機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)

機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)第1頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第二章機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)重點(diǎn)：1、概述；2、機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)；3、機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：1、機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)；2、機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)；第2頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第二章機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)§2.1概述一、工藝規(guī)程的作用

1.工藝規(guī)程:

把零件加工的全部工藝過程按一定格式寫成書面文件就叫做工藝規(guī)程。2.工藝規(guī)程的作用

工藝規(guī)程是在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)科學(xué)的理論和必要的工藝試驗(yàn)后制訂的，反映了加工中的客觀規(guī)律。因此，工藝規(guī)程的作用是（1）指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理工作的主要技術(shù)文件，（2）又是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)和新建、擴(kuò)建車間或工廠的原始資料，（3）此外，先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的作用。

第3頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3.對工藝規(guī)程的要求

(1)保證可靠地達(dá)到產(chǎn)品圖紙所提出的全部技術(shù)要求。

(2)能獲得高質(zhì)量、高生產(chǎn)效率。

(3)有利于節(jié)約原材料和工時消耗，不斷降低成本。

(4)有利于減輕工人勞動強(qiáng)度，保證安全和良好的工作條件。

第4頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五二、制訂工藝規(guī)程的原始資料制訂工藝規(guī)程的原始資料主要有：

（1）產(chǎn)品整套裝配圖和零件工作圖；

（2）產(chǎn)品年產(chǎn)量；

（3）本廠生產(chǎn)條件：設(shè)備、工裝、工人技術(shù)水平等情況；

（4）毛坯生產(chǎn)和供應(yīng)條件；

（5）產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；第5頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五三、制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂程序(1)原則：在保證質(zhì)量的前提下，用最先進(jìn)的、最經(jīng)濟(jì)合理的加工方案。

(2)方法：

①認(rèn)真研究、分析原始資料。

②參照國內(nèi)外文獻(xiàn)、結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際編程。

③虛心征求工人意見。第6頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五(3)步驟：

①確定生產(chǎn)類型；

②分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖,進(jìn)行工藝審查;熟悉產(chǎn)品,性能,用途和工作條件,零件在產(chǎn)品中的作用；了解零件圖上各項(xiàng)技術(shù)條件的依據(jù),確定關(guān)鍵性技術(shù)問題。檢查尺寸，視圖及技術(shù)條件是否合理，主要:

a.審查各項(xiàng)技術(shù)要求是否合理；過高的精度，表面粗糙度及其它要求會使工藝過程復(fù)雜化，成本提高;

b.審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否好；便于加工的安裝，盡可能減少加工和轉(zhuǎn)配的勞動量；

c.審查材料選用是否恰當(dāng)；第7頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五③確定毛坯的種類和尺寸；(應(yīng)考慮生產(chǎn)批量，零件材料及毛坯生產(chǎn)條件）

a.一般采用：鑄件、鍛件、焊接件；

b.毛坯精度提高，材料利用率提高，大大節(jié)約機(jī)械加工工時，但毛坯精度過高往往使毛坯制造困難。

因此，毛坯種類和制造方法的選擇要根據(jù)生產(chǎn)類型和具體生產(chǎn)條件而定。達(dá)到高質(zhì)量，降低生產(chǎn)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

④擬定零件加工工藝路線；

訂出全部由粗到精的加工工序，內(nèi)容包括選擇定位基準(zhǔn)，定位夾緊方案，各表面加工方法；可提出幾個方案對比。

第8頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五⑤選擇和確定機(jī)床設(shè)備，刀具及工時定額，對于專用工藝設(shè)備，應(yīng)提出設(shè)計(jì)任務(wù)書。

⑥確定工序尺寸及其公差；

⑦確定切削用量；

⑧確定時間定額；

⑨填寫工藝文件；第9頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五三、結(jié)構(gòu)工藝性及毛坯選擇同一產(chǎn)品可以有多種不同結(jié)構(gòu)，所需花費(fèi)的加工量也不大相同。所謂結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在能滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

也就是機(jī)器的和零件的結(jié)構(gòu)是否便于加工，裝配和維修。即在滿足機(jī)器工作性能的前提下能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)、高效制造過程的需要，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本。一）、結(jié)構(gòu)和工藝的聯(lián)系1、結(jié)構(gòu)工藝性第10頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五因齒間的軸向距離很小、因而小齒圈不能用滾齒加工、只能用插齒加工；又因插斜齒需專用螺旋導(dǎo)軌，因而它的結(jié)構(gòu)工藝性不好。若能采用電子束焊，先分別滾切兩個齒輪，再將它們焊成一體，這樣的制造工藝就較好，且能縮短齒輪間的軸向尺寸。例如雙聯(lián)斜齒輪的加工由此可見，結(jié)構(gòu)對工藝有著重要的影響。第11頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五產(chǎn)品的加工量、生產(chǎn)成本及材料消耗。具體分析比較下述各項(xiàng)特征：

a.機(jī)器或零件結(jié)構(gòu)的通用化，標(biāo)準(zhǔn)化程度；

b.老產(chǎn)品零部件的重復(fù)利用程度；

c.平均加工精度和表面粗糙度系數(shù);

d.關(guān)鍵零件工藝的復(fù)雜程度

e.材料利用率

f.采用自動化加工方法的可能性2、結(jié)構(gòu)工藝性衡量的主要依據(jù)第12頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五必須對毛坯制造，機(jī)械加工到裝配調(diào)試的整個工藝過程進(jìn)行綜合分析比較，全面評價。3、結(jié)構(gòu)工藝性具有綜合性對不同生產(chǎn)規(guī)模，不同生產(chǎn)條件的工廠來說，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性的要求是不同的。4、結(jié)構(gòu)工藝性又具有相對性第13頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五二）、毛坯結(jié)構(gòu)工藝性

機(jī)械零件廣泛采用鑄件，占70%～85%；其次是鍛件、沖壓件、各種型材和焊件。

(1)鑄造毛坯的工藝性主要考慮以下因素:

①鑄件形狀盡量簡單，避免不規(guī)則分型面；

②鑄件的垂直壁或筋是否應(yīng)有拔模斜度，內(nèi)表面斜度大于外表面;

③應(yīng)防止?jié)沧⒉蛔?，鑄件壁厚過渡不能太大。

④防止撓曲變形，盡量采用對稱截面布置。第14頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五壁厚力求均勻，以免產(chǎn)生縮孔減少大的水平面，便于雜質(zhì)和氣體排除，減少內(nèi)應(yīng)力。鑄件局部凸臺應(yīng)連成一片鑄造毛坯的工藝性第15頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五分型面應(yīng)盡量少鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)阻礙材料收縮起模方向應(yīng)有脫模斜度細(xì)長件收縮時易產(chǎn)生彎曲，應(yīng)采用對稱截面或合理布置加強(qiáng)筋鑄造毛坯的工藝性第16頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五適用于各種生產(chǎn)批量和毛坯形狀尺寸的場合。

大批量→模鍛小批→自由鍛

鍛造毛坯的工藝性要素：①鍛造毛坯形狀應(yīng)簡單、對稱、避免主體部分交貫和主要表面上有不規(guī)則凸臺。最大尺寸在分型面。

②鍛造毛坯應(yīng)有拔模斜度和圓角;

③毛坯形狀不應(yīng)引起模具側(cè)向移動，使上下模錯位;

④零件壁厚差不能太大。(2)鍛造毛坯的工藝性：第17頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五形狀不對稱，上下模易錯位，影響鍛件質(zhì)量截面形狀變化過大，模具壽命降低最大尺寸應(yīng)在分型面上，以利于金屬填充毛坯在半模內(nèi)成型，有利于提高質(zhì)量，降低成本鍛造毛坯的工藝性第18頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五三）、零件結(jié)構(gòu)工藝性提高零件結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)遵循以下原則：

(1)減輕零件重量

好處：省材、省工時。便于選用加工設(shè)備。便于運(yùn)輸、裝卸和保存。

措施：減小鑄件壁厚。壁厚減小一倍，重量減小2/3倍。采用焊接件，重量下降20～30%、加工量減小30～50%。

大批量生產(chǎn)采用沖壓件焊接結(jié)構(gòu)。

第19頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1和2采用沖壓件代替鑄件，可節(jié)省材料和工時采用扎制型材，減少直徑，節(jié)省材料減輕零件重量第20頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五要素：必須考慮加工時的安裝、對刀、測量和提高切削效率。

如：a.減小加工表面積；

b.正確規(guī)定加工要求；

c.保證刀具能自由地進(jìn)刀和退刀及正常工作；

d.便于安裝，能減少對刀和安裝次數(shù)；(2)保證加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性第21頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五保證加工的可能性和經(jīng)濟(jì)性底座有凸臺，加工面積↓、加工量↓、平面不平度誤差↓、接觸精度↑。進(jìn)、排氣（油）孔設(shè)在外圓上，加工相對容易，且易保證槽間距減少深螺紋孔的加工，使用更為方便減少配合表面的長度第22頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

好處：結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)約工具，減少工藝裝備的工作，簡化工藝裝備。

尺寸一致：加工尺寸應(yīng)能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工。減少刀具規(guī)格，避免專門制備工具。3)零件尺寸規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化工藝性差工藝性好工藝性差工藝性好第23頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五4)正確標(biāo)注尺寸及規(guī)定加工要求

a.尺寸標(biāo)注應(yīng)符合尺寸鏈最短原則；

b.不從軸線、銳邊假想平面或中心線等難于測量的基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸（不易測量，需換算）；

c.避免從一個加工表面確定幾個非加工表面的位置；

d.合理規(guī)定加工要求，過高精度及表面粗糙度，必然導(dǎo)致增加工序。第24頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五四）、零件結(jié)構(gòu)要素的工藝性實(shí)例加工面積應(yīng)盡量小減少加工量、材料消耗和工具磨損避免鉆孔入端和出端是斜面避免刀具磨損、提高鉆孔精度和加工效率避免斜孔簡化夾具結(jié)構(gòu)、使多個平行孔同時加工、減少孔的加工余量第25頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五孔的位置距離壁太近封閉平面應(yīng)有與刀具尺寸和刀具形狀相適應(yīng)的過渡面槽與溝的表面不應(yīng)與其它加工表面重合第26頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五§2.2機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)工藝路線的擬定是擬定工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步。其實(shí)質(zhì)就是選擇合適的加工方法和加工方案。

1、方法：在具體工作中，應(yīng)該在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出多種方案進(jìn)行分析比較。①視工藝路線對加工質(zhì)量和加工效率的影響。

②對工人勞動強(qiáng)度的影響。

③對設(shè)備投資，車間面積和生產(chǎn)成本的影響。2、工藝路線優(yōu)越性判斷依據(jù)：第27頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3、擬定工藝路線應(yīng)考慮的問題（五個方面）1、合理選擇定位基準(zhǔn)2、加工方法的選擇3、加工階段的劃分4、工序的集中與分散5、加工順序安排第28頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五一、機(jī)械加工工藝過程的組成（一）機(jī)械加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程是由一個或若干個順序排列的工序組成，而工序又可細(xì)分為工步或走刀。第29頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1.工序、工步和走刀

①工序：一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。它是組成工藝過程的基本單元。

一組（個）工人一個工作地（指機(jī)床）連續(xù)地加工工序包括三要素三要素任何一個改變都將視為不同工序。（如熱處理后再一次回到同一工作地）。第30頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五②工步：在加工表面（或裝配時的連接表面）不變、加工（或裝配）工具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。加工表面不變（可以是單個表面或組合表面）工具不變（四角刀架，換刀）連續(xù)性（一個工序通常包含幾個工步）。工步包括三要素第31頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五③走刀：(工作行程)在一個工步中，有時材料要分幾次去除，則其切去一層材料稱為一次走刀。工藝規(guī)程中常不包含走刀，但對加工量影響大的場合，應(yīng)規(guī)定走刀（余量）

。

加工方案一小批量生產(chǎn)：車—銑、去毛刺加工方案二大批量生產(chǎn)：1、粗車小端面、外圓、倒角2、粗車大端面、外圓、倒角3、精車小外圓4、精車大外圓5、銑鍵槽、去毛刺第32頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五為簡化工藝文件，對于那些連續(xù)進(jìn)行的若干個相同的工步，通常都看作一個工步。如圖加工的零件，在同一工序中，連續(xù)鉆四個Ф5mm的孔，就可看作一個工步。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時參與切削幾個表面，這也可看作一個工步，稱為復(fù)合工步。端面或鉆兩端中心孔，它們都是復(fù)合工步。例如：銑端面、鉆中心孔，每個工位都是用兩把刀具同時銑兩第33頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五立軸轉(zhuǎn)塔車床回轉(zhuǎn)刀架上的復(fù)合工步刨平面復(fù)合工步第34頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五組合銑刀銑平面復(fù)合工步鉆、擴(kuò)孔復(fù)合工步第35頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

提示：

小批量生產(chǎn)：產(chǎn)量少效率不是主要問題，主要應(yīng)減少設(shè)備使的臺數(shù)及人員分配，所以不宜采取工序分散的辦法。大批大量生產(chǎn)：主要問題是要提高生產(chǎn)率，所以宜采用高效專業(yè)用設(shè)備，工序也較多。第36頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2、安裝和工位

①安裝：同一工序中，工件在機(jī)床或夾具中定位和夾緊一次，稱為一次安裝。

②工位：為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾后，工件與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的某一個位置。工件在加工中應(yīng)盡量減少裝夾次數(shù)，因?yàn)槎嘁淮窝b夾，就會增加裝夾的時間，還會增加裝夾誤差。減少裝夾次數(shù)的有效辦法是采用多工位夾具。第37頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五①減少工件的安裝次數(shù)多工位加工工序1：裝卸工件工序2：鉆孔工序3：擴(kuò)孔工序4：鉸孔③可實(shí)現(xiàn)加工時間與輔助時間重疊。②減少輔助時間，縮短工時，提高效率。多工位加工的好處：第38頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（二）工藝文件第39頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

是指在正常的機(jī)床、刀具、人工等工作條件下，以合適的工時消耗，某種加工方法所能達(dá)到的加工精度。在經(jīng)濟(jì)精度范圍內(nèi)，加工精度和加工成本是相互適應(yīng)的。①有利于合理地選擇加工方法；

②有利于準(zhǔn)確地標(biāo)注產(chǎn)品的技術(shù)要求。經(jīng)濟(jì)精度：經(jīng)濟(jì)精度的重要性：各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度可查閱手冊。第40頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五經(jīng)濟(jì)精度局限性的表現(xiàn)：

①有的加工方法因受到工件材料或加工尺寸的限制而不宜采用該加工方法；

如：車、銑、刨、鉆等加工方法不能加工已淬硬鋼；鉸孔不宜加工大孔；鏜孔不宜加工小孔。

②有時會碰到多種加工方法都能達(dá)到所需的加工要求，對此需進(jìn)一步對加工成本進(jìn)行定量分析，擇優(yōu)采用；

③經(jīng)濟(jì)精度的數(shù)值不是一成不變的。

隨著技術(shù)進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，使得一些加工方法的加工精度和生產(chǎn)不斷提高，成本不斷下降。經(jīng)濟(jì)精度的數(shù)值不斷下降。第41頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1、工藝文件的形式：多種多樣，區(qū)別很大，主要決定于生產(chǎn)類型。

在單件小批生產(chǎn)中一般只編制綜合工藝過程卡。

在成批生產(chǎn)中多采用機(jī)械加工工藝卡片。

大批大量生產(chǎn)中因其生產(chǎn)組織嚴(yán)密、分工細(xì)致，工藝規(guī)程應(yīng)盡量詳細(xì)，要求對每道加工工序的加工精度、操作過程、切削用量、使用的設(shè)備及刀、夾、量具等均作出具體規(guī)定，一般需工藝過程卡、工序卡片，有時甚至包括操作卡、調(diào)整卡以及檢驗(yàn)卡。

各工廠采用的工藝文件并無須統(tǒng)一格式，但基本內(nèi)容大同小異。第42頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五機(jī)械加工工藝過程卡為說明零件機(jī)械加工工藝過程的工藝文件；這種卡片以工序?yàn)閱挝?，簡要地列出整個零件加工所經(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)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，由于各工序的說明不夠具體，故一般不直接指導(dǎo)工人操作，而多作為生產(chǎn)管理方面使用。但在單件小批生產(chǎn)中，由于通常不編制其它較詳細(xì)的工藝文件，而就以這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝過程卡片見下表所示。

第43頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第44頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五機(jī)械加工工藝卡片機(jī)械加工工藝卡片是以工序?yàn)閱挝?，詳?xì)地說明整個工藝過程的一種工藝文件。其詳細(xì)程度介于工藝過程卡和加工工序卡之間。它是用來指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術(shù)人員掌握整個零件加工過程的一種主要技術(shù)文件，是廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和重要零件的小批生產(chǎn)中。機(jī)械加工工藝卡片內(nèi)容包括零件的材料、外形尺寸、毛坯種類、工序號、工序名稱、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及采用的設(shè)備和工藝裝備等。機(jī)械加工工藝卡片格式見下表所示。第45頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第46頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五機(jī)械加工工序卡片對每道工序作詳細(xì)說明、可直接用于指導(dǎo)工人操作的工藝文件；機(jī)械加工工序卡片內(nèi)容包括零件的材料、外形尺寸、毛坯種類、工序簡圖、工序號、工序名稱、工序內(nèi)容、工藝參數(shù)、工時定額、操作要求以及采用的設(shè)備和工藝裝備等。機(jī)械加工工序卡片格式見下表所示。

第47頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第48頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2、對待工藝規(guī)程的態(tài)度1）嚴(yán)格遵守

工藝規(guī)程是經(jīng)過逐級審批的，因而也是工廠生產(chǎn)中的工藝紀(jì)律，有關(guān)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行。2）允許修改工藝規(guī)程也不是一成不變的，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，工藝規(guī)程會出現(xiàn)某些不相適應(yīng)的問題，因而工藝規(guī)程應(yīng)定期整頓，及時吸取合理化建議、技術(shù)革新成果、新技術(shù)和新工藝。使工藝規(guī)程更加完善和合理。第49頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

粗基準(zhǔn)：選用毛坯表面來定位的基準(zhǔn)。

（在第一道工序中只能選用毛坯表面來定位）

精基準(zhǔn)：采用已加工過的表面來定位的基準(zhǔn)。

（在第一到工序之后的各工序中）二、定位基準(zhǔn)及其選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件的工程圖中已經(jīng)標(biāo)出，加工中是否就是以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)呢？回答是否定的。定位基準(zhǔn)有粗、精、輔助基準(zhǔn)之分。第50頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五輔助基準(zhǔn)：(有時回遇到這種情況)，工件上沒有能作為定位基準(zhǔn)用的恰當(dāng)表面，而在工件上專門設(shè)置或加工出定位表面。常用的有工藝孔和工藝塔子。輔助基準(zhǔn)在零件上不起作用，純粹是為了工藝上的需要。加工完畢后，若有需要（如有礙外觀等）可予以去除。粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)所起作用不同，兩者的選擇原則也不一樣。第51頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1、粗基準(zhǔn)的選擇原則1)兩個出發(fā)點(diǎn)：

a.保證各加工表面有足夠余量。

b.保證不加工表面的尺寸和位置符合圖紙要求。2)原則：

a.若工件必須首先保證某重要表面余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)。

如圖車床床身的加工。導(dǎo)軌表面要求硬度高，而且均勻。第52頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五b.若工件必須首先保證加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)選不加工表面為粗基準(zhǔn)，以達(dá)到壁厚均勻，外形對稱等要求。又如圖，若△A>△B，應(yīng)選B面，否則選A面。第53頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五c.若工件上每個表面都要加工，則應(yīng)以余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證各表面都有足夠余量。

如圖若以大端為粗基準(zhǔn)，由于大小端外圓偏心有5毫米，則上側(cè)單邊為34，下側(cè)單邊為24,加工余量不足。分析：毛坯：單邊29，零件：單邊25；由于偏移5，則一邊為24，另一邊為34，24的一邊加工不到。第54頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五e.粗基準(zhǔn)只允許使用一次。

∵粗基準(zhǔn)究竟是毛坯表面比較粗糙，重復(fù)定位精度低。d.粗基準(zhǔn)表面應(yīng)盡可能平整光潔不能有飛邊，澆口，冒口或其它缺陷,以便使定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。若粗基準(zhǔn)表面有飛邊，澆口，冒口等缺陷，在應(yīng)用前應(yīng)將其去除。第55頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2、精基選擇原則：

1)出發(fā)點(diǎn)：應(yīng)考慮減少定位誤差，安裝方便準(zhǔn)確。①基準(zhǔn)重合原則：盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差。

2)原則:

如圖，加工中，為了保證尺寸a，應(yīng)如何進(jìn)行定位第56頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五如圖，圖b方案：夾具簡單，但孔中心距a難于保證。為保證尺寸a需提高尺寸c的制造精度。圖(c)方案則相反。圖b圖c第57頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

基準(zhǔn)統(tǒng)一的好處：

a.有利于保證各加工表面的相互位置要求，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的誤差。

b.可簡化夾具的設(shè)計(jì)與制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。

典型方案：軸類零件加工采用中心孔和箱體類零件加工采用一面兩孔。②基準(zhǔn)統(tǒng)一原則盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面間的位置精度。注意：基準(zhǔn)統(tǒng)一原則常常會帶來基準(zhǔn)不重合的問題，此時應(yīng)綜合考慮。第58頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五③自為基準(zhǔn)原則

對于某些精加工或光整加工工序，因?yàn)檫@些工序要求余量小而均勻，以保證表面加工的質(zhì)量并提高生產(chǎn)率，此時應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。如：注意：采用自為基準(zhǔn)僅能提高表面質(zhì)量，不能提高形位精度，該加工表面與其它表面之間形位精度則應(yīng)由先行工序保證。典型的采用自為基準(zhǔn)加工的方法有：珩磨、高速自由鏜等。第59頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五④便于裝夾的原則應(yīng)滿足定位準(zhǔn)、穩(wěn)定可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡單，操作方便的要求。④互為基準(zhǔn)的原則指的是：對于某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法來達(dá)到位置度要求。如車床主軸前后支承軸頸與前錐孔有很高的同軸度要求。措施：接觸面積和分布面積盡可能大。第60頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五三、零件表面加工方法的選擇1、加工表面本身加工要求2、被加工材料的性能3、生產(chǎn)類型4、現(xiàn)有的設(shè)備情況和技術(shù)條件第61頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五(1)內(nèi)容：根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定其加工方法及分幾次加工。

(2)具體應(yīng)考慮的因素

①各加工方法：經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度與表面加工技術(shù)要求相當(dāng)。最好不低于加工技術(shù)要求，否則要進(jìn)行特別處理，改進(jìn)工藝措施。同時要注意：

a、表中數(shù)據(jù)為一般情況下的數(shù)值，在某些條件下會發(fā)生變化。

b、在大批大量生產(chǎn)中，為保證高的生產(chǎn)率和高的成品率。常把原用于高光潔度的加工方法用于獲得較差的表面粗糙度。

如：連桿孔表面粗糙度要求為Ra為0.8μm，采用Ra可達(dá)0.04～0.32的珩磨加工方法，用以獲得高質(zhì)、高效率。第62頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五④本廠現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)不應(yīng)一謂追求高精設(shè)備要充分利用現(xiàn)有設(shè)備,挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮職工的積極性和創(chuàng)造性。③生產(chǎn)類型

反映的是生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性關(guān)系。大批→高效加工方法。如：采用拉削取代銑、刨、鏜孔以獲得高效率。又如：農(nóng)用齒輪直接采用鍛造成型，無需切削加工。②材料的性質(zhì)及可以加工性。

如：淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，而有色金屬磨削困難，一般應(yīng)采用金剛鏜或高速車削來進(jìn)行精加工。第63頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五四、加工階段的劃分（1）按加工性質(zhì)和作用不同，工藝路線可分成如下幾個階段。

①粗加工階段

主要任務(wù)：切除大部分加工余量。

主要問題：如何獲得高的生產(chǎn)率。

特點(diǎn)：加工精度低，表面粗糙度大

②半精加工階段

主要任務(wù)：

a.主要表面消除粗加工留下的誤差。達(dá)到一定的精度及精加工余量。為精加工作準(zhǔn)備。

b.完成一些次要表面如鉆孔、銑鍵槽等的加工。第64頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五⑤荒加工

毛壞余量特別大，表面極其粗糙。在粗加工前進(jìn)行去皮加工。③精加工階段

任務(wù)：使各主要表面達(dá)到圖紙要求。④光整加工階段

a.主要任務(wù)：對IT6以上，Ra<0.2的表面進(jìn)行加工。

如孔表面的珩磨，外圓面的拋光。

b.注意：光整加工不能糾正幾何形狀和相互位置誤差。第65頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（2）劃分加工階段的理由①粗加工，切削余量大，工藝單位受力↑，熱變形↑，粗加工與精加工分開，可實(shí)現(xiàn)自然時效。

②有利于合理使用機(jī)床設(shè)備。

a.粗加工：功率大，切削效率高。

b.精加工：精度高，受力小，有利于延長高精度機(jī)床的壽命

③有利于插入必要的熱處理程序。

工藝過程以熱處理工序?yàn)榻缱匀坏貏澐譃楦麟A段。

如：粗加工之后→去應(yīng)力時效；精加工后→淬火；精加工后：冰冷處理及低溫回火。

④及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，及時報(bào)廢或修補(bǔ)，避免造成更大浪費(fèi)。

⑤表面精加工安排在最后，可防止或減少損傷。第66頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（3）不劃分加工階段的情況①加工要求不高，工件剛性足夠，毛坯質(zhì)量高，切削余量小時，為減小夾緊力的影響，粗加工后應(yīng)松開，以較小力重新夾緊。再進(jìn)行精加工。

②有些重型零件中，為減少安裝運(yùn)輸費(fèi)用。第67頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五五、工序的集中與分散確定了加工方法和劃分加工階段之后，零件加工的各個工步也就確定了。如何將這些工步組合成工序呢？是將這些工步分散成各個單獨(dú)工序，還是將某些工步集中在一個工序中加工？如：第68頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1、工序集中的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：①零件各加工表面的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，各工序內(nèi)容多，工步多。

②有利于采用高效的專用設(shè)備和工藝裝備，生產(chǎn)效率高。

③生產(chǎn)面積和操作工人數(shù)減少，工藝路線短。

④可簡化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。

⑤工件裝夾次數(shù)減少，輔助時間縮短，加工表面間的位置精度易于保證。

缺點(diǎn)：設(shè)備工藝裝備投資大、調(diào)整、維護(hù)復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，更換新產(chǎn)品困難，柔性差。第69頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2、工序分散的特點(diǎn):

①工序多，工藝過程長，各工序加工內(nèi)容少，有的情況只有一個工步。

②所使用的設(shè)備和工藝裝備較簡單，易于調(diào)整，掌握。

③有利于選用合理的切削用量，減少工序基本時間。

④設(shè)備數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，人員多，但不易于適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)。第70頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五工序的集中與分散程度必須根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求、機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件進(jìn)行綜合分析確定。

如：a.單件小批：在通用數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)工序集中

b.大批大量生產(chǎn)：宜采用專機(jī)來實(shí)現(xiàn)工序集中

c.成批生產(chǎn)：集中為宜，不宜采用昂貴設(shè)備和工藝裝備使工序集中，而是采用多刀多工位進(jìn)行工序集中。3、工序集中與分散的選擇第71頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五六、加工順序安排1、遵循四個原則:

a.先粗后精精度逐步提高；

b.先主后次先行裝配基面和主要工作面的加工，與主要表面有聯(lián)系的槽、孔等，介于半精加工與精加工之間。

c.基面先行即首先應(yīng)加工出選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)表面，然后再以精基準(zhǔn)定位加工其它表面。如打中心孔。

d.先面后孔平面輪廓大、定位穩(wěn)定可靠。

配套加工當(dāng)部件精度很高時，某些表面精加工應(yīng)安排在部件裝配或總裝過程中進(jìn)行，否則將導(dǎo)致零件精度過高而無法加工。第72頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2、熱處理工序安排①預(yù)備熱處理：

目的：改善切削性能，消除毛坯內(nèi)應(yīng)力。

安排：在加工之前。包括：退火、正火和調(diào)質(zhì)等。

應(yīng)用：

a.含碳>0.5%，退火降低硬度；

b.含碳<0.5%，正火增大硬度，使不粘刀；

c.調(diào)質(zhì)，細(xì)化組織熱處理目的：改變材料的性能，消除內(nèi)應(yīng)力。第73頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五②最終熱處理：目的：提高材料的強(qiáng)度和硬度。安排：在半精和精加工之間，包括：淬火、滲碳、氮化、調(diào)質(zhì)等。

應(yīng)用：

淬火：強(qiáng)度↑，塑性、鋼性↓，組織不穩(wěn)定，易變形，淬火后應(yīng)進(jìn)行回火。

第74頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

氮化：氮化前后都應(yīng)進(jìn)行磨削加工，

a.前者：使氮化層厚度均勻。

b.后者：降低表面粗糙度Ra。

調(diào)質(zhì)：用以獲得強(qiáng)度高，鋼性好的綜合性能要求。第75頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五③去應(yīng)力處理目的：消除應(yīng)力，減小變形

方法：人工時效、退火、高溫去應(yīng)力等

應(yīng)用：

a.一般鑄件：在粗加工后進(jìn)行；

b.精度要求高的鑄件：在半精加工之后，進(jìn)行第二次……

c.高精度的絲桿、軸等，在粗車、粗磨、半精磨之后均需進(jìn)行時效處理，為穩(wěn)定尺寸。還需進(jìn)一步進(jìn)行冰冷處理（-70～-80攝氏度，1～2小時）第76頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3、輔助工序安排：輔助工序是保證質(zhì)量的重要措施，主要有檢驗(yàn)工序。

包括：中間檢驗(yàn)、特種檢驗(yàn)、表面處理。

①中間檢驗(yàn)：是主要的輔助工序。和保證質(zhì)量的重要措施。

安排在：精加工前；送外廠或外車間加工前、后；花費(fèi)大或重要工序前后；全部工序結(jié)束后。

②特種檢驗(yàn)：如：

a.x射線、超聲波探傷。用于內(nèi)部質(zhì)量檢查，在工藝過程開始；

b.熒光檢驗(yàn)、磁力探傷。用于檢驗(yàn)表面質(zhì)量，安排在精加工階段。

③表面處理：去毛刺、到棱邊、清洗、電鍍、發(fā)藍(lán)、涂防銹油。第77頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五一、機(jī)床及工藝裝備的選擇(一)機(jī)床的選擇具體選擇時還要考慮以下問題1.選擇機(jī)床的規(guī)格要與被加工零件的尺寸相適應(yīng)；2.選擇機(jī)床的生產(chǎn)率要與被加工零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)；3.選擇機(jī)床的加工精度要與被加工零件的精度相適應(yīng)?！?.3機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)第78頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五(二)工藝裝備的選擇1.夾具的選擇1)單件小批生產(chǎn)，選擇通用夾具；2)大批大量生產(chǎn)，選擇專用夾具；3)多品種的小批量生產(chǎn)，選擇可調(diào)夾具或成組夾具。2.刀具的選擇應(yīng)根據(jù)工序采用的加工方法，加工表面的尺寸大小，工件材料，加工精度，表面粗糙度，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行綜合性選擇。一般選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具，在特殊情況下，可以選擇組合刀具，成型刀具等高效率專用刀具。第79頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3.量具的選擇1)單件小批生產(chǎn),選擇通用量具；2)大批大量生產(chǎn),選擇極限量規(guī),氣動量儀等高效率專用量具；3)選擇量具的量程與測量精度要與被加工零件的尺寸與精度相適應(yīng)。二.加工余量、工序尺寸及公差的確定(一)加工余量的確定1.有關(guān)余量的概念1)加工余量從工件表面上,切除的金屬層厚度。2)工序余量相鄰兩工序的工序尺寸之差。第80頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3)加工總余量從毛坯到零件,切掉的金屬層總厚度。

Z0=Z1+Z2+Z3+---+Zn=由于加工表面的形式不同,加工余量又分單邊余量和雙邊余量;又由于各工序尺寸又有公差,加工余量又分最大余量和最小余量。2.工序余量、工序尺寸及公差的關(guān)系第81頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五為便于加工,對于孔標(biāo)注為:ΦD+T,對于軸標(biāo)注為:Φd-T,對距離

尺寸標(biāo)注對稱偏差:±第82頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3.影響加工余量的因素1)上工序的表面粗糙度Ra及表面缺陷層Da在本工序?yàn)樘岣呒庸さ谋砻尜|(zhì)量,必須加大余量予以消除。2)上工序的尺寸公差Ta已包含在工序基本余量中。3)上工序的形位公差ρa(bǔ)按獨(dú)立原則確定的如:軸線的直線度,位置度,同軸度等形位誤差,不能直接包含在尺寸公差內(nèi),在本工序也必須加大余量予以消除。第83頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五如軸加工后存在軸線的直線度誤差,在本工序必須加大余量2ω才能予以消除。4)本工序的安裝誤差εb在本工序用三爪卡盤裝夾工件,由于三爪卡盤的裝夾偏心,使工件的軸心線與機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸心線有同軸度誤差e,則加工余量至少應(yīng)大于2e,才能加工出符合要求的孔來。第84頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五綜上所述,本工序加工余量的基本公式:單邊余量:Zb=Ta+Ra+Da+|ρa(bǔ)+εb|雙邊余量:2Zb=Ta+2(Ra+Da)+2|ρa(bǔ)+εb|在應(yīng)用時,要根據(jù)具體情況進(jìn)行必要的修正采用自為基準(zhǔn)加工時:雙邊余量:2Zb=Ta+2(Ra+Da)+2|ρa(bǔ)|對于研磨,珩磨,超精加工等,主要為降低表面粗糙度。則:雙邊余量:2Zb=2Ra.還需提高尺寸精度和形狀精度時:2Zb=Ta+2Ra+2|ρa(bǔ)|第85頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五上述公式有助于分析余量的大小。在具體使用時，應(yīng)結(jié)合加工方法本身的特點(diǎn)、熱處理變形等其它因素進(jìn)行分析。確定加工余量的方法有查表法、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法、分析計(jì)算法等，由于影響因素多，目前尚難以用分析計(jì)算法來確定加工余量的大小。在實(shí)際中，總加工余量的大小與所選擇的毛坯制造精度有關(guān)，工序（工步）加工余量一般用查表法或經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法（單件小批生產(chǎn)）確定，粗加工工序余量由總加工余量減去其它各工序余量而得。第86頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五4.確定加工余量的方法1)分析計(jì)算法在充分考慮影響加工余量的各種因素后,通過建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式,進(jìn)行計(jì)算.這確定加工余量的方法比較合理。但需積累較為全面的加工余量的資料,目前,應(yīng)用尚不廣泛。2)經(jīng)驗(yàn)估算法工藝人員根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)估算確定加工余量,為避免廢品的產(chǎn)生,確定的加工余量往往偏大。第87頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3)查表修正法根據(jù)機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究所積累的加工余量的數(shù)據(jù),先制成各種表格,然后再匯編成冊,在確定加工余量時,先查表,再根據(jù)具體情況予以修正,這種確定加工余量的方法,稱為查表修正法。(二)工序尺寸及公差的確定根據(jù)基準(zhǔn)重合,還是不重合采用不同的計(jì)算方法基準(zhǔn)不重合,工序尺寸及公差采用工藝尺寸鏈的方法進(jìn)行計(jì)算;基準(zhǔn)重合則按表面的加工順序進(jìn)行逐一推算,方法較為簡單。1.基準(zhǔn)重合表面經(jīng)多次加工的順序示意,如圖所示:第88頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第89頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2.工序尺寸及公差的確定方法1)按查表修正法確定各工序余量2)從設(shè)計(jì)尺寸開始,逐一向前推算各工序尺寸3)各工序尺寸公差,按各工序的經(jīng)濟(jì)精度確定,然后再按“入體原則”標(biāo)注。3.確定工序尺寸及公差舉例加工套筒零件的內(nèi)孔,設(shè)計(jì)尺寸為Φ72.5+0.03mm,

Ra0.4μm。經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜、粗磨和精磨五次加工,試確定各次加工的工序尺寸及公差。解:1:按查表修正法確定各工序余量第90頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五解:1:按查表修正法確定各工序余量精磨0.2mm粗磨0.3mm精鏜1.5mm半精鏜2.0粗鏜4.0mm總余量8.0mm.2.推算各工序尺寸精磨后,由零件圖知:Φ72.5粗磨后Φ72.5-0.2=Φ72.3精鏜后Φ72.3-0.3=Φ72半精鏜后Φ72-1.5=Φ70.5粗鏜后Φ70.5-2=Φ68.5毛坯孔Φ68.5-4=Φ64.5第91頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3.確定各工序尺寸公差精磨后,應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的要求:Φ72.5+0.03粗磨后,經(jīng)濟(jì)精度IT8,公差值0.045,按“入體原則”標(biāo)注為:Φ72.3+0.045;精鏜后,經(jīng)濟(jì)精度IT9,公差值0.074,標(biāo)注為半精鏜后,經(jīng)濟(jì)精度IT10,公差值0.12,標(biāo)注為Φ70.5+0.12;粗鏜后,經(jīng)濟(jì)精度IT12,公差值0.3,標(biāo)注為Φ68.5+0.3毛坯孔:Φ64.5±1mm。Φ72+0.074第92頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五三、工藝尺寸鏈（一）概述1、尺寸鏈

尺寸鏈指的是在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組。第93頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1）、尺寸鏈的分類

(1)出現(xiàn)在零件中，稱之為零件尺寸鏈

(2)由工序尺寸組成，稱之為工藝尺寸鏈

(3)出現(xiàn)在裝配中，稱之為裝配尺寸鏈2）、尺寸鏈的含義

尺寸鏈的含義包含兩個意思：

(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尺寸變化都將直接影響其它尺寸的變化。第94頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（二）、尺寸鏈的有關(guān)術(shù)語在零件加工或機(jī)器裝配過程中，最后自然形成（即間接獲得或間接保證）的尺寸。表示方法：下標(biāo)加∑，如A∑、L∑。

1.尺寸鏈的環(huán)構(gòu)成尺寸鏈的每一個尺寸都稱為“環(huán)”?？煞譃榻M成環(huán)Ai封閉環(huán)A∑增環(huán)減環(huán)2.封閉環(huán)第95頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

(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)尺寸來保證的。（三）封閉環(huán)的特點(diǎn)：第96頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

(1)體現(xiàn)在尺寸鏈計(jì)算中，若封閉環(huán)判斷錯誤，則全部分析計(jì)算之結(jié)論，也必然是錯誤的。

(2)封閉尺寸通常是精度較高，而且往往是產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范或零件工藝要求決定的尺寸。

在裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)往往代表裝配中精度要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零件圖中不予標(biāo)注。（四）封閉環(huán)的重要性:第97頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五第98頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（五）組成環(huán)一個尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其他各環(huán)，都是“組成環(huán)”。按其對封閉環(huán)的影響可分為增環(huán)和減環(huán)。表示為：Ai

、Lii=1,2,3……

增環(huán)：在尺寸鏈中，當(dāng)其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)也隨之增大，該組成環(huán)即稱為“增環(huán)”。L1為增環(huán)L1、L4為增環(huán)第99頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五減環(huán)：在尺寸鏈中，當(dāng)其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)卻隨之減小，該組成環(huán)即稱為“減環(huán)”。L2、L3

、L5為減環(huán)L2、L3

、L4為減環(huán)第100頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（六）尺寸鏈的分類1.按不同生產(chǎn)過程來分

(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)器裝配中，由機(jī)器或部件內(nèi)若干個相關(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)工藝系統(tǒng)尺寸鏈：在零件生產(chǎn)過程中某工序的工藝系統(tǒng)內(nèi)，由工件、刀具、夾具、機(jī)床及加工誤差等有關(guān)尺寸所形成的封閉尺寸鏈。第101頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（七）尺寸鏈的計(jì)算方法(1)極值解法：這種方法又叫極大極小值解法。它是按誤差綜合后的兩個最不利情況，即各增環(huán)皆為最大極限尺寸而各減環(huán)皆為最小極限尺寸的情況；以及各增環(huán)皆為最小極限尺寸而備減環(huán)皆為最大極限尺寸的情況，來計(jì)算封閉環(huán)極限尺寸的方法。尺寸鏈的計(jì)算方法，有如下兩種：(2)概率解法：又叫統(tǒng)計(jì)法。應(yīng)用概率論原理來進(jìn)行尺寸鍵計(jì)算的一種方法。如算術(shù)平均、均方根偏差等。第102頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1．已知組成環(huán)，求封閉環(huán)

根據(jù)各組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差），來計(jì)算封閉環(huán)的基本尺寸及公差（或偏差），稱為“尺寸鏈的正計(jì)算”。這種計(jì)算主要用在審核圖紙，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。求解尺寸鏈的情形：如下例：1．已知組成環(huán)，求封閉環(huán)尺寸鏈的正計(jì)算2．已知封閉環(huán)，求組成環(huán)尺寸鏈的反計(jì)算3.已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)尺寸鏈的中間計(jì)算第103頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五例如齒輪減速箱裝配后，要求軸承右端面與左端軸套之間的間隙為L∑

。此尺寸可通過事先檢驗(yàn)零件的實(shí)際尺寸L1、L2、L3、L4、L5，就可預(yù)先知L∑的實(shí)際尺寸是否合格?第104頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2．已知封閉環(huán)，求組成環(huán)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的封閉環(huán)基本尺寸及公差（或偏差），反過來計(jì)算各組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差），稱為“尺寸鏈的反計(jì)算”。如齒輪零件軸向尺寸加工，采用的工序如圖，現(xiàn)需控制幅板厚度10土0.15，如何控制L1、L2、L3第105頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五工序1；車外圓，車兩端面后得L1=40

工序2；車一端幅板，至深度L2.

工序3：車另一端幅板，至深度L3。并保證10士0.15。

由上述工序安排可知，幅板厚度10士0.15是按尺寸L1、L2、L3加工后間接得到的。因此,為了保證10士0.15，勢必對L1，L2，L3的尺寸偏差限制在一定范圍內(nèi)。即已知封閉環(huán)L∑=10士0.15，求出各組成環(huán)L1，L2，L3尺寸的上下偏差。第106頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3.已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)

根據(jù)封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及公差（或偏差）來計(jì)算尺寸鏈中某一組成環(huán)的基本尺寸及公差（或偏差）。

其實(shí)質(zhì)屬于反計(jì)算的一種，也可稱作“尺寸鏈的中間計(jì)算”。這種計(jì)算在工藝設(shè)計(jì)上應(yīng)用較多，如基準(zhǔn)的換算，工序尺寸的確定等。

第107頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

總之，尺寸鏈的基本理論，無論對機(jī)器的設(shè)計(jì)，或零件的制造、檢驗(yàn)，以及機(jī)器的部件（組件）裝配，整機(jī)裝配等，都是很有實(shí)用價值的。如能正確地運(yùn)用尺寸鏈計(jì)算方法，可有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量、簡化工藝、減少不合理的加工步驟等。尤其在成批、大量生產(chǎn)中，通過尺寸鏈計(jì)算，能更合理地確定工序尺寸、公差和余量，從而能減少加工時間，節(jié)約原料，降低廢品率，確保機(jī)器裝配精度。第108頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五（八）尺寸鏈計(jì)算的基本公式尺寸、偏差及公差之間的關(guān)系：第109頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五

尺寸鏈計(jì)算所用符號第110頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五也即：尺寸鏈各環(huán)的基本尺寸計(jì)算下圖為多環(huán)尺寸鏈各環(huán)的基本尺寸可寫成等式為：第111頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五由此可以推得多環(huán)尺寸鏈的基本尺寸的一般公式：上式說明：尺寸鏈封閉環(huán)的基本尺寸，等于各增環(huán)基本尺寸之和，減去各減環(huán)基本尺寸之和。對于任何一個總數(shù)為N的獨(dú)立尺寸鏈，若其中增環(huán)數(shù)為m，由于其封閉環(huán)只有有一個，則減環(huán)數(shù)n為n=N－1－m。故：第112頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五極值解法當(dāng)增環(huán)為最大極限尺寸，而減環(huán)為最小極限尺寸時，封閉環(huán)為最大極限尺寸。1.各環(huán)極限尺寸計(jì)算三環(huán)尺寸鏈極限尺寸計(jì)算關(guān)系圖同理：第113頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五當(dāng)多環(huán)尺寸鏈計(jì)算時，則封閉環(huán)的極限尺寸可寫成一般公式為：第114頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2.各環(huán)上、下偏差的計(jì)算根據(jù)上述的幾個式子可得出封閉環(huán)上、下偏差計(jì)算的一般公式：因?yàn)榱慵D和工藝卡片中的尺寸和公差，一般均以上、下偏差的形式標(biāo)注，所以該式較為簡便迅速第115頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五3.各環(huán)公差的計(jì)算即：封閉環(huán)公差等于所有組成環(huán)公差之和，它比任何組成環(huán)公差都大。所以應(yīng)用中應(yīng)注意：

(1)在零件設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇最不重要的環(huán)作為封閉環(huán)。

(2)封閉環(huán)公差確定后，組成環(huán)數(shù)愈多，則分到每一環(huán)的公差應(yīng)愈小。所以在裝配尺寸鏈中，應(yīng)盡量減小尺寸鏈的環(huán)數(shù)。即“最短尺寸鏈原則”。

結(jié)論：第116頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算包括：

①測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算；

②定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算。（九）工藝過程尺寸鏈工藝尺寸鏈正確地繪制、分析和計(jì)算工藝過程尺寸鏈，是編制工藝規(guī)程的重要手段。下面就來看看工藝尺寸鏈的具體運(yùn)用。一）、基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算第117頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1.測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算在生產(chǎn)實(shí)際中是經(jīng)常遇到的。如圖所示：

圖中要加工三個圓弧槽，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為與Φ50同心圓上的交點(diǎn),若為單件小批生產(chǎn)，通過試切法獲得尺寸時，顯然在圓弧槽加工后，尺寸就無法測量，因此，在擬定工藝過程時，就要考慮選用圓柱表面或選用內(nèi)孔上母線為測量基準(zhǔn)來換算出尺寸。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)第118頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五解：以Φ50下母線為測量基準(zhǔn)時，可畫出如下尺寸鏈：在該尺寸鏈中，外徑是由上道工序加工直接保證的，尺寸t應(yīng)在本測量工序中直接獲得，均為組成環(huán)；而R5是最后自然形成且滿足零件圖設(shè)計(jì)要求的封閉環(huán)。故該尺寸鏈中，外徑是增環(huán)，t是減環(huán)。求基本尺寸：∴t＝45求t的上、下偏差：∴Δxt＝0∴Δst＝+0.2故測量尺寸t為：驗(yàn)算：T5=T50+T45，即0.3=0.1+0.2第119頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五同理，以選內(nèi)孔上母線C為測量基準(zhǔn)時，可畫出如下尺寸鏈：這時，外圓半徑為增環(huán)，內(nèi)孔半徑及尺寸h為減環(huán)，R5仍為封閉環(huán)。計(jì)算后可得h的測量尺寸為：第120頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五二）、多工序尺寸換算

在實(shí)際生產(chǎn)中，特別當(dāng)工件形狀比較復(fù)雜，加工精度要求較高，各工序的定位基準(zhǔn)多變等情況下，其工藝過程尺寸鏈比較復(fù)雜，有時一下不易辨清，尚需作進(jìn)一步深入分析。下面介紹幾種常見的多工序尺寸換算。第121頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五1.從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸時的計(jì)算

如圖所示的某一帶鍵糟的齒輪孔，按使用性能，要求有一定耐磨性，工藝上需淬火后磨削，則鍵槽深度的最終尺寸不能直接獲得，因其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)內(nèi)孔要繼續(xù)加工，所以插鍵槽時的深度只能作加工中間的工序尺寸，擬訂工藝規(guī)程時應(yīng)把它計(jì)算出來。

工序1:鏜內(nèi)孔至

工序2：插鍵槽至尺寸A；

工序3：熱處理；

工序4：磨內(nèi)孔至?，F(xiàn)在要求出工藝規(guī)程中的工序尺寸A及其公差（假定熱處理后內(nèi)孔的尺寸漲縮較小，可以忽略不計(jì)）。

工序?yàn)椋旱?22頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五按加工路線作出如圖四環(huán)工藝尺寸鏈。其中尺寸46為要保證的封閉環(huán),A和20為增環(huán),19.8為減環(huán)。按尺寸鏈基本公式進(jìn)行計(jì)算：解：方法一+0.30＝(+0.025＋△sA)－0∴△sA＝0.275+0＝(0＋△xA)－（+0.05）∴△xA＝0.050基本尺寸：偏差：因此A的尺寸為：按“入體”原則，A也可寫成：第123頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五方法一看不到尺寸A與加工余量的關(guān)系，為此引進(jìn)的半徑余量Z3/2，此時可把方法一中的尺解：方法二在圖（B）中，余量Z3/2為封閉環(huán)，在圖（C）中，則46為封閉環(huán)，而Z3/2為組成環(huán)。由此可見，要保證尺寸46，就要控制Z3的變化；而要控制Z3的變化，又要控制它的兩個組成環(huán)19.8及20的變化。故工序尺寸A，既可從圖（A）求出，也可從圖（B、C）求出。但往往前者便于計(jì)算，后者便于分析。寸鏈分解成兩個各三環(huán)尺寸鏈。第124頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五2.零件進(jìn)行表面工藝時的工序尺寸換算

機(jī)器上有些零件如手柄、罩殼……等需要進(jìn)行鍍鉻、鍍銅、鍍鋅等表面工藝，目的是為美觀和防銹，表面沒有精度要求，所以也沒有工序尺寸換算的問題；但有些零件則不同，不僅在表面工藝中要控制鍍層厚度，也要控制鍍層表面的最終尺寸，這就需要用工藝尺寸鏈進(jìn)行換算了。計(jì)算方法按工藝順序而有些不同。例1：大量生產(chǎn)中，一般采用的工藝：車——磨——鍍層。圖（a）中圓環(huán)，外徑鍍鉻，要求保證尺寸，并希望鍍層厚度0.025～0.04（雙邊為0.05～0.08），求鍍前尺寸。第125頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五機(jī)械加工時，控制鍍前尺寸和鍍層厚度（由電鍍液成份及電鍍時參數(shù)決定）直接獲得，而零件尺寸是鍍后間接保證的，所以它是封閉環(huán)。列出如圖工藝尺寸鏈，解之得：解：A＝28－0.08＝27.920＝0＋△sA∴△sA＝0-0.045＝-0.03+△xA∴△xA＝－0.015即：鍍前尺寸為第126頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五例2：單件、小批生產(chǎn)中,由于電鍍工藝不穩(wěn)定，或由于對鍍層的精度、表面粗糙度要求很高時，大量生產(chǎn)中采用的工藝：車—磨—鍍層工藝不能滿足要求。故采用工藝：車—磨—鍍層—磨。圖中圓環(huán)，外徑鍍鉻，要求保證尺寸，Ra為0.2，仍希望鍍層厚度0.025～0.04（雙邊為0.05～0.08），求鍍前尺寸。

第127頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五0＝0－△xA∴△xA＝0-0.03＝－0.03－△sA∴△xA＝0.016A＝28－0.08＝27.92即：鍍前尺寸為解：根據(jù)已知條件，繪出尺寸鏈第128頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五例：如圖所示軸套工件，在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及各表面，現(xiàn)需在銑床上以端面A定位銑出表面C，保證尺寸200-0.2mm，試計(jì)算銑此缺口時的工序尺寸。第129頁，共144頁，2023年，2月20日，星期五例：要求在軸上銑一個鍵槽，如圖示。加工順序?yàn)檐囅魍鈭AA1=Φ70.50-0.1mm；銑鍵槽尺寸為A2；磨外圓A3=Φ700-0.06