第二章汽車制造中的機械加工工藝(2014-4-2)

1、 第一節(jié) 汽車制造工藝規(guī)程概述 第二節(jié) 工件的定位和機床夾具 第三節(jié) 機械加工路線的制定 第四節(jié) 工序具體內容的確定 第五節(jié) 制定機械加工工藝規(guī)程示例 2022-4-301第二章汽車制造中的機械加工工藝第二章汽車制造中的機械加工工藝 工藝路線擬定后，還必須明確每道工序的內容。具體包括：加工余量加工余量、工序工序尺寸尺寸、設備選擇設備選擇、切削用量切削用量與時間定額規(guī)定時間定額規(guī)定等。一、加工余量的概念一、加工余量的概念(p154)1加工余量和工序余量加工余量和工序余量 加工余量加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。加工余量分為工序加工余量分為工序余量和總余量。余量和總余量。 其中，

2、零件某一表面相鄰兩道工序尺寸之差稱為工序余量工序余量，而該表面所有工序余量之和等于加工總余量加工總余量。即 式中，ZT 為加工總余量； Zi為工序余量；n為工序數(shù)目。 工序余量按加工表面形狀不同，分為單邊余量單邊余量和雙邊余量雙邊余量或對稱余量。1）單邊余量）單邊余量 在圖a所示的平面加工中的Zi；在圖b所示的槽底平面加工中的Zi；均屬于單邊余量。 2022-4-302第四節(jié) 工序具體內容的確定(p154) 2）雙邊余量）雙邊余量 旋轉表面(孔和外圓)加工和同時加工相對的兩個平面時的加工余量稱為雙邊余量或對稱余量。如圖a、b所示。（1）對于軸(圖a)：（2）對于孔(圖b)： 3）基本余量）基本

3、余量Zi 、最大余量、最大余量 Zimax；最小余量；最小余量Z imin (1) 當工序尺寸用基本尺寸計算時，所得到的加工余量稱為基本余量或公稱基本余量或公稱余量（余量（ Zi）。 (2)最小余量最小余量Zmin是保證該工序加工表面的精度和質量所需切除的金屬層最小厚度。最大余量最大余量Zmax是該工序余量的最大值。 2022-4-303第四節(jié) 工序具體內容的確定 3）外表面基本余量、最大余量、最小余量關系）外表面基本余量、最大余量、最小余量關系4) 內表面基本余量、最大余量、最小余量關系內表面基本余量、最大余量、最小余量關系 式中，i 為本工序尺寸公差； i-1為上工序尺寸公差； Z為本工序

4、余量公差?？梢?，無論是外表面還是內表面，本工序余量公差總是等于本工序尺寸無論是外表面還是內表面，本工序余量公差總是等于本工序尺寸公差與上工序尺寸公差之和。公差與上工序尺寸公差之和。 2022-4-304第四節(jié) 工序具體內容的確定 2 影響加工余量確定的因素影響加工余量確定的因素(p154) 1）上工序的表面質量上工序的表面質量。 2）上工序的形狀誤差上工序的形狀誤差，特別是對于一些不包括在尺寸公差范圍內的形狀誤差。如零件軸線的直線度誤差，假若上工序加工后留下的軸線的直線度誤差為t，則本工序必須相應增加加工余量2t，才能保證消除零件上道工序留下的直線度誤差。 3）上工序的位置誤差上工序的位置誤差

5、。在確定本工序加工余量時，必須考慮上一工序不包括尺寸公差范圍內的位置誤差的影響。 4）工件在本工序中的定位誤差本工序中的定位誤差及夾具本身的制造誤差夾具本身的制造誤差都將直接影響本工序的加工余量。 2022-4-305第四節(jié) 工序具體內容的確定 3確定加工余量的方法確定加工余量的方法(p154) 加工余量的大小直接影響著零件的加工質量和生產率。加工余量過大，不僅增加機械加工勞動量，降低生產率，而且增加材料、工具和電力的消耗，增加成本；但若加工余量過小，又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產生廢品。因此，必須合理地確定加工余量。合理確定加工余量有以下3種方法。 1)分析計算法：分析計算法：

6、它是對影響加工余量的各種因素進行分析后，再根據(jù)一定的計算公式來計算加工余量的方法。此法確定的加工余量較合理，但需要全面、可靠的原始資料，計算也較復雜，故很少應用。 2)經驗估算法：經驗估算法：它是根據(jù)工藝人員的經驗來粗略估計零件各表面的總余量和各工序的加工余量。為避免估量不足產生報廢，所估計的加工余量一般偏大，此法多適于單件小批生產。 3)查表修正法：查表修正法：它是根據(jù)有關手冊(金屬切削手冊、機械加工工藝手冊等)查得加工余量的數(shù)值，再結合企業(yè)的實際加工情況進行適當修正，此法比分析計算法簡便，而且比較可靠，所以在工廠中應用廣泛。 2022-4-306第四節(jié) 工序具體內容的確定二、工序尺寸及其公

7、差的確定二、工序尺寸及其公差的確定 工序尺寸工序尺寸是指某一工序加工應達到的尺寸，其公差即為工序尺寸公差工序尺寸公差，各工序的加工余量加工余量確定后，即可確定工藝尺寸及其公差。 在零件從毛坯逐步加工至成品中，它們的尺寸都在變化，并存在相應的內在聯(lián)系。運用尺寸鏈尺寸鏈的知識對其進行分析，是合理確定工序尺寸及其公差的基礎。 1. 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的基本概念(p179)1）尺寸鏈定義 在機器設計、裝配及零件加工過程中，在機器設計、裝配及零件加工過程中，一組互相聯(lián)系且按一定順序排列的封一組互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。（1）裝配尺寸鏈）裝配尺寸鏈 圖a

8、所示為發(fā)動機曲軸第一主軸頸與軸承裝配結構圖發(fā)動機曲軸第一主軸頸與軸承裝配結構圖，軸向間隙 C0為設計時確定的裝配精度，它取決于主軸頸長度主軸頸長度 C1、鎖止墊片寬度鎖止墊片寬度 C3、C4 以及軸瓦寬度軸瓦寬度 C2。由尺寸 C1、C2 、C3 、C4 、 C0按一定順序形成封閉尺寸組合封閉尺寸組合，即為尺寸鏈尺寸鏈。 2022-4-307第四節(jié) 工序具體內容的確定（2）工藝尺寸鏈）工藝尺寸鏈 圖a所示為一軸加工工序簡圖軸加工工序簡圖。由于對A面的要求較高，因此，最后一道工序加工最后一道工序加工A面面。圖示A面為設計基準設計基準，從A面標注兩個尺寸 C1與C0 ，在最后加工A面時，要同時保證

9、設計尺寸 C1與C0 。但是，由于C1 的尺寸精度高于C0 ，因此，加工過程中， C1 直接加工得到直接加工得到， C0間間接保證接保證。如圖b所示，由由 C1、C2 、C0 形成的封閉尺寸組合，即為尺寸鏈形成的封閉尺寸組合，即為尺寸鏈。（3）設計尺寸鏈）設計尺寸鏈 圖a所示為一軸零件設計圖，圖中尺寸C1 、C2 、C3 是采用鏈式鏈式標注直接標注的，但C0的尺寸取決于C1 、C2 和C0 的大小，因此，C1 、C2 、C3 和C0 形成了一個封閉的尺寸組，即為尺寸鏈。2022-4-308第四節(jié) 工序具體內容的確定 2）尺寸鏈特征及尺寸鏈圖）尺寸鏈特征及尺寸鏈圖(p180) (1) 尺寸鏈的封

10、閉性 即尺寸鏈中的各尺寸按一定順序排列最后形成一個封閉的圖形。 (2) 尺寸鏈的關聯(lián)性 尺寸鏈中任何一個尺寸的變化都會引起其他尺寸的變化。 (3) 尺寸鏈至少由三個或以上的尺寸組成。 右圖稱之為尺寸鏈圖右圖稱之為尺寸鏈圖，主要是為了分析與計算尺寸鏈時方便，并不畫出具體結構，只是按照具體結構的組成順序，用一個尺寸或一個角度量來表示實際結構的尺寸或角度量。只是在簡化過程中所畫出的尺寸鏈圖，不一定按照嚴格的比例，但必須保持尺寸間實際結構的相互關系。 2022-4-309第四節(jié) 工序具體內容的確定 3）尺寸鏈的組成）尺寸鏈的組成(p180) 組成尺寸鏈的各個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)尺寸鏈的環(huán)，環(huán)又分為組成環(huán)

11、組成環(huán)與封閉環(huán)封閉環(huán)。 （1）封閉環(huán)）封閉環(huán) 尺寸鏈中封閉環(huán)是由組成環(huán)尺寸所決定的，因此，它的存在依賴于組成環(huán)而間接形成，在零件加工或機械產品裝配過程中，最后自然形成最后自然形成(間接獲得間接獲得)這一尺寸這一尺寸。一個尺寸一個尺寸鏈中只有一個封閉環(huán)。鏈中只有一個封閉環(huán)。 如圖a中的C0 ，它代表的是一裝配精度； 如圖b中的C0 ，它代表加工中間接獲得的尺寸。 封閉環(huán)的特點是：其他環(huán)的誤差必然累積在這個環(huán)上，因此封閉環(huán)誤差是所封閉環(huán)誤差是所有各組成環(huán)誤差的綜合有各組成環(huán)誤差的綜合。其尺寸精度必然低于任何一個組成環(huán)尺寸的精度其尺寸精度必然低于任何一個組成環(huán)尺寸的精度。（2）組成環(huán)）組成環(huán) 尺寸鏈

12、中，除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)，每一個組成環(huán)的變動必然引起封閉環(huán)的變動，它是在加工或裝配中直接獲得的尺寸。它是在加工或裝配中直接獲得的尺寸。 根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)影響的不同，又把組成環(huán)分為增環(huán)增環(huán)與減環(huán)減環(huán)。 2022-4-3010第四節(jié) 工序具體內容的確定 （a）增環(huán)）增環(huán) 尺寸鏈中，某組成環(huán)的變動將引起封閉環(huán)的同向變動同向變動，則稱該環(huán)為增環(huán)。所謂同向變動，是指組成環(huán)增大，封閉環(huán)也增大，組成環(huán)減小，封閉環(huán)也減小。 (b) 減環(huán)減環(huán) 尺寸鏈中，某一組成環(huán)的變動將引起封閉環(huán)的反向變動反向變動，這一組成環(huán)稱為減環(huán)。反向變動是指組成環(huán)增大，將引起封閉環(huán)

13、減小。 (c) 增環(huán)與減環(huán)的判定增環(huán)與減環(huán)的判定 分析與計算尺寸鏈時，首先判斷尺寸鏈中各組成環(huán)是增環(huán)還是減環(huán)。如圖所示，在圖中各環(huán)尺寸線標注單箭頭，箭頭方向沿著封閉圖形的一個方向流動，包括封閉環(huán)在內與組成環(huán)一樣標注。 凡是各組成環(huán)尺寸線箭頭方向與封閉環(huán)尺寸線箭頭方向相反的凡是各組成環(huán)尺寸線箭頭方向與封閉環(huán)尺寸線箭頭方向相反的(相同的相同的)為增為增環(huán)環(huán)(為減環(huán)為減環(huán))。C1、C2、C3和和C0 箭頭方向相同為減環(huán)，箭頭方向相同為減環(huán)，C4、C5和和C0 箭頭方向相反為箭頭方向相反為增環(huán)。增環(huán)。 2022-4-3011第四節(jié) 工序具體內容的確定 4）尺寸鏈分類尺寸鏈分類(p181) （1）按構成

14、尺寸鏈各環(huán)的幾何特征分類）按構成尺寸鏈各環(huán)的幾何特征分類 (a) 長度尺寸鏈 全部環(huán)為長度尺寸的尺寸鏈； (b) 角度尺寸鏈 全部環(huán)為角度量的尺寸鏈；或者組成環(huán)既有角度量又有長度尺寸而封閉環(huán)為角度量的尺寸鏈。 （2）按尺寸鏈的作用分類）按尺寸鏈的作用分類 (a) 裝配尺寸鏈 全部組成環(huán)為不同零件的設計尺寸不同零件的設計尺寸所形成的尺寸鏈。 (b) 零件設計尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件的設計尺寸同一零件的設計尺寸所形成的尺寸鏈。 (c) 工藝尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件的工藝尺寸同一零件的工藝尺寸所形成的尺寸鏈。（3）按構成尺寸鏈各環(huán)的空間位置分類）按構成尺寸鏈各環(huán)的空間位置分類 (a)直線尺寸

15、鏈 全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈，亦稱為線性尺寸鏈。 (b)平面尺寸鏈 全部組成環(huán)位于一個或幾個平行平面上，但可能某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。 (c) 空間尺寸鏈 組成環(huán)位于幾個不平行平面內的尺寸鏈。 2022-4-3012第四節(jié) 工序具體內容的確定 (4)按尺寸鏈間相互關系分類按尺寸鏈間相互關系分類(p182) (a)獨立尺寸鏈 系指組成環(huán)與封閉環(huán)只屬于同一尺寸鏈。 (b)并聯(lián)尺寸鏈 由若干個獨立尺寸鏈通過一個(或幾個)共存于兩個(或以上)獨立，尺寸鏈的環(huán)相互聯(lián)系起來的，這種聯(lián)系形式稱為并聯(lián)尺寸鏈，共存于獨立尺寸鏈中的公用環(huán)稱為公共環(huán)，組成環(huán)與封閉環(huán)都有可能成為公共環(huán)。并聯(lián)尺寸鏈的特

16、點是：組成并聯(lián)尺寸鏈的各獨立尺寸鏈間通過公共環(huán)相互聯(lián)系、相互影響。 如圖a所示，B、C尺寸鏈為并聯(lián)尺寸鏈， C4與B0 同為公共環(huán)，且 C4=B0 ，但分別存在于兩個獨立尺寸鏈中，在B尺寸鏈中，公共環(huán)為封閉環(huán) B0，在C尺寸鏈中，公共環(huán)為組成環(huán) C4。 (c) 串聯(lián)尺寸鏈 如圖b所示，每一個后繼尺寸鏈是從前面一個尺寸鏈的基面開始的，即每兩個相鄰尺寸鏈有一個共同基面。當B尺寸鏈內任何一個環(huán)大小有變化時，尺寸鏈的基面00位置隨即改變。 2022-4-3013第四節(jié) 工序具體內容的確定 5) 尺寸鏈的計算尺寸鏈的計算(p183) （1）計算類型）計算類型 (a) 正計算法（公差校核計算）：已知組成環(huán)

17、，求封閉已知組成環(huán)，求封閉環(huán)。環(huán)。根據(jù)各組成環(huán)基本尺寸及公差(或偏差)，來計算封閉環(huán)的基本尺寸及公差(或偏差)。這類計算主要用來驗算設計的正確性，故叫校核計算校核計算。 如圖a所示，曲軸第一主軸頸與軸承裝配后，要求右端鎖止墊片與主軸頸右軸肩之間的間隙為C0 ，該尺寸可查設計圖樣中主軸頸長度 C1，左、右鎖止墊片寬度 C3與C4 ，以及軸瓦寬度C2 進行校核，或者先檢驗 C1、 C2、C3 與C4 各零件的實際尺寸，就可預知C0 的實際尺寸是否合格。 (b) 反計算法（公差設計計算）：已知封閉環(huán)，求組成環(huán)。已知封閉環(huán)，求組成環(huán)。根據(jù)設計要求的封閉環(huán)基本尺寸及公差(偏差)，反過來計算各組成環(huán)基本尺

18、寸及公差(偏差)。這類計算主要用在產品設計或工藝設計上，即根據(jù)機器的使用要求來分配各零件的公差即根據(jù)機器的使用要求來分配各零件的公差。 如圖a所示，在設計過程中根據(jù)相關要求規(guī)定右鎖止墊片右端面與第一主軸右端軸肩之間的間隙為C0 ，即裝配精度(或封閉環(huán))，根據(jù)它合理地確定各組成環(huán)第一主軸頸長度C1 ，左、右鎖止墊片寬度C3 、C4 ，以及軸瓦寬度C2 的尺寸公差(或偏差)。 2022-4-3014第四節(jié) 工序具體內容的確定 (c) 中間計算法：已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)。根據(jù)封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及公差(偏差)來計算尺寸鏈中某一組成環(huán)的基本尺寸

19、及公差計算尺寸鏈中某一組成環(huán)的基本尺寸及公差(偏差偏差)，其實質屬于反計算的一種，稱為尺寸鏈的中間計算尺寸鏈的中間計算。這種計算在工藝設計上應用較多。 如圖a所示，C1 與 C0是設計尺寸， C1由加工直接保證，C0 由C1 與C2 間接保證，C0 是封閉環(huán)， C1是組成環(huán)。C2 是前面加工要獲得的工序尺寸，它是組成環(huán)，且此工序尺寸未知，要根據(jù)要根據(jù)C1 與與C0 解出解出C2 的基本尺寸及公差的基本尺寸及公差(偏差偏差)。（2）尺寸鏈的計算步驟）尺寸鏈的計算步驟 (a) 確定尺寸鏈計算的類型(設計計算、校核計算)。 (b) 畫尺寸鏈圖：從某加工或裝配的基準開始畫，所有尺寸都畫上，包括基本尺寸

20、為零的尺寸，尺寸不能重疊，最后尺寸要形成封閉圖形。 (c) 確定封閉環(huán)：封閉環(huán)是裝配或加工后自然形成的，所以要知道裝配過程和零件加工工藝過程。 (d) 確定組成環(huán)的增環(huán)、減環(huán)。 (e) 選擇公式進行計算。 (f) 校核。 2022-4-3015第四節(jié) 工序具體內容的確定 6) 尺寸鏈計算的基本公式尺寸鏈計算的基本公式 (p184) 尺寸鏈分析計算主要有三類問題：正計算、反計算與中間計算。 (1) 直線尺寸鏈的計算 尺寸鏈的計算方法有兩種：極值法極值法與概率法概率法。A封閉環(huán)基本尺寸計算 圖a所示為尺寸鏈計算簡圖，封閉環(huán)的基本封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減尺寸等于所有增環(huán)的

21、基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和環(huán)的基本尺寸之和: 式中，C0 為封閉環(huán)基本尺寸； Cz為增環(huán)基本尺寸；Cj 為減環(huán)基本尺寸；k為增環(huán)數(shù)；n為尺寸鏈總環(huán)數(shù)。 圖b所示為具有公共頂角的角度尺寸鏈具有公共頂角的角度尺寸鏈，其封閉環(huán)基本尺寸為:式中， 0為封閉環(huán)角度量； z為增環(huán)角度量； j為減環(huán)角度量。 2022-4-3016第四節(jié) 工序具體內容的確定 B 極值法 所謂極值法，是指按組成環(huán)的尺寸同為極值法，是指按組成環(huán)的尺寸同為極限尺寸條件下極限尺寸條件下來計算封閉尺寸的來計算封閉尺寸的方法。方法。極值法是按誤差綜合后的兩個最不利的情況，即各增環(huán)均為最小極限尺寸各增環(huán)均為最小極限尺寸而各減環(huán)

22、均為最大極限尺寸各減環(huán)均為最大極限尺寸的情況；或各增環(huán)均為最大極限尺寸各增環(huán)均為最大極限尺寸而各減環(huán)均為最減環(huán)均為最小極限尺寸小極限尺寸的情況，來計算封閉環(huán)極限尺寸的方法。 （a）封閉環(huán)極限尺寸 封閉環(huán)最大尺寸封閉環(huán)最大尺寸等于所有增環(huán)最大尺寸之和減去所有減環(huán)最小尺寸之和: 式中C0max 為封閉環(huán)最大尺寸； Czmax為增環(huán)最大尺寸； Cjmin為減環(huán)最小尺寸。 封閉環(huán)最小尺寸封閉環(huán)最小尺寸等于所有增環(huán)最小尺寸之和減去所有減環(huán)最大尺寸之和: 式中C0min 為封閉環(huán)最小尺寸；Czmin 為增環(huán)最小尺寸； Cjmax為減環(huán)最大尺寸。 2022-4-3017第四節(jié) 工序具體內容的確定 (b) 封

23、閉環(huán)公差 它等于所有各組成環(huán)公差之和:式中，Tc0 為封閉環(huán)公差； Tcz為增環(huán)公差； Tcj為減環(huán)公差； Tci為各組成環(huán)公差。 (c) 封閉環(huán)極限偏差 上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和: 下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和。減去所有減環(huán)上偏差之和。 式中，ESc0 、 EIc0為封閉環(huán)的上、下偏差；EScz 、EIcz 為增環(huán)的上、下偏差；EScj 、EIcj 為減環(huán)的上、下偏差。 (d) 封閉環(huán)實際誤差 即在零件制造加工過程中，當各環(huán)的實際誤差不等于各環(huán)公差時此時封閉環(huán)的實際誤

24、差等于所有組成環(huán)封閉環(huán)的實際誤差等于所有組成環(huán)的實際誤差之和的實際誤差之和: 式中， c0為封閉環(huán)誤差； ci為組成環(huán)誤差。 2022-4-3018第四節(jié) 工序具體內容的確定 (e) 封閉環(huán)中間尺寸 和中間偏差 中間尺寸是指最大與最小尺寸之和的平均值中間尺寸是指最大與最小尺寸之和的平均值。即: 式中，Cim 為組成環(huán)的中間尺寸；Cimax 、Cimi n為組成環(huán)的最大、最小尺寸。 封閉環(huán)的中間尺寸等于所有增環(huán)中間尺之和封閉環(huán)的中間尺寸等于所有增環(huán)中間尺之和減去所有減環(huán)中間尺寸之和減去所有減環(huán)中間尺寸之和:式中，C0m 為封閉環(huán)中間尺寸；Czm 為增環(huán)中間尺寸；Cjm 為減環(huán)中間尺寸。 中間偏差

25、，是指上、下偏差的平均值。中間偏差，是指上、下偏差的平均值。組成環(huán)的中間偏差組成環(huán)的中間偏差 為: 封閉環(huán)的中間偏差封閉環(huán)的中間偏差等于所有各增環(huán)中間偏差之和減去所有各減環(huán)中間偏差之和:式中， 0為封閉環(huán)中間偏差； z、 j為增、減環(huán)的中間偏差。 2022-4-3019第四節(jié) 工序具體內容的確定 (f) 中間偏差、公差及極限偏差間的關系 組成環(huán)： ESci和EIci分別為組成環(huán)上、下偏差； i為組成環(huán)的中間偏差；Tci為組成環(huán)的公差。 封閉環(huán)： ESco和EIco分別為封閉環(huán)上、下偏差； o為封閉環(huán)的中間偏差；Tco為封閉環(huán)的公差。 極值法的特點是計算簡單，不必考慮其他因素的影響。但是極值法也

26、有存在缺點，在組成環(huán)較多且封閉環(huán)精度要求較高的情況下，其組成環(huán)的精度要求很高，不論是裝配尺寸鏈還是工藝尺寸鏈，其零件的加工難度大、成本高。C 概率法概率法(p186) 在實際生產過程中，出現(xiàn)這種現(xiàn)象(即工件尺寸同時是極限尺寸)的可能性很小。根據(jù)概率理論，組成環(huán)尺寸同時達到極限尺寸的概率應等于各組成環(huán)出現(xiàn)極限尺寸概率的乘積。因此，采用概率原理來對尺寸鏈進行解算，更合理、更科學，人們也把這種計算尺寸鏈的方法稱為概率法。(2) 平面和空間尺寸鏈的計算(p189) 2022-4-3020第四節(jié) 工序具體內容的確定 2 工藝尺寸的公差標注原則（工藝尺寸的公差標注原則（p156） 工序尺寸的公差一般都按“

27、入體原則入體原則”進行標注，毛坯尺寸則往往采用雙向公差進行標注。 圖為一軸套零件，軸套材料為HT250?，F(xiàn)在以軸套孔的加工為例，采用查表法確定軸套孔的加工余量，以及各加工工序(工步)的經濟精度和相應公差值。 首先，選擇工藝路線為：粗鏜 半精鏜 精鏜 浮動鏜。然后，采用最終尺寸逐采用最終尺寸逐步向前推算步向前推算，查表確定各工序(工步)的加工余量，并計算出各工序的工序尺寸，按“入體原則”標注出各工序的經濟精度及相應的公差值。 1) 浮動鏜加工后，應達到零件設計圖上的尺寸要求，故 2)精鏜加工后，孔徑尺寸及經濟精度、相應偏差值為 3)半精鏜加工后，孔徑的基本尺寸及經濟精度、相應偏差值為 4)粗鏜加

28、工后，孔徑的基本尺寸及經濟精度、相應偏差值為 5) 毛坯孔徑的基本尺寸及其相應偏差值為 如果標注外圓尺寸的工藝尺寸，從最終尺寸逐步相加。最終尺寸逐步相加。 2022-4-3021第四節(jié) 工序具體內容的確定 3 工藝尺寸鏈、裝配尺寸鏈的應用工藝尺寸鏈、裝配尺寸鏈的應用(p190) 1）工序尺寸計算（必須應用尺寸鏈原理 ） 工藝尺寸鏈封閉環(huán)有兩種基本形式：一是以工序尺寸為組成環(huán)，間接保證某一尺寸間接保證某一尺寸，封閉環(huán)就是要保證的尺寸；二是以工序尺寸為組成環(huán)，確定加工余量確定加工余量，封閉環(huán)就是余量。 工藝尺寸鏈的分析計算，首先確定封閉環(huán)；其次建立工藝尺寸鏈；最后利用尺寸鏈計首先確定封閉環(huán)；其次建

29、立工藝尺寸鏈；最后利用尺寸鏈計算公式解算工藝尺寸鏈。算公式解算工藝尺寸鏈。（1）工序基準、測量基準與設計基準重合時工序尺寸的確定）工序基準、測量基準與設計基準重合時工序尺寸的確定 定位基準、工序基準、測量基準及設計基準重合時，工序尺寸是組成環(huán)，加工余量是封閉環(huán)。下面舉例加以說明。 圖a所示為活塞零件工序尺寸圖，尺寸C1、C2為設計尺寸，其中C1為活塞頂面到底面頂面到底面的距離，C2為頂面到銷孔軸線間頂面到銷孔軸線間的尺寸。為了保證設計尺寸C1，頂面加工順序為：粗車頂面粗車頂面 精車頂面精車頂面。粗車頂面時，以底面為定位基準底面為定位基準；精車頂面時，也是以底面為定位基準以底面為定位基準。因此，

30、在加工活塞頂面過程中，工藝基準與設計基準重合，其各工序的工序尺寸為精車頂面精車頂面C1= C1 (與設計尺寸相同)。 粗車頂面粗車頂面C1”= C1+Z1 (設計尺寸加上精車余量) 式中，C1為精車工序尺寸；C1”為粗車工序尺寸；Z1為精車余量。 2022-4-3022第四節(jié) 工序具體內容的確定 圖為某汽車機械式有級變速器中間軸第三速齒輪簡圖，其 ， ，加工工藝過程：擴孔 拉孔 磨孔。因為工藝基準與設計基準重合，各工序的工序尺寸計算如表所示。 通常情況下，外圓、內孔、盤及套類零件加工，其工藝基準與設計基準基本上是重合的。由以上實例可以看出，只要基準重合，可通過下述步驟確定工序尺寸：只要基準重合

31、，可通過下述步驟確定工序尺寸： a) 確定各加工工序的加工余量確定各加工工序的加工余量。 b) 從終加工工序開始，即從設計尺寸開始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工從終加工工序開始，即從設計尺寸開始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分別得到各工序本尺寸。序余量，可分別得到各工序本尺寸。 c) 除終加工工序以外，其他各加工工序按各自所用加工方法的加工經濟精度確定工序除終加工工序以外，其他各加工工序按各自所用加工方法的加工經濟精度確定工序尺寸公差尺寸公差(終了工序的公差按設計要求確定終了工序的公差按設計要求確定)。2022-4-3023第四節(jié) 工序具體內容的確定mmD03. 00

32、58mmL25. 006 .62 (2) 工序基準、測量基準與設計基準不重合時工序尺寸的確定工序基準、測量基準與設計基準不重合時工序尺寸的確定 （p191） 當工藝基準與設計基準不重合時，加工過程中往往不能直接保證設計尺寸，而只能間接地保證，因此在進行加工工藝設計時，相關的工序尺寸，必須經過尺寸鏈換算來獲得必須經過尺寸鏈換算來獲得。 a) 定位基準與設計基準不重合定位基準與設計基準不重合 在工藝設計過程中，所選擇的定位基準與設計基準不重合，則零件的設計尺寸就不能由加工直接獲得，而是由幾個工序尺寸予以間接保證，此時應用尺寸鏈原理計算有關的工序尺寸，以保證設計尺寸的精度要求。 圖a所示，在精鏜活塞

33、銷孔工序，選活塞底面作為定位基準在精鏜活塞銷孔工序，選活塞底面作為定位基準，但銷孔的設計基準為活塞頂面，因此工序基準與設計基準不重合工序基準與設計基準不重合。為保證尺寸C2，工序尺寸按選定的工序基準調整確定為C2，如圖b所示?，F(xiàn)在要確定工序尺寸現(xiàn)在要確定工序尺寸C2的大小及公差應控制在什么范圍內才能保的大小及公差應控制在什么范圍內才能保證設計尺寸證設計尺寸C2。為此，首先確定封閉環(huán)。由于C2為間接保證的設計尺寸，所以，C2為封閉為封閉環(huán)，環(huán)，C2與C1為組成環(huán)。（a）計算工序尺寸）計算工序尺寸C2： C2=C1-C2=(106-56)mm=50mm2022-4-3024第四節(jié) 工序具體內容的確

34、定 (b) 工序尺寸工序尺寸C2公差計算公差計算： 因為Tc1=0.23mm，Tc2=0.1mm，而C2為封閉環(huán)，由于由于Tc2必必須大于或等于須大于或等于Tc1加加Tc2，但尺寸鏈中，組成環(huán)C1的公差已大于封閉環(huán)的公差，即使C1公差為零也不能保證C2的尺寸公差。為此，必須調整必須調整C1公差公差。假如取Tc1=0.06mm，則可求出Tc2為0.04mm，公差調整之后， ，該尺寸加工精度明顯提高，加工難度增大。（c） C2的上、下偏差計算。的上、下偏差計算。2022-4-3025第四節(jié) 工序具體內容的確定mmC006. 01106 b) 測量基準與設計基準不重合測量基準與設計基準不重合 在零件

35、加工中，有時會遇到一些表面加工之后，按設計尺寸不便直接測量的情況，就要另選一合適的表面作為測量測量基準基準進行加工，以間接保證設計尺寸的要求以間接保證設計尺寸的要求，這時必須進行工序尺寸的計算。圖為某套筒零件工序圖。 端面A為尺寸 及尺寸 的設計基準設計基準，在加工過程中，端面端面A及及C已加工完畢已加工完畢達到設計尺寸達到設計尺寸，本工序加工孔及端面本工序加工孔及端面B。因為加工時設計尺寸 不便直接測量，而改改用游標深度尺以用游標深度尺以B面為基準直接測量大孔的深度來間接保證設計尺寸面為基準直接測量大孔的深度來間接保證設計尺寸 。由于設計基設計基準為準為A面，而測量基準為面，而測量基準為B面

36、，基準不重合面，基準不重合，這就需要采用尺寸鏈原理對工序尺寸C2 進行計算。如圖b所示，對大孔深度進行計算，為此應建立工藝尺寸鏈。首先確定封閉環(huán)，封閉封閉環(huán)應為間接保證的設計尺寸環(huán)應為間接保證的設計尺寸 ，用，用C0表示表示；其次查明與大孔深度尺寸C2有關的尺寸；再其次畫出尺寸鏈圖，尺寸鏈中尺寸鏈中C0為封閉環(huán)，為封閉環(huán)，C1為增環(huán)，為增環(huán)，C2為減環(huán)為減環(huán)。于是， ， ， ，C2待求。2022-4-3026第四節(jié) 工序具體內容的確定mm10036. 0-mm50017. 0-mm10036. 0-mm10036. 0-mm10036. 0-mm50017. 0-1Cmm10036. 0-0C

37、 因為因為 ，因此可以按上述步驟進行計算。，因此可以按上述步驟進行計算。若 ，則不能按上述步驟進行計算。因為封閉環(huán)之公差小于等于尺寸鏈中某一組成環(huán)之公差，那么其余組成環(huán)公差之和應因為封閉環(huán)之公差小于等于尺寸鏈中某一組成環(huán)之公差，那么其余組成環(huán)公差之和應小于或等于零。小于或等于零。由于機械制造中零件公差等于零或是負公差是不可能的，因此必須根據(jù)工由于機械制造中零件公差等于零或是負公差是不可能的，因此必須根據(jù)工藝可能性重新決定各組成環(huán)的公差，即縮小它們的制造公差，提高其加工精度。解決這類藝可能性重新決定各組成環(huán)的公差，即縮小它們的制造公差，提高其加工精度。解決這類問題一般有以下幾種方法：問題一般有以

38、下幾種方法： 方法方法1：按等公差值的原則分配封閉環(huán)公差。：按等公差值的原則分配封閉環(huán)公差。 這種方法在計算上比較簡單，但從工藝上講不夠合理，可以根據(jù)實際情況判斷是否使用此方法。 方法方法2：按等公差等級的原則分配封閉環(huán)的公差：按等公差等級的原則分配封閉環(huán)的公差，即首先確定公差等級，然后按各組成環(huán)的基本尺寸在公差表中查到相應尺寸的公差等級，確定各組成環(huán)的公差，使各組成環(huán)的公差之和小于或等于封閉環(huán)公差，最后加以調整。 這種方法相對來說比較合理。但是所選用的各種加工方法所能達到的加工經濟精度并不一定是相同的公差等級，這是這種方法的缺陷。 方法方法3：各組成環(huán)的公差亦可根據(jù)具體情況來分配。：各組成環(huán)

39、的公差亦可根據(jù)具體情況來分配。采用此法與工藝設計人員的工作經驗及技術水平有關，但實質上仍是從工藝觀點出發(fā)。 必須指出的是，無論何種方法確定組成環(huán)公差，都應遵循各組成環(huán)的公差必須指出的是，無論何種方法確定組成環(huán)公差，都應遵循各組成環(huán)的公差之和小于或等于封閉公差的原則之和小于或等于封閉公差的原則。 2022-4-3027第四節(jié) 工序具體內容的確定10CCTT10CCTT (3) 一次加工同時保證多個設計尺寸時工序尺寸的確定（一次加工同時保證多個設計尺寸時工序尺寸的確定（p193） 零件圖上有時幾個設計尺寸具有同一個設計基準，而往往又是在最后終加工這個設計基準時，才同時保證這幾個設計尺寸的設計要求。

40、它們可能都是被間接保證的；也可能其中有一個直接獲得，而其余的則是間接保證的。這取決于工藝方案的制定。 (4) 對稱度、同軸度為設計要求時工序尺寸的確定對稱度、同軸度為設計要求時工序尺寸的確定(p196) 2) 裝配尺寸鏈的建立及其計算（裝配尺寸鏈的建立及其計算（p197） 在產品設計階段，根據(jù)裝配精度，建立裝配尺寸鏈及解算尺寸鏈，由此，合理地確定各零件的公差；其次，在產品設計階段，當各零件公差確定之后，校核是否滿足裝配精度；再次，在產品制造階段，根據(jù)零件加工精度及裝配方法，驗算產品是否達到設計要求。無論是進行何種計算，首先必須建立裝配尺寸鏈。而建立裝配尺寸鏈，裝配精度是依據(jù)而建立裝配尺寸鏈，裝

41、配精度是依據(jù)。（1）裝配精度）裝配精度 裝配精度是指零件經裝配后在尺寸、相對位置及運動等方面所獲得的精度指零件經裝配后在尺寸、相對位置及運動等方面所獲得的精度。裝配精度也是為滿足汽車產品及部件的使用性能，在設計過程中規(guī)定的技術要求。因此，裝配精度不但影響汽車或部件的工作性能，而且影響其使用壽命。合理地確定裝配精度，是產品設計的重要環(huán)節(jié)之一，它不僅關系到產品質量，也關系到產品的制造難易程度和經濟性。裝配精度既是制定裝配工藝規(guī)程的主要依據(jù)，也是確定零件加工精度的依據(jù)。 2022-4-3028第四節(jié) 工序具體內容的確定 （2）汽車產品常見的裝配精度）汽車產品常見的裝配精度(p197) 汽車制造，不僅

42、要保證每個零件的加工精度，還要使零件能正確地進行裝配，達到規(guī)定的裝配精度。 汽車的裝配精度包括汽車的裝配精度包括： a) 零件或部件間的尺寸精度，如間隙或過盈量； b) 位置精度，如平行度、垂直度和同軸度等； c) 相對運動精度，即在相對運動中保證有關零件或部件相對位置的準確度及各個配合表面的接觸精度等。具體內容主要體現(xiàn)在以下諸方面具體內容主要體現(xiàn)在以下諸方面： 1) 軸與孔的配合間隙或過盈量。 2) 零件、部件間的位置公差。 3) 相鄰旋轉零件與固定零件的軸向間隙。 4) 往復運動件的行程范圍。 5) 滾動軸承端面與軸承蓋間的軸向間隙或過盈量。 6) 聯(lián)軸器所連接的兩軸軸線同軸度。 7) 性

43、能參數(shù)，如發(fā)動機的壓縮比等。 8) 滑動軸承中軸類零件的軸肩(或端面)與止推軸承問的軸向間隙。 9) 機械變速器中滑動齒輪在嚙合狀態(tài)時，齒輪沒有進入嚙合的寬度；齒輪分離狀態(tài)時，輪齒分離的間隙值。 10) 錐齒輪傳動副中，為保證齒側間隙和接觸區(qū)要求，所規(guī)定的錐齒輪副錐頂?shù)奈灰浦怠?11)為保證齒輪副或蝸輪副能正常嚙合，齒輪副或蝸輪副的嚙合中心距。 2022-4-3029第四節(jié) 工序具體內容的確定 (3)裝配尺寸鏈的封閉環(huán)與組成環(huán)(p198) 裝配尺寸鏈是汽車裝配過程中，由相關零件的有關尺寸裝配尺寸鏈是汽車裝配過程中，由相關零件的有關尺寸(表面或軸線間距離表面或軸線間距離)或相互位置或相互位置關系

44、關系(平行度、垂直度或同軸度等平行度、垂直度或同軸度等)以及形狀要求所組成的尺寸鏈。以及形狀要求所組成的尺寸鏈。裝配過程中最后形成的一環(huán)，它是相關零件的尺寸或相互位置誤差積累的一環(huán)，此環(huán)作為裝配精度要求，是裝配尺寸鏈的封閉環(huán)；其他影響裝配精度的那些零件的尺寸、形狀和位置公差，是組成環(huán)。 (4) 裝配尺寸鏈建立方法(p198) 正確建立裝配尺寸鏈是保證裝配精度及裝配尺寸鏈計算的基礎，對于產品或部件，必須根據(jù)其性能要求，正確地與完全地建立裝配尺寸鏈，才能使產品達到性能要求。裝配尺寸鏈的建立歸納起來有以下幾個方面： a) 熟悉產品或部件、總成裝配圖。 b) 確定封閉環(huán)。如前所述，裝配精度為封閉環(huán)。要

45、正確地確定封閉環(huán)，必須深人了解產品的性能要求及各部件的作用，以及設計人員所提出的裝配技術要求等。2022-4-3030第四節(jié) 工序具體內容的確定 c) 確定組成環(huán)。確定組成環(huán)。裝配尺寸鏈的組成環(huán)是對產品或部件裝配精度直接影響的環(huán)節(jié)。一般查找方法是取封閉環(huán)兩端為起點，以裝配基準為聯(lián)系線索，在裝配精度方向沿著相鄰零件由近及遠地查找影響封閉環(huán)的有關零件，直至找到同一個基準零件的兩個裝配基準或同一基準表面為止，查找到的所有有關零件的尺寸就是裝配尺寸鏈的全部組成環(huán)。當封閉環(huán)精度較高，而采用獨立原則時，則尺寸公差與形位公差是分別控制的，形位公差應作為組成環(huán)進入尺寸鏈。 d) 畫出尺寸鏈圖，進行增、減環(huán)判定

46、。畫出尺寸鏈圖，進行增、減環(huán)判定。 e) 滿足尺寸鏈最短路線原則。滿足尺寸鏈最短路線原則。 f) 列出尺寸鏈方程。列出尺寸鏈方程。 必須指出，每一部件或總成中有許多裝配精度要求，建立裝配尺寸鏈時，必須依據(jù)裝配精度，逐一建立裝配尺寸鏈，形成裝配尺寸鏈系統(tǒng)。 實例說明裝配尺寸鏈的建立(p199-201) (5) 裝配尺寸鏈計算(p201)2022-4-3031第四節(jié) 工序具體內容的確定 三三 設備、工藝裝備的選擇確定設備、工藝裝備的選擇確定 (p157) 1 機床設備的選擇機床設備的選擇 1) 機床的加工尺寸范圍應與零件的外廓尺寸相適應。 2) 機床的工作精度與所加工零件工序尺寸的精度要求相適應，

47、避免精加工設備用于零件的粗加工，這樣既容易損壞設備的精度，又不能提高生產效率。在中小批量生產規(guī)模下，在考慮工序集中時，不排除少量粗加工工序使用高精度設備。 3)零件的生產規(guī)模與機床設備的生產效率相適應，否則某些工序必然會成為加工過程的“瓶頸”，加重這些工序加工設備的超負荷運轉，從而影響零件的加工質量、設備的使用壽命。 4)機床設備的選擇應考慮工廠、車間現(xiàn)有條件，盡量采用現(xiàn)有機床設備或對現(xiàn)有的機床設備進行簡單技術改造即能滿足使用要求。切忌盲目購買、使用高、精、尖設備。充分根據(jù)零件的精度要求，仔細分析，緊緊抓住零件關鍵、重要尺寸及技術要求，以滿足達到設計要求為第一目的，以免造成超限使用高級設備，造

48、成設備資源浪費。 2022-4-3032第四節(jié) 工序具體內容的確定 2 工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇 所謂工藝裝備，即是指零件加工時所用的刀具、夾具、量檢具、模具等各種工藝裝備，即是指零件加工時所用的刀具、夾具、量檢具、模具等各種工具的總稱。工具的總稱。如何合理選擇使用工藝裝備，可以從以下幾個方面加以考慮： 1)刀具的選擇主要取決于工序所用的加工方法、加工表面的尺寸大小、精度、表面粗糙度以及零件材料、生產率、經濟性等要素。一般條件下，盡可能采用標準刀具，這樣可以直接降低生產成本。必要時采用高生產效率的復合刀具、專用刀具。 2)對于單件、小批量生產，應盡量選用通用夾具、組合夾具。在大批量生產時，

49、應按工序加工內容要求設計、制造、使用專用夾具。 3)量檢具選擇的依據(jù)是零件生產規(guī)模和加工精度量檢具選擇的依據(jù)是零件生產規(guī)模和加工精度。在單件小批生產中，應盡量選用通用量具、量儀，如游標卡尺、千分尺、百分表等。在大批量生產時，應選用各種量規(guī)，如專用環(huán)規(guī)、塞規(guī)等，以及高效率的檢驗儀器和檢驗用夾具等。 2022-4-3033第四節(jié) 工序具體內容的確定四四 切削用量的確定（切削用量的確定（p158） 切削用量是制定工藝規(guī)程的基本參數(shù)，它包括三個方面： 1）吃刀量 即切削深度； 2）進給量 即加工設備每旋轉一周加工刀具切削的距離； 3）切削速度Vc即刀具每分鐘切削的距離。 從提高機械加工的生產效率出發(fā)，

50、應采用盡可能大的切削用量。但這一要求受到諸如刀具的壽命、機床設備的工作動力性能、零件毛坯制造的方法，以及零件材料的切削性能等多種因素的限制。因此確定切削用量時，應綜合考慮多方面因素，在保證零件加工質量的前提下，以獲得高生產率和低加工成本為原則。 (1) 粗加工切削用量的確定 粗加工的目的是切除零件表面多余金屬層，為精加工作好準備。對加工質量要求不高的工件，主要考慮提高零件的生產效率和保證刀具有長的使用壽命。 (2) 精加工切削用量的確定 精加工時，選擇切削用量考慮的主要因素為零件的加工精度和表面粗糙度。 2022-4-3034第四節(jié) 工序具體內容的確定 五五 時間定額的確定時間定額的確定(p1

51、59) 每一個生產企業(yè)根據(jù)自身的生產條件，對每一種零件生產的每一道工序都規(guī)每一個生產企業(yè)根據(jù)自身的生產條件，對每一種零件生產的每一道工序都規(guī)定了所需耗費的時間，稱為時間定額。定了所需耗費的時間，稱為時間定額。它是零件制造成本的重要組成部分，是企業(yè)進行經濟核算、安排生產計劃的重要依據(jù)，是添置生產設備、擴大生產規(guī)模、增減生產人員的重要依據(jù)。 完成一個零件加工的某道工序所耗用的時間，稱為單件時間定額完成一個零件加工的某道工序所耗用的時間，稱為單件時間定額Tt ，由以下各部分組成： (1) 基本時間Tb 就是直接用于改變工件的尺寸、形狀和表面質量等工藝過程所消耗的時間，它包括刀具的切入、切削、切出等時

52、間，又稱為機動時間。 (2) 輔助時間 Ta 就是為完成一道工序的加工，必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。它包括：開、停機床；裝卸工件；進刀、退刀；測量工件尺寸等。 基本時間Tb 和輔助時間Ta 之和，統(tǒng)稱為作業(yè)時間 Tw。輔助時間的確定，既可以根據(jù)相關資料、手冊查取，也可實際測取。 2022-4-3035第四節(jié) 工序具體內容的確定（3)布置工作地時間 Ts 為保證生產加工活動正常進行，工人應該對生產場地定期進行整理。如：清理鐵屑；檢查、潤滑機床；更換、修磨刀具；調校量、檢具等。這些由于工人管理工作場地所消耗的時間，稱為布置工作地時間。該時間的確定，一般按工序作業(yè)時間的百分比s來進行估算，一

53、般取s27。 (4) 休息與生理需要時間 Tr 工人在工作時間內為恢復體力和滿足生理上的需要所消耗的時間，一般按工序作業(yè)時間的百分比r來估算，一般取r24。 單件工時定額計算表達式為 (5) 準備與終結時間 對成批大量生產來講，還必須考慮工人在加工一批零件的開始和結束時，必須進行準備工作和結束工作所花費的時間。這些工作包括：借還和熟悉工藝文件；借還工、夾、量、刀具；領取零件毛坯；安裝工藝設備；調整機床；送驗、清點、下傳零件成品或半成品等。(第二章) 2022-4-3036第四節(jié) 工序具體內容的確定 圖為某型汽車上一齒輪零件，下面就以這個零件為實例，按工藝規(guī)程制定的思路對其進行工藝分析。 1 審查零件圖樣的完整性及審查零件圖樣的完整性及零件的工藝性零件的工藝性 通過對圖樣的仔細審查，確認該零件視圖完整、正確，尺寸、公差及技術