第六讲工艺系统刚度

工艺系统刚度测定与误差复映实验指导书
2005年7月09日修订
一、实验目的
1、熟悉机床静刚度的测定方法；
2、掌握机床部件刚度及机床综合刚度的计算方法；
3、对误差复映规律有较深刻的理解；
4、根据实验结果进一步分析工艺系统静刚度对加工精度的影响，并讨论提高刚度的措施。

5、学会应用所学知识分析实际加工某一具体零件的工艺过程，以培养学生独立分析和解决问题的能力。

二、实验的内容和方法
1、参观实际加工某一具体零件的工艺过程，请有关人员介绍。

2、3人一组，自己动手，结合一具体零件的加工，设计其测量机床静刚度的测定方法，进行现场测量。

3、针对一具体零件，分析其用途、结构特点、分析工艺系统静刚度对加工精度的影响，并讨论提高刚度的措施。

三、实验报告
实验结束后，要求每个学生结合实验大纲，写出实验报告，内容要准确、通顺、简洁，并附有必要的分析简图和数据，送交指导教师审查。

四、实验成绩评定
由指导老师根据学生的实验报告、质疑和考核情况、学生的学习态度等综合评定。

五、实验计划
时间：在该章内容教学结束后的第1周
地点：学校金工实习车间
零件名称：根据具体情况安排
组织形式：集体前往参观、在现场讲解，分组实验，测量，独立报告。

学时：6h
制订人：李积彬批准人：费跃农。

1-1.(什么就是生产过程,工艺过程与工艺规程)生产过程—机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联得劳动过程得总与.工艺过程－按一定顺序逐渐改变生产对象得形状(铸造、锻造等）、尺寸(机械加工)、ﻫ相对位置（装配)与性质(热处理)使其成为成品得过程机械加工工艺规程—规定零件机械加工工艺过程与操作方法等得工艺文件。

1—2、(什么就是工序,安装,工步与工位）工序—一个(或一组)工人，在一个工作地点，对一个(或同时几个)工件所连续完成得那部分工艺过程。

２.工步—在加工表面与加工工具(切削速度与进给量)都不变得情况下，所连续完成得那一部分工序。

3。

安装—工件经一次装夹后所完成得那一部分工序。

4、工位—一次装夹工件后,工件与夹具或机床得可动部分一起相对刀具或机床得固定部分所占据得每一个位置，称为工位（在一个位置完成得部分工序) 。

５.行程(走刀)—对同—表面进行多次切削,刀具对工件每切削一次,称之为一次行程.加工余量得概念:指加工过程中所切去得金属层厚度。

余量有工序余量与加工总余量之分.工序余量：相邻两工序得工序尺寸之差；加工总余量：从毛培变为成品得整个加工过程中某表面切除得金属层总厚度，即毛培尺寸与零件图设计尺寸之差.影响加工余量得因素:1上下表面粗糙度H1a与缺陷层H２a 2上工序得尺寸公差Ｔａ3上工序得尺寸误差４本工序加工时得装夹误差时间定额得定义：在一定生产条件下,规定完成一定产品或完成一道工序所消耗得时间.时间定额得组成:1基本时间tj２辅助时间tf ３工作地点服务时间tfw4休息与自然需要时间tx 5准备终结时间ｔzｚ1－3、（生产类型就是根据什么划分得？常用得有哪几种生产类型？她们各有哪些主要工艺特征)⏹生产类型—企业生产专业化程度得分类。

一般分为单件生产、成批（批量)生产与大量生产⏹(1)单件（小批）生产- 产品产量很少，品种很多，各工作地加工对象经常改变,很少重复。

⏹(2)成批生产- 一年中分批轮流地制造几种不同得产品,每种产品均有一定得数量,工作地得加工对象周期地重复。

1机械加工工艺过程：对机械零件采用各种加工方法直接改变毛坯地形状、尺寸、表面粗糙部劳动过程。

2生产过程：将原材料或半成品转变为成品的各有关劳动过程的总和。

包括：①生产技术准备过程如产品设计、生产准备、原材料的运输和保管；②毛坯制造过程；③机械加工和热处理；装配和调试过程；生产服务过程。

3机械加工工艺过程组成：是由一个或若干个顺序排列的工序组成的.依次细分为安装、工位、工步和走刀。

4生产专业化程度的分类，一般分为：（1）单件生产（2）成批生产（3）大量生产5工艺特征单件小批成批生产大批大量①零件的互换性:缺乏互换性;大部分具有互换性;具有广泛的互换性②毛坯制造方法与加工余量：木模手工造型或自由锻，加工余量大；部分采用金属模铸造或模锻，加工余量中等;广泛采用金属模机器造型、模锻或其它高效方法，加工余量小③机床设备：通用机床；部分通用机床和高效机床；广泛采用高效专用机床及自动机床④工艺装备：大多采用通用夹具、标准附件、通用刀具、万能量具。

靠划线和试切法达到精度要求;广泛采用夹具，较多采用专用刀具和量具；广泛采用高效夹具、复合刀具、专用量具或自动检验装置生产组织:机群式;分工段排列设备;流水线或自动线⑤对工人的技术要求:较高;一定水平;调整工：要求高操作工：要求低⑥成本:较高；中等；较低⑦工艺文件的要求:编制简单的工艺过程卡片;编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片; 编制详细的工艺规程、工序卡片、调整卡片⑧发展趋势:采用成组工艺，数控机床加工中心及柔性制造单元;采用成组工艺，用柔性制造系统或柔性自动线 ;用计算机控制的自动化制造系统、车间或无人工厂实现自适应控制6定位—使工件在机床或夹具上占有正确位置。

7夹紧—对工件施加一定的外力，使其已确定的位置在加工过程中保持不变。

8工件的装夹方法①直接找正装夹用划针，百分表或目测直接找正工件在机床或夹具中的正确位置，然后再夹紧。

这种方法称为直接找正装夹。

精度高，效率低，对工人技术水平高。

第一章绪论1)何谓生产过程，工艺过程,工艺系统;生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程工艺过程：在生产过程中,毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为.工艺系统：机械加工中,由机床、刀具、夹具和工件组成的统一体。

2)生产纲领概念及计算,生产类型的确定及对应的工艺特点。

生产纲领定义：计划期内，包括备品率和废品率在内的产量。

某零件在计划期为一年的年生产纲领N计算：N=Qn（1+α%+β％) （件/年)式中：Q—产品的产量（台/年）；n-每台产品中该零件的数量（件/台)；α%-备品的百分率；β％—废品的百分率。

3)工艺过程:工序、安装、工位，工步（复合工步），走刀的概念一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上,对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序在工件的一次安装中,通过分度（或移位）装置,使工件相对于机床床身变换加工位置，则把工件在机床上所占据的位置称为工位在一次安装中，可能只有一个工位，也可能有几个工位在加工表面不变、加工工具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容,称为工步。

注意：一个工序含有一个或几个工步。

为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时,也看作一个工步，并称为复合工步。

在一个工步内,若被加工表面需切除的余量较大,一次切削无法完成，则可分几次切削,每一次切削就称为一次走刀.走刀是构成工艺过程的最小单元。

4)工件在机床或夹具中的装夹主要有哪三种方式?直接找正安装，划线找正装夹，夹具中装夹5)工艺基准的分类(概念）(设计、工序、定位、测量、装配基准），知道什么是基准重合原则，会根据实际问题确定设计、工序、定位、测量基准。

基准重合原则即，设计基准与工序基准重合，定位基准与设计基准重合.。

（应尽可能选用设计基准作为精基准,这样可以避免由于基准不重合而引起的误差。

1.生产过程：指把原材料转变为成品的全过程。

2.工艺过程：机器生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理、力学性能等使其成为成品或半成品的过程。

3.热处理工艺过程：在热处理车间，对机器零件的半成品通过各种热处理方法，直接改变它们的材料性质的过程，称为热处理工艺过程。

4.装配工艺过程：将合格的机器零件和外购件，标准件装配成组件，部件和机器的过程，则称为装配工艺过程。

5.机械加工工艺过程：用机械加工方法逐步改变毛坯的形态，使其成为合格零件所进行的全部过程。

6.生产纲领：机器产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品的生产纲领。

7.生产批量：指一次投入或产出的同一产品或零件的数量。

8.生产类型：单件生产、成批生产、大量生产（13年、14年）9.工艺规程：规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。

10.机械加工工艺规程：规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。

（14年）11.基准：在零件图上或实际的零件上，用来确定其它点、线、面的位置时所依据的点、线、面。

12.设计基准：零件工作图上用来确定其它点、线、面位置的基准。

13.工艺基准：加工、测量和装配过程中使用的基准。

（13年）14.工序基准：在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的位置尺寸和位置关系的基准。

15.定位基准：加工中用于定位的基准。

（14年）16.测量基准：工件测量时所用的基准。

17.装配基准：在装配时用来确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准。

18.工件定位：采取一定的约束措施来限制自由度，通常可用约束点群来描述，而且一个自由度只需要一个约束点来限制。

19.定位：使工件在机床或夹具中占有正确的位置。

20.装夹：将工件在机床上或夹具中定位，夹紧的过程称为装夹。

21.定位误差：指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。

22.基准不重合误差：由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差。

影响机械加工精度的因素机械加工系统（简称工艺系统）由机床、夹具、刀具和工件组成。

影响加工精度的原始误差主要包括以下几方面：1) 工艺系统的几何误差（包括机床、夹具和刀具等的制造误差及其磨损）；2) 工件装夹误差；3) 工艺系统受力变形引起的加工误差；4) 工艺系统受热变形引起的加工误差；5) 工件内应力重新分布引起的变形；6) 其它误差（包括原理误差、测量误差、调整误差）。

一、工艺系统的几何误差（一）机床的几何误差加工中，刀具相对于工件的成形运动，通常都是通过机床完成的，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。

机床制造误差中对工件加工精度影响较大的误差有：主轴回转误差、导轨误差和传动误差。

1. 主轴回转误差主轴回转误差是指主轴实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。

为便于分析，可将主轴回转误差分解为径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摇摆三种不同形式的误差。

2．导轨误差导轨是确定机床各主要部件相对位置关系的基准。

（1）导轨在水平面内的直线度误差对加工精度的影响（2）导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度的影响（3）导轨间的平行度误差对加工精度的影响3．传动链误差传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差，一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

（二）刀具的几何误差刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。

采纳定尺寸刀具（例如钻头、铰刀、键槽铣刀、圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸误差和磨损将直接影响工件尺寸精度。

采纳成形刀具（例如成形车刀、成形铣刀、成形砂轮等）加工时，刀具的外形误差和磨损将直接影响工件的外形精度。

对于一般刀具（例如车刀、镗刀、铣刀等），其制造误差对工件加工精度无直接影响。

（三）夹具的几何误差夹具的作用是使工件相对于刀具和机床占有正确的位置，夹具的几何误差对工件的加工精度（特殊是位置精度）有很大影响。

二、装夹误差装夹误差包括定位误差和夹紧误差两个部分。

（一）定位误差的概念因定位不精确而引起的误差称为定位误差。