Chapter01机械加工工艺规程的制订

机械制造工艺学第一章工艺规程的制订主讲教师：书名作者出版时间出版单位机械制造工艺学（第2版）王先逵2004.7机械工业出版社机械制造工艺学（第2版）郑修本1999.7机械工业出版社机械制造工艺基础（第2版）李硕2008.3国防工业出版社机械制造工艺学王先逵1998.11机械工业出版社参考文献第一部分：机械加工工艺规程设计第二部分：机械加工精度第三部分：机械加工表面质量第四部分：典型零件加工工艺第五部分：装配工艺基础课程内容提要基本概念零件的结构工艺性分析确定毛坯定位基准的选择工艺路线的拟定确定加工余量、工序尺寸与公差本章内容提要时间定额与生产率工艺尺寸链我国制造业的现状、面临的形势和任务我国制造业的现状

制造业面临的形势制造业的任务（九五期间的目标）研发和产业化国民经济重大工程所需的成套技术装备和技术研发和产业化汽车产品规模生产的关键技术与装备研发和产业化先进的制造技术研发和产业化综合自动化技术和工程研发和产业化环境保护与现代农业工程技术与装备机械制造学科的主要内容机械制造学科的主要内容切削加工技术特种加工技术精密加工和超精密加工技术装配技术机械制造系统的自动化制造中的计量与测试制造过程的工况监测与故障诊断制造设备的性能与试验机械产品的质量与可靠性是研究机械制造过程中的基本规律和基本理论及其应用的一门技术性学科。它所研究的基本规律和基本理论包括以下方面：工艺过程的典型化和工艺规程的编制方法加工精度理论机械加工的表面质量机械零件间及其加工过程中的尺寸联系和尺寸链机床夹具的设计原理和方法先进制造技术机械制造工艺学的性质机械制造工艺学的研究对象和研究问题研究对象：零部件制造、装配中的工艺问题研究范围：零件的机械加工和产品的装配研究问题：质量、生产率和经济性现代制造要求：T、Q、C、S、E机械制造工艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对象的一门应用性制造技术学科。是使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程内容包括零件的毛坯制造、机械加工、热处理、产品装配等课程的目的和要求掌握机械制造工艺的基本理论（定位和基准理论、尺寸链理论、加工精度和误差分析理论、表面质量和机械振动理论）初步具备制订工艺规程、主管产品工艺的能力树立生产制造系统的观点，了解行业最新成就总之，应初步具备分析和解决工艺技术问题的能力；具备自学工艺理论和新工艺、新技术的能力课程的特点与学习方法实践性强涉及面广，内容丰富灵活多变广义制造的成因之一——设计制造一体化3、虚拟现实工业生产阶段：其目的是快速响应市场需求，缩短交货期。制造技术与信息技术相结合，采用集成制造、并行工程、虚拟制造、协同制造等，设计与制造高度结合。2、大工业生产阶段：设计与工艺分开；加工方法多样化；流水线出现。1、手工业生产阶段：靠工匠的手艺完成。采用个体小作坊式生产方式。体脑结合，设计与制造一体，技术水平取决于工人的经验制造技术三阶段广义制造的成因之二——材料成形机理的扩展分类加工机理加工方法去除加工力学加工切削加工、磨削加工、磨粒流加工、磨料喷射加工、液体喷射加工电物理加工电火花加工、电火花线切割、等离子体加工、电子束加工、离子束加工电化学加工电解加工物理加工超声波加工、激光加工化学加工化学铣削、光刻加工复合加工电解磨削、超声电解磨削、超声电火花电解磨削、化学机械抛光结合加工附着加工物理加工物理气相沉积、离子镀热物理加工蒸镀、熔化镀化学加工化学气相沉积、化学镀电化学加工电镀、电铸注入加工物理加工离子注入、离子束外延热物理加工晶体生长、分子束外延、渗碳、掺杂、烧结化学加工渗氮、氧化、活性化学反应电化学加工阳极氧化连接加工激光焊接、化学粘接、快速成形制造、卷绕成形制造变形加工冷、热流动加工锻造、辊锻、轧制、辊压、液态模锻、粉末冶金粘滞流动加工金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、壳型铸造分子定向加工液晶定向广义制造的成因之三——制造技术的综合性机、电、光、声、化学、电化学和计算机的结合新材料的问世促进了加工工艺的革新管理技术融入制造技术中，与制造相结合制造技术与美学、艺术的结合→工业设计学广义制造的成因之四——制造模式的发展计算机集成制造技术（CIMS）的出现推动了制造模式的进一步发展。将设计、制造和工艺三者集成和整合起来。体现了制造模式发展过程中“合-分-合”的螺旋式上升过程。CIMS是制造技术和信息技术结合的产物。首先强调信息集成：即计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助管理的集成。CIMS的集成分为多个层次和方面：功能集成、信息集成、过程集成等。CIMS将制造作为一个大系统来加以研究，总的思想是从相互联系的角度去统一解决问题。在CIMS基础上进一步出现了柔性制造、敏捷制造、虚拟制造、网络制造、智能制造和协同制造等多种制造模式柔性铣削制造系统模拟柔性制造机器人广义制造的成因之四——制造模式的发展CIMS体系结构图CIMS体系结构指以信息的观点建立的企业模型框架（或功能模型）。CIMS功能模型通常由5个分系统组成返回CIMS结构图广义制造的成因之四——制造模式的发展广义制造的成因之五——产品的全寿命周期制造的范畴从过去单纯强调加工、装配发展为产品的全生命周期，包括市场调研、设计、制造、装配、检测、销售、维修和报废处理等。广义制造的成因之五——产品的全寿命周期广义制造的成因之五——产品的全寿命周期在PLM的作用下，产品生命周期曲线可以被重新塑造，在产品生命周期的各个阶段都会产生相应的作用，从总体上为企业带来巨大的效益。协同化产品研发方式的引入流程的改进早期模拟工厂运作准备大规模生产充分集成供应商和合作伙伴。大量进行客户化研究，增加变形设计，减少物理样件，保持市场份额提高产品的灵活性和适用性，扩大由于竞争而被压缩的利润空间。衍生出新的用途和使用方法，力图进入新的销售市场。广义制造的成因之五——产品的全寿命周期图3表示了以一个更有效的途径来思考产品的生命和对智力资产财富的再利用（而不仅仅是只考虑产品的生命）连续创新的想法被动态化地反映在新的培育、成长、学习和充分利用等各个阶段，而且，在完整的PLM“ACTIOrdquo”战略框架之中重建成长。广义制造的成因之六——丰富的软硬件工具、平台和支撑环境现代制造技术包括硬件和软件两大方面。需要强大的硬软件工具、平台和支撑环境的支持。详见图1-3生产过程将原材料转变为成品的全过程原材料、半成品和成品（产品）的运输和保管生产技术准备工作（产品设计、工艺设计、工装设计与制造、各种生产资料的准备及生产组织准备）毛坯制造（铸、锻、冲、焊）零件的机械加工、热处理、表面处理部件和产品的装配、调整、检验、试验、油漆和包装考虑到现代机械产品的生产过程的复杂性，为便于组织生产，目前广泛采用组织专业化生产的方式进行。生产系统数据库及数据处理决策机构生产计划研究开发工艺调度技术设计市场供销制造过程市场测定性能测定决策层计划管理层生产技术层政策原材料产品动机市场动态能量产品23工艺过程及其组成工艺过程：是直接生产过程。即改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程铸造工艺过程锻造工艺过程机械加工工艺过程热处理工艺过程装配工艺过程采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程。直接生产过程：机械产品生产工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等。其中与原材料变为成品直接有关的过程，称直接生产过程，是生产过程的主要部分。辅助生产过程：指与原材料变为产品间接有关的过程，如生产准备、运输、保管、机床与工艺装备的维修等。直接机械生产过程可以大致可分为毛坯制造、零件机械加工与热处理、机器装配和调试等阶段。工艺过程及其组成工艺过程及其组成机械加工工艺过程工序1工序2工序n安装1安装2工位1工位2工步1工步2工步1工步2工步1工步1工步2走刀1走刀2走刀1走刀2•••工序工序n工序i工序2工序1

一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部份工艺过程工序工序划分工序的主要依据是工作地是否变动和工作是否连续只要工人、工作地点、工作对象之一发生变化或不是连续完成，则应成为另一工序工序是工艺过程的基本单元，也是生产计划、成本核算的基本单元一个零件的加工过程需要包含哪些工序，由被加工零件的复杂程度、加工精度要求及其产量等因素决定。分别按照单件生产、小批量生产、大批量生产三种生产类型划分工艺过程工艺过程划分举例工序工序内容机床夹具1车大断面，车大外圆及倒角；调头安装，车小端面，车小外圆及倒角车床三爪卡盘2铣平面，去毛刺铣床平口钳表1-1单件生产的工艺过程工艺过程划分举例工序工序内容机床夹具1车大端面，打中心孔；调头安装，车小端面，打中心孔车床三爪卡盘2车大外圆及倒角；调头安装，车小外圆及倒角车床专用夹具3铣平面，去毛刺铣床平口钳表1-2小批生产的工艺过程工艺过程划分举例工序工序内容机床夹具1同时铣两端面，同时打中心孔组合机床多工位专用夹具2车大外圆及倒角车床专用夹具3车小外圆及倒角车床专用夹具4铣平面铣床专用夹具5去毛刺钳工台平口钳表1-3大批量生产的工艺过程工艺过程划分举例分别按照小批量生产、大批量生产两种生产类型划分工艺过程表1-4小批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1车端面，钻中心孔车床2车外圆，车槽和倒角车床3铣键槽，去毛刺铣床4磨外圆磨床表1-5大批量生产的工艺过程工艺过程划分举例工序号工序内容设备1两边同时铣端面，钻中心孔铣端面钻中心孔机床2车一端外圆，车槽和倒角车床3车另一端外圆，车槽和倒角车床4铣键槽铣床5去毛刺钳工台6磨外圆磨床安装确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程定位定位后，固定工件，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作夹紧将工件在机床上或夹具中定位、夹紧的过程装夹安装安装：工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容安装的概念原指工件在机床上的固定和夹紧，在工艺学中，安装的概念被赋予新的内涵：其内容是一部分工序内容。表1-1中工序1是两次安装，表1-2中工序1和工序2都是两次安装，而表1-3中各工序都是一次安装在大批量生产中，减少工序中安装数目，将增加工件每次装夹中完成的加工内容，有助于提高和保证加工精度。增加工序中安装数目，将简化工件每次装夹中完成的加工内容，可以提高机械加工的专业化分工，以提高生产率。安装举例如图，齿轮毛坯经一次定位夹紧后，在工件没有取下来，所进行的切削加工（铣齿）内容。工位工位：在一个安装中，通过分度或移动装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，则把每一个加工位置上的一部分安装内容称为工位。在工艺学中，工位概念是机床夹具的工位概念的转义，专指在某工位上完成的工艺过程，其内容是一部分工序内容。右图为一多工位加工的例子：一个安装包含4个工位。依次顺时针旋转，夹具具有4个工位，在每一个工位完成一定的工序内容。工位1：装夹与卸下工件工位2：钻孔工位3：扩孔工位4：铰孔工位实例表1-5中的工序1铣端面、钻中心孔，就是两个工位：工件装夹后，先铣端面，然后移动到另一位置钻中心孔。铣端面、钻中心孔两工位实例工步工步：指在加工表面、刀具和切削用量（不包括背吃刀量）均保持不变的情况下所完成的那一部分工序内容。在多刀车床、转塔车床的加工中，为了提高生产效率，经常出现用几把刀具同时分别加工几个表面的工步，这种工步称为复合工步。在工艺文件上，复合工步也被视为一个工步。图用两把车刀和一个钻头同时加工外圆和孔的复合工步工步图立轴转塔车床回转刀架复合工步加工工步图刨平面复合工步图钻孔、扩孔复合工步工步图组合铣刀铣平面复合工步辅助工步辅助工步：由人或设备连续完成的一部分工序，该部分工序不改变工件的形状、尺寸和表面粗糙度，但它是完成工步所必需的，如更换刀具等。引入辅助工步是为了精确计算工步工时。走刀（行程）走刀（行程）：在一个工步内，因加工余量较大，需用同一刀具在同一转速及进给量的情况下对同一表面进行多次切削，每次切削称为一次走刀。走刀是构成机械加工过程的最小单元。空走刀（或空行程）：刀具以非加工进给速度相对工件所完成一次进给运动的工步内容。下图所示的加工示意图中，加工包括两个工步：第1工步只有一次走刀，第2工步包括两次走刀。机械加工工艺过程工序1工序2工序n安装1安装2工位1工位2工步1工步2工步1工步2工步1工步1工步2走刀1走刀2走刀1走刀2•••工艺过程及其组成生产纲领和生产批量生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。计划期通常为一年，所以生产纲领也称年产量。年生产纲领是设计或修改工艺规程的重要依据，是车间或工段设计的基本文件。零件年产量产品年产量每台产品中，该零件的数量备品的百分率废品的百分率生产批量：一次投入或产出的同一产品（或零件）的数量。确定生产批量的大小应考虑的因素：资金周转要快零件加工调整费用要少保证装配和销售有必要的储备量每批零件数量零件应储备的天数一年中的天数生产类型生产类型：企业生产专业化程度的分类。单件生产：指单个生产不同结构和尺寸的产品，产品生产很少重复甚至不重复的生产类型。特点:产品的种类较多，而同一产品的产量很小，工作地点的加工对象经常改变。大量生产：指同一产品的生产数量很大，大多数工作地点经常按一定节奏重复进行某一零件的某一工序加工的生产类型。特点：同一产品的产量大，工作地点较少改变，加工过程重复。成批生产：指一年中分批轮流制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象周期性地重复的生产类型。特点：产品的种类较少，有一定的生产数量，加工对象周期性地改变，加工过程周期性地重复。根据批量的大小又可分为大批量生产、中批量生产和小批量生产。生产类型划分各种生产类型的工艺特点获得加工精度的方法和工件的装夹方式试切法：通过试切——测量——调整——再试切，反复进行到被加工尺寸达到要求为止的加工方法。配作是试切法的一种类型，它以已加工工件为基准，加工与其相配的另一工件，或将两个或两个以上工件组合在一起进行加工的方法。配作中最终被加工尺寸达到的要求是以与已加工工件的配合要求为准的。调整法：先调整好刀具和工件在机床上的相对位置，并在一批零件的加工过程中保持这个位置不变，以保证工件被加工尺寸的方法。定尺寸刀具法：用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法。主动测量法：在加工过程中，边加工边测量加工尺寸，并将所测量结果与设计要求的尺寸比较后，或使机床继续工作，或使机床停止工作。自动控制法：该法把测量、进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成。1、获得尺寸精度的方法刀尖轨迹法：依靠刀尖的运动轨迹获得形状精度的方法。刀尖的运动轨迹取决于刀具和工件的相对成形运动，因而所获得的形状精度取决于成形运动的精度，如普通车削、铣削、刨削和磨削。仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。成形法：利用成形刀具对工件进行加工的方法。展成法（滚切法）2、获得形状精度的方法获得加工精度的方法和工件的装夹方式3、获得位置尺寸和位置精度的方法——工件的装夹方式用夹具装夹：定位精度高，装夹效率高，广泛用于中、大批量生产中。划线找正装夹：用划针根据毛坯或半成品上所划的线为基准找正它在机床上的正确位置。定位精度不高，费时，需高水品技工；用于批量不大、形状复杂而笨重的工件或毛坯尺寸公差很大而无法用夹具装夹的工件。直接找正装夹：用划针和百分表或通过目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。效率低，需高水品技工，用于单件小批生产。获得加工精度的方法和工件的装夹方式获得加工精度的方法和工件的装夹方式目的：保证小齿轮齿圈与内孔的同轴度要求（间接实现）前提：齿坯外圆和内孔的同轴度较好直接保证：齿坯外圆和工作台回转中心同轴直接找正装夹获得加工精度的方法和工件的装夹方式夹具装夹划线找正装夹获得加工精度的方法和工件的装夹方式工艺规程概念作用类型格式规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件专用工艺规程工艺过程卡生产调度计划的依据生产准备工作的依据新建扩建车间的依据通用工艺规程典型工艺规程成组工艺规程标准工艺规程工序卡标准或典型零件工艺过程卡自动车床调整卡工序操作指导卡检验卡工艺过程卡片格式例：南京浦镇-杭州地铁动、拖车转向架机加工工艺卡片工艺过程卡片格式工艺过程卡片格式工序卡片格式工序卡片格式工序卡片格式保证零件图纸上所有技术要求的实现。在规定的生产纲领和生产批量下，追求工艺成本最低化。提高生产率。降低劳动强度。制订工艺规程的基本要求制订工艺规程所需的原始资料产品装配图、零件图产品的生产纲领现有的生产条件和资料：毛坯的生产条件和协作关系工装制造能力车间的设备和工装条件工人技术水平各种工艺资料和标准国内外同类产品的有关工艺资料制订工艺规程的步骤阅读装配图和零件图工艺审查熟悉和确定毛坯拟定机械加工工艺路线确定满足各工序要求的工艺装备确定各工序的技术要求和检验方法确定加工余量、工序尺寸和公差确定切削用量和时间定额填写工艺文件了解产品用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用审查图纸尺寸、技术要求是否正确完整，审查零件的结构工艺性熟悉毛坯特点，如分型面、浇口、冒口的位置，拔模斜度是制订工艺规程的核心，要考虑的主要问题是：怎样选择定位基准、如何确定加工方法、怎样安排加工顺序、热处理及检验等工序。对需要改装或重新设计的专用工装应提出具体的设计任务书。对单件小批生产，切削用量由操作者自行决定。中大批生产，为保证生产的合理性和节奏的均衡，必须规定切削用量。零件的结构工艺性是指所设计零件在能满足使用要求的前提下，制造的可行性和经济性。结构工艺性要根据具体的生产条件和生产类型进行分析，具有相对性。审查分析零件图样的主要内容：零件在机器中的装配位置、装配方法及零件的作用；零件图的视图、尺寸、公差、粗糙度及技术要求是否齐全、正确所规定的加工质量指标从零件的作用分析是否合理；所选用的材料从加工工艺角度看是否恰当。零件的结构工艺性分析可从尺寸和公差标注、零件的组成要素和整体结构三方面衡量。用滚齿和电子束焊代替插齿零件的结构工艺性分析材料：T8A零件的结构工艺性分析合理标注零件的尺寸、公差和粗糙度。按加工顺序标注尺寸，避免多尺寸同时保证不合理，工艺尺寸链换算会增加零件的精度要求无多尺寸同时保证问题，不必进行工艺尺寸链换算，不增加零件的加工难度零件的结构工艺性分析合理标注零件的尺寸、公差和粗糙度。由定位基准或调整基准标注尺寸，避免基准不重合误差应从左端面定位基准标注尺寸从调整基准（某台肩）标注尺寸注：调整基准主要用于调整刀具的位置优点：可避免基准不重合误差零件的结构工艺性分析合理标注零件的尺寸、公差和粗糙度。由形状简单和易接近的轮廓要素为基准标注尺寸，避免尺寸换算各要素的形状尽量简单，面积尽量小，规格尽量标准和统一能采用普通设备和标准刀具进行加工，刀具易进入、退出和顺利通过加工表面加工面与非加工面应明显分开，加工面之间也应明显分开零件要素的结构工艺性要求零件的结构工艺性分析零件结构要素的工艺性分析举例零件结构要素的工艺性分析举例零件结构要素的工艺性分析举例零件结构要素的工艺性分析举例零件结构要素的工艺性分析举例零件结构要素的工艺性分析举例零件整体的结构工艺性零件整体结构的工艺性要求尽量采用标准件通用件相似件有便于装夹的基准有位置要求或同方向的表面能在一次装夹中加工出来零件要有足够的刚性，便于采用高速和多刀切削节省材料，减轻重量车床小刀架零件结构工艺性的评定指标

加工精度系数

结构继承性系数

结构标准化系数

结构要素统一化系数

材料利用系数DFMDFD并行工程DFA保证零件结构工艺性的新技术确定毛坯毛坯的种类铸件（砂铸生产率低、精度低、机械加工量大、耗材）锻件（自由锻、锤上模锻、胎模锻、压力机上模锻）焊接件（连接性能好、省工省料、成本低、工艺简化）型材（力学性能指标较好）选择毛坯时考虑的因素零件的材料及其力学性能零件的形状和尺寸生产类型具体生产条件（现场毛坯制造能力、外协的可能性）新工艺、新技术和新材料的应用基准的概念及其分类基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线和面。一个几何关系就有一个基准基准设计基准

工艺基准

工序基准

装配基准

测量基准

定位基准

粗基准

精基准

辅助基准

设计基准设计图样上所采用的基准（国标中仅指零件图样上所采用的基准，不包括装配图样上采用的基准）。设计基准是可逆的设计基准工艺基准工艺过程中采用的基准分类工序基准工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准——即工序图上的基准定位基准在加工中用作定位的基准。用夹具装夹时，定位基准就是工件上直接与夹具的定位元件相接触的点、线、面测量基准测量时所采用的基准装配基准装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准装配基准各种基准实例工序基准也是某一工序加工表面所要达到的加工尺寸（即工序尺寸）的起点下图为某工序图，G1表面和G2表面是工序基准。各种基准实例零件在加工时，定位基准可以有多种选择（如下图）：a图：用三爪卡盘夹持工件，定位基准为轴线W1b图：表示用V形块定位，定位基准为轴线W2c图：用虎钳夹持工件大圆柱体，用支承钉定位，定位基准为母线W3d图：用虎钳夹持工件小圆柱体，用支承钉定位，定位基准为母线W4各种基准实例如果需要用于加工定位的工件表面是斜面或曲面等不便于定位的表面，为了加工工件时定位方便，在工件上专门加工出定位面作为定位基准，这样的定位基准称为附加基准。相应，利用零件原有表面作定位基准，称为固有基准。举例：轴类零件用于加工定位的顶尖孔就是典型的附加基准；三爪卡盘夹持零件时，用于定位的圆柱表面是典型的固有基准各种基准实例采用不同的测量方法（如上图所示），零件的测量基准可以有多种：a图：以轴线C1为测量基准b图：表示用量规检测时，以母线C2为测量基准c图：用卡尺检测时，以母线C3为测量基准各种基准实例下图是某装配结构图的局部，Z1圆柱表面和Z2端面是齿轮在轴上的装配基准各种基准及其相互关系dDC平面III的设计基准是含D尺寸段的轴线设计图加工工序图加工测量图圆度仪基准分析注意事项基准是客观存在的（包括轮廓要素和中心要素）基准要确切要分清是圆柱面还是圆柱面的轴线，替代后应引入替代后的误差；分清轴线的区段。工件加工时的定位与基准六点定位原理一个物体在空间可以有六个独立的运动，称为六个自由度。采用六个按照一定规则布置的约束点，可以限制工件的六个自由度，实现完全定位。实际应用中，常常采用定位元件代替约束点限制工件的自由度。工件加工时的定位与基准YZXzYxYzx典型定位元件的定位分析典型定位元件的定位分析典型定位元件的定位分析完全定位与不完全定位完全定位：限制六个自由度的定位不完全定位：限制自由度个数小于六个的定位完全定位与不完全定位注意：有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力或为了保证一批工件的进给长度一致，常常对无位置尺寸要求的自由度也加以限制。欠定位与过定位欠定位：根据工件加工面位置尺寸要求必须限制的自由度没有得到全部限制，或者说在完全定位和不完全定位中，约束点不足。欠定位是不允许的。欠定位与过定位过定位：工件在定位时，同一个自由度被两个或两个以上约束点约束的情况。过定位是否允许，要视具体情况而定。通常，如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽经过了机械加工，但仍很粗糙，这时过定位是不允许的。采用过定位的目的之一是增强加工时支承的刚性，减小工件的受力变形。过定位的解决措施也可通过提高定位基面的位置精度，消除过定位过定位的解决措施XYXYZXXYYZ长销:XXYY平面:XYZ加工大孔,要求保证大小孔轴线平行.当工件定位孔与定位端面垂直度误差较大，而且孔与销的间隙又很小时，则产生定位干涉

解决方案:1）短销+平面2）长销+小平面3）长销自位平面问题：哪一种定位方法较好？过定位的解决措施把定位支承销3撤消，增加一个辅助支承，既消除了过定位，也增加了工件的装夹刚度。过定位的解决措施组合定位——一面两销ZYXAA向固定顶尖：活动顶尖：XYZ

YZ组合定位定位合理性的考虑因素研究满足工件加工面位置度要求所必须限制的自由度。从承受切削力、设置夹紧机构以及提高生产率的角度分析在不完全定位中还需限制哪些自由度。在定位方案中，是否有欠定位和过定位问题，能否允许过定位的存在。粗基准与精基准粗基准：用未经加工的毛坯表面作定位基准精基准：用加工过的表面作定位基准精基准的选择总则：保证加工精度；装夹方便可靠。原则1——基准重合原则：采用设计基准作为定位基准，避免基准不重合误差基准不重合误差：由于加工时，定位基准与设计基准不重合，引入的一个从定位基准到设计基准之间的尺寸的误差。注意：定位过程中的基准不重合误差是在用夹具装夹、调整法加工一批工件时产生的。若用试切法加工，每一个箱体都可以直接测量尺寸B，从直接保证尺寸B，此时就不存在基准不重合误差。精基准的选择原则2——基准统一原则：在工件加工过程中，尽可能采用统一的定位基准。特点：减少夹具种类、简化夹具结构、减少装夹次数及工件搬动翻转次数，广泛用于自动线生产中。辅助基准：为满足工艺需要，在工件上专门设计的定位面。最佳情况：既符合基准重合原则又符合基准统一原则。若统一的基准面和设计基准不一致，遵循基准统一原则时，加工面之间的位置精度虽不如基准重合时那样高，即增加一个由辅助基准到设计基准之间的基准不重合误差，但是仍比基准多次转换时的精度高，因为多次转换基准会有多个基准不重合误差。用孔作定位基准加工外圆、端面和齿面步骤1、以内止口为基准加工所有表面（基准统一）；步骤2、以活塞外圆定位加工活塞销孔，保证外圆与销孔的位置精度。（基准重合）例：活塞加工常见工艺步骤若采用一次装夹加工多个表面，则多个表面间的位置尺寸及精度和定位基准的选择无关，而是取决于加工多个表面的各主轴及刀具间的位置精度和调整精度。如箱体类工件上孔系的加工。当采用基准统一原则后，无法保证表面间位置精度时，往往是先用基准统一原则，然后在最后工序用基准重合原则保证表面间的位置精度。精基准的选择精基准的选择原则3——自为基准原则：当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准。常见的自为基准加工方法：拉孔、浮动镗刀镗孔、浮动铰刀铰孔、衍磨孔注意：遵循自为基准原则时，不能提高加工面的位置精度，只能提高加工面本身的精度。精基准的选择精基准的选择原则4——互为基准原则：为了使加工面间有较高的位置精度，小而均匀的加工余量，可采取反复加工、互为基准原则。原则5——保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则：精基准应是精度较高、表面光洁、支承面积较大的表面。原则6——便于装夹原则：应使夹具结构简单、操作方便。精密齿轮加工精基准的选择注意：上述5条原则中，前4条均有其各自的应用条件，唯有最后两条，即便于装夹原则是始终不能违反的。在考虑工件如何定位的同时，必须认真分析工件夹紧，遵守夹紧机构的设计原则。粗基准的选择总体选择要求：保证加工面与非加工面的位置要求合理分配各加工面的余量为后续工序提供精基准原则1——为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准。当工件上有多个非加工面与加工面之间有位置要求时，应以其中要求较高的非加工面为粗基准。为了实现加工后壁厚均匀为了实现加工余量均匀粗基准的选择粗基准的选择原则2——合理分配加工余量为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准为了保证重要加工面的余量小而均匀，应选择重要加工面为粗基准。当工件上有多个重要加工面都要求保证余量均匀时，应选余量要求最严的面为粗基准。粗基准的选择原则3——粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次。原则4——选作粗基准的表面应平整光洁，要避开锻造飞边、铸造浇口、冒口、分型面、毛刺等缺陷部位，以保证定位准确，夹紧可靠。原则5——用夹具装夹时，应使夹具结构简单、操作方便。错误：以毛坯面B定位加工表面A和C后果：A与C表面的轴线产生较大的同轴度误差粗基准的选择总结上述粗基准选择的四条原则，每一原则都只说明一个方面的问题。在实际应用中，划线找正装夹有时可兼顾这四条原则，而夹具装夹则不能同时兼顾，须分清问题的主次，要在保证加工质量的前提下，结合具体生产类型和生产条件，灵活运用各条原则。工艺路线的拟定内容选择定位基准选择加工表面的加工方法安排工序的先后顺序确定工序集中与分散的程度选择设备和工艺装备……工艺路线的拟定——加工方法的选择ABΔjQj成本Q加工误差Δ图加工误差（或加工精度）和成本的关系——负指数函数曲线经济精度范围工艺路线的拟定——加工方法的选择加工经济精度——指在正常条件下（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，不延长加工时间）所能保证的加工精度。经济表面粗糙度——指在正常的加工条件下所能保证的表面粗糙度。各种加工方法所能达到的经济精度和经济表面粗糙度等级，可参看有关资料或工艺手册。表1-6外圆加工方法的适用范围工艺路线的拟定——加工方法的选择序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围1粗车IT11~IT1212.5~50淬硬钢以外的各种金属2粗车-半精车IT8~IT103.2~6.33粗车-半精车-精车IT6~IT70.8~1.64粗车-半精车-精车-滚压（或抛光）IT5~IT60.025~0.25粗车-半精车-磨削IT6~IT70.4~0.8钢或铸铁6粗车-半精车-粗磨-精磨IT5~IT60.1~0.47粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工（或轮式超精磨）IT5~IT60.012~0.18粗车-半精车-精车-精细车（金刚车）IT5以上0.025~0.4有色金属9粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（或镜面磨）IT5以上0.006~0.025极高精度的外圆加工10粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨IT5~IT60.006~0.1表1-7平面加工方法的适用范围工艺路线的拟定——加工方法的选择序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围1粗车IT11~IT1312.5~50端面2粗车-半精车IT8~IT103.2~6.33粗车-半精车-精车IT7~IT80.8~1.64粗车-半精车-磨削IT6~IT80.2~0.85粗刨（或粗铣）IT11~IT136.3~25一般不淬硬平面6粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）IT8~IT101.6~6.37粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-刮研IT6~IT70.1~0.8精度要求较高的不淬硬平面，批量大时宜采用宽刃精刨8以宽刃精刨代替上述刮研IT70.2~0.89粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-磨削IT70.2~0.8大量生产，较小的平面10粗刨（或粗铣）-精刨（或精铣）-粗磨-精磨IT6~IT70.025~0.411粗铣-拉IT7~IT90.2~0.8高精度平面12粗铣-精铣-磨削-刮研IT5级以上0.006~0.1工艺路线的拟定——加工方法的选择序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围1钻IT11~IT1312.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯和有色金属。孔径<15~20mm2钻-铰IT8~IT101.6~6.33钻-粗铰-精铰IT7~IT80.8~1.64钻-扩IT10~IT116.3~12.5同上5钻-扩-铰IT8~IT91.6~3.26钻-扩-粗铰-精铰IT70.8~1.67钻-扩-粗铰-手铰IT6~IT70.2~0.48钻-扩-拉IT7~IT90.1~1.6大批大量生产9粗镗（或扩孔）IT11~IT136.3~12.5除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）-精镗（精扩）IT9~IT101.6~3.211粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）IT7~IT80.8~1.612粗镗（粗扩）-精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀精镗IT6~IT70.4~0.8表1-8孔加工方法的适用范围工艺路线的拟定——加工方法的选择表-孔加工方法的适用范围序号加工方法经济精度经济粗糙度适用范围13粗镗（扩）-半精镗-磨孔IT7~IT80.2~0.8主要用于钢材，不宜用于有色金属14粗镗（扩）-半精镗-粗磨-精磨IT6~IT70.1~0.215粗镗-半精镗-精镗-精细镗（金刚镗）IT6~IT70.05~0.4精度要求高的有色金属16钻-（扩）-粗铰-精铰-绗磨钻-（扩）-拉-绗磨粗镗-半精镗-精镗-绗磨IT6~IT70.025~0.2精度要求很高的孔17以研磨代替上述方法中的绗磨IT5~IT60.006~0.118钻（或粗镗）-扩（半精镗）-精镗-金刚镗-脉冲滚挤IT6~IT70.1成批大量生产的有色金属件的小孔表1-8孔加工方法的适用范围（续）工艺路线的拟定——加工方法的选择表1-9轴线平行的孔的位置精度（经济精度）工艺路线的拟定——加工方法的选择表1-10轴线垂直的孔的位置精度（经济精度）工艺路线的拟定——加工方法的选择选择加工方法时考虑的因素通常根据经验或查表来确定加工方法，但满足同样精度要求的加工方法往往有多种，决策时应考虑一下因素：工件材料的性质（淬火钢——磨削；有色金属精加工——精细车、精细镗或金刚镗）工件的形状和尺寸（思考：IT7级的孔可用什么方法加工？）生产类型、生产率和经济性具体生产条件充分利用新工艺、新技术满足某些特殊要求，如表面纹路方向。工艺路线的拟定——加工顺序的安排机加工顺序的安排原则原则1：先加工基准面——选为精基准的表面应安排在起始工序先进行加工，以尽快为后续工序的加工提供精基准。原则2：先粗后精——对于精度和表面质量要求较高的零件，其粗、精加工应分开。即按粗加工——半精加工——精加工、光整加工的顺序进行。原则3：先主后次——先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。次要表面加工应放在主要表面半精加工后、精加工前完成。原则4：先面后孔当零件上有较大的平面可作定位基准时，可先加工出来用作定位面，以面定位，加工孔。在毛坯面上钻孔，容易使钻头引偏，若该平面需要加工，则应在钻孔之前先加工平面。对于箱体、支架和连杆等工件应先加工平面后加工孔。指设计基准面，主要工作面指键槽、螺孔工艺路线的拟定——加工顺序的安排综上，一般机械加工的顺序是：加工精基准→粗加工主要表面→精加工主要表面→光整加工主要表面→超精密加工主要表面。次要表面的加工穿插在各阶段之间进行。工艺路线的拟定——加工顺序的安排划分加工阶段各加工阶段的主要任务粗加工：从坯料上切出较多余量半精加工：在粗加工和精加工之间进行精加工：从工件上切出较少余量，能获得较高的精度和表面粗粗度光整加工：精加工后进行，从工件不切出或切出极薄的金属层，以获得很光洁的表面或强化表面。一般不用来提高位置精度。超精密加工：按照超稳定、超微量切除等原则，实现加工尺寸误差和形状误差在0.1um以下的加工技术。划分加工阶段划分加工阶段的原因保证加工质量合理使用设备便于安排热处理工序及时发现毛坯缺陷精加工、光整加工安排在后，可保护精加工过的表面少受磕碰或损坏。工艺路线的拟定——加工顺序的安排工艺路线的拟定——加工顺序的安排热处理工序的安排最终热处理工序（调质、淬火、渗碳淬火、液体碳氮共渗、渗碳）目的：提高力学性能安排：精加工前后说明：变形大的热处理，如渗碳淬火应安排在精加工磨削前进行，以纠正热处理变形；调质也应安排在精加工前进行。变形小的热处理，如渗氮，应安排在精加工后进行。表面装饰性镀层和发蓝处理，机加工完毕后进行。预备热处理（正火、退火、时效处理）目的：改善加工性能，为最终热处理作准备，消除残余应力安排：粗加工前后或需要消除应力处说明：放在粗加工前，可改善加工时材料的加工性能，并减少车间之间的运输工作量；放在粗加工后，有利于粗加工后残余应力的消除。调质安排在粗加工后。工艺路线的拟定——加工顺序的安排辅助工序的安排（检验、去毛刺、倒掕、清洗、防锈、去磁、平衡等）安排时机：粗加工阶段结束后重要工序前后送往外车间加工的前后，如热处理工序前后全部加工工序完成后工艺路线的拟定——加工顺序的安排确定工序集中和分散的程度工序分散：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工序集中：将工件的加工集中在少数几道工序内完成组织集中

指采用人为的组织措施实现集中，如卧式车床的顺序加工。机械集中指采用技术上的措施集中，如多刀、多刃和多轴机床、自动机床、数控机床、加工中心.工艺路线的拟定——加工顺序的安排工序集中的特点采用高效专用设备和工艺装备、生产率高装夹次数少，易于保证表面间位置精度，减少工序间运输量工序数目少，可减少机床数量、工人数、生产面积，简化生产计划和生产组织工作投资大，调整维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。工序分散的特点设备、工艺装备简单调整维修方便，生产准备工作量少，易于平衡工序时间，适应产品更换可采用合理的切削用量，减少基本时间设备数量多，操作工人多，占地面积大工艺路线的拟定——加工顺序的安排工序集中和分散的选用单件小批：组织集中，即采用人为的组织措施集中，以便简化生产组织工作。如卧式车床的顺序加工。大批大量：机械集中（多刀、多轴机床、组合机床、自动机）成批生产：工序适当集中，办法：采用高效机床，如转塔车床、多刀半自动车床、数控机床结构简单产品：可采用分散原则，如轴承重型零件：工序适当集中刚性差且精度高的精密零件：工序适当分散。发展趋势：工序集中。工艺路线的拟定——设备与工装选用设备的选择机床精度与工件精度相适应机床的规格与工件的外形尺寸相适应与现有加工条件相适应工装的选择夹具的选择刀具的选择量具的选择加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量：指加工过程中所切去的金属层厚度。加工总余量Z0：毛坯尺寸与零件尺寸之差。工序余量Zi：每一工序所切除的金属层厚度。1-1工序余量Zi：相邻两工序基本尺寸之差。加工余量、工序尺寸和公差的确定单边余量（用于非对称结构的非对称表面）双边余量（用于对称结构的对称表面）加工余量、工序尺寸和公差的确定余量公差的大小工序尺寸的公差按“入体原则”标注。毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。被包容面的工序尺寸取上偏差为零；包容面的工序尺寸取下偏差为零加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量的影响因素上工序的各种表面缺陷和误差表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Da上工序的尺寸公差Ta上工序的形位公差ρa位置精度简图加工余量位置精度简图加工余量对称度2e2e位置度x=LtanƟy=aL2xx=bD加工余量的影响因素加工余量的影响因素本工序的装夹误差εb定位误差夹紧误差夹具在机床上的装夹误差加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量的基本计算公式加工余量计算的几种特殊情况无心磨床加工小轴、浮动铰（镗）刀或拉刀加工孔时，因采用自为基准，所以不计εb光整加工（研磨、绗磨、超精磨、抛光）若主要是为了改善表面粗糙度，当不需提高尺寸和形状精度时光整加工需提高尺寸和形状精度时确定加工余量的方法查表法（注意：粗加工工序余量不能用查表法得到，而是由总余量减去其他各工序余量而得到）经验估算法（单件小批）分析计算法确定工序尺寸及其公差——基准重合时指工序基准或定位基准与设计基准重合，表面多次加工时，工序尺寸及其公差的计算。如外圆与孔的多工序加工。工序尺寸及其公差与工序余量的关系如图：计算步骤：确定各工序余量的基本尺寸由后往前逐个工序推算，即由零件的设计尺寸开始，由最后一道工序开始向前工序推算，直到毛坯尺寸。工序尺寸的公差都按经济精度确定，并按“入体原则”确定上下偏差。例1-1

某轴直径为Φ50mm，其尺寸精度要求为IT5，表面粗糙度要求为Ra0.04um，并要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线拟定为：粗车-半精车-高频淬火-粗磨-精磨-研磨。计算各工序的工序尺寸及公差。确定工序尺寸及其公差——基准重合时解1、用查表法确定加工余量由工艺手册查得：研磨余量：0.01mm精磨余量：0.1mm粗磨余量：0.3mm半精车余量：1.1mm粗车余量：4.5mm确定工序尺寸及其公差——基准重合时由1-1式：取加工总余量为：6mm修正粗车余量为：4.49mm2、计算各工序基本尺寸研磨后，工序基本尺寸为：50mm（设计尺寸）精磨：50+0.01=50.01mm粗磨：50.01+0.1=50.11mm半精车：50.11+0.3=50.41mm粗车：50.41+1.1=51.51mm毛坯：50.51+4.49=56mm确定工序尺寸及其公差——基准重合时3、确定各工序的加工经济精度和粗糙度由表1-6查得：研磨后：IT5，Ra0.04um（零件的设计要求）精磨后：IT6，Ra0.16um粗磨后：IT8，Ra1.25um半精车后选定为：IT11，Ra2.5um粗车后选定为：IT13，Ra16um由以上经济精度查公差表，将差得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差：±2mm确定工序尺寸及其公差——基准重合时工序名称工序间余量(mm)工序间工序间尺寸(mm)工序间经济精度(mm)粗糙度(um)尺寸、公差(mm)粗糙度(um)研磨0.01h5(0,-0.011)Ra0.0450Φ50(0,-0.011)Ra0.04精磨0.1h6(0,-0.016)Ra0.1650+0.01=50.01Φ50.01(0-0.016)Ra0.16粗磨0.3h8(0,-0.039)Ra1.2550.01+0.1=50.11Φ50.11(0-0.039)Ra1.25半精车1.1h11(0,-0.16)Ra2.550.11+0.3=50.41Φ50.41(0,-0.16)Ra2.5粗车4.49h13(0,-0.39)Ra1650.41+1.1=51.51Φ51.51(0-0.39)Ra16锻造±251.51+4.49=56Φ56±2基准不重合时工序尺寸及公差的确定方法——工艺尺寸链尺寸链的基本概念定义：由相互连接的尺寸所形成的封闭尺寸组。组成：环——列入尺寸链中的每一尺寸封闭环——尺寸链中在装配过程或加工过程最后形成的一环组成环——对封闭环有影响的所有环增环——该环的变动引起封闭环同向变动减环——该环的变动引起封闭环反向变动补偿环——尺寸链中预先选定的某一组成环，可以通过改变其大小或位置，使封闭环达到规定要求。多用于装配尺寸链。A0A2A1ABA0（A2）A1尺寸链的特性封闭性：一个封闭环有一个尺寸链关联性：封闭环随所有组成环的变动而变动传递系数ξ：表示组成环对封闭环影响的大小A0A2A1ABA0（A2）A1对增环：ξ>0对减环：ξ<0若组成环与封闭环平行：∣ξi∣=1若组成环与封闭环不平行：-1<ξi<1工艺尺寸链尺寸链图尺寸链形式按环的几何特征分：长度尺寸链和角度尺寸链按应用场合分：装配尺寸链、工艺尺寸链、零件尺寸链按各环所处空间位置分：直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链计算方法求解内容：计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及偏差方法：极值法：求解环数较少的尺寸链概率法：求解环数较多的尺寸链工艺尺寸链计算方法一、极值法封闭环基本尺寸封闭环公差T0——增环——减环对于直线尺寸链工艺尺寸链计算方法封闭环上偏差ES0封闭环下偏差EI0工艺尺寸链计算方法封闭环的极限尺寸二、概率法将极限尺寸换算成平均尺寸工艺尺寸链计算方法图尺寸链中各参数的关系将极限偏差换算成中间偏差组成环中间偏差封闭环中间偏差组成环相对不对称系数若组成环在公差带内对称分布时，ei=0，则（直线尺寸链）工艺尺寸链计算方法组成环传递系数工艺尺寸链计算方法封闭环统计公差正态分布时，k=1组成环平均公差工艺尺寸链计算形式正计算：已知各组成环的基本尺寸、公差和极限偏差，求封闭环的基本尺寸、公差和极限偏差。计算结果唯一，用于设计的校验。反计算：已知封闭环的基本尺寸、公差和极限偏差，求各组成环的基本尺寸、公差和极限偏差。分配方案不唯一，存在最佳方案，用于产品设计中间计算形式：已知封闭环和部分组成环的基本尺寸、公差和极限偏差，求其他组成环的基本尺寸、公差和极限偏差。工艺尺寸链多属此种计算形式。工艺尺寸链的应用和解算方法一、工艺基准与设计基准重合时A1A2ZT1T2分析：如图示，上工序尺寸A1、本工序尺寸A2和工序基本余量Z形成三环工艺尺寸链。其中，A1在本工序加工前已经形成，一般情况下，A2是本工序控制的工序尺寸它们都是组成环，只有工序基本余量是最后形成的环，即封闭环。说明：若加工时直接控制工序余量，而不是直接控制工序尺寸，如靠火花磨削，则工序余量就成为组成环，而本工序的工序尺寸是最后形成的封闭环。指操作者根据磨削火花的大小，凭经验直接磨去一定厚度的金属，磨掉金属的多少与前道工序和本道工序的工序尺寸无关。二、工艺基准与设计基准不重合时工艺尺寸链的应用和解算方法测量基准与设计基准不重合时测量尺寸的换算测量尺寸的换算例2：图示套筒零件，设计图样上根据装配要求标注尺寸500-0.17、和100-0.36

，大孔深度尺寸未标注。零件上设计尺寸A1、A2和大孔的深度尺寸形成尺寸链，如a图所示。大孔深度尺寸A0是最后(a)(b)工艺尺寸链的应用和解算方法(a)(b)形成的封闭环。对（a）图，应用尺寸链公式得：A0=40+0.36-0.17（大孔设计要求尺寸）加工时，由于100-0.36测量困难，改用深度游标测量大孔深度，此时100-0.36为最后获得的尺寸，成为（b）图所示工艺尺寸链的封闭环A‘0。组成环为A’1=50-0.17和A‘2。∴A‘2=40+0.19（大孔测量尺寸）工艺尺寸链的应用和解算方法结论1：由于测量基准与设计基准不重合，需进行尺寸换算，换算的结果明显提高了对测量尺寸的要求。结论2：实际加工中，由于测量基准与设计基准不重合，因而要换算测量尺寸。如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检，逐个测量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否。假废品分析设计工艺装备来保证设计尺寸在成批和大量生产中，可设计相应的工装来辅助进行加工和测量，虽仍要进行尺寸换算，所不同的是工艺尺寸链中的组成环用夹具尺寸替代零件尺寸，从而可适当降低对测量尺寸的精度要求。工艺尺寸链的应用和解算方法设计尺寸测量尺寸链公差压缩公差由0.1缩小到0.08换算后的测量尺寸精度高于原设计要求定位基准与设计基准不重合时工序尺寸及公差的换算ABC定位基准顶面F设计基准底面D图定位基准与设计基准不重合时工序尺寸的换算孔的轴线工艺尺寸链的应用和解算方法工艺尺寸链的应用和解算方法工序尺寸及公差的换算方法：先找出以设计尺寸为封闭环、以工序尺寸为组成环的工艺尺寸链，再按尺寸链反计算形式分配工序尺寸及公差。基准不重合误差：设计基准到定位基准之间的尺寸的误差工艺尺寸链的应用和解算方法从待加工的设计基准标注工序尺寸时工序尺寸及公差换算分析：从待加工的设计基准标注工序尺寸，因为待加工的设计基准与设计基准两者差一个余量，所以它仍然是设计基准与定位基准不重合的问题例3：图示为齿轮孔的局部简图。设计尺寸是：孔径Φ40+0.05须淬硬，键槽尺寸深度为46+0.3。孔和键槽的加工顺序是：1、镗孔至Φ39.6+0.12、插键槽，工序尺寸为A；3、热处理淬火；4、磨孔至Φ40+0.05、同时保证46+0.3

，（假设磨孔和镗孔的同轴度误差很小，可忽略）求：插键槽的工序尺寸及公差。工艺尺寸链的应用和解算方法解：1、建立工艺尺寸链，确定封闭环，判别组成环两尺寸链串联起来工艺尺寸链的应用和解算方法2、计算工序尺寸及公差①

按基本尺寸公式求尺寸A∵∴②

按上偏差公式求ESA∵∴③

按下偏差公式求EIA∵∴两尺寸链串联起来工艺尺寸链的应用和解算方法所以，插键槽的工序尺寸及其偏差为：按“入体”原则标注偏差，并圆整得：小结：从待加工的设计基准标注工序尺寸时的工序尺寸换算和定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸换算类似，都是先找出以设计尺寸为封闭环和以工序尺寸为组成环的工艺尺寸链，然后再按尺寸链的计算公式，以“反计算”或“中间计算”形式确定所求工序尺寸及其公差例4：图a所示为轴套零件及其轴向设计尺寸：50-0.34mm、10-0.3mm、15±0.2mm。加工顺序是：1、镗孔及车端面，工序尺寸为L1，如图b；2、车外圆及端面，工序尺寸为L2和L3，如图c；3、钻孔，工序尺寸为L4，如图d；4、磨外圆及台肩，工序尺寸为L5，如图e。试确定各轴向工序尺寸及其公差。解：1、确定基准重合时表面多次加工的工序尺寸及公差工艺尺寸链的应用和解算方法工艺尺寸链的应用和解算方法工艺尺寸链的应用和解算方法分析：工序尺寸L1和L2及L3和L5均属基准重合时表面多次加工的工序尺寸。其中，最后工序的尺寸L2和L5应满足设计要求，即前工序的工序尺寸L1和L3要先查出工序余量再计算确定。经查得，车削余量为1mm，磨台肩面余量为0.4mm，∴工序尺寸公差按经济精度确定，查得按“入体原则”标注，得2、确定基准不重合时的工序尺寸及公差L4是从待加工的设计基准标注的工序尺寸，其求解步骤：1）建立工艺尺寸链分析：设计尺寸15±0.2和工序尺寸仅差磨削时的工序余量Z，所以尺寸15±0.2、L4和Z形成三环的工艺尺寸链，如下图a所示：其中设计尺寸15±0.2是封闭环：此外，磨削余量Z又是基准重合时表面两次加工后工序尺寸L3和工艺尺寸链的应用和解算方法L5的封闭环，三个尺寸形成上图b所示的尺寸链。工艺尺寸链的应用和解算方法把图a和图b两个三环尺寸链串联成一个四环尺寸链如图c所示：其中：组成环：工序尺寸L3、L4和L5增环：L3、L4减环：L5封闭环：设计尺寸15±0.22）计算或校验各工序尺寸及其公差由封闭环的极值公差公式，按“反计算”形式分配各组成环公差由基准重合、表面多次加工时，求得的，代入上式可知实际加工误差已超过零件设计要求。∴必须压缩有关工序尺寸的公差。现定为：按“入体原则”标注偏差，得：∴工艺尺寸链的应用和解算方法小结1：两例的第4道工序磨削都是同时保证两个设计尺寸，其中一个设计尺寸是直接获得的，另一个设计尺寸是最后自然形成的封闭环。因此，也有人把“从待加工的设计基准标注工序尺寸的工艺尺寸链计算”称为“多尺寸同时保证的工艺尺寸链计算”。事实上，它们都是定位基准和设计基准不重合的工艺尺寸链计算的特例。小结2：尺寸链换算的结果明显地提高了加工要求，因此要避免尺寸链换算，就要尽量避免定位基准和设计基准不重合避免从待加工的设计基准标注工序尺寸避免多尺寸同时保证。工艺尺寸链的应用和解算方法三、工序尺寸的图解法工艺尺寸链的应用和解算方法在工序较多、工序的工艺基准与设计基准又不重合，且各工序的工艺基准需多次转换时，工序尺寸及公差的换算会很复杂，难以迅速建立尺寸链，且易出错。采用把全部工序尺寸、工序余量画在一张图标上的图解法，可直观地建立工艺尺寸链，也便于利用计算机辅助建立和计算尺寸链。例5：图示轴套零件的轴向有关表面的工艺安排为：

1、轴向以D面定位粗车A面，又以A面为基准（测量基准）粗车C面，保证工序尺寸L1和L2；2、轴向以A面定位，粗车和精车B面，保证工序尺寸L3；又以B面为基准粗车D面，保证工序尺寸L43、轴向以B面定位，精车A面，保证工序尺寸L5；又以A为基准，精车C面，保证尺寸L6；工艺尺寸链的应用和解算方法4、用靠火花磨削法磨B面，控制磨削余量Z7。解：1、绘加工过程尺寸联系图按适当比例将工件简图绘于图表左上方，标注出与计算有关的轴向设计尺寸。从与计算有关的各个端面向下（向表内）引竖线，每条竖线代表不同加工阶段中有余量差别的不同加工表面。在表的左边，按加工过程从上到下，严格地排出加工顺序；在表的右边列出需要计算的项目。工艺尺寸链的应用和解算方法工艺尺寸链的应用和解算方法1、绘加工过程尺寸联系图然后按加工顺序，在对应的加工阶段中画出规定的加工符号：箭头指向加工表面；箭尾用圆点画在工艺基准上（测量基准或定位基准）；加工余量用带剖面线的符号示意，并画在加工区“入体”位置上；对于加工过程中间接保证的设计尺寸（称结果尺寸，即尺寸链的封闭环）注在其它工艺尺寸的下方，两端均用圆点标出（图表中的L01和L02）；对于工艺基准和设计基准重合，不需要进行工艺尺寸换算的设计尺寸，用方框框出（图中L6）。作图过程归纳：①加工顺序不能颠倒，与计算有关的加工内容不能遗漏②箭头要指向加工面，箭尾圆点落在定位基准上；③加工余量按“入体”位置示意，被余量隔开的上方竖线为加工前的待加工面。工艺尺寸链的应用和解算方法2、工艺尺寸链查找（1）确定封闭环封闭环一般有两种：（2）按每个封闭环查找其组成环除“靠火花”磨削余量外的各工序余量（“靠火花”磨削时，该工序尺寸则是封闭环）；间接形成的设计尺寸在尺寸联系图中，从结果尺寸的两端出发向上查找，遇到圆点不拐弯继续往上查找，遇到箭头拐弯，逆箭头方向水平找加工基准面，遇到加工基准面再向上拐，重复前面的查找法，直至两条查找路线汇交为止。查找路线路经的尺寸是组成环，结果尺寸是封闭环。工艺尺寸链的应用和解算方法工艺尺寸链的应用和解算方法本例中：沿结果尺寸L01两端向上查找，得尺寸链1：L01、Z7和L5沿结果尺寸L02两端向上查找，得尺寸链2：L02、L4和L5除Z7以外，沿Z4、Z5、Z6两端分别往上查找，可得另外三个以加工余量为封闭环的尺寸链，如图c,d,e所示。工艺尺寸链的应用和解算方法因为靠火花磨削是操作者根据磨削火花的大小，凭经验直接磨去一定厚度的金属，磨掉金属的多少与前道工序和本道工序的工序尺寸无关。所以靠火花磨削余量Z7在由L01、Z7和L5组成的尺寸链中是组成环，不是封闭环。3、计算栏目的填写图表右边列出了一些计算项目的表格，该表格是为计算有关工艺尺寸而专门门设计的，其填写过程及步骤如下：工艺尺寸链的应用和解算方法①初步选定工序公差Ti，必要时可调整。确定工序最小余量Zimin；②根据工序