表面粗糙度之間的周期性幾何形狀誤差，它主要是由加工過程中工藝系統(tǒng)的振動所引起的。

2.表面層物理機(jī)械性能

表面層的金屬材料在切削加工時會產(chǎn)生物理、機(jī)械以及化學(xué)性質(zhì)的變化。它主要有： 1）表面層硬化深度和程度。工件在機(jī)械加工過程中，表面層金屬產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，使表面層的硬度提高，這種現(xiàn)象稱表面冷作硬化；

2）表面層內(nèi)殘余應(yīng)力的大小、方向及分布情況。在切削或磨削加工過程中，由于切削變形和切削熱的影響，加工表面層會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，其應(yīng)力狀態(tài)（拉應(yīng)力或壓應(yīng)力）和大小對零件合作性能有很大影響。

3）表面層金相組織的改變。這種改變包括日粒大小和形狀、析出物和再結(jié)晶等的變化。如磨削淬火零件時由于磨削燒傷引起的表面層金相組織由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榍象w、索氏體，表面層硬度降低。

4）表面層內(nèi)其它物理機(jī)械性能的變化。這種變化包括極限強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和磁性等的變化。

二、表面質(zhì)量對使用性能的影響

表面質(zhì)量對零件合作性能，如耐磨性、耐疲勞性、耐腐蝕性、配合質(zhì)量等都有一定程度的影響。

1、耐磨性

2、耐疲勞性

3、耐腐蝕性

4、配合質(zhì)量

第二節(jié)

表面粗糙度及其影響因素

影響表面粗糙度的因素主要有幾何因素和物理因素。

1.切削加工后的表面粗糙度

（1）切削速度的影響。

（2）被加工材料性質(zhì)的影響。

（3）刀具的幾何形狀、材料、刃磨質(zhì)量的影響。2.磨削加工后的表面粗糙度

圖5-10 磨粒在工件上的刻痕

圖5-11 磨粒上的微刃 影響磨削表面粗糙度的主要因素是：（1）砂輪的粒度。（2）砂輪的修整。（3）砂輪速度。

（4）磨削切深與工件速度。

第三節(jié) 機(jī)械加工后表面物理機(jī)械性能的變化

一．加工表面的冷作硬化

圖5-12 切削加工后表面層的冷硬

圖5-13 切削速度與進(jìn)給量對冷作硬化的影響 影響冷作硬化的主要因素有： 1）刀具的影響。2）切削用量的影響。3）被加工材料的影響。

二．加工表面的金相組織變化—磨削燒傷

避免燒傷的途徑是減少熱量的產(chǎn)生和加速熱量的傳出。具體措施與消除裂紋措施相同，將在后面敘述。三．加工表面層的殘余應(yīng)力

1.表面殘余應(yīng)力的產(chǎn)生原因（1）冷塑性變化的影響。（2）熱塑性變形的影響。（3）金相組織變化的影響。2.磨削裂紋及避免產(chǎn)生裂紋的措施

磨削裂紋的產(chǎn)生與材料熱處理工序有很大關(guān)系。解決這一問題的主要措施有：

（1）提高冷卻效果。

（2）磨削用量的選擇。（3）改善砂輪的磨削性能。

第四節(jié) 控制加工表面質(zhì)量的途徑

1.控制磨削參數(shù)

2.采用超精加工、珩磨等光整加工方法作為最終加工工序。3.采用噴丸、滾壓、輾光等強(qiáng)化工藝。

第五節(jié) 振動對表面質(zhì)量的影響及其控制

一．振動對表面質(zhì)量的影響

圖5-22 切削加工中振動的類型 二．自由振動

自由振動是當(dāng)系統(tǒng)所受的外界干擾力去除后系統(tǒng)本身的衰減振動。三．強(qiáng)迫振動

強(qiáng)迫振動是由外界周期性的干擾力所支持的不衰減振動。1.切削加工中產(chǎn)生強(qiáng)迫振動的原因。2.強(qiáng)迫振動的特點(diǎn)

1）強(qiáng)迫振動的穩(wěn)態(tài)過程是諧振動，只要干擾力存在，振動不會被阻尼衰減掉，去除了干擾力，振動停止。

2）強(qiáng)迫振動的頻率等于干擾力的頻率。

3）阻尼愈小，振幅愈大，諧波響應(yīng)軌跡的范圍大。增加阻尼，能在效地減小振幅。4）在共振區(qū)，較小的頻率變化會引起較大的振幅和相位角的變化。3.消除強(qiáng)迫振動的途徑 1）消振與隔振。

2）消除回轉(zhuǎn)零件的不平衡。3）提高傳動件的制造精度。4）提高系統(tǒng)剛度，增加阻尼。四．自激振動

1.自激振動的原理

圖5-23 機(jī)床自激振動系統(tǒng)

2.自激振動的特點(diǎn) 3.消除自激振動的途徑

1）合理選擇與切削過程有關(guān)的參數(shù)。2）提高工藝系統(tǒng)本身的抗振性。3）使用消振裝置。

第三章

機(jī)械加工精度

第一節(jié)

機(jī)械加工精度的概念

一、機(jī)械加工精度的含義及內(nèi)容

加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實(shí)際值與理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。

零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面，故加工精度包括：（1）尺寸精度（2）幾何形狀精度（3）相互位置精度

二、機(jī)械加工誤差分類

1、系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差

從誤差是否被人們掌握來分，可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。

2、靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差

從誤差是否與切削狀態(tài)有關(guān)來分，可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。

第二節(jié)

獲得加工精度的方法

1、試切法

2、調(diào)整法

調(diào)整法可分為靜調(diào)整法和動調(diào)整法兩大類：

3、尺寸刀具法

尺寸刀具法大多利用定尺寸的孔加工刀具，如鉆頭、鏜刀塊、拉刀及鉸刀等來加工孔。

4、主動測量法

在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，達(dá)到要求時就立即停止加工，這就是主動測量法。

第三節(jié) 影響加工精度的因素

一、原理誤差

原理誤差是由于采用了近似的加工運(yùn)動或者近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的。

二、工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損對加工精度的影響

工藝系統(tǒng)中機(jī)床、刀具、夾具本身的制造精度及磨損將對工件的加工精度有不同程度的影響。

1、機(jī)床的制造精度和磨損（1）導(dǎo)軌誤差

2、刀具的制造精度和尺寸磨損

3、夾具的制造精度和磨損

三、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響

1、剛度的概念

剛度是物體受力后抵抗外力的能力，也就是物體在受力方向上產(chǎn)生單位彈性變形所需要的力。

2、剛度曲線及影響剛度的因素（1）工藝系統(tǒng)的變形曲線 1）加載變形曲線

2）正反加卸載變形曲線 3）多次重復(fù)加卸載變形曲線

（2）影響工藝系統(tǒng)剛度的因素 1）接觸面的表面質(zhì)量

2）系統(tǒng)存在薄弱環(huán)節(jié)—剛度較差的零件

3）連接件夾緊力的影響 4）摩擦力的影響 5）間隙的影響

（3）工藝系統(tǒng)剛度及其組成

3、工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響（1）切削力對加工精度的影響

工藝系統(tǒng)受切削力的作用將產(chǎn)生變形，當(dāng)切削力變化時造成變形量的變化，因此將會影響工件的尺寸精度、形狀精度及位置精度。

（2）傳動力對加工精度的影響（3）慣性力對加工精度的影響（4）夾緊力對加工精度的影響（5）重力對加工精度的影響

、內(nèi)應(yīng)力對加工精度的影響（1）毛坯制造中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（2）冷校直帶來的內(nèi)應(yīng)力

5、提高工藝系統(tǒng)剛度的措施（1）機(jī)床構(gòu)件自身剛度的提高（2）提高工件安裝時的剛度（3）提高加工時刀具的剛度（4）提高零件表面質(zhì)量（5）減少接觸面（6）加預(yù)緊力

四、工藝系統(tǒng)受熱變形對加工精度的影響

1、工藝系統(tǒng)的熱源（1）切削熱

（2）傳動系統(tǒng)的摩擦熱和能量損耗（3）外部熱源

2、工件的熱變形（1）工件比較均勻地受熱（2）工件不均勻受熱

3、刀具的熱變形

4、機(jī)床的熱變形

5、減少熱變形對加工精度影響的措施（1）減少熱源的能量（2）用熱補(bǔ)償方法（3）改善機(jī)床結(jié)構(gòu)（4）保持工藝系統(tǒng)的熱平衡（5）控制環(huán)境溫度

五、調(diào)整誤差

不同的調(diào)整方式，有不同的誤差來源： 1）試切法調(diào)整（1）度量誤差（2）加工余量的影響（3）微進(jìn)給誤差 2）按定程機(jī)構(gòu)調(diào)整 3）按樣件或樣板調(diào)整

六、度量誤差

（1）度量方法和度量儀器的選擇（2）測量力引起的變形誤差（3）度量環(huán)境的影響（4）讀數(shù)誤差

第四節(jié)

加工誤差的分析與控制

一、分布曲線法

1、正態(tài)分布曲線

2、利用分布曲線研究加工精度（1）工藝驗(yàn)證—工藝能力系數(shù)（2）誤差分析

3、運(yùn)用分布曲線研究加工精度所存在的問題

二、點(diǎn)圖法

三、相關(guān)分析法

1、相關(guān)性

2、回歸直線

3、應(yīng)用舉例

四、分析計算法

1、系統(tǒng)誤差的綜合

2、隨機(jī)系統(tǒng)的綜合

3、系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合

4、應(yīng)用舉例

第四章

機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定

第一節(jié)

基本概念

一、機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程與機(jī)械加工工藝過程 機(jī)械加工工藝過程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分。

二、機(jī)械加工工藝過程的組成

1、工序

工序是指一個（或一組）工人在一個工作地點(diǎn)對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。

2、安裝

在同一個工序中，工件每定位和夾緊一次所完成的那部分加工稱為一個安裝。

3、工位

每一個加工位置上所完成的工藝過程稱為工位。

4、工步

在一個工位中，加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的加工，稱為一個工步。

5、走刀

切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工走內(nèi)容，稱為一次走刀。

三、生產(chǎn)類型與機(jī)械加工工藝規(guī)程

用工藝文件規(guī)定的機(jī)械加工工藝過程，稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。

1、生產(chǎn)綱領(lǐng)

產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)就是年生產(chǎn)量。

2、生產(chǎn)類型

機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)類型一般分為三類即大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)。

3、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用

4、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式

四、機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計原則、步驟和內(nèi)容

制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程是工藝準(zhǔn)備中最重要的一項工作。其主要內(nèi)容和順序包括以下幾方面。

1、制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料

2、設(shè)計機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉或確定毛坯 4）擬定機(jī)械加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備 6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 7）確定各工序的加工余量、計算工序尺寸和公差。8）確定切削用量 9）確定時間定額 10）填寫工藝文件

第二節(jié)

定位基準(zhǔn)及選擇

一、基準(zhǔn)

1、設(shè)計基準(zhǔn)

2、工藝基準(zhǔn)（1）定位基準(zhǔn)（2）測量基準(zhǔn)（3）裝配基準(zhǔn)

二、定位基準(zhǔn)的選擇

1、選擇定位基準(zhǔn)的基本方法

2、粗基準(zhǔn)的選擇

1）選加工余量小的、較準(zhǔn)確的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準(zhǔn) 2）選重要表面為粗基準(zhǔn) 3）選不加工的表面做粗基準(zhǔn) 4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次

3、精基準(zhǔn)的選擇（1）基準(zhǔn)重合原則（2）基準(zhǔn)單一原則（3）互為基準(zhǔn)原則（4）自為基準(zhǔn)原則

第三節(jié)

工藝路線的制定

一、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇

1、加工經(jīng)濟(jì)精度

2、加工方法的選擇

二、典型表面的加工路線

1、外圓表面的加工路線

2、孔的加工路線

3、平面的加工路線

三、工序順序的安排

1、工序順序的安排原則

（1）先加工基準(zhǔn)面，再加工其它表面（2）一般情況下，先加工平面，后加工孔（3）先加工主要表面，后加工次要表面（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序

2、熱處理工序及表面處理工序的安排

3、其它工序的安排

四、工序的集中與分散

同一個工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。

五、加工階段的劃分

根據(jù)精度要求的不同，可以劃分為工：（1）粗加工階段（2）半精加工階段（3）精加工階段

（4）精密、超精密加工、光整加工階段

第四節(jié)

加工余量、工序間尺寸及公差的確定

一、加工余量的概念

1、加工總余量與工序余量

2、工序余量的影響因素（1）上道工序的加工精度（2）上道工序的表面質(zhì)量（3）本道工序的安裝誤差

二、加工余量的確定 確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)法。

三、工序尺寸與公差的確定

1）擬定該加工表面的工藝路線，制定工序及工步

2）按各工序所采用加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，確定工序尺寸公差和表面粗糙度 3）按工序用分析計算法或查表法確定其加工余量 4）填寫工序尺寸并按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差

第五節(jié)

工藝尺寸鏈

一、直線尺寸鏈的基本計算公式

1、極值法計算公式（1）封閉環(huán)的基本尺寸

（2）封閉環(huán)的公差

（3）封閉環(huán)的上下偏差

第二篇：機(jī)械制造技術(shù)切削原理復(fù)習(xí)

1、金屬切削過程中，切屑的形成主要是（1）的材料剪切滑移變形的結(jié)果。① 第Ⅰ變形區(qū) ② 第Ⅱ變形區(qū) ③ 第Ⅲ變形區(qū) ④ 第Ⅳ變形區(qū)

2、在正交平面內(nèi)度量的基面與前刀面的夾角為（1）。① 前角 ② 后角 ③ 主偏角 ④ 刃傾角

3、切屑類型不但與工件材料有關(guān)，而且受切削條件的影響。如在形成擠裂切屑的條件下，若加大前角，提高切削速度，減小切削厚度，就可能得到（1）。① 帶狀切屑 ② 單元切屑 ③ 崩碎切屑 ④ 擠裂切屑

4、切屑與前刀面粘結(jié)區(qū)的摩擦是（2）變形的重要成因。① 第Ⅰ變形區(qū) ② 第Ⅱ變形區(qū) ③ 第Ⅲ變形區(qū) ④ 第Ⅳ變形區(qū)

5、切削用量中對切削力影響最大的是（2）。① 切削速度 ② 背吃刀量 ③ 進(jìn)給量 ④ 切削余量

6、精車外圓時采用大主偏角車刀的主要目的是降低（2）。① 主切削力Fc ② 背向力Fp ③ 進(jìn)給力Ff ④ 切削合力F

7、切削用量三要素對切削溫度的影響程度由大到小的順序是（2）。①

②

③

④

8、在切削鑄鐵等脆性材料時，切削區(qū)溫度最高點(diǎn)一般是在（3）。

① 刀尖處 ② 前刀面上靠近刀刃處 ③ 后刀面上靠近刀尖處 ④ 主刀刃處

(加工鋼料塑性材料時，前刀面的切削溫度比后刀面的切削溫度高，而加工鑄鐵等脆性材料時，后刀面的切削溫度比前刀面的切削溫度高。因?yàn)榧庸に苄圆牧蠒r，切屑在前刀面的擠壓作用下，其底層金屬和前刀面發(fā)生摩擦而產(chǎn)生大量切削熱，使前刀面的溫度升高。加工脆性材料時，由于塑性變形很小，崩碎的切屑在前刀面滑移的距離短，所以前刀面的切削溫度不高，而后刀面的摩擦產(chǎn)生的切削熱使后刀面切削溫度升高而超過前刀面的切削溫度。)(前刀面和后刀面上的最高溫度都不在刀刃上，而是離開刀刃有一定距離的 地方。切削區(qū)最高溫度點(diǎn)大約在前刀面與切屑接觸長度的一半處，這是因?yàn)榍行荚诘谝蛔?形區(qū)加熱的基礎(chǔ)上，切屑底層很薄一層金屬在前刀面接觸區(qū)的內(nèi)摩擦長度內(nèi)又經(jīng)受了第二 次剪切變形，切屑在流過前刀面時又繼續(xù)加熱升溫。隨著切屑沿前刀面的移動，對前刀面 的壓力減小，內(nèi)摩擦變?yōu)橥饽Σ?，發(fā)熱量減少，傳出的熱量多，切削溫度逐漸下降。)

9、積屑瘤是在（1）切削塑性材料條件下的一個重要物理現(xiàn)象。

① 低速 ② 中速 ③ 高速 ④ 超高速

10、目前使用的復(fù)雜刀具的材料通常為（4）。① 硬質(zhì)合金 ② 金剛石 ③ 立方氮化硼 ④ 高速鋼

10、目前使用的復(fù)雜刀具的材料通常為（4）。

① 硬質(zhì)合金 ② 金剛石 ③ 立方氮化硼 ④ 高速鋼

11、在立式鉆床上鉆孔，其主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動（2）。① 均由工件來完成 ② 均由刀具來完成

③ 分別由工件和刀具來完成 ④ 分別由刀具和工件來完成

12、進(jìn)給運(yùn)動通常是機(jī)床中（）。

① 切削運(yùn)動中消耗功率最多的運(yùn)動 ② 切削運(yùn)動中速度最高的運(yùn)動 ③ 不斷地把切削層投入切削的運(yùn)動 ④ 使工件或刀具進(jìn)入正確加工位置的運(yùn)動

13、切削用量中對刀具壽命影響最大的是（1）。① 進(jìn)給速度 ② 背吃刀量 ③ 進(jìn)給量 ④ 切削速度

14、切削鑄鐵等脆性材料時，容易產(chǎn)生（3）切屑。① 帶狀切屑 ② 單元切屑 ③ 崩碎切屑 ④ 擠裂切屑

15、用硬質(zhì)合金刀具對碳素鋼工件進(jìn)行精加工時，應(yīng)選擇刀具材料的牌號為（1）。① YT30 ② YT5 ③ YG3 ④ YG8

(YT30 耐磨性和運(yùn)行的切削速度較YT15高，但使用強(qiáng)度抗沖擊韌 性較差。適于碳素鋼與合金鋼的精加工，如小斷面的精車 精鏜，精擴(kuò)等;YT15 耐磨性優(yōu)于YT15合金，但抗沖擊韌性較YT5差。適于鋼，鑄鋼，合金鋼中切削斷面的半精加工或小切削斷面精加工;YT5 在鎢鈷鈦合金中強(qiáng)度，抗沖擊及抗震性最好，但耐磨性較 差。適于碳素鋼與合金鋼（包括鍛件，沖壓件，鑄鐵表皮）間斷切削時的粗車粗刨半精刨;YG3類硬質(zhì)合金適合于鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬等材料的連續(xù)精加工和半精加工;YG8類硬質(zhì)合金適合于鑄鐵、有色金屬及其合金的粗加工，也能用于斷續(xù)切削。)

16、在背吃刀量pa和進(jìn)給量f一定的條件下，切削厚度與切削寬度的比值取決于（3）。① 刀具前角 ② 刀具后角 ③ 刀具主偏角 ④ 刀具副偏角

17、精銑鑄鐵箱體平面時，以下可選擇的刀具材料是（）。① YG8 ② YG3 ③ YT5 ④ YT30

18、精車外圓時，為了避免已加工表面被切屑劃傷，應(yīng)采用刃傾角（2）的外圓車刀。① λs = 0° ② λs > 0° ③ λs < 0° ④ λs <-10°

19、砂輪的（3）是指工作表面的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度。① 粒度 ② 疏松度 ③ 硬度 ④ 強(qiáng)度 20、精車45鋼軸，以下可選擇的刀具材料是（）。① YG8 ② YT5 ③ YG3 ④ YT30

二、判斷題

1、第Ⅲ變形區(qū)的變形是造成已加工表面硬化和殘余應(yīng)力的主要原因。(y)

2、由于大部分塑性變形集中于第Ⅰ變形區(qū)，因而切削變形的大小，主要由第Ⅰ變形區(qū)的變形來衡量。(y)

3、切屑形態(tài)的變化反映了切削變形程度的不同，如帶狀切屑是切削層沿剪切面滑移變形尚未達(dá)到斷裂程度而形成的。(y)

4、刀具刃傾角為正時，能保護(hù)刀尖，一般用于斷續(xù)切削。(n)

5、切屑與前刀面的摩擦與一般金屬接觸面間的摩擦不同，不是一般的外摩擦，而是切屑粘結(jié)部分和上層金屬之間的摩擦，即切屑的內(nèi)摩擦。(y)

6、硬脆材料與金屬材料的切除過程有所不同，其切除過程以斷裂破壞為主。(y)

7、切屑底層與前刀面間粘結(jié)區(qū)的摩擦是形成積屑瘤的重要成因。(y)

8、磨粒磨損主要在低速切削條件下存在，因此，對低速切削的刀具而言，磨粒磨損往往是刀具磨損的主要原因。(n)

9、在精車碳素鋼工件時，一般應(yīng)選擇YT30牌號的硬質(zhì)合金車刀。（y）

10、影響切削力的因素很多，其中最主要的是刀具材料、刀具磨損、冷卻潤滑液。(n)

11、切削溫度是切削過程的一個重要物理量，主要影響刀具磨損和積屑瘤的產(chǎn)生，但對表面質(zhì)量沒有影響。（n）

12、切削溫度的高低不僅取決于熱源區(qū)產(chǎn)生熱量的多少，而且還取決于散熱條件的好壞。(y)

13、切削用量增加，功率消耗加大，切削熱的生成加多，切削溫度就會升高。(y)

14、切削脆性材料時，由于形成崩碎切屑，故最高溫度區(qū)位于靠近刀尖的后刀面上的小區(qū)域內(nèi)。(y)

15、切削用量中切削速度對刀具耐用度的影響最大，其次為切削深度，而進(jìn)給量對刀具耐用度的影響最小。(n)

16、在YG、YT類硬質(zhì)合金中，鈷和鈦的含量越高，硬度與耐磨性越好，越適合金屬的粗加工。(y)

17、高速鋼刀具具有較高的強(qiáng)度和韌性，刃口鋒利，切削速度和耐用度都高于硬質(zhì)合金。(n)

18、砂輪的硬度是指工作表面的磨粒在磨削力的作用下脫落的難易程度，粗磨時應(yīng)選用較軟 的的砂輪，工件材料較硬時，應(yīng)選用較硬的的砂輪。(n)（19、主切削力Fc是計算機(jī)床功率及設(shè)計夾具、刀具的主要依據(jù)。（y）

20、當(dāng)切削塑性金屬材料時，若切削速度較低，切削厚度較薄，則易發(fā)生(前)后刀面磨損。（y）

三、問答題

1、刀具的基本角度有哪幾個？如何定義的？它們對切削加工有何主要影響？

2、切削層參數(shù)指的是什么？與切削深度pa和進(jìn)給量f有什么關(guān)系？

3、普通硬質(zhì)合金分為哪幾類？簡述其特點(diǎn)和用途。

4、三個變形區(qū)有何特點(diǎn)？各自對切屑的形成過程有什么影響？

5、三個切削分力是如何定義的？各分力對切削加工過程有何影響？

6、影響刀具磨損的主要原因有哪些？如何影響的？

7、用的車刀加工外圓柱面，加工前工件直徑為Φ62，加工后直徑為Φ54，主軸轉(zhuǎn)速n = 240 r/min，刀具的進(jìn)給速度vf=96mm/min，試計算cv、f、ap、hD、bD、AD。

8、已知某高速鋼外圓車刀的標(biāo)注角度為：，試畫圖表示之，并說明各角度的名稱和定義。

9、請回答W18Cr4V、YT15、YG8三種刀具材料各屬于哪類刀具材料？適合加工何種工件材料？可在什么樣的切削條件下加工？

10、什么是砂輪？砂輪有哪些基本特性？如何選擇合適的砂輪？

11、按以下刀具材料、工件材料、加工條件進(jìn)行刀具材料的合理選擇： 刀具材料：YG3X、YG8、YT5、YT30、W18G4V。工件材料及切削條件： ① 粗銑鑄鐵箱體平面； ② 粗鏜鑄鐵箱體孔； ③ 齒輪加工的剃齒工序； ④ 45鋼棒料的粗加工； ⑤ 精車40鋼工件外圓。

12、什么是刀具的工作角度？它們與刀具的基本標(biāo)注角度有哪些不同？

13、切削液的主要作用有哪些？如何正確地選擇切削液？

14、主運(yùn)動和進(jìn)給運(yùn)動如何定義與確定？各自有何特點(diǎn)？

15、什么是切削用量三要素？各自有何作用？

四、填空題

1、根據(jù)摩擦情況不同，切屑與前刀面接觸部分可分為兩個摩擦區(qū)，即 黏結(jié)區(qū) 和 滑動區(qū)。

2、切削力可以分解為三個分力，它們是 主切削力 力、背向力 力和 進(jìn)給力 力，其中 主切削 力消耗的功率最大，背向力 力則不消耗功率。

3、在刀具的五個基本標(biāo)注角度中，影響排屑方向的標(biāo)注角度主要是 前角。

4、切削用量與切削力有密切關(guān)系，切削用量中對切削力影響最大的是 背吃刀量。

5、切削加工45鋼時通常應(yīng)采用 YT或YW 類硬質(zhì)合金刀具。

6、一次磨刀之后，刀具進(jìn)行切削，后刀面允許的最大磨損量（VB），稱為 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。

7、外圓車刀的主偏角增大后，會使背向力Fp 增大，進(jìn)給力Ff 減小。

8、粗加工時，限制進(jìn)給量的主要因素是 切削力；精粗加工時，限制進(jìn)給量的主要因素是 表面粗糙度。

9、切削用量選擇的一般順序是：先確定 背吃刀量，再確定 進(jìn)給量，最后確定 進(jìn)給速度。

10、切削加工是利用 刀具 和 工件 之間的相對運(yùn)動來完成的，它包括 主運(yùn)動 和 進(jìn)給運(yùn)動 ；在切削加工中，主運(yùn)動 只有一個，而 進(jìn)給運(yùn)動 可以有一個或者數(shù)個。

11、切削用量三要素是指 切削速度、進(jìn)給速度或進(jìn)給量 和 背吃刀量。

12、切削脆性材料時，容易產(chǎn)生 崩碎 切屑。

13、根據(jù)切屑形成過程中變形程度的不同，切屑的基本形態(tài)可分為： 帶狀切屑、擠裂切

屑、單元 和 崩碎切屑 四種基本類型。

14、刀具磨損的原因主要有磨 磨粒磨損、黏結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損 和氧化磨損等。

15、切削液的主要作用是 冷卻、潤滑、清洗和排屑 和 防銹。

第三篇：工程原理

（三）課程任務(wù)

通過本課程設(shè)計使學(xué)生在以下幾個方面得到鍛煉：

1、掌握食品工程或設(shè)備設(shè)計的程序和方法；

2、查閱資料、選用公式和搜集數(shù)據(jù)的能力；

3、獨(dú)立開展食品工程或設(shè)備設(shè)計、計算及選用能力；

4、用文字和圖表清晰、準(zhǔn)確表達(dá)自己的設(shè)備思想的能力；

5、樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性和可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意操作時的勞動條件和環(huán)境保護(hù)的設(shè)計思想，并在這一設(shè)計思想的指導(dǎo)下，分析和解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力

2、設(shè)計說明書必須規(guī)范。設(shè)計說明書的框架：

（1）封面（2）設(shè)計任務(wù)書（3）目錄（4）正文（5）參考文獻(xiàn)

3、設(shè)計內(nèi)容要完整、系統(tǒng)，且表達(dá)要科學(xué)、合理、規(guī)范，特別是工藝流程圖、裝配圖

等的表達(dá)必須符合國家有關(guān)工程和機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

《食品工程原理》課程設(shè)計任務(wù)書5

一、設(shè)計題目

魔芋片流化干燥系統(tǒng)設(shè)計

二、設(shè)計任務(wù)

設(shè)計一套熱風(fēng)循環(huán)利用的三段式魔芋片流化干燥裝置。

三、設(shè)計條件

每天（一班，8h）干燥鮮魔芋5噸，鮮魔芋含水量為86%，魔芋片含水量為14%；熱內(nèi)爐提供的熱風(fēng)溫度為140℃；第一段設(shè)置溫度130℃，時間5min； 第二段設(shè)置溫度110℃，時間25min； 第三段設(shè)置溫度90℃，時間15min；熱損失為10%；魔芋濕片厚度為2mm，面積最大為15cm2，密度為1.35kg/m3。常壓干燥。

四、設(shè)計要求

1、設(shè)計出整個系統(tǒng)的工藝流程，并進(jìn)行說明和論證；

2、通過工藝計算（物料衡算、能量衡量）進(jìn)行設(shè)備選型或設(shè)計，并做出必要說明（設(shè)備的主要性能參數(shù)及要求）；

3、繪制方案流程圖、物料流程圖和帶控制點(diǎn)的工藝流程圖；

4、對設(shè)計進(jìn)行自我評價和討論；

5、撰寫設(shè)計說明書（封面、目錄、概述、正文、參考文獻(xiàn)）。

第四篇：機(jī)械制造工藝學(xué)教案專題

機(jī)械制造工藝學(xué)教案

第1次課（緒論、第一章 加工精度分析 1.1、加工精度概述）

一、教學(xué)目的和要求

掌握機(jī)械制造的基本理論和工藝規(guī)程的編制，對工藝問題能進(jìn)行分析和提出改進(jìn)措施。

2、掌握零件加工和機(jī)器裝配結(jié)構(gòu)工藝性的原則，設(shè)計的產(chǎn)品具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。

3、掌握保證機(jī)器裝配精度的方法。

4、掌握機(jī)床夾具的設(shè)計原理和方法，具有設(shè)計機(jī)床夾具的初步能力。

5、具有綜合分析和解決實(shí)際工藝問題的能力，提出保證質(zhì)量，提高勞動效率，降低成本的工藝途徑。

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1.緒論（機(jī)械制造工藝的概念、學(xué)習(xí)的目的、特點(diǎn)、內(nèi)容、發(fā)展方向）

2、加工精度包括尺寸精度、形狀精度、相互位置精度，各種精度的獲得方法

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

各種加工精度的獲得方法

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、案例分析式教學(xué)方法講授本緒論課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）

本次課共兩學(xué)時，其中緒論占一學(xué)時

六、布置思考題

1.了解制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位

2.針對我國的機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)狀，指出我國機(jī)械制造業(yè)與世界發(fā)達(dá)國家的差距 3.你認(rèn)為應(yīng)該采取哪些具體的措施和方略來改變這種現(xiàn)狀，使我國的機(jī)械制造行業(yè)處于世界的前列？

4.尺寸精度、形狀精度、相互位置精度相比較，那種要求更高些？

第二次課（第一章、加工精度1.2、幾何及原理誤差、1.3受力變形）

一、教學(xué)目的和要求

使學(xué)生能夠更清晰地明白在機(jī)械制造當(dāng)中存在的構(gòu)件受力變形的實(shí)際問題，在以后的機(jī)械制造分析中能夠從力學(xué)受力變形的角度來思考問題。

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、工藝系統(tǒng)幾何誤差及原理誤差 2.工藝系統(tǒng)的剛度

3.受力變形對加工精度的影響 4.機(jī)床剛度的測定，接觸剛度，5.減少受力變形的措施；

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1.工藝系統(tǒng)幾何誤差及原理誤差

2.工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響，四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用講解式、問題探究式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）1.工藝系統(tǒng)幾何誤差及原理誤差（25分）2.工藝系統(tǒng)的剛度及測定（45分）3.受力變形對加工精度的影響（35分）

4.接觸剛度，減少受力變形的措施；（30分）

六、布置思考題

1.查閱相關(guān)的資料，思考和比較普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床在工作的時候，哪個系統(tǒng)受力 的影響更大些？

2.幾何誤差與原理誤差的區(qū)別？以車床為例說明機(jī)床的幾何誤差對零件的加工精度有何影響?

第3次課（第一章、加工精度 1.4受熱變形1.5內(nèi)應(yīng)力變形）

一、教學(xué)目的和要求

能夠系統(tǒng)地掌握工藝系統(tǒng)的熱變形的相關(guān)知識和內(nèi)容,同時能夠熟練的掌握誤差測量及起計算.二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、.工藝系統(tǒng)的熱變形：(1)工藝系統(tǒng)的熱源，(2)工藝系統(tǒng)的溫升及其計算公式，(3)機(jī)床的熱變形對工件的影響，(4)工件遇刀具的熱變形，(5)工藝系統(tǒng)熱變形的對策；

2、.殘余應(yīng)力引起的變形；

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

.工藝系統(tǒng)的熱變形：

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采 用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法。

五、時間分配（2學(xué)時）

1、.工藝系統(tǒng)的熱變形：（45）

2、.殘余應(yīng)力引起的變形；（45）

六、布置思考題

1.自己將誤差的內(nèi)型總結(jié)和歸納.2.試舉例說明在加工過程中，工藝系統(tǒng)受熱變形會對零件的加工精度產(chǎn)生怎樣的影響？應(yīng)采取什么措施來克服這些影響？

第4次課（第一章、加工精度 1.6測量誤差1.7誤差分析 1.8提高措施）

一、教學(xué)目的和要求

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、.測量誤差；

2.加工誤差的統(tǒng)計分析法：(1)加工誤差的性質(zhì)，(2)分布曲線分析法，(3)點(diǎn)圖分析法；

3.提高加工精度的措施.三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、.測量誤差；

2、提高加工精度的措施.四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采 用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法。

五、時間分配（3學(xué)時）

1、.測量誤差；（45）

2.加工誤差的統(tǒng)計分析法：（60）(1)加工誤差的性質(zhì)，(2)分布曲線分析法，(3)點(diǎn)圖分析法；

3.提高加工精度的措施.（30）

六、布置課后思考: 1.本章重點(diǎn)講述了加工精度影響的原理和具體計算方法以及保證高的加工精度和質(zhì)量的具體方法，應(yīng)重點(diǎn)掌握此方法，并提前預(yù)習(xí)下章“表面質(zhì)量”.第5次課（第二章表面質(zhì)量2.1表面質(zhì)量含義）

一、教學(xué)目的和要求

1.解掌握各原理的基本模式概念和特征，能舉例說明各原理；

2.通過實(shí)際問題的講解，使學(xué)生形成對機(jī)械制造表棉質(zhì)量和粗糙度的個體認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生 獨(dú)立思考，歸納的學(xué)習(xí)習(xí)慣；

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1.表面質(zhì)量的含義以及對零件使用的影響：；

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1.刀具切削后的表面粗糙度，2.磨削后的表面粗糙度；

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟 根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式原則、講解式、案例分析式等教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）

表面質(zhì)量的含義以及對零件使用的影響；

六、布置思考題

1.查找相關(guān)的資料并思考高精表面質(zhì)量在現(xiàn)在的高科技行業(yè)當(dāng)中有哪些具體的應(yīng)用呢? 2.機(jī)器零件的表面質(zhì)量包括哪幾個方面內(nèi)容？為什么說零件的表面質(zhì)量與加工精度對保證機(jī)器的工作性能來說具有同等重要的意義？

第6次課（第二章表面質(zhì)量2.2粗糙度影響因素2.3物理機(jī)械性能）

一、教學(xué)目的和要求

引導(dǎo)學(xué)生能夠?qū)C(jī)械的相關(guān)性能有更深的了解和掌握.二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1.表面粗糙度的形成及影響因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，(2)磨削后的表面粗糙度； 2.表面加工硬化：

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

表面粗糙度的形成及影響因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，(2)磨削后的表面粗糙度；

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段本此課可以采用黑板教學(xué) 的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提 問式教學(xué)方法。

五、時間分配（3學(xué)時）

1.表面粗糙度的形成及影響因素：(1)刀具切削后的表面粗糙度，（50）(2)磨削后的表面粗糙度；（50）2.表面加工硬化：（35）

六、布置思考題

1.課后復(fù)習(xí)這一堂課的重點(diǎn)內(nèi)容,下堂課提問.2.影響切削表面粗糙度的因素有哪些？

第7次課（第二章表面質(zhì)量2.4機(jī)械加工振動2.5提高表面質(zhì)量）

一、教學(xué)目的和要求

1.解掌握機(jī)械加工振動的具體概念和分類； 2.熟練掌握提高表面質(zhì)量的具體的方法.二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.受迫振動，2.自激振動；

3.提高表面質(zhì)量的方法

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 提高表面質(zhì)量的方法 自激振動

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采 用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法。

五、時間分配（2學(xué)時）1.受迫振動，（30）2.自激振動；（30）

3.提高表面質(zhì)量的方法（30）

六、布置思考題

1.預(yù)習(xí)第三章:工藝規(guī)程制定.2.何為強(qiáng)迫振動？它與自由振動有何區(qū)別？減少強(qiáng)迫振動的基本途徑喲哪些？

3.何謂自激振動？它與強(qiáng)迫振動有何區(qū)別？目前關(guān)于自激振動的學(xué)說有哪些？其要點(diǎn)是什么？通過哪些措施可以抑制自激振動？

第8次課（第三章、工藝規(guī)程制定3.1 基本概念 3.2制訂步驟）

一、教學(xué)目的和要求

1.熟練掌握工藝規(guī)程的概念；

2.使學(xué)生在設(shè)計中能應(yīng)用工藝規(guī)程的步驟和方法；

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、工藝規(guī)程的基本概念

2、工藝規(guī)程的制定步驟

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、工藝規(guī)程的基本概念

2、工藝規(guī)程的制定步驟

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采 用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法

五、時間分配（3學(xué)時）

1、工藝規(guī)程的基本概念（45）

2、工藝規(guī)程的制定步驟（90）

六、布置思考題

1.什么是機(jī)械加工的工藝過程，工藝規(guī)程？工藝規(guī)程在生產(chǎn)中起什么作用？ 2..熟練掌握工藝規(guī)程的概念和步驟,為機(jī)械工藝規(guī)程的設(shè)計作準(zhǔn)備

3.制訂工藝規(guī)程時，為什么要劃分加工階段？什么情況下可以不劃分或不嚴(yán)格劃分加工階段？

第9次課（第三章、工藝規(guī)程制定3.3 毛坯選擇3.4基準(zhǔn)選擇）

一、教學(xué)目的和要求

1.掌握各種新機(jī)械名詞的概念；

2能熟練掌握基準(zhǔn)的選擇和路線的擬定

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、毛坯選擇

2、基準(zhǔn)選擇

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、基準(zhǔn)選擇

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采 用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法

五、時間分配（2學(xué)時）

1、毛坯選擇（30）

2、基準(zhǔn)選擇（60）

六、布置思考題

1.熟悉課堂所講的內(nèi)容，選擇一個具體的實(shí)物分析和研究。2.什么是工序、工步、安裝、工位？

第10次課（第三章、工藝規(guī)程制定3.5路線擬定3.6工序內(nèi)容3.7經(jīng)濟(jì)分析）

一、教學(xué)目的和要求

能熟悉工序的具體內(nèi)容,能進(jìn)行具體的經(jīng)濟(jì)分析

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、路線擬定 2.工序內(nèi)容 3.經(jīng)濟(jì)分析

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

1、路線擬定 2.工序內(nèi)容

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采 用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法

五、時間分配（3學(xué)時）

1、路線擬定（60）2.工序內(nèi)容（50）3.經(jīng)濟(jì)分析（25）

六、布置思考題

1.查找圖書館關(guān)于經(jīng)濟(jì)分析的具體書籍,擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)分析的能力和認(rèn)識.2.什么是勞動生產(chǎn)率？提高勞動生產(chǎn)率的工藝措施有哪些？ 3.什么是時間定額、單件時間？

第11次課（第四章結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計4.1尺寸標(biāo)準(zhǔn)4.2精度標(biāo)準(zhǔn)）

一、教學(xué)目的和要求

掌握各種標(biāo)準(zhǔn)的具體概念；

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、尺寸標(biāo)準(zhǔn)

2、精度標(biāo)準(zhǔn)

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

尺寸標(biāo)準(zhǔn)和精度標(biāo)準(zhǔn)的具體確定

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用講解式、討論式.提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）

1、尺寸標(biāo)準(zhǔn)（45）

2、精度標(biāo)準(zhǔn)（45）

六、布置思考題

1.何謂加工精度？何謂加工誤差？兩者有何區(qū)別和聯(lián)系？

2.獲得零件形狀精度、尺寸精度、位置精度的方法有哪些？影響形狀精度的主要因素是什么？試舉例說明

3.何謂調(diào)整誤差？在單件小批量生產(chǎn)或大批大量生產(chǎn)中各會產(chǎn)生哪方面的調(diào)整誤差？他們對零件加工的精度會產(chǎn)生什么樣的影響？

4.用這堂課所學(xué)的知識將課本中的課后習(xí)題做完。

第12次課（第四章結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計4.3便于加工4.4裝配工藝性）

一、教學(xué)目的和要求

掌握機(jī)械加工中的毛坯結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計原則，以便于加工和裝配，同時又滿足 精度要求和尺寸要求。

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、便于加工

2、裝配工藝性

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 裝配工藝性

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用講解式、討論式.提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）

1、便于加工（45）

2、裝配工藝性（90）

六、布置思考題

1.常見的裝配性工藝問題有哪些？在設(shè)計中應(yīng)該注意哪些問題？ 2.預(yù)習(xí)第五章:尺寸鏈的應(yīng)用

第13次課（第五章尺寸鏈的應(yīng)用5.1 尺寸鏈的概述）

一、教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運(yùn)用相關(guān) 尺寸鏈進(jìn)行具體設(shè)計.二、教學(xué)內(nèi)容綱要 尺寸鏈的概述: 封閉環(huán)的具體分析 :

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 封閉環(huán)的具體分析

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用講解式、討論式.提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）尺寸鏈的概述:（30）封閉環(huán)的具體分析（60）

六、布置思考題 1.尺寸鏈的概念 2.什么是封閉環(huán)？

第14次課（第五章、尺寸鏈的應(yīng)用5.2 尺寸鏈的解法）

一、教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運(yùn)用相關(guān) 尺寸鏈進(jìn)行具體設(shè)計.二、教學(xué)內(nèi)容綱要 尺寸鏈的解法 找封閉環(huán)

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 找封閉環(huán)

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）尺寸鏈的解法（65）找封閉環(huán)（70）

六、布置思考題

1.尺寸鏈的解題方法有哪些？舉例說明 2.如何確定封閉環(huán)

3.完成課后相關(guān)的練習(xí),下節(jié)課講解答案.第15次課（第五章、尺寸鏈的應(yīng)用5.3過程尺寸鏈）

一、教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運(yùn)用相關(guān) 尺寸鏈進(jìn)行具體設(shè)計.二、教學(xué)內(nèi)容綱要 封閉環(huán)

2.過程尺寸鏈的概念 3過程尺寸鏈的其他知識

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 過程尺寸鏈

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）1.封閉環(huán)（45）

2.過程尺寸鏈的概念（20）3過程尺寸鏈的其他知識（25）

六、布置思考題

1.什么是過程尺寸鏈？

2.封閉環(huán)在過程尺寸鏈中應(yīng)如何確定？自己設(shè)計關(guān)于封閉環(huán)的題目，同學(xué)一起研究解題方法

第16次課（第五章、尺寸鏈的應(yīng)用5.4裝配尺寸鏈）

一、教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握尺寸鏈的基本概念以及怎樣畫出尺寸鏈的具體方法和熟悉掌握和運(yùn)用相關(guān) 尺寸鏈進(jìn)行具體設(shè)計.二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.裝配尺寸鏈的概念 2.封閉環(huán)

3.裝配尺寸鏈的其他相關(guān)知識

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 1.裝配尺寸鏈的概念 2.封閉環(huán)

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）1.裝配尺寸鏈的概念（30）2.封閉環(huán)（60）

3.裝配尺寸鏈的其他相關(guān)知識（45）

六、布置思考題 1.對本章關(guān)于封閉環(huán)的確定做一個總結(jié).2.在解裝配尺寸鏈時，什么情況下用完全互換法。什么情況用大數(shù)互換法？兩者在計算公式及計算結(jié)果上有什么不同？

第17次課（第六章 典型零件加工6.1軸類加工6.2 套筒加工）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握軸類加工,熟悉套筒加工

二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.軸類加工 2.套筒加工

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 軸類加工

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）1.軸類加工（45）2.套筒加工（45）

六、布置思考題

1.如何設(shè)計軸類零件加工的工藝路線？軸類零件的加工方法有哪些？舉例說明 2.如何設(shè)計套筒類零件加工的工藝路線？套筒加工的方法有哪些？舉例說明

第18次課（第六章 典型零件加工6.3 齒輪加工6.4箱體加工）教學(xué)目的和要求

熟悉齒輪加工的一些具體方法,重點(diǎn)掌握箱體加工的具體原則和工藝要求.1.了解掌握新型結(jié)構(gòu)設(shè)計；

二、教學(xué)內(nèi)容綱要 齒輪加工 箱體加工

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

箱體加工

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）1.齒輪加工（75）2.箱體加工（60）

六、布置思考題

1.如何設(shè)計齒輪零件加工的工藝路線？齒輪零件的加工方法有哪些？舉例說明 2.如何設(shè)計箱體加工的工藝路線？箱體加工的工藝喲哀求有哪些？

3.箱體加工的工藝原則是什么？

第19次課（第七章 先進(jìn)制造技術(shù)7.1成組技術(shù)概述7.2數(shù)控制造系統(tǒng)）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握成組技術(shù),熟悉數(shù)控制造系統(tǒng)的相關(guān)的內(nèi)容,為工廠實(shí)習(xí)奠定知識基礎(chǔ).二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1組成技術(shù)概述 2數(shù)控制造系統(tǒng)

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 1組成技術(shù)概述 2數(shù)控制造系統(tǒng)

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）1組成技術(shù)概述（40）2數(shù)控制造系統(tǒng)（50）

六、布置思考題

1什么是成組技術(shù)？成組技術(shù)在生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？ 2.分類成組的方法有哪些？

3.數(shù)控制造系統(tǒng)在生產(chǎn)中的應(yīng)用及其發(fā)展的意義是什么？

第20課（第七章 先進(jìn)制造技術(shù)7.3柔性制造系統(tǒng)7.4集成制造系統(tǒng)）

一、教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握柔性制造系統(tǒng)的內(nèi)容, 為工業(yè)工程思想的具體深化和機(jī)械制造的具體應(yīng)用做準(zhǔn)備, 并了解集成制造系統(tǒng).二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.柔性制造系統(tǒng) 2.集成制造系統(tǒng)

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 柔性制造系統(tǒng)

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）1.柔性制造系統(tǒng)（65）2.集成制造系統(tǒng)（70）

六、布置思考題

1.柔性制造系統(tǒng)的基本概念是什么？其具有哪些功能？

2.柔性制造系統(tǒng)由哪些部分組成？各組成部分都有什么作用？ 3.柔性制造系統(tǒng)有哪些經(jīng)濟(jì)效益？

4.集成制造系統(tǒng)的定義是什么？它由那些部分組成？我國的集成制造系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？

第21次課（第七章、先進(jìn)制造技術(shù) 7.5計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計CAPP7.6快速成形）教學(xué)目的和要求

熟悉計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計CAPP和快速成形的具體內(nèi)容

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1.計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計CAPP 2.快速成形

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 快速成形

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）

1.計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計CAPP（45）2.快速成形（45）

六、布置思考題

1.計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計CAPP在現(xiàn)代生產(chǎn)中有什么作用？ 2.什么是快速成形？快速成形有哪些優(yōu)點(diǎn)？

第22次課（第七章、先進(jìn)制造技術(shù)7.7敏捷制造7.8精益制造）教學(xué)目的和要求

熟悉敏捷制造和精益制造的具體內(nèi)容

二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.敏捷制造 2.精益制造

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 1.敏捷制造 2.精益制造

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟 根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）1.敏捷制造（65）2.精益制造（70）

六、布置思考題嗎

1.敏捷制造和精益制造包括那些具體內(nèi)容？ 2.我國的敏捷制造和精益制造的發(fā)展現(xiàn)狀如何？

第23次課（第八章，機(jī)床夾具設(shè)計8.1夾具概念8.2工件定位）

一、教學(xué)目的和要求

1.了解機(jī)床夾具設(shè)計的具體概念；

2.使學(xué)生在設(shè)計中熟練掌握工件定位的相關(guān)知識；

二、教學(xué)內(nèi)容綱要

1、卡具概念

2、工件定位

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 工件定位

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）

1、卡具概念（30）

2、工件定位（60）

六、布置思考題

1.機(jī)床夾具都由哪些部分組成？每個組成部分起何作用？

2.試分析使用夾具加工零件時，產(chǎn)生加工誤差的因素有哪些？它們與零件公差成何比例？ 3.一批工件在夾具中定位的目的是什么？它與一個工件在加工時的定位有何不同？

第24次課（第八章，機(jī)床夾具設(shè)計8.3定位方式與定位元件）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握定位方式和定位元件,為課程設(shè)計打下扎實(shí)的基礎(chǔ)

二、教學(xué)內(nèi)容綱要 定位方式與定位元件

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 定位方式與定位元件

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

本此課可以采用黑板教學(xué)的方法和多媒體的教學(xué)方法兩種手段，根據(jù)具體內(nèi)容采用啟發(fā)式和講解式、引導(dǎo)式和提問式教學(xué)方法。

五、時間分配（3學(xué)時）定位方式（75）定位元件（60）

六、布置思考題

1.完成課后相關(guān)的練習(xí).2.什么是“六點(diǎn)定位原理”？工件的合理定位是否一定要限制其在夾具中的六個不定度？ 3.試舉例說明何謂工件在夾具中的“完全定位”、“部分定位”、“欠定位”、“重復(fù)定位”？

第25次課（第八章，機(jī)床夾具設(shè)計8.4定位誤差8.5工件夾具與夾緊結(jié)構(gòu)）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握典型卡具的具體應(yīng)用,提高學(xué)生的機(jī)械設(shè)計的水平.二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.定位誤差 2.工件夾具 3.夾緊結(jié)構(gòu)

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 1.定位誤差

2.工件夾具與夾緊結(jié)構(gòu)

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（2學(xué)時）1.定位誤差（50）2.工件夾具（20）3.夾緊結(jié)構(gòu)（20）

六、布置思考題

1.在夾具中對一個零件進(jìn)行試切法加工時，是否還有定位誤差？為什么？ 2.工件在夾具中夾緊的目的是什么？夾緊和定位有何區(qū)別？

第26次課（第八章，機(jī)床夾具設(shè)計8.6典型夾具8.7夾具設(shè)計方法與步驟）

一、教學(xué)目的和要求 掌握夾具設(shè)計方法與步驟

二、教學(xué)內(nèi)容綱要 1.典型夾具 2.夾具設(shè)計方法 3.夾具設(shè)計步驟

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

典型夾具、夾具設(shè)計方法與步驟

四、教學(xué)方法，實(shí)施步驟

根據(jù)本章課的內(nèi)容特點(diǎn)，運(yùn)用啟發(fā)式、講解式、討論式、提問式教學(xué)方法講授本課程內(nèi)容。

五、時間分配（3學(xué)時）1.典型夾具（50）2.夾具設(shè)計方法（45）3.夾具設(shè)計步驟（40）

六、布置思考題

1.試舉例論述設(shè)計夾具時，對夾緊力的三要素（力的作用點(diǎn)、方向、大?。┯泻我螅?2.典型夾具有哪幾類？如何設(shè)計？舉例說明

第五篇：機(jī)械制造工藝教案專題

第三章 機(jī)械加工精度及其控制 ## 6 ## §3-1概述（書第二章、P27）

一、機(jī)械加工精度的基本概念

1質(zhì)量指標(biāo)：評價機(jī)械零件的加工質(zhì)量用加工精度和加工表面質(zhì)量。2加工精度：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的符合程度。3加工誤差：零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏差程度。

加工精度和加工誤差是從兩個不同角度評價零件的幾何參數(shù)的，加工精度的高和低通過加工誤差的小和大表示，提高加工精度實(shí)際上就是減低加工誤差。

加工精度包含三個方面內(nèi)容：尺寸精度、形狀精度、位置精度。形狀公差限制在位置公差之內(nèi)，位置誤差限制在尺寸公差之內(nèi)。

二、影響機(jī)械加工精度的因素

機(jī)械加工中，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成完整系統(tǒng)——工藝系統(tǒng)，加工過程中出現(xiàn)的各種原始誤差引起工藝系統(tǒng)相互位置的變化造成加工誤差。

課本以活塞加工精鏜銷孔工序的加工過程為例，活塞在裝夾過程中出現(xiàn)裝夾誤差；工件裝夾后對機(jī)床、刀具、夾具進(jìn)行調(diào)整出現(xiàn)調(diào)整誤差；加工過程中受切削力、切削熱、摩擦等作用工藝系統(tǒng)受力、受熱產(chǎn)生變形等造成加工誤差。小結(jié)如下：

1工藝系統(tǒng)的幾何誤差：

原理誤差、夾具誤差、刀具誤差、定位誤差、調(diào)整誤差以及尺寸鏈誤差等，是工件相對于刀具在靜止?fàn)顟B(tài)下已存在的誤差；

機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差及機(jī)床傳動誤差，是工件相對于刀具在運(yùn)動狀態(tài)下已存在的誤差。

以上各種幾何誤差與工藝系統(tǒng)的初始狀態(tài)有關(guān)。2工藝系統(tǒng)力效應(yīng)產(chǎn)生的誤差（動誤差）：

工藝系統(tǒng)受力變形（慣性力、傳動力等）產(chǎn)生的誤差；殘余應(yīng)力引起的誤差；刀具磨損等及測量產(chǎn)生的誤差誤差。

3工藝系統(tǒng)熱變形產(chǎn)生的誤差：機(jī)床、夾具、刀具及工件熱變形產(chǎn)生的誤差。(課本放在2中)

機(jī)械加工中零件的尺寸、形狀和相互位置誤差，主要是由于工件與刀具在切削運(yùn)動中相互位置發(fā)生了變動而造成的。由于工件和刀具安裝在夾具和機(jī)床上，因此，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成了一個完整的工藝系統(tǒng)。

工藝系統(tǒng)中的種種誤差，是造成零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。原始誤差歸納見P29。

三、誤差的敏感方向

由于各種原始誤差的大小和方向各不相同，加工誤差必須在工序尺寸方向上度量。因此，不同的原始誤差對加工精度有不同的影響，原始誤差的方向與工序方向一致時對加工精度影響最大，稱誤差敏感方向。例如圖2-2所示。

四、研究加工精度的方法

在機(jī)械加工中影響精度的因素很多，如零件的裝夾、裝夾前后對機(jī)床、刀具、夾具進(jìn)行調(diào)整。加工過程中產(chǎn)生切削力、切削熱和磨損，這些因素可能同時存在，我們要抓主要矛盾，有的放矢地采取措施，對誤差因素、影響規(guī)律和控制方法進(jìn)行分析。

研究加工精度的方法有兩種：

1.單因素分析法——研究某一確定因素對加工精度影響，不考慮其他因素。2.統(tǒng)計分析法——以生產(chǎn)中一批工件為基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用以控制工藝過程的順利進(jìn)行。

實(shí)際生產(chǎn)中兩種方法常常結(jié)合起來應(yīng)用，一般先用統(tǒng)計分析法尋找誤差出現(xiàn)的規(guī)律，初步判斷產(chǎn)生加工誤差的可能原因，然后運(yùn)用單因素分析法進(jìn)行分析、試驗(yàn)，以便迅速找出影響加工精度的主要原因。

五、獲得加工精度的方法（歸納）（書上是全面質(zhì)量管理）1獲得尺寸精度的方法（書上調(diào)整誤差）

⑴試切法：通過試切-測量-調(diào)整-再試切反復(fù)過程。效率低、適合單件小批量。⑵定尺寸刀具法：用刀具的相應(yīng)尺寸保證工件被加工部位尺寸。如鉆孔、鉸孔、攻絲等，加工精度與刀具本身制造精度有關(guān)。

⑶調(diào)整法：按工件規(guī)定的尺寸預(yù)先調(diào)整機(jī)床、夾具、刀具與工件的相對位置，工件尺寸在加工中自動獲得。用于自動機(jī)床，自動線上，適應(yīng)成批生產(chǎn)。⑷自動控制法：用測量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)構(gòu)成自動加工系統(tǒng)。2獲得幾何形狀精度的方法

零件的幾何精度主要由機(jī)床精度、刀具精度保證。例如車外圓，圓柱度主要取決于主軸回轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌精度及回轉(zhuǎn)軸線與導(dǎo)軌之間相對位置精度。⑴軌跡法：利用切削運(yùn)動中刀尖的運(yùn)動軌跡形成被加工表面形狀的方法。

⑵成形法：利用成形刀具切削刃的幾何形狀切削出工件形狀。工件精度取決于刀具安裝精度、切削刃的形狀精度。

⑶展成法：利用刀具和工件做展成切削運(yùn)動時，切削刃在被加工表面上的包絡(luò)表面形成成形表面的方法。如插齒、滾齒加工。3獲得相互位置精度的加工方法

零件各表面相互位置精度，由機(jī)床精度、夾具精度、工件的安裝精度保證

一、加工原理誤差（P31）

加工原理誤差是指采用了近似的成形運(yùn)動或刃具輪廓進(jìn)行加工產(chǎn)生的誤差。

例如，滾齒加工，為了避免刀具制造和刃磨困難，常采用阿基米德蝸桿或法向直廓基本蝸桿的滾刀代替漸開線基本蝸桿的滾刀產(chǎn)生兩種誤差，即所謂的“造形誤差”；和由于滾刀刀齒有限，切成的齒形是一條由微小折線組成的曲線，與理論上的光滑漸開線比較存在“齒形誤差”。這些都是原理誤差。

再如，模數(shù)銑刀成形銑削齒輪，也采用近似刀刃齒廓，同樣產(chǎn)生加工原理誤差，一般原理誤差控制在0.01mm。精密元件加工原理誤差控制在2～5μm。書上是小于10～15%工件的公差值，補(bǔ)充：加工原理誤差類型

1成形法加工的原理性誤差（形狀近似的刀具）

用盤形模數(shù)銑刀加工漸開線齒輪時，每種模數(shù)不可能專門制造一把刀具，生產(chǎn)中一般用八把（精確的有15或26把）一套的模數(shù)銑刀。每把銑刀可以加工一定齒數(shù)范圍的齒輪，為了保證銑出的齒形工作時不發(fā)生干涉，銑刀按應(yīng)用范圍內(nèi)最小齒數(shù)的齒形制造，這樣，加工其它齒數(shù)的齒形就有誤差。2展成法加工的原理誤差（近似的加工方法）

應(yīng)用展成法加工齒輪或花鍵，漸開線齒廓是由滾刀或插齒刀運(yùn)動時，相對逐點(diǎn)切成的。由于滾刀的切削刃數(shù)有限，形成的齒廓形狀是一根折線，與理論上光滑的漸開線有較小的誤差，這也是加工原理誤差。3仿形加工原理誤差（近似的傳動方式）

用靠模進(jìn)行仿形加工工件上的曲線時，由于與靠模接觸的滾子半徑和刀具半徑不可 §3-2 工藝系統(tǒng)中幾何精度對加工精度的影響（單因素分析法）能完全相等，滾子與靠模的接觸點(diǎn)和工件曲面與刀具的接觸點(diǎn)并不完全對應(yīng)，因此會引起被加工曲線的誤差。（例如電子配鑰匙，有時有誤差，回家開不了門）

二、調(diào)整誤差

在機(jī)加工的每一道工序中，總要對工藝進(jìn)行一些調(diào)整工作，例如安裝夾具、調(diào)整刀具尺寸等，因此不可避免地帶來誤差，叫調(diào)整誤差。引起調(diào)整誤差因素很多，如調(diào)整用的刻度盤、定程機(jī)構(gòu)的精度及與它們配合的離合器、控制閥的靈敏度；測量儀器等誤差。歸納起來，工藝系統(tǒng)的調(diào)整有兩種基本方式，調(diào)整誤差與調(diào)整方式有關(guān)。1.試切法調(diào)整

試切法加工，先在工件上試切，根據(jù)測得的尺寸與要求尺寸的差值，用進(jìn)給機(jī)構(gòu)調(diào)整刀具與工件的位置，然后試切、測量、調(diào)整，直到規(guī)定的尺寸要求時，再切削出整個待加工的表面。引起調(diào)整誤差的因素是測量誤差、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的位移誤差、試切時與正式切削時切削層厚度不同等。2.調(diào)整法

以試切法為依據(jù)，預(yù)先調(diào)整好刀具與工件的相對位置，并在一批零件的加工中保持這種位置相對不變來獲得所要求的零件尺寸。引起調(diào)整誤差的因素是定程機(jī)構(gòu)誤差、式樣或樣板的誤差、測量有限試件造成的誤差等。3.刀具的調(diào)整

靜調(diào)整：在靜止?fàn)顟B(tài)下確定刀具相對工件表面的尺寸和位置。按預(yù)定調(diào)整尺寸安裝刀具。調(diào)整方法①用通用量具測量調(diào)整；②用對刀樣板調(diào)整。

動調(diào)整：當(dāng)機(jī)床開始轉(zhuǎn)動和切削時，由于受切削力、切削熱及負(fù)荷作用，實(shí)際刀尖位置不斷變化。刀具的動調(diào)整方法：靜調(diào)整后，先試切若干個工件，測量實(shí)際獲得的尺寸，計算平均值和范圍值，與規(guī)定調(diào)整尺寸比較看是否合格。動調(diào)整誤差是可以控制的，改進(jìn)刀具材質(zhì)合理調(diào)整刀具，就可減少動調(diào)整誤差的影響。

三、機(jī)床誤差（P167）

機(jī)床誤差包括機(jī)床制造誤差、安裝誤差、磨損等幾個方面。其中主軸回轉(zhuǎn)誤差和傳動鏈誤差（也稱系統(tǒng)運(yùn)動誤差），導(dǎo)軌誤差對加工精度影響最大。1.機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差（直線度誤差）

①車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)直線度（ΔY）誤差（彎曲）：使刀尖在水平面內(nèi)發(fā)生位移ΔY，引起零件在半徑方向上產(chǎn)生1：1誤差（ΔY=ΔR）。在工件上形成錐形、鼓形或鞍形。②車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)直線度（ΔZ）誤差（彎曲）：引起刀尖產(chǎn)生ΔZ誤差，產(chǎn)生的零 件半徑方向的誤差（可忽略不計）。③前后導(dǎo)軌的平行度Δ（扭曲）。

④導(dǎo)軌對主軸回轉(zhuǎn)軸線的平行度（或垂直度）。

導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差對不同的加工方法和加工對象將產(chǎn)生不同的加工誤差?？紤]對加工精度影響時，主要考慮導(dǎo)軌誤差引起刀具與工件在誤差敏感方向上的位移。

在車床上車削圓柱面時，誤差的敏感方向在水平面上；錐形、鼓形或鞍形稱圓柱度誤差 刨床的誤差敏感方向?yàn)榇怪狈较?，引起加工表面的直線度及平面度誤差； 鏜床的誤差敏感方向隨主軸回轉(zhuǎn)發(fā)生變化，對水平和垂直方向都有影響。

機(jī)床導(dǎo)軌誤差與制造和安裝有關(guān)，安裝不正確引起的導(dǎo)軌誤差大于制造引起的導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌的磨損是造成導(dǎo)軌誤差的另一原因。所以為了減小導(dǎo)軌誤差對加工精度的影響，機(jī)床設(shè)計與制造時，應(yīng)從結(jié)構(gòu)、材料、潤滑方式、保護(hù)裝置等方面采取相應(yīng)措施；制造中床身毛坯充分時效處理；安裝要保證質(zhì)量。

導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差理論分析一般了解，自己看書

2.機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差 ⑴基本概念

主軸的回轉(zhuǎn)精度，是主軸系統(tǒng)的重要特性。它直接影響零件的加工精度。由于軸頸的圓度、軸頸之間的同軸度、主軸撓度、支承端面與軸頸中心線的垂直度等誤差，使主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線發(fā)生偏移，這個偏移就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差。⑵對加工精度的影響（主軸回轉(zhuǎn)誤差的三種基本形式）

①徑向圓跳度——沿徑向變動量，對工件的圓度產(chǎn)生誤差，因加工方法不同而異。鏜削影響大，近似橢圓；車削影響不大，基本是圓。（工人稱徑跳）

②軸向圓跳動——沿軸向變動量，對工件圓柱表面加工精度沒有影響；但在加工端面時，會產(chǎn)生端面與軸線的垂直度誤差；車螺紋時也會使螺距產(chǎn)生周期性誤差。（工人稱端跳）③純角度擺動——沿回轉(zhuǎn)軸線傾斜角度變動，車外圓和內(nèi)孔表面時，產(chǎn)生錐度誤差；在鏜床上鏜孔時，鏜刀隨主軸旋轉(zhuǎn)，從工件內(nèi)表面整體看，鏜出的孔是橢圓柱。⑶影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素 ①軸承誤差 ②軸承間隙的影響

③與軸承配合零件誤差的影響 ④主軸轉(zhuǎn)速的影響 ⑤主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形 ⑷提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施

①提高軸承的回轉(zhuǎn)精度：選用高精度滾動軸承；提高支承孔、軸頸等表面加工精度。②對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊：可消除間隙，甚至產(chǎn)生微量過盈，增加軸承剛度。

③不使回轉(zhuǎn)誤差反映到工件上：例如磨外圓柱面時，用兩個固定頂尖支承，主軸只傳遞動力，工件回轉(zhuǎn)精度取決于頂尖和中心孔的形狀誤差和同軸度誤差。3.機(jī)床傳動鏈的傳動誤差

傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間的相對運(yùn)動誤差。

傳動鏈誤差一般不影響圓柱面和平面的加工精度，但會影響刀具運(yùn)動的正確性，是齒輪、蝸輪、螺紋及其它按展成原理加工時，影響加工精度的主要因素。

例如，滾刀滾切齒輪時，要求滾刀轉(zhuǎn)速和工件轉(zhuǎn)速之間保持嚴(yán)格的傳動比，滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過一個齒。當(dāng)傳動鏈的傳動元件如，分齒掛輪、分度蝸輪等由于制造、磨損或裝配等原因存在誤差，使?jié)L切出的齒輪產(chǎn)生誤差。如周節(jié)誤差、周節(jié)累計誤差和齒形誤差等。

機(jī)床的傳動系統(tǒng)由齒輪、蝸桿、蝸輪、絲杠、螺母等組成，元件的原始誤差由制造形成，它會破壞正確的運(yùn)動關(guān)系。造成傳動比誤差、轉(zhuǎn)角誤差等。課本P43

為了減少傳動鏈誤差對加工精度的影響，措施：

①減少傳動元件，②提高傳動元件的制造和裝配精度，③消除間隙，④采用誤差修正機(jī)構(gòu)提高傳動精度。

四、夾具的制造誤差與磨損

⑴夾具的制造誤差：包括定位元件，刀具引導(dǎo)件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等零件的制造誤差；⑵夾具裝配后定位元件之間的相對尺寸誤差； ⑶夾具在使用過程中工作表面的磨損。

五、刀具的制造誤差與磨損

刀具的誤差是由于刀具的制造誤差與磨損造成的，單刃刀具的誤差對加工精度沒有直接影響，而定尺寸刀具和成形刀具的誤差將直接影響加工精度。⑴刀具種類及誤差對加工精度影響

①采用定尺寸刀具（如鉆頭、絞刀、鏜刀塊、拉刀、鍵槽銑刀等）加工時，刀具的尺寸精度直接影響工件的尺寸精度。②成形刀具（如成形車刀、成形銑刀、成形砂輪等）加工時，刀具的形狀精度(制造誤差)直接影響工件的形狀精度，刀具安裝不正確將直接產(chǎn)生加工誤差。

③展成法加工刀具（滾齒刀、插齒刀、花鍵滾刀等）切削刃的幾何形狀誤差，影響加工表面的形狀精度。

④一般刀具（如車刀、銑刀、鏜刀等）制造精度對加工精度無直接影響，但切削過程中，刀具易磨損，也會引起零件的尺寸和形狀改變，影響加工精度。

減小誤差措施：規(guī)定刀具制造精度，正確選擇刀具材料、切削量、切削液，正確刃磨刀具。⑵刀具的磨損

刀具尺寸的磨損過程可分三個階段，初期磨損、正常磨損和急劇磨損階段，在急劇磨損階段刀具不能正常工作，因此磨損前必須重新磨刀。

六、量具誤差——應(yīng)用量具測量工件的尺寸、形狀、和位置精度時，產(chǎn)生測量誤差的原因有：量具制造誤差、磨損、操作者視差等，為了減少量具制造和測量精度的影響，量具的制造精度應(yīng)控制在工件公差的1/5～1/10以內(nèi)。檢驗(yàn)儀器設(shè)備要在計量部門授權(quán)的檢驗(yàn)所每年檢定一次，不經(jīng)標(biāo)定不準(zhǔn)使用。

七、工件的定位誤差（見P143，定位誤差的分析與計算）

§3-3 工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度的影響 ## 8 ##

一、基本概念

⑴工藝系統(tǒng)：機(jī)床—夾具—刀具—工件組成了工藝系統(tǒng)。

⑵外力：切削力、傳動力、夾緊力、控制力、干擾力（工件受力）。

⑶剛度：工件加工表面在切削力法向分力Fy作用下，刀具和工件之間相對位移的比值。剛度Kxt =Fy/Yxt，F(xiàn)y—切削力在Y方向分力，Yxt—系統(tǒng)變形（位移）工藝系統(tǒng)抵抗外力變形的能力用剛度Kxt表示，工藝系統(tǒng)在外力的作用下產(chǎn)生變形（加工誤差）影響被加工零件的精度。

二、工藝系統(tǒng)剛度的計算

切削加工時工藝系統(tǒng)在外力的作用下產(chǎn)生不同程度的變形，使刀具和工件位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生相應(yīng)的加工誤差。

Kxt是在靜態(tài)條件下測定的，稱工藝系統(tǒng)靜剛度，簡稱剛度。系統(tǒng)變形Yxt是機(jī)床變形Yjc、夾具變形Yjj、刀架變形Ydj、工件變形Yg的疊加。

Yxt= Yjc+Yjj+Ydj+Yg= Fy/Kjc +Fy/Kjj+Fy/Kdj+Fy/Kg 所以，Kxt=1/（1/Kjc+1/Kjj+1/Kdj+1/Kg）⑴工件、刀具的剛度（變形）

① 用卡盤安裝小軸（可用材料力學(xué)的懸臂梁公式計算）

３ ５２ 位移Yg=FyL３/3EI Kg=3EI/L E=2×10N/mm

L-工件長度;E-彈性模量；I-工件截面慣性矩 ② 用兩頂尖安裝細(xì)長軸（可用材料力學(xué)的兩支點(diǎn)梁公式計算）

２２ Yg=Fy/3EI×[（L-X）×X ]/L 當(dāng)X=0和X=L，Yg=0；X=L/2時，工件剛度最小，３ 變形最大，Yg max=FyL３/48EI 剛度，Kg=48EI/L

⑵機(jī)床、夾具的剛度：夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)床結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，它們的剛度很難用公式計算，目前通過實(shí)驗(yàn)方法測定。

三、工藝系統(tǒng)剛度對加工精度的影響

在機(jī)加工過程中，整個工藝系統(tǒng)處于受力狀態(tài)，加工后工件的誤差將隨工藝系統(tǒng)受力狀態(tài)和剛度的變化而變化。工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度有如下影響： 1.切削力作用點(diǎn)位置的變化引起的工件形狀誤差

書上圖2-29（P51），刀具位于距床頭X處時，在切削分力Fy的作用下，床頭由A移到A’，尾座由B移到B’，刀架由C移到C’，它們的位移分別為yct,ywz,ydj。工件軸線AB移到A’B’,刀具切削點(diǎn)處工件軸線位移yx。

機(jī)床的總位移：yjc=（公式2-20）、機(jī)床的剛度：Kjc

機(jī)床的變形：工藝系統(tǒng)剛度隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，使工件產(chǎn)生鞍形的形狀誤差。

工件軸線產(chǎn)生的彎曲變形:yg=、工件的剛度：Kg=（P53）。

工件的變形：剛度也是隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，從而使工件產(chǎn)生鼓形的形狀誤差。

在機(jī)加工中機(jī)床和工件都有變形，使工件產(chǎn)生形狀誤差的工藝系統(tǒng)的總變形和工藝系統(tǒng)剛度為Yxt、Kxt。工藝系統(tǒng)的變形與剛度也是隨切削力作用點(diǎn)位置的變化而變化，所以加工出來的工件在各個截面的直徑是不相同的，必然產(chǎn)生形狀誤差。2.切削力大小的變化引起的加工誤差（誤差復(fù)映規(guī)律）

由于毛坯加工余量和材料硬度的變化，引起切削力和工藝系統(tǒng)受力變形的變化，使工件產(chǎn)生相應(yīng)的尺寸誤差和形狀誤差（圓度誤差），這種現(xiàn)象叫“誤差復(fù)映”。

誤差復(fù)映系數(shù)ε=Δg/Δm=A/Kxt+A Δg、Δm——工件、毛坯誤差。

A——徑向切削力系數(shù)，是常數(shù)。

3.夾緊力和重力引起的加工誤差

工件在裝夾時，由于工件剛度較低或夾力點(diǎn)不當(dāng)，會使工件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，造成加工誤差。工藝系統(tǒng)中某些零部件自身的重力所引起的相應(yīng)變形也會造成加工誤差。4.傳動力和慣性力對加工精度的影響

傳動力、慣性力在加工過程中經(jīng)常改變方向，剛性較差工件夾緊時施力不當(dāng)，機(jī)床部件、夾具、工件在機(jī)床上下移動等使機(jī)床受力變形的變化，也會引起加工誤差。

傳動力影響：有些書中認(rèn)為：在單爪撥盤傳動下，車削出的工件是一個正圓柱，不會產(chǎn)生加工誤差。也有些論著認(rèn)為：形成的截面形狀為心臟形的圓柱度誤差。慣性力影響：在高速切削時，工藝系統(tǒng)中存在不平衡的高速旋轉(zhuǎn)部件，就會產(chǎn)生離心力。理論上講不會造成工件圓度誤差，但如果離心力大于切削力時，車床主軸軸頸和軸套內(nèi)孔表面的接觸點(diǎn)不停地變化，軸套孔的圓度誤差將傳給工件的回轉(zhuǎn)軸心。另外，周期變化的慣性力常常引起工藝系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動。

四、機(jī)床部件剛度 1.機(jī)床部件剛度的測定

⑴靜態(tài)測定法：在機(jī)床不工作狀態(tài)下，模擬切削時的受力情況，對機(jī)床施加靜載荷，對機(jī)床部件在不同靜載荷下的變形，繪出剛度特性曲線。剛度曲線特點(diǎn)： ①變形與作用力不是線性關(guān)系，反映刀架不純粹是彈性變形。

②加載和卸載曲線不重合，兩線之間的面積表示克服零件之間摩擦和接觸塑性變形所作的功。

③卸載后曲線不回到圓點(diǎn)，說明有殘留變形；但反復(fù)加載-卸載殘留變形逐漸趨于零。④部件的實(shí)際剛度比按實(shí)體估算的小。

⑵工作狀態(tài)測定法：靜態(tài)測定法近似地模擬切削時的切削力，與實(shí)際加工條件不完全一樣，采用工作狀態(tài)測定法比較接近實(shí)際。工作狀態(tài)測定法依據(jù)誤差復(fù)映規(guī)律。不足之處不能得出完整的剛度特性曲線及隨機(jī)性因素。2.影響機(jī)床部件剛度的因素

⑴連接表面間的接觸變形：表面存在粗糙度，實(shí)際接觸面比理論接觸面小，接觸凸峰處于接觸狀態(tài)，在外力作用下產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，產(chǎn)生接觸變形，有彈性也有塑性的。⑵零件間摩擦力的影響：機(jī)床部件受力變形時零件間連接表面會發(fā)生錯動，加載時阻礙變形發(fā)生，卸載時阻礙變形恢復(fù)，造成剛度曲線加載和卸載不重合。⑶接合面的間隙：零件間只要存在間隙即使很小，會使零件錯動，剛度很低。⑷薄弱零件本身變形：薄弱零件受力變形對剛度影響很大。

五、減少工藝系統(tǒng)受力變形對加工精度影響的措施 1.提高工藝系統(tǒng)剛度

①結(jié)構(gòu)設(shè)計合理：設(shè)置輔助支承和截面形狀，可提高部件剛度。

②提高連接表面的接觸剛度：提高零件的配合表面質(zhì)量；給部件預(yù)加載荷消除間隙；提高定位基準(zhǔn)面的精度，減少粗糙度。③裝夾工件要合理，加工方式要得當(dāng)。2.減小載荷及其變化

工藝措施要合理，如合理選擇刀具幾何參數(shù)以減小切削力可以減少受力變形。

六、工件殘余應(yīng)力引起的變形

工件內(nèi)的殘余應(yīng)力（也叫內(nèi)應(yīng)力）會使工件發(fā)生變形，喪失原有的加工精度。產(chǎn)生殘余應(yīng)力因素來自冷熱加工。

① 毛坯制造和熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力：在鍛、鑄、焊、熱處理等加工過程中，由于工件熱脹冷縮不均勻、金相組織轉(zhuǎn)變時發(fā)生體積變化，使工件毛坯產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。

② 切削加工帶來的殘余應(yīng)力：切削力和切削熱使工件表面產(chǎn)生冷熱塑性變形和金相組織變化，從而使工件表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

③ 工件在冷校直時產(chǎn)生殘余應(yīng)力：彎曲工件校直時，必須向反方向彎曲，使工件產(chǎn)生塑性變形。去除外力后，工件截面上部外層產(chǎn)生拉應(yīng)力，里層產(chǎn)生壓應(yīng)力；下部外層產(chǎn)生壓應(yīng)力，里層產(chǎn)生拉應(yīng)力。

為減少殘余應(yīng)力對加工精度的影響，①增加消除殘余應(yīng)力的熱處理工序；②合理安排工藝過程，如粗細(xì)加工分開；③改善零件結(jié)構(gòu)，提高剛度。另外可在毛坯制造及零件粗加工后進(jìn)行時效處理。常用的方法有：人工時效、振動時效、天然時效等。

§3-4 工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響

一、概述

系統(tǒng)熱變形將破壞刀具與工件正確的幾何關(guān)系和運(yùn)動關(guān)系，造成工件的加工誤差。在精密加工和大件加工中，熱變形引起的加工誤差能占到加工總誤差的40%～70%?？刂坪蜏p少熱變形對保證加工精度很重要，無論是理論上還是實(shí)踐上，需要研究和解決的問 題很多。1 工藝系統(tǒng)的熱源

熱從高溫處向低溫處傳遞，有導(dǎo)熱、對流和輻射三種；熱源可分內(nèi)部和外部兩類。①切削熱是最主要的熱源，它的一部分傳入工件和刀具使工件和刀具產(chǎn)生熱變形。②傳動部分（軸承副、齒輪副、導(dǎo)軌副、離合器等）產(chǎn)生的摩擦熱，傳到床身。③機(jī)械動力熱源，如電機(jī)、電器箱、液壓泵等能量損耗轉(zhuǎn)化為熱量。④環(huán)境熱量（陽光、取暖設(shè)備等）使工藝系統(tǒng)各部分受熱不均勻引起的變形。

以上切削熱、摩擦熱屬于內(nèi)部熱源，熱量以熱傳導(dǎo)形式傳遞；外部熱源主要以輻射形式傳遞熱量。工藝系統(tǒng)的熱平衡和溫度場概念

①熱平衡：工藝系統(tǒng)在各種熱源作用下，溫度會升高，但也向周圍環(huán)境散熱。當(dāng)工件、刀具、機(jī)床的溫度達(dá)到某一數(shù)值時，單位時間散發(fā)的熱量和熱源傳入的熱量趨于相等。②溫度場：由于熱源及其發(fā)熱量、位置和作用不同，散熱條件不一樣，所以各點(diǎn)溫升也不一樣，物體中各點(diǎn)溫度的分布稱為溫度場。3 切削熱計算公式

Q=Pz·V·t Pz—主切削力（N）；V—切削速度(m/min)；t切削時間(min)

二、工件的熱變形對加工精度的影響

工藝系統(tǒng)熱變形中，機(jī)床熱變形最復(fù)雜，工件和刀具熱變形相對比較簡單，工件產(chǎn)生熱變形主要受切削熱的影響，熱變形有兩種情況： 1 工件比較均勻地受熱：

簡單的軸類、套類等零件的內(nèi)外圓加工時，切削熱均勻地傳入工件，主要影響尺寸精度。熱變形量計算公式（長度、直徑）：

ΔL=α×L×Δt；ΔD=α×D×Δt Δt工件溫差℃，α線膨脹系數(shù)

圓柱度誤差：ΔR=α×D/2×Δt －５－５（α鋼≈1.17×10 /K；α銅≈1.7×10/K；α

鑄鐵≈1.05×10

/K）

－５ 加工精度較高的軸類零件，如磨外圓、絲杠等宜采用彈性或液壓尾頂尖。2 工件不均勻受熱：

如平面的刨、銑、磨時，工件單面受熱，上下面之間的溫差影響幾何形狀（尺寸）精度，導(dǎo)致工件拱起。加工中拱起部分被切取，冷卻后變成下凹，造成平面度誤差。例如，磨削長L、厚S的板類零件，熱變形撓度X=（α×Δt×L２）/8S

三、刀具的熱變形對加工精度的影響

刀具的熱變形主要是切削熱引起的。刀具切削部分的溫度很高，通過熱傳導(dǎo)使刀桿溫度升高，刀桿伸長，變形量有時可達(dá)0.03～0.05mm。在加工長軸類工件時會造成表面幾何形狀誤差，有時可與刀具的磨損相互補(bǔ)償，故刀具對加工精度影響不太大。為了減少刀具的熱變形，應(yīng)合理選擇切削用量和刀具的幾何參數(shù)，并充分冷卻和潤滑，以減少切削熱，減低切削溫度。

四、機(jī)床熱變形對加工精度的影響

機(jī)床主軸、床身、導(dǎo)軌等受內(nèi)外熱源的影響，由于熱源不同，形成不均勻的溫度場，使它們的相對位置發(fā)生變化，熱變形破壞了原有的幾何精度，造成加工誤差。

對于車、銑、鉆、鏜等機(jī)床的熱源是主軸箱內(nèi)的傳動件的摩擦熱和潤滑油發(fā)熱。例如，車床主軸發(fā)熱使主軸箱在垂直面內(nèi)偏移，在水平面內(nèi)傾斜，主軸箱溫升使主軸升高；熱量傳給床身和導(dǎo)軌加劇了主軸的傾斜。要控制熱傾斜量，可采用空調(diào)車間等。一般床身的熱變形占總傾斜量的75%，前后軸承溫差引起的傾斜量只占25%。

平面磨床床身熱變形受油池安放位置和導(dǎo)軌摩擦熱的影響。利用床身作油池床身下部溫度高于上部，導(dǎo)軌產(chǎn)生中凹變形；有些磨床油箱移至機(jī)外，由于導(dǎo)軌面摩擦熱，使床身上部溫度高于下部，導(dǎo)軌產(chǎn)生中凸變形。（課本P68）

五、減少工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響措施 ⑴減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源;⑵均衡溫度場（強(qiáng)制冷卻）;⑶設(shè)計上采用熱對稱結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn);⑷設(shè)計時使熱變形發(fā)生在不影響加工精度的方向上。⑸控制環(huán)境溫度、加速達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

前面我們講過，實(shí)際生產(chǎn)中加工誤差單因素分析法和加工誤差的統(tǒng)計分析法常常結(jié)合起來應(yīng)用，對加工精度進(jìn)行綜合分析。生產(chǎn)中，影響加工精度因素錯綜復(fù)雜，很難用我們講過的單因素分析法，分析計算某一工序的加工誤差，因此必須通過對現(xiàn)場實(shí)際加工的一批零件進(jìn)行檢查測量，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以處理和分析，從中發(fā)現(xiàn)誤差規(guī)律，指導(dǎo)找出解決加工精度的途徑，這就是加工誤差的統(tǒng)計分析法。

一、加工誤差的性質(zhì)

各種單因素的加工誤差，按其在一批零件中出現(xiàn)的規(guī)律，可分為兩大類?！?-5 加工誤差的統(tǒng)計分析 ### 9 ### 1系統(tǒng)誤差

在順序加工的一批零件中，加工誤差大小和方向保持不變的誤差（常值誤差）或按一定的規(guī)律變化（變值誤差）統(tǒng)稱系統(tǒng)誤差。

⑴常值系統(tǒng)誤差—加工原理誤差，機(jī)床、刀具、夾具、量具的制造誤差，工藝系統(tǒng)受力變形誤差等。例如，絞刀直徑有0.01mm的負(fù)偏差，加工的孔也存在0.01mm的負(fù)偏差。⑵變值系統(tǒng)誤差—機(jī)床和刀具熱變形,刀具磨損引起的加工誤差隨工序有規(guī)律變化。2隨機(jī)誤差

在順序加工的一批零件中出現(xiàn)的大小和方向都是無規(guī)律變化的誤差。

例如：毛坯誤差的復(fù)映、定位誤差、夾緊誤差、操作誤差、內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差。

不同性質(zhì)的誤差解決途徑不同。對于常值系統(tǒng)誤差，可以通過調(diào)整或檢修工藝裝備的方法解決，或者人為地制造一種常值誤差補(bǔ)償原來的常值誤差。對于變值系統(tǒng)誤差可以通過自動補(bǔ)償?shù)姆椒ń鉀Q。無明顯變化規(guī)律的隨機(jī)誤差很難完全消除，只能從根源上采取措施縮小其影響。

二、分布圖分析法

由于加工誤差存在著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，采用統(tǒng)計分析方法更為科學(xué)。統(tǒng)計分析方法就是以對許多工件抽樣檢查的結(jié)果為基礎(chǔ)，經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計的處理，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，找出解決途徑。1實(shí)驗(yàn)分布圖

測量一批工件機(jī)加工后的實(shí)際尺寸（或誤差），由測量所得數(shù)據(jù)作出工件加工尺寸的實(shí)際分布圖，一般用直方圖或?qū)嶒?yàn)分布曲線作為工件加工尺寸的實(shí)驗(yàn)分布圖。再用實(shí)驗(yàn)分布圖的有關(guān)參數(shù)作出與它近似的理論分布圖，根據(jù)理論分布圖的方程可以定量地對加工誤差進(jìn)行計算。

直方圖和實(shí)驗(yàn)分布曲線的繪圖步驟看參考書（課本P204）2理論分布曲線

⑴正態(tài)分布：實(shí)驗(yàn)證明如果工藝系統(tǒng)不存在系統(tǒng)誤差，只存在隨機(jī)誤差，被加工零件的尺寸是符合正態(tài)規(guī)律分布（即高斯曲線）。（課本P206）

y—分布密度；x—工件尺寸或誤差；μ—誤差的算術(shù)平均值；ζ—均方根偏差 正態(tài)分布曲線特征：①曲線以μ直線為對稱中線；

②μ的正偏差和負(fù)偏差相等； 正態(tài)分布曲線方程式：y=1/(ζ√2π)exp-1/2[(x-μ)/ζ]２（也叫概率密度函數(shù)）③分布曲線與橫坐標(biāo)包圍的面積包括了全部工件數(shù)（100%），x=μ±3ζ范圍面積占99.73%，±3ζ（或6ζ）的大小代表了某一種加工方法在一定的條件下所達(dá)到的加工精度，所以工件的公差δ＞6ζ才能保證加工精度。⑵非正態(tài)分布：若工藝系統(tǒng)還存在常值系統(tǒng)誤差，則工件尺寸的分布曲線不變，只不過曲線位置沿X軸發(fā)生平移；當(dāng)工藝系統(tǒng)存在變值系統(tǒng)誤差，曲線不在是正態(tài)分布，可以認(rèn)為是若干個正態(tài)曲線的迭加，仍可借鑒正態(tài)分布曲線求解。非正態(tài)分布曲線特征：實(shí)際加工中不近似于正態(tài)分布的有，①雙峰曲線，將兩次調(diào)整下加工的零件混在一起，由于每次調(diào)整時常值系統(tǒng)誤差是不同的，其值＞2.2ζ；如果兩臺機(jī)床加工的零件混在一起，不僅常值系統(tǒng)誤差不同，機(jī)床精度也不一樣，那么曲線的兩個高峰也不一樣。

②平頂曲線，加工中刀具尺寸磨損嚴(yán)重。

③凸峰曲線，刀具熱變形嚴(yán)重，加工軸時曲線凸峰偏向左，加工孔時曲線凸峰偏向右。有端跳和徑跳誤差時分布不對稱（瑞利分布）。3分布圖分析法的應(yīng)用

①判斷加工誤差性質(zhì)：例如沒有變值系統(tǒng)誤差，服從正態(tài)分布；常值系統(tǒng)誤差僅影響μ值，即影響分布曲線的位置，對形狀沒影響。

②確定工序能力及等級：工序處于穩(wěn)定狀態(tài)時，加工誤差正常波動幅度。工序（也叫工藝）能力6ζ；工藝能力系數(shù)Cp=T/6ζ，T公差范圍（工件尺寸公差）。工序能力分為5級，一般不低于2級，Cp＞1 ③估算合格品率 參看有關(guān)例題

三、點(diǎn)圖分析法

分布曲線法屬于事后分析，不能把規(guī)律性誤差從隨機(jī)誤差中分離出來；也不能在加工過程中提供控制工藝過程資料。采用點(diǎn)圖法可以按加工的先后順序，作出工件尺寸變化圖，以暴露整個加工過程的誤差變化。1點(diǎn)圖的形成：

按加工順序定期測量工件尺寸，每組取4或5個工件，測量后取平均值。組序號為橫坐標(biāo)；工件平均尺寸為縱坐標(biāo)。將各點(diǎn)連接得到點(diǎn)圖。

2點(diǎn)圖分析法的應(yīng)用：點(diǎn)圖法是全面質(zhì)量管理TQC中用于控制加工質(zhì)量的方法之一。①工藝驗(yàn)證—查明某種加工方法的工藝能力和工藝的穩(wěn)定性。

工藝能力用工藝能力系數(shù)表示Cp=T/6ζ T公差范圍，6ζ實(shí)際加工誤差。一般工藝能力系數(shù)Cp＞1，即實(shí)際加工誤差應(yīng)小于規(guī)定的公差；Cp太大不經(jīng)濟(jì)，一般分為5級。Cp＜1工序能力不足，產(chǎn)生不合格率不可避免。

單值點(diǎn)圖（圖2-58，書上講的比較多在這里扼要說明），圖2-58實(shí)際上是某一個加工工藝的單值點(diǎn)圖實(shí)例，圖中畫有中心線和控制線，控制線用于判斷工藝是否穩(wěn)定的界限。

x-R圖（例題見P82）

工藝穩(wěn)定性是指工件尺寸平均值μ和方均根誤差ζ在長期加工過程中保持不變。為了驗(yàn)證工藝的穩(wěn)定性，需要應(yīng)用xi，Ri兩張點(diǎn)圖將一批工件依照加工順序分成m 個為一組，xi是第i組的平均值，共分K組；Ri是第i組數(shù)值的極差（xmax-xmin）i，這兩張圖合在一起使用稱為x-R圖（P81）。

②加工過程誤差分析—從點(diǎn)圖中分解出系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，尋找誤差根源。

例如，工件尺寸平均值X點(diǎn)圖呈緩慢上升或下降趨勢，可以考慮工藝系統(tǒng)是否存在熱變形或刀具磨損。通過采取相應(yīng)的解決措施進(jìn)行驗(yàn)證，如果點(diǎn)圖變化趨勢有所改進(jìn)，說明分析正確。當(dāng)系統(tǒng)誤差消除后，隨機(jī)誤差成為主要誤差，分析產(chǎn)生隨機(jī)誤差的原因可采用數(shù)理統(tǒng)計中的相關(guān)分析法。

§3-6 保證和提高加工精度的途徑

一、誤差預(yù)防技術(shù) 1.合理采用先進(jìn)工藝與設(shè)備

在制定工藝規(guī)程時要考慮，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。2.直接減小原始誤差

例如，加工細(xì)長軸時，由于工件剛度很差，容易產(chǎn)生彎曲和振動，影響工件的幾何精度。采用跟刀架，可以消除背向力將工件“頂彎”的因素。但細(xì)長軸工件在進(jìn)給力的作用下，會因?yàn)椤皦簵U失穩(wěn)”被壓彎。在切削熱的作用下，工件會受熱伸長。受卡盤和頂尖的限制，將產(chǎn)生軸向力加劇工件彎曲變形。為了消除或減小以上因素產(chǎn)生的誤差，可采用反向進(jìn)給的切削方式，同時應(yīng)用彈性尾座頂尖，背向力作用是拉伸而不是壓縮。拉伸變形和熱伸長都可以在彈性頂尖上得到補(bǔ)償。3.轉(zhuǎn)移原始誤差

在工藝系統(tǒng)中增加工藝裝置，將原工藝系統(tǒng)中不易控制的誤差轉(zhuǎn)移的新的工藝裝置上加以控制。例如，用鏜模夾具加工箱體零件的孔系，即使機(jī)床加工精度不高，誤差也 能轉(zhuǎn)移，此時工件的加工精度完全取決于鏜桿和鏜模的制造精度。制作工夾具要比改造機(jī)床簡單，容易保證精度。4.均分原始誤差

生產(chǎn)中本工序的加工精度比較穩(wěn)定，但由于毛坯或上一工序引起的誤差造成本工序超差，采用分組調(diào)整（均分誤差）的方法。

為了獲得精密的軸孔配合，要求軸孔加工的很精確，用現(xiàn)有設(shè)備但很不經(jīng)濟(jì)，甚至無法加工。因此可將公差擴(kuò)大幾倍進(jìn)行加工，然后精密地測量全部零件，分組。每組零件尺寸分散范圍小于規(guī)定公差，然后將相應(yīng)組的零件裝配起來，得到規(guī)定的配合精度。5.均化原始誤差

利用有密切聯(lián)系的表面相互比較，互相檢查，從對比中找出差異，然后進(jìn)行相互修正或互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。所謂密切聯(lián)系的表面有三類，一類是配偶件的表面，例如精密絲杠與螺母研具，鼠牙分度盤等；一類是成套件的表面，如三塊一組的原始平面，直尺；還有一類是工件本身互相牽連的表面，如分度盤的各個分度槽。6.“就地加工”達(dá)到最終精度

將零件裝配到機(jī)器的確定部位，利用機(jī)器本身相互運(yùn)動關(guān)系對零件上的關(guān)鍵定位表面進(jìn)行加工，消除裝配時誤差累積的影響。例如在機(jī)床上就地修正花盤和卡盤平面的平直度，修正卡盤爪的同心度，及夾具的定位面。7.加工過程中的積極控制

在機(jī)加工中，對于常值系統(tǒng)誤差可以用誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行消除和減少，但對于變值系統(tǒng)誤差，就必須用積極控制方法進(jìn)行補(bǔ)償。積極控制方法，也就是利用測量裝置連續(xù)地測出工件的實(shí)際尺寸（或形狀及位置精度），并與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，隨時修正刀具與工件的相對位置，直到兩者的差值不超過預(yù)定的公差為止。例如在外圓磨床上，利用氣壓傳感器監(jiān)測工件實(shí)際尺寸，當(dāng)工件尺寸達(dá)到設(shè)定值時，砂輪架自動退出。

保證加工精度最基本方法是合理采用先進(jìn)工藝與設(shè)備。

二、誤差補(bǔ)償技術(shù)

人為地造成一種新誤差去抵消另一種加工誤差，盡量使兩者大小相等，方向相反，達(dá)到減小誤差的目的。

例如，在滾齒加工中，由于分度蝸輪的分度誤差會產(chǎn)生工件運(yùn)動偏心誤差，這種誤差大小和方向在機(jī)床工作臺上是固定的。在精確測量出機(jī)床的分度誤差大小和方向之后，就可以人為地安裝偏心產(chǎn)生的幾何偏心誤差去補(bǔ)償機(jī)床固有的運(yùn)動偏心。