工序尺寸及公差的確定

1、 工序(gngx)的設計 共四十七頁【教學目的和要求】 了解加工余量及其確定方法，掌握工序尺寸及其公差的確定方法：引用法、余量法和工藝尺寸鏈法的計算方法和應用，熟悉工序所用機床設備、工藝裝備的選用原則，以及合理確定切削用量和時間定額等的基本知識。能夠合理確定加工余量、工序尺寸及其公差、機床設備、工藝裝備、切削用量和時間定額?！窘虒W內容摘要】 本課題主要闡述加工余量及其確定方法，工序尺寸及其公差的確定原理，工藝卡片填寫的主要內容，以及工序所用機床設備、工藝裝備（即刀具、夾具、量具等）選用原則，和合理確定切削用量和時間定額等?！窘虒W重點(zhngdin)、難點】 本課題教學重點和難點是用工藝尺寸鏈

2、法確定工序尺寸及其公差?！窘虒W方法和使用教具】 講授法、講練。 【教學內容】共四十七頁問題(wnt)一：加工余量的確定一、加工余量的概念 加工余量是指加工過程中從加工表面(biomin)切去的材料層厚度。加工余量 工序余量 加工總余量 工步余量 共四十七頁1、工序余量工序余量是指在一道工序中，從某一加工表面切除(qich)的材料層。其大小等于相鄰兩工序的工序尺寸之差。對于非對稱的加工表面，加工余量是單邊余量。其中對于外表面（被包容表面）Zb=ab，而對于內表面（包容表面）Zb=ba。式中：Zb本工序的工序余量；a 前工序的工序尺寸；b 本工序的工序尺寸。 共四十七頁共四十七頁對于內孔、外圓等回

3、轉(huzhun)表面，其加工余量是雙邊余量，即相鄰兩工序的直徑差。其中對于外圓2Zb=da-db，而對于內孔2Zb=db-da，式中：2Zb直徑上的加工余量；da 前工序加工直徑；db 本工序加工直徑。 共四十七頁2、加工總余量加工總余量指加工過程中從加工表面切去的材料層總厚度。其大小等于毛坯尺寸(ch cun)和零件圖上相應的設計尺寸(ch cun)之差，也等于各工序余量之和。共四十七頁3、最大余量(y lin)、最小余量(y lin)和余量(y lin)公差由于毛坯制造和各工序加工后的工序尺寸都不可避免地存在誤差，所以無論加工總余量還是工序余量都不是一個固定值，有最大余量、最小余量之分，

4、余量的變動范圍(fnwi)稱為余量公差。 共四十七頁共四十七頁二、影響(yngxing)加工余量大小的因素 1、前工序留下的表面(biomin)粗糙度和表面(biomin)缺陷層2、前工序的尺寸公差3、前工序的形位誤差4、本工序的裝夾誤差5、其它特殊因素加工余量的大小對于零件的加工質量和生產率均有較大的影響。為了合理確定加工余量，必須了解影響加工余量的各項因素 共四十七頁三、確定加工余量大小(dxio)的方法1、經(jīng)驗估計(gj)法2、查表修正法3、分析計算法共四十七頁問題二：工序尺寸(ch cun)及其公差的確定工序(gngx)尺寸是指每道工序加工后應達到的加工尺寸。合理確定工序尺寸及其公差是

5、制訂工藝規(guī)程的重要工作之一，也是保證加工精度的重要基礎。不同情況下工序尺寸及其公差的確定方法是不同的，現(xiàn)歸納為以下三種方法予以介紹。 共四十七頁一、引用(ynyng)法例：如圖示零件。以A、B面為定位基準鉆10孔工序。結論：當某些表面只需進行一次加工（或多次加工中的最后一次加工），且定位基準與設計基準重合時，均可采用此方法(fngf)確定工序尺寸及其公差。 直接引用零件圖上給出的設計尺寸及其公差作為工序尺寸及其公差的方法共四十七頁二、余量(y lin)法例：如圖示長方體零件(ln jin)在確定工序余量的同時，同步確定工序尺寸及其公差的方法 共四十七頁加工零件上下表面(biomin)的工藝路線

6、為： 1、毛坯鍛造 2、以下表面定位銑上面 3、以上表面定位銑下面 4、以上表面定位磨下面零件圖上只標注出了設計尺寸，其余(qy)尺寸未知，應如何確定工藝過程中所需的各有關工序尺寸及其公差呢？ 共四十七頁具體方法如下(rxi)1、確定加工(ji gng)總余量和各工序（工步）余量2、確定各工序尺寸的公差3、計算各工序尺寸4、標注工序尺寸公差共四十七頁例：某零件上一孔的設計要求為100 ，Ra值為0.8m，毛坯為鑄鐵件，其加工工藝路線為：毛坯粗鏜半精鏜精鏜浮動鏜。求各工序尺寸(ch cun)及其公差。結論：當基準重合，表面需多次加工時，工序尺寸及其公差的確定只需考慮每次加工時的加工余量和所能達到

7、的經(jīng)濟精度，并由最后一次加工開始向前推算，直到毛坯尺寸。分析計算（自己(zj)動手）共四十七頁三、工藝(gngy)尺寸鏈法 例：如圖示套筒零件，毛坯為棒料，機械加工工藝路線為： 車左端面車外圓調頭車右端面，保證(bozhng)設計尺寸50 鉆小孔10鏜大孔20。共四十七頁引出(yn ch)問題 分 析由于小孔10直徑小，在加工20孔底面C時，由于設計尺寸10 不便測量而無法直接保證其精度要求。由于20孔的深度可用深度游標卡尺方便地測出，因此(ync)設計尺寸10 可以通過保證設計尺寸50 和20孔的深度尺寸而間接得到保證。那么，在加工20孔時，其深度尺寸及其公差應為多少時，在50 尺寸合格的情

8、況下，設計尺寸10也一定能保證合格呢？上述這類工序尺寸就需要用工藝尺寸鏈法來計算。這類工序尺寸為工藝基準與設計基準不重合時的工序尺寸。 共四十七頁(一) 工藝(gngy)尺寸鏈的基本知識1、尺寸鏈的概念、種類和特征 在機器裝配(zhungpi)或零件加工過程中，由相互聯(lián)系且按一定順序排列的尺寸形成的封閉尺寸圖形，稱為尺寸鏈。共四十七頁為便于分析和計算(j sun)尺寸鏈，對尺寸鏈中的各尺寸作如下定義：尺寸(ch cun)鏈封閉環(huán) 增環(huán) 組成環(huán) 組成環(huán) 減環(huán) 共四十七頁1） 環(huán) 列入尺寸鏈中的每一尺寸均稱為環(huán)。環(huán)分 為封閉環(huán)和組成環(huán)兩種。2）封閉環(huán) 封閉環(huán)是尺寸鏈中在設計(shj)、裝配或加工過

9、 程中最后（自然或間接）形成的一個環(huán)。一個尺寸鏈必有且只有一個封閉環(huán)。確定封閉環(huán)的關鍵是，正確理解“最后、自然、間接”的含義(hny)本質共四十七頁3) 組成(z chn)環(huán) 尺寸鏈中除封閉環(huán)外的其余環(huán)均為組成環(huán)。組成環(huán)對封閉環(huán)有影響，任一組成環(huán)的變動必然引起封閉環(huán)的變動。組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。4) 增環(huán) 尺寸鏈中某組成環(huán)的變動，若引起封閉環(huán)的同向變動，則該組成環(huán)為增環(huán)。 同向變動是指，在其余組成環(huán)大小不變時，該環(huán)增大封閉環(huán)隨之增大，該環(huán)減小封閉環(huán)隨之減小。共四十七頁5) 減環(huán) 尺寸鏈中某組成環(huán)的變動，若引起封閉環(huán)的反向變動，則該組成環(huán)為減環(huán)。 反向變動是指，在其余(qy)組成環(huán)大小不變時

10、，該環(huán)增大封閉環(huán)隨之減小，該環(huán)減小封閉環(huán)反而增大。尺寸鏈圖畫(thu)法封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)的表示法 共四十七頁判別組成環(huán)增減性的方法：直接(zhji)用上述定義判別是用環(huán)繞法（箭頭法）判別環(huán)繞法（箭頭法）的具體做法是：先按封閉環(huán)的尺寸標注方向給封閉環(huán)任意確定一個方向，然后沿該方向環(huán)繞尺寸鏈一周，在此過程中，遇到一個環(huán)，就沿環(huán)繞方向給該環(huán)定一個方向。凡某一環(huán)的方向與封閉環(huán)的方向相反，該環(huán)即為增環(huán)，反之，即為減環(huán)。共四十七頁按尺寸鏈的應用場合不同(b tn)，可分為三種 1）設計尺寸鏈（例略） 組成該尺寸鏈的全部環(huán)均為同一零件上的設計尺寸。設計尺寸鏈也稱為零件尺寸鏈。2）裝配(zhungpi)尺寸

11、鏈（后詳介） 全部組成環(huán)為不同零件設計尺寸所形成的尺寸鏈。3）工藝尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件上的工藝尺寸所形成的尺寸鏈。 共四十七頁尺寸鏈具有(jyu)兩個特征封閉性 尺寸鏈是由一個封閉環(huán)和若干個組成環(huán)相互連接形成的一個封閉圖形，具有(jyu)封閉性，不封閉就不是尺寸鏈。關聯(lián)性 尺寸鏈中的任意一個組成環(huán)發(fā)生變化，封閉環(huán)都將隨之發(fā)生變化，它們相互之間是關聯(lián)的，組成環(huán)是自變量，封閉環(huán)是因變量。 共四十七頁2工藝(gngy)尺寸鏈計算的基本公式 工藝(gngy)尺寸鏈的計算方法有兩種：極值法和概率法 極值法計算基本公式如下1）封閉環(huán)的基本尺寸A0 即封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有

12、減環(huán)基本尺寸之和。2）封閉環(huán)的最大極限尺寸A0max 即封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)最小極限尺寸之和。共四十七頁3）封閉環(huán)的最小極限尺寸A0min4）封閉環(huán)的上偏差ES（A0） 即封閉環(huán)的上偏差等于(dngy)所有增環(huán)上偏差之和減所有減環(huán)下偏差之和。5）封閉環(huán)的下偏差EI（A0） 即封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和減所有減環(huán)上偏差之和。6）封閉環(huán)的公差T0 即封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和。共四十七頁3工藝尺寸鏈的計算(j sun)形式（1）正計算(j sun)（2）反計算 （3）中間計算共四十七頁下面介紹三種典型工藝尺寸鏈的建立和計算方法1、測量基準與

13、設計基準不重合時工藝尺寸鏈的建立和計算例：前面已述的套筒零件的加工，即屬此種情況。解：（分析(fnx)略）（1）建立尺寸鏈，畫尺寸鏈圖封閉環(huán)：10，增環(huán)：50，減環(huán)：A1（2）計算（3）驗算計算正確。（二）工藝(gngy)尺寸鏈的應用和解算方法共四十七頁 在加工時，如50的尺寸合格，大孔深度(shnd)尺寸A1在40的范圍內，則設計尺寸10必是合格的。但當A1的實際尺寸為40.25mm時，顯然超出了40mm的范圍（不合格），此時另一個組成環(huán)50mm的實際尺寸只要在49.8950mm的范圍內（顯然它也是合格尺寸），則設計尺寸10mm也是合格的。這一現(xiàn)象稱為假廢品現(xiàn)象。 假廢品(fipn)分析共四

14、十七頁 由此可見，在實際加工時，當按工藝尺寸鏈換算出的工藝尺寸的實際值超出了換算出的公差范圍時，還不能簡單地認為該零件不合格(hg)，應逐個測量出各組成環(huán)的具體值，并算出間接獲得的設計尺寸的實際值，才能最終判別零件上要求的設計尺寸是否合格(hg)。因此，當出現(xiàn)假廢品時，對零件進行最后復檢很有必要，可防止將實際上的合格(hg)品當作廢品處理而造成浪費。結 論共四十七頁例：如圖示零件，當表面A、B、C均已加工完后，最后一道工序是鏜孔100H7。鏜孔時，為使工件裝夾方便，不選100H7孔的設計基準為定位(dngwi)基準，而選底面A為定位(dngwi)基準。試計算工序尺寸及公差。解：（略） 2、定位

15、基準(jzhn)與設計基準(jzhn)不重合時工藝尺寸鏈的建立和計算 共四十七頁例：如圖示為一齒輪內孔的局部簡圖，設計尺寸為：孔徑40 mm，鍵槽深度尺寸為43.6mm，加工順序如下：1) 鉆孔、擴孔、鏜孔；2) 插鍵槽； 3) 熱處理，淬火(cu hu)；4) 磨內孔。試確定各工序的工序尺寸。解：（略） 3. 從尚需繼續(xù)加工的表面標注工序尺寸(ch cun)時工藝尺寸(ch cun)鏈的建立和計算 共四十七頁共四十七頁問題三：工藝(gngy)卡片的填寫一、機床的選擇所選機床的精度應與工件加工要求的精度相適應所選機床的技術規(guī)格應與工件的尺寸型別相適應所選機床的生產率和自動化程度應與零件(ln

16、jin)的生產綱領相適應機床的選擇應與現(xiàn)場生產條件相適應共四十七頁二、工藝裝備的選擇1、夾具的選擇單件小批生產應盡量選擇通用夾具。例如，各種卡盤、虎鉗和回轉臺等。如條件具備(jbi)，可選用組合夾具，以提高生產率。大批量生產，應選擇生產率和自動化程度高的專用夾具。多品種中小批量生產可選用可調整夾具或成組夾具。夾具的精度應與工件的加工精度相適應。共四十七頁2、刀具的選擇一般應選用標準刀具，必要時可選擇各種高生產率的復合刀具及其它一些專用刀具。刀具的類型、規(guī)格及精度應與工件(gngjin)的加工要求相適應。3、量具的選擇單件小批生產應選用通用量具，如游標卡尺、千分尺、千分表等。大批量生產應盡量選用

17、效率較高的專用量具，如極限量規(guī)、專用檢驗夾具和測量儀器等。所選量具的量程和精度要與工件的尺寸和精度相適應。共四十七頁三、切削用量的確定 單件小批生產時，常不具體規(guī)定切削用量，而由操作者根據(jù)具體情況自行確定。批量較大(jio d)時，特別是組合機床、自動機床、數(shù)控機床及多刀加工工序的切削用量，應科學、嚴格地確定。一般來說，確定切削用量的基本原則是：共四十七頁1、粗加工時，應優(yōu)先考慮采用大的背吃刀量（切削深度），其次考慮采用較大的進給量，最后根據(jù)刀具的耐用度要求(yoqi)，確定合理的切削速度。2、半精加工、精加工時，一般多采用較小的背吃刀量（切削深度）和進給量，兼顧必要的刀具耐用度和生產率要求，

18、確定合理的切削速度。3、在采用組合機床、自動機床、數(shù)控機床等多刀具同時加工時，切削用量要比采用一般普通機床加工時低一些。共四十七頁四、時間定額的確定 時間定額是指在一定生產(shngchn)條件下，規(guī)定生產(shngchn)一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。 完成一個工件的一道工序的時間稱為單件時間Tt 。共四十七頁單件時間Tt包括如下組成部分：1、基本時間Tm 基本時間是直接改變生產對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質等工藝過程所消耗的時間。對于機械加工來說，是指從工件上切除(qich)金屬層所耗費的時間，其中包括刀具的切入和切出時間。共四十七頁2、輔助時間Ta 輔助時間是為實現(xiàn)工藝過程所必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。這些輔助動作包括：裝夾和卸下工件；開動和停止機床；改變切削用量；進、退刀具；測量(cling)工件尺寸等。基本時間和輔助時間的總和，稱為工序作業(yè)時間，即直接用于制造產品或零、部件所消耗的時間。共四十七頁3、布置工作地時間Ts 布置工作地時間是為使加工正常進行，工人看管工作地（如更換(gnhun)刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時間。布置工作地時間可按工序作業(yè)時間的27來估算。4、休息和生理需要