机械加工工艺与修理工艺概述

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1、 .机械加工工艺与修理工艺概述- -日期：19 / 19第一章零件机械加工基本概念工序：是指一个(或一组)工人，在一台机床上(或一个工作地点)，对一个(或一组)工件，连续进行的全部工作。其中，工人、地点、工件、连续作业四个要素中，任意变更一个时，就算另一道工序。工步：是指当加工表面，刀具切削用量中的转速和进给量均保持不变时，所完成的那一部分工作。走刀：当加工表面，刀具，切削用量中的转速和进给均保持不变时，切去一层金属所完成的那部分工作。安装：本意是指定位和夹紧的行为。这里是指工件在一次安装后所完成的那一部分工艺过程。工位：特指工件安装在转位夹具上，工件一次安装后，随夹具回转，要停在若干位置上承

2、受加工，这每一加工位置所完成的那部分工艺过程，就称为一个工位。生产纲领是指企业在计划期应当生产的产品产量和进度计划。生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地)生产专业化程度的分类。单件生产、大量生产、成批生产。获得形状精度的方法依靠刀尖的运动轨迹，获得形状精度的方法称为刀尖轨迹法。刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法称为仿形法。利用成形刀具对工件进行加工的方法称为成形法。利用工件和刀具作展成切削运动进行加工的方法称为展成法。获得尺寸精度的方法通过试切测量调整再试切，反复进行到被中工尺寸达到要求为止的加工方法称为试切法。先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这

3、个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法称为调整法。用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法称为定尺寸刀具法。在加工过程中，边加工测量加工尺寸，并将所测结果与设计要求的尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作，这就称为主动测量法。自动控制法是把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成的。获得位置要求(位置尺寸和位置精度)的方法用夹具装夹。找正装夹。找正是用工具(和仪表)根据工件上有关基准，找出工件在加工(或装配)时的正确位置的过程。用找正方法装夹工件称为找正装夹。有：1) 划线找正装夹此法是用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上正确位置的一

4、种装夹方法。2) 直接找正装夹此法是用划针和百分表或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。经济精度是指：应用完好的机床设备、适当质量的夹具和标准刀具、由一定熟练程度的工人操作，按照标准的切削用量和工时定额，所得到的某种加工方法的精度。选择某一主要工序加工用的机床时，应参考以下原则：1. 机床的生产率与加工零件的生产纲领相适应；2. 机床的功率、刚性和机动围等应与最有利的切削用量相适应；3. 要保证该工序所要求的加工精度和表面粗糙度；4. 机床工作区域的尺寸应与工件的轮廓尺寸相适应；5. 机床的价值应与生产类型相适应；6. 尽量选用国产机床和考虑设计或仿造新机床的可能性等。机械加工工艺过程的拟

5、订零件图分析零件的表面按其工作性质可分为两类： (1)主要表面或工作表面； (2)自由表面。对零件进行工艺审查的容，其中包括技术要求的合理性与零件结构的工艺性。1、检查零件图纸的正确性和完整性1). 有足够数量的投影图和剖面图；2). 有全部必要的标注和正确的尺寸；3). 加工表面的粗糙度、尺寸公差和配合；4). 零件材料的牌号、硬度和热处理方面的资料；5). 每一零件的重量；6). 每台产品所需该种零件的数量；7). 必要的技术条件，如几何形状误差、相互位置精度等等。2、分析零件图的技术条件1) 加工表面的尺寸精度；2) 加工表面的几何形状精度；3) 各加工表面之间的相互位置精度；4) 表面

6、层的物理机械性能和表面粗糙度；5) 热处理与其它方面的要求等。3、审查零件的选用材料1)材料的来源与其经济性；2)对材料提出的热处理要求，应符合该厂热处理车间的具体条件；3)加工方法、切削刀具和切削用量的选择等。4、分析研究零件的结构工艺性(1) 加工方便：1) 刀具容易接近工件；2) 减少和统一零件的尺寸种类，并选用标准的尺寸和公差；3) 简化加工表面的形状和减少加工表面的面积。(2) 提高零件的刚度零件的刚度在机械加工时具有十分重要的意义；刚度高的零件不仅容易保证加工精度和正确的几何形状，而且能够承受较大的切削力，因此可以采用较大的切削用量，提高劳动生产率。(3) 保证刀具正常工作1) 某

7、些零件的结构应有退刀槽；2) 力求避免钻头轴线与孔的入口或出口面倾斜而形成单刃切削，导致钻头引偏；3) 避免深孔加工等。5、此外，还要考虑到加工各个表面时所需要的刀具、量具和夹具的供应情况。工艺资料收集1 切削刀具、夹具和量具的图册夹具图册切削刀具图册(1) 生产的性质、(2) 机床的型式、(3) 加工的方法、(4) 被加工零件的尺寸和外形、(5) 加工的质量指标、(6) 加工的精度要求、(7) 工件的材质、(8) 切削刀具的材料等。量具图册(1) 所要求的测量精度、(2) 生产的性质、(3) 被测量表面的尺寸、(4) 被测量表面的质量等。2切削用量手册与有关定额资料确定毛坯1) 零件的几何形

8、状和尺寸；2) 对零件材料所要求的技术条件(化学成分、机械性能、结构和纤维分布情形)；3) 零件制造的全部最低费用；4) 为现有工厂设计工艺规程时，要掌握毛坯车间的设备、工具和工人技术等级；5) 准备新毛坯制造过程所需要的时间和过程等。定位基准的选择1.基准的概念基准就是零件上用来确定其他点、线、面的位置的那些点、线、面。基准分为设计基准和工艺基准两大类。1)设计基准是在零件图上用来确定其他点、线、面的位置的基准。2)工艺基准是在加工与装配过程中使用的基准。a)定位基准是在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。b)度量基准是在检验时使用的基准。c)装配基准是在装配时用来确定零件或

9、部件在产品中的位置所采用的基准。在分析基准问题时，必须注意以下几点1)作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在(例如，孔的中心、轴心线、基准中心平面等)，而常由某些具体的表面来表达。这些表面就可称为基面。2)作为基准，可以是没有面积的点和线，与很小的面；但是代表这种基准的点和线的工件上具体的基面总是有一定面积的。3)上面所分析的都是尺寸关系的基准问题。表面位置精度(平行度、垂直度等)的关系也是一样。基准的选择基准的选择实际上就是基面的选择问题。使用毛坯的表面来定位，这种定位基面就称为粗基面(或毛基面)。采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基面就称为精基面(或光基面)。工件上没有能作

10、为定位其面用的恰当的表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，这种基面称为辅助基面。选择基面时，需要同时考虑三个问题：1) 用哪一个表面作为加工时的精基面，使整个机械加工工艺过程能顺利地进行？2) 为加工上述精基面，应采用哪一个表面作为粗基面？3) 是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用第二个精基面？在选择基面时有两个要求：1) 各加工表面有足够的加工余量(至少不留下黑斑)，不加工表面的尺寸、位置符合图纸要求，对一面要加工、一面不加工的壁，要有足够的厚度。(2) 定位基面有足够大的接触面积和分布面积。接触面积大就能承受大的切削力；分布面积大可使定位稳定可靠。在必要时，可在工件上增加工艺

11、搭子或在夹具上增加辅助支承选择精基面的原则是：(1) 应尽可能选用设计基准作为定位基准。这称为基准重合原则。特别在最后精加工时，为保证精度，更应该注意这个原则。(2) 应尽可能选择统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度。这称为统一基准原则。(3) 有时还要遵循互为基准、反复加工。这称为互为基准原则(4) 有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面。这称为自为基准原则选择粗基面的原则是：1) 如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基面。2) 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加

12、工表面作为粗基面，如果工件上有好几个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基面。3) 应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面，使加工后各加工表面对各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合图纸要求。应该注意：由于粗基面的定位精度很低，所以粗基面在同一尺寸方向上通常只允许使用一次。工艺过程的阶段划分当零件加工精度、表面粗糙度和技术条件要求较高时，通常不可能在一个工序中完成所需要的全部加工工作，而要把主要表面的加工过程划分为几个阶段：1).粗加工阶段主要是切除表面较多的加工余量；2).半精加工阶段为主要表面的精加工作好准备。此外，在半精加工阶段中，还

13、可插入一些次要表面的终加工工作；3).精加工阶段主要使各主要加工表面达到规定的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度要求；4).光整加工阶段主要使某些特别重要的表面达到极高的表面质量(粗糙度和表面层物理机械性能)。工艺过程要划分几个阶段的理由如下：1).粗加工阶段切除较多的加工余量，所以粗加工阶段的切削力、夹紧力、切削热较大，容易引起工件的弹性变形，有时甚至产生塑性变形。这样，粗加工阶段不可能达到高的精度和表面粗糙度。2).具有残余应力的毛坯工件，粗加工以后，由于应力重新分布，也会引起变形。所以必须通过半精加工和精加工等各道工序，逐渐减少加工余量，逐步提高加工精度和表面粗糙度，最后达到规定的技术要求。

14、3).粗加工后可与早发现毛坯的缺陷，与时进行处理。4).划分加工阶段，把粗糙度要求高的表面加工工序放在工艺过程的末了，以免在安装和运输中，损坏已加工好的表面。5).划分加工阶段，可合理的使用机床设备，发挥它们各自应有的效能。如粗加工阶段宜采用高生产率机床。精加工则在精密机床上进行。这可发挥各种设备的效能，也易保持精密机床的寿命。6).有些工件，在加工工艺过程中须插入热处理工序，而热处理引起的工件变形，必须由以后的加工阶段来修正。工序集中与分散将工件的加工容集中在少数几道工序里完成，这就是“工序集中” ；将加工容分散在较多的工序去完成，每道工序的容简单，这就是“工序分散” 。工序集中的特点：1)

15、.可采用高效的专用机床和工艺装备，从而提高劳动生产率；2).减少了设备的数量，相应地减少了操作工的数量和生产面积；3).减少了工序数目，缩短了工艺路线，简化了生产计划工作；4).减少了工件的安装次数，不仅有利于提高生产率，而且减少了安装误差，提高了加工精度；5).专用机床和工艺装备比较复杂和贵重，调整时需要技术高的工人，并且耗费时间。工序分散的特点是：1).采用比较简单的机床和工艺装备，调整容易，对工人技术水平要求也低；2).容易适应生产对象的变更；3).生产准备部门的工作量小；4).设备数量多，工人数量相应地增加，生产面积也相应的增多；5).在加工过程中零件的装夹次数较多，这样不仅影响零件的

16、加工精度，也增加了辅助时间。工序的安排1).加工顺序的安排在安排切削加工顺序时，需遵守以下原则：(1).先粗后精:先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。在安排粗加工序时应考虑到精基准表面的加工应放在工艺路线的前头(2).先主后次:先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。这里所谓主要表面，就是指装配基准面、工作表面等；(3).先基面后其它2).热处理工序的安排热处理工序目的有三：(1).改善金属组织和可加工性能。退火、正火、调质等，一般应安排在机械加工之前进行。(2).消除应力的人工时效处理。对只需一次时效处理的，最好安排在粗加工后，以便消除铸造过程中或粗加工时产生的应力

17、，减小后续工序中因工件应力重新分布而引起的变形。对要两二次时效处理的，可一次在粗加工后，另一次在半精加工后，这样更有利于保证精加工后所获得的精度稳定。对于精度高、刚性差的工件，几乎每次机械加工后，都要进行时效处理。(3).提高零件表面的硬度。这种方法如淬火、渗碳淬火等，一般应安排在工艺过程的后部，磨削加工之前，淬火前应先去毛刺。此外表面镀层、发兰等，一般应安排在机械加工后进行。3).辅助工序的安排检验工序是主要的辅助工序，它是保证质量的主要措施之一。(1).粗加工全部完了后，精加工之前;(2).送往外车间加工前、后；(3).重在工序和工时长的工序前、后；(4).加工完毕，进入装配或送成品库前。

18、此外，在辅助工序中还有清洗工序和退磁工序等，这类辅助工序不一定每个零件工艺过程中都有，它是根据需要才安排的.加工余量的确定基本概念机械加工的余量就是从工件表面切去的金属层的厚度。工序余量是指在某加工工序应切去的金属层的厚度。工序余量是由工艺过程中前一道工序和本道工序中所得尺寸之差来确定的。零件在机械加工过程中各工序余量之和称为总余量。工序尺寸允许变动的围称为工序公差，即工序相应尺寸的变动围。工序余量分为以下三种: 1).最小余量这是当上道工序加工中，去掉了其全部公差，而本工序加工则完全没有用上公差时，所切去的那层金属；2).基本(计算)余量这是本工序加工的最小余量，加上上道工序的公差；3).最

19、大余量这是本工序加工的最小余量，加上本工序公差与上工序公差之和。工序公差工序公差总是注向金属部的，即“入体原则”。毛坯的是标注双向公差()。在手册中查得的余量数据，和计算切削用量时所用的余量数值，都是指的基本余量。第一道工序(荒加工)进行切削用量计算时应采用最大余量，保证切削功率。最后一道工序的公差就是零件图上所注的公差。它是设计人员确定的。至于其它各道工序的公差，则由工艺人员来确定。工序公差主要是根据机械加工的平均经济精度来确定。余量的制定的方法有三种：1).估计法。凭有经验的工人和技术人员，估计出某零件表面余量的大小。2).查表法。选择适合于某种零件的加工方法(车、铣、刨、磨等)、加工性质

20、(粗、半精、精加工等)和零件加工表面尺寸的余量。3).计算法。从理论上分析研究余量组成的原因，应用计算法决定余量。工序尺寸与工序公差的确定工序尺寸就是每道工序需要保证的尺寸。零件加工后的最终尺寸与其公差和有关工序的工序尺寸和工序公差以与工序间的余量构成一种工艺尺寸链，通常也称工序尺寸链。工序尺寸与工序公差是根据零件的设计要求，考虑到加工中的基准、工序间余量以与工序的经济精度等条件，对各工序提出的尺寸。工艺尺寸链由封闭环和组成环组成，封闭环是间接控制获得的尺寸；组成环分增环和减环。基准重合时计算工序尺寸和工序公差。解工艺尺寸链用极限尺寸法解工艺尺寸链用竖式法来进行验算：增环照抄，减环对调、变号。

21、工序尺寸与工序公差的计算步骤可以归纳成以下几点：1).制订出加工工艺过程，在每个工序图上注出本道工序的工序尺寸；2).在分析工序尺寸和零件图上的设计尺寸的基础上，列出包括所求工序尺寸在的最短尺寸链；3).确定尺寸链的封闭环。由上面实例中知道，解尺寸链的关键是要正确地断定封闭环。现将确定封闭环的原则简述如下：(1).封闭环的尺寸不是直接获得的，而是加工以后间接得到的尺寸，所以确定封闭环时，必须根据整个工艺过程中的各个相关工序的工序尺寸，来判断待解的尺寸链中哪个尺寸是间接得到的，这个间接得到的尺寸就是封闭环。(2).凡是含有加工余量Z的尺寸链，则加工余量应作为封闭环。4).利用解尺寸链的基本公式求

22、解工序尺寸与工序公差时，可对计算的结果进行必要的验算。这样算得的工序尺寸与公差还是初步的，其原因是：首先，由于计算的工序尺寸与公差还可能同另外的尺寸链有关系，只有当所计算的工序尺寸与公差，都能满足所有有关尺寸链的要求时，才能最后确定下来。其次，在含有加工余量的尺寸链中，由于采用余量为补偿环，为了满足后续工序能够顺利进行的要求，则必须保证余量不致过大或过小，因此，最后一定要验算一下余量的极限值(最大与最小值)是否适宜。此处还要注意下面几点：(1).工艺尺寸链的构成，取决于工艺方案和具体的加工方法。(2).确定哪一个尺寸是封闭环，是解尺寸链的决定性的一步。封闭环搞错了，整个解算也就错了，甚至会得出

23、完全不合理的结果(例如，一个尺寸的上偏差小于其下偏差)。(3).一个尺寸链只能解一个封闭环。切削用量的选择生产中把切削速度(v)、切削深度(ap)和进给量(f)三个要素称为切削用量。切削用量对切削力和功率消耗、刀具耐用度、加工精度和已加工表面的粗糙度，均有明显的影响。选择切削用量的目的，是要在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，使切削时间最短，即切削效率最高。选择切削用量必须考虑的问题1).对加工质量的影响：2).对刀具耐用度的影响3).对切削加工生产率的影响综合切削用量三要素对加工质量、刀具耐用度和切削加工生产率的影响，它们的选择顺序应为：先选切削深度ap，其次选进给量f，最后选切削速度v。选

24、择切削用量的一般原则1).切削深度ap的选择原则切削深度根据加工余量h确定，不论何种切削加工，其一般选择原则是尽可能用一次走刀切除全部加工余量，以使走刀次数最少。只有在以下情况下才分多次走刀：(1) 粗加工后还要进行半精加工和精加工时，需要留出一定的加工余量。(2) 粗加工时加工余量过大时，若一次切除使切削力太大，产生机床功率不足而闷车或刀具强度不够而打刀等不正常现象时，可分多次走刀。(3) 机床工件刀具工艺系统刚性不足时，或加工余量极不均匀直接影响到工件的加工精度和表面粗糙度时，则应分几次走刀；(4) 断续切削时，刀具受到很大的冲击力作用，为避免打刀，可分多次走刀；(5) 刀片尺寸较小，不允

25、许采用较大的切削深度时。在不能一次走刀切除全部余量的情况下，也应将第一次走刀的切削深度尽量取大一些。特别是切削铸、锻件时，工件表面凹凸不平，且有硬皮，第一次走刀的深度应使刀刃能在金属里层进行切削。2).进给量f的选择原则(1) 粗加工时对表面粗糙度要求不高，进给量的选择受切削力的限制。在刀杆和工件的刚度以与刀片和机床的走刀机构强度允许的情况下，选较大的进给量f；(2) 半精加工和精加工时，因切削深度较小，产生的切削力不大，进给量f主要受表面粗糙度的限制，一般取得较小；(3) 断续切削时，为减小冲击，应适当减小进给量；(4) 当刀尖处磨有过渡刃、修光刃与切削速度较高时，半精加工和精加工也可选用较

26、大的进给量，以提高生产效率；(5) 当切屑延绵不断，影响操作或表面粗糙度时，应加大进给量，以利断屑。3)切削速度v的选择原则在切削深度和进给量选定之后，为了提高加工质量和切削效率，充分发挥刀具的切削性能和利用机床功率，应选择较大的切削速度。一般选择的原则是：(1) 粗加工时，切削速度受刀具耐用度和机床功率的限制，当切削功率超过机床电机的许用功率时，可适当降低切削速度；(2) 精加工时，切削深度和进给量都较小，切削力不大，机床的功率一般足够，切削速度主要受刀具耐用度和工件尺寸精度的限制。在保证合理的刀具耐用度的情况下，一般多采用较高的切削速度。在受刀具和工艺条件限制而不能采用高速时以与在需要降低

27、切削温度来保证尺寸精度时，应采用较低的速度进行精加工；(3) 工件材料不同时，应取不同的切削速度；(4) 断续切削为了减小冲击，应取较低的切削速度；(5) 加工大件、细长与薄壁工件时，为了操作安全和保证加工精度，应取较小的切削速度。4).校验机床功率切削功率Pm应小于或等于车床主电机的功率PE，即Pm(0.750.85)PE切削时的功率可以从有关表中查出，也可按公式计算。工时定额计算时间定额是在一定的技术、组织条件下制订出来的完成单件产品(如一个零件)或某项工作(如一个工序)所必需的时间。时间定额中的基本时间可以根据切削用量和行程长度来计算，其余组成部分的时间，可取自根据经验而来的统计资料。完

28、成一个零件的一个工序的时间称为单件时间。它包括以下组成部分：1)基本时间(T基本)是指直接改变工件的尺寸形状和表面质量所耗费的时间。对于切削加工来说，单件时间是切去金属所耗费的机动时间(包括刀具的切入和切出时间在)。2).辅助时间(T辅助)指在各个工序中为了保证完成基本工艺工作需要做的辅助动作所耗费的时间。所谓辅助动作包括：装、卸工件，开动和停止机床，改变切削用量，测量工件，手动进刀和退刀等手动动作。基本时间和辅助时间的总和称为操作时间。3).工作地点服务时间(T服务)指工人在工作班时间照管工作地点与保持工作状态所耗费的时间。例如，在加工过程中调整刀具，修正砂轮，润滑与擦试机床，清理切屑等所耗

29、费的时间，一般按操作时间的27%来计算。4).休息和自然需要时间(T休息)用于照顾工人休息和生理上的需要所耗费的时间，一般按操作时间的2%来计算。因此，单件时间是：T单件=T基本+T辅助+T服务+T休息工艺文件把制定工艺过程的各项容归纳写成文件形式，就是一种工艺文件，一般称为工艺规程。在单件小批生产中，一般只编写简单的综合工艺过程卡片。在成批生产中多采用机械加工工艺卡片。在大批大量生产中，则要求完整和详细的工艺文件，各工作地点都订有机械加工工序卡片，对半自动与自动机床有机床调整卡片，对检验工序有检验工序卡片等。工艺文件应该简明易懂，必要时应用简图形式表示。工艺文件尚无统一的格式。钢结构零件的冲

30、压加工冲压加工工序与冲压设备1 型材和板材的整备2 分离工序：分离工序的加工方法分为切割、剪切、冲裁。3 成形工序 冲 裁1 冲裁的变形过程2 冲裁力的计算与降低冲裁力的方法3 冲裁模的构造4 冲裁模的总体设计弯曲、拉延与成型1 常见的弯曲方法，是利用弯曲模在曲柄压力机、液压机或摩擦压力机上进行弯曲。也有在专用的弯板机、弯管机、滚弯机、拉弯机等设备上进行弯曲的。2 把平板毛坯通过拉延模压制成圆筒形或其他断面形状的开口空心件3 冷挤压是在常温下将金属坯料放入模具的模腔，利用压力机的强大压力，迫使坯料三向受压产生塑性流动，使金属从模孔或模具的缝隙挤出，从而获得所需制件的一种加工方法。冷挤压一般可分

31、为以下三种基本方式。第二章机械加工的质量分析、生产效率与经济分析加工精度零件的机械加工质量，包括加工精度和表面质量两个方面：加工精度就是加工的准确程度，指的是零件经过加工后所得的尺寸，几何形状和表面相互位置等参数的实际数值与理想数值相符合的程度。加工误差，就是加工所得的尺寸、几何形状和表面相互位置等参数的实际数值对理想数值的差值。所以，研究保证加工精度的问题，也就是研究限制加工误差的问题。表面质量是指零件经机械加工后，由于零件表面受到刀具几何形状、切削力和切削热等因素的影响，使零件表面产生不光洁和表面层的物理机械性质变化。加工精度的容：1).尺寸精度；2).形状精度；3).位置精度。影响加工精

32、度的因素1).加工原理误差；2).工件的安装误差；3).机床误差；4).夹具、刀具与量具的误差；5).工艺系统弹性变形引起的误差；由机床、夹具、刀具和工件组成的弹性系统，通常称为工艺系统；6).工艺系统的热变形引起的误差；7).调整与测量的误差；加工精度的统计分析法加工误差的性质加工误差可分为系统性误差和偶然性误差。1).系统性误差：当顺次加工一批工件时，加工误差大小保持不变，或按一定的规律变化的称为系统性误。大小保持不变的系统性误差称为系统性常值误差。按一定规律变化的加工误差称为系统性变值误差。2).偶然性误差：当顺次加工一批工件时，大小和方向没有一定变化规律的加工误差，称为偶然性误差。机械

33、加工表面质量1).表面粗糙度是指加工表面的微观几何形状误差。2).表面波度是介于宏观几何形状误差(形)与微观几何形状误差(即粗糙度)之间的周期性几何形状误差。表面层物理力学性能表面层物理力学性能主要是指以下三个方面：1) 表面层加工硬化(冷作硬化)。2) 表面层金相组织的变化。3) 表面层残余应力。影响表面质量的因素影响表面粗糙度的因素主要有三类：几何因素；物理因素；振动因素。切削加工后影响表面层残余应力的因素归纳起来有三方面：1) 塑性变形的因素；2) 温度的因素；3) 金相组织变化的因素。切削加工后表面层金属由于塑性变形而得到强化(冷硬)。提高机械加工劳动生产率的工艺措施劳动生产率是指单位

34、人时的平均生产量。也就是说：一个工人在单位劳动时间制造出的合格产品的数目。缩短基本时间1).提高切削用量2).减少切削行程长度缩短辅助时间1).直接缩减辅助时间a) 采用先进夹具；b) 采用各种快速换刀、自动换刀装置；2).使辅助时间与基本时间重合a).采用两工件或多工位的加工方法，可以缩短工件的装卸时间；b).采用两个相同夹具交替工作；c).采用主动检验或数字显示式自动测量装置。3).同时缩短基本时间和辅助时间a).多件加工机床在一次安装下同时加工几个工件，从而使分摊到每一个工件上的基本时间和辅助时间都能缩短；b).采用多刀多刃加工与成形切削；c).采用各种类型的半自动机、自动机、多工位机床

35、、组织机床、自动线等。缩短准备终结时间1).夹具和刀具调整的通用化；2).采用可换刀架或刀夹；3).采用刀具的微调机构和对刀的辅助工具；4).采用准备终结时间极少的先进加工设备。机械加工工艺过程的经济分析机械加工工艺成本的组成可概括为两大类：第一类是与完成工序直接有关的费用称为不变费用。第二类是与完成工序无直接关系，而是与整个车间的全部生产条件有关的费用称为可不变费用。第三章 机器装配工艺基础装配生产的组织形式有两种，即移动式装配和固定式装配。移动式装配指装配对象连续地或间断地从一个工位移到另一个工位。故称为流水式装配，用这种装配形式组织的装配线，称为装配流水线，它是大量生产的基本的装配组织形

36、式。固定式装配分为按集中原则组织的和按分散原则组织的两种：1).按集中原则组织的固定式装配其装配工作都由一组工人在一个工作位置上完成。工人和装配对象都固定在同一工位上。这种装配组织形式的装配时间很长，要求工人的技术水平也很高，仅适合于单件生产。2).按分散原则组织的固定式装配，其装配方式是把装配过程分为部件装配和总装配，各部件的装配同时由几组工人去完成，总装则由另几组工人去完成。总装配是在固定台位上进行，部件装配可以固定，也可以流水，根据生产条件而定。这种装配方式由于许多组工人同时进行工作，使用的专用工具也较多，工人能实现专业化。所以它是大、中型机器成批生产的一种装配组织形式。目前燃机车成批生

37、产就采用这种形式。保证装配精度的方法有互换法、选配法、修配法和调整法。互换装配法就是以互换为基础，来确定尺寸链中各组成环的公差和偏差。装配时，同样的零件不需经过任何选择和修配都能装上，且能达到规定的装配技术要求。为此，必须预先将各个零件所允许的制造公差和偏差给以规定。在解装配尺寸链时，通常封闭环的公差是已知的。而各组成环的公差和偏差可以按照等公差法或等精度法进行计算，然后再根据各零件的性能要求、制造的难易和以往生产经验加以调整。互换装配法的主要优点是：1)、因各零件(或部件)能互换，装配工作简单而经济，生产效率高；2)、装配过程所需的时间容易确定，故能保持一定的生产节奏，对于组织装配流水线特别

38、有利；3)、可以组织各个专业工厂之间的协作，分工制造同一机器的某些部件和零件，有利于新产品的迅速上马；4)、备件问题容易解决，任何已磨损的零件都可迅速更换，而不需选择和修配。互换法的缺点：一般来说，这种方法对零件的加工精度要求较高，当尺寸链环数多时尤为严重。选配法是将尺寸链中组成环公差放大到机械加工经济可行的程度，然后选择适宜的零件进行装配，以保证规定的技术要求。这种方法能达到很高的装配精度，而并不增加零件机械加工的困难或费用。选配法有三种不同的形式，即直接选配法、分组选配法和复合选配法。在装配时，将尺寸链中某一预定的环去掉一层金属以改变其尺寸，或就地配制此环使达到封闭环的规定精度，这种装配的

39、方法称为修配法。调整法解尺寸链的实质和修配法相似，仅在改变补偿环尺寸的方法上有所不同。修配法改变补偿环尺寸的方法是从其上去掉一层金属，而调整法改变补偿环尺寸的方法有两种，即改变补偿件的位置和更换补偿件。改变补偿件位置的调整法。即采用可动补偿件来达到规定装配精度的调整法。更换补偿件的调整法。即在装配时，根据封闭环超出装配要求的误差大小来选择适当尺寸的补偿件，以保证规定的装配精度。调整法的基本优点是各零件制造时，可按经济公差加工；装配时不需进行修配加工，因此装配工时变动小，便于组织流水生产；能定期调整补偿件，故容易保持和恢复装配精度，这对容易磨损或因温度变化而改变尺寸的场合极为有利。其缺点为有时需

40、增加尺寸链中零件的数量。制订装配工艺规程的基本原则装配工艺规程是用文件形式规定下来的装配工艺过程。从扩大围来讲，机器与其部、组件装配图，尺寸链分析图，各种装配夹具的应用图、检验方法图与它们的说明，零件机械加工技术要求一览表各个“装配单元”与整台机器的运转、试验规程与其所用设备图，以至于装配周期图表等，均属于装配工艺规程围的文件。这一系列文件和日常应用的装配过程卡片与工序卡片构成一整套掌握产品装配技术、保证产品质量的技术资料。四条原则：a) 保证产品装配质量，并力求提高其质量；b) 钳工装配工作量尽可能小；c) 装配周期尽可能缩短；d) 所占车间生产面积尽可能小，也就是力争单位面积上具有最大生产

41、率。装配工作的基本容a) 清洗、b)刮削、c)平衡、d)过盈连接、e)螺纹连接、f)校正。除上述装配工作外，部件或总装后的检验、试运转、油漆、包装等一般也属于装配工作。装配工艺方法与其设备的确定例如对过盈连接，采用压入配合还是热胀(或冷缩)配合法，采用哪种压入工具或哪种加热方法与设备，对于一些装配工艺参数，如滚动轴承装配时的预紧力大小，螺纹连接预紧力的大小，若无现成经验数据可以参照时，则需进行试验或计算。有必要使用专用工具或设备时，则提出设计任务书。为了估计装配周期，安排作业计划，对各个装配工作需要确定时定额和确定工人等级。工时定额一般都是根据工厂实际经验和统计资料估计的。装配顺序的确定基准件

42、，首先进入装配工作；然后是：先下后上，先后外，先难后易，先重大后轻小，先精密后一般。装配工作过程中还应注意安排：a) 零件或装配单元进入装配的准备工作主要是注意检验，不让不合格品进入装配；注意倒角，清除毛刺，防止表面受伤；进行清洗与干燥等。b) 基准零件的处理除安排上述工作外，还要注意安放水平与加强刚度，只能调平不能强压，防止因重力或紧固变形而影响总装精度。为此要注意安排支承的安放。基准件的调平等工作。c) 检验工作在进行某项装配工作中和装配完成后，都要根据质量要求安排检验工作，这对保证装配质量极为重要。装配工艺规程文件的整理与编写装配工艺流程图，装配过程卡片，装配指示卡片。第二篇 修理工艺基

43、础损伤的形成与预防设备发生损伤的主要表现是：1).动力性能恶化柴油机功率下降，牵引力下降；2).经济性变坏燃烧不良、机油烧损严重、燃料与润滑油的消耗量增加；3).可靠性下降例如电气系统绝缘老化、击穿、匝间短路、动作失灵；再如机械部分会间隙增大、联接松动、产生冲击、过热、出现敲击声，可能引起零、部件的断裂，甚至危与行车安全。机车损伤的形成原因或者是零件与零件之间的关系不对；或者是零件有了缺陷；或者是两者都有。产生损伤的自然原因是：(一)磨损、(二)蚀损、(三)疲劳、(四)变形等几个主要方面。磨损就是指一个物体工作表面的材料，由于表面相对运动而逐渐损耗的现象。磨损速度或称磨损率是指单位时间或距离的

44、磨损量。磨损量可用零件几何形状(线性尺寸、截面、体积)的变化或质量的变化来表示。对于机车零件，通常以单位走行公里的尺寸减小量来计算。磨损形式在摩擦过程中，由手硬质颗粒或粗糙硬表面使较软金属本体产失显微塑性变形或被切削的现象，称为磨粒磨损。磨拉磨损的机理是属于磨粒的机械作用。通常把磨粒磨损分为“二体磨粒磨损”和“三体磨粒磨损”两种。磨粒磨损与摩擦表面的材质、单位压力、相对速度和磨粒性质有关。零件具有较好的机械性能、较高的表面硬度和光洁度，其耐磨性也较强。载荷越大、速度越高和磨粒硬度越高，磨粒磨损也越严重。粘附磨损两固体在滑行作用下作相对运动时，由于真实接触面积很小、应力很大，接触点金属往往产生塑

45、性变形和剪切，使其表面膜破裂，呈现纯净金属，因而使摩擦界面上形成粘附点。摩擦表面温度升高，严重时表层金属会发生软化或熔化。当相对运动时，粘附点即被剪断，使材料从一个表面转移到另一表面，如此反复进行，就形成了粘附磨损。氧化磨损机车各种磨擦团中普遍存在着过化磨损。在摩擦过程中，氧吸附在摩擦表面，并向表层扩做。接触面表层，显微塑性变形的金属容易与气体分子作用，形成氧的化学吸附膜、氧的固溶体和金属氧化物。氧化膜极薄时，膜能流动，并能防止粘附，抗磨性好。可是当氧化膜逐渐加厚时，在切向力与正压力的作用下，这些硬而脆的氧化膜即被扯碎，从表面剥落。如此反复作用，即形成金属的磨损。氧化磨损的特点是，零件表层显微

46、体积的塑性变形和在这些小体积氧的扩散同时进行。塑性变形能促进氧的扩散，因为塑性变形使金属产生较大的滑移面，便于氧的渗透；而扩散作用又加强了金属表层的活动性，从而加速塑性变形过程。疲劳磨损这种磨损产生于滚动摩擦副中，主要是指由于接触应力的反复作用，使表面产生变形和应力，并形成裂纹而导致破坏的现象。在以上四种磨损形式中，氧化磨损的磨损速度最小，摩擦系数也不高，而且基本上能保持表面光洁，故为可以容许的磨损形式。而其他磨损形式均有磨损强度大、摩擦系数高、金属表层有不良变化以与表面容易出现粗糙条纹等缺点，是非正常的磨损，我们应该设法避免影响磨损速度的主要因素(一)工作条件它是决定磨损形式和磨损速度的基本

47、因素，包括摩擦种类、相对速度和压力。(二)表面间介质包括润滑油、磨粒和气体介质等。(三)表面材质包括加工质量、金属材质和热稳定性等。金属和周围介质发生化学作用或电化学作用而造成的破坏，叫做腐蚀。腐蚀按其机理，可以分为两类：即化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属和外部介质直接起化学作用，不产生电流，同时腐蚀产物生成于反应表面。产生化学腐蚀必须要有腐蚀介质存在。电化学腐蚀是全国和电解液起电化学作用的破坏过程。电化学腐蚀有电流产生，阳极金属腐蚀，同时腐蚀产物并不完全覆盖于反应表面。电化学腐蚀的机理，一般认为就是微电池作用原理。因此，产生电化学腐蚀必须要有电解液和电位差两个条件。受多次交变载荷作用下而

48、产生裂纹和折损的损坏叫做疲劳破坏。引起零件疲劳破坏的原因，可能有以下几方面：1、金属材料和热加工方面的缺陷.2. 零件结构上的缺陷 3. 表面加工方面的缺陷 4. 检修运用中产生的缺陷 5.不正确的组装，会造成很大的附加应力，往往也是导致疲劳裂损的原因。零件的损伤规律起动运转停车磨损曲线三个明显的阶段。整个运用过程中的磨损曲线也有三个明显的阶段。使用期限是指零件使用到必须对它进行修理时为止的时间。确定使用期限的依据：零件或配合的使用期限决定于零件或配合的极限损伤情况。损伤达到了使零件或配合不能再继续使用的程度称为极限损伤，也就是零件或配合到达了它们的使用期限(又称使用极限)。对于某个零件来讲，

49、它的极限损伤，可能是极限磨损量，也可能是极限腐蚀深度；此外，诸如机械损伤、疲劳、裂纹等而使零件必须进行修理的各种损伤，都可能成为该零件的极限损伤。对某一配合而言，它的极限间隙就是极限损伤。极限损伤标志为：1).损伤程度急剧发展、2).磨损后配合间隙增大，冲击荷载超过允许值、3).磨损后配合间隙增大，油压下降到最低允许限度、4).磨损后零件的不圆度增大，致使油膜无法建立、5).工作能力过分消减或丧失、6).工作质量下降到允许限度以下、7).不经济。确定使用期限的方法：1).调查统计法、2).运用试验法、3).实验室研究法、4).计算分析法。计划预防修理制根据零件和配合的损伤规律，结合它们的使用期

50、限，与时地对它们进行检查和修理，起到预防机车车辆与其零部件发生事故性损坏的作用，这种修理制度称为计划预防修理制。由零部件的损伤规律，来确定配合与零件的使用期限，据此，可拟订出每个零件的修理结构。按每个零件和配合各自的修理周期，拟订出每个零件修理周期的方法称为自由周期法；其各个零件修理周期各不相同，因而修理就在不同的时候进行。全部零件和配合的修理按固定的、比较统一的，即有计划的修理周期进行的方法称为计划周期法。这样每次修理都有一定的工作量，材料、备品、劳动力、资金以与生产上的一切措施均可事前周密计划，从而使生产率大大提高。中间修理限度就是在各级修程时的检修限度。即大修或架修时允许出去的尺寸限度。

51、1. 原形尺寸原形尺寸是指燃机车各零、部件的设计尺寸。2. 大修限度大修限度是指燃机车大修时，各零、部件允许出厂的极限尺寸。3. 架修限度架修限度是指燃机车架修时，各零、部件允许出段的极限尺寸。4. 禁止使用限度禁止使用限度是指机车各零、部件的尺寸超过此限度时，不得再继续使用。中间修理限度的确定：以便使零件或配合的磨损程度在这个限度时，磨损表面尚有足够的磨损余量来保证继续安全使用到下一规定修程。大修限度的确定就是有足够的余量来保证零件和配合安全使用到下一规定的修程（大修），其公差围和与其相配合的间隙要求符合原设计的要求。架修限度、轮修限度可参照上述原则加以确定。第三篇 工艺装备与非标准设备设计

52、工艺装备与非标准设备设计概论作用（1）推动新产品的开发与加快产品的更新换代。（2）填补市场空隙与开拓国市场。（3）促进企业技术改造。工艺装备与非标准设备设计的一般要求1、效果和效益已成为衡量设计成败的主要标准。2、尽量采用商品化的标准零部件。（1）提高工作可靠性。（2）降低制造成本。（3）提高设计效率与缩短制造周期。对工艺装备与非标准设备设计人员的要求1、设计围日益扩大，设计工作牵涉面不断拓宽。2、应用新技术、采用新的设计方法和手段。（1）应用新的技术；（2）采用新的设计方法和设计手段；“积木式”设计设计者在收集、积累市场信息的基础上，选取适宜的市场产品，组合设计出性能、成本都符合要求的工艺装

53、备与非标准设备，把需要自己具体设计、制图的部分降到最低限度。确定夹具结构方案与绘制结构草图的方法：（1）充分分析各种可能选用的定位基准与其定位方式，从中确定既符合定位准则又能使结构简单、操作方便的定位方案，并设计出相应的定位装置；（2）确定刀具的导向对刀方案，并设计其元件；（3）确定工件夹紧方式和设计夹紧机构；（4）确定其他组成部分（如定位键、分度机构、夹具体等）的结构形式和确定夹具的总体布局；（5）绘制夹具结构草图；夹具总图的绘制方法（1）总图应按国家标准绘制。主视图尽量取与操作者正对位置。总图中的视图应能清楚表示出夹具的工作原理和各部件构造、各元件或各种装置之间的位置或作用关系。（2）绘图

54、顺序大体如下：先用红线或双点划线画出工件外形轮廓以与定位基准、夹紧表面和被加工表面。加工余量用网纹线或粗线表示。把工件视为透明体，然后按照定位元件、导向对刀元件、夹紧机构的顺序，依次画出各自具体结构，最后画夹具体。专用夹具设计专用夹具的组成定位元件：指夹具上与工件定位基准相接触的元件，用来确定工件在夹具中的位置。导向元件：确定刀具的正确位置与引导刀具加工方向的元件。夹紧机构：用于夹紧工件，保证工件在加工过程中不因外力作用而改变已定好的位置。夹具体：将定位元件、压紧机构、导向元件等联成一体并与机床相连接的主体件。其他元件：如分度机构、锁紧机构、上下料装置等。六点定位原理使工件在某方向有确定位置，

55、就必须限制该方向的自由度。当工件的六个自由度均被限制后，工件在夹具中的位置就完全被确定了，这就是工件定位的基本原理。在夹具常用相当于六个支承点的定位元件来实现。夹紧装置的组成与设计要求（一）夹紧装置的组成：（两个部分组成）1、动力源：手动夹紧：人力提供动力源机动夹紧：以气动、液动、电动等提供动力源。2、夹紧机构：是承受和传递作用力的机构，包括中间递力机构和夹紧元件中间递力机构的作用：a、改变夹紧力方向；b、改变夹紧力大小；c 、提供自锁功能。（二）夹紧装置的设计要求1、夹紧力不应破坏定位；2、足以抵抗加工中的各种力和振动；3、工件不应发生过度变形；4、有足够的夹紧行程；5、具有自锁性；6、结构

56、简单、易于操作。专用夹具设计的基本要求：1)、能保证工件的加工要求；2)、能提高生产率，降低成本；3)、操作方便、省力和安全；4)、便于排屑；5)、有良好的工艺性。专用装备的设计方法和步骤1）、明确设计要求，认真调查研究，收集有关资料；2）、确定装备的结构方案；3）、绘制装备总图。装备总图上应标注的尺寸1).外形轮廓尺寸(图上的A类尺寸)；2).工件与定位元件间的联系尺寸(图上的B类尺寸)；3).装备与刀具的联系尺寸(图上的C类尺寸)；4).装备与机床连接部分的尺寸；5).其它装配尺寸(图上的E类尺寸)。夹具总图上公差配合的制订夹具公差又可分为与工件加工尺寸直接有关的和与工件加工尺寸无直接关系

57、的两类。与工件加工尺寸直接有关的，如夹具上定位元件之间、对刀-导引元件之间等有关尺寸公差。它们直接与工件上相应的加工尺寸公差发生联系，因而须按工件加工尺寸公差来决定。与工件加工尺寸无直接关系的，如定位元件与夹具体的配合尺寸公差，夹紧装置各组成零件间的配合尺寸公差等。它们大都属夹具部结构配合尺寸的公差，主要根据零件的功用和装配要求，按一般公差与配合的制订原则来决定。与工件加工尺寸直接有关的直接与工件上相应的加工尺寸公差发生联系，因而须按工件加工尺寸公差来决定，一般取加工工件相应尺寸公差的三分之一到二分之一。与工件加工尺寸无直接关系的大都属夹具部结构配合尺寸的公差，主要根据零件的功用和装配要求，按一般公差与配合的制订原则来决定。