機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5-7

1、第五節(jié) 工序內(nèi)容的確定學(xué)習(xí)內(nèi)容：機(jī)床和工藝裝備的選擇加工余量確定切削用量的確定時(shí)間定額的確定要求掌握：機(jī)床、夾具、刀具和量具的選擇原則工序余量、毛坯余量的計(jì)算切削用量的選擇原則，背吃刀量、進(jìn)給量、切削速度的確定工時(shí)定額的構(gòu)成和計(jì)算一、機(jī)床和工藝裝備的選擇1.機(jī)床的選擇 1）機(jī)床的尺寸規(guī)格要與被加工的零件尺寸相適； 2）機(jī)床精度要與被加工零件的加工要求相適應(yīng)； 3）機(jī)床的生產(chǎn)率與被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)； 4）機(jī)床的選用要考慮節(jié)省投資和適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展; 5）改（擴(kuò)）建車(chē)間，要充分利用原有設(shè)備。 6）機(jī)床類(lèi)型的選擇普通機(jī)床：對(duì)于單件小批量生產(chǎn)為降低加工成本，應(yīng)優(yōu)先考慮使用普通機(jī)床。專(zhuān)用機(jī)床：

2、對(duì)于批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)為提高生產(chǎn)率應(yīng)優(yōu)先考慮使用專(zhuān)用機(jī)床。數(shù)控機(jī)床：對(duì)于中小批量生產(chǎn)為提高生產(chǎn)率和減低生產(chǎn)成本應(yīng)優(yōu)先考慮使用數(shù)控機(jī)床。2.機(jī)床夾具的選擇 機(jī)床夾具的選擇主要考慮生產(chǎn)類(lèi)型。1）單件小批量生產(chǎn)應(yīng)盡量選用通用夾具；2）大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高生產(chǎn)效率的專(zhuān)用機(jī)床夾具；3）對(duì)于中小批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品的試制為提高生產(chǎn)率和減低生產(chǎn)成本應(yīng)優(yōu)先考慮使用組合夾具。 此外，夾具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。3.刀具的選擇 1）刀具的選擇主要取決于：工序所采用的加工方法，加工表面的尺寸大小，工件材料，要求的加工精度，表面粗糙度，生產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)性。2）對(duì)于單件小批量生產(chǎn)為降低加工成本，應(yīng)優(yōu)先考慮使用標(biāo)準(zhǔn)

3、刀具。3）對(duì)于批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)為提高生產(chǎn)率應(yīng)優(yōu)先考慮使用專(zhuān)用刀具。 4.量具的選擇 量具的選擇主要根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型和要求的檢驗(yàn)精度進(jìn)行。1）對(duì)于尺寸誤差：對(duì)于單件小批量生產(chǎn)為降低加工成本，應(yīng)優(yōu)先采用通用量具（游標(biāo)卡尺、千分尺等）；成批生產(chǎn)多采用極限量規(guī)；大量生產(chǎn)多采用自動(dòng)化程度高的量?jī)x，如電動(dòng)或氣動(dòng)量?jī)x等。2）對(duì)于形位誤差：在單件小批生產(chǎn)中，一般采用通用量具（百分表，千分表等），也有采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的；在成批大量生產(chǎn)中，多采用專(zhuān)用檢具。 1、加工余量的概念二、加工余量的確定 工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。例如加工余量太小時(shí)，不易去掉上道工序所遺留下來(lái)的表面缺陷及

4、表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太大時(shí)，會(huì)造成加工工時(shí)和材料的浪費(fèi)，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。加工余量加工過(guò)程中從加工表面切去材料層厚度 分為：工序余量加工總余量（毛坯余量） 式中 a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。1）工序余量平面類(lèi)非對(duì)稱(chēng)表面的加工余量 工序余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度（相鄰兩工序的工序尺寸之差） 非對(duì)稱(chēng)表面，加工余量為單邊余量Zb； 對(duì)稱(chēng)表面，加工余量為雙邊余量2Zb。 單邊余量 外表面：Zb =la -lb 內(nèi)表面：Zb =lb -la 雙邊余量： 外表面：2Zb =da -db 內(nèi)表面：2Zb =

5、Db -Da 外圓和內(nèi)孔等對(duì)稱(chēng)表面的加工余量 （5-3）式中 ZS 總加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 該表面加工工序數(shù)。某表面的加工總余量與該表面工序余量之間的關(guān)系為： 式中 n加工該表面的工序（或工步）數(shù)目。 2）加工總余量（毛坯余量）粗車(chē)半精車(chē)毛坯精車(chē)毛坯粗車(chē)半精車(chē)精車(chē) 總加工余量零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牧蠈涌偤穸龋慵D與毛坯圖尺寸之差）工序尺寸按“入體原則”標(biāo)注：外表面取上偏差為零，內(nèi)表面下偏差取零。加工余量計(jì)算3）最大余量、最小余量和余量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(wú)論加工總余量還是工序余量都不是一個(gè)固定值，有最大余量、最小余量之分，

6、余量的變動(dòng)范圍稱(chēng)為余量公差。由于工序尺寸有公差，尺寸偏差按“入體原則”標(biāo)注： 對(duì)外表面工序尺寸(例如軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸； 對(duì)內(nèi)表面工序尺寸(例如孔徑、槽寬)，下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。式中 Zmax ，Zmin 最大、最小余量； TZ 余量公差； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。 余量公差 （被包容尺寸與包容尺寸） 工序余量與工序尺寸及公差的關(guān)系 Zb = Zmin + Ta Zmax = Zb + Tb = Zmin + Ta + Tb 2、影響加工余量的因素1）上工序表面質(zhì)量Ra、Da的影響 在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀

7、粗糙度值Ra和表面缺陷層Da(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、Da的大小與所用的加工方法有關(guān)。上工序表面粗糙度和缺陷層的影響2）上工序尺寸公差（Ta）的影響它包括各種幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。Ta 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，查閱金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)確定。 它包括軸線的直線度、位移及平行度；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。為了保證加工質(zhì)量，必須在本工序中給予糾正。ea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。3）上工序各表面相互位置空間偏差

8、(ea)的影響4）本工序加工時(shí)裝夾誤差（b）的影響 此誤差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。它將直接影響被加工表面與刀具的相對(duì)位置，因此有可能因余量不足而造成廢品，所以必須給予余量補(bǔ)償。 三爪卡盤(pán)的裝夾誤差 或非對(duì)稱(chēng)表面（單邊，如平面）的基本余量為：對(duì)稱(chēng)表面(雙邊，如孔或軸)的基本余量為：最小加工余量在無(wú)心磨床上加工軸時(shí)，裝夾誤差可忽略不計(jì)；用浮動(dòng)鉸刀或用拉刀拉孔時(shí)空間偏差對(duì)加工余量無(wú)影響，且無(wú)裝夾誤差；研磨、超精加工、拋光等加工方法，主要是降低表面粗糙度值，困此加工余量只需要去掉上工序的表面粗糙度值就可以了。影響加工余量的因素# 63最小余量構(gòu)成（圖5-

9、25） 采用浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔式中 Ry上一工序表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷層； ea 上一工序形位誤差； b本工序裝夾誤差。（5-8） 無(wú)心磨床磨外圓 研磨、拋光平面圖5-25 最小加工余量構(gòu)成最小加工余量 計(jì)算法采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計(jì)資料和具備一定的測(cè)量手段。 經(jīng)驗(yàn)法由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。此法多用于單件小批生產(chǎn)。 查表法利用各種手冊(cè)所給的表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況進(jìn)行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用較多。 需要指出的是，目前國(guó)內(nèi)各種手冊(cè)所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序

10、尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點(diǎn)在應(yīng)用時(shí)需加以注意。3、加工余量確定工序余量有公稱(chēng)余量（簡(jiǎn)稱(chēng)余量）、最大余量和最小余量之分。 表9加工直徑1818-3030-5050-120120-250250-500零件長(zhǎng)度直 徑 余 量 a3033.5455530-503.54555550-120445566120-250455666250-500556777500-800667788800-12007778881、軸類(lèi)零件粗車(chē)外圓加工余量2、軸在粗車(chē)外圓后，精車(chē)外圓的加工余量（不經(jīng)熱處理）表10 mm軸的直徑d零件長(zhǎng)度L粗車(chē)外圓的公差（一）IT12100100-250250-500

11、500-800800-12001200-2000直徑余量a100.81.01.3-0.1510-180.91.21.40.1818-301.21.31.41.71.80.2130-501.32.02.20.2550-801.41.41.61.82.12.30.3080-1201.62.50.35120-1801.61.72.02.22.60.40180-2601.71.71.82.12.30.46260-3601.82.02.22.52.70.52360-5001.82.02.90.631、精車(chē)（銑，刨）槽加工余量表23 mm槽寬B10183050加工余量a11.523公差0.20.20.30

12、3說(shuō)明：1、本表適用于槽長(zhǎng)小于80mm，槽深小于60mm的槽1、平面粗加工余量表36 mm長(zhǎng)度與寬度LB50050010001000200015004000200040002000以上每邊留量a34568有人工時(shí)效每邊留量a45710122、平面的精加工余量(刨、銑、刮、磨)表38 mm加工性質(zhì)被加工表面的長(zhǎng)度被加工表面寬度100100-300300-1000余量a公差+余量a公差+余量a公差+粗加工后精刨或精銑3001.00.31.50.52.00.7300-10001.50.52.00.72.11.0 1000-20002.00.72.11.23.01.22000-40002.51.03.

13、01.53.51.64000-60004.02.0未經(jīng)校準(zhǔn)的磨削3000.30.10.40.1211300-10000.40.120.50.150.60.151000-20000.50.150.60.150.70.15裝置在夾具中或用千分表校準(zhǔn)的磨削3000.20.10.250.1211300-10000.250.120.30.150.40.151000-20000.30.150.40.150.40.15刮100-3000.10.060.150.060.20.1300-10000.150.10.20.10.250.121000-20000.20.120.250.120.350.152000-4

14、0000.250.170.30.170.40.24000-60000.30.220.40.220.50.25三、切削用量的確定生產(chǎn)效率 ap、f 和vc切削時(shí)間。當(dāng)加工余量一定時(shí)，減小ap后，使走刀次數(shù)增多，切削時(shí)間成倍增加，生產(chǎn)效率成倍降低，所以，盡量?jī)?yōu)先增大ap ，以求一次進(jìn)刀全部切除加工余量。1、切削用量的選擇原則1）切削用量對(duì)生產(chǎn)效率、切削功率、刀具耐用度和加工質(zhì)量的影響刀具使用壽命 在切削用量中,對(duì)刀具T 影響是vcfap。過(guò)高的vc和大的f，由于經(jīng)常磨刀、裝卸刀具而增加費(fèi)用、提高加工成本?？梢?jiàn),優(yōu)先增大ap不只是達(dá)到高的生產(chǎn)率,相對(duì)vc與f 來(lái)說(shuō)對(duì)發(fā)揮刀具切削性能、降低加工成本也是

15、有利的。機(jī)床功率 ap和vc切削功率成正比增加。此外，增大ap、使切削力增加多，而增大f 使切削力增加較少、消耗功率也較少。所以，在粗加工時(shí)，應(yīng)盡量增大f 是合理的。2）切削用量選擇的原則 在機(jī)床、刀具、工件的強(qiáng)度以及工藝系統(tǒng)剛性允許的條件下: 首先選擇盡可能大的背吃刀量ap; 其次選擇在加工條件和加工要求限制下允許的進(jìn)給量f; 最后再按刀具壽命的要求和機(jī)床功率允許條件下確定一個(gè)合適的切削速度vc。表面粗糙度 提高vc能降低表面粗糙度值。而提高ap對(duì)切削過(guò)程產(chǎn)生的積屑瘤、鱗刺、冷硬和殘余應(yīng)力的影響并不顯著，故提高ap對(duì)表面粗糙度影響較小。所以,加工表面粗糙度主要限制的是f 的提高。 刀具壽命值

16、大，則切削用量應(yīng)選得小，尤其是vc要低，但這會(huì)使生產(chǎn)效率降低，成本高；反之，規(guī)定T 值小，雖然可允許高的vc，提高生產(chǎn)效率，但加速刀具磨損，增加了裝卸刀具的輔助時(shí)間。 所以，刀具壽命合理數(shù)值應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)率和加工成本確定。刀具壽命合理數(shù)值有兩種：1）最高生產(chǎn)率刀具壽命TP ： 所確定的TP能達(dá)到最高生產(chǎn)率。或者說(shuō)，加工一個(gè)零件所花的時(shí)間最少。2）最低生產(chǎn)成本刀具壽命Tc 所確定的壽命能保證加工成本最低，亦即使加工每一個(gè)零件的成本最低。2、刀具壽命的選擇 比較最高生產(chǎn)率刀具壽命TP與最低生產(chǎn)成本刀具壽命Tc可知：TcTP 。 顯然低成本允許的切削速度低于高生產(chǎn)率允許的切削速度。生產(chǎn)中常根據(jù)最低成本來(lái)

17、確定刀具壽命，但有時(shí)要完成緊急任務(wù)或提高生產(chǎn)率且對(duì)成本影響不大的情況下，也選用最高生產(chǎn)率刀具壽命。 刀具壽命的具體數(shù)值，可參考有關(guān)資料或手冊(cè)選用。 刀具類(lèi)型刀具壽命刀具類(lèi)型刀具壽命可轉(zhuǎn)位車(chē)刀10-15高速鋼鉆頭80-120硬質(zhì)合金車(chē)刀20-60齒輪刀具200-300高速鋼車(chē)刀30-90自動(dòng)線刀具240-480高速鋼成形車(chē)刀110-130硬質(zhì)合金端銑刀120-180刀具壽命推薦值（單位：min）3、合理的切削用量 粗加工時(shí)，首先應(yīng)將精加工的和半精加工的余量留下來(lái)，剩下的余量盡可能在一次走刀下切除。ap= 810mm。 半精加工時(shí)，ap= 0.52mm。 精加工時(shí)，ap= 0.10.4mm。最小背

18、吃刀量的確定，取決于刀具刃口的鋒利程度，對(duì)于刃口較鋒利的高速鋼刀具不應(yīng)小于0.005mm；對(duì)于刃口不太鋒利的硬質(zhì)合金刀具，背吃刀量要略大一點(diǎn)。 它是指在保證加工質(zhì)量的前提下，充分利用刀具和機(jī)床的性能，能獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。1）背吃刀量的選擇2）進(jìn)給量的選擇 粗加工時(shí)，主要考慮工藝系統(tǒng)的承受能力。 選擇進(jìn)給量的限制條件有：機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度、車(chē)刀刀桿強(qiáng)度、車(chē)刀刀桿剛度、刀片強(qiáng)度以及工件裝夾剛度等，每個(gè)限制條件給出一個(gè)允許的進(jìn)給量，在這幾個(gè)允許的進(jìn)給量中選取最小的一個(gè)。 在制定大批大量生產(chǎn)的工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)該按照上述限制條件，通過(guò)計(jì)算和比較，來(lái)確定合理的進(jìn)給量。 半精加工和精加工

19、時(shí)，最大進(jìn)給量主要受加工精度和表面粗糙度的限制。 當(dāng)車(chē)刀的刀尖圓弧半徑r較大或車(chē)刀具有副偏角很小的修光刃，且切削速度較高時(shí)，進(jìn)給量可以選得大一些。 在生產(chǎn)中，進(jìn)給量常常是按實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定的。工件材料車(chē)刀刀桿尺寸 BXH （mmXmm）工件直徑 dw （mm）背吃刀量ap（mm）3355881212以上走刀量f（mm）碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼16X2520 40 60 100 4000.30.4 0.40.5 0.50.6 0.60.9 0.81.2- 0.40.5 0.50.7 0.60.9 0.81.2- - 0.30.5 0.50.6 0.60.8- - - 0.40.5 0.50.6- -

20、- - -2030 25X2520 40 60 100 6000.30.4 0.40.5 0.60.7 0.81.0 1.21.4- 0.30.4 0.50.7 0.70.9 1.01.2- - 0.40.6 0.50.7 0.81.0- - - 0.40.7 0.60.9- - - - 0.40.6注：有沖擊時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)減小20。 硬質(zhì)合金車(chē)刀及高速鋼車(chē)刀粗車(chē)外圓和端面時(shí)的進(jìn)給量3）切削速度的選擇1）首先，應(yīng)該根據(jù)已確定的背吃刀量asp、進(jìn)給量f以及刀具壽命T，再按刀具壽命與切削用量關(guān)系式計(jì)算，得出的計(jì)算值。 所選定的這個(gè)刀具壽命T，一般都在刀具的經(jīng)濟(jì)壽命Tc和最高生產(chǎn)率壽命Tp之間。 2）

21、計(jì)算vc后，應(yīng)根據(jù)加工工件直徑計(jì)算相應(yīng)的轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)速n 再按照機(jī)床的轉(zhuǎn)速表，確定一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速n。然后，再計(jì)算在這個(gè)實(shí)際轉(zhuǎn)速n下的實(shí)際的切削速度vc。通常要求實(shí)際的切削速度vc盡量接近（一般為略小于）初始計(jì)算值。4、確定切削用量的程序 由工序余量確定切削深度。全部工序（或工步）余量最好在一次走刀中去除； 按本工序加工表面粗糙度確定進(jìn)給量。對(duì)粗加工工序，進(jìn)給量按加工粗糙度初選后還要校驗(yàn)刀片強(qiáng)度及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度； 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度； 確定切削速度，并按機(jī)床實(shí)有的主軸轉(zhuǎn)速表選取接近的主軸轉(zhuǎn)速； 最后校驗(yàn)機(jī)床功率。 3）校驗(yàn)機(jī)床功率及扭矩。 切削功率Pc： （Kw） 機(jī)床的有效功率： （K

22、w） 若 則機(jī)床校驗(yàn)合格四、時(shí)間定額的確定1時(shí)間定額的概念時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。 時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)行成本核算的主要依據(jù)。在設(shè)計(jì)新廠時(shí)，時(shí)間定額是計(jì)算設(shè)備數(shù)量、布置車(chē)間、計(jì)算工人數(shù)量的依據(jù)。時(shí)間定額的確定有兩種方式：一種是工藝人員與熟練技術(shù)工人相結(jié)合，通過(guò)總結(jié)過(guò)去加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)、并參考有關(guān)的技術(shù)資料綜合估計(jì)確定；另一種是工藝人員以同類(lèi)產(chǎn)品的工藝或工序時(shí)間為依據(jù)，進(jìn)行類(lèi)比分析后推算出來(lái)，并參考熟練技術(shù)工人的意見(jiàn)確定的。2、時(shí)間定額的組成1）基本時(shí)間tj基本時(shí)間是直指改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的

23、時(shí)間。對(duì)于切削加工來(lái)說(shuō)，基本時(shí)間就是切削時(shí)間，是切除金屬所消耗的機(jī)動(dòng)時(shí)間（包括刀具切入和切出時(shí)間）。2）輔助時(shí)間tf輔助時(shí)間是指為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括工件的裝卸時(shí)間、改變切削用量時(shí)間、試切和測(cè)量時(shí)間、引進(jìn)刀具和退出刀具時(shí)間等。確定輔助時(shí)間要考慮生產(chǎn)類(lèi)型。基本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱(chēng)為作業(yè)時(shí)間，即直接用于制造產(chǎn)品零、部件所消耗的時(shí)間。2）輔助時(shí)間tf輔助時(shí)間是指為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括工件的裝卸時(shí)間、改變切削用量時(shí)間、試切和測(cè)量時(shí)間、引進(jìn)刀具和退出刀具時(shí)間等?；緯r(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱(chēng)為作業(yè)時(shí)間，即直接用于制造產(chǎn)品零、部件所消耗

24、的時(shí)間。3）布置工作地時(shí)間tb布置工作地時(shí)間是為使加工正常進(jìn)行，工人布置工作地所消耗的時(shí)間。它包括更換刀具時(shí)間、潤(rùn)滑機(jī)床時(shí)間和收拾工具時(shí)間等。布置工作地時(shí)間又稱(chēng)工作地服務(wù)時(shí)間，一般按作業(yè)時(shí)間的2%-7%估算。4）休息和生理需要時(shí)間tx休息和生理需要時(shí)間是工人在工作期間，為恢復(fù)體力和滿(mǎn)足生理上的需要所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%估算。 單件定額時(shí)間td是以上四部分的總和，即 td = tj + tf + tb + tx 5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tz準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間是指工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品的零、部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。準(zhǔn)備時(shí)間包括熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、領(lǐng)取工藝裝備、調(diào)整設(shè)備和工藝裝備等

25、；終結(jié)時(shí)間包括拆卸工藝裝備、送交成品等。 這樣單件定額時(shí)間為單件時(shí)間tdj加上準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tz，即：dj = tj + tf + tb + tx+ tz/n 第六節(jié) 工序尺寸的計(jì)算在零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不斷變化，其中一些尺寸在零件圖上未標(biāo)出，需要在制定工藝規(guī)程時(shí)確定。在加工過(guò)程中，各工序所達(dá)到的尺寸稱(chēng)工序尺寸，也就是在工序圖上所標(biāo)注的尺寸。工序尺寸可以是設(shè)計(jì)尺寸,也可以不是。及其公差的大小不僅受到工序余量的影響,而且與工藝基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān).一、工藝尺寸鏈基本概念例：如圖示套筒零件，毛坯為棒料，機(jī)械加工工藝路線為： 車(chē)左端面 車(chē)外圓 調(diào)頭車(chē)右端面，保證設(shè)計(jì)尺

26、寸50 鉆小孔10 鏜大孔20。引出問(wèn)題 分 析由于小孔10直徑小，在加工20孔底面C時(shí)，由于設(shè)計(jì)尺寸100-0.36不便測(cè)量而無(wú)法直接保證其精度要求。由于20孔的深度可用深度游標(biāo)卡尺方便地測(cè)出，因此設(shè)計(jì)尺寸100-0.36可以通過(guò)保證設(shè)計(jì)尺寸500-0.17和20孔的深度尺寸而間接得到保證。那么，在加工20孔時(shí)，其深度尺寸及其公差應(yīng)為多少時(shí)，在500-0.17尺寸合格的情況下，設(shè)計(jì)尺寸100-0.36也一定能保證合格呢？上述這類(lèi)工序尺寸就需要用工藝尺寸鏈法來(lái)計(jì)算。這類(lèi)工序尺寸為工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸。 在機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝工作中，為保證加工、裝配和使用的質(zhì)量，經(jīng)常要對(duì)一些相互關(guān)聯(lián)的

27、尺寸、公差和技術(shù)要求進(jìn)行分析和計(jì)算，為使計(jì)算工作簡(jiǎn)化，可采用尺寸鏈原理。 將相互關(guān)聯(lián)的尺寸從零件或部件中抽出來(lái)，按一定順序構(gòu)成的封閉尺寸圖形，稱(chēng)為尺寸鏈。 圖示為銑削階梯表面的情況，尺寸Al、 A0為零件圖上標(biāo)注的尺寸。加工時(shí)以表面3為定位基準(zhǔn)，銑削表面2，得尺寸A0 ，而尺寸A0是通過(guò)A1、A2間接得到的。因此A0 與A1、A2 尺寸就構(gòu)成一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的尺寸組合，形成了尺寸鏈。1、工藝尺寸鏈的定義尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸稱(chēng)為尺寸鏈的環(huán)。環(huán)又分為封閉環(huán)和組成環(huán)，而組成環(huán)又有增環(huán)和減環(huán)之分。封閉環(huán)其尺寸是在機(jī)器裝配或零件加工中間接得到的。如A0尺寸為封閉環(huán)，封閉環(huán)在一個(gè)線性尺寸鏈中只有一個(gè)。組成環(huán)在

28、尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外，其它環(huán)均為組成環(huán)，它是在加工中直接得到的尺寸，將直接影響封閉環(huán)尺寸的大小。增環(huán)若組成環(huán)尺寸增大或減小，使得封閉環(huán)尺寸也增大或減小，則此組成環(huán)稱(chēng)為增環(huán)，如圖中A1環(huán)。減環(huán)若組成環(huán)尺寸增大或減小，使得封閉環(huán)尺寸減小或增大，則此組成環(huán)稱(chēng)為減環(huán)，如圖中的A2、A3環(huán)。2、工藝尺寸鏈的組成同一個(gè)尺寸鏈中的各個(gè)環(huán)最好用同一個(gè)字母表示，如Al、A2、A3A0，下標(biāo)1、2、表示組成環(huán)的序號(hào)，0表示封閉環(huán)。對(duì)于增環(huán)，在字母的上邊加符號(hào)；對(duì)于減環(huán)在字母的上邊加符號(hào)。如：尺寸鏈圖的畫(huà)法： 找封閉環(huán) 根據(jù)工藝過(guò)程，找出間接保證的尺寸A0 為封閉環(huán)。作尺寸鏈圖 從封閉環(huán)起，按照零件表面間的聯(lián)系依

29、次畫(huà)出A1、A2 各組成環(huán)，直至尺寸形成一個(gè)封閉的圖形。 在尺寸鏈中判斷增、減環(huán)的方法，一是根據(jù)定義；二是順著尺寸鏈的一個(gè)方向，向著尺寸線的終端畫(huà)箭頭，則與封閉環(huán)同向的組成環(huán)為減環(huán)，反之則為增環(huán)。 確定增環(huán)和減環(huán) 可用以下簡(jiǎn)便的方法得到： 從封閉環(huán)開(kāi)始，給每一個(gè)環(huán)畫(huà)出箭頭，最后再回到封閉環(huán)，像電流一樣形成回路。凡箭頭方向與封閉環(huán)方向相反者為增環(huán)（如A1 ），箭頭方向與封閉環(huán)方向相同者為減環(huán)（如A2 ）。 按尺寸鏈中各組成環(huán)所在的空間位置分 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，如圖3、工藝尺寸鏈的分類(lèi)平面尺寸鏈線性尺寸鏈 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)

30、之間可以不平行，如圖(a)。平面尺寸可以轉(zhuǎn)化為兩個(gè)相互垂直的線性尺寸鏈，如圖(b)、(c)。 角度尺寸鏈 尺寸鏈中各環(huán)均為角度量。 由于平行度和垂直度分別相當(dāng)于0o和90o，因此角度尺寸鏈包括了平行度和垂直度的尺寸鏈。如圖所示，以A面為基準(zhǔn)分別加工C面和B面，則要求CA(即190o)，BA(即2=0o)，加工后應(yīng)使BC(即0 90o) ，但這種關(guān)系是通過(guò)1，2、0間接得到的，所以1，2和0組成了角度尺寸鏈，其中0為封閉環(huán)。 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)。空間尺寸鏈可以轉(zhuǎn)化為三個(gè)相互垂直的平面尺寸鏈，每一個(gè)平面尺寸鏈又可轉(zhuǎn)化為兩個(gè)相互垂直的線性尺寸鏈。因此線性尺寸鏈?zhǔn)浅?/p>

31、寸鏈中最基本的尺寸鏈。角度尺寸鏈尺寸鏈的分類(lèi) 根據(jù)用途不同分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈工藝尺寸鏈由單個(gè)零件在工藝過(guò)程中有關(guān)尺寸形成；裝配尺寸鏈指機(jī)器在裝配過(guò)程中由相關(guān)零件的尺寸或相互位置關(guān)系所組成的尺寸鏈圖示為主軸部件，為保證彈性擋圈裝入，要保持軸向間隙A0 ，由圖中看到A0與Al、A2、A3為有關(guān)，按照一定順序構(gòu)成裝配尺寸鏈。裝配尺寸鏈 尺寸鏈的特征封閉性、關(guān)聯(lián)性 尺寸鏈計(jì)算是根據(jù)結(jié)構(gòu)或工藝上的要求，確定尺寸鏈中各環(huán)的基本尺寸及公差或偏差。 計(jì)算方法有兩種：4、直線尺寸鏈的計(jì)算方法 應(yīng)用尺寸鏈原理解決加工和裝配工藝問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常碰到下述三種情況： 已知組成環(huán)公差求封閉環(huán)公差的正計(jì)算問(wèn)題； 已知封

32、閉環(huán)公差求各組成環(huán)公差的反計(jì)算問(wèn)題； 已知封閉環(huán)公差和部分組成環(huán)公差求其它組成環(huán)公差的中間計(jì)算問(wèn)題。 解決正計(jì)算問(wèn)題比較容易，而解決反計(jì)算問(wèn)題比較難。 極值法（也稱(chēng)極大極小法） 是以各組成環(huán)的最大值和最小值為基礎(chǔ)，求出封閉環(huán)的最大值和最小值。 概率法 是以概率理論為基礎(chǔ)來(lái)解算尺寸鏈。概率法的組成環(huán)公差大于極值法，易于加工，但會(huì)出現(xiàn)極少?gòu)U品。式中 n包括封閉環(huán)在內(nèi)的尺寸鏈總環(huán)數(shù)； m尺寸鏈中組成環(huán)環(huán)數(shù)。結(jié)論：尺寸鏈封閉環(huán)的基本尺寸，等于各增環(huán)的基本尺寸之和減去各減環(huán)基本尺寸之和。1）極值法計(jì)算公式 封閉環(huán)基本尺寸計(jì)算 圖示的尺寸鏈中，A0為封閉環(huán)，A1、A2、A5為增環(huán)，A3、A4為減環(huán)。各環(huán)的

33、基本尺寸分別以A1、A2Ai表示。由圖可知：5、尺寸鏈計(jì)算的基本公式結(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)的最小值之和；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)的最大值之和。 封閉環(huán)最大和最小尺寸計(jì)算 由式(5.10)可知，當(dāng)尺寸鏈中所有增環(huán)為最大值，所有減環(huán)為最小值時(shí)，則封閉環(huán)為最大值；反之為最小值。寫(xiě)成普遍公式為： 封閉環(huán)上偏差ESA0(或esA0)和下偏差EIA0(或eiA0)的計(jì)算由式(5.11)減式(5.10)，得：由式(5.12)減式(5.10)，得：(5.13)(5.14)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)的下偏差之和；封閉環(huán)的下

34、偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和。結(jié)論：封閉環(huán)公差(或誤差)等于各組成環(huán)公差(或誤差)之和。式中：Ti為尺寸Ai的公差。同理： 由式(5.11)減式(5. 12)，得： 封閉環(huán)公差T0或中間偏差0的計(jì)算式中：i為尺寸Ai的誤差。 由此可知，若各組成環(huán)公差一定，減少環(huán)數(shù)可提高封閉環(huán)精度；若封閉環(huán)公差一定，減少環(huán)數(shù)可放大各組成環(huán)公差，使其加工容易。 平均尺寸Aav的中間偏差的計(jì)算 為使復(fù)雜的尺寸鏈計(jì)算簡(jiǎn)化，可采用平均尺寸和中間偏差來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 平均尺寸Aav最大尺寸和最小尺寸的平均值。 中間偏差 公差帶中點(diǎn)偏離基本尺寸的大小。 由 式(5.11)式(5.12) /2 ，得：由式

35、(5.17)減式(5.10)得：結(jié)論：封閉環(huán)平均尺寸等于所有增環(huán)平均尺寸之和減去所有減環(huán)平均尺寸之和；封閉環(huán)的平均偏差等于所有增環(huán)平均偏差之和減去所有減環(huán)平均偏差之和。 基本尺寸計(jì)算公式 （5-22）偏差計(jì)算公式 公差計(jì)算公式 平均尺寸計(jì)算公式 （5-23）（5-24）（5-25）（5-26）直線尺寸鏈極值算法公式 封閉環(huán)的公差比任何一個(gè)組成環(huán)的公差都大，應(yīng)盡量選擇最不重要的尺寸作封閉環(huán)；為減小封閉環(huán)公差，應(yīng)盡量減少組成環(huán)數(shù)及其公差。 尺寸鏈的計(jì)算步驟： 繪制尺寸鏈圖 判斷組成環(huán)與封閉環(huán) 判斷增環(huán)與減環(huán) 計(jì)算工序尺寸的基本尺寸 計(jì)算工序尺寸的極限偏差2）概率法計(jì)算公式 組成環(huán)平均尺寸計(jì)算 封閉

36、環(huán)平均尺寸計(jì)算 封閉環(huán)公差的計(jì)算式中 m 增環(huán)的個(gè)數(shù)； n 尺寸鏈中組成環(huán)的個(gè)數(shù)（包括增環(huán)、減環(huán)和封閉環(huán)）。二、基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸的確定工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合 同一表面經(jīng)多次加工達(dá)到圖紙尺寸要求，其中間工序尺寸根據(jù)零件圖尺寸加上或減去工序余量即可得到，即從后一道工序向前推算，得出相應(yīng)的工序尺寸，一直推算到毛坯尺寸。工序尺寸的計(jì)算步驟：1確定各工序余量和毛坯總加工余量：查手冊(cè)2確定工序尺寸公差：中間工序按經(jīng)濟(jì)精度確定3求工序基本尺寸從成品到毛坯的各工序反推。4標(biāo)注工序尺寸公差：按“入體原則”標(biāo)注 現(xiàn)以查表法確定工序余量，各加工方法按經(jīng)濟(jì)精度和相應(yīng)公差值，確定某箱體零件上孔加工的各工序尺寸和公差。

37、設(shè)毛坯為帶孔鑄件，零件孔要求達(dá)到100H7（+0.035）,Ra為0.8m，材料為HT200。 其工藝路線為粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)精密鏜092 +2.597-5=92 1T17（H17） 8毛坯孔 97 +0.3599.4-2.4=97 1T12（H12） 5粗鏜孔 99.4 +0.1499.9-0.5=99.4 1T10（H10） 2.4半精鏜孔 99.9 +0.045100-0.1=99.9 1T8（H8） 0.5精鏜孔 100 +0.0351001T7（H7） 0.1浮動(dòng)鏜孔 工序尺寸及偏差 工序基本尺寸 工序經(jīng)濟(jì)精度 工序余量 工序名稱(chēng) 工序尺寸及其偏差0000- 1基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸計(jì)算

38、例三、基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸計(jì)算 當(dāng)工藝基準(zhǔn)（工序、定位、測(cè)量等）與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，工序尺寸就無(wú)法直接取用零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸，因此必須進(jìn)行尺寸換算來(lái)確定工序尺寸。計(jì)算步驟： 繪制尺寸鏈圖 判斷組成環(huán)與封閉環(huán) 判斷增環(huán)與減環(huán) 計(jì)算工序尺寸的基本尺寸 計(jì)算工序尺寸的極限偏差 驗(yàn)算公差 用極值法解尺寸鏈的基本計(jì)算公式如下：a)封閉環(huán)的基本尺寸等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán) 的基本尺寸之和，即 b)封閉環(huán)的最大極限尺寸等于增環(huán)最大極限尺寸之和減 去減環(huán)最小極限尺寸之和，即 c)封閉環(huán)的最小極限尺寸等于增環(huán)最小極限尺寸之和減 去減環(huán)最大極限尺寸之和，即 d)封閉環(huán)的上偏差等于增環(huán)上偏差之和減去減環(huán)下偏差之

39、 和 ，即 e)封閉環(huán)的下偏差等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)上偏差之 和 ，即 f)封閉環(huán)的公差等于組成環(huán)公差之和，即 尺寸鏈的基本計(jì)算公式 例1：如圖示零件，當(dāng)表面A、B、C均已加工完后，最后一道工序是鏜孔100H7。鏜孔時(shí)，為使工件裝夾方便，不選100H7孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，而選底面A為定位基準(zhǔn)。試計(jì)算工序尺寸及公差。解： 1）確定封閉環(huán)、畫(huà)尺寸鏈圖。 根據(jù)加工過(guò)程， 設(shè)計(jì)尺寸A0是 在本工序鏜孔 時(shí)間接獲得的， 是封閉環(huán)，按 組成環(huán)的查找 原則查找組成 環(huán)，并畫(huà)出尺 寸鏈圖如圖所示。1、定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算 3）計(jì)算 本工序鏜孔的工序尺寸A3可按下列各公式計(jì)算。 基本

40、尺寸：A0=A2+A3-A1 則 100=A3+80-280 A3=300 偏差： ESA0=ESA2+ESA3-EIA1 則 0.15=0+ESA3-0 ESA3=0.15 EIA0=EIA2+EIA3-ESA1 則 -0.15=-0.06+EIA3-0.1 EIA3=0.01 最后求得鏜孔工序尺寸為：2）確定各環(huán)的性質(zhì) 根據(jù)組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)的影響情況判斷， A2與A3為增環(huán)，A1為減環(huán)。4）驗(yàn)算： T0=0.3 T1+T2+T3 =0.1+0.06+0.14=0.3例題3 圖 (a)是加工梯板的零件圖，其高度方向的設(shè)計(jì)尺寸為 及 ， 加工過(guò)程為：為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)尺寸 的要求，計(jì)算工序2的工序尺寸A

41、2。 工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的工序尺寸計(jì)算以面1為基準(zhǔn)加工面3，保證工序尺寸A1 為了定位和調(diào)整方便，仍然用面1為定位基準(zhǔn)加工面2，保證工序尺寸2，如圖(b)。解：畫(huà)出尺寸鏈圖圖(c)； A0 為封閉環(huán)， A1= 為增環(huán)， A2為減環(huán)；計(jì)算基本尺寸：上偏差：下偏差：因此，工序2的尺寸為 ，取入體方向?yàn)?例4 如圖所示零件以底面N為定位基準(zhǔn)鏜O孔，確定O孔位置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是M面（設(shè)計(jì)尺寸1000.15）。用鏜夾具鏜孔時(shí)，鏜桿相對(duì)于定位基準(zhǔn)N的位置（即L1尺寸）預(yù)先由夾具確定。這時(shí)設(shè)計(jì)尺寸L0是在L1、L2尺寸確定后間接得到的。問(wèn)如何確定L1尺寸及公差，才能使間接獲得的L0尺寸在規(guī)定的公差范圍之內(nèi)？ 例: 某零件如圖示，設(shè)計(jì)尺寸50-0.17 、10-0.36，因10-0.36不好測(cè)量，而改為測(cè)量A2，試確定工序尺寸A2。A210-0.36A1=50-0.17A0封閉環(huán)A0A2A1解: 確定封閉環(huán)、建立尺寸鏈、判別增減環(huán)。尺寸及偏差計(jì)算：A2=40+0.19假?gòu)U品情況：當(dāng)A2=40+0.36(按上述計(jì)算應(yīng)為超差)，此時(shí)A1=50,A0=10-0.36(合格)這種廢品為假?gòu)U品。2、測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算 只要測(cè)量尺寸的超差量小于或等于其余組成環(huán)尺寸公差之和，就有可能出現(xiàn)假?gòu)U