第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院張華ntuzhh@機(jī)械制造工藝學(xué)第一節(jié)概述機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念

——規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。第二章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用作用:

生產(chǎn)準(zhǔn)備，包括技術(shù)準(zhǔn)備生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作、質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)車(chē)間改造與機(jī)床分布的依據(jù)二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式常見(jiàn)的三種卡:

機(jī)械加工工藝過(guò)程卡——單件小批量生產(chǎn)

機(jī)械加工工藝卡——中批量生產(chǎn)

機(jī)械加工工序卡——大批量生產(chǎn)機(jī)加工工藝過(guò)程卡片工藝文件實(shí)例1機(jī)加工工序卡片工藝文件實(shí)例2三、工藝規(guī)程制定的原則、步驟與內(nèi)容(一)工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)基本原則

1)所設(shè)計(jì)的加工工藝規(guī)程必須能保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。

2)在規(guī)定的生產(chǎn)批量條件下，要求加工工藝成本最低。

3)充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢(qián)，多辦事。

4)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造清潔、文明的勞動(dòng)條件與環(huán)境。(二)設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容

1)閱讀裝配圖和零件圖——了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件以及零件在產(chǎn)品中的作用，熟悉和分析零件的圖紙，找出主要技術(shù)要求和分析其中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

2)工藝審查——審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一；重點(diǎn)審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題。

3)熟悉或確定毛坯——毛坯情況是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基本原始資料，工藝人員必須熟悉各種毛坯的特點(diǎn)，并根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)與功用及生產(chǎn)綱領(lǐng)等條件，確定毛坯的類型。4)擬定機(jī)械加工工藝路線——主要內(nèi)容有：選擇定位基準(zhǔn)、確定加工方法、安排加工順序以及安排熱處理、檢驗(yàn)和其它工序等。5)確定滿足各工序加工要求的工藝裝備(包括機(jī)床和刀夾量工具等)需改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備應(yīng)提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。6)確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法。7)確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差。8)確定切削用量。9)確定時(shí)間定額。10)填寫(xiě)工藝文件。第二節(jié)工藝路線的制訂主要內(nèi)容：

選擇定位基準(zhǔn)；

加工方法的選擇；

工藝路線的確定；

工序順序的安排；

加工階段的劃分；

工序的集中與分散一、定位基準(zhǔn)的選擇包括：粗基準(zhǔn)選擇的原則；精基準(zhǔn)選擇的原則(一)粗基準(zhǔn)及其選擇原則

1、粗基準(zhǔn)的定義——以未經(jīng)機(jī)械加工過(guò)的表面作為的定位基準(zhǔn)。

工藝過(guò)程中的第一道機(jī)加工工序使用的定位基準(zhǔn)都是粗基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)需要考慮的主要問(wèn)題：

加工表面與不加工表面之間的相互位置；

加工表面余量的均勻或分配問(wèn)題。2、粗基準(zhǔn)選擇的原則粗基準(zhǔn)選擇原則一：若需要保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系時(shí)，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。以外圓表面作為粗基準(zhǔn)，可保證加工后零件壁厚均勻，但孔的加工余量不均勻。以內(nèi)孔表面作為粗基準(zhǔn)，可使孔的加工余量均勻，但加工后零件的壁厚不均勻。方案1方案2加工后22H9孔應(yīng)當(dāng)與40外圓同軸。加工時(shí)通常在車(chē)床用三爪卡盤(pán)夾40外圓經(jīng)：車(chē)端面——鉆孔——粗鏜孔——精鏜孔。圖示撥桿零件材料——鑄件；外圓40：不加工面相類似零件的粗基準(zhǔn)通常都選用非加工表面的外圓表面。撥桿零件粗基準(zhǔn)的選擇與加工方法粗基準(zhǔn)選擇原則二：若需要保證某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面之毛坯面為粗基準(zhǔn)。先以導(dǎo)軌毛坯面為粗基準(zhǔn)加工底面(工序1)，再以底面為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面(工序2)，可保證導(dǎo)軌面的加工余量均勻。方案1若先以底腳毛坯面為粗基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌底面(工序1)，再以導(dǎo)軌面為精基準(zhǔn)加工底腳面(工序2)；則在工序1加工時(shí)，沿導(dǎo)軌長(zhǎng)度方向切除的導(dǎo)軌表面余量有大小的變化。方案2×粗基準(zhǔn)選擇原則三：若需保證多個(gè)表面均有足夠的余量，應(yīng)選擇余量小的表面作為粗基準(zhǔn)。例：某臺(tái)階軸零件圖尺寸分別為90和50；毛坯為鍛件，毛坯直徑分別為98和55；且兩軸線偏離最大為3mm。503若先夾98毛坯外圓，車(chē)小外圓至50，有部分工件加工不出。若先夾55毛坯外圓，車(chē)大外圓至90，全部工件均可加工至尺寸。–0.55.5901.07.0結(jié)論當(dāng)多個(gè)毛坯表面的余量不同時(shí)，選擇余量最小表面為粗基準(zhǔn)，可保證加工時(shí)各表面均有足夠的余量。方案1方案2×粗基準(zhǔn)選擇原則四：粗基準(zhǔn)表面應(yīng)盡可能平整、光滑和有足夠的尺寸，以保證定位的盡量準(zhǔn)確和夾緊的可靠。粗基準(zhǔn)選擇原則五：粗基準(zhǔn)一般重復(fù)不得使用。粗基準(zhǔn)重復(fù)使用的案例P149圖4-41、以外圓為粗基準(zhǔn)定位,車(chē)端面,鏜孔。2、以毛坯外圓為基準(zhǔn)定位，鉆3—7孔。結(jié)果：3—7孔均布園48軸線與16H7孔軸線偏離很大。1、以外圓為粗基準(zhǔn)定位,車(chē)端面,鏜孔。2、以16H7孔為精基準(zhǔn)定位，鉆3—7孔。定位孔避免重復(fù)使用粗基準(zhǔn)的定位方案1、精基準(zhǔn)的定義：已經(jīng)機(jī)械加工的表面作為的定位基準(zhǔn)。

選擇精基準(zhǔn)需要考慮的主要問(wèn)題

滿足零件的加工要求；減少定位誤差；

保證安裝準(zhǔn)確、可靠與方便?；鶞?zhǔn)重合統(tǒng)一基準(zhǔn)互為基準(zhǔn)自為基準(zhǔn)2、精基準(zhǔn)選擇的原則(二)精基準(zhǔn)及其選擇原則便于裝夾的原則＋D1及M面均已加工現(xiàn)加工孔2—D2定位方案1：孔D1作為定位基準(zhǔn)，

2—D2的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：D1定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合定位方案2：將M面為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合基準(zhǔn)重合原則盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)×定位方案1：基準(zhǔn)重合孔D1作為定位基準(zhǔn)

定位方案簡(jiǎn)圖夾具簡(jiǎn)圖定位方案2：基準(zhǔn)不重合將M面為定位基準(zhǔn)夾具簡(jiǎn)圖定位方案簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)尺寸—A；工序尺寸—L

A=H–L；A=H+L為保證A尺寸的公差，必須減小前道工序的加工誤差：H多數(shù)工序中以同一組精基準(zhǔn)作為加工各表面的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常用的統(tǒng)一基準(zhǔn)軸類零件：兩頂尖孔；盤(pán)類件：孔＋端面；箱體件：一面二銷孔(大批量)

三個(gè)垂直平面(小批)采用統(tǒng)一基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化工藝過(guò)程和夾具設(shè)計(jì)；節(jié)省工藝與夾具設(shè)計(jì)費(fèi)用。能在一次裝夾中加工出多個(gè)表面，減少由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換形成的加工誤差。統(tǒng)一基準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合的問(wèn)題，工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)解決此問(wèn)題；基準(zhǔn)統(tǒng)一不能排除在個(gè)別工序中采用其它的基準(zhǔn)定位。

應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面中心孔一面兩銷當(dāng)相關(guān)表面位置精度要求很高但精加工余量很小，加工時(shí)要用這些表面互相作為定位基準(zhǔn)。互為基準(zhǔn)精度高于6級(jí)的淬火齒輪，齒形相對(duì)于軸線的位置精度要求很高，加工需用磨齒工藝。因淬火后齒輪孔和齒面均產(chǎn)生變形，而孔和磨齒的加工余量都很小，故先以齒面為定位基準(zhǔn)磨孔；再以孔為基準(zhǔn)磨齒面。齒面和齒輪孔互為基準(zhǔn)。齒輪分度園三爪卡盤(pán)定心圓柱滾子加工余量很小的精加工或光整加工中，常以被加工表面本身為定位基準(zhǔn)，以保證余量的均勻自為基準(zhǔn)精磨床身導(dǎo)軌，由于導(dǎo)軌長(zhǎng)，磨削余量很小，用找正導(dǎo)軌面的方法確定工件的位置——即以導(dǎo)軌面自身作為定位基準(zhǔn)一些光整加工工藝定位基準(zhǔn)選擇均采用自為基準(zhǔn)的原則本零件應(yīng)考慮25在62上的位置(加工面與不加工面位置關(guān)系)，需要按62外圓確定25的位置；同時(shí)工序順序按“先面后孔”的原則需要先加工底面，故加工時(shí)以62外圓定位加工底面，再以底面定位加工25孔(基準(zhǔn)重合)。定位基準(zhǔn)為：粗基準(zhǔn)——82外圓；精基準(zhǔn)——底面?；鶞?zhǔn)選擇案例：安裝應(yīng)可靠穩(wěn)定0.10.3bab0.1a0.03方案A方案B注意:

綜合考慮這些原則，達(dá)到定位精度高，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的要求?；鶞?zhǔn)選擇的各項(xiàng)原則有時(shí)是相互矛盾的,必須根據(jù)實(shí)際條件和生產(chǎn)類型分析比較。第二次作業(yè)第74頁(yè)：第9題；第76頁(yè)：第16題。二、加工方法的選擇1、加工經(jīng)濟(jì)精度的概念

正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。

正常加工條件：符合標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的設(shè)備和工藝裝備；標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人；適當(dāng)?shù)募庸r(shí)間。每一種加工方法能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度是有一定范圍的；任何一種加工方法要達(dá)到其加工精度范圍的上限，所耗費(fèi)成本與時(shí)間將越高。以加工誤差的形式反映加工精度時(shí)，加工誤差與加工成本之間呈反比例曲線關(guān)系，某種加工方法的“加工經(jīng)濟(jì)精度”是取其加工誤差與成本曲線的適當(dāng)部分；加工經(jīng)濟(jì)精度的概念與指標(biāo)隨科技的進(jìn)步與發(fā)展而變化。加工經(jīng)濟(jì)精度的概念S加工經(jīng)濟(jì)精度范圍2、加工方法和加工路線的選擇分析零件圖紙主要表面的加工精度和粗糙度要求按經(jīng)濟(jì)加工精度選擇各表面的最終加工方法的不同方案根據(jù)最終加工的方案，查表找出各表面加工路線的方案根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料及生產(chǎn)批量等要素選擇各表面的合理加工路線外圓最終加工方法：

磨削加工路線：

粗車(chē)—半精車(chē)—

粗磨(精車(chē))—精磨孔最終加工方法方案：鉸;磨;拉;精鏜加工路線方案：

鉆(粗鏜)—半精鏜—精鏜or鉆(粗鏜)—半精鏜—磨孔o(hù)r鉆(粗鏜)—拉孔加工方法鉸孔精鏜磨孔拉孔表面粗糙度不高高高較高孔的尺寸中小孔不限不限中小孔工件尺寸不限不限中小工件中小工件位置精度低高高一般工件材料黑色金屬不限黑色金屬黑色金屬材料硬度未淬硬未淬硬淬硬孔未淬硬生產(chǎn)率一般一般低高精度為H7孔的不同加工方法之工藝特點(diǎn)與工藝適用性比較選擇加工方法時(shí)需考慮的主要問(wèn)題考慮經(jīng)濟(jì)加工精度因素和不同形狀的表面，選擇的加工方法（外圓、孔、平面的經(jīng)濟(jì)加工精度表）；選用的加工方法能否達(dá)到零件的精度要求——除尺寸精度和粗糙度外，需要時(shí)還包括形狀和位置精度要求；零件材料對(duì)加工方法的適應(yīng)性；對(duì)經(jīng)濟(jì)加工精度相同（相近）的加工方法要考慮零件的結(jié)構(gòu)、形狀特點(diǎn)和生產(chǎn)批量的情況；企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備的條件與技術(shù)水平。三、典型表面的加工路線

（一）外圓表面的加工路線外圓表面的加工路線鉆粗鏜擴(kuò)孔半精鏜粗拉鉸孔粗磨精鏜推精拉手鉸精磨滾壓金剛鏜珩磨研磨（二）孔的加工路線粗銑粗刨粗車(chē)粗拉半精刨半精銑半精車(chē)精拉精銑粗磨高速精銑精刨精車(chē)精磨寬刀精刨刮研拋光研磨導(dǎo)軌磨砂帶磨精密磨金剛石車(chē)（三）平面的加工路線三、工序順序的安排將零件全部的表面加工組合成不同的工序，并編排形成相對(duì)合理的加工順序。（加工順序安排的原則）包括：機(jī)加工工序順序的安排；熱處理工序的安排；其他工序的安排。1、機(jī)加工工序順序安排的原則基面先行——一開(kāi)始就安排定位精基準(zhǔn)表面的加工；先面后孔——先加工平面，后加工孔；先主后次——先加工主要表面，后加工次要表面；先粗后精——粗加工工序在前，精加工工序在后；2、熱處理工序的安排根據(jù)熱處理之目的可將熱處理工序分成兩種類型：預(yù)備熱處理；最終熱處理。正火、退火主要為消除毛坯制造中內(nèi)應(yīng)力時(shí)應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行。人工時(shí)效、調(diào)質(zhì)等目的是消除殘余應(yīng)力，提高綜合性能，一般安排在粗加工以后進(jìn)行；精加工之前完成預(yù)備熱處理的目的：改善材料的切削加工性能或消除零件內(nèi)應(yīng)力：

最終熱處理：淬火，滲碳—淬火，氮化。目的——改善材料的力學(xué)物理性質(zhì)。淬火：整體淬火或表面淬火——在精加工前進(jìn)行。（次要表面的切削加工需安排在淬火前完成，以避免熱處理淬硬后無(wú)法切削）工藝路線：鍛造—正(退)火—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—淬火—精加工。滲碳淬火：低碳鋼和低碳合金鋼的淬火處理

——精加工前進(jìn)行。工藝路線：鍛造—正火—粗、半精加工—淬火—精加工。表面處理工序——鍍鉻、陽(yáng)極氧化、鍍鋅、發(fā)藍(lán)處理等。目的：提高零件表面耐磨、耐蝕性或?qū)Ρ砻嫜b飾要求。工序位置——在工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。氮化：通過(guò)對(duì)零件表面滲入N原子，形成含氮化物的表面層，提高材料的表面硬度和耐疲勞性能。氮化處理特點(diǎn)：熱處理溫度低、變形小、氮化層很薄。

——精加工之中進(jìn)行（粗、精磨工序之間）

工藝路線：鍛造—退火—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—粗磨—氮化—精磨（研磨或超精密磨）。檢查檢驗(yàn)工序——保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的關(guān)鍵工序。工藝設(shè)計(jì)中需要專門(mén)安排檢查檢驗(yàn)工序的情況為：①零件加工完成后；②零件在車(chē)間之間轉(zhuǎn)移的前后；③關(guān)鍵工序或工時(shí)較長(zhǎng)工序的前后。在檢查檢驗(yàn)工序中：用于工件(毛坯)內(nèi)部質(zhì)量檢查的X射線檢查、超聲波探傷安排在工藝過(guò)程的開(kāi)始；表面質(zhì)量檢驗(yàn)的磁力探傷、螢光檢驗(yàn)安排在精加工的前后進(jìn)行。密封性檢驗(yàn)、零件的平衡檢驗(yàn)和重量檢驗(yàn)安排在工藝過(guò)程的最后階段進(jìn)行。3、其它工序的安排包括：檢查檢驗(yàn)、去毛刺、平衡、清洗等工序。去毛刺處理工序——加工中產(chǎn)生的表面或內(nèi)部毛刺，將影響裝配質(zhì)量甚至整機(jī)的性能并可能形成安全隱患。機(jī)加工工序中一般均需安排去毛刺工步，某些情況下需安排專門(mén)的去毛刺工序。清洗或清理工序：在加工結(jié)束后或進(jìn)入裝配前應(yīng)安排清洗工序，以除去工件內(nèi)部殘留的切屑及其它雜物。使用電磁夾緊夾具夾緊加工工件的工序，工件會(huì)被磁化，應(yīng)當(dāng)安排退磁處理工序，退磁后還要清洗。四、工序集中與分散工序集中——使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容。工序分散——將工藝路線的加工內(nèi)容在很多的工序中完成，每道工序中所含工步少，工藝路線長(zhǎng)。每道工序包含加工內(nèi)容加工設(shè)備的特點(diǎn)工藝裝備的特點(diǎn)對(duì)工人的技術(shù)要求工藝路線工序集中工序中所包含的工步數(shù)量盡可能多設(shè)備數(shù)量少，設(shè)備有較多的加工功能。工裝多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整工作量大。高生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。短生產(chǎn)占地面積小。工序分散工序中所包含的工步數(shù)量很少設(shè)備數(shù)量多，設(shè)備的加工功能單一。工裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整相對(duì)容易。低生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較短。長(zhǎng)生產(chǎn)占地面積大。兩者特點(diǎn)之比較工序集中或分散的應(yīng)用(根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模與設(shè)備條件)：?jiǎn)渭∨a(chǎn)：工序集中——有利于生產(chǎn)計(jì)劃和組織的簡(jiǎn)化，使用通用加工設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程具有柔性。大批大量生產(chǎn)：工序分散＋集中——

為實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)，傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)流水線(或自動(dòng)線)采用總體工序分散＋個(gè)別工序集中

(如箱體零件孔系孔系的專用組合機(jī)床)的形式。但生產(chǎn)過(guò)程無(wú)柔性。產(chǎn)品更新周期的縮短，要求工藝過(guò)程具有良好的柔性化程度，尤其是復(fù)雜零件的加工，工序集中是解決問(wèn)題的基本方法。應(yīng)用加工中心機(jī)床設(shè)備是實(shí)現(xiàn)工序集中有效方式，并能有效地解決加工過(guò)程的自動(dòng)化與柔性化問(wèn)題——柔性制造系統(tǒng)(FMS)的應(yīng)用。當(dāng)零件精度要求較高而工藝路線較長(zhǎng)時(shí)，可將其工藝過(guò)程劃分成數(shù)個(gè)加工階段：五、加工階段的劃分粗加工階段——主要是去除加工表面的毛坯余量，要求盡可能地提高生產(chǎn)率。半精加工階段——盡量減小或消除粗加工時(shí)產(chǎn)生加工誤差，使加工表面達(dá)到一定的精度要求，為精加工做準(zhǔn)備。精加工階段——保證加工的尺寸、形狀和位置精度，達(dá)到或基本達(dá)到(精密件)零件圖紙規(guī)定的精度和表面粗糙度要求;精密、超精密或光整加工階段——對(duì)精度要求很高的零件

(IT6以上,Ra≤0.2)，其工藝過(guò)程最后需安排光整加工(珩磨,研磨,

超精加工等)，精密與超精密加工(精密磨,超精密磨,高速精車(chē),金剛鏜等)或其它特種加工方法，以達(dá)到零件的最終精度要求。

1)保證加工質(zhì)量——粗加工時(shí)的切削用量大，切削力和切削溫度高，系統(tǒng)受力變形和熱變形都影響加工精度，加工誤差大；因粗加工使工件表層產(chǎn)生的殘余應(yīng)力還會(huì)影響零件精度。精加工在最后可保證加工表面的精度要求。

2)有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷——若在加工中發(fā)現(xiàn)毛坯有缺陷可作及時(shí)處理，避免加工的浪費(fèi)。

3)有利于設(shè)備的合理利用——根據(jù)粗精加工的不同要求，區(qū)分使用不同精度等級(jí)的設(shè)備，使加工設(shè)備得到的合理利用；也利于合理地使用技術(shù)工人，避免人力資源的浪費(fèi)。

4)便于熱處理工序的安排——高精度零件的中間熱處理工序，可自然地將工藝過(guò)程分為幾個(gè)加工階段。零件在各加工階段中，可以有充足的時(shí)間消除熱變形和消除粗加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，并保證后續(xù)加工精度的提高。劃分加工階段的理由例:綜合練習(xí)

(習(xí)題集P80-81）

試分析并擬定大批生產(chǎn)時(shí),加工調(diào)速杠桿的機(jī)械加工工藝路線,并確定各工序的定位基準(zhǔn),夾壓位置。毛坯為球鐵鑄件。技術(shù)條件：

1.未注鑄造圓角為R2~42.鑄坯不有裂紋、砂眼、冷隔、縮孔等鑄造缺陷。

3.正火處理,硬度HB240~280,A面淬火,硬度HRC40~50零件圖3±0.13.26+0.0250.05M?12+0.027M1×450兩端?207547?206182061±0.153250-0.38M8×11121281112±0.270.05M0.033128+0.126?1818ABCD一.加工對(duì)象的分析:1.設(shè)計(jì)基準(zhǔn):孔?12+0.027及端面

B2.主要工作表面:槽6+0.025保證位置尺寸12±0.2C面:保持尺寸61±0.15A面:保持尺寸3±0.13.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):細(xì)長(zhǎng)桿件,形狀不規(guī)則,剛性差4.毛坯:球鐵鑄件正火處理0.05M3.20.030.05M機(jī)械加工工藝過(guò)程卡工序號(hào)工序內(nèi)容10鑄坯-----正火-------檢驗(yàn)20鉆?11.8,倒角1×45,鉸孔?12+0.02730車(chē)端面B,保證50-0.3倒角1×4540檢驗(yàn)50銑A面,保證3±0.160去毛刺70銑兩側(cè)面C,D至8,保證61±0.1580粗銑槽至尺寸5,保證12±0.390精銑槽至尺寸6+0.025,保證12±0.2100槽兩側(cè)倒角1×45并修毛刺110檢驗(yàn)工序號(hào)工序內(nèi)容120锪平?18搭子面,保證尺寸11,鉆孔?6.7,攻絲M8130熱處理,表面淬火A面HRC40~50140檢驗(yàn)150160工序10:鑄坯-----正火-------檢驗(yàn)工序20:锪端面

D，鉆?11.8,倒角1×450,鉸孔至?12+0.027D1×450?12+0.02712.95+0.414工序30:車(chē)端面B,保證50-0.3倒角1×45050-0.31×4504工序40:檢驗(yàn)工序50:銑A面,保證3±0.13.23±0.14工序60:去毛刺工序70:銑兩側(cè)面C,D至8,保證61±0.1561±0.15CE84工序80:粗銑槽至尺寸5,保證12±0.312±0.311254工序90:精銑槽至尺寸6+0.025,保證12±0.212±0.31126+0.0254工序100:槽兩側(cè)倒角1×450并修毛刺411?6.7M8工序120:锪平?18搭子面,保證尺寸11,鉆孔?6.7,攻絲M8工序110:檢驗(yàn)工序130:熱處理,表面淬火A面HRC40~50工序140:檢驗(yàn)§3加工余量、工序間尺寸及公差的確定一、加工余量的概念（一）加工總余量（毛坯余量）與工序余量毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差稱為

加工總余量。工序尺寸:

本道工序中,定位基準(zhǔn)至加工面之間的尺寸。每道工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量單邊余量雙邊余量工序尺寸偏差標(biāo)注的“入體原則”單邊余量H1H2Z單邊余量Z=H1–H2d1d2Z/2Z/2Z/2Z/2D2D1軸的雙邊余量Z=d1–d2孔的雙邊余量Z=D2–D1雙邊余量T毛坯/2T1/2T2/2T3/2d3d毛坯d1d2Z1/2Z2/2Z3/2公稱(標(biāo)稱)余量：Zb=(da–db)

最大余量：Zmax=(damax–dbmin)

最小余量：Zmin

=(damin–dbmax)被包容面(軸)的工序間余量入體方向T毛坯/2T1/2T2/2T3/2D3D毛坯d1D2Z1/2Z2/2Z3/2包容面(孔)的工序間余量公稱(標(biāo)稱)余量：Zb=(Db–Da)

最大余量：Zmax=(Dbmax–Damin)

最小余量：Zmin

=(Dbmin–Damax)入體方向（二）工序余量的影響因素工序余量主要有以下幾個(gè)方面的影響因素:1.上道工序的尺寸公差Ta2.上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry

和缺陷層深度Ha3.上道工序留下的需要單獨(dú)考慮的空間誤差ea4.本道工序的裝夾誤差εb余量計(jì)算：Zmin=Ta+Ry

+Ha

+︱ea+εb︱余量計(jì)算：Zmin=Ta/2+Ry

+Ha

+︱ea+εb︱﹙單邊﹚﹙雙邊﹚二、加工余量的確定方法有三種：計(jì)算法、查表法和經(jīng)驗(yàn)法。

1.計(jì)算法

比較準(zhǔn)確,但必須一定的測(cè)量手段和掌握必要的統(tǒng)計(jì)分析資料。

2.查表法

方便、迅速，應(yīng)用廣泛，但必須具有生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。

3.經(jīng)驗(yàn)法

根據(jù)有經(jīng)驗(yàn)的工人或技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)確定，但往往余量偏大。多用于單件小批量生產(chǎn)?！督饘偾邢骷庸すに嚾藛T手冊(cè)》三、工序尺寸與公差的確定

某軸直徑為?50mm,其尺寸精度要求為IT5,表面粗糙度要求為Ra0.04μm,并要求高頻淬火,毛坯為鍛件。其工藝路線為:粗車(chē)－半精車(chē)－高頻淬火－粗磨－精磨－研磨。現(xiàn)要計(jì)算各工序的工序尺寸及公差。例:查表:?50(IT5)=?50-0.011工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定工序名稱工序間余量mm經(jīng)濟(jì)精度mm工序間尺寸mm工序間尺寸、公差表面粗糙度μm研磨0.01H5(-0.011)50?50-0.011Ra0.04精磨0.1H6(-0.016)50+0.01=50.01?50.01-0.016Ra0.16粗磨0.3H8(-0.039)50.01+0.1=50.11?50.11-0.030Ra1.25半精車(chē)1.1H11(-0.16)50.11+0.3=50.41?50.41-0.16Ra2.5粗車(chē)4.49H13(-0.39)50.41+1.1=51.51?51.51-0.30Ra16鍛造±251.51+4.49=56?56±2第四節(jié)工藝尺寸鏈一、基本概念:尺寸鏈封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)L=50–0.10A=20–0.25例：圖示零件的小孔長(zhǎng)度A，在加工時(shí)需要通過(guò)控制總長(zhǎng)L和鏜孔深度尺寸H間接獲得；由于工序尺寸L和H存在加工誤差，A尺寸的誤差將隨L和H的加工誤差而變化。A=AHL工序加工尺寸：L、HLH+HA零件圖工藝過(guò)程

工藝尺寸鏈由加工時(shí)的工序尺寸所組成的尺寸鏈定義：某些構(gòu)成封閉形式又相互關(guān)聯(lián)的尺寸組合。

尺寸鏈圖：根據(jù)尺寸鏈的構(gòu)成順序所繪制的封閉尺寸圖形。相關(guān)的名詞概念：

環(huán)——尺寸鏈中的尺寸。

封閉環(huán)——零件加工或機(jī)器裝配過(guò)程中間接獲得（或最終自然形成）的尺寸。(A)

組成環(huán)——尺寸鏈終除封閉環(huán)以外的尺寸。

增環(huán)——尺寸鏈中其它組成環(huán)不變，將某一組成環(huán)加大而封閉環(huán)隨之增大，該組成環(huán)為增環(huán)。(Ai)

減環(huán)——尺寸鏈中其它組成環(huán)不變，將某一組成環(huán)加大而封閉環(huán)隨之減小，該組成環(huán)為

減環(huán)。(Aj)尺寸鏈的概念有關(guān)尺寸鏈概念的幾個(gè)要點(diǎn)1）形成尺寸鏈的要點(diǎn)

a)尺寸鏈圖的各尺寸按順序首尾相連并形成封閉。

b)尺寸鏈中任一組成環(huán)尺寸的變化都將導(dǎo)致封閉環(huán)尺寸的變化。2）一個(gè)尺寸鏈中只能有一個(gè)封閉環(huán)3）尺寸鏈增環(huán)減環(huán)的判別方法：

a)作出尺寸鏈圖；

b)根據(jù)圖中各環(huán)連接次序順一個(gè)方向作出箭頭；

c)在平行方向：與封閉環(huán)箭頭方向相反者——增環(huán)。與封閉環(huán)箭頭方向相同者——減環(huán)。增減環(huán)判別的示例A=AHL例一：前述工藝尺寸鏈例二：某裝配尺寸鏈AA2A1A3AA6A3A4A2A1A5例三：某工藝尺寸鏈增環(huán)：A1；A2；A5減環(huán)：A3；A4；A6尺寸鏈的含義

尺寸鏈的含義包含兩個(gè)意思：

(1)封閉性：尺寸鏈的各尺寸應(yīng)構(gòu)成封閉形式（并且是按照一定順序首尾相接的。

(2)關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈中的任何一個(gè)尺寸變化都將直接影響其它尺寸的變化。

(1)由于封閉環(huán)是最后形成的，因此在加工或裝配完成前,它是不存在的。

(2)封閉環(huán)的尺寸自己不能保證，是靠其它相關(guān)尺寸來(lái)保證的。封閉環(huán)的特點(diǎn)：尺寸鏈的分類1.按不同生產(chǎn)過(guò)程來(lái)分

(1)工藝尺寸鏈：在零件加工工序中，由有關(guān)工序尺寸、設(shè)計(jì)尺寸或加工余量等所組成的尺寸鏈。

(2)裝配尺寸鏈：在機(jī)器設(shè)計(jì)成裝配中，由機(jī)器或部件內(nèi)若干個(gè)相關(guān)零件構(gòu)成互相有聯(lián)系的封閉尺寸鏈。包含零件尺寸、間隙、形位公差等。

(3)空間尺寸鏈:

尺寸鏈全部尺寸位干幾個(gè)不平行的平面內(nèi)。2．按照各構(gòu)成尺寸所處的空間位置，可分為:(1)直線尺寸鏈：尺寸鏈全部尺寸位于兩根或幾根平行直線上，稱為線性尺寸鏈。(2)平面尺寸鏈:

尺寸鍵全部尺寸位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)。3．按照構(gòu)成尺寸鏈各環(huán)的幾何特征，可分為：

(1)長(zhǎng)度尺寸鏈：所有構(gòu)成尺寸的環(huán)，均為直線長(zhǎng)度量。

(2)角度尺寸鏈：構(gòu)成尺寸鏈的各環(huán)為角度量，或平行度、垂直度等。二、工藝尺寸鏈的概念工藝尺寸鏈——

加工中與工藝過(guò)程相關(guān)的尺寸所構(gòu)成尺寸鏈。工藝尺寸鏈中的環(huán)：組成環(huán)——各工序尺寸；封閉環(huán)——由各工序尺寸間接保證的尺寸。在大多數(shù)情況下，零件圖紙的各設(shè)計(jì)尺寸需要通過(guò)不同的工序加工得到，而工序尺寸是加工直接保證的尺寸，因此工序尺寸是工藝尺寸鏈的組成環(huán)。尺寸鏈的封閉環(huán)為間接獲得尺寸（即封閉環(huán)由組成環(huán)派生形成）。工序尺寸是加工中直接保證的尺寸，由工序尺寸間接獲得的相關(guān)尺寸就是工藝尺寸鏈的封閉環(huán)。工藝尺寸鏈的建立實(shí)例35-0.310-0.1零件圖A2＝10.4-0.1A1A3＝10-0.1工序10車(chē)端面C總長(zhǎng)A1；車(chē)小外園及端面，A2＝10.4-0.1工序20車(chē)大端外園及端面，長(zhǎng)A3＝10-0.1工藝過(guò)程AAABCBCCBA=35-0.3A1A2A3AABC尺寸鏈查找工藝尺寸鏈建立需要注意的問(wèn)題一個(gè)尺寸鏈只能解算一個(gè)封閉環(huán)，當(dāng)所解決問(wèn)題有多個(gè)封閉環(huán)時(shí)，需要按不同的封閉環(huán)分別建立相應(yīng)的尺寸鏈。尺寸鏈查找的最短路線原則：所建立尺寸鏈包含的組成環(huán)數(shù)應(yīng)當(dāng)是最少。必須按定義確定工藝尺寸鏈的封閉環(huán)：一旦封閉環(huán)確定錯(cuò)了，整個(gè)解算過(guò)程就是錯(cuò)誤的。三、極值法解算尺寸鏈的基本公式L0——封閉環(huán)的基本尺寸Li——組成環(huán)的基本尺寸1.封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和：L0=∑Li教材所列的解算尺寸鏈極值法公式2.封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和：

T0——封閉環(huán)的公差

Ti——組成環(huán)的公差T0=∑Ti3.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：

ES0——封閉環(huán)的上偏差

ESP——增環(huán)的上偏差

EIq

——減環(huán)的下偏差ES0=∑ESP-∑EIq4.封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和：

EI0——封閉環(huán)的下偏差

EIP——增環(huán)的下偏差

ESq——減環(huán)的上偏差EI0=∑EIP-∑ESq工藝尺寸鏈的解算類型已知各組成環(huán)，求封閉環(huán)大小及公差：

工序尺寸設(shè)計(jì)的驗(yàn)算與校核（正運(yùn)算）。已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)，求某一組成環(huán)大小及公差：

求解工序尺寸（逆運(yùn)算1）——求解結(jié)果唯一。已知封閉環(huán),求各組成環(huán)大小及其公差：

工藝設(shè)計(jì)中工序尺寸的解算（逆運(yùn)算2）——

按公式T=Ti將封閉環(huán)公差分配給各組成環(huán)：等公差分配法；等公差等級(jí)分配法四、工藝尺寸鏈的解算實(shí)例解題基本步驟第一步：作出工藝尺寸鏈圖（基礎(chǔ)）第二步：確定封閉環(huán)（關(guān)鍵）第三步：確定增環(huán)與減環(huán)（重點(diǎn)）第四步：根據(jù)公式計(jì)算相關(guān)尺寸及其偏差第五步：驗(yàn)算校核例1前例尺寸鏈計(jì)算方法A=AHL由基本尺寸公式

A=L–H

∴H=L–A=50–20=30由最大極限尺寸公式

Amax=Lmax–Hmin∴Hmin=Lmax–Amax

Hmin=50–20=30.00由最小極限尺寸公式

Amin=Lmin–Hmax

∴Hmax=Lmin–Amin

Hmax=(50–0.1)–(20–0.25)=30.15∴

H=30+0.15(按入體原則)A=20–0.25L=50–0.10

ESEIL=500–0.10H=A=200–0.250–0.15–30豎式計(jì)算尺寸鏈的方法

豎式方法的口訣增環(huán)和封閉環(huán)上下偏差照抄減環(huán)的上下偏差對(duì)調(diào)變號(hào)計(jì)算結(jié)果減環(huán)的計(jì)算結(jié)果從豎式取出時(shí)，其偏差也需對(duì)調(diào)變號(hào)30+0.15增環(huán)減環(huán)例:尺寸鏈的計(jì)算增環(huán):L2,L4減環(huán):L1,L3求L∑ES0=∑ESP-∑EIq

=0.05+0.2-(-0.10-0.15)=0.5L0=∑Li=45+105-(30+95)=25EI0=∑EIP-∑ESq

=0+0-(0.1+0)=-0.1L∑=25+0.5-0.1驗(yàn)算:T0=∑Ti=0.2+0.05+0.15+0.2=0.6∑L1L2L3L495-0.1545+0.0530±0.10105+0.20二、直線尺寸鏈在工藝過(guò)程中的應(yīng)用（四）余量校核（一）工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸的計(jì)算

1.測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合2.定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合（二）一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求的工藝尺寸計(jì)算（三）表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈例1:測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算∑L0--------

封閉環(huán)

∑L1,L2,L3--------增環(huán)

求:L2??65+0.0300?65+0.0300127±0.07ABL1L2L3L0AB解:驗(yàn)算:T0=∑Ti

T0=0.03/2+0.03/2+0.11=0.14L0=∑Li127=65/2+65/2+L2L2=127–65=62(mm)ESL0=∑ESP-∑EIq0.07=0.03/2+0.03/2+ESL2ESL2=0.07-0.03=0.04

EIL0=∑EIP-∑ESq

-0.07=0+0+EIL2EIL2=-0.07

L2=62+0.04

-0.07L1L2L3L0ABL0=127±0.07L1=L3=(65+0.03)/2求:L250–0.1025+0.25R5–0.30例2設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與測(cè)量基準(zhǔn)不重合的工藝尺寸鏈計(jì)算OCBAMAB50A=R5AMCOO125/250/2A=R5？？課堂練習(xí)C12-0.07030-0.03ABL1L0L2零件圖例3:定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算(1)∑12=30-L2L2=180=0-EIL2EIL2=0-0.07=-0.03-ESL2ESL2=0.04∴L2=18+0.04解：求加工C面時(shí)的工序尺寸。例4:定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算(2)350±0.03600±0.02零件圖600±0.02A加工示意圖∑600±0.02A350±0.03A=250±0.014.選擇其他加工方法.1.協(xié)商,修改設(shè)計(jì)基準(zhǔn).2.修改定位基準(zhǔn).3.將600±0.02提高600±0.005A=250±0.005若350±0.01,如何處理?作業(yè)布置習(xí)題集90頁(yè)：第6題習(xí)題集91頁(yè)：第10題習(xí)題集92頁(yè)：第12題例

5

圖（a）為軸套零件圖（b）為車(chē)削工序圖（c）為鉆孔時(shí)三種定位方案的加工簡(jiǎn)圖。鉆孔時(shí)為保證設(shè)計(jì)尺寸10±0.1，試計(jì)算三種定位方案的工序尺寸A1,A2,A3？8-0.0510±0.138-0.18-0.0538-0.1ab鉆孔方案一:鉆孔方案三:鉆孔方案二:A1A2A3基準(zhǔn)重合:

A1=10±0.1基準(zhǔn)不重合8-0.0510±0.1A2Σ10±0.18-0.05A338-0.1Σ基準(zhǔn)不重合A2=180.05

-0.1A3=20-0.05孔O的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)—C面；本工序的定位基準(zhǔn)—A面LL2=80+0.06L1=280–0.10L3＝1200.15

ABOLBCL3=AL2L1AO支座零件的A、B、C面均已加工完成(已加工尺寸L1，L2)；現(xiàn)以底面A定位鏜孔O，工序尺寸L；并保證圖紙尺寸L3，求鏜孔工序尺寸L。C例6:定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算(3)課堂練習(xí)?50+0.03053.8+0.30例7:

一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求的工藝尺寸計(jì)算50+0.03053.8+0.30L2零件圖加工工藝過(guò)程?49.8+0.046?50+0.03053.8+0.30L2?49.8+0.046L253.8+0.30?49.8/2?50/2∑53.8=25+L2-49.8/2L2=53.70.30=0.030/2+ESL2–0ESL2=0.2850=0+EIL2-0.046/2EIL2=0.023檢驗(yàn):T0=∑Ti0.30=0.015+0.023+0.262

L2=53.7+0.285

+0.023若考慮到鏜孔與磨孔的同軸度公差0.05mm,怎么辦?L253.8+0.30?49.8/2?50/2∑?50/2L253.8+0.30?49.8/2∑0±0.025?50/2L253.8+0.30?49.8/2∑0±0.025例8:

表面淬火、滲碳層深度及鍍層、涂層厚度工藝尺寸鏈?38.4-0.11.精車(chē)外圓,保證尺寸?38.4-0.1mm4.求滲碳深度L2?38.4-0.1/2L2?38-0.016/2∑L22.滲碳處理,控制滲碳深度L2L0?38-0.0163.精磨外圓,保證尺寸?38-0.016mm,同時(shí)保證滲碳層深度0.5~0.8mm。?38.4-0.1/2L2?38-0.016/2∑驗(yàn)算:T0=∑TiT0=0.016/2+(0.25-0.008)+0.1/2=0.3L0=∑Li

0.5=38/2+L2

–38.4/2L2=0.7(mm)ESL0=∑ESP-∑EIq

0=-0.008+EIL2-0EIL2=0.008

EIL0=∑EIP-∑ESq

0.3=0+ESL2–(-0.05)ESL2=0.25L2=0.7+0.25

+0.0080.5~0.8(0.5+0.3)例9:余量校核30±0.02AB工藝安排:10:精車(chē)A面,保證L1=31±0.1L120:精車(chē)B面,保證L2=30.4±0.05

精車(chē)余量Z2L2Z230:磨A面,保證L3=30.15±0.02

磨削余量Z3L3Z340:磨B面,保證L4=30±0.02

磨削余量Z4L4Z4校核余量Z2Z3Z4L1Z2L2L2L3Z3L3L4Z4分解成三個(gè)基本尺寸鏈,其中,加工余量Z間接獲得,是封閉環(huán)。解三個(gè)尺寸鏈，得：

Z2=0.6±0.15Z3=0.25±0.07Z4=0.15±0.04關(guān)于封閉環(huán)的幾點(diǎn)說(shuō)明:1.在解工藝尺寸鏈或裝配尺寸鏈時(shí),封閉環(huán)是最終、間接、自然得到的。不能任意選擇。2.本道工序的工序尺寸一定是直接得到的,是組成環(huán)。4.封閉環(huán)的公差比任何組成環(huán)的公差都大。5.在零件設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)該選擇最不重要的環(huán)作為封閉環(huán)。3.已有的尺寸或已得到的尺寸是組成環(huán)。Z52-0.522-