《机械制造技术 第2版》课件 -张善文 第五章 工艺规程设计

学习指南:

本章首先介绍制订机械加工工艺规程的步骤和方法；然后重点讨论机械加工工艺过程设计中的主要问题，包括定位基准的选择，加工路线的拟订，工序尺寸及公差的确定,数控加工工艺及计算机辅助工艺设计等。学习本章内容，应牢牢把握住机械加工工艺过程设计的基本原理、原则和方法（如选择定位基准的原则，选择加工方法的原则，工序划分及工序顺序安排的原则，确定余量的原则和方法，工序尺寸及公差的确定方法，工艺尺寸链原理及应用等），并通过一定的实践掌握制订机械加工工艺规程的步骤和方法。在此基础上掌握数控加工工艺。

1.生产过程指把原材料转变为成品的全过程。

机械工厂的生产过程一般包括原材料的验收、保管、运输，生产技术准备，毛坯制造，零件加工（含热处理），产品装配，检验以及涂装等。第一节概述一、生产过程和工艺过程企业组织产品生产的模式：

1）生产全部零部件、组装机器。2）生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应。

3）完全不生产零部件，自己只负责设计与销售。

2.工艺过程把生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和物理、力学性能等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。

工艺过程可根据其具体工作内容分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配等不同的工艺过程。

一个或一组工人在一个工作地点，对一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程叫工序。例如二、机械加工工艺过程及其组成机械加工工艺过程是指用机械加工方法（主要是切削加工方法）逐步改变毛坯的形态（形状、尺寸以及表面质量），使其成为合格零件所进行的全部过程。它一般由工序、工步、走刀等不同层次的单元所组成。1.工序阶梯轴安装是工件经一次装夹后所完成的那一部分工序。2.安装3.工位

工件在一次安装后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置上所完成的那一部分工艺过程称为工位。如图所示

多工位加工4.工步与复合工步在加工表面、切削刀具和切削用量（仅指转速和进给量）都不变的情况下，所连续完成的那部分工艺过程，称为一个工步。例如图所示底座零件底孔加工工序复合工步

有时为了提高生产效率，经常把几个待加工表面用几把刀具同时进行加工，这可看作为一个工步，并称为复合工步，如图所示。5.走刀在一个工步内，有些表面由于加工余量太大，或由于其它原因，需用同一把刀具以及同一切削用量对同一表面进行多次切削。这样刀具对工件的每一次切削就称为一次走刀。

一个零件的加工工艺由多个工序组成一个工序可分几次安装一次安装可分几个工步一个工步可分几次走刀1.生产纲领三、生产纲领与生产类型产品的年生产纲领就是产品的年生产量。零件的年生产纲领按下列公式计算：

N=Qn(1+a)(1+b)式中N——零件的生产纲领，单位为件／年；

Q——产品的年产量，单位为台／年；

n——每台产品中所含该零件的数量，单位为件／台；

a——零件的备品百分率；

b——零件的废品百分率。2.生产类型的划分

根据产品投入生产的连续性，可大致分为三种不同的生产类型。1.单件生产

产品品种不固定，每一品种的产品数量很少，大多数工作地点的加工对象经常改变。例如，重型机械、造船业等一般属于单件生产。2.大量生产

产品品种固定，每种产品数量很大，大多数工作地点的加工的对象固定不变。例如，汽车、轴承制造等一般属于大量生产。

在成批生产中，根据批量大小可分为小批、中批和大批生产。小批生产的特点接近于单件生产的特点，大批生产的特点接近于大量生产的特点，中批生产的特点介于单件和大量生产特点之间。因此生产类型可分为：单件小批生产，大批大量生产，中批生产。各种生产类型的工艺特点见下表所示。

3.成批生产

产品品种基本固定，但数量少，品种较多，需要周期性地轮换生产，大多数工作地点的加工对象是周期性的变换。表

划分生产类型的参考数据生产类型同类零件的年产量/件重型零件（零件质量＞50kg）中型零件（零件质量15～50kg）轻型零件（零件质量＜15kg）单件生产5以下10以下100以下成批生产小批5～10010～200100～500中批100～300200～500500～5000大批300～100500～50005000～50000大量生产1000以上5000以上50000以上表

各种生产类型的工艺特点项目单件、小批生产中批生产大批大量生产加工对象不固定、经常换周期性地变换固定不变机床设备和布置采用通用设备、按机群式布置采用通用和专用设备、按工艺路线成流水线布置或机群式布置广泛采用专用设备、全按流水线布置，广泛采用自动线工艺装备广泛采用通用夹具、量具和刀具广泛采用专用或成组夹具、通用刀具和万能量具，部分采用专用刀具、专用量具广泛采用高效率夹具、量具或自动检测装置，高效复合刀具毛坯制造广泛采用木模手工造型、自由锻造毛坯精度低，加工余量大部分采用金属模造型、模锻等，部分采用木模手工造型、自由锻造毛坯精度中等广泛采用金属模机器造型、模锻等毛坯精度高，加工余量小装夹方法通用夹具装夹，找正装夹夹具装夹高效专用夹具尺寸获得方法试切法调整法调整法、自动化加工零件互换性广泛采用钳工修配大部分零件具有互换性，同时还保留某些钳工修配工作全部互换，高精度偶件采用分组装配、配磨对工人的技术要求需要技术熟练的工人需要一定熟练程度的技术工人对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高工艺文件只有工艺过程卡一般有工艺过程卡，重要工序由工序卡工艺过程卡片，工序卡，检验卡片它是以工序为单位说明一个零件全部加工过程的工艺卡片。这种卡片包括零件各个工序的名称、工序内容，经过的车间、工段、所用的机床、刀具、夹具、量具，工时定额等。主要用于单件小批生产以及生产管理中。四、

机械加工工艺规程文件（1）机械加工工艺过程卡片工艺过程卡它是根据工艺卡片的每一道工序制订的，主要用来具体指导操作工人进行生产的一种工艺文件。多用于大批大量生产或成批生产中比较重要的零件。该卡片中附有工序简图，并详细记载了该工序加工所需的资料，如定位基准选择、工序尺寸及公差以及机床、刀具、夹具、量具、切削用量和工时定额等。（2）机械加工工序卡机械加工工序卡1.工艺规程的作用（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件（2）工艺规程是组织生产和管理工作的基本依据（3）工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料第二节机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程简称为工艺规程，是指导机械加工的主要技术文件。一、机械加工工艺规程制订的原则、步骤及原始资料2.制订机械加工工艺规程的原始资料产品整套装配图、零件图、质量标准生产纲领、生产类型、毛坯情况本厂现有生产条件先进技术、工艺、有关手册、图册3.机械加工工艺规程制定的原则1）保证加工质量2）保证生产效率3）较低制造成本4）良好劳动条件

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。4.机械加工工艺规程设计步骤4.选择定位基准5.拟定加工路线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。确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差确定切削用量确定时间定额编制数控加工程序（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二、零件的结构工艺性分析

1．结构工艺性的概念

指所设计的零件在满足要求的前题下，制造的可行性和经济性。2．影响结构工艺性的因素

影响结构设计工艺性的因素主要有：生产类型、制造条件和工艺技术的发展三个方面。

对于零件机械加工结构工艺性，主要从零件加工的难易性和加工成本两方面考虑。

铸件：便于造型、拔模斜度璧厚均匀、无尖边、尖角锻件：形状简单、无尖边、尖角、飞刺，便于出模在毛坯制造方面在装配方面便于装配、减少修配量在加工方面合理标注零件的技术要求便于加工、减少加工数控加工工艺性分析结构工艺性内容减轻零件重量保证加工的可行性、经济性零件尺寸、规格、结构要素标准化正确标注图纸尺寸及加工技术要求。在装配方面在加工方面便于分解独立装配单元便于平行、流水作业调整方便、减轻装配劳动便于达到装配精度提高零件结构工艺性措施工艺条件对零件结构工艺性的影响1．生产批量对零件结构工艺性的影响箱体零件的结构工艺性2．数控加工对零件结构工艺性的影响(1)用通用机床加工时，要求设计制造复杂的专用夹具或需很长调整时间的零件加工；(2)小批量生产（100件以下）的零件的加工；(3)轮廓形状复杂、加工精度高或必须用数学方法决定的复杂曲线、曲面零件的加工；(4)要求精密复制的零件的加工；(5)预备多次改型设计的零件的加工；(6)钻、镗、铰、锪、攻丝及铣削工序联合进行加工的零件，如箱体零件的加工；(7)价值高的零件或要求百分之百检验的零件的加工。3．特种加工对零件结构工艺性的影响三、毛坯的的选择

1．毛坯种类的确定常用毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件、粉末冶金和工程塑料等

各类毛坯的特点及应用见下表表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2．毛坯形状和尺寸的确定

现代机械制造技术的发展趋势之一，就是通过毛坯的精化。即：使毛坯的形状和尺寸尽量接近于零件，以减少机械加工的劳动量，力求实现少、无切削加工。有些零件为了加工时安装方便，常在其毛坯上做出工艺凸台。

图

具有工艺凸台的活塞毛坯1—顶面2—工艺凸台为了保证加工质量和加工方便，常将分离零件做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。下图为车床进给系统中的开合螺母外壳。

定位基准1、粗基准2、精基准四、定位基准选择采用毛坯上未经加工的表面作为定位基准。采用经过加工的表面作为定位基准。（一）精基准选择1、基准重合原则重点考虑：减少定位误差保证加工精度（1）设计基准与定位基准不重合误差只发生在用调整法获得加工尺寸的情况。（2）基准不重合误差值等于设计基准与定位基准之间尺寸的变化量。（3）基准不重合一般发生在下列情况：

①用设计基准定位不可能或不方便；

②在选择精基准时优先考虑了基准统一原则。（4）设计基准与测量基准不重合也会产生基准不重合误差。（5）基准不重合误差不仅指尺寸误差，而且对位置误差也要考虑。即选择设计基准和工序基准作为定位基准。设计基准若本道工序的加工精度为δ，则只要δ≤δA2，即可满足加工要求例：图示零件加工台阶面切削平面δ（本道工序加工精度）（定位基准）设计基准定位基准若要满足加工精度必须有：－称为基准不重合误差2、基准统一原则①有利于保证各加工表面间的相互位置关系，避免基准转换所产生的误差。②简化夹具的设计与制造。即各道工序都采用相同的定位基准。

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。3、互为基准图当两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为基准的原则。轴径轴径锥孔图

主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择图

以齿形表面定位加工

1－卡盘；2－滚柱；3－齿轮4、自为基准图

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、研磨【例】浮动镗刀块镗孔图

床身导轨面自为基准5、定位夹紧可靠方便所选择的精基准，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

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】选择如图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。

（二）粗基准选择

1.选择不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面与加工表面间的位置精度，若有几个不加工表面，选其中与加工表面位置精度要求高的一个。重点考虑：加工表面与不加工表面的相对位置精度；各加工表面有足够的余量a）b）c）图

粗基准选择比较2.为保证某重要表面余量均匀，则选择该重要表面本身作为粗基准。3.若每个表面都加工，则以余量最小的表面作为粗基准，以保证各表面都有足够的余量。4.粗基准应平整、光滑，无浇冒口、飞边等，定位、夹紧可靠。5.粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。五、机械加工工艺路线的拟定1.表面加工方法选择(1)根据加工表面的技术要求，尽可能采用经济加工精度方案。（2）根据工件材料的性质及热处理，选用相应的加工方法。（3）考虑工件的结构形状和尺寸。（4）结合生产类型考虑生产率和经济性。（5）考虑本厂（或本车间）的现有设备状况和技术条件。

图

加工精度与加工成本的关系

δACAδBCB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外圆表面的典型加工工艺路线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

粗加工阶段——主要任务是尽可能多地去除加工面多余的材料

半精加工阶段——完成次要表面的加工；使主要加工面达到一定的加工精度，为精加工作好余量准备

精加工阶段——使主要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

有利于保证零件的加工精度；有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持；可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。避免重要表面损伤。2.加工阶段的划分加工阶段划分的意义

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

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

使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少优点：

1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；

2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；

3）可减小生产面积，并有利于管理。工序集中3.工序集中与分散

使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高工序分散传统的流水线、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4.加工顺序的安排

基面先行——先加工基准面，再加工其它表面；

先主后次——有两层含义：

1）次要表面和主要表面之间有位置关系要求时，应先主要表面加工，再以主要表面定位加工次要表面。

2）先安排主要表面加工，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；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。

先粗后精

（1）

机械加工工序的安排（2）热处理工序的安排退火：用于高碳钢、合金钢等，降低硬度，便于切削；正火：用于低碳钢，提高硬度，便于切削；调质：淬火后高温回火预备热处理最终热处理去除内应力处理位置：粗加工前目的：改善切削性能，消除内应力位置：半精加工后，精加工前目的：提高强度、硬度

位置：粗加工前、后，半精加工后，精加工前目的：消除内应力，防止变形、开裂。淬火、渗碳、氮化等自然时效人工时效（3）辅助工序的安排金属镀层非金属镀层氧化膜表面处理工序检验工序其它工序安排位置：工艺过程最后目的：美观

位置：去毛刺、倒钝锐边应在淬火前目的：安全

位置：粗加工后、关键工序后、送往外车间加工前后、零件全部加工结束之后目的：质量控制。质量检验特种检验（无损探伤、磁力探伤、水压、超速试验）去毛刺、倒钝锐边去磁清洗涂防锈油六、加工余量及工序尺寸的确定（1）总加工余量（3）总余量为各工序余量之和（2）工序余量1.加工余量概念总加工余量是指零件加工过程中，某加工表面所切去的金属层总厚度。是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。工序余量是一道工序内切除的金属层厚度，为相邻两工序的工序尺寸之差。加工表面达到所需精度和表面质量而应切除的金属表层。

◎对于被包容表面◎对于包容表面a）b）c）d）Zbab图

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。加工余量计算

总加工余量式中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（被包容尺寸）（包容尺寸）（被包容尺寸）（包容尺寸）

式中Zmax

，Zmin

，Zm——最大、最小、平均余量；

TZ

——余量公差；

amax

，amin

，am——上工序最大、最小、平均尺寸；

bmax

，bmin

，bm——本工序最大、最小、平均尺寸；

Ta——上工序尺寸公差；

Tb——本工序尺寸公差。平均余量（被包容尺寸）（包容尺寸）

余量公差（被包容尺寸与包容尺寸）公称余量是指相邻两工序的基本尺寸之差。

公称余量工序余量用经验法估算或查表法、分析计算法确定余量大小对加工精度、生产率、经济性都有影响（1）上工序的表面粗糙度和表面缺陷层（图）（3）上工序各表面间相互位置的空间偏差（图）（2）上工序的尺寸公差（图）2.影响加工余量的因素（4）本工序安装误差（图）图

加工表面的粗糙度与缺陷层

1－缺陷层；2－正常组织图

上工序留下的形状误差图

轴的弯曲对加工余量的影响图

三爪卡盘上的装夹误差最小余量构成（图）◎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。◎无心磨床磨外圆◎研磨、抛光平面RyHaeaεb图

最小加工余量构成3.确定加工余量的方法（1）分析计算法

加工外圆和孔时：

加工平面时：（2）查表法

查表法是根据《机械加工工艺手册》提供的资料查出各表面的总余量以及不同加工方法的工序余量，方便迅速，使用广泛。

（3）经验法

经验法是由一些有经验的工艺设计人员或工人根据经验确定余量。这种方法大都用于单件小批生产。4.工序尺寸与公差的确定工序尺寸是零件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，通常为加工面至定位基准面之间的尺寸。（1）无需进行尺寸换算时工序尺寸的确定（2）需进行尺寸换算时工序尺寸的确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

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=9713Ra6.3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→浮动镗尺寸要求:【例】3.机床的规格与加工工件的尺寸相适应5、合理选用数控机床。2.机床的生产率与生产类型相适应。1.机床的精度应与要求的加工精度相适应.七.机床及工艺装备的选择4、机床的选择应结合现场的实际情况。一般：单件小批：通用机床、工装；大批、大量：专机、组机、专用工装数控机床：可用于各种生产类型。刀具尽可能用标准的。（1）选择机床设备的基本原则1、单件小批生产：采用各种通用夹具和机床附件，如卡盘、虎钳、分度头等。有组合夹具站的，可采用组合夹具。3、多品种中、小批生产可采用可调夹具或成组夹具。2、大批大量生产为提高劳动生产率应采用专用高效夹具。（2）工艺装备的选择4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工走刀（如碰撞等）。夹具的选择1、一般优先采用标准刀具。3、刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。2、若采用工序集中时，应采用各种高效的专用刀具、复合刀具和多刃刀具等。4、数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头等）。刀具的选择1、单件小批生产应广泛采用通用量具，如游标卡尺、百分尺和千分表等。3、量具的精度必须与加工精度相适应。2、大批大量生产应采用各种量规和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的选择第三节工艺尺寸链一、尺寸链的基本概念1.尺寸链的定义尺寸链就是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合。（1）在加工中形成的尺寸链——工艺尺寸链A2A1A01.加工面2.定位面3.设计基准（2）在装配中形成的尺寸链——装配尺寸链A1A2A02.特征3.组成

1、封闭性

2、关联性。环——尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环——在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成的环。组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环。

组成环又可分为增环和减环。

增环——若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环为增环．

减环——若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环为减环。4.增、减环判别方法在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环,与封闭环箭头方向相同者为减环。A1A0A2A3封闭环减环增环举例：5.尺寸链的分类（1）按应用范围分类1）工艺尺寸链——全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。2）装配尺寸链——全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。3）零件尺寸链——全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链。4）设计尺寸链——装配尺寸链与零件尺寸链，统称为设计尺寸链。1）长度尺寸链—全部环为长度的尺寸链2）角度尺寸链—全部环为角度的尺寸链3）直线尺寸链——

全部组成环平行于封闭环的尺寸链。4）平面尺寸链——

全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。5）空间尺寸链——组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。

（2）按几何特征及空间位置分类6.尺寸链的建立（1）确定封闭环（2）组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环。2、封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。关键关键要领1、设计尺寸往往是封闭环。2、加工余量往往是封闭环（靠火花磨除外）。关键关键1、封闭环确定后才能确定。2、直接获得。3、对封闭环有影响

1.极值法

（1）极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A0等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即（2）各环极限尺寸之间的关系封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即二、尺寸链计算的基本公式

封闭环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即

(3)

各环上、下偏差之间的关系封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和，即

封闭环的下偏差EI(A0)等于增环下偏差之和减去减环的上偏差之和，即（4）各环公差之间的关系

封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之和，即极值法解算尺寸链的特点是：简便、可靠，但当封闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加，在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。

2.概率法特点：以概率论理论为基础，计算科学、复杂，经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。(2)各环平均尺寸之间的关系

(1)各环公差之间的关系

(3)各环平均偏差之间的关系

当计算出各环的公差、平均尺寸、平均偏差之后，应按将该环的公差对平均尺寸按双向对称分布，即写成，然后将之改写成上下偏差的形式，即假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。

（1）正计算——已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。（2）反计算——已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。

（3）中间计算——已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用于验算。3.尺寸链计算的几种情况1）

等公差原则按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即极值法Tav=T0/（n-1）4.确定组成环公差大小的误差分配方法这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的。概率法

2）按等精度原则按等公差级分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本尺寸的大小，由标准公差数值表中查得。3）按实际可行性分配原则按具体情况来分配封闭环的公差时,第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环的公差。1)按“入体”原则标注公差带的分布按“入体”原则标注时，对于被包容面尺寸可标注成上偏差为零、下偏差为负的形式（即-T）；对于包容面的尺寸可标注成下偏差为零、上偏差为正的形式（即+T）。2）按双向对称分布标注对于诸如孔系中心距、相对中心的两平面之间的距离等尺寸，一般按对称分布标注，即可标注成上、下偏差绝对值相等、符号相反形式（即

T/2）。当组成环是标准件时，其公差大小和分布位置按相应标准确定。当组成环是公共环时，其公差大小和分布位置应根据对其有严格要求的那个尺寸链来确定。5.工序尺寸的标注工艺基准（工序、定位、测量等）与设计基准不重合，工序基准就无法直接取用零件图上的设计尺寸，因此必须进行尺寸换算来确定其工序尺寸。三、工艺过程尺寸链的分析与解算

1.基准不重合时的尺寸换算1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算A设计基准C定位基准例B例1:某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸A2。A210-0.36A1=50-0.17A0封闭环A0A2A1解:1)确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。2）尺寸及偏差计算：A2=40+0.193）假废品情况：当A2=40+0.36（按上述计算应为超差）,此时A1=50,A0=10-0.36（合格）这种废品为假废品。2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算

只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和验算，以免将实际合格的零件报废而导致浪费。

假废品的出现，给生产质量管理带来诸多麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。假废品的出现

为了减小假废品出现的可能性，有时可采用专用量具进行检验，如图所示。此时通过测量尺寸x1来间接确定尺寸。若专用量具尺寸

mm，则由尺寸链可求出：

mm。可见采用适当的专用量具，可使测量尺寸获得较大的公差，并使出现假废品可能性大为减小。

例2如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理。2.多尺寸保证时的尺寸换算50-0.3415±0.210-0.3零件图51-0.410车孔及端面50-0.3410.4-0.220车外圆及端面14.6±0.230钻孔10-0.340磨外圆及台阶解:1）分析

从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、15±0.2mm以及50-0.34。根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求.其中10-0.3、50-0.34直接保证，15±0.2间接保证，为封闭环，必须校核。

2）查找组成环，建立尺寸链10.4-0.214.6±0.210-0.3A0封闭环3）计算尺寸及偏差求得A0=15-0.4+0.5(

超差)4）解决办法:改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；提高加工精度，缩小组成环公差。5）重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：10.4-0.1，14.6±0.1,10-0.1可求得:A0=15±0.2符合图纸要求.3.校核工序间余量例3

一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序30精车B面的余量。ABCA1A2A3ABCA5A4粗车端面A、B，直接得到A1=28-0.52

A2=35-0.34调头，粗、精车C面，直接得到尺寸

A3=26-0.28调头，精车A、B，直接得到A4=25-0.14A5=35-0.17解:根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。ABCA1A2A3A4A5Z为封闭环A0A3A2A4A5ZA0Z为封闭环,求得，Zmin=0.38>0,合适。[思考题]加工一齿轮内孔和键槽（图示），设计尺寸为：

mm，mm。有关加工工序如下：

1）镗内孔至mm；2）插键槽保证尺寸A1；3）热处理；4）磨内孔至图纸尺寸mm。试用极值法求工序尺寸A1。解：根据题意可列出尺寸链，如图b所示，

其中R1=D1/2，R2=D2/2，e为磨孔与镗孔的轴线偏移量。若已知磨孔与镗孔的同轴度误差为0.03mm，则有：e=±0.015mm。

根据加工过程，可知键槽深度设计尺寸

mm是间接保证的，为封闭环；其余各尺寸为组成环。其中A1、R2、e为增环，R1为减环。H=（A1+R2+e）－R1,有

43.3=（A1+20+0）－19.8

得到:A1=43.1

ESH=（ESA1+EIR2+ESe）－EIR10.2=（ESA1+0.0125+0.015）－0

得到:ESA1=0.1775

同理可得到:EIA1=0.04最后结果为：

4、跟踪法建尺寸链

对于工件形状复杂、工艺过程很长、工艺基准多次转换、工艺尺寸链环数多时，就不容易迅速、简便地列出相应的工艺尺寸链来进行工序尺寸的换算，而且还容易出差错。

采用跟踪法，就能够更直观、更简便地去解工艺尺寸链的问题。而且也便于利用计算机进行辅助工艺设计。1）跟踪图的绘制（1）在图表的上方画出零件的简图，标出有关设计尺寸，并将有关表面向下引出表面线；（2）按加工顺序自上而下地填入工序号；（3）将工序基本余量填入表中；（5）为便于计算，按对称偏差标注设计尺寸。（4）按规定符合标出定位基准、工序基准、加工表面、工序尺寸、加工余量、结果尺寸；2）符号说明CABA1A2A3A4A5Z为封闭环A0余量定位基准封闭环工序尺寸度量基准加工表面

3）举例为封闭环A0CABA3A4Z4Z2A2A1Z1A5Z3Z5A03=36.25±0.25工序2以D面定位，精车A面，得A3；粗车C面，得A4D工序1以A面定位，粗车D面，得A1；

车B面，保证A2＝A02=39.9±0.1A01=49.75±0.25工序3以D面定位，磨A面，保证工序尺寸

A5

＝；同时保证设计尺寸

4）尺寸链建立方法（1）找出间接保证的设计尺寸和余量作为封闭环；（2）沿封闭环两端面竖线同步向前面各工序追踪查找组成环；（3）在追踪过程中，遇到箭头拐弯，逆加工箭头横向追踪到此尺寸的度量基准；（5）当两边竖线“汇交”到某一个度量基准为止。（4）沿度量基准所在的竖线继续追踪；A03=36.25±0.25A3A4A5以A03为封闭环得到的工艺尺寸链：第四节数控加工工艺

一、数控加工工艺概述

1.数控加工工艺的特点（1）工艺内容详细

数控加工工艺必须详细到每一次车刀和每一个操作细节。

（2）工艺工作要求相当准确而严密

（3）采用多坐标联动自动控制加工复杂表面（4）采用先进的工艺装备（5）采用工序集中

2、数控加工工艺的主要内容选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容；分析被加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求；确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线；加工工序的设计；数控加工程序的调整；首件试加工与现场问题处理；数控加工工艺技术文件的定型与归档。二、数控加工工艺内容的选择

1．选择适合数控加工的零件一般可按适应程度将零件分为以下三类：

（1）最适应类

1）形状复杂，加工精度要求高，通用机床无法加工或很难保证加工质量的零件；2）具有复杂曲线或曲面轮廓的零件；3）具有难测量、难控制进给、难控制尺寸型腔的壳体或盒型零件；4）必须在一次装夹中完成任务铣、镗、锪、铰或攻丝等多道工序的零件。1）零件价值较高，在通用机床上加工时容易受人为因素干扰而影响加工质量，从而造成较大经济损失的零件；2）在通用机床上加工时必须制造复杂专用工装的零件；3）需要多次更改设计后才能定型的零件；4）在通用机床上加工需要做长时间调整的零件；5）用通用机床加工时，生产率很低或工人体力劳动强度很大的零件。（2）较适应类

1）生产批量大的零件（不排除其中个别工序采用数控加工）；2）装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件；3）加工余量极不稳定、且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件；4）必须用特定的工艺装备协调加工的零件。（3）不适应类1）普通机床无法加工的内容应作为优先选择内容；2）普通机床难加工，质量也难保证的内容应作为重点选择内容；3）普通机床加工效率低，工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚有加工能力的基础上进行选择。2．确定数控加工的内容

3．合理选用数控机床（1）不同类型的数控机床有着不同的用途数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：

1）多品种、小批量生产的零件或新产品试制中的零件；

2）轮廓形状复杂，对加工精度要求较高的零件；

3）用普通机床加工时，需要有昂贵的工艺装备（工具、夹具和模具）的零件；

4）需要多次改型的零件；

5）价值昂贵，加工中不允许报废的关键零件；

6）需要最短生产周期的急需零件。（2）把握好技术经济尺度，合理选择数控机床三、数控加工工艺性分析

1.零件图分析1）尺寸标注方法分析2）零件图的完整性与正确性分析3）零件技术要求分析4）零件材料分析

①零件的内腔或外形最好采用统一的几何类型和尺寸2.数控加工零件的结构工艺性分析

②内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应太小。③铣槽底平面时，槽底圆角半径r不要过大④应采用统一的基准定位

四、数控加工工艺路线的设计1．平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择

平面轮廓常用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。

立体曲面加工方法主要是数控铣削，多用球头铣刀，以“行切法”加工。2．工序划分的方法

（1）按零件装夹定位方式划分工序

（2）按粗、精加工划分工序（3）按所用刀具划分工序3．数控加工工序与普通加工工序的衔接五、数控加工工序的设计

1.走刀路线和工步顺序的确定

走刀路线是刀具在整个加工工序中相对于工件的运动轨迹。

工步顺序是指同一道工序中，各个表面加工的先后次序。

加工凹槽的三种进给路线

a)行切法b)环切法c)先行切法后环切法1—工件凹槽轮廓2—铣刀(1)安装的基本原则:力求设计、工艺与编程计算的基准统一；减少装夹次数，尽可能在一次装夹后，加工出全部待加工表面；避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。2．零件的安装与夹具的选择(2)选择夹具的基本原则:1）保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定;2）协调零件和机床坐标系的尺寸关系3．数控加工刀具的选择数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、强度大、刚度好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并合理选择刀具结构、几何参数。4．切削用量的选择

由于数控机床动力参数较高、速度参数范围大，粗加工应尽可能选取较大的背吃刀量以减少进给次数。精加工可选取较高切削速度和较低进给量，由于是无级变速，有可能达到最佳切削参数。六、对刀点与换刀点的确定“对刀点”就是数控加工时刀具相对工件运动的起点，又称起刀点，也就是程序运行的起点。选择对刀点的原则：1）选择的对刀点便于数学处理和简化程序编制。2）对刀点在机床上容易校准。3）加工过程中便于检查。4）引起的加工误差小。七、数控加工专用技术文件的编写（1）数控加工编程任务书（2）数控加工工序卡片（3）机床调整单（4）数控加工刀具调整单（5）数控加工路线进给图（6）数控加工程序单

八、数控加工程序编制

（一）数控编程概述数控编程过程（二）数控编程1．编程数值计算

数控机床具有直线和圆弧插补功能。当工件的轮廓是由直线和圆弧组成时，在数控程序中只要给出直线与圆弧的交点、切点（简称基点）坐标值;

当工件轮廓是由非圆曲线组成时，通常的处理方法是用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线，通过计算直线段或圆弧段与非圆曲线交点（简称节点）的坐标值来体现逼近结果2．数控编程方法

手工编程自动编程

3．数控编程术语与标准1）数控加工程序的程序段格式2）子程序调用4.数控加工程序编制实例

解：选用直径为φ20mm的立铣刀。切削用量：主轴转速n=1000r/min,

垂直进给速度vf

=30mm/min

轮廓加工进给速度vf

=50mm/min工件原点设定在工件的左下角，走刀路线为：P1→P2→P3→P4→P5→P6。

该工序的数控加工程序为（/*后为对程序段的说明）：O1234/*程序号N01G00X-15.0Y-15.0Z35.0;/*快速移至起刀点N02X0Y0Z22.5S1000M03;/*快速移至P1，主轴正转N03G01Z10.0F30.0M08;/*以30mm/min的进给速度直线插补至Z=10mm处，开切削液N04X60.0F50;/*以50mm/min的进给速度直线插补至P2N05Y35.0;/*直线插补至P3，进给速度不变N06G03X35.0Y60.0I-15.0J0;/*逆时针圆弧插补至P4，进给速度不变，X、Y为圆弧的终点坐标，I、J为圆心相对于圆弧起点的坐标N07G01X0;/*直线插补至P5，进给速度不变N08Y0;/*直线插补至P6，进给速度不变N09Z22.5M09;/*刀具退离工件，关闭切削液N10G00X-15.0Y-15.0Z35.0;/*刀具快速回到起刀点N11M30;/*程序结束并返回至程序起点九、典型零件的数控加工工艺

1.数控车削加工工艺

图示轴类零件，材料为45钢，毛坯为φ70mm棒料。试对零件行数控车削工艺分析。

解（1）零件图工艺分析零件表面由圆柱、圆锥、顺圆弧、逆圆弧及螺纹等表面组成。（2）确定装夹方案定位基准确定坯料轴线和左端大端面（设计基准）为定位基准。装夹方法左端采用三爪自定心卡盘定心夹紧，右端采用活动顶尖支承的装夹方式。（3）确定加工顺序及进给路线加工顺序按由粗到精、由近到远（由右到左）的原则确定。即先从右到左进行粗车（留0.25mm精车余量），然后从右到左进行精车，最后车削螺纹。（4）刀具选择参见数控加工刀具卡片

（5）切削用量选择产品名称或代号xxx零件名称典型轴零件图号xxx序号刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01φ5中心钻1钻φ5mm中心孔2T02硬质合金90°外圆车刀1车端面及粗车轮廓右偏刀3T03硬质合金90°外圆车刀1精车轮廓右偏刀4T04硬质合金60°外螺纹车刀1车螺纹编制xxx审核xxx批准xxx共页第页数控加工刀具卡片典型轴类零件数控加工工艺卡片单位名称xxx产品名称或代号零件名称零件图号xxx典型轴xxx工序号程序编号夹具名称使用设备车间001xxx三爪卡盘和活动顶尖xxx数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r./min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1平端面T0225×25500手动2钻中心孔T01φ5950手动3粗车轮廓T0225×255002003自动4精车轮廓T0325×2512001800.25自动5粗车螺纹T0425×253209600.4自动6精车螺纹T0425×253209600.1自动编制xxx审核xxx批准xxx年月日共页第页2.数控铣削加工工艺

图示泵盖零件，材料为HT200，毛坯尺寸为长170mm、宽110mm、高30mm，小批量生产，试分析其数控铣削加工工艺过程。第五节工艺过程的生产率和经济性

一.时间定额

时间定额是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。单件时间完成一个工件的一个工序的时间称为单件时间tdTd=tj+tf+tb+tx基本时间是指直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。辅助时间是指为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。如装卸工件。操作机床、改变切削用量、试切和测量工件、引进及退回刀具等动作所需时间都是辅助时间。布置工作地时间是为使加工正常进行，工人照管工作地（如换刀、润滑机床、清理切屑、收拾工具等)所消耗的时间。一般按作业时间的2％～7％估算。休息和生理需要时间是指工人在工作班内恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。一般按作业时间的2％估算。在成批生产中零件批量th＝td

＋tZ/N单件核算时间准备终结时间单件时间大批大量生产时，每个工作地始终完成某一固定工序，tZ/N≈0，故不考虑准备终结时间，即th＝td二、提高机械加工生产率的工艺措施

（1）缩短基本时间（2）缩减辅助时间、工作地点服务时间、准备终结时间（3）实行多台机床看管（4）新工艺、特种工艺（5）应用成组技术(1)提高切削用量，但受到刀具寿命和机床刚度的制约。(2)缩短工作行程长度(3)多件加工(l)直接缩减辅助时间(2)使辅助时间与基本时间重合(3)减少换刀次数，并缩减每次换刀所需时间(4)扩大零件的生产批量减少调整机床、刀具和夹具的时间

在单件小批生产中广泛采用各种数控和柔性制造系统及推广成组技术等，都可以缩短单件时间，有效地提高劳动生产率。多刀加工示例多件加工示例多工位连续加工示例

三、工艺方案的技术经济分析所谓技术经济分析，就是通过比较不同工艺方案的生产成本，选出最经济的工艺方案。生产成本工艺成本制造一个零件或一台产品的一切费用的总和。与工艺过程直接有关的费用。1.工艺成本的组成及计算工艺成本可变费用(V)+不变费用(S)可变费用不变费用可变费用与零件（或产品）年产量有关，它包括材料费或毛坯费、操作工人的工资、通用机床的折旧费、维护费、万能机床和万能夹具及刀具的折旧费。不变费用与零件（或产品）年产量无关，它是指专用机床和专用夹具、刀具的折旧和维护费用，调整工人的工资等。一种零件（或一道工序）的全年工艺成本E（单位为元）和单件工艺成本Ed（单位为元／件），可用下式表示：式中V——每个零件的可变费用，单位为元／件；

N——工件的年产量，单位为元／件；

S——全年的不变费用，单位为元。比较工艺成本：需评价工艺方案均采用现有设备，或其基本投资相近，直接比较其工艺成本。各方案的临界年产量Nk（图7-50）计算如下：图7-50全年工艺成本比较与临界年产量0方案1S1S2NkNE方案22.工艺方案的经济评比方案1S1S20NkNE方案2ΔENkk图7-51考虑追加投资的临界年产量比较投资回收期：当对比的工艺方案基本投资额相差较大时，应考虑不同方案基本投资额的回收期。式中τ——投资回收期；

ΔK——基本投资差额；

ΔE——全年生产费用节约额。考虑投资回收期的临界年产量Nkk（图7-51）：这时，在考虑工艺成本的同时还要考虑基本投资差额的回收期限。回收期愈短，则经济效果愈好。

第六节计算机辅助工艺规程设计一、概述

计算机辅助工艺设计（CAPP）的优点：（1）可以将工艺设计人员从繁琐和重复性的劳动中解放出来，转而从事新工艺的开发研究工作，促使制造工艺及质量产生质的变化；（2）可以大大缩短工艺准备周期，提高了产品对市场的快速响应能力；（3）有助于对工艺设计人员的宝贵经验进行总结和继承；（4）有利于工艺准备工作的最优化和标准化；（5）为实现制造业信息化、集成化创造条件。1．成组技术的基本概念2．零件的分类编码

Opitz分类编码系统二、成组技术(GroupTechnology简称GT)

JLBM-1分类编码系统名称类别矩阵表（第一~二位）第二位第一位01234567890回转类零件轮盘类盘、盖防护盖法兰盘带轮手轮捏手离合器体分度盘刻度盘环滚轮活塞其他01环套类垫圈片环套螺母衬套轴套外螺纹套直管接头法兰套半联轴节液压缸气缸其他12销、杆轴类销堵、短圆柱圆杆圆管螺杆螺栓螺钉阀杆阀芯活塞杆短轴长轴蜗杆丝杆手把手柄操纵杆其他23齿轮类圆柱外齿轮圆柱内齿轮锥齿轮蜗轮链轮棘轮螺旋锥齿轮复合齿轮圆柱齿条其他34异形件异形盘套弯管接头弯头偏心件扇形件弓形件叉形接头叉轴凸轮凸轮轴阀体其他45专用件其他56非回转类零件杆条类杆、条杠杆摆杆连杆撑杆拉杆扳手键镶（压）条梁齿条拨叉其他67板块类板、块防护板、盖板门板支承板垫板压板连接板定位块棘爪导向块滑块、板阀块分油器凸轮板其他78座架类轴承座支座弯板底座机架支架其他89箱壳体类罩、盖容器壳体箱体立柱机身工作台其他9回转类零件分类表（第三~九位）码位三四五六七八九特征外部形状及加工内部形状及加工平面、曲面加工辅助加工（非同轴线孔、成形、刻线）项号基本形状功能要素基本形状功能要素外（端）面内面0单一轴线光滑0无0无轴线孔0无0无0无0无1单向台阶1环槽1非加工孔1环槽1单一平面不等分平面1单一平面、不等分平面1均布孔轴向2双向台阶2螺纹2通孔光滑单向台阶2螺纹2平行平面等分平面2平行平面、等分平面2径向3球、曲面31+23双向台阶31+23槽、键槽3槽、键槽3非均布孔轴向4正多边形4锥面4盲孔单侧4锥面4花键4花键4径向5非圆对称截面51+45双侧51+45齿形5齿形5倾斜孔6弓、扇形或4、5以外62+46球、曲面62+462+563+56各种孔组合7多轴线平行轴线71+2+47深孔71+2+473+5或4+574+57成形8弯曲、相交轴线8传动螺纹8相交孔