第2章 机械加工方法与机床
工件表面形成的方法：工件表面都可以看成一条发生线沿另一条发生线运动而成的，工件、刀具之一或两者同时按一定规律运动，形成两条发生线，从而生成所要加工的表面。
形成发生线的方法：轨迹法、成形法、相切法、展成法。采用轨迹法形成所需的发生线需要一个独立的运动；成形法加工时勿需任何运动便可获得所需的发生线；采用相切法形成发生线，需要刀具旋转和刀具与工件之间的相对移动两个彼此独立的运动；展成法需要复合（工件的旋转和刀具的旋转或移动两个运动的复合）运动。 机床
机床的分类与型号：机床共有12类，每类有10组，如C6140：C表示类代号（车床），A表示结构特征代号（结构不同），6表示组代号（落地及卧式车床组），1表示系代号（卧式车床系），40表示主参数9最大工件回转直径）；又如MG1432A，M表示类代号（磨床），G表示通用特性代号（高精度），1表示组代号（外圆磨床组），4表示系代号（万能外圆磨床系），32表示主参数（磨削直径），A表示重大改进顺序号（第一次重大改进）
机床工件的运动：机床上形成被加工表面所必须的运动，它分主运动（速度最大，消耗功率最大的运动，是产生切削作用必不可少的运动）、进给运动（使切削运动得以继续进行，直至形成整个表面的运动，此运动速度较低，消耗功率也较小）。
机床每个运动具备三个基本组成部分：执行件、传动件、动力源。
传动联系有两种模式：动力源——传动装置——执行件；执行件——传动装置——执行件。 传动链：从一个元件到另一个元件之间的一系列传动件。
两类机床传动链：内联系传动链（传动链的两个末端件的转角或移动量之间如果有严格的比例关系要求）；外联系传动链（只传递运动没有上述要求）。类如：展成法加工齿轮时，单头滚刀转一转，工件也应该转过一个齿，才能形成准确的齿形，因此，连接工件与滚刀的传动链即展成运动链，就是一条内联系传动链。 第3章 机械加工工艺规程的制定 生产过程与工艺过程：
生产过程：将原材料转变成成品的全过程；
工艺过程：直接改变生产对象的形状、尺寸及相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。
机械加工工艺过程：采用机械加工方法（切削或磨削）直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为零件的工艺过程，它决定产品精度，对成本、生产周期有影响。
机械制造工艺是对各种机械制造方法与过程的总称，机械制造工艺过程包括机械加工工艺过程和机器装配工艺过程。
机械加工工艺过程基本组成单元：工序、安装、工位、工步、走刀。
工序：指一组工人或一个人在一个工作地点对同一个或同时几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是制定时间定额，配备工人和机床设备，安排作业计划和进行质量检验的基本单元。 安装：工件经过一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。
装夹：工件在机床上或夹具中占据某一正确位置并被夹紧的过程。一个工序可能装夹一次，也可能多次，但减少装夹次数以减少装夹带来的误差，节约装夹时间。
工位：一次装夹后，工件与夹具或设备可动部分一起相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一位置， 工步：在加工表面（或装配时连接表面）、加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序（工艺过程）—加工表面、加工刀具、切削用量、进给量、切屑速度不变所完成的工艺过程。 走刀：一个工步中若分几次切削某一金属层，每一次切削就称一次走刀。
工艺规程：规定的产品或零部件制造过程和操作方法等工艺文件，它指导生产。
工艺规程分类：加工工艺过程卡和机械加工工序卡。前者以工序为单位说明零件的整个工艺过程应如何进行的文件。后者，以每道工序所编制的工艺文件说明工序内容、进行步骤、并绘有工序图注明该工序定位基准、装夹方式、加工表面粗糙度、IT、刀具、进刀方向、切削用量、设备、检具、辅具等。
生产纲领：企业在计划内应当生产的产品产量和进度计划、包括每台零件数、备品、废品率。 产品类型：大量、成批、单位生产 基准、设计基准、工艺基准
1．基准：用来确定生产对象上叫几何要素间的几何关系所依据的那些点线面。 2．设计基准：设计图上所采用的基准，是标注设计尺寸或位置尺寸的起点。
3．工艺基准：在工艺过程中所采用的基准，它分为：测量、工艺、装配、定位基准 定位基准：在加工中用作定位的基准。它分粗基准、精基准。 测量基准：为测量所采用的基准。
工序基准：工序图上用来确定该工序加工表面加工后、尺寸、形状位置的基准。 装配基准：在装配时用来确定零件、部件在产品中的相对位置的基准。 粗、精基准级选用原则：
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粗基准：用毛坯上未经加工的表面作定位基准。 粗基准选用原则： 1.合理分配余量原则。
若要保证某保证重要表面余量分配均匀，选它作为粗基准
在没有上述的要求情况下，若每一个平面都要加工，则应以加工余量最小的表面作粗基准。 2.保证不加工面与已加工表面具有一定位置精度的原则，以达壁厚均匀、外形对称。
3.便于装夹原则：选用粗基准的表面应平整光洁，不应有毛剌、浇口、冒口、以减少定位误差，夹紧可靠。 4.粗基准一般不得重复使用原则：一般只在第一道有用，在以后的工序中不能重复之用。 精基准：使用经过加工的表面作为定位基准： 选用原则
基准重合原则：尽量选设计基准作精基准，避免基准不重合带来的误差。
基准统一原则：应尽可能选加工多个表面都选用的定位基准为精基准。以便保证加多个工表面的相互位置精度，便于夹具的制造与设计，
加工阶段划分：粗加工，精加工加工安排，将主要表面加工按粗精基准分开，次要加工表面也以此安排则相应加工阶段中去而组成零件全部加工内容的加工工艺过程。
粗加工：主要切除大部分余量，加工出精基准，特点：表面粗糙度数值大，以生产率为考虑
半精加工：清楚粗加工残留下来的误差，达到一定精度为精加工作准备，完成一些次要表面的加工（钻孔、改丝、铣键槽等），可达IT10-12. 粗糙度Ra6.3-3.2um
精加工：达到最低要求，加工余量，较小的粗糙度值（IT7-10.Ra1.6-0.4um）
光洁加工：对于IT5以上 Ra0.2um的零件必须有此阶段，它有研磨，抛光，起精加，它能调高表面机械物理性质，粗糙度小数值，IT提高，但不能提高位置精度。 工划分阶段的目的：
.减少或消除内应力、切削力和切削热对精加工的影响。 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理。 便于安排热处理。 可合理使用机床。
5）.表面精加工安排在最后，可避免或减少在夹紧和运输过程中的损伤已加工过的表面。 工序顺序的排列：
基准先行，后加工表面，当粗精基准定下后顺序大概也出来了 先主后次 先粗后精
先面后孔，对于体之家类零件以孔作粗基准加工表面，以平面作精基准加工孔、面的面积大定位稳定，精度高。 加工余量及影响因素：加工余量是指加工表面达到所需的精度和表面质量而应切除的金属层表面。加工余量分为工序余量和加工总余量。影响：1.加工表面的表面粗糙度和表面缺陷层深度。2.加工前或上工序的尺寸公差Ta。3.加工前或上工序各表面间的相互位置的空间偏差ρa。4.本工序加工时的装夹误差?b。 工艺尺寸链计算：
工艺尺寸链：由单个零件加工过程和机器装配中互换联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。尺寸链由组成环、封闭环组成，组成环分为增环、减环；需要特别指出封闭环是加工最后形成的尺寸，不是已在加工的尺寸。例如：一套筒，车外圆直径，钻孔Ф2。 当Ф2一钻成型成壁厚t，t为封闭环，装配也一样：孔的直径D，装进轴d，形成间隙X,间隙的封闭环。 知识点：
1.工艺规程规定产品制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。
2.工艺文件将工艺规程的内容填入一定格式卡片，即成为生产准备和施工所依据的工艺文件。 3.工艺文件长用的有机械加工过程综合卡片，机械加工工艺卡片，机械加工工序卡片。 4.加工工艺过程设计应解决好 定位基准的选择，工艺路线的拟定，工序尺寸及公差的确定，加工工序设计等问题。 5.定位基准有 粗基准和精基准两种。
6.加工经济精度是指在正常加工条件下所能达到的加工精度。
7.加工阶段的划分 粗加工阶段，半精加工阶段，精加工阶段，光整加工阶段，超精密加工阶段。 8.机械加工工序的安排基面先行，先粗后精，先主后次，先面后空。 9.热处理工序的安排 预备热处理，最终热处理。 10.加工余量分为 工序余量 和 加工总余量。
11.工序余量 工序余量等于前后两道工序尺寸之差。
12.工序尺寸都按 入体原则 标注极限偏差，即被包容面的工序尺寸取上偏差为0，包容面的工序尺寸取下偏差为0
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13.最小工序余量=工序余量基本尺寸-上工序尺寸的公差 最大工序余量=工序余量基本尺寸+本工序尺寸公差
=最小工序尺寸+上工序尺寸的公差+本工序尺寸的公差 14.被包容面指轴，包容面指孔。
15.加工余量有 双边余量 与 单边余量之分。
16.对外圆和孔等回转表面，加工余量指双边余量是从直径上考虑的，实际切削金属时加工余量的一半。平面的加工余量是指单边余量，等于实际切削的金属层厚度。
17.工艺尺寸链 在零件加工过程中，由一系列相互联系切按一定顺序排列的工序尺寸所形成的封闭尺寸组合，称为工艺尺寸链。
18.环 工艺尺寸链中每一个组成尺寸称为 环。
19.封闭环 是加工过程中最后自然形成或间接得到的尺寸。每一组尺寸链中只有一个封闭环。 20.组成环 在工艺尺寸链中对封闭环有影响的所有尺寸。 21.组成环分为 增环 减环。
22.增环 当其他组成环大小不变，某一组成环的增大会导致封闭环也增大时，该组成环为增环， 23.减环 当其他组成环大小不变，某一组成环的增大会导致封闭环反而减小时，该组成环为减环。 24.机械产品的装配包括 组装，调整，检验 和 试验 等。
25.机械产品的装配精度一般包括 零部件件的尺寸精度，相互位置精度，相对运动精度，和 接触精度。
26.装配尺寸链 是产品或部件装配过程中，由相关零件的尺寸或位置关系所组成的封闭的尺寸系统，是为了定量分析产品或部件的装配精度与构成产品或部件的零件精度的密切关系，在装配过程中建立的尺寸链。 长用于保证产品装配精度方法有 互换装配法，选择装配法，修配装配法 和 调整装配法。 机床夹具设计原理 一、夹具
1、机床夹具是将工件进行定位、夹紧、将道具进行导向或对刀，一保证工件相对于机床和刀具有正确位置的附加装置，简称夹具。
2、夹具的组成：定位元件、夹紧装置、导向元件和对刀装置、连接元件、夹具体、其他元件及装置。（定位元件、夹紧装置和夹具体是夹具的基本组成部分）
3、夹具的作用：保证加工质量、提高劳动生产率、减轻劳动强度、扩大机床使用范围 4、夹具的分类：（1）按通用化程度分类：通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具、随行夹具。 （2）按机床类型分：车床夹具、磨床夹具、钻床夹具、镗床夹具、铣床夹具 （3）按用途分类：机床夹具、装配夹具、检验夹具
（4）按动力源分：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气压夹具、电动夹具、电磁夹具、真空夹具、自紧夹具等。 5、工件在夹具中加工时加工误差组成：
1、安装误差：工件在夹具中的定位和夹紧误差
2、对定误差：a、道具的导向或对刀误差即夹具与机床的相对位置误差。b、夹具在机床上的定位和夹紧误差即夹具与机床的相对位置误差； 3、加工过程误差。 二、定位和夹紧 1、定位：工件在机床上加工时，首先要把工件安放在机床工作台上或夹具中，使它和刀具之间有相对正确的位置，这个过程称为定位。
定位的任务：使工件相对于刀具占有某一正确的位置。
2、夹紧：工件定位后，应将工件固定，使其在加工过程中保持定位位置不变，这个过程称为夹紧。 夹紧的任务：是保持工件的定位位置不变。
3、安装：工件从定位到夹紧的整个过程称为安装。正确的安装是保证工件加工精度的重要条件。 定位过程与夹紧过程都可能使工件偏离所要求的正确位置而产生定位误差与夹紧误差。 4、安装误差：定位误差与夹紧误差之和。 5、工件安装方法：
直接找正安装——精度高、效率低、对工人技术水平要求高。一般用于单件小批量生产或定位精度要求特别高的场合。
划线找正安装——精度不高、效率低、多用于批量不大，形状复杂的铸件。
夹具安装——精度和效率均高，广泛采用。特点：1）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处而实现的。因此，不再需要找正便可将工件 夹紧。2）由于夹具预先在机床上已调整好位置，因此，工件通过夹具相对于机床也就占有了正确的位置。3）通过家具商的对刀装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。 三、定位原理
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1、六点定位原理：采用六个按一定规律布置的约束点，可限制工件的六点自由度，实现完全定位，称六点定位原理。
2、定位支承点说明：定位支承点必须与工件的定位基准面始终保持紧贴接触；是定位元件抽象而来的；分析其作用时，不考虑里的影响。
3、完全定位与不完全定位：工件的6个自由度均被限制，称为完全定位。有一个或几个自由度未被限制，为不完全定位。
4、不完全定位的两种情况：1）工件本身相对于某个点、线是完全对称的，则工件绕此点、线旋转地自由度无法被限制，即使限制了也无意义。
2）工件加工要求不需要限制某一个或几个自由度。
5、欠定位：定位点少于应消除的自由度、工件定位不足的定位。欠定位是不允许的。 6、过定位：工件某一个（或某几个）自由度被两个（或两个以上）约束点约束。 7、过定位可能导致的后果：工件无法安装；造成工件或定位元件变形。 8、如何判断过定位是否允许：
如果工件的定位面经过机械加工，切形状、尺寸、位置精度均较高，则过定位是允许的。因为合理的过定位不仅不会影响加工精度，还会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，或虽经过加工，蛋加工精度不高。这时过定位不允许。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。 9、解决过定位的方法：
改变定位元件结构，从根本上消除过定位因素，抓源头。
提高工件及定位元件的制造精度，特别是位置精度，允许过定位的存在，但是把影响降低或消除。 四、常用定位方法与定位元件 1、工件以平面定位
平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有：固定支撑、可调支承、自位支承、辅助支承。 固定支承：有支承钉和支承板两种形式。前者用于较小平面支承；后者用于较大平面。 可调支承：是支承点位置可以调整的支承。在支承钉的高度需要调整时采用。主要用于工件一粗基准面 定位，或定位几面的形状复杂，以及各批毛坯的尺寸、形状变化较大时。
自位支承：在工件定位过程中能自动调整位置的支承。其作用相当于一个固定支承，只限制一个自由度。一板适用于毛面定位或刚性不足的场合。
辅助支承：是工件定位后才参与支承的元件。工件因尺寸形状或局部刚度较差，使其定位不稳或受力变形等原因，需增设辅助支承，用以承受工件重力、夹紧力或切削力。其特点是：带弓箭定位夹紧后，再调整辅助支承，使其与工件的有关表面接触并锁紧。且辅助支承是没安装一个工件就调整一次。但它不限制工件的自娱度，也不允许破坏原有定位。
辅助支承与可调支承的区别：辅助支承是工件定位后才参与支承的元件，其高度有工件确定，因此不起定位作用，蛋锁紧后就成为固定支承，能承受切削力。 2、工件以圆孔定位
工件以圆孔定位多属于定心定位，定位基准为圆孔的轴线。常用定位元件是定位销和心轴。 定位销有圆柱销（限制2个）、圆锥销（3个）、菱形销（一个）等；心轴有刚性心轴、弹性心轴等。 3、工件以外圆表面定位
形式：定心定位和支承定位。常用元件：V形块。（长V形块或两个短V形块限制4个自由度；短V形块限制2个）。特点是：对中性好，可用于非完整外圆表面的定位。 4、工件以其他表面定位 5、定位表面的组合
定位点数最多的胃主要定位面或支承面；次多的为第二定位面或导向面。 五、定位误差的分析与计算
1、引起的原因：工件在夹具中按六点定位原理所确定的位置产生变动，导致在工件加工表面至工序基准间的尺寸（即工序尺寸）发生了变化而造成的误差。
2、产生的前提：采取调整法加工一批零件时，由于基准不重合（工序基准和定位基准）或定位面的配合间隙而引起；试切法没有。
3、定义：用夹具装夹一批工件时，工序基准相对于定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量。 4、基准不重合误差：由于工件的工序基准和定位基准不重合而引起的定位误差。 5、基准位置误差：由于工件定位表面或夹具定位元件制作不准确而引起的定位误差。 六、工件在夹具中的夹紧
为防止工件的定位在切削力、振动、惯性力及离心力等作用下发生变化，需对其进行夹紧，主要有三部分组成：力源装置，夹紧元件、中间传力机构
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