机械制造技术基础第24讲(2015)

1、第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计第二节第二节 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤二、工艺路线的拟订二、工艺路线的拟订三、加工余量三、加工余量四、工序尺寸及其公差的确定四、工序尺寸及其公差的确定（一）尺寸链及尺寸链计算公式（一）尺寸链及尺寸链计算公式1. 尺寸链的定义尺寸链的定义 第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计绘制尺寸链图对于正确进行尺寸链计算具有重要绘制尺寸链图对于正确进行尺寸链计算具有重要意义，下面以图意义，下面以图5-14b为例说明尺寸链图的画法：为例说明尺寸链图的画法：1）根据工艺过程找出间接）根

2、据工艺过程找出间接保证的尺寸作为封闭环保证的尺寸作为封闭环A0 ；2）从封闭环两端出发，按）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺寸联系，照工件表面间的尺寸联系，依次画出直接获得的尺寸依次画出直接获得的尺寸Ai，形成封闭图形。形成封闭图形。第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计绘制尺寸链图对于正确进行尺寸链计算具有重要绘制尺寸链图对于正确进行尺寸链计算具有重要意义，下面以图意义，下面以图5-14为例说明尺寸链图的画法：为例说明尺寸链图的画法：1）根据工艺过程找出间接）根据工艺过程找出间接保证的尺寸作为封闭环保证的尺寸作为封闭环A0 ；2）从封闭环两端出发，按）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺

3、寸联系，照工件表面间的尺寸联系，依次画出直接获得的尺寸依次画出直接获得的尺寸Ai，形成封闭图形。形成封闭图形。图图5-14 尺寸链示例尺寸链示例第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计2. 尺寸链的分类尺寸链的分类 （1）直线尺寸链）直线尺寸链 由彼此平行的直线尺寸组成。由彼此平行的直线尺寸组成。（2）平面尺寸链）平面尺寸链 由位于一个由位于一个或几个平行平面内，但相互不或几个平行平面内，但相互不都平行的直线尺寸组成。都平行的直线尺寸组成。（3）空间尺寸链）空间尺寸链 由位于几个由位于几个不平行平面内的尺寸组成。不平行平面内的尺寸组成。图图5-15 平面尺寸链示例平面尺寸链示例第五章第五章 工艺

4、规程设计工艺规程设计3. 尺寸链计算尺寸链计算尺寸链计算有正计算、反计算和中间计算等三种尺寸链计算有正计算、反计算和中间计算等三种类型。类型。已知组成环，求封闭环的计算方法称为正计算，已知组成环，求封闭环的计算方法称为正计算，用于公差校核，唯一解；已知封闭环，反求各组用于公差校核，唯一解；已知封闭环，反求各组成环称为反计算，用于公差设计，有多个解；已成环称为反计算，用于公差设计，有多个解；已知封闭环及部分组成环，求其余的一个或几个组知封闭环及部分组成环，求其余的一个或几个组成环称为中间计算，也用于公差设计。成环称为中间计算，也用于公差设计。第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计尺寸链计算原理有

5、极值法与统计法两种。尺寸链计算原理有极值法与统计法两种。用极值法解尺寸链是按尺寸链各环均处于极值条用极值法解尺寸链是按尺寸链各环均处于极值条件来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系件来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。的。用统计法解尺寸链则是运用概率论理论来分析计用统计法解尺寸链则是运用概率论理论来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计4. 用极值法解算直线尺寸链基本计算公式用极值法解算直线尺寸链基本计算公式（1）封闭环基本尺寸）封闭环基本尺寸 A0 （5-9）（6）封闭环公差）封闭环公差 T0 （5-16

6、） miiiAA10 m=iiim=iiATAT=AT110)()()( 组成环数组成环数增环基本尺寸增环基本尺寸第第i 组成环的尺寸传递系数组成环的尺寸传递系数 m+k=qqk=ppAA11减环基本尺寸减环基本尺寸第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计（7）封闭环极限尺寸）封闭环极限尺寸 （5-17） （5-18）（8）封闭环极限偏差）封闭环极限偏差 （5-19） （5-20）m+k=qk=pAA=A1qmin1pmax0max m+k=qk=pAA=A1qmax1pmin0min mkqkpmkqkp1+q1=p01+q1=p0ESEI=EIEIES=ES 封闭环上偏差封闭环上偏差增环上偏

7、差增环上偏差减环下偏差减环下偏差封闭环下偏差封闭环下偏差增环上偏差增环上偏差减环上偏差减环上偏差第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计5. 用统计法解算直线尺寸链基本计算公式用统计法解算直线尺寸链基本计算公式（1）封闭环中间偏差）封闭环中间偏差 （5-21）（2）封闭环公差）封闭环公差 （5-22） miiiiiATe102 m=iiiiATkk=AT122200)(1)( 封闭环的相对分布系数封闭环的相对分布系数第第i 组成环尺寸分布组成环尺寸分布曲线的不对称系数曲线的不对称系数第第i 组成环的相组成环的相对分布系数对分布系数第第i 组成环尺寸分布中心相组成环尺寸分布中心相对于公差带中心的偏

8、移量对于公差带中心的偏移量第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计表表5-5 不同分布曲线的不同分布曲线的e值与值与k值值分布分布特征特征正态分布正态分布三角分布三角分布均匀分布均匀分布瑞利分布瑞利分布偏态分布偏态分布外尺寸外尺寸内尺寸内尺寸分布分布曲线曲线e000-0.280.26-0.26k11.221.731.141.171.17第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计（二）工序尺寸及其公差的计算实例（二）工序尺寸及其公差的计算实例1当定位基准与设计（工序）基准不重合时当定位基准与设计（工序）基准不重合时 例例5-1 工件工件1面已加工好，现以面已加工好，现以1面定位加工面定位加工3面面和和

9、2面，工序简图如图示，试求工序尺寸面，工序简图如图示，试求工序尺寸A1与与A2。图图5-17 工序尺寸公差计算实例工序尺寸公差计算实例第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计2. 一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及其公差的计算其公差的计算例例5-2 一工件设计尺寸如图示，一工件设计尺寸如图示， 其内孔及键槽的加工顺序是：其内孔及键槽的加工顺序是：1）镗内孔至）镗内孔至 ；2）插键槽至尺寸）插键槽至尺寸 A；3）淬火；）淬火；4）磨内孔，同时保证内孔直径和键槽深度两个设）磨内孔，同时保证内孔直径和键槽深度两个设计尺寸的要求。要求确定工序尺寸计尺寸的要求

10、。要求确定工序尺寸A及其公差。及其公差。 mm639100.+ 第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计附例附例如右下图所示的小轴，其轴向尺寸的加如右下图所示的小轴，其轴向尺寸的加工过程为：工过程为：车端面车端面A；车台阶面车台阶面B，保证尺寸，保证尺寸 车端面车端面C，保证总长，保证总长 ；热处理；热处理；钻钻顶尖孔；顶尖孔；磨台阶面磨台阶面B， 保证尺寸保证尺寸试校核台阶面试校核台阶面B的加工余量。的加工余量。;mm5 .493 . 00 mm8002 . 0 。mm30014. 0 第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计注意：注意：在对工件上某一表面进行多次加工时，由于采用在对工件上某一表

11、面进行多次加工时，由于采用的定位基准（或工序基准）不同，故本工序的加的定位基准（或工序基准）不同，故本工序的加工余量不仅与本工序的公差及前一工序的公差有工余量不仅与本工序的公差及前一工序的公差有关，而且还与其它有关工序的公差有关。因此应关，而且还与其它有关工序的公差有关。因此应对精加工余量进行校核。对精加工余量进行校核。第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计习题习题5-15 图图5-76为终磨十字轴磨削端面的工为终磨十字轴磨削端面的工序图。各轴颈均已加工完毕，该工序有两工位分序图。各轴颈均已加工完毕，该工序有两工位分别精磨端面别精磨端面A和端面和端面B。要求保证图示工序尺寸要。要求保证图示工序

12、尺寸要求。求。已知轴径已知轴径 ，试求工序尺寸，试求工序尺寸C及及其极限偏差。其极限偏差。mm98.24002. 0 d第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计关于工序中有对称度、同轴度等为设计要求的有关于工序中有对称度、同轴度等为设计要求的有关工序尺寸的确定关工序尺寸的确定采用独立公差原则时，形位公差应作为一环，列采用独立公差原则时，形位公差应作为一环，列入工艺尺寸链中。对称度或同轴度公差入工艺尺寸链中。对称度或同轴度公差 ，相对于，相对于基准要素对称分布，其基本尺寸为零，上下偏差基准要素对称分布，其基本尺寸为零，上下偏差为为 ，即，即20iAiTA 2AiT 第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计图图5-73 习题习题5-12图图第五章第五章 工艺规程设计工艺规程设计5-13 图图5-74为齿轮轴截面图，为齿轮轴截面图， 要求保证轴颈尺寸要求保证轴颈尺寸 和键槽深和键槽深 。mm28024. 0008. 0 其工艺过程为：其工艺过程为：1）车外圆至）车外圆至 ；2）铣键槽深至尺寸）铣键槽深至尺寸H；3）热处理；）热处理；4）磨外圆至尺寸）磨外圆至尺寸 。试求工序尺寸试求工序尺寸H及其极限偏差。及其极限偏差。 mm416. 00 tmm5 .28010. 0 mm28024. 0008. 0 图图5-74 习题