機械加工工藝規(guī)程設(shè)計(機制工藝).ppt

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1、第四章機械加工工藝規(guī)程設(shè)計,6-1概述6-2工藝路線的擬訂6-3加工余量、工序尺寸及公差的確定6-4工藝尺寸鏈6-5時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑6-6工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析,主要內(nèi)容,,,4-1概述,一、機械加工工藝規(guī)程及其在生產(chǎn)中的作用,1.機械加工工藝規(guī)程,把工藝過程和操作方法等按一定的格式用文件的形式規(guī)定下來形成的工藝文件，稱之為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程要滿足技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的要求。,2.機械加工工藝規(guī)程的文件形式,由于生產(chǎn)類型的不同，工藝文件的形式多種多樣，有繁有簡。主要有：工藝過程卡、工序卡、調(diào)整卡、檢驗工序卡等。,以工序為單位，簡要說明零件工藝過程。包括各工序號、工序內(nèi)容、工藝過

2、程所經(jīng)過的車間、每工序所使用的機床及工藝裝備、工時定額等。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,表2機械加工工序卡,以工序為單位，詳細說明零件工藝過程。包括工序簡圖、工步內(nèi)容、切削用量、余量、工時定額、刀具、量具及輔助工具等。,機械加工工序卡,機械加工工藝過程卡類似于一本書的目錄。,3.機械加工工藝規(guī)程的作用,（1）是組織生產(chǎn)和計劃管理的重要資料，是生產(chǎn)安排和調(diào)度、規(guī)定工序要求和質(zhì)量檢查等的重要依據(jù)；（2）是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進行生產(chǎn)準備和技術(shù)準備的依據(jù)；（3）在設(shè)計新廠（車間）或擴建、改建舊廠（車間）時，可作為設(shè)備、人員、車間面積和投資額等的原始資料；（4）先進的工藝規(guī)程還起著交流及推廣先進經(jīng)驗的

3、作用。,二、制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容,1.制訂工藝規(guī)程的原始資料（1）零件工作圖及必要的產(chǎn)品裝配圖（2）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及投產(chǎn)批量（3）本廠生產(chǎn)條件（4）毛坯的生產(chǎn)和供應條件（5）國內(nèi)外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)情況（6）產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準,2.制訂機械加工工藝過程的步驟在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動消耗和最低成本，按計劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機械加工工藝規(guī)程的基本原則。（1）分析研究部件裝配圖樣和審查零件圖樣?！穹治霰患庸ち慵慕Y(jié)構(gòu)特點——結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、剛度和硬度等。目的：明確機加工工藝特點?！穹治隽慵母黜椉夹g(shù)要求——需要加工的表面及尺寸、形位公差，表面質(zhì)量，熱處理等?！駥彶榱?/p>

4、件的機械加工工藝性——技術(shù)要求的合理性、結(jié)構(gòu)工藝性等。,（2）熟悉毛坯的種類和制造方法。（3）擬訂工藝路線——零件在生產(chǎn)過程中由毛坯到成品所經(jīng)過的工序及先后順序。包括：●選擇定位基準及定位夾緊方案?！窀鞅砻娴募庸し椒胺桨??！癜才偶庸ろ樞虻?。（4）確定各工序所采用的設(shè)備及工藝裝備。（5）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。（6）確定各工序的切削用量和工時定額。（7）確定各主要工序的檢驗要求和方法。（8）編制工藝文件。,●零件結(jié)構(gòu)工藝性,（1）零件結(jié)構(gòu)工藝性概念,所謂零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所在滿足使用要求的前提下，制造、維修零件的可行性和經(jīng)濟性。,產(chǎn)品及零部件設(shè)計的工藝性包括：●毛坯制造、熱處

5、理、機械加工、裝配和維修的結(jié)構(gòu)工藝性；●原材料及毛坯的選擇、制造方法、質(zhì)量和技術(shù)要求、標準化、生產(chǎn)類型和批量、產(chǎn)品的繼承性等。,,,,●零件加工表面形狀應盡量簡單,（2）零件結(jié)構(gòu)工藝性的實例分析,,,,,,,,,鍵槽,,,,,,,,,,,,,①保證能以高生產(chǎn)率加工盡量采用平面、外圓柱表面、內(nèi)圓柱表面等。,●盡量減少表面的加工面積,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,●減少零件加工時的安裝次數(shù),,,,,鍵槽,,②將復雜零件分解成若干個簡單零件,,分體加工（電子束焊接工藝）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,③保證刀具正常工作和改善刀具的工作條件；,,,,

6、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2,2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,操縱箱,箱體,（3）裝配結(jié)構(gòu)工藝性,②減少裝配時的修配和機械加工,①機器結(jié)構(gòu)應能分解成獨立的裝配單元,3.機器結(jié)構(gòu)應便于裝配和拆卸,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.連接配合要可靠,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.2工藝路線的擬訂,確定零件加工工藝方案的一般原則：●質(zhì)量第一原則

7、：不管一個零件的加工方案有多少種，每一方案必須滿足零件精度和技術(shù)要求的需要，應積極采用先進的工藝和工藝裝備。●效益優(yōu)先原則：在一定的生產(chǎn)條件下，可能會出現(xiàn)幾個能保證零件技術(shù)要求的工藝方案，此時應全面考慮方案的經(jīng)濟、社會效益，合理地選擇方案?！裥薁幭仍瓌t：制訂零件工藝方案時，要充分考慮現(xiàn)有的人員、設(shè)備條件，保證工人在良好而安全的狀況下工作，提高生產(chǎn)效率。,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗。,一、定位基準的選擇擬訂零件加工方案的首要任務是選擇基準?！翊只鶞省捎梦醇庸っ鏋榛鶞省窬鶞省捎眉庸み^的面為基準●定位基面——作為基準的點、線、面在工件上不一定具體存在（例如：孔的中心線、軸心線、對稱面等），而常由

8、某些具體的表面來體現(xiàn)，這些表面就可稱為基面。例如，在車床上用三爪卡盤夾持一根短圓軸，實際定位表面（基準）是外圓柱表面，而它所體現(xiàn)的定位基準是這根短圓軸的軸心線。因此，選擇定位基準的問題就是選擇恰當?shù)亩ㄎ换娴膯栴}。,工件在V型塊上定位。,,,,,,,,,,,,,,,1.粗基準的選擇原則選用粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，不加工表面的尺寸、位置精度符合圖樣要求，因此，選擇精基準的原則是：,（1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面作為粗基準；如果工件上有好幾個不需加工的表面，則應以其中與加工表面的位置精度要求較高的表面作為粗基準，以保證

9、加工表面與不加工表面間的相互位置精度。,選擇不需要加工的外圓毛面作粗基準，此時雖然鏜孔時切去的余量不均勻，但可獲得與外圓具有較高的同軸度的內(nèi)孔，且壁厚均勻、外形對稱。,（2）如果必須首先保證工件上某重要表面的余量均勻，就應選擇該表面作為粗基準。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（3）應該選用尺寸和位置比較可靠、平整光潔的表面作為粗基準，使加工后各加工表面對各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合圖紙要求。,（4）在同一尺寸方向上，粗基準通常只允許使用一次，不得重復使用。,2.精基準的選擇選用精基準時，考慮的重點是如何減少誤差，提高定位精度。因此，選擇

10、精基準的原則是：,即應盡可能選用設(shè)計基準作為定位基準。,工藝路線的擬訂,（1）基準重合原則,特別是在最后精加工時，為保證精度，更應注意這個原則。這樣可以避免因基準不重合而引起的定位誤差。,H2,H3,,,,,,H1,,,,,,,,,,,,,,,,,設(shè)計基準,,例如，加工車床主軸，采用中心孔作為統(tǒng)一基準加工各外圓表面，不但能在一次裝夾中加工大多數(shù)表面，而且保證了各級外圓表面的同軸度要求以及端面與軸心線的垂直度要求等。,,,,,,中心孔,,,中心孔,工藝路線的擬訂,（2）基準統(tǒng)一原則,即應盡可能選用統(tǒng)一的基準加工各表面，以保證各表面間的位置精度。,工藝路線的擬訂,（3）自為基準原則,某些要求加工余

11、量小而均勻的精加工工序，可選擇加工表面本身作為定位基準。,,,,,,,,,,,例如機床床身的導軌面淬火后進行磨削，為了保證導軌面上淬硬層的厚度及均勻性，則可用導軌面本身找正定位進行磨削。浮動鏜刀鏜孔、圓拉刀拉孔、珩磨及無心磨床磨外圓，都是采用自為基準原則進行零件表面加工的。,,,,,,,,,工藝路線的擬訂,又：當主軸支承軸頸與主軸錐孔有很高同軸度要求時，也常常采用互為基準、反復加工的方法來達到。,（4）互為基準、反復加工的原則,對于兩個有相互位置公差要求的表面，可以彼此互為定位基準。,,,如：加工精密齒輪，當齒面經(jīng)高頻淬火后，為消除淬火變形，提高齒面與內(nèi)孔的位置精度，所以要先以齒面為基準磨內(nèi)孔

12、，再以內(nèi)孔為基準磨齒面，如此多次反復加工，即可保證齒面與內(nèi)孔有較高的位置精度。,二、表面加工方法的選擇,機械產(chǎn)品的零件結(jié)構(gòu)雖然多種多樣，但它們都是由一些最基本的幾何表面（外圓、孔、平面等）組成的。實際上，機械零件的加工過程就是獲得這些幾何表面的過程。同一種表面可以選用各種不同的加工方法而獲得，但每種加工方法所能獲得的加工質(zhì)量、加工時間和成本卻是各不相同的。因此，應根據(jù)零件各表面所要求的加工精度、表面質(zhì)量和零件的結(jié)構(gòu)特點，選用相應的加工方法及方案，以保證零件穩(wěn)定而可靠地達到圖紙要求。所以，選擇表面加工方案時，應考慮以下幾點：,工藝路線的擬訂,1.加工經(jīng)濟精度,工藝路線的擬訂,（1）加工經(jīng)濟精度的

13、概念：,在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。,正常加工條件：,符合質(zhì)量標準的設(shè)備和工藝裝備；標準技術(shù)等級的工人；不延長加工時間。,（2）加工經(jīng)濟精度的統(tǒng)計特性及發(fā)展性,2．加工方法的選擇,,,,,,,,,,,,,,,,,例：大頭外圓柱表面,注：（1）加工表面與加工方法相適應,（2）工件材料,（3）企業(yè)現(xiàn)有條件,（4）生產(chǎn)類型,必須保證要求！,（5）加工方法的組合,●根據(jù)加工表面加工精度和表面粗糙度的要求確定最終的加工方法。（1）所選擇的終加工方法的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度必須能可靠地保證加工要求。（2）終加工前的工件，其尺寸精度及表面粗糙度一般應有一定的要求，因此，應由預加工保證。

14、（3）某表面的預加工、終加工方法應合理的組合，形成加工方案。選擇加工方案應進行多方案的比較。加工方案設(shè)計時，其加工方法應從后往前推。,外圓表面加工方案及其經(jīng)濟精度,工藝路線的擬訂,工藝路線的擬訂,※值得注意的是，表中的數(shù)據(jù)都是生產(chǎn)實際中的統(tǒng)計資料，這是在一般情況下可能達到的精度和表面粗糙度，在具體條件下是會有差別的。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、工藝水平的提高，同一種加工方法所能達到的精度和表面粗糙度也會提高。,例如：在普通外圓磨床上精磨外圓，可達到：,精度：IT6級表面粗糙度：Ra≥0.32m,提高磨床精度以及改進磨削工藝后，可達到：,精度：IT5級以上表面粗糙度：0.16～0.02m,三、加工階段劃

15、分,（1）粗加工階段主要任務是去除各表面的大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上盡量接近成品，因此，此階段的主要問題是如何獲得高的生產(chǎn)率。（2）半精加工階段其任務是達到一般的技術(shù)要求，使一些次要表面達到圖樣要求，并為主要表面的精加工作準備。（3）精加工階段保證各主要表面達到規(guī)定的質(zhì)量要求。（4）光整加工階段加工質(zhì)量要求很高時，安排光整加工。,工藝路線的擬訂,劃分加工階段的主要原因是：a.保證零件加工質(zhì)量。b.有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理。c.有利于合理利用機床設(shè)備。d.有利于保護精加工過的表面少受損傷或不受損傷。,上述階段的劃分并不是絕對的！當零件的加工質(zhì)量不高、工件剛性足夠、毛坯質(zhì)量較高、

16、加工余量較小時，可以不劃分加工階段。,工藝路線的擬訂,1．機械加工工序順序安排,（1）先粗后精（2）先主后次（3）先面后孔（4）基準先行加工一開始，總是先把精基面加工出來。如果精基面不止一個，則應該按照基面轉(zhuǎn)換的順序和逐步提高加工精度的原則來安排基面和主要表面的加工。而對于一般的零件，平面所占的輪廓尺寸比較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此，在擬訂工藝過程時總是選用平面作為定位基面，因而先加工平面后加工孔。,工藝路線的擬訂,四、工序順序的安排,2．熱處理工序及表面處理工序順序的安排（1）為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序，例如退火、正火、調(diào)質(zhì)等，應在切削加工之前進行。（2）為消除工件內(nèi)應力安

17、排的熱處理工序，例如人工時效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進行。（3）為改善工件材料機械性能的熱處理工序，例如淬火、滲碳淬火等，一般都安排在半精加工和精加工之間進行。（4）為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。,工藝路線的擬訂,五、工序的集中與分散加工方法確定以后，就要按零件的生產(chǎn)類型和工廠（車間）具體條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工藝過程的工序數(shù)有兩種迥然不同的原則：1.工序集中原則：就是使每個工序所包含的加工內(nèi)容盡量多些，即把許多加工內(nèi)容組成一個集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個工

18、序內(nèi)完成工件所有表面的加工。2.工序分散原則：就是使每個工序所包含的加工內(nèi)容盡量少些。最大限度的工序分散，就是每個工序只包含一個簡單工步。,工藝路線的擬訂,工序的集中與分散各有特點，生產(chǎn)上都有應用。傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對產(chǎn)品改型的適應較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。采用數(shù)控機床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產(chǎn)適應性反而要好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對容易，雖然設(shè)備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。,工藝路線的擬訂,4-3加工余量、工序尺寸及公差的確定,內(nèi)容：確定加工余量、工序尺寸及公差等。,一、加工余量和工序尺

19、寸的確定,1.加工余量的概念,在加工過程中，從某一表面上切除的金屬層厚度稱為加工余量?！窨傆嗔縵0：在由毛坯加工成成品的過程中，某加工表面上切除的金屬層的總厚度，即某一表面的毛坯公稱尺寸與零件公稱尺寸之差，稱為該表面的總余量。,,●工序余量zi：每道工序切除的金屬層厚度，即相鄰工序的工序尺寸之差稱為該表面的工序余量。,,,,,,,,,,,,加工總余量與工序余量的關(guān)系,工序余量的影響因素：上工序的尺寸誤差；b)上工序產(chǎn)生的表面粗糙度；c)上工序留下的空間誤差（軸線的直線度誤差、位置誤差等）d)本工序的裝夾誤差。,加工余量的確定有：經(jīng)驗法、查表法分析計算法,一般企業(yè)都參考有關(guān)手冊推薦的資料、按經(jīng)驗

20、估計確定（機械加工手冊）。,●單邊余量與雙邊余量,軸,,,,,,,,包容尺寸,孔,,,,,,,,,,,,,,,,被包容尺寸,雙邊余量：對于外圓和孔等旋轉(zhuǎn)表面而言，加工余量是從直徑上考慮的，即加工余量在直徑方向上是對稱分布的，實際所切除的金屬層厚度是直徑上加工余量的一半，故稱為對稱余量（即雙邊余量）。,單邊余量：對于平面的加工，余量則是單邊余量，它等于實際所切除的金屬層厚度。,,,L1,加工余量,2.工序尺寸及余量公差,由于各工序尺寸都有公差，故各工序?qū)嶋H切除的余量是變化的。工序尺寸偏差一般規(guī)定“向體（入體）內(nèi)”方向。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

21、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,所以，對于包容尺寸：工序余量=本工序基本尺寸—上工序基本尺寸最大工序余量=本工序最大極限尺寸—上工序最小極限尺寸最小工序余量=本工序最小極限尺寸—上工序最大極限尺寸,,,,,,,孔,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例如：某工件鏜孔。上工序為鉆孔，工序尺寸為：,,,,,,,,,,,孔,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,對于被包容面：,工序余量=上工序基本尺寸—本工序基

22、本尺寸最大工序余量=上工序最大極限尺寸—本工序最小極限尺寸最小工序余量=上工序最小極限尺寸—本工序最大極限尺寸,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軸,,,,例如：某工件磨外圓。上工序為半精車外圓，工序尺寸為,所以，磨外圓的余量為：,對于距離尺寸，一般取對稱偏差。例：,二、工序尺寸及公差的確定零件圖上所標注的尺寸公差是零件加工最終所需達到的尺寸要求。而工藝過程中許多中間工序的尺寸及公差，必須在設(shè)計過程中予以確定。1.基準重合的工序尺寸計算對于簡單的工序尺寸（工藝基面不變換的情況），在決定了各工序余量和工序所能達到的精度之后，就可以計算各工序的尺寸

23、和公差，此時計算的順序應由最后一道工序開始往前推算。,例：某車床主軸箱箱體的主軸孔的設(shè)計要求是：,試確定孔加工的加工方案及工序尺寸。,解：孔的最終要求,可確定孔的終加工方法。,,浮動鏜,精鏜（或鉸）,粗鏜（或擴）,粗鉸→精鉸,鉆,,,,,,,,,,,擴,鉸,粗鉸→精鉸,鉸,精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可達6級以上，Ra可降低到0.16～0.01,0.04～0.32,6～7,0.04～0.32,6～7,0.04～0.32,6～7,0.32～1.25,7～8,粗鏜（或擴）→半精鏜→磨削粗磨→精磨,大批大量生產(chǎn)（精度可因拉刀而定）,1.25～2.5,7～8,2.5～5,半精鏜（或精擴）,

24、加工方案,,,,,經(jīng)濟精度公差等級(IT),表面粗糙度Ra(m),適用范圍,內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度,,,11～13,,≧20,10～11,10～20,7,1.25～2.5,8～9,2.5～5,鉆→（擴）粗鉸→精鉸→珩磨拉→珩磨粗鏜→半精鏜→精鏜→珩磨,0.63～1.25,7～9,鉆→（擴）→拉,0.08～0.63,加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬,除淬火鋼以外的各種鑄鐵、鋼料、有色金屬,0.16～0.32,2.5～5,8～9,7～8,1.25～2.5,11～13,10～20,8～9,6～7,0.63～1.25,,,,,,,,,粗鏜→半精鏜→精鏜→金剛鏜,,主要用于淬火鋼

25、，不宜用于有色金屬,6～7,主要用于精度要求高的有色金屬,,,6～7,,,,,,,孔的加工方案為：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜,精鏜孔,浮動鏜,半精鏜孔,粗鏜孔,毛坯孔,Φ179.800,Φ179.200,Φ176.000,Φ168.000,T=3,,,,,,,,,,,0.2,0.6,,,,3.2,,6,,,,,,,,,,,,,,,,,,,+0.018,-0.007,,,,,,,,,,,,,,,,,,+0.040,0,,,+1,-2,,,,0,+0.100,,,,,,,,,,,,0,+0.25,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,工序尺寸及余量關(guān)系圖,C,一、尺寸鏈的定義及組成,

26、加工C面，以A面定位。在高度方向，C面的設(shè)計基準為B面，設(shè)計尺寸為H0。H2為A、B面距離的設(shè)計尺寸。H1為加工C面的工序尺寸。,B,,,,,,,,,,,,,,,,,A,,,,在工件加工或機器裝配過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。,1.尺寸鏈的定義,,,,,,,4.4工藝尺寸鏈,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,壓板,,2.尺寸鏈的組成組成尺寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。（1）封閉環(huán):尺寸鏈中，凡屬間接得到的尺寸（或自然形成的尺寸）稱為封閉環(huán)。,（2）組成環(huán):尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其它環(huán)，稱為組成

27、環(huán)。圖中，尺寸H1、H2就是組成環(huán)。,,,,,,,①增環(huán)：當其它組成環(huán)不變，而這個環(huán)增大使封閉環(huán)也增大者。,,尺寸不變,,,,,,,,,,,,尺寸不變,,,,,,,,,②減環(huán)：當其它組成環(huán)不變，而這個環(huán)增大使封閉環(huán)反而減小者。,可表達：,,A2,A0,A3,A1,,,,,,,,,,,,,,A2,A0,A3,A1,,,,,,,,,,,,,,,尺寸鏈的特征●封閉性——按一定順序排列的封閉尺寸組合。●關(guān)聯(lián)性——組成環(huán)的尺寸變化將影響封閉的環(huán)的尺寸變化。,A2,A0,A3,A1,,,,,,,,,,,,A0封閉環(huán)A2、A3為增環(huán)A1為減環(huán),H2,H0,,,,,,,二、尺寸鏈的分類按尺寸鏈在空間分布的位置

28、關(guān)系，可分為：,2.平面尺寸鏈：由位于一個或幾個平行平面內(nèi)但相互間不都平行的尺寸組成。,3.空間尺寸鏈——由位于幾個不平行平面內(nèi)的尺寸組成。,1.直線尺寸鏈：由彼此平行的直線尺寸所組成。,直線尺寸鏈,三、尺寸鏈的計算公式（極解法）1.基本尺寸的計算,（1）,A4,A5,A6,A3,A0,A1,A2,,,,,,,,,,,,,,,A4,A5,A6,A3,A0,A1,A2,,,,,,,,,,,,,,,2.極限尺寸的計算,（２）,（３）,3.偏差的計算,（1）,（2）,（4）,（5）,4.封閉環(huán)公差的計算,（６）,（5）,（4）,封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和。,,（1）,（2）,（3）,（4）,

29、（5）,（6）,1．定位基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸的計算,例1：加工如圖所示的零件，設(shè)A面已加工好，現(xiàn)用調(diào)整法以A面定位加工B面和C面，其工序簡圖如圖所示，試求工序尺寸H1、H2。,B,o1,C,H3,o2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,,,,H4,100.30,,,B,H2,,,,,,,,,,,A,,,H1,,,,,,,,,,,A,,C,,四、工序尺寸的計算,B,H2,,,,,,,,,,,A,,,H1,,,,,,,,,,,A,,C,,(2)由于加工C面時定位基準與設(shè)計基準不重合，因此工序尺寸H1需進行換算求得。,尺寸鏈,解：(1)由于加工B面時定位基準與設(shè)計基準重合，因此工序尺

30、寸H2就等于設(shè)計尺寸，即：,H0為該尺寸鏈的封閉環(huán)。H0=100.30mmH1為該尺寸鏈的減環(huán)。H2為該尺寸鏈的增環(huán)。,求解，H1的基本尺寸：,,H1的下偏差：,H1的上偏差：,H1的工序尺寸：,尺寸鏈,H1的上偏差求解方法二?,100.30,H1的上偏差求解方法二,又：,尺寸鏈,例2：圖所示為某機床的變速箱結(jié)構(gòu)簡圖，其孔心線的設(shè)計基準為底面1，設(shè)計尺寸為3500.30，頂面高為6000.40。為了使鏜孔夾具能安置中間導向支承，加工孔時常把箱體倒置，用頂面2為定位基準（圖(b)）。當采用調(diào)整法加工孔時，孔心線設(shè)計尺寸由上工序尺寸6000.40和本工序尺寸H保證，試確定本工序尺寸A及上下偏差。,

31、解：加工孔時定位基準與設(shè)計基準重合，因此工序尺寸需換算。（1）建立工序尺寸鏈，確定封閉環(huán)及組成環(huán)尺寸鏈如圖所示，其中3500.30是由6000.40和A間接保證間接的，故：3500.30為封閉環(huán)，6000.40為增環(huán)，A為減環(huán)。,（2）計算基本尺寸A的基本尺寸為：,（3）確定A的公差及偏差由給定條件，,也無法保證設(shè)計尺寸350在允許的公差范圍之內(nèi)，這時就必須重新調(diào)整該零件的制造公差。,,由尺寸鏈計算公式：T(350)=T(600)+T(A)=0.6①組成環(huán)公差按平均公差法調(diào)整，即：T(600)=T(A)=0.3則頂面高尺寸為：6000.15A的工序尺寸為：2500.15,顯然，T(350)

32、(600)+T(A)，無法滿足工藝尺寸鏈的基本計算式的關(guān)系，即使本工序的加工公差為零，即：T(A)=0,,②組成環(huán)公差按經(jīng)驗法調(diào)整，即：T(A)=0.2，T(600)=0.4則頂面高尺寸為：6000.20A的工序尺寸為：2500.10,③等精度法調(diào)整，即：尺寸600的制造精度等級大致與尺寸A的制造精度等級一樣。,假設(shè)：,則頂面高尺寸為：6000.16A的工序尺寸為：2500.14,A2,例3某一套筒零件軸向設(shè)計尺寸如圖所示。設(shè)零件的內(nèi)、外圓及端面已加工合格，本道工序為鉆徑向小孔，試計算以1、2、3面作為定位基準時，鉆孔的工序尺寸分別是多少？,解：（1）當以2面作為定位基準鉆孔時，由于定位基準與

33、設(shè)計基準重合，故鉆孔工序尺寸A2等于其設(shè)計尺寸，即：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,,,,200.04,,,,,,,,,,,,（2）當以1面作為定位基準鉆孔時，由于定位基準與設(shè)計基準不重合，故鉆孔工序尺寸A1為小孔中心線到1面間的距離。,,,A1,,,（2）若以1面作為定位基準，此時定位基準與設(shè)計基準不重合，其工序尺寸A1為小孔中心線到1面間的距離。,A1,,,,,,,200.04,,解尺寸鏈得：,（3）若以3面作為定位基準，其工序尺寸A3為小孔中心線到3面間的距離。,,,,,,,,,200.04,,增環(huán)：,減環(huán)：A3、,解尺寸鏈得：,

34、A3,,,A3,封閉環(huán)：200.04,在這三種定位方案中，以2面作為定位基準，由于定位基準與設(shè)計重合，沒有定位誤差，其工序尺寸與設(shè)計尺寸一致。但以1、3面作為定位基準，定位基準與設(shè)計不重合，產(chǎn)生定位誤差，因此，工序尺寸的公差要求就較嚴。,2．多尺寸保證的工序尺寸計算,在零件加工中，有些工序的工序基準是后續(xù)工序的加工表面。當后續(xù)工序加工該表面時，不僅要保證該后續(xù)工序的尺寸及位置公差要求，而且還需保證其它表面的設(shè)計要求。,例4一帶有鍵槽的內(nèi)孔要淬火及磨削，其設(shè)計尺寸如圖所示，其鍵槽的加工順序是：,Ⅱ．插鍵槽至尺寸A；,Ⅲ．熱處理：淬火,Ⅳ．磨內(nèi)孔，同時保證內(nèi)孔直徑和鍵槽深度兩個設(shè)計尺寸的要求。,,

35、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,求工序尺寸A？,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,解：（1）建立尺寸鏈。,（2）封閉環(huán)、組成環(huán),封閉環(huán)：,增環(huán)：A、,減環(huán)：,∴,或,★豎式計算法介紹,,0.315,0.05,尺寸鏈,口訣：增環(huán)、封閉環(huán)照抄，減環(huán)上、下偏差對調(diào)、變號。,43.4,3．測量基準與設(shè)計基準不重合時尺寸換算,例５如圖為一套筒零件，其軸向設(shè)計尺寸如圖所示，該零件已加工完畢，現(xiàn)需檢驗孔底厚度尺寸是否合格。由于不能直接檢驗，故只有通過測量L尺寸間接衡量孔底厚度尺寸是否合格。試求L的尺寸范圍。,,,,,,,,,

36、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,解：,封閉環(huán)：,增環(huán)：,減環(huán)：,L,（1）建立尺寸鏈。,（2）假廢品問題,套長合格的尺寸范圍為99.9～100底厚合格的尺寸范圍為14.7～15,,,,合格品區(qū),,85.0,,85.2,0.2,當測量L時，若其尺寸在85.2～85.3范圍內(nèi)時，由上述計算可知，該零件孔底厚度尺寸不能保證。但我們可注意到：當L在85.2～85.3范圍內(nèi)時，孔底厚度尺寸有可能是合格的，例如，L=85.3，若此時套長尺寸剛好為100（套長合格的尺寸范圍為99.9～100），則孔

37、底厚度尺寸為，顯然，孔底厚度尺寸是合格的。,假廢品問題,所以，當測量L，若其尺寸在85.2～85.3或者在84.9～85范圍內(nèi)時，應再重新測量套長尺寸，看其實際尺寸為多少，方可確定該零件是否為真正廢品。由于L處在85.2～85.3和84.9～85范圍內(nèi)時，零件不一定是廢品，所以，把85.2～85.3和84.9～85這兩個區(qū)域稱為假廢品區(qū)。,一套筒零件，其軸向設(shè)計尺寸如圖所示。除缺口B外，其余表面均已加工。由于工藝原因，加工缺口B時，以A面作為定位基準，問：加工缺口的工序尺寸及偏差為多少時，才能保證設(shè)計尺寸？,15分鐘完成！,（1）工序尺寸的確定（2）尺寸鏈的建立（3）封閉環(huán)的確定（4）尺寸鏈計

38、算,D,C,A,B,,,,,工序尺寸與加工余量計算的追蹤法,圖示零件，軸向有關(guān)表面的工藝安排如下：,,,,,,,I.A面定位初車D面，保證尺寸L1(留余量3mm)；以D面定位初車B面，保證尺寸L2。,II.D面定位初車A面，保證尺寸L3(留磨削余量0.2mm)；,III.以A面定位鏜削C面，保證尺寸L4。,,IV.D面定位磨削A面，保證尺寸L5；,制定工藝過程時需確定L1、L2、L3、L4、L5尺寸及公差。,,D,C,A,B,,,,,解：,（1）磨削工序尺寸L5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（2）車端面B工序尺寸L2,,,,,,,（3）與設(shè)計尺寸,有關(guān)的尺寸鏈,D,C,A,B,

39、,,,,磨削工序尺寸L5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,所以，粗車端面A工序尺寸:,,,,,,,,,L4的基本尺寸,因此，鏜削C面序尺寸:,（2）假廢品問題,套長合格的尺寸范圍為99.9～100底厚合格的尺寸范圍為14.7～15,,,,合格品區(qū),,85.0,,85.2,0.2,6-4工藝過程經(jīng)濟分析,在制訂零件工藝規(guī)程時，既應保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又要注意其經(jīng)濟性，采取措施提高勞動生產(chǎn)率和降低產(chǎn)品成本。,一、時間定額時間定額是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需時間。時間定額是安排生產(chǎn)計劃、估算產(chǎn)品成本、確定設(shè)備數(shù)量和人員編制、規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要依據(jù)。時間定額由以下幾

40、部分組成：,（1）基本時間Tb——指直接用于改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相互位置以及表面狀態(tài)或性質(zhì)等的工藝過程所消耗的時間。對切削加工而言，基本時間就是切除余量所花費的機動時間（包括刀具的切入、切出時間）。,,,,,,,,,,,,,,,,,,（2）輔助時間Ta——指為實現(xiàn)工藝過程而必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。如裝/卸工件、開/停機床、改變切削用量、測量工件及進/退刀等?；緯r間與輔助時間的總和稱為作業(yè)時間。（3）布置工作地時間Ts——指為使加工正常進行，工人照管工作地（如更換刀具、潤滑機床、清理切屑）所消耗的時間。一般按作業(yè)時間的2%~7%估算。,（4）休息和生理需要時間Tr——指工人在

41、工作班內(nèi)為恢復體力和滿足生理需要所消耗的時間。一般按作業(yè)時間的2%估算。,1.單件時間Tp,工藝過程經(jīng)濟分析,（5）準備與終結(jié)時間Tz——指工人生產(chǎn)一批工件進行準備和結(jié)束工作所消耗的時間。,2.單件時間定額Tpc,設(shè)一批工件數(shù)為N，則：則該批工件的準備與終結(jié)時間分攤到每件的時間為。故Tpc可計算如下：,加工一批工件的開始，需做以下工作：熟悉工藝文件，領(lǐng)取毛坯材料，領(lǐng)取和安裝刀具和夾具，調(diào)整機床及工藝裝備等；加工終了，拆下和歸還工藝裝備，送交成品等。,二、提高生產(chǎn)率的工藝途徑研究如何提高生產(chǎn)率，實際上是研究如何減少工時定額。,1.縮短基本時間,（1）提高切削用量,（2）采用復合工步,新型刀具材料

42、,多刀單件加工、單刀多件加工、多刀多件加工。,2.減少輔助時間,（2）提高機床自動化水平,考慮重點：減少對刀和換刀時間。,（1）采用先進夾具和自動上、下料機構(gòu),（3）輔助時間與基本時間重疊,3.減少布置工作地時間,（1）對刀——對刀塊、樣件、樣板、微調(diào)機構(gòu)、對刀儀等。,（2）換刀——研制新型刀具，提高使用壽命。,4.減少準備與終結(jié)時間,采用成組工藝及成組夾具。,（1）成組技術(shù)（GT）,研究如何識別和發(fā)掘生產(chǎn)活動中的有關(guān)事物的相似性，并充分利用它，即把相似性的問題歸類成組，尋求解決這一組問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以得到最大的效益。,（2）成組工藝,把功能結(jié)構(gòu)和加工工藝等方面相似的零件分類成組，并按

43、組制定加工工藝進行生產(chǎn)制造，這種方法，即為成組工藝。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（1）按編碼系統(tǒng)對零件編碼（2）劃分加工組（3）確定復合零件及工藝路線（4）編制工藝文件（5）設(shè)計、制造成組夾具,（1）定位分析及定位方案,（2）夾緊方案,一面一銷,螺旋夾緊,（3）對刀導引,（4）夾具體等,鉆套,工件,,,,

44、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,夾具的組成,夾緊機構(gòu),對刀導引元件,連接元件,工藝系統(tǒng)各組成部分之間的聯(lián)系？,定位元件,夾緊機構(gòu),對刀導引元件,連接元件,工藝系統(tǒng)各組成部分之間的聯(lián)系,三、工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析制訂某一的機械加工工藝規(guī)程時，在同樣能滿足被加工零件各項技術(shù)要求也同樣滿足產(chǎn)品交貨期

45、的條件下，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析一般都可以擬訂出幾種不同的工藝方案，有些工藝方案的生產(chǎn)準備周期短，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品上市快，但設(shè)備投資大；另外一些工藝方案的設(shè)備投資少，但生產(chǎn)效率偏低；不同的工藝方案有不同的經(jīng)濟效果。為了選取在給定生產(chǎn)條件下最為經(jīng)濟合理的工藝方案，必須對各種不同的工藝方案進行經(jīng)濟分析。,所謂經(jīng)濟分析就是通過各種工藝方案的生產(chǎn)成本，選出其中最為經(jīng)濟的加工方案。生產(chǎn)一件產(chǎn)品或一個零件所需一切費用的總和稱為生產(chǎn)成本。生產(chǎn)成本包括兩部分費用：一部分費用與工藝過程直接有關(guān)，另一部分費用與工藝過程間接有關(guān)（例如行政人員工資、廠房折舊費、照明費、采暖費等）。,1.工藝成本與工藝過程直接有關(guān)的費用稱為工

46、藝成本。工藝成本約占生產(chǎn)成本的70%~75%。工藝成本可分為以下兩部分：,（1）可變費用V（元/年）與年產(chǎn)量有關(guān)且與之成比例的費用。它包括毛坯的材料和制造費、機床操作工人的工資、通用機床和工藝裝備的折舊費和維修費、機床電費和刀具費用等。（2）不變費用C（元）與年產(chǎn)量的變化沒有直接關(guān)系的費用。它包括機床調(diào)整工人的工資、專用機床和工藝裝備的折舊費和維修費等。零件加工的全年工藝成本E與單件工藝成本Ed可用下式表示：,式中，N——年產(chǎn)量（件）,E=VN+C,⊿N,N,⊿E,,,,,,,,,,E,全年工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系,Ed,N,V,,,,,,Ed=V+C/N,單件工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系,從圖中可以看出：全年工藝成本E與年產(chǎn)量N成線性關(guān)系；單件工藝成本Ed與年產(chǎn)量N成雙曲線關(guān)系。,2.工藝方案的比較,對不同的工藝方案進行經(jīng)濟評價時，一般可分下列兩種情況：（1）當需評比的工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備或基本投資相近時，可用工藝成本評比各方案經(jīng)濟性的優(yōu)劣。,（2）當對比的工藝方案的基本投資額相差較大時，則在考慮工藝成本的同時，還要考慮基本投資差額的回收期限。所謂回收期限是指一種方案比另一種方案多耗費的投資由工藝成本的降低所需的收回時間，用τ表示。,練習,P2144—124—134—144—16,補充：什么是成組技術(shù)？什么是成組工藝？,