机械制造基础工艺规程设计

机械制造工艺过程毛坯成品高质量高效率经济性机床刀具夹具量具加工工艺系统动力切削原理信息系统工艺规程物料流数控程序产品开发第一节概述P220第六章工艺规程设计售后服务1次序教学内容课时分配1、第一节概述1学时第二节机械加工工艺规程设计1学时2、机械加工工艺规程设计1学时第三节加工余量与工序尺寸1学时3、第四节工艺尺寸链2学时4、工艺尺寸链2学时*第五节机械加工工艺的技术经济分析(自学)*第六节机器装配工艺规程设计(自学)*第七节机械产品设计的工艺性评价(自学)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、

工艺尺寸链难点：工艺尺寸链的确定与计算2第六章工艺规程设计生产过程：将原材料转变为产品的全过程。工艺过程：生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、相对位置关系、表面质量以及性能的过程。包括：铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程、热处理机械加工、装配等工艺过程。机械制造工艺过程包括：机械加工工艺过程和装配工艺过程工艺规程：将工艺过程的有关内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些文本文件称为工艺规程一.生产过程与工艺过程工艺：制造产品的方法，工作艺术。3二.机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由若干个顺次排列的工序组成。工序里包含：工步、工作行程、装夹和工位。工序是指一个（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艺过程。工人、工作地和工件三不变，加上连续完成是构成工序的四个要素。工序是组成工艺过程的基本单元。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。如阶梯轴零件的加工。4单件小批生产的工艺过程5大批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4磨小、大两处外圆磨床5铣键槽铣床6去毛刺钳工台61)工步指在加工表面、刀具和切削速度、进给量和背吃刀量均保持不变的情况下完成的工序内容。

有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几个表面，该工步称为复合工步。卡盘爪7

2)工作行程（进给或走刀）刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。进给是构成工艺过程的最小单元。工序、工位、工步和进给之间的关系如下：工序1工步1

工步2工作行程1（进给1）工作行程2（进给2）工步1

工序2工序3工位1

工位2工艺路线：仅列出主要工序名称及加工顺序的简易工艺过程。84)装夹工件在机床或夹具上定位和夹紧的过程。3)工位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。为了减少工件的安装次数,提高生产效率，常采用多工位夹具或多轴（或多工位）机床，使工件在一次安装后先后经过若干个不同位置顺次进行加工。图9（复习）零件获得加工精度的方法

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。加工质量指标分加工精度和加工表面质量。

加工精度指零件加工后实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符的程度。符合程度愈高，加工精度愈高。实际值与理想值之差称为加工误差。常用加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。10零件的加加工精度度包括尺寸精度度、形状状精度、、位置精精度通常尺尺寸精精度要要求高高，形形、位位精度度要求求也高高（1）获得得尺寸寸精度度的方方法1）试切切法试切－－测量量－调调整－－加工工…反复进进行直直到工工件合合格的的加工工方法法。用用于单单件、、小批批生产产。2）调整整法按零件件规定定的尺尺寸预预先调调整好好刀具具与工工件的的相对对位置置来保保证加加工表表面尺尺寸的的方法法。用于成成批、、大量量生产产。3）定尺尺寸刀刀具法法用刀具具的相相应尺尺寸来来保证证加工工的尺尺寸。。生产产率高高，刀刀具制制造复复杂。。用于各各种生生产。。4）自动动控制制法切削过过程自自动测测量工工件尺尺寸，，自动补偿调调整。。11（2）获得得形状状精度度的方方法1）轨迹法利利用刀刀尖运动轨轨迹形成工工件表面形形状2）成形刀具具法由由刀刃的形形状形成工工件表面形形状3）展成法由由切削削刃包络面面形成工件件表面形状状（3）获得相互互位置精度度的方法主要由机床精度、、夹具精度度和工件的的装夹精度度来保证121.生产类型生产类型是是指产品生生产的专业业化程度，，可按产品品的年生产纲领来划划分。生产产纲纲领领N=Qn(1+a)(1+b)式中中Q———产品品的的年年产产量量；；n———单台台产产品品中中该该零零件件的的数数量量；；a———废品品率率，，以以百百分分数数计计；；b———备品品率率，，以以百百分分数数计计。。三.生产产类类型型与与加加工工工工艺艺过过程程P221根据据生生产产纲纲领领和和产产品品本本身身的的大大小小及及结结构构复复杂杂性性，，产产品品的的制造造可可分分为为三三种种生生产产类类型型13三种种生生产产类类型型：：1)、单单件件生生产产2)、成成批批生生产产3)、大量生生产单个地生生产不同同结构尺尺寸的产产品，且且很少重重复的生产。如如重型机机械、大大型船舶舶制造、、新产品品试制等等。成批地制制造相同同产品且且周期性性地重复复生产，，如机床床制造等等。根据据产品特特征及批批量大小小又分为为小批、、中批和大批批生产三三种。产品数量量很大，，大多数数工作地地一直按按照一定定的节拍拍进行同一种种零件的的某一道道工序的的加工，，称为大大量生产产。如自行车、、洗衣机机、螺钉钉、螺母母等生产产。见P222表6-3、6-414四.工艺规程程的设计计原则及及原始资资料1、工艺规规程的设设计原则则（1）保证零零件图纸纸上所有有技术要要求能实实现。即即保证质量量；（2）保证高的的生产率率；（3）保证成本本低，消耗要小小；（4）保证良好好的安全工作条件，，尽量减轻轻工人的劳动强度。同夹具的设设计原则相相似！152、设计工艺规程必必须具备的的原始资料料（1）产品装配配图、零件件图；（2）产品验收收质量标准准；（3）产品的生生产纲领（（生产批量量）；（4）毛坯材料料与毛坯生生产条件；；（5）制造厂的的生产条件件，包括机机床设备、、工艺装备备的规格性能及使使用状况，，工人技术术水平以及及自制工艺艺装备能力等资资料；（6）工艺规程程、工艺装装备设计所所用设计手手册和有关关标准；（7）国、内外外先进制造造技术资料料等。16第二节、机机械加工工工艺规程设设计P225一、机械加加工工艺规规程设计的的内容和步骤1、分析零件件图和产品品装配图；；在零件图上上，分析零零件尺寸的的大小、什什么形状及及其尺寸、、形状、位位置的精度度高低，表表面粗糙度度值，技术术要求等。。2、零件图和和装配图的的工艺审查查；尺寸全不全全，技术要要求、结构构、材料的的合理性，，能否正常常加工等。。3、确定定零件件的生生产类类型，，确定定毛坯坯（铸铸件、、焊件件、型型材））；4、拟定定工艺艺路线线（确确定加加工方方法、、加工工顺序序、夹夹具设设计、、热处处理等等），，选择择定位位基面面；175、确定定各工工序所所用机机床设设备、、工艺艺装备备等；；6、确定各各工序序的技技术要要求和和检验验方法法；7、确定各各工序序的加加工余余量、、计算算工序序尺寸寸和公公差；；8、确定定各工工序的的切削削用量量和工工时定定额；；9、进行行经济济分析析。编编制工工艺文文件。。参见P225表6-5零件机械加工结结构工工艺性性的对对比。。18常用的的机械械加工工工艺艺规程程的三三种形形式（1）综合合工艺艺过程程卡片片P253表6-10以工序为单位位，列列出零零件加加工的的工艺艺路线线和工工序内内容的的概况况。在在单件件、小小批生生产中中使用用。（2）机械械加工工工序序卡片片P255表6-12针对某某道工工序制制定的的，详详细标标明该该工序序的加工表表面、、工序序尺寸寸及公公差、、定位位基准准、装装夹方方式、、刀具具、工工艺参参数等信息息，绘绘有工序图图，用来来具体体指导导工人人操作作的文文件。。用于于大批批量、、成批批生产产中较较重要要的零零件。。（2）机械械加工工工艺艺卡片片P254表6-11以工序为单位位，列列出零零件加加工的的工序序内容容，包包括切切削用用量、、工艺艺装备备情况况。在在成批批生产产中使使用，，通常常编制制的较较详细细的工工艺文文件。。19二、制制订机机械加加工工工艺规规程要要解决决的主主要措措施P2291.定位基基准的的选择择（1）基准准分类类1）设计计基准准表6-10综合工工艺过过程卡卡片见见P253表6-12机械加加工工工序卡卡片见见P25520①工序基基准工序图图上用来来确定定本工工序的的加工工表面加加工后后的尺尺寸、、形状状、位位置的的基准准。②定定位基基准用于工工件定定位的基准准③测测量基基准④装装配基基准a.粗基准准和精精基准准b.辅助基基准（（基面面）2）工艺基准21在加工工时用用于工工件定定位的的基准准称为为定位位基准准。生生产中中可进进一步步分为为：粗基准准使用未未经机机械加加工表表面作作为定定位基基准。。该基准称称为粗粗基准准。辅助基基准（（基面面）零件上上根据据机械械加工工工艺艺需要要而专专门设设计的的定位位基准准。如用作作轴类类零件件定位位的顶尖孔孔，用作作壳体体类零零件定定位的的工艺孔孔或工艺凸凸台等。与与辅助不不一样样。精基准准使用经经过机机械加加工表表面作作为定定位基基准，，该基准称称为精精基准准。定位基基准的的分类类22工艺凸台（辅助基准）A向A小刀架上的工艺凸台选择基基面的的基本本要求求：1）各加加工表表面要要有足足够的的加工工余量量；2）定位位基面面要足足够大大使定定位稳稳定。23a）b）c）◆保证加加工表表面与与不加加工表表面相相互位位置要要求——如果工工件上上加工工面与与不加加工面面有相相互位位置要要求，，则应应以不不加工工面作作为粗粗基准准。◆保证重重要表表面加加工余余量均均匀——如果首首先要要求保保证工工件某某重要要表面面加工工余量量均匀匀时，，应选选择该该表面面的毛毛坯面面作为为粗基基准。。图粗粗基基准选选择比比较1粗基准准的选选择P2302425图床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2◆便于工工件装装夹——要求选选用的的粗基基准面面尽可可能平平整、、光洁洁，且且有足足够大大的尺尺寸，，不得得有锻锻造飞飞边、、铸造造浇、、冒口口等缺缺陷。。不宜宜选用用铸造造分型型面作作粗基基准。。◆粗基准准一般般不得得重复复使用用——同一尺尺寸方方向上上粗基基准只只能用用一次次。1粗基准准的选选择262精基准准的选选择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27图主轴箱零件精基准选择2精基准准的选选择P230a、基准重重合原原则—选用被被加工工面工序基基准作为定位精精基准准b、统一基基准原原则——应尽可可能的的选用用统一一的定定位基基准加加工各各工件件表面面以保保证各各表面面间的的位置置精度度。例如：：加工工轴，，用中中心孔孔做统统一精精基准准加工工各外外圆表表面，，可方方便地地加工工大多多数（（或全全部））表面面，并并保证证各外外圆表表面的的同轴轴度、、两端端面的的平行行度、、轴线线与端端面的的垂直直度。。28在实际际生产产中，，经常常使用用的统统一基基准形形式有有：1）轴类零零件常使使用两顶尖孔孔做统一基基准；2）箱体类类零件常常使用一面两孔孔（一个较较大的平平面和两两个距离离较远的的销孔））作统一一基准；；3）盘、套套类零件件常使用用止口面（一端面面和一短短圆孔））作统一一基准；；4）套类零零件用一长孔和和一止推推面作统一基基准。采用统一一基准原原则好处处：1）有利于于保证各各加工表表面之间间的位置置精度；；2）可以以简化化夹具具设计计，减减少工工件搬搬动和和翻转转次数数。29c、互为为基准准原则则轴径轴径锥孔图主轴轴零件件精基基准选选择【例】主轴零零件精精基准准选择择互为基基准和和自为为基准准原则则d、自为基基准原原则【例】床身导导轨面面磨削削加工工图导轨磨削基准选择30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、拉孔孔、研磨（（图5-10）【例】浮动镗刀块块镗孔（图图5-11）31*精基准的选选择举例图摇杆零件图φ40φ12H7铸造圆角R3其余倒角1×45°60±0.059.5φ20H71.63.23.23.21.64018M83.2R12710±0.1ABDC1545【例5-1】选择图5-12所示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。

32基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅加基准基准分类归归纳：粗基准选择择一般应遵遵循以下原原则：1）保证加工表表面与不加加工表面相互位置要要求（选不不加工表面面）2）保证重要表表面加工余余量均匀3）便于工件装装夹原则4）同方向上粗粗基准不得得重复使用用精基准选择择一般应遵遵循以下原原则：1）基准重合合原则工序基准与与定位基准准重合2）基准统一一原则各工序的基基准相同3）互为基准准原则两表面位置置精度要求求高时4）自为基准准原则加工余量小小且均匀332.表面加工方方法的选择择P232（1）尽量采用用经济加工工精度方案案进行加工工；（2）首先考虑虑主要表面面的加工方方案；（3）确定加工工方案时应应考虑零件件的材料、、硬度、结结构形状、、尺寸大小小等；（4）加工方案案要和生产产类型、生生产率的要要求相适应应，考虑现现有技术力力量和设备备。零件结构形形状多种多多样，都是是由基本表表面组合而而成。同一表面又又有不同的的加工方案案，一般选选择原则如如下：表6-6、表6-7、表6-8为外圆、孔孔、平面的的保证加工工经济精度度和表面粗粗糙度的加加工方法。343.加工阶段的的划分P234（1）粗加工阶阶段去除各表面面大部分余余量，关键键是提高生产率率。（2）半精加工工阶段次要表面达达到要求，，为主要表表面的精加加工作准备备。（3）精加工阶阶段各主要表面面达到零件件图规定的的质量要求。。（4）光整加工工阶段主要用于高高精度、小小粗糙度值值要求的表表面。35划分加工阶阶段的原因因：P235（1）保证加工工质量粗加工余量量大，较大大夹紧力、、切削力、、切削热，，工件会产产生较大变变形和加工工误差，通通过半精和和精加工逐逐步纠正；；（2）合理使用用设备有利于按照照不同要求求选不同精精度、刚性性、功率的的机床；（3）便于安排排热处理工工序热处理常穿穿插在加工工阶段之间间，也便于于组织生产产；（4）可及时发发现毛坯的的缺陷以决定零件件的报废或或修补，避避免盲目加加工造成的的浪费。364.工序的集中中与分散P236确定工序内内容时有两两种思路，，即工序集集中与分散散工序集中的的特点是：：（1）可减少工工件装夹次次数，易保保证位置精精度；（2）工序数少少，减少了了设备数量量、操作工工人和生生产占用用面积；（3）可采用高高效专用设设备、工艺艺装备，提提高加工工精度和和生产率；；（4）设备的一一次性投资资大、工艺艺装备复杂杂37工序分散的的特点是：：（1）设备、工工装比较简简单，调整整、维护方方便，生生产准备备工作量少少。（2）每道工序序的加工内内容少，便便于选择最最合理的的切削用量量，对操作作工人的技技术水平要要求不高。。（3）工序数多多，设备数数量多、操操作人员多多、占用用生产面积积大。工序集中分分散各有所所长，工序序集中优点点较多，现现代生产的的发展趋于于工序集中中。385.加工顺序的的安排P236（1）机械加工工顺序的安安排1）先基准面面后其它：：先加工基基准2）先主后次次：先考虑安排主要表面的的加工，再再考虑安排次要表面的的加工3）先粗后精精：4）先面后孔孔：某表面面有孔要加加工。应先先加工该孔孔的端面（（平面），，再加工该该孔。39（2）热处理工工序和表面面处理工序序的安排P2021）预备热处处理①退火和和正火：安安排在粗加加工之前或或后；②调质质：安排排粗加工后后半精加工工前；③时效：：人工时效效：工件加加热550度，保温5小时，随炉炉冷；自然时效：：将工件露露天放置5个月以上，，再使用。。2）最终热处处理①淬火：：半精加工工后精加工工前；淬火、渗碳碳、渗氮、、②渗碳：：半精加工工后精加工工前；后有变形，，需在精加加工③渗氮：：半精加工工或精加工工后。消除；一般般采用磨削削。40（3）其它工序序的安排1）检验工序序①粗加工工结束后；；②②重要工工序前后；；③转向另另车间前后后；④全全部加工工结束后2）去除毛刺刺3）特种检验验无损探伤、、平衡试验验4）表面处理理表面涂层、、镀层、发发蓝5）洗涤防锈锈41工艺装备直直接影响加加工精度、、生产效率率和制造成成本。中小小批量可选选用通用工工艺装备、、数控设备备；大批大量生生产中可考考虑制造专专用工艺装装备。机床和工艺艺装备的选选择要考虑虑投资的当当前效益，，还要考虑虑产品的改改型及转产产，应具有有足够的柔柔性。机床尺寸规规格与工件件的形体尺尺寸相适应应；精度等级与与本工序加加工要求相相适应；电机功率与与本工序加加工所需功功率相适应应；自动化程度度和生产效效率与生产产类型相适适应。6.机床与工艺艺装备的选选择P23742总余量Z0与工序余量Zi的关系：单边余量（如平面加加工）：对于非对对称表面面，其加加工余量量用单边边余量Zb表示Zb=la-lb双边余余量（如轴轴加工工）：：对于外外圆、、内圆圆等对对称表表面加加工余余量用用双边边余量量2Zb表示一、加加工余余量及及其影影响因因素1加工余余量毛坯上上留作作加工工用的的材料料层。。43第三节节加加工余余量、、工序序间尺尺寸P238双边余余量外圆表面2Zb=da-db，内圆表面2Zb=Db-Da单边余量本道工序加加工余量Zb=la-lb图6-744工序尺寸公公差一般按按“入体原则”标注毛坯公差一一般按“双向分布”标注Zmax=la–(lb–Tb)=Zb+TbZmin=(la–Ta)–lb=Zb–Ta工序余量变变动范围（（工序公差差）Tz=Zmax–Zmin=Tb+Ta由于各工序序尺寸都有有偏差，故故实际切除除的余量是是变化的。。工序余量又又分为公称余量Zb、最大余量量Zmax、最小余量量Zmin对于被包容容面，上偏偏差为0，本工序的公称余量Zb=la-lb上道工序尺尺寸本道工序尺尺寸加工方向图6-8包容面工序序余量45对于包容尺尺寸（孔径径、槽宽）），下偏差差为0，其最小尺尺寸就是基本尺尺寸，本工工序的公称余量Zb=lb-laZmax=(lb+Tb)–la=Zb+TbZmin=lb–(la+Ta)=Zb–Ta工序余量变变动范围Tz=Zmax–Zmin=Tb+Ta图6-8包容面工序序余量上道工序尺尺寸本道工序尺尺寸加工方向462、影响加工工余量的因因素P2391）上工序留留下的表面面粗糙度值值Rya和表面缺陷陷层深度Ha本工序必须须把上工序序留下的表表面粗糙度度和表面缺缺陷层全部部切去，因因此本工序序余量必须须包括Rya和Ha这两项因素素。2）上工序的的尺寸公差差Ta上工序加工工表面存在在形状误差差，如平面面度、圆柱柱度等，其其总和不超超过Ta，为使使本工工序能能切去去这些些误差差，工工序余余量应应包括括Ta项。473）Ta值没有有包括括的上上工序序留下下的空空间位位置误误差ρa工件上上有些些形位位误差差未包包括在在加工工表面面工序序尺寸寸公差差范围围之内内,在确定定加工工余量量时，，须考考虑它它们的的影响响，否否则将将无法法去除除上工工序留留下的的表面面缺陷陷层。。图6-11ρa484）本工序的的装夹误差差ρb如果本工序序存在装夹夹误差（定定位误差、、夹紧误差差），在在确定本本工序加工工余量时还还应考虑ρb的影响。ρa与εb都是向量，，要用矢量量相加所得得矢量和的的模进行行余量计算算。综上分析，工序余量的最小值可用以下公式计算：对于单边余量：

对于双边余量：

2

493、加工余量量的确定1）计算法掌握影响加加工余量的的各种因素素具体数据据的条件下下，计算法法比较科学学，但目前前统计资料料较少。2）经验估计计法为避免出现现废品，估估计的余量量一般偏大大，用于单单件小批生生产。3）查表法以生产实践践和实验研研究为基础础制成数据据表格，查查表并结合合实际情况况加以修正正。查表法法确定加工工余量，方方法简便，，较接近实实际，应用用广泛。50二.工序尺寸及及其公差的的确定P2411、工艺基准准与设计基基准重合同一表面经经多次加工工达到图纸纸尺寸要求求，其中间间工序尺寸寸根据零件件图尺寸加加上或减去去工序余量量即可得到到，即从最最后一道工工序向前推推算，得出出相应的工工序尺寸，，一直推算算到毛坯尺尺寸。见P232表6-6、表6-7、表6-8。2、工艺基基准与设设计基准准不重合合须通过工工艺尺寸寸的计算算才能得得到，在在工艺尺尺寸链中中重点介介绍。51工序名称工序余量工序达到的经济精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差浮动镗孔0.11T7（H7）100Ф100精镗孔0.51T8（H8）100-0.1=99.9Ф99.9半精镗孔2.41T10（H10）99.9-0.5=99.4Ф99.4粗镗孔51T12（H12）99.4-2.4=97Ф97毛坯孔81T17（H17）97-5=92Ф92工序名称工序余量工序达到的经济精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差浮动镗孔0.11T7（H7）100Ф100精镗孔0.51T8（H8）100-0.1=99.9Ф99.9半精镗孔2.41T10（H10）99.9-0.5=99.4Ф99.4粗镗孔51T12（H12）99.4-2.4=97Ф97毛坯孔81T17（H17）97-5=92Ф92Ф92

+2.597-5=921T17（H17）

8毛坯孔

Ф97

+0.3599.4-2.4=971T12（H12）

5粗镗孔

Ф99.4

+0.1499.9-0.5=99.41T10（H10）

2.4半精镗孔

Ф99.9

+0.045100-0.1=99.91T8（H8）

0.5精镗孔

Ф100

+0.0351001T7（H7）

2Zb＝

0.1浮动镗孔

工序尺寸及偏差

工序基本尺寸

加工经济精度

工序余量

工序名称

工序尺寸及其偏差0000-1例题用查表法确确定某箱箱体零件件上孔的的各工序尺寸寸、公差差、工序序余量，每道工工序的加加工方法法按经济济精度（（参见P232表6-7）和公差定定值，毛毛坯为带带孔铸件件，零件件孔要求求达到Φ100H7（+0.035）,Ra为0.8μm，材料料为HT200。其工艺艺路线线为粗粗镗→→半精精镗→→精镗镗→精精细镗镗。092-8＝74Ф74±552按尺寸寸链在在空间间分布布的位位置关关系，，分为为直线线尺寸寸链、、平面面尺寸寸链和和空间间尺寸寸链。。在尺尺寸链链中，，以直直线尺尺寸链链——即全部部组成成环平平行于于封闭闭环的的尺寸寸链用用得最最多。。2、根据据用途途不同同分为为工艺尺尺寸链链和装配尺尺寸链链工艺尺尺寸链链是由单单个零零件在在工艺艺过程程中由由有关关尺寸寸形成成的；；装配尺尺寸链链指机器器在装装配过过程中中由相相关零零件的的尺寸寸或相相互位置关关系所所组成成的尺寸链链1、尺寸寸链：：由相相互联联系、、按一一定顺顺序首首尾相相接排排列的的尺尺寸寸封闭闭组叫叫做尺尺寸链链。组成尺尺寸链链的每每个尺尺寸叫叫尺寸寸链的的环第四节节.工艺尺尺寸链链P242533、极值法法解工工艺尺尺寸链链A1和A2是在加加工过过程中中直接获获得，尺寸寸A0是间接保保证的，A1、A2和A0构成一一个封封闭的的尺寸寸组，，都叫尺尺寸链链的环环。组成环环：加工过过程中中直接接获得得的尺尺寸如如A1、A2是组成成环；；封闭环环：间接获获得的的尺寸寸A0称为封封闭环环，唯唯一的的；增环：：它增大大将使使封闭闭环随随之增增大的的组成成环（（如A2）叫增环环；减环：：它增大大反使使封闭闭环随随之减减小的的组成成环（（如A1）叫减环环；1）工艺艺尺寸寸链的的基本本概念念544、尺寸寸链的的应用用与计计算P243（1）尺寸寸链计计算时时，常常遇到到三种种类型型的问问题：：1）已知知全部部组成成环的的极限限尺寸寸，求求封闭闭环基基本尺尺寸及及公差差，称称为“正计算算”，结果果唯一一。2）已知封闭闭环的极限限尺寸，求求一个或几几个组成环环的极限尺尺寸，称为为“反计算”。用于计算算工序尺寸寸。3）已知封闭闭环及部分分组成环求求其余组成成环的极限限尺寸，称称为“中间计算”。用于计算算工序尺寸寸。在制定定工艺规程程时，由于于基准不重重合需要进进行尺寸换换算属于这这类计算，，结果不唯唯一，需优优化计算。。55（2）尺寸链计计算的关键键：正确画出尺尺寸链图，，找出封闭闭环，确定定增环和减减环①作尺寸链图图按照加工顺顺序依次画画出各工序序尺寸及零零件图中要要求的尺寸寸，形成一一个封闭的的图形。②找封闭环环根据据工工艺艺过过程程，，找找出出间间接接保保证证的的尺尺寸寸A0为封闭闭环环。。③确确定定增增环环和和减减环环可用用以以下下简简便便的的方方法法得得到到：：从封封闭闭环环开开始始，，给给每每一一个个环环画画出出箭箭头头，，最最后后再再回回到到封封闭闭环环，，像像电电流流一一样样形形成成回回路路。。凡凡箭箭头头方方向向与与封封闭闭环环方方向向相反反者者为为增增环环（（如如A2），，箭头头方方向向与与封封闭闭环环方方向向相同同者者为为减减环环（（如如A1）。。56（3）极极限限法法解解尺寸寸链链的的计计算算公公式式用极极值值法法解解尺尺寸寸链链的的基基本本计计算算公公式式如如下下：：a)封闭闭环环的的基基本本尺尺寸寸等等于于所所有有增增环环的的基基本本尺尺寸寸之之和和减减去去所所有有减减环环的的基基本本尺尺寸寸之之和和，，即即b)封闭环的最最大极限尺尺寸等于所所有增环最最大极限尺尺寸之和减减去所有减环环最小极限限尺寸之和和，即c)封闭环的最最小极限尺尺寸等于所所有增环最最小极限尺尺寸之和减减去所有减减环最大极极限尺寸之之和，即57d)封闭环的上上偏差等于于所有增环环上偏差之之和减去所所有减环下下偏差之和和，即e)封闭环的下下偏差等于于所有增环环下偏差之之和减去所所有减环上上偏差之和和，即f)封闭环的公差等于组组成环公差差之和，即58例图6-13：工件1面已加工好好，现以1面定位用调调整法加工工3面和2面，求工序序尺寸A1和A2。

分析：：工序尺寸寸A1；工工序尺尺寸A2基准不重合合。用调整整法加工2面，尺寸A0是加工过程程中间接保保证的，是是尺寸链的的封闭环；；尺寸A1和A2是在加工中中直接获得得的是组成成环。A1是增环、A2是减环。尺寸链示例例59尺寸链方程为：A2=A1-A0=30-20=10mm工序尺寸为为：上偏差下偏差EI0=EIA1-ESA2ESA2=EIA1-EI0=[-0.2-(-0.3)]=+0.1mmES0=ESA1-EIA2EIA2=ESA1-ES0=[0-0.3)=-0.3mm工序尺寸为为:60封闭环的公公差比任何何一个组成成环的公差差都大，应应尽量选择择最不重要要的尺寸作作封闭环；；为减小封闭闭环公差，，应尽量减减少组成环环数及其公公差。封闭环具有有封闭性和和相关性：：封闭环和组组成环按一一定要求相相互连接一一起构成封闭的尺寸链。。封闭环和组组成环相互之间有有关。61例：如图活塞上上加工销孔孔，要求保保证尺寸A0，设计基准准为活塞顶面面。为加工工方便常用用B面定位，按按工序尺寸A1加工销孔。。试确定工工序尺寸A1及其公差。。（3）几种工艺艺尺寸链的的分析与计计算1）定位基准准与设计基基准不重合合的尺寸换换算解：①作出尺尺寸链图；；②按照照加工顺序序确定封闭闭环A0；③画箭头分分出增环A2和减环A1；例题一：尺尺寸链计算算A1的基本尺寸寸A0=A2-A199=155-A1得A1=56mm验算算封封闭闭环环公公差差T0=T1+T2T0＜T2修正T2=0.063A1上偏差差EIA0=EIA2–ESA1ESA1=(-0.063)-(-0.087)=0.024A1下偏差差ESA0=ESA2–EIA1EIA1=0––0=0故工序尺寸寸A1为：A1=56+0.024mm062例6-2：中间工序序尺寸A1的计算齿轮内孔及键槽的加工顺序：工序1：镗内孔至Ф39.6+0.1mm;工序2：插键槽至尺寸A

；工序3：热处理—淬火；工序4：磨内孔至Ф40+0.05，同时保证键槽深度43.6+0.34mm；00063基本尺寸A：A0=43.6=A+20–19.8A=43.4mm上偏差：ESA=0.34-0.025+0=+0.315mm下偏差：EIA=0-0+005=+0.05mm标注尺寸（（入体标注注）：验算公差T0=T1+T3+T2T1=0.34–0.025–0.05=0.26564*例题三：保保证渗碳或或渗氮层深深度的工序序尺寸及公公差的计算算例轴颈衬套内孔Φ145表面需渗氮处理，渗氮层深度要求为0.3~0.5mm(单边0.3+0.2，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：工序1：初磨孔至Φ144.76+0.04；工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；工序3：终磨孔至Φ145+0.04,保证渗氮层深度为0.3~0.5mm，

试求终磨前渗氮层深度t及其公差。0000解：①作出尺尺寸链图；；②按照照加工顺序序确定封闭闭环A0；③画箭头分分出增环A1、t和减环A2；

1、渗氮深度t的计算

t基本尺寸

A0

=A1+t

-A20.6=144.76+t–145

得t

=0.84

验算公差

T0

=T1

+Tt+T2

Tt

=

0.4–0.04–0.04=0.32

t上偏差0.4=0.04+Est–0

ESt=0.4–0.04=0.36

t下偏差0=0+EIt–0.04

EIt=0.04双边渗氮深度t=0.84+0.36=0.88+0.32，单边渗层t

/2=0.44+0.16+0.040065工序基准是是尚待加工工的设计基基准1)拉内孔至；2)插键槽，保保证尺寸x；试确定尺寸寸x的大小及公公差。3)热处理建立尺寸链链如图b所示，H是间接保证证的尺寸，，因而是封封闭环环。计算该该尺寸链，，可得到：：4)磨内孔至，同时保证尺寸。a）b）图5-31键槽加工尺尺寸链【解】图5-31所示键槽孔加工过程如下：【例5-8】3）常见工艺艺尺寸链形形式66讨论：在前例中，，认为镗孔孔与磨孔同同轴，实际际上存在偏偏心。若两两孔同轴度度允差为φ0.05，即两孔轴轴心偏心为为e=±±0.025。将将偏偏心心e作为为组组成成环环加加入入尺尺寸寸链链（（图图5-32b）a）b）图5-32键槽槽加加工工尺尺寸寸链链重新进行计算，可得到：4）常常见见工工艺艺尺尺寸寸链链形形式式67在一一定定条条件件下下规规定定生生产产一一件件产产品品或或完完成成一一道道工工序序所所耗耗时时间间。。时间定定额由以下下几部部分组组成：：1）基本本时间间tm*第五节节、机械加加工工工艺的的技术术经济济分析析2）辅助助时间间ta装卸工工件、、开停停机床床、改改变用用量、、测量量尺寸寸、进进退刀刀具等基本时时间与与辅助助时间间的总总和称称为作业时时间。。tm=il

+l1+l2nf3）布置置工作作地时时间ts润滑机机床、、清理理切屑屑、收收拾工工具等等4）休息息和生生理需需要时时间tr单件时时间tp为:tp=tm+ta+ts+tr5）准备备与终终结时时间tbe单件计计算时时间tpc为:tpc=tp+tbe/n68*二、工工艺成成本P218通过比比较不不同工工艺方方案的的生产成成本选出最最经济济的加加工方方案。。1.工艺成成本的的组成成及计计算可变费费用与零件件的年年产量量有关关，包包括材材料费费、机机床工工人工工资、、机床床电费费、通通用机机床通通用装装备维维护折折旧费费。不变费费用与零件件的年年产量量无关关，包包括专专用机机床专专用工工艺装装备维维护折折旧费费等。。零件加加工全全年工工艺成成本为为:S=VN+C单件工工艺成成本为为:St=V+C/N69*2.工艺艺方方案案的的经经济济评评比比（1）采采用用现现有有设设备备或或基基本本投投资资相相近近1）两两方方案案多多数数工工序序同同计计算算少少数数不不同同工工序序单单件件成成本本来来评评比比St1=V1+C1/NSt2=V2+C2/N可直直接接计计算算比比较较或或根根据据曲线线进进行行比比较较N＜Nk时，，可可选选方方案案2；N＞Nk时，，可可选选方方案案1图6-1970*（1）采采用用现现有有设设备备或或基基本本投投资资相相近近2）两两方方案案多多数数工工序序不不同同少少数数同同以以全全年年工工艺艺成成本本进进行行比比较较S1=V1N

+C1S2=V2N

+C2可直接计算比较或根据曲线进行比较

N＜Nk时，可选方案2；

N＞Nk时，可选方案1；

N=Nk时，

S1=S2，则

Nk=V1

－V2C2

－C1图6-71*（2）基基本本投投资资相相差差较较大大应应考考虑虑投投资资差差额额回回收收期期限限回收期期是指指一种种方案案比另另一种种方案案多用用的投投资，，需要要多长长时间方方能收收回。。回收收期可可用下下式求求得：：T

==(S2－S1)+ΔQK1

－K2ΔS

+ΔQΔK式中ΔK—基本投投资差差额；；ΔS—全年工工艺成成本节节约额额；ΔQ—先进设设备使使产品品上市市快取取得的的全年年增收收总额额回收期期越短短，则则经济济效益益越好好。投资回回收期期应满满足以以下要要求：：1）回收收期应应小于于专用用设备备或工工艺装装备的的使用用年限限；2）回收收期应应小于于市场场对该该产品品的需需求年年限；；3）回收收期应应小于于国家家规定定的标标准回回收期期，一一般专专用工工艺装装备标准准回收收期为为2～3年，专专用机机床标标准回回收期期为4～6年。72（2）定位基基准的选选择1）精基准准的选择择①根据基准准重合原原则选M面和N面作精基基准，定位稳定定可靠，，且箱体体开口朝上上，镗孔孔时调整整刀具、测测量孔径径等方便便。加工箱体体内部隔隔板上的的孔时，，只能使使用活动动结构的的吊架镗模，刚刚度较差差，精度度不高，，且操作作费事。。一般只在单单件小批生生产中应用用。图6-73（2）定位基准的的选择1）精基准的的选择②在大批量生生产中，用顶面面R和两定定位销销孔作统统一的的精基基准。。定位可可靠，，中间间导向向支承刚刚度好好，易易保证证孔系位位置精精度，，装卸卸工件方方便。。加工中中无法法观察察、测测量和和调整整刀具具；存存在基基准不不重合合误差，为为保证证主轴轴孔至至底面面M的尺寸寸要求求，须须提高高顶面面R至底面M的加工工精度度。图6-742）粗基基准的的选择择选主轴轴承孔孔毛坯坯面和和距主主轴孔孔较远远的Ⅰ轴孔作作粗基基准。。保证主主轴孔孔加工工余量量均匀匀，还还可保保证箱箱体内内壁与与各装装配件件间有足足够的的间隙隙。图6-751）平面面加工工主轴箱箱体平平面度度0.04mm,Ra0.2µm,大批量量生产产中采采用铣铣平面面和磨磨平面面加工工方案案；单件小小批生生产中中宜用用粗刨刨、半半精刨刨和宽宽刀精精刨平平面方方案。。（3）加工工方法法的选选择P2052）孔系系加工工主轴孔孔精度度IT6，Ra0.2µm,采用粗粗镗—半精镗镗—精镗—金刚镗镗方案案；其其它轴轴孔采采用粗粗镗—半精镗镗—精镗的的加工工方案案。图6-76如图所所示零零件，，除B面外的的其余余表面面均已已加