【正文】 。例如，在車床上加工與外圓同軸的內(nèi)孔，可用三爪卡盤直接安裝工件，如圖15所示。根據(jù)工件安裝方式不同又分為直接、找正和夾具安裝法。（2）多次安裝法　零件有關(guān)表面的位置精度是加工表面與工件定位基準面之間的位置精度決定的。但是，由于制造專用夾具費用較高、周期較長，所以在單件小批生產(chǎn)時，很少采用專用夾具，而是采用通用夾具。當(dāng)以精基準定位時，㎜。夾具上的定位元件和夾緊元件能使工件迅速獲得正確位置，并使其固定在夾具和機床上。一次安裝法一般是用夾具裝夾實現(xiàn)的。展成法形成的漸開線是滾刀與工件按嚴格速比轉(zhuǎn)動時，刀刃的一系列切削位置的包絡(luò)線。這種方法用于各種齒輪齒廓、花鍵鍵齒、蝸輪輪齒等表面的加工，其特點是刀刃的形狀與所需表面幾何形狀不同。展成法所得被加工表面是切削刃和工件作展成運動過程中所形成的包絡(luò)面，切削刃形狀必須是被加工面的共軛曲線。仿形車、仿形銑等均屬仿形法加工。圖1－4 成形法（3）仿形法　刀具按照仿形裝置進給對工件進行加工的方法稱為仿形法。成形法所獲得的形狀精度取決于成形刀具的形狀精度和其他成形運動的精度。成形刀具替代一個成形運動。圖13 軌跡法 （2）成形法　利用成形刀具對工件進行加工的方法稱為成形法。數(shù)控車床、數(shù)控銑床，普通車削、銑削、刨削和磨削等均屬軌跡法。即讓刀具相對于工件作有規(guī)律的運動，以其刀尖軌跡獲得所要求的表面幾何形狀。自動控制法加工的質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、加工柔性好、能適應(yīng)多品種生產(chǎn)，是目前機械制造的發(fā)展方向和計算機輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)。初期的自動控制法是利用主動測量和機械或液壓等控制系統(tǒng)完成的。自動控制的具體方法有兩種： ①自動測量 即機床上有自動測量工件尺寸的裝置，在工件達到要求的尺寸時，測量裝置即發(fā)出指令使機床自動退刀并停止工作。尺寸測量、刀具補償調(diào)整和切削加工以及機床停車等一系列工作自動完成，自動達到所要求的尺寸精度。（5）自動控制法 這種方法是由測量裝置、進給裝置和控制系統(tǒng)等組成。主動測量法把測量裝置加入工藝系統(tǒng)（即機床、刀具、夾具和工件組成的統(tǒng)一體）中，成為其第五個因素。 （4）主動測量法　在加工過程中，邊加工邊測量加工尺寸，并將所測結(jié)果與設(shè)計要求的尺寸比較后，或使機床繼續(xù)工作，或使機床停止工作，這就是主動測量法。定尺寸法操作方便，生產(chǎn)率較高，加工精度比較穩(wěn)定，幾乎與工人的技術(shù)水平無關(guān)，生產(chǎn)率較高，在各種類型的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。它是利用標準尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸決定。調(diào)整法比試切法的加工精度穩(wěn)定性好，有較高的生產(chǎn)率，對機床操作工的要求不高，但對機床調(diào)整工的要求高，常用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。這種方法需要先按試切法決定刻度盤上的刻度。調(diào)整法的實質(zhì)是利用機床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預(yù)先整好的刀架，使刀具相對于機床或夾具達到一定的位置精度，然后加工一批工件。因為尺寸事先調(diào)整到位，所以加工時，不用再試切，尺寸自動獲得，并在一批零件加工過程中保持不變，這就是調(diào)整法。配作中最終被加工尺寸達到的要求是以與已加工件的配合要求為準的。試切法達到的精度可能很高，它不需要復(fù)雜的裝置，但這種方法費時（需作多次調(diào)整、試切、測量、計算），效率低，依賴工人的技術(shù)水平和計量器具的精度，質(zhì)量不穩(wěn)定，所以只用于單件小批生產(chǎn)。試切法通過“試切－測量－調(diào)整－再試切”，反復(fù)進行直到達到要求的尺寸精度為止。這些方法的目的是使工件獲得一定的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質(zhì)量。圖12是一個帶半封閉鍵槽階梯軸兩種生產(chǎn)類型的工藝過程實例，從中可看出各自的工序、安裝、工位、工步、走刀之間的關(guān)系。例如軸類零件如果要切去的金屬層很厚，則需分幾次切削，這時每切削一次就稱為一次走刀。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時加工幾個加工表面的工步，稱為復(fù)合工步，也可以看作一個工步，例如，組合鉆床加工多孔箱體孔。每一個工序可包括一個工步或幾個工步。生產(chǎn)中也常稱為“進給”。這樣，既減少了裝夾次數(shù)，又因各工位的加工與裝卸是同時進行的，從而節(jié)約安裝時間使生產(chǎn)率可以大提高。圖11是在一臺三工位回轉(zhuǎn)工作臺機床上加工軸承蓋螺釘孔的示意圖。簡單來說，工件相對于機床或刀具每占據(jù)一個加工位置所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工位。例如，在車床上加工軸，先從一端加工出部分表面，然后調(diào)頭再加工另一端，這時的工序內(nèi)容就包括兩個安裝。有時，工件在機床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個工序的工作內(nèi)容。工序是組成工藝過程的基本單元，也是生產(chǎn)計劃的基本單元。例如，在車床上加工一批軸，既可以對每一根軸連續(xù)地進行粗加工和精加工，也可以先對整批軸進行粗加工，然后再依次對它們進行精加工。（1）工序　一個或一組工人，在一個工作地或一臺機床上對一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。零件的機械加工工藝過程由若干個工序組成。它們是工序、安裝、工位、工步和走刀。技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。而為保證工藝過程正常進行所需要的刀具、夾具制造，機床調(diào)整維修等則屬于輔助過程。3．工藝過程在生產(chǎn)過程中，那些與有原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品直接相關(guān)的過程稱為工藝過程。（4）生產(chǎn)系統(tǒng) 以整個機械制造廠為整體，為了最有效地經(jīng)營，獲得最高經(jīng)濟效益，一方面把原材料供應(yīng)、毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配、檢驗與試車、油漆、包裝、運輸、保管等因素作為基本物質(zhì)因素來考慮；另一方面把技術(shù)情報、經(jīng)營管理、勞動力調(diào)配、資源和能源利用、環(huán)境保護、市場動態(tài)、經(jīng)營政策、社會問題和國際因素等信息作為影響系統(tǒng)效果更重要的要素來考慮。（3）機械制造系統(tǒng) 在工藝系統(tǒng)基礎(chǔ)上以整個機械加工車間為整體的更高一級的系統(tǒng)。（2）機械加工工藝系統(tǒng) 機械加工工藝系統(tǒng)由金屬切削機床、刀具、夾具和工件四個要素組成，它們彼此關(guān)聯(lián)、互相影響。由于市場全球化、需求多樣化以及新產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)間采用動態(tài)聯(lián)盟，實現(xiàn)異地協(xié)同設(shè)計與制造的生產(chǎn)模式是目前制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。即將生產(chǎn)過程看成一個具有輸入和輸出的生產(chǎn)系統(tǒng)。上述生產(chǎn)過程的內(nèi)容十分廣泛，從產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和技術(shù)準備到毛坯制造、機械加工和裝配，影響的因素和涉及的問題多而復(fù)雜。例如，制造機床時，機床上的軸承、電機、電器、液壓元件甚至其他許多零部件都是由專業(yè)廠生產(chǎn)的，最后由機床廠完成關(guān)鍵零部件和配套件的生產(chǎn)，并裝配成完整的機床。由上述過程可以看出，機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是相當(dāng)復(fù)雜的。（3）輔助生產(chǎn)過程　為使基本生產(chǎn)過程能正常進行所必經(jīng)的輔助過程，包括工藝裝備的設(shè)計制造、能源供應(yīng)、設(shè)備維修等。這些過程包括： （1）生產(chǎn)技術(shù)準備過程　包括產(chǎn)品投產(chǎn)前的市場調(diào)查分析，產(chǎn)品研制，技術(shù)鑒定等。采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程（以下簡稱為工藝過程）。在生產(chǎn)過程中，凡是改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程。第1章 機械加工工藝基礎(chǔ)本章主要介紹工藝過程的基本概念、數(shù)控加工工藝系統(tǒng)等基礎(chǔ)理論知識，這是學(xué)習(xí)本書后續(xù)內(nèi)容的必要準備。 工藝過程的基本概念 生產(chǎn)過程與工藝過程生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。工藝就是制造產(chǎn)品的方法。1．生產(chǎn)過程工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是指由原材料到成品之間的各個相互聯(lián)系的勞動過程的總和。（2）生產(chǎn)工藝過程　包括毛坯制造，零件加工，部件和產(chǎn)品裝配、調(diào)試、油漆和包裝等。（4）生產(chǎn)服務(wù)過程 包括原材料采購運輸、保管、供應(yīng)及產(chǎn)品包裝、銷售等。為了便于組織生產(chǎn)，現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展趨勢是組織專業(yè)化生產(chǎn)，即一種產(chǎn)品的生產(chǎn)是分散在若干個專業(yè)化工廠進行，最后集中由一個工廠制成完整的機械產(chǎn)品。專業(yè)化生產(chǎn)有利于零部件的標準化、通用化和產(chǎn)品的系列化，從而能在保證質(zhì)量的前提下，提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。為了使工廠具有較強的應(yīng)變能力和競爭能力，現(xiàn)代工廠逐步用系統(tǒng)的觀點看待生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)及它們之間的關(guān)系。用系統(tǒng)工程學(xué)的原理和方法組織生產(chǎn)和指導(dǎo)生產(chǎn)，能使工廠的生產(chǎn)和管理科學(xué)化；能使工廠按照市場動態(tài)及時地改進和調(diào)節(jié)生產(chǎn)，不斷更新產(chǎn)品以滿足社會的需要；能使生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量更好、周期更短、成本更低。2．生產(chǎn)系統(tǒng)（1）系統(tǒng)的概念 任何事物都是由數(shù)個相互作用和相互依賴的部分組成并具有特定功能的有機整體，這個整體就是“系統(tǒng)”。該系統(tǒng)的整體目的是在特定的生產(chǎn)條件下，在保證機械加工工序質(zhì)量的前提下，采用合理的工藝過程，降低該工序的加工成本。該系統(tǒng)的整體目的就是使該車間能最有效地全面完成全部零件的機械加工任務(wù)。可見，生產(chǎn)系統(tǒng)是包括制造系統(tǒng)的更高一級的系統(tǒng)。它包括毛坯制造、零件加工、熱處理、質(zhì)量檢驗和機器裝配等。在工藝過程中，以機械加工方法按一定順序逐步地改變毛坯形狀、尺寸、相對位置和性能等，直至成為合格零件的那部分過程稱為機械加工工藝過程。為了便于工藝規(guī)程的編制、執(zhí)行和生產(chǎn)組織管理，需要把工藝過程劃分為不同層次的單元。其中工序是工藝過程中的基本單元。在一個工序中可能包含有一個或幾個安裝，每一個安裝可能包含一個或幾個工位，每一個工位可能包含一個或幾個工步，每一個工步可能包括一個或幾個走刀。劃分工序的依據(jù)是工作地點是否變化和工作過程是否連續(xù)。在第一種情形下，加工只包括一個工序；而在第二種情形下，由于加工過程的連續(xù)性中斷，雖然加工是在同一臺機床上進行的，但卻成為兩個工序。（2）安裝　在機械加工工序中，使工件在機床上或在夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。安裝是指工件經(jīng)過一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容。（3）工位　采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺或在多軸機床上加工時，工件在機床上一次裝夾后，要經(jīng)過若干個位置依次進行加工，工件在機床上所占據(jù)的每一個位置上所完成的那一部分工序就稱為工位。為了減少因多次裝夾而帶來的裝夾誤差和時間損失，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進行加工。操作者在上下料工位Ⅰ處裝上工件，當(dāng)該工件依次通過鉆孔工位Ⅱ、擴孔工位Ⅲ后，即可在一次裝夾后把四個階梯孔在兩個位置加工完畢。 圖11 軸承蓋螺釘孔的三工位加工（4）工步　在加工表面不變，加工工具不變的條件下，所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。整個工藝過程由若干個工序組成。每一個工步通常包括一個工作行程，也可包括幾個工作行程。（5）走刀　加工刀具在加工表面上加工一次所完成的工步部分稱為走刀。因此在切削速度和進給量不變的前提下刀具完成一次進給運動稱為一次走刀。 工件獲得尺寸精度的方法人們在長期的生產(chǎn)實踐中，創(chuàng)造出許多機械加工方法。圖12 階梯軸加工工序劃分方案比較1．獲得尺寸精度的方法機械加工中獲得工件尺寸精度的方法，主要有以下幾種：（1）試切法 即先試切出很小部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求適當(dāng)調(diào)刀具切削刃相對工件的位置，再試切，再測量，如此經(jīng)過兩三次試切和測量，當(dāng)被加工尺寸達到要求后，再切削整個待加工表面。例如，箱體孔系的試鏜加工。作為試切法的一種類型——配作，它是以已加工件為基準，加工與其相配的另—工件，或?qū)蓚€（或兩個以上）工件組合在一起進行加工的方法。（2）調(diào)整法 預(yù)先用樣件或標準件調(diào)整好機床、夾具、刀具和工件的準確相對位置，用以保證工件的尺寸精度。例如，采用銑床夾具時，刀具的位置靠對刀塊確定。在機床上按照刻度盤進刀然后切削，也是調(diào)整法的一種。大批量生產(chǎn)中，多用定程擋塊、樣件、樣板等對刀裝置進行調(diào)整。（3）定尺寸法 用刀具的相應(yīng)尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法稱為定尺寸法。即用具有一定的尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴孔鉆、鉆頭等）來保證工件被加工部位（如孔）的精度。例如鉆孔、鉸孔等。目前，主動測量中的數(shù)值已可用數(shù)字顯示。主動測量法質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高，是發(fā)展方向。它是把測量、進給裝置和控制系統(tǒng)組成一個自動加工系統(tǒng)，加工過程依靠系統(tǒng)自動完成。例如在數(shù)控機床上加工時，零件就是通過程序的各種指令控制加工順序和加工精度。②數(shù)字控制 即機床中有控制刀架或工作臺精確移動的伺服電動機、滾動絲杠螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動或工作臺的移動）由預(yù)先編制好的程序通過計算機數(shù)字控制裝置自動控制。目前已廣泛采用按加工要求預(yù)先編排的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出指令進行工作的程序控制機床（簡稱程控機床）或由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令進行工作的數(shù)字控制機床（簡稱數(shù)控機床），以及能適應(yīng)加工過程中加工條件的變化，自動調(diào)整加工用量，按規(guī)定條件實現(xiàn)加工過程最佳化的適應(yīng)控制機床進行自動控制加工。2．獲得形狀精度的方法（1）軌跡法　也稱刀尖軌跡法，依靠刀尖的運動軌跡獲得形狀精度的方法稱為軌跡法。刀尖的運動軌跡取決于刀具和工件的相對成形運動，因而所獲得的形狀精度取決于成形運動的精度。圖