第二章 机械加工工艺规程设计

南通大学机械工程学院张华ntuzhh@机械制造工艺学第一节概述机械加工工艺规程的概念

——规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。第二章机械加工工艺规程设计一、机械加工工艺规程的作用作用:

生产准备，包括技术准备生产计划、调度、工人操作、质量检验的依据车间改造与机床分布的依据二、机械加工工艺规程的格式常见的三种卡:

机械加工工艺过程卡——单件小批量生产

机械加工工艺卡——中批量生产

机械加工工序卡——大批量生产机加工工艺过程卡片工艺文件实例1机加工工序卡片工艺文件实例2三、工艺规程制定的原则、步骤与内容(一)工艺规程的设计基本原则

1)所设计的加工工艺规程必须能保证零件图纸上所有技术要求的实现。

2)在规定的生产批量条件下，要求加工工艺成本最低。

3)充分利用现有生产条件，少花钱，多办事。

4)减轻工人劳动强度，保障生产安全，创造清洁、文明的劳动条件与环境。(二)设计机械加工工艺规程的步骤和内容

1)阅读装配图和零件图——了解产品的用途、性能和工作条件以及零件在产品中的作用，熟悉和分析零件的图纸，找出主要技术要求和分析其中的关键技术问题。

2)工艺审查——审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一；重点审查零件的结构工艺性问题。

3)熟悉或确定毛坯——毛坯情况是工艺规程设计的基本原始资料，工艺人员必须熟悉各种毛坯的特点，并根据零件的结构与功用及生产纲领等条件，确定毛坯的类型。4)拟定机械加工工艺路线——主要内容有：选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其它工序等。5)确定满足各工序加工要求的工艺装备(包括机床和刀夹量工具等)需改装或重新设计的专用工艺装备应提出设计任务书。6)确定各主要工序的技术要求和检验方法。7)确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差。8)确定切削用量。9)确定时间定额。10)填写工艺文件。第二节工艺路线的制订主要内容：

选择定位基准；

加工方法的选择；

工艺路线的确定；

工序顺序的安排；

加工阶段的划分；

工序的集中与分散一、定位基准的选择包括：粗基准选择的原则；精基准选择的原则(一)粗基准及其选择原则

1、粗基准的定义——以未经机械加工过的表面作为的定位基准。

工艺过程中的第一道机加工工序使用的定位基准都是粗基准。选择粗基准需要考虑的主要问题：

加工表面与不加工表面之间的相互位置；

加工表面余量的均匀或分配问题。2、粗基准选择的原则粗基准选择原则一：若需要保证加工面与不加工面的相互位置关系时，应以不加工表面作为粗基准。以外圆表面作为粗基准，可保证加工后零件壁厚均匀，但孔的加工余量不均匀。以内孔表面作为粗基准，可使孔的加工余量均匀，但加工后零件的壁厚不均匀。方案1方案2加工后22H9孔应当与40外圆同轴。加工时通常在车床用三爪卡盘夹40外圆经：车端面——钻孔——粗镗孔——精镗孔。图示拨杆零件材料——铸件；外圆40：不加工面相类似零件的粗基准通常都选用非加工表面的外圆表面。拨杆零件粗基准的选择与加工方法粗基准选择原则二：若需要保证某重要表面的余量均匀，应选择该表面之毛坯面为粗基准。先以导轨毛坯面为粗基准加工底面(工序1)，再以底面为精基准加工导轨面(工序2)，可保证导轨面的加工余量均匀。方案1若先以底脚毛坯面为粗基准加工导轨底面(工序1)，再以导轨面为精基准加工底脚面(工序2)；则在工序1加工时，沿导轨长度方向切除的导轨表面余量有大小的变化。方案2×粗基准选择原则三：若需保证多个表面均有足够的余量，应选择余量小的表面作为粗基准。例：某台阶轴零件图尺寸分别为90和50；毛坯为锻件，毛坯直径分别为98和55；且两轴线偏离最大为3mm。503若先夹98毛坯外圆，车小外圆至50，有部分工件加工不出。若先夹55毛坯外圆，车大外圆至90，全部工件均可加工至尺寸。–0.55.5901.07.0结论当多个毛坯表面的余量不同时，选择余量最小表面为粗基准，可保证加工时各表面均有足够的余量。方案1方案2×粗基准选择原则四：粗基准表面应尽可能平整、光滑和有足够的尺寸，以保证定位的尽量准确和夹紧的可靠。粗基准选择原则五：粗基准一般重复不得使用。粗基准重复使用的案例P149图4-41、以外圆为粗基准定位,车端面,镗孔。2、以毛坯外圆为基准定位，钻3—7孔。结果：3—7孔均布园48轴线与16H7孔轴线偏离很大。1、以外圆为粗基准定位,车端面,镗孔。2、以16H7孔为精基准定位，钻3—7孔。定位孔避免重复使用粗基准的定位方案1、精基准的定义：已经机械加工的表面作为的定位基准。

选择精基准需要考虑的主要问题

满足零件的加工要求；减少定位误差；

保证安装准确、可靠与方便。基准重合统一基准互为基准自为基准2、精基准选择的原则(二)精基准及其选择原则便于装夹的原则＋D1及M面均已加工现加工孔2—D2定位方案1：孔D1作为定位基准，

2—D2的设计基准：D1定位基准与设计基准重合定位方案2：将M面为定位基准，定位基准与设计基准不重合基准重合原则尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准×定位方案1：基准重合孔D1作为定位基准

定位方案简图夹具简图定位方案2：基准不重合将M面为定位基准夹具简图定位方案简图设计尺寸—A；工序尺寸—L

A=H–L；A=H+L为保证A尺寸的公差，必须减小前道工序的加工误差：H多数工序中以同一组精基准作为加工各表面的定位基准统一基准原则常用的统一基准轴类零件：两顶尖孔；盘类件：孔＋端面；箱体件：一面二销孔(大批量)

三个垂直平面(小批)采用统一基准的优点：简化工艺过程和夹具设计；节省工艺与夹具设计费用。能在一次装夹中加工出多个表面，减少由于基准转换形成的加工误差。统一基准会产生基准不重合的问题，工艺设计中应解决此问题；基准统一不能排除在个别工序中采用其它的基准定位。

应尽可能选用统一的定位基准加工各表面中心孔一面两销当相关表面位置精度要求很高但精加工余量很小，加工时要用这些表面互相作为定位基准。互为基准精度高于6级的淬火齿轮，齿形相对于轴线的位置精度要求很高，加工需用磨齿工艺。因淬火后齿轮孔和齿面均产生变形，而孔和磨齿的加工余量都很小，故先以齿面为定位基准磨孔；再以孔为基准磨齿面。齿面和齿轮孔互为基准。齿轮分度园三爪卡盘定心圆柱滚子加工余量很小的精加工或光整加工中，常以被加工表面本身为定位基准，以保证余量的均匀自为基准精磨床身导轨，由于导轨长，磨削余量很小，用找正导轨面的方法确定工件的位置——即以导轨面自身作为定位基准一些光整加工工艺定位基准选择均采用自为基准的原则本零件应考虑25在62上的位置(加工面与不加工面位置关系)，需要按62外圆确定25的位置；同时工序顺序按“先面后孔”的原则需要先加工底面，故加工时以62外圆定位加工底面，再以底面定位加工25孔(基准重合)。定位基准为：粗基准——82外圆；精基准——底面。基准选择案例：安装应可靠稳定0.10.3bab0.1a0.03方案A方案B注意:

综合考虑这些原则，达到定位精度高，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的要求。基准选择的各项原则有时是相互矛盾的,必须根据实际条件和生产类型分析比较。第二次作业第74页：第9题；第76页：第16题。二、加工方法的选择1、加工经济精度的概念

正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。

正常加工条件：符合标准质量的设备和工艺装备；标准技术等级的工人；适当的加工时间。每一种加工方法能达到的加工精度和表面粗糙度是有一定范围的；任何一种加工方法要达到其加工精度范围的上限，所耗费成本与时间将越高。以加工误差的形式反映加工精度时，加工误差与加工成本之间呈反比例曲线关系，某种加工方法的“加工经济精度”是取其加工误差与成本曲线的适当部分；加工经济精度的概念与指标随科技的进步与发展而变化。加工经济精度的概念S加工经济精度范围2、加工方法和加工路线的选择分析零件图纸主要表面的加工精度和粗糙度要求按经济加工精度选择各表面的最终加工方法的不同方案根据最终加工的方案，查表找出各表面加工路线的方案根据零件的结构形状、材料及生产批量等要素选择各表面的合理加工路线外圆最终加工方法：

磨削加工路线：

粗车—半精车—

粗磨(精车)—精磨孔最终加工方法方案：铰;磨;拉;精镗加工路线方案：

钻(粗镗)—半精镗—精镗or钻(粗镗)—半精镗—磨孔or钻(粗镗)—拉孔加工方法铰孔精镗磨孔拉孔表面粗糙度不高高高较高孔的尺寸中小孔不限不限中小孔工件尺寸不限不限中小工件中小工件位置精度低高高一般工件材料黑色金属不限黑色金属黑色金属材料硬度未淬硬未淬硬淬硬孔未淬硬生产率一般一般低高精度为H7孔的不同加工方法之工艺特点与工艺适用性比较选择加工方法时需考虑的主要问题考虑经济加工精度因素和不同形状的表面，选择的加工方法（外圆、孔、平面的经济加工精度表）；选用的加工方法能否达到零件的精度要求——除尺寸精度和粗糙度外，需要时还包括形状和位置精度要求；零件材料对加工方法的适应性；对经济加工精度相同（相近）的加工方法要考虑零件的结构、形状特点和生产批量的情况；企业现有设备的条件与技术水平。三、典型表面的加工路线

（一）外圆表面的加工路线外圆表面的加工路线钻粗镗扩孔半精镗粗拉铰孔粗磨精镗推精拉手铰精磨滚压金刚镗珩磨研磨（二）孔的加工路线粗铣粗刨粗车粗拉半精刨半精铣半精车精拉精铣粗磨高速精铣精刨精车精磨宽刀精刨刮研抛光研磨导轨磨砂带磨精密磨金刚石车（三）平面的加工路线三、工序顺序的安排将零件全部的表面加工组合成不同的工序，并编排形成相对合理的加工顺序。（加工顺序安排的原则）包括：机加工工序顺序的安排；热处理工序的安排；其他工序的安排。1、机加工工序顺序安排的原则基面先行——一开始就安排定位精基准表面的加工；先面后孔——先加工平面，后加工孔；先主后次——先加工主要表面，后加工次要表面；先粗后精——粗加工工序在前，精加工工序在后；2、热处理工序的安排根据热处理之目的可将热处理工序分成两种类型：预备热处理；最终热处理。正火、退火主要为消除毛坯制造中内应力时应安排在切削加工之前进行。人工时效、调质等目的是消除残余应力，提高综合性能，一般安排在粗加工以后进行；精加工之前完成预备热处理的目的：改善材料的切削加工性能或消除零件内应力：

最终热处理：淬火，渗碳—淬火，氮化。目的——改善材料的力学物理性质。淬火：整体淬火或表面淬火——在精加工前进行。（次要表面的切削加工需安排在淬火前完成，以避免热处理淬硬后无法切削）工艺路线：锻造—正(退)火—粗加工—调质—半精加工—淬火—精加工。渗碳淬火：低碳钢和低碳合金钢的淬火处理

——精加工前进行。工艺路线：锻造—正火—粗、半精加工—淬火—精加工。表面处理工序——镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝处理等。目的：提高零件表面耐磨、耐蚀性或对表面装饰要求。工序位置——在工艺过程的最后进行。氮化：通过对零件表面渗入N原子，形成含氮化物的表面层，提高材料的表面硬度和耐疲劳性能。氮化处理特点：热处理温度低、变形小、氮化层很薄。

——精加工之中进行（粗、精磨工序之间）

工艺路线：锻造—退火—粗加工—调质—半精加工—粗磨—氮化—精磨（研磨或超精密磨）。检查检验工序——保证产品质量合格的关键工序。工艺设计中需要专门安排检查检验工序的情况为：①零件加工完成后；②零件在车间之间转移的前后；③关键工序或工时较长工序的前后。在检查检验工序中：用于工件(毛坯)内部质量检查的X射线检查、超声波探伤安排在工艺过程的开始；表面质量检验的磁力探伤、萤光检验安排在精加工的前后进行。密封性检验、零件的平衡检验和重量检验安排在工艺过程的最后阶段进行。3、其它工序的安排包括：检查检验、去毛刺、平衡、清洗等工序。去毛刺处理工序——加工中产生的表面或内部毛刺，将影响装配质量甚至整机的性能并可能形成安全隐患。机加工工序中一般均需安排去毛刺工步，某些情况下需安排专门的去毛刺工序。清洗或清理工序：在加工结束后或进入装配前应安排清洗工序，以除去工件内部残留的切屑及其它杂物。使用电磁夹紧夹具夹紧加工工件的工序，工件会被磁化，应当安排退磁处理工序，退磁后还要清洗。四、工序集中与分散工序集中——使每个工序中包括尽可能多的工步内容。工序分散——将工艺路线的加工内容在很多的工序中完成，每道工序中所含工步少，工艺路线长。每道工序包含加工内容加工设备的特点工艺装备的特点对工人的技术要求工艺路线工序集中工序中所包含的工步数量尽可能多设备数量少，设备有较多的加工功能。工装多且结构复杂，调整工作量大。高生产准备时间长。短生产占地面积小。工序分散工序中所包含的工步数量很少设备数量多，设备的加工功能单一。工装结构简单，调整相对容易。低生产准备时间较短。长生产占地面积大。两者特点之比较工序集中或分散的应用(根据生产规模与设备条件)：单件小批生产：工序集中——有利于生产计划和组织的简化，使用通用加工设备，生产过程具有柔性。大批大量生产：工序分散＋集中——

为实现高效率的生产，传统的刚性生产流水线(或自动线)采用总体工序分散＋个别工序集中

(如箱体零件孔系孔系的专用组合机床)的形式。但生产过程无柔性。产品更新周期的缩短，要求工艺过程具有良好的柔性化程度，尤其是复杂零件的加工，工序集中是解决问题的基本方法。应用加工中心机床设备是实现工序集中有效方式，并能有效地解决加工过程的自动化与柔性化问题——柔性制造系统(FMS)的应用。当零件精度要求较高而工艺路线较长时，可将其工艺过程划分成数个加工阶段：五、加工阶段的划分粗加工阶段——主要是去除加工表面的毛坯余量，要求尽可能地提高生产率。半精加工阶段——尽量减小或消除粗加工时产生加工误差，使加工表面达到一定的精度要求，为精加工做准备。精加工阶段——保证加工的尺寸、形状和位置精度，达到或基本达到(精密件)零件图纸规定的精度和表面粗糙度要求;精密、超精密或光整加工阶段——对精度要求很高的零件

(IT6以上,Ra≤0.2)，其工艺过程最后需安排光整加工(珩磨,研磨,

超精加工等)，精密与超精密加工(精密磨,超精密磨,高速精车,金刚镗等)或其它特种加工方法，以达到零件的最终精度要求。

1)保证加工质量——粗加工时的切削用量大，切削力和切削温度高，系统受力变形和热变形都影响加工精度，加工误差大；因粗加工使工件表层产生的残余应力还会影响零件精度。精加工在最后可保证加工表面的精度要求。

2)有利于及时发现毛坯缺陷——若在加工中发现毛坯有缺陷可作及时处理，避免加工的浪费。

3)有利于设备的合理利用——根据粗精加工的不同要求，区分使用不同精度等级的设备，使加工设备得到的合理利用；也利于合理地使用技术工人，避免人力资源的浪费。

4)便于热处理工序的安排——高精度零件的中间热处理工序，可自然地将工艺过程分为几个加工阶段。零件在各加工阶段中，可以有充足的时间消除热变形和消除粗加工产生的残余应力，并保证后续加工精度的提高。划分加工阶段的理由例:综合练习

(习题集P80-81）

试分析并拟定大批生产时,加工调速杠杆的机械加工工艺路线,并确定各工序的定位基准,夹压位置。毛坯为球铁铸件。技术条件：

1.未注铸造圆角为R2~42.铸坯不有裂纹、砂眼、冷隔、缩孔等铸造缺陷。

3.正火处理,硬度HB240~280,A面淬火,硬度HRC40~50零件图3±0.13.26+0.0250.05MØ12+0.027M1×450两端ø207547ø206182061±0.153250-0.38M8×11121281112±0.270.05M0.033128+0.126ø1818ABCD一.加工对象的分析:1.设计基准:孔ø12+0.027及端面

B2.主要工作表面:槽6+0.025保证位置尺寸12±0.2C面:保持尺寸61±0.15A面:保持尺寸3±0.13.结构特点:细长杆件,形状不规则,刚性差4.毛坯:球铁铸件正火处理0.05M3.20.030.05M机械加工工艺过程卡工序号工序内容10铸坯-----正火-------检验20钻ø11.8,倒角1×45,铰孔ø12+0.02730车端面B,保证50-0.3倒角1×4540检验50铣A面,保证3±0.160去毛刺70铣两侧面C,D至8,保证61±0.1580粗铣槽至尺寸5,保证12±0.390精铣槽至尺寸6+0.025,保证12±0.2100槽两侧倒角1×45并修毛刺110检验工序号工序内容120锪平ø18搭子面,保证尺寸11,钻孔ø6.7,攻丝M8130热处理,表面淬火A面HRC40~50140检验150160工序10:铸坯-----正火-------检验工序20:锪端面

D，钻ø11.8,倒角1×450,铰孔至ø12+0.027D1×450Ø12+0.02712.95+0.414工序30:车端面B,保证50-0.3倒角1×45050-0.31×4504工序40:检验工序50:铣A面,保证3±0.13.23±0.14工序60:去毛刺工序70:铣两侧面C,D至8,保证61±0.1561±0.15CE84工序80:粗铣槽至尺寸5,保证12±0.312±0.311254工序90:精铣槽至尺寸6+0.025,保证12±0.212±0.31126+0.0254工序100:槽两侧倒角1×450并修毛刺411Ø6.7M8工序120:锪平ø18搭子面,保证尺寸11,钻孔ø6.7,攻丝M8工序110:检验工序130:热处理,表面淬火A面HRC40~50工序140:检验§3加工余量、工序间尺寸及公差的确定一、加工余量的概念（一）加工总余量（毛坯余量）与工序余量毛坯尺寸与零件设计尺寸之差称为

加工总余量。工序尺寸:

本道工序中,定位基准至加工面之间的尺寸。每道工序所切除的金属层厚度称为工序余量单边余量双边余量工序尺寸偏差标注的“入体原则”单边余量H1H2Z单边余量Z=H1–H2d1d2Z/2Z/2Z/2Z/2D2D1轴的双边余量Z=d1–d2孔的双边余量Z=D2–D1双边余量T毛坯/2T1/2T2/2T3/2d3d毛坯d1d2Z1/2Z2/2Z3/2公称(标称)余量：Zb=(da–db)

最大余量：Zmax=(damax–dbmin)

最小余量：Zmin

=(damin–dbmax)被包容面(轴)的工序间余量入体方向T毛坯/2T1/2T2/2T3/2D3D毛坯d1D2Z1/2Z2/2Z3/2包容面(孔)的工序间余量公称(标称)余量：Zb=(Db–Da)

最大余量：Zmax=(Dbmax–Damin)

最小余量：Zmin

=(Dbmin–Damax)入体方向（二）工序余量的影响因素工序余量主要有以下几个方面的影响因素:1.上道工序的尺寸公差Ta2.上道工序产生的表面粗糙度Ry

和缺陷层深度Ha3.上道工序留下的需要单独考虑的空间误差ea4.本道工序的装夹误差εb余量计算：Zmin=Ta+Ry

+Ha

+︱ea+εb︱余量计算：Zmin=Ta/2+Ry

+Ha

+︱ea+εb︱﹙单边﹚﹙双边﹚二、加工余量的确定方法有三种：计算法、查表法和经验法。

1.计算法

比较准确,但必须一定的测量手段和掌握必要的统计分析资料。

2.查表法

方便、迅速，应用广泛，但必须具有生产实践和实验研究积累的经验为基础。

3.经验法

根据有经验的工人或技术人员的经验确定，但往往余量偏大。多用于单件小批量生产。《金属切削加工工艺人员手册》三、工序尺寸与公差的确定

某轴直径为ø50mm,其尺寸精度要求为IT5,表面粗糙度要求为Ra0.04μm,并要求高频淬火,毛坯为锻件。其工艺路线为:粗车－半精车－高频淬火－粗磨－精磨－研磨。现要计算各工序的工序尺寸及公差。例:查表:ø50(IT5)=ø50-0.011工序间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工序间余量mm经济精度mm工序间尺寸mm工序间尺寸、公差表面粗糙度μm研磨0.01H5(-0.011)50Ø50-0.011Ra0.04精磨0.1H6(-0.016)50+0.01=50.01Ø50.01-0.016Ra0.16粗磨0.3H8(-0.039)50.01+0.1=50.11Ø50.11-0.030Ra1.25半精车1.1H11(-0.16)50.11+0.3=50.41Ø50.41-0.16Ra2.5粗车4.49H13(-0.39)50.41+1.1=51.51Ø51.51-0.30Ra16锻造±251.51+4.49=56Ø56±2第四节工艺尺寸链一、基本概念:尺寸链封闭环增环减环L=50–0.10A=20–0.25例：图示零件的小孔长度A，在加工时需要通过控制总长L和镗孔深度尺寸H间接获得；由于工序尺寸L和H存在加工误差，A尺寸的误差将随L和H的加工误差而变化。A=AHL工序加工尺寸：L、HLH+HA零件图工艺过程

工艺尺寸链由加工时的工序尺寸所组成的尺寸链定义：某些构成封闭形式又相互关联的尺寸组合。

尺寸链图：根据尺寸链的构成顺序所绘制的封闭尺寸图形。相关的名词概念：

环——尺寸链中的尺寸。

封闭环——零件加工或机器装配过程中间接获得（或最终自然形成）的尺寸。(A)

组成环——尺寸链终除封闭环以外的尺寸。

增环——尺寸链中其它组成环不变，将某一组成环加大而封闭环随之增大，该组成环为增环。(Ai)

减环——尺寸链中其它组成环不变，将某一组成环加大而封闭环随之减小，该组成环为

减环。(Aj)尺寸链的概念有关尺寸链概念的几个要点1）形成尺寸链的要点

a)尺寸链图的各尺寸按顺序首尾相连并形成封闭。

b)尺寸链中任一组成环尺寸的变化都将导致封闭环尺寸的变化。2）一个尺寸链中只能有一个封闭环3）尺寸链增环减环的判别方法：

a)作出尺寸链图；

b)根据图中各环连接次序顺一个方向作出箭头；

c)在平行方向：与封闭环箭头方向相反者——增环。与封闭环箭头方向相同者——减环。增减环判别的示例A=AHL例一：前述工艺尺寸链例二：某装配尺寸链AA2A1A3AA6A3A4A2A1A5例三：某工艺尺寸链增环：A1；A2；A5减环：A3；A4；A6尺寸链的含义

尺寸链的含义包含两个意思：

(1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。

(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。

(1)由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。

(2)封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。封闭环的特点：尺寸链的分类1.按不同生产过程来分

(1)工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。

(2)装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。

(3)空间尺寸链:

尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。2．按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:(1)直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。(2)平面尺寸链:

尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。3．按照构成尺寸链各环的几何特征，可分为：

(1)长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。

(2)角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链——

加工中与工艺过程相关的尺寸所构成尺寸链。工艺尺寸链中的环：组成环——各工序尺寸；封闭环——由各工序尺寸间接保证的尺寸。在大多数情况下，零件图纸的各设计尺寸需要通过不同的工序加工得到，而工序尺寸是加工直接保证的尺寸，因此工序尺寸是工艺尺寸链的组成环。尺寸链的封闭环为间接获得尺寸（即封闭环由组成环派生形成）。工序尺寸是加工中直接保证的尺寸，由工序尺寸间接获得的相关尺寸就是工艺尺寸链的封闭环。工艺尺寸链的建立实例35-0.310-0.1零件图A2＝10.4-0.1A1A3＝10-0.1工序10车端面C总长A1；车小外园及端面，A2＝10.4-0.1工序20车大端外园及端面，长A3＝10-0.1工艺过程AAABCBCCBA=35-0.3A1A2A3AABC尺寸链查找工艺尺寸链建立需要注意的问题一个尺寸链只能解算一个封闭环，当所解决问题有多个封闭环时，需要按不同的封闭环分别建立相应的尺寸链。尺寸链查找的最短路线原则：所建立尺寸链包含的组成环数应当是最少。必须按定义确定工艺尺寸链的封闭环：一旦封闭环确定错了，整个解算过程就是错误的。三、极值法解算尺寸链的基本公式L0——封闭环的基本尺寸Li——组成环的基本尺寸1.封闭环的基本尺寸等于各组成环基本尺寸的代数和：L0=∑Li教材所列的解算尺寸链极值法公式2.封闭环的公差等于各组成环的公差之和：

T0——封闭环的公差

Ti——组成环的公差T0=∑Ti3.封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和：

ES0——封闭环的上偏差

ESP——增环的上偏差

EIq

——减环的下偏差ES0=∑ESP-∑EIq4.封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和：

EI0——封闭环的下偏差

EIP——增环的下偏差

ESq——减环的上偏差EI0=∑EIP-∑ESq工艺尺寸链的解算类型已知各组成环，求封闭环大小及公差：

工序尺寸设计的验算与校核（正运算）。已知封闭环和部分组成环，求某一组成环大小及公差：

求解工序尺寸（逆运算1）——求解结果唯一。已知封闭环,求各组成环大小及其公差：

工艺设计中工序尺寸的解算（逆运算2）——

按公式T=Ti将封闭环公差分配给各组成环：等公差分配法；等公差等级分配法四、工艺尺寸链的解算实例解题基本步骤第一步：作出工艺尺寸链图（基础）第二步：确定封闭环（关键）第三步：确定增环与减环（重点）第四步：根据公式计算相关尺寸及其偏差第五步：验算校核例1前例尺寸链计算方法A=AHL由基本尺寸公式

A=L–H

∴H=L–A=50–20=30由最大极限尺寸公式

Amax=Lmax–Hmin∴Hmin=Lmax–Amax

Hmin=50–20=30.00由最小极限尺寸公式

Amin=Lmin–Hmax

∴Hmax=Lmin–Amin

Hmax=(50–0.1)–(20–0.25)=30.15∴

H=30+0.15(按入体原则)A=20–0.25L=50–0.10

ESEIL=500–0.10H=A=200–0.250–0.15–30竖式计算尺寸链的方法

竖式方法的口诀增环和封闭环上下偏差照抄减环的上下偏差对调变号计算结果减环的计算结果从竖式取出时，其偏差也需对调变号30+0.15增环减环例:尺寸链的计算增环:L2,L4减环:L1,L3求L∑ES0=∑ESP-∑EIq

=0.05+0.2-(-0.10-0.15)=0.5L0=∑Li=45+105-(30+95)=25EI0=∑EIP-∑ESq

=0+0-(0.1+0)=-0.1L∑=25+0.5-0.1验算:T0=∑Ti=0.2+0.05+0.15+0.2=0.6∑L1L2L3L495-0.1545+0.0530±0.10105+0.20二、直线尺寸链在工艺过程中的应用（四）余量校核（一）工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算

1.测量基准和设计基准不重合2.定位基准和设计基准不重合（二）一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算（三）表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺尺寸链例1:测量基准和设计基准不重合的尺寸换算∑L0--------

封闭环

∑L1,L2,L3--------增环

求:L2?Ø65+0.0300Ø65+0.0300127±0.07ABL1L2L3L0AB解:验算:T0=∑Ti

T0=0.03/2+0.03/2+0.11=0.14L0=∑Li127=65/2+65/2+L2L2=127–65=62(mm)ESL0=∑ESP-∑EIq0.07=0.03/2+0.03/2+ESL2ESL2=0.07-0.03=0.04

EIL0=∑EIP-∑ESq

-0.07=0+0+EIL2EIL2=-0.07

L2=62+0.04

-0.07L1L2L3L0ABL0=127±0.07L1=L3=(65+0.03)/2求:L250–0.1025+0.25R5–0.30例2设计基准与测量基准不重合的工艺尺寸链计算OCBAMAB50A=R5AMCOO125/250/2A=R5？？课堂练习C12-0.07030-0.03ABL1L0L2零件图例3:定位基准和设计基准不重合的尺寸换算(1)∑12=30-L2L2=180=0-EIL2EIL2=0-0.07=-0.03-ESL2ESL2=0.04∴L2=18+0.04解：求加工C面时的工序尺寸。例4:定位基准和设计基准不重合的尺寸换算(2)350±0.03600±0.02零件图600±0.02A加工示意图∑600±0.02A350±0.03A=250±0.014.选择其他加工方法.1.协商,修改设计基准.2.修改定位基准.3.将600±0.02提高600±0.005A=250±0.005若350±0.01,如何处理?作业布置习题集90页：第6题习题集91页：第10题习题集92页：第12题例

5

图（a）为轴套零件图（b）为车削工序图（c）为钻孔时三种定位方案的加工简图。钻孔时为保证设计尺寸10±0.1，试计算三种定位方案的工序尺寸A1,A2,A3？8-0.0510±0.138-0.18-0.0538-0.1ab钻孔方案一:钻孔方案三:钻孔方案二:A1A2A3基准重合:

A1=10±0.1基准不重合8-0.0510±0.1A2Σ10±0.18-0.05A338-0.1Σ基准不重合A2=180.05

-0.1A3=20-0.05孔O的设计基准—C面；本工序的定位基准—A面LL2=80+0.06L1=280–0.10L3＝1200.15

ABOLBCL3=AL2L1AO支座零件的A、B、C面均已加工完成(已加工尺寸L1，L2)；现以底面A定位镗孔O，工序尺寸L；并保证图纸尺寸L3，求镗孔工序尺寸L。C例6:定位基准和设计基准不重合的尺寸换算(3)课堂练习Ø50+0.03053.8+0.30例7:

一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算50+0.03053.8+0.30L2零件图加工工艺过程Ø49.8+0.046Ø50+0.03053.8+0.30L2Ø49.8+0.046L253.8+0.30Ø49.8/2Ø50/2∑53.8=25+L2-49.8/2L2=53.70.30=0.030/2+ESL2–0ESL2=0.2850=0+EIL2-0.046/2EIL2=0.023检验:T0=∑Ti0.30=0.015+0.023+0.262

L2=53.7+0.285

+0.023若考虑到镗孔与磨孔的同轴度公差0.05mm,怎么办?L253.8+0.30Ø49.8/2Ø50/2∑Ø50/2L253.8+0.30Ø49.8/2∑0±0.025Ø50/2L253.8+0.30Ø49.8/2∑0±0.025例8:

表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺尺寸链Ø38.4-0.11.精车外圆,保证尺寸ø38.4-0.1mm4.求渗碳深度L2ø38.4-0.1/2L2ø38-0.016/2∑L22.渗碳处理,控制渗碳深度L2L0Ø38-0.0163.精磨外圆,保证尺寸ø38-0.016mm,同时保证渗碳层深度0.5~0.8mm。ø38.4-0.1/2L2ø38-0.016/2∑验算:T0=∑TiT0=0.016/2+(0.25-0.008)+0.1/2=0.3L0=∑Li

0.5=38/2+L2

–38.4/2L2=0.7(mm)ESL0=∑ESP-∑EIq

0=-0.008+EIL2-0EIL2=0.008

EIL0=∑EIP-∑ESq

0.3=0+ESL2–(-0.05)ESL2=0.25L2=0.7+0.25

+0.0080.5~0.8(0.5+0.3)例9:余量校核30±0.02AB工艺安排:10:精车A面,保证L1=31±0.1L120:精车B面,保证L2=30.4±0.05

精车余量Z2L2Z230:磨A面,保证L3=30.15±0.02

磨削余量Z3L3Z340:磨B面,保证L4=30±0.02

磨削余量Z4L4Z4校核余量Z2Z3Z4L1Z2L2L2L3Z3L3L4Z4分解成三个基本尺寸链,其中,加工余量Z间接获得,是封闭环。解三个尺寸链，得：

Z2=0.6±0.15Z3=0.25±0.07Z4=0.15±0.04关于封闭环的几点说明:1.在解工艺尺寸链或装配尺寸链时,封闭环是最终、间接、自然得到的。不能任意选择。2.本道工序的工序尺寸一定是直接得到的,是组成环。4.封闭环的公差比任何组成环的公差都大。5.在零件设计时,设计人员应该选择最不重要的环作为封闭环。3.已有的尺寸或已得到的尺寸是组成环。Z52-0.522-