机械制造工艺学教案

机械制造工艺学教案§4－0 进修指南及预备常识一、进修内容：起首疏解两个概念，即机械产品的临盆过程和机械加工工艺过程，从而引入机械加工工艺规程的概念；然后介绍制订机械加工工艺规程的步调和方法，重点评论辩论机械加工工艺规程设计的重要问题，包含定位基准的选择，加工路线的拟定，工序尺寸及公差切实事实上定等；再后对工艺过程经济性进行评论辩论，包含时刻定额与进步临盆率的方法，工艺筹划比较与经济技巧分析等。二、进修方法：本课程是一门实践性相当强的课程，在紧紧把握机械加工工艺过程设计的基来源差不多理、原则和方法的差不多上，经由过程必定的实践（临盆练习、课程设计等），初步操纵制订零件机械加工工艺规程的步调和方法。§4－1 概述§4－1－0 新概念定义及老概念回想一、机械产品的临盆过程是指从原材料开端到成品出厂的全部劳动过程，它既包含毛坯的制造，零件的机械加工和热处理，机械的装配、考查、测试和涂装等重要劳动过程，还包含专用对象、夹具、量具和辅具的制造、机械的包装、工件和成品的储存和运输、加工设备的修理，以及动力供给等关心劳动过程。图4－1机械产品的临盆过程图教授教化要求：明白得本章的进修内容和方法明白得并操纵全然的概念；二、机械加工工艺过程机械加工工艺过程是机械产品临盆过程的一部分，是直截了当临盆过程，其原意是指采取金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的外形、尺寸、别处粗拙度和力学物理机能，成为合格零件的临盆过程。因为制造技巧的赓续成长，现在所说的加工方法除切削和磨削外，还包含其他加工方法，如电加工、超声加工、电子束加工、离子束加工、激光束加工，以及化学加工等几乎所有的加工方法。三、机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关临盆人员都应严格履行、卖力贯彻的规律性文件。四、机械加工工艺过程的构成图4－2工艺过程、工序、安装、工位、工步、走刀之间的关系五、回想如下几个概念以便利本章的进修1、工序一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。工序是构成工艺过程的全然单位。划分工序的重要依照是工作地是否更换和工作是否连续以及操作者和加工对象是否改变，共四个要素。在加工过程中，只要有个中一个要素产生变更，即换了一个工序。2、安装在同一个工序中，工件每定位和夹紧一次所完成的那部分工序内容称为一个安装。3、工位在工件的一次安装中，经由过程分度（或移位）装配，使工件相关于机床床身变换加工地位，则把每一个加工地位上的安装内容称为工位。4、工步加工别处、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情形下所完成的工位内容，称为一个工步。按照工步的定义，带反转展转刀架的机床（转塔车床等）其反转展转刀架的一次转位所完成的工位内容应属一个工步，现在如有几把刀具同时介入切削，该工步称为复合工步。5、走刀切削刀具在加工别处上切削一次所完成的工步内容，称为一次走刀。一个工步可包含一次或数次走刀。当须要切去的金属层专门厚，不克不及在一次走刀下切完，则需分几回走刀，走刀次数又称行程次数。§4－1－1 机械加工工艺规程的感化一、工艺规程是指导临盆的重要技巧文件机械加工车间临盆的筹划、调剂，工人的操作，零件的加工质量考查，加工成本的核算，差不多上以工艺规程为依照的。处理临盆中的问题，也常以工艺规程作为合营依照。二、工艺规程是临盆预备工作的重要依照车间临盆新零件，须要依照工艺规程进行临盆预备。如：关键工序的分析研究；预备所需刀、夹、量具；原材料及毛坯采购或制造；新设备购买或旧设备改装等，均需依照工艺规程来进行。三、工艺规程是新建机械制造厂（车间）的全然技巧文件新建（扩建）批量或大年夜批量机械加工车间（工段）时，应依照工艺规程确信所需机床的种类和数量以及在车间的安排，再由此确信车间的面积大年夜小、动力和吊装设备设备以及所需工人的工种、技巧等级、数量等。由机械产品的临盆过程引出机械加工工艺过程的概念，再到机械加工工艺规程。精确明白得工序、安装、工位、工步、走刀的概念；明白得要点：三定一连续（四要素）明白得工艺规程的三个重要感化。§4－1－2 机械加工工艺规程的格局卡片情势，我国未作同一的规定，但各机械制造厂应用表格的全然内容是雷同的。机械加工工艺规程的具体程度与临盆类型、零件的设计精度和工艺过程的主动化程度有关。对应情势见表4－1。具体格局见图4－3、4－4及4－5。表4－1机械加工工艺规程格局特点比较临盆类型具体程度备注机械加工工艺过程卡片单件小批（通俗加工方法）简单关于数控工序，则需作出具体规定，填写数控加工工序卡、刀具卡等须要的与编程有关的工艺文件，以利于编程。机械加工工艺卡片中批临盆较具体机械加工工序卡片大年夜批大年夜量（单件小批中技巧要求高的关键零件的关键工序）具体（＋调剂卡、考查卡）图4－3机械加工工艺过程卡明白机械加工工艺规程的特点和应用处合单件小批（通俗加工方法）图4－4机械加工工艺卡图4－5机械加工工序卡中批临盆大年夜批大年夜量（单件小批中技巧要求高的关键零件的关键工序）要求能够或许精确填写几种卡片的内容§4－1－3 机械加工工艺规程设计原则、步调和内容一、设计原则 1、以包管零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技巧要求为前提； 2、知足临盆纲领要求； 3、工艺过程有较高的临盆效力和较低的成本； 4、充分应用现有临盆前提，尽可能做到均衡临盆； 5、尽量减轻工人的劳动强度，包管安稳临盆，制造优胜文明的劳动前提； 6、积极采取先辈技巧和工艺，削减材料和能源的消费，并应相符环保要求。二、制订机加工规程所需原始材料 1、产品的全套装配图及零件图； 2、产品的验收质量标准； 3、产品的临盆纲领及临盆类型； 4、零件毛坯图及毛坯临盆情形； 5、本厂（车间）的临盆前提； 6、各类相干手册、标准等技巧材料； 7、国表里先辈工艺及临盆技巧的成长与应用情形。三、机械加工工艺规程设计步调和内容 1、扫瞄装配图和零件图； 明白得产品的用处，零件在产品中的地位。 2、工艺审查；审查图纸上的尺寸、视图和技巧要求是否完全、精确、同一，分析重要技巧要求是否合理、恰当，审查零件构造工艺性。 零件构造工艺性正误举例，见图4－6：操纵加工工艺规程的设计原则、步调；经由过程装配图，明白得零件在机械中的地位、感化及受载荷情形等信息。重要！精确项：b)d)f)h)j) 图4－6零件构造工艺性分析3、熟悉或确信毛坯重要依照：零件在产品中的感化和临盆纲领，零件的构造特点与外形尺寸，零件材料工艺特点等。常见的毛坯种类见表4－2。表4－2 各类毛坯的种类及有用范畴 4、选择定位基准（见§4－2—1）； 5、拟定加工路线（见§4－2—3）； 6、确信知足各工序要求的工艺设备；包含机床、夹具、刀具、量具和辅具等；应与临盆批量和临盆节拍相适应，并充分应用现有前提，以下出世产预备费用；对须要改装或从新设计的专用工艺设备应提出具体设计义务书。7、确信各重要工序技巧要乞降考查方法；8、确信各工序加工余量，运算工序尺寸和公差；9、确信切削用量；10、确准时刻定额；11、编制数控加工法度榜样（关于数控加工）；12、评判工艺路线； 对工艺筹划进行技巧经济分析，确信最优筹划。13、填写或打印工艺文件；l)n)p)r)t)v)能精确分析常见的零件构造的工艺性好坏；要求：熟悉机械加工工艺规程设计的步调和内容。§4－2 工艺路线的制订制订工艺路线时须要推敲的重要问题有：若何选择定位基准；如何确信加工方法；如何安排加工次序以及热处理、考查等工序；§4－2－1 定位基准的选择一、全然概念 1、基准的定义及分类 1）确信临盆对象上几何要素之间的几何干系所依照的那些点、线、面称为基准。基准分类见下图：图4－7基准分类图2）定位基准：在加工时用于工件定位的基准叫定位基准。分：粗基准、精基准和关心基准。粗基准应用未经机械加工别处作为定位基准，称为粗基准。精基准应用经由机械加工别处作为定位基准，称为精基准。关心基准思虑并解决提出的问题；回想各基准的定义（上学期教授教化内容），明白定位机械化在全部基准体系中的地位。零件上依照机械加工工艺须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等。二、定位基准选择的一样原则1、选最大年夜尺寸的别处为安装面（限3个自由度），选最长距离的别处为导向面（2个自由度），选最小尺寸的别处为支撑面（限1个自由度）。2、起首推敲包管零件的空间地位精度，再推敲包管尺寸精度。因为在加工中包管空间地位精度有时比包管尺寸精度困难的多。3、应尽量选择零件的重要别处为定位基准，因为重要别处是决定该零件其他别处的设计基准，也确实是重要设计基准。4、定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳固靠得住。三、粗基准的选择1、粗基准选择的动身点（见图4－8）图4－8两种粗基准选择比较左a)以外圆1为粗基准：孔的余量不均，加工后壁厚平均右b)以内孔3为粗基准：孔的余量平均，但加工后壁厚不平均1－外圆 2－加工面 3－孔由此得出结论：粗基准的选择将阻碍到加工面与不加工面的互相地位（不合轴/偏爱），或阻碍到加工余量的分派（平均否？）。 2、粗基准的选择原则（1）包管互相地位要求的原则：假如必须包督工件上加工面与不加工面之间的互相地位要求，则应以不加工面作为粗基准。除了图4－8例子外，图4－9例子同理。补偿内容：便利学生的明白得！有用于粗基准及精基准，具有通用性！若何做到以内孔3为定位基准？四爪单动卡盘/划线找正分析什么缘故获得如许的结论？图4－9粗基准的选择（2）包管加工别处加工余量合理分派的原则：假如必须起首包督工件上某重要别处的余量平均，应选择该别处的毛坯面为粗基准。图4－10床身加工粗基准选择正误比较a)精确 b)不精确说明：在车床床身加工中，导轨面是最重要的别处，它不仅精度要求高，同时要求导轨面有平均的金相组织和较高的耐磨性，是以欲望加工时导轨面去除余量要小同时平均。现在应以导轨面为粗基准，先加工底面，然后再以底面为精基准，加工导轨面（见图4－10a）。3）便于工件装夹的原则：要求选用的粗基准面尽可能平坦、光洁，且有足够大年夜的尺寸，不许可有锻造飞边、锻造浇、冒口或其它缺点。也不宜选用锻造分型面作粗基准。4）粗基准一样不得反复应用的原则。图4－11不反复应用粗基准举例图4－12应用粗基准补偿定位的例子a)工件简图 b)加工简图说明：此例中，是应用粗基准进行补偿定位，并不属于粗基准的反复应用。总结：上述四条原则，每一原则都只是说明一个方面的问题，在实际应用中，划线装夹有时能够兼顾这四条原则，而夹具装夹则不克不及同时兼顾，这就要依照实际情形，抓重要抵触，解决重要问题。四、精基准的选择1、基准重合原则：选用被加工面的设计基准作为精基准。 说明：在对加工面地位尺寸有决定感化的工序中，专门是当地位公差要求专门小的时刻，一样不该违抗此原则，不然产生基准不重合误差，增大年夜加工难度。2、同一基准原则：当工件以某一别处作精基准定位，能够便利地加工大年夜多半（或全部）其余别处时，应尽早将那个基准面加工出来，并达到必定精度，今后大年夜多半（或全部）工序均以它为精基准进行加工。 在实际临盆中，经常应用的同一基准情势有：1）轴类零件常应用两顶尖孔作同一基准；2）箱体类零件常应用一面两孔（一个较大年夜的平面和两个距离较远的销孔）作同一基准；3）盘套类零件常应用止口面（大年夜端面和一短圆孔）作同一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面（小平面）作同一基准； 长处：能够简化夹具设计；能够削减工件搬动和翻转次数。缺点：会带来基准不重合误差解决方法：具体问题具体分析，以知足设计技巧要求为前提。互为基准原则：某些地位度要求专门高的别处，常采取互为基准，反复加工的方法来达到地位度要求。图4－13主轴加工互为基准示例分析图中两种筹划哪种好,什么缘故?导轨面如磨损，最好能够或许等速磨损！留意：两个零件图的差别。第二个零件的两个小孔第二个零件的两个小有对称性要求，必须限制绕大年夜孔迁移转变的自由度，而第一个零件不须要限制绕大年夜孔迁移转变的自由度。在实际应用中要依照实际情形，抓重要抵触，解决重要问题。实际临盆中经常应用同一基准主轴为机床的重要零部件，其精度直截了当阻碍加工零件的精度。说明：以包管车床主轴前后支承轴颈与前锥孔（含后锥孔）的同轴度要求为例，说明互为基准。4、自为基准原则：旨在减小别处粗拙度，减小加工余量和包管加工余量平均的工序，常以加工面本身为基准进行加工。图4－14床身导轨面自为基准定位1－工件2－调剂用楔铁 3－找正用百分表5、便于装夹的原则：所选择的精基准，应包管定位精确、靠得住、夹紧机构简单，操作便利。说明：此条始终弗成违抗，因在定位基准的选择原则上差不多给出了。俗称：自干自要求操纵粗、精基准的选择原则；§4－2－2 加工方法的选择一、加工经济精度在正常加工前提下（采取相符质量标准的设备和工艺设备，应用标准技巧等级工人，不延长加工时刻），一种加工方法所能包管的加工精度和别处粗拙度（图中AB段）。图4－15加工误差与成本的关系 图4－16加工精度成长趋势 图4－15说明：δ－加工误差；S－加工成本。从图中能够看出：对一种加工方法来说，加工误差小到必定程度后（如曲线中A点的左侧），加工成本进步专门多，加工误差却降低专门少；加工误差大年夜到必定程度后（如曲线中B点的右侧），即使加工误差增大年夜专门多，加工成本却降低专门少。说明一种加工方法在AB段的外侧应当差不多上不经济的。 图4－16说明：20世纪40年代的周详加工精度大年夜约只相当于80年代的一样加工精度。各类加工方法的加工经济精度的概念在成长，其指标在赓续进步。二、加工方法的选择1、加工方法的选择原则1）所选加工方法的加工经济精度范畴要与加工别处精度、粗拙度要求相适应；2）包管加工面的几何外形精度、别处互相地位精度的要求； 3）与零件材料的可加工性相适应。如淬火钢宜采取磨削加工；4）与临盆类型相适应，大年夜批量临盆时，应采取高效的机床设备和先辈的加工方法；单件小批临盆时，多采取通用机床和惯例的加工方法。2、外圆别处、孔及平面加工筹划拜见表4-3，4-4，4-5（20世纪90各类加工方法的加工经济精度的概念在成长，其指标在赓续进步。90年代的一样加工精度，相当于50年代的周详加工程度，相当于30年代的超周详加工。要求能够或许精确地选用加工方法 年代）：表4-3外圆加工中各类加工方法的加工经济精度及别处粗拙度加工方法加工情况加工经济精度（IT）别处粗拙度Ra/μm车粗车半精车精车金刚石车（镜面车）12～1310～117～85～610～802.5～101.25～50.02～1.25铣粗铣半精铣精铣12～1311～128～910～802.5～101.25～5车槽一次行程二次行程11～1210～1110～202.5～10外磨粗磨半精磨精磨周详磨（精修整砂轮）镜面磨8～97～86～75～651.25～100.63～2.50.16～1.250.08～0.320.008～0.08抛光0.008～1.25研磨粗研精研周详研5～6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08超精加工精精密550.08～0.320.01～0.16砂带磨精磨周详磨5～650.02～0.160.01～0.04滚压6～70.16～1.25注：加工有色金属时，别处粗拙度Ra取小值。表4-4孔加工中各类加工方法的加工经济精度及别处粗拙度加工方法加工情况加工经济精度（IT）别处粗拙度Ra/μm钻φ15mm以下φ15mm以上11～1310～125～8020～80扩粗扩一次扩孔（铸孔或冲孔）精扩12～1311～139～115～2010～401.25～10铰半精铰精铰手铰8～96～751.25～100.32～50.08～1.25拉粗拉一次拉孔（铸孔或冲孔）精拉9～1010～117～91.25～50.32～2.50.16～0.63镗粗镗半精镗精镗（浮动镗）金刚镗12～1310～117～95～75～202.5～100.63～50.16～1.25内磨粗磨半精磨精磨周详磨（精修整砂轮）9～119～107～86～71.25～100.32～1.250.08～0.630.04～0.16研磨粗研精研周详研5～6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08挤滚珠﹑滚柱扩孔器，挤压头6～80.01～1.25注：加工有色金属时，别处粗拙度Ra取小值。表4-5平面加工中各类加工方法的加工经济精度及别处粗拙度加工方法加工情形加工经济精度（IT）别处粗拙度Ra/μm端铣粗铣半精铣精铣11～138～116～85～202.5～100.63～5车半精车精车细车（金刚石车)8～116～862.5～101.25～50.02～1.25拉粗拉（锻造或冲压别处）精拉10～116～95～200.32～2.5平磨粗磨半精磨精磨周详磨8～108～96～861.25～100.63～2.50.16～1.250.04～0.32刮25×25mm2内点数10～1313～1616～2020～250.32～0.630.16～0.320.08～0.160.04～0.08研磨粗研精研周详研6550.16～0.630.04～0.320.008～0.08砂带磨精磨周详磨5～650.04～0.320.01～0.04滚压7～100.16～2.5注：加工有色金属时，别处粗拙度Ra取小值。要求熟悉每种加工方法能达到的加工经济精度和别处粗拙度。三、机床的选择1、数控机床与通俗机床产品变换周期短→数控机床；外形复杂、通俗机床加工困难→数控机床；加工精度要求较高的重要零件→数控机床；产品全然不变、大年夜批大年夜量临盆→组合机床；2、零件加工别处外形与机床类型相适应3、零件加工别处尺寸、精度与机床规格相适应§4－2－3 典范别处的加工路线 外圆、内孔和平面加工量大年夜而面广，适应上把机械零件的这些别处称作典范别处。依照这些别处的精度要求选择一个最终的加工方法，然后辅以先导工序的预加工方法，就构成一条加工路线。以下是一些比较成熟的加工路线，供编制工艺规程时参考应用：外圆别处的加工路线粗铣IT12～14R粗铣IT12～14Ra10～80精铣IT8～9Ra1.25～5半精铣IT10～11Ra6.3～10图4－17外圆别处的加工路线数控机床与通俗机床各有什么特点?依照上图，下列筹划可供选用：1、粗车 除淬硬钢以外，各类零件上精度要求低，别处粗度值较大年夜的外圆别处都有用粗车。2、粗车—半精车关于中等精度和中等别处粗拙度要求的未淬硬工件的外圆面，均可采取此筹划。3、粗车—半精车（粗磨和半精磨）此筹划最合适加工精度要求较高，别处粗拙度要求较小，且淬硬的钢件外圆面；也广泛用于加工未淬硬的钢件和铸铁件。4、粗车—半精车—粗磨—精磨 当钢件或铸件的外圆面要求的精度更高，别处粗拙度更小时，需将磨削分为粗磨和精磨才能达到要求，可采取此筹划。5、粗车—半精车—粗磨—精磨—超精磨（研磨或超等光磨）此筹划可达到专门高的精度和专门小的别处粗拙度要求。6、粗车—精车—精细车此筹划重要有用于有色金属零件的加工。 7、粗铣—（半精铣—精铣）此筹划重要有用于除淬硬钢零件的各类精度的加工。孔的加工路线图4－18孔的加工路线依照上图，下列筹划可供选用：1、2、关于IT9精度的孔，孔径小于20mm，可采取钻模钻孔，或钻孔后扩孔；孔径大年夜于3的孔一样采取钻后镗孔。3、关于IT8精度的孔，孔径小于20mm，可采取钻—铰筹划；孔径大年夜于20mm，可依照具体情形，选用下述筹划：钻—扩—铰；钻—粗镗—精镗；钻—拉。4、关于IT7精度的孔，孔径小于12mm，一样采取钻—粗铰—精铰筹划；孔径大年夜于12mm时，可选用下述筹划：钻—扩—粗铰—精铰；钻—拉—精拉；钻—扩（或镗）—粗磨—精磨；钻—粗镗—半精镗—精镗。5、关于IT6精度的孔，可在加工IT7精度孔的次序落后行精加工，如精细镗、研磨、珩磨、超精磨等。关于已铸出或锻出的孔可用扩孔和粗镗代替钻孔粗加工。平面的加工路线图4－19平面的加工路线依照上图，下列筹划可供选用：1、粗刨（或粗铣）用于加工精度低的非结合面。2、粗刨（铣）—精刨（铣）用于加工有必定精度要求的别处，如箱体盖与箱体的固定联接别处等。3、粗刨（铣）—精刨（铣）—磨用于加工精度要求高且淬硬的别处，关于不淬硬的钢件或铸铁件上较大年夜平面的精加工，也广泛采取此筹划。但不宜加工塑性大年夜的有色金属工件。4、粗铣—半精铣—高速精铣最合适加工高精度的有色金属工件。5、粗车—半精车－精车重要用于加工轴、套、盘等反转展转类工件上的端面。淬硬的端面，通常还须要在全能外圆磨床或端面磨床长进行磨削。6、粗刨—精刨—刮研（宽刃精刨）重要用于精度要求较高有平面间贴合度要求的合营别处，如车床导轨面等，批量较大年夜时，能够采取宽刃精刨代替刮研，但不适于淬硬的工件别处。7、拉削大年夜批量临盆时，加工技巧要求较高、面积不大年夜的平面或内平面常用拉削的方法，以包管高的临盆率。§4－2－4 工艺次序的安排及加工时期的划分一、工艺次序的安排零件上的全部加工别处应安排在一个合理的加工次序中加工，这对包管零件质量、进步临盆率、降低加工成本都至关重要。1、工艺次序的安排原则（1）先基准后其他——先加工基准面，再加工其他别处（2）先面后孔——有两层含义：当零件上有较大年夜的平面能够作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，能够包管定位精确、稳固；在毛坯面上钻孔或镗孔，轻易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可幸免上述情形的产生；（3）先主后次——也有两层含义：先推敲重要别处加工，再安排次要别处加工，次要别处加工经常从加工便利与经济角度动身进行安排；次要别处和重要别处之间往往有互相地位要求，经常要求在重要别处加工后，以重要别处定位进行加工；（4）先粗后精关于精度和别处质量要求较高的零件，其粗精加工应当分开。2、热处理和别处处理工序的安排（1）为改良工件材料切削机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进步行；合理的加工工艺次序对包管零件质量、进步临盆率和降低加工成本都至关重要；工艺次序的安排原则：先基准后其他先面后孔先主后次先粗后精

（2）为清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；（3）为了改良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）平日安排在粗加工后、精加工进步行。个中渗碳淬火一样安排在切削加工后，磨削加工前。而别处淬火和渗氮等变形小的热处理工序，许可安排在精加工落后行；（4）为了进步零件别处耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装潢为目标的热处理工序或别处处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一样放在工艺过程的最后。 3、考查工序的安排 除操作工人自检外，下列情形应安排考查工序：零件加工完毕后；从一个车间转到另一个车间前后；重要工序前后；其他工序的安排（1） 去毛刺工序平日安排在切削加工之后；（2） 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，以及采取磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行卖力地清洗；二、工序的集中与分散 同一个工件，同样的加工内容，能够安排两种不合情势的工艺规程：一种是工序集中，另一种是工序分散。 1、工序集中的概念与特点 使每个工序中包含尽可能多的工步内容，从而使总的工序数量削减，夹具的数量和工件的安装次数也响应地削减。 长处：有利于包督工件各加工面之间的地位精度；有利于采取高效机床，可节俭工件装夹时刻，削减工件搬运次数；可减小临盆面积，并有利于治理。2、工序分散的概念与特点长处：每个工序应用的设备和工艺设备相对简单；调剂、对刀比较轻易；对操作工人技巧程度要求不高。3、工序集中与工序分散的应用传统的流水线、主动线临盆，多采取工序分散的组织情势（个别工序亦有相对集中的情形）；多品种、中小批量临盆，为便于转换和治理，多采取工序集中方法；因为市场需求的多变性，对临盆过程的柔性要求越来越高，加之加工中间等先辈设备的采取，工序集中将越来越成为临盆的主流方法。三、加工时期的划分 1、加工时期划分的意义：有利于包管零件的加工精度；有利于设备的合理应用和周详机床的精度保持；有利于人员的合理安排；可及早发明毛坯缺点，以削减损掉。2、加工时期的划分粗加工时期——重要义务是去除加工面余外的材料；半精加工时期——使加工面达到必定的加工精度，为精加工作好预备；精加工时期——使加工面精度和别处粗拙度达到要求；光整加工时期——关于专门周详的零件，安排现在期，以确保零件的精度要求。§4－3 加工余量、工序尺寸及公差切实事实上定§4－3－1 加工余量的概念一、加工总余量（毛坯余量）与工序余量 1、加工余量——加工过程中从加工别处切去材料层厚度。 2、工序（工步）余量——某一别处在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度；或定义为相邻两工序全然尺寸之差。 分单边余量和双边余量，见图4—2：图4－20单边余量与双边余量零件非对称构造的非对称别处，其加工余量为单边余量，则有：式中——本工序余量；——前工序尺寸；——本工序尺寸；零件对称构造的对称别处，其加工余量为双边余量，则有：反转展转体外圆别处，其加工余量为双边余量，则有：反转展转体内圆别处，其加工余量为双边余量，则有：3、余量公差 图4－21被包涵件的加工余量及公差图4－21被包涵件的加工余量及公差图4－22工序余量示意图a)被包涵件粗、半精、精加工的工序余量；b)包涵件粗、半精、精加工的工序余量；明白得工序的集中与分散的特点和应用看图明白得单边余量和双边余量的含义切记并能应用公式运算余量和余量公差

二、工序余量的阻碍身分图4－23最小加工余量构成上工序的尺寸公差；上工序产生的别处粗拙度（轮廓最大年夜高度）和别处缺点层深度；（参考《机制工艺学》王先逵第二版P168表4－10）上工序留下的空间误差，包含外形误差（为圆柱度外形误差）和地位误差（轴线歪斜所形成的地位误差）；本工序的装夹误差；结论：工序加工余量运算公式（构成）：关于单边余量：关于双边余量：上式中为、的矢量和与之间的夹角。§4－3－2 加工余量切实事实上定 确信加工余量的方法有三种：运算法、查表法和体会法。一、运算法在阻碍身分清晰的情形下，运算法比较精确。必须具备必定的测量手段和须要的统计分析材料，才能进行余量的运算。在应用式（4－1）和式（4－2）时，要针对具体的加工方法进行简化：1、采取浮动镗刀块镗孔或采取浮动铰刀铰孔或采取拉刀拉削孔，这些加工方法不克不及改正孔的地位误差，因此式4－2简化为：2、无心外圆磨床磨外圆无装夹误差，故：3、研磨、珩磨、超精加工、抛光等光整加工工序，其重要义务是去掉落前一工序所留下的别处陈迹，故： 总之，运算法不克不及分开具体的加工方法和前提。不精确的运算会使加工余量过大年夜或过小。余量大年夜不仅白费材料，同时增长加工时刻，增大年夜机床和刀具的负荷。余量过小则不克不及改正上工序的误差，造成局部加工不到的情形，阻碍加工质量，甚至会造成废品。工序余量的阻碍身分有哪些？会灵活应用单边余量和双边余量的运算公式。确信加工余量的方法有三种：运算法、查表法和体会法。运算法不克不及分开具体的加工方法和前提。二、查表法此法重要以工厂临盆实践和实验研究积聚的体会所制成的表格为差不多，并结合三、体会法由一些有体会的工程技巧人员和工人依照体会确信加工余量的大年夜小。因为主不雅上怕出废品，因此此法确信的加工余量往往偏大年夜。多用于单件小批临盆中。§4－3－3 工序尺寸与公差确信一、确信工序尺寸一样方法（工艺基准和设计基准重合的前提下）1、确信各工序加工余量；2、从最终加工工序开端，即从设计尺寸开端，逐次加上（关于被包涵面）或减去（关于包涵面）每道工序的加工余量，可分别获得各工序的全然尺寸；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取的加工方法所对应的加工经济精度确信工序尺寸公差；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、毛坯余量平日由毛坯图给出。在工艺基准无法同设计基准重合的情形下，确信了工序余量之后，须要经由过程工艺尺寸链进行工序尺寸和公差的换算。二、实例1、轴径加工，要求直径φ50mm，精度IT5，别处粗拙度Ra0.04μm，高频淬火，毛坯锻件。加工过程：粗车→半精车→高频淬火→粗磨→精磨→研磨。思虑若工艺基准和设计基准不重合应如何运算？§4－4 工艺尺寸链§4－4－0 尺寸链内容补偿一、概述（问题的提出） 在设计机械时，除了须要进交活动、强度和刚度等运算外，还须要进行几何量分析运算，以确信机械零件的尺寸公差、外形和地位公差等。其目标是包管机械能顺利地进行装配，并能知足预定的功能要求，为此，提出尺寸链的问题。二、尺寸链的分类 1、按应用处合分： 工艺尺寸链 装配尺寸链 2、按尺寸链之间的接洽方法分：并联尺寸链 串联尺寸链 混淆尺寸链 3、按尺寸链在空间的地位分：线性尺寸链——各环平行直线分布 平面尺寸链——不是平行线，但在同一平面 空间尺寸链——不在同一平面 4、按尺寸链的不合计量单位分：长度尺寸链 角度尺寸链三、运算尺寸链的全然内容尺寸链的概念在零件的加工或产品的装配过程中,经常碰到一些互相接洽且按必定次序分列着的,封闭的尺寸组合,就形象地,把这些互相接洽又按必定次序分列着的,封闭的尺寸组合,称为尺寸链。如图4-23所示：图4－23 尺寸链图明白得尺寸链的分类及概念2、尺寸链的构成为简便起见，把尺寸链中的每一个尺寸，简称为尺寸链中的一个环。“环”又分为封闭环和构成环。（1）封闭环在零件的加工或产品的装配过程中，间接形成的，其精度是被间接包管的环,称为封闭环。（2）构成环直截了当阻碍封闭环精度的各环，称为构成环。依照阻碍程度的不合，构成环又可分为增环和减环。1)增环构成环中，某环的更换会引起封闭环同向更换环，称为增环。2)减环构成环中，某环的更换会引起封闭环反向更换环，称为减环。尺寸链的画法（封闭性规律） 从封闭环两端任一相连的构成环开端，依次查找互相接洽而又阻碍封闭环大年夜小的尺寸，直至封闭环的另一端为止。封闭环全然尺寸的运算（线性尺寸链） 运算尺寸链的全然义务为了精确地确信有关尺寸的公差和极限误差，分三种：（1）正运算——已知各构成环的全然尺寸和极限误差，求封闭环。 用处：用于尺寸链的验算。（2）反运算——已知封闭环的全然尺寸及极限误差，和各构成环的全然尺寸，求各构成环的极限误差。 用处：用于设计机械时，合理地给定各零件的极限误差。（3）中心运算——已知封闭环和其他构成环的全然尺寸及极限误差，求尺寸链中某一环的全然尺寸及极限误差。用处：常用于精确解决工艺过程中显现的抵触，如加工中基准的换算等。5、解尺寸链的方法（五种）（1）完全交换法——极值法； （2）概率法——概率算法；（3）分组交换法——将按封闭环公差确信的构成环全然尺寸的平均公差扩大年夜N倍，达到经济加工精度要求，然后依照零件落成后的实际误差，按必定尺寸距离分成N组，依照大年夜配大年夜，小配小的原则，按对应组进行交换装配来达到封闭环的精度要求。（4）修配法——修配余量放在某一构成环上，弗成为公共环；切除少量金属。（5）调剂法——不是采取切除少量金属层来补偿，而是采取调剂补偿环的尺寸或地位来补偿。采取完全交换法时，只要尺寸链中各构成环零件为合格品，则无需进行遴选或修配就能装到机械上，且能达到封闭环的精度要求。按极限尺寸来运算尺寸链。概率法：完全交换法是按各环的极限尺寸来运算的，但由概率论道理和临盆实践可知，在成批和大年夜量临盆中，大年夜多半零件的实际尺寸分布于公差带的中心区域（假如调剂中间接近于公差带中间的话），接近极限值的是少数，在成批产品装配中，尺寸链的各构成环正好是极限尺寸相结合的情形就更少了。能够应用这一规律，将构成环公差放大年夜，不只使零件易于加工，同时又不改变技巧前提规定的封闭环公差，从而获得更大年夜的技巧经济效益。会确信封闭环和构成环以及增环和减环操纵封闭环全然尺寸的运算要求操纵三种运算方法及其用处一样常用完全交换——极值法解尺寸链

§4－4－1 工艺尺寸链一、概念1、工艺尺寸链——在工艺过程中，由同一零件上与工艺相干的尺寸所形成的封闭尺寸组，称为工艺尺寸链。2、封闭环的全然属性——派生性，即封闭环本身不具有“自力”性质，是跟着其余环的变更而变更。在工艺尺寸链中即表示为尺寸的间接获得。留意：工艺尺寸链中封闭环切实事实上定，比装配、设计尺寸链中的封闭环切实事实上定要困难，缘故是因为它是跟着零件的加工筹划在改变。二、工艺基准与设计基准重应时工序尺寸及其公差切实事实上定 可拜见赵志修《机制工艺学》P38例子。 零件上外圆和内孔的加工多属这种情形。当别处须要经由多次加工时，各工序的加工尺寸公差取决于各工序的加工余量及所采取加工方法的加工经济精度，运算的次序是由最后一道工序向前推算。在§4－3－3工序尺寸与公差确信一节中的实例部分，即为工艺基准与设计基准重应时的例子。（在先前讲到此例的时刻，能够提示学生留意，讲到此处所时，再回想前面的例子，关键要使学生在逻辑上比较清晰。）三、工艺基准与设计基准不重应时工艺尺寸的运算1、定位基准和设计基准不重和时的工艺尺寸运算例1．图示工件A、B面已加工好，现以底面A定位，加工台阶面C，包管尺寸，试确信工序尺寸及各工序尺寸公差。解：1）画尺寸链图如图b所示； 2）封闭环：； 增环：；减环：；图4－24 例1图 3)运算全然尺寸及误差为了包管的设计要求，起首必须将的公差分派给和，如用等公差分派，令按入体原则标注，有（2）、测量基准与设计基准不重合例2．图示零件，尺寸不行测量，改测尺寸，试确信的大年夜小和公差。解：1）画尺寸链如右图；2）是测量直截了当获得的尺寸，是构成环（减环）；是间接保图4－25 例2图证的，是封闭环；是增环。3）运算尺寸链可获得：评论辩论：关于假废品的问题：1）若测得L2＝40.36，即向上超差0.17，别处上确信，此零件应为废品。先不急下结论，让我们来验算一下。现在，若L1=50(最大年夜值)，能够获得：L0=50-40.36=9.64，实际成果为合格品；2）若测得L2＝39.83，即向下超差0.17，别处上确信，此零件应为废品。先不急下结论，让我们来验算一下。现在，若L1=49.83(最小值)，能够获得：L0=49.83-39.83=10，实际成果为合格品；发明：超差时，假如同向更换取极值，则别处看来为废品的零件实际上倒是合格品，即假废品。改良：采取专用检具可减小假废品显现的可能性。见下例：例3。解：1）新建尺寸链图如右：2）为封闭环；为减环；为增环；3）运算尺寸链：图4－26 例2改良图说明：依旧能够证实：如的测量超差在公差范畴之内，仍旧包管相符要求，零件为合格品。但恰是的尺寸为专用检具的尺寸，其精度专门高，如斯例中公差为0.02mm，因此，只在超差专门小（0.02mm）的范畴内为假废品，一旦超出此公差范畴，则必定为真废品了。留意用此例的超差公差和上例子的超差公差比较，得出结论：采取专用检具，可减小假废品显现的可能性。例3：某车床主轴箱Ⅲ轴和Ⅳ轴的中间矩为（127±0.07）mm，该尺寸不便直截了当测量，拟用游标卡尺直截了当测量两孔内侧距离，来间接包管中间矩的尺寸要求。已知Ⅲ轴孔直径为，Ⅳ轴孔直径为，求测量尺寸。图4－27 例3图解：1）建立尺寸链图如右：2）封闭环：增环：；增环：；增环：；3）运算尺寸链：只要测得成果在的公差范畴之内，就必定能够或许知足（包管）Ⅲ轴和Ⅳ轴的中间距的设计要求。假废品问题：假如实测超出了的下限，那么现在是否为废品呢？ 评论辩论：按上面的运算成果，别处看来零件应为废品，然则，若刚好两个孔的直径尺寸都做到公差的上限，即：半径尺寸：，现在，正好为中间距设计尺寸的下限要求尺寸，即显现了假废品。不雅察一下，0.087为最下限尺寸，再小则显现废品。来看0.087和的下限0.061的关系：结论：当实测尺寸与运算尺寸的差值小于尺寸链其他构成环公差之和时，可能为假废品。 验证：若实测成果为：时，而两孔直径尺寸都做到公差的下限：则正好为中间距设计尺寸的上限尺寸。产生假废品的根来源差不多因在于测量基准和设计基准不重合。构成环环数愈多，公差范畴愈大年夜，显现假废品的可能性愈大年夜。是以在测量时应尽量使测量基准和设计基准重合。临盆上为了幸免假废品的产生，在涌实际测尺寸超差时，应实测其他构成环的实际尺寸，然后在尺寸链中从新运算封闭环（不必定是封闭环）的实际尺寸，若从新运算成果超差，则为废品，不然仍为合格品。提示：因是测量尺寸，故存在假废品的剖断问题。(3)工序基准是尚待加工的设计基准例4．图示键槽孔加工过程如下：1）拉孔至；2）插键槽，包管尺寸；3）热处理；4）磨内孔至，同时包管尺寸试确信尺寸的大年夜小及公差。图4－28 例4图解：1）建立尺寸链如上图右所示；2）是间接包管的尺寸，因而是封闭环；、为增环；为减环。3）运算该尺寸链，可获得： 按入体原则改写为：例5．在上例中，因磨孔和镗孔是在两次装夹下完成的，存在同轴度误差。当同轴度误差专门小（同其他构成环的公差比拟，小于一个数量级）时，才许可按上例中进行运算。如同轴度误差不是专门小，则应将同轴度也作为一个构成环画在尺寸链图中。如设磨孔和镗孔的同轴度公差为0.05mm，则进行求解。 解：1）画尺寸链图如图b所示：图4－29 例5图是间接包管的尺寸，因而是封闭环；、、为增环；为减环。3）运算该尺寸链，可获得： 按入体原则改写为：提示：因是工序尺寸，故需按入体原则标注。提示：此例中，若把e放在的尺寸链的同一线上，即e由增环变成了减环,但可不能阻碍成果。缘故是：同轴度的全然尺寸一样是0，而公差为对称分布，故在尺寸链运算中，既可不能阻碍全然尺寸，也可不能阻碍高低误差的运算，故能够大年夜胆地建立尺寸链。比较上二例能够发明：恰是因为尺寸链中多了一个同轴度构成环，使得插键槽工序的键槽深度x的公差减小，减小的数值正好是同轴度公差；按设计要求，键槽深度的公差范畴是0～0.30mm，然则插键槽工序却只许可按0.023～0.285（不含同轴度公差），或0.048～0.260（含同轴度公差）的公差范畴来加工。缘故：仍旧是工艺基准和设计基准不重合。工艺尺寸链中封闭环的随零件的加工筹划而改变解题的步调：1、画尺寸链图；2、确信封闭环、增减环3、运算别处看来为废品的零件实际上倒是合格品，即显现假废品。采取专用检具，可减小假废品显现的可能性。思虑：产生假废品的缘故是什么？应如何幸免？当实测尺寸与运算尺寸的差值小于尺寸链其他构成环公差之和时，可能为假废品。明白得入体原则的含义同轴度的全然尺寸一样是0，而公差为对称分布是以，在推敲工艺安排的时刻，应尽量使得工艺基准与设计基准重合，不然会增长制造难度。(4)别处淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸运算例6：图示偏爱零件，别处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：精车P面，包管直径；渗碳处理，操纵渗碳层深度；精磨P面包管直径尺寸，同时包管规定渗碳层深度。试确信的数值。图4－30 例6图 解：1）画尺寸链图如上图b)所示； 2）封闭环：； 增环：、； 减环：； 3）运算尺寸链： 例7．如图4—31所示为轴套类零件的外别处要求镀铬，镀层厚度规定为0.025～0.04mm，镀后不再加工，同时外径的尺寸为mm，求镀前磨削工序的工序尺寸及公差。 图4－31 例7图解：1）画尺寸链图如上图右； 2）封闭环：； 增环：、； 3）运算尺寸链： 故镀前磨削工序的工序尺寸可注成：。（5）余量校核 在工艺过程中，加工余量过大年夜会阻碍临盆率，白费材料，同时对精加工工序还会阻碍加工质量。然则，加工余量也不克不及过小，过小则有可能造成零件别处局部加工不到，产生废品。是以校核加工余量，对加工余量进行须要的调剂是制订工艺规程时弗成少的工艺工作。例8．在图4—32所示的零件中，其轴向尺寸的工艺安排为：精车A面，自B处割断，包管两端面距离尺寸；以A面定位，精车B面，包管两端面距离尺寸，精车余量为；以B面定位磨A面，包管两端面距离尺寸，磨削余量为；4）以A面定位磨B面，包管最终轴向尺寸，磨削余量为。在推敲工艺安排的时刻，应尽量使得工艺基准与设计基准重合。校核加工余量，对加工余量进行须要的调剂是制订工艺规程时弗成少的工艺工作。图4－32 例8图解：1）建立尺寸链图如上图c)；三个尺寸链图； 2）封闭环: 增环： 减环：3)分别运算三个尺寸链： 磨削余量偏大年夜，进行调剂令：在尺寸链图3（最下面一个尺寸链）中，从新解算尺寸链，可得：现在，封闭环为；增环：； 减环：； 同理：令：→； 保持不变→；余量为封闭环§4－5 时刻定额和进步临盆率的工艺门路一、时刻定额1、时刻定额的概念时刻定额：指在必定临盆前提下，规定临盆一件产品或完成一道工序所须要的时刻。它是安排功课筹划、进行成本核算、确信设备数量、人员编制以及筹划临盆面积的重要依照。是以，时刻定额是工艺规程的重要构成部分。2、时刻定额的构成（1）全然时刻――直截了当改变临盆对象的尺寸、外形、相对地位，以及别处状况或材料性质等的工艺过程所消费的时刻。关于切削加工来说，全然时刻是切去金属所消费的灵活时刻。灵活时刻可经由过程运算的方法来确信。不合的加工面，不合的刀具或者不合的加工方法、方法，其运算公式不完全一样。但运算公式中一样都包含切入、切削加工和切出时刻。例如图4－33所示车削加工，其运算公式为：式中――加工长度（mm）；――刀具的切入长度（mm）；――刀具的切出长度（mm）；――进给次数；――加工余量（mm）；――背吃刀量（mm）；图4—33切削全然时刻构成图――进给量（mm/r）；――机床主轴转速（r/min）；明白得时刻定额的概念及构成――切削速度(m/min)；D――加工直径（mm）；各类不合情形下灵活时刻的运算公式可参考有关手册，针对具体情形予以确信。（2）关心时刻――为实现工艺过程而必须进行的各类关心动作所消费的时刻。那个地点所说的关心动作包含：装、卸工件，开动和停止机床，改变切削用量，测量工件尺寸以及进刀和退刀动作等。若这些动作是由数控体系操纵机床主动完成，则关心时刻可与全然时刻一路，经由过程法度榜样的运行精确获得。若这些动作是由人工操作完成，关心时刻确信的方法有两种：在大年夜批临盆中，可先将各类关心动作分化，然后查表确信各分化动作所消费的时刻，并进行累加。在中小批临盆中，可按全然时刻的百分比进行估算，并在实际中修改百分比，使之趋之合理。上述全然时刻和关心时刻的总和称为操作时刻。（3）安排工作时刻――为使加工正常进行，工人照督工作地(如改换刀具、润滑机床、清理切削、整顿对象等)所消费的时刻，又称工作地点办事时刻，一样按操作时刻的2％～7％来运算。（4）休息和心理须要时刻――工人在工作班内，为复原体力和知足心理须要所消费的时刻，一样按操作时刻的2％来运算。（5）预备与终结时刻――工工资了临盆一批产品和零、部件，进行预备和停止工作所消费的时刻。预备和停止工作包含：在加工进行前熟悉工艺文件、领取毛坯、安装刀具和夹具、调剂机床和刀具等必须预备的工作，加工一批工件终了后须要拆下和了债工艺设备，发送成品等停止工作。假如一批工件的数量为n，则每个零件所分摊的预备和终结时刻为。能够看出，当n专门大年夜时，就能够忽视不计。3、单件时刻和单件工时定额运算公式：（1）单件时刻的运算公式：（2）单件工时定额的运算公式：在大年夜量临盆中，单件工时定额可忽视，即：二、进步临盆率的工艺门路劳动临盆率是一个综合技巧经济指标，它与产品设计、临盆组织、临盆治理和工艺设计都有紧密关系。研究若何进步临盆率，实际上是研究如何才能削减工时定额。是以，能够从时刻定额的构成中寻求进步临盆率的工艺门路。1、缩短全然时刻（1）进步切削用量缩短全然时刻进步切削用量的重要门路是进行新型刀具材料的研究与开创。（2）采取复合工步缩短全然时刻复合工步能使几个加工别处的全然时刻重叠，节俭全然时刻。多刀单件加工单刀多件或多刀多件加工2、削减关心时刻和关心时刻与全然时刻重叠（1）削减关心时刻采取先辈夹具和主动上、下料装配削减装、卸工件的时刻。进步机床的主动化程度，缩短关心时刻。（2）是关心时刻与全然时刻重叠采取可换夹具或可换工作台，使装夹工件的时刻与全然时刻重叠。采取转位夹具或转位工作台，可在加工中完成工件的装卸。用反转展转夹具或反转展转工作台进行连续加工。采取带反馈装配的闭环操纵体系来操纵加工过程中的尺寸。3、削减安排工作地时刻进步刀具或砂轮耐费用。削减换刀次数；采取各类快换刀夹、主动换刀、对刀装配来削减换刀和调刀时刻，均可缩减安排工作地时刻。4、削减预备与终结时刻中、小批临盆中，因为批量小、品种多，预备终结时刻在单位时刻中占据较大年夜比重，使临盆率受到限制。实际上，预备与终结时刻的若干与工艺文件是否详尽清晰、工艺设备是否齐备、安装与调剂是否便利等有关。扩大年夜批量是缩减预备终结时刻的有效门路。今朝，采取成组技巧以及零、部件通用化、标准化、产品系列化是扩大年夜批量的有效方法。明白得单件时刻和单件工时定额的运算公式从时刻定额的构成中寻求的进步临盆率的工艺门路有哪些？§4－6 工艺筹划的比较与技巧经济分析平日有两种方法来分析工艺筹划