1、制造加工方法和机床夹具本章重点典型加工方法与刀具典型加工方法与刀具金属切削机床金属切削机床车床车床磨床磨床机床夹具机床夹具123445制造加工方法和机床夹具2-1 典型加工方法与常用刀具一、车削加工与车刀 1、车削加工 运动：工件旋转作主运动、车刀作进给运动 工艺特点 适用范围广：轴、盘、套等回转体零件 易保证被加工零件各表面的位置精度 可用于有色金属零件的精加工 切削过程比较平稳 生产成本较低 加工的万能性好制造加工方法和机床夹具车削加工精度一般为IT8IT7，表面粗糙度为Ra6.31.6m精车时IT6IT5，表面粗糙度为Ra0.4 0.1m制造加工方法和机床夹具2、车床的种类卧式车床：通用
2、车床中应用最普遍、工艺范围最广泛的。可以完成各种类型的内外回转体表面的加工，还可进行钻、扩、饺、滚花等。但其自动化程度低，加工生产率低、加工质量受操作者的技术水平影响较大组成：床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架与拖板、尾座制造加工方法和机床夹具立式车床：主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小且形状比较复杂的大型或重型零件。按结构形式分为单柱式和双柱式。 结构特点：主轴处于垂直位置制造加工方法和机床夹具转塔车床：没有尾座和丝杠，床身尾部装有多工位刀架，一般不能车螺纹。在成批加工形状复杂的工件时具有较高的生产率制造加工方法和机床夹具1、切断刀；2、90左偏刀；3、90右偏刀；4、弯头车刀；5、直
3、头车刀；6、成型车刀；7、宽刃精车刀；8、外螺纹车刀；9、端面车刀；10、内螺纹车刀；11、内槽车刀；12、通孔车刀;13、盲孔车刀3、常用车刀的种类和加工范围制造加工方法和机床夹具I1外圆车刀主要用来加工工件的圆柱形和圆锥形外表面； II直头外圆车刀：车外圆、外圆柱面倒角； III弯头外圆车刀：车外圆、车端面、内外圆柱面倒角； IV主偏角 的偏刀：加工细长轴的外圆、车台肩面。 90r制造加工方法和机床夹具I2端面车刀专门用于加工工件的端面； II通常 ，有利于加强刀尖和提高车刀耐用度。 90r制造加工方法和机床夹具I专门用于切断工件； II工作条件不利： 3切断车刀i刚性差； ii切屑排出困
4、难； iii随着切断的进行，实际后角变小。 II改善措施：两个主切削刃或一个斜切削刃。 制造加工方法和机床夹具 4、内孔车刀：镗刀。 分类：通孔镗刀、盲孔镗刀。 结构尺寸取决于孔的直径和深度 5、切槽刀：车削沟槽。其外形与切断刀相似，但其刀头宽度和伸出长度必须按工件槽尺寸确定。 6、螺纹车刀：内外螺纹。刀口截面形状取决于螺纹类型 7、成形车刀：回转体成形表面。是根据工件的轮廓设计的。制造加工方法和机床夹具二、铣削和铣刀1、铣削加工运动：铣刀旋转作主运动、工件作进给运动应用：平面、沟槽、复杂曲面、孔工艺特点：为断续切削，易产生冲击和振动 刀齿的切入、切出，工作的刀齿数目的增减，形成冲击，切削过程
5、不稳定，易产生振动，加剧了刀具的磨损和破损。为多刃切削，切削效率高可选用不同的切削方式分类：a：端铣 b：周铣逆铣顺铣制造加工方法和机床夹具2、铣削方式铣削时铣刀相对于工件的运动和位置关系。1）周铣：利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来形成平面（或表面）的铣削方法A、顺铣 ：铣刀旋转切入工件的方向与工件的进给方向相同l切削厚度由最大到零l铣削力始终压向工作台，避免了工件的上下振动，使刀具耐用度和已加工表面质量提高。l进给力与进给方向相同，铣床工作台传动丝杠与螺母之间的间隙处于不利位置，工件可能会窜动。因此，要求进给机构具有消除丝杠螺母间隙的装置l刀齿从外向内工作，要求工件表面没有硬皮，否则铣刀很容
6、易磨损制造加工方法和机床夹具B、逆铣：铣刀旋转切入工件的方向与工件进给方向相反l 切削厚度由零到最大l当切削厚度为零时，刀齿在工件表面上挤压和摩擦，使工件表面产生严重冷硬层，降低了表面加工质量，刀齿也易磨损l垂直分力上抬工件，容易引起振动l进给力与进给方向相反，工作台进给机构中的丝杠螺母始终保持良好的侧面接触，因此进给速度比较平稳。l铣削铸件或锻件等表面有硬皮的工件或者粗加工时用逆铣制造加工方法和机床夹具2）端铣：利用铣刀端面的刀齿来铣削工件的加工表面。制造加工方法和机床夹具对称铣削：工件安装在铣刀的对称位置上，刀齿切入和切出工件的切削厚度相同不对称铣削：刀齿切入的切削厚度小于或者大于切出工件
7、的切削厚度制造加工方法和机床夹具2.1金属切削机床的基础知识第二章第二章 机械制造装备机械制造装备一、机床的分类制造加工方法和机床夹具2、按机床的通用性分类 1）通用机床 可用于加工多种零件的不同工序，加工范围较广，但结构复杂。适用于单件小批生产。如卧式车床、万能升降台铣床等 2）专门化机床 工艺范围较窄，加工某一类或几类零件的某道工序 3）专用机床 工艺范围最窄，加工某一零件的某一道特定工序制造加工方法和机床夹具3.按机床的自动化程度分类 1）手动机床 2）机动机床 3）半自动机床 4）全自动机床4.按机床的工作精度分类 1）普通精度机床 2）精密机床 3）高精度机床制造加工方法和机床夹具5
8、.按机床的主要工作部件数目分类 1）单刀机床 2）多刀机床 3）单轴机床 4）多轴机床6.按机床的重量和尺寸分类 1）仪表机床 2）中型机床 3）大型机床 4）重型机床 5）超大型机床制造加工方法和机床夹具7.按加工过程的控制方式分类 1）普通机床 2）数控机床 3）加工中心 4）柔性制造单元制造加工方法和机床夹具二、机床的技术参数l尺寸参数反应的是机床的加工范围机床加工的最大工件尺寸或于此有关的机床部件尺寸来表示、主要工作部件的结构尺寸、最大工件长度、机床的轮廓尺寸等。在这些尺寸当中我们会选择两个尺寸作为主参数和第二主参数。主参数反应机床最大工作能力的一个主要参数我们一般把机床加工的最大工件
9、尺寸或于此有关的机床部件尺寸作为主参数， 制造加工方法和机床夹具第二主参数更完整的表示其工作能力和尺寸大小。一般用最大工件长度或与此有关的机床部件尺寸。l 运动参数反映机床执行件的速度各部件的移动行程范围、各种运动的速度范围和级数等 l动力参数各电动机功率制造加工方法和机床夹具三、机床的型号编制机床型号是赋予每种机床的一个代号,它用来表明机床的类型、通用特性、结构特性和主要技术参数等。制造加工方法和机床夹具1、通用机床的型号编制制造加工方法和机床夹具机床的类别号汉语拼音大写字母表示 制造加工方法和机床夹具通用特性和结构特性通用特性汉语拼音表示 ，代号是有同一规定的结构特性没有统一规定，用汉语拼
10、音字母表示 制造加工方法和机床夹具 组代号和系代号用阿拉伯数字表示 制造加工方法和机床夹具主参数、设计顺序号、第二主参数阿拉伯数字表示 主参数通常以最大加工尺寸或机床工作台尺寸表示。在机床代号中用主参数的折算值表示，通常折算值去1/10、1/100或1。设计顺序号没有主参数时，用设计顺序号表示第二主参数最大工件长度、工作台工作面长度、主轴数等，也是用折算值表示 制造加工方法和机床夹具重大改进顺序号当机床在结构或性能上有重大改进时，按改进后的先后顺序选用ABCD等大写汉语拼音表示，加在机床型号的末尾，以示区别。 其他特性代号汉语拼音或阿拉伯数字或者二者组合而成。反应各类机床的特性。 制造加工方法
11、和机床夹具2、专业机床 设计单位代号设计顺序 设计单位代号厂名的汉语拼音首字母和该厂在当地建厂先后顺序号 设计顺序号按各厂的设计顺序排列，由001开始制造加工方法和机床夹具例1: 制造加工方法和机床夹具C A 6 1 4 0C A 6 1 4 0C C：类别代号（车床类）：类别代号（车床类）6 6：组别代号（卧式车床组）：组别代号（卧式车床组）1 1：系别代号（普通车床系）：系别代号（普通车床系） 4040：主参数代号：主参数代号A A：结构特性代号（：结构特性代号（A A结构）结构）制造加工方法和机床夹具M M M M 7 7 1 1 3232 A AM M：类别代号（磨床类）：类别代号（磨
12、床类）M M：通用特性代号（精密）：通用特性代号（精密）7 7：组别代号（平面及端面磨床组）：组别代号（平面及端面磨床组）1 1：系别代号（卧轴矩台平面磨床系）：系别代号（卧轴矩台平面磨床系）A A：重大改进顺序号（第一次重大改进）：重大改进顺序号（第一次重大改进） 例例3 3：3232：主参数代号（工作台面宽度：主参数代号（工作台面宽度320mm320mm）制造加工方法和机床夹具T H M 6 3 50 /JCST H M 6 3 50 /JCST T：类别代号（镗床类）：类别代号（镗床类）M M：通用特性代号（精密）：通用特性代号（精密）6 6：组别代号（卧式铣镗床组）：组别代号（卧式铣镗
13、床组）3 3：系别代号（卧式铣镗床系）：系别代号（卧式铣镗床系）JCSJCS：企业代号（北京机床研究所）：企业代号（北京机床研究所） 例例4 45050：主参数代号（工作台面宽度：主参数代号（工作台面宽度500mm500mm）H H：结构特性代号（加工中心）：结构特性代号（加工中心）制造加工方法和机床夹具Z：类别代号（钻床类）3：组别代号（摇臂钻床组）0：系别代号（摇臂钻床系）40：主参数代号（最大钻孔直径40mm）16:第二主参数（最大跨距1600mm）S2：企业代号（沈阳第二机床厂）Z 3 0 40 X16 /S2 例例5 5制造加工方法和机床夹具五、机床的传动1、传动链1.1 机床传动的
14、组成 为了实现加工过程中所为了实现加工过程中所需的各种运动，机床必须有需的各种运动，机床必须有执行件、运动源和传动装置执行件、运动源和传动装置三个基本部分。三个基本部分。（1 1）执行件）执行件 是执行机床运动的部件，如是执行机床运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，其任务主轴、刀架、工作台等，其任务是带动刀具或工件完成一定形式是带动刀具或工件完成一定形式的运动（旋转或直线运动），并的运动（旋转或直线运动），并保证运动轨迹的准确性。保证运动轨迹的准确性。制造加工方法和机床夹具（2 2）运动源）运动源 是为执行件提供运动和动力是为执行件提供运动和动力的装置，如交流异步电动机、直的装置，如交流异步电
15、动机、直流或交流调速电动机和伺服电动流或交流调速电动机和伺服电动机等。机等。（3 3）传动装置）传动装置 （传动件）（传动件） 是传递运动和动力的装置，是传递运动和动力的装置，通过它将运动和动力从动力源传通过它将运动和动力从动力源传至执行件，使执行件获得运动速至执行件，使执行件获得运动速度和方向的运动，并使有关执行度和方向的运动，并使有关执行件之间保持某种确定的相对运动件之间保持某种确定的相对运动关系。关系。制造加工方法和机床夹具2. 传动链传动链 机床上为了得到所需的运动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动源（如把主轴和电机），或者把执行件和执行件（例如主轴和刀架）之间联系起来，称为传动联
16、系。构成一个传动联系的一系列顺序排列的传动件，称为传动链。（1 1）外联系传动链）外联系传动链 它是联系运动源（如电动机）它是联系运动源（如电动机）和机床执行件（如主轴、刀架、工作和机床执行件（如主轴、刀架、工作台等）之间的传动链，使执行件得到台等）之间的传动链，使执行件得到运动，而且能改变运动的速度和方向，运动，而且能改变运动的速度和方向，但不要求运动源和执行件之间有严格但不要求运动源和执行件之间有严格的传动比关系。（的传动比关系。（图图）制造加工方法和机床夹具（2 2）内联系传动链）内联系传动链 当传动链的两个末端件的转角或当传动链的两个末端件的转角或移动量之间有严格的比例关系要求时，移动
17、量之间有严格的比例关系要求时，该传动链称为内联系传动链。能够保该传动链称为内联系传动链。能够保证运动轨迹的正确性证运动轨迹的正确性3. 传动原理图传动原理图 用国家标准规定的简单的符合表用国家标准规定的简单的符合表示各执行件、运动源之间传动联系的示各执行件、运动源之间传动联系的图形，称为传动原理图。（图形，称为传动原理图。（图图）制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具4. 转速图转速图 用来表达传动系统中各轴转速的变用来表达传动系统中各轴转速的变化规律和传动副速比的图形，称为转速化规律和传动副速比的图形，称为转速图。它可以用来拟定新的传动系统，
18、也图。它可以用来拟定新的传动系统，也可以用来对现有的机床传动系统进行分可以用来对现有的机床传动系统进行分析和比较。（析和比较。（图图252）u从转速图中可以表达如下信息：从转速图中可以表达如下信息： 1、竖线表示轴的数量（传动轴、电机轴、主轴）、竖线表示轴的数量（传动轴、电机轴、主轴） 2、水平线和竖线的交点（有小圈者）表示各轴转速、水平线和竖线的交点（有小圈者）表示各轴转速 3、下降斜线表示降速传动；上升斜线表示升速传、下降斜线表示降速传动；上升斜线表示升速传 动；水平线表示传动比为动；水平线表示传动比为1 4、数字表示传动比（齿数比）、数字表示传动比（齿数比）制造加工方法和机床夹具制造加工
19、方法和机床夹具传动系统图是用国家标准所规定的符号，按传动顺序表示机床全部运动传动关系的示意图。 5. 传动系统图传动系统图制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具6. 运动平衡式运动平衡式 为了表达传动链两个末端件计为了表达传动链两个末端件计算位移之间的数值关系，常将传动链算位移之间的数值关系，常将传动链内各传动副的传动比相连乘组成一个内各传动副的传动比相连乘组成一个等式，称为运动平衡式。等式，称为运动平衡式。min710r/306042424824256126min1440r/制造加工方法和机床夹具2.3 CA6140型普通车床一、CA6140车床的外形及结构布局 制造加工方法和机床夹具
20、车床的结构域布局1、主轴箱：功能支承主轴，并实现主轴的开、停、换向、制动和变速。包括的主要机构和零件有：卸荷带轮、双向多片摩擦离合器及其操纵机构、主轴组件、变速操纵机构2、溜板箱：将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动电动机传给溜板和刀架，使刀架实现纵、横向和正、反响机动走刀或快速移动主要包括的机构有：开合螺母机构、纵向和横向机动进给及快速移动的操纵机构、互锁机构、安全离合器制造加工方法和机床夹具二、车床的传动系统学习要点读懂CA6140型普通车床的传动系统图，并根据传动系统图分别写出主运动传动链、纵向进给传动链和车螺纹进给传动链的末端件、计算位移和运动平衡式制造加工方法和机床夹具制造加工方法
21、和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具传动路线:电机 带传动 主轴箱 主轴 工件变换齿轮变换齿轮 换向齿轮换向齿轮 进给箱进给箱 丝杆丝杆/ /光杆光杆 拖板箱拖板箱制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具进给运动传动链制造加工方法和机床夹具进给运动传动链(uj) XIII XIV2136,2133,1420,1419,2836,2832,2828,2826uj，8 种传动比种传动比制造加工方法和机床夹具进给运动传动链ub 制造加工方法和机床夹
22、具车螺纹进给运动传动链 XVIIM5XVIII（丝杠）刀架制造加工方法和机床夹具进给运动传动链表达式制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具3.3.纵向、横向进给传动链纵向、横向进给传动链制造加工方法和机床夹具纵 向 进 给 链制造加工方法和机床夹具横横 向向 进进 给给 链链制造加工方法和机床夹具纵、横向进给运动传动链表达式制造加工方法和机床夹具一、会分析传动路线一、会分析传动路线, ,掌握传动比计算方法。掌握传动比计算方法。n=1440r/min267234412228III48416054 502665801046520IIIVIV例例1 1：有一中：有一中型 车 床 ， 主型 车
23、床 ， 主轴 转 速 如 图轴 转 速 如 图示 传 动 系 统示 传 动 系 统实 现 变 速 。实 现 变 速 。试 列 出 传 动试 列 出 传 动链 ， 并 求 主链 ， 并 求 主轴 的 最 高 转轴 的 最 高 转速。速。制造加工方法和机床夹具例例2 2如图所示的传动链中，当轴如图所示的传动链中，当轴I I的转速的转速=80 =80 r/min r/min 时，写出传动链并求齿条移动的速度时，写出传动链并求齿条移动的速度v v。2580602652K=245381347P=4v25制造加工方法和机床夹具按形成轮齿的原理可分为成形法和展法两大类。 成形法加工出来的渐开线齿廓是近似的，
24、加工精度低，且生产率低。因此主要用于单件小批和加工精度要求不高的修配行业。 展成法的加工精度和生产率较高，因而在齿轮加工机床中应用最为广泛。属于展成法的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿等 第六节 齿轮加工机床 制造加工方法和机床夹具一、滚齿机制造加工方法和机床夹具滚齿原理依照交错轴螺旋齿轮啮合原理。滚齿时的成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动，这个复合运动称为展成运动。再加上滚刀沿工件轴线垂直方向的进给运动，就可切出整个齿长。制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图制造加工方法和机床夹
25、具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具二、磨齿机制造加工方法和机床夹具三、磨床制造加工方法和机床夹具M1432A万能外圆磨床制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具无心外圆磨床制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具平面磨床制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具四、组合机床制造加工方法和机床夹具三面组合机床制造加工方法和机床夹具2.7 数字控制机床主要内容数控机床的基本概念数控机床的工作原理与组成数控机床的分类数控机床的特点数控机床的适用范围
26、典型的数控机床制造加工方法和机床夹具一、数控机床基本概念数字控制 用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控机床采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。制造加工方法和机床夹具二、数控机床的工作原理与组成工作原理数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制刀具与工件的相对运动，从而自动完成零件的加工。数控装置伺服机构机床本体图样程序工件制造加工方法和机床夹具数控机床的组成数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服装置、辅助控制装置、检测装置和机床本体组成。如图11所示。反馈装置反馈装置伺服系统伺服系统辅助装置辅
27、助装置控制介质控制介质机机 床床数控装置数控装置位置检测位置检测速度检测速度检测制造加工方法和机床夹具1、控制介质 控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置去的程序载体。随数控装置类型的不同而不同，常用的有磁盘、移动硬盘、Flash（U盘）等（见图12）。c)a)b)图12 常用的控制介质a) 磁盘 b) 移动硬盘 c) U盘制造加工方法和机床夹具2. 数控装置数控装置是数控机床的核心。如图13所示是某数控车床的数控装置。它由输入装置（如键盘）、控制运算器和输出装置（如显示器）等构成。图13 数控装置制造加工方法和机床夹具3. 伺服机构伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动装置和执行部件（如伺服
28、电动机）两大部分组成，如图14所示。a) 驱动装置b ) 伺服电动机制造加工方法和机床夹具4.辅助控制装置 辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明等。由于可编程控制器（PLC）具有响应快、性能可靠、易于使用、编程和修改程序，并可直接驱动机床电气等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。图15所示为某可编程控制器的外观图。制造加工方法和机床夹具5. 检测装置检测反馈装置将数控机床各个坐标轴的实际位移量、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到机床的数控装置中。 检测装置的检测元件有多种，常用的有直线光栅（见 图16）、
29、光电编码器（见图17）、圆光栅、绝对编码尺等。图16 直线光栅图17 光电编码器制造加工方法和机床夹具6.机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，包括主运动部件、进给运动执行部件（如工作台、滑板及其传动部件）和床身、立柱、支承部件等。制造加工方法和机床夹具三、数控机床的分类 按控制运动的方式分类 (1) 点位控制数控机床 (2) 直线控制数控机床 (3) 轮廓控制数控机床制造加工方法和机床夹具 点位控制数控机床 点拉控制数控机床的实现加工位置的精确定位,在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，而不控制点与点之间的运动轨迹,如图119所示
30、。 这类机床主要有数控镗床、数控钻床、数控点焊机等。 制造加工方法和机床夹具(2) 直线控制数控机床直线控制数控机床特点是机床移动部件不仅要实现由一个位置到另一个位置的精确定位，而且要控制工作台以给定的速度，沿平行坐标轴方向进行直线切削运动（有些机床还可以进行45斜率直线的加工），如图120所示。这类机床兼有点位和直线控制加工的功能，所以这类机床又称为点位/直线控制机床。制造加工方法和机床夹具(3) 轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床是对两个或两个以上轴同时进行控制。它不仅要控制机床移动部件的起点和终点，而且要控制加工过程中每一点的速度、方向和位移量，运动轨迹是任意的直线、圆弧、螺旋线等，将工件
31、加工成一定的轮廓形状，如图121所示。制造加工方法和机床夹具2. 按伺服系统的特点分类（1）开环控制数控机床数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。此类机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环。制造加工方法和机床夹具（2） 闭环控制数控机床 闭环控制数控机床的特点是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置（如直线光栅等），将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用比较的差值对机床进行控制，直至差值消除为止，使移动部件按照实际
32、需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位，从而使加工精度大大提高。制造加工方法和机床夹具（3） 半闭环控制数控机床 半闭环控制数控机床的特点是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，与输入的指令位移值进行比较，用比较的差值对机床进行控制。制造加工方法和机床夹具四、数控机床的特点加工精度高 数控机床是按照预定的加工程序自动进行加工的，加工过程消除了操作者的人为误差，而且加工误差还可以利用软件来进行校正和补偿，因此可获得比机床本身还要高的加工精度和重复精度。对加工对象的适应性强 由于
33、数控机床是按照记录在信息载体上的指令信息自动进行加工的，当加工对象改变时，除了重新调整工件的装夹和更换刀具外，只需换上另一张载有加工程序的磁盘或其他信息载体，便可加工出新的零件，而无需机床作任何其他调整或制造专用夹具。三. 加工形状复杂的工件比较方便 由于数控机床能自动控制多个坐标联动，因此可以加工一般通用机床很难甚至不能加工的复杂曲面。对于用数学方程式或型值点表示的曲线，加工尤为方便。制造加工方法和机床夹具加工生产率高 在数控机床上加工，对夹具要求低，只需通用的夹具，又免去了划线等工作，所以加工准备时间大大缩短；数控机床有较高的重复精度，可以省去加工过程中对零件的多次测量和检验时间；对箱体类
34、零件采用加工中心进行加工，可以实现一次装夹，多面加工，生产效率的提高更为明显。五. 易于建立计算机通信网络 由于数控机床是用数字信息的标准代码输入，有利于与数字计算机连接，形成计算机辅助设计与制造紧密结合的一体化系统，同时也为实现制造系统的快速重组及远程制造等先进制造模式创造了条件。六 . 使用、维修技术要求高，机床价格较昂贵制造加工方法和机床夹具五、数控机床的适用范围多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件几何形状复杂的零件，只要能编好程序，数控机床就能加工加工过程中必须进行多工序的零件。因为数控机床，特别是加工中心能安装多把刀具对多道工序进行加工。用普通的机床加工时，需要昂贵工装设备的
35、零件。加工时，必须配备一系列的装夹工具，从而使成本上升，采用数控机床，就能减掉这些夹具。制造加工方法和机床夹具必须严格控制公差，对精度要求高的零件。工艺设计需多次改型的零件。工艺设计改型后，若在普通机床上加工，就涉及到工装夹具的更换，而在数控机床上只需对程序进行修改。价格昂贵，加工中不允许报废的关键零件。需要最短生产周期的零件制造加工方法和机床夹具零件越复杂，越应该用数控机床零件批量大的时候，建议采用专用机床，它的效率比数控机床高制造加工方法和机床夹具六、典型数控机床1.数控车床 数控车床一般具有两轴联动功能，Z轴是与主轴方向平行的运动轴，X轴是在水平面向内与主轴方向垂直的运动轴。图125所示
36、为一台数控车床的外观图。图125 数控车床制造加工方法和机床夹具2.数控铣床 世界上第一台数控机床就是数控铣床，它适于加工三维复杂曲面，在汽车、航空航天、模具等行业被广泛采用。图126所示为数控铣床，随着时代的发展，数控铣床趋于加工中心。制造加工方法和机床夹具3、加工中心数控加工中心是具有自动刀具交换装置，并能进行多种工序加工的数控机床。在其上工件可在一次装夹中进行铣、镗、钻、扩、铰、攻螺纹等多工序的加工。图127立式加工中心制造加工方法和机床夹具4.数控磨床数控磨床主要用于加工高硬度、高精度表面，可分为数控平面磨床、数控内圆磨床、数控轮廓磨床等。制造加工方法和机床夹具5. 数控钻床数控钻床主
37、要具备钻孔、攻螺纹等功能，同时也具备简单的铣削功能，刀库可存放多种刀具。数控钻床可分为数控立式钻床和数控卧式钻床。图128所示为一台数控立式钻床外观图制造加工方法和机床夹具6. 数控电火花成形机床数控电火花成形机床属于一种特种加工机床。其工作原理是利用两个不同极性的电极在绝缘液体中产生放电现象，去除材料进而完成加工。图129所示为一台数控电火花成形机床的外观图。图129 数控电火花成形机床制造加工方法和机床夹具7. 数控线切割机床数控线切割机床的工作原理与数控电火花成形机床一样，其电极是电极丝，加工液一般采用去离子水。图130所示为一台数控线切割机床的外观图。制造加工方法和机床夹具作 业制造加
38、工方法和机床夹具影响切屑变形的主要因素1、工件材料强度越高，变形系数越小2、刀具前角前角越大，切屑流动阻力愈小，切屑变形越小；同时前角增大，剪切角也增大，也使切屑变形减小。3、切削速度没有积屑瘤的切削速度区域内 ，速度越高，变形越小，一方面是因为塑性材料的传播速度较弹性变形要慢；另一方面当切削速度高时，切屑底层材料的剪切屈服强度下降，导致前刀面与切屑间的摩擦系数减小，从而导致摩擦角减小，变形减小。4、切削层公称厚度有积屑瘤区域切削层公称厚度越大，前刀面上的正压力就越大，那么平均正应力变形越小 ，摩擦系数随之减小，摩擦角减小，剪切角变大，变形减小。制造加工方法和机床夹具 1、vc : 切削速度提
39、高，使切屑底层与前刀面发生强烈的切削速度提高，使切屑底层与前刀面发生强烈的摩擦，在很短的时间里会产生大量的摩擦热，使切削温度明摩擦，在很短的时间里会产生大量的摩擦热，使切削温度明显上升。切削速度的提高，单位时间内的金属切除量成正比显上升。切削速度的提高，单位时间内的金属切除量成正比地增多，消耗的功增大了，切削热增加，切削温度增加，但地增多，消耗的功增大了，切削热增加，切削温度增加，但不与切削速度成正比增加。不与切削速度成正比增加。 2、f : 进给量增加，使切屑变厚，单位时间内的金属切进给量增加，使切屑变厚，单位时间内的金属切除量也增加，使切削温度上升。虽然变形热有所增加，但切除量也增加，使切
40、削温度上升。虽然变形热有所增加，但切屑的热容量也增大，由切屑带走的热量也增多，散热条件得屑的热容量也增大，由切屑带走的热量也增多，散热条件得以改善，故切削温度有所上升。以改善，故切削温度有所上升。 3、ap : 背吃刀量的增加，切削产生的热量虽然成正比增背吃刀量的增加，切削产生的热量虽然成正比增多，但使切削刃参加切削工作的长度也成正比增加，大大改多，但使切削刃参加切削工作的长度也成正比增加，大大改善了刀具的散热条件，故对切削温度的影响不大。善了刀具的散热条件，故对切削温度的影响不大。制造加工方法和机床夹具2.8 机床夹具一、基本概念二、工件在夹具中的定位三、定位误差的分析与计算四、工件在夹具中
41、的夹紧五、常用的典型夹紧机构制造加工方法和机床夹具一、基本概念1、装夹的基本概念夹具：在机械制造的工艺过程中，用以固定加工 对象，使之占有正确位置，从而保证工件 与刀具间正确相对位置的工艺装备。在金 属切削机床上使用的夹具称为机床夹具。夹具分类：夹具和辅具 夹具：安装工件。如卡盘、镗床上的镗模 辅具：安装刀具。如快速钻夹头、刀杆托架制造加工方法和机床夹具装夹：将工件安放在机床上火夹具上进行定位和夹紧的操作过程。定位：使一批工件在机床上和夹具上相对于刀具处在正确的加工位置的操作过程。夹紧：工件在夹具中定位后，将其压紧、夹劳，使工件在加工过程中，始终保持定位时所取得的正确加工位置。制造加工方法和机
42、床夹具2、工件的定位方法 （1）直接找正定位 效率低，适用于单件小批生产和定位精度要求较高的情况制造加工方法和机床夹具（2）划线找正定位适用于单件小批生产或毛坯精度较低、大型工件粗加工 （3）夹具中定位效率高，易保证质量，广泛用于批量生产。制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具3、机床夹具的作用 （1）保证加工精度零件加工精度包括尺寸精度、几何形状和表面相互位置精度。夹具的最大作用是保证加工表面的位置精度。 （2）提高生产率，降低生产成本 快速将工件定位夹紧，免除了找正、对刀等，缩短辅助时间，提高了成品率，降低了成本。 （3）扩大机床的加工范围 设计不同的夹具 （4
43、）减轻工人劳动强度制造加工方法和机床夹具用夹具装夹工件的特点 工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的夹具预先在机床上已调好位置，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置通过夹具上的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置制造加工方法和机床夹具4、夹具的分类按机床的应用范围分类：通用夹具：结构、尺寸已标准化、系列化，且具有一定通用性的机床夹具专用夹具：针对某一种工件的某一工序的加工要求而专门设计和制造的夹具成组夹具：采用成组加工工艺，将工件按形状、尺寸和工艺的共性分组，再为每组工件设计组内通用的专用夹具随行夹具、组合夹具 按机床类型可分为：车床夹
44、具、铣床夹具主要由三大部分组成：定位元件、夹紧机构和夹具体。制造加工方法和机床夹具5、基准-用来确定生产对象上几何关系所依据的点，线或面 设计基准工艺基准l 工序基准l 定位基准l 测量基准l 装配基准制造加工方法和机床夹具设计基准在零件图上所采用的基准，是标注尺寸的起点制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具工艺基准工序基准 在工序图上，用来标定本工序被加工面尺寸和位置所采用的基准制造加工方法和机床夹具定位基准 在加工中用作定位的基准，它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。 粗基准：没有经过加工的毛坯表面 精基准：已加工过的表面制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具测量基准
45、 零件测量时采用的基准。用以检验已加工表面尺寸和位置。制造加工方法和机床夹具装配基准 装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所依据的基准。制造加工方法和机床夹具选择原则 1、在设计机器零件时，应尽量选用装配基准作为设计基准 ； 2、 在编制零件的加工工艺规程时，应尽量选用设计基准作为工序基准； 3 、在加工工件或者是测量的过程中，还应该选择工序基准作为定位精准或者是测量基准 。最终目的：消除基准不重合带来的误差制造加工方法和机床夹具5、机床夹具的组成定位元件：用于确定工件在夹具中的位置夹紧装置：用于夹紧工件对刀、导引元件或装置：用于确定刀具相对于夹具定位元件的位置，防止刀具在加工过程中产生偏
46、斜连接元件：确定夹具本身在工作台或机床主轴上的位置其他装置：如分度元件等夹具体：用于将夹具上的各种元件和装置连接成一个有机的整体。制造加工方法和机床夹具二、工件的定位原理制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具生产中的实际定位 1、完全定位制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具2、不完全定位（部分定位）制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具3、过定位 工件的某个自由度被重复限制的现象。制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具解决办法1采用短销制造加工方法和机床夹具解
47、决方法2 采用长销小平面制造加工方法和机床夹具过定位的合理性分析过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面经过机械加工，且形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。合理的过定位起到加强工艺系统刚度和增加定位稳定性的作用。反之，如果工件的定位面是毛坯面，或虽经过机械加工，但加工精度不高，这时过定位一般是不允许的，因为它可能造成定位不准确，或定位不稳定，或发生定位干涉等情况。如车削细长轴。制造加工方法和机床夹具车削细长轴制造加工方法和机床夹具如果工件孔与端面垂直度保证很好，则此过定位是允许的如果工件孔与端面垂直度保证很好，则此过定位是允许的如果工件孔与端面垂直度误差较大，则此过定
48、位应避免如果工件孔与端面垂直度误差较大，则此过定位应避免制造加工方法和机床夹具4、欠定位按工序加工要求，影响工件加工表面加工精度的自由度没有被限制的现象。（欠定位将使工件出现废品，这是一种错误定位）制造加工方法和机床夹具满足加工要求必须限制的自由度a) 铣削平面 b）铣削通槽 c) 铣削不通的槽 铣削平面 铣削通槽 铣削键槽 完全定位制造加工方法和机床夹具d) 球体中心打一通孔 e）铣削通槽 f)铣削键槽 d) 打一通孔 e) 铣削通槽 f) 铣削键槽 制造加工方法和机床夹具常用定位元件能限制的工件自由度制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具三
49、、常用定位元件与定位方式1、以工件平面定位1）固定式支承支承钉和支承板 （1）支承钉制造加工方法和机床夹具（2）支承板制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具2）可调支承制造加工方法和机床夹具3）自位支承制造加工方法和机床夹具4）辅助支承制造加工方法和机床夹具2、以工件外圆定位1）V形块用V形块定位，工件的定位基准始终处在V形块两对称面的对称中心，对中性好制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具2）定位套制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具3）半圆定位座 大型工件制造加工方法和机床夹具4）三爪卡盘制造加工方法和机床夹具5）弹簧夹头制造加工方法和机床夹具3、以工件内孔定位1)定位
50、销制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具2）圆锥销制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具3）定位心轴制造加工方法和机床夹具4）大锥度心轴定位制造加工方法和机床夹具5）双顶尖定位制造加工方法和机床夹具四、定位误差的分析与计算1、定位误差概念制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具2、定位误差的分析与计算1）以平面定位时的定位误差计算2）以圆孔定位时的定位误差计算（1）工件孔与定位心轴无间隙配合（2）工件孔与定位心轴间隙配合 a. 单边接触制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具制造加工方法和机床夹具b.单边副任意边接触（工件孔与垂直放置的心轴间隙配合）制造加工方法和机床夹具3
