工艺规程设计[]PPT课件

1,机械制造工艺学主讲：于信伟,2,第1章机械加工工艺规程的制订,3,4,一、生产过程和工艺过程,在机械产品制造时，将原材料变为成品的全过程称为机器的生产过程。它包括市场调研、产品设计、生产准备、制造、装配、销售和维修等一系列相关联的劳动过程就是生产过程。对机械制造来说，包括原材料的运输、保管、生产准备、毛坯制造、切削加工、热处理、装配、检验、试车、油漆和包装等各个生产环节。,5,一、生产过程和工艺过程,在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称之为工艺过程。主要包括:铸造、锻压、焊接、机械加工、冲压、热处理、表面处理和装配等。机械加工工艺过程：将铸件、焊件毛坯或钢件经机械加工方法，改变它们的形状、尺寸、表面质量，使其成为合格零件的过程成为机械加工工艺过程。,6,二、工艺过程的组成,工艺就是制造产品的方法。机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机械的装配工艺过程。机械加工工艺过程是指将铸件、焊件毛坯或钢件等原材料用机械加工方法改变它们的形状、尺寸和表面质量，使其成为合格产品的过程。机械加工工艺过程是由一系列的工序组成，毛坯依次通过这些工序而转变成成品，而工序又分为安装、工步和工作行程。,7,指一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是组成工艺过程的基本单元，是安排生产计划、制定劳动定额和配备工人数量的基本计划单元。特点：3个“同一”；1个“连续”。,8,工件在机床或夹具上经过一次定位并夹紧的过程称之为安装。在一道工序中，零件的加工可能只需一次安装，也可能需要多次安装。直接法安装、找正法安装和夹具安装三种方式。,为了完成一定的工序部分，工件在一次装夹后，其与夹具或设备的可移动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据每一个位置，称之为工位。,9,在加工表面不变、加工工具不变和切削用量（主要指转速和进给量）不变的条件下所连续完成的那一部分工序。这里所说的加工表面可以是一个，也可以是用复合刀具加工时的几个，也可是多个相同表面（钻多孔）。（3个“不变”）,由于余量较大或其它原因，需要用同一刀具，以同一转速和进给量，对同一位置的表面进行多次切削，这样，刀具对工件的每一次切削就称为一次工作行程。,10,11,三、生产纲领和生产类型,企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为生产纲领。某零件的年生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量，可按下式计算：NQ（1%）（1%）(件/年),是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，一般分为三种类型：单件生产，大量生产和成批生产。,12,基本特点：产品品种繁多，每种产品仅制造一个或少数几个，而且很少再重复生产，甚至完全不重复。例如，重型机器制造，专用设备制造和新产品试制等常属于这种类型。,基本特点：年生产某几种产品，每种产品均有一定数量，各种产品分期分批轮番投产，生产过程有一定的重复性。例如，机床制造就是比较典型的成批生产。每批制造的相同的产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产可分为：小批生产，中批生产和大批生产。,基本特点：产品的产量大、品种少，大多在工作地长期地重复进行一种零件的某一工序的加工。例如，汽车、自行车、拖拉机、轴承等制造通常都是以大批量生产方式进行的。,13,(kg),生产量的大小是区分生产类型的一项重要指标。,14,各种生产类型的工艺特征,15,四、机械加工工艺规程,机械加工工艺规程简称工艺规程，是把工艺过程的有关内容，用文字和简图的形式以表格方式编写成的工艺文件。机械加工工艺规程有利于保证产品质量，提高劳动效率，充分发挥设备的利用率。制订机械加工工艺规程时，一般遵循优质、高效、低成本的原则，并安全可靠地加工出符合设计要求的零件。因此，制订工艺规程时要注意以下问题：技术的先进性、经济的合理性和使用的安全性。,16,1）保证零件加工质量。2）较高的生产效率和较低的成本。3）考虑和利用现有生产条件，平衡生产。4）减轻工人劳动强度。5）采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，符合环保要求。,17,(1)是组织车间生产的主要技术文件；(2)是生产准备和计划调度的主要依据；(3)是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件；(4)是技术交流的依据。,机械加工工艺规程是机械制造企业最重要的技术文件之一。,18,产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况,19,（1）阅读装配图和零件图（2）工艺审查（3）熟悉或确定毛坯,20,21,（4）设计工艺过程包括：划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面的加工方法、安排加工顺序和组合工序等。（5）工序设计这里主要包括选择机床和工艺装备、确定加工余量、计算工序尺寸及其公差、确定切削用量及计算工时定额等。（6）进行技术经济分析,22,（7）编制工艺文件工艺文件的形式主要取决于生产类型。a)单件小批生产一般采用综合工艺过程卡片。关键或复杂的零件才制订较为详细的工艺规程。b)在成批生产一般采用机械加工工艺卡片。c)大批大量生产要求完整和详细的文件。除综合工艺过程卡片外，还要制订机械加工工序卡片、操作卡、调整卡以及检验卡等。各厂采用的工艺文件并无统一格式，但其基本内容大同小异。,23,24,25,26,制定机械及工工艺规程的十分重要的和最基本的一步！,27,零件结构工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。有时功能完全相同而结构工艺性不同的零件其制造方法与制造成本往往相差很大。,良好的工艺性：便于机械加工。,一、零件结构工艺性,28,（1）加工表面本身的要求(尺寸精度、形状和粗糙度)：据其选择加工方法、加工顺序。（2）表面之间的相对位置精度(包括位置尺寸、位置精度)：与基准的选择有关。（3）表面质量及镀层要求：涉及选材及热处理工艺的确定。（4）其他要求：如等重、平衡、探伤等。,29,1.合理标注尺寸,(1)零件图上重要尺寸应直接标注，在加工时尽量使工艺基准与设计基准重合，符合尺寸链最短的原则。,30,(2)零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准标注尺寸。(3)零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。,(4)零件自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。,(5)零件所有加工表面与非加工面之间只标注一个联系尺寸。,31,2.零件结构便于加工，有利于达到所要求的加工质量,(1)合理确定零件的加工精度与表面质量。,(2)保证位置精度的可能性。,保证外圆80mm与内孔60mm的同轴度,32,3.有利于减少加工和装配的劳动量,(1)减少不必要的加工面积可减少机械加工量,33,(2)尽量避免、减少或简化内表面的加工。,34,4.有利于提高劳动生产率，与生产类型相适应,(1)零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如退刀槽尺寸一致，可减少刀具种类。,(2)零件加工表面应尽量分布在同一方向，或互相垂直的表面上。如图所示孔的轴线应当平行。,35,(3)零件结构应便于加工。对于零件上那些不能进行穿通加工的结构，应设退刀槽、越程槽或孔。,(4)避免在斜面或弧面上钻孔和钻头单刃切削，从而避免造成切削力不等使钻孔轴线倾斜或折断钻头。,36,(5)便于多刀或多件加工。零件设计的结构要便于多件加工，如图，b结构可将毛坯排列成行便于多件连续加工。,(6)要与具体的生产类型相适应。如图所示，图a结构适合于大批量生产类型，图b结构则适合于生产量较小的情况。,37,零件结构的工艺性例子,多件加工刚度,38,零件常用毛坯的种类有：铸件（包括低压铸造、高压铸造）、锻件（自由锻、模锻）、型材、焊接件、冲压件等；而相同种类的毛坯又有不同的制造方法。,二、毛坯的选择,39,毛坯的形状和尺寸尽量与成品零件接近，从而减少加工余量，提高材料利用率，减少机械加工劳动量和降低机械加工费用。反之，若适当降低毛坯的精度要求。虽增加了机械加工的成本，但可能使零件生产的总成本降低。,40,零件的机械性能的要求。工件结构形状和尺寸大小。生产规模的大小经济性。从本厂的现有设备和技术水平出发考虑可能性和经济性。利用新技术、新工艺、新材料的可能性。,影响毛坯选择的因素很多，必须全面考虑后确定。,41,42,基准：用来确定零件上某些点、线、面位置时所依据的那些点、线、面。或者说确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。,一、基准的概念,指零件设计图上用来确定其他点、线、面位置关系所采用的基准，称为设计基准。,是指在加工或装配过程中所使用的基准。,43,一、基准的概念,工序基准：在工序图上，用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准，即工序图上的基准。,44,一、基准的概念,测量基准：在测量零件已加工表面的尺寸和位置时所采用的基准。,45,一、基准的概念,定位基准：零件在加工时用作定位的基准。,46,一、基准的概念,装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。,47,在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：,二、定位基准的选择,用来作为定位用的未经机械加工的毛坯表面称为粗基准。,零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。,在中间工序和最终工序中使用经过机械加工的表面作为定位基准，该表面称精基准。,48,1）保证相互位置要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。,主要考虑各加工表面的余量分配以及加工表面和不加工表面之间的位置精度，而这两方面的要求往往又是相互矛盾的。,49,2）余量均匀原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。,3）余量足够原则若零件上有多个表面要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基面，以保证各个加工表面都有足够的加工余量。,4）粗基准不重复使用原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。,50,1）基准重合原则选用设计基准作为精基准。,2）统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工,选择精基准时主要考虑的问题是如何保证加工精度和使装夹方便、准确，一般应遵循以下原则：,51,在实际生产中，经常使用的基准统一形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则好处：1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。,52,主轴零件精基准选择,【例】主轴零件精基准选择,4）自为基准原则有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀，以保证质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面。,【例】床身导轨面磨削加工,3）互为基准原则当两个加工表面的加工精度和相互位置精度要求较高时，可以用一个表面作为精基准来加工另一个表面，然后再以后者为精基准加工前者。,53,浮动镗刀块1工件2镗刀块3镗杆,5）便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。,外圆研磨示意图,【例】铰孔、拉孔、研磨,【例】浮动镗刀块镗孔,54,1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求；2）零件材料的加工性；3）零件结构和尺寸；4）考虑生产类型、生产效率和经济性；5）企业现有加工设备和加工能力。,三、零件表面加工方法的选择,55,56,孔的典型加工工艺路线,57,58,粗加工阶段去除加工面大量的加工余量，考虑如何保证生产效率。半精加工阶段为零件主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工，一般应在热处理之前进行。精加工阶段保证零件上各主要加工表面达到图纸规定的加工精度和表面质量要求。荒加工阶段光整加工阶段提高加工的尺寸精度和减小表面粗糙度为主，一般不用来纠正形状误差和位置误差。,四、加工顺序的安排,59,有利于保证零件的加工质量；有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持；有利于合理安排热处理工序；粗加工各表面后可以及早发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而造成工时增加和制造成本的浪费；精加工工序安排在最后，可避免或减少精加工后的表面损伤。,60,（1）先基准后其他原则先加工基准面，再加工其他表面。（2）先粗后精原则（3）先面后孔原则（4）先主后次原则也有两层含义：1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排；2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。对于易出现废品的工序，精加工和光整加工可适当放在前面，某些次要小表面的加工可放在其后。为保证加工质量的要求，有时某些零件的最后精加工工序放在部件装配之后或在总装过程中进行。,61,退火与正火处理对毛坯预热处理降低其硬度、细化晶粒，提高材料的切削加工性，得到较好的表面质量、减少刀具磨损。对高碳钢零件用退火降低其硬度，对低碳钢零件用正火的方法提高其硬度。对于锻造毛坯正火处理其表面硬度不均匀，不利于切削加工。退火、正火工序等，一般应安排在机械加工之前进行。时效处理消除残余应力应进行时效处理（其中包括人工时效和自然时效）。,62,淬火与调质处理淬火能提高材料机械性能（如强度和硬度等）。淬火后还需回火以获得所需要的组织和硬度。淬火工序一般安排在精加工阶段的磨削加工之前进行。调质处理（淬火后再进行500-600的高温回火）一般能得到均匀细密的回火索氏体组织，有时也用作预备热处理。渗碳和渗氮处理渗碳工序多安排在精加工之前进行。氮化处理为了提高零件表面的硬度和抗腐蚀性，一般安排在该表面的最终加工之前，且氮化处理前工件应进行调质处理。表面处理提高零件的抗腐蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等。工序一般均安排在工艺过程的最后进行。,63,除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序：零件加工完毕后；从一个车间转到另一个车间前后；重要工序前后。,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装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。,64,五、工序组合,零件各个表面的加工集中在少数几道工序内完成，使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少。特点：有利于采用高效专用设备和工艺装备，显著提高生产率；有利于减少设备的数量，减少操作人员数量和生产面积；有利于减少工序数目，简化了生产计划，缩短了生产周期；有利于减少工件装夹次数，易于保证各加工表面间的位置精度；由于采用的专用设备和专用工艺装备生产初期投资大，生产准备工作量大而复杂，机床和工艺装备的调整、维修成本高，对操作人员技术要求高。,65,将零件各个表面的加工分得很细，工序多且工艺过程长，而每道工序所包含的加工内容却很少，有时每道工序内只有一个工步。特点：所使用的机床设备和工艺装备容易调整，相对简单，对操作人员技术要求较低；有利于选用最合理的切削用量，减少机动工时；机床设备数量多，生产面积大，工艺路线长。,66,传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）,由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心等先进设备的采用，工序集中将越来越成为生产的主流方式,多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式,67,六、机床及工艺装备的选择,选择机床时应使机床的加工范围与工件的外廓结构尺寸相适应，机床的生产率与零件的生产类型相适应，机床精度应与被加工表面加工精度相适应，且应与企业现有的生产条件相适应。工艺装备包括刀具、量具和夹具。选择刀具时主要考虑所使用的加工设备、工件的材料、加工表面的加工精度和表面质量以及劳动生产率等。选择量具时主要应根据零件的生产类型和检验精度来确定，大批大量生产中可以采用量规或高效率的检验仪器等。对于夹具，在单件小批生产中尽量采用通用夹具和组合夹具，在大批大量生产中可以使用专用夹具，以提高生产效率。,68,69,一、加工余量,加工余量加工过程中从加工表面切去材料层总厚度，即毛坯尺寸与零件图上的设计尺寸之差。工序（工步）余量相邻两道工序尺寸之差，即后一道工序所切除的金属层厚度。双边余量对于回转表面，其加工余量是以直径的变化来考虑的，实际所切除的金属层厚度是直径上加工余量的一半，这种余量也称为对称余量。单边余量当相邻两道工序尺寸之差等于被加工表面任一位置上在该工序内所切除的金属层的厚度时，称为单边余量，如平面的加工余量则是单边余量。基本余量当相邻工序的尺寸以基本尺寸计算时，所得余量为基本余量。,70,对于被包容表面,对于包容表面,式中Zb本工序余量；a前工序尺寸；b本工序尺寸。,71,总加工余量各工序余量之和。,式中ZS总加工余量；Zi第i道工序加工余量；n该表面加工工序数。,最大余量,最小余量,72,式中Zmax，Zmin，Zm最大、最小、平均余量；TZ余量公差；amax，amin，am上工序最大、最小、平均尺寸；bmax，bmin，bm本工序最大、最小、平均尺寸；Ta上工序尺寸公差；Tb本工序尺寸公差。,平均余量,余量公差,73,2、最小余量的构成,采用浮动镗刀块镗孔,式中Ry上一工序表面粗糙度；Ha上一工序表面缺陷层；ea上一工序形位误差；b本工序装夹误差。,无心磨床磨外圆,研磨、抛光平面,74,、加工余量确定方法,计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。,经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。,查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。,需要指出的是，目前国内各种手册所给的余量多数为基本余量，基本余量等于最小余量与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，此点在应用时需加以注意。,75,、确定工序尺寸一般方法,1）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。,76,二、工艺尺寸计算,、尺寸链定义,在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。,装配尺寸链在机器设计和装配过程中，由有关零件尺寸形成的尺寸链。,工艺尺寸链在加工过程中，由同一零件的有关工序尺寸所形成的尺寸链。,77,尺寸链的环,封闭环在零件加工过程或机器装配过程中最后形成的环（或间接得到的环）,指组成尺寸链的每一个尺寸,增环该环变动（增大或减小）引起封闭环同向变动（增大或减小）的环,组成环尺寸链中除封闭环以外的各环。对于工艺尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的,减环该环变动（增大或减小）引起封闭环反向变动（减小或增大）的环,78,图示尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中，A1为增环，A2为减环。,尺寸链方程为：,79,、尺寸链计算方法,封闭环的基本尺寸等于各组成环基本尺寸的代数和：封闭环的公差等于各组成环的公差之和：封闭环的上、下偏差：,80,将极限尺寸换算成平均尺寸：将极限偏差换算成中间偏差：封闭环中间偏差的平方等于各组成环中间偏差平方之和：,81,、工序尺寸的计算,82,解：查手册得各工序的双边余量精磨0.7mm精镗1.3mm半精镗2.5mm粗镗4.0mm扩孔5.0mm总余量13.5mm,解：查手册得各工序的双边余量各工序的基本尺寸精磨0.7mm精磨后由零件图可知孔为72.5mm精镗1.3mm精镗后725-0.7=71.8mn半精镗2.5mm半精镗后71.8-1.3=70.5mm粗镗4.0mm粗镗后70.5-2.5=68mm扩孔5.0mm扩孔后68-4.0=64mm总余量13.5mm锻模孔64-5.0=59mm,各工序的尺寸公差按加工方法的经济精度确定，查表并按“入体原则”标注：精磨达到零件图规定，Ra0.2m精镗IT8级精度，Ra0.8m半精镗IT10级精度，Ra3.2m粗镗IT11级精度，Ra6.4m扩孔IT12级精度，Ra12.8m模锻孔,83,定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,84,若实测A2=40.30，按上述要求判为废品，但此时如A1=50，则实际A0=9.7，仍合格，即“假废品”。当实测尺寸与计算尺寸的差值小于尺寸链其它组成环公差之和时，可能为假废品。采用专用检具可减小假废品出现的可能性,加工图示零件，尺寸A0不好测量，改测尺寸A2，试确定A2的大小和公差,由新建立的尺寸链可解出：,【例3】,假废品问题：,测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,85,1)拉内孔至；,2)插键槽，保证尺寸x；,试确定尺寸x的大小及公差。,3)热处理,画尺寸链图如b所示。H是间接保证的尺寸，因而是封闭环，x和R2为增环，R1为减环。计算该尺寸链，可得到：,4)磨内孔至，同时保证尺寸。,a）b）键槽加工尺寸链,【解】,工序基准是尚待继续加工的设计基准时的工序尺寸计算,86,讨论：在前例中，认为镗孔与磨孔同轴，实际上存在偏心。若两孔同轴度允差为0.05，即两孔轴心偏心为e=0.025。将偏心e作为组成环加入尺寸链（图b）,a）b）键槽加工尺寸链,重新进行计算，可得到：,87,图所示偏心零件，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.50.8mm。与此有关的加工过程如下：,【例5】,【解】,图渗碳层深度尺寸换算,1）精车A面，保证直径；,3）精磨A面保证直径尺寸，同时保证规定的渗碳层深度H0。,2）渗碳处理，控制渗碳层深度H1；,试确定H1的数值。,画图b尺寸链。在该尺寸链中，H0是间接保证的，因而是封闭环，H0和R2为增环，R1为减环。计算该尺寸链，可得到：,表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算,88,与加工余量有关的中间工序尺寸计算当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多，且工序（测量）基准需多次转换时，尺寸链建立和计算比较困难，采用图表法可较好解决这个问题,4）靠火花磨削面，控制余量Z7=0.10.02，同时保证设计尺寸60.1试确定各工序尺寸及公差。,1）以面定位，粗车面，保证、面距离尺寸A1，粗车面，保证、面距离尺寸A2；2）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸A3，粗车面，保证、面距离尺寸A4；3）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸A5，同时保证设计尺寸31.690.31；精车面，保证设计尺寸A6=27.070.07；,89,画尺寸联系图,a）画零件简图，加工面编号，向下引线,b）按加工顺序和规定符号自上而下标出工序尺寸和余量用带圆点的箭线表示工序尺寸，箭头指向加工面，圆点表示测量基准；余量按入体原则标注。,c）在最下方画出间接保证的设计尺寸，两边均为圆点。,d）工序尺寸为设计尺寸时，用方框框出，以示区别。,注：靠火花磨削余量视为工序尺寸，也用用带圆点的箭线表示。,尺寸联系图,【解】,工序尺寸图表法,90,用追踪法查找工艺尺寸链,结果尺寸（间接保证的设计尺寸）和余量是尺寸链的封闭环,沿封闭环两端同步向上追踪，遇箭头拐弯，逆箭头方向横向追踪，遇圆点向上折，继续向上追踪直至两追踪线交于一点，追踪路径所经工序尺寸为尺寸链的组成环,91,初拟工序尺寸公差,中间工序尺寸公差按经济加工精度或生产实际情况给出,0.50.3,0.10.3,0.07,0.02,0.10.31,0.1,92,校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸公差校核结果尺寸链，若超差，减小组成环公差（首先压缩公共环公差）,0.23,0.08,93,0.55,0.83,1,0.30.3,0.480.85,1.83,0.18,计算余量公差和平均余量根据余量尺寸链计算,0.02,0.08,0.1,94,25.59,3426.7,6.1,6.18,计算中间工序平均尺寸在各尺寸链中，首先找出只有一个未知数的尺寸链，解出此未知数。继续下去，解出全部未知工序尺寸,95,96,工序尺寸计算机求解方法,123456789,141312241213221214,1-1-1-11-1100,0001-1-1100,尺寸联系矩阵（T矩阵）对应尺寸联系图，在计算机中可用矩阵形式表达,矩阵的每一行对应联系图的一个尺寸第1列表示自上而下尺寸线序号,第2、3列表示尺寸线左、右端点所在尺寸界限序号,第4列表示工序尺寸箭头方向，1表示箭头向左，-1表示向右,第5列表示余量性质，1表示箭头指向余量左侧，-1表示箭头指向余量右侧。结果尺寸没有箭头，对应第4列和第5列元素均为0。,尺寸联系矩阵表达了尺寸联系图的所有有用信息,尺寸联系图与尺寸联系矩阵,97,尺寸联系矩阵（T矩阵）的处理,11410231-10321-10442-115121-1631-1-1722118120091400,尺寸联系矩阵变换,为便于尺寸链查找，将T矩阵第2、3列元素位置进行调整，使工序尺寸箭头对应的尺寸界线序号排在第2列，圆点对应的尺寸界线序号排在第3列。这只需通过对第4列元素值的判断即可实现,98,向上追踪至第5行，左追踪线遇箭头拐弯,至圆点向上折。对应于：至第5行时出现L=T(5,2)=1，令：L=T(5,3)=2，表明左追踪线由尺寸线1移至尺寸线2，且A5为该尺寸链的组成环（又，左追踪线遇左箭头可判断A5为增环）,追踪至第4行，右追踪线遇右箭头，即：R=T(4,2)=4，令：R=T(4,3)=2，并可判断A4为增环。此时有L=R，表明左右追踪线汇交于一点，追踪结束,尺寸链查找（结果尺寸链查找）,以R2为例：设变量L和R分别为R2左右端点所在尺寸界线的序号，即令：L=T(9,2)=1，R=T(9,3)=4。,2,1,1,4,4,2,99,C（i，j）=1，表示工序尺寸Aj是第i个尺寸链的增环;C（i，j）=-1，表示工序尺寸Aj是第i个尺寸链的减环;C（i，j）=0，表示第i个尺寸链不包括工序尺寸Aj。,寸链矩阵（C矩阵）,C矩阵的每一行对应一个封闭环（结果尺寸和余量），每一列对应一个组成环（工序尺寸），矩阵每一元素表示封闭环与组成环的关系,00000000000000000000010-1-10000010-1000-110-1100000000000010-10001100,100,尺寸联系矩阵设计尺寸及公差（按平均尺寸和对称偏差形式输入）初拟工序尺寸公差（按对称偏差形式输入）最小余量,已知条件输入,校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸公差,压缩各组成环公差方法：1）按超差量自动压缩；2）采用人机对话例：校核结果尺寸R1和R2，均超差，计算机将显示如下信息,根据计算机显示结果，设计者可按实际情况灵活地修正有关工序尺寸公差。输入修正值后，计算机重新进行校核，直至达到要求为止,101,计算余量公差和平均余量,利用解线性方程组的标准程序求解用类似图表法的算法，首先找出只有一个未知数的尺寸链方程，解出此未知数，重复此过程，直至解出全部的未知数为止。,尺寸链方程求解,大大缩短计算时间；准确、可靠，可避免人为错误；可使用概率法，使工序尺寸的确定更趋合理。,计算机方法的优点,102,103,基本时间：直接改变生产对象的性质，使其成为合格产品或达到工序要求所需时间（包括切入、切出时间）,1、时间定额,定义:在一定生产条件下，生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间组成,辅助时间：为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时间，如装卸工件、启停机床、改变切削用量及进退刀等,布置工作地时间：包括更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等。,休息和生理需要时间：工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所需时间,准备终结时间：如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装夹具、调整机床、发送成品等,一、时间定额与提高生产效率的途径,104,单件时间与单件工时定额计算,单件时间：,单件工时定额：,式中tB基本时间tA辅助时间tC布置工作地时间tR休息和生理需要时间tP准备终结时间B批量,105,2、提高生产效率的工艺途径,缩短基本时间：提高切削用量（切削速度、进给量、切削深度等）；采用多刀多刃进行加工（如以铣削代替刨削，采用组合刀具等）；采用复合工步，使多个表面加工基本时间重合（如多刀加工，多件加工等）。,缩短辅助时间：使辅助动作实现机械化和自动化（如采用自动上下料装置、先进夹具等）；使辅助时间与基本时间重叠（如采用多位夹具或多位工作台，使工件装卸时间与加工时间重叠；采用在线测量，使测量时间与加工时间重叠等）,106,缩短布置工作地时间：,缩短准备终结时间：,主要是减少换刀时间和调刀时间,采用自动换刀装置或快速换刀装置使用不重磨刀具采用样板或对刀块对刀采用新型刀具材料以提高刀具耐用度,在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具在数控加工中，采用离线编程及加工过程仿真技术,107,1、工艺成本,二、工艺方案技术经济