机械制造基础课件第六章：机械加工工艺规程制定

机械制造技术基础第6章机械加工工艺规程制定内容回顾：1.机械制造工艺方法表2.1材料去除法的分类第6章机械加工工艺规程制定

2.生产类型表2.2生产类型的划分第6章机械加工工艺规程制定

表2.3各种生产类型的特点和要求生产类型特点和要求单件小批生产中批生产大批、大量生产产品数量少中等大量加工对象经常变换周期性变换固定不变机床设备和布置采用万能设备按机群布置采用万能和专用设备，按工艺路线布置或流水线广泛采用专用设备和自动生产线夹具非必要时不采用专用夹具和特种工具广泛使用专用夹具和特种工具广泛使用高效能专用夹具和特种工具刀具和量具一般刀具和量具专用刀具和量具高效能专用刀具和量具安装方法划线找正部分划线找正不需划线找正工作性质根据测量进行试切加工用调整法加工，有时还可组织成组加工使用调整法自动化加工零件互换性钳工试配普遍应用互换性，同时保留某些试配全部互换，某些精度较高的配合件用配磨、配研、分组选择装配，不需要试配毛坯制造木模造型和自由锻造金属模造型和模锻采用金属模机器造型、模锻、压力铸造等高效率毛坯制造方法工人技术要求高中等一般工艺规程要求只编制简单的工艺过程卡片除有较详细的工艺过程卡外，对重要零件的关键工序需有详细说明的工序操作卡详细编制工艺规程和各种工艺文件生产效率低中高成本高中低第6章机械加工工艺规程制定3.机械加工工艺过程图2.3阶梯轴

第6章机械加工工艺规程制定表2.4单件生产阶梯轴表2.5大批量生产阶梯轴

的工艺过程的工艺过程第6章机械加工工艺规程制定

图2.4多工位加工工位1-装卸工件；工位2-预钻孔；工位3-钻孔；工位4-扩孔；工位5-粗铰；工位6-精铰

第6章机械加工工艺规程制定

图2.5复合工步第6章机械加工工艺规程制定

图2.6多次走刀第6章机械加工工艺规程制定4.基准图2.7箱体简图

第6章机械加工工艺规程制定图2.8工序基准

图2.9定位基准

图2.10测量基准第6章机械加工工艺规程制定第6章机械加工工艺规程制定图2.11齿轮加工余量的确定本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析第6章机械加工工艺规程制定第6章机械加工工艺规程制定6.1概述6.1.1机械加工工艺规程及其作用

图6-1工艺过程的组成机械加工工艺过程和工艺规程机械加工工艺过程

采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。机械加工工艺规程规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。

工艺规程的作用

连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。第6章机械加工工艺规程制定表5-1机械加工工艺过程卡片工艺规程形式（工艺过程卡、工序卡、工艺卡）

第6章机械加工工艺规程制定表5-1机械加工工艺过程卡片第6章机械加工工艺规程制定表5-1机械加工工艺过程卡片第6章机械加工工艺规程制定第6章机械加工工艺规程制定机械加工工艺规程作用：

（1）是指导生产的主要技术文件；

（2）是生产准备和计划调度的主要依据；

（3）是新建或扩建工厂、车间的基本技术文件。6.1.2制订机械加工工艺规程的原则和步骤1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。机械加工工艺规程设计原则第6章机械加工工艺规程制定

产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况

制定机械加工工艺规程所需原始资料第6章机械加工工艺规程制定

1．阅读装配图和零件图

了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。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，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。3．熟悉或确定毛坯

确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表6-4。机械加工工艺规程设计步骤第6章机械加工工艺规程制定表6-4各类毛坯的特点及适用范围

毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸造冲压件粉末冶金件

工程塑料件

13级以下13级以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般较小较小小很小小很小

较小各种材料钢

材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸

中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般

一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量第6章机械加工工艺规程制定4.选择定位基准（见6.3节）5.拟定加工路线（见6.3节）6.确定满足各工序要求的工艺装备包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，应与生产批量和生产节拍相适应，并应充分利用现有条件，以降低生产准备费用。对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。第6章机械加工工艺规程制定

确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差（见6.4节）确定切削用量确定时间定额（见6.4.3节）编制数控加工程序（对数控加工）评价工艺路线

对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案。12.填写或打印工艺文件5.1.4机械加工工艺规程设计步骤第6章机械加工工艺规程制定6.2零件的工艺性分析及毛坯的选择6.2.1零件的工艺性分析1.了解零件的各项技术要求；2.审查零件图；

（1）检查图样的完整性和正确性；

（2）审查技术要求和材料选择的合理性；

（3）审查零件机械加工的结构工艺性。第6章机械加工工艺规程制定图6-2方头销第6章机械加工工艺规程制定图6-3零件机械加工结构工艺性示例第6章机械加工工艺规程制定6.2.2毛坯的选择

常用零件毛坯（见表6-4）①铸件；②锻件；③型材；

热轧尺寸大、精度低

冷拉尺寸小、精度高④焊接件；⑤冷冲压件。

形状复杂的板材零件

使用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台（图5-1）等。粗基准使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。精基准附加基准第6章机械加工工艺规程制定6.3机械加工工艺过程设计6.3.1定位基准的选择

工艺凸台A向A图6-4小刀架上的工艺凸台第6章机械加工工艺规程制定a）b）c）粗基准的选择◆保证相互位置要求原则——如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。◆余量均匀分配原则——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基准。图6-5粗基准选择比较第6章机械加工工艺规程制定图6-6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——要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也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

第6章机械加工工艺规程制定图6-7主轴箱零件精基准选择精基准的选择◆基准重合原则——选用被加工面设计基准作为精基准◆统一基准原则——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，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工第6章机械加工工艺规程制定

图6-9以顶面和两销孔定位

镗孔支架图6-8置于箱体中部的吊架支承

吊架第6章机械加工工艺规程制定

在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：

1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；

2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；

3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；

4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。

采用统一基准原则好处：

1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；

2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。

★注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。第6章机械加工工艺规程制定

◆互为基准原则轴径轴径锥孔图6-10主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择（图6-10）◆自为基准原则

【例】床身导轨面磨削加工（图6-11）图6-11导轨磨削基准选择第6章机械加工工艺规程制定

图6-13浮动镗刀块1—工件2—镗刀块3—镗杆◆便于装夹原则——所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。图6-12外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图6-12）【例】浮动镗刀块镗孔（图6-13）第6章机械加工工艺规程制定

图6-14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6-1】选择图6-14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。

第6章机械加工工艺规程制定第6章机械加工工艺规程制定6.3.2工艺路线的拟定1.加工方法的选择

（1）加工经济精度；（2）工件材料的性质；（3）工件的结构形状和尺寸大小；

（4）生产效率和经济性要求；

（5）工厂或车间的现有设备情况和技术条件。

图6-15加工误差与成本关系CΔ0AB经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图6-16）在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图6-15AB段）加工经济精度加工误差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代图6-16加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工第6章机械加工工艺规程制定

1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生产批量和生产节拍要求4）企业现有加工设备和加工能力5）经济性选择加工方法应考虑的问题第6章机械加工工艺规程制定

典型表面加工路线研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂带磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08抛光Ra0.008~1.25金刚石车IT5～6Ra0.02~1.25滚压IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精车IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精车IT10～11Ra2.5～12.5粗车IT12～13Ra10～80图6-17外圆表面的典型加工工艺路线第6章机械加工工艺规程制定

图6-18孔的典型加工工艺路线珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗镗IT12～13Ra5～20钻IT10～13Ra5～80半精镗IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5扩IT9～13Ra1.25~40精镗IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25饺IT6～9Ra0.32~10金刚镗IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滚压IT6～8Ra0.01~1.25手饺IT5Ra0.08~1.25第6章机械加工工艺规程制定图6-19平面典型加工工艺路线抛光Ra0.008¬1.25研磨IT5～6Ra0.008¬0.63精密磨IT5～6Ra0.04¬0.32半精铣IT8～11Ra2.5¬10精铣IT6～8Ra0.63～5高速精铣IT6～7Ra0.16¬1.25导轨磨IT6Ra0.16¬1.25精磨IT6～8Ra0.16¬1.25宽刀精刨IT6Ra0.16¬1.25粗磨IT8～10Ra1.25¬10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精车IT8～11Ra2.5～10粗铣IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20砂带磨IT5～6Ra0.01¬0.32金刚石车IT6Ra0.02¬1.25刮研Ra0.04¬1.25精车IT6～8Ra1.25～5粗车IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20第6章机械加工工艺规程制定2、加工阶段的划分

粗加工阶段——主要任务是去除加工面多余的材料

半精加工阶段——使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备

精加工阶段——使加工面精度和表面粗糙度达到要求

光整加工阶段——对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求利于保证加工质量；便于合理使用设备和安排工人；可及时发现毛坯缺陷；便于组织生产。加工阶段的划分加工阶段划分的原因第6章机械加工工艺规程制定

利于采用高效专用设备和工艺装备，提高生产效率；装夹次数减少，减少辅助时间，缩短生产周期，且一次安装可加工多个表面，易于保证位置精度；工序数目少，减少机床数量，减少操作工人人数和生产面积，简化生产计划和生产组织工作；机床设备和工艺装备成本高，调整维修困难，生产准备时间长，工作量大。机床设备及工艺装备简单，易调整；对工人技术要求较低；利于选用最合理的切削用量，减少基本时间；设备数量多，操作工人多，生产面积大，工艺路线长。工序集中的特点工序分散的特点3、工序集中与工序分散第6章机械加工工艺规程制定

传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）工序集中与工序分散的应用由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心等先进设备的采用，工序集中将越来越成为生产的主流方式多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用工序集中方式第6章机械加工工艺规程制定

先基准后其他——先加工基准面，再加工其他表面

先面后孔——有两层含义：

1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定

2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生

先主后次——也有两层含义：

1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排

2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工

先粗后精

机械加工工序的安排第6章机械加工工艺规程制定4、加工顺序的安排

为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），应安排在切削加工之前进行为消除内应力而进行的热处理工序（如退火、人工时效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前进行。其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一般放在工艺过程的最后。热处理和表面处理工序的安排第6章机械加工工艺规程制定除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序：①零件加工完毕后；②从一个车间转到另一个车间前后；③重要工序前后。其他工序的安排去毛刺工序通常安排在切削加工之后。清洗工序在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。检验工序的安排第6章机械加工工艺规程制定第6章机械加工工艺规程制定6.3.3拟定工艺路线的示例

图6-20压缩机活塞杆零件图第6章机械加工工艺规程制定1.零件结构特点和技术要求的分析①轴颈的加工精度；

轴颈精度分2档：高档处为IT6级，圆度、圆柱度7级，其他部分9级。②轴向尺寸精度；③位置精度；④表面粗糙度；⑤热处理。

2.毛坯选择：

采用45钢锻造毛胚。3.定位基准的选择

（1）精基准选择；

（2）粗基准选择；4.工艺路线的拟定

第6章机械加工工艺规程制定表6-5活塞杆机械加工工艺过程序号工序内容定位基准机床设备序号工序内容定位基准机床设备1平毛坯两端面两端外圆铣床7精磨∮70外圆中心孔外圆磨床2打中心孔，粗车各部外圆两端外圆普通车床8磁力探伤专用设备3半精车∮70、∮30、∮50、∮68及∮90外圆中心孔普通车床9精车∮68f9、∮30f9、∮65g及C、D两端面，车螺纹M60X4中心孔普通车床4表面淬火（∮70h6处，长720）10铣∮70h6外圆上2个平面至尺寸62中心孔卧式铣床5修研中心孔∮70外圆中心孔磨床11钻∮8H7孔底孔∮30外圆和右端面立式钻床6粗磨∮70外圆中心孔外圆磨床12手铰∮8H7孔钳工台第6章机械加工工艺规程制定6.4机械加工工序设计6.4.1机床与工艺装备的选择1.机床的选择原则

（1）机床的加工范围应与工件的外廓尺寸相适应；

（2）机床的精度应与工序加工要求的精度相适应；

（3）机床的生产效率应与零件的生产纲领相适应。2.工艺装备的选择

（1）夹具的选择；

（2）刀具的选择；

（3）量具的选择。

加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层厚度

工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度◎对于被包容表面（6-1）◎对于包容表面（6-2）a）b）c）d）Zbab图6-21工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中Zb——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。加工余量及其计算第6章机械加工工艺规程制定6.4.2加工余量及工序尺寸的确定

总加工余量——零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度（6-3）式中ZS——总加工余量；

Zi——第i道工序加工余量；

n——该表面加工工序数。最大余量最小余量（6-4）（被包容尺寸）（包容尺寸）（6-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）第6章机械加工工艺规程制定最小余量构成（图6-22）◎采用浮动镗刀块镗孔式中Ry——上一工序表面粗糙度；

Ha——上一工序表面缺陷层；

ea

——上一工序形位误差；

εb——本工序装夹误差。（6-6）◎无心磨床磨外圆◎研磨、抛光平面RyHaeaεb图6-22最小加工余量构成第6章机械加工工艺规程制定加工余量确定方法

计算法——采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。

经验法——由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。

查表法——利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。需要指出的是，目前国内各种手册所给的余量多数为基本余量，基本余量等于最小余量与上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此点在应用时需加以注意。第6章机械加工工艺规程制定确定工序尺寸一般方法1）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。表6-9

主轴孔工序尺寸及公差的确定工序名称工序加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮动镗刀块镗0.11007Ra0.8精镗0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精镗2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗镗5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——3.工序尺寸确定第6章机械加工工艺规程制定表6-9

主轴孔工序尺寸及公差的确定工序名称工序加工余量工序基本尺寸加工经济精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮动镗刀块镗0.11007Ra0.8精镗0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精镗2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗镗5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——表6-6主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗0.11007Ra0.8

精镗0.5100-0.1=99.98Ra1.6半精镗2.499.9-0.5=99.410Ra3.2

粗镗599.4-2.4=9712Ra6.3毛坯孔100-8=92工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度主轴孔工序尺寸及公差的确定，加工过程：粗镗→半精镗→精镗→浮动镗【例6-2】第6章机械加工工艺规程制定

尺寸链定义在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链★

装配尺寸链——在机器设计和装配过程中，由有关零件尺寸形成的尺寸链★

工艺尺寸链——在加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链第6章机械加工工艺规程制定

尺寸链的环封闭环——在零件加工过程或机器装配过程中最终形成的环（或间接得到的环）——指组成尺寸链的每一个尺寸

增环——该环变动（增大或减小）引起封闭环同向变动（增大或减小）的环组成环——尺寸链中除封闭环以外的各环。对于工艺尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的

减环——该环变动（增大或减小）引起封闭环反向变动（减小或增大）的环尺寸链方程

——

确定尺寸链中封闭环（因变量）和组成环（自变量）的函数关系式，其一般形式为：（6-7）第6章机械加工工艺规程制定图示尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的，因而是尺寸链的组成环。其中，A1为增环，A2为减环。

图6-23工艺尺寸链a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C工艺尺寸链示例（图6-23）：工件A、C面已加工好，现以A面定位用调整法加工B面，要求保证B、C面距离A0【例6-3】尺寸链方程为：第6章机械加工工艺规程制定尺寸链计算方法

对式（6-8）两边取全微分，有：（6-8）（6-9）式中偏导数表示组成环对封闭环影响的大小，称为误差传递系数，记为ζi。式（6-9）也可以写成如下形式：（6-10）基本尺寸计算公式误差与公差计算公式上述两式为尺寸链特定偏差值计算公式，即误差传递公式第6章机械加工工艺规程制定图6-24a所示零件，加工两φ80H7孔，要求保证孔心距L0=300±0.02，两孔中心连线与A面夹角α0=15°±2′。Y1的基本尺寸为160，根据几何关系可确定X和Y2的基本尺寸分别为289.778和237.646。若加工后实测结果为：X=289.780，Y1=159.995，Y2=237.648。试确定L0和α0的偏差。【例6-4】图6-24误差传递计算示例a）b）Y1Y2AXL0α0α0L0XY1Y2第6章机械加工工艺规程制定对L0式两边取全微分，并将偏差值代入，得到：用同样的方法可求得：

X、Y1、Y2、L0和α0构成一平面尺寸链（图b）。其中L0和α0是封闭环。尺寸链方程为：【解】Y1Y2图6-25误差传递计算示例AXL0α0a）α0L0b）XY1Y2第6章机械加工工艺规程制定

公差极值算法

式中T0L

——极值公差；

Ti

——各组成环公差。（6-11）（6-12）（6-13）★

偏差计算公式★

公差计算公式上式表明在极端的情况下，尺寸链封闭环的公差等于所有组成环公差与误差传递系数绝对值乘积之和。第6章机械加工工艺规程制定

公差概率算法

为计算方便，作如下近似处理：令k1=k2=…=kn=k，得到近似概率算法公差计算公式（k值常取1.2～1.6）：★

各组成环均接近正态分布时，公差计算公式：（6-14）式中T0Q

称为平方公差。★

各组成环偏离正态分布时，公差计算公式：式中T0Q

称为统计公差。k为分布系数，定义如下：（6-15）（6-17）（6-16）第6章机械加工工艺规程制定极值算法（6-18）概率算法（6-19）式中α为分布不对称系数，定义如下（图6-26）图6-26分布系数与不对称系数

TΔ=α

2Amin分布中心AMAmaxXAAEIEST/2T/2φ(X)X（5-21）平均尺寸计算公式

第6章机械加工工艺规程制定几种常见误差分布曲线的分布系数k和分布不对称系数α的数值见教材表6-7。α000-0.280.26-0.26K11.221.731.141.171.173σ3σαT/2αT/2αT/2分布特征正态分布三角分布均匀分布瑞利分布偏态分布外尺寸内尺寸

分布曲线

表6-7几种常见误差分布曲线第6章机械加工工艺规程制定L=30±0.05A=10±0.01DC±—TC12θ=60°±2′

L0

θCAEd

a）b）图6-27平面尺寸链示例

图6-27a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，θ，A值如图示。【例6-5】建立尺寸链（图b）【解】第6章机械加工工艺规程制定对上式求全微分，有：各组成环的误差传递系数分别为：最终结果：采用极值算法C=20.981±0.016mm

采用概率算法C=20.981±0.026mm由式（6-13）：可求出：TC=0.032由式（6-17）：可求出：TC=0.052（k=1.4）第6章机械加工工艺规程制定

基本尺寸计算公式直线尺寸链极值算法公式（6-20）偏差计算公式公差计算公式平均尺寸计算公式（6-21）（6-22）（6-23）（6-24）第6章机械加工工艺规程制定图示工件

，以底面A定位，加工台阶面B，保证尺寸，试确定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。【例6-6】尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；角度尺寸链（图6-28c）中，a0为封闭环，a1

和a2是组成环。【解】几种常见工艺尺寸链形式图6-28工艺尺寸链示例b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05A0.1C求解图6-28b和图5-28c的尺寸链，可得到：工序尺寸：平行度公差：工艺基准与设计基准不重合时的工艺尺寸计算第6章机械加工工艺规程制定图6-29测量尺寸链示例A2

若实测A2=40.30，按上述要求判为废品，但此时如A1=50，则实际A0=9.7，仍合格，即“假废品”。当实测尺寸与计算尺寸的差值小于尺寸链其它组成环公差之和时，可能为假废品。采用专用检具可减小假废品出现的可能性图6-29所示零件，尺寸A0不好测量，改测尺寸A2

，试确定A2的大小和公差由新建立的尺寸链可解出：

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6-7】★

假废品问题：第6章机械加工工艺规程制定D1

工序基准是尚待加工的设计基准D2xHR1R2xH1)拉内孔至；2)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。

a）b）图6-30键槽加工尺寸链【解】图6-30所示键槽孔加工过程如下：【例6-8】第6章机械加工工艺规程制定D1xD2H1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φ0.05，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6-31b）

a）b）图6-31键槽加工尺寸链H20.0250.025R1xHR2e重新进行计算，可得到：第6章机械加工工艺规程制定图6-32所示偏心零件，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.5～0.8mm。与此有关的加工过程如下：

表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算【例6-9】【解】R2R1H1H0b)图6-32渗碳层深度尺寸换算a)A1）精车A面，保证直径；3）精磨A面保证直径尺寸，同时保证规定的渗碳层深度。D2H0H12）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第6章机械加工工艺规程制定工序尺寸图表法

当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多，且工序（测量）基准需多次转换时，尺寸链建立和计算比较困难，采用图表法可较好解决这个问题图6-33所示零件有关轴向尺寸加工过程如下：【例6-10】31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ图6-33图表法示例零件4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同时保证设计尺寸6±0.1试确定各工序尺寸及公差。1）以Ⅳ面定位，粗车Ⅰ面，保证Ⅰ、Ⅳ面距离尺寸A1，粗车Ⅲ面，保证Ⅰ、Ⅲ面距离尺寸A2；2）以Ⅰ面定位，精车Ⅱ面，保证Ⅰ、Ⅱ面距离尺寸A3，粗车Ⅳ面，保证Ⅱ、Ⅳ面距离尺寸A4；3）以Ⅱ面定位，精车Ⅰ面，保证Ⅰ、Ⅱ面距离尺寸A5，同时保证设计尺寸31.69±0.31；精车Ⅲ面，保证设计尺寸A6=27.07±0.07；第6章机械加工工艺规程制定Z6Z4Z7Z5ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5A6R1R21.画尺寸联系图

1）画零件简图，加工面编号，向下引线2）按加工顺序和规定符号自上而下标出工序尺寸和余量——用带圆点的箭线表示工序尺寸，箭头指向加工面，圆点表示测量基准；余量按入体原则标注。3）在最下方画出间接保证的设计尺寸，两边均为圆点。4）工序尺寸为设计尺寸时，用方框框出，以示区别。注：靠火花磨削余量视为工序尺寸，也用用带圆点的箭线表示。图6-34尺寸联系图【解】第6章机械加工工艺规程制定A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）图6-36工艺尺寸链A5R2A4b）2.用追踪法查找工艺尺寸链A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4图6-35尺寸链追踪Z5

结果尺寸（间接保证的设计尺寸）和余量是尺寸链的封闭环沿封闭环两端同步向上追踪，遇箭头拐弯，逆箭头方向横向追踪，遇圆点向上折，继续向上追踪…直至两追踪线交于一点，追踪路径所经工序尺寸为尺寸链的组成环第6章机械加工工艺规程制定3.初拟工序尺寸公差中间工序尺寸公差按经济加工精度或生产实际情况给出±0.5±0.3±0.1±0.3±0.07±0.02±0.1±0.31±0.1工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸单向偏差形式标注初拟修正后ZiminZiMAiMAiA6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4第6章机械加工工艺规程制定4.校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸公差

校核结果尺寸链，若超差，减小组成环公差（首先压缩公共环公差）±0.23±0.08工序公差余量公差最小余量平均余量ZiminZiM±0.02ⅠⅡⅢⅣ初拟修正后±0.5±0.3±0.1±0.3A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.07A6±0.1±0.31A5R1Z7a）A5R2A4b）第6章机械加工工艺规程制定工序公差余量公差最小余量平均余量ZiminZiMA6ⅠⅡⅢⅣ初拟修正后±0.5±0.3±0.1±0.3±0.1±0.07±0.08A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.31±0.23±0.02A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）±0.55±0.8310.30.30.480.851.83±0.185.计算余量公差和平均余量

根据余量尺寸链计算±0.020.080.1第6章机械加工工艺规程制定A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）25.593426.7平均余量平均尺寸ZiMAiMⅠⅡⅢⅣ0.480.851.8327.07A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4631.690.1A66.16.18A5R1Z7a）A5R2A4b）6.计算中间工序平均尺寸

在各尺寸链中，首先找出只有一个未知数的尺寸链，解出此未知数。继续下去，解出全部未知工序尺寸第6章机械加工工艺规程制定工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸单向偏差形式标注ZiminZiMAiMAi初拟修正后±0.23±0.02A6ⅠⅡⅢⅣ±0.5±0.3±0.1±0.3±0.1±0.07±0.08±0.55±0.8310.30.30.480.851.836.127.076.5825.593426.7A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.31631.69±0.18±0.020.080.1第6章机械加工工艺规程制定6.5数控加工工艺

形状复杂、加工面多、加工量大、生产批量较小的零件（如批量较小的复杂箱体类零件）数控加工的合理选用普通机床无法加工或需使用复杂工装才能加工的零件（如复杂轮廓面或复杂空间曲面）加工精度要求高的零件（如某些径向尺寸和轴向尺寸精度要求均很高的轴类零件）零件上某些尺寸难以测量和控制的情况（如具有不开敞内腔加工面的壳体或盒型零件）零件一次装夹，可完成铣、镗、钻、铰、攻丝等多种操作图6-37各类机床适应的加工范围专用机床数控机床通用机床零件复杂程度零件批量第6章机械加工工艺规程制定加工过程严格按程序指令自动进行——数控加工工艺设计要求详细、具体和完整。如工件在机床（或夹具）上装夹位置、工序内工步的安排、刀具选用、切削用量、走刀路线等，都必须在工艺设计中认真考虑和明确规定数控加工工艺特点自行调整能力较差——数控加工工艺设计应十分严密、准确，必须注意到加工中的每一个细节，如每个坐标尺寸的计算、对刀点和换刀点的确定、攻丝时的排屑动作等。程序须经验证正确后，方可进行正式加工多采用工序集中原则，一次装夹可完成多个表面加工刀具（相对工件）运动路径对生产率、加工精度影响很大，需合理规划使用夹具相对简单第6章机械加工工艺规程制定点位加工——通常按空程最短安排走刀路线。位置精度要求较求高的孔系加工，要注意避免反向间隙影响数控加工走刀路线规划

对刀点234ABCD1XY对刀点23ABCD1XY45刀具折返点图6-38孔加工路线示例a）b）第6章机械加工工艺规程制定轮廓加工——刀具应从切向进入轮廓加工，加工完成后不要在切点处取消刀补，要安排一段沿切向继续运动距离图6-39内、外圆加工路线a）外圆加工b）内孔加工第6章机械加工工艺规程制定

形腔加工——在保证加工精度前提下，使走刀路径最短a）b）c）图6-40型腔加工路线比较第6章机械加工工艺规程制定

高速加工——保证刀具运动轨迹光滑平稳，并使刀具载荷均匀a）摆线加工b）赛车线加工图6-41高速切削刀具路径规划（DELCAM公司）第6章机械加工工艺规程制定数控加工工艺实例确定数控加工内容：环槽、顶面和4-M10螺孔定位、夹紧方案：以底面、孔和零件后侧面作为定位基准。采用孔系组合夹具，基础板＋圆柱销（专用件）＋移动V形块（合件），通过螺旋压板压紧选择加工方法：上表面和

mm环槽采用铣削一次走刀加工；4-M10螺纹孔先打中心孔再钻底孔，螺纹底孔用钻头倒角图6-42壳体零件简图第6章机械加工工艺规程制定数控加工工艺实例

加工顺序铣上平面→钻4-M10中心孔→钻4-M10底孔→4-M10螺纹底孔倒角→4-M10攻丝→铣环槽零件坐标系设定如图，坐标原点为孔轴线与零件上平面的交点工艺处理对刀点选在孔轴线与孔的上端面的交点，换刀点选在所定零件坐标系（X0，Y0，Z15）点刀具轨迹坐标计算4-M10螺纹孔中心坐标计算，环槽各基点（J、B、C、D…）及四个圆弧的圆心坐标计算等第6章机械加工工艺规程制定零件