《機(jī)械制造工藝學(xué)》課件-第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)核心課程《機(jī)械制造工藝學(xué)》第二章第二章

機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)第一節(jié)

概述機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品和零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件.一、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用生產(chǎn)前（準(zhǔn)備）——生產(chǎn)中（指揮）——生產(chǎn)后（檢驗(yàn)）二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）1

過程卡（工藝過程卡）是簡要說明零件整個(gè)生產(chǎn)過程的一種卡片，包括零件生產(chǎn)過程所經(jīng)過的工序名稱及序號(hào)，完成各個(gè)工序的車間、工部（或工段）和設(shè)備等內(nèi)容，其格式見教材表4-1。第一節(jié)

概述工藝過程卡學(xué)院第一節(jié)

概述工藝過程卡二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）3

工序卡是在過程卡或工藝卡的基礎(chǔ)上為每一個(gè)工序制定的，詳細(xì)說明該工序的工作內(nèi)容，為指導(dǎo)性資料，附有工序簡圖，列出所要使用的刀具、量具、夾具、輔具等，格式見教材表4-3。適用于大批大量生產(chǎn)，在工序簡圖中，為減少工作量，定位、夾緊可用符號(hào)表示，如下表所示。二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）③

工序卡二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）③

工序卡二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）③

工序卡二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）③

工序卡二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）③

工序卡二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式（工藝文件）4調(diào)整卡主要用于單軸及多軸的自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床、切齒機(jī)床等需要復(fù)雜調(diào)整的工序。調(diào)整卡的格式須符合該機(jī)床調(diào)整的特點(diǎn)，因此，各類機(jī)床的調(diào)整卡格式是不同的，也屬工序卡的一類。5技術(shù)檢查卡技術(shù)檢查人員用的工藝文件，卡片內(nèi)詳細(xì)填寫檢查的項(xiàng)目，允許的偏差，檢查方法和使用的工具等，并附零件的簡圖三、機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容制定工藝規(guī)程的原則：保證以最低的生產(chǎn)成本和最高的生產(chǎn)效率，可靠地加工出符合設(shè)計(jì)圖樣要求的產(chǎn)品。對(duì)工藝規(guī)程的要求：生產(chǎn)質(zhì)量的可靠性；工藝技術(shù)的先進(jìn)性；經(jīng)濟(jì)性；有良好的勞動(dòng)條件。第一節(jié)

概述三、機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容1、工藝規(guī)程根據(jù)下列因素選擇1)生產(chǎn)綱領(lǐng)是決定生產(chǎn)類型（大批、大量、中批、單件小批）的主要因素，亦即是設(shè)備、用具、機(jī)械化與自動(dòng)化程度等的選擇依據(jù)；2)制造零件所用的坯料或型材的形狀、尺寸和精度是選擇加工總余量和加工過程中首道工序的決定因素；3)零件材料的性質(zhì)（硬度、可加工性、熱處理在工藝路線中排列的先后等）是決定熱處理工序和選用設(shè)備及切削用量的依據(jù)；三、機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容1、工藝規(guī)程根據(jù)下列因素選擇4）零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差及零件圖上所指定或技術(shù)條件中所補(bǔ)充指定的要求；5）零件的表面粗糙度是決定表面上光整加工工序的類別和次數(shù)的主要因素；6）特殊的限制條件，例如工廠的設(shè)備和用具的條件等；7）編制的加工規(guī)程要在既定生產(chǎn)規(guī)模與生產(chǎn)條件下達(dá)到多、快、好、省的生產(chǎn)效果。2、設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容第二節(jié)

工藝路線的制定一、定位基準(zhǔn)的選擇2．粗基準(zhǔn)選擇原則影響到加工面與不加工面的相互位置，或影響到加工余量的分配等1）保證相互位置要求的原則2）保證加工表面加工余量合理分配的原則3）便于工件的裝夾原則1．粗基準(zhǔn)選擇原則4）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，應(yīng)盡量避免重復(fù)使用。1．粗基準(zhǔn)選擇原則5）在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面最為粗基準(zhǔn)。一、定位基準(zhǔn)的選擇2．精基準(zhǔn)選擇原則

（1）基準(zhǔn)重合原則盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。一、定位基準(zhǔn)的選擇2．精基準(zhǔn)選擇原則（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則選擇多個(gè)表面加工時(shí)都能使用的定位基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)。（3）互為基準(zhǔn)原則當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度要求高，且它們自身的尺寸與形狀精度都要求很高時(shí)，可以采用“互為基準(zhǔn)”的方式，反復(fù)多次進(jìn)行精加工。（4）自為基準(zhǔn)原則有些精加工或者光整加工工序中，要求余量小而均勻，在加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面作為精基準(zhǔn)。一、定位基準(zhǔn)的選擇2．精基準(zhǔn)選擇原則（5）便于裝夾原則選擇精基準(zhǔn)時(shí)，必須考慮定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。一、定位基準(zhǔn)的選擇例1如圖所示為一鍛造或鑄造的軸套，通常是孔的加工余量較大，外圓的加工余量較小。試選擇粗、精基準(zhǔn)。解答：以外圓為粗基準(zhǔn)加工孔，然后以孔為精基準(zhǔn)加工外圓，保證工件表面不會(huì)在加工過程中留下毛坯表面而造成廢品。一、定位基準(zhǔn)的選擇例2如圖所示零件的A、B、C面，Φ10H7及Φ30H7孔均已加工。試分析加工Φ12H7孔，選用哪些表面定位最合理？為什么？一、定位基準(zhǔn)的選擇例2解答選A面(定位元件為支承板)、Φ30H7孔(定位元件為圓柱銷)、Φ10H7孔(定位元件為菱形銷)作為定位基準(zhǔn)。選A面和Φ30H7孔可以符合基準(zhǔn)重合原則。例3圖所示各零件加工時(shí)的粗、精基準(zhǔn)應(yīng)如何選擇？并簡要地說明理由。(a)中要求外轂壁厚較均勻；(b)中要求殼壁較均勻。標(biāo)有▽符號(hào)的為加工面，其余為非加工面.一、定位基準(zhǔn)的選擇例3

解答（a）以外轂內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)加工內(nèi)孔和一端面，再以該內(nèi)孔和端面加工外轂面和另一端面。（b）以殼體外圓為粗基準(zhǔn)加工內(nèi)孔和端面以及法蘭外圓，再以端面和大孔為精基準(zhǔn)加工6－Φ10孔。課堂作業(yè)：

1如圖所示零件若孔及底面B已加工完畢

在加工上平面A時(shí),應(yīng)選擇哪個(gè)面作為定位基準(zhǔn)較合理？試列出兩種可能的定位方案并進(jìn)行比較。一、定位基準(zhǔn)的選擇思考題

1下圖所示兩模板零件，欲鉆孔O1及O2，要求距A面和O孔尺寸分別為a1和a2，且其軸心線與A面平行。l為自由尺寸，孔O及其他表面均已加工。試選擇加工這兩個(gè)零件的孔O1及O2時(shí)的定位基準(zhǔn)，指出所限制的自由度數(shù)。一、定位基準(zhǔn)的選擇解答一、定位基準(zhǔn)的選擇思考題2試擬定右圖所示零件的機(jī)械加工工藝路線.已知該零件的毛坯為鑄件,孔未鑄出.生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn).一、定位基準(zhǔn)的選擇加工工藝過程一、定位基準(zhǔn)的選擇主要工序的工序圖第三節(jié)

工藝路線的制定二、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇圖

的結(jié)論1)同一種加工方法，精度愈高，加工成本愈高。2)精度有一定極限，當(dāng)超過A點(diǎn)后，即使再增加成本，加工精度提高較少。加工精度提高到一定程度，成本提高很多。3)成本也有一定極限，當(dāng)超過B點(diǎn)后，即使加工精度再降低，加工成本降低極少。4)曲線中的AB段，加工精度和加工成本是互相適應(yīng)的，是屬于經(jīng)濟(jì)精度的范圍。5)隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，加工方法的精度不斷提高，加工成本不斷降低，各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度不是不變的。二、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇1．加工經(jīng)濟(jì)精度在正常的加工條件下（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(jí)的工人，不延長加工時(shí)間）所能保證的加工精度和表面粗糙度。2．加工方法的選擇（1）所選擇的加工方法能否達(dá)到零件精度的要求；（2）零件材料的可加工性能如何。（3）生產(chǎn)率對(duì)加工方法有無特殊要求。（4）本廠工藝能力和現(xiàn)有加工設(shè)備的加工經(jīng)濟(jì)精度如何。3．機(jī)床的選擇三、典型的加工路線1．外圓面的加工路線(1)粗車一半精車一精車如果加工精度要求較低，也可以只取粗車或粗車一半精車(2)粗車一半精車一粗磨一精磨對(duì)于黑色金屬材料，加工精度等于或低于IT6，表面粗糙度等于或大于Ra

0.4μm的外圓表面，特別是有淬火要求的表面，通常采用這種加工路線，有時(shí)也可采取粗車一半精車一磨的方案。(3)粗車一半精車一精車一金剛石車適用于有色金屬材料及其它不宜采用磨削加工的外圓表面。(4)粗車一半精車—粗磨一精磨一精密加工(或光整加工)當(dāng)外圓表面的精度要求特別高或表面粗糙度要求特別小時(shí)，在方案(2)的基礎(chǔ)上，還要增加精密加工或光整加工方法。三、典型的加工路線2．內(nèi)圓面的加工路線(1)鉆一擴(kuò)一粗鉸一精鉸用于加工直徑小于40mm的中小孔。(2)粗鏜(或鉆)一半精鏜一精鏜1)直徑較大的孔。2)位置精度要求較高的孔系。3)單件小批生產(chǎn)中的非標(biāo)準(zhǔn)中小尺寸孔。4)有色金屬材料制成的孔。(3)鉆一拉多用于大批大量生產(chǎn)中加工盤套類零件的圓孔、單鍵孔及花鍵孔。(4)粗鏜一半精鏜一粗磨一精磨該方案主要用于中小型淬硬零件的孔加工。三、典型的加工路線3．平面的加工路線1）較粗糙平面的加工方案：對(duì)表面質(zhì)量要求不高的未淬火鋼件，經(jīng)粗銑、粗刨、粗車等可達(dá)到要求。表面粗糙度Ra值為50~12.5μm。2）較光潔平面的加工方案：對(duì)表面質(zhì)量要求較高的未淬火鋼件，特別是有色金屬件，一般采用粗銑—精銑—高速精銑、粗刨—精刨—寬刃細(xì)刨等方案可達(dá)到要求。表面粗糙度Ra值為0.8~0.2μm。3）回轉(zhuǎn)體端平面的加工方案：對(duì)于表面質(zhì)量要求中等的未淬火鋼件，通常采用粗車—精車方案可達(dá)到要求。表面粗糙度Ra值為6.3~3.2μm。三、典型的加工路線3．平面的加工路線4）寬平面的加工方案：對(duì)于表面質(zhì)量要求中等的未淬火鋼件，通常采用粗銑—精銑方案可達(dá)到要求。表面粗糙度Ra值為6.3~1.6μm。5）窄長平面的加工方案

對(duì)于表面質(zhì)量要求中等的未淬火鋼件，通常采用粗刨—精刨方案可達(dá)到要求。表面粗糙度R

值a為6.3~1.6μm。4．成形面的加工路線成形面常采用車削、銑削、刨削等方法加工。較大尺寸的成形面常采用靠模加工和數(shù)控加工。基本類型零件加工工藝的要點(diǎn)1．軸桿類零件的加工工藝要點(diǎn)1）功能與結(jié)構(gòu)：主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，其主要組成表面有外圓面、軸肩、螺紋和溝槽等2）選材與選毛坯：45鋼或40Cr鋼

；圓鋼和鍛件3）主要技術(shù)要求與主要工藝問題：軸桿類零件的軸頸、安裝傳動(dòng)件的外圓、裝配定位用的軸肩等的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度4）定位基準(zhǔn)與裝夾方法：軸桿類零件加工時(shí)常以兩端中心孔或外圓面定位，以頂尖或卡盤裝夾。5）工藝過程特點(diǎn)：加工軸桿類零件以車削、磨削為主要加工方法；使用中心孔定位，在加工過程中定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，各主要工序的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一；采用通用設(shè)備和通用工裝?；绢愋土慵庸すに嚨囊c(diǎn)1．軸桿類零件的加工工藝要點(diǎn)基本類型零件加工工藝的要點(diǎn)2．餅塊盤套類零件的加工工藝要點(diǎn)1）功能與結(jié)構(gòu)：主要用于配合軸桿類零件傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩；主要組成表面有內(nèi)圓面、外圓面、端面和溝槽等2）選材與選毛坯：45鋼或40Cr鋼鍛件毛坯，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理3）主要技術(shù)要求與主要工藝問題：齒輪內(nèi)孔、端面的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度及齒形精度4）定位基準(zhǔn)與裝夾方法：齒輪加工時(shí)通常以內(nèi)孔、端面定位或外圓、端面定位，使用專用心軸（一種帶孔工件的夾具）或卡盤裝夾工件。5）工藝過程特點(diǎn)：齒輪加工分為齒坯加工和齒形加工兩個(gè)階段。通常以內(nèi)孔、端面定位，插入心軸裝夾工件，符合基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。齒坯加工采用通用設(shè)備和通用工裝；齒形加工多采用專用設(shè)備和專用工裝。基本類型零件加工工藝的要點(diǎn)2．餅塊盤套類零件的加工工藝要點(diǎn)基本類型零件加工工藝的要點(diǎn)3．機(jī)架箱體類零件的加工工藝要點(diǎn)1）功能與結(jié)構(gòu)：機(jī)器（或部件）的基礎(chǔ)零件。尺寸較大，形狀復(fù)雜，壁薄而不均勻，內(nèi)部呈腔形，箱體上常有許多軸線互相平行或垂直的軸承孔。其底面、側(cè)面或頂面通常是裝配基準(zhǔn)面。箱體上還常有許多小孔，如平滑的螺釘穿孔、螺孔、檢查孔、油孔等。2）選材與選毛坯：承載一般不大，多選用灰鑄鐵件毛坯；承載較大的，可以選用球墨鑄鐵件或鑄鋼件毛坯。在單件小批量生產(chǎn)中，也可以采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)毛坯。3）主要技術(shù)要求與主要工藝問題：零件的軸承孔和基準(zhǔn)平面的形狀精度、平行孔之間的平行度、同軸孔之間的同軸度、主要加工表面的表面粗糙度等基本類型零件加工工藝的要點(diǎn)3．機(jī)架箱體類零件的加工工藝要點(diǎn)4）定位基準(zhǔn)與裝夾方法：單件小批量生產(chǎn)中要安排劃線工序，以劃的線條作為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)選擇：一是以一個(gè)平面和該平面上的兩個(gè)孔定位，稱為一面兩孔定位；二是以裝配基準(zhǔn)定位，即以機(jī)架箱體的底面和導(dǎo)向面定位。在單件小批量生產(chǎn)中常用螺釘、壓板等直接裝夾在機(jī)床工作臺(tái)上；在大批量生產(chǎn)中則多采用專用夾具裝夾。5）工藝過程特點(diǎn)：采用先面后孔的加工原則。加工過程中常需要安排時(shí)效處理，以消除工件的內(nèi)應(yīng)力；常采用通用的設(shè)備工裝。平面在銑床、刨床上加工，軸承孔在鏜床或銑床上加工。即使在大批大量生產(chǎn)中，也只采用部分的專用設(shè)備和工裝?；绢愋土慵庸すに嚨囊c(diǎn)3．機(jī)架箱體類零件的加工工藝要點(diǎn)四、工序順序的安排1．主要工序的安排原則（1）先加工基準(zhǔn)面，再加工其它表面（先基準(zhǔn)后其它）（2）先加工平面，后加工孔（先面后孔）（3）先加工主要表面，后次要表面（先主后次）（4）先粗加工，后精加工（先粗后精）2．熱處理工序的安排原則1）預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前或毛坯去除黑皮之后，以改善切削加工性能為主要目的。如退火、正火、調(diào)質(zhì)等。2）最終熱處理安排在半精加工以后和磨削加工之前，主要用于提高材料的強(qiáng)度和硬度，如淬火、滲碳。對(duì)于變形小的熱處理工序（如高頻淬火、滲氮），可安排在精加工后進(jìn)行.四、工序順序的安排2．熱處理工序的安排原則3）去內(nèi)應(yīng)力處理最好安排在粗加工之后，精加工之前，如人工時(shí)效、退火、正火等。3

輔助工序的安排包括工件的檢驗(yàn)、去毛刺、去磁、清洗和涂防銹油等。其中檢驗(yàn)工序是主要輔助工序，除了各工序操作工人自行檢驗(yàn)外，還必須在下列情況下安排單獨(dú)的檢驗(yàn)工序：1)粗加工階段結(jié)束之后；2)重要工序之后；3)送往外車間加工的前后，特別是熱處理前后；4)特種性能(磁力探傷、密封性等)檢驗(yàn)之前。五、工序的集中與分散工序分散是將零件各個(gè)表面的加工分得很細(xì)，工序多，工藝路線長，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很少。工序集中則相反，零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序里完成，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很多。1

工序集中的特點(diǎn)1)便于采用高效專用設(shè)備和工藝裝備，來大大提高生產(chǎn)率；2)減小設(shè)備數(shù)量，相應(yīng)地減少了操作工人和生產(chǎn)面積；3)減少工序數(shù)目．減少了運(yùn)輸工作量；4)減少工件安裝次數(shù)，由于在一次安裝中加工許多表面、也易保證它們之間的相互位置精度；5)采用的專用設(shè)備和專用工藝裝備數(shù)量多而復(fù)雜，機(jī)床和工藝裝備的調(diào)整、維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量很大。五、工序的集中與分散2

工序分散的特點(diǎn)1)采用比較簡單的機(jī)床和工藝裝備，調(diào)整容易；2)由于工序內(nèi)容簡單，有利于選擇合理的切削用量，也有利于平衡工序時(shí)間，組織流水生產(chǎn)。3)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量??；4)對(duì)操作工人的技術(shù)要求低，或只需經(jīng)過較短時(shí)間的訓(xùn)練；5)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。單件小批生產(chǎn)中為簡化生產(chǎn)計(jì)劃工作，只能采用工序集中原則，但多應(yīng)用普通機(jī)床；大批大量生產(chǎn)中工序則可以集中，也可以分散。成批生產(chǎn)中，應(yīng)盡可能采用多刀半自動(dòng)車床、轉(zhuǎn)塔車床等效率較高的機(jī)床使工序集中。采用數(shù)控機(jī)床通常以工序集中的形式組織生產(chǎn)。六、加工階段的劃分1)粗加工階段在這一階段中，切除大量的加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡快接近成品，為半精加工提供精基準(zhǔn)，其主要問題是如何獲得高的生產(chǎn)率。2)半精加工階段在這一階段中，應(yīng)為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。3)精加工階段保證各主要表面達(dá)到或基本達(dá)到(精密件)圖樣規(guī)定的質(zhì)量要求。4)光整加工階段對(duì)于精度要求很高，表面粗糙度數(shù)值要求很小的零件，還要有專門的光整加工階段。六、加工階段的劃分2

劃分加工階段的目的1)利于保證加工質(zhì)量2)便于合理使用機(jī)床3)便于安排熱處理工序劃分了加工階段，可帶來兩個(gè)有利條件：1)粗加工各表面后可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)報(bào)廢或補(bǔ)修，以免繼續(xù)進(jìn)行精加工而浪費(fèi)工時(shí)和制造費(fèi)用。2)精加工安排在最后，可保護(hù)精加工后的表面少受損傷或不受損傷。當(dāng)加工質(zhì)量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯質(zhì)量高、加工余量小時(shí)，則可不劃分加工階段。對(duì)于精度要求高的重型零件，仍要?jiǎng)澐旨庸るA段，并插入時(shí)效、去除內(nèi)應(yīng)力處理。第三節(jié)

加工余量、工序間尺寸及公差的確定一、加工余量的概念㈠概念1工序尺寸：某工序加工應(yīng)達(dá)到的尺寸。2工藝尺寸：在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸。3加工余量：指加工表面達(dá)到所需的精度和表面質(zhì)量而應(yīng)切除的金屬層厚度。加工余量分為總余量和工序余量。4加工總余量：毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差，稱為加工總余量。一、加工余量的概念5工序余量完成一道工序，從某一表面上所切除的金屬層厚度，稱為該工序的工序余量，即上工序的工序尺寸與本工序的工序尺寸之差。加工總余量與工序加工余量的關(guān)系見下式:Z

＝Z

＋Z

＋……＋Z

＝∑Z012ni工序加工余量有單邊余量和雙邊余量之分，當(dāng)零件為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其加工余量為單邊余量，則本道工序的工序余量Zi可表示為：Z

＝L

－Li

i-1

i當(dāng)零件為對(duì)稱結(jié)構(gòu)時(shí)，其加工余量為雙邊余量，則本道工序的工序余量Zi可表示為。2Z

＝L

－Li

i-1

i一、加工余量的概念6余量變動(dòng)由于毛坯和各工序尺寸都有公差，所以加工余量是變化的，其值(工序余量公差T

)等于本道工序尺寸公差(T

)與上道工序尺zb寸公差(Ta)之和。Tz＝Zmax－Zmin

＝Ta

＋Tb工序余量有標(biāo)稱余量

(簡稱余量Z

)、最大余量Z

和最小余量bmaxZmin之分。工序尺寸公差按“入體原則”標(biāo)注。一、加工余量的概念㈡工序余量的影響因素1

上工序的尺寸公差Ta本工序加工余量包括了上道工序的尺寸公差，即本工序應(yīng)切除上工序可能產(chǎn)生的尺寸誤差。2上工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry和表面缺陷厚度Ha上工序加工后遺留下來的Ry和Ha應(yīng)包含在本工序的余量中，這些都是應(yīng)該在加工中去掉的。3上一工序留下的空間誤差ea一、加工余量的概念㈡工序余量的影響因素4本工序的裝夾誤差

εb裝夾誤差包括定位誤差和夾緊誤差，它影響被加工表面與切削刀具的相對(duì)位置。定位誤差又包括設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合誤差εcb、由于定位元件不準(zhǔn)確而造成的基準(zhǔn)位移誤差εrb和由于工件定位面不準(zhǔn)確而造成的基準(zhǔn)位移誤差εwb。夾緊誤差是由于夾具的夾緊元件或夾緊裝置在夾緊工件時(shí)對(duì)工件定位位置的偏移，或工件的夾緊變形。第三節(jié)

加工余量、工序間尺寸及公差的確定二、加工余量的確定1．經(jīng)驗(yàn)法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加工余量，其值往往偏大，多用在單件小批生產(chǎn)。2．查表法根據(jù)資料查出工序間余量，與實(shí)際情況相結(jié)合，確定加工余量，生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛.3．分析計(jì)算法1）非對(duì)稱表面Z

＝T

＋R

＋H

＋∣е

＋ε

∣minaYaab2）對(duì)稱表面Z

＝T

/2＋R

＋H

＋∣е

＋ε

∣minaYaab第三節(jié)

加工余量、工序間尺寸及公差的確定三、工序尺寸與公差的確定1）擬訂加工工藝路線，確定工序及工步；2）確定各加工工序余量；3）從設(shè)計(jì)尺寸開始到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可得到各工序基本尺寸(包括毛坯尺寸)；4）除終加工工序外，各加工工序按各自所用加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序公差及表面粗糙度，最終加工工序的公差按設(shè)計(jì)要求確定；5）填寫工序尺寸，并按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差。四、例題某階梯軸，長度為300，其中一段直徑為Φ50，要求IT5級(jí)精度，表面粗糙度Ra0.04μm，并要高頻淬火，毛坯為鍛件，計(jì)算該加工表面的工序間尺寸及公差。解答：1.擬訂工藝路線退火一粗車一半精車一淬火一粗磨一精磨一研磨2.計(jì)算各工序的加工余量查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（或《機(jī)械加工余量手冊(cè)》）加

工

余

量

：

研

磨

余

量

:0.01mm

，

精

磨

余

量

:0.lmm

，

粗

磨

余量:0.3mm，半精車余量:l.lmm，粗車余量：4.5mm，可知總余量：6.01lmm，可圓整為6mm，這樣將粗車余量定為4.49mm。四、例題3.確定各工序的經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》經(jīng)濟(jì)加工精度部分及有關(guān)公差表:研磨后為h5（-00.011），Ra0.04μm，零件的要求。精磨后為h6（-00.016），Ra0.16μm；粗磨后h8（-00.039），Ra1.25μm；半精車后為h11（-00.16），Ra2.5μm；粗車后為h13（-00.39），Ra16μm。毛坯的經(jīng)濟(jì)精度，查機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)為±2mm。4.確定各工序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸。作業(yè)：P214No.4-11，4-12雙邊加工余量第四節(jié)

工藝尺寸鏈一、尺寸鏈的概念及組成1．尺寸鏈由相互聯(lián)系的按一定順序排列的封閉尺寸組。按照功能不同，尺寸鏈可分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈。2．工藝尺寸鏈在零件加工過程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈。一、尺寸鏈的概念及組成3．環(huán)尺寸鏈中的各個(gè)尺寸都簡稱為環(huán)。4．封閉環(huán)在零件加工過程或機(jī)器裝配過程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)），以A0表示。封閉環(huán)有以下兩個(gè)特征：封閉環(huán)一定是工藝過程中間接保證或最終形成的尺寸；封閉環(huán)的公差值最大，它等于各組成環(huán)公差之和。5．組成環(huán)尺寸鏈中除了封閉環(huán)以外的各環(huán)。組成環(huán)按其對(duì)封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)和減環(huán)。一、尺寸鏈的概念及組成5．組成環(huán)1）增環(huán)該環(huán)的變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動(dòng)（增大或減?。┑沫h(huán)稱為增環(huán)。以A

表示2）減環(huán)該環(huán)的變動(dòng)（增大或減小）引起封閉環(huán)反向變動(dòng)（減小或增大）的環(huán)稱為減環(huán)。以A

表示6．裝配尺寸鏈機(jī)器裝配中，以某項(xiàng)裝配精度指標(biāo)(或裝配要求)作為封閉環(huán)，查找所有與該項(xiàng)精度指標(biāo)(或裝配要求)有關(guān)零件的尺寸(或位置要求)作為組成環(huán)而形成的尺寸鏈。二、尺寸鏈圖尺寸鏈圖及其各環(huán)性質(zhì)的確定方法：1）確定加工過程中被間接保證的尺寸，并定為封閉環(huán)；2）從封閉環(huán)起，按照零件上各表面間的聯(lián)系，依次畫出有關(guān)的直接獲得的尺寸作為組成環(huán)，直到尺寸的終端回到封閉環(huán)的起始端，形成一個(gè)封閉圖形。3）按照增環(huán)及減環(huán)定義，依次確定每個(gè)組成環(huán)的性質(zhì)。四、尺寸鏈的計(jì)算1.尺寸鏈計(jì)算類型（1）已知各組成環(huán)，求算封閉環(huán)（正計(jì)算）（2）已知封閉環(huán)，求算各組成環(huán)（反計(jì)算

）（3）已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求算其余一個(gè)或幾個(gè)組成環(huán)2.尺寸鏈的極值解法假設(shè)各增環(huán)尺寸都是最大極限尺寸而各減環(huán)都是最小極限尺寸的情況；各增環(huán)都是最小極限尺寸而減環(huán)都是最大極限尺寸的情況。四、尺寸鏈的計(jì)算2.尺寸鏈的極值解法（1）封閉環(huán)的基本尺寸

A

A

A

A

A

A

A

A12345670

A

A

A

A

A

(

A

A

A

)01234567

mn

1

A0

A

Aiji

1j

m

1n為總環(huán)數(shù)，m為增環(huán)數(shù)四、尺寸鏈的計(jì)算2.尺寸鏈的極值解法（2）封閉環(huán)的極限尺寸mn

1

mn

1

A0

min

A

AA

A

Ai

minj

max0

maxi

maxj

mini

1j

m

1i

1j

m

1（3）封閉環(huán)的上偏差ES0和下偏差EI0mn

1mn

1

ES

ES

EIEI

EI

ES0pq0pqp

1q

m

1p

1q

m

1n

1

（4）封閉環(huán)的公差T0:T

T

0ii

1四、尺寸鏈的計(jì)算例題1如圖所示尺寸鏈，若A

=A

=A

=30+0.1mm，A

=10±0.05mm，1234A

=A

=40

0

mm，A

=15±0.05mm，求封閉環(huán)A

的基本尺寸、57-

0.16上下偏差及其公差值。0四、尺寸鏈的計(jì)算例題1解答：根據(jù)增環(huán)及減環(huán)的定義，可得出尺寸鏈中的A

、A

、A

、A1234為增環(huán)，A

、A

、A

為減環(huán)，所以567（1）封閉環(huán)的基本尺寸

A

A

A

A

A

(

A

A

A

)01234567

30

30

30

10

(40

15

40)

5mm四、尺寸鏈的計(jì)算例題1解答：（2）封閉環(huán)的上偏差ES

=ES

＋ES

＋ES

＋ES

－（EI

＋EI

＋EI

）01234567=0.1＋0.1＋0.1＋0.05－（－0.1－0.05－0.1）=0.6mm（3）封閉環(huán)的下偏差EI

=EI

＋EI

＋

EI

＋

EI

－（ES

＋

ES

＋

ES

）01234567=0＋

0＋

0－0.05－（0

＋

0.05＋

0）=－0.1mm

0.6本尺寸鏈封閉環(huán)的尺寸為5

mm，其公差值T

＝0.7mm－0.10四、尺寸鏈的計(jì)算例題2在車床上加工一階梯軸，如圖所示，先加工小頭至尺寸C=20+0.14mm，然后加工大頭至尺寸B=20+0.14mm，求零件總長尺寸A及其上、下偏差。四、尺寸鏈的計(jì)算例題2

解答：尺寸鏈圖如右圖所示。根據(jù)定義，可知尺寸鏈中的A是封閉環(huán)，B、C是增環(huán)1)封閉環(huán)A的基本尺寸2)封閉環(huán)的上偏差3)封閉環(huán)的下偏差A(yù)=B+C=20+20=40mmES

=ES

+ES

=0.14+0.14=0.28012EI

=EI

+EI

=0+0=0012本尺寸鏈封閉環(huán)的尺寸為40+0.28

mm，其公差值T0=0.28mm四、尺寸鏈的計(jì)算3.尺寸鏈的概率解法（統(tǒng)計(jì)法）幾個(gè)獨(dú)立隨機(jī)值之和的標(biāo)準(zhǔn)差等于這些隨機(jī)值的標(biāo)準(zhǔn)差的平方相加之后的平方根。設(shè)σ

為封閉環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)差，σ

、σ

、….

σ

為各Σ組成環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)差，則A1A2An-1n

1

2222

AAAAi12n

1i

1當(dāng)零件尺寸為正態(tài)分布時(shí)，其誤差量（或尺寸分散范圍）與標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系為：ω=6σ在取各環(huán)誤差量ω

及ω

等于公差值T

及T

的條件下，則上i0i0式可轉(zhuǎn)化成：n

1

T0

Ti2i

1四、尺寸鏈的計(jì)算例題3如圖所示尺寸鏈，若A

=A

=A

=30+0.1mm，A

=10±0.05mm，1

2

34A

=A

=40

0

mm，A

=15±0.05mm，用概率解法求封閉環(huán)的基本5

7

-

0.16尺寸A

、上下偏差和公差值T

。00四、尺寸鏈的計(jì)算例題3解答：（1）將各尺寸換算成雙向公差

A

A

A

30

30.05

0.050.1

123

A

10

0.05，

A

A

40

39.95

0.05457

0.1

A

15

0.056（2）計(jì)算封閉環(huán)的基本尺寸

A

A

A

A

A

(

A

A

A

)01234567

30.05

30.05

30.05

10

(

39.95

15

39.95

)

5.25mm四、尺寸鏈的計(jì)算例題3解答：（3）計(jì)算封閉環(huán)公差T0n

1

2

Ti2

(0.1)

(0.1)

(0.1)

(0.1)

(0.1)

(0.1)

(0.1)2

2

2

2

2

2T0i

1

0.07

0.26∴用概率解法的封閉環(huán)尺寸：A

=5.25±0.13，公差T

=

0.2600用極值解法的封閉環(huán)尺寸：

0.6本尺寸鏈封閉環(huán)的尺寸為5

mm，其公差值T

＝0.7mm－0.10四、尺寸鏈的計(jì)算例題4如圖所示套筒成批加工時(shí)，若兩端面已加工好，在本工序以表面A為定位基準(zhǔn)，加工表面B。試進(jìn)行尺寸換算，求尺寸C及其上、下偏差。四、尺寸鏈的計(jì)算例題4解答：(1)尺寸鏈圖右如圖40+0.2mm是封閉環(huán)，50+0.1mm為增環(huán)，尺寸C為減環(huán)。（2）用極值解法計(jì)算尺寸C的基本尺寸

mn

1

A0

A

A

40

50

C

C

10mmiji

1j

m

1（3）尺寸C的上偏差mn

1

EI

EI

ES

0

0

ES

ES

0CC0pqp

1q

m

1四、尺寸鏈的計(jì)算例題4解答：（4）尺寸C的下偏差mn

1

ES

ES

EI

0.2

0.1

EI

EI

0.1CC0pqp

1q

m

1所以C=10-0.1mm例題5若上例中套簡（圖7a）的加工過程是先加工B、D面，得尺寸40+0.2，然后再以B面為定位基準(zhǔn)加工A面，要求保證總長尺寸為50+0.1，試進(jìn)行尺寸換算。四、尺寸鏈的計(jì)算例題5解答：(1)尺寸鏈如圖所示按加工順序，總長50+0.1是最后自然得到的，故為封閉環(huán)。①提高上道工序的加工精度，使本工序的定位誤差位變小，即縮小尺寸40的公差；②提高本工序的加工精度，即限制尺寸C的加工誤差；③改變?nèi)抗?，即同時(shí)縮小尺寸40及尺寸C的公差。

按等公差法分配(

50

)(

40

)C尺寸40和C的公差0.1

0.05(

40

)C2四、尺寸鏈的計(jì)算例題5解答：

0.05(2)設(shè)尺寸40的上、下偏差為

40

mm0尺寸C的基本尺寸

mn

1

A0

A

A

50

40

C

C

10mmiji

1j

m

1尺寸C的下偏差mn

1

EI

EI

ES

0

0

EI

0

EI

0CC0pqp

1q

m

1尺寸C的上偏差mn

ES

ES

EI

0.1

0.05

ES

0

ES

0.05CC0pqp

1q

m

1所

以

C=10+0.05mm，

即

上

工

序

按

40+0.05mm加

工

，

本

工

序

按10+0.05mm加工，就能保持總長符合圖紙要求50＋0.1mm。四、尺寸鏈的計(jì)算例題6右圖為套筒零件，內(nèi)孔及外圓均已加工，現(xiàn)欲加工鍵槽，用P點(diǎn)定位來進(jìn)行加工是不可能的，因此可選M點(diǎn)或N點(diǎn)為定位基準(zhǔn)來進(jìn)行加工，這就產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合。請(qǐng)分析比較用何處定位易

于

保

證

鍵

槽

的

深

度16+0.18mm。四、尺寸鏈的計(jì)算例題6

解答：（1）以M點(diǎn)定位加工鍵槽四、尺寸鏈的計(jì)算例題6

解答：以M點(diǎn)定位加工鍵槽的尺寸鏈如圖所示由于鍵槽深度為16+0.18

mm是由A

和A

來決定的，故A

為封閉環(huán)，1

20計(jì)算時(shí)若用極值解法，設(shè)A2的尺寸公差為：尺寸A2的基本尺寸

mn

1

A0

A

A

16

A

A

A

104mm122iji

1j

m

1四、尺寸鏈的計(jì)算例題6解答：尺寸A2的上偏差mn

1

22EI

EI

ES0p

0

0.0

87

ES

ES

0.087qp

1q

m

1尺寸A2

的下偏差mn

1

ES

ES

EI

0.18

0

EI

EI

0.182

20pqp

1q

m

1A2

104

,

0.093mm

T

0.087

0.18所以2四、尺寸鏈的計(jì)算例題6

解答：（2）以N點(diǎn)定位加工鍵槽例題6解答：由于鍵槽深度為16+0.18

mm是由B

、B

和B

來決定的，故B

為1230封閉環(huán)，計(jì)算時(shí)若用極值解法，設(shè)B3的尺寸公差為：尺寸B

的基本尺寸2

mn

1

A

A

Aj

B

B

B

B

B

B

9mm0123430ii

1j

m

1尺寸B3的下偏差mn

1

ES

ES

EI

0.18

0

0

EI

(

0.02

)

EI

0.016B3B30pqp

1q

m

1尺寸B3的上偏差mn

1

EI

EI

ES

0

0.0435

0.023

ES

0.02

ES

0.0865B3B30pqp

1q

m

1所以四、尺寸鏈的計(jì)算例題7如圖所示為一階梯軸，在多刀車床上加工時(shí)，采用單一基準(zhǔn)的定位原則，因而基準(zhǔn)不重合?，F(xiàn)進(jìn)行尺寸換算，求

A1

′

A、

2′

A

′

A

′的尺寸及公差。、

3、

4四、尺寸鏈的計(jì)算例題7

解答：

（1）求A

A

A

180

mm0444

0.72200

3A

0.16A3

3（2）求A

A

的尺寸鏈如圖所示

A

1800

18003

0.0940.72采用等公差法分配這兩個(gè)組成環(huán)公差，則T

＝0.08mm,

A3

T

0.08mm,考慮A

的尺寸較小，A

的尺寸較大，故取

4A34T＝0.07mm,T

0.09mm

3

A4A

A

A

A

A

180

20

16034330

0

EI

EI

0A3'A3'

0.16

0.09

ES

ES

0.07A3'A3'

0.070A

160

mm

3四、尺寸鏈的計(jì)算例題7

解答：

2

40

0.08（3）求A

AA22

A

的尺寸鏈如圖所示

A

160

0.07023

A

A

A

A

160

40

12023220.08

0.07

EI

EI

0.01A2'A2'

0.08

0

ES

ES

0.08A2'A2'

0.08

0.01

A

120

mm2四、尺寸鏈的計(jì)算例題7

解答：

A

1A1

100

0.12

（4）求A10.34

A

120

0.08

0.01

A的尺寸鏈如圖所示21

A

A

A

A

120

100

201211

0.12

0.08

EI

EI

0.20A1'A1'

0.34

0.01

ES

ES

0.33A1'A1'

0.2

0.33A

20

mm

1作業(yè)：1.自學(xué)教材P50“直線尺寸鏈在工藝過程中應(yīng)用”中的例子。2.P214，4-13，4-14，4-15，4-16，4-17第五節(jié)

時(shí)間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑一、時(shí)間定額1.時(shí)間定額的概念指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。它是安排作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制以及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要根據(jù)，是一個(gè)說明生產(chǎn)率的指標(biāo)。2.時(shí)間定額的組成（1）基本時(shí)間t基指直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置，以及表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等的工藝工程所消耗的時(shí)間。對(duì)于機(jī)械加工，則為切除