機械加工工藝基礎第一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六第1章

數控加工工藝基礎1.1工藝過程的基本概念

1.1.1生產過程和工藝過程1.1.2工件獲得尺寸精度的方法1.1.3加工余量1.1.4加工精度1.1.5表面質量第二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1.2數控加工工藝系統1.2.1數控加工工藝系統的基本組成

1.2.2數控機床的主要類型1.2.3數控刀具的主要種類1.2.4數控機床夾具的類型和特點

第三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1.1工藝過程的基本概念1.1.1生產過程與工藝過程生產過程：是指將原材料轉變為成品的全過程。工藝過程：在生產過程中，凡是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝：就是制造產品的方法。機械加工工藝過程：采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。第四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1．生產過程工業產品的生產過程：是指由原材料到成品之間的各個相互聯系的勞動過程的總和。主要包括

（1）生產技術準備過程（2）生產工藝過程（3）輔助生產過程（4）生產服務過程第五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六

（1）生產技術準備過程包括產品投產前的市場調查分析，產品研制，技術鑒定等。（2）生產工藝過程包括毛坯制造，零件加工，部件和產品裝配、調試、油漆和包裝等。（3）輔助生產過程為使基本生產過程能正常進行所必須的輔助過程，包括工藝裝備的設計制造、能源供應、設備維修等。（4）生產服務過程包括原材料采購運輸、保管、供應及產品包裝、銷售等。第六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六基本概念將原材料轉變為成品的全過程。生產過程改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝過程是生產過程中的主要部分，其余的勞動過程則為生產過程的輔助過程。工藝過程第七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六生產過程（將原材料轉變為成品的全過程）流程圖基本概念第八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六在生產過程中，凡是改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。工藝過程基本概念第九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六2．生產系統（1）系統的概念

任何事物都是由數個相互作用和相互依賴的部分組成并具有特定功能的有機整體，這個整體就是“系統”。（2）機械加工工藝系統

機械加工工藝系統由金屬切削機床、刀具、夾具和工件四個要素組成，它們彼此關聯、互相影響。

該系統的整體目的是在特定的生產條件下，在保證機械加工工序質量的前提下，采用合理的工藝過程，降低該工序的加工成本。第十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（3）機械制造系統在工藝系統基礎上以整個機械加工車間為整體的更高一級的系統。該系統的整體目的就是使該車間能最有效地全面完成全部零件的機械加工任務。第十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（4）生產系統

以整個機械制造廠為整體，為了最有效地經營，獲得最高經濟效益，一方面把原材料供應、毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配、檢驗與試車、油漆、包裝、運輸、保管等因素作為基本物質因素來考慮；另一方面把技術情報、經營管理、勞動力調配、資源和能源利用、環境保護、市場動態、經營政策、社會問題和國際因素等信息作為影響系統效果更重要的要素來考慮。第十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六工藝規程技術人員根據產品數量、設備條件和工人素質等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規程。第十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六為了便于工藝規程的編制、執行和生產組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。其中工序是工藝過程中的基本單元。零件的機械加工工藝過程由若干個工序組成。在一個工序中可能包含有一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每一個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包括一個或幾個走刀。第十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（1）工序

一個（或一組）工人，在一個工作地（或一臺機床）上對一個（或同時對幾個）工件連續完成的那一部分工藝過程稱為工序。

劃分工序的依據是工作地點是否變化和工作過程是否連續。第十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六例如：在車床上加工一批軸，既可以對每一根軸連續地進行粗加工和精加工，也可以先對整批軸進行粗加工，然后再依次對它們進行精加工。在第一種情形下，加工只包括一個工序；在第二種情形下，由于加工過程的連續性中斷，雖然加工是在同一臺機床上進行的，但卻成為兩個工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產計劃的基本單元。第十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（2）安裝

在機械加工工序中，使工件在機床上或在夾具中占據某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時，工件在機床上需經過多次裝夾才能完成一個工序的工作內容。

安裝是指工件經過一次裝夾后所完成的那部分工序內容。例如，在車床上加工軸，先從一端加工出部分表面，然后調頭再加工另一端，這時的工序內容就包括兩個安裝。第十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（3）工位

采用轉位（或移位）夾具、回轉工作臺或在多軸機床上加工時，工件在機床上一次裝夾后，要經過若干個位置依次進行加工，工件在機床上所占據的每一個位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。簡單來說，工件相對于機床或刀具每占據一個加工位置所完成的那部分工序內容，稱為工位。

第十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六右圖是在一臺三工位回轉工作臺機床上加工軸承蓋螺釘孔的示意圖。操作者在上下料工位Ⅰ處裝上工件，當該工件依次通過鉆孔工位Ⅱ、擴孔工位Ⅲ后，即可在一次裝夾后把四個階梯孔在兩個位置加工完畢。這樣，既減少了裝夾次數，又因各工位的加工與裝卸是同時進行的，從而節約安裝時間使生產率可以大提高。第十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（4）工步

在加工表面、切削刀具、切削速度和進給量不變的條件下，連續完成的那一部分工序內容稱為工步。生產中也常稱為“進給”。為了提高生產率，用幾把刀具同時加工幾個加工表面的工步，稱為復合工步，也可以看作一個工步。例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。

第二十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（5）走刀

加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削，這時每切削一次就稱為一次走刀。因此在切削速度和進給量不變的前提下刀具完成一次進給運動稱為一次走刀。下圖是一個帶半封閉鍵槽階梯軸兩種生產類型的工藝過程實例，從中可看出各自的工序、安裝、工位、工步、走刀之間的關系。第二十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六第二十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六由若干個順序排列的工序組成的，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀?；靖拍钜粋€（或一組）工人，在一個工作地（或一臺機床）上對一個（或同時對幾個工件）連續完成的那一部分工藝過程稱為工序。安裝是指工件經過一次裝夾后所完成的那部分工序內容。工藝過程的組成工序安裝第二十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六基本概念在加工表面、切削刀具、切削速度和進給量不變的條件下，連續完成的那一部分工序內容稱為工步。工件相對于機床或刀具每占據一個加工位置所完成的那部分工序內容，稱為工位。

加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。工步工位走刀第二十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六掌握內容工序、安裝、工位、工步和走刀的概念和應用。第二十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1.1.2工件獲得尺寸精度的方法1．獲得尺寸精度的方法機械加工中獲得工件尺寸精度的方法，主要有以下幾種：第二十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（1）試切法

試切法：先試切出很小部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求適當調刀具切削刃相對工件的位置，再試切，再測量，如此經過兩三次試切和測量，當被加工尺寸達到要求后，再切削整個待加工表面。試切法通過“試切－測量－調整－再試切”，反復進行直到達到要求的尺寸精度為止。例如，箱體孔系的試鏜加工。第二十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六

作為試切法的一種類型——配作，它是以已加工件為基準，加工與其相配的另—工件，或將兩個（或兩個以上）工件組合在一起進行加工的方法。配作中最終被加工尺寸達到的要求是以與已加工件的配合要求為準的。（模具制作）第二十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六試切法的特點：優點：試切法達到的精度可能很高，它不需要復雜的裝置。缺點：這種方法費時（需作多次調整、試切、測量、計算），效率低，依賴工人的技術水平和計量器具的精度，質量不穩定，所以只用于單件小批生產。第二十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（2）調整法

預先用樣件或標準件調整好機床、夾具、刀具和工件的準確相對位置，用以保證工件的尺寸精度。因為尺寸事先調整到位，所以加工時，不用再試切，尺寸自動獲得，并在一批零件加工過程中保持不變，這就是調整法。例如，采用銑床夾具時，刀具的位置靠對刀塊確定。調整法的實質是利用機床上的定程裝置或對刀裝置或預先整好的刀架，使刀具相對于機床或夾具達到一定的位置精度，然后加工一批工件。第三十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六在機床上按照刻度盤進刀然后切削，也是調整法的一種。這種方法需要先按試切法決定刻度盤上的刻度。大批量生產中，多用定程擋塊、樣件、樣板等對刀裝置進行調整。調整法的特點：優點：調整法比試切法的加工精度穩定性好，有較高的生產率，對機床操作工的要求不高。缺點：對機床調整工的要求高，常用于成批生產和大量生產。第三十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（3）定尺寸法

用刀具的相應尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法稱為定尺寸法。它是利用標準尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸決定。即用具有一定的尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴孔鉆、鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的精度。定尺寸法特點：操作方便，生產率較高，加工精度比較穩定，幾乎與工人的技術水平無關，生產率較高，在各種類型的生產中廣泛應用。例如鉆孔、鉸孔等。

第三十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（4）主動測量法

在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，并將所測結果與設計要求的尺寸比較后，或使機床繼續工作，或使機床停止工作，這就是主動測量法。主動測量法特點：質量穩定、生產率高，是發展方向。

第三十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（5）自動控制法

這種方法是由測量裝置、進給裝置和控制系統等組成。它是把測量、進給裝置和控制系統組成一個自動加工系統，加工過程依靠系統自動完成。尺寸測量、刀具補償調整和切削加工以及機床停車等一系列工作自動完成，自動達到所要求的尺寸精度例如：在數控機床上加工時，零件就是通過程序的各種指令控制加工順序和加工精度。第三十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六自動控制的具體方法有：①自動測量即機床上有自動測量工件尺寸的裝置，在工件達到要求的尺寸時，測量裝置即發出指令使機床自動退刀并停止工作。第三十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六②數字控制即機床中有控制刀架或工作臺精確移動的伺服電動機、滾動絲杠螺母副及整套數字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動或工作臺的移動）由預先編制好的程序通過計算機數字控制裝置自動控制。自動控制法的特點：加工的質量穩定、生產率高、加工柔性好、能適應多品種生產，是目前機械制造的發展方向和計算機輔助制造（CAM）的基礎。第三十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六2．獲得形狀精度的方法（1）零件表面的成形零件的表面通常是以一條線為母線，沿另一條線（稱導線）為軌跡運動而形成的。形成工件上各種表面的母線和導線統稱為發生線。母線和導線可以互換，稱為可逆表面。母線和導線可以不能互換，稱為非可逆表面。第三十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（2）形成發生線的方法1）軌跡法

軌跡法也稱刀尖軌跡法，依靠刀尖的運動軌跡獲得形狀精度的方法稱為軌跡法。即讓刀具相對于工件作有規律的運動，以其刀尖軌跡獲得所要求的表面幾何形狀。

刀尖的運動軌跡取決于刀具和工件的相對成形運動，因而所獲得的形狀精度取決于成形運動的精度。數控車床、普通車削、刨削等均屬軌跡法。圖右上所示為車圓錐面。第三十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六2）成形法

利用成形刀具對工件進行加工的方法稱為成形法。即用成形刀具取代普通刀具，成形刀具的切削刃就是工件外形。成形刀具替代一個成形運動。成形法可以

簡化機床或切削運動，提高生產率。成形法所獲得的形狀精度取決于成形刀具的形狀精度和其他成形運動的精度。上圖所示為用成形法車球面。第三十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六3）相切法

利用刀具邊旋轉邊作軌跡運動對工件進行加工的方法稱為相切法。如銑刀、砂輪等旋轉刀具加工工件時，切削點運動軌跡的包絡線形成工件表面的方法。相切法所獲得的形狀精度主要取決于刀具中心按軌跡運動的精度。第四十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六4）展成法（范成法）

利用工件和刀具作展成切削運動進行加工的方法稱為展成法。展成法所得被加工表面是切削刃和工件作展成運動過程中所形成的包絡面，切削刃形狀必須是被加工面的共軛曲線。它所獲得的精度取決于切削刃的形狀和展成運動的精度等。第四十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六展成法的用途：適用于各種齒輪齒廓、花鍵鍵齒、蝸輪輪齒等表面的加工。展成法的特點：刀刃的形狀與所需表面幾何形狀不同。例如齒輪加工，刀為直線（滾刀、齒條刀），而加工表面為漸開線。展成法形成的漸開線是滾刀與工件按嚴格速比轉動時，刀刃的一系列切削位置的包絡線。

第四十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六第四十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六舉例1指狀齒輪銑刀銑直齒圓柱齒輪漸開線齒形（母線）：由與齒槽完全吻合的刀刃直接形成——成形法直線齒長（導線）：由銑刀邊旋轉邊作直線移動而形成——相切法第四十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六舉例2插齒刀插削直齒圓柱齒輪直線齒長（母線）：靠插齒刀作往復直線運動形成——軌跡法漸開線齒形（導線）：由插齒刀作展成運動形成——展成法第四十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六問題1、請解釋第6頁中表1-2中數字的意思？2、指狀齒輪銑刀銑直齒圓柱齒輪漸開線齒形（母線）：由與齒槽完全吻合的刀刃直接形成——？直線齒長（導線）：由銑刀邊旋轉邊作直線移動而形成——？第四十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六3、插齒刀插削直齒圓柱齒輪直線齒長（母線）：靠插齒刀作往復直線運動形成——？漸開線齒形（導線）：由插齒刀作展成運動形成——？第四十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六3．獲得位置精度的方法一次安裝法多次安裝法①直接安裝法②找正安裝法③夾具安裝法劃線找正安裝直接找正安裝第四十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六3．獲得位置精度的方法（1）一次安裝法

有位置精度要求的零件的各有關表面是在工件同一次安裝中完成并保證的，如軸類零件外圓與端面的垂直度，箱體孔系中各孔之間的平行度、垂直度、同一軸線上各孔的同軸度等。

一次安裝法一般是用夾具裝夾實現的。夾具是用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置。

第四十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（2）多次安裝法

零件有關表面的位置精度是加工表面與工件定位基準面之間的位置精度決定的。如軸類零件鍵槽對外圓之對稱度，箱體平面與平面之間的平行度、垂直度等。

根據工件安裝方式不同又分為直接安裝法、找正安裝法和夾具安裝法。第五十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六①直接安裝法：工件直接安裝在機床上，從而保證加工表面與定位基準面之間的精度。例如，在車床上加工與外圓同軸的內孔，可用三爪卡盤直接安裝工件，如右圖所示。第五十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六②找正安裝法

找正是用工具（和儀表）根據工件上有關基準，找出工件在劃線、加工（或裝配）時的正確位置的過程。用找正方法裝夾工件稱為找正安裝。通過找正保證加工表面與定位基準面之間的精度。第五十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六劃線找正安裝：是用劃針根據毛坯或半成品上所劃的線為基準找正它在機床上正確位置的一種安裝方法。右圖所示的車床床身毛坯，為保證床身各加工面和非加工面的位置，然后在龍門刨床工作臺上用可調支承支起床身毛坯，用劃針按線找正并夾緊，再對床身底平面進行粗刨。由于劃線既費時，又需技術水平高的劃線工，劃線找正的定位精度也不高，所以劃線找正安裝只用在批量不大、形狀復雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大而無法采用夾具裝夾的工件。第五十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六直接找正安裝是用劃針和百分表或通過目測直接在機床上找正工件位置的裝夾方法。右圖所示是用四爪單動卡盤裝夾套筒，先用百分表按工件外圓A進行找正后，再夾緊工件進行外圓B的車削，以保證

套筒的A、B圓柱面的同軸度。此法的生產率較低，對工人的技術水平要求高，所以一般只用于單件小批生產中。若工人的技術水平高，且能采用較精確的工具和量具，那么直接找正安裝也能獲得較高的定位精度。第五十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六③夾具安裝法

通過夾具保證加工表面與定位基準面之間的位置精度，即用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的一種方法。這種方法定位迅速、方便，定位精度高、穩定。但專用夾具的制造周期長、費用高，故廣泛用于成批、大量生產中。第五十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1.1.3加工余量1．加工余量的概念加工余量：指加工過程中所切去的金屬層厚度。余量有總加工余量和工序余量之分。總加工余量（亦稱毛坯余量）：由毛坯轉變為零件的過程中，在某加工表面上切除金屬層的總厚度，稱為該表面的總加工余量（亦稱毛坯余量）。第五十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六一般情況下，總加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐漸切除，故每道工序所切除的金屬層厚度稱為該工序加工余量（簡稱工序余量）。工序余量：是相鄰兩工序的工序尺寸之差。毛坯余量：毛坯尺寸與零件圖樣的設計尺寸之差。第五十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六由于工序尺寸有公差，故實際切除的余量大小不等。由圖可知，工序余量的基本尺寸（簡稱基本余量或公稱余量）Z可按下式計算對于被包容面(軸)

：Z=上工序基本尺寸—本工序基本尺寸對于包容面(孔)

：Z=本工序基本尺寸—上工序基本尺寸(上)被包容面(軸)(下)包容面(孔)

第五十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標注極限偏差。被包容面(軸)的工序尺寸取上偏差為零；包容面(孔)的工序尺寸取下偏差為零。毛坯尺寸則按雙向布置上、下偏差。

第五十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六工序余量和工序尺寸及其公差的計算公式：（軸）Z=Zmin+Ta(1-1)Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+Tb(1-2)式中Zmin——最小工序余量；Zmax——最大工序余量；Ta——上工序尺寸的公差；Tb——本工序尺寸的公差。

第六十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六由圖可看出:公稱加工余量=前工序尺寸-本工序尺寸最小加工余量=前工序尺寸的最小值-本工序尺寸的最大值最大加工余量=前工序尺寸的最大值-本工序尺寸的最小值工序加工余量的變動范圍（最大加工余量與最小加工余量之差）=前工序工序尺寸公差+本工序的工序尺寸公差工序加工余量及其公差

第六十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六2．影響加工余量的因素主要影響因素分單項介紹如下:（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷層深度（Ra和Da）（2）前工序形成的形狀誤差和位置誤差（△x和△w）影響最小加工余量的因素

圖中的△x為平面度誤差、△w為平行度誤差

第六十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六上述各項誤差和缺陷都是前工序形成的，為能將其全部切除，還要考慮本工序的裝夾誤差εb的影響。如圖1-11所示，由于三爪自定心卡盤定心不準，使工件軸線偏離主軸旋轉軸線e值，造成加工余量不均勻，為確保將前工序的各項誤差和缺陷全部切除，直徑上的余量應增加2e。裝夾誤差εb的數量，可在求出定位誤差、夾緊誤差和夾具的對定誤差后求得。裝夾誤差對加工余量的影響

第六十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六綜上所述，影響工序加工余量的因素可歸納為下列幾點：●前工序的工序尺寸公差（Ta）?！袂肮ば蛐纬傻谋砻娲植诙群捅砻嫒毕輰由疃龋≧a+Da）。●前工序形成的形狀誤差和位置誤差（△x、△w）?！癖竟ば虻难b夾誤差（εb）。

第六十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六3．確定加工余量的方法（1）查表修正法(目前應用最廣。)（2）經驗估計法(只適用于單件、小批生產。)（3）分析計算法(目前應用較少。)第六十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1.1.4加工精度1．加工精度的概念加工精度是加工后零件表面的實際尺寸、形狀、位置三種幾何參數與圖紙要求的理想幾何參數的符合程度。加工精度：用公差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差：用數值表示，數值越大，其誤差越大。第六十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六加工精度包括三個方面內容：●尺寸精度指加工后零件的實際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度?！裥螤罹戎讣庸ず蟮牧慵砻娴膶嶋H幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度?！裎恢镁戎讣庸ず罅慵嘘P表面之間的實際位置與理想位置相符合程度。第六十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六2．原始誤差與加工誤差的關系工藝系統：在機械加工中，機床、夾具、工件和刀具構成一個完整的系統原始誤差：由于工藝系統本身的結構和狀態、操作過程以及加工過程中的物理力學現象而產生刀具和工件之間的相對位置關系發生偏移的各種因素稱為原始誤差。

第六十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（1）與工藝系統本身初始狀態

有關的原始誤差①原理誤差即加工方法原理上存在的誤差。②工藝系統幾何誤差●工件與刀具的相對位置在靜態下已存在的誤差，如刀具和夾具制造誤差，調整誤差以及安裝誤差；●工件和刀具的相對位置在運動狀態下存在的誤差，如機床的主軸回轉運動誤差，導軌的導向誤差，傳動鏈的傳動誤差等。第六十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（2）與切削過程有關的原始誤差①工藝系統力效應引起的變形，如工藝系統受力變形、工件內應力的產生和消失而引起的變形等造成的誤差。②工藝系統熱效應引起的變形，如機床、刀具、工件的熱變形等造成的誤差。第七十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六3．影響加工精度的因素（1）系統的幾何誤差（２）工藝系統的受力變形（３）工藝系統的熱變形（４）調整誤差（５）工件殘余應力引起的誤差（６）數控機床產生誤差的獨特性（７）提高加工精度的工藝措施第七十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（1）系統的幾何誤差

機床主軸回轉運動機床導軌直線運動機床傳動鏈的誤差定位誤差夾緊誤差夾具安裝誤差對刀誤差

①加工原理誤差②機床的幾何誤差③刀具的制造誤差及磨損④夾具誤差

系統的幾何誤差第七十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六問題為了便于加工，工序尺寸都按“入體原則”標注極限偏差。被包容面(軸)、包容面(孔)、毛坯尺寸的工序尺寸有何特點？

第七十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六加工精度：用公差等級衡量，等級值越小，其精度越高還是低？加工誤差：用數值表示，數值越大，其誤差越大還是小？第七十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六定位誤差的概念

產生原因：工件的制造誤差和定位元件的制造誤差，兩者的配合間隙及工序基準與定位基準不重合等。——①基準位移誤差②基準不重合誤差定位誤差由于工件在夾具上定位不準而造成的加工誤差稱為定位誤差，用△D表示。

第七十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六①基準不重合誤差：P17當定位基準與工序基準不重合時而造成的加工誤差，稱為基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差=定位基準與工序基準之間尺寸的公差，用△B表示。第七十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六②基準位移誤差工件在夾具中定位時，由于工件定位基面與夾具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合間隙的影響，導致定位基準與限位基準不能重合，從而使各個工件的位置不一致，給加工尺寸造成誤差，這個誤差稱為基準位移誤差，用△Y表示

a是圓套銑鍵槽的工序簡圖b是加工示意圖第七十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六基準位移誤差的大?。簯扔谝蚨ㄎ换鶞逝c限位基準不重合造成工序尺寸的最大變動量。由上圖可知，一批工件定位基準的最大變動量為：△i＝Amax－Amin式中：△i——一批工件定位基準的最大變動量；

Amax——最大工序尺寸；

Amin——最小工序尺寸。第七十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六當定位基準的變動方向與工序尺寸的方向相同時，基準位移誤差等于定位基準的變動范圍，即△y＝△i此時：△i＝imax－iminimax——定位基準的最大位移；

imin——定位基準的最小位移。第七十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六當定位基準的變動方向與工序尺寸的方向不同時，基準位移誤差等于定位基準的變動范圍在x投影，如圖右所示，即：△y＝△icosα式中：α——定位基準的變動方向與工序尺寸方向間的夾角。

工序簡圖

加工示意圖及基準位移誤差第八十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六定位誤差分析定位誤差：因工件定位而產生的工序基準在工序尺寸上的最大變動量△Ｄ。

定位誤差的組成基準不重合誤差△Ｂ基準位移誤差△Ｙ定位基準與工序基準不重合引起的誤差。定位基準與限位基準不重合引起的誤差。大小等于定位基準與工序基準之間的尺寸公差。由于定位基面和限位基面的制造公差和間隙造成的。第八十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六定位誤差的計算

誤差計算公式：△D=△B±△Y當工件以平面定位時:△D=△B，（△Y=0）當工件以內孔定位時:△Y=1/2（D+d）當工件以外圓柱面定位時:△Y=0.707D（90°V型塊定位）第八十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（２）工藝系統的受力變形由機床、夾具、工件、刀具所組成的工藝系統是一個彈性系統，在加工過程中由于切削力、傳動力、慣性力、夾緊力以及重力的作用，會產生彈性變形，從而破壞了刀具與工件之間的準確位置，產生加工誤差。如右圖細長軸車削時受力變形

第八十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六①工藝系統受力變形對加工精度的影響主要有：●切削過程中受力點位置變化引起的加工誤差●毛坯加工余量不均，材料硬度變化導致切削力大小變化引起的加工誤差——誤差復映②減小工藝系統受力變形的措施主要有：一是提高工件加工時的剛度；二是提高工件安裝時的夾緊剛度；三是提高機床部件的剛度。第八十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（３）工藝系統的熱變形機械加工中，工藝系統在各種熱源的作用下產生一定的熱變形。由于工藝系統熱源分布的不均勻性及各環節結構、材料的不同，使工藝系統各部分的變形產生差異，從而破壞了刀具與工件的準確位置及運動關系，產生加工誤差。第八十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六減少工藝系統熱變形的措施主要有：一是減少工藝系統的熱源及其發熱量；二是加強冷卻，提高散熱能力；三是控制溫度變化，均衡溫度；四是采用補償措施；五是改善機床結構。此外，還應注意改善機床結構，減小其熱變形。第八十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（４）調整誤差概念：零件加工的每一個工序中，為了獲得被加工表面的形狀、尺寸和位置精度，總得對機床、夾具和刀具進行這樣或那樣的調整。任何調整工作必然會帶來一些原始誤差，這種原始誤差即調整誤差。調整方法主要有：①試切法調整②用定程機構調整③用樣件或樣板調整第八十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（５）工件殘余應力引起的誤差①概念：殘余應力是指當外部載荷去掉以后仍存留在工件內部的應力②應力產生的原因：外應力產生的原因：來自熱加工和冷加工內應力產生的原因：A、毛坯制造中產生的內應力；（時效）B、冷校正產生的內應力；（焊接變形的校正）C、切削加工產生的內應力。第八十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六③減小或消除內應力的措施：一是采用適當的熱處理工序。二是給工件足夠的變形時間。三是零件結構要合理，結構要簡單，壁厚要均勻。第八十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（６）數控機床產生誤差的獨特性數控機床與普通機床的主要差別：一是數控機床具有“指揮系統”——數控系統；二是數控機床具有執行運動的驅動系統——伺服系統。誤差源對加工精度的影響及抑制的途徑主要有以下幾個方面：①機床重復定位精度的影響②檢測裝置的影響（反饋）③刀具誤差的影響第九十頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六抑制數控機床產生誤差的途徑有：①硬件補償：（過去一般多采用）如加工中心采用螺距誤差補償功能。②軟件補償：特征：應用數控系統通信的補償控制單元和相應的軟件，以實現誤差的補償，原理：是利用坐標的附加移動來修正誤差第九十一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（７）提高加工精度的工藝措施保證和提高加工精度的方法：減小原始誤差法、補償原始誤差法、轉移原始誤差法、均分原始誤差法、均化原始誤差法、“就地加工”法。

●誤差復映，引起本工序誤差；●定位誤差擴大，引起本工序誤差。第九十二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六①減少原始誤差這種方法是生產中應用較廣的一種基本方法。它是在查明產生加工誤差的主要因素之后，設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削，以彈簧頂尖，則可消除熱變形引起的熱伸長的影響。第九十三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六②補償原始誤差誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝系統中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，并盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。第九十四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六③轉移原始誤差誤差轉移法實質上是轉移工藝系統的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度達不到零件加工要求時，常常不是一味提高機床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創造條件，使機床的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方面去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不是靠機床主軸的回轉精度來保證，而是靠夾具保證。當機床主軸與工件之間用浮動聯接以后，機床主軸的原始誤差就被轉移掉了。第九十五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六④均分原始誤差在加工中，由于毛坯或上道工序誤差（以下統稱“原始誤差”）的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由于工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化后，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化，這種原始誤差的變化，對本工序的影響主要有兩種情況：●誤差復映，引起本工序誤差；●定位誤差擴大，引起本工序誤差。解決這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n，然后按各組分別調整加工。第九十六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六⑤均化原始誤差對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相對運動過程中對工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分）最終使工件達到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程。這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切聯系的表面相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然后進行相互修正或互為基準加工，使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均。在生產中，許多精密基準件（如平板、直尺、角度規、端齒分度盤等）都是利用誤差均化法加工出來的。第九十七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六⑥就地加工法在加工和裝配中有些精度問題，牽涉到零件或部件間的相互關系，相當復雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，常采用就地加工法。就地加工法（也稱自身加工修配法）的方法，即將這些表面在裝配前不進行精加工，等它裝配到機床上以后，圖紙要求保證部件間什么樣的位置關系，就在這樣的位置關系上利用一個部件裝上刀具去加工另一個部件。這樣就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。第九十八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六1.1.5表面質量概念：機械加工表面質量：是指零件在機械加工后表面層的微觀幾何形狀誤差和物理、化學及力學性能。產品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質量。第九十九頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六右圖表示加工表層沿深度方向的變化情況。吸附層：在最外層生成氧化膜或其他化合物，并吸收、滲進了氣體、液體和固體的粒子，稱為吸附層，其厚度一般不超過8μm。壓縮層：即為表面塑性變形區，由切削力造成，厚度約為幾十至幾百微米，隨加工方法的不同而變化。纖維層：壓縮層其上部為纖維層，是由被加工材料與刀具之間的摩擦力所造成的。第一百頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六(1)表面的幾何特性①表面粗糙度

②表面波度③表面紋理方向

④傷痕第一百零一頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六①表面粗糙度

它是指加工表面的微觀幾何形狀誤差如圖1-16所示，其波長L３與波高H3的比值一般小于50，主要由刀具的形狀以及切削過程中塑性變形和振動等因素決定。第一百零二頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六②表面波度

它是介于宏觀幾何形狀誤差（L1／H1>1000）與微觀表面粗糙度（L3／H3<50）之間的周期性幾何形狀誤差。它主要是由機械加工過程中工藝系統低頻振動所引起的。如圖1-16所示，其波長L2與波高H2的比值一般為50～1000。用測量長度上五個最大的波幅的算術平均值ω表示，即ω＝（ω1＋ω2＋ω3＋ω4＋ω5）／5第一百零三頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六③表面紋理方向它是指表面刀紋的方向，取決于該表面所采用的機械加工方法及其主運動和進給運動的關系。一般對運動副或密封件有紋理方向的要求。④傷痕在加工表面的一些個別位置上出現的缺陷。在加工表面的一些個別位置上出現的缺陷。它們大多是隨機分布的，例如砂眼、氣孔、裂痕和劃痕等。第一百零四頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（２）表面層物理、化學和力學性能●表面層加工硬化（冷作硬化）。●表面層金相組織變化及由此引起的表層金屬強度、硬度、塑性及耐腐蝕性的變化?！癖砻鎸赢a生殘余應力或造成原有殘余應力的變化。第一百零五頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六２．加工表面質量對零件使用性能的影響（１）表面質量對零件耐磨性的影響（２）表面質量對零件疲勞強度的影響（３）表面質量對零件耐腐蝕性的影響（４）表面質量對配合性質的影響（５）表面質量對零件的使用性能其他方面的影響第一百零六頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六（１）表面質量對零件耐磨性的影響磨損過程的基本規律：零件的磨損可分為三個階段，如圖1-17所示。第Ⅰ階段：（初期磨損階段）由于摩擦副開始工作時，兩個零件表面互相接觸，一開始只是在兩表面波峰接觸，當零件受力時，波峰接觸部分將產生很大的壓強，因此磨損非常顯著。第Ⅱ階段：經過初期磨損后，實際接觸面積增大，磨損變緩，進入磨損的第Ⅱ階段，即正常磨損階段。這一階段零件的耐磨性最好，持續的時間也較長。第Ⅲ階段：由于波峰被磨平，表面粗糙度參數值變得非常小，不利于潤滑油的儲存，且使接觸表面之間的分子親和力增大，甚至發生分子粘合，使摩擦阻力增大，從而進入磨損的第Ⅲ階段，即急劇磨損階段。第一百零七頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，星期六表面粗糙度對摩擦副的初期磨損影響表面粗糙度對摩擦副的初期磨損影響很大，但也不是表面粗糙度參數值越小越耐磨。圖1-18是表面粗糙度對初期磨損量影響的實驗曲線。從圖中看到，在一定工作條件下，摩擦副表面總是存在一個最佳表面粗糙度參數值，最佳表面粗糙度Ra值約為0.32～1.25μm。第一百零八頁，共一百一十九頁，編輯于2023年，