机械加工工艺过程与工艺规程模板

第一节基础概念一．机械产品生产过程和机械加工工艺过程（一）生产过程从原材料到机械产品出厂全部劳动过程。包含：1）毛坯制造2）原材料运输和保留3）生产准备和技术准备4）零件机械加工及热处理5）产品装配、检验、试车、油漆、包装等。直接生产过程：被加工对象尺寸、形状或性能、位置产生一定改变。如：零件机械加工、热处理、装配等。间接生产过程：不使加工对象产生直接改变。如：工装夹具制造、工件运输、设备维护等。（二）机械加工工艺过程是生产过程一部分，是对零件采取多种加工方法，直接用于改变毛坯形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，使之成为合格零件全部劳动过程。工艺：使多种原材料、半成品成为成品方法和过程工艺过程：在生产过程中，通常改变生产对象形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品过程。二．机械加工工艺过程组成1．工序一个或一组工人，在一台机床或一个工作地点对一个或同时对多个工件所连续完成那一部分工艺过程。划分工序关键依据：工作地点是否改变和加工是否连续完成。同一零件，一样加工内容能够有不一样工序安排。图1-1所表示阶梯轴加工：图图1-1阶梯轴加工内容：1．加工小端面2。小端面钻中心孔3．加工大端面4。大端面钻中心孔5．车大端外圆6。对大端倒角7．车小端外圆8。对小端倒角9．精车外圆10．铣键槽11。去毛刺工序方案1：工序1：加工内容1到9——车床工序2：加工内容10、11——铣床（手工去毛刺）工序方案2：工序1：加工内容1、2、7、8—加工小端工序2：加工内容3、4、5、6—加工大端工序3：加工内容9工序4：加工内容10、11工序方案3：工序1：加工内容：1、2、3、4—铣两端面打中心孔工序2：加工内容：5、6、7、8—仿形车外圆、倒角工序3：加工内容：9—精车外圆工序4：加工内容：1—铣键槽工序5：加工内容：11—去毛刺2．安装假如在一个工序中要对工件进行几次装夹，则每次装夹下完成那部分加工内容称为一个安装。图1-2工序和安装图图1-2工序和安装3．工位在工件一次安装中，经过分度（或移位）装置，使工件相对于机床床身变换加工位置，我们把每一个加工位置上安装内容称为工位。一个安装中可能只有一个工位，也可能有多个工位。图1-3为一回转工作台加工孔，钻、扩、铰各为一个加工内容，装夹一次产生一个合格零件。该加工共有4个工位：装卸工件、钻孔、扩孔、铰孔，用于依次装夹中图图1-3多工位回转工作台4、工步指在加工表面不变、切削刀具不变、切削用量不变情况下所完成工位内容，称为一个工步。如上述第二种工序安排，工序1、2各有4个工步注意：1）组成工步任一原因（刀具、切削用量，加工表面）改变后为另一工步。2）连续进行若干相同工步，为简化工艺，习惯看作为一个工步。如一个个加工4-φ10孔。3）复合工步为提升生产率，常常把多个带加工表面，用几把刀具同时进行加工，或采取复合刀具加工表面，采取复合刀具和多刀加工工步称为复合工步。5、走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成工步内容，称为一次走刀。一个工步能够包含一次或数次走刀。三．生产类型和机械加工工艺规程（一）机械加工工艺规程把比较合理机械加工工艺过程确定下来，成为施工依据文件。也就是把工艺过程和操作方法按一定格式用文件形式要求下来，成为工艺规程。机械加工工艺规程具体程度和生产类型相关，不一样生产类型是由产品年生产纲领即年产量区分。（二）生产纲领和生产批量1．生产纲领：企业在计划期内，应生产产品产量和进度计划称为生产纲领，计划期为十二个月生产纲领成为年生产纲领。2．年生产纲领N=Qn(1+a)(1+b)Q：产品年产量（台/年）n：每台产品中该零件数量（件/台）a：备品百分率b：废品百分率3．生产批量：一次投入或产出同一产品（或零件）数量考虑原因：1）资金周转要快2）零件加工、调整费用要少3）确保装配和销售必需贮备量计算公式：n：每批中零件数量N：年生产纲领中要求零件数量A：零件应贮备天数F：十二个月中工作日天数。4．生产类型1）按企业生产专业化程度划分：（1）大量生产：同一产品数量很大，大多数工作地点常常反复进行同一零件同一道工序加工。（2）成批生产（大批、中批、小批）：十二个月中分批制造相同产品，制造过程有一定反复性。（3）单件：单个生产不一样结构和不一样尺寸产品。极少反复。2）从工艺角度划分：单件小批生产中批生产大批大量生产3）多种生产类型工艺特征，如表1-1所表示：表1-1多种生产类型工艺特点工艺特征单件小批量中批生产大批大量毛坯自由锻、木模手工造型；精度低、余量大模锻、金属模；精度和余量中等模锻、机器造型；精度高，余量小机床通用机床，机群式部署通用机床，部分专机，按零件类别分工段排列自动机床，专用机床生产流水线排列工装通用工装专用工装高效专用工装工艺文件简单工艺过程卡具体工艺过程卡具体工艺过程卡工序卡、调整卡发展趋势成组技术、数控技术、加工中心柔性制造系统(FMS)计算机集成制造系统(CIMS)，加工自动化（三）机械加工工艺规程作用1．工艺规程是生产计划、调度、工人操作、质量检验依据2．工艺规程是生产准备（包含技术准备）工作基础1）技术关键分析和研究2）专用工装设计和制造或采购3）原材料及毛坯供给4）设备改造或新设备购置或定做3．工艺规程是设计新建和扩建车间（工厂）基础1）确定生产需要机床种类和数量2）确定机床部署和动力配置3）确定车间面积4）确定工人工种和数量（四）机械加工工艺规程格式图1-4为机械加工工艺过程卡片1-4为机械加工工艺过程卡片1-4为机械加工工艺过程卡片图1-5为机械加工工序卡片图图1-5为机械加工工艺过程卡四．机械加工工艺规程设计标准、步骤和内容（一）机械加工工艺规程设计标准1．必需可靠地确保零件图纸上全部技术要求实现。2．在要求生产纲领和生产批量，通常要求工艺成本最低。3．充足利用现有生产条件，少花钱，多办事。4．尽可能减轻上人劳动强度，保障生产安全，发明良好、文明劳动条件。（二）设计机械加工工艺规程步骤和内容1．阅读装配图和零件图了解产品用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中地位和作用。2．工艺审查审查图纸上尺寸、视图和技求要求是否完整、正确、统一，找出关键技术要求和分析关键技术问题；审查零件结构工艺性。零件结构工艺性：是指在满足使用要求前提下制造该零件可行性和经济性。功效相同零件，其结构工艺性能够有很大差异。所谓结构工艺性好，是指在现有工艺条件下既能方便制造，又有较低制造成本。举例说明零件结构工艺性：3．熟悉或确定毛坯确定毛坯关键依据是零件在产品中作用和生产纲领和零件本身结构。毛坯种类：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等4．拟订机械加工工艺路线1）定位基准选择2）加工方法确实定3）加工次序安排4）热处理、检验及其它工序安排5．确定满足各工序要求工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计专用工艺装备应提出具体设计任务书。6．确定各关键工序技术要求和检验方法7．确定各工序加工余量、计算工序尺寸和公差8．确定切削用量9．确定时间定额10．填写工艺文件第三节工艺路线制订一．定位基准选择（一）粗基准选择1．粗基准：未经机械加工定位基准称为粗基准。机械加工工艺规程中第一道加工工序所采取定位基准全部是粗基准。举例说明粗基准选择对零件加工影响2．选择标准1）确保相互位置精度要求标准如要确保工件上加工面和不加工面相互位置要求，应以不加工面为粗基准。图所表示。2）确保加工表面加工余量合理分配标准如要首先确保工件某关键表面余量均匀，应选择该表面毛坯面为粗基准。3）便于工件装夹标准选择粗基按时，必需考虑定位正确，夹紧可靠和夹具结构简单、操作方便等。这么要求选择粗基准尽可能平整、光洁和足够大尺寸，不许可有铸造飞边，浇铸浇口，或其它缺点。4）粗基准通常不得反复使用标准若能采取精基准定位，粗基准通常不应被反复使用（二）精基准选择1．精基准：以机械加工过表面作为定位基准。2．出发点：确保设计技术要求实现和装夹正确、可靠、方便。3．选择标准1）基准重合标准：尽可能选择被加工表面设计（工序）基准为精基准2）基准统一标准：工件以某一精基准定位，能够比较方便加工大多数或全部其它表面，则应尽可能把这个基准面加工出来，并达成一定精度，以后工序均以它为精基准加工其它表面。在实际生产中，常常使用统一基准形式有：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（一个较大平面和两个距离较远销孔）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。采取统一基准标准好处：1）有利于确保各加工表面之间位置精度；2）能够简化夹具设计，降低工件搬动和翻转次数。★注意：采取统一基准标准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，依据实际情况选择精基准。3）互为基准标准4）自为基准标准5）便于装夹标准——所选择精基准，应能确保工件定位正确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。二．加工经济精度和加工方法选择（一）加工经济精度在正常加工条件下（采取符合质量标准设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一个加工方法所能确保加工精度和表面粗糙度多种加工方法所能达成加工精度和表面粗造度，全部是在一定范围内。任何一个加工方法只要精心操作、细心调整、选择适宜切削用量，加工精度就能够提升，表面粗造度就能够减小，但所花费时间和成本也会愈大。（二）加工方法选择1．依据每个加工表面精度要求，（尺寸、形状、位置、精度及表向粗造度对照多种加工方法能达成精度及粗糙度，选择最合理加工方法。例：加工一直经φ35H7▽0.8孔a.钻孔→扩孔→铰b.钻孔→拉c.钻孔→粗镗→半粗镗→精镗依据工件加工表面特点和产量决定采取哪一个方法多种加工方法能达成要求参考P31-35.表1-13.1-14.1-15.1-162．加工材料性质：如淬火钢专用磨削，有色金属常见金刚镗或高速精密车削3．考虑生产类型：即生产率和经济性问题。在大批大量生产中可用专用高效设备，如平面和孔可采取拉削加工替换铣、刨、镗。4．考虑本厂（本车间）现有设备及技术要求，能达成加工经济精度。三．经典表面加工路线（一）外圆表面加工路线1．粗车→半精车→精车：应用最广，满足IT≥IT7，▽≥0.8外圆能够加工2．粗车→半精车→粗磨→精磨：用于有淬火要求IT≥IT6，▽≥0.16黑色金属。3．粗车→半精车→精车→金刚石车：用于有色金属、不宜采取磨削加工外用表面。4．粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨、或抛光在2基础上深入精加工。目标为了降低粗糙度，提升尺寸精度，形状和位置精度。（二）孔加工路线1．钻→粗拉→精拉：用于大批大量生产盘套类零件内孔，单键孔和花键孔加工，加工质量稳定，生产效率高。2．钻→扩→铰→手铰：用于中小孔加工，扩孔前纠正位置精度，铰孔确保尺寸、形状精度和表面粗糙度。3．钻或粗镗→半精镗→精镗→浮动镗或金刚镗应用：1）单件小批量生产中箱体孔隙加工。2）位置精度要求很高孔系加工。3）直径比较大得孔ф80mm以上，毛坯上已经有铸孔或锻孔。4）有色金属有金刚镗来确保其尺寸，形状和位置精度和表面粗糙度要求4．/钻（粗镗）粗磨→半精磨→精磨→研磨或衍磨应用：淬硬零件加工或精度要求高孔加工。说明：1）孔最终加工精度很大程度上取决于操作者水平。2）特小孔加工采取特种加工方法。（三）平面加工路线1．粗铣→半精铣→精铣→高速铣平面加工中常见，视被加工面精度和表面粗糙度技术要求，灵活安排工序。2．/粗刨→半精刨→精刨→宽刀精刨、刮研或研磨应用广泛，生产率低，常见于窄长面加工，最终工序安排也视加工表面技术要求而定。3．铣（刨）→半精铣（刨）→粗磨→精磨→研磨、精密磨、砂带磨、抛光加工表面淬火，最终工序视加工表面技术要求而定。4．拉→精拉大批量生产有沟槽或台阶表面。5．车→半精车→精车→金刚石车有色金属零件平面加工。四．工序次序安排：（一）工序次序安排标准1．先加工基准面再加工其它表面：先基面后其它1）工艺路线开始安排加工面应是选作定位基准精基准面，然后再以精基准定位加工其它表面2）为确保一定定位精度，当加工面精度要求高时，精加工前通常应先精修一下精基准。2．加工平面后加工孔：先面后孔1）零件有较大平面可作为定位基按时，先加工定位面，以面定位加工孔。2）毛坯面上钻孔钻夹易偏，若该平面需要加工则在钻孔前加工。3．加工关键表面，后加工次要表面：先主后次4．安排粗加工工序，后安排精加工工序先粗后精（二）热处理工序及表面处理工序1．为改善切削性而进行热处理工序（退火、正火、调质）→（预备热处理）用于切削加工前。2．为了消除内应力而进行热处理（人工时效、退火、正火）安排用于粗加工以后。3．为改善材料力学物理性质，半精加工后精加工前安排淬火。淬火→回火→渗碳淬火等热处理工序。4．精密零件在淬火后安排冷处理以稳定零件尺寸。5．提升零件表面耐磨性或耐腐蚀性而安排热处理工序，和以装饰为目标而安排热处理工序（镀铬、阳极氧化、镀锌、发蓝）通常放在工艺过程最终。（三）其它工序安排1．检验工序：1）零件加工完成以后2）从一车间转到另一车间前后3）关键工序前后2．通常尺寸检验、X射线、检验、超声波探伤等用于工件内部质量检验，通常安排在工艺过程开始。磁力探伤、荧光检验用于工件表面质量检验，在精加工前后进行，。密封性检验、零件平衡、零件重量检验、在工艺过程最终进行。3．去毛刺处理在切削加工后，装配工件前安排情况4、清洗工件通常安排在进入装配之前。五．工序集中和分散1、工序集中使每个工序中包含尽可能多工步内容，从而使总工序数目降低优点：1）有利于确保工件各加工面之间位置精度；2）有利于采取高效机床，可节省工件装夹时间，降低工件搬运次数；3）可减小生产面积，并有利于管理。2、工序分散使每个工序工步内容相对较少，从而使总工序数目较多工序分散优点：每个工序使用设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较轻易，对操作工人技术水平要求不高3、工序集中和工序分散应用传统流水线、自动线生产，多采取工序分散组织形式（部分工序亦有相对集中情况）。多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采取工序集中方法。因为市场需求多变性，对生产过程柔性要求越来越高，工序集中将越来越成为生产主流方法。六．加工阶段划分原因（一）划分加工阶段原因1．粗加工时，切削余量大、切削热量大、工艺系统受力变形及内应力变形存在而无法消除。要在后续阶段逐步降低切削用量，逐步修正工件误差，阶段之间时间间隔用于自然时效，有利于工件消除内应力和部分变形。2．后续工序易把以加工好加工面划伤。3．不利于立即发觉毛坯缺点。4．不利于合理使用设备。粗加工采取一般机床，精加工采取精密机床。5．不利于合理使用技术工人。（二）划分方法1．粗加工阶段：提升生产率、去除加工面大部分余量。2．半精加工阶段：降低粗加工留下误差，使加工面达成一定精度，为精加工做准备。3．精加工阶段：确保工件尺寸、形状和位置精度达成或基础达成图纸要求精度要求及表面粗糙度要求。4．精密、超精密或光整加工阶段：对精度要求很高工件，在工艺过程最终安排珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金刚车、金刚镗或其它特种方法加工，以达成最终精度要求。中间热处理中间，自然把加工工艺过程分为多个加工阶段。第四节加工余量、工序间尺寸及公差确实定一．加工余量概念余量大小对零件加工余量和生产率有较大影响。余量大会增大机加工劳动量，降低生产率，增加材料、工具、能源消耗、提升成本，余量小又不能消除前道工序留下误差及其表面缺点，甚至产生废品。所以必需合理确定加工余量。加工总余量（毛坯余量）和工序余量1．加工总余量：毛坯尺寸和余零件设计尺寸之差，其大小取决于加工过程中每个工序切除金属层厚度总和。2．工序余量：每一工序所切除金属层厚度称为工序余量。加工总余量和工序余量之间关系用下式表示：Z0=Z1+Z2+Z3+…+Zn=3．单边余量：零件非对称结构非对称表面，其加工余量通常为单边余量。如平面、端面、槽深余量，为实际切除金属层厚度Zi=Li-1-LiZi——本工序余量Li-1——上工序基础尺寸Li——本工序基础尺寸4．双边余量：零件对称结构对称表面，其加工余量通常为双边余量如：内外圆柱面和回转体表面2Zi=di-1-di（外圆表面）2Zi=Di-1-Di（内圆表面）5．余量公差：工序尺寸有公差，所以加工余量也肯定在某一公差范围内改变，其公差大小等于本道工序尺寸公差和上道工序尺寸公差之和。TZ=Zmax-Zmin=Tb+TaTZ——工序余量公差Zmax——工序最大余量Zmin——工序最小余量Tb——本道工序工序尺寸公差Ta——上道工序工序尺寸公差Zb——工序基础余量6．通常情况下，工序尺寸按“入体标准”标注。1）轴（被包容尺寸）：指实体尺寸。比如：轴外径，长方体长、宽、高。其最大尺寸作为工序尺寸基础尺寸(公称尺寸)，上偏差为零。表示为：2）孔（包容尺寸）：指非实体尺寸。比如：孔直径，槽宽度。其最小尺寸作为工序尺寸基础尺寸(公称尺寸)，下偏差为零。表示为：这么表示，是为了使工件以公称基础尺寸为目标尺寸加工时，仍有可切除量，避免过切产生废品。3）毛坯尺寸则按双向对称偏差形式标注。表示为：二．工序余量影响原因第一道粗加工工序余量和毛坯制造精度相关。毛坯制造精度高则第一道粗加工序加工工序余量小，毛坯制造精度低则第一道粗加工工序加工余量就大。其它工序工序余量影响原因有以下多个方面：1．上工序尺寸公差Ta：本工序应切除上道工序尺寸公差中包含多种可能产生误差。2．上道工序产生表面粗糙度Ry和表面缺点层深度Ha：3．上工序留下需单独考虑空间误差εa：这些误差可能是上工序加工方法带来，也可能是热处理后产生，也可能是毛坯带来。4．本工序装夹误差εb：定位误差和夹紧误差。此项误差直接影响被加工表面和切削刀具相对位置，所以加工余量中应该包含此项误差5．余量计算公式单边：双边：三．加工余量确实定1．计算法：用于在影响原因清楚情况下采取，且不能离开具体加工方法和条件，要具体情况具体分析。2．查表法：以工厂生产实践和试验研究积累经验所制成表格为基础，并结合实际情况加以修正，确定加工余量。此法方便、快速、应用广泛。3．经验法：有部分有经验工程技术人员或工人依据经验确定加工余量大小。四．工序尺寸公差确实定（一）基准重合时工序尺寸和公差确实定1．确定各加工工序加工余量2．从最终工序开始，即从设计尺寸开始到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，得各工序基础尺寸（包含毛坯尺寸）。3．除最终工序，其它工序按各自所采取加工方法加工精度确定工序尺寸公差。4．按入体标准标注工序尺寸【例1】：某轴直径为，其尺寸精度为IT5，表面粗糙度要求为，要求高频淬火，毛坯为锻件，工艺路线为：粗车—半精车—高频淬火—粗磨—精磨—研磨计算各工序工序尺寸和公差1）查表确定加工余量：研磨余量0.01mm，精磨余量0.1mm，粗磨余量0.3mm，半精车余量1.1mm，粗车余量4.5mm，加工总余量6.01mm，修正为6mm，粗车余量修正为4.49mm。2）计算各加工工序基础尺寸研磨：50mm精磨：50mm+0.01mm=50.01mm粗磨：50.01mm+0.1mm=50.11mm半精车：50.11mm+0.3mm=50.41mm粗车：50.41mm+1.1mm=51.51mm毛坯：51.51+4.49mm=56mm3)确定各工序加工经济精度和表面粗糙度研磨：IT5，Ra0.04μm精磨：IT6，Ra0.16μm粗磨：IT8，Ra1.25μm半精车：IT11，Ra2.5μm粗车：IT13，Ra16μm4）按入体标准标注工序尺寸和公差，查表毛坯公差为±2mm1.5工艺尺寸链引例1：图1-7所表示40±0.05，20±0.16尺寸采取图定位方法。本工序要确保A+δi则A+δi应为多大才能满足零件要求。图图1-7铣槽工序引例2：图1-8齿轮键槽加工，零件图标注φ85+0.035，φ87.9+0.23，但齿轮淬火后变形，φ85+0.035是淬火后磨孔得到,键槽必需淬火前加工，她不能按87.9+0.23加工，设淬火前孔加工到φ84.8+0.07，而键槽按什么尺寸加工？Aj+δi图图1-8插键槽工序一．工艺尺寸链（一）尺寸链：将相互关联尺寸按一定次序联接成首尾相接封闭图形图1-9所表示A1、、A2、、A3（引例1.尺寸链）。A2A1A2A1A3图1-9尺寸链工艺尺寸链：由单个零件在工艺过程中形成相关尺寸尺寸链。（二）尺寸链组成1．环：组成尺寸链每个尺寸A1、A2、、A32．封闭环：在加工过程中间接得到尺寸A2。3．组成环：在加工过程中直接得到尺寸A1、A3。1）增环：其它各组成环不变，此环增大使封闭环增大者。2）减环：其它各组成环不变，此环增大使封闭环降低者。具体判定：给封闭环任选一个方向，沿此方向转一圈，在每个环上加方向，和封闭环方向相同者为减环，相反者为增环。（三）特点：1．尺寸链必需封闭2．尺寸链只有一个封闭环3．封闭环精度低于组成环精度4．封闭环随组成环变动而变动（四）作法：1．找出封闭环2．从封闭环起，按工件表面上关系依次画出组成环，直到尺寸回到封闭环起，形成一个封闭图形，组成尺寸链组成环环数应是最少。3．首尾相接标准，确定增环、减环。二．尺寸链基础计算直线尺寸链：全部组成环平行封闭环尺寸链。常见方法是极值法和概率法，通常概率法在装配尺寸链中应用。1．封闭环基础尺寸=各组成环基础尺寸代数和。=增环基础尺寸之和—减环基础尺寸之和2．封闭环最大极限尺寸=全部增环最大极限尺寸—全部减环最小极限尺寸L0max=L0max=3．封闭环最小极限尺寸=全部增环最小极限尺寸—全部减环最大极限尺寸L0min=4．封闭环上偏差=全部增环上偏差之和—全部减环下偏差之和ESo=5．封闭环下偏差=全部增环下偏差之和—全部减环上偏差之和EIo=EIo=6．封闭环公差=封闭环最大极限尺寸—封闭环最小极限尺寸=封闭环上偏差—封闭环下偏差=增环公差之和+减环公差之和=全部组成环公差之和To=To=竖式计算：1．增环公称尺寸，上下偏差照抄2．减环公称尺寸变号，上下偏差对调、变号3．取其代数和，得封闭环公称尺寸，上下偏差其中：L0封闭环基础尺寸m增环个数Li组成环基础尺寸n-1-m减环个数Lp增环基础尺寸To封闭环公差Lq减环基础尺寸Ti任一组成环公差n尺寸链总环数ESo封闭环上偏差n-1组成环环数EIo封闭环下偏差ESp、EIp增环上下偏差ESq、EIq减环上下偏差公差重新分布：1）当组成环公差之和≥封闭环公差，求解一个组成环时，可能出现零公差或负公差。机械制造中，0公差或负公差不可能出现应提升其它组成环公差等级达成To=To=2）设计时，由给定封闭环公差决定各组成环公差。Ⅰ、等公差法：令T1=T2…=T平均T平均T平均To=δ平均δ平均=经调整后可得各组成环公差，因为平均公差对大尺寸组成环加工困难，所以需依据各环加工难易调整，加工难增大公差较易降低公差。但应确保To=To=Ⅱ、等精度法：按各组成环精度相等标准求其组成环公差，可使尺寸大公差大，尺寸小组成环公差小。避免等公差法缺点，但也是调整部分公差，确保To=To=Ⅲ、经验确定法：组成环公差按工艺特点，依据具体情况而选。三．直线尺寸链在工艺过程中应用（一）工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸计算1．测量基准和设计基准不重合【例2】：图1-10（b）所表示主轴箱，两孔Ⅲ、Ⅳ中心距127±0.07mm不便测量，只能用游标卡尺直接测量两孔内侧或外侧母线之间距离来间接确保中心距之间尺寸要求。现采取测量两孔内侧母线方法决定，求该测量尺寸应为多少，才能满足孔心距要求。求解：1）建立尺寸链，图1-10（b）2）判定增环和减环，其中L0为封闭环。L1、L2、L3为增环3）计算127=40+L2+32.50.07=0.002+ES2+0.015-0.07=-0.009+EI2+0得只要实例结果在L2公差范围内，就一定能确保Ⅲ、Ⅳ中心线设计要求。假废品问题：直线尺寸链极值算法是极限情况下各尺寸之间尺寸联络。从确保封闭环尺寸要求看，是保守算法。计算结果可靠，但可能出现假废品。上例中若两孔直径尺寸全部取上限，即L1=40.002，L3=32.515时，L2做成L2=54.5-0.087时，则L1+L2+L3=126.93为中心距设计尺寸下限尺寸应用：为避免假废品产生，发觉实例尺寸超差时，应实测其它组成环实际尺寸，然后在尺寸链中重新计算封闭环实际尺寸。原因：测量基准和设计基准不重合，组成环环数愈多，公差范围愈大，出现假废品可能性越大。所以应尽可能使测量基准和设计基准重合。2．定位基准和设计基准不重合【例3】：以下图1-11（a）所表示某零件高度方向设计尺寸12-0.070，，生产中用调整法加工A,B,C面，前面工序A、B面已加工好，本工序以A面定位基准加工C面。C面设计基准（工序基准）为B面，定位基准为A面。解题：1）画尺寸链：图1-11（b）所表示。2）确定封闭环，增环和减环：本尺寸链中调整法加工能直接确保尺寸为L2，L0间接确保：则L0封闭环，L1增环，L2减环3）计算：L1，L2全部未注公差，为确保L0计算，必需把L0公差分配给L1和L2采取等公差法分配：按入体标准标注L1公差为计算L2基础尺寸和偏差为（公式计算和竖式计算）（二）一次加工满足多个设计尺寸要求工艺尺寸计算（工序间尺寸及尺寸链）工序间尺寸链：机械加工过程中，零件尺寸取得由一个前后次序，就某一尺寸而言，它是在加工过程中经过若干个工序，逐步切除余量而最终达成图纸设计要求。工序尺寸及其公差是依据设计要求考虑到加工中心基准，工序间余量和工序经济精度等条件，对各工序提出尺寸要求。工序间尺寸链是零件加工后最终尺寸及其公差和相关工序尺寸和工序公差，和工序间余量相关尺寸联络组成一个工艺尺寸链。【例4】：一个带有键槽内孔，设计尺寸图1-12所表示，该内孔由淬火处理要求，所以有以下加工工艺安排1．镗内孔至ф49.8+0.046mm2．插键槽3．淬火处理4．磨内孔，确保内孔直径ф50+0.030mm和键槽深度53.8+0.30mm两个设计尺寸要求求淬火前插键槽深度L2分析：插键槽工序采取已镗孔下切线为基准，用试切法确保插键槽深度，此深度尺寸应是上一工序直接确保尺寸，磨孔工序应确保磨削余量均匀，定位基准为孔中心孔。所以ф50+0.030mm定位基准和设计基准重合，键槽深度53.8+0.30定位基准和设计基准不重合，所以磨孔可直接确保ф50+0.030mm，而53.8+0.30则间接确保。解算：1）建立尺寸链，图1-12（c）2）判定增环和减环，其中L0为封闭环。L2、L3为增环，L1为减环3）计算53.8=25+L2-24.90.30=0.015+ES2+00=-0+EI2-0.023得说明：1)本例把上工序镗孔和本工序磨孔定位基准看作是同一中心线是近似要求，因为磨孔和镗孔是连两次装夹下完成，存在同轴度误差，若同轴度误差不是很小，则应将同轴度也作为一个组成环画在尺寸链中。如本例中磨孔和镗孔同轴度误差为0.05mm，在尺寸链中为0±0.025，建立图1-13所表示尺寸链：L2L0L2L0图1-13含同轴度公差工艺尺寸链L3L4L4求解此尺寸链得2）按设计要求键槽深度公差范围为0—0.30mm。但插键槽工序却只许可按0.023mm—0.285mm、或0.048—0.260mm同轴度公差来加工，原因是工艺基础和设计基准不重合。所以在考虑工艺安排时，应尽可能使工艺基准和设计基准重合。【例5】小批量生产各个端口半精加工及精加工。图1-14所表示：图1-14图1-14套类零件加工(b)加工次序：1）精车端面3（以定位）2）以3端面定位，精车1，至A+δA留磨削余量3）以端面内侧量基准加工2到B+Δb。4）以端面3定义磨削1，确保25+0.4，35注：加工时不考虑余量大小，加工结束只要测量35合格，就认为25+0.4合格，所以25+0.4为间接确保。一些工序尺寸公差和设计要求无直接关系，要依据现场经济参考或参考多种加工方法，经济精度要求工艺尺寸精度，偏差由入体标准定。解算：1．画加工尺寸联络图，建立尺寸链,图1-14(b)所表示：2．判定增环和减环，其中为封闭环。B、为增环，A为减环3．计算A取经济精度12级。按入体标准标注为，取磨削基础余量Z=0.25，则25=35+B-35250.4=0+ESB+0.170=-0.06+EIB-0得（三）表面淬火，渗碳层表面及镀层，涂层厚度工艺尺寸链。1．表面淬火、渗碳：对那些要求淬火或渗碳处理，加工精度要求又比较高表面，常在淬火或渗碳处理以后安排磨削加工，为确保磨后有一定厚度淬火或渗碳层，需要进行相关工艺尺寸计算。【例6】图1-15所表示轴类零件加工，要求表面要求渗碳处理，渗碳层厚度t=0.5~0.8mm，工艺安排以下：1．精车P，确保2．渗碳，控制渗碳层深度3．精磨P，确保尺寸，同时确保渗碳层深度0.5~0.8mm。图1-15图1-15轴类零件渗碳处理(b)L3L1L2L0解算1）建立尺寸链，图1-15（b）2）判定增环和减环，其中L0为封闭环。L1、L3为增环，L2为减环，，3）计算0.5=19+L2-19.20.30=0++ES2+0.050=-0.008+EI2-0得2．电镀有些零件要求表面涂（镀）一层耐磨或装饰材料，完成后不再加工但有一定精度要求。这时镀层厚度只经过控制电镀时间直接确保。【例7】图1-16所表示，轴套类零件外表面要镀铬，要求t=0.025—0.04mm，镀层不加工，外注尺寸Ф28—0.045，求电镀前磨削工序工序尺寸。图图1-16轴类零件电镀处理(b)L1L2T分析：t=0.025-0.04直接确保，外圆尺寸间接确保，待求尺寸由上工序确保。，L1为待求尺寸。解算:1）建立尺寸链，图1-16（b）2）判定增环和减环，其中L2为封闭环。T、L1为增环3）计算14=0.025+L10=0.015-ES1-0.0225=0+EI1得取直径尺寸为（四）余量校核工艺过程中，加工余量过大会影响生产率，浪费材料，而且对精加工工序还会影响加工质量，不过加工余量也不能过小，过小可能造成零件表面局部加工不到产生废品。所以，校核加工余量，对加工余量进行必需调整是制订工艺规程时不可缺乏工艺工作。【例8】：图1-17所表示零件。其轴向尺寸30±0.02mm工艺安排为:1）精车A面，B处切断，确保两端面距离尺寸L1=31±0.1mm2）以A定位，精车B面，确保两端面距离尺寸L2=30.4±0.05mm，精车余量为Z23）以B定位磨A面，确保两端距离尺寸L3=30.15±0.02mm，磨削余量为Z34）以A定位磨B面。确保两端距离尺寸L1=30±0.02mm，磨削余量为Z4对Z2、Z3、Z4进行余量校核，画包含余量加工尺寸联络图1-17（b），列包含余量工艺尺寸链，图1-17（C）所表示，在尺寸链中，加工中余量由加工前后实际尺寸间接求得，为封闭环。解算:1．尺寸链1其中Z2为封闭环。L1为增环，L2为减环Z2=31-30.4ES=0.1+0.05EI=-0.1-0.052．尺寸链2其中Z3为封闭环。L2为增环，L3为减环Z3=30.4-30.15ES=0.05+0.02EI=--0.05-0.023．尺寸链3其中Z4为封闭环。L3为增环，L4为减环Z4=30.15-30ES=0.02+0.02EI=--0.02-0.02磨削余量偏大,应合适调整,调整关键依据是各工序加工经济精度,工人操作水平和现场测量条件等。【例9】．加工阶梯轴，图1-18所表示，已知工艺尺寸，验算加工余量加工过程：1．粗车Ⅰ、Ⅱ，到2．调头精车1，到3．在调头精车Ⅰ、Ⅱ，到试检验工序3，及端面Ⅱ工序余量。图图1-18加工余量校核举例（b）A3A2A4A5Z3解算:1）建立尺寸链，图1-18（b）2）判定增环和减环，其中Z3为封闭环。A3、A2为增环，A4、A5为减环。3）计算Z3=26+35-25-35ES=0+0-（-0.14）-(-0.17)EI=-0.28-0.34-0-0得四．工序尺寸和加工余量计算图表法工艺尺寸图表追踪法当零件在同一方向上加工尺寸较多，并需数次转换工艺基按时，建立工艺尺寸链，进行余量校核全部会碰到，而且易犯错。图表法能正确查找全部工艺尺寸链，而且能把一个复杂工艺过程用箭头直观在表内表示出来。列出相关计算结果清楚、明了，信息量大。（一）尺寸追踪法（图表追踪法）：就是将零件加工过程建立工序尺寸之间联络并用符号形象来描绘各个尺寸发生改变情况，将其全部反应在一个图表上，利用这张图表来处理所要处理问题。（二）图表绘制方法1．在图表上方绘制加工工件轮廓简图，并用双点划线画出毛坯轮廓。2．从零件各轴向端面用细实线向下列出各尺寸界线，图纸上，不要求按严格百分比，但应求各轴向尺寸界面过于拥挤，方便能清楚表示各端面加工尺寸。3．填写工序过程，在表左侧，按加工过程从上到下，严格排出加工次序，在表右边列出需要计算项目。4．按过程前后次序，逐一地将毛坯尺寸，各工序加工尺寸及图纸要求填入表格。5．标注时所用符号：定位基面所制端面是加工工序定位基准度量基准：所指端面是加工工序度量基面加工表面：箭头指向加工表面、工序尺寸：终止尺寸：表示加工后终止尺寸。余量：表示加工时余量值。5、正确尺寸标注是正确利用图表法基准1）尺寸标注次序严格按加工次序标注，不得颠倒，通常从毛坯尺寸自上而下标注工序加工尺寸直到最终图纸尺寸。2）加工尺寸不得遗漏或多出，应遵照每切削一个表面只能标注一个加工尺寸标准。（二）工艺尺寸链查找1．查找方法：从终止尺寸两端（封闭环）做直线追踪经过加工表面，碰到箭头拐弯，沿水平线急进，碰到加工基准面再向上拐。碰到圆点则继续向上查找，如此不停一直同时查找，直到终止尺寸两端尺寸界线出发跟踪线相遇，组成封闭图形，这时已查找完成。如此包含各加工尺寸，就是要查找尺寸链各组成环。当查找影响Z尺寸链，就从Z两端线向上追踪查去。建立尺寸链。（余量为封闭环）当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多，且工序（测量）基准需数次转换时，尺寸链建立和计算比较困难，采取图表法可很好处理这个问题【例10】：图1-19所表示零件相关轴向尺寸加工过程以下：1）以Ⅳ面定位，粗车Ⅰ面，确保Ⅰ、Ⅳ面距离尺寸A1，粗车Ⅲ面，确保Ⅰ、Ⅲ面距离尺寸A2；2）以Ⅰ面定位，精车Ⅱ面，确保Ⅰ、Ⅱ面距离尺寸A3，粗车Ⅳ面，确保Ⅱ、Ⅳ面距离尺寸A4；3）以Ⅱ面定位，精车Ⅰ面，确保Ⅰ、Ⅱ面距离尺寸A5，同时确保设计尺寸31.69±0.31；精车Ⅲ面，确保设计尺寸A6=27.07±0.07；4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同时确保设计尺寸6±0.1试确定各工序尺寸及公差。31.6931.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ图1-19图表法示例零件【解】Z6Z4Z6Z4Z7Z5ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5A6R1R2尺寸联络图1）画零件简图，加工面编号，向下引线2）按加工次序和要求符号自上而下标出工序尺寸和余量——用带圆点箭线表示工序尺寸，箭头指向加工面，圆点表示测量基准；余量按入体标准标注。注：靠火花磨削余量视为工序尺寸，也用用带圆点箭线表示。3）在最下方画出间接确保设计尺寸，两边均为圆点。4）工序尺寸为设计尺寸时，用方框框出，以示区分。2.用追踪法查找工艺尺寸链1)结果尺寸（间接确保设计尺寸）和余量是尺寸链封闭环A6ⅠⅡⅢA6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4尺寸链追踪Z5AA5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）工艺尺寸链A5R2A4b）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）5.计算余量公差和平均余量依据余量尺寸链计算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尺寸链，解出此未知数。继续下去，解出全部未知工序尺寸1、6时间定额和提升生产效率路径一、时间定额1、定义:在一定生产条件下，生产一件产品或完成一道工序所需消耗时间2、组成1）基础时间t基：直接改变生产对象性质，使其成为合格产品或达成工序要求所需时间（包含切入、切出时间）对切削加工：基础时间是切去金属所消耗机动时间，可用不一样计算公式计算，通常包含切入，切削加工和切出时间。如车削：t基=其中：L：加工长度L1：切刀长度L2：切出长度f：进给量n：转速2）辅助时间t辅：为实现工艺过程必需进行多种辅助动作时间，如装卸工件、启停机床、改变切削用量及进退刀等确定方法：（1）大批量生产：先将各辅助工作分解，然后查表确定各动作所需消耗时间、再累加。（2）中小批量生产中，按基础时间百分比估算，并在实际中确保。操作时间=基础时间+辅助时间t操作=t基+t辅3）部署工作地时间t部署：为使加工正常进行，工人照管工作地所消耗时间（包含更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）。t部署=（2%—7%）t操作4）休息和生理需要时间t休：工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所需时间t部署=2%t操作5）准备终止时间t准终：工人为了生产一批产品和零部件，进行准备和结束工作所消耗时间，包含：熟悉工艺文件、领取毛坯、安装夹具、调整机床、发送成品等若一批工件数量为n，则每个零件n越大t΄准终越小。3、单件时间和单件工时定额计算1）单件时间：T单件=t基+t辅+t部署+t休2）单件工时定额：T定额=t基+t辅+t部署+t休+t准终/n式中t基——基础时间t辅——辅助时间