機械制造工藝學(xué)第3章

機械制造工藝學(xué)第三章機械加工工藝規(guī)程的制訂復(fù)習(xí)第一章基本概念第一節(jié)機械加工工藝規(guī)程概述第二節(jié)零件的工藝性分析及毛坯的選擇第三節(jié)工藝過程設(shè)計第四節(jié)工序設(shè)計第五節(jié)時間定額及提高勞動生產(chǎn)率的工藝措施第六節(jié)工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析第七節(jié)機械加工工藝規(guī)程制定及舉例復(fù)習(xí)第一章基本概念一、生產(chǎn)過程和工藝過程包括⑴原材料和成品的運輸與保管；⑵生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作；⑶毛坯的制造；⑷零件的機械加工、熱處理和其它表面處理；⑸產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢驗、油漆和包裝等。生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返乃袆趧舆^程。在生產(chǎn)過程中，毛坯的制造、零件的機械加工與熱處理、產(chǎn)品的裝配等工作直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，這一過程稱為工藝過程。采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量使其成為零件的過程，稱為機械加工工藝過程。二、工藝過程的組成⒈工序一個或一組工人在一個工作地點或一臺機床上，對同一個或幾個零件進行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程稱為工序。

在零件的加工過程中，有一些工作并不改變零件的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，但卻影響工藝過程的完成。一般稱完成這些工作的工序為輔助工序。⒉安裝

工件在加工前，先要把工件位置放準(zhǔn)，確定工件在機床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。工件定位后將其固定住，使其在加工過程中的位置保持不變的操作稱為夾緊?！罟ぜ诩庸r應(yīng)盡量減少安裝次數(shù)，以減少安裝工作的時間，避免產(chǎn)生更大的誤差。將工件在機床上或夾具中定位后加以夾緊的過程稱為安裝。⒊工位

采用多工位加工法既減少了安裝次數(shù)，又可同時進行作業(yè)，可以提高加工精度和生產(chǎn)率。工件在機床上所占據(jù)的位置稱為工位。⒋工步

一個工序含有一個或幾個工步。為提高生產(chǎn)率，采用多刀同時加工一個零件的幾個表面時，也看作一個工步，并稱為復(fù)合工步。那些連續(xù)進行的若干相同的工步，通常也看作一個工步。在加工表面不變、加工工具不變、切削用量中的進給量和切削速度不變的情況下所完成的那部分工序內(nèi)容，稱為工步。⒌走刀

走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。在一個工步內(nèi)，若被加工表面需切除的余量較大，一次切削無法完成，則可分幾次切削，每一次切削就稱為一次走刀。三、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型及其工藝特征

㈠生產(chǎn)綱領(lǐng)：企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是指包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，可按下式計算：式中，N——零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年） Q——產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺/年） n——每臺產(chǎn)品中含該零件的數(shù)量（件/臺） a%——零件備品率； b%——零件廢品率。

㈡生產(chǎn)類型：企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品的大小，可分為

單件生產(chǎn)：單個生產(chǎn)，很少重復(fù)或不重復(fù)的生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)：產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點重復(fù)進行成批生產(chǎn)：一年中分批輪流地制造，工作地點周期重復(fù)生產(chǎn)綱領(lǐng)決定一生產(chǎn)類型，產(chǎn)品大小也對生產(chǎn)類型有影響。

㈢工藝特征：不同的生產(chǎn)類型具有不同的工藝特點。

四、獲得加工精度的方法㈠獲得尺寸精度的方法⒈試切法：通過試切出一小段—測量—調(diào)刀—再試切，反復(fù)進行，直到達到規(guī)定尺寸再進行加工的一種加工方法。⒉調(diào)整法：先調(diào)整好刀具的位置，然后以不變的位置加工一批零件的方法。⒊定尺寸刀具法：通過刀具的尺寸來保證加工表面的尺寸精度。⒋自動控制法：通過自動測量和數(shù)字控制裝置，在達到尺寸精度時自動停止加工的尺寸控制方法。㈡獲得形狀精度的方法⒈刀尖軌跡法：通過刀尖的運動軌跡來獲得形狀精度的方法。⒉仿形法：刀具按照仿形裝置進給對工件進行加工的方法。⒊成形法：利用成形刀具對工件進行加工獲得形狀精度的方法。⒋展成法：利用刀具和工件作展成切削運動形成包絡(luò)面，從而獲得形狀精度的方法。㈢獲得位置精度的方法⒈直接找正安裝：用劃針、百分表等工具直接找正工件位置并加以夾緊的方法。⒉按劃線找正安裝：先用劃針畫出要加工表面的位置，再按劃線用劃針找正工件在機床上的位置并加以夾緊。⒊用夾具安裝：將工件直接安裝在夾具的定位元件上的方法。第一節(jié)機械加工工藝規(guī)程概述用表格的形式將機械加工工藝過程的內(nèi)容書寫出來，成為指導(dǎo)性技術(shù)文件，就是機械加工工藝規(guī)程。其內(nèi)容包括：一、工藝規(guī)程的作用⒈是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件⒉是組織和管理生產(chǎn)的基本依據(jù)

⒊是新建和擴建工廠的基本資料零件加工工序內(nèi)容、切削用量、工時定額、各工序所采用的設(shè)備和工藝裝備二、工藝規(guī)程的格式⒈機械加工工藝過程卡⒉機械加工工藝卡⒊機械加工工序卡三、制訂工藝規(guī)程的原則

工藝規(guī)程是直接指導(dǎo)生產(chǎn)和操作的重要文件，在編制時還應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰。所用術(shù)語、符號、計量單位和編號都要符合標(biāo)準(zhǔn)。所制訂的工藝規(guī)程，能在一定的生產(chǎn)條件下，以最快的速度、最少的勞動量和最低的費用，可靠地加工出符合要求的零件。同時還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和經(jīng)驗，并保證有良好的勞動條件。四、制訂工藝規(guī)程的原結(jié)資料⑴產(chǎn)品的全套裝配圖和零價的工作圖；⑵產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；⑶產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；⑷產(chǎn)品零件毛坯生產(chǎn)條件及毛坯圖等資料；⑸工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件；⑹國內(nèi)外新技術(shù)新工藝及其發(fā)展前景；⑺有關(guān)的工藝手冊及圖冊。五、制訂工藝規(guī)程的步驟⑴分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖；⑵選擇毛坯；⑶選擇定位基準(zhǔn)；⑷擬定工藝路線；⑸確定加工余量和工序尺寸；⑹確定切削用量和工時定額；⑺確定各工序的設(shè)備、刀夾量具和輔助工具；⑻確定各工序的技術(shù)要求及檢驗方法；⑼填寫工藝文件。第二節(jié)零件的工藝性分析及毛坯的選擇一、檢查零件圖書的完整性和正確性二、零件的技術(shù)要求分析

⑴加工表面的尺寸精度；⑵主要加工表面的形狀精度；⑶主要加工表面之間的相互位置精度；⑷加工表面的粗糙以及表面質(zhì)量方面的其它要求；⑸熱處理要求；⑹其它要求（如動平衡、未注圓角或倒角等）三、零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

（見下圖）四毛坯的選擇（一）毛坯的種類⒈鑄件：適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯。鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等。⒉鍛件：適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯。鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛造鍛件的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，適用于單件和小批生產(chǎn)，以及大型鍛件。模鍛件的加工余量較小，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，適用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。⒊型材：有熱軋（尺寸大、精度低）多用于一般零件的毛坯；冷拉（尺寸小、精度高）多用于制造毛坯精度要求較高的中小型零件，適用于自動機加工。⒋焊接件：根據(jù)需要將型材或鋼板焊接而成的毛坯件。對于大件來說，焊接件簡單方便，特別是單件小批生產(chǎn)可以大大縮短生產(chǎn)周期，但焊接的零件變形較大，需要經(jīng)過時效處理后才能進行機械加工。⒌冷沖壓件：可以非常接近成品要求，但模具昂貴。（二）毛坯選擇時應(yīng)考慮的因素 ⒈零件的材料及機械性能要求。

例如材料為鑄鐵與青銅的零件，應(yīng)選擇鑄件毛坯。對于鋼質(zhì)零件，還要考慮機械性能的要求。對于一些重要零件，為保證良好的機械性能，一般均須選擇鍛件毛坯，而不能選擇鑄件或棒料。 ⒉零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小。

例如常見的各種階梯軸，如各臺階直徑相差不大，可直接選取圓棒料；如各臺階直徑相差較大，為減少材料消耗和切削加工量，則宜選擇鍛件毛坯。至于一些非旋轉(zhuǎn)體的板條形鋼質(zhì)零件，一般則多為鍛件。零件的外形尺寸對毛坯選擇也有較大的影響。對于尺寸較大的零件，目前只能選擇毛坯精度、生產(chǎn)率都比較低的砂型鑄造和自由鍛造的毛坯；而中小型零件，則可選擇模鍛及各種特種鑄造的毛坯。 ⒊生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。 ⒋現(xiàn)有生產(chǎn)條件。 ⒌充分利用新工藝、新材料。(三）毛坯的形狀與尺寸的確定⑴為加工時安裝工件的方便，有些鑄件毛坯需鑄出工藝搭子。具有工藝搭子的刀架毛坯

A-加工面B-工藝搭子C-定位面⑵裝配后需形成同一工作表面的兩個相關(guān)零件，為保證加工質(zhì)量并使加工方便，常將分離零件先做成一個整體毛坯，加工到一定階段再切割分離。⑶對于形狀比較規(guī)則的小型零件，為了提高機械加工的生產(chǎn)率和便于安裝，應(yīng)將多件合成一個毛坯，當(dāng)加工到一定階段后，再分離成單件。第3節(jié)工藝過程設(shè)計一、基準(zhǔn)的概念及其分類⒈設(shè)計基準(zhǔn)：零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準(zhǔn)。它是標(biāo)注設(shè)計尺寸的起點。零件上用以確定其它點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面⒉工藝基準(zhǔn)：在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)。按用途分為：⑴定位基準(zhǔn)——在加工時，用以確定零件在機床夾具中的正確位置所采用的基準(zhǔn)。又分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。⑵工序基準(zhǔn)——在工藝文件上用以標(biāo)定被加工表面位置的基準(zhǔn)。⑶測量基準(zhǔn)——零件檢驗時，用以測量已加工表面尺寸及位置的基準(zhǔn)。⑷裝配基準(zhǔn)——裝配時用以確定零件在機器中位置的基準(zhǔn)?！罨鶞?zhǔn)在工作上并不一定具體存在。二、定位基準(zhǔn)的選擇1.粗基準(zhǔn)的選擇原則（保證足夠余量，盡快獲得精基面）。⑴余量均勻原則如果主要要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。

⑶定位可靠原則作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位可靠、夾緊方便。⑷不重復(fù)使用原則粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次。⑵相互位置要求原則若主要要求保證加工面與不加工面間的位置要求，則應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。

零件余量不均勻同軸余量均勻不同軸2.精基準(zhǔn)的選擇原則（考慮加工精度和工件安裝）。1）基準(zhǔn)重合原則——即選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。為保證尺寸c的精度(Tc)要求，應(yīng)使：如下圖，此時尺寸a的誤差對加工尺寸c無影響，加工誤差只需滿足：顯然這種基準(zhǔn)重合的情況能使工序允許出現(xiàn)的誤差加大，使加工更容易達到精度要求，經(jīng)濟性更好。2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則——應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面。

（3）類軸（2）圓盤（1）箱體3）自為基準(zhǔn)原則——某些要求加工余量小而均勻的精加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。4）互為基準(zhǔn)原則——當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進行加工時，需要用兩個表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進行加工，以保證位置精度要求。5）所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。三、表面加工方法的選擇1.考慮的因素

1）工件材料的性質(zhì) 2）工件的結(jié)構(gòu)和尺寸 3）生產(chǎn)類型 4）具體生產(chǎn)條件 5）要考慮“加工經(jīng)濟精度”(標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，工藝裝備和工人等級，不延長勞動時間）6）要考慮生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性要求為零件上每一個有質(zhì)量要求的表面選擇一套合理的加工方法任何一種加工方法可以獲得的精度和表面粗糙度值均有一個較大的范圍。只有一定的精度范圍內(nèi)才是經(jīng)濟的。四、加工順序的安排（一）加工階段的劃分

1.粗加工階段——切除各表面上大部分余量2.半精加工階段——完成次要表面的加工3.精加工階段——保證各主要表面達到圖樣要求4.光整加工階段——處理表面粗糙度要求很細(xì)和尺寸精度要求很高的表面

5.原因

⑴利于保證加工質(zhì)量 ⑵便于合理使用設(shè)備 ⑶便于安排熱處理工序和檢驗工序 ⑷便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免損傷已加工面

（二）切削工序的安排原則⒈先粗后精，粗精分開

先粗加工，在精加工。⒉先主后次零件的加工應(yīng)先安排加工主要表面，后加工次要表面。⒊先面后孔零件上的平面必須先進行加工，然后再加工孔。⒋基面先行用作精基準(zhǔn)的表面要首先加工出來。（三）熱處理工序的安排原則熱處理可以提高材料的力學(xué)性能，改善金屬的切削性能及消除殘余應(yīng)力。⒈預(yù)備熱處理1）正火:又稱?；菍⒐ぜ訜嶂罙c3或Accm以上30~50℃，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。

作用：細(xì)化組織，韌性也較好，改善切削性能，可作為切削加工的預(yù)處理。2)退火：是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。

作用：①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力，防止工件變形、開裂。②軟化工件以便進行切削加工。③細(xì)化晶粒，改善組織以提高工件的機械性能。④為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準(zhǔn)備。

3)時效處理時效處理：

指合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度放置或室溫保持其性能，形狀，尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。（1）人工時效處理若采用將工件加熱到較高溫度，并較短時間進行時效處理的時效處理工藝。（2）自然時效處理若將工件放置在室溫或自然條件下長時間存放而發(fā)生的時效現(xiàn)象。不屬于金屬熱處理工藝

作用：消除工件的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織和尺寸，改善機械性能等。

(4)調(diào)質(zhì)：調(diào)整鋼綜合力學(xué)性能的熱處理工藝，即淬火后又高溫回火的雙重?zé)崽幚怼?/p>

作用：具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即高強度和高韌性的適當(dāng)配合，以保證零件長期順利工作。承受拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)或剪切的作用，一定的耐磨性等等。⒉最終熱處理

1）淬火：淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上某一溫度，保溫一段時間，使之全部或部分奧氏體1化，然后以大于臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等溫）進行馬氏體（或貝氏體）轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。

作用：（1）表面硬度：經(jīng)高、中頻感應(yīng)加熱表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高2～3個單位（HRC）。

（2）耐磨性：高頻淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。這主要是由于淬硬層馬氏體晶粒細(xì)小，碳化物彌散度高，以及硬度比較高，表面的高的壓應(yīng)力等綜合的結(jié)果。（3）疲勞強度：高、中頻表面淬火使疲勞強度大為提高，缺口敏感性下降。一般硬化層深δ＝（10～20）％D。較為合適，其中D。為工件的有效直徑。

2）滲碳淬火：采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，滲過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。

3）滲氮：又稱氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強度、抗腐蝕性等⒊輔助工序的安排

檢驗工序是主要的輔助工序，其它還有：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。五、工序的集中與分散⒈工序集中就是指每道工序加工內(nèi)容很多，工藝路線短。

⑴可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高。⑵減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人和占地面積、節(jié)省人力、物力。⑶減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度。⑷采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。⒉工序分散就是指每道工序的加工內(nèi)容很少，甚至一道工序只含一個工步，工藝路線很長。

⑴設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換。⑵對工人的技術(shù)要求較低。⑶可以采用最合理的切削用量，減少機動時間。⑷所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。

集中或分散主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一、機床和工藝裝備的選擇（一）機床的選擇原則：1.加工范圍與零件的外廓尺寸相適應(yīng)；2.機床精度與加工工序的的精度相適應(yīng)；3.機床的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)類型相適應(yīng)；（二）工藝裝備的選擇1.夾具的選擇2.刀具的選擇3.量具的選擇第4節(jié)工序設(shè)計二、加工余量的基本概念加工余量可分為工序余量和總余量。㈠工序余量指某一表面在一道工序中被切除的金屬層厚度。⒈工序余量的計算對于外表面對于內(nèi)表面

加工時從加工表面上切去的金屬層厚度。式中，Z——本工序的工序余量； a——前工序的工序余量； b——本工序的工序尺寸。上述加工余量均是非對稱的單邊余量，旋轉(zhuǎn)表面的加工余量是對稱的雙邊余量。對于軸對于孔式中，Z——直徑上的加工余量； da——前工序加工直徑； db——本工序加工直徑。⒉工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差當(dāng)尺寸a、b均等于工序基本尺寸時，基本余量為則最小余量而最大余量

當(dāng)工序尺寸用基本尺寸計算時，所得的加工余量稱為基準(zhǔn)余量或公稱余量工序余量和工序尺寸公差的關(guān)系式如下：式中，Ta——前工序的工序尺寸公差；Tb——本工序的工序尺寸公差。

余量公差是加工余量的變動范圍，其值為式中，Tz——本工序余量公差。所以，余量公差等于前工序與本工序的工序尺寸公差之和。（二）總加工余量指零件從毛坯變?yōu)槌善窌r從某一表面所切除的金屬層總厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸與零件設(shè)計尺寸之差，也等于該表面各工序余量之和，即

二、影響加工余量的因素⑴上工序的表面質(zhì)量⑵前工序的工序尺寸公差⑶前工序的位置誤差⑷本工序工件的安裝誤差所以本工序的加工余量必須滿足下式：用于對稱余量時：用于單邊余量時：三、加工余量的確定㈠經(jīng)驗估計法——根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗來確定加工余量。㈡查表修正法——根據(jù)有關(guān)手冊，查得加工余量的數(shù)值，然后根據(jù)實際情況進行適當(dāng)修正。㈢分析計算法——對影響加工余量的各種因素進行分析，然后根據(jù)一定的計算關(guān)系來計算加工余量的方法。

在確定加工余量時，要分別確定加工總余量（毛坯余量）和工序余量。四工序尺寸及其公差的確定（一）、基準(zhǔn)重合時，工序尺寸及其公差的計算

當(dāng)工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)或測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，表面多次加工時，工序尺寸及公差的計算是比較容易的。其計算順序是由最后一道工序向前推算。

⑴定毛坯總余量和工序余量。 ⑵定工序公差。 ⑶求工序基本尺寸。 ⑷標(biāo)注工序尺寸公差。（二）、其準(zhǔn)不重合時，工序尺寸及其公差的計算

當(dāng)零件加工時，多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)，引起測量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)工序與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，這時，需要利用工藝尺寸鏈原理來進行工序尺寸及其公差的計算。㈠工藝尺寸鏈的基本概念⒈工藝尺寸鏈——由一系列相互聯(lián)系的尺寸所形成的尺寸封閉圖形。通過對上圖的分析可以知道，工藝尺寸鏈的主要特征是：封閉性——尺寸鏈中各個尺寸的排列呈封閉形式，關(guān)聯(lián)性——任何一個直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響間接保證的尺寸和其精度。⒉工藝尺寸鏈的組成——組成工藝尺寸鏈的每一個尺寸稱為環(huán)。環(huán)又分為：封閉環(huán)——在加工過程中間接獲得、最后保證的尺寸，組成環(huán)——除封閉尺寸以外的其它環(huán)。分為增環(huán)（封閉環(huán)隨其增加而增加）和減環(huán)(封閉環(huán)隨其增加而減小)⒊工藝尺寸鏈的建立

利用工藝尺寸鏈進行工序尺寸及其公差的計算，關(guān)鍵在于正確找出尺寸鏈，正確區(qū)分增、減環(huán)和封閉環(huán)，其步驟為：

⑴封閉環(huán)的確定⑵組成環(huán)的查找⑶區(qū)分增減環(huán)

注意：所建立的尺寸鏈必須使組成環(huán)數(shù)最少，這樣能更容易滿足封閉環(huán)的精度或者使各組成環(huán)的加工更容易、更經(jīng)濟。⒋工藝尺寸鏈計算的基本公式⑴極值法

封閉環(huán)的基本尺寸計算——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環(huán)的基本尺寸之和，即式中，m——增環(huán)的環(huán)數(shù)；n——包括封閉環(huán)在內(nèi)的總環(huán)數(shù)。

封閉環(huán)極限尺寸的計算——封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和，即封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和，即

封閉環(huán)上下偏差的計算——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，即

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，即式中，——增環(huán)和減環(huán)的上偏差——增環(huán)和減環(huán)的下偏差

封閉環(huán)的公差計算——封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，即式中，T(Ai)——第i個組成環(huán)的公差值。封閉環(huán)平均尺寸和平均偏差的計算——封閉環(huán)的平均尺寸等于所有增環(huán)的平均尺寸之和減去所有減環(huán)的平均尺寸之和，即封閉環(huán)的平均偏差等于所有增環(huán)的平均偏差之和減去所有減環(huán)的平均偏差之和，即⑵概率法當(dāng)工藝尺寸鏈的環(huán)數(shù)較多、且為大批量生產(chǎn)時，應(yīng)該按概率法計算，其公差什的計算公式為式中，——封閉環(huán)的公差值； ——第i個組成環(huán)的公差值； ——平均分配系數(shù)。在保證封閉環(huán)精度不變的前提下，應(yīng)用概率法可以使組成環(huán)公差放大，從而減低了加工時對工藝尺寸的精度要求，降低了加工難度和加工成本。⒌尺寸鏈的計算形式⑴正計算——已知各組成環(huán)尺寸，求封閉環(huán)尺寸，其計算結(jié)果是唯一的。⑵反計算——已知封閉環(huán)求各組成環(huán)。⑶中間計算——已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)，求某一組成環(huán)。（三）、工藝尺寸鏈的分析和解算⒈測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計算在零件加工時，會遇到一些表面加工之后設(shè)計尺寸不便直接測量的情況，因此需要在零件上另選一個易于測量的表面作測量基準(zhǔn)進行測量，以間接檢驗設(shè)計尺寸。帶來的問題是：⑴提高了組成環(huán)尺寸的測量精度要求和加工精度要求⑵假廢品問題⒉定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時的工序尺寸計算零件調(diào)整法加工時，如果加工表面的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，就要進行尺寸換算，重新標(biāo)注工序尺寸。也需要提高本工序的加工精度，使加工更加困難，同時也會出現(xiàn)假廢品的問題。措施是：⑴減小其它組成環(huán)的公差。⑵改變定位基準(zhǔn)或加工方式。⒊從尚需繼續(xù)加工的表面上標(biāo)注的工序尺寸計算⒋保證滲氮、滲碳層深度的工藝計算⒌靠火花磨削時的工序尺寸計算⑴靠火花磨削能保證磨去最小余量，生產(chǎn)率較高。⑵在尺寸鏈中，磨削余量是直接控制的，為組成環(huán)，而保證的設(shè)計尺寸為封閉環(huán)。⑶由于靠磨的余量值存在公差，因而靠磨后尺寸的誤差要比靠磨前相應(yīng)尺寸的誤差增大一個余量公差值。⒍工序尺寸的圖算法

針對零件加工工序較多，工藝基準(zhǔn)又與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，且各工序的工藝基準(zhǔn)多次轉(zhuǎn)換的情況，可采用此法來進行各工序尺寸的計算。第5節(jié)時間定額及提高生產(chǎn)率的工藝措施一、機械加工生產(chǎn)率分析㈠時間定額：在一定的生產(chǎn)條件下制訂出來的完成單件產(chǎn)品或某項工作所必須消耗的時間。⑴基本時間（T基本）——指直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置與表面質(zhì)量等所耗費的時間勞動生產(chǎn)率是指工人在單位時間內(nèi)制造的合格品數(shù)量，或者指制造單件產(chǎn)品所耗的勞動時間。⑵輔助時間（T輔助）——指在每個工序中，為保證完成基本工藝工作所用于輔助動作而耗費的時間。輔助動作主要有： 裝卸工件 開停機床 改變切削用量 試切和測量零件尺寸 ……

基本時間和輔助時間的總和稱為操作時間(T操作)⑶工作地點服務(wù)時間（T服務(wù)）——指工人在工作時為照管工作地點及保持正常工作狀態(tài)所耗費的時間。⑷休息和自然需要時間（T休息）——指工人在工作時間內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時間。上述時間的總和稱為單件時間，即⑸準(zhǔn)備終結(jié)時間（T準(zhǔn)終）——指當(dāng)加工一批工件的開始和終了時，所做的準(zhǔn)備工作和結(jié)束工作而耗費的時間。對一批零件，時間分?jǐn)偟矫總€零件上，所以批量生產(chǎn)時單件時間定額為上述時間之和。即在大量生產(chǎn)時，每個工作地點完成固定的一道工序，一般不需要考慮準(zhǔn)備終結(jié)時間，所以，其單件時間定額為㈡提高機械加工生產(chǎn)率的工藝措施⒈縮減時間定額⑴縮減基本時間

提高切削用量n、f、ap減小切削長度多件加工⑵縮減輔助時間

采用先進高效夾具采用多工位連續(xù)加工采用主動檢驗或數(shù)字顯示自動測量裝置采用兩個相同夾具交替工作的方法⑶縮減工作地點服務(wù)時間⑷縮減準(zhǔn)備終結(jié)時間⒉采用先進工藝方法

⑴采用選進的毛坯制造方法 ⑵采用少、無切屑新工藝 ⑶采用特種加工 ⑷改進加工方法一、工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析

所謂經(jīng)濟性好就是指在機械加工中能用最低的成本制造出合格的產(chǎn)品。㈠生產(chǎn)成本和工藝成本

制造一個零件（或產(chǎn)品）所耗費的費用總和叫生產(chǎn)成本。分為與工藝過程有關(guān)的工藝成本和與工藝過程無關(guān)的開支。⒈工藝成本的組成⑴可變費用V——與零件年產(chǎn)量直接有關(guān)，并與之成正比變化的費用。⑵不變費用S——與零件年產(chǎn)量無直接關(guān)系，不隨著年產(chǎn)量的變化而變化的費用。第6節(jié)工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析⒉工藝成本的計算零件加工全年工藝成本可按下式計算E=VN+S（元/年）式中，E——一種零件全年的工藝成本（元/年） V——可變費用（元/件） N——零件年產(chǎn)量（件/年） S——不變費用（元/年）每個零件的工藝成本可按下式計算（元/年）式中，Ed——單件工藝成本（元/件）年工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系如左圖單件工藝成本與年產(chǎn)量是雙曲線的關(guān)系如右圖㈡不同工藝方案的經(jīng)濟性比較如果兩種工藝方案基本投資相近⑴如兩方案只有少數(shù)工序不同，可比其單件工藝成本則E單件值小的方案經(jīng)濟性好。⑵當(dāng)兩種工藝方案有較多工序不同時，應(yīng)比較其全年工藝成本，即則E值小的方案經(jīng)濟性好?？梢姼鞣桨傅慕?jīng)濟性與年產(chǎn)量有關(guān)，當(dāng)兩方案的工藝成本相同時的年產(chǎn)量稱為臨界年產(chǎn)量，

若N<NK，宜采用方案II若N>NK，宜采用方案I如果兩種工藝方案的基本投資相差較大此時需要考慮投資差額的回收期限τ（年），其值可通過下式計算式中，ΔK——基本投資差額（元）

ΔE——全年工藝成本差額（元/年）

τ至少應(yīng)滿足以下要求：⑴小于所采用的設(shè)備的使用年限；⑵小于生產(chǎn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代年限；⑶小于國家所規(guī)定的年限。第7節(jié)機械加工工藝規(guī)程制定及舉例一、制定工藝規(guī)程的基本要求二、制定工藝規(guī)程制定原則三、制定工藝規(guī)程內(nèi)容和步驟

1.零件的工藝性分析

2.確定毛坯3.制定零件的加工工藝路線

1）加工階段的劃分2）選擇定位基準(zhǔn)。

3）確定工藝集中與分散。

4）確定工序余量和工序尺寸及其公差。

5）選擇機床及工，夾，量，刃具。

6）確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。

7）確定切削用量和時間定額。

8）填寫工藝文件。例.工藝規(guī)程舉例工序Ⅰ一次安裝工序Ⅱ一次安裝第八節(jié)專用夾具設(shè)計的全過程一、擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案㈠明確設(shè)計要求和生產(chǎn)條件專用夾具設(shè)計是以機械加工工藝規(guī)程的工序卡片上所規(guī)定的定位基準(zhǔn)、夾緊位置和工序要求作依據(jù)的

⑴了解工件情況、工序要求和加工狀態(tài)⑵了解所用機床、刀具等的情況⑶了解生產(chǎn)批量和對夾具的需用情況⑷了解夾具制造車間的生產(chǎn)條件和技術(shù)現(xiàn)狀⑸準(zhǔn)備好設(shè)計夾具用的各種標(biāo)準(zhǔn)、工廠規(guī)定、典型夾具圖冊和相關(guān)夾具設(shè)計指導(dǎo)資料等。㈡擬定夾具的結(jié)構(gòu)方案⒈對工件的定位方案：選擇定位和定位元件

根據(jù)連桿銑槽的工序尺寸、形狀和位置精度要求，工件定位時需限制六個自由度。⒉對工件的夾緊方案：確定夾緊方法和夾緊裝置

根據(jù)工件定位方案，考慮夾緊力的作用點及方向，采用下圖所示的方式較好。⒊變更工位的方案：決定是否采用分度裝置，若采用分度裝置時，要選擇其結(jié)構(gòu)型式

在擬定該夾具結(jié)構(gòu)方案時，遇到的另一個問題，就是工件每一面的兩對稱槽將如何進行加工，在夾具結(jié)構(gòu)上如何實現(xiàn)。一種是采用分度裝置，當(dāng)加工完一對槽后，將工件和分度盤一起轉(zhuǎn)過90度，再加工另一對槽。另一種方案是在夾具上裝兩個相差為90度的菱形銷，加工完一對槽后，卸下工件，將工件轉(zhuǎn)過90度而套在另一個菱形銷上，重新進行夾緊后再加工另一對槽。⒋對刀具的對刀或?qū)б桨福捍_定對刀裝置或刀具導(dǎo)引件的結(jié)構(gòu)形式和布局⒌夾具在機床上的安裝方式以及夾具體的結(jié)構(gòu)型式

㈢對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算

當(dāng)夾具的結(jié)構(gòu)方案擬定之后，應(yīng)對其所能達到的精度進行分析和估算。以論證能否保證工件被加工表面的位置精度要求，從而可以斷定所擬方案是否合理。同時也可發(fā)現(xiàn)方案中的薄弱環(huán)節(jié)，以便進一步修改方案和采取某些措施。

對結(jié)構(gòu)方案進行精度分析和估算，要涉及到定位、夾緊、分度、引導(dǎo)以及