機械制造工藝學

對工程科學的認識中國科學院李伯聰教授：（河南禹州人）科學活動的核心是發(fā)現——科學規(guī)律技術活動的核心是發(fā)明——技術構造或方法工程活動的核心是建造

——

物質財富大科學家錢學森：研究工作現在是現代工業(yè)整體中的一個組成部分可以用數學方法得到精確答案的學科發(fā)展程度高第四章機械加工工藝規(guī)程設計對機械制造工藝學的認識機械加工工藝規(guī)程設計原則

可靠保證設計圖紙規(guī)定的所有技術要求質量減輕勞動強度，保證安全生產安全充分利用現有生產條件，平衡生產均衡減少材料和能源消耗，符合環(huán)保要求低碳核心：保證設計圖紙規(guī)定的技術要求滿足生產綱領要求數量工藝成本最低經濟第四章機械加工工藝規(guī)程設計1）閱讀裝配圖和零件圖

機械制圖機械原理機械零件2）工藝審查

4.1金屬切削機床金屬切削原理

3）熟悉或確定毛坯

金屬工藝學4）

擬定加工路線

4.25）確定滿足各工序要求的工藝裝備

第六章

金屬切削機床

6）

確定各主要工序技術要求和檢驗方法

精度設計7）確定各工序加工余量，計算工序尺寸和公差

4.34.48）確定切削用量

金屬切削機床金屬切削刀具

9）確定時間定額

4.510）填寫工藝文件

4.1

工藝規(guī)程設計步驟和內容第四章機械加工工藝規(guī)程設計機械制造工藝學Ⅱ第四章

機械加工工藝規(guī)程設計4.2

工藝路線制定DeterminetheMachiningRoute第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2工藝路線制定工藝路線（Routing）？

描述零部件加工操作順序多個工序的序列

順序和工時定額

第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2工藝路線制定

定位基準

加工方法加工順序工序集中

機械加工工藝路線涉及問題第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2工藝路線制定

定位基準

加工方法加工順序工序集中

第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇基準？1．設計基準

2．工藝基準

裝配基準測量基準

定位基準

粗基準選擇原則

2006年12月20日9:25

確定零件上幾何要素間幾何關系的依據要素第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇1．設計基準

2．工藝基準

裝配基準測量基準

定位基準

粗基準選擇原則

2006年12月20日9:25

第四章機械加工工藝規(guī)程設計在加工時用于工件定位的基準稱為定位基準。4.2.1定位基準選擇使用未經機械加工表面作為定位基準。零件上根據機械加工工藝需要而專門設計的定位基準。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。定位基準概念使用經過機械加工表面作為定位基準。

精基準

粗基準

附加基準第四章機械加工工藝規(guī)程設計

4.2.1定位基準選擇附加基準第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇第一個工序定位基準第四章機械加工工藝規(guī)程設計保證相互位置要求原則

——

不加工面作為粗基準余量均勻分配原則

——

重要表面的毛坯面作為粗基準4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇便于工件裝夾原則

——粗基準面盡可能平整、光潔、足夠大避開鍛造飛邊、鑄造澆、冒口、鑄造分型面粗基準一般不重復使用原則

——在同一尺寸方向上只使用一次加工余量最小的表面為粗基準

第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇——保證相互位置要求原則

第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇——余量均勻分配原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計

4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇——余量均勻分配原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇——粗基準不重復使用原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇a）以外圓面定位加工孔，再外圓面定位加工螺釘過孔b）以外圓面定位加工孔，再以加工過的孔定位加工螺釘過孔粗基準的選擇——粗基準不重復使用原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.1定位基準選擇粗基準的選擇——粗基準不重復使用原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計

基準重合原則統(tǒng)一基準原則4.2.1定位基準選擇精基準的選擇

互為基準原則

自為基準原則

便于裝夾原則選用被加工面設計基準為精基準選用方便加工盡可能多的表面的表面為精基準

相互位置要求高的表面（反復）互為精基準

保證加工余量均勻的表面自為精基準

精基準應能保證定位準確、可靠夾具結構簡單、操作方便。第四章機械加工工藝規(guī)程設計

4.2.1定位基準選擇精基準的選擇——統(tǒng)一基準原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計

4.2.1定位基準選擇精基準的選擇——統(tǒng)一基準原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計

1）頂尖孔——

軸類零件

2）一面兩孔——

箱體類零件

3）止口面——

盤套類零件

4）一長孔和一止推面——

套類零件4.2.1定位基準選擇常用統(tǒng)一基準形式1）有利于保證各加工表面之間的位置精度2）可以簡化夾具設計，減少工件搬動和翻轉次數

采用統(tǒng)一基準原則的好處常會帶來基準不重合

采用統(tǒng)一基準原則的缺點第四章機械加工工藝規(guī)程設計

互為基準原則軸徑軸徑錐孔主軸零件精基準選擇主軸零件精基準選擇

自為基準原則

床身導軌面磨削加工）導軌磨削基準選擇4.2.1定位基準選擇Flash

4.2.1定位基準選擇

浮動鏜刀塊1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿

便于裝夾原則——所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結構簡單、操作方便。外圓研磨示意圖【例】鉸孔、拉孔、研磨【例】浮動鏜刀塊鏜孔4.2.1定位基準選擇

4.2.1定位基準選擇

4.2.1定位基準選擇

4.2.1定位基準選擇

4.2.1定位基準選擇

4.2.1定位基準選擇

4.2.1定位基準選擇4.2.2加工方法的選擇加工方法——車削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——銑削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——銑削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——刨削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——插削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——拉削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——磨削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——鏜削第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇加工方法——鉆削4.2.2加工方法的選擇加工方法——復合加工4.2.2加工方法的選擇加工方法——復合加工4.2.2加工方法的選擇加工誤差與成本關系CΔ0AB經濟精度隨年代增長和技術進步而不斷提高在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備和工藝裝備，使用標準技術等級工人，不延長加工時間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖中AB段）加工經濟精度加工誤差/μm196010-110-210-319202000102101100年代加工精度與年代的關系一般加工精密加工超精密加工4.2.2加工方法的選擇1）加工方法工藝特性2）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求3）零件材料的加工性4）生產批量和生產節(jié)拍要求5）企業(yè)現有加工設備和加工能力6）經濟性加工方法選擇

考慮以下因素第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇

表4-7外圓加工中各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度加工方法加工情況加工經濟精度（IT）表面粗糙度Ra/μm車粗車半精車精車金剛石車（鏡面車）12～1310～117～85～610～802.5～101.25～50.02～1.25銑粗銑半精銑精銑12～1311～128～910～802.5～101.25～5車槽一次行程二次行程11～1210～1110～202.5～10外磨粗磨半精磨精磨精密磨（精修整砂輪）鏡面磨8～97～86～75～651.25～100.63～2.50.16～1.250.08～0.320.008～0.08拋光0.008～1.25研磨粗研精研精密研5～6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08超精加工精精密550.08～0.320.01～0.16砂帶磨精磨精密磨5～650.02～0.160.01～0.04滾壓6～70.16～1.25注：加工有色金屬時，表面粗糙度Ra

取小值。第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇

表4-8孔加工中各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度注：加工有色金屬時，表面粗糙度Ra

取小值。加工方法加工情況加工經濟精度（IT）表面粗糙度Ra

/μm鉆φ15mm以下φ15mm以上11～1310～125～8020～80擴粗擴一次擴孔（鑄孔或沖孔）精擴12～1311～139～115～2010～401.25～10鉸半精鉸精鉸手鉸8～96～751.25～100.32～50.08～1.25拉粗拉一次拉孔（鑄孔或沖孔）精拉9～1010～117～91.25～50.32～2.50.16～0.63鏜粗鏜半精鏜精鏜（浮動鏜）金剛鏜12～1310～117～95～75～202.5～100.63～50.16～1.25內磨粗磨半精磨精磨精密磨（精修整砂輪）9～119～107～86～71.25～100.32～1.250.08～0.630.04～0.16研磨粗研精研精密研5～6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08擠滾珠﹑滾柱擴孔器，擠壓頭6～80.01～1.25第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇

表4-9平面加工中各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度注：加工有色金屬時，表面粗糙度Ra

取小值。加工方法加工情況加工經濟精度（IT）表面粗糙度Ra

/μm端銑粗銑半精銑精銑11～138～116～85～202.5～100.63～5車半精車精車細車（金剛石車)8～116～862.5～101.25～50.02～1.25拉粗拉（鑄造或沖壓表面）精拉10～116～95～200.32～2.5平磨粗磨半精磨精磨精密磨8～108～96～861.25～100.63～2.50.16～1.250.04～0.32刮25×25mm2內點數10～1313～1616～2020～250.32～0.630.16～0.320.08～0.160.04～0.08研磨粗研精研精密研6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08砂帶磨精磨精密磨5～650.04～0.320.01～0.04滾壓7～100.16～2.5第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.2加工方法的選擇機床選擇

數控機床與普通機床

產品變換周期短→數控機床形狀復雜、普通機床加工困難→數控機床加工精度要求較高的重要零件→數控機床產品基本不變、大批大量生產→組合機床

零件加工表面形狀與機床類型相適應

零件加工表面尺寸、精度與機床規(guī)格相適應第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.3典型表面加工路線外圓表面加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT10～11Ra2.5～12.5粗車IT12～13Ra10～80外圓表面的典型加工工藝路線

孔的典型加工工藝路線珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗鏜IT12～13Ra5～20鉆IT10～13Ra5～80半精鏜IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5擴IT9～13Ra1.25~40精鏜IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25餃IT6～9Ra0.32~10金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滾壓IT6～8Ra0.01~1.25手餃IT5Ra0.08~1.25孔加工路線4.2.3典型表面加工路線平面典型加工工藝路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25導軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨IT6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂帶磨IT5～6Ra0.01?0.32金剛石車IT6Ra0.02?1.25刮研Ra0.04?1.25精車IT6～8Ra1.25～5粗車IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20平面加工路線4.2.3典型表面加工路線4.2.4加工順序的安排

先基準后其他——先加工基準面，再加工其他表面

先面后孔——有兩層含義：

1）當零件上有較大的平面可以作定位基準時，先將其加工出來，再以面定位，加工孔，可以保證定位準確、穩(wěn)定

2）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生

先主后次——也有兩層含義：

1）先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常從加工方便與經濟角度出發(fā)進行安排

2）次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進行加工

先粗后精

工藝順序安排原則第四章機械加工工藝規(guī)程設計

為改善工件材料切削性能而進行的熱處理工序（如退火、正火等），應安排在切削加工之前進行為消除內應力而進行的熱處理工序（如退火、人工時效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前為了改善工件材料的力學物理性質而進行的熱處理工序（如調質、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進行為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過程的最后。4.2.4加工順序的安排熱處理和表面處理工序的安排第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.4加工順序的安排除操作工人自檢外，下列情況應安排檢驗工序：零件加工完畢后；從一個車間轉到另一個車間前后；重要工序前后。其他工序的安排去毛刺工序通常安排在切削加工之后。清洗工序在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應對工件進行認真地清洗。檢驗工序的安排第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.5工序集中與工序分散

使每個工序中包括盡可能多的工步內容，從而使總的工序數目減少優(yōu)點：使每個工序的工步內容相對較少，從而使總的工序數目較多工序分散優(yōu)點：每個工序使用的設備和工藝裝備相對簡單，調整、對刀比較容易，對操作工人技術水平要求不高工序集中工序分散1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度；2）有利于采用高效機床，可節(jié)省工件裝夾時間，減少工件搬運次數；3）可減小生產面積，并有利于管理。第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.5工序集中與工序分散

傳統(tǒng)的流水線、自動線生產，多采用工序分散的組織形式（個別工序亦有相對集中的情況）工序集中與工序分散的應用由于市場需求的多變性，對生產過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進設備的采用，工序集中將越來越成為生產的主流方式多品種、中小批量生產，為便于轉換和管理，多采用工序集中方式五面體加工中心第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.6加工階段的劃分

粗加工階段——主要任務是去除加工面多余的材料

半精加工階段——使加工面達到一定的加工精度，為精加工作好準備

精加工階段——使加工面精度和表面粗糙度達到要求

光整加工階段——對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求有利于保證零件的加工精度；有利于設備的合理使用和精密機床的精度保持；有利于人員的合理安排；可及早發(fā)現毛坯缺陷，以減少損失。加工階段的劃分加工階段劃分的意義第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.2.6加工階段的劃分

粗加工階段——主要任務是去除加工面多余的材料

半精加工階段——使加工面達到一定的加工精度，為精加工作好準備

精加工階段——使加工面精度和表面粗糙度達到要求

光整加工階段——對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求有利于保證零件的加工精度；有利于設備的合理使用和精密機床的精度保持；有利于人員的合理安排；可及早發(fā)現毛坯缺陷，以減少損失。加工階段的劃分加工階段劃分的意義第四章機械加工工藝規(guī)程設計機械制造工藝學

4.3

加工余量、工序尺寸及公差的確定DeterminetheOperationalDimensions,AllowanceandTolerance第4章機械加工工藝規(guī)程設計MachiningProcessPlanning第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.3.1加工余量的概念

加工余量——加工過程中從加工表面切去材料層厚度式中Zi——本工序余量；

li-1——前工序尺寸；

li——本工序尺寸。加工總余量與工序余量對于被包容表面對于包容表面Zi＝li-1－li

工序（工步）余量—某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度Zi＝li－li-1a）b）c）d）Zili-1li工序加工余量Zilili-1li-1liZi2Zi2Zi2Zi2li-1li第四章機械加工工藝規(guī)程設計

總加工余量——零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牧蠈涌偤穸仁街衂0——總加工余量；

Zi——第I道工序加工余量；

n——該表面加工工序數。最大余量最小余量（被包容尺寸）（包容尺寸）（被包容尺寸）（包容尺寸）4.3.1加工余量的概念第四章機械加工工藝規(guī)程設計li-1(li-1max)

li(limax)li-1M

LiMTi

4.3.1加工余量的概念Ti-1ZMZZmaxZmin被包容件工序尺寸、余量及公差第四章機械加工工藝規(guī)程設計

式中Zmax

，Zmin

，ZM——最大、最小、平均余量；

TZ

——余量公差；

li-1max，li-1min

，li-1M——上工序最大、最小、平均尺寸；

limax

，limin

，liM——本工序最大、最小、平均尺寸；

Ti-1——上工序尺寸公差；

Ti——本工序尺寸公差。平均余量（被包容尺寸）（包容尺寸）

余量公差4.3.1加工余量的概念第四章機械加工工藝規(guī)程設計最小余量構成采用浮動鏜刀塊鏜孔式中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；

εb——本工序裝夾誤差。無心磨床磨外圓研磨、拋光平面RyHaeaεb最小加工余量構成4.3.1加工余量的概念第四章機械加工工藝規(guī)程設計采用計算法確定加工余量比較準確，但需掌握必要的統(tǒng)計資料和具備一定的測量手段。由一些有經驗的工程技術人員或工人根據現場條件和實際經驗確定加工余量。此法多用于單件小批生產。利用各種手冊所給的表格數據，再結合實際加工情況進行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產上應用較多。4.3.2加工余量的確定需要指出的是，目前國內各種手冊所給的余量多數為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點在應用時需加以注意。

計算法

查表法

經驗法第四章機械加工工藝規(guī)程設計確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序取設計尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應的加工經濟精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計算確定。表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經濟精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——4.3.3工序尺寸與公差確定第四章機械加工工藝規(guī)程設計表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經濟精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——軸徑工序尺寸及公差的確定(單位：mm)

研磨0.01505Ra

0.04μm

精磨0.150＋0.01=50.016Ra

0.16μm

粗磨0.350.01＋0.1=50.118Ra

1.25μm半精車1.150.11＋0.3=50.4111Ra

5μm

粗車4.4950.41＋1.1=51.5113Ra

16μm毛坯孔55.51＋4.49

=56±2工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經濟精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度

軸徑加工，要求直徑φ50mm，精度IT5，表面粗糙度Ra0.04μm，高頻淬火，毛坯鍛件。加工過程：粗車→半精車→高頻淬火→粗磨→精磨→研磨【例】4.3.3工序尺寸與公差確定第四章機械加工工藝規(guī)程設計表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經濟精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——5.4.3工序尺寸確定主軸孔工序尺寸及公差的確定(單位：mm)浮動鏜0.11007Ra

0.8μm

精鏜0.5100-0.1=99.98Ra

1.6μm半精鏜2.499.9-0.5=99.410Ra

3.2μm

粗鏜599.4-2.4=9712Ra

6.3μm毛坯孔100-8=92工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經濟精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度

主軸孔工序尺寸及公差的確定，毛坯鑄鐵，加工過程：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜【例】第四章機械加工工藝規(guī)程設計機械制造工藝學

4.4

工藝尺寸鏈ProcessDimensionalChain第4章機械加工工藝規(guī)程設計MachiningProcessPlanning第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.1尺寸鏈基本概念

尺寸鏈定義

在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈

裝配尺寸鏈——在機器設計和裝配過程中，由有關零件尺寸形成的尺寸鏈

工藝尺寸鏈——在加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈

封閉環(huán)——在零件加工過程或機器裝配過程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)）——指組成尺寸鏈的每一個尺寸

增環(huán)——該環(huán)變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動（增大或減?。┑沫h(huán)

組成環(huán)——尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。對于工藝尺寸鏈來說，組成環(huán)的尺寸一般是由加工直接得到的

減環(huán)——該環(huán)變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動的環(huán)尺寸鏈的環(huán)

第四章機械加工工藝規(guī)程設計圖示尺寸鏈中，尺寸A0是加工過程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環(huán)。其中，A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。工藝尺寸鏈示例a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C4.4.1尺寸鏈基本概念

工藝尺寸鏈示例：工件A、C面已加工好，現以A面定位用調整法加工B面，要求保證B、C面距離A0【例】第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.2直線尺寸鏈計算

基本尺寸計算公式——封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)基本尺寸的代數和直線尺寸鏈極值算法公式

偏差計算公式——封閉環(huán)的上（下）偏差等于所有增環(huán)的上（下）偏差之和減去所有減環(huán)的下（上）偏差之和

公差計算公式——封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)公差之和

平均尺寸計算公式——封閉環(huán)的平均尺寸各組成環(huán)的平均尺寸的代數和第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.2直線尺寸鏈計算

將極限尺寸換算成平均尺寸直線尺寸鏈概率算法公式

公差計算公式——封閉環(huán)公差的平方等于各組成環(huán)公差的平方之和

將極限偏差換算成中間偏差

平均尺寸計算公式——第四章機械加工工藝規(guī)程設計圖示工件A、B面已加工好，現以底面A定位，加工臺階面C，保證尺寸，試確定工序尺寸A2及平行度公差Tα2。b)c)a)L1L2L0α230ACB0.05A0.1Bα1α00070.012－【例】尺寸鏈b中，L0為封閉環(huán)，L1和L2是組成環(huán)；角度尺寸鏈（圖c）中，α0為封閉環(huán)，α1

和α2是組成環(huán)?！窘狻坎捎玫裙钤瓌t分配公差，求解圖b和圖c的尺寸鏈，可得到：工藝基準與設計基準不重合時的工藝尺寸計算4.4.3直線尺寸鏈應用

定位基準與設計基準不重合工序尺寸：平行度公差：第四章機械加工工藝規(guī)程設計測量尺寸鏈示例L2

若實測L2=40.30，按上述要求判為廢品，但此時如L1=50，則實際L0=9.7，仍合格，即出現“假廢品”。當實測尺寸與計算尺寸的差值小于尺寸鏈其它組成環(huán)公差之和時，可能為假廢品。若逐個零件逐個尺寸測量，增加工作量。采用專用檢具可減小假廢品出現的可能性。

L2是測量直接得到的尺寸，是組成環(huán)；L0是間接保證的，是封閉環(huán)。計算尺寸鏈可得到：【解】圖示零件，尺寸L0不好測量，改測尺寸L2

，試確定L2的大小和公差【例】★

假廢品問題：4.4.3直線尺寸鏈應用

測量基準與設計基準不重合由新建立的尺寸鏈可解出：第四章機械加工工藝規(guī)程設計D1

D2xHR1R2xH2）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)。計算該尺寸鏈，可得到：

a）b）鍵槽加工尺寸鏈【解】圖示鍵槽孔加工過程如下：【例】工序基準是尚待加工的設計基準4.4.3直線尺寸鏈應用1）拉內孔至；4）磨內孔至，同時保證尺寸。第四章機械加工工藝規(guī)程設計D1xD2H1討論：在前例中，認為鏜孔與磨孔同軸，實際上存在偏心。若兩孔同軸度允差為φ0.05，即兩孔軸心偏心為e=±0.025。將偏心e

作為組成環(huán)加入尺寸鏈

a）b）鍵槽加工尺寸鏈H20.0250.025R1xHR2e重新進行計算，可得到：

4.4.3直線尺寸鏈應用第四章機械加工工藝規(guī)程設計圖示偏心零件，表面A要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.5～0.8mm。與此有關的加工過程如下：

【例】【解】R2R1H1H0b)滲碳層深度尺寸換算a)PD2H0H12）滲碳處理，控制滲碳層深度H1；試確定H1的數值。建立尺寸鏈，如圖b,在該尺寸鏈中，H0

是最終的滲碳層深度，是間接保證的，因而是封閉環(huán)。計算該尺寸鏈，可得到：D1表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計算

1）精車P面，保證直徑；3）精磨P面保證直徑尺寸，同時保證規(guī)定滲碳層深度。4.4.3直線尺寸鏈應用第四章機械加工工藝規(guī)程設計圖示偏零件，軸向尺寸加工過程如下：【例】【解】試校核余量建立并求解尺寸鏈（如圖示）得到：余量校核

1）精車A面，B處切斷，保證尺寸L1=(31±0.1)mm4.4.3直線尺寸鏈應用2）A面定位精車B面，保證尺寸L2=(30.4±0.05)mmL1L23）B面定位磨A面，保證尺寸L3=(30.15±0.02)mm4）A面定位磨B面，保證尺寸L4=(30±0.02)mmL3L1L2Z2L2L3Z3L4Z4L3磨削余量偏大，進行調整令：Z4＝(0.1±0.04)mm→L3＝(30.1±0.02)mm

令：Z3＝(0.15±0.07)mm→L2＝(30.25±0.05)mm

保持Z2不變→L1＝(30.85±0.1)mmZ2＝(0.6±0.15)mm，Z3＝(0.25±0.07)mm，Z4＝(0.15±0.04)mmL4第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.4工序尺寸圖表法

當零件在同一尺寸方向上加工尺寸較多，且工序（測量）基準需多次轉換時，尺寸鏈建立和計算比較困難，采用圖表法可較好解決這個問題圖示零件有關軸向尺寸加工過程如下：【例】31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖表法示例零件4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同時保證設計尺寸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，同時保證設計尺寸31.69±0.31；精車Ⅲ面，保證設計尺寸A6=27.07±0.07；Flash第四章機械加工工藝規(guī)程設計Z6Z4Z7Z5ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5A6R1R21.畫尺寸聯系圖

1）畫零件簡圖，加工面編號，向下引線2）按加工順序和規(guī)定符號自上而下標出工序尺寸和余量——用帶圓點的箭線表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓點表示測量基準；余量按入體原則標注。3）在最下方畫出間接保證的設計尺寸，兩邊均為圓點。4）工序尺寸為設計尺寸時，用方框框出，以示區(qū)別。注：靠火花磨削余量視為工序尺寸，也用用帶圓點的箭線表示。尺寸聯系圖【解】4.4.4工序尺寸圖表法第四章機械加工工藝規(guī)程設計A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）工藝尺寸鏈A5R2A4b）2.用追蹤法查找工藝尺寸鏈A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4尺寸鏈追蹤Z5

結果尺寸（間接保證的設計尺寸）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，遇圓點向上折，繼續(xù)向上追蹤…直至兩追蹤線交于一點，追蹤路徑所經工序尺寸為尺寸鏈的組成環(huán)4.4.4工序尺寸圖表法第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.4工序尺寸圖表法3.初擬工序尺寸公差中間工序尺寸公差按經濟加工精度或生產實際情況給出±0.5±0.3±0.1±0.3±0.07±0.02±0.1±0.31±0.1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注初擬修正后ZiminZiMAiMAiA6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.4工序尺寸圖表法4.校核結果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差

校核結果尺寸鏈，若超差，減小組成環(huán)公差（首先壓縮公共環(huán)公差）±0.23±0.08工序公差余量公差最小余量平均余量ZiminZiM±0.02ⅠⅡⅢⅣ初擬修正后±0.5±0.3±0.1±0.3A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.07A6±0.1±0.31A5R1Z7a）A5R2A4b）第四章機械加工工藝規(guī)程設計4.4.4工序尺寸圖表法工序公差余量公差最小余量平均余量Zi

minZiMA6ⅠⅡⅢⅣ初擬修正后±0.5±0.3±0.1±0.3±0.1±0.07±0.08A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.31±0.23±0.02A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）±0.55±0.8310.30.30.480.851.83±0.185.計算余量公差和平均余量

根據余量尺寸鏈計算±0.020.080.1第四章機械加工工藝規(guī)程設計A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）25.593426.7平均余量平均尺寸ZiMAiMⅠⅡⅢⅣ0.480.851.8327.07A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4631.690.1A66.16.58A5R1Z7a）A5R2A4b）6.計算中間工序平均尺寸

在各尺寸鏈中，首先找出只有一個未知數的尺寸鏈，解出此未知數。繼續(xù)下去，解出全部未知工序尺寸4.4.4工序尺寸圖表法第四章機械加工工藝規(guī)程設計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注Zi

minZiMAiMAi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±0.020.080.14.4.4工序尺寸圖表法第四章機械加工工藝規(guī)程設計A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z44.4.5工序尺寸計算機求解方法1234567891413122412132212141-1-1-11-11000001-1-11001.

尺寸聯系矩陣（T矩陣）

對應尺寸聯系圖，在計算機中可用矩陣形式表達矩陣的每一行對應聯系圖的一個尺寸第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，1表示箭頭指向余量左側，-1表示箭頭指向余量右側。結果尺寸沒有箭頭，對應第4列和第5列元素均為0?！?/p>

尺寸聯系矩陣表達了尺寸聯系圖的所有有用信息尺寸聯系圖與尺寸聯系矩陣第四章機械加工工藝規(guī)程設計

尺寸聯系矩陣（T矩陣）的處理

1141

0231

-10321

-10442

-115121-1631

-1

-17221

18120

09140

0尺寸聯系矩陣變換4.4.5工序尺寸計算機求解方法A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z41234567891413122412132212141-1-1-11-11000001-1-1100為便于尺寸鏈查找，將T矩陣第2、3列元素位置進行調整，使工序尺寸箭頭對應的尺寸界線序號排在第2列，圓點對應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現第四章機械加工工藝規(guī)程設計

1141

0231-10321-104

42-115121