工艺规程设计

1、加工工艺产品制造的方法。工艺规程制订的原则优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前题下，争取最好的经济效益。 1.生产过程生产过程 指把原材料转变为成品的全过程。指把原材料转变为成品的全过程。 机械加工工厂的生产过程一般包括原材料的验收、机械加工工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。第一节第一节 概概 述述一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程企业组织产品生产的模式：企业组织产品生产的模式： 1）生产全部零部件、组装机器。）

2、生产全部零部件、组装机器。2 2）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。 3 3）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。 企业在市场导向下，产品的生产过程主要企业在市场导向下，产品的生产过程主要可划分为四个阶段，即可划分为四个阶段，即新产品开发、产品制造、新产品开发、产品制造、产品销售和售后服务阶段。产品销售和售后服务阶段。2.工艺过程工艺过程 把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相 工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲工艺过程可根据其具体工作

3、内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。工艺过程。 对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。的过程称为工艺过程。 一个或一组工人在一个一个或一组工人在一个工作地点工作地点，对一个或同时对几个，对一个或同时对几个工件所工件所连续连续完成的那部分工艺过程叫工序。完成的那部分工艺过程叫工序。例如下图例如下图:二、机械加工工艺过程及其组成二、机械加工工艺过程及其组成 机械加工工艺过程机械加工工艺过程是指用机械加工方法（主要是切削加工是指用机

4、械加工方法（主要是切削加工方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使其成为合格零件所进行的全部过程。它一般由工序、工步、走其成为合格零件所进行的全部过程。它一般由工序、工步、走刀等不同层次的单元刀等不同层次的单元(过程过程)所组成。所组成。 1. 工工 序序 图图 小轴零件小轴零件 工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。工件在机床或夹具中定位并夹紧的过程称为安装。即工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。即工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程。2. 安安 装装3. 工工 位位 工件在一次安装后，工件相对于刀具或机床设

5、工件在一次安装后，工件相对于刀具或机床设备占据的每一个确切位置上所完成的那一部分工艺备占据的每一个确切位置上所完成的那一部分工艺过程称为工位。如下图所示过程称为工位。如下图所示图图 多工位加工多工位加工4. 工步与复合工步工步与复合工步 在在加工表面、切削刀具加工表面、切削刀具和和切削用量切削用量（仅指转速和（仅指转速和进给量）都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺进给量）都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程，称为一个过程，称为一个工步工步。例如下。例如下图图A、B所示所示 有时为了提高生产效率，经常把几个待加工表面有时为了提高生产效率，经常把几个待加工表面用几把刀具用几把刀具同时同时进

6、行加工，这可看作一个工步，并称进行加工，这可看作一个工步，并称为为复合工步复合工步，如下图，如下图C所示。所示。 图图B 转塔自动车床的不同工步转塔自动车床的不同工步 图图C 复合工步复合工步图图 A 底座零件底孔加工工序底座零件底孔加工工序 图图 以棒料制造阶梯轴以棒料制造阶梯轴 在一个工步内，有些表面由于加工余量太大，需要用在一个工步内，有些表面由于加工余量太大，需要用同一同一把刀具把刀具以以相同的切削用量相同的切削用量对对同一表面同一表面进行多次切削。这样进行多次切削。这样刀具对刀具对工件的每一次切削就称为一次走刀工件的每一次切削就称为一次走刀。如下图所示的零件加工。如下图所示的零件加工

7、。 5. 走走 刀刀零件的年生产纲领按下列公式计算：零件的年生产纲领按下列公式计算： N=Qn(1+a)(1+b) (p221)式中式中 N零件的生产纲领，单位为件年；零件的生产纲领，单位为件年； Q产品的年产量，单位为台年；产品的年产量，单位为台年； n每台产品中所含该零件的数量，单位为件台；每台产品中所含该零件的数量，单位为件台； a零件的备品百分率；零件的备品百分率； b零件的废品百分率。零件的废品百分率。 1. 生产纲领生产纲领 产品的年生产产品的年生产纲领就是产品的年纲领就是产品的年生产量。生产量。三、三、生产纲领与生产类型生产纲领与生产类型2. 生产类型的划分生产类型的划分 根据产

8、品投入生产的连续性，可大致分为三种根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不同的生产类型。不同的生产类型。1）. 单单 件件 生生 产产 产品品种不固定，每一产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多品种的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常数工作地点的加工对象经常改变。例如，重型机械、造改变。例如，重型机械、造船业等一般属于单件生产。船业等一般属于单件生产。2）. 大大 量量 生生 产产 产品品种固定，每种产产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地品数量很大，大多数工作地点加工的对象固定不变。例点加工的对象固定不变。例如，汽车、轴承制造等一般如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产属

9、于大量生产。 在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中批和大批生产。小批生产的特点接近于单件生产的批和大批生产。小批生产的特点接近于单件生产的特点，大批生产的特点接近于大量生产的特点，中特点，大批生产的特点接近于大量生产的特点，中批生产的特点介于单件和大量生产特点之间。因此批生产的特点介于单件和大量生产特点之间。因此生产类型可分为：生产类型可分为：单件小批生产，中批生产，大批单件小批生产，中批生产，大批大量生产。大量生产。各种生产类型的工艺特点见下表。各种生产类型的工艺特点见下表。 3）.成批生产成批生产 产品品种基本固定，产品品种基本固定，但数量少，品

10、种较多，但数量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点的加工大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。对象是周期性的变换。 计算节拍的公式：计算节拍的公式： t=60/N 式中式中 t节拍，单位为节拍，单位为min/件；件； 机床每年工作时数，单位为机床每年工作时数，单位为h； N零件生产纲领，单位为件。零件生产纲领，单位为件。 =c m n 式中式中 c每天班次（以每天班次（以2班计算）；班计算）； m每年周数（以每年周数（以51周计算）；周计算）； n每周一班工作时数（以每周一班工作时数（以35小时计算）；小时计算）； 设备利用率，一般取设备利用率，一般取0.

11、940.96。3、节、节 拍拍 节拍是指生产每节拍是指生产每一个零件所规定的时一个零件所规定的时间指标。间指标。1. 工艺规程的作用工艺规程的作用1. 工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是指导生产的主要技术文件2. 工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据3. 工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料四、机械加工工艺规程四、机械加工工艺规程 机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要技术文件。的主要技术文件。 它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺它

12、是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容；需卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容；需经过的车间、工段；所用的机床、刀具、夹具、量具；工经过的车间、工段；所用的机床、刀具、夹具、量具；工时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中（生产时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中（生产计划和调度）（书计划和调度）（书p253 表表6-10）。）。2. 常用工艺文件的种类常用工艺文件的种类（1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片 它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操

13、作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等（书时定额等（书p255 表表6-12） 。（2）机械加工工艺卡）机械加工工艺卡 它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程它是以工序为单位，详细说明零件的机械加工工艺过程,其

14、内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人其内容介于工艺过程卡片和工序卡片之间。它用来指导工人进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程进行生产和帮助车间干部和技术人员掌握整个零件加工过程的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中的一种主要工艺文件，广泛用于成批生产和单件小批生产中比较重要的零件或工序（书比较重要的零件或工序（书p254 表表6-11） 。 （3） 机械加工工序卡机械加工工序卡产品整套装配图、零件图产品整套装配图、零件图质量标准质量标准生产纲领、生产类型生产纲领、生产类型毛坯情况毛坯情况本厂现有生产条件本厂现有生产条件先进技术、工艺先进技术、工艺有关

15、手册、图册有关手册、图册3. 制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程的原始资料（1）机械加工工艺规程制定的原则机械加工工艺规程制定的原则（1）保证加工质量）保证加工质量（2）保证生产效率）保证生产效率（3）较低制造成本）较低制造成本（4）良好劳动条件）良好劳动条件4. 制订机械加工工艺规程的原则及步骤制订机械加工工艺规程的原则及步骤（2）步）步 骤骤分析研究产品图纸分析研究产品图纸工艺性分析工艺性分析选择毛坯选择毛坯拟订工艺路线拟订工艺路线选择设备、工装选择设备、工装确定工序余量、工序尺寸确定工序余量、工序尺寸确定切削用量、工时定额确定切削用量、工时定额技术经济分析技术经济分析填写

16、工艺文件填写工艺文件零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足要求零件结构的工艺性是指所设计的零件在满足要求的前题下，制造的可行性和经济性。的前题下，制造的可行性和经济性。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。功能相同的零件，其结构工艺性可以有很大差异。良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方良好的结构工艺性是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低的制造成本。便制造，又有较低的制造成本。零件结构工艺性的分析，包括零件尺寸和公差的零件结构工艺性的分析，包括零件尺寸和公差的标注、零件的组成要素和整体结构等方面的分析。标注、零件的组成要素和整体结构等方面的分析。铸件：便于造型、拔模铸件：便于造

17、型、拔模斜度斜度璧厚均匀、无尖角璧厚均匀、无尖角锻件：形状简单；无尖锻件：形状简单；无尖角、飞刺，便于出模角、飞刺，便于出模在毛坯制造方面在毛坯制造方面在装配方面在装配方面便于装配、减少修配量便于装配、减少修配量在加工方面在加工方面合理标注零件的技合理标注零件的技术要求术要求便于加工、减少加便于加工、减少加工量工量减轻零件重量减轻零件重量保证加工的可行性、经济性保证加工的可行性、经济性零件尺寸、规格、结构要素零件尺寸、规格、结构要素标准化标准化( (如采用标准件通用件如采用标准件通用件) )正确标注图纸尺寸及加工技正确标注图纸尺寸及加工技术要求。术要求。在装配方面在装配方面在加工方面在加工方面

18、便于分解独立装配单元便于分解独立装配单元便于平行、流水作业便于平行、流水作业调整方便、减轻装配劳动量调整方便、减轻装配劳动量便于达到装配精度便于达到装配精度 书书p225,表表6-5 机械产品设机械产品设计的工艺性评价计的工艺性评价.详见下表详见下表.定位基准定位基准1、粗基准、粗基准2、精基准、精基准 采用毛坯上未经采用毛坯上未经加工的表面作为定位加工的表面作为定位基准基准。 采用经过加工的采用经过加工的表面作为定位基准表面作为定位基准。一、精基准选择1、基准重合原则重点考虑：重点考虑：减少定位误差减少定位误差保证加工精度保证加工精度（1）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工

19、尺寸的情况。）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。（2）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。（3）基准不重合一般发生在下列情况：）基准不重合一般发生在下列情况： 用设计基准定位不可能或不方便；用设计基准定位不可能或不方便； 在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。（4）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。（5）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。）基准不重合误差不仅指尺寸误差

20、，而且对位置误差也要考虑。(如下举例如下举例)设计基准（选择为定位基准）设计基准（选择为定位基准）11AA22AA 此时此时,若本道工序的加工精度为若本道工序的加工精度为,则只要则只要 A2 即可满足加工要求即可满足加工要求例：图示零件加工台阶面例：图示零件加工台阶面铣削平面铣削平面（本道工序加工精度）（本道工序加工精度）设计基准设计基准定位基准定位基准11AA22AA3A12AA若要满足加工精度必须有：若要满足加工精度必须有：1A称为基准不重合误差称为基准不重合误差1A2、基准统一原则3、互为基准4、自为基准5、定位夹紧可靠方便有利于保证各加工表面间的相互位置关系，避免基准转换所产生的误差。

21、有利于保证各加工表面间的相互位置关系，避免基准转换所产生的误差。简化夹具的设计与制造。简化夹具的设计与制造。如下图如下图A如下图如下图B 当两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为精基准的原则,反复多次进行精加工.如下图,加工精密齿轮时,通常是在齿面淬硬以后再磨齿面及内孔，因齿面淬硬层较薄，磨削余量应力求小而均匀，因此需先以齿面为基准磨内孔，然后再以内孔为基准磨齿面。这样加工，不但可以做到磨齿余量小而均匀，而且还能保证轮齿基圆对内孔有较高的同轴度。 图图A 以齿形表面定位加工以齿形表面定位加工 1卡盘；卡盘；2滚柱；滚柱；3齿轮齿轮图图B 床身导轨面自为基准床

22、身导轨面自为基准二、粗基准选择 1. 选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选择不加工表面作为粗基准，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者选其中与加工表面位置精度要求高的一个，以保证两者的位置精度。的位置精度。 （举例：图（举例：图6-6 p231）重点考虑：重点考虑：加工表面与不加工表面的加工表面与不加工表面的 相对位置精度；相对位置精度；各加工表面有足够的余量各加工表面有足够的余量 及余量均匀性及余量均匀性2. 为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。（如后图作为粗基准。（如后图6-6、

23、6-5）图图6-6 用不需加工的外圆作粗基准（保证壁厚均匀）用不需加工的外圆作粗基准（保证壁厚均匀）图图6-6 用需加工的内孔作粗基准（保证切除余量均匀）用需加工的内孔作粗基准（保证切除余量均匀）图图6-5 车床床身加工车床床身加工(保证导轨面切除余量小而均匀保证导轨面切除余量小而均匀)3. 若每个表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准，若每个表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准， 以保证各表面都有足够的余量。（如后图）以保证各表面都有足够的余量。（如后图）4. 粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧可靠。可靠。5. 粗基准应避免

24、重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。图图 阶梯轴的加工阶梯轴的加工第四节第四节 机械加工工艺路线的拟定机械加工工艺路线的拟定一、表面加工方法选择1. 加工方法的经济精度、表面粗糙度与加工表面的技术加工方法的经济精度、表面粗糙度与加工表面的技术要求相适应。要求相适应。(外圆、孔、平面的加工经济精度、表面外圆、孔、平面的加工经济精度、表面粗糙度与加工方案，见书粗糙度与加工方案，见书p232 表表6-6、7、8）。）。 加工经济精度加工经济精度 是指在正常加工条件下（采

25、用符合是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人,不不延长加工时间）所能保证的加工精度。延长加工时间）所能保证的加工精度。2. 加工方法与被加工材料的性质相适应。加工方法与被加工材料的性质相适应。3. 加工方法与生产类型相适应。加工方法与生产类型相适应。4. 加工方法与本厂条件相适应。加工方法与本厂条件相适应。二、加工阶段的划分粗加工阶段粗加工阶段光整加工阶段光整加工阶段精加工阶段精加工阶段半精加工阶段半精加工阶段加工阶段划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因切除大量多余材切除大量多余材料，主要提高生料，主要提高生产率。

26、产率。完成次要表面加工完成次要表面加工(钻、钻、攻丝、铣键槽等攻丝、铣键槽等),主要主要表面达到一定要求，为表面达到一定要求，为精加工作好余量准备精加工作好余量准备,安排在热处理前。安排在热处理前。主要表面达到图纸要求主要表面达到图纸要求。进一步提高尺寸进一步提高尺寸精度降低粗糙度，精度降低粗糙度，但不能提高形状、但不能提高形状、位置精度位置精度1、保证加工质量、保证加工质量2、合理使用设备、合理使用设备3、便于安排热处理工序、便于安排热处理工序4、便于及时发现毛坯缺陷、便于及时发现毛坯缺陷5、避免重要表面损伤。、避免重要表面损伤。三、工序的集中与分散1、工序集中就是将工件的加工，集中在少数几

27、道工序内完成。每道工序的加工内容较多。（生产率高、工序少、设备少、人员少、面积小、装夹次数少、相互位置精度高）。2、工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最少时每道工序仅一个简单工步。（机床、工艺装备简单、调整容易、工人操作水平要求低、工序多、设备多、人员多、面积大）。3、趋势：工序集中（加工中心MC、柔性制造系统FMS等）基面先行基面先行先面后孔先面后孔先主后次先主后次先粗后精先粗后精1.机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排加工路线短加工路线短换刀次数少换刀次数少四、加工(工序)顺序的安排2. 热处理工序的安排退火：用于高碳钢、退火：用于高碳钢、合金钢等，

28、降低硬度，合金钢等，降低硬度，便于切削；便于切削；正火：用于低碳钢，正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回调质：淬火后高温回火火预备热处理预备热处理最终热处理最终热处理去除内应力处理去除内应力处理(中间热处理中间热处理)位置：粗加工前位置：粗加工前目的：改善切削性能，目的：改善切削性能，消除内应力消除内应力位置：半精加工后，精位置：半精加工后，精加工前加工前目的：提高强度、硬度目的：提高强度、硬度 位置：粗加工前、后；半位置：粗加工前、后；半 精加工后、精加工前精加工后、精加工前 目的：消除内应力，防止目的：消除内应力，防止 变形、开裂。变形、开裂。淬火、

29、调质、渗碳、淬火、调质、渗碳、氮化等氮化等自然时效自然时效人工时效人工时效3.辅助工序的安排金属镀层：镀锌、镍、金属镀层：镀锌、镍、铜、金、银、铬等。铜、金、银、铬等。非金属涂层：涂油漆、非金属涂层：涂油漆、磷化等。磷化等。氧化膜层：钢的发兰、氧化膜层：钢的发兰、发黑、钝化；铝合金的发黑、钝化；铝合金的阳极氧化。阳极氧化。表面处理工序表面处理工序检验工序检验工序其它工序安排其它工序安排位置：工艺过程最后位置：工艺过程最后目的：耐磨、美观、防锈目的：耐磨、美观、防锈 位置：去毛刺、倒钝锐边应位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前在淬火前目的：保证装配质量、安全目的：保证装配质量、安全 位置：粗加工后、

30、关键工序位置：粗加工后、关键工序 后、送往外车间加工前后、后、送往外车间加工前后、 零件全部加工结束之后零件全部加工结束之后 目的：保证精度、质量控制目的：保证精度、质量控制质量检验质量检验特种检验（无损探伤、特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超磁力探伤、水压、超速试验）速试验）去毛刺、倒钝锐边去毛刺、倒钝锐边去磁去磁清洗清洗涂防锈油涂防锈油一、加工余量确定（p238)（1）总加工余量）总加工余量（3）总余量为各工序余量之和）总余量为各工序余量之和（2）工序余量）工序余量1. 加工余量概念加工余量概念总加工余量是指零件加工过总加工余量是指零件加工过程中，某加工表面所切去的程中，某加工表面所切

31、去的金属层总厚度。金属层总厚度。是毛坯尺寸是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。与零件图样的设计尺寸之差。工序余量是一道工序内切除的工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。工序尺寸之差。第五节第五节 机械加工工序的设计机械加工工序的设计（7）余量大小对加工精度、生产率、经济）余量大小对加工精度、生产率、经济性都有影响性都有影响（6）工序余量用经验法估算或查表法、分）工序余量用经验法估算或查表法、分析计算法确定析计算法确定（4）公称余量）公称余量公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差。（5）余量公差）余量公差1minmaxiizTTZZT1、上工序

32、的表面粗糙度和表面缺陷层（下图、上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（下图6-10）3、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图、上工序各表面间相互位置的空间偏差（图6-11）2、上工序的尺寸公差（图、上工序的尺寸公差（图A）2. 影响加工余量的因素影响加工余量的因素4、本工序安装误差（图、本工序安装误差（图6-12)图图6-10 p239 加工表面的粗糙度与缺陷层加工表面的粗糙度与缺陷层 1缺陷层；缺陷层；2正常组织正常组织图图A 上工序留下的形状误差上工序留下的形状误差图图6-11 p240 轴的弯曲对加工余量的影响轴的弯曲对加工余量的影响图图6-12 p240 三爪卡盘上的装夹误差三爪卡盘上的装夹

33、误差二、工序尺寸与公差的确定二、工序尺寸与公差的确定 工序尺寸是零件在加工工序尺寸是零件在加工过程中各工序应保证的加工过程中各工序应保证的加工尺寸，通常为加工面至定位尺寸，通常为加工面至定位基准面之间的尺寸。基准面之间的尺寸。1. 无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定（如下表（如下表6-9 ）2. 需进行尺寸换算时工序尺寸的确定需进行尺寸换算时工序尺寸的确定 (尺寸链计算尺寸链计算)铰孔铰孔精镗孔精镗孔半精镗孔半精镗孔粗镗孔粗镗孔毛坯孔毛坯孔0.10.52.45H7（ ）035. 00 表表6-9 工序尺寸及公差的计算表工序尺寸及公差的计算表某车床主轴箱箱体（材料为

34、铸铁）的主轴孔的设计要求是：某车床主轴箱箱体（材料为铸铁）的主轴孔的设计要求是： 100+0.035 mm, Ra0.8mH8（ ）054. 00H10（ ）14. 00H13（ ）54. 00Ra0.8Ra1.25Ra2.5Ra16100100-0.1=99.999.9-0.5=99.499.4-2.4=97.097-5=92.0工序名称工序名称工序间余量工序间余量 /mm工序间工序间经济精度经济精度 /mm表面粗糙表面粗糙度度 /m 工序工序间尺寸间尺寸 工序尺寸工序尺寸035. 00100054. 009 .9914. 004 .9954. 00971292123. 机床的规格与加工工件

35、的尺寸相适应机床的规格与加工工件的尺寸相适应5、合理选用数控机床。合理选用数控机床。2. 机床的生产率与生产类型相适应。机床的生产率与生产类型相适应。1. 机床的精度应与要求的加工精度相适应机床的精度应与要求的加工精度相适应. .4、机床的选择应结合现场的实际情况。机床的选择应结合现场的实际情况。一般：一般：单件小批：通用机床、单件小批：通用机床、 通用工装；通用工装；大批、大量：专机、大批、大量：专机、 组机、专用工装；组机、专用工装；数控机床：可用于各数控机床：可用于各 种生产类型。种生产类型。1. 选择机床设备的基本原则选择机床设备的基本原则1、单件小批生产：采用各种通用夹具和机床单件小

36、批生产：采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹有组合夹具站的，可采用组合夹具。具站的，可采用组合夹具。3、多品种中、小批生产可采用可调夹具或成多品种中、小批生产可采用可调夹具或成组夹具。组夹具。2、大批大量生产为提高劳动生产率应采用大批大量生产为提高劳动生产率应采用专用高效夹具专用高效夹具。工艺装备的选择工艺装备的选择4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。夹具的选择夹具的选择1、一般优先采用标准刀具。一般优先采用标准刀具。3、刀具的类

37、型、规格和精度等级应符合加工刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。要求。2、若采用工序集中时，应采用各种高效的专若采用工序集中时，应采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。用刀具、复合刀具和多刃刀具等。4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头等柄、刀套、夹头等）。刀具的选择刀具的选择1、单件小批生产应广泛采用通用量具，如单件小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分表、千分表、千分尺等。游标卡尺、百分表、千分表、千分尺等。3、量具的精度必须与加工精度相适应。

38、量具的精度必须与加工精度相适应。2、大批大量生产应采用各种量规和高效的大批大量生产应采用各种量规和高效的专用检验夹具和量仪等。专用检验夹具和量仪等。量具的选择量具的选择第六节第六节 加工工艺过程的生产率与技术经济分析加工工艺过程的生产率与技术经济分析（一）（一） 时间定额时间定额 时间定额是在一定生产条件下，规定生产时间定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。单件时间单件时间 完成一个工件的一个工序的时间称为完成一个工件的一个工序的时间称为单件时间单件时间td，构成如下：构成如下：一、生产率分析一、生产率分析T T单单=t=t

39、基基+t+t辅辅+t+t服服+t+t休休 基本时间基本时间是指直是指直接改变生产对象的接改变生产对象的尺寸、形状、相对尺寸、形状、相对位置、表面状态或位置、表面状态或材料性质等工艺过材料性质等工艺过程所消耗的时间。程所消耗的时间。 辅助时间辅助时间是指为实现工是指为实现工艺过程所必须进行的各种辅艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。如装助动作所消耗的时间。如装卸工件、操作机床、改变切卸工件、操作机床、改变切削用量、试切和测量工件、削用量、试切和测量工件、进退刀具等动作所需时间都进退刀具等动作所需时间都是辅助时间。是辅助时间。 布置工作地时间（工作布置工作地时间（工作地服务时间）地服务时间

40、）是为使加工是为使加工正常进行，工人照管工作正常进行，工人照管工作地（如换刀、润滑机床、地（如换刀、润滑机床、清理切屑、收拾工具等清理切屑、收拾工具等)所所消耗的时间。一般按作业消耗的时间。一般按作业时间的时间的27估算。估算。 休息和生理需要休息和生理需要时间时间是指工人在工作是指工人在工作班内恢复体力和满足班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗生理上的需要所消耗的时间。一般按作业的时间。一般按作业时间的时间的2估算。估算。在成批生产中零件批量t th h t td d t tZ Z/N/N单件核算时间准备终结时间单件时间 大批大量生产时，每个工作地始终完成某一固定大批大量生产时，每个工作地始

41、终完成某一固定工序，工序，t tZ Z/N 0/N 0，故不考虑准备终结时间，即，故不考虑准备终结时间，即 th td（二）提高机械加工生产率的工艺措施（二）提高机械加工生产率的工艺措施 1. 缩短基本时间缩短基本时间2. 缩减辅助时间、工作地点缩减辅助时间、工作地点服务时间、准备终结时间服务时间、准备终结时间3.实行多台机床看管实行多台机床看管4.新工艺、特种工艺新工艺、特种工艺(1)(1) 提高切削用量，但受到刀具寿提高切削用量，但受到刀具寿命和机床刚度的制约。命和机床刚度的制约。(2)(2) 缩短工作行程长度。缩短工作行程长度。(3) (3) 多件同时加工。多件同时加工。(l) 直接缩减

42、辅助时间（如高效夹具、数显测量直接缩减辅助时间（如高效夹具、数显测量）(2) (2) 使辅助时间与基本时间重合（如多工位使辅助时间与基本时间重合（如多工位(3)(3)减少换刀次数，并缩减每次换刀所需时间减少换刀次数，并缩减每次换刀所需时间(4)(4)扩大零件的生产批量减少调整机床、刀具和扩大零件的生产批量减少调整机床、刀具和夹具的时间夹具的时间 在单件小批生产中广泛采用各种数在单件小批生产中广泛采用各种数控和柔性制造系统及推广成组技术等，控和柔性制造系统及推广成组技术等，都可以缩短单件时间，有效地提高劳动都可以缩短单件时间，有效地提高劳动生产率。生产率。二、工艺过程的技术经济分析二、工艺过程的

43、技术经济分析 所谓技术经济分析，就是通过比较不同工艺方案的生产成本，选出最经济的工艺方案。1、生产成本、生产成本2、工艺成本、工艺成本制造一个零件或一台产品的一切费用的总和。制造一个零件或一台产品的一切费用的总和。与工艺过程直接有关的费用。（如下）与工艺过程直接有关的费用。（如下）工艺成本工艺成本可变费用可变费用+不变费用不变费用可变费用可变费用不变费用不变费用可变费用与零件（或产品）年产量有关，它包括可变费用与零件（或产品）年产量有关，它包括材料费或毛坯费、操作工人的工资、通用机床的材料费或毛坯费、操作工人的工资、通用机床的折旧费、维护费、万能机床和万能夹具及刀具的折旧费、维护费、万能机床和

44、万能夹具及刀具的折旧费。折旧费。不变费用与零件（或产品）年产量无关，它是指不变费用与零件（或产品）年产量无关，它是指专用机床和专用夹具、刀具的折旧和维护费用，专用机床和专用夹具、刀具的折旧和维护费用，调整工人的工资等。调整工人的工资等。 一种零件（或一道工序）的全年工艺成本一种零件（或一道工序）的全年工艺成本E E（单位为元）（单位为元）可用下式表示：可用下式表示：E E NVNV C C其单件工艺成本其单件工艺成本E Ed d（单位为元件），可用下式表示：（单位为元件），可用下式表示：NCVEd 式中式中 V V每个零件的可变费用，单位为元件；每个零件的可变费用，单位为元件； N N工件的年

45、产量，单位为件；工件的年产量，单位为件； C C全年的不变费用，单位为元。全年的不变费用，单位为元。3.3.工艺方案的经济评比工艺方案的经济评比NVCEd111NVCEd222Ed1Ed2NEiNc 若两种工艺过程方案的基本投资差额较大： 这时，在考虑工艺成本的同时还要考虑基本投资差额的回收期限。回收期愈短，则经济效果愈好。第七节第七节 工艺尺寸链工艺尺寸链（书p242）尺寸链的定义、组成尺寸链的定义、组成1、定义、定义 尺寸链就是在尺寸链就是在零件加零件加工工或或机器装配机器装配过程中，由过程中，由相互联系相互联系且按一定顺序连且按一定顺序连接的接的封闭尺寸的组合封闭尺寸的组合。（1）在加工

46、中形成的尺寸链）在加工中形成的尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链 A2A1A01.加工面加工面2.定位面定位面3.设计基准设计基准（2）在装配中形成的尺寸链）在装配中形成的尺寸链装配尺寸链装配尺寸链A1A2A02、特征、特征3、 组成组成 1、封闭性 2、关联性。环环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环封闭环在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。环。组成环组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环，是通过加工尺寸链中对封闭环有影响的全部环，是通过加工直接得到的尺寸。直接得到的尺寸。 组成环又可分为组成环又

47、可分为增环和减环。增环和减环。 增环增环若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环，即当其他环不变时，该环增大则封闭环增大增环，即当其他环不变时，该环增大则封闭环增大 减环减环若该环的变动引起封闭环的反向变动，则该环为若该环的变动引起封闭环的反向变动，则该环为减环，即当其他环不变时，该环增大则封闭环减小。减环，即当其他环不变时，该环增大则封闭环减小。4、增、减环判别方法、增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环封闭环减环减环增环增环举例：

48、举例：尺寸链的分类尺寸链的分类 1、按应用范围分类、按应用范围分类1）工艺尺寸链全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。2）装配尺寸链全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。3）零件尺寸链全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。4）设计尺寸链装配尺寸链与零件尺寸链，统称为设计尺寸链。1）长度尺寸链 全部环为长度的尺寸链2）角度尺寸链 全部环为角度的尺寸链3）直线尺寸链 全部组成环平行于封闭环的尺寸链。4）平面尺寸链 全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。5） 空间尺寸链组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。 2、按几何特征及空间位置分类、按几何特征及

49、空间位置分类尺寸链的建立尺寸链的建立 1、确定封闭环、确定封闭环 2、组成环确定、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环后才能确定封闭环。2 2、封闭环的基本属性为、封闭环的基本属性为“派派生生”，表现为尺寸间接获得、，表现为尺寸间接获得、间接保证间接保证 关键关键 关键关键 要领要领1、设计尺寸往往是封闭环、设计尺寸往往是封闭环。2 2、加工余量往往是封闭环（、加工余量往往是封闭环（靠火花磨削除外）。靠火花磨削除外）。 关键关键 关键关键1、封闭环确定后才能确定、封闭环确定后才能确定。2 2、直接获得。、直接获得。3 3、对封闭环有影响、对封闭环有影响

50、1.1.极值法（极大极小法）极值法（极大极小法） （1 1） 极值法各环基本尺寸之间的关系极值法各环基本尺寸之间的关系 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸A A0 0等于增环的基本尺寸之和减去减环的等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，基本尺寸之和，即即1110nmiimiiAAA基基基11min1maxmax0nmiimiiAAA（2）各环极限尺寸之间的关系）各环极限尺寸之间的关系 封闭环的最大极限尺寸封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，减环的最小极限尺寸之和，即即四、尺寸链计算的基本公式四、尺寸链计算的基本

51、公式 封闭环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即11max1minmin0nmiimiiAAAminmiIiAEIAESAES1110)()()(1110)()()(nmiimiiAESAEIAEI (3) 各环上、下偏差之间的关系各环上、下偏差之间的关系 封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即 封闭环的下偏差EI(A0)等于增环下偏差之和减去减环的上偏差之和，即 （4）各环公差之间的关系）各环公差之间的关系 封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即 111110)()()()(niinmiimiiA

52、TATATAT 极值法解算尺寸链的特点是：极值法解算尺寸链的特点是： 简便、可靠简便、可靠; 但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加本增加; 在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。 2. 概率法（简介概率法（简介) 特点：以概率论理论为基础，计算科特点：以概率论理论为基础，计算科学、复杂，经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。学、复杂，经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。1120)()(n

53、iiATAT1110nmiimiiAAA1110nmiimiiAAA (2)(2)各环平均尺寸之间的关各环平均尺寸之间的关系系(1) (1) 各环公差之间的关系各环公差之间的关系 (3)(3)各环平均偏差之间的关系各环平均偏差之间的关系2)(ATAii 当计算出各环的公差、平均尺寸、平均偏差之后，应按将该环的公差对平均尺寸按双向对称分布，即写成 ，然后将之改写成上下偏差的形式，即22AAAAAAiiiiiiTEITES假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。 (1)正计算正计算已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的

54、产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。 (2)反计算反计算已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。因为如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。 （3）中间计算）中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环的基本尺寸及公差（或偏差）。 中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。3. 3. 尺寸链计算的几种尺寸链计算的几种情况情况1） 等公差原则等公差原则 按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即 极值

55、法 Tav=T0/（n-1）4. 4. 确定组成环公差大小的误差分配方法 这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的。 （概率法 )1/0nTTav2） 按等精度原则按等精度原则 就是按等公差级分配的方法来分配封闭环的公差，各组成环的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本尺寸的大小，由标准公差数值表中查得。3） 按实际可行性分配原则按实际可行性分配原则 按具体情况来分配封闭环的公差时,第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环的公差。1) 按“入体”原则标注 公差带的分

56、布按“入体”原则标注时，对于被包容面(轴)尺寸可标注成上偏差为零、下偏差为负的形式（即 -T）；对于包容面(孔)的尺寸可标注成下偏差为零、上偏差为正的形式（即 +T）。2）按双向对称分布标注 对于诸如孔系中心距、相互平行的两平面之间的距离等尺寸，一般按对称分布标注，即可标注成上、下偏差绝对值相等、符号相反形式（即T/2）。3) 当组成环是标准件时，其公差大小和分布位置按相应标准确定。4) 当组成环是公共环时，其公差大小和分布位置应根据对其有严格要求的那个尺寸链来确定。5. 5. 工序尺寸的标注工序尺寸的标注 工艺基准（工序、定位、测量等）与设计基准不重工艺基准（工序、定位、测量等）与设计基准不

57、重合，工序尺寸就无法直接取用零件图上的设计尺寸，因合，工序尺寸就无法直接取用零件图上的设计尺寸，因此必须进行尺寸换算来确定其工序尺寸，以便本工序直此必须进行尺寸换算来确定其工序尺寸，以便本工序直接保证这一尺寸，从而间接保证设计尺寸。接保证这一尺寸，从而间接保证设计尺寸。五、五、工艺过程尺寸链的分析与解算工艺过程尺寸链的分析与解算 1. 1. 基准不重合时的尺寸换算基准不重合时的尺寸换算1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算（书）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算（书P245例例6-1）A 设计基准设计基准C 定位基准定位基准01 . 0160A25. 00025A2A例例1、 如下工件，如下工

58、件，A、C面已在上面工序加工合格面已在上面工序加工合格,本工序以本工序以C定定 位，加工位，加工B面，要求保证面，要求保证 ，求本工序的工序尺寸。，求本工序的工序尺寸。B2A1A0A25. 00025A例例2、 某零件如图示，设计尺寸50-0.17 、10-0.36，因10-0.36不 好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸A2。A210-0.36A1=50-0.17A0封闭环封闭环A0A2A1解解: （1）确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。（2）尺寸及偏差计算： A2=40+0.19（3）假废品情况：如当A2=40+0.36 (按上述计算应为超差),此时若A1=50,计算得A0=10-0.

59、36(合格)，这种废品为假废品。2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算 规律：规律：只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品。成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品。 为此，应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，为此，应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件当作废品报废而导致浪费。以免将实际合格的零件当作废品报废而导致浪费。假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。重合。假废品的出现假废品的出现例例3 3 如图所示轴套，其加工工序如