第五節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

1、第五節(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一、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 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)分析零件圖和該零件所在部件或總成的裝配圖，了解該零件在部件或總成中的位置和功用以及部件或總成對(duì)該零件提出的技術(shù)要求，分析其主要技術(shù)關(guān)鍵和應(yīng)相應(yīng)采取的工藝措施，形成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體構(gòu)思。1 2對(duì)零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查 審查圖樣上的視圖、尺寸公差和技術(shù)要求是否正確。統(tǒng)一、完整，對(duì)零件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行評(píng)價(jià)，如發(fā)現(xiàn)有不合理之處應(yīng)及時(shí)提出，并同有關(guān)設(shè)計(jì)人員商討圖樣修改方案，報(bào)主管領(lǐng)導(dǎo)審批。 3由產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)研究確定零件生產(chǎn)類型。2 4確定毛坯 提高毛坯制造質(zhì)量，可以減少機(jī)械加工

2、勞動(dòng)量，降低機(jī)械加工成本，但同時(shí)可能會(huì)增加毛坯的制造成本，要根據(jù)零件生產(chǎn)類型和毛坯制造的生產(chǎn)條件綜合考慮。3 5擬訂工藝路線 其主要內(nèi)容包括：選擇定位基準(zhǔn)，確定各表面加工方法，劃分加工階段，確定工序集中和分散程度，確定工序順序等。 在擬定工藝路線時(shí)，需同時(shí)提出幾種可能的加工方案，然后通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的對(duì)比分析,最后確定一種最為合理的工藝方案。4 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），對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備要提出設(shè)計(jì)任務(wù)書。 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

3、。5二、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。 （一）選擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)：用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)：用加工過的表面作定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。6 在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)一般都是先根據(jù)零件的加工要求選擇精基準(zhǔn)，然后再考慮用那一組表面作粗基準(zhǔn)才能把精基準(zhǔn)加工出來。 1精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： （1）基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇所加工表面的工序基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。7 （2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的表面，以保證

4、所加工的各個(gè)表面之間具有正確的相對(duì)位置關(guān)系。 （3）互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間的位置精度要求比較高時(shí)，可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)的方法進(jìn)行加工。 （4）自為基準(zhǔn)原則 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精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。圖8 上述四項(xiàng)選擇精基準(zhǔn)的原則，有時(shí)不可能同時(shí)滿足，應(yīng)根據(jù)實(shí)際條件決定取舍。 2粗基準(zhǔn)的選擇原則 工件加工的第一道工序所用基準(zhǔn)都是粗基準(zhǔn),粗基準(zhǔn)選擇得正確與否，不但與第一道工序的加工有關(guān)，而且還將對(duì)該工件加工的全過程產(chǎn)生重大影響。選擇粗基準(zhǔn)，一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：9 （1）保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則 被加工零件

5、上如有不加工表面應(yīng)選不加工面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有一定的相對(duì)位置關(guān)系。圖5-2 零件加工實(shí)例不加工表面加工余量1012.86.4其余圖5-3 撥叉加工實(shí)例11 （2）合理分配加工余量的原則 從保證重要表面加工余量均勻考慮，應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)，床身加工就是一個(gè)很好的實(shí)例。圖5-4 床身加工粗基準(zhǔn)選擇12 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(duì)較少，因此要求在加工床身時(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

6、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，這樣做可以保證從導(dǎo)軌面上切除的加工余量少而均勻。13 （3） 便于裝夾的原則 為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平也光潔,不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口切痕或其他缺陷,并有足夠的支承面積。 （4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則 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的位置誤差會(huì)相當(dāng)大，所以，粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用。 上述四項(xiàng)選擇粗基準(zhǔn)的原則，有時(shí)不能同時(shí)兼顧，只能根據(jù)主次決擇。14 （二）表面加工方法的選擇 機(jī)器零件的結(jié)構(gòu)形狀雖然多種多樣，但它們都是由一些

7、最基本的幾何表面（外圓、孔、平面等）組成的，機(jī)器零件的加工過程實(shí)際就是獲得這些幾何表面的過程。同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工，但每種加工方法的加工質(zhì)量、加工時(shí)間和所花費(fèi)的費(fèi)用卻是各不相同的。工程技術(shù)人員的任務(wù)，就是要根據(jù)具體加工條件（生產(chǎn)類型、設(shè)備狀況、工人的技術(shù)水平等）選用最適當(dāng)?shù)募庸し椒?，加工出合乎圖樣要求的機(jī)器零件。15 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)到圖樣要求的，對(duì)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)到加工質(zhì)量要求。 在選擇加工方法時(shí)，一般總是首先根據(jù)零件主要表面的技術(shù)要求和工廠具體條件，先選定該表面終加工工序加工方法，然后再逐一選定

8、該表面各有關(guān)前導(dǎo)工序的加工方法。主要表面的加工方案和加工方法選定之后,再選定次要表面的加工方案和加工方法。16 （三）加工階段的劃分 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，一般都要經(jīng)過粗加工。半精加工和精加工等三個(gè)階段；如果零件的加工精度要求特別高、表面粗糙度要求特別小時(shí)，還要經(jīng)過精整和光整加工階段。各個(gè)加工階段的主要任務(wù)是： 1粗加工階段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近成品零件。17 2半精加工階段 切除粗加工后留下的誤差，使被加工工件達(dá)到一定精度，為精加工作準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工，例如，鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等。 3精加工階段 保證各主要表面達(dá)到零件圖規(guī)定的加工質(zhì)量

9、要求。18 4精整和光整加工階段 對(duì)于精度要求很高（IT5以上）、表面粗糙度值要求很?。≧a02）的表面，尚需安排精整和光整加工階段，其主要任務(wù)是減小表面粗糙度和進(jìn)一步提高尺寸精度和形狀精度，但一般沒有提高表面間位置精度的作用。19 將零件的加工過程劃分為幾個(gè)加工階段的主要目的是： （1）保證零件加工質(zhì)量 粗加工階段要切除加工表面上的大部分余量，切削力和切削熱量都比較大，裝夾工件所需夾緊力亦較大，被加工工件會(huì)產(chǎn)生較大的受力變形和受熱變形；此外，粗加工階段從工件上切除大部分余量后，殘存在工件中的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，也會(huì)使工件產(chǎn)生變形。20 如果加工過程不劃分階段，把各個(gè)表面的粗、精加工工序混在一起

10、交錯(cuò)進(jìn)行，那么安排在工藝過程前期通過精加工工序獲得的加工精度勢(shì)必會(huì)被后續(xù)的粗加工工序所破壞，這是不合理的。加工過程劃分為幾個(gè)階段以后，粗加工階段產(chǎn)生的加工誤差，可以通過半精加工和精加工階段逐步予以修正，這樣安排，零件的加工質(zhì)量容易得到保證。21 （2）有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時(shí)處理 粗加工各表面后，由于切除了各加工表面的大部分加工余量，可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷（氣孔、砂眼、裂紋和加工余量不夠），以便及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ)，不會(huì)浪費(fèi)后續(xù)精加工工序的制造費(fèi)用。 （3）有利于合理利用機(jī)床設(shè)備 粗加工工序需選用功率大、精度不高的機(jī)床加工，精加工工序則應(yīng)選用高精度機(jī)床加工。在高精度機(jī)床上安排做粗加工工作，機(jī)床

11、精度會(huì)迅速下降,將某一表面的粗、精加工工作安排在同一機(jī)床上加工是不合理的。22 應(yīng)當(dāng)指出，將工藝過程劃分為幾個(gè)階段進(jìn)行是對(duì)整個(gè)加工過程而言的，不能拘泥于某一表面的加工，例如，工件的定位基準(zhǔn),在半精加工階段（有時(shí)甚至在粗加工階段）中就需要加工得很精確；而在精加工階段中安排某些鉆、攻螺紋孔之類的粗加工工序也是常見的。23 當(dāng)然，劃分加工階段并不是絕對(duì)的。在高剛度高精度機(jī)床設(shè)備上加工剛性好、加工精度要求不特別高或加工余量不太大的工件就可以不必劃分加工階段。有些精度要求不太高的重型零件，由于運(yùn)送工件和裝夾工件費(fèi)時(shí)費(fèi)工，一般也不劃分加工階段，而是在一個(gè)工序中完成全部粗加工和精加工工作。在上述加工中，為減

12、少夾緊變形對(duì)工件加工精度的影響，一般都在粗加工后松開夾緊裝置，然后用較小的夾緊力重新夾緊工件，繼續(xù)進(jìn)行精加工，這對(duì)提高工件加工精度有利.24 （四）工序的集中與分散 確定加工方法之后，就要按零件加工的生產(chǎn)類型和工廠（車間）具體條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定零件加工過程工序數(shù)有兩種退然不同的原則，一種是工序集中原則，另一種是工序分散原則。25 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，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。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使每個(gè)工序只包括一個(gè)

13、簡(jiǎn)單工步。26 按工序集中原則組織工藝過程的特點(diǎn)是： 1）有利于采用自動(dòng)化程度較高的高效率機(jī)床和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。 2）工序數(shù)少，設(shè)備數(shù)少，可相應(yīng)減少操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積。 3）工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間,而旦由于在一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各加工表面之間的相互位置精度要求。27 按工序分散原則組織工藝過程的特點(diǎn)是： l）所用機(jī)床和工藝裝備簡(jiǎn)單，易于調(diào)整。 2）對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求不高。 3）工序數(shù)多，設(shè)備數(shù)多，操作工人多,占用生產(chǎn)面積大。 28 按工序集中原則和工序分散原則組織工藝過程各有特點(diǎn)，生產(chǎn)上都有應(yīng)用。傳統(tǒng)的以專用機(jī)床、組合機(jī)床為主體組建的流水生產(chǎn)線、自動(dòng)

14、生產(chǎn)線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(duì)產(chǎn)品改型的適應(yīng)性較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。采用數(shù)控機(jī)床和加工中心加工零件都按工序集中原則組織工藝過程，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于可重組生產(chǎn)的能力較強(qiáng)，生產(chǎn)適應(yīng)性好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對(duì)容易 ，仍然受到愈來愈多的重視。29 （五）工序先后順序的安排 1機(jī)械加工工序的安排 機(jī)械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： l）先加工定位基面，再加工其他表面。 2）先加工主要表面，后加工次要表面。 3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 4）先加工平面，后加工孔。30 2熱處理工序及表面處理工序的安排 為改善工件材料切削性能安

15、排的熱處理工序,例如退火、正火、調(diào)質(zhì)等，應(yīng)在切削加工之前進(jìn)行。 為消除工件內(nèi)應(yīng)力安排的熱處理工序，例如人工時(shí)效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進(jìn)行；為了減少機(jī)械加工車間與熱處理車間之間的運(yùn)輸工作量，對(duì)于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前進(jìn)行。31 對(duì)于機(jī)床床身、立柱等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的鑄件，在粗加工前后均須安排時(shí)效處理工序（人工時(shí)效或自然時(shí)效），使材料組織穩(wěn)定，日后不再有較大的變形產(chǎn)生。 人工時(shí)效：就是將鑄件以50100/小時(shí)的速度加熱到500550，保溫35h,然后以2050/h的速度隨爐冷卻。 自然時(shí)效：就是將鑄件在露天放置幾個(gè)月到幾年時(shí)間，讓鑄件在自然界經(jīng)受日曬雨淋的“錘煉”，使材

16、料組織內(nèi)部應(yīng)力松弛并逐漸趨于穩(wěn)定。32 為改善工件材料力學(xué)性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進(jìn)行，這是因?yàn)榇慊鹛幚砗笥绕涫菨B碳淬火后工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生，為修正滲碳、淬火處理產(chǎn)生的變形，熱處理后需要安排精加工工序。在淬火處理進(jìn)行之前，需將銑槽、鉆孔、攻螺紋、去毛刺等次要表面的加工進(jìn)行完畢。33 當(dāng)工件需要作滲碳淬火處理時(shí)，由于滲碳過程工件會(huì)有較大的變形產(chǎn)生，常將滲碳過程放在次要表面加工之前進(jìn)行，這樣可以減少次要表面與淬硬表面間的位置誤差。 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

17、工藝過程最后階段進(jìn)行。34 3其他工序的安排 為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場(chǎng)合安排檢驗(yàn)工序： l）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(zhǎng)工序和重要工序的前后； 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。35 零件表層或內(nèi)腔的毛刺對(duì)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。 零件在進(jìn)人裝配之前，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。 在用磁力夾緊的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進(jìn)入裝配線。36

18、（六）機(jī)床設(shè)備與工藝裝備的選擇 正確選擇機(jī)床設(shè)備是一件很重要的工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。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)，機(jī)床精度等級(jí)應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)，電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)，機(jī)床設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。37 選用機(jī)床設(shè)備應(yīng)立足于國(guó)內(nèi)，必須進(jìn)口的機(jī)床設(shè)備，須經(jīng)充分論證，嚴(yán)格履行審批手續(xù)。 如果工件尺寸太大（或太?。┗蚬ぜ募庸ぞ纫筮^高，沒有現(xiàn)成的機(jī)床設(shè)備可供選擇時(shí)，可以考慮采用自制專用機(jī)床。可根據(jù)工序加工要求提出專用機(jī)床的設(shè)計(jì)任務(wù)書。38 機(jī)床設(shè)計(jì)任務(wù)書應(yīng)附有與該工序加工有關(guān)的一切

19、必要的數(shù)據(jù)資料，包括工序尺寸、公差及技術(shù)條件，工件的裝夾方式，該工序加工所用切削用量、工時(shí)定額、切削力、切削功率以及機(jī)床的總體布置形式等。 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。39 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）；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。使用數(shù)控機(jī)床加工，機(jī)時(shí)費(fèi)用高，為充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，宜選用機(jī)械夾固不重磨刀具和耐磨性特別好的刀具。40 例如，硬質(zhì)合金涂層刀具、立方氮化硼刀具和人造金剛石刀具等， 以減少更換刀具和預(yù)調(diào)刀具的時(shí)間。數(shù)控加工所用刀具壽命至少應(yīng)保證能將一個(gè)

20、工件加工完。 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)使其具有更大的柔性。 圖5-8為CA6140型車床主軸箱體簡(jiǎn)圖。 表54列出了大批大量生產(chǎn)CA6140型車床主軸箱箱體的機(jī)械加工工藝路線。圖表41 在中小批生產(chǎn)條件下加工主軸箱箱體,可以考慮根據(jù)工序集中原則組織工藝過程，采用加工中心加工箱體。它的特點(diǎn)是：一次裝夾就能完成箱體許多表面的加工；加工表面間具有很高的位置精度；轉(zhuǎn)換生產(chǎn)對(duì)象非常方便，生產(chǎn)適應(yīng)性好。 42三、加工余量 （一）概述 用去除材料方法制造機(jī)器零件時(shí)，一般都要從毛坯上切除一層層材料之后最后才能制得符合圖樣規(guī)定要求的零件。 加工余量

21、：毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。43加工余量總余量工序余量單邊余量：如圖a）雙邊余量：如圖b）、c）44 對(duì)于非對(duì)稱表面，其加工余量用單邊余量 表示。對(duì)于外圓與內(nèi)圓這樣的對(duì)稱表面，其加工余量用雙邊余量2 表示。 由于工序尺寸有偏差，各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的，故工序余量有公稱余量（簡(jiǎn)稱余量）、最大余量和最小余量之分。圖圖45 工序尺寸偏差一般按“入體原則”標(biāo)注。對(duì)被包容尺寸（例如軸徑），L偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對(duì)包容尺寸（例如孔徑、槽寬）,下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。 正確規(guī)定加工余量的數(shù)值是十分重要的，加工余量規(guī)定得過大，不僅浪費(fèi)材料而巨耗費(fèi)機(jī)時(shí)、刀具和電力

22、；但加工余量也不能規(guī)定得過小，如果加工余量留得過小，則本工序加工就不能完全切除上工序留在加工表面上的缺陷層，因而也就沒有達(dá)到設(shè)置這道工序的目的。46 （二）影響加工余量的因素 為了合理確定加工余量，必須深入了解影響加工余量的各項(xiàng)因素。影響加工余量的因素有以下四個(gè)方面： 47 1上工序留下的表面粗糙度值 （表面輪廓的最大高度）和表面缺陷層深度 本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去，如果連上一道工序殘留在加工表面上的表面粗糙度和表面缺陷層都清除不干凈，那就失去了設(shè)置本工序的本意了。由此可知,本工序加工余量必須包括 和 這兩項(xiàng)因素。 48 2上工序的尺寸公差 由于上工序加工表面存在

23、尺寸誤差，為了使本工序能全部切除上工序留下的表面粗糙度 和表面缺陷層 ，本工序加工余量必須包括 項(xiàng)。 49 3 值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差 工件上有一些形狀誤差和位置誤差是沒有包括在加工表面的工序尺寸公差范圍之內(nèi)的。在確定加工余量時(shí)，必須考慮它們的影響，否則本工序加工將無法全部切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度和缺陷層。圖50 4本工序的裝夾誤差 如果本工序存在裝夾誤差 （包括定位誤差、夾緊誤差），則在確定本工序加工余量時(shí)還應(yīng)考慮 的影響。 為保證本工序能切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度缺陷層，本工序應(yīng)設(shè)置的工序余量值 。 對(duì)于單邊余量： 對(duì)于雙邊余量： 51 （三）加工余量的

24、確定 確定加工余量有計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法等三種方法，分述如下： 1計(jì)算法 在掌握上述各影響因素具體數(shù)據(jù)的條件下，用計(jì)算法確定加工余量是比較科學(xué)的；可惜的是,目前所積累的統(tǒng)計(jì)資料尚不多，計(jì)算有困難，此法目前應(yīng)用較少。52 2經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法 加工余量由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員和工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。由于主觀上有怕出廢品的思想，故所估加工余量一般都偏大，此法只用于單件小批生產(chǎn)。 3查表法 此法以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制定的各種表格為依據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況加以修正。用查表法確定加工余量，方法簡(jiǎn)便，比較接近實(shí)際，生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。53 四、工序尺寸及其公差的確定 零件圖上所標(biāo)注的尺寸公差是

25、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)工藝規(guī)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。54 （一）尺寸鏈及尺寸鏈計(jì)算公式 1尺寸鏈的定義 55 尺寸鏈： 在工件加工和機(jī)器裝配過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。 環(huán)：組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。 封閉環(huán)：尺寸鏈中凡屬間接得到的尺寸稱為封閉環(huán)，在圖514b所示尺寸鏈中， 是間接得到的尺寸，它就是圖514b所示尺寸鏈的封閉環(huán)。56 組成環(huán)：尺寸鏈中凡屬通過加工直接得到的尺寸稱為組成環(huán)，圖514b所示尺寸鏈中 與 都是通過加工直接得到的尺寸， 、 都是圖514

26、b所示尺寸鏈的組成環(huán)。組成環(huán)按其對(duì)封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)和減環(huán)。 增環(huán)：當(dāng)其他組成環(huán)的大小不變，若封閉環(huán)隨著某組成環(huán)的增大而增大，則此組成環(huán)就稱為增環(huán)； 57 減環(huán)：若封閉環(huán)隨著某組成環(huán)的增大而減小，則此組成環(huán)就稱為減環(huán)；在圖514b所示尺寸鏈中， 是增環(huán)， 是減環(huán)。 尺寸鏈圖的畫法： 1）首先根據(jù)工藝過程，找出間接保證的尺寸 ，作為封閉環(huán)； 2）從封閉環(huán)兩端出發(fā)，按照工件表面間的尺寸聯(lián)系，一次畫出直接獲得的尺寸 、 ，形成一封閉圖形。 58尺 寸 鏈 直線尺寸鏈：由彼此平行的直線尺寸 組成 平面尺寸鏈：由位于一個(gè)或幾個(gè)平行 平面內(nèi)但相互不都平行 的尺寸組成空間尺寸鏈：由位于幾個(gè)不平行平面

27、內(nèi)的尺寸組成2尺寸鏈的分類圖59 由于最常見的是直線尺寸鏈，而且平面尺寸鏈和空間尺寸鏈都可以通過坐標(biāo)投影方法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈求解。 3尺寸鏈計(jì)算尺寸鏈計(jì)算 正計(jì)算 反計(jì)算 中間計(jì)算60 正計(jì)算：已知組成環(huán)尺寸、公差求封閉環(huán)尺寸、公差的計(jì)算方式 反計(jì)算：已知封閉環(huán)尺寸、公差反求各組成環(huán)尺寸、公差 中間計(jì)算：已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)的尺寸、公差，求其余的一個(gè)或幾個(gè)組成環(huán)尺寸、公差61尺寸鏈計(jì)算 用極值法解尺寸鏈：是按尺寸鏈各環(huán)均處于極值條件來分析計(jì)算封閉環(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：是運(yùn)用概率論理論來分析計(jì)算封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的62 4用極值法解算直線尺寸鏈基本計(jì)算公式

28、 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，可以用最大極限尺寸（ ）與最小極限尺寸（ ）或基本尺寸（A）、中間偏差（）與公差（T）表示，它們之間的關(guān)系參見圖516。用極值法解算尺寸鏈的計(jì)算公式主要有： 圖63 分析上式可知，封閉環(huán)基本尺寸 等于所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺寸之和。式中m組成環(huán)數(shù)； 第i組成環(huán)的尺寸傳遞系數(shù)，對(duì)直線尺寸鏈而言，增環(huán)的尺寸傳遞系數(shù)為1，減環(huán)的尺寸傳遞系數(shù)為1。據(jù)此，上式可改寫為 （1）封閉環(huán)基本尺寸 64 （3）環(huán)的極限偏差 ES=T2 EI=T2 （4）環(huán)的中間偏差 =（ESEI）2 （2）環(huán)的極限尺寸65 式中 第i

29、組成環(huán)的中間偏差。 （5）封閉環(huán)中間偏差（6）封閉環(huán)公差66（8） 封閉環(huán)極限偏差 （7）封閉環(huán)極限尺寸67 5用統(tǒng)計(jì)法解算直線尺寸鏈基本計(jì)算公式 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(duì)稱分布與不對(duì)稱分布之分。 用統(tǒng)計(jì)法解算尺寸鏈的基本計(jì)算公式除可應(yīng)用極值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： 68 l）封閉環(huán)中間偏差 2）封閉環(huán)公差69 （二）工藝尺寸及其公差的計(jì)算實(shí)例 1定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸公差的計(jì)算70 例 51 加工圖a）所示工件，設(shè)1面已加工好，現(xiàn)以1面定位加工3面和2面，其工序簡(jiǎn)圖如圖b）所示，試求工序尺寸 與 。7

30、1 2一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算 例52 一帶有鍵槽的內(nèi)孔要淬火及磨削，其設(shè)計(jì)尺寸如圖518a所示，內(nèi)孔及鍵槽的加工順序是： 1）鏜內(nèi)孔至中 mm； 2）插鍵槽至尺寸A； 3）淬火； 4）磨內(nèi)孔，同時(shí)保證內(nèi)孔直徑 mm和鍵槽深度 mm兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的要求。圖72 要求確定工序尺寸A及其公差（假定淬火后內(nèi)孔沒有脹縮）。 3用綜合圖表跟蹤法計(jì)算工序尺寸及其公差 當(dāng)零件在同一方向上加工的尺寸較多，并需多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)時(shí)，工序尺寸公差的計(jì)算容易出錯(cuò)，應(yīng)用綜合圖表跟蹤方法將加工過程中的尺寸關(guān)系直觀地列在一張圖表上,可以幫助工程技術(shù)人員查找建立尺寸鏈。 73例53 加工圖5-19所

31、示套筒零件，其軸向有關(guān)表面的加工工序安排為：74 1）軸向以A面定位，粗車D面，然后以D面為測(cè)量基準(zhǔn)粗車B面，保證工序尺寸 和 。 2）軸向以D面定位，粗車A面，保證工序尺寸 ，然后以A面作測(cè)量基準(zhǔn)鏜C面，保證工序尺寸 ； 3）軸向以D面定位磨A面，保證工序尺寸 。 要求確定工序尺寸 、 、 、 和 及其公差。 75五、工藝過程的生產(chǎn)率 （一）時(shí)間定額 時(shí)間定額：是指在一定生產(chǎn)條件下規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。 時(shí)間定額是安排作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算的重要依據(jù),也是設(shè)計(jì)或擴(kuò)建工廠（或車間）時(shí)計(jì)算設(shè)備和工人數(shù)量的依據(jù)。 76 時(shí)間定額規(guī)定得過緊會(huì)影響生產(chǎn)工人的勞動(dòng)積極性和創(chuàng)造性，并

32、容易誘發(fā)忽視產(chǎn)品質(zhì)量的傾向；時(shí)間定額規(guī)定得過松就起不到指導(dǎo)生產(chǎn)和促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的積極作用。合理制訂時(shí)間定額對(duì)保證產(chǎn)品加工質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。 77 時(shí)間定額由以下幾個(gè)部分組成： 1基本時(shí)間 基本時(shí)間：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、性能和相對(duì)位置關(guān)系所消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間。對(duì)切削加工、磨削加工而言，基本時(shí)間就是去除加工余量所花費(fèi)的時(shí)間。78 2輔助時(shí)間 輔助時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)基本工藝工作所作各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間；例如，裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量加工尺寸、引進(jìn)或退回刀具等動(dòng)作所花費(fèi)的時(shí)間。79 確定輔助時(shí)間的方法與零件生產(chǎn)類型有關(guān)。在大批大量生產(chǎn)

33、中，為使輔助時(shí)間規(guī)定得合理，須將輔助動(dòng)作進(jìn)行分解，然后通過實(shí)測(cè)或查表求得各分解動(dòng)作時(shí)間，再累積相加；在中小批生產(chǎn)中，一般用基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算?；緯r(shí)間與輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。80 3布置工作地時(shí)間 布置工作地時(shí)間：為使加工正常進(jìn)行，工人為照管工作地（例如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間，稱為布置工作地時(shí)間，又稱工作地服務(wù)時(shí)間。 一般按作業(yè)時(shí)間的27估算。81 4休息和生理需要時(shí)間 休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時(shí)間，稱為休息和生理需要時(shí)間；一般按作業(yè)時(shí)間的2估算。 單件時(shí)間是以上四部分時(shí)間的總和。 5準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間82 （二

34、）提高生產(chǎn)率的工藝途徑 勞動(dòng)生產(chǎn)率：是以工人在單位時(shí)間內(nèi)所生產(chǎn)的合格產(chǎn)品的數(shù)量來評(píng)定的。 不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是降低成本、增加積累和擴(kuò)大社會(huì)再生產(chǎn)的根本途徑。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率是一個(gè)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、組織管理等都有關(guān)的綜合性任務(wù)，此處僅就提高生產(chǎn)率的工藝途徑作一簡(jiǎn)要說明。83 1縮減基本時(shí)間的工藝途徑 由基本時(shí)間的計(jì)算公式可知，提高切削用量、縮減工作行程都可減少基本時(shí)間，現(xiàn)分述如下: （1）提高切削用量 增大切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量都可縮減基本時(shí)間。但切削用量的提高受到刀具壽命和機(jī)床條件（動(dòng)力、剛度、強(qiáng)度）的限制。 （2）縮減工作行程長(zhǎng)度 采用多刀加工可成倍縮減工作行程長(zhǎng)度。84 （3）多件加

35、工 多件加工有平行加工、順序加工和平行順序加工三種不同方式。 2縮減輔助時(shí)間的工藝途徑 輔助時(shí)間在單件時(shí)間中占有較大比重，采取措施縮減輔助時(shí)間是提高生產(chǎn)率的重要途徑；尤其是在大幅度提高切削用量之后，基本時(shí)間顯著減少，輔助時(shí)間所占比重相對(duì)較大的情況下，更顯得重要。85 縮減輔助時(shí)間有兩種不同途徑： （1）直接縮減輔助時(shí)間 采用先進(jìn)高效 夾具和各種上下料裝置，可縮短裝卸工件的時(shí)間。 （2）將輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合 采用交換夾具或交換托盤交替進(jìn)行工作，使裝卸工件的輔助時(shí)間與基本時(shí)間重合。86 3縮減布置工作地時(shí)間的工藝途徑 在布置工作地時(shí)間中，大部分消耗在更換刀具（包括小調(diào)整刀具）的工作上?？s減布置

36、工作地時(shí)間的主要途徑是減少換刀次數(shù)和縮短換刀時(shí)間。減少換刀次數(shù)就意味著要提高刀具或砂輪的壽命；而縮短換刀時(shí)間，則主要是通過改進(jìn)刀具的安裝方法和采用先進(jìn)的對(duì)刀裝置來實(shí)現(xiàn)，如采用各種快換刀夾、刀具微調(diào)裝置、專用對(duì)刀樣板和自動(dòng)換刀裝置等，以減少裝卸刀具和對(duì)刀所花費(fèi)的時(shí)間。87 4縮減準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間的工藝途徑 縮減準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間的主要途徑是減少調(diào)整機(jī)床、刀具和夾具的時(shí)間，縮短數(shù)控編程時(shí)間和試調(diào)時(shí)間，具體措施如下： 1）運(yùn)用成組工藝原理，把結(jié)構(gòu)形狀、技術(shù)要求和工藝過程相類似的零件劃歸為一組，然后按組制訂工藝規(guī)程，并為之設(shè)計(jì)或選用一套為該組零件共用的工藝裝備，更換同組零件時(shí)，可不更換工藝裝備，只需經(jīng)少量調(diào)整即

37、可投人生產(chǎn)。88 2）采用可換刀架或刀夾。在機(jī)外按加工要求將刀具預(yù)先調(diào)整好，更換加工對(duì)象時(shí)，只需將事先調(diào)整好的刀架或刀夾裝到機(jī)床上去便可進(jìn)行加工。 3）采用刀具微調(diào)和快調(diào)機(jī)構(gòu)。在多刀加工中調(diào)整刀具特別費(fèi)時(shí)，若在刀夾尾部裝上微調(diào)機(jī)構(gòu)（如差動(dòng)螺絲等）就可顯著減少調(diào)整時(shí)間。89 4）采用數(shù)控加工過程擬實(shí)技術(shù)，在更換加工對(duì)象前在機(jī)外采用仿真模擬辦法,考證數(shù)控加工編程的正確性，如發(fā)現(xiàn)有干涉碰撞或加工尺寸不符合要求的情況，在機(jī)外進(jìn)行修改，直至完全合格為止。90 六、工藝方案的經(jīng)濟(jì)分析 制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，在同樣能滿足被加工零件技術(shù)要求和同樣能滿足產(chǎn)品交貨期的條件下，經(jīng)技術(shù)分析一般都可以擬訂出幾種不同的工藝方案，有些工藝方案的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短,生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品上市快，但設(shè)備投資較大；另外一些工藝方案的設(shè)備投資較少，但生產(chǎn)效率偏低；不同的工藝方案有不同的經(jīng)濟(jì)效果。為了選取在給定生產(chǎn)條件下最為經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，必須對(duì)各種不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。91 經(jīng)濟(jì)分析：就是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。 生產(chǎn)成本包括兩部分費(fèi)用，一部分費(fèi)用與工藝過程直接有關(guān)，另一部分費(fèi)用與工藝過程