《汽車制造工藝學(xué)》q第五章2011

內(nèi)容提要本章內(nèi)容:介紹了生產(chǎn)過(guò)程、工藝過(guò)程；引入了工藝過(guò)程組成的概念；講述了制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和方法；重點(diǎn)討論了機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中的主要問(wèn)題(定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)；簡(jiǎn)要分析了工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。

學(xué)習(xí)要求:

熟悉機(jī)械加工工藝過(guò)程；掌握機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的基本原理、原則和方法(定位基準(zhǔn)的選擇原則，加工方法的選擇原則，工序劃分及加工順序安排的原則，確定余量的原則和方法，確定工序尺寸及公差的方法，工藝尺寸鏈原理及應(yīng)用等)。工藝規(guī)程的作用及設(shè)計(jì)步驟一、機(jī)械加工工藝規(guī)程在生產(chǎn)中的作用定義：

規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過(guò)程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件（P142工藝過(guò)程卡；工序卡；調(diào)整卡；檢驗(yàn)卡），經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)的。

工藝規(guī)程中包括各個(gè)工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。

第一節(jié)概述工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程的作用：（1）

指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；

（2）

是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)；

（3）

是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。

總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個(gè)機(jī)械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定步驟二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟編制機(jī)械加工工藝規(guī)程前，應(yīng)至少具備下列原始資料：①產(chǎn)品的零件圖；②產(chǎn)品的生產(chǎn)類型或者是零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)。如有可能，收集產(chǎn)品的總裝圖、同類產(chǎn)品零件的加工工藝以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況（設(shè)備、人員、毛坯供應(yīng)）等。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定步驟編制機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)首先遵循以下原則：①應(yīng)以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提；②在保證加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)使工藝過(guò)程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本；③應(yīng)充分考慮零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型，充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，并盡可能做到平衡生產(chǎn)；④盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明的勞動(dòng)條件；⑤積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，力爭(zhēng)減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)要求。編制機(jī)械加工工藝規(guī)程中，可以按照下列程序進(jìn)行：①準(zhǔn)備階段(研究和分析零件的工作圖

)

繪制零件圖，分析零件特點(diǎn)，找出主要要求，工藝分析；②根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件的生產(chǎn)類型；

③確定毛坯的種類，繪制毛坯圖；④安排加工順序，制訂工藝路線；⑤確定各工序所用設(shè)備及其工藝裝備；⑥確定各工序的加工余量、工序尺寸及其公差；⑦確定切削用量、時(shí)間定額；⑧確定關(guān)鍵、重要工序的技術(shù)檢驗(yàn)要求及檢驗(yàn)方法；⑨技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；

⑩填寫工藝文件。機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定步驟工藝路線的擬定第二節(jié)機(jī)械加工路線的制定

擬定零件機(jī)械加工工藝路線時(shí)，要解決的主要問(wèn)題有：定位基準(zhǔn)的選擇；零件各表面加工方法和設(shè)備的選擇；加工階段的劃分；工序的集中與分散；工序的安排等。

加工方法的選擇1、首先要根據(jù)每個(gè)加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案。選擇零件表面的加工方案必須在保證零件達(dá)到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟(jì)合理的。

圖5.7、圖5.8、圖5.9分別介紹了機(jī)器零件的三種最基本的表面(外圓表面、內(nèi)孔表面和平面)的較常用的加工方案及其所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。這都是生產(chǎn)實(shí)際中的統(tǒng)計(jì)資料，可以根據(jù)對(duì)被加工零件加工表面的精度和粗糙度要求、零件的結(jié)構(gòu)和被加工表面的形狀、大小以及車間工廠的具體條件，選取最經(jīng)濟(jì)合理的加工方案，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。一、零件各表面的加工方法加工方案的選擇

加工方法的選擇

但必須指出，這是在一般情況下可能達(dá)到的精度和表面粗糙度，在具體條件下是會(huì)有差別的。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，工藝水平的提高，同一種加工方法所能達(dá)到的精度和表面質(zhì)量也會(huì)提高。加工方法所達(dá)到的精度變化的曲線見圖。例如，過(guò)去在外圓磨床上精磨外圓僅能達(dá)到IT6的公差和Ra0.20μm的表面粗糙度。但是在采用適當(dāng)?shù)拇胧┨岣吣ゴ簿纫约案倪M(jìn)磨削工藝后，現(xiàn)在已能在普通外圓磨床上進(jìn)行鏡面磨削，可達(dá)IT5以上精度、Ra≤0.10～0.012μm的表面粗糙度。用金剛石刀車削，也能獲得Ra≤0.01μm的表面。另外，在大批、大量生產(chǎn)中，為了保證高的生產(chǎn)率和高的成品率，常把原用于小粗糙度(如Ra值要求很小)的加工方法用于獲得粗糙度較大的表面。例如，在連桿加工中用珩磨達(dá)到Ra≤0.020μm的表面粗糙度；在曲軸加工中用超精磨獲得Ra≤0.40μm的表面。2、決定加工方法時(shí)要考慮被加工材料的性質(zhì)。例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。3、選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的問(wèn)題。在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動(dòng)液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。甚至在大批、大量生產(chǎn)中可以從根本上改變毛坯的形態(tài)，大大減少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金制造的油泵齒輪，用失蠟澆注制造柴油機(jī)上的小尺寸零件等。在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。提高單件小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率亦是目前機(jī)械制造工藝的研究課題之一。例如，在車床上裝液壓仿型刀架，采用數(shù)控車床或采用成組加工方法，單件試制新產(chǎn)品時(shí)，甚至采用加工中心機(jī)床等。

加工方法的選擇

4、選擇加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件。應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人群眾的積極性和創(chuàng)造性。有時(shí)雖有該項(xiàng)設(shè)備，但因負(fù)荷的平衡問(wèn)題，還得改用其它的加工方法。此外，選擇加工方法還應(yīng)該考慮一些其它因素，例如，工件的形狀和質(zhì)量以及加工方法所能達(dá)到的表面物理機(jī)械性能等。關(guān)于加工方案可參考與表5.7相類似的表格來(lái)進(jìn)行選擇。

加工方法的選擇【例題5．1】

表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級(jí)，粗糙度Ra=1.6～3.2μm，確定孔的加工方案。查圖5．8可有下面四種加工方案：①鉆——擴(kuò)——粗鉸——精鉸；②粗鏜——半精鏜——精鏜；③粗鏜——半精鏜——粗磨——精磨；④鉆(擴(kuò))——拉。方案①用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動(dòng)機(jī)床或組合機(jī)床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進(jìn)行各個(gè)工步加工的機(jī)床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過(guò)于笨重。方案②用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。方案③適用于淬火的工件。方案④適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。加工方法的選擇舉例二、加工階段的劃分

對(duì)于加工精度要求較高和粗糙度值要求較低的零件，通常將工藝過(guò)程劃分為粗加工和精加工兩個(gè)階段；對(duì)于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低的零件，則常劃分為粗加工階段、半精加工階段、精加工階段和光整加工階段。粗加工階段：是加工開始階段，在這個(gè)階段中，盡量將零件各個(gè)被加工表面的大部分余量從毛坯上切除。這個(gè)階段主要問(wèn)題是如何提高生產(chǎn)率。半精加工階段：這一階段為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，切去的余量介于粗加工和精加工之間，并達(dá)到一定的精度和粗糙度值，為精加工留有一定的余量。在此階段還要完成一些次要表面的加工，如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等。精加工階段：在這個(gè)階段將切去很少的余量，保證各主要表面達(dá)到較高的精度和較低的粗糙度值(精度7～10級(jí)，Ra≈0.8～3.2μm)。光整加工階段：主要是為了得到更高的尺寸精度和更低的粗糙度值(精度5～9級(jí)，Ra＜0.32μm)，只從被加工表面上切除極少的余量。

工藝路線的擬定將工藝過(guò)程劃分粗、精加工階段的意義（原因）是：①在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(夾渣、裂紋、氣孔等)，以便及時(shí)處理，避免過(guò)多浪費(fèi)工時(shí)。②粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工作的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時(shí)間。然后再通過(guò)逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。③劃分加工階段可以合理使用機(jī)床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機(jī)床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機(jī)床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機(jī)床的動(dòng)力，又有利于長(zhǎng)期保持精加工機(jī)床的精度。

加工階段的劃分④劃分加工階段可在各個(gè)階段中插入必要的熱處理工序。如在粗加工之后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)效處理；在半精加工后進(jìn)行淬火處理等。在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對(duì)的，例如加工重型工件時(shí)，由于不便于多次裝夾和運(yùn)輸，因此不必劃分加工階段，可在一次裝夾中完成全部粗加工和精加工。為提高加工的精度，可在粗加工后松開工作，讓其充分變形，再用較小的力夾緊工件進(jìn)行精加工，以保證零件的加工質(zhì)量。另外，如果工件的加工質(zhì)量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯的質(zhì)量較好而切除的余量不多，則可不必劃分加工階段。

加工階段的劃分三、工序的劃分(工序的集中與分散）在制定工藝過(guò)程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計(jì)劃和均衡機(jī)床的負(fù)荷，常將工藝過(guò)程劃分為若干個(gè)工序。劃分工序時(shí)有兩個(gè)原則，即工序的集中和工序的分散。工序集中：將若干個(gè)工步集中在一個(gè)工序內(nèi)完成，一個(gè)工件的加工，只須集中在少數(shù)幾個(gè)工序內(nèi)完成。最大限度的集中是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。例如在一臺(tái)組合機(jī)床上可同時(shí)完成縫紉機(jī)殼體14個(gè)孔的加工。采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度，也可以減少機(jī)床的數(shù)量，相應(yīng)地減少工人的數(shù)量和機(jī)床的占地面積。但所需要的設(shè)備復(fù)雜，操作和調(diào)整工作也較復(fù)雜。工序分散：工序的數(shù)目多，工藝路線長(zhǎng)，每個(gè)工序所包括的工步少。最大限度的分散是在一個(gè)工序內(nèi)只包括一個(gè)簡(jiǎn)單的工步。工序分散可以使所需要的設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整容易、操作簡(jiǎn)單，但專用性強(qiáng)。工序的劃分

在確定工序集中或分散的問(wèn)題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后確定。

在單件小批生產(chǎn)中：一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，盡可能在一臺(tái)機(jī)床上完成較多的表面加工，尤其是對(duì)重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運(yùn)的次數(shù)，多采用工序集中的原則。

在成批生產(chǎn)中：盡可能采用效率高的通用機(jī)床（如六角機(jī)床）和專用機(jī)床，使工序集中。

在大批、大量生產(chǎn)中：①常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床及專用機(jī)床等，使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。

②但因工件特殊結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個(gè)表面不便于集中加工。如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工藝裝備，按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)。這樣易于保證加工質(zhì)量和使各工序的時(shí)間趨于平衡，便于組織流水生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。

工序的劃分四、工序的安排

1、加工順序的確定工件各表面的加工順序，一般按照下述原則安排：先粗加工后精加工；先基準(zhǔn)面加工后其它面加工；先主要表面加工后次要表面加工；先平面加工后孔加工。根據(jù)上述原則，作為精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過(guò)程開始時(shí)加工。精基準(zhǔn)面加工好后，接著對(duì)精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加工和半精加工，并穿插進(jìn)行一些次要表面的加工，然后進(jìn)行各表面的精加工。要求高的主要表面的精加工一般安排在最后進(jìn)行，這樣可避免已加工表面在運(yùn)輸過(guò)程中碰傷，有利于保證加工精度。有時(shí)也可將次要的、較小的表面安排在最后加工，如緊固螺釘孔等。

工序的安排

2、熱處理及表面處理工序的安排為了改善工件材料的機(jī)械性能和切削性能，在加工過(guò)程中常常需要安排熱處理工序。采用何種熱處理工序以及如何安排熱處理工序在工藝過(guò)程中的位置，要根據(jù)熱處理的目的決定。①退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)行，有時(shí)正火也安排在粗加工后進(jìn)行。②時(shí)效處理對(duì)于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進(jìn)行人工時(shí)效處理。粗加工前最好采用自然時(shí)效。③調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的機(jī)械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。④淬火處理或滲碳淬火處理可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。⑤表面處理(電鍍及氧化)

可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過(guò)程的最后進(jìn)行。

工序的安排3、檢驗(yàn)工序的安排檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個(gè)工序中，操作者都必須自行檢驗(yàn)。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場(chǎng)合還要安排獨(dú)立檢驗(yàn)工序：粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；送往其它車間加工的前后（特別是熱處理工序的前后）；重要工序的前后；最終加工之后等。4、其它工序的安排在工序過(guò)程中，還可根據(jù)需要在一些工序的后面安排去毛刺、去磁、清洗等工序。

工序的安排工序內(nèi)容;加工余量、工序尺寸、切削用量與時(shí)間定額等一、加工余量的確定

為了保證零件圖上某平面的精度和粗糙度值，需要從其毛坯表面上切去全部多余的金屬層，這一金屬層的總厚度稱為該表面的加工總余量。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量?？梢娔潮砻娴募庸た傆郱總與該表面余量Zi之間的關(guān)系為：Z總=Z1+Z2+…+Zi+…+Zn式中n一加工該表面的工序（或工步）數(shù)目。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)的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太太時(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。

加工余量的確定第三節(jié)工序具體內(nèi)容的確定1、影響加工余量的因素①上工序表面質(zhì)量Ra、ta的影響在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在著表面微觀粗糙度值Ra和表面缺陷層ta(包括冷硬層、氧化層、裂紋等)，必須在本工序中切除。Ra、ta的大小與所用的加工方法有關(guān)，Ra的數(shù)值可參考表5.A，表5.B，表5.C；ta的數(shù)值可參考表5.D。

加工余量的確定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的大小可根據(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。加工余量與工序尺寸公差之間的關(guān)系見圖5.e。圖5.12(a)為外表面(被包容面)加工，本工序的基本余量Zb

為：Zb=La-Lb(5.1)式中La——上工序的基本尺寸；Lb——本工序的基本尺寸。本工序的最大余量為：Zbmax=Lamax-Lbmin(5.2)本工序的最小余量為：Zbmin=Lamin-Lbmax(5.3)圖5.12(b)為內(nèi)表面(包容面)加工，則有：Zb=Lb-La(5.4)Zbmax=Lbmax-Lamin

(5.5)Zbmax=Lbmin-Lamax

(5.6)從圖5.12(a)、(b)可看出，上工序的尺寸公差將影響本工序基本余量和最大余量的數(shù)值。

影響加工余量的因素影響加工余量的因素③上工序各表面相互位置空間偏差(ρa(bǔ))的影響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。ρa(bǔ)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。

④本工序加工時(shí)裝夾誤差(Δεb)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。它將直接影晌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?？臻g偏差與裝夾誤差在空間是有不同方向的，二者對(duì)加工余量的影響應(yīng)該是向量和。圖5.f為上述各種因素對(duì)車削軸類零件加工余量影響的示意圖。2、確定加工余量的方法(5.7)或非對(duì)稱表面（單邊，如平面）的基本余量為：

上述兩個(gè)公式，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)具體加工條件簡(jiǎn)化。如在無(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。用計(jì)算法可確定出最合理的加工余量，既節(jié)省金屬，又保證了加工質(zhì)量。但必須要有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，且費(fèi)時(shí)間，因此此法適用于大量生產(chǎn)。加工余量的確定①計(jì)算法根據(jù)上面所述各種因素對(duì)加工余量的影晌，并由圖5.13可得出下面的計(jì)算公式。對(duì)稱表面(雙邊，如孔或軸)的基本余量為：確定加工余量的方法②查表法工廠中廣泛應(yīng)用這種方法，表格是以工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的，如《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》。③經(jīng)驗(yàn)法主要用于單件小批生產(chǎn)，靠經(jīng)驗(yàn)確定加工余量，因此不夠準(zhǔn)確。為保證不出廢品，余量往往偏大。工序尺寸的確定零件圖上的尺寸、公差是毛坯經(jīng)過(guò)加工之后最終達(dá)到的尺寸。在加工過(guò)程中，各工序所達(dá)到的尺寸稱工序尺寸，也就是在工序圖上所標(biāo)注的尺寸。

工序尺寸公差的一般都按“入體原則”進(jìn)行標(biāo)注：對(duì)外表面，尺寸標(biāo)注成單向負(fù)偏差；對(duì)內(nèi)表面，尺寸標(biāo)注成單向正偏差；對(duì)孔心距，則注成對(duì)稱偏差。工序尺寸的計(jì)算可分為：只牽涉余量，可不用尺寸鏈來(lái)計(jì)算；

牽涉余量及基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，用尺寸鏈來(lái)計(jì)算；二、工序尺寸及公差的確定簡(jiǎn)圖加工面代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說(shuō)明T1120H6.5單側(cè)加工T243H2單側(cè)加工D160H

孔降一級(jí)雙側(cè)加工……………Y146H2單側(cè)加工Y246H2單側(cè)加工工序尺寸的確定[例題5.2]

如圖為一平面經(jīng)過(guò)粗加工、精加工和光整加工三道工序達(dá)到零件上規(guī)定尺寸和公差，要求計(jì)算各工序尺寸。工序尺寸的確定解：加工該表面時(shí)定位基準(zhǔn)不變，各工序尺寸都從同一基準(zhǔn)標(biāo)出。對(duì)這一類的工序尺寸，只要將各工序的基本余量及公差，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)或查有關(guān)手冊(cè)確定后，就可按工藝過(guò)程的順序由后向前逐步計(jì)算得到。

某工序的工序尺寸等于下一個(gè)工序的工序尺寸加上(對(duì)內(nèi)表面是減去)下一工序的基本余量。在圖中，若光整加工、精加工、粗加工等各工序的基本余量和精加工、粗加工、毛坯的公差，查手冊(cè)分別為Z3、Z2、Zl和T3、T2、T1，且已知光整加工的工序尺寸為A4、T4(零件圖上的尺寸)，則得：精加工工序尺寸A3=A4＋Z4；公差T3粗加工工序尺寸A2=A3＋Z3；公差T2毛坯尺寸A1=A2＋Z2；公差T1工序尺寸的確定鑄造和鍛造的毛坯都規(guī)定雙向偏差，但當(dāng)計(jì)算毛坯尺寸時(shí)只取入體方向的偏差值T1。三、設(shè)備、工藝裝備的選擇確定設(shè)備、工藝裝備的選擇確定確定各表面的加工方法確定以后，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床以滿足各表面的加工要求。機(jī)床設(shè)備的選擇除考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件外，還要根據(jù)以下四個(gè)方面考慮：①機(jī)床工作區(qū)域的尺寸應(yīng)當(dāng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng)。也就是根據(jù)零件的外廓尺寸來(lái)選擇機(jī)床的形式和規(guī)格，以便充分發(fā)揮機(jī)床的使用性能。如直徑不太大的軸、套、盤類零件一般在普通機(jī)床上加工。直徑大而短的盤、套類零件一般在端面機(jī)床或立式機(jī)床上加工。②機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機(jī)床精度過(guò)低，不能滿足工件加工精度的要求；過(guò)高，則是一種浪費(fèi)。③機(jī)床的功率、剛度和工作參數(shù)應(yīng)該與最合理的切削用量相適應(yīng)。粗加工時(shí)選擇有足夠功率和足夠剛度的機(jī)床，以免切削深度和進(jìn)給量的選用受限制；精加工時(shí)選擇有足夠剛度和足夠轉(zhuǎn)速范圍的機(jī)床，以保證零件的加工精度和粗糙度。④機(jī)床生產(chǎn)率應(yīng)該與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。對(duì)于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床；對(duì)于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機(jī)床。1、機(jī)床設(shè)備的選擇設(shè)備、工藝裝備的選擇確定確定2、工藝設(shè)備的選擇工藝裝備是指零件加工時(shí)所用的刀具、夾具、量檢具、模具的總稱?？蓮囊韵聨讉€(gè)方面考慮：①刀具的選擇：主要取決于工序所用的加工方法、加工表面的尺寸大小、精度、表面粗糙度以及零件材料、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性等要素。一般條件下，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，這樣可以直接降低生產(chǎn)成本。必要時(shí)采用高生產(chǎn)率的符合刀具、專用刀具。②機(jī)床的精度應(yīng)該與工件要求的加工精度相適應(yīng)。機(jī)床精度過(guò)低，不能滿足工件加工精度的要求；過(guò)高，則是一種浪費(fèi)。②夾具：?jiǎn)渭?、小批量生產(chǎn)，盡量選用通用夾具；大批量生產(chǎn)，使用專用夾具。③量檢具。對(duì)于大批、大量生產(chǎn)，宜采用高效率機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床；對(duì)于單件小批生產(chǎn)，一般選擇通用機(jī)床。切削用量的確定四、切削用量的確定切削用量的確定切削用量的確定時(shí)間定額的確定五、時(shí)間定額的確定時(shí)間定額是勞動(dòng)生產(chǎn)率的基本標(biāo)志，勞動(dòng)生產(chǎn)率是一個(gè)工人在單位時(shí)間內(nèi)制造出合格產(chǎn)品的數(shù)量，或者是一個(gè)工人用于單位產(chǎn)品的勞動(dòng)時(shí)間。

時(shí)間定額是在一定的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)組織的條件下，為完成某一工件的某一工序所需要的時(shí)間，稱為工序單件時(shí)間或工序單件時(shí)間定額。它是計(jì)算產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的依據(jù)，也是新建或擴(kuò)建工廠（或車間）時(shí)決定所需設(shè)備和人員的依據(jù)。

工序單件時(shí)間的組成，可表示如下：

t單=t基+t輔+t服+t休式中

t單——工序單件時(shí)間（min）切削用量的確定（1）t基——基本時(shí)間（也稱機(jī)動(dòng)時(shí)間）是直接用來(lái)改變工件形狀、尺寸相對(duì)位置和表面性質(zhì)所消耗的時(shí)間。它可根據(jù)各種加工方法的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。以車外圓為例，基本時(shí)間t基按下式計(jì)算（2）t輔——輔助時(shí)間，為完成工序中的基本工作所需要做的輔助動(dòng)作時(shí)間。它包括裝卸工作、啟動(dòng)和停止機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量工作等所消耗的時(shí)間，可查有關(guān)表格或進(jìn)行實(shí)測(cè)確定。（3）t服——工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間，包括更換刀具、修磨刀具、設(shè)備的補(bǔ)充調(diào)整以及工作班開始時(shí)取出刀具和文件、機(jī)床潤(rùn)滑等和工作班結(jié)束時(shí)的收拾工具、清除切屑、擦拭機(jī)床等所要消耗的時(shí)間。（4）t休——工人休息和自然需要時(shí)間。一般情況下，工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間與休息時(shí)間之和是以作業(yè)時(shí)間t作＝t基+t輔的形式給出的，即式中x＝3～6切削用量的確定（5）t準(zhǔn)結(jié)在成批生產(chǎn)中，還要考慮加工一批工件時(shí)的準(zhǔn)備、結(jié)束時(shí)間。也就是在加工一批工件之前，熟悉圖紙、領(lǐng)取毛坯材料、準(zhǔn)備刀具、夾具、量具、裝夾刀具、夾具和調(diào)整機(jī)床以及在加工一批工件之后交還工藝文件，拆卸、送還工藝裝備和送檢成品等所需要的時(shí)間。因此成批生產(chǎn)時(shí)工件每個(gè)工序的總時(shí)間為：式中t定額——工件某工序的總時(shí)間，稱為單件時(shí)間定額，又稱單件計(jì)算時(shí)間（min）；

t準(zhǔn)結(jié)——加工一批工件的準(zhǔn)備時(shí)間、結(jié)束時(shí)間；

N批——一批工件的數(shù)量。由公式看出，N批越大，則t定額與t單越接近。當(dāng)大量生產(chǎn)時(shí)，有：t定額≈t單要提高生產(chǎn)率，就要設(shè)法減少t定額或t單，也就是減少其組成部分的時(shí)間，主要是基本時(shí)間和輔助時(shí)間。切削用量的確定工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施

經(jīng)濟(jì)分析是研究如何用最少的社會(huì)消耗、最低的成本生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)某一零件的工藝過(guò)程時(shí)，一般可擬定出幾種不同的方案，這些方案雖然都可以滿足加工質(zhì)量的要求，但從經(jīng)濟(jì)性來(lái)分析，它們的生產(chǎn)成本并不相同，因此，在給定的生產(chǎn)條件下要選擇最經(jīng)濟(jì)的方案，也就是成本最低的方案，這對(duì)工廠企業(yè)積累資金和加快國(guó)家的工業(yè)建設(shè)有重大意義。對(duì)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，其目的是求得最有利的工藝過(guò)程或加工方法，因此對(duì)各種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較時(shí)，并非準(zhǔn)確計(jì)算零件成本，而只需求出各種方案的相對(duì)值，即各種方案中相同的項(xiàng)目可略去不計(jì)。也就是說(shuō)，若各個(gè)方案中的每個(gè)工序內(nèi)容均不相同，則應(yīng)全面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較；若只有某些工序內(nèi)容不同，而其它均相同，則只就這些不同的工序進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。第四節(jié)工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施1.生產(chǎn)成本的組成

生產(chǎn)成本是制造一個(gè)零件或一臺(tái)產(chǎn)品需要的全部費(fèi)用。其中與完成工序直接有關(guān)的費(fèi)用稱為第一類費(fèi)用，也稱工藝成本，一般占生產(chǎn)成本的70％～75％。與完成工序無(wú)關(guān)而與整個(gè)車間的全部生產(chǎn)條件有關(guān)的費(fèi)用，稱為第二類費(fèi)用。在進(jìn)行各種方案經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，因?yàn)樵谕簧a(chǎn)條件下，第二類費(fèi)用是相等的，因此可以只分析占生產(chǎn)成本比重大的工藝成本S單，則有

S單＝V資十V護(hù)＋V舊（或C專機(jī)）＋V夾（或C專夾）＋V刀＋V材＋C調(diào)式中

S單——單件的工藝成本（元／件）；

V資——機(jī)床操作工人的工資，它由單件時(shí)間和工人的工資決定；

V護(hù)——機(jī)床維護(hù)費(fèi)，包括電、油料、切削液、棉紗等費(fèi)用；

V舊——萬(wàn)能機(jī)床折舊費(fèi)，萬(wàn)能機(jī)床可用于不同的工序，所以折舊費(fèi)與機(jī)床的價(jià)格、機(jī)床的利用率及單件時(shí)間有關(guān)；

V刀——刀具維護(hù)及折舊費(fèi)，它與刀具的價(jià)格、可刃磨次數(shù)、磨刀費(fèi)用及刀具耐用度等因素有關(guān)；

V夾——萬(wàn)能夾具維護(hù)及折舊費(fèi)，它與機(jī)床的維護(hù)及折舊費(fèi)的考慮方法相似；

V材——材料費(fèi)，它由毛坯重量及材料的單位重量?jī)r(jià)格決定(毛坯成本還要考慮毛坯的制造費(fèi)用)；

C調(diào)——調(diào)整工人的工資，它與凋整機(jī)床的時(shí)間、調(diào)整工人的工資有關(guān)；

C專機(jī)——專用機(jī)床折舊費(fèi)，它與機(jī)床的價(jià)格及折舊率有關(guān)；

C專夾——專用夾具維護(hù)及折舊費(fèi)，它與夾具的價(jià)格及折舊率有關(guān)。一、工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施零件的生產(chǎn)成本第一類費(fèi)用（工藝成本）與年產(chǎn)量有關(guān)的可變費(fèi)用VV費(fèi)V護(hù)V舊V刀V夾V材與年產(chǎn)量無(wú)關(guān)的不變費(fèi)用CC調(diào)C專機(jī)C專夾第二類費(fèi)用非生產(chǎn)人員的開支廠房折舊及維護(hù)費(fèi)用照明、取曖和通風(fēng)費(fèi)運(yùn)輸費(fèi)工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施

2.按工藝成本進(jìn)行分析和對(duì)比為分析和比較各種方案方便起見，將工藝成本分為與年產(chǎn)量有關(guān)的可變費(fèi)用V(元/件)和與年產(chǎn)量無(wú)關(guān)的不變費(fèi)用C(元/件)。因此，有：

S單＝V+C(a)

因不變費(fèi)用C與年產(chǎn)量無(wú)關(guān)，所以一般常按全年計(jì)算，以C年表示，上式寫成：

S單=V+C年/N零

(b)式中N零——零件的年產(chǎn)量。全年產(chǎn)品的工藝成本為：

S年=N零V+C年

(c)

從式(b)和式(c)看出，每個(gè)零件的工藝成本可用雙曲線表示，如圖示5(a)，全年的產(chǎn)品工藝成本可用直線表示，如圖5(b)。工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施

如圖所示，兩直線的相交處表明：當(dāng)年產(chǎn)量為Nk時(shí)（臨界產(chǎn)量），則兩種方案的全年工藝成本相等，即S年l=S年2，說(shuō)明兩種方案的經(jīng)濟(jì)性相同。Nk值可由下式求出：

1)兩種工藝方案基本投資相近當(dāng)年產(chǎn)量小于Nk時(shí)，采用第一種方案比較經(jīng)濟(jì)，全年工藝成本為S年l；當(dāng)年產(chǎn)量大于Nk時(shí)，采用第二種方案比較經(jīng)濟(jì)，全年工藝成本為S年2。工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施

2)兩種工藝方案基本投資相差較大經(jīng)濟(jì)性分析包括：工藝成本；基本投資回收期限。工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施二、降低加工成本的措施（一）縮短單件時(shí)間定額（1）壓縮基本時(shí)間；

1）提高切削用量；

2）采用多刀切削、多件加工、合并工步等方法工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施（2）縮短輔助時(shí)間；采用氣動(dòng)、液動(dòng)、電磁夾緊；采用組合夾具、成組夾具等；采用多工位回轉(zhuǎn)夾具；采用在線自動(dòng)檢測(cè)裝置。（3）減少布置工作地時(shí)間（如快速換刀）（4）減少準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間（如采用組合夾具）（二）采用先進(jìn)的制造工藝（1）采用高效的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)和裝配；

（2）采用先進(jìn)的毛坯制造技術(shù)工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施第五節(jié)制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例一、審查零件圖樣的完整性及零件的工藝性二、毛坯選擇（模鍛）齒輪毛坯主要尺寸及其允許偏差制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例三、定位基準(zhǔn)的選擇

粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例四、零件表面的加工方法選擇和工藝路線制定制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例五、工序具體內(nèi)容的確定（一）確定工序尺寸（二）加工設(shè)備與工藝裝備的選擇（三）切削用量及基本時(shí)間的確定制定機(jī)械加工工藝規(guī)程范例圖5工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系圖6兩種工藝方案的經(jīng)濟(jì)性分析工藝方案的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及降低成本的措施謝謝！本章結(jié)束工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)方案的選擇

裝配過(guò)程動(dòng)畫工藝過(guò)程組成工藝過(guò)程組成圖5．3各種基準(zhǔn)示例

圖5．4定位基準(zhǔn)示例

定位基準(zhǔn)的選擇圖5．5直接找正安裝和劃線找正安裝

工件的裝夾圖5．6銑鍵槽工序的安裝

工件的裝夾工件的裝夾圖5．7工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)的關(guān)系精基準(zhǔn)的選擇圖5.8箱體加工的精基準(zhǔn)選擇精基準(zhǔn)的選擇圖5．9床身加工粗基準(zhǔn)的選擇(動(dòng)畫)粗基準(zhǔn)的選擇圖5．10以不加工表面為粗基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇加工方法的選擇圖5．7外圓表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)精度加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)表面粗糙度Ra（μm）適用范圍粗車└→半精車└→精車└→滾壓（或拋光）ITll～13IT8～9IT7～8IT6～750～1003．2～6．30．

8～1．60．08～2．0適用于除淬火鋼以外的金屬材料粗車→半精車→磨削└→粗磨→精磨└→超精磨IT6～7IT5～7IT50．

40～0．800．

10～0．400．012～0．10除不宜用于有色金屬外，主要適用于淬火鋼件的加工粗車→半精車→精車→金剛石車IT5～60．025～0．40主要用于有色金屬粗車→半精車→粗磨→精磨→鏡面磨└→精車→精磨→研磨└→粗研→拋光IT5以上IT5以上IT5以上0．025～0．200．05～0．100．025～0．40主要用于高精度要求的鋼件加工加工方法的選擇圖5．8內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)特度加工方案經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)表面粗糙度Ra（μm）適用范圍鉆├→擴(kuò)│├→鉸│└→粗鉸→精鉸├────────→鉸└──────────→粗鉸→精鉸ITll～13ITl0～11IT8～9IT7～8IT8～9IT7～8≥5025～501．60～3．200．80～1．601．60～3．200．80～1．60加工未淬火鋼及其鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬（所得表面粗糙度Ra值稍大）鉆→（擴(kuò)）→拉IT7～80．80～1．60大批、大量生產(chǎn)（精度可由拉刀精度而定），如校正拉削后，則Ra可降低到0．40～0．20粗鏜（擴(kuò)）─→半精鏜─→磨└→精鏜（或鉸）└→浮動(dòng)鏜ITll～13IT8～9IT7～8IT6～725～501．60～3．200．80～1．600．20～0．40除淬火鋼外的各種鋼材，毛坯上已有鑄出或鍛出的孔粗鏜（擴(kuò)）─→半精鏜─→磨└→粗磨─→精磨IT7～8IT6～70．

20～0．800．10～0．20主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬粗磨→半精磨→精磨→金剛鏜IT6～70．05～0．20主要用于精度要求高的有色金屬鉆→（擴(kuò)）→粗鉸→精鉸→└→拉→珩磨粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨IT6～7IT6～7IT6～70．025～0．200．025～0．200．025～0．20精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可