機械制造工藝學(xué)第一章課件第1頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五課程介紹一、課程性質(zhì)《機械制造工藝學(xué)》是機械制造專業(yè)最重要的一門專業(yè)課程，是完成相應(yīng)工藝設(shè)計的根本。本課程總共32個學(xué)時，其中課堂理論授課28學(xué)時，實驗學(xué)時4學(xué)時。2第2頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1、工藝是什么？工藝是使各種原材料、半成品成為產(chǎn)品的經(jīng)驗、方法和過程。各種機械制造的方法和過程的總和稱之為機械制造工藝。工藝是生產(chǎn)中最活躍的因素，它既是構(gòu)思和想法，又是實際的方法和手段，并落實在由工件、刀具、機床、夾具所構(gòu)成的工藝系統(tǒng)中。所以它包含和涉及的范圍很廣，需要多門學(xué)科知識的支持，同時又和生產(chǎn)實際聯(lián)系十分緊密。二、本課程研究的對象和任務(wù)一個新的設(shè)計工作者，常常會面臨一些感到十分棘手、困惑的問題。為什么？

3第3頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五2、機械制造工藝學(xué)的研究對象(1)研究如何科學(xué)地、最優(yōu)地生產(chǎn)各種機械裝備、機械產(chǎn)品的一門技術(shù)學(xué)科。(2)研究在機械制造(機械制造廣義包括：鑄造、鍛、焊、熱處理，機械加工、機械裝配。）中優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗地生產(chǎn)機械裝備的原理和方法的科學(xué)。即從質(zhì)量（精度、壽命）、勞動生產(chǎn)率（高級的工藝方法和裝備、先進的生產(chǎn)組織和管理方法）經(jīng)濟性（通過經(jīng)濟分析或經(jīng)濟論證加以確定）方面控制機械制造。

4第4頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五3、工藝與設(shè)計、制造的關(guān)系

只有掌握工藝知識，才能得到經(jīng)濟、合理、可行的設(shè)計方案，才能能保證方便、經(jīng)濟、高效、高質(zhì)地制造產(chǎn)品。

工藝對這三者是直接相關(guān)的。工藝是制造的基礎(chǔ)，是企業(yè)的核心和靈魂。工藝是否合理的依據(jù)就是看所用的工藝能否優(yōu)質(zhì)、高效、低消耗地生產(chǎn)出產(chǎn)品。因此企業(yè)制造常以工藝作為突破口，工藝甚至對產(chǎn)品能否加工出來有著決定性的影響。

4、在生產(chǎn)中要解決的主要問題花費、效率、質(zhì)量5第5頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五5、本課程的任務(wù)1)使學(xué)生掌握工藝的基本理論、掌握機械加工和裝配工藝規(guī)程制定的原則、步驟和方法，并能結(jié)合具體條件制定出工藝上可行、經(jīng)濟上合理的工藝規(guī)程；2)了解影響加工質(zhì)量的各項因素，學(xué)會分析研究加工質(zhì)量的方法；3)掌握機床夾具設(shè)計的原理和方法；4)了解當(dāng)前制造技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生具有善于分析、總結(jié)實際生產(chǎn)中的先進經(jīng)驗，善于分析地吸收國內(nèi)外新技術(shù)、新工藝和新方法，并應(yīng)用于解決實際問題的能力；5)培養(yǎng)學(xué)生對具體工藝問題進行綜合分析和試驗的科學(xué)方法，并能對具體問題提出保證或改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低產(chǎn)品成本的工藝路線。

6第6頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五三、本課程的特點及學(xué)習(xí)方法1、課程的特點

(1)實踐性：總結(jié)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的；

(2)綜合性：經(jīng)驗總結(jié)、條條較多。2、學(xué)習(xí)方法

(1)理論聯(lián)系：具體問題具體分析，不能死記條文；應(yīng)結(jié)合實際情況分析問題；

(2)鉆研基本內(nèi)容：理解問題的實質(zhì)和概念，認真對待練習(xí)，掌握基本規(guī)律，做到舉一反三；

(3)在掌握業(yè)務(wù)知識的同時，注意能力的培養(yǎng)。

7第7頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五第1章緒論本章要點機械制造工程學(xué)科發(fā)展工藝過程與工藝系統(tǒng)生產(chǎn)類型與工藝特點基準與定位8第8頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五機械制造工藝學(xué)第1章

緒論Intrduction1.1

機械制造工程學(xué)科發(fā)展DevelopmentofMechanicalManufacturingTechnology9第9頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.1制造的永恒性機械制造技術(shù)的發(fā)展17世紀60年代，瓦特改進蒸汽機，標志第一次工業(yè)革命興起，工業(yè)化大生產(chǎn)從此開始18世紀中，麥克斯韋爾建立電磁場理論，電氣化時代開始20世紀初，福特汽車生產(chǎn)線，泰勒科學(xué)管理方法，標志自動化時代到來（以大量生產(chǎn)為特征—MassProduction）二戰(zhàn)后，計算機、微電子技術(shù)，信息技術(shù)及軟科學(xué)的發(fā)展，以及市場競爭的加劇和市場需求多樣性的趨勢，使中小批量生產(chǎn)自動化成為可能，并產(chǎn)生了綜合自動化和許多新的制造哲理與生產(chǎn)模式。進入21世紀，制造技術(shù)向自動化、柔性化、集成化、智能化、精密化、清潔化的方向發(fā)展。10第10頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.1制造的永恒性制造技術(shù)的重要性

社會發(fā)展與制造技術(shù)密切相關(guān)

11第11頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.1制造的永恒性

制造技術(shù)是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)

協(xié)同論系統(tǒng)論控制論方法論信息論數(shù)控技術(shù)制造技術(shù)微電子技術(shù)成形技術(shù)材料技術(shù)設(shè)計方法學(xué)計算機技術(shù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換系統(tǒng)分配輸送能量系統(tǒng)物質(zhì)系統(tǒng)加工系統(tǒng)裝配系統(tǒng)拆卸系統(tǒng)物料系統(tǒng)檢測系統(tǒng)信息系統(tǒng)工程設(shè)計過程管理工況監(jiān)控質(zhì)量保證制造系統(tǒng)傳感技術(shù)自動控制技術(shù)能源技術(shù)管理技術(shù)制造系統(tǒng)工程學(xué)體系結(jié)構(gòu)12第12頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.1制造的永恒性

制造技術(shù)是所有工業(yè)的支柱

紡織機械動力機械家用電器通訊設(shè)備出版印刷網(wǎng)絡(luò)媒體文化娛樂冶金機械建筑機械交通工具環(huán)保設(shè)備軍事裝備醫(yī)療設(shè)備機器制造農(nóng)業(yè)機械化工設(shè)備制造技術(shù)當(dāng)今制造業(yè)社會功能13第13頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.1制造的永恒性

國力和國防的后盾

國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，國民經(jīng)濟總收入的60%以上來自制造業(yè)，世界發(fā)達國家無不具有強大的制造業(yè)。日本由于重視制造業(yè)，二次大戰(zhàn)后30年時間，發(fā)展成為世界經(jīng)濟大國。機械制造業(yè)是制造業(yè)的基礎(chǔ),是重中之重。與此相反，美國在一段相當(dāng)長時間內(nèi)忽視了制造技術(shù)的發(fā)展，結(jié)果導(dǎo)致經(jīng)濟衰退，競爭力下降，出現(xiàn)在家電、汽車等行業(yè)不敵日本的局面。直至上世紀80年代初，美國才開始清醒，重新關(guān)注制造業(yè)的發(fā)展，至1994年美國汽車產(chǎn)量重新超過日本。14第14頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五美日兩國汽車產(chǎn)量在世界市場所占份額1.1.1制造的永恒性

國力和國防的后盾

1963年1983年15第15頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.1制造的永恒性

國力和國防的后盾

東芝事件16第16頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論

狹義制造——傳統(tǒng)意義上的制造，由于設(shè)計和工藝的分家，制造被定位于制造工藝。指生產(chǎn)過程從原材料→成品直接起作用的那部分工作內(nèi)容，包括毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配、檢驗、包裝等具體操作（物質(zhì)流）。

廣義制造——狹義制造的擴展，又稱“大制造”。CIRP(國際生產(chǎn)工程科學(xué)院）定義：制造包括制造企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、材料選擇、制造生產(chǎn)、質(zhì)量保證、管理和營銷一系列有內(nèi)在聯(lián)系的運作和活動。制造企業(yè)——美國將機械、電子、輕工、紡織、冶金、化工等行業(yè)列為制造業(yè)。（第二產(chǎn)業(yè)中除建筑、建材、能源、電力外）

狹義制造與廣義制造17第17頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論

制造設(shè)計一體化

材料成形機理的擴展

廣義制造形成因素去除加工——又稱分離加工，是從工件上去除一部分材料而成形。結(jié)合加工——利用物理和化學(xué)方法將相同材料或不同材料結(jié)合（bonding）在一起而成形。按結(jié)合機理和結(jié)合強弱又可分為附著（deposition）、注入（injection）和連接（jointed）三種。變形加工——又稱流動加工，是利用力、熱、分子運動等手段使工件產(chǎn)生變形，改變其尺寸、形狀和性能，如特種鍛造、特種鑄造等。18第18頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論材料成形機理的范疇分類加工機理加工方法去除加工力學(xué)加工磨粒流加工、磨料噴射加工、液體噴射加工電物理加工電火花加工、電火花線切割、等離子體、電子束、離子束加工電化學(xué)加工電解加工物理加工超聲波加工、激光加工化學(xué)加工化學(xué)銑削、光刻加工復(fù)合加工電解磨削、超聲電解磨削、超聲電火花電解磨削、化學(xué)機械拋光結(jié)合加工附著加工物理加工物理氣相沉積、離子鍍熱物理加工蒸鍍、熔化鍍化學(xué)加工化學(xué)氣相沉積、化學(xué)鍍電化學(xué)加工電鍍、電鑄、刷鍍注入加工物理加工離子注入、離子束外延熱物理加工晶體生長、分子束外延、滲碳、攙雜、燒結(jié)化學(xué)加工氮化、氧化、活性化學(xué)反應(yīng)電化學(xué)加工陽極氧化連接加工激光焊接、化學(xué)粘接、快速成形制造、卷繞成形制造變形加工冷、熱流動加工鍛造、輥鍛、軋制、擠壓、輥壓、液態(tài)模鍛、粉末冶金粘滯流動加工金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造、殼型鑄造…分子定向加工液晶定向19第19頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論快速原型制造過程噴粘結(jié)劑噴熱熔材料三維產(chǎn)品（樣品/模具）表面處理構(gòu)造三維模型模型近似處理切片處理激光噴射源固化樹脂切割箔材燒結(jié)粉末20第20頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論a）b）傳統(tǒng)加工與快速成形比較模具模具設(shè)計鑄造焊接鍛壓毛坯（大于工件）半成品半成品工件去除加工設(shè)計模具樣品快速成形21第21頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論快速成形機床及快速成形件Real22第22頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論制造技術(shù)綜合性——現(xiàn)代制造技術(shù)是一門以機械為主體，交叉融合了光、電、信息、材料、管理等學(xué)科的綜合體，并與社會科學(xué)，文化、藝術(shù)等密切相關(guān)制造模式發(fā)展——計算機集成制造技術(shù)是制造技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，集成制造系統(tǒng)首先強調(diào)了信息集成，即計算機輔助設(shè)計、計算機輔助制造和計算機輔助管理的集成。進一步發(fā)展出現(xiàn)柔性制造、敏捷制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造、智能制造和協(xié)同制造等多種制造模式豐富的硬軟件工具、平臺和支撐環(huán)境——硬件是基礎(chǔ)，軟件是支撐

產(chǎn)品全生命周期

23第23頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.2廣義制造論產(chǎn)品生命周期全過程24第24頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.1.3制造科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代制造技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)設(shè)計方法學(xué)和創(chuàng)新設(shè)計生命周期設(shè)計和并行工程反求工程設(shè)計綠色產(chǎn)品設(shè)計微型產(chǎn)品設(shè)計現(xiàn)代加工技術(shù)高速與超高速加工精密工程與納米技術(shù)特種加工技術(shù)數(shù)控加工技術(shù)自動化加工技術(shù)現(xiàn)代成形與改進技術(shù)現(xiàn)代成形與改進技術(shù)材料成形過程仿真質(zhì)量監(jiān)控與無損檢測清潔成形與改進技術(shù)制造系統(tǒng)與管理技術(shù)柔性制造技術(shù)集成制造技術(shù)虛擬制造技術(shù)智能制造技術(shù)先進制造技術(shù)工業(yè)工程25第25頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五機械制造工藝學(xué)第1章

緒論Intrduction1.2

工藝過程與工藝系統(tǒng)ManufacturingProcessand

ManufacturingSystem26第26頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.2.1機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程

機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程包括毛坯的制造、零件的機械加工和熱處理、機器的裝配、檢驗、測試和油漆等主要勞動過程（稱為直接生產(chǎn)過程）還包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設(shè)備的維修，以及動力（電、壓縮空氣、液壓等）供應(yīng)等輔助勞動過程（稱為輔助生產(chǎn)過程）生產(chǎn)過程可以由一個車間或一個工廠完成，也可以由多個工廠協(xié)作完成27第27頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.2.2機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品直接生產(chǎn)過程的一部分，傳統(tǒng)上是指采用金屬切削刀具或磨具來加工零件，使之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能、成為合格零件的生產(chǎn)過程現(xiàn)在是指各種加工方法——除切削和磨削外，還包括其它加工方法，如電加工、超聲加工、電子束加工、離子束加工、激光束加工，以及化學(xué)加工等

機械加工工藝過程概念28第28頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五φ20±0.072×10.8階梯軸零件φ32φ40φ25±0.07φ350-0.0170.80.8354030550150其余倒角1×45°3.22×1flashflash工序——是指由一個或一組工人在同一臺機床或同一個工作地，對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分機械加工工藝過程。機械加工工藝過程組成1.2.2機械加工工藝過程29第29頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五安裝——在一道工序中，工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序稱為安裝。工位——工件在機床上占據(jù)每一個位置所完成的那部分工序稱為工位。多工位加工1：裝卸工件2：鉆孔3：擴孔4：絞孔flash1.2.2機械加工工藝過程30第30頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五工步——指在加工表面不變、切削刀具不變的情況下所連續(xù)完成的那部分工序。（在一個工步內(nèi)，若有幾把刀具同時加工幾個不同表面，稱此工步為復(fù)合工步）走刀——同一加工表面加工余量較大，可以分作幾次工作進給，每次工作進給所完成的工步稱為一次走刀。a）立軸轉(zhuǎn)塔車床的一個復(fù)合工步b）鉆孔、擴孔復(fù)合工步復(fù)合工步1.2.2機械加工工藝過程31第31頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.2.3機械加工系統(tǒng)零件進行機械加工時，必須具備一定的條件，即要有一個系統(tǒng)來支持，稱之為機械制造工藝系統(tǒng)。通常，一個系統(tǒng)是由物質(zhì)分系統(tǒng)、能量分系統(tǒng)和信息分系統(tǒng)所組成。機械制造工藝系統(tǒng)的物質(zhì)分系統(tǒng)（系統(tǒng)硬件）由工件、機床、工具和夾具所組成。機械制造工藝系統(tǒng)的信息分系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件）包括加工方法、工藝過程、數(shù)控程序等。工藝系統(tǒng)軟件是對工藝系統(tǒng)硬件的必要支持。能量分系統(tǒng)是指動力供應(yīng)。研究機械制造工藝系統(tǒng)的組成及其內(nèi)在的規(guī)律，其目的是為了使工藝系統(tǒng)的軟、硬件有機地結(jié)合起來，以達到工藝過程最佳化的目標。32第32頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五機械制造工藝學(xué)第1章

緒論Intrduction1.3

生產(chǎn)類型與工藝特點ProductionTypeand

TechnologyFeatures33第33頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.3.1生產(chǎn)綱領(lǐng)

生產(chǎn)綱領(lǐng)——在計劃期內(nèi)，應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進度計劃

年生產(chǎn)綱領(lǐng)式中N——年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；

Q——產(chǎn)品年產(chǎn)量（臺/年）；m——每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量（件/臺）；

α——備品率；

β——廢品率。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是設(shè)計或修改工藝規(guī)程的重要依據(jù)，是車間（或工段）設(shè)計的基本文件

34第34頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.3.2生產(chǎn)批量

生產(chǎn)批量——一次投入戓產(chǎn)出的同一產(chǎn)品或零件的數(shù)量式中n——每批中的零件數(shù)量；N——年生產(chǎn)綱領(lǐng)規(guī)定的零件數(shù)量；A——零件應(yīng)該儲備的天數(shù)；F——一年中工作日天數(shù)。確定生產(chǎn)批量考慮因素滿足市場需求（當(dāng)前需求及可預(yù)見未來需求）便于生產(chǎn)組織與安排，保證多品種產(chǎn)品均衡生產(chǎn)產(chǎn)品的制造工作量：大型產(chǎn)品，批量可少些資金投入：批量小，次數(shù)多，有利于資金周轉(zhuǎn)制造效率和成本：批量大，可采用先進、專用高效工裝35第35頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.3.3生產(chǎn)類型及工藝特點零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）重型機械中型機械輕型機械單件生產(chǎn)小批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)≤5＞5～100＞100～300＞300～1000＞1000生產(chǎn)類型≤20＞20～200＞200～500＞500～5000＞5000≤100＞100～500＞500～5000＞5000～50000＞50000生產(chǎn)類型單件生產(chǎn)批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)小批量生產(chǎn)中批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)單件小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批大量生產(chǎn)

生產(chǎn)類型劃分

生產(chǎn)類型規(guī)范36第36頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.3.3生產(chǎn)類型及工藝特點生產(chǎn)類型單件小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)大批大量生產(chǎn)加工對象毛坯制造方法及加工余量機床及布置形式夾具刀具和量具裝夾方法裝配方法工人技術(shù)水平生產(chǎn)率成本工藝文件經(jīng)常變換木模手工造型，自由鍛，毛坯精度低，加工余量大通用機床，機群式排列布置通用夾具，組合夾具通用刀具和量具畫線找正，通用夾具配置，調(diào)整法，修配法高低高簡單工藝過程卡周期性變換部分金屬膜、鍛模，毛坯精度中等，加工余量中等部分通用、部分專用機床機群式或生產(chǎn)線排列布置專用夾具，可調(diào)整夾具刀具和量具部分通用、部分專用部分畫線找正，通用或?qū)Ｓ脢A具少量配置，多數(shù)互換裝配中中中詳細工藝過程卡，關(guān)鍵工序工序卡相對固定不變金屬膜、模鍛，毛坯精度高，加工余量小專用高效機床，流水線或自動線排列布置專用、高效夾具專用、高效刀具和量具專用、高效夾具互換裝配法低高低詳細工藝過程卡，工序卡項目不同生產(chǎn)類型工藝特點37第37頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五機械制造工藝學(xué)第1章

緒論Intrduction1.4

基準、裝夾與定位Datum，F(xiàn)ixingandLocation38第38頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.1基準基準

確定加工對象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準。

設(shè)計基準

在設(shè)計圖樣上所采用的基準

定位支座零件39第39頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.1基準工藝基準

在工藝過程中所采用的基準。又可分為：工序基準、定位基準、測量基準與裝配基準。

支座零件第1工序（車削）40第40頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.1基準支座零件第2工序（鉆孔）41第41頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.1基準支座零件第3工序（鉆、锪4分布孔）42第42頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.1基準支座零件第4工序（磨內(nèi)孔、端面）支座零件第5工序（磨外圓、臺階面）43第43頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.2工件裝夾劃線找正裝夾——精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件直接找正裝夾——精度高，效率低，對工人技術(shù)水平高夾具裝夾——

精度和效率均高，廣泛采用裝夾的含義

裝夾又稱安裝，包括定位和夾緊兩項內(nèi)容。定位

——使工件在機床或夾具上占有正確位置夾緊

——對工件施加一定的外力，使其已確定的位置在加工過程中保持不變工件裝夾方法44第44頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.2工件裝夾直接找正安裝flash毛坯孔加工線找正線劃線找正安裝flash45第45頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.2工件裝夾工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）flash46第46頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.3定位原理

六點定位原理XZY

六點定位原理要確定其空間位置，就需要限制其6個自由度將6個支承抽象為6個“點”，6個點限制了工件的6個自由度，這就是六點定位原理。任何一個物體在空間直角坐標系中都有6個自由度——用表示47第47頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五工件以平面3點定位XYZ與理論力學(xué)、機構(gòu)學(xué)自由度概念差別——位置不定度——夾緊與定位概念分開——工件、夾具是彈性體

兩點注意：“點”的含義——對自由度的限制，與實際接觸點不同1.4.3定位原理

48第48頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五工件的6個自由度均被限制，稱為完全定位。工件6個自由度中有1個或幾個自由度未被限制，稱為不完全定位。完全定位與不完全定位不完全定位主要有兩種情況：①工件本身相對于某個點、線是完全對稱的，則工件繞此點、線旋轉(zhuǎn)的自由度無法被限制（即使被限制也無意義）。例如球體繞過球心軸線的轉(zhuǎn)動，圓柱體繞自身軸線的轉(zhuǎn)動等。②工件加工要求不需要限制某一個或某幾個自由度。如加工平板上表面，要求保證平板厚度及與下平面的平行度，則只需限制3個自由度就夠了。1.4.3定位原理

49第49頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五1.4.3定位原理

完全定位與不完全定位ZYXa）ZYXb）ZYXc）ZYXd）e）ZYXf）ZYX工件應(yīng)限制的自由度50第50頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五欠定位工件加工時必須限制的自由度未被完全限制，稱為欠定位。欠定位不能保證工件的正確安裝，因而是不允許的。欠定位示例XZYa）b）BBB1.4.3定位原理

51第51頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五過定位過定位——工件某一個自由度（或某幾個自由度）被兩個（或兩個以上）約束點約束，稱為過定位。過定位是否允許，要視具體情況而定：1）如果工件的定位面經(jīng)過機械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時還是必要的，因為合理的過定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。1.4.3定位原理

52第52頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五

過定位分析（桌子與三角架）過定位分析1.4.3定位原理

53第53頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五

過定位分析過定位示例a）ZYXYc）ZYXY1.4.3定位原理

b）ZYYX54第54頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五

過定位分析過定位示例XYa）ZYb）ZYXY1.4.3定位原理

55第55頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五

一面兩孔定位分析D1D2d2d1b一面兩孔定位干涉分析1.4.3定位原理

56第56頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五刀柄主軸拉桿漲套過定位應(yīng)用HSK刀柄與傳統(tǒng)刀柄結(jié)構(gòu)HSK刀柄傳統(tǒng)刀柄1:107:24間隙主軸拉桿刀柄1.4.3定位原理

定位端面配合錐面57第57頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五

過定位討論如圖示，齒輪坯以內(nèi)孔和一小端面定位，車削外圓和大端面。加工后檢測發(fā)現(xiàn)大端面與內(nèi)孔垂直度超差。試分析原因，提出改進意見。4A0.02A間隙配合剛性心軸過定位示例1.4.3定位原理

58第58頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五過定位引起夾緊變形1.4.3定位原理

59第59頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五橡膠墊過定位處理分析1.4.3定位原理

60第60頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五

討論分析圖示定位方案：①各方案限制的自由度②有無欠定位或過定位③對不合理的定位方案提出改進意見。

b）XZYXc）XZYXa）YXZ過定位分析1.4.3定位原理

61第61頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五a）YXZa1）YXZa2）YXZa3）YXZ過定位示例分析1.4.3定位原理

62第62頁，共69頁，2023年，2月20日，星期五b）XZYXb