第3章加工工藝規(guī)程制定與工藝尺寸鏈

第三章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂和工藝尺寸鏈本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解工藝規(guī)程制定的原則與步驟2．掌握工件定位基準(zhǔn)的選擇及其定位3．掌握工序加工余量和工序尺寸的確定方法4.掌握典型工藝尺寸鏈的解算方法第一節(jié)機(jī)械加工工藝規(guī)程概述零件加工工藝流程、零件加工工序內(nèi)容、切削用量、工時(shí)定額、各工序所采用的設(shè)備和工藝裝備一、工藝規(guī)程的概念包括：規(guī)定產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件。

切削用量是切削時(shí)各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的總稱，包括切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量。

工時(shí)定額是生產(chǎn)單位產(chǎn)品或完成一定工作量所規(guī)定的時(shí)間消耗量。如對車工加工一個(gè)零件、裝配工組裝一個(gè)部件或一個(gè)產(chǎn)品所規(guī)定的時(shí)間。工藝流程指工業(yè)品生產(chǎn)中，從原料到制成成品各項(xiàng)工序安排的程序。

二、工藝規(guī)程的作用2、是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的基本依據(jù)大批大量生產(chǎn)，工藝規(guī)程比較詳細(xì)；單件小批生產(chǎn)，工藝規(guī)程較簡單。無論生產(chǎn)規(guī)模大小，都必須有工藝規(guī)程，否則生產(chǎn)調(diào)度、技術(shù)準(zhǔn)備、關(guān)鍵技術(shù)研究、器材配置等都無法安排，生產(chǎn)將陷入混亂。3、是新建和擴(kuò)建工廠（車間）的技術(shù)依據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的制訂、原材料的采購、工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造與采購、機(jī)床負(fù)荷的調(diào)整、作業(yè)計(jì)劃的編排、勞動(dòng)力的組織、工時(shí)定額的制訂、成本的核算等生產(chǎn)所需要的機(jī)床和其它設(shè)備的種類、數(shù)量和規(guī)格，車間的面積、機(jī)床的布置、生產(chǎn)工人的工種、技術(shù)等級及數(shù)量、輔助部門的安排等1、是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件，是指揮現(xiàn)場生產(chǎn)的依據(jù)

三、制訂工藝規(guī)程的原則優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低成本，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，爭取最好的經(jīng)濟(jì)效益。1、技術(shù)上的先進(jìn)性

在制定工藝規(guī)程時(shí)，要了解國內(nèi)外本行業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展，通過必要的工藝試驗(yàn)，盡可能采用先進(jìn)適用的工藝和工藝裝備。2、經(jīng)濟(jì)上的合理性

在一定的生產(chǎn)條件下，可能會(huì)出現(xiàn)幾種能夠保證零件技術(shù)要求的工藝方案。此時(shí)應(yīng)通過成本核算或相互對比，選擇經(jīng)濟(jì)上最合理的方案，使產(chǎn)品生產(chǎn)成本最低。3、良好的勞動(dòng)條件及避免環(huán)境污染

在制訂工藝規(guī)程時(shí)，要注意保證工人操作時(shí)有良好而安全的勞動(dòng)條件。因此，在工藝方案上要盡量采取機(jī)械化或自動(dòng)化措施，以減輕工人繁重的體力勞動(dòng)。同時(shí)，要避免環(huán)境污染。產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性這三個(gè)方面有時(shí)相互矛盾，因此，合理的工藝規(guī)程應(yīng)該處理好這些矛盾，體現(xiàn)這三者的統(tǒng)一。四、制訂工藝規(guī)程的原始資料1、產(chǎn)品全套裝配圖和零件圖2、產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)4、毛坯資料5、本企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件6、國內(nèi)外同類產(chǎn)品的新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展前景等相關(guān)信息7、有關(guān)的工藝手冊及圖冊五、工藝規(guī)程文件的格式將工藝規(guī)程的內(nèi)容，填入一定格式的卡片，即成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和施工依據(jù)的工藝文件。常用的工藝文件格式有下列幾種：1、機(jī)械加工工藝過程卡片這種卡片以工序?yàn)閱挝唬喴亓谐隽苏麄€(gè)加工所經(jīng)過的工藝路線（包括毛坯制造、機(jī)械加工和熱處理等），它是制訂其它工藝文件的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、編排作業(yè)計(jì)劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。在這種卡片中，各工序的說明不夠具體，故一般不能直接指導(dǎo)工人操作，而多作生產(chǎn)管理方面使用。但是，在單件小批生產(chǎn)中，由于通常不編制其它較詳細(xì)的工藝文件，而是以這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。2、機(jī)械加工工序卡片在機(jī)械加工工藝過程卡的基礎(chǔ)上，按每道工序的工序內(nèi)容所編制的一種工藝文件。更詳細(xì)地說明整個(gè)零件各個(gè)工序的加工要求，是用來具體指導(dǎo)工人操作的工藝文件。在這種卡片上，要畫出工序簡圖，注明該工序每個(gè)工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設(shè)備和工藝裝備。用于大批量生產(chǎn)的零件。工序簡圖上表示出被加工表面在該工序所達(dá)到的尺寸、公差和粗糙度及工件的安裝方法。六、制訂工藝規(guī)程的步驟1、熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)，計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型；2、分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析；3、擬定工藝路線；4、選擇毛坯；首先明確零件在產(chǎn)品中的作用、地位和工作條件，并找出其主要的技術(shù)要求和規(guī)定它的依據(jù)，然后對零件圖進(jìn)行工藝審查。如果在審查過程中認(rèn)為不合理或者是錯(cuò)誤及遺漏，可提出修改意見。與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的機(jī)械性能和零件的生產(chǎn)類型及毛坯車間的具體生產(chǎn)條件有關(guān)。包括：定位基準(zhǔn)面的選擇；各表面的加工方法；加工階段的劃分；各表面的加工順序；工序集中或分散的程度；熱處理及檢驗(yàn)工序的安排；其它輔助工序（如清洗、去毛刺、去磁、倒角}的安排等。10、填寫工藝文件。9、確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；8、確定各工序的設(shè)備、刀夾量具和輔助工具；7、確定切削用量和工時(shí)定額；6、確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；5、選擇定位基準(zhǔn)；一、工藝規(guī)程的概念二、工藝規(guī)程的作用三、制訂工藝規(guī)程的原則四、制訂工藝規(guī)程的原始資料五、工藝規(guī)程的文件格式六、制訂工藝規(guī)程的步驟小結(jié)第二節(jié)零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（專題）零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。即零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)方便于加工時(shí)工件的裝夾、對刀、測量，可以提高切削效率等。良好的結(jié)構(gòu)工藝性是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，又有低的制造成本。結(jié)構(gòu)工藝性不好會(huì)使加工困難，浪費(fèi)材料和工時(shí)，有時(shí)甚至無法加工，所以應(yīng)該對零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝性審查，如發(fā)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)不合理之處，應(yīng)與有關(guān)設(shè)計(jì)人員一起分析，按規(guī)定手續(xù)對圖樣進(jìn)行必要的修改及補(bǔ)充。第二節(jié)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析一、零件結(jié)構(gòu)工藝性的概念二、合理標(biāo)注零件的尺寸、公差和表面粗糙度1、按照加工順序標(biāo)注尺寸，避免多尺寸同時(shí)保證（避免封閉環(huán)）滿足設(shè)計(jì)要求的尺寸標(biāo)注直接影響裝配精度，參照第七章。滿足工藝要求的尺寸應(yīng)滿足一下三點(diǎn)。如圖3-2a所示齒輪軸，端面A磨削加工后，可得尺寸45和165；端面B磨削加工后可得尺寸45、60和145，但兩組尺寸中，都只能直接得到一個(gè)尺寸，其余尺寸需要通過換算得到，將增加零件的精度要求，工藝性不好。故改為b圖標(biāo)注方案。2、由定位基準(zhǔn)或調(diào)整基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸，避免基準(zhǔn)不重合誤差。圖3-3a以左端面作為定位基準(zhǔn)，軸向尺寸均以左端面為標(biāo)注基準(zhǔn)，當(dāng)加工面距左端面較遠(yuǎn)不便測量時(shí)，可改為圖b所示的某軸肩作為調(diào)整基準(zhǔn)標(biāo)注軸向尺寸。并標(biāo)注尺寸L連接定位基準(zhǔn)和調(diào)整基準(zhǔn)。3、由形狀簡單和易接近的輪廓要素為基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸，

避免尺寸換算如零件上輪廓要素是平面或圓柱面，則應(yīng)從這些表面標(biāo)注尺寸。如輪廓要素由一些復(fù)雜的不規(guī)則表面組成，則由孔的軸線為基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸。如圖3-4所示，可以避免尺寸換算，簡化工藝裝備，提高加工精度。尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度的標(biāo)注，應(yīng)根據(jù)零件的功能經(jīng)濟(jì)合理地決定。過高則增加加工難度與成本，過低則影響工作性能。三、零件要素的工藝性

1.各要素的形狀應(yīng)盡量簡單，面積應(yīng)盡量小，規(guī)格應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

2.能采用普通設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工，且刀具易進(jìn)入、退出和順利通過加工表面。

3.加工面與非加工面應(yīng)明顯分開，加工面之間也應(yīng)明顯分開。1.盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件和相似件；2.有便于裝夾的基準(zhǔn)，如圖3.5所示；3.有位置要求或同方向的表面能一次裝夾中加工出來；4.零件要有足夠的剛性，便于高速和多刀切削，如圖3-6所示；5.節(jié)省材料，減輕質(zhì)量。四、零件整體結(jié)構(gòu)的工藝性零件是各尺寸、各要素組成的一個(gè)整體。因此對零件的整體結(jié)構(gòu)的工藝性由以下五點(diǎn)要求。五、零件結(jié)構(gòu)工藝性的評定指標(biāo)以上屬于根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)做出的工藝結(jié)構(gòu)定性分析，近年來，有關(guān)部門探討與研究結(jié)構(gòu)工藝性的定量分析，并推薦以下5項(xiàng)只要指標(biāo)。

1.加工精度系數(shù)Kaｃ：2.結(jié)構(gòu)繼承性系數(shù)Ks：3.結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)Kst：4.結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一化系數(shù)Ｋe：5.材料利用系數(shù)Km：

近年來，隨著并行工程（CE）引入設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，產(chǎn)生了可制造性設(shè)計(jì)（DFM）和可裝配性設(shè)計(jì)（DFA）新觀點(diǎn)，通過產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品易于制造、裝配以獲得最低制造和裝配成本的目的。毛坯的選擇主要是確定毛坯的種類、制造方法和制造精度等級。毛坯的形狀、尺寸越接近成品，切削余量就越小;但從加工成本考慮，切削余量越小，制造毛坯和余量加工的成本相對而言就越高。所以選擇毛坯時(shí)應(yīng)從制造毛坯和機(jī)械加工兩方面來考慮。第三節(jié)確定毛坯一、毛坯的種類1、鑄件鑄件是指將熔融的金屬澆入鑄型，凝固后所得到的金屬毛坯。適用于形狀較復(fù)雜的零件毛坯。鑄件的材料可以是鑄鐵、鑄鋼、鑄造銅合金和鑄造鋁合金。2、鍛件鍛件指金屬材料經(jīng)過鍛造變形而得到的毛坯。適用于力學(xué)性能高，材料又具有可鍛性，形狀比較簡單的零件。生產(chǎn)批量大時(shí)，可用模鍛代替自由鍛。鍛件材料一般為碳鋼、合金鋼和合金。3、型材主要通過熱軋或冷拉而成。如各種熱軋和冷拉的圓鋼、板材、異型材等，適用于形狀簡單、尺寸變化不大的零件。4、焊接件焊接件是用焊接的方法將同種材料或不同種材料焊接在一起，從而獲得的毛坯。如焊條電弧焊、氬弧焊、氣焊等。焊接方法特別適宜于實(shí)現(xiàn)大型毛坯、結(jié)構(gòu)復(fù)雜毛坯的制造。焊條電弧焊過程5、沖壓件沖壓件是通過沖壓機(jī)床對薄鋼板進(jìn)行冷沖壓加工而得到的零件。它非常接近成品要求，精度高，適用于批量較大而零件厚度較小的板材類零件。材料一般為鋼和其它塑性材料。6、粉末冶金件粉末冶金件是以金屬粉末為原料，在高溫下燒結(jié)而成。如激光熔覆技術(shù)等。主要用于成品零件的表面補(bǔ)修和改性。材料一般為各種金屬和石墨。二、毛坯的選擇原則1、零件材料和性能要求（1）鑄鐵、青銅、鑄鋁等材料，除簡單的小尺寸件用型材外，成形毛坯都采用鑄件。（2）強(qiáng)度較高的黃銅、鍛鋁、鋼材，除簡單的小尺寸件用型材外，成形毛坯用鍛件，其強(qiáng)度較好。但形狀復(fù)雜者也可以用鑄鋼鑄造。合理選擇毛坯，大致要考慮五個(gè)方面的因素。2、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸（1）常見的階梯軸，若臺(tái)階直徑相差不大，可直接選取圓棒料；對直徑差大的，為減少材料消耗和加工量，宜選擇鍛件毛坯。被加工件的結(jié)構(gòu)形狀是選擇毛坯方案的主要依據(jù)，如：（2）尺寸較大的工件常用砂型鑄造或自由鍛造；中小型零件可選擇模鍛、精鍛、精鑄等方式；小尺寸工件除形狀復(fù)雜、產(chǎn)量很大外，盡量采用型材下料。（3）某些特殊形狀零件，強(qiáng)度要求高的如曲軸，應(yīng)該采用鍛件而不用板材；殼體、底座等強(qiáng)度要求不高，重量大、形狀較復(fù)雜的，常選用鑄造毛坯，兼具吸振的優(yōu)點(diǎn)。3、生產(chǎn)類型（1）大批量生產(chǎn)中，盡量采用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。這時(shí)毛坯制造增加的費(fèi)用可由材料耗費(fèi)減少的費(fèi)用及機(jī)械加工減少的費(fèi)用來補(bǔ)償。（2）單件小批量生產(chǎn)中，以型材為主，形狀復(fù)雜、尺寸較大者用型材焊接件。只有形狀很復(fù)雜、要求高的殼體、底座等大件，采用自由鍛或砂型鑄造。4、現(xiàn)有生產(chǎn)條件5、充分考慮利用新技術(shù)、新工藝和新材料

選擇毛坯時(shí)，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。在可能時(shí)，應(yīng)盡量組織外協(xié)，實(shí)現(xiàn)毛坯制造的社會(huì)專業(yè)化生產(chǎn)，以獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用越來越多，精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可以大大減少機(jī)械加工量，節(jié)約材料并有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。小結(jié)鑄件鍛件型材焊接件粉末冶金件沖壓件毛坯的種類毛坯的選擇原則零件材料和性能要求零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸生產(chǎn)類型現(xiàn)有生產(chǎn)條件新技術(shù)、新工藝、新材料

按工件上定位表面的不同，定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn):用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)。精基準(zhǔn):而利用工件上已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)面。在制訂工藝規(guī)程時(shí)，采用粗基準(zhǔn)定位，加工出精基準(zhǔn)表面；然后采用精基準(zhǔn)定位，加工零件的其他表面。第四節(jié)定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇重點(diǎn)考慮如何減少定位誤差，提高加工精度和安裝方便重點(diǎn)考慮如何保證各加工表面有足夠的余量圖1基準(zhǔn)不重合誤差示例圖2基準(zhǔn)重合工件示例圖1為保證尺寸c的精度(Tc)要求，應(yīng)使：圖2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，經(jīng)濟(jì)性更好。b公差Tc1、精基準(zhǔn)的選擇原則⑴基準(zhǔn)重合原則盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則指盡可能采用同一個(gè)定位基準(zhǔn)來加工工件上的各個(gè)加工表面。選作統(tǒng)一基準(zhǔn)表面要求：面積大，精度高，孔距遠(yuǎn)。常用的有：軸類（兩頂尖孔）箱體類（一面二孔）盤套類（一端面一孔）平面銷孔1銷孔2基準(zhǔn)重合原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則矛盾？對尺寸精度較高的加工表面應(yīng)服從基準(zhǔn)重合原則，以免使工序尺寸的實(shí)際公差減小，給加工帶來困難；此外，一般主要考慮基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。處理方法：兩個(gè)重要原則（3）自為基準(zhǔn)原則當(dāng)某些精加工表面要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇該加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以提高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。床身導(dǎo)軌面自為基準(zhǔn)（4）互為基準(zhǔn)原則指某個(gè)工件上有兩個(gè)相互位置精度要求很高的表面，采用工件上的這兩個(gè)表面互相作為定位基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。可使兩個(gè)加工表面間獲得高的位置精度，加工余量小而均勻。優(yōu)點(diǎn)：如：內(nèi)外圓面同軸度要求比較高的套類零件2、粗基準(zhǔn)的選擇原則為了保證工件加工表面與不加工表面的相互位置精度，選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果零件有多個(gè)不加工表面，應(yīng)選擇其中與加工表面相互位置要求高的表面作為粗基準(zhǔn)。（1）工件表面間相互位置要求原則粗基準(zhǔn)選擇實(shí)例內(nèi)孔和端面需要加工，外圓表面不需要加工。鑄造時(shí)內(nèi)孔B與外圓A之間有偏心。要求保證內(nèi)外圓同心度好。①工件如果必須保證某重要表面的余量均勻，則選擇該重要表面為粗基準(zhǔn)。如：一機(jī)床床身，要求導(dǎo)軌面有較好的耐磨性，以保持其導(dǎo)向精度。（a）（b）（2）合理分配各加工面的余量②若零件上各個(gè)表面均需加工，則以加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)，以保證各加工表面都有足夠的加工余量，不至于造成廢品。加工鑄造或鍛造的軸套，通常孔的加工余量較大，而外圈表面的加工余量較小，這時(shí)就應(yīng)該以外圈表面作為粗基準(zhǔn)來加工孔。（2）合理分配各加工面的余量階梯軸的加工（3）不重復(fù)使用原則在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)只準(zhǔn)使用一次。否則加工出的各表面之間會(huì)有較大的位置誤差。如下圖所示。以表面B為粗基準(zhǔn)加工表面A之后，若仍以表面B為粗基準(zhǔn)來加工表面C？選擇平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)（便于裝夾）。作為粗基準(zhǔn)的表面不應(yīng)有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。若無法避免，則應(yīng)在使用前對其修整。這樣可減少定位誤差，并使工件夾緊可靠。（4）定位可靠性原則粗、精基準(zhǔn)的選擇使用，必注意：精基準(zhǔn)選擇在前，使用在后，粗基準(zhǔn)選擇在后使用在先。粗、精基準(zhǔn)選擇的各條原則，從不同方面提出的要求，在具體使用時(shí)常常會(huì)互相矛盾，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件進(jìn)行分析，抓住主要矛盾，靈活選用這些原則。第五節(jié)工藝路線的制定機(jī)械加工工藝路線是指零件由毛坯到成品過程中加工各工序的先后順序。工藝路線的擬定主要解決的問題:選擇加工方法確定加工順序劃分加工工序一、零件表面加工方法的選擇基本原則：既要保證零件的加工質(zhì)量,又要使加工成本最低。為此，必須熟悉各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度。1、加工經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度的概念加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人，合理的加工時(shí)間）所能保證的加工精度。相應(yīng)的粗糙度稱為經(jīng)濟(jì)表面粗糙度。對某種加工方法，用于加工何種等級的零件才經(jīng)濟(jì)合理？AB誤差δ

加工成本

CCLδL加工誤差與加工成本的關(guān)系觀察A點(diǎn)左側(cè)曲線，這說明某種加工方法加工精度的提高是有極限的。觀察B點(diǎn)右側(cè)，這說明對于一種加工方法，成本的下降也是有極限的，即有最低成本。加工經(jīng)濟(jì)精度是指一個(gè)精度范圍而不是一個(gè)值。一般加工精密加工19201960200010210110010-110-210-3加工誤差（μm）加工經(jīng)濟(jì)精度與年代的關(guān)系超精密加工2、各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度外圓加工方法孔加工方法平面加工方法加工方法加工性質(zhì)加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)表面粗糙度Ra車粗車13-1150-12.5半精車10-86.3-3.2精車8-71.6-0.8金剛石車6-50.4-0.012外磨粗磨9-81.6-0.8半精磨8-70.8-0.4精磨7-60.4-0.1研磨粗研6-50.1-0.006精研50.025-0.006超精加工精50.025-0.006精密5≤0.006外圓加工的方法孔的加工方法加工方法加工性質(zhì)加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)表面粗糙度Ra鉆實(shí)心材料13-1112.5擴(kuò)粗?jǐn)U12-1112.5-6.3精擴(kuò)10-96.3-3.2鉸半精鉸9-83.2-1.6精鉸8-71.6-0.8細(xì)鉸7-60.4-0.2拉粗拉10-93.2-1.6精拉9-71.6-0.1鏜粗鏜13-1112.5-6.3半精鏜10-93.2-1.6精鏜8-71.6-0.8細(xì)鏜7-60.8-0.4加工方法加工性質(zhì)加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)表面粗糙度Ra銑粗銑13-1125-6.3精銑10-86.3-1.6刨粗刨13-1125-6.3精刨10-86.3-1.6平磨半精磨8-71.6-0.8精磨70.8-0.4精密磨60.4-0.025研磨粗研7-60.4-0.2精研50.1-0.006平面加工方法3、選擇表面加工方法應(yīng)考慮的主要因素（2）工件材料的性質(zhì)（3）生產(chǎn)類型（4）具體生產(chǎn)條件（1）加工表面的精度和粗糙度要求4、典型表面的加工路線（1）外圓表面的加工路線

①粗車—半精車—精車：常用材料（淬火鋼除外），中等要求的表面；②粗車—半精車—精車—金剛石車：有色金屬，要求較高的表面；③粗車—半精車—粗磨—精磨：需要淬硬的材料，要求較高的表面；④粗車—半精車—粗磨—光整加工或（超）精密加工：黑色金屬材料，表面精度、粗糙度要求質(zhì)量高的表面。（2）孔加工路線

①鉆孔—擴(kuò)孔—鉸—精鉸：主要用于中、小直徑（d＜50mm）的精密孔。②鉆或擴(kuò)（粗鏜）—粗拉—精拉：用于大量生產(chǎn)中尺寸中等的孔、花鍵孔等。③鉆或粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動(dòng)鏜—金剛鏜：廣泛用于箱體零件的孔系加工、有色金屬零件的精密孔的加工。④鉆或粗鏜—半精鏜—粗磨—精磨—珩磨或研磨：主要用于淬硬零件或要求高的零件。（3）平面加工路線平面加工方法主要是銑削、刨削和磨削。①粗銑—半精銑—精銑—高速銑：用于精度和粗糙度要求高的平面加工，生產(chǎn)率高。②粗刨—半精刨—精刨—刮或研磨：多用于單件、小批生產(chǎn)，生產(chǎn)率低。③粗銑（刨）—半精銑（刨）—粗磨—精密磨、導(dǎo)軌磨、研磨、砂帶磨：主要用于淬硬零件和精度要求高、表面粗糙度值要求小的平面加工。④粗拉—精拉：用于大量生產(chǎn)。加工方法的選擇順序是：先主要表面，后次要表面；先考慮最終加工，后推至前面加工方法，即：先主后次，先終后前，綜合考慮。某軸材料45鋼，軸頸尺寸精度IT6、Ra0.4，表面淬火，試確定其加工路線？粗車—半精車—粗磨—精磨二、加工順序的安排1、切削加工順序的安排基本原則基準(zhǔn)先行穿插次要先粗后精先面后孔加工階段的劃分

加工階段粗加工階段半精加工階段精加工階段光整加工階段高效率地去除各加工表面上的大部分余量，獲得高的生產(chǎn)率。消除主要表面上經(jīng)粗加工后留下的加工誤差，保證精加工余量，完成次要表面的加工（鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等）。全面保證加工質(zhì)量，使主要表面達(dá)到圖紙要求。進(jìn)一步提高尺寸精度，減小表面粗糙度，但不能提高形位精度。但將工藝路線劃分為幾個(gè)加工階段會(huì)增加工序數(shù)目，從而增加加工成本。因此在工件剛度高、工藝路線不劃分階段也能夠保證加工精度的情況下，就不應(yīng)該劃分加工階段。由于劃分了加工階段，帶來了兩個(gè)有利條件：1、粗加工完各表面后，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)報(bào)廢或修補(bǔ)；2、精加工表面的工序安排在最后，可保護(hù)已加工表面少受損傷。2、熱處理工序的安排預(yù)備熱處理最終熱處理時(shí)效處理退火：高碳鋼、合金鋼等，降低硬度，便于切削；正火：低碳鋼，提高硬度，便于切削；調(diào)質(zhì)：淬火后高溫回火。位置：粗加工前后；目的：改善切削性能，消除內(nèi)應(yīng)力。淬火、滲碳、氮化等位置：半精加工后，精加工前；目的：提高強(qiáng)度、硬度。自然時(shí)效人工時(shí)效

位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除內(nèi)應(yīng)力，防止變形、開裂。3、輔助工序的安排

表面處理檢驗(yàn)工序其它工序安排金屬鍍層非金屬鍍層氧化膜位置：工藝過程最后；目的：美觀。質(zhì)量檢驗(yàn)特種檢驗(yàn)（無損探傷、磁力探傷、水壓、超速試驗(yàn)）位置：粗加工及關(guān)鍵工序后、送往外車間加工前后、零件全部加工結(jié)束之后；目的：質(zhì)量控制。去毛刺、倒鈍銳邊去磁清洗涂防銹油目的：安全。三、工序的集中與分散2.工序分散是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容很少，有時(shí)甚至每道工序只有一個(gè)工步。特點(diǎn)：裝備簡單、維護(hù)容易；生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小、產(chǎn)品換型簡單；采用合理切削用量、減少基本時(shí)間；設(shè)備數(shù)量和操作工多，占用生產(chǎn)面積大。工序集中選用：單件小批量—采用組織集中；大批大量—采用機(jī)械集中；重型零件—適當(dāng)集中。工序分散選用：結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品；剛性差且精度高的精密工件。1.工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較多。特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高；簡化生產(chǎn)計(jì)劃和組織工作；專用裝備的投資大、維護(hù)復(fù)雜；生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，新產(chǎn)品轉(zhuǎn)換費(fèi)時(shí)。零件的加工順序確定以后，在確定各工序的加工內(nèi)容時(shí)，可有兩種設(shè)計(jì)思路：1、機(jī)床設(shè)備的選擇

1）機(jī)床精度與工件精度相適應(yīng)；

2）機(jī)床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應(yīng)；

3）與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)，如設(shè)備負(fù)荷的平衡狀況等。四、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選擇2、工藝裝備的選擇

1）夾具的選擇：優(yōu)先選用各種通用家具和機(jī)床附件；

2）刀具的選擇：類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)負(fù)荷加工要求；

3）量具的選擇：單件小批量應(yīng)采用通用量具，大批量應(yīng)用極限量塊和高效的專用檢驗(yàn)間距和測量儀器，精度應(yīng)相適應(yīng)。第六節(jié)加工余量、工序尺寸及公差確定

加工余量是指零件加工前后從加工表面切除的材料層厚度，可分為工序余量和加工總余量。工序尺寸是指本工序加工后應(yīng)達(dá)到的尺寸。1、加工余量的概念（1）工序余量。相鄰兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量。即在一道工序中所切除的金屬層厚度，所以余量是正值。對于非對稱的加工表面，如圖ａ、ｂ所示的加工余量稱為單邊余量，其工序余量計(jì)算式如下：

對于外表面：Ｚb

=

A?B對于內(nèi)表面：Ｚb

=

B?A其中Ｚb—單邊加工余量；

A—上工序的工序尺寸；

B—本工序的工序尺寸?；剞D(zhuǎn)體表面的工序尺寸以直徑計(jì)算，如圖c、d所示回轉(zhuǎn)體表面的加工余量稱為雙邊余量，其工序余量計(jì)算式為：軸：Ｚb

=

A?B

孔：Ｚb

=

B?A

其中:Ｚb—雙邊加工余量；

A—上工序的工序尺寸；B—本工序的工序尺寸。（2）加工總余量（也稱毛坯余量）:加工總余量是指各個(gè)工序余量的總和，也就是從毛坯變?yōu)槌善返恼麄€(gè)加工過程中，某一加工表面上所切除的金屬總厚度?？偧庸び嗔颗c工序余量的關(guān)系如下：

（3）工序余量與工序尺寸的關(guān)系由于工序尺寸有公差，故實(shí)際切除的余量是一個(gè)變值，致使加工余量有基本余量（公稱余量）、最大加工余量和最小加工余量之分。工序尺寸的公差一般均按“入體原則”標(biāo)注，毛坯的尺寸按“對稱原則”標(biāo)注。即對于被包容面（軸）,基本尺寸即最大工序尺寸；對于包容面（孔），基本尺寸則是最小工序尺寸.難點(diǎn)工序余量與工序尺寸關(guān)系基本余量是相鄰兩工序基本尺寸之差；最小加工余量是前工序最小工序尺寸和本工序最大工序尺寸之差；最大加工余量是前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差。工序加工余量的變動(dòng)范圍等于前工序與本工序兩工序尺寸公差之和。TaTb“入體原則”標(biāo)注，即對于被包容面（軸），基本尺寸即最大工序尺寸（上偏差等于零）；對于包容面（孔），基本尺寸則是最小工序尺寸（下偏差等于零）。但毛坯尺寸的公差一般采用“對稱原則”。軸的工序余量與工序尺寸關(guān)系孔的工序余量與工序尺寸關(guān)系2、影響加工余量的因素①前道工序的表面粗糙度R和表面缺陷層深度Da表面缺陷層

最小余量不能小于該部分的厚度；厚度值與加工方法有關(guān)。②前道工序的尺寸公差Ta③前道工序的形位公差ρa(bǔ)軸線彎曲對加工余量的影響

④本工序的安裝誤差εb本工序加工余量的計(jì)算式：對單邊余量Z≥

Ta+（R+Da）+∣ρa(bǔ)+εb∣對雙邊余量Z≥Ta+2（R+Da）+2∣ρa(bǔ)+εb∣Z/2≥Ta/2+（R+Da）+∣ρa(bǔ)+εb∣3、確定加工余量的方法2）經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法1）查表修正法3）計(jì)算法基本原則：在保證加工質(zhì)量的前提下，加工余量越小越好。4、工序尺寸及公差的確定★1）基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差的確定當(dāng)加工某一表面的各道工序都采用同一個(gè)定位基準(zhǔn)，并與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，工序尺寸計(jì)算只需考慮各工序的加工余量，可由最后一道工序開始向前推算。①確定各工序余量。（查表）②確定各工序公差。最后一道工序的工序尺寸公差等于零件圖樣上設(shè)計(jì)尺寸公差，中間工序尺寸公差取加工經(jīng)濟(jì)精度（查表）。③確定各工序尺寸。最后一道工序的工序尺寸等于零件圖樣上設(shè)計(jì)尺寸，并由最后工序向前逐道工序推算出各工序的工序尺寸。④標(biāo)注各工序尺寸公差。各工序尺寸的上、下偏差按“入體原則”確定。即對于孔，下偏差取零，上偏差取正值；對于軸，上偏差取零，下偏差取負(fù)值。計(jì)算步驟如下：加工某工件上60+0.03mm的孔，加工工序?yàn)椋捍昼M孔—半精鏜孔—磨孔工序名稱工序余量加工經(jīng)濟(jì)精度工序基本尺寸工序尺寸及公差磨0.4IT7()6060半精鏜1.6IT9()60?0.4

=

59.659.6

粗鏜7IT12()59.6?1.6

=

5858毛坯9（±2）58?7

=

5151±22）基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及公差的確定工序尺寸及公差的計(jì)算需借助于工藝尺寸鏈的基本知識(shí)，見第九節(jié)。bcba第七節(jié)時(shí)間定額和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的工藝途徑勞動(dòng)定額：勞動(dòng)生產(chǎn)率的指標(biāo)?？捎卯a(chǎn)量定額或時(shí)間定額來表示，常用時(shí)間定額作為勞動(dòng)定額指標(biāo)。意義：

1.不僅是衡量勞動(dòng)生產(chǎn)率的指標(biāo)，也是安排生產(chǎn)計(jì)劃、計(jì)算生產(chǎn)成本的重要依據(jù)；2.新建或擴(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)。

依據(jù)本企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)條件和操作工人技術(shù)水平制定，由定額員、工藝人員和操作工相結(jié)合，通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和同類產(chǎn)品時(shí)間定額合理制定，并隨著企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)條件的不斷完善定期修訂。一、時(shí)間定額組成1.基本時(shí)間Tb：直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀等工藝過程所消耗的時(shí)間.2.輔助時(shí)間Ta：實(shí)現(xiàn)過一過程所必須的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。如裝卸工件、開停機(jī)床、引進(jìn)與退出刀具、試切和測量等。作業(yè)時(shí)間TB

=基本時(shí)間Tb+輔助時(shí)間Ta

3.布置工作場地時(shí)間Ts：為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（更換刀具、調(diào)整刀具、清理生產(chǎn)現(xiàn)場）所消耗時(shí)間。4.生理和自然需要時(shí)間Tr：工人在工作班內(nèi)調(diào)整身體所消耗的時(shí)間。單件時(shí)間Tp

=TB+Ts+Tr

=（1+α+β）TB5.準(zhǔn)終時(shí)間Te：工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零件、不見，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間（如產(chǎn)前熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯材料、準(zhǔn)備工裝夾具，產(chǎn)后拆還工藝裝備、送交成品等）所需要的時(shí)間。二、提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施1）縮短基本時(shí)間2）縮短輔助時(shí)間3）縮短布置場地時(shí)間4）縮短準(zhǔn)終時(shí)間●提高切削用量；●減少或重合切削行程長度；●采用多件加工?！癫捎孟冗M(jìn)夾具；●采用連續(xù)加工方法；●采用主動(dòng)測量或數(shù)字顯示自動(dòng)測量裝置?！裰饕父鼡Q刀具和調(diào)整刀具的時(shí)間;●減少換刀次數(shù)、換刀時(shí)間和調(diào)整刀具時(shí)間?！駭U(kuò)大零件的批量;●減少調(diào)整機(jī)床、刀夾量具的時(shí)間.1.縮減時(shí)間定額：

小批量生產(chǎn)縮減輔助時(shí)間，大批量生產(chǎn)縮減基本時(shí)間。二、提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的工藝措施2.采用新工藝和新方法

1）先進(jìn)的毛坯制造方法，如精鑄、精鍛和粉末冶金等方法。

2）少無切削新工藝，如冷擠、冷軋、滾壓和滾軋等方法。

3）采用特種加工，各種電加工機(jī)床的應(yīng)用。3.提高機(jī)械加工自動(dòng)化程度

加工過程自動(dòng)化是理想的提高生產(chǎn)率的手段，但是投資大、技術(shù)復(fù)雜，因而針對不同的生產(chǎn)類型，采用相應(yīng)的自動(dòng)化水平。

1）大批量生產(chǎn)：多工位組合機(jī)床或組合機(jī)床自動(dòng)線；

2）中小批量生產(chǎn)：采用各種數(shù)控機(jī)床及其他柔性較高的自動(dòng)化生產(chǎn)方式（見第八章第四節(jié)）第八節(jié)、工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析經(jīng)濟(jì)性好就是指在機(jī)械加工中能用最低的成本制造出合格的產(chǎn)品。所謂技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，就是通過比較不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出最經(jīng)濟(jì)的工藝方案。1、生產(chǎn)成本和工藝成本制造一個(gè)零件（或產(chǎn)品）所耗費(fèi)的費(fèi)用總和。與工藝過程直接有關(guān)的生產(chǎn)費(fèi)用?！铮保┤旯に嚦杀究杀硎緸椋篍＝NV＋S零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）每個(gè)零件的可變費(fèi)用（元／件）全年的不變費(fèi)用（元）２）單件工藝成本則為：Ed＝V＋S/N工藝成本可變費(fèi)用不變費(fèi)用

與年產(chǎn)量沒有直接關(guān)系，不隨年產(chǎn)量的變化而變化（元/年），含：調(diào)整工人的工資CTG；專用機(jī)床折舊費(fèi)CZJ和維修費(fèi)CJV；專用工裝折舊費(fèi)和維修費(fèi)CZQ等。與年產(chǎn)量直接有關(guān)，并與之成正比（元/件），含：材料和毛坯費(fèi)CCP；操作工的工資CCG；機(jī)床電費(fèi)CD；通用機(jī)床折舊費(fèi)CTJ和維修費(fèi)CJV；通用夾具費(fèi)CTQ；刀具費(fèi)ＣＡ。（1）兩種工藝方案基本投資相近，比較其工藝成本。

方案Ⅰ：

方案Ⅱ：

則E值小的方案其經(jīng)濟(jì)性好兩種方案全年工藝成本的比較2、不同工藝方案的經(jīng)濟(jì)性比較若兩種工藝方案基本投資相近，或在現(xiàn)有設(shè)備條件下，可比較其工藝成本。若兩種工藝方案的基本投資相差較大時(shí)，必須考慮不同方案的基本投資差額的回收期限。各方案的經(jīng)濟(jì)性好壞與零件的年產(chǎn)量有關(guān)，當(dāng)兩種方案工藝成本相同時(shí)的年產(chǎn)量為臨界年產(chǎn)量NK若N＜NK，宜采用方案Ⅱ若N＞NK，宜采用方案Ⅰ兩種方案全年工藝成本的比較（2）兩種方案基本投資相差較大，考慮投資差額的回收期限τ方案Ⅱ采用生產(chǎn)率低但價(jià)格便宜的工裝設(shè)備，基本投資K2小，工藝成本E2高?；就顿Y差額（元）全年工藝成本差額（元/年）回收期限就是方案Ⅰ比方案Ⅱ多花費(fèi)的投資，需要多長時(shí)間才能由其工藝成本的降低而收回。顯然，τ愈小，則經(jīng)濟(jì)效益愈好。其中，方案Ⅰ的低成本是以增加投資為代價(jià)的。方案Ⅰ采用高生產(chǎn)率而價(jià)格貴的工裝設(shè)備，基本投資K1大，工藝成本E1低；第九節(jié)工藝尺寸鏈當(dāng)零件加工時(shí)，多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)，引起測量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，這時(shí)，需要利用工藝尺寸鏈原理來進(jìn)行工序尺寸及其公差的計(jì)算。1、尺寸鏈的定義和特征在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由一系列相互聯(lián)系的尺寸所形成的封閉圖形，稱為尺寸鏈。一、尺寸鏈的基本概念尺寸鏈設(shè)計(jì)尺寸鏈工藝尺寸鏈在零件的加工過程中所形成的尺寸鏈。加工臺(tái)階零件的尺寸鏈加工套筒零件的尺寸鏈尺寸鏈的主要特征如下：（1）封閉性。尺寸鏈必須是首尾相接且封閉的尺寸組合。其中，應(yīng)包含一個(gè)間接保證的尺寸和若干個(gè)對此有影響的直接獲得的尺寸。（2）關(guān)聯(lián)性。尺寸鏈中間接保證的尺寸精度是受這些直接獲得的尺寸精度所支配的，彼此間具有特定的函數(shù)關(guān)系，并且間接保證的尺寸精度必然低于直接獲得的尺寸精度。1）長度尺寸鏈—全部環(huán)為長度的尺寸鏈2）角度尺寸鏈—全部環(huán)為角度的尺寸鏈3）直線尺寸鏈——

全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。4）平面尺寸鏈——

全部組成環(huán)位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)，但某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。5）空間尺寸鏈——組成環(huán)位于幾個(gè)不平行平面內(nèi)的尺寸鏈。

2、按幾何特征及空間位置分類2、尺寸鏈的組成和尺寸鏈簡圖的作法組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)，按性質(zhì)不同可分為組成環(huán)和封閉環(huán)。（1）封閉環(huán)指在尺寸鏈中最后形成或未標(biāo)注間接保證的尺寸。每個(gè)尺寸鏈中，封閉環(huán)只能有一個(gè)，用A0表示。（2）組成環(huán)除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)。根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)影響，將其分成如下兩類：①增環(huán)在尺寸鏈中，當(dāng)其余各組成環(huán)不變，而該環(huán)增大使封閉環(huán)也增大的，稱為增環(huán)。引起封閉環(huán)同向變動(dòng)。②減環(huán)在尺寸鏈中，當(dāng)其余各組成環(huán)不變，而該環(huán)增大使封閉環(huán)減小的環(huán)，稱為減環(huán)。引起封閉環(huán)異向變動(dòng)。（3）尺寸鏈簡圖的作法常采用標(biāo)箭頭的方法來判斷增減環(huán)。在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭順序表示各尺寸環(huán)，其中與封閉環(huán)箭頭方向相反者為增環(huán),與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán)。封閉環(huán)A1A0A2A3減環(huán)ABC

1、確定封閉環(huán)

2、組成環(huán)確定1、加工順序或裝配順序確定后才能確定封閉環(huán)。2、封閉環(huán)的基本屬性為“派生”，表現(xiàn)為尺寸間接獲得。

關(guān)鍵

關(guān)鍵

要領(lǐng)1、設(shè)計(jì)尺寸往往是封閉環(huán)。2、加工余量往往是封閉環(huán)（靠火花磨除外）。

關(guān)鍵

關(guān)鍵1、封閉環(huán)確定后才能確定。2、直接獲得。3、對封閉環(huán)有影響三、尺寸鏈的建立

(1)正計(jì)算——已知各組成環(huán)，求封閉環(huán)。正計(jì)算主要用于驗(yàn)算所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否滿足性能要求及零件加工后能否滿足零件的技術(shù)要求。

(2)反計(jì)算——已知封閉環(huán)，求各組成環(huán)。反計(jì)算主要用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配工藝計(jì)算等方面，在實(shí)際工作中經(jīng)常碰到。反計(jì)算的解不是唯一的。如何將封閉環(huán)的公差正確地分配給各組成環(huán)，這里有一個(gè)優(yōu)化的問題。

（3）中間計(jì)算——已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸及公差，求其余的一個(gè)或幾個(gè)組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差）。

中間計(jì)算可用于設(shè)計(jì)計(jì)算與工藝計(jì)算，也可用于驗(yàn)算。3.尺寸鏈計(jì)算的幾種情況二、尺寸鏈計(jì)算的基本公式（極值法）1、封閉環(huán)的基本尺寸封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺寸之和，即：

—封閉環(huán)的基本尺寸；—增環(huán)的基本尺寸；—減環(huán)的基本尺寸；m

—增環(huán)的數(shù)量；n

—組成環(huán)的總數(shù)（不包括封閉環(huán)）。2、封閉環(huán)的極限尺寸封閉環(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；而封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)最小極限尺寸之和，減去所有減環(huán)最大極限尺寸之和。即：3、封閉環(huán)的上、下偏差和公差封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和，封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和。即：、—增環(huán)的上、下偏差；

、—減環(huán)的上、下偏差。封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差和，即：、分別是封閉環(huán)、組成環(huán)的公差。4、工藝尺寸鏈解題步驟（1）確定封閉環(huán)；（2）查明全部組成環(huán)，畫出尺寸鏈簡圖；（3）判明增、減環(huán)，用符號（箭頭）標(biāo)明增、減環(huán)；（4）利用尺寸鏈計(jì)算公式求解。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(jì)。三、工藝尺寸鏈的分析與解算工藝基準(zhǔn)（工序、定位、測量等）與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，工藝尺寸就無法直接取用零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸，因此必須進(jìn)行尺寸換算來確定其工序尺寸。1）定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算2）測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算3）從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸時(shí)的工藝尺寸計(jì)算加工下圖a所示零件，設(shè)1面已加工好，現(xiàn)以1面定位加工3面和2面，其工序簡圖如圖b所示，試求工序尺寸A1與A2。1）定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算（1）由于加工3面時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，因此工序尺寸A1就等于設(shè)計(jì)尺寸，A1

=

mm。（2）加工2面時(shí)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，這就導(dǎo)致在用調(diào)整法加工時(shí)，只能以尺寸A2為工序尺寸，但這道工序的目的是為了保證零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸A0，即：（10±0.3）mm。因此A0與A1、A2構(gòu)成尺寸鏈，如圖c所示。根據(jù)尺寸鏈特性，A0為封閉環(huán)，A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。所以，A2

=

20

mm，按入體原則表示為A2

=

20.1

mm。由公式A0

=

A1?A2

得：A2

=

A1?A0

=

30?10

=

20

mm；由公式ES0

=

ES1?EI2

得：EI2

=

ES1?ES0

=

0?0.3

=

?0.3

mm；由公式EI0

=

EI1?ES2

得：ES2

=

EI1?EI0

=

?0.2?(?0.3)

=

0.1

mm；2）測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算加工一軸承座，設(shè)計(jì)尺寸為A1和A0。由于設(shè)計(jì)尺寸A0加工時(shí)無法直接測量，只好通過測量A2尺寸來間接保證它，求A2的工序尺寸和公差。由公式A0

=

A2?A1

得：A2

=

A1+A0

=

10+50

=

60

mm；由公式ES0

=

ES2?EI1得：ES2

=

EI1+ES0

=

-0.15+0

=

?0.15

mm；由公式EI0

=

EI2?ES1

得：EI2

=

ES1+EI0

=

?0.05+(?0.15)

=-

0.2

mm；因此A2=A0為封閉環(huán)，A1為減環(huán)，A2為增環(huán)?！锛購U品問題若實(shí)測尺寸A2=59.90mm，按上述要求判為廢品，但此時(shí)如A1=9.9mm，則實(shí)際A0=50mm，仍合格，即“假廢品”。當(dāng)實(shí)測尺寸與計(jì)算尺寸的差值小于或等于尺寸鏈其它環(huán)公差之和時(shí)，就可能出現(xiàn)假廢品。此時(shí)應(yīng)對該零件各有關(guān)尺寸進(jìn)行復(fù)檢和驗(yàn)算，以免將實(shí)際合格的零件報(bào)廢而導(dǎo)致浪費(fèi)。采用專用檢具可減小假廢品出現(xiàn)的可能性。假廢品的出現(xiàn)，給生產(chǎn)質(zhì)量管理帶來諸多麻煩，因此，不到非不得已，不要使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合。方法：求組成環(huán)各項(xiàng)之和等于封閉環(huán)。列豎式法解尺寸鏈口訣：封閉環(huán)、增環(huán)照抄；減環(huán)取反，上下偏差對調(diào)。尺寸鏈（環(huán)）基本尺寸上偏差ES下偏差EIA1-100.150.05A2（60）（

-

0.15）（?0.2）A0500?0.15尺寸鏈（環(huán)）基本尺寸上偏差ES下偏差EIA1（16）（+0.02）（-0.1）A210+0.05?0.03A3-20+0.03-0.02A06+0.1?0.15列豎式法解尺寸鏈D1

3）工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)D2xHR1R2xH1)拉內(nèi)孔至；2)插鍵槽，保證尺寸x；試確定尺寸x

的大小及公差。3)熱處理建立尺寸鏈如圖b

所示，H是間接保證的尺寸，因而是封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：4)磨內(nèi)孔至，同時(shí)保證尺寸。

a）b）圖4-31鍵槽加工尺寸鏈【解】圖4-31所示鍵槽孔加工過程如下：【例4-3】三、工序尺寸圖表法

當(dāng)零件在同一尺寸方向上加工尺寸較多，且工序（測量）基準(zhǔn)需多次轉(zhuǎn)換時(shí)，尺寸鏈建立和計(jì)算比較困難，采用圖表法（追蹤法）可較好解決這個(gè)問題。

【例4-7】

圖4-34所示零件有關(guān)軸向尺寸加工過程如下：31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖4-34圖表法示例零件4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸6±0.1試確定各工序尺寸及公差。1）以Ⅳ面定位，粗車Ⅰ面，保證Ⅰ、Ⅳ面距離尺寸A1，粗車Ⅲ面，保證Ⅰ、Ⅲ面距離尺寸A2；2）以Ⅰ面定位，精車Ⅱ面，保證Ⅰ、Ⅱ面距離尺寸A3，粗車Ⅳ面，保證Ⅱ、Ⅳ面距離尺寸A4；3）以Ⅱ面定位，精車Ⅰ面，保證Ⅰ、Ⅱ面距離尺寸A5，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸31.69±0.31；精車Ⅲ面，保證設(shè)計(jì)尺寸A6=27.07±0.07；1）畫尺寸聯(lián)系圖

1）畫零件簡圖，加工面編號，向下引線2）按加工順序和規(guī)定符號自上而下標(biāo)出工序尺寸和余量——用帶圓點(diǎn)的箭線表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓點(diǎn)表示測量基準(zhǔn)；余量按入體原則標(biāo)注。3）在最下方畫出間接保證的設(shè)計(jì)尺寸，兩邊均為圓點(diǎn)。4）工序尺寸為設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，用方框框出，以示區(qū)別。注：靠火花磨削余量視為工序尺寸，也用用帶圓點(diǎn)的箭線表示?！窘狻?）用追蹤法查找工藝尺寸鏈

結(jié)果尺寸（間接保證的設(shè)計(jì)尺寸）和余量是尺寸鏈的封閉環(huán)

沿封閉環(huán)兩端同步向上追蹤，遇箭頭拐彎，逆箭頭方向橫向追蹤，遇圓點(diǎn)向上折，繼續(xù)向上追蹤…直至兩追蹤線交于一點(diǎn)，追蹤路徑所經(jīng)工序尺寸為尺寸鏈的組成環(huán)31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖4-34圖表法示例零件3）初擬工序尺寸公差中間工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)加工精度或生產(chǎn)實(shí)際情況給出。4）校核結(jié)果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差

校核結(jié)果尺寸鏈，若超差，減小組成環(huán)公差（首先壓縮公共環(huán)公差）A5R1Z7a）A5R2A4b）注：根據(jù)R1、R2的公差修正組成環(huán)A4和A5的公差。31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖4-34圖表法示例零件A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）5）計(jì)算余量公差和平均余量根據(jù)余量尺寸鏈計(jì)算注：最小余量查表獲得，余量公差等于組成環(huán)公差之和，平均余量=余量公差+最小余量31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖4-34圖表法示例零件6）計(jì)算中間工序平均尺寸

在各尺寸鏈中，首先找出只有一個(gè)未知數(shù)的尺寸鏈，解出此未知數(shù)。繼續(xù)下去，解出全部未知工序尺寸注：根據(jù)工藝尺寸鏈求各工序的平均尺寸，如由圖b）可以求出A4，圖a可以求出Z7等。31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖4-34圖表法示例零件工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸單向偏差形式標(biāo)注ZiminZiMAiMAi

初擬修正后±0.23±0.02A6ⅠⅡⅢⅣ±0.5±0.3±0.1±0.3±0.1±0.07±0.08±0.55±0.8310.30.30.480.851.836.127.076.5825.593426.7A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.31631.69±0.18±0.020.080.1注：根據(jù)“入體原則”求解各工序的標(biāo)注尺寸，A=（Amax+Amin）/2。三、工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4

1234567891413122412132212141-1-1-11-11000001-1-11001.

尺寸聯(lián)系矩陣（T矩陣）

對應(yīng)尺寸聯(lián)系圖，在計(jì)算機(jī)中可用矩陣形式表達(dá)

矩陣的每一行對應(yīng)聯(lián)系圖的一個(gè)尺寸第1列表示自上而下尺寸線序號

第2、3列表示尺寸線左、右端點(diǎn)所在尺寸界限序號

第4列表示工序尺寸箭頭方向，1表示箭頭向左，-1表示向右

第5列表示余量性質(zhì)，1表示箭頭指向余量左側(cè)，-1表示箭頭指向余量右側(cè)。結(jié)果尺寸沒有箭頭，對應(yīng)第4列和第5列元素均為0?！?/p>

尺寸聯(lián)系矩陣表達(dá)了尺寸聯(lián)系圖的所有有用信息圖4-38尺寸聯(lián)系圖與尺寸聯(lián)系矩陣

尺寸聯(lián)系矩陣（T矩陣）的處理

1141

0231

-10321

-10442

-115121-1631

-1-17221

18120

09140

0圖4-39尺寸聯(lián)系矩陣變換A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4

1234567891413122412132212141-1-1-11-11000001-1-1100為便于尺寸鏈查找，將T矩陣第2、3列元素位置進(jìn)行調(diào)整，使工序尺寸箭頭對應(yīng)的尺寸界線序號排在第2列，圓點(diǎn)對應(yīng)的尺寸界線序號排在第3列。這只需通過對第4列元素值的判斷即可實(shí)現(xiàn)

1141

0231-10321-104

42-115121-1631-1-17221

18120

09140

0A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4圖4-40

尺寸鏈計(jì)算機(jī)查找◆向上追蹤至第5行，左追蹤線遇箭頭拐彎,至圓點(diǎn)向上折。對應(yīng)于：至第5行時(shí)出現(xiàn)L=T(5,2)=1，令：L=T(5,3)=2，表明左追蹤線由尺寸線1移至尺寸線2，且A5為該尺寸鏈的組成環(huán)（又，左追蹤線遇左箭頭可判斷A5為增環(huán)）◆追蹤至第4行，右追蹤線遇右箭頭，即：R=T(4,2)=4，令：R=T(4,3)=2，并可判斷A4為增環(huán)。此時(shí)有L=R，表明左右追蹤線匯交于一點(diǎn)，追蹤結(jié)束2.尺寸鏈查找（結(jié)果尺寸鏈查找）

以R2為例：

◆設(shè)變量L和R分別為R2左右端點(diǎn)所在尺寸界線的序號，即令：L=T(9,2)=1，R=T(9,3)=4。21144222

C（i，j）=1，表示工序尺寸Aj是第i

個(gè)尺寸鏈的增環(huán);C（i，j）=-1，表示工序尺寸Aj

是第i

個(gè)尺寸鏈的減環(huán);C（i，j）=0，表示第i個(gè)尺寸鏈不包括工序尺寸Aj。3.尺寸鏈矩陣（C矩陣）C矩陣的每一行對應(yīng)一個(gè)封閉環(huán)（結(jié)果尺寸和余量），每一列對應(yīng)一個(gè)組成環(huán)（工序尺寸），矩陣每一元素表示封閉環(huán)與組成環(huán)的關(guān)系00000000000000000000010-1-10000010-1000-110-11000000000000

10-1000

11

00A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4圖4-41尺寸鏈矩陣1234567123456789

尺寸聯(lián)系矩陣設(shè)計(jì)尺寸及公差（按平均尺寸和對稱偏差形式輸入）初擬工序尺寸公差（按對稱偏差形式輸入）最小余量4.已知條件輸入5.校核結(jié)果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差

壓縮各組成環(huán)公差方法：1）按超差量自動(dòng)壓縮；2）采用人機(jī)對話例：校核結(jié)果尺寸R1和R2

，均超差，計(jì)算機(jī)將顯示如下信息

根據(jù)計(jì)算機(jī)顯示結(jié)果，設(shè)計(jì)者可按實(shí)際情況靈活地修正有關(guān)工序尺寸公差。輸入修正值后，計(jì)算機(jī)重新進(jìn)行校核，直至達(dá)到要求為止6.計(jì)算余量公差和平均余量

利用解線性方程組的標(biāo)準(zhǔn)程序求解用類似圖表法的算法，首先找出只有一個(gè)未知數(shù)的尺寸鏈方程，解出此未知數(shù)，重復(fù)此過程，直至解出全部的未知數(shù)為止。7.尺寸鏈方程求解

大大縮短計(jì)算時(shí)間；準(zhǔn)確、可靠，可避免人為錯(cuò)誤；可使用概率法，使工序尺寸的確定更趨合理。◆計(jì)算機(jī)方法的優(yōu)點(diǎn)一、工作原理第十節(jié)數(shù)控加工工藝