項目二機械加工工藝規(guī)程設計四電子教案

1、項目二機械加工工藝規(guī)程設計四1.加工余量的確定加工余量的確定 加工余量的確定是機械加工中很重要的問題，合理地確定加工余加工余量的確定是機械加工中很重要的問題，合理地確定加工余量具有很大的經濟意義。余量過大，不但浪費材料，而且增加機械加量具有很大的經濟意義。余量過大，不但浪費材料，而且增加機械加工的切削工作量，降低勞動生產率，增加產品的成本。余量太小，一工的切削工作量，降低勞動生產率，增加產品的成本。余量太小，一方面會提高毛坯的制造精度，使毛坯制造困難，另一方面還會造成表方面會提高毛坯的制造精度，使毛坯制造困難，另一方面還會造成表面加工困難，甚至因毛坯表面缺陷未能完全切除即達到尺寸要求而使面加工

2、困難，甚至因毛坯表面缺陷未能完全切除即達到尺寸要求而使工件報廢。工件報廢。（1）加工余量的基本概念）加工余量的基本概念 加工余量分為工序加工余量分為工序(加工加工)余量和總余量和總(加工加工)余量。余量。 某一表面在一道工序中所切除的金屬層厚度，稱為該表面的工序某一表面在一道工序中所切除的金屬層厚度，稱為該表面的工序余量。工序余量也就是同一表面相鄰的前后工序尺寸之差。按照基本余量。工序余量也就是同一表面相鄰的前后工序尺寸之差。按照基本尺寸計算出的工序余量稱為基本余量。尺寸計算出的工序余量稱為基本余量。 （一）加工余量的確定（一）加工余量的確定二二. 相關知識相關知識（2 2）影響加工余量的因素

3、）影響加工余量的因素 為了保證加工工件的表面層質量，工序余量必須保為了保證加工工件的表面層質量，工序余量必須保證本工序完成后，不再留有前工序的加工痕跡和缺陷。證本工序完成后，不再留有前工序的加工痕跡和缺陷。因此，在確定加工余量時，應考慮以下幾方面的因素：因此，在確定加工余量時，應考慮以下幾方面的因素： 1 1）前工序）前工序( (或毛坯或毛坯) )表面的加工痕跡和缺陷層表面的加工痕跡和缺陷層 2 2）前工序的尺寸公差）前工序的尺寸公差 3 3）前工序的相互位置公差）前工序的相互位置公差 4 4）本工序加工時的安裝誤差）本工序加工時的安裝誤差 5 5）熱處理變形量）熱處理變形量 6 6）工序的特

4、殊要求）工序的特殊要求（3）確定加工余量的方法）確定加工余量的方法 1）分析計算法）分析計算法 由于工藝研究不夠，缺少可靠的實驗數(shù)據資料，計算由于工藝研究不夠，缺少可靠的實驗數(shù)據資料，計算困難，因此目前應用極少。困難，因此目前應用極少。 2）查表修正法）查表修正法 是根據以工廠生產實踐中統(tǒng)計的數(shù)據和試驗研究積累是根據以工廠生產實踐中統(tǒng)計的數(shù)據和試驗研究積累的關于加工余量的資料數(shù)據為基礎編制的加工余量標準，的關于加工余量的資料數(shù)據為基礎編制的加工余量標準，考慮不同加工方法和加工條件，在機械加工工藝手冊中查考慮不同加工方法和加工條件，在機械加工工藝手冊中查找，查得的數(shù)據再結合實際加工情況進行修正，

5、最后確定找，查得的數(shù)據再結合實際加工情況進行修正，最后確定合理的加工余量。合理的加工余量。 3）經驗估算法）經驗估算法 是根據經驗確定加工余量，為了防止余量不足而產生是根據經驗確定加工余量，為了防止余量不足而產生廢品。廢品。表表4-11 粗車及半精車外圓加工余量及公差粗車及半精車外圓加工余量及公差零件基本尺寸零件基本尺寸直徑余量直徑余量直徑公差直徑公差粗粗 車車半半 精精 車車長長 度度荒荒 車車粗粗 車車200200400200200400101.51.70.81.0IT14IT121310181.51.71.01.318302.02.21.31.330502.02.21.41.550802

6、.32.51.51.8801202.52.81.51.81201802.52.81.82.01802502.83.02.02.32503153.03.32.02.3表4-12 半精車后磨外圓加工余量及公差零件基本尺寸零件基本尺寸直徑余量直徑余量直徑公差直徑公差粗粗 磨磨半精磨半精磨半精車半精車粗磨粗磨100.20.1IT11IT910180.20.118300.20.130500.250.1550800.30.2801200.30.21201800.50.31802500.50.32503150.50.3 工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小和工序工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小和工序

7、基準的選擇有關。這里只介紹工序基準與設計基準重合基準的選擇有關。這里只介紹工序基準與設計基準重合時工序尺寸及其公差的確定方法。時工序尺寸及其公差的確定方法。 1工序尺寸的確定工序尺寸的確定 當工序基準與設計基準重合時，被加工表面的最終當工序基準與設計基準重合時，被加工表面的最終工序的尺寸及公差一般可直接按零件圖樣規(guī)定的尺寸和工序的尺寸及公差一般可直接按零件圖樣規(guī)定的尺寸和公差確定。中間各工序的尺寸則根據零件圖樣規(guī)定的尺公差確定。中間各工序的尺寸則根據零件圖樣規(guī)定的尺寸依次加上寸依次加上(對于外表面對于外表面)或減去或減去(對于內表面對于內表面)各工序的各工序的加工余量求得，計算的順序是由后向前

8、推算，直到毛坯加工余量求得，計算的順序是由后向前推算，直到毛坯尺寸。尺寸。（二）工序尺寸及其公差的確定（二）工序尺寸及其公差的確定 圖圖4-254-25為加工外表面時各工序為加工外表面時各工序尺寸之間的關系。其中為最終工序尺寸之間的關系。其中為最終工序尺寸。由圖示關系可知：對于外表尺寸。由圖示關系可知：對于外表面，本工序的工序尺寸加上本工序面，本工序的工序尺寸加上本工序的加工余量，即為前工序的工序尺的加工余量，即為前工序的工序尺寸。計算方法如下：寸。計算方法如下： 確定工序尺寸時，應注意內、外表確定工序尺寸時，應注意內、外表面的區(qū)別和單面余量與雙面余量的面的區(qū)別和單面余量與雙面余量的區(qū)分。區(qū)分

9、。圖4-25工序尺寸之間的關系2工序尺寸公差的確定工序尺寸公差的確定 工序尺寸公差主要根據加工方法、加工精度和經工序尺寸公差主要根據加工方法、加工精度和經濟性確定。一般均按該工序加工方法的經濟加工精度濟性確定。一般均按該工序加工方法的經濟加工精度選定。選定。 最終工序的公差，當工序基準與設計基準重合時，最終工序的公差，當工序基準與設計基準重合時，一般就是零件圖樣規(guī)定的尺寸公差；毛坯尺寸公差按一般就是零件圖樣規(guī)定的尺寸公差；毛坯尺寸公差按照毛坯制造方法或根據所選型材的品種規(guī)格確定。照毛坯制造方法或根據所選型材的品種規(guī)格確定。 當工序基準、測量基準、定位基準與設計基準不重合當工序基準、測量基準、定

10、位基準與設計基準不重合時，工序尺寸及其公差的確定，需要通過解尺寸鏈才能獲時，工序尺寸及其公差的確定，需要通過解尺寸鏈才能獲得。得。1 1工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈（1 1）工藝尺寸鏈的概念）工藝尺寸鏈的概念 1 1）定義）定義 在機器的裝配和零件的加工過程中，互相聯(lián)在機器的裝配和零件的加工過程中，互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。其中，系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。其中，由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。鏈，稱為工藝尺寸鏈。（三）工藝尺寸鏈的計算（三）工藝尺寸鏈的計算 尺寸鏈的計算

11、公式尺寸鏈的計算公式 封閉環(huán)的基本尺寸：封閉環(huán)的基本尺寸： 封閉環(huán)的極限尺寸：封閉環(huán)的極限尺寸： 封閉環(huán)的上、下偏差：封閉環(huán)的上、下偏差： 封閉環(huán)的公差：封閉環(huán)的公差：111nmjjmiiAAAminmaxmaxjiAAAmaxminminjiAAA)()()(jiissAEAEAE)()()(jsiiiAEAEAE)()()(jiATATAT1機床的選擇機床的選擇在選擇機床時應注意下述幾點：在選擇機床時應注意下述幾點：（1）機床的主要規(guī)格尺寸應與加工零件的外廓尺寸相適應。）機床的主要規(guī)格尺寸應與加工零件的外廓尺寸相適應。即小零即小零件應選小的機床，大零件應選大的機床，做到設備合理使用。對于大

12、件應選小的機床，大零件應選大的機床，做到設備合理使用。對于大型零件，在缺之大型設備時，可采用型零件，在缺之大型設備時，可采用“螞蟻啃骨頭螞蟻啃骨頭”的辦法，以小干的辦法，以小干大。大。（2）機床的精度應與工序要求的加工精度相適應。）機床的精度應與工序要求的加工精度相適應。對于高精度的零對于高精度的零件加工，在缺少精密設備時，可通過設備改裝，以粗干精。件加工，在缺少精密設備時，可通過設備改裝，以粗干精。（3）機床的生產率與加工零件的生產類型相適應。）機床的生產率與加工零件的生產類型相適應。單件小批生產選單件小批生產選擇通用設備，大批大量生產選擇高生產率專用設備。擇通用設備，大批大量生產選擇高生產

13、率專用設備。（4）機床選擇還應結合現(xiàn)場的實際情況。）機床選擇還應結合現(xiàn)場的實際情況。例如設備的類型、規(guī)格及例如設備的類型、規(guī)格及精度狀況，設備負荷的平衡狀況以及設備的分布排列情況等。精度狀況，設備負荷的平衡狀況以及設備的分布排列情況等。（四）機床及工藝裝備的選擇（四）機床及工藝裝備的選擇2工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇（1）夾具選擇）夾具選擇 單件小批生產，應盡量選用通用夾具。例如各種卡盤、虎鉗和回單件小批生產，應盡量選用通用夾具。例如各種卡盤、虎鉗和回轉臺等。為提高生產率應積極推廣使用組合夾具。大批大量生產，應轉臺等。為提高生產率應積極推廣使用組合夾具。大批大量生產，應采用高生產率的電動、氣液

14、傳動等的專用夾具。夾具的精度應與加工采用高生產率的電動、氣液傳動等的專用夾具。夾具的精度應與加工精度相適應。精度相適應。（2）刀具的選擇）刀具的選擇 一般采用標準刀具，必要時也可采用各種高生產率的復合刀具及一般采用標準刀具，必要時也可采用各種高生產率的復合刀具及其他一些專用刀具。刀具的類型、規(guī)格及精度等級應符合加工要求。其他一些專用刀具。刀具的類型、規(guī)格及精度等級應符合加工要求。（3）量具的選擇）量具的選擇 單件小批生產中應采用通用的量具，如游標卡尺與百分表等。大單件小批生產中應采用通用的量具，如游標卡尺與百分表等。大批大量生產中應采用各種量規(guī)和一些高生產率的專用量具。量具的精批大量生產中應采

15、用各種量規(guī)和一些高生產率的專用量具。量具的精度必須與加工精度相適應。度必須與加工精度相適應。 切削用量三要素的選擇，關系到工件的加工質量，加工生產率和生切削用量三要素的選擇，關系到工件的加工質量，加工生產率和生產成本，以及安全生產等問題。而制約切削用量三要素的因素又是多方產成本，以及安全生產等問題。而制約切削用量三要素的因素又是多方面的，包括刀具耐用度，機床、夾具、刀具的強度與剛度，機床的動力，面的，包括刀具耐用度，機床、夾具、刀具的強度與剛度，機床的動力，被加工工件的精度及粗糙度等等。由于在切削用量三要素中，切削速度被加工工件的精度及粗糙度等等。由于在切削用量三要素中，切削速度對刀具耐用度的

16、影響最大，所以，選擇切削用量的步驟一般是：對刀具耐用度的影響最大，所以，選擇切削用量的步驟一般是： 首先選取盡可能大的背吃刀量首先選取盡可能大的背吃刀量 ，其次根據機床動力和剛度限制條，其次根據機床動力和剛度限制條件，或工件已加工表面粗糙度的要求等，選取盡可能大的進給量件，或工件已加工表面粗糙度的要求等，選取盡可能大的進給量 、最、最后利用切削用量手冊或通過有關公式計算出切削速度后利用切削用量手冊或通過有關公式計算出切削速度vc 。Paf（五）切削用量的確定（五）切削用量的確定（1）選擇背吃刀量）選擇背吃刀量ap 背吃刀量背吃刀量ap選擇，決定于加工性質和工件余量。選擇，決定于加工性質和工件余

17、量。 粗加工，表面粗糙度為粗加工，表面粗糙度為Ra8010m，精度為，精度為IT12IT15時，應時，應盡可能一次切除全部加工余量。此時的制約因素主要應考慮工藝系統(tǒng)盡可能一次切除全部加工余量。此時的制約因素主要應考慮工藝系統(tǒng)的剛度和機床動力是否足夠。的剛度和機床動力是否足夠。 半精加工，表面粗糙度為半精加工，表面粗糙度為Ra101.25m、精度為、精度為IT8-IT9時，若時，若單面余量單面余量h2mm，則應分兩次走刀切除；第一次，則應分兩次走刀切除；第一次 ap (2/33/4)h；第二次第二次 ap (1/31/4)h。若。若h2mm，則可一次切除。，則可一次切除。 精加工，表面粗糙度為精

18、加工，表面粗糙度為Ra1.250.32,精度為精度為IT6IT7時時,應一次應一次定刀切除，即定刀切除，即ap =h值的大小，可由切削用量手冊選取或按經驗決定。值的大小，可由切削用量手冊選取或按經驗決定。（2）選擇進給量）選擇進給量 在背吃刀量值選定以后，進給量在背吃刀量值選定以后，進給量 f 的大小直接決定了切削層公的大小直接決定了切削層公稱橫截面積的大小，因而也就決定了切削力的大小。所以：稱橫截面積的大小，因而也就決定了切削力的大小。所以： 粗加工時增大進給量的制約因素主要是工藝系統(tǒng)的強度和剛度；粗加工時增大進給量的制約因素主要是工藝系統(tǒng)的強度和剛度； 半精加工和精加工時，增大進給量的制約

19、因素則主要是工件已半精加工和精加工時，增大進給量的制約因素則主要是工件已加工表面組糙度的要求。加工表面組糙度的要求。 粗加工時，一般可取粗加工時，一般可取f =0.30.6mm/r；半精加工和精加工時，；半精加工和精加工時，常取常取 f =0.080.3mm/r。（3）選擇切削速度）選擇切削速度vc 背吃刀背吃刀ap和進給量和進給量 f 選定以后，可根據預先選定的刀具耐用度選定以后，可根據預先選定的刀具耐用度T，用計算法、查表法確定切削速度，或者按照經驗決定用計算法、查表法確定切削速度，或者按照經驗決定vc 。 確定勞動消耗工藝定額即勞動定額是工序設計中的內容之一。確定勞動消耗工藝定額即勞動定

20、額是工序設計中的內容之一。勞動定額是勞動生產率的指標。勞動定額是勞動生產率的指標。勞動定額可用產量定額勞動定額可用產量定額在一定生產條件下，規(guī)定每個工人在單在一定生產條件下，規(guī)定每個工人在單位時間內完成的合格品數(shù)量；或用時間定額位時間內完成的合格品數(shù)量；或用時間定額在一定生產條件下，規(guī)在一定生產條件下，規(guī)定生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間來表示。目前工廠常定生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間來表示。目前工廠常用時間定額作為勞動定額指標。用時間定額作為勞動定額指標。 時間定額不僅是衡量勞動生產率的指標，也是安排生產計劃，成時間定額不僅是衡量勞動生產率的指標，也是安排生產計劃，成本核

21、算的主要依據。在生產組織過程中，是計算設備數(shù)量，布置車間、本核算的主要依據。在生產組織過程中，是計算設備數(shù)量，布置車間、計算工人數(shù)量的依據。時間定額由下述部分組成：計算工人數(shù)量的依據。時間定額由下述部分組成：（六）時間定額的確定（六）時間定額的確定1基本時間基本時間 切削加工來說，就是直接用于切除工序余量所消耗切削加工來說，就是直接用于切除工序余量所消耗的時間的時間(包括刀具的切入和切出時間包括刀具的切入和切出時間)?；緯r間可由計算?；緯r間可由計算公式求出。例如，車削的基本時間公式求出。例如，車削的基本時間Tm為：為： Tm基本時間，基本時間，min； 工作行程的計算長度，包括加工表面長度，刀具工作行程的計算長度，包括加工表面長度，刀具切入，切出長度切入，切出長度mm； z 工序余量，工序余量，mm ； n工件的轉速，工件的轉速，r/min； f 刀具的進給量，刀具的進給量，mm/r； ap 背叫刀量，背叫刀量，mm 。PmafnZlT計計l2輔助時間輔助時間Ta 是為實現(xiàn)工藝過程所必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。它是為實現(xiàn)工藝過程所必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。它包括：裝卸工件，