第6章工艺规程设计

1、机械制造技术基础第第6 6章章 工艺规程设计工艺规程设计机械工程与自动化学院机械制造工艺过程机械制造工艺过程毛坯毛坯成品成品高质量高质量高效率高效率经济性经济性机机床床刀刀具具夹夹具具量量具具加工工艺系统加工工艺系统能源能源切削切削原理原理信息系统信息系统工艺工艺规程规程物料流物料流数控数控程序程序产品开发产品开发 第一节第一节 概概 述述 P190P190第第六六章章 工艺规程设计工艺规程设计第第六六章章 工艺规程设计工艺规程设计次序次序 教教 学学 内内 容容 课时分配课时分配1 1、 第一节概述第一节概述 1 1学时学时 第二节机械加工工艺规程设计第二节机械加工工艺规程设计 1 1学时学

2、时2 2、 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计 1 1学时学时 第三节加工余量与工序尺寸第三节加工余量与工序尺寸 1 1学时学时3 3、 第四节第四节学时学时4 4、 学时学时 * *第五节机械加工工艺的技术经济分析第五节机械加工工艺的技术经济分析( (自学自学) ) * *第六节机器装配工艺规程设计第六节机器装配工艺规程设计 ( (自学自学) ) * *第七节机械产品设计的工艺性评价第七节机械产品设计的工艺性评价( (自学自学) )重点重点：加工工艺规程的术语与基本概念、加工余量与影响因素、加工工艺规程的术语与基本概念、加工余量与影响因素、 难点：难点：生产过程：生产过程：将原材料转变

3、为产品的全过程。将原材料转变为产品的全过程。工艺过程：工艺过程：生产过程中直接改变加工对象的尺寸、生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、形状、相对位置关系、相对位置关系、表面质量表面质量以及以及性能的过程。性能的过程。包括：铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程、热处理包括：铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程、热处理机械加工、装配机械加工、装配等工艺过程。等工艺过程。机械制造工艺过程包括：机械加工工艺过程和装配机械制造工艺过程包括：机械加工工艺过程和装配工艺过程工艺过程工艺规程：工艺规程：将工艺过程的有关内容写在工艺文件中，将工艺过程的有关内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些文本文件称为用以指导生产，

4、这些文本文件称为工艺规程工艺规程一一. .生产过程生产过程与与工艺过程工艺过程二二. .机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程机械加工工艺过程是由若干个是由若干个顺次排列的顺次排列的工序工序组成。组成。工序工序 是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。艺过程。 工人、工作地工人、工作地和和工件工件三不变，加上三不变，加上连续完成连续完成是构成是构成工序的四个要素工序的四个要素。工序是组成工艺过程的基本单元。工序是组成工艺过程的基本单元。工

5、序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关。如阶梯轴零件的件的数量和现有工艺条件等有关。如阶梯轴零件的加工。加工。大批量生产的工艺过程大批量生产的工艺过程工序号工序号工序内容工序内容设备设备1铣端面，打中心孔铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床铣端面打中心孔机床2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4磨小、大两处外圆磨小、大两处外圆磨床磨床5铣键槽铣键槽铣床铣床6去毛刺去毛刺钳工台钳工台机械加工工艺过程的组成：机械加工工艺过程的组成：工序可分为工序可分为工步、工作行程、装夹和工位。工步、

6、工作行程、装夹和工位。 工序：工序： 工步：工步： 工作行程（进给或走刀）：工作行程（进给或走刀）： 装夹：装夹： 工位工位:组成组成1)1)工步工步 指在指在加工表面、刀具加工表面、刀具和和切削速度、进给量切削速度、进给量和和背吃刀背吃刀量量均保持不变的情况下完成的均保持不变的情况下完成的工序工序内容。内容。 有时为有时为，常用几把刀具同时分别加工几个表面，常用几把刀具同时分别加工几个表面，该工步称为该工步称为复合工步复合工步。卡盘爪卡盘爪 工序、工位、工步和工序、工位、工步和进给进给之间的关系如下：之间的关系如下：工序工序1 工步工步1 工步工步2 工作行程工作行程1（进给（进给1） 工作

7、行程工作行程2（进给（进给2） 工作行程工作行程3（进给（进给3） 工步工步1 工序工序2 工步工步2工序工序3 工位工位1 工位工位24)4)装夹装夹 工件在机床或夹具上定位和夹紧的过程。工件在机床或夹具上定位和夹紧的过程。3)3)工位工位 工件在机床一次装夹多个位置加工时，工件工件在机床一次装夹多个位置加工时，工件在机床上占据每一个位置所完成的工序内容。在机床上占据每一个位置所完成的工序内容。为了减少工件的安装为了减少工件的安装次数次数, ,提高生产效率，提高生产效率，常采用多工位夹具或常采用多工位夹具或多轴（或多工位）机多轴（或多工位）机床，使工件在一次安床，使工件在一次安装后先后经过若

8、干个装后先后经过若干个不同位置顺次进行加不同位置顺次进行加工。工。图三、零件获得加工精度的方法三、零件获得加工精度的方法p191 产品质量是企业的生命线，零件加工质量是产品质量是企业的生命线，零件加工质量是保证产品质量的基础。保证产品质量的基础。 加工质量指标分加工质量指标分加工精度加工精度和和加工表面质量加工表面质量。 加工精度加工精度指零件加工后实际几何参数指零件加工后实际几何参数( (尺寸尺寸、形状和位置、形状和位置) )与理想几何参数相符的程度与理想几何参数相符的程度。符合程度愈高，加工精度愈高。符合程度愈高，加工精度愈高。 实际值与理想值之差称为实际值与理想值之差称为加工误差加工误差

9、。常用加。常用加工误差的大小来评价加工精度的高低。加工工误差的大小来评价加工精度的高低。加工误差越小，加工精度越高。误差越小，加工精度越高。 零件的加工精度包括零件的加工精度包括 尺寸精度、形状精度、位置精度尺寸精度、形状精度、位置精度 通常尺寸精度要求高，形、位精度要求也高通常尺寸精度要求高，形、位精度要求也高（1 1）获得尺寸精度的方法）获得尺寸精度的方法 1 1）试切法）试切法 试切测量调整加工试切测量调整加工反复进行直反复进行直到工件合格的加工方法。用于单件、小批生产。到工件合格的加工方法。用于单件、小批生产。 2 2）调整法）调整法按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工按零件规定的尺寸预

10、先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。 用于成批、大量生产。用于成批、大量生产。 3 3）定尺寸刀具法）定尺寸刀具法用刀具的相应尺寸来保证加工的用刀具的相应尺寸来保证加工的尺寸。生产率高，刀具制造复杂。尺寸。生产率高，刀具制造复杂。用于各种生产。用于各种生产。 4 4）自动控制法）自动控制法 切削过程自动测量工件尺寸，切削过程自动测量工件尺寸，自动自动补偿调整。补偿调整。（2 2）获得形状精度的方法）获得形状精度的方法 1 1）轨迹法）轨迹法 利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状 2 2）成形刀具法）成形刀具法

11、由刀刃的形状形成工件表面形状由刀刃的形状形成工件表面形状 3 3）展成法）展成法 由切削刃包络面形成工件表面形状由切削刃包络面形成工件表面形状（3 3）获得相互位置精度的方法）获得相互位置精度的方法 主要由主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证来保证1.1.生产类型生产类型生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生产纲领来划分。产纲领来划分。 生产纲领生产纲领 N=Qn(1+a)(1+b)式中式中 Q产品的年产量；产品的年产量； n单台产品中该零件的数量；单台产品中该零件的数量； a备品率，以百分数

12、计；备品率，以百分数计； b备品率，以百分数计。备品率，以百分数计。四四. .机械加工工艺与生产类型机械加工工艺与生产类型 P192P192根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为三种生产类型制造可分为三种生产类型三种生产类型：三种生产类型：1)1)、单件生产、单件生产2)2)、成批生产、成批生产3)3)、大量生产、大量生产五五. .工艺规程的设计原则及原始资料工艺规程的设计原则及原始资料 1 1、工艺规程的设计原则、工艺规程的设计原则 （1 1）保证零件图纸上所有技术要求能实现。）保证零件图纸上所有技术要求能实现。即即保证质量

13、保证质量； （2 2）保证高的生产率保证高的生产率； （3 3）保证成本低，保证成本低，消耗要小；消耗要小； （4 4）保证良好的）保证良好的安全安全工作条件，尽量减轻工工作条件，尽量减轻工人的人的劳动强度劳动强度。同夹具的设计原则相似！同夹具的设计原则相似！ 第二节、机械加工工艺规程设计第二节、机械加工工艺规程设计P195一、机械加工工艺规程设计的一、机械加工工艺规程设计的内容内容和和步骤步骤1 1、分析零件图和产品装配图；、分析零件图和产品装配图； 在零件图上，分析零件尺寸的大小、什么形状在零件图上，分析零件尺寸的大小、什么形状及其尺寸、形状、位置的精度高低，表面粗糙度值及其尺寸、形状、位

14、置的精度高低，表面粗糙度值，技术要求等。，技术要求等。 2 2、零件图和装配图的工艺审查；、零件图和装配图的工艺审查；尺寸全不全，技尺寸全不全，技术要求、结构、材料的合理性，能否正常加工等。术要求、结构、材料的合理性，能否正常加工等。3 3、确定零件的生产类型，确定毛坯（铸件、焊件、确定零件的生产类型，确定毛坯（铸件、焊件、型材）；、型材）； 4 4、拟定工艺路线、拟定工艺路线 ； 常用的机械加工工艺规程的三种形式常用的机械加工工艺规程的三种形式 （1 1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片 以以工序工序为单位，列出零件加工的工艺路线和工序为单位，列出零件加工的工艺路线和工序内容的概况

15、。内容的概况。在单件、小批生产中，通常不编制在单件、小批生产中，通常不编制较详细的工艺文件，而用较详细的工艺文件，而用机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片指导生产。指导生产。（2）机械加工工序卡片）机械加工工序卡片针对每一道工序制定的，详细标明该工序的针对每一道工序制定的，详细标明该工序的加工表加工表面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、刀具、面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、刀具、工艺参数工艺参数等信息，绘有等信息，绘有工序图工序图，用来具体指导工人，用来具体指导工人操作的重要文件。操作的重要文件。主要用于大批量、成批生产中较重要的零件。主要用于大批量、成批生产中较重要的零件。表

16、6-9 机械加工工艺过程卡片见P221表6-10机械加工工序卡片见P222机械加工工艺过程卡片二、工艺路线的拟定二、工艺路线的拟定P1951. 定位基准选择定位基准选择（1）基准分类）基准分类 1）设计基准）设计基准 工序基准工序基准 工序图工序图上用来确定本工序的加工上用来确定本工序的加工 表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。 定位基准定位基准 测量基准测量基准 装配基准装配基准a.粗基准和精基准粗基准和精基准b.附加基准附加基准2）工艺基准）工艺基准 在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。生产中可进一步分为：生产

17、中可进一步分为：使用未经机械加工表面作为定位基准。使用未经机械加工表面作为定位基准。 该基准称为粗基准该基准称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需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位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔工艺孔或或工艺凸台工艺凸台等。等。使用经过机械加工表面作为定位基准，使用经过机械加工表面作为定位基准， 该基准称为精基准。该基准称为精基准。定位基准的分类定位基准的分类工艺凸台（辅助基准）A向A小刀架上的工艺凸台a a）b b）c c）保证加工表面与不加工表面相互位置要求原则保证加

18、工表面与不加工表面相互位置要求原则如果如果工件上加工面与不加工面有相互位置要求，则应以不加工工件上加工面与不加工面有相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。面作为粗基准。 合理分配加工余量的原则合理分配加工余量的原则如果首先要求保证工件某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。基准。 图 粗基准选择比较图 床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2 便于工件装夹原则便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不得有锻造飞边、铸造浇、光洁，且有足够大的尺寸

19、，不得有锻造飞边、铸造浇、冒口等缺陷。不宜选用铸造分型面作粗基准。冒口等缺陷。不宜选用铸造分型面作粗基准。粗基准一般不得重复使用原则粗基准一般不得重复使用原则 图 以顶面和两销孔定位 镗孔支架图 置于箱体中部的吊架支承 吊架图 主轴箱零件精基准选择基准重合原则基准重合原则选用被加工面设计基准作为选用被加工面设计基准作为精基准精基准统一基准原则统一基准原则当工件以某一表面作精基准定位，可以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，应先将这个基准面加方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应先将这个基准面加工出来，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工。工出来，

20、以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工。 c c、互为基准原则、互为基准原则 轴径轴径锥孔图主轴零件精基准选择【例】【例】主轴零件精基准选择主轴零件精基准选择互为基准和自为基准原则互为基准和自为基准原则自为基准原则自为基准原则 【例】【例】床身导轨面磨削加工床身导轨面磨削加工图 导轨磨削基准选择 图 浮动镗刀块1工件 2镗刀块 3镗杆图 外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图5-10）【例】浮动镗刀块镗孔（图5-11） 图 摇杆零件图4012H7600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【例 5-1】选择图5-12所示

21、摇杆零件的定位基准。零件 材 料 为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。 基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准基准分类归纳如下：基准分类归纳如下：粗基准选择一般应遵循以下原则：粗基准选择一般应遵循以下原则： 1）选择不加工面为粗基准）选择不加工面为粗基准 2）合理分配加工余量的原则）合理分配加工余量的原则 3）便于工件装夹原则）便于工件装夹原则 4）同方向上粗基准不得重复使用）同方向上粗基准不得重复使用 归纳归纳 粗基准的选择粗基准的选择主要应保证加工精度和装夹方便。选择精基

22、准主要应保证加工精度和装夹方便。选择精基准一般应遵循以下原则：一般应遵循以下原则： 1 1）基准重合原则）基准重合原则 设计设计( (工序工序) )与定位重合与定位重合 2）基准统一原则）基准统一原则 各工序的基准相同各工序的基准相同 3）互为基准原则）互为基准原则 两表面位置精度要求高两表面位置精度要求高 4）自为基准原则）自为基准原则 加工余量小且均匀加工余量小且均匀 归纳归纳 精基准的选择精基准的选择 2.2.表面加工方法的选择表面加工方法的选择 P197P197（1）尽量采用）尽量采用经济加工精度经济加工精度方案进行加工；方案进行加工；（2）首先考虑主要表面的加工方案）首先考虑主要表面

23、的加工方案 ；（3 3）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、结构）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、结构形状、尺寸大小等；形状、尺寸大小等；（4）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适应，）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适应，考虑现有技术力量和设备。考虑现有技术力量和设备。零件结构形状多种多样，都是由基本表面组合而成。零件结构形状多种多样，都是由基本表面组合而成。同一表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：同一表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：表表6-36-3、表、表6-46-4、表、表6-56-5为外圆、孔、平面的保证加为外圆、孔、平面的保证加工经济精度和表面粗糙度的加

24、工方法。工经济精度和表面粗糙度的加工方法。 P200P200 划分加工阶段的主要目的划分加工阶段的主要目的 ：（1）保证加工质量）保证加工质量 粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件 产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正（2 2）合理使用设备）合理使用设备 有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床（3 3）便于安排热处理工序）便于安排热处理工序 热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产（

25、4 4）及时发现毛坯的缺陷）及时发现毛坯的缺陷 以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费 确定工序内容时有两种思路，即工序集中与分散确定工序内容时有两种思路，即工序集中与分散工序集中的特点是：工序集中的特点是：（1）可减少工件装夹次数，易保证位置精度）可减少工件装夹次数，易保证位置精度（2）工序数少，减少了设备数量、操作工人和）工序数少，减少了设备数量、操作工人和 生产面积生产面积（3）可采用高效专用设备、工艺装备，提高加）可采用高效专用设备、工艺装备，提高加 工精度和生产率。工精度和生产率。（4）设备的一次性投资大、工艺装备复杂）设备的一次

26、性投资大、工艺装备复杂工序分散的特点是：工序分散的特点是：（1）设备、工装比较简单，调整、维护方便，）设备、工装比较简单，调整、维护方便， 生产准备工作量少。生产准备工作量少。（2）每道工序的加工内容少，便于选择最合理）每道工序的加工内容少，便于选择最合理 的切削用量，对操作工人的技术水平要求的切削用量，对操作工人的技术水平要求 不高。不高。（3）工序数多，设备数量多、操作人员多、占）工序数多，设备数量多、操作人员多、占 用生产面积大。用生产面积大。工序集中分散各有所长，工序集中优点较多，工序集中分散各有所长，工序集中优点较多，现代生产的发展趋于工序集中。现代生产的发展趋于工序集中。 退火和正

27、火：安排在粗加工之前或后；退火和正火：安排在粗加工之前或后； 调质：调质： 安排粗加工后半精加工前；安排粗加工后半精加工前；时效：人工时效：工件加热时效：人工时效：工件加热550550度，保温度，保温5 5小时，随炉冷；小时，随炉冷； 自然时效：将工件露天放置自然时效：将工件露天放置5 5个月以上，再使用。个月以上，再使用。2 2）最终热处理）最终热处理 淬火：半精加工后精加工前；淬火：半精加工后精加工前； 淬火、渗碳、渗氮、淬火、渗碳、渗氮、 渗碳：半精加工后精加工前；渗碳：半精加工后精加工前； 后有变形，需在精加工后有变形，需在精加工 渗氮：半精加工或精加工后。渗氮：半精加工或精加工后。

28、消除；一般采用磨削。消除；一般采用磨削。 工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制造成本。工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制造成本。 中小批量可选用通用工艺装备、数控设备；中小批量可选用通用工艺装备、数控设备； 大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。 机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当前效益，还要考虑产品的改型及转产，应具有足够的柔性。还要考虑产品的改型及转产，应具有足够的柔性。 机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应； 精度等级与本工序加工要求相适应；精度等级与本工序加工

29、要求相适应； 电机功率与本工序加工所需功率相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应； 自动化程度和生产效率与生产类型相适应。自动化程度和生产效率与生产类型相适应。 n1iiZ ZZ Z0 0图图6-76-7 Zmax= la (lb Tb)= Zb + Tb Zmin =( la Ta ) lb= Zb Ta Tz = ZmaxZmin = Tb + Ta 图图6-8 6-8 包容面工序余量包容面工序余量 对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸，其最小尺寸 就是基本尺寸，本工序的就是基本尺寸，本工序的公称余量公称余量 Zb =lb-la Zma

30、x= (lb +Tb) la= Zb + Tb Zmin = lb (la +Ta) = Zb Ta工序余量变动范围工序余量变动范围 Tz = ZmaxZmin = Tb + Ta图图6-8 6-8 包容面工序余量包容面工序余量上道工序尺寸上道工序尺寸本道工序尺寸本道工序尺寸2 、影响加工余量的因素、影响加工余量的因素P207图图6-96-9 2 baayabmineHRTZbaayabmin22e)H(RTZ3 、加工余量的确定、加工余量的确定1）计算法）计算法 掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，计算掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，计算法比较科学，但目前统计资料较少。法

31、比较科学，但目前统计资料较少。2）经验估计法）经验估计法 为避免出现废品，估计的余量一般偏大，用于单件小批生为避免出现废品，估计的余量一般偏大，用于单件小批生产。产。3）查表法）查表法 以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表并结合以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，方法简便，较实际情况加以修正。查表法确定加工余量，方法简便，较接近实际，应用广泛。接近实际，应用广泛。 9292 +2.597-5=92 1T17（H17） 8毛坯孔毛坯孔 9797 +0.3599.4-2.4=97 1T12（H12） 5粗镗孔粗镗孔 99.499.4 +0

32、.1499.9-0.5=99.4 1T10（H10） 2.4半精镗孔半精镗孔 99.999.9 +0.045100-0.1=99.9 1T8（H8） 0.5精镗孔精镗孔 100100 +0.0351001T7（H7） 2Zb 0.1浮动镗孔浮动镗孔 工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差 工序基本尺寸工序基本尺寸 工序经济精度工序经济精度 工序余量工序余量 工序名称工序名称 工序尺寸及其偏差工序尺寸及其偏差0000- 1例题例题 用用查表法确定某箱体零件上孔的各查表法确定某箱体零件上孔的各工序尺寸、公差、工序尺寸、公差、工序余量工序余量，每道工序的加工方法按经济精度和公差定，每道工序的加工方法按经济精度

33、和公差定值，毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到值，毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到100H7（+0.035）,Ra为为0.8m，材料为，材料为HT200。其工艺路线为粗其工艺路线为粗镗镗半精镗半精镗精镗精镗精细镗。精细镗。0 第四节第四节. . 工艺尺寸链工艺尺寸链P209P2093、极值法解工艺尺寸链极值法解工艺尺寸链 A1和和A2是在加工过程中是在加工过程中直接获得直接获得，尺寸，尺寸A0是是间接保证间接保证的，的，A1、A2 和和A0构成一个封闭的尺寸组，构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。都叫尺寸链的环。 组成环：组成环：加工过程中直接获得的尺寸如加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成

34、环；是组成环； 封闭环：封闭环：间接获得的尺寸间接获得的尺寸A0称为封闭环；称为封闭环； 增环：增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环如它增大将使封闭环随之增大的组成环如A2叫增环；叫增环； 减环：减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环如它增大反使封闭环随之减小的组成环如A1叫减环叫减环1）工艺尺寸链的基本概念）工艺尺寸链的基本概念 尺寸尺寸A0是加工过程中间接保证的，是尺寸链的封闭环；尺寸是加工过程中间接保证的，是尺寸链的封闭环；尺寸A1和和A2是在加工中直接获得的是组成环。是在加工中直接获得的是组成环。 012AAA尺寸链方程为：尺寸链方程为：A2=A1-A2=30-20=10mm上偏差上

35、偏差下偏差下偏差EI0=EIA1-ESA2ESA2=EIA1-EI0=-0.2-(-0.3)=+0.1mmES0=ESA1-EIA2EIA2=ESA1-ES0=0-0.3)= -0.3mmmmA1 . 03 . 0210 统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极值法解统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极值法解直线尺寸链的有些公式外，有以下两个基本计算公式：直线尺寸链的有些公式外，有以下两个基本计算公式：1）封闭环中间偏差）封闭环中间偏差5 5、统计法解直线尺寸链基本计算公式、统计法解直线尺寸链基本计算公式 P211P2112）封闭环公差）封闭环公差 i =( ESi+EIi )/2表表6-

36、8 6-8 例：例：如图活塞上加工销孔，要求保证尺寸如图活塞上加工销孔，要求保证尺寸A0，设计基准，设计基准 为活塞顶面。为加工方便常用为活塞顶面。为加工方便常用B面定位，按工序尺面定位，按工序尺 寸寸A1加工销孔。试确定工序尺寸加工销孔。试确定工序尺寸A1及其公差。及其公差。（3）几种工艺尺寸链的分析与计算）几种工艺尺寸链的分析与计算 1 1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算解：解： 作出尺寸链图；作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环画箭头分出增环A2和减环和减环A1；例题一：尺寸链计算例题一：尺寸链计算

37、A1的基本尺寸的基本尺寸 A0 = A2 - A1 99=155 - A1 得得A1 =56 mm 验算封闭环公差验算封闭环公差 T0 = T1 +T2 T0 T2 修正修正T2=0.063 A1上偏差上偏差 EIA0= EIA2 ESA1 ESA1=(-0.063)- (-0.087)=0.024 A1下偏差下偏差 ESA0= ESA2 EIA1 EIA1= 0 0 = 0 故工序尺寸故工序尺寸A1为：为： A1 =56+0.024 mm 0例例6-2：中间工序尺寸：中间工序尺寸A1的计算的计算齿轮内孔及键槽的加工顺序：齿轮内孔及键槽的加工顺序：工序工序1：镗内孔至：镗内孔至39.6+0.1

38、mm;工序工序2：插：插键键槽至尺寸槽至尺寸A ；工序工序3：热处理：热处理淬火；淬火；工序工序4：磨内孔至：磨内孔至4040+0.05，同时保证键槽深度同时保证键槽深度43.643.6+0.34+0.34mm；00 基本尺寸基本尺寸A A0 =43.6=A +20 19.8 A =43.4mm 验算公差验算公差 T0 =T1 +T3+T2 T1 = 0.340.0250.05 =0.265mmA27. 00315. 0050. 045.434 .43*例题三：保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例题三：保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例轴颈衬套内孔例轴颈衬套内孔145表面需渗

39、氮处理，渗氮层深度要求表面需渗氮处理，渗氮层深度要求 为为0.30.5mm(单边单边0.3+0.2，双边，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：。其加工顺序为： 工序工序1：初磨孔至：初磨孔至144.76+0.04； 工序工序2：渗氮处理，渗氮的深度为：渗氮处理，渗氮的深度为 t ； 工序工序3：终磨孔至：终磨孔至145+0.04,保证渗氮层深度为保证渗氮层深度为0.30.5mm ， 试求终磨前渗氮层深度试求终磨前渗氮层深度 t 及其公差。及其公差。0000解：解： 作出尺寸链图；作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环画箭头分出增环A1、t 和减环和

40、减环A2 ； 1、 渗氮深度渗氮深度 t 的计算的计算 t 基本尺寸基本尺寸 A0 =A1+ t -A2 0.6=144.76+t 145 得得t =0.84 验算公差验算公差 T0 =T1 +Tt+T2 Tt = 0.4 0.04 0.04 = 0.32 t上偏差上偏差 0.4= 0.04+Est 0 ESt= 0.4 0.04 = 0.36 t下偏差下偏差 0 = 0 + EIt 0.04 EIt= 0.04双边渗氮深度双边渗氮深度 t=0.84+0.36= 0.88+0.32，单边渗层，单边渗层t /2=0.44+0.16+0.0400例题五：复杂工序尺寸计算例题五：复杂工序尺寸计算有关

41、轴向表面工艺过程如下：有关轴向表面工艺过程如下：. A定位车定位车D得全长得全长ATA1/2, 车小外圆到车小外圆到B得长度得长度40-0.2 ； D定位车定位车A得全长得全长A2TA2/2, 镗大孔到镗大孔到C得尺寸得尺寸A3TA3/2 ； D定位磨定位磨A保证全长保证全长A4=50-0.5。 求求A、A2 、A3、 A4及公差验算及公差验算Z3解解 作图分解尺寸链；作图分解尺寸链； 确定封闭环确定封闭环A0 ； 画箭头定增环画箭头定增环A3、 A4 和减环和减环A2 ；A1AD40-0.2A2BCA3A4 =50 -0.5A0=36+0.5Z3Z2 用双向对称偏差注尺寸用双向对称偏差注尺寸

42、 50- 0.5 = 49.750.25 40- 0.2 = 39.900.10 36 +0.5 = 36.250.25计算工序尺寸及偏差计算工序尺寸及偏差 计算计算A2、 A3的基本尺寸：的基本尺寸： A4 = 49.75 A2 = 49.75+0.2= 49.95 A0 =A3 +A4 -A2 A3 = A0 + A2 - A4 =36.25+ 49.95- 49.75 =36.45A1=A2+Z2=49.95+2.8=52.75把封闭环公差分配给组成环把封闭环公差分配给组成环 : TA0 =TA3 +TA4 +TA2 TA4=TA0 应修改为应修改为TA4 /2=0.05 TA2/2=0

43、.1 TA3 /2=0.1 A1按粗车精度按粗车精度 TA1/2=0.25 验算工序余量验算工序余量 Z3 Z3为为A2 、 A4的封闭环，的封闭环， 公称余量公称余量Z3= A2 -A4 = 0.2 TZ3 /2= TA2/2 +TA4 /2 =0.1+0.05 = 0.15 即即Z3 = 0.2 0.15 Z3max=0.35，Z3min=0.05 工序余量是合理的工序余量是合理的AD40-0.2A2BCA3A4 =50 -0.5A0=36+0.5Z3Z2A1。ATA0mmAmmA025. 010. 035. 0451 .45。：02 . 030 4) 验算加工余量验算加工余量 如图一批小

44、轴零件，加工过程如下：如图一批小轴零件，加工过程如下： 1. 半精车端面半精车端面A、B，保证两者之间的尺寸，保证两者之间的尺寸A1= 49.6 + 0.20 mm； 2. 调头，以调头，以A面为基准半精车端面面为基准半精车端面C，保证总长度，保证总长度A2= 80 - 0.05； 3. 热处理；热处理； 4. 以以C面为基准磨端面面为基准磨端面B，保证尺寸，保证尺寸A3=30 - 0.15 。 试校核端面试校核端面B的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？ - 0.2000 A 80-0.05 30-0.15 -0.20 0 B C 解：解： 列出

45、尺寸链列出尺寸链 判断各环性质判断各环性质 Z 为封闭环，为封闭环，A2为增环，为增环， A1 、A3为减环为减环 A2 A1 A3 Z * 计算：计算： Z = 80 - 49.6 - 30 = 0.4 BS Z = - 0.05 - 0 - (- 0.15) = 0.10 BI Z = - 0.20 - 0.20 - 0 = - 0.40 0 A2 A1 A3 Z 分析分析 最小余量为零，需要调整。最小余量为零，需要调整。A2 、A3为设计尺寸，保持不变为设计尺寸，保持不变 若令最小余量为若令最小余量为0.1mm，将工艺尺寸，将工艺尺寸A1改为改为49.6+0.10，此时，此时 Z0.4+

46、0.10 。-0.3000sintanCALEL=300.05A=100.01DC TC12=602 L0 CAEd a） b）图5-29 平面尺寸链示例 图5-29a所示斜孔钻模板。采用工艺孔d辅助进行加工和测量。求孔d至斜孔中心线的距离尺寸C。已知孔d 与孔D的偏移量为E=0.01mm，A值如图示。【例 5-5】 建立尺寸链（图b）【解】对上式求全微分，有：02sintantansinsindCdACAdLdEd各组成环的误差传递系数分别为：111,1.155,0.577,sintanECA最终结果：采用极值算法 C = 20.9810.016mm 采用概率算法 C = 20.9810.0

47、26mm由式（5-14） ：0LEECCAATTTTT可求出 ：TC = 0.032由式（5-18）：0LEECCAATkTTTT可求出 ：TC = 0.052（k=1.4 ）227.321tansinsinCA 0170150.A 0360010.A 图5-30 测量尺寸链示例A2 图5-30所示零件，尺寸 A0不好测量，改测尺寸A2 ，试确定A2的大小和公差0.0240.3660Av 由新建立的尺寸链可解出：0020350.A 4A0.192040A A2是测量直接得到的尺寸，是组成环；A0是间接保证的，是封闭环。计算尺寸链可得到：【解】【例 5-7】 假废品问题： 1) 拉内孔至 ；0.

48、031057.75D2) 插键槽，保证尺寸x；试确定尺寸 x 的大小及公差。3) 热处理建立尺寸链如图b 所示，H是间接保证的尺寸，因而是 封闭环。计算该尺寸链，可得到：4) 磨内孔至 ，同时保证尺寸 。0.25062H0.032058D a） b）图5-31 键槽加工尺寸链0.2350.0150.22061.87561.89x【解】图5-31所示键槽孔加工过程如下：【例 5-8】 v 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5-32b） a） b）图5-32 键槽加工尺寸链0.2

49、10.170.04061.87561.905x重新进行计算，可得到： 图 5-33 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 5-9】【解】0.2510.0080.7HR2R1H1H0b)图5-33 渗碳层深度尺寸换算a)A1） 精车A面，保证直径 ； 010.138.4D3） 精磨A面保证直径尺寸 ，同时保证规定的渗碳层深度。020.01638DD2H0H12） 渗碳处理，控制渗碳层深度H1； 试确定H1的数值。建立尺寸链，如图 b,在该尺寸链中，H0 是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：D1 tm= il