零件加工工藝過程.doc

第4章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)重點(diǎn)、難點(diǎn)：定位基準(zhǔn)的選擇；工藝路線的擬定；工藝尺寸鏈；保證裝配精度的方法機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個(gè)相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，如何采用經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產(chǎn)品要求的零件，這是本章所要解決的重點(diǎn)。 41基本概念一、基本概念1、生產(chǎn)過程：從原材料或半成品到成品制造出來的各有關(guān)勞動過程的總和稱為工廠的生產(chǎn)過程。一臺產(chǎn)品的生產(chǎn)過程包括的內(nèi)容有：1）原材料（或半成品、元器件、標(biāo)準(zhǔn)件、工具、工裝、設(shè)備）的購置、運(yùn)輸、檢驗(yàn)、保管； 2）生產(chǎn)準(zhǔn)備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造等；? 3）毛坯制造；?4）零件的機(jī)械加工及熱處理；5）產(chǎn)品裝配與調(diào)試、性能試驗(yàn)以及產(chǎn)品的包裝、發(fā)運(yùn)等工作。 提示：生產(chǎn)過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成，這有利于專業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本。2、工藝過程：在生產(chǎn)過程中凡直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能等)以及相對位置關(guān)系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程。 工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、裝配等工藝過程，本門課程只研究機(jī)械加工工藝過程和裝配工藝過程；鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理等工藝過程是材料成型技術(shù)課程的研究對象。二、 機(jī)械加工工藝過程(一) 定義： 用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱為機(jī)械加工工藝過程，又稱工藝路線或工藝流程。(二)機(jī)械加工工藝過程的組成機(jī)械加工工藝過程由若干個(gè)按一定順序排列的工序組成。機(jī)加工工藝過程組成 1）工序 指一個(gè)（或一組）工人在一個(gè)工作地點(diǎn)（如一臺機(jī)床或一個(gè)鉗工臺），對一個(gè)（或同時(shí)對幾個(gè)）工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。 它包括在這個(gè)工件上連續(xù)進(jìn)行的直到轉(zhuǎn)向加工下一個(gè)工件為止的全部動作。?區(qū)分工序的主要依據(jù)是：工作地點(diǎn)固定和工作連續(xù)。工序是組成工藝過程的基本單元，也是制定生產(chǎn)計(jì)劃、進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的基本單元。工序又可細(xì)分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。階梯軸加工工藝過程工序號工序內(nèi)容設(shè)備1銑端面，打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床2車大外圓及倒角車床3車小外圓及倒角車床4銑鍵槽銑床5去毛刺鉗工臺2）安裝 工件加工前，使其在機(jī)床或夾具中相對刀具占據(jù)正確位置并給予固定的過程，稱為裝夾。（裝夾包括定位和夾緊兩過程） 安裝是指工件通過一次裝夾后所完成的那一部分工序。例如：上圖中的第1道工序，若對工件的兩端連續(xù)進(jìn)行車端面、鉆中心孔，就需要兩次安裝（分別進(jìn)行加工），每次安裝有兩個(gè)工步（車端面和鉆中心孔）。3）工位 工位是指在一次裝夾中，工件在機(jī)床上所占的每個(gè)位置上所完成那一部分工序。 下圖為在三軸鉆床上利用回轉(zhuǎn)工作臺，按四個(gè)工位連續(xù)完成每個(gè)工件的裝夾、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔。多工位連續(xù)加工采用多工位加工，可提高生產(chǎn)率和保證被加工表面的相互位置精度。4）工步 當(dāng)加工表面、切削刀具、切削速度和進(jìn)給量都不變的情況下所完成的那部分工序，稱為工步。工步是構(gòu)成工序的基本單元。為了提高生產(chǎn)率，常常用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面，這樣的工步稱為復(fù)合工步，如下圖所示。5）走刀 走刀（又稱工作行程）是指刀具相對工件加工表面進(jìn)行一次切削所完成的那部分工作。每個(gè)工步可包括一次走刀或幾次走刀。 (三)機(jī)械加工工藝過程與生產(chǎn)類型不同的生產(chǎn)類型，其生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織、車間的機(jī)床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的不同，因此在制定工藝路線時(shí)必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。1、生產(chǎn)綱領(lǐng)： 指包括備品、備件在內(nèi)的該產(chǎn)品的年產(chǎn)量。產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是產(chǎn)品的年生產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)由下式計(jì)算：（見教材P130）N=Qn(1+a)(1+b)式中：N：零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；Q:產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）； n:單臺產(chǎn)品該零件的數(shù)量（件/年）； a:備品率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)； b:廢品率，以百分?jǐn)?shù)計(jì)。2、生產(chǎn)類型： 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，生產(chǎn)可分為三種類型： （見教材P127）1） 單件生產(chǎn)： 定義：單個(gè)的生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)和不同尺寸的產(chǎn)品。 特點(diǎn)：是產(chǎn)品的種類繁多。2） 成批生產(chǎn)： 定義：一年中分批、分期地制造同一產(chǎn)品。 特點(diǎn)：生產(chǎn)品種較多，每種品種均有一定數(shù)量，各種產(chǎn)品分批、分期輪番進(jìn)行生產(chǎn)。 小批生產(chǎn)： 生產(chǎn)特點(diǎn)與單件生產(chǎn)基本相同。 中批生產(chǎn)： 生產(chǎn)特點(diǎn)介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。 大批生產(chǎn)： 生產(chǎn)特點(diǎn)與大量生產(chǎn)相同。 3）大量生產(chǎn)： 定義：全年中重復(fù)制造同一產(chǎn)品。 特點(diǎn)：產(chǎn)品品種少、產(chǎn)量大，長期重復(fù)進(jìn)行同一產(chǎn)品的加工。生 產(chǎn) 類 型同 類 零 件 的 年 產(chǎn) 量 / 件重 型 零 件中 型 零 件小 型 零 件單 件 生 產(chǎn)5以下10以下100以下成 批 生 產(chǎn)小 批510010200100500中 批1003002005005005000大 批30010005005000500050000大 量 生 產(chǎn)1000以上5000以上50000以上4.2工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟一、機(jī)械加工工藝規(guī)程1、 定義： 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。 它是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)的。工藝規(guī)程中包括各個(gè)工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。它是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)的。工藝規(guī)程中包括各個(gè)工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。 2、工藝規(guī)程的作用：（1） 指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；（2） 是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)；（3） 是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。 總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個(gè)機(jī)械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。（1） 指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；（2） 是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)；（3） 是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。 總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個(gè)機(jī)械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。 3、 工藝規(guī)程的格式：為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，加強(qiáng)科學(xué)管理和便于交流，原機(jī)械電子工業(yè)部還制訂了指導(dǎo)性技術(shù)文件JB/Z187.388工藝規(guī)程格式，要求各機(jī)械制造廠按統(tǒng)一規(guī)定的格式填寫。 按照規(guī)定，屬于 機(jī)械加工工藝規(guī)程的有：1)機(jī)械加工工藝過程卡片。2)機(jī)械加工工序卡片。3)標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過程卡片。4)單軸自動車床調(diào)整卡片。5)多軸自動車床調(diào)整卡片。6)機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片。7)檢驗(yàn)卡片等。最常用的是：機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。（1） 機(jī)械加工工藝過程卡片： 其格式見教材 此卡片的特點(diǎn)：是以工序?yàn)閱挝?，簡要說明產(chǎn)品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。它是生產(chǎn)管理的主要技術(shù)文件。適用范圍：廣泛用于成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)中比較重要的零件。（2） 機(jī)械加工工序卡片： 其格式見教材 此卡片的特點(diǎn)：在工藝過程卡片的基礎(chǔ)上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并詳細(xì)說明該工序的每一個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。適用范圍：主要用于大批大量生產(chǎn)中所有零件，中批生產(chǎn)中的重要零件和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。1)機(jī)械加工工藝過程卡片。2)機(jī)械加工工序卡片。3)標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過程卡片。4)單軸自動車床調(diào)整卡片。5)多軸自動車床調(diào)整卡片。6)機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片。7)檢驗(yàn)卡片等。最常用的是： 機(jī)械加工工藝過程卡片和 機(jī)械加工工序卡片。（1） 機(jī)械加工工藝過程卡片： 其格式見教材p128表5.4。此卡片的特點(diǎn)：是以工序?yàn)閱挝?，簡要說明產(chǎn)品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。它是生產(chǎn)管理的主要技術(shù)文件。適用范圍：廣泛用于成批生產(chǎn)和單件小批生產(chǎn)中比較重要的零件。（2） 機(jī)械加工工序卡片： 其格式見教材p128表5.5。此卡片的特點(diǎn)：在工藝過程卡片的基礎(chǔ)上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并詳細(xì)說明該工序的每一個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。適用范圍：主要用于大批大量生產(chǎn)中所有零件，中批生產(chǎn)中的重要零件和單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)所需原始資料（1）產(chǎn)品裝配圖、零件圖；（2）產(chǎn)品驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；（3）產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)；（4）毛坯材料與毛坯生產(chǎn)條件；（5）制造廠的生產(chǎn)條件（包括機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格、性能和現(xiàn)在的技術(shù)狀態(tài)，工人的技術(shù)水平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關(guān)資料）；?（6）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、工藝裝備設(shè)計(jì)所用設(shè)計(jì)手冊和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；?（7）國內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)資料等。三、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則（1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)：即保證質(zhì)量，并要提高工作效率； （2）保證經(jīng)濟(jì)上的合理性：即要成本低，消耗要小；（3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；（4）要從本廠實(shí)際出發(fā)：所制訂的工藝規(guī)程應(yīng)立足于本企業(yè)實(shí)際條件，并具有先進(jìn)性，盡量采用新工藝、新技術(shù)、新材料。（5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實(shí)踐的檢驗(yàn)和工藝技術(shù)的發(fā)展與設(shè)備的更新，應(yīng)能不斷地修訂完善。（1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)：即保證質(zhì)量，并要提高工作效率； （2）保證經(jīng)濟(jì)上的合理性：即要成本低，消耗要??；（3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；（4）要從本廠實(shí)際出發(fā)：所制訂的工藝規(guī)程應(yīng)立足于本企業(yè)實(shí)際條件，并具有先進(jìn)性，盡量采用新工藝、新技術(shù)、新材料。（5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實(shí)踐的檢驗(yàn)和工藝技術(shù)的發(fā)展與設(shè)備的更新，應(yīng)能不斷地修訂完善。四、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟1.分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖；2.對零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查；3.由零件生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件生產(chǎn)類型；4.確定毛坯種類；5.擬定零件加工工藝路線；6.確定各工序所用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。7.確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；8.確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；9.確定各工序的切削用量和工時(shí)定額；10.編制工藝文件。4.3零件工藝性分析與毛坯的選擇一、零件工藝性分析1、查零件圖的完整性： 審查零件圖上的尺寸標(biāo)注是否完整、結(jié)構(gòu)表達(dá)是否清楚。 2、分析技術(shù)要求是否合理：（1） 加工表面的尺寸精度；（2） 主要加工表面的形狀精度；（3） 主要加工表面的相互位置精度；（4） 表面質(zhì)量要求；（5） 熱處理要求。 零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標(biāo)注，應(yīng)根據(jù)零件的功能經(jīng)濟(jì)合理地決定。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。3、審查零件材料選用是否適當(dāng)：材料的選擇既要滿足產(chǎn)品的使用要求，又要考慮產(chǎn)品成本，盡可能采用常用材料，如45號鋼，少用貴重金屬。 4、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析：（1） 零件結(jié)構(gòu)工藝性： 是指所設(shè)計(jì)的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 它包括零件的各個(gè)制造過程中的工藝性，有零件結(jié)構(gòu)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性。由此可見，零件結(jié)構(gòu)工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，主要進(jìn)行零件切削加工工藝性分析。（2）機(jī)械加工對零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求機(jī)械加工對零件局部結(jié)構(gòu)工藝性的要求例舉如下：1） 便于刀具的趨進(jìn)和退出：如邊緣孔的鉆削；采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，提高加工精度。2）保證刀具正常工作：例如3）保證能以較高的生產(chǎn)率加工：例如被加工表面形狀應(yīng)盡量簡單 盡量減少加工面積? 下表所示兩種氣缸套零件，圖b所示結(jié)構(gòu)比圖a所示結(jié)構(gòu)加工面積小，工藝性好。 零件機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對比序 號A結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工藝性差B結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)工藝性好說 明1 B結(jié)構(gòu)留有退刀槽，便于進(jìn)行加工，并能減少刀具和砂輪的磨損2 B結(jié)構(gòu)采用相同的槽寬，可減少刀具種類和換刀時(shí)間3 由于B結(jié)構(gòu)的鍵槽的方位相同，就可在一次安裝中進(jìn)行加工，提高了生產(chǎn)率4 A結(jié)構(gòu)不便引進(jìn)刀具，難以實(shí)現(xiàn)孔的加工5B結(jié)構(gòu)可避免鉆頭鉆入和鉆出時(shí)因工件表面傾斜而造成引偏或斷損6 B結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，減少了質(zhì)量，還表面了深孔加工7 B結(jié)構(gòu)可減少深孔加工8B 結(jié)構(gòu)可減少底面的加工勞動量，且有利于減少平面誤差，提高接觸剛度。盡量減少加工過程的裝夾次數(shù) 盡量減少工作行程次數(shù) 應(yīng)統(tǒng)一或減少尺寸種類避免深孔加工應(yīng)外表面聯(lián)接代替內(nèi)表面聯(lián)接零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來。例如零件要有足夠的剛性，便于采用高速和多刀切削。例如（3） 機(jī)械加工對零件整體結(jié)構(gòu)工藝性的要求零件是各要素、各尺寸組成的一個(gè)整體，所以更應(yīng)考慮零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性，具體有以下幾點(diǎn)要求：1）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。2）在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下，零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應(yīng)取最經(jīng)濟(jì)值3）盡量選用切削加工性好的材料4）有便于裝夾的定位基準(zhǔn)和夾緊表面。5）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。二、毛坯的選擇 1、 毛坯的種類：（1） 鑄造毛坯：適合做形狀復(fù)雜零件的毛坯（2） 鍛造毛坯：適合做形狀簡單零件的毛坯；（3） 型材：適合做軸、平板類零件的毛坯；（4） 焊接毛坯：適合板料、框架類零件的毛坯。 2、 選擇毛坯的原則：（1） 選擇原則： 毛坯的形狀和尺寸應(yīng)盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機(jī)械加工。（2） 毛坯選擇應(yīng)考慮的因素：1） 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。?對于大批大量生產(chǎn)，應(yīng)選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機(jī)械加工，節(jié)省材料。2） 現(xiàn)有生產(chǎn)條件： 要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設(shè)備能力。 3、 舉例：（1） 軸類零件： 車床主軸：45號鋼模鍛件 ；階梯軸（直徑相差不大）：棒料（2） 箱體： 鑄造件或焊接件（3） 齒輪： 小齒輪：棒料 ；大多數(shù)中型齒輪：模鍛件 ；大型齒輪：鑄鋼件4.4定位基準(zhǔn)的選擇一、 基準(zhǔn)的概念及分類： 1、 基準(zhǔn)的定義： 在零件圖上或?qū)嶋H的零件上，用來確定其它點(diǎn)、線、面位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱為基準(zhǔn)。2、 基準(zhǔn)的分類：按其功用可分為：1） 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)： 零件工作圖上用來確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2） 工藝基準(zhǔn)： 是加工、測量和裝配過程中使用的基準(zhǔn)，又稱制造基準(zhǔn)。a、 工序基準(zhǔn)： 是指在工序圖上，用來確定加工表面位置的基準(zhǔn)。它與加工表面有尺寸、位置要求。b、 定位基準(zhǔn)： 是加工過程中，使工件相對機(jī)床或刀具占據(jù)正確位置所使用的基準(zhǔn)。c、 度量基準(zhǔn)（測量基準(zhǔn)）： 是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準(zhǔn)。d、 裝配基準(zhǔn)： 是裝配過程中用以確定零部件在產(chǎn)品中位置的基準(zhǔn)。舉例如下：二、 定位基準(zhǔn)的選擇：定位基準(zhǔn)包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)：用未加工過的毛坯表面做基準(zhǔn) 。 精基準(zhǔn)：用已加工過的表面做基準(zhǔn) 。1、 粗基準(zhǔn)的選擇原則： 粗基準(zhǔn)影響：位置精度、各加工表面的余量大小（均勻、足夠 ）。重點(diǎn)考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。1）合理分配加工余量的原則a、應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準(zhǔn)；b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質(zhì)量高；如床身加工，先加工床腿再加工導(dǎo)軌面；具體實(shí)例在床身零件中，導(dǎo)軌面是最重要的表面，它不僅精度要求高，而且要求導(dǎo)軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性。由于在鑄造床身時(shí)，導(dǎo)軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的，導(dǎo)軌面材料質(zhì)地致密，砂眼、氣孔相對較少，因此要求加工床身時(shí)，導(dǎo)軌面的實(shí)際切除量要盡可能地小而均勻，故應(yīng)選導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加工床身底面，然后再以加工過的床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，此時(shí)從導(dǎo)軌面上去除的加工余量可較小而均勻。導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)加工床身底面床身底面作精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面 2）保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則一般應(yīng)以非加工面做為粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對于加工表面具有較為精確的相對位置。當(dāng)零件上有幾個(gè)不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。3） 便于裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。4） 粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次，這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙，重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間位置誤差會相當(dāng)大，因此，粗基一般不得重復(fù)使用。2、 精基準(zhǔn)的選擇： 重點(diǎn)考慮：如何較少誤差，提高定位精度。1） 基準(zhǔn)重合原則： 利用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)做為定位基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原則。2） 基準(zhǔn)重合原則： 利用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)做為定位基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原則。原則23） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則： 在大多數(shù)工序中，都使用同一基準(zhǔn)的原則。 這樣容易保證各加工表面的相互位置精度，避免基準(zhǔn)變換所產(chǎn)生的誤差。例如，加工軸類零件時(shí)，一般都采用兩個(gè)頂尖孔作為統(tǒng)一精基準(zhǔn)來加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直度。4） 互為基準(zhǔn)原則： 加工表面和定位表面互相轉(zhuǎn)換的原則。一般適用于精加工和光磨加工中。例如：車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴(yán)格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準(zhǔn)磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為基準(zhǔn)磨主軸錐孔，最后達(dá)到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。4） 自為基準(zhǔn)原則： 以加工表面自身做為定位基準(zhǔn)的原則， 如浮動鏜孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的位置精度。還有一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準(zhǔn)，例如：圖示為在導(dǎo)軌磨床上磨床身導(dǎo)軌表面，被加工床身1通過楔鐵2支承在工作臺上，縱向移動工作臺時(shí)，輕壓在被加工導(dǎo)軌面上的百分表指針便給出了被加工導(dǎo)軌面相對于機(jī)床導(dǎo)軌的不平行度讀數(shù)，根據(jù)此讀數(shù)操作工人調(diào)整工件1底部的4個(gè)楔鐵，直至工作臺帶動工件縱向移動時(shí)百分表指針基本不動為止，然后將工件1夾緊在工作臺上進(jìn)行磨削。4.5 工藝路線的擬訂擬訂工藝路線是設(shè)計(jì)工藝規(guī)程最為關(guān)鍵的一步，需順序完成以下幾個(gè)方面的工作。1、選擇定位基準(zhǔn)前面已經(jīng)敘述。2、表面加工方法的選擇（1）各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用選各不相同，所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一樣，這是因?yàn)樵诩庸み^程中，將有各種因素對精度和粗糙度產(chǎn)生影響，如工人的技術(shù)水平、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、機(jī)床的調(diào)整質(zhì)量等等。某種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度：是指在正常的工作條件下（包括完好的機(jī)床設(shè)備、必要的工藝裝備、標(biāo)準(zhǔn)的工人技術(shù)等級、標(biāo)準(zhǔn)的耗用時(shí)間和生產(chǎn)費(fèi)用）所能達(dá)到的加工精度。（加工成本與加工精度的關(guān)系（各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度等可查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊）。（2）加工方法和加工方案的選擇 1）根據(jù)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法和加工方案；這種方案必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟(jì)合理的。（教材P136表5.7、表5.8、表5.9分別為外圓表面、內(nèi)孔表面和平面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度） 2）要考慮被加工材料的性質(zhì)；例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難,，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。 3）要考慮生產(chǎn)綱領(lǐng)，即考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問題。如：大批大量生產(chǎn)應(yīng)選用高效率的加工方法，采用專用設(shè)備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。 4）應(yīng)考慮本廠的現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)條件： 即充分利用本廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝裝備。 在選擇加工方法時(shí)，首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法。具體實(shí)例例如，加工一個(gè)精度等級為IT6、表面粗糙度Ra為0.2m的鋼質(zhì)外圓表面，其最終工序選用精磨，則其前導(dǎo)工序可分別選為粗車、半精車和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序選定之后，再選定次要表面的加工方案和加工工序。小結(jié)：具有一定技術(shù)要求的加工表面，一般都不是只通過一次加工就能達(dá)到圖紙要求的，對于精密零件的主要表面，往往要通過多次加工才能逐步達(dá)。 3、機(jī)床設(shè)備與工藝裝備的選擇（1）機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選擇 1、所選機(jī)床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)；2、精度等級應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)；3、電機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)；4、機(jī)床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。（2）工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和制造成本，應(yīng)根據(jù)不同情況適當(dāng)選擇。 1、在中小批生產(chǎn)條件下，應(yīng)首先考慮選用通用工藝裝備(包括夾具、刀具、量具和輔具)；2、在大批大量生產(chǎn)中，可根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)制造專用工藝裝備。（3）機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設(shè)備投資的當(dāng)前效益，還要考慮產(chǎn)品改型及轉(zhuǎn)產(chǎn)的可能性，應(yīng)使其具有足夠的柔性。 4、加工階段的劃分1）根據(jù)零件的技術(shù)要求劃分加工階段。（見P139）分以下幾個(gè)階段：粗加工階段在此階段主要是盡量切除大部分余量，主要考慮生產(chǎn)率。半精加工階段在此階段主要是為主要表面的精加工做準(zhǔn)備，并完成次要表面的終加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。精加工階段在此階段主要是保證各主要表面達(dá)到圖紙要求，主要任務(wù)是保證加工質(zhì)量。光整加工階段在此階段主要是為了獲得高質(zhì)量的主要表面和尺寸精度。2）將零件的加工過程劃分為加工階段的主要目的是： (1) 保證零件加工質(zhì)量（因?yàn)楣ぜ袃?nèi)應(yīng)力變形、熱變形和受力變形，精度、表面質(zhì)量只能逐步提高，）； (2) 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理； (3) 有利于合理利用機(jī)床設(shè)備。 (4) 便于穿插熱處理工序：穿插熱處理工序必須將加工過程劃分成幾個(gè)階段，否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。此外，將工件加工劃分為幾個(gè)階段，還有利于保護(hù)精加工過的表面少受磕碰損壞。5、工序的劃分工序集中原則 按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量多些，將許多工序組成一個(gè)集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。（見P139-140）采用數(shù)控機(jī)床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產(chǎn)適應(yīng)性反而好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。工序分散原則 按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個(gè)工序所包括的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個(gè)工序只包括一個(gè)簡單工步。傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。6、工序順序的安排1)機(jī)械加工工序的安排原則1)先基準(zhǔn)面后其它表面先把基準(zhǔn)面加工出來，再以基準(zhǔn)面定位來加工其它表面，以保證加工質(zhì)量。2)先粗加工后精加工即粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 3)主要表面后次要表面如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵糟、聯(lián)接用的光孔等。 4)先加工平面后加工孔平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。 熱處理工序及表面處理工序的安排 根據(jù)熱處理的目的，安排熱處理在加工過程中的位置。1）退火 ： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時(shí)間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。其作用是：消除內(nèi)應(yīng)力，提高強(qiáng)度和韌性，降低硬度，改善切削加工性。 應(yīng)用： 高碳鋼采用退火，以降低硬度； 放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 2)正火： 將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時(shí)間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工 序。 注：加熱到的一定的溫度，其與鋼的含C量有關(guān)，一般低于固相線200度左右。其作用是：提高鋼的強(qiáng)度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。應(yīng)用： 低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 3）回火： 將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時(shí)間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法。其作用是：穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低脆性。 4）調(diào)質(zhì)處理（淬火后再高溫回火）： 其作用：是獲得細(xì)致均勻的組織，提高零件的綜合機(jī)械性能。應(yīng)用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。 5）時(shí)效處理： 其作用：是消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。應(yīng)用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復(fù)雜的鑄件。 6）淬火： 將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時(shí)間，然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。其作用是：提高零件的硬度。 應(yīng)用：一般安排在磨削前。 7）滲碳處理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。 8）為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進(jìn)行3)檢驗(yàn)工序的安排為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗(yàn)工序： 1)粗加工全部結(jié)束之后；2)送往外車間加工的前后；3)工時(shí)較長和重要工序的前后；4)最終加工之后。除了安排幾何尺寸檢驗(yàn)工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗(yàn)工序。4)其它工序的安排 1)零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機(jī)器裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工之后，應(yīng)安排去毛刺工序。2)零件在進(jìn)入裝配之前，一般都應(yīng)安排清洗工序。工件內(nèi)孔、箱體內(nèi)腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。3)在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進(jìn)入裝配線。4.6加工余量的確定1、加工余量：為了保證零件的質(zhì)量（精度和粗糙度值），在加工過程中，需要從工件表面上切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。2、總余量：某一表面毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差稱為總余量，以Zo表示。3、工序余量：該表面加工相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量Zi?？傆嗔縕0與工序余量Zi的關(guān)系可用下式表示： 式中：n為某一表面所經(jīng)歷的工序數(shù)。（1）工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。（見下圖）1）單邊余量： 非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面的加工余量，稱為單邊余量，用Zb表示。 Zbla-lb?式中：Zb本工序的工序余量；lb本工序的基本尺寸；la上工序的基本尺寸。 2）雙邊余量： 對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面的加工余量，稱為雙邊余量。 對于外圓與內(nèi)孔這樣的對稱表面，其加工余量用雙邊余量2Zb表示， 對于外圓表面有：2Zbda-db；對于內(nèi)圓表面有：2ZbDbDa （2）工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。（見下圖）由于工序尺寸有偏差，故各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。對于上右圖所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：Zbla-lb?公稱余量的變動范圍：TZZmaxZminTbTa? 式中：Tb本工序工序尺寸公差； Ta上工序工序尺寸公差。工序尺寸公差一般按“入體原則”標(biāo)注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（孔徑、鍵槽），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差帶標(biāo)注。余量過大材料浪費(fèi)，成本增大；余量過小不能糾正加工誤差，質(zhì)量降低。所以，在保證質(zhì)量的前提下，選余量盡可能小。影響加工余量的因素（1）上道工序的表面粗糙度值Ra （各種加工方法的表面粗糙度值Ra數(shù)值見教材）（2）上道工序的表面缺陷層深度Ha （各種加工方法的表面缺陷層深度Ha數(shù)值見教材）（3）上道工序各表面相互位置空間偏差a；（包括軸線的直線度、位移和平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內(nèi)外圓的同軸度；平面的平面度等。）a的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可用近似計(jì)算法或查有關(guān)資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時(shí)，可用向量和表示。（4）本工序的裝夾誤差b它除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。（5）上工序的尺寸公差Ta（包括幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。其大小可根據(jù)選用的加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查閱工藝手冊確定。） 本工序的公稱余量為：Zbla-lb本工序的最大余量為：Zbmaxlamax-lbmin本工序的最小余量為：Zbminlamin-lbmax上述前四項(xiàng)之和構(gòu)成最小余量，即 ? 注：a和b為矢量和。最小余量加上上道工序的尺寸公差，即為本道工序的加工余量。即：ZbTa +Zmin三、加工余量的確定計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 （1）經(jīng)驗(yàn)估算法：靠經(jīng)驗(yàn)估算確定，從實(shí)際使用情況看，余量選擇都偏大，一般用于單件小批生產(chǎn)。（2）查表法(各工廠廣泛采用查表法)：根據(jù)手冊中表格的數(shù)據(jù)確定，應(yīng)用較多。（3）分析計(jì)算法(較少使用)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料和計(jì)算公式，綜合確定，比較科學(xué)，數(shù)據(jù)較準(zhǔn)確，一般用于大批大量。 4.7 時(shí)間定額與經(jīng)濟(jì)分析一、時(shí)間定額 1、 定義：時(shí)間定額指在一定生產(chǎn)條件（生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)組織）下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。時(shí)間定額是安排作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制等的重要依據(jù)。2、 時(shí)間定額的組成：時(shí)間定額由基本時(shí)間（Tj）、輔助時(shí)間（Tf)、布置工作地時(shí)間（Tw）、休息和生理需要時(shí)間（Tx）和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間（Tz）組成。（1） 基本時(shí)間Tj：直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置以及表面狀態(tài)等工藝過程所消耗的時(shí)間，稱為基本時(shí)間。對機(jī)加工而言，基本時(shí)間就是切去金屬所消耗的時(shí)間。（2） 輔助時(shí)間Tf： 各種輔助動作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間。 主要指：裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、測量工件尺寸、進(jìn)退刀等動作所消 耗的時(shí)間?？刹楸泶_定。（3） 操作時(shí)間： 操作時(shí)間=基本時(shí)間Tj+輔助時(shí)間Tf（4） 服務(wù)時(shí)間Tw（布置工作地時(shí)間）：為正常操作服務(wù)所消耗的時(shí)間，稱為服務(wù)時(shí)間。 主要指：換刀、修整刀具、潤滑機(jī)床、清理切宵、收拾工具等所消耗的時(shí)間。計(jì)算方法：一般按操作時(shí)間的2%7%進(jìn)行計(jì)算。（5） 休息時(shí)間Tx：為恢復(fù)體力和滿足生理衛(wèi)生需要所消耗的時(shí)間，為休息時(shí)間。 計(jì)算方法：一般按操作時(shí)間的2%進(jìn)行計(jì)算。（6） 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Tz：為生產(chǎn)一批零件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間，稱為準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。 主要指：熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機(jī)床、拆卸夾具等所消耗的時(shí)間。計(jì)算方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。其中：單件時(shí)間Td=Tj+Tf+Tw+Tx，單件工時(shí)定額Th=Tj+Tf+Tw+Tx+Tz/n 式中：n為一批工件的數(shù)量。二、工藝方案的經(jīng)濟(jì)分析經(jīng)濟(jì)分析是研究如何用最少的社會消耗、最低的成本生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，即通過比較各種不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出其中最為經(jīng)濟(jì)的加工方案。1、 生產(chǎn)成本： 是指制造一個(gè)零件或產(chǎn)品所必須的一切費(fèi)用的總和。生產(chǎn)成本包括兩部分費(fèi)用：1） 工藝成本(第一類費(fèi)用）：與完成工序直接有關(guān)的費(fèi)用稱為第一類費(fèi)用，也稱工藝成本。工藝成本約占零件生產(chǎn)成本的70%75%。工藝成本可分為： 可變費(fèi)用V（元/件）：與零件年產(chǎn)量直接有關(guān)的費(fèi)用。它隨產(chǎn)量的增長而增長。如材料和制造費(fèi)、生產(chǎn)用電費(fèi)等。 不變費(fèi)用C（元）：與產(chǎn)品年產(chǎn)量無直接關(guān)系的費(fèi)用。其不隨產(chǎn)量的變化而變化，如設(shè)備的折舊費(fèi)。2） 第二類費(fèi)用：與完成工序無關(guān)而與整個(gè)車間的全部生產(chǎn)條件有關(guān)的費(fèi)用，稱為第二類費(fèi)用。如非生產(chǎn)人員開支、廠房折舊及維護(hù)費(fèi)、照明、取暖、通風(fēng)費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等。2、 工藝方案的工藝成本比較： 對各種工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，只要分析工藝成本即可，因?yàn)樵谕簧a(chǎn)條件下第二類費(fèi)用基本上是相等的。（1）年度工藝成本S年: S年=N零V + C年 （元） 式中：N零為零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。年度工藝成本S年與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N零成線性正比關(guān)系。（2）單件工藝成本S單： S單= V + C年/N零 （元/件）單件工藝成本S單與零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N零成雙曲線關(guān)系。3、 分析比較：當(dāng)評比的工藝方案投資相近時(shí)： 如右圖所示兩種加工方案的年度工藝成本的直線圖。其中，方案采用通用機(jī)床加工；方案采用數(shù)控機(jī)床加工；由年度工藝成本S年： S年=N零V + C年 分析： 兩種方案的年度不變費(fèi)用C年依次遞增； 兩種方案的每件可變費(fèi)用V 依次遞減； 比較選擇： a、 當(dāng)NNc時(shí)：宜采用方案專用機(jī)床； c、 當(dāng)N=Nc時(shí)：兩種加工方案經(jīng)濟(jì)性相同。兩種加工方案的年度工藝成本的直線圖4.8 尺寸鏈解算與工序尺寸確定零件圖上所標(biāo)注的尺寸公差是零件加工最終所要求達(dá)到的尺寸要求，工藝過程中許多中間工序的尺寸公差，必須在設(shè)計(jì)工藝過程中予以確定。工序尺寸及其公差一般都是通過解算工藝尺寸鏈確定的，為掌握工藝尺寸鏈計(jì)算規(guī)律，這里先介紹尺寸鏈的概念及尺寸鏈計(jì)算方法，然后再就工序尺寸及其公差的確定方法進(jìn)行論述。?一、尺寸鏈及尺寸鏈計(jì)算公式1、尺寸鏈的定義在工件加工和機(jī)器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸,按一定順序排列成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。 圖示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用調(diào)整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0；A1、A2和A0這三個(gè)尺寸構(gòu)成了一個(gè)封閉尺寸組，就成了一個(gè)尺寸鏈。2、工藝尺寸鏈的組成：環(huán)：工藝尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。 工藝尺寸鏈由一系列的環(huán)組成。環(huán)又分為：（1）封閉環(huán)（終結(jié)環(huán)）： 在加工過程中間接獲得的尺寸，稱為封閉環(huán)。在圖b所示尺寸鏈中，A0是間接得到的尺寸，它就是圖b所示尺寸鏈的封閉環(huán)。（2）組成環(huán)： 在加工過程中直接獲得的尺寸，稱為組成環(huán)。尺寸鏈中A1與A2都是通過加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸鏈的組成環(huán)。1）增環(huán)： 在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)隨之增大或減小的組成環(huán)，稱為增環(huán)。表示增環(huán)字母上面用- 表示。2）減環(huán)： 在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)反而隨之減小或增大的組成環(huán)，稱為減環(huán)。表示減環(huán)字母上面用- 表示。3）怎樣確定增減環(huán)： 用箭頭方法確定，即凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反的組成環(huán)為增環(huán)，相同的組成環(huán)為減環(huán)。 在圖b所示尺寸鏈中，A1是增環(huán)，A2是減環(huán)。4）傳遞系數(shù)i： 表示組成環(huán)對封閉環(huán)影響大小的系數(shù)。即組成環(huán)在封閉環(huán)上引起的變動量對組成環(huán)本身變動量之比 。對直線尺寸鏈而言，增環(huán)的i1，減環(huán)的i1。2.尺寸鏈的分類（1）按尺寸鏈在空間分布的位置關(guān)系，可分為線性尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。1）線性尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)位于同一平面內(nèi)且彼此平行。2）平面尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)位于同一平面或彼此平行的平面內(nèi)，各環(huán)之間可以不平行。3）空間尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)不在同一平面或彼此平行的平面內(nèi)。（2）按尺寸鏈的應(yīng)用范圍，可分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈。1）工藝尺寸鏈：在加工過程中，工件上各相關(guān)的工藝尺寸所組成的尺寸鏈。2）裝配尺寸鏈：在機(jī)器設(shè)計(jì)和裝配過程中，各相關(guān)的零部件相互聯(lián)系的尺寸所組成的尺寸鏈。（3）按尺寸鏈各環(huán)的幾何特征，可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。1）長度尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)均為長度量。2）角度尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)均為角度量。（4）按尺寸鏈之間相互關(guān)系，可分為獨(dú)立尺寸鏈和并聯(lián)尺寸鏈。1）獨(dú)立尺寸鏈：尺寸鏈中所有的組成環(huán)和封閉環(huán)只從屬于一個(gè)尺寸鏈。2）并聯(lián)尺寸鏈：兩個(gè)或兩個(gè)以上的尺寸鏈，通過公共環(huán)將它們聯(lián)系起來并聯(lián)形成的尺寸鏈。3.尺寸鏈的計(jì)算 尺寸鏈計(jì)算有正計(jì)算、反計(jì)算和中間計(jì)算等三種類型。已知組成環(huán)求封閉環(huán)的計(jì)算方式稱作正計(jì)算；已知封閉環(huán)求各組成環(huán)稱作反計(jì)算；已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余的一個(gè)或幾個(gè)組成環(huán)，稱為中間計(jì)算。尺寸鏈計(jì)算有極值法與統(tǒng)計(jì)法（或概率法）兩種。用極值法解尺寸鏈?zhǔn)菑某叽珂湼鳝h(huán)均處于極值條件來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。用統(tǒng)計(jì)法解尺寸鏈則是運(yùn)用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。 4.極值法解尺寸鏈的計(jì)算公式 機(jī)械制造中的尺寸公差通常用基本尺寸(A)、上偏差(ES)、下偏差(EI)表示，還可以用最大極限尺寸(Amax)與最小極限尺寸(Amin)或基本尺寸(A)、中間偏差()與公差(T)表示。（1）封閉環(huán)基本尺寸Ao等于所有增環(huán)基本尺寸（Ap）之和減去所有減環(huán)基本尺寸（Aq）之和，即 式中：m組成環(huán)數(shù)； k增環(huán)數(shù)； ?i第i組成環(huán)的尺寸傳遞系數(shù)，對直線尺寸鏈而言，增環(huán)的i1，減環(huán)的i1。 （2）環(huán)的極限尺寸 AmaxAES AminAEI （3）環(huán)的極限偏差 ESAmaxA EIAAmin （4）封閉環(huán)的中間偏差 式中：i第i組成環(huán)的中間偏差。 結(jié)論：封閉環(huán)的中間偏差等于所有增環(huán)中間偏差之和減去所有減環(huán)中間偏差之和； （5）封閉環(huán)公差 結(jié)論：封閉環(huán)公差等于所有組成環(huán)公差之和； （6）組成環(huán)中間偏差 i(ESiEIi)/2（7）封閉環(huán)極限尺寸 結(jié)論：封閉環(huán)的最大值等于所有增環(huán)的最大值之和減去所有減環(huán)最小值之和。結(jié)論：封閉環(huán)的最小值等于所有增環(huán)的最小值之和減去所有減環(huán)最大值之和。（8）封閉環(huán)極限偏差結(jié)論：封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和； 結(jié)論：封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和。 5、豎式計(jì)算法口訣：封閉環(huán)和增環(huán)的基本尺寸和上下偏差照抄；減環(huán)基本尺寸變號；減環(huán)上下偏差對調(diào)且變號。 豎式計(jì)算法可用來驗(yàn)算極值法解尺寸鏈的正確與否。 計(jì)算封閉環(huán)的豎式表列號代號名稱基本尺寸上偏差下偏差公差環(huán)的名稱AESEIT增環(huán)減環(huán)封閉環(huán)6、統(tǒng)計(jì)法（概率法）解直線尺寸鏈基本計(jì)算公式應(yīng)用極限法解尺寸鏈，具有簡便、可靠等優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)封閉環(huán)公差較小，環(huán)數(shù)較多時(shí)，則各組成環(huán)就相應(yīng)地減小，造成加工困難，成本增加。生產(chǎn)實(shí)踐表明，封閉環(huán)的實(shí)際誤差比用極值法計(jì)算出來的公差小得多。為了擴(kuò)大組成環(huán)公差，以便加工容易，此時(shí)可采用統(tǒng)計(jì)法（概率法）解尺寸鏈以確定組成環(huán)公差，而不用極限法。機(jī)械制造中的尺寸分布多數(shù)為正態(tài)分布，但也有非正態(tài)分布，非正態(tài)分布又有對稱分布與不對稱分布。統(tǒng)計(jì)法解算尺寸鏈的基本計(jì)算公式除可應(yīng)用極限法解直線尺寸鏈的有些基本公式外，尚有以下兩個(gè)基本計(jì)算公式：（1）封閉環(huán)中間偏差（2） 封閉環(huán)公差式中：ei第i組成環(huán)尺寸分布曲線的不對稱系數(shù)； eiTi/2第i組成環(huán)尺寸分布中心相對于公差帶的偏移量； ko封閉環(huán)的相對分布系數(shù)； ki第i組成環(huán)的相對分布系數(shù)。 （3）統(tǒng)計(jì)法（概率法）的近似計(jì)算：統(tǒng)計(jì)法（概率法）的近似計(jì)算是假定各環(huán)分布曲線是對稱分布于公差值的全部范圍內(nèi)（即ei=0 ），并取相同的相對分布系統(tǒng)的平均值Km（一般取1.21.7）。所以有：二、幾種工藝尺寸鏈的分析與計(jì)算1、定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的尺寸換算例1：下圖工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用調(diào)整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0。試求工序尺寸A2。2、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)不重合時(shí)的尺寸換算3.多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計(jì)算例2：如圖所示為孔及鍵槽加工時(shí)的尺寸計(jì)算示意圖有關(guān)孔及鍵槽的加工順序如下：（1） 鏜孔至39.6mm；（2） 插鍵槽,工序尺寸為A；（3） 熱處理；圖4-37 孔及鍵槽加工的尺寸鏈（4） 磨孔至40mm，同時(shí)保證46mm。試確定中間工序尺寸A及其公差。鍵槽尺寸46是間接獲得尺寸，為封閉環(huán)。而39.6mm和40mm及工序尺