機械制造工程學-復習

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復習機械制造工程學 第一章金屬切削加工中的基本定義工件表面的形成方法（P108~110）各種典型表面都可以看作是一條線(稱為母線)沿著另一條線(稱為導線)運動的軌跡。母線和導線統(tǒng)稱為形成表面的發(fā)生線。 發(fā)生線的形成方法發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對運動得到的。形成發(fā)生線的方法可歸納為四種。(1)成形法；(2)展成法；(3)軌跡法；(4)相切法 切削三表面 切削用量三要素切削速度V、進給量f和切削深度ap，稱之為切削用量三要素。切削用量三要素直接影響切削力的大小、切削溫度的高低、刀具磨損、刀具耐用度，同時還對生產(chǎn)率、加工成本、加工質量都有很大的影響。v、f、ap中，v對刀具耐用度影響最大，其次是進給量f，影響最小的是切削深度ap。 刀具角度（P3~4）刀具切削部分的結構要素盡管金屬切削刀具的種類繁多，但其切削部分的幾何形狀與參數(shù)都有共性，即不論刀具結構如何復雜，其切削部分的形狀總是近似地以外圓車刀切削部分的形狀為基本形態(tài)。因此，在確定刀具切削部分幾何形狀的一般術語時，常以車刀切削部分為基礎。刀具切削部分的結構為：一尖：刀尖二刃：主刀刃和副刀刃三刀面：前刀面、主后刀面和副后刀面。 刀具標注角度在刀具標注角度參考系中確定的切削刃與各刀面的方位角度，稱為刀具標注角度。1.主剖面參考系內(nèi)的標注角度(1)在主剖面Po內(nèi)的標注角度1)前角γo：在主剖面內(nèi)度量的基面Pr與前刀面Aγ的夾角。2)后角αo：在主剖面內(nèi)度量的后刀面Aα與切削平面Ps的夾角。3)楔角βo：在主剖面內(nèi)度量的后刀面Aα與前刀面Aγ的夾角。顯然有如下關系：βo=90o–（αo+γo） (2)在切削平面Ps內(nèi)的標注角度刃傾角λs：在切削平面內(nèi)度量的主切削刃S與基面Pr的夾角。S向 (3)在基面Pr內(nèi)的標注角度1)主偏角kr：在基面Pr內(nèi)度量的切削平面Ps與進給平面Pf的夾角。它也是主切削刃S在基面內(nèi)的投影與進給運動方向之間的夾角。 2)刀尖角εr：在基面內(nèi)度量的切削平面Ps和副切削平面Ps’的夾角。也可以定義為主切削刃S和副切削刃S’在基面上投影的夾角。從圖可知εr=180o–（kr+kr’）前角γo、后角αo和刃傾角λs是有正負號的。 第二章切屑形成過程及加工表面質量積屑瘤的概念、影響已加工表面質量 積屑瘤的形成及影響切削塑性金屬時，常在刀刃附近前刀面上產(chǎn)生緊密粘結的硬塊，硬度一般為被切材料的2、3倍，在處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)時，能夠代替刀刃進行切削。這塊冷焊在前刀面上的金屬稱為積屑瘤或刀瘤。 （3）積屑瘤對切削過程的主要影響(a)增大了實際前角由于積屑瘤粘附在前刀面上，代替了刀刃參加切削，故使實際前角加大，這可使切削力減小。積屑瘤愈高，實際前角愈大。 (b)增大了切削厚度積屑瘤使切削深度增加了?ac。由于積屑瘤的產(chǎn)生，成長與脫落是一個帶有一定周期性的動態(tài)過程(如每秒幾十至幾百次)，?ac值的變化，可能引起振動。 (c)使加工表面粗糙度增大積屑瘤的底部相對穩(wěn)定一些，其頂部不穩(wěn)定，容易破裂，破裂的積屑瘤硬塊一部分粘附在切屑底面排除，一部分留在工件的加工表面上。積屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工時必須設法避免或減小積屑瘤。(d)對刀具耐用度的影響積屑瘤粘附在前刀面上，相對穩(wěn)定時，可以代替刀刃切削，起到減小刀面磨損，提高刀具耐用度的作用。不穩(wěn)定時，積屑瘤的脫落，可使刀具產(chǎn)生粘結磨損。 第三章切削過程中的物理現(xiàn)象及影響因素切削合力及其分解（P37~38）上述各力的總合形成作用在車刀上的合力Fr。為了實際應用，F(xiàn)r可分為相互垂直的Fx、Fy和Fz三個分力。Fz主切削力或切向力。Fz是計算車刀強度，設計機床功率所必需的。Fx進給抗力。軸向力或走刀力。Fx是設計走刀機構，計算車刀進給功率所必需的。Fy切深抗力、徑向力或吃刀力。Fy用來確定與工件加工精度有關的工件撓度，計算機床零件和車刀強度。它也是使工件在切削過程中產(chǎn)生振動的力。與切削用量三要素的方向關系?。?刀具磨損的形式（P59）切削時，刀具的前、后刀面與切屑及已加工表面相接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦。在接觸區(qū)內(nèi)有相當高的溫度和壓力。因此在前后刀面上都會發(fā)生磨損。但它們的磨損情況有各自不同的特點，而且相互影響：刀具磨損形式有以下幾種：前刀面磨損后刀面磨損邊界磨損 刀具磨損的原因（P60~62）刀具在正常磨損的情況下，其主要原因包括：硬質點磨損粘接磨損擴散磨損化學磨損1）對于一定的刀具材料和工件材料，起主導作用的是切削溫度。2）高速鋼刀具磨損的主要原因：硬質點磨損和粘結磨損；硬質合金刀具磨損的主要原因：粘結磨損和擴散磨損；金剛石刀具的擴散磨損最大，不宜加工鐵簇金屬材料。 第四章影響切削加工效率及表面質量的因素刀具材料的合理選擇（P74~80）高速鋼和硬質合金的特點、種類及應用場合（1）通用型高速鋼廣泛用于制造各種形狀復雜的刀具。（2）高性能高速鋼主要用于加工奧式體不銹鋼、高溫合金、鈦合金、高強度綱等難加工材料。（3）粉末冶金高速鋼常用于加工難加工材料，制造大尺寸刀具等等。 常用硬質合金的分類及其特性ISO將硬質合金刀具材料分為三類：P類(YT類)，主要用于鋼件；K類(YG類)，主要用于加工鑄鐵、有色金屬和非金屬；M類(YW類)，可以用于鋼，也可以加工鑄鐵，但主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。 4.3合理的刀具幾何參數(shù)的選擇前角、后角、主偏角、副便角及刀尖、刃傾角 4.3.1前角及前刀面形狀的選擇2.合理前角的選擇刀具前角一般根據(jù)刀具材料、工件材料和切削條件來選擇。（1）刀具材料的強度、韌性高，應選擇較大的前角；（2）根據(jù)工件材料的種類和性質選擇1）加工塑性材料時，宜取較大前角；加工脆性材料時，宜取較小前角；2）工件材料的強度、硬度越高，前角宜取較小，甚至負前角。 4.3.3主偏角、副偏角及刀尖形狀選擇1.主偏角的功用及選擇（2）合理主偏角的選擇1）粗加工、半精加工時，則主偏角大；因為Kr大，F(xiàn)y小，不易產(chǎn)生振動，比如適合車削細長軸。2）工藝系統(tǒng)剛性好，則主偏角??；3）切斷刀的主偏角大；4）工件工件形狀：比如同時車外圓、端面、倒角，取45°。 切削液（P91~94）在金屬切削過程中，正確選擇和使用切削液可以減小切削力和降低切削溫度，改善切屑、工件和刀具的摩擦狀態(tài)，減小刀具磨損，提高刀具耐用度，同時還能減小工件的熱變形、抑制積屑瘤和鱗刺的生長，提高加工精度，減小表面粗糙度，提高切削效率。常用的切削液有三大類：水溶液、乳化液、切削油。切削液的作用機理：（1）冷卻、（2）潤滑、（3）清洗、（4）防銹。 4.5切削用量的選擇4.5.1切削用量選擇原則（1）切削用量對生產(chǎn)率的影響P=A0*v*f*ap（2）切削用量對刀具耐用度的影響從刀具耐用度出發(fā)，首先選最大的ap，其次選最大的f，最后根據(jù)T計算v。（3）切削用量對加工質量的影響精加工和半精加工時，宜選較小的ap和f。加工鋼件時，硬質合金刀具用高速v，高速鋼用低速v。 第五章金屬切削機床與刀具5.2.1工件表面形狀與成形方法切削加工中發(fā)生線是由刀具的切削刃和工件間的相對運動得到的，由于使用的刀具切削刃形狀和采用的加工方法不同，形成發(fā)生線的方法也不同，概括起來有以下四種：①軌跡法、②成形法、③相切法、④展成法 機床的傳動鏈由動力源—傳動裝置—執(zhí)行件，或執(zhí)行件—傳動裝置—執(zhí)行件構成的傳動聯(lián)系，稱為傳動鏈。傳動鏈可分為外聯(lián)系傳動鏈和內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。實現(xiàn)簡單運動的傳動鏈稱為外聯(lián)系傳動鏈，外聯(lián)傳動鏈不要求運動源與執(zhí)行件間有嚴格的傳動比關系。實現(xiàn)復雜運動的傳動鏈稱為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，它決定這復合運動的軌跡（發(fā)生線的形狀），傳動鏈所聯(lián)系的執(zhí)行件之間的相對速度(及相對位移量)有嚴格的要求。因此，傳動鏈中各傳動副的傳動比必須準確。 滾刀的安裝在滾齒時，要求滾刀的刀齒螺旋線方向與工件齒槽方向必須一致，這是沿齒向進給切出全齒長的條件。所以，加工前要調整滾刀的安裝角。滾刀加工直齒圓柱齒輪的安裝角。滾刀位于工件前面，滾刀的螺旋升角為?0。從幾何關系可知，滾刀安裝角?＝?0。角度的偏轉方向與刀齒的螺旋方向有關。?0?0（a）右旋滾刀滾切直齒輪（b）左旋滾刀滾切直齒輪 用滾刀加工斜齒圓柱齒輪時，由于滾刀和工件的螺旋方向都有左、右方向之分，則它們之間共有四種不同的組合。則有?＝???0，式中?為被加工齒輪螺旋角。?0?0?0?0?0?0?0?0（d）右旋滾刀滾切左旋齒輪（a）左旋滾刀滾切左旋齒輪b）右旋滾刀滾切右旋齒輪（c）左旋滾刀滾切右旋齒輪 花鍵滾刀加工花鍵軸鍵槽的滾刀稱為花鍵滾刀。花鍵滾刀加工花鍵軸屬于螺旋齒輪嚙合原理，因為刀齒在滾刀上成螺旋形分布，加工花鍵軸時刀齒螺旋方向應與花鍵軸齒槽方向一致，因而刀具軸線與工件軸線空間相錯正好構成螺旋齒輪嚙合。滾花鍵所需運動與滾齒輪所需運動完全相同?；ㄦI滾刀是專用刀具。普通花鍵滾刀加工外徑定心的花鍵軸 帶角花鍵滾刀加工內(nèi)徑定心的花鍵軸 第六章機械加工精度基礎概念與分析方法。 6．2獲得加工精度的方法1．試切法手工逐步逼近；試切→測量→調整效率低，技術水平要求高；多用于單件、小批量生產(chǎn)。 2．調整法調整法可以分為靜調整法（又稱樣件法）和動調整法（又稱尺寸調整法，按試切零件進行調整，直接測量試切零件的尺寸）兩類。（1）靜調整法：不切削時用對刀塊或樣件來調整刀具的位置。 主動測量法支架千分表砂輪工件4．自動控制法（主動測量法）邊加工邊測量3．定尺寸刀具法鉆頭、鏜刀、拉刀等成形刀具效率高，成本也高，多用于大批大量生產(chǎn)。 6.3.1加工原理誤差對加工精度的影響加工原理誤差，指采用原理上近似的加工方法所引起的誤差。例如，在普通公制絲杠的車床上加工模數(shù)制和英制螺紋，只能用近似的傳動比配置掛輪，加工方法本身就帶來一個傳動誤差。又如，齒輪的滾齒加工，常用阿基米德滾刀，由于制造阿基米德滾刀的基本蝸桿螺紋面的形成原理與制造漸開線滾刀的基本蝸桿螺紋面的形成原理不同，因而這兩種基本蝸桿的螺紋面形狀不同。阿基米德基本蝸桿軸向截面為直線，漸開線基本蝸桿軸向截面為曲線，所以用阿基米德基本蝸桿制造的阿基米德滾刀加工漸開線齒輪會產(chǎn)生齒形誤差。 6．3影響加工精度的因素零件的加工精度主要取決于工藝系統(tǒng)（機床、夾具、刀具及工件組成的系統(tǒng)）的結構要素和運行方式。一般來說，形狀精度由機床精度和刀具精度來保證；位置精度主要取決于機床精度、夾具精度和工件的裝夾精度。因此，工藝系統(tǒng)中的各種誤差，會在不同的具體條件下，以不同的程度反映到加工工件上，形成加工誤差。所以把工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。 6.3.2工藝系統(tǒng)的制造誤差和磨損對加工精度的影響1．機床的制造精度和磨損（1）導軌誤差導軌是機床中確定主要部件相對位置的基準，也是運動的基準，它的各項誤差直接影響被加工工件的精度。例如車床的床身導軌，在水平面內(nèi)有了彎曲以后，在縱向切削過程中，刀尖的運動軌跡相對于工件軸心線之間就不能保持平行，當導軌向后凸出時，工件上就產(chǎn)生鞍形加工誤差。而當導軌向前凸出時，就產(chǎn)生鼓形加工誤差。導軌在垂直平面內(nèi)的彎曲對加工精度的影響就不大一樣，小到可以忽略不計的程度，其原理類似于車刀安裝平面是否通過工件中心的影響。 6.4.4保證和提高加工精度的途徑對加工誤差進行分析計算或統(tǒng)計分析，弄清了原始誤差對加工誤差(表現(xiàn)誤差)的影響程度，就為減少加工誤差，提高加工精度指明了方向。減少加工誤差的措施從技術上看，可將它們分為兩大類。誤差預防、誤差補償 1)誤差預防：指減少原始誤差或減少原始誤差的影響，亦即減少誤差源或改變誤差源至加工誤差之間的數(shù)量轉換關系。常用的工藝方法：1、合理采用先進工藝裝備2．直接減少原始誤差3．誤差轉移法4．誤差分組法5．“就地加工”法6．誤差平均法2)誤差補償：在現(xiàn)存的表現(xiàn)誤差條件下，通過分析、測量，進而建立數(shù)學模型，以這些信息為依據(jù)，人為地在系統(tǒng)中引入一個附加的誤差源，使之與系統(tǒng)中現(xiàn)存的表現(xiàn)誤差相抵消，以減少或消除零件的加工誤差。 第七章機械加工工藝規(guī)程的制訂機械加工工藝過程一般可分為工序、安裝、工位、工步和走刀。（P200~201）（1）工序工序是指：一個（或一組）工人在一個工作地點對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那一部分加工過程。工作地、工人、零件和連續(xù)作業(yè)是構成工序的四個要素，其中任一要素的變更即構成新的工序。（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。在一個工序中，工件可能只需要安裝一次，也可能需要安裝幾次。 定位基準的選擇（P204~207）基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。設計時零件尺寸的標注、制造時工件的定位、檢查時尺寸的測量以及裝配時零、部件的裝配位置等都要用到基準的概念。從設計和工藝兩個方面看，可把基準分為兩大類，即設計基準和工藝基準。工藝基準是在工藝過程中所采用的基準。工藝基準按其用途不同又可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準． 定位基準又分為粗基準和精基準。在加工的最初工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準，這種定位基準叫粗基準。在以后的工序中，則使用已經(jīng)過加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為精基準。 精基準的選擇原則（1）“基準重合”原則應盡量選用被加工表面的設計基準作為精基準，即“基準重合”的原則。這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差⊿bc。（2）“基準統(tǒng)一”原則應選擇多個表面加工時都能使用的定位基準作為精基準，即“基準統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設計制造工作。如軸類零件，采用頂尖孔作統(tǒng)一基準加工各外圓表面。又如，機床床頭箱多采用底面和導向面加工各軸孔，而一般箱體形零件常采用一大平面和兩個距離較遠的孔（一面雙銷）為精基準來完成各種工序的加工。 （3）“互為基準”原則當兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準，反復多次進行精加工。例如，精密齒輪高頻淬火后，為消除淬火變形、提高齒面與軸孔的精度并保證齒面淬硬層的深度和厚度均勻，則在磨削加工時就以齒面定位磨削軸孔，再以軸孔定位磨削齒面。這樣可以保證軸孔與齒面有較高的相互位置精度。（4）“自為基準”原則在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應盡量選擇加工表面本身作為定位基準。例如，用浮動鏜刀鏜孔、圓拉刀拉孔、珩磨及無心磨床磨削外圓等。 粗基準的選擇（1）若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選該表面為粗基準。例如車床床頭箱，其主軸孔的精度要求很高，要求在加工主軸孔時余量均勻，使加工時的切削力和工藝系統(tǒng)的彈性變形均勻。這樣就會有利于保證高的尺寸精度和形狀精度。因此選用主軸孔為粗基準加工底面（或頂面），再以底面（或頂面）為基準加工主軸孔。 （2）在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。這樣，可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。例如、鑄造和鍛造的軸套，常是孔的加工余量較大，這時就以外圓表面為粗基準來加工內(nèi)孔。（3）在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。 （4）選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其它缺陷，以便定位準確，裝夾可靠。（5）粗基準在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當毛坯是精密鑄件或精密鍛件時，毛坯質量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復使用某一粗基準。 7．5工藝路線的制訂7．5．1加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇了解各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度及表面粗糙度是擬定零件加工工藝路線的基礎。（1）加工經(jīng)濟精度所謂加工經(jīng)濟精度是指在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備、工藝裝備和標準技術等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度和表面粗糙度。 加工順序的安排（P208~209）1．工序順序的安排原則（4條）（1）先加工基準面，再加工其它表面（先基準，后其它）這條原則有兩個含義：①工藝路線開始安排的加工面應該是選作定位基準的精基準面，然后再以精基準定位，加工其它表面。②為保證一定的定位精度，當加工面的精度要求很高時，精加工前一般應先精修一下精基準。 （2）一般情況下，先加工平面，后加工孔（先面，后孔）這條原則的含義是：①當零件上有較大的平面可作定位基準時，可先加工出來作定位面，以面定位，加工孔。這樣可以保證定位穩(wěn)定、準確，安裝工件往往也比較方便。②在毛坯面上鉆孔，容易使鉆頭引偏，若該平面需要加工，則應在鉆孔之前先加工平面。 （3）先加工主要表面，后加工次要表面（先主，后次）這里所說的主要表面是指：設計基準面，主要工作面。而次要表面是指鍵槽、螺孔等其它表面。次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求。因此，一般要在主要表面達到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面。（4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序（先粗，后精）對于精度和表面質量要求較高的零件，其粗精加工階段應該分開。 7．5．3工序集中程度的確定在安排工序時還應考慮工序中所包含加工內(nèi)容的多少。在每道工序中所安排的加工內(nèi)容多，則一個零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序里完成，這時工藝路線短，稱為工序集中。反之，在每道工序里安排的內(nèi)容少，一個零件的加工分散在很多工序里完成，這時工藝路線長，稱為工序分散。 工序集中具有以下特點：（1）在工件的一次裝夾中，可以加工好工件上多個表面。這樣，可以較好地保證這些表面之間的相互位置精度；同時可以減少裝夾次數(shù)和輔助時間，并減少工件在機床之間的搬運次數(shù)和工作量，有利于縮短生產(chǎn)周期。例如，加工中心機床就可以實現(xiàn)在一次裝夾中，完成工件的多種加工。（2）可以減少機床和夾具的數(shù)量，并相應地減少操作工人，節(jié)省車間面積，簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織管理工作。 工序分散具有以下特點：（1）機床設備及工夾具比較簡單，調整比較容易，能較快地更換、生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。（2）生產(chǎn)工人易于掌握生產(chǎn)技術，對工人的技術水平要求較低。一般情況下，單件小批生產(chǎn)多遵循工序集中原則，大批大量生產(chǎn)則為工序集中與工序分散兩者兼有。但從今后發(fā)展看，隨著數(shù)控機床應用的普及，工序集中程度將日益增加。 尺寸鏈原理（P213~219）在零件加工或機器裝配過程中，由相互關聯(lián)的尺寸彼此首尾相接形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。在零件加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈；在機器設計和裝配過程中，由有關零件設計尺寸所形成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。 組成尺寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。根據(jù)尺寸鏈中各環(huán)形成的順序和特點，尺寸鏈的環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)。封閉環(huán)——在零件加工過程或機器裝配過程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)）稱為封閉環(huán)，如上圖中的A0。組成環(huán)——尺寸鏈中除了封閉環(huán)以外的各環(huán)稱為組成環(huán)，如上圖中的A1和A2。一般來說，組成環(huán)的尺寸是由加工直接得到的。封閉環(huán)組成環(huán)組成環(huán) 組成環(huán)按其對封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)和減環(huán)。凡該環(huán)變動（增大或減小）引起封閉環(huán)同向變動（增大或減?。┑沫h(huán)稱為增環(huán)；反之，由于該環(huán)的變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動（減小或增大）的環(huán)稱為減環(huán)。封閉環(huán)組成環(huán)組成環(huán)增環(huán)減環(huán) 尺寸鏈的計算方法尺寸鏈計算方法有極值法和概率法兩種。1．極值法計算尺寸鏈（1）各環(huán)基本尺寸的計算尺寸鏈封閉環(huán)的基本尺寸等于各增環(huán)基本尺寸和各減環(huán)基本尺寸的代數(shù)和。即 （2）各環(huán)極限尺寸的計算封閉環(huán)的最大極限尺寸等于各增環(huán)的最大極限尺寸和各減環(huán)的最小極限尺寸的代數(shù)和，而封閉環(huán)的最小極限尺寸則等于各增環(huán)的最小極限尺寸和各減環(huán)的最大極限尺寸的代數(shù)和。即 （3）各環(huán)公差的計算由上兩式相減得封閉環(huán)的公差（TA0）等于所有組成環(huán)的公差TAi之和。 （4）各環(huán)極限偏差的計算即封閉環(huán)的上偏差ESA0等于所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和，而封閉環(huán)的下偏差EIA0則等于所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和。 （3）一次加工后需要同時保證多個設計尺寸及公差 為保證零件表面處理層（滲碳、滲氮、電鍍等）深度而進行的工序尺寸及其公差換算也是多尺寸保證問題的一種常見類型。例7-5圖示偏心軸零件，表面A要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.5~0.8mm。零件上與此有關的加工過程如下：1）精車A面，保證尺寸；2）滲碳處理，控制滲碳層深度為H1；3）精磨A面，保證尺寸，同時保證滲碳層深度達到規(guī)定的要求。試確定滲碳層深度H1的數(shù)值。 A根據(jù)已知條件：可解出：。即在滲碳工序應保證滲碳層深度為0.708~0.95mm。公式參考基本尺寸：H0=R2+H1–R1，則H1=0.7封閉環(huán)上偏差：0.3=0+ESH1–(-0.05)，則ESH1=+0.25封閉環(huán)上偏差：0=-0.008+EIH1–0，則EIH1=+0.008增環(huán)增環(huán)減環(huán)封閉環(huán) 習題17、18 7．8生產(chǎn)率與技術經(jīng)濟分析7.8.3工藝過程的技術經(jīng)濟分析制定工藝規(guī)程時，在保證質量的前提下，往往會出現(xiàn)幾種不同的方案。其中有些方案生產(chǎn)率高，但設備和工夾具的投資較大；另一些方案可能投資較省，但生產(chǎn)效率較低，因此，不同的方案就有不同的經(jīng)濟效果。為選取給定生產(chǎn)條件下最經(jīng)濟合理的方案，就需要進行技術經(jīng)濟分析。工藝方案的技術經(jīng)濟分析大致可分為兩種情況：一是對不同工藝方案進行工藝成本分析和比較；二是按某些相對技術經(jīng)濟指標進行比較。 第八章裝配工藝規(guī)程的制訂基本概念：套裝、組裝、部裝、總裝利用裝配尺寸鏈達到裝配精度的方法（P236~241）利用裝配尺寸鏈來達到裝配精度的工藝方法一般可以分為四類：即互換法、分組法、修配法及調整法。 第九章機床夾具設計原理夾具的作用和組成（P243~245）(1)保證加工精度的穩(wěn)定(2)縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率(3)擴大機床的使用范圍(4)減輕勞動強度，保證安全生產(chǎn)。 夾具的組成(1)定位元件它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置。(2)夾緊裝置這是用于夾緊工件的裝置，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。(3)對刀元件這種元件用于確定夾具與刀具的相對位置。(4)夾具體這是用于聯(lián)接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床相結合，使夾具相對機床具有確定的位置。(5)其它元件及裝置根據(jù)工件的加工要求，有些夾具要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。 “六點定位原理”（P245~248）采用六個按一定規(guī)則布置的支承點，限制工件的六個自由度，使工件在機床或夾具中占有正確的位置。 實際上工件加工時并不一定要求限制其全部自由度。工件需要限制的自由度數(shù)由工件形狀和在該工序中的加工要求而定。在定位中可能出現(xiàn)的情況有四種：1．完全定位；2．不完全定位；3．欠定位；4．過定位 典型定位元件的定位分析工件的定位面夾具的定位元件平面支承釘定位情況1個支承釘2個支承釘3個支承釘圖示限制的自由度 工件的定位面夾具的定位元件平面支承板定位情況一塊條形支承板二塊條形支承板一塊矩形支承板圖示限制的自由度 圓圓柱銷定位情況短圓柱銷長圓柱銷兩段短圓柱銷圖示限制的自由度定位情況菱形銷長銷小平面組合短銷大平面組合圖示限制的自由度 工件的定位面夾具的定位元件孔圓錐銷定位情況固定錐銷浮動錐銷固定錐銷和浮動錐銷組合圖示限制的自由度 外圓柱面V形塊定位情況一塊短V形塊兩塊短V形塊一塊長V形塊圖示限制的自由度定位套定位情況一個短定位套兩個短定位套一個長定位套圖示限制的自由度 圓錐孔錐頂尖和錐度心軸定位情況固定頂尖浮動頂尖錐度心軸圖示限制的自由度 9.3工件用夾具定位裝夾時的基準位置誤差設計夾具時，必須根據(jù)工件的加工要求和已確定的定位基面，選擇定位方法及定位元件并分析定位精度。 9.3.2工件以圓孔定位工件以圓孔為定位基準時，常用的定位元件是各種心軸和定位銷。1．間隙配合圓柱心軸為便于工件的裝卸，孔與心軸采用間隙配合。因孔、軸之間存在間隙，會產(chǎn)生基準位置誤差，其值可按兩種情況考慮。 （1）定位基準孔與心軸任意接觸當心軸垂直放置，定位孔與心軸可以在任意方向接觸時，當孔徑最大而軸徑最小時，則定位孔的幾何中心（即定位基準）在夾具中位置的變動量為O1O2，即該種情況下所產(chǎn)生的基準位置誤差，用表示，因此： （2）定位基準孔與心軸固定邊接觸當心軸水平放置時，因受重力影響或在夾緊力作用下定位孔只能單向位移而與心軸固定邊接觸時，在孔徑最大（Dmin+TD）、軸徑最小（dmax－Td）的情況下，孔的中心（即定位基準）會下移到O2處；而當孔徑最小為Dmin、軸徑最大為dmax時，則上移到O1處。在兩種可能的極限情況下，孔中心位置的最大變動量，即基準位置誤差為： 2．過盈配合圓柱心軸圓柱心軸中間的定位部分與工件孔用過盈配合。心軸前端有一導向部分，與工件作間隙配合，其作用是使工件易于套上心軸，并在壓入定位部分時起導向作用。心軸末端是傳動部分。心軸兩端都打有中心孔，加工時安裝在機床前后頂尖上。采用過盈心軸，裝卸工件比較費時，但由于孔與軸間無間隙，基準位置誤差為零，所以定心精度較高。Dmaxd1 9.3.3工件以外圓柱面定位工件以外圓作為定位基準時，可以在V形塊、圓孔、半圓孔、定心夾緊裝置中定位，其中常用的是在V形塊中定位。1．在V形塊中定位定位基準不論是完整的圓柱表面還是局部圓弧面，都可以采用V形塊定位，它的最大特點是對中性好，即工件定位圓的軸線與V形塊兩斜面對稱軸線保證重合，不受定位外圓直徑誤差的影響。對加工表面與外圓軸線有對稱度要求的工件，常采用V形塊定位。 （3）工件以外圓在V形塊上定位時的基準位置誤差在標準V形塊中，夾角規(guī)定有60°、90°、120°三種。一般常選夾角為90°的V形塊。 定位誤差分析計算（P206）1．定位誤差及其產(chǎn)生原因同批工件在夾具中定位時，工序基準位置在工序尺寸方向上的最大變動量，稱為定位誤差，以表示。引起定位誤差的原因為：（1）由基準不重合誤差引起的定位誤差本例為由引起的定誤差，應注意取其在工序尺寸方向上的分量（投影）即 （2）由基準位置誤差引起的定位誤差如V形塊定位，若在工件軸端鉆孔，會產(chǎn)生基準位置誤差，同樣在加工工序尺寸方向上的分量（投影），就是引起的定位誤差，即 2．定位誤差的分析計算定位誤差的計算，一般有兩種方法：（1）用和兩項誤差合成法計算定位誤差 例9-1在一圓盤形工件在V形塊上定位鉆孔，孔的位置尺寸的標注方法假定有三種，其相應工序尺寸為A、B、C（圖a），顯然此時工序基準分別是外圓中心、上母線和下母線，定位基準是外圓中心。 對工序尺寸A，因工序基準與定位基準重合，，又因方向與工序尺寸方向一致，即兩者間的夾角，所以 對工序尺寸B，因工序基準是外圓上母線，與定位基準不重合，和同時存在，且兩者方向相同，并與工序尺寸方向一致，因此 對工序尺寸C，工序基準為下母線，和同時存在，但兩者方向正好相反，所以綜合上述三種情況，在α與Td相同的條件下，有 假設：（1）（2）（3）要求定位誤差小于工序尺寸公差的1/5，以上三種方案是否可行？解：（1）（2）（3），不可行。，不可行。，可行。 習題9、11、12 夾緊裝置的組成（P263）夾緊裝置的任務，是保證工件在定位過程中取得的正確位置，不因受切削力、重力或慣性力的作用而發(fā)生變化。夾緊裝置一般由以下幾部分組成：（1）力源裝置。（2）中間傳力機構。（3）夾緊元件。 正確施加夾緊力（P263~265）1．夾緊力的方向（1）夾緊力的方向應不破壞工件的準確定位 （2）夾緊力作用方向應指向主要定位基準工件以A、B面定位鏜孔K，要求保證軸線與B面垂直，顯然B面是主要定位基準，主要夾緊力應朝向該面。如果壓向A面，則因A、B兩面的夾角α有誤差，會使鏜孔后的孔K不能保證加工要求。 （3）夾緊力的方向應與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形 （4）夾緊力的方向盡量與切削力、工件重力的方向一致，以減小夾緊力這樣可使夾緊裝置結構緊湊，操作省力。假如夾緊力與重力、切削力的方向相反，就需要較大的夾緊力。 2．夾緊力的作用點確定夾緊元件與工件接觸點的位置，應注意以下幾點。（1）夾緊點應正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)，避免使工件遭受翻轉力矩。 （2）夾緊力作用點應位于工件剛性最好的部位，以防工件變形。對于一些薄壁件，如果必須夾在剛性較差的部位，則采取防止變形措施。如圖c所示，可在壓板下面加一厚度較大的錐面墊圈，使夾緊力均勻地分布在薄壁上。 （3）夾緊點應盡量靠近加工部位，防止或減小工件的振動。 3．夾緊力的大小為了保證夾緊的可靠性，選擇合適的夾緊裝置以及確定機動（如氣動、液壓等）夾緊裝置的動力部件尺寸（如缸孔直徑）時，一般需要確定夾緊力的大小。在確定夾緊力時，視工件在切削力、夾緊力、重力和慣性力作用下，出現(xiàn)最不利情況仍處于靜力平衡，然后列出平衡方程式，即可求出理論夾緊力，為使夾緊可靠，應再乘以安全系數(shù)K后作為實際所需的夾緊力。K值在粗加工時取2.5~3.5，精加工時取1.5~2。在實際的夾具設計中，并非所有的情況都需要計算夾緊力。對于手動夾緊機構，常根據(jù)經(jīng)驗或類比法進行設計。當需要準確計算夾緊力時，常常通過工藝試驗來實測切削力的大小，然后計算夾緊力。 9.5.3典型夾緊機構1．斜楔夾緊機構（1）夾緊作用原理 （4）斜楔夾緊機構的特點1）由于擴力比i>Fj/Fs，故斜楔具有明顯的增力特性。越小，增力效果越好。2）夾緊行程小。工件要求的夾緊行程h和斜楔移動距離S的關系為：。增大角可增加夾緊行程，但影響自鎖性能。可以采用雙升角的斜楔，即大升角使h增大，實現(xiàn)夾緊元件迅速進退；小升角保證夾緊自鎖。3）自鎖性。自鎖條件為。4）適用范圍：主要作為增力自鎖機構與氣動、液壓夾緊裝置組合使用。 4．定心夾緊機構定心夾緊機構是一種對工件同時實現(xiàn)定心定位和夾緊作用的夾緊機構。該種機構在夾緊過程中能使工件相對某一軸線或對稱面保持對稱性或對中性。定心夾緊的實質，在于定心—夾緊元件能夠等速趨近或退離，從而使工件定位基面的尺寸偏差對稱地平均分配在夾緊方向上，而不產(chǎn)生基準位置誤差。 9.6.3鉆床夾具鉆床夾具，也稱鉆模，它是在鉆床上用來鉆孔、擴孔、鉸孔時所使用的一種裝置。 設計鉆床夾具時，有別于其它夾具的是鉆套結構的選擇與設計。（1）固定式鉆套（2）可換鉆套（3）快換鉆套（4）特殊鉆套 9.6.4鏜床夾具 鏜床夾具（簡稱鏜模）設計的關鍵問題，是必須很好地解決鏜桿的導向，即有關鏜套的布置方式和鏜套結構型式的選擇和設計：1．鏜套的布置方式按鏜套的位置分布，可分為下列幾種：（1）單支承前導引（2）單支承后導引（3）前后雙支承導引（4）雙支承后導引鏜桿應與機床主軸剛性聯(lián)接鏜桿應與機床主軸浮動聯(lián)接 9.7專用夾具設計方法設計前的調查研究確定夾具的結構方案繪制夾具結構草圖標注總圖上的各部分尺寸及技術要求夾具外形輪廓尺寸工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸夾具與刀具的聯(lián)系尺寸夾具與機床連接部分的聯(lián)系尺寸夾具內(nèi)部的配合尺寸標注零件號，繪制明細表拆繪夾具零件圖定位元件的設計及定位誤差的計算