机械行业制造工艺预备概述

第1章机械制造工艺预备1.1机械产品开发及生产过程概述1.2生产类型及其工艺特点1.3机械加工质量1.4加工精度的获得方法1.5机械加工工艺过程组成1.6设计基准与工艺基准1.7基本尺寸链理论1.1机械产品开发及生产过程概述1.机械产品开发及改进过程现代机械产品的开发与改进是极其复杂的持续的动态过程，大致可以描述为一个负反馈系统，它描述了机械产品依据用户需求反馈信息，不断改进和不断发展的动态过程。机械产品开发与改进系统中包含产品决策、产品设计、工艺编制、产品制造、市场检验等环节。上述环节之中任何一个环节的断裂，都会导致系统的崩溃。因此上述环节都具有与系统同等的重要性，每个组成环节都具有无可替代的重要性。因此学习机械制造工艺学很重要，很有意义。

2.机械产品生产过程机械制造过程是机械产品从原材料开始到成品之间各相互关联的劳动过程的总和。它包括毛坯制造、零件机械加工、热处理、机器的装配、检验、测试和油漆包装等主要生产过程，也包括专用夹具和专用量具制造、加工设备维修、动力供应（电力供应、压缩空气、液压动力以及蒸汽压力的供给等）。工艺过程是指在生产过程中，通过改变生产对象的形状、相互位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。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，称为直接生产过程，是生产过程的主要部分。而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，称为辅助生产过程。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。机械制造工艺方法与分类JB/T5992-92——按大、中、小和细分类四个层次划分大类中类代码代码名称0123456789中类名称0铸造砂型铸造特种铸造1压力加工锻造轧制冲压挤压旋压拉拔其他2焊接电弧焊电阻焊气焊压焊特种焊接钎焊3切削加工刃具加工磨削钳加工4特种加工电物理加工电化学加工化学加工复合加工其他5热处理整体热处理表面热处理化学热处理6覆盖层电镀化学镀真空沉积热侵镀转化膜热喷涂涂装其他78装配包装装配试验与检验包装9其他粉末冶金冷作非金属成形表面处理防锈缠绕编织其他表2-1机械制造工艺方法类别划分及代码（JB/T5992-92）1.2生产类型及其工艺特点

1.2.1生产纲领和生产类型1．生产纲领生产纲领是指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1年，所以生产纲领也称为年产量。零件的生产纲领应按下式计算：

N＝Qn(1+a％)(1+b％)N为零件的年产量，单位件/年；Q为产品的年产量，单位台/年；n为每台产品中该零件的数量，单位件/台；a％为该零件的备品率；b％为该零件的废品率。2．生产类型生产类型是指企业生产专业化程度的分类。人们按照产品的生产纲领、投入生产的批量，可将生产分为：单件生产、批量生产和大量生产三种类型。⑴单件生产是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。其生产特点是：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。⑵大量生产是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其生产特点是：同一产品的产量大，工作地点较少改变，加工过程重复。⑶批量生产是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。其生产特点是：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。小批量生产的工艺特征接近单件生产，大批量生产的工艺特征接近大量生产。生产类型划分1.3机械加工质量

机械零件的加工质量主要包括零件的加工精度和零件的表面加工质量。

1.3.1加工精度的含义加工精度是指零件加工后的实际几何参数(包括尺寸、形状和位置)对理想几何参数的符合程度。加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。(1)尺寸精度

尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之间实际尺寸与理想尺寸之间的符合程度。其中理想尺寸是指零件图上所标注的有关尺寸的平均值。(2)形状精度

形状精度是指加工后零件表面实际形状与表面理想形状之间的符合程度。其中表面理想形状是指绝对准确的表面形状，如圆柱面、平面、球面、螺旋面等。(3)位置精度

位置精度是指加工后零件表面之间实际位置与表面之间理想位置的符合程度。其中表面之间理想位置是绝对准确的表面之间位置，如两平面垂直、两平面平行、两圆柱面同轴等。1.3.2加工表面质量的含义加工表面质量包括两个方面的内容：加工表面的几何形状误差和表面层的物理力学性能。1．加工表面的几何形状误差加工表面的几何形状误差主要包括表面粗糙度、波度和纹理方向等。(1)表面粗糙度

表面粗糙度是加工表面的微观几何形状误差，表面粗糙度的波距小于1mm。(2)波度

加工表面不平度中波距在1～10mm的几何形状误差，它是由机械加工中的振动引起的。宏观几何形状误差是波距大于10mm的加工表面不平度，例如圆度误差、圆柱度误差等，它们属于加工精度范畴，宏观几何形状误差不在本章讨论之列。(3)纹理方向

纹理方向是机械加工时在零件加工表面形成的刀纹方向。它取决于表面形成过程中所采用的机械加工方法。

零件表面质量表面粗糙度表面波度表面物理力学性能的变化表面微观几何形状特征表面层冷作硬化表面层残余应力表面层金相组织的变化表面质量的含义（内容）2．表面层的物理力学性能由于机械加工中力因素和热因素的综合作用，使工件加工表面的物理力学性能将发生一定的变化，主要反映在以下几个方面。(1)表面层金属的冷作硬化

表面层金属硬度的变化用硬化程度和深度两个指标来衡量。在机械加工过程中，工件表面层金属都会有一定程度的冷作硬化，使表面层金属的显微硬度有所提高。一般情况中，硬化层的深度可达0.05～0.30mm；若采用滚压加工，硬化层的深度可达几个毫米。(2)表面层金属的金相组织变化

机械加工过程中，切削热会引起表面层金属的金相组织发生变化。(3)表面层金属的残余应力

由于切削力和切削热的综合作用，表面层金属晶格会发生不同程度的塑性变形或产生金相组织的变化，使表层金属产生残余应力。

1.3.3加工表面质量对使用性能的影响1.表面质量对耐磨性的影响1）表面粗糙度对耐磨性的影响表面越粗糙，有效接触面积就越小，这样微观凸峰很快就会被磨掉。若被磨掉的金属微粒落在相配合的摩擦表面之间，则会加速磨损过程，即使在有润滑液存在的情况下，也会因为接触点处压强过大，破坏油膜，产生磨粒磨损。一般说来，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，有效接触面积会随着磨损增加而增大。这是因为表面粗糙度值过小，零件间的金属微观粒子间亲和力增加，表面的机械咬合作用增大，且润滑液不易储存，磨损反而增加。图1.4表示表面粗糙度数值与起始磨损量的关系曲线。表面粗糙度数值与起始磨损量的关系曲线2)表面纹理对耐磨性的影响表面纹理形状及刀纹方向会影响有效接触面积与润滑液的存留，它们对耐磨性也有一定影响。一般来说，尖峰状的表面纹理的摩擦副接触面压强大，零件表面的耐磨性较差；圆弧状、凹坑状表面纹理的摩擦副接触面压强小，零件表面耐磨性好。在运动副中，两相对运动零件表面的刀纹方向均与运动方向相同时，耐磨性较好；两者的刀纹方向均与运动方向垂直时，耐磨性最差；其余情况居于上述两种状态之间。3)表面层的物理力学性能对耐磨性的影响表面层金属的冷作硬化能够提高零件的耐磨性。一般地，冷作硬化可以提高表层显微硬度，减少接触部分变形，从而提高耐磨性。

2．表面质量对耐疲劳性的影响1)表面粗糙度对耐疲劳性的影响表面粗糙度对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。在交变载荷作用下，表面粗糙度值大，容易产生疲劳裂纹，其抵抗疲劳破坏的能力较差；表面粗糙度值小，表面缺陷少，工件耐疲劳性较好。2)表面层的物理力学性能对耐疲劳性的影响表面层金属的冷作硬化一定会存在残余压应力，残余压应力在一定程度上能够阻止疲劳裂纹的生长，可提高零件的耐疲劳强度。

3．表面质量对耐蚀性的影响1)表面粗糙度对耐蚀性的影响零件的表面粗糙度对耐蚀性影响很大。表面粗糙度值小，有助于减少加工表面与外界气体、液体接触的面积，有助于减少腐蚀物质沉积，因此有助于提高耐蚀性能。2)表面层力学物理性能对耐蚀性的影响当零件表面层有残余压应力时，能够阻止表面裂纹的进一步扩大，有利于提高零件表面抵抗腐蚀的能力。4．表面质量对零件配合质量的影响零件的表面粗糙度一方面会影响零件磨损，间接影响零件配合质量；另一方面零件的表面粗糙度会影响配合表面的实际有效接触面积，影响接触刚度。当承受较大载荷时，两表面相配合表面微观变形较大，对零件配合产生影响。表面质量对零件使用性能的影响零件表面质量粗糙度太大、太小都不耐磨适度冷硬能提高耐磨性对疲劳强度的影响对耐磨性影响对耐腐蚀性能的影响对工作精度的影响粗糙度越大，疲劳强度越差适度冷硬、残余压应力能提高疲劳强度粗糙度越大、工作精度降低残余应力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蚀性越差压应力提高耐腐蚀性，拉应力反之则降低耐腐蚀性1.工件尺寸精度获得方法在机械加工中，获得尺寸精度的方法主要有下面四种。1)试切法试切法是最早采用的获得零件尺寸精度加工方法，同时也是目前常用的能获得高精度尺寸的主要加工方法之一。试切法是在零件加工过程中不断对已加工表面的尺寸进行测量，以测量数据为依据调整刀具相对工件加工表面的位置，进行尝试切削，直至达到工件要求尺寸精度的加工方法。例如轴类零件上轴颈尺寸的试切车削加工和轴颈尺寸的在线测量磨削、箱体零件孔系的试镗加工及精密量块的手工精研等都是采用试切法加工。2)调整法调整法是在成批生产条件下经常采用的一种加工方法。调整法是按试切好的工件尺寸、标准件或对刀块等调整并确定刀具相对工件定位基准的准确位置，在保持此准确位置不变的条件下，对一批工件进行加工的方法。例如在多刀车床或六角自动车床上加工轴类零件、在铣床上铣槽、在无心磨床上磨削外圆及在摇臂钻床上用钻床夹具加工孔系等都是采用调整法加工。

1.4加工精度的获得方法

3)定尺寸刀具法定尺寸刀具法是在加工过程中依靠刀具或组合刀具尺寸保证被加工零件尺寸精度的一种加工方法。如用方形拉刀拉方孔，用钻头、扩孔钻或铰刀加工内孔，用组合铣刀铣工件两侧面和槽面等。4)自动控制法自动控制法是在加工过程中，通过由尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成的自动控制系统，使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列工作自动完成，从而自动获得所要求尺寸精度的一种加工方法。例如在无心磨床上磨削轴承圈外圆时，通过测量装置控制导轮架进行微量的补偿进给，从而保证工作的尺寸精度；在数控机床上，通过数控装置、测量装置及伺服驱动机构，控制刀具在加工时应具有的准确位置，从而保证零件的尺寸精度等。

2.形状精度的获得方法在机械加工中，获得形状精度的方法主要有下面两种。1)成形运动法以刀具的刀尖作为一个点相对工件做有规律的切削成形运动，从而使加工表面获得所要求形状的加工方法。刀具相对工件运动的切削成形面即是工件的加工表面。机器零件形状一般由几种简单的几何形面及其组合构成。例如，由圆柱面、圆锥面、平面、球面、螺旋面和渐开线面等及它们的组合构成了常见零件的表面形状，上述典型几何形面都可通过成形运动法加工出来。为了提高效率，采用刀具的整个切削刃口加工工件。如采用拉刀、成形车刀及宽砂轮等对工件进行加工。2)非成形运动法采用非成形运动法加工零件形状时，零件表面形状精度的获得不是依靠刀具相对工件的准确成形运动，而是依靠在加工过程中对加工表面形状的不断检验和工人对其进行精细修整。虽然非成形运动法是获得零件表面形状精度最原始的加工方法，也是某些复杂的形状表面和形状精度要求很高表面的加工方法。例如精密刮研高精度测量平台，精研具有较复杂空间型面锻模，手工研磨精密丝杠等。

3.位置精度的获得方法获得位置精度的机械加工方法主要有下面两种。1)一次装夹获得法零件有关表面间的位置精度是在工件的同一次装夹中，由各有关刀具相对工件的成形运动之间的位置关系保证的。轴类零件加工时，将零件主要外圆、端面和端台均在工件一次装夹中加工完成，则可以保证它们同轴度与垂直度等位置精度要求；在箱体零件加工时，将孔系中重要孔安排在工件一次装夹中加工，可以保证孔间的同轴度、平行度，以及垂直度。2)多次装夹获得法当零件复杂程度较大，在一次装夹中无法将重要表面全部加工完，需要多次装夹工件才能完成零件主要表面加工，这时零件位置精度获得方法是多次装夹获得法。采用多次装夹获得法加工时，零件有关表面间的位置精度是由刀具相对工件的成形运动与工件定位基准面之间的位置关系保证的。如轴类零件上键槽对外圆表面的对称度，箱体平面与平面之间的平行度、垂直度，箱体孔与平面之间的平行度和垂直度等，均可采用多次装夹获得法。在多次装夹获得法中，又可根据工件的不同装夹方式划分为直接装夹法、找正装夹法和夹具装夹法。1.5机械加工工艺过程组成为了更精确描述生产过程的工艺问题，需要可以将工序细分为安装、工步、走刀，它们的层次关系大致如图1.5所示。

1.工序工序是一个或一组工人，在相同的工作地对同一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。零件的机械加工过程就是该零件加工工序的序列。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括哪些工序，由被加工零件的复杂程度、其加工精度要求及其产量等因素决定。例如，分别按照单件生产、小批生产、大批量生产三种生产类型，划分工艺过程。单件生产小批生产大批量生产2.安装安装指在一道工序中，工件经一次定位夹紧后所完成的那一部分工序内容。安装概念原指工件在机床上的固定与夹紧，在机械制造工艺学中，安装概念被赋予新的内涵，其内容是一部分工序内容。如表1.3中工序1是两次安装，如表1.4中工序1和2都是两个安装，而表1.5中各工序都是一个安装。在大批大量生产中，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。

机械制造工艺学中，安装指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。安装举例3.工位在工艺过程的一个安装中，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。在机械制造工艺学中，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。图示表示了多工位加工的例子；一个安装包含四个工位的例子。依次顺时针旋转，夹具具有四个工位，在每一个工位完成一定的工序内容。工位I处，装夹与卸下工件；工位II处，钻孔；工位III处，扩孔；工位IV处，绞孔。4.工步工步是指在加工表面、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、转塔车床的加工中经常有这种情况，有时为了提高生产效率，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。图示复合工步用两把车刀和一个钻头，同时加工外圆和孔。

立轴转塔车床回转刀架复合工步加工

刨平面复合工步钻孔、扩孔复合工步组合铣刀铣平面复合工步5.走刀在一个工步内，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。下图所示的走刀示意图中，加工包含两个工步，第1工步只有一个工步I；第2工步则包含两个走刀II和走刀III。走刀是构成机械加工过程的最小单元。

基准是指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、面。按基准的用途和作用，可将其分为设计基准和工艺基准两大类，如下图所示。1.6设计基准与工艺基准

1.设计基准

设计基准是设计图样上所采用的基准。如图1.11所示零件结构，需要在阶梯轴零件上确定平面B的位置。在设计零件时，B平面的设计基准可以有多种选择（也即，B平面尺寸有多种标注方式）。例如，图a所示的零件H1尺寸以轴线S1为设计基准；图b所示的零件H2尺寸以母线S2为设计基准；图c所示的零件H3尺寸以母线S3为设计基准。

设计基准举例（一）单一尺寸互为基准设计基准举例（二）明确指出设计基准不平等情况设计基准举例（三）加工关系又先后先加工为基准设计基准举例（四）多个同方向尺寸公共起点为设计基准2.工艺基准

工艺基准是在工艺过程中所采用的基准。依据它们在工艺过程中的不同应用，工艺基准可分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

1)工序基准工序基准是在工序图上，用来确定本工序所加工的表面，加工后的尺寸、形状、位置。它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。下图是某工序图，G1表面和G2表面是工序基准。

2）定位基准定位基准是在加工过程中用作工件定位的基准。如图1.11所示的零件加工时，定位基准可以有多种选择，例如图a用三爪卡盘夹持工件，以轴线W1为定位基准；图b表示用V形块定位，以轴线W2为定位基准；图c用虎钳夹持工件大圆柱体，用支撑钉定位，以母线W3为定位基准；图d用虎钳夹持工件小圆柱体，用支撑钉定位，以母线W4为定位基准。

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。相对应，利用零件原有表面作定位基准，称之为固有基准。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；三爪卡盘装夹零件时，则用于定位的圆柱表面是典型的固有基准。

附加基准3）测量基准测量基准是零件测量时所采用的基准。采用不同的测量方法，如图1.11所示的零件的测量基准可以有多种，例如：图a以轴线C1为测量基准；图b表示用量规检测时，以母线C2为测量基准；图c用卡尺检测时，以母线C3为测量基准。

4）装配基准装配基准是装配时确定零件或部件在机器中的相对位置所采用的基准。例如，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。1.7基本尺寸链理论

1.7.1尺寸链概念、组成及特性尺寸链是指在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组。1）尺寸链的组成组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。尺寸链的环可分为封闭环和组成环。尺寸链封闭环是尺寸链中最终间接获得或间接保证精度的那个环。每个尺寸链中必有一个封闭环，且只有一个封闭环。装配尺寸链中，封闭环是决定机器装配精度的环；工艺尺寸链中，封闭环必须在加工顺序确定后才能判断。尺寸链中除封闭环以外的其它环都称为组成环。组成环又分为增环和减环。若在其它组成环不变的条件下，某一组成环的尺寸增大，封闭环的尺寸也随之增大，则该组成环称为增环；反之，则为减环。尺寸链一般都用尺寸链图表示。尺寸链图建立过程及增环和减环判别方法某零件部分尺寸关系见图1.16(a)，其机械加工工艺要求B表面与C表面间尺寸为间接保证尺寸，确定其为封闭环。再从封闭环出发，按照零件尺寸间的联系，用首尾相接的尺寸线依次表示各组成环，而构成的尺寸图就是尺寸链图，见图1.16(b)。利用尺寸链图可以判断各组成环是增环或减环。首先选定一个环绕方向，如顺时针方向。按照环绕方向，在尺寸链的封闭环和组成环上依次画上一个箭头，如图1.16(b）所示。凡是箭头方向与封闭环的箭头方向相反的组成环均为增环；反之，则为减环。

图1.16(a)图1.16(b)2）尺寸链的特性尺寸链的主要特性是封闭性和关联性。封闭性是指尺寸链中各尺寸的排列呈封闭形式。尺寸排列没有封闭的不能成为尺寸链。关联性是指尺寸链中任何一个直接获得尺寸及其精度的变化，都将影响间接获得或间接保证的那个尺寸及其精度的变化。

1.7.2尺寸链的分类尺寸链有多种不同分类型式，按尺寸几何特征分为长度尺寸链与角度尺寸链；按尺寸链用途分为装配尺寸链、零件尺寸链和工艺尺寸链；按其在空间的位置分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。长度尺寸链是由长度尺寸构成的尺寸链。长度尺寸描述了零件两要素之间距离。角度尺寸链是由角度尺寸构成的尺寸链。角度尺寸描述了两要素之间位置关系。角度尺寸链各环尺寸为角度量、平行度、垂直度等等。装配尺寸链是在机器设计或装配过程中，由一些相关零件的尺寸形成有联系封闭的尺寸组。零件尺寸链是同一零件上由各个设计尺寸构成相互有联系封闭的尺寸组。设计尺寸是指设计图样上标注的尺寸。工艺尺寸链是零件在机械加工过程中，同一零件上由各个工艺尺寸构成相互有联系封闭的尺寸组。工艺尺寸是指工序尺寸、定位尺寸、基准尺寸。直线尺寸链是全部环都位于两条或几条平行的直线上的尺寸链。平面尺寸链是全部环都位于一个或几个平行的平面上，但其中某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。平面尺寸链求解方法是将平面尺寸链中各有关组成环按平行于封闭环方向投影，就可将平面尺寸链简化为直线尺寸链来计算。空间尺寸链是某些组成环没有位于平行于封闭环的平面上的尺寸链。空间尺寸链求解方法如下：一般将空间尺寸链按三维坐标分解，转化成平面尺寸链或直线尺寸链。然后根据需要，求解平面尺寸链或直线尺寸链。

1.7.3尺寸链的基本计算方法工艺尺寸链的计算方法有两种，即极值法和概率法。1.极值法极限法是以实现同规格零件完全互换为目标，按照尺寸链各组成环出现极值的综合误差情况计算封闭环。极值法的优点是简便、可靠。缺点是当组成环数目较多时，会使计算结果过于严格，超出许可条件或超出机械加工能力，而造成加工困难。极值法计算公式如下：1）封闭环的基本尺寸：封闭环的基本尺寸等于组成环环尺寸的代数和，即

式中，为封闭环的的尺寸；为增环的基本尺寸；为减环的基本尺寸；m为增环的环数；n为包括封闭环在内的尺寸链的总环数。

2）封闭环的极限尺寸：封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和；封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。故极值法也称为极大极小法。即

3）封闭环的上偏差与下偏差：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，即

式中：、分别为增环和减环的上偏差；、分别为增环和减环的下偏差。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，即

4）封闭环的公差：封闭环的公差等于所有组成环公差之和，即

2.概率法依据概率理论，零件尺寸出现极值情况往往是小概率事件。概率法是以保证大多数同规格零件具有互换性为目标，按照尺寸链各组成环出现大概率事件的综合误差情况计算封闭环。概率法的优点是能够依据零件加工尺寸的概率分布情况，适当放宽对组成环的要求。特别是当尺寸链的组成环数目较多时，不至于使计算结果过于严格，以至于使机械加工制造成本过高或超出现有机械加工能力。缺点是尺寸链计算较为繁琐，且会出现少量不合格品。概率法在工艺尺寸链计算中应用相对较少。概率法计算公式参见本书机器装配工艺规程有关章节及相关参考资料。

1.7.4尺寸链计算公式的使用方法尺寸链计算公式使用方法有如下三种：1)正计算

尺寸链正计算是已知尺寸链各组成环，计算封闭环。尺寸链正计算主要用来验算尺寸设计的正确性，也称校核计算。既可以用于产品设计验算，也可以用于工艺设计验算。2)反计算

尺寸链反计算是已知尺寸链封闭环和各组成环的基本尺寸，计算各组成环的极限偏差。尺寸链反计算主要用在设计计算上，即根据机器的技术指标（即技术要求）来分配各零件的公差。既可以用于产品设计，也可以用于工艺设计。3)中间计算

尺寸链中间计算是已知尺寸链封闭环和部分组成环的极限尺寸，计算某一组成环的极限尺寸。尺寸链中间计算常常用在工艺上。通常，尺寸链反计算和中间计算通称为设计计算。

1.7.5工艺尺寸链的应用同工艺尺寸链相比，装配尺寸链还有一些特殊性，而且装配尺寸链与装配工艺过程联系密切。装配尺寸链内容将在本书第6章装配工艺规程中探讨。这里将讲述工艺尺寸链计算应用问题工艺尺寸链是解决机械加工工艺问题的一种重要手段。工艺尺寸链计算问题的关键是正确地确定尺寸链的封闭环。下面用例子介绍工艺尺寸链的应用。1.测量基准与设计基准不一致，测量尺寸换算问题

例1.1

零件结构如图1.17(a)所示，由于尺寸15不便测量，需要通过检验尺寸A2判断零件合格与否。

解：尺寸是封闭环，建立尺寸链见图1.17(b)。检验尺寸计算过程如下：

，A2=25，EIA2=0，ESA2=0.19则，A2=mm。

从计算结果看，尺寸A2公差带较A0公差带小，换句话说，用尺寸A2检验产品，精度要求提高了。本例说明：测量基准尽量与设计基准一致。必须指出：由于测量基准不一致，零件检验尺寸换算，导致检验标准发生了改变，可能会造成假废品的误判。例如，实际加工尺寸A1真值为39.84，合格；实际加工尺寸A2真值为24.84，超出A2计算值，用尺寸A2判断零件为不合格品。然而实际情况是A0为15，合格。真实情况是该零件是合格品。

假废品分析：2.定位基准与设计基准不一致，工序尺寸换算问题例1.2

零件结构如图1.18(a)所示，尺寸35±0.3已经加工，接下来的工序加工B表面，即尺寸。设计基准是C表面。现在假定B表面加工工序需要以D表面作为定位基准。则需要确定B表面加工工序尺寸。

解：尺寸35±0.3是封闭环，建立尺寸链见图1.18(b)。工序尺寸计算过程如下：，解得A2=25。，解得EIA2=-0.1。，解得ESA2=+0.1。则从计算结果看，用尺寸加工B表面，加工精度要求提高了。本例说明：工艺基准尽量与设计基准一致3.以尚未加工表面为基准的工序尺寸换算问题

例1.3

零件局部结构如图1.19(a)所示，轴孔硬度要求高，需淬火处理。由于淬火处理后，键槽无法加工。因此必须将键槽加工工序安排在热处理前完成，试确定键槽加工工序尺寸。工序安排如下：(1)拉孔至工序尺寸；(2)插键槽至工序尺寸；(3)淬火处理；(4)磨孔至尺寸，同时保证尺寸

解：尺寸是封闭环，建立尺寸链见图1.19(b)。工序尺寸换算过程如下：，解得43.4，解得0.315。，解得+0.05。则4.热处理表层深度控制问题例1.4

图1.20(a)所示零件，表面F需要渗氮处理，试确定渗氮处理工序渗氮层深度。工序安排如下：(1)精车F面至工序尺寸；(2)渗氮处理；(3)磨F面至尺寸，同时保证渗氮层深度为0.3~0.7mm。

问题分析：由于热处理后需要磨削加工，需要预留磨削加工余量。因此渗氮处理时的渗氮层深度是从F面的工序尺寸确定的。因此需要换算渗氮处理工序的渗氮层深度数值。

解：渗氮层深度为0.3~0.7mm是封闭环，建立尺寸链见图1.20(b)。工序尺寸换算过程如下：，A3=0.45，ESA3=0.38。，EIA3=0.025。则，渗氮层深度0.475~0.83mm。

习题及思考题1-11,1-13教師專業發展評鑑

推動策略姚素蓮一、學校擁有發展課程的決定權：我們如何決定？課程決定的信心多大？課程決定規準是主觀？客觀？專業？隨意？檢視課程理論與學校現場二、教師自主決定：１.課程設計２.教學實施３.學生輔導４.教學評量５.班級經營教師的專業知能如何？

三、教師專業表現１.建構學校課程、教材２.靈活有效啟發學生３.培養學生帶著走的能力四、教師專業自主的省思１.教師自主VS.專業提升２.自主衝突VS.專業判斷３.判斷標準VS.衝突、和諧４.職場現象VS.專業知識五、評鑑為溝通與協商的歷程推動策略宣導→溝通→實作

↑↓培訓檢討評鑑回饋←結果運用←人員

實用正當可行具體壹、宣導一、對象：行政人員、教師、家長二、教師專業發展需求日殷三、評鑑的本質與目的是為教師專業發展四、試辦是找可行性和發現執行問題五、學校對教師專業發展評鑑提供支持六、試辦的選擇權在學校和教師七、並非為解決不適任教師八、試辦期程自９５年～９８年有補助經費，加速學校本位發展貳、溝通一、澄清疑慮１.與不適任教師、考績..等脫鉤２.是教師專業形象的重塑二、透過對話建立互信三、評鑑計劃回歸學校本位四、實施計畫、配套措施、支持系統同步規劃實施計畫含：（一）評鑑內容：１.課程設計與教學２.班級經營與輔導３.研究發展與進修４.敬業精神與態度（二）評鑑人員（三）評鑑方式（四）評鑑時程（五）評鑑結果的運用五、引領教師了解評鑑指標意涵＊評鑑指標可自訂，亦可參考已研發之規準評鑑人員在評鑑時，以所列規準和項目為依據。工具若有錯誤，結果必打折。好的工具應符合：1.教育現場需求2.有效評量出所要達到的目標。參、實作一、掌握回歸教學現場，化評鑑於無形的原則二、輔導建置教學檔案三、擬訂實用可行的評鑑方式四、開發簡易具體的評鑑工具一、掌握回歸教學現場，化評鑑於無形的原則1.全面宣導。自願參與鼓勵參與全面參與。2.成立評鑑推動委員會，討論評鑑計劃。3.透過工作坊(讀書會)方式詮釋評鑑規準、內涵、示例..等。4.經由討論決定評鑑模式、工具..等二、輔導建置教學檔案教育專業被挑戰！專業的尊嚴－是贏來的，而非爭來的.

專業的權威－是來自別人的肯定，而非自我的認定.建置教學檔案是展現教師專業能力簡易、具體的措施教學檔案的定義一、教師是教學檔案的主體二、教學檔案的要項是有系統的、有結構的三、教學檔案的內容是反省與對話的歷程四、教學檔案的目的是促進教學專業發展教學檔案含一、教學目標與教學理念之陳述二、檔案計畫與組織三、課程的計畫四、作業的樣本（含對作業的解說與標題）五、師生的互動情形六、學習成就記錄七、個人的成長及反省八、他人的回饋及建議九、自我專業成長的記錄十、對檔案的評述三、實用可行的評鑑方式:(一).對話(二).審閱教學檔案(三).教室觀察(四).教學計畫(五).作業調閱對話訪談模式有:1.非正式訪談2.導引式訪談3.標準化開放式訪談4.封閉式訪談(一).對話說明目的→使參與者感到輕鬆→促使人際互動1.要有議題.2.對話內容要有準備.3.論述要有辯証,勿淪於各抒己見.訪談要領1.確認錄音(錄影)正常運作2.一次只問一個問題3.過程保持中立4.鼓勵多發表意見5.紀錄時不忘注意受訪者表情6.順利移轉主題訪談方法與發問技巧

1.選取符合主題需要人員.2.先談事實的問題,再談爭論性問題.3.先討論現況,再討論過去或未來的事4.讓受訪者自由發揮感覺.對話(訪談)1.以開放性問題引起討論問題.如:您以為目前的教學環境如何?2.激發與會者提出不同想法.如:我不認為有那麼糟,您以為呢?3.達到初步共識後:引入更深入討論.如:我們可以怎麼做?4.討論離題時,需回到主題.5.盡量不要過度贊同與會者意見.6.盡量不發表個人意見.7.錄音或即時紀錄要點.(二).審閱教學檔案評量要項一.檔案目錄二.個人專業背景三.課程教學設計與省思四.學習成果評量五.班級經營與輔導六.個人專業成長*注意事項1.不論是教師成長或學生作品樣本均須同一教學單元,其因為:a.能真正深入教學整體的各細部,有效協助教師反思與專業成長.b.一次一個單元不會造成過度負擔較易引導教師分析反省自己.2.簡要解釋每一個作品內容的標題和註解3.對教學及作品反省思考.4.檔案內容要逐年更改.屬直接觀察教學行為、察看環境與設備,以了解實際行為、環境現況的方法.含:1.教學環境佈置.2.學習形式組織.3.師生互動.4.靜態文件資料.如:教師檔案、學習檔案、作業、會議記錄.(三).教室觀察:教室觀察方法:1.準備紀錄單／檢核表.2.觀察並紀錄每一項的行為或存在事實.3.可同時紀錄次數、人數,以符合程度、量化依據.4.留意紀錄單未載之行為或情形.5.簡單紀錄行為發生或事物存在之現場環境.6.觀察次數要足夠,避免斷章取義.教室觀察注意事項:一.要蒐集具有代表性的事實資料,不必蒐集全部資料二.掌握新發現問題,並進一步蒐集相關資料以為驗證三.有效運用時間:1.觀察教師教學與學生學習2.與學生晤談

3.觀察對象要廣泛,觀察要完整a.觀察課外活動情形b.查閱評鑑與績效管理情形c.分析學生近期表現資料d.分析特殊學生學習紀錄4.把重點擺在影響學生表現的原因(四).教學計畫一.教學目標1.掌握教材內容~能連結舊經驗與新概念.2.設計教學方案~依據教學目標設計教學活動並提供切合教學目標的補充教材.3.系統呈現教材二.活用教學策略~善用不同教學方法；善於發問.三.善用評量回饋~評估學習表現提供回饋與指導.

(五).作業調閱1.作業內容要項分布是否平均?2.學生作業品質.3.教師批閱是否適切~批閱的時間、方式進度、評語..等等作業訂正是否追蹤?四、開發簡易具體的評鑑工具1.課程計畫編寫自我檢核表2.課程計畫編寫課發會檢核表3.教學檔案建置指標檢核表4.教學環境佈置檢核表5.教室觀察表6.班級經營表現(檢核表)教室觀察量表1.教室管理技巧2.維持適當的教室行為3.集中並維持學生的注意力4.提供學生複習與練習的機會5.展現發問技巧6.呈現多種教學方式7.營造一個積極的教室氣氛8.促進正向的自我概念9.佈置積極教室環境教學效能教室觀察表一.學科教學能力1.導引學習方向2.清楚呈現教材3.運用多種教學技巧4.提供練習與回饋5.有效利用時間二.班級經營能力1.維持班級秩序2.鼓勵正向行為表現3.實施生活教育4.表達清晰5.板書適當6.正向的師生互動教學效能教室觀察表臺北縣○○國小教師教學評鑑—「教室觀察」檢視表

基本資料授課教師（）老師學習領域（）學習領域授課班級（）年（）班教材來源□教科書（）版本□其他

教學日期

年月日時分觀察者指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議1瞭解學校課程計畫的內涵□持續參與領域課程計畫□徹底執行彈性學習課程□設計校本課程相關主題與活動設計□規劃補救或銜接教學□自編教材或學習單□教學札記□□2瞭解學校課程的架構□了解學校願景□了解校本課程主題□參與教科書評選□了解重大大議題融入領域教學□□□□□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議3參與學校課程的發展□參與課程發展小組的座談、研討□與行政人員、教師意見交流、對話□學校課程地圖充分運用□積極參與學年（班群）、班親會會議□學生課程活動紀錄□教學札記□

4分析可運用的教學資源□思賢公園□文化藝術中心□新莊運動公園□署立台北醫院□大眾廟□慈祐宮□廣福宮□文昌祠□新莊老街□傳統行業□導護商店□自然公園

5研擬適切的教學計畫□教學計畫設計週延□活動安排與學校行事曆相結合□運用家庭聯絡簿進行個別輔導□注意學生學習經驗□流暢的教學歷程

6編選適切的教學材料□教材與學生身心發展相合□採用教科書版本經過分析、整理□社區資源融入教材□教學材料與學生生活經驗相融合□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議7規劃適切的學習評量□筆試□口試□表演□實作□自我評量□小組討論□實踐□同儕互評□

8編選適當的評量工具□文字描述的□圖畫的□量化的測驗□檔案記錄的評量□口語的評量□□□□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議9.營造有利於學習的情境□配合教學單元佈置教室□佈置欄分類呈現□佈置欄內物品沒有掉落□掃除用具排列整齊□粉筆槽整理乾淨□黑板只呈現該單元內容□學生桌面整潔□學生抽屜不雜亂□教師桌面整齊□桌椅排放整齊□公物維修良好□打開窗戶讓教室光線充足、通風□美化、綠化教室□教室內外保持整潔□維護教室內設備如CD收錄音機、電視、錄放影機等清潔。□上課秩序良好□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議10.建立有助於學習的常規□準時上、下課□學生秩序井然有序□學生學習氣氛熱絡□師生互動頻繁□學生對教師問題樂意回答□學生學習態度認真□學生對課程有興趣□學生穿著整齊□教師說話語調自然□教師說話語詞合適、比喻恰當□教師教學態度自然、舉止適合□教師穿著得體□眼神關愛全班□表情□以手勢動作輔助表達□身體動作□儀態大方□模仿動作□幽默、滑稽動作□指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議11.積極落實班級學生輔導.□快樂的學習氣氛□良好的教室常規□傾聽□讚美□口頭鼓勵□良性的師生互動□活絡的親師互動