机械制造工艺课件

机械制造工艺机械制造工艺第

章工艺过程设计ProcessPlanning.1

制定工艺规程的步骤和方法StepsandMethodsofProcessPlanning加工余量的确定第5章工艺过程设计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计算机辅助工艺过程设计5.1.1机械加工工艺规程

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。拟定加工工艺路线主要包括确定定位基准，选择表面加工方法，划分加工阶段，安排加工顺序等工作。拟定加工工艺路线是工艺规程设计中的关键性工作。其结果会直接影响加工质量、加工效率、工人的劳动强度、生产成本等。对新建工厂将影响设备投资额度、车间面积大小等。拟定合理的工艺路线往往需要丰富的工程实际经验、较为扎实的机械加工工艺基础，需要掌握特定企业的设备数量、分布、技术指标以及设备状况等等现实条件因素，还需要掌握产品的生产类型等等。5.1.1机械加工工艺规程

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）

5.1.1机械加工工艺规程

表5-1机械加工工艺过程卡片5.1.1机械加工工艺规程

表5-1机械加工工艺过程卡片5.1.2机械加工工艺规程设计原则

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(优质高产低耗)5.1.3制定工艺规程所需原始资料

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

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5-4。5.1.4机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤5.1.4机械加工工艺规程设计步骤表5-4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5.1.4机械加工工艺规程设计步骤包括机床、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5.1.4机械加工工艺规程设计步骤§1

零件结构工艺性基本概念

零件结构工艺性是指这种结构的零件被加工制造的难易程度。是评价零件结构有劣的重要技术指标。工艺性与零件的生产批量及具体生产条件相关。2.加工表面的几何形状应尽可能简单；3.便于安装、定位准确、夹紧可靠；4.便于加工、易于测量；1.零件的加工精度、表面粗糙度值选择应合理；5.提高标准化程度。注意：零件的结构工艺性一、工件要便于安装1.便于装夹D—工艺凸台§零件结构工艺性实例分析2.减少安装次数二、减小切削面积、简化加工面形状三、便于加工和测量1.便于进刀和退刀(要有退刀槽或越程槽）2.便于采用标准刀具加工钻孔3.钻孔时1)孔与壁应离开一定的距离DS2)避免在斜面上钻孔3)避免弯曲孔4.镗孔时四、有利于提高生产率尺寸差别不太大时，零件上的槽宽、圆角半径、孔、螺纹等尺寸应尽可能一致。2.应尽可能减少机床的调整和走刀次数。3.便于多件一起加工。5.2

定位基准的选择SelectionofLocationDatum机械制造工艺第5章工艺过程设计ProcessPlanning在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分为：5.2.1定位基准

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。精基准附加基准图2-9a支座零件第1工序（车削）图2-9a支座零件第1工序（车削）图2-9d支座零件第4工序（磨内孔、端面）5.2.1定位基准

工艺凸台A向A图5-1小刀架上的工艺凸台如图所示套筒镗孔加工，粗基准可以选择外圆柱面，用三爪卡盘安装工件，参见图(a)；也可以用内孔作粗基准，用四爪卡盘装夹工件，参见图(b)。两种定位基准产生的加工效果是不同的!因此粗基准选择不是随意的5.2.2粗基准的选择粗基准选择需要遵循如下原则：a）b）c）◆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。图5-2粗基准选择比较5.2.2粗基准的选择钻、铰ф18H7及ф6H7孔如何选择?

图5-3床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2

5.2.2粗基准的选择◆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。若零件有多个表面需要加工，则应选择其中加工余量最小的表面作为粗基准，以保证零件各加工表面都有足够的加工余量。例如，图a所示零件，毛坯不同轴？！如何选择粗基准？应选择其中加工余量最小的Φ95圆柱表面作为粗基准，见图b选择加工余量最小的表面为粗基准否则选用Φ68表面作为粗基准，导致Φ90表面加工余量不够，如图2.3(c)所示。

◆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5.2.2粗基准的选择

粗基准在同一自由度方向上只能使用一次。重复使用粗基准并重复进行装夹工件操作会产生较大的定位误差。重复使用B面去加工A、C面，则必然会使A面与C面的轴线产生较大的同轴度误差

5.2.2粗基准的选择图-4粗基准重复使用错误示例(毛坯外圆定位加工内孔端面，而钻孔时又用外圆定位）改进内孔端面定位加小孔外圆弧用V形爪定位合理图5-5主轴箱零件精基准选择5.2.3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5.2.3精基准的选择

图5-7以顶面和两销孔定位镗孔支架图5-6置于箱体中部的吊架支承吊架

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。5.2.3精基准的选择定位误差F设计基准定位基准热变形对刀误差夹紧误差菱形销导轨误差对于两个表面间相互位置精度要求很高，同时其自身尺寸与形状精度都要求很高的表面加工，常采用“互为基准、反复加工”原则。如图2.4所示连杆磨削工序，包含两个安装，两个安装的定位基准关系是互为基准。

◆互为基准原则

◆互为基准原则轴径轴径锥孔图5-8主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择（图5-8）5.2.3精基准的选择◆自为基准原则

【例】床身导轨面磨削加工（图5-9）图5-9导轨磨削基准选择

图5-11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5-10外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图5-10）5.2.3精基准的选择【例】浮动镗刀块镗孔（图5-11）

5.2.3精基准的选择图5-12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】选择图5-12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。定位夹紧符号

2小孔大孔5.3

加工路线的拟订DeterminetheMachiningRoute机械制造工艺5.3.1加工方法的选择图5-13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5-14）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5-13AB段）加工经济精度加工误差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代图5-14加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工反比，且在A左B右不经济5.3.1加工方法的选择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和加工方案应考虑的问题外圆表面、孔及平面加工方案参见下表所示加工方法和加工方案5.3.1加工方法的选择

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5-15外圆表面的典型加工工艺路线5.3.1加工方法的选择

图5-16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IT5Ra0.08~1.255.3.1加工方法的选择图5-17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【例题5.】

要求孔的加工精度为IT7级，粗糙度Ra=1.6～3.2μm，确定孔的加工方法与加工方案。查经济精度及方法与方案表.采用从终加工方法（满足精度的方法）倒推追查合适的加工方案可有下面四种加工方案：

①钻——扩——粗铰——精铰；②粗镗——半精镗——精镗；③粗镗——半精镗——粗磨——精磨；④钻(扩)——拉。比较优选最佳加工方法与加工方案5.3.2加工顺序的安排

基面先行——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加工工序一般包括：机械加工工序、热处理工序、检验工序等机械加工的安排顺序原则：基面先行、先主后次、先粗后精、先面后孔综上所述一般具体机械加工的顺序是先加工精基准

粗加工主要面(精度要求高的表面)

精加工主要面。次要表面的加工适当穿插在各阶段之间进行。

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。5.3.2加工顺序的安排热处理和表面处理工序的安排5.3.2加工顺序的安排除操作工人自检外，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5.3.3工序集中与工序分散

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。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集中工序分散5.3.3工序集中与工序分散

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5.3.4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；有利于人员的合理安排；便于合理安排热处理

可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。加工阶段的划分加工阶段划分的意义5.4.1.2设备的选择①机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应。②机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求；过高，则是一种浪费。③机床的功率、刚度和工作参数应该与最合理的切削用量相适应。粗加工时选择有足够功率和足够刚度的机床，以免切削深度和进给量的选用受限制；精加工时选择有足够刚度和足够转速范围的机床，以保证零件的加工精度和粗糙度。④机床生产率应该与工件的生产类型相适应。对于大批、大量生产，宜采用高效率机床、专用机床、组合机床或自动机床；对于单件小批生产，一般选择通用机床。工艺路线的拟定设备的选择5.3.5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5-18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5.3.5数控加工工艺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5.3.5数控加工工艺点位加工——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5-19孔加工路线示例a）b）5.3.5数控加工工艺轮廓加工——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5-20内、外圆加工路线a）外圆加工b）内孔加工5.3.5数控加工工艺

形腔加工——在保证加工精度前提下，使走刀路径最短a）b）c）5-21型腔加工路线比较5.3.5数控加工工艺

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5-22高速切削刀具路径规划（DELCAM公司）5.3.5数控加工工艺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5-23壳体零件简图5.3.5数控加工工艺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5.3.5数控加工工艺零件号JS-1-26零件名称壳体材料HT300程序编号00618机床型号HM500制表宫怡工序内容刀具号刀具种类主轴转速进给速度长度补偿量半径补偿量铣平面T1φ80硬质合金端铣刀S280F60D1D21钻4-M10中心孔T2φ3中心钻S1000F100D2

钻4-M10底孔T3φ8.5高速钢钻S500F50D3

螺纹孔口倒角T4φ18钻头（90o锋角）S500F50D4

攻螺纹4-M10T5M10×1.5丝锥S60F90D5

铣10mm环槽T6φ10高速钢立铣刀S300F30D6D26表5-5壳体数控加工工艺卡5.4

工序尺寸的确定DeterminetheOperationalDimensions机械制造工艺零件图上的尺寸、公差是毛坯经过加工之后最终要求达到的设计尺寸。在加工过程中，各工序所达到的尺寸及公差称工序尺寸，也就是在各工序图上所标注的尺寸。5.4.1加工余量

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（5-1）◎对于包容表面（5-2）a）b）c）d）Zbab图5-24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5.4.1加工余量

总加工余量——零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度（5-3）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（5-4）（被包容尺寸）（包容尺寸）（5-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）Zs=Z1+Z2+…+Zi+…+Zn

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（5-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）

余量公差（5-7）（被包容尺寸与包容尺寸）5.4.1加工余量5.4.2最小加工余量最小余量构成（图5-25）◎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。（5-8）◎无心磨床磨外圆◎研磨、抛光平面RyHaeaεb图5-25最小加工余量构成加工余量确定方法

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。5.4.2最小加工余量需要指出的是，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。确定工序尺寸一般方法（基准重合时采用倒推法）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

——5.4.3工序尺寸确定[例题5.]

图示为一平面经过粗加工、精加工和光整加工三道工序达到零件上规定尺寸和公差，要求计算各工序尺寸。解：加工该表面时定位基准不变，各工序尺寸都从同一基准标出。对这一类的工序尺寸，只要将各工序的基本余量及公差，根据现场经验或查有关手册确定后，就可按工艺过程的顺序由后向前逐步计算得到。某工序的工序尺寸等于下一个工序的工序尺寸加上(对内表面是减去)下一工序的基本余量。这种工序尺寸的计算，只牵涉余量，不涉及基准转换，可不用尺寸链来计算。在图5.27中，若光整加工、精加工、粗加工等各工序的基本余量和精加工、粗加工、毛坯的公差，查手册分别为Z3、Z2、Zl和T3、T2、T1，且已知光整加工的工序尺寸为A4、T4(零件图上的尺寸)，则得：精加工工序尺寸A3=A4＋Z4；公差T3粗加工工序尺寸A2=A3＋Z3；公差T2毛坯尺寸A1=A2＋Z2；公差T1铸造和锻造的毛坯都规定双向偏差，但当计算毛坯尺寸时只取入体方向的偏差值T1。工序尺寸的确定表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

——5.4.3工序尺寸确定表5-6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5-2】200例题：小轴大批量生产毛坯为热轧棒料，经粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后达到图纸要求，各工序的加工余量查得如下表，毛坯尺寸公差为±1.5mm试计算工序尺寸及偏差(1).确定加工余量

已知各工序余量可得总余量为：3+1.1+0.4+0.1=4.6

(2).计算工序公称尺寸

精磨:Ф30

粗磨:Ф30+0.1=Ф30.1

精车:Ф30.1+0.40=Ф30.5

粗车:Ф30.5+1.10=Ф31.6

毛坯:Ф31.6+3.00=Ф34.6各余量3+1.1+0.4+0.1序号工序名称工序余量（mm）工序尺寸公差(mm)工序的公称尺寸工序尺寸及公差5精磨0.100.013304粗磨0.400.03330.13精车1.100.05230.52粗车3.000.21031.61毛坯轴4.6±1.534.60Ф34.60±1.5加工轴时的工序尺寸(采用倒推法)机械制造工艺5.5

工艺尺寸链ProcessDimensionalChain工序基准与设计基准不重合而引起的工序尺寸计算在加工过程中，有时为了定位、加工、测量或调整方便，将零件图上的尺寸改变注法，由此而引起的工序尺寸计算，又称为尺寸换算。它是由设计基准与工序基准不重合而造成的，因此这种工序尺寸只牵涉基准转换而不涉及余量，可用工艺尺寸链来计算。在机械设计和工艺工作中，为保证加工、装配和使用的质量，经常要对一些相互关联的尺寸、公差和技术要求进行分析和计算，为使计算工作简化，可采用尺寸链求解。

将相互关联的尺寸从零件或部件中抽出来，按一定顺序构成的首尾相接的封闭尺寸图形，称为尺寸链。5.5.1尺寸链基本概念

尺寸链定义

在零件加工或机器装配过程中，由相互关联的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链尺寸链特征关联性封闭性尺寸链组成

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，封闭环在一个线性尺寸链中只有一个）——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（它将直接影响封闭环尺寸的大小）

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）的环环又分为封闭环(或称终结环)和组成环，而组成环又有增环和减环之分。尺寸链的概念尺寸链组成

同一个尺寸链中的各个环最好用同一个字母表示，如Al、A2、A3…A0，下标1、2、…表示组成环的序号，0表示封闭环。对于增环，在字母的上边加符号→；对于减环在字母的上边加符号←。如：在尺寸链中判断增、减环的方法一据定义；二单箭头法顺着尺寸链的一个方向（任定一循环方向），向着尺寸线的终端画单箭头，则与封闭环同向的组成环为减环，反之则为增环。即同减异增判断增、减环方法图示尺寸链中，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5-26工艺尺寸链a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C尺寸链的建立建立工艺尺寸链示例（图5-26）：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5-3】尺寸链方程为：★

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★

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尺寸链的分类尺寸链的分类(1)按尺寸链的应用范围分①工艺尺寸链在加工过程中，工件上各相关的工艺尺寸所组成的尺寸链，如前述图5.14。②装配尺寸链在机器设计和装配过程中，各相关的零部件间相互联系的尺寸所组成的尺寸链，如图5.15。(2)按尺寸链中各组成环所在的空间位置分①线性尺寸链尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平行，如图5.16。②平面尺寸链尺寸链中各环位于同一平面或彼此平行的平面内，各环之间可以不平行，如图5.17(a)。平面尺寸可以转化为两个相互垂直的线性尺寸链，如图5.17(b)、(c)。③空间尺寸链尺寸链中各环不在同一平面或彼此平行的平面内。空间尺寸链可以转化为三个相互垂直的平面尺寸链，每一个平面尺寸链又可转化为两个相互垂直的线性尺寸链。因此线性尺寸链是尺寸链中最基本的尺寸链。尺寸链的各种分类方法图5．17平面尺寸链尺寸链的分类(3)按尺寸链各环的几何特征分①长度尺寸链

尺寸链中各环均为长度量。②角度尺寸链

尺寸链中各环均为角度量。由于平行度和垂直度分别相当于0o和90o，因此角度尺寸链包括了平行度和垂直度的尺寸链。如图5.18所示，以A面为基准分别加工C面和B面，则要求C⊥A(即β1＝90o)，B∥A(即β2=0o)，加工后应使B⊥C(即β0＝90o)，但这种关系是通过β1，β2、β0间接得到的，所以β1，β2和β0组成了角度尺寸链，其中β0为封闭环。图5.18角度尺寸链尺寸链的分类(4)按尺寸链之间相互联系的形态分①独立尺寸链尺寸链中所有的组成环和封闭环只从属于一个尺寸链，如图5.16、图5.17。②并联尺寸链两个或两个以上的尺寸链，通过公共环将它们联系起来组成并联形式的尺寸链，如图5.19。

图5.19(a)中，A2(Bl)为A、B两个尺寸链的公共环，并分别从属于该两尺寸链的组成环。这种并联尺寸链，当公共环变化时，各尺寸链的封闭环将同时发生变化。图5.19(b)中，C0(D2)是C、D两个尺寸链的公共环，也就是一个尺寸链的封闭环是其它尺寸链的组成环。这种并联尺寸链，通过公共环可将所有尺寸链的组成环联系起来。图5．19并联尺寸链应用尺寸链原理解决加工和装配工艺的三种问题①已知组成环公差求封闭环公差的正计算问题；②已知封闭环公差求各组成环公差的反计算问题；③已知封闭环公差和部分组成环公差求其它组成环公差的中间计算问题。解决正计算问题比较容易，而解决反计算问题比较难。尺寸链解决的问题尺寸链计算尺寸链计算是根据结构或工艺上的要求，确定尺寸链中各环的基本尺寸及公差或偏差。计算方法主要有两种Ⅰ极值法(也称极大极小法)，是以各组成环的最大值和最小值为基础，求出封闭环的最大值和最小值。Ⅱ概率法，是以概率理论为基础来解算尺寸链。5.5.2尺寸链计算方法

对式（5-9）两边取全微分，有：（5-9）（5-10）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（5-10）也可以写成如下形式：（5-11）基本尺寸计算公式（尺寸链方程）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

确定尺寸链中封闭环（因变量）和组成环（自变量）的函数关系式的一般形式为：图5-27a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5-4】图5-27误差传递计算示例a）b）Y1Y2AXL0α0α0L0XY1Y25.5.2尺寸链计算方法对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5-27误差传递计算示例AXL0α0a）α0L0b）XY1Y25.5.2尺寸链计算方法

公差极值算法

式中T0L

——极值公差；

Ti

——各组成环公差。（5-12）（5-13）（5-14）★

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。5.5.2尺寸链计算方法

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：（5-15）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：（5-16）（5-18）（5-17）5.5.2尺寸链计算方法极值算法（5-19）概率算法（5-20）式中α为分布不对称系数，定义如下（图5-28）图5-28分布系数与不对称系数

TΔ=α

2Amin分布中心AMAmaxXAAEIEST/2T/2φ(X)X（5-21）5.5.2尺寸链计算方法平均尺寸计算公式

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5-7。5.5.2尺寸链计算方法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5-7几种常见误差分布曲线L=30±0.05A=10±0.01DC±—TC12θ=60°±2′

L0θCAEda）b）图5-29平面尺寸链示例

图5-29a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5-5】建立尺寸链（图b）【解】5.5.2尺寸链计算方法对上式求全微分，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（5-14）：可求出：TC=0.032由式（5-18）：可求出：TC=0.052（k=1.4）5.5.2尺寸链计算方法式中n—包括封闭环在内的尺寸链总环数；m—尺寸链中组成环环数。尺寸链的计算－－极值法结论：尺寸链封闭环的基本尺寸，等于各增环的基本尺寸之和减去各减环基本尺寸之和。写成普遍式为：5.5.2.

1极值法(1)封闭环基本尺寸计算图5.20的尺寸链中，A0为封闭环，A1、A2、A5为增环，A3、A4为减环。各环的基本尺寸分别以A1、A2…Ai表示。由图可知：图5.20尺寸链计算

直线尺寸链极值计算法公式结论：封闭环的最大值等于所有增环的最大值之和减去所有减环的最小值之和；封闭环的最小值等于所有增环的最小值之和减去所有减环的最大值之和。(3)封闭环上偏差ESA0(或esA0)和下偏差EIA0(或eiA0)的计算尺寸链的计算－－极值法(2)封闭环最大和最小尺寸计算由公式(5.10)可知，当尺寸链中所有增环为最大值，所有减环为最小值时，则封闭环为最大值；反之为最小值。写成普遍公式为：由式(5.11)减式(5.10)，得：由式(5.12)减式(5.10)，得：结论：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；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。式中：Ti为尺寸Ai的公差。同理：尺寸链的计算－－极值法(4)封闭环公差T0或中间偏差△0的计算由式(5.11)减式(5.12)，得：式中：Δi为尺寸Ai的误差。（5-25）尺寸链的计算－－极值法结论：封闭环公差(或误差)等于各组成环公差(或误差)之和。由此可知，若各组成环公差一定，减少环数可提高封闭环精度；若封闭环公差一定，减少环数可放大各组成环公差，使其加工容易。(5)平均尺寸Aav的中间偏差Δ的计算为使复杂的尺寸链计算简化，可采用平均尺寸和中间偏差来进行计算。平均尺寸Aav——最大尺寸和最小尺寸的平均值。中间偏差Δ——公差带中点偏离基本尺寸的大小。

由[式(5.11)＋式(5.12)]/2，得：由式(5.17)减式(5.10)得：结论：封闭环平均尺寸等于所有增环平均尺寸之和减去所有减环平均尺寸之和；封闭环的平均偏差等于所有增环平均偏差之和减去所有减环平均偏差之和

尺寸链的计算－－极值法

基本尺寸计算公式（5-22）偏差计算公式公差计算公式平均尺寸计算公式（5-23）（5-24）（5-25）（5-26）直线尺寸链极值计算法公式总汇

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5-6】尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；角度尺寸链（图5-26c）中，a0为封闭环，a1

和a2是组成环。【解】5.5.3几种常见工艺尺寸链形式图5-26工艺尺寸链示例b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05A0.1C求解图5-206和图5-26c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图5-30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5-30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5-7】5.5.3几种常见工艺尺寸链形式★

假废品问题：工序基准与设计基准不重合而引起的工序尺寸计算图5.28(a)图5.28(b)图5.28c工序尺寸的确定[例题5.]图5.28(a)是皮带运输机滚筒零件图。尺寸720+0.6的标注方法不便于测量，因此可改为图5.28(b)的标注方法，通过测量A2、A3的尺寸来保证A0＝720+0.6，且A2=A3的尺寸。要求确定工序尺寸A2、A3。解：①画出尺寸链图[图5.28c]。②A0＝720+0.6为封闭环，是由尺寸Al、A2、A3间接得到的，A1＝750+0.4为增环，A2、A3为减环。③计算由上求得A2、A3的工序尺寸为：工序尺寸的确定工序基准与设计基准不重合而引起的工序尺寸计算图5.29(a)图5.29(b)

图5.29(c)

[例题5.9]

图5.29(a)是加工梯板的零件图，其高度方向的设计尺寸为及

，加工过程为：①以面1为基准加工面3，保证工序尺寸A1＝

②为了定位和调整方便，仍然用面1为定位基准加工面2，保证工序尺寸A2，如图5.29(b)。为满足设计尺寸的要求，计算工序2的工序尺寸A2。

解：画出尺寸链图[图5.29(c)]；A0＝为封闭环，A1=为增环，A2为减环；计算基本尺寸：上偏差：下偏差：因此，工序2的尺寸为，取入体方向为工序尺寸的确定[例题5.10]图5.30(a)为加工齿轮内孔和键槽的简图，设计尺寸为键槽深及孔径。加工过程如下：①拉(或)内孔，至尺寸2r＝②拉(或插)键槽，至尺寸A；③热处理(淬火)；④磨内孔，至尺寸2R＝。求工序尺寸A。从加工过程看出，工序尺寸A是从尚需继续加工的孔表面标注的，键槽深是通过工序1、2、4间接得到的。解：①列出尺寸链，如图5.30(b)。②尺寸A0=43.6为封闭环，尺寸A和为增环，工序尺寸的确定尺寸为减环尺寸为减环③计算基本尺寸A=A0-R+r=43.6-20+19.8=43.4上偏差：ESA=ESA0-ESR+EIr=0.35-0.025+0=0.315下偏差：EIA=EIA0-EIR+ESr=0-0+0.05=0.05因此，工序尺寸为：或取人体方向标注为：工序尺寸的确定为了分析磨孔时半径加工余量Z对键槽深度的影响，也可将尺寸链分解为两个并联的尺寸链进行计算，如图5.30(c)，其公共环余量为Z。由尺寸R、r、Z所构成的尺寸链中，Z为封闭环，R为增环，r为减环，由此可计算出：基本余量：Z=R-r=20-19.8=0.2最大余量：Zmax=Rmax-rmin=20.025-19.8=0.225最小余量：Zmin=Rmin-rmax=20-19.85=0.15因此由尺寸A0、A、Z所构成的尺寸链中，Z、A为增环，A0为封闭环，由此可计算出：基本尺寸：A=A0-Z=43.6-0.2=43.4上偏差：ESA=ESA0-ESZ=0.35-0.025=+0.315下偏差：EIA=EIA0-EIZ=0-(-0.05)=+0.05因此，工序尺寸A为或计算结果与上面解法完全一样。工序尺寸的确定图5-33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5-9】【解】R2R1H1H0b)图5-33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：D15.5.3几种常见工艺尺寸链形式工序基准与设计基准不重合而引起的工序尺寸计算图5.31对某表面进行加工,要同时保证多个设计尺寸的工序尺寸计算工序尺寸的确定[例题5.]

图5.31为加工阶梯轴的轴向尺寸简图。因为端面M的粗糙度值很小，故需磨削M面，并要求同时保证两个设计尺寸30+0.10和100±0.15。加工过程如下：①以M面为基准，精车N面，Q面，至尺寸A1＝及A2，见图5.31(b)。②以N面为基准，磨削M面，至尺寸A3＝30+0.10。尺寸A0＝100±0.15是间接得到的，如图5.31©。求工序尺寸A2。解：①列出有关尺寸链，如图5.31(d)。②尺寸A0为封闭环，A2、A3为增环，A4为减环。③计算因此，工序尺寸A2为：此例也可按并联尺寸链分为两个尺寸链进行计算。基本尺寸：A2=A0-A3+A1=100-30+30.25=100.25上偏差：ESA2=ESA0-ESA3+EIA1=0.15-0.1+(-0.05)下偏差：EIA2=EIA0-EIA3+ESA1=-0.15-0+0=-0.15工序尺寸的确定机械制造工艺5.6计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanning（CAPP）5.6.1CAPP意义传统工艺过程设计存在的问题从根本上解决人工设计效率低，周期长，成本高的问题可以提高工艺过程设计的质量，并有利于实现工艺过程设计的优化和标准化可以使工艺设计人员从烦琐重复的工作中解放出来，集中精力去提高产品质量和工艺水平CAPP是连接CAD和CAM系统的桥梁，是发展计算机集成制造的不可缺少的关键技术CAPP意义设计效率低，周期长，成本高不必要的花色繁多，不利于管理设计质量参差不齐，难于实现优化设计工艺人员短缺和老化是全球机械制造业面临的共同问题5.6.2CAPP工作原理派生式(变异式)CAPP系统(VariantCAPPSystem)◆该类系统以成组技术为基础，根据零件编码查找所属零件组，调出零件组的标准工艺，进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。零件组矩阵零件编码查找零件组输入表头信息工艺规程格式工艺规程打印输出标准工艺路线文件标准工序文件图5-42CAM-I推出的派生式CAPP系统框图工作要素处理应用程序工艺路线检索/编辑标准工序检索/编辑工艺规程存储器5.6.2CAPP工作原理标准工艺规程文件特征矩阵文件零件图×××××××××××××××编码第×零件组零件组形成工艺过程设计a）准备阶段

图5-43派生式CAPP系统工作的两个阶段零件图标准工艺检索编码×××××第×零件组零件组搜索工艺规程（编辑）b）使用阶段◆

派生式CAPP系统工作的两个阶段◆

派生式CAPP系统特点：1）程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件CAPP系统。

2）需人工参与决策，自动化程度不高。3）具有浓厚的企业色彩，局限性较大。5.6.2CAPP工作原理创成式CAPP系统（GenerativeCAPPSystem）从无到有生成（工艺决策算法和逻辑推理）◆

零件信息描述零件工艺过程5.6.2CAPP工作原理◆

例：普渡大学APPAS（AutomatedProcessPlanningandSelection）系统是一个实验性系统，适用于非回转类零件表面加工方法的生成每一加工表面用一数组表示：孔——AT（40）面——AT（32）槽——AT（31）数组各元素含义：①表面编号；②表面类型（如：1—圆孔，2—平面，3—槽…）；③类型号码（取决于类型，如孔：1—圆孔，2—锥孔，3—螺孔…）；④材料类型（如：1—铸铁，2—球铁，3—钢…）；⑤材料硬度…☆

零件加工表面信息输入5.6.2CAPP工作原理☆

逻辑关系的建立读入一个表面数据CALLSIMHOL精镗孔/面/槽？光孔/台阶孔？CALLACCHOLCALLSLOTCALLSURFACECALLCOMHOLCALLCORHOLCALLDRILLCALLREAM钻可行？铰可行？套料否？槽面Y光孔台阶孔NNNYY图5-44APPAS系统工艺决策程序框图5.6.2CAPP工作原理☆

加工方法选择每种加工方法均对应于一定的工作范围

例：麻花钻钻孔对应的工作范围——DMAX

=2″,DMIN

=0.0625″ES=0.007√D+0.003″,EI=0.007√D位置精度：±0.008″粗糙度：Ra=200μm长径比：L/D＜12◆创成式CAPP系统特点：1）不需人工干预，自动化程度高。2）决策更科学，具有普遍性。3）由于工艺过程设计经验成分偏多，理论还不完善，完全彻底的创成式CAPP系统还在研究探索之中。5.6.2CAPP工作原理半创成式CAPP系统（Semi-GenerativeCAPPSystem）◆派生式CAPP系统完全以人的经验为基础，难于保证设计最优，且局限性较大；完全创成式CAPP系统还不成熟。将两者结合起来，采用部分创成，部分派生（或部分人工干预）的方法是一种可取的方案。◆半创成式CAPP系统特点：1）集派生式及创成式系统的优点，又克服两者的不足。2）目前为多数CAPP系统采用。☆例：神户大学开发的半创成式CAPP系统（图5-45）5.6.2CAPP工作原理热处理、表面处理、手工作业等补充加工顺序和工序修正加工顺序处理机床选择调入一个零件数据机床组合零件数据工艺规程处理完否？NY工艺规程打印策略存储器机床文件加工顺序存储器1000个零件数据余量、精度存储器动态制约：例轴长径比限制；淬火后只能磨…确定加工方法策略；机床选用顺序；机床选用策略…典型加工顺序检索确定加工余量划分加工阶段人工干预动态存储器图5-45神户大学半创成式CAPP系统程序框图5.6.3CAPP关键技术零件信息输入零件加工表面可分为基本形面和辅助形面；形面可用特征参数进行描述；形面与一定的加工方法相联系

较粗糙，信息输入不完整多用于只需制定简单工艺路线的场合只适用于派生式CAPP系统1）成组编码法：输入工作量大是其主要的弱点2）形面描述法：可完整地描述零件的几何、工艺信息，是目前CAPP系统使用最多的信息输入方法

多采用菜单（交互）方式输入，便于操作5.6.3CAPP关键技术1.圆柱面2.圆锥面3.圆柱齿轮4.圆锥齿轮5.蜗轮齿形6.花键7.

螺纹8.滚花9.退出外部基本形面菜单1.直径：上偏差：下偏差：2.长度：上偏差：下偏差：3.

表面粗糙度（Ra）：4.是否基准面：5.