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1、第四章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì),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(shí)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(jì)分析,主要內(nèi)容,4-1概述,一、機(jī)械加工工藝規(guī)程及其在生產(chǎn)中的作用,1.機(jī)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(jì)兩方面的要求。,2.機(jī)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(jiǎn)。主要有：工藝過程卡、工序卡、調(diào)整卡、檢驗(yàn)工序卡等。,以工序?yàn)閱挝?，?jiǎn)要說明零件工藝過程。包括各工序號(hào)、工序內(nèi)容、工藝過程所
2、經(jīng)過的車間、每工序所使用的機(jī)床及工藝裝備、工時(shí)定額等。,表2機(jī)械加工工序卡,以工序?yàn)閱挝?，詳?xì)說明零件工藝過程。包括工序簡(jiǎn)圖、工步內(nèi)容、切削用量、余量、工時(shí)定額、刀具、量具及輔助工具等。,機(jī)械加工工序卡,機(jī)械加工工藝過程卡類似于一本書的目錄。,3.機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用,（1）是組織生產(chǎn)和計(jì)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(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)；（3）在設(shè)計(jì)新廠（車間）或擴(kuò)建、改建舊廠（車間）時(shí)，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(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流及推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的作用。,二、制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和
3、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(yīng)條件（5）國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)情況（6）產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),2.制訂機(jī)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(dòng)消耗和最低成本，按計(jì)劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機(jī)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。分析被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、剛度和硬度等。目的：明確機(jī)加工工藝特點(diǎn)。分析零件的各項(xiàng)技術(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。審查零件的機(jī)械加工工藝性技術(shù)要求的合理性、結(jié)構(gòu)工藝性等。,（
4、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(zhǔn)及定位夾緊方案。各表面的加工方法及方案。安排加工順序等。（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(jì)算工序尺寸及公差。（6）確定各工序的切削用量和工時(shí)定額。（7）確定各主要工序的檢驗(yàn)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(jì)性。,產(chǎn)品及零部件設(shè)計(jì)的工藝性包括：毛坯制造、熱處理、機(jī)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
5、和技術(shù)要求、標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)盡量簡(jiǎn)單,（2）零件結(jié)構(gòu)工藝性的實(shí)例分析,鍵槽,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(shí)的安裝次數(shù),鍵槽,將復(fù)雜零件分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單零件,分體加工（電子束焊接工藝）,保證刀具正常工作和改善刀具的工作條件；,2,2,操縱箱,箱體,（3）裝配結(jié)構(gòu)工藝性,減少裝配時(shí)的修配和機(jī)械加工,機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)能分解成獨(dú)立的裝配單元,3.機(jī)器結(jié)構(gòu)應(yīng)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：不管一個(gè)零件的加工方案有多少種，每一方
6、案必須滿足零件精度和技術(shù)要求的需要，應(yīng)積極采用先進(jìn)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(huì)出現(xiàn)幾個(gè)能保證零件技術(shù)要求的工藝方案，此時(shí)應(yīng)全面考慮方案的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，合理地選擇方案。效率爭(zhēng)先原則：制訂零件工藝方案時(shí)，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(zhǔn)的選擇擬訂零件加工方案的首要任務(wù)是選擇基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)采用未加工面為基準(zhǔn)精基準(zhǔn)采用加工過的面為基準(zhǔn)定位基面作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定具體存在（例如：孔的中心線、軸心線、對(duì)稱面等），而常由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
7、爪卡盤夾持一根短圓軸，實(shí)際定位表面（基準(zhǔn)）是外圓柱表面，而它所體現(xiàn)的定位基準(zhǔn)是這根短圓軸的軸心線。因此，選擇定位基準(zhǔn)的問題就是選擇恰當(dāng)?shù)亩ㄎ换娴膯栴}。,工件在V型塊上定位。,1.粗基準(zhǔn)的選擇原則選用粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)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(zhǔn)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(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)；如果工件上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)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(zhǔn)，以保證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(zhǔn)，此時(shí)雖然鏜孔時(shí)切
8、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(duì)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(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。,（3）應(yīng)該選用尺寸和位置比較可靠、平整光潔的表面作為粗基準(zhǔn)，使加工后各加工表面對(duì)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(zhǔn)通常只允許使用一次，不得重復(fù)使用。,2.精基準(zhǔn)的選擇選用精基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何減少誤差，提高定位精度。因此，選擇精基準(zhǔn)的原則是：,即應(yīng)盡可能選用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。,工藝路線的擬訂,（1）基準(zhǔn)重合原則,特別是在最后精加工時(shí)，為保證精度，更應(yīng)注意這個(gè)原則。這樣可以避免因基準(zhǔn)不
9、重合而引起的定位誤差。,H2,H3,H1,設(shè)計(jì)基準(zhǔn),例如，加工車床主軸，采用中心孔作為統(tǒng)一基準(zhǔn)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(jí)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(zhǔn)統(tǒng)一原則,即應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的基準(zhǔn)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(zhǔn)原則,某些要求加工余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(zhǔn)。,例如機(jī)床床身的導(dǎo)軌面淬火后進(jìn)行磨削，為了保證導(dǎo)軌面上淬硬層的厚度及均勻性，則可用導(dǎo)軌面本身找正定位進(jìn)行磨削。浮動(dòng)鏜刀鏜孔、圓拉刀拉孔、珩磨及無心磨床磨外圓，都是采用
10、自為基準(zhǔn)原則進(jìn)行零件表面加工的。,工藝路線的擬訂,又：當(dāng)主軸支承軸頸與主軸錐孔有很高同軸度要求時(shí)，也常常采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的方法來達(dá)到。,（4）互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則,對(duì)于兩個(gè)有相互位置公差要求的表面，可以彼此互為定位基準(zhǔn)。,如：加工精密齒輪，當(dāng)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(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)磨齒面，如此多次反復(fù)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(jī)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(shí)際上，機(jī)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
11、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(shí)間和成本卻是各不相同的。因此，應(yīng)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(diǎn)，選用相應(yīng)的加工方法及方案，以保證零件穩(wěn)定而可靠地達(dá)到圖紙要求。所以，選擇表面加工方案時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：,工藝路線的擬訂,1.加工經(jīng)濟(jì)精度,工藝路線的擬訂,（1）加工經(jīng)濟(jì)精度的概念：,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(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備；標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人；不延長(zhǎng)加工時(shí)間。,（2）加工經(jīng)濟(jì)精度的統(tǒng)計(jì)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(yīng),（2）工
12、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(jì)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(yīng)有一定的要求，因此，應(yīng)由預(yù)加工保證。（3）某表面的預(yù)加工、終加工方法應(yīng)合理的組合，形成加工方案。選擇加工方案應(yīng)進(jìn)行多方案的比較。加工方案設(shè)計(jì)時(shí)，其加工方法應(yīng)從后往前推。,外圓表面加工方案及其經(jīng)濟(jì)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(shí)際中的統(tǒng)計(jì)資料，這是在一般情況下可能達(dá)到的精度和表面粗糙度，在具體條
13、件下是會(huì)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(dá)到的精度和表面粗糙度也會(huì)提高。,例如：在普通外圓磨床上精磨外圓，可達(dá)到：,精度：IT6級(jí)表面粗糙度：Ra0.32m,提高磨床精度以及改進(jìn)磨削工藝后，可達(dá)到：,精度：IT5級(jí)以上表面粗糙度：0.160.02m,三、加工階段劃分,（1）粗加工階段主要任務(wù)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(wù)是達(dá)到一般的技術(shù)要求，使一些次要表面達(dá)到圖樣要求，并為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。（3）精加工階段保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。（4）光整加工階段加
14、工質(zhì)量要求很高時(shí)，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(shí)處理。c.有利于合理利用機(jī)床設(shè)備。d.有利于保護(hù)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(duì)的！當(dāng)零件的加工質(zhì)量不高、工件剛性足夠、毛坯質(zhì)量較高、加工余量較小時(shí)，可以不劃分加工階段。,工藝路線的擬訂,1機(jī)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(zhǔn)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(gè)，則應(yīng)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(duì)于一般的零件，平面所占的輪廓尺寸比
15、較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此，在擬訂工藝過程時(shí)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(yīng)在切削加工之前進(jìn)行。（2）為消除工件內(nèi)應(yīng)力安排的熱處理工序，例如人工時(shí)效、退火等，最好安排在粗加工階段之后進(jìn)行。（3）為改善工件材料機(jī)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(jìn)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(lán)等，一般都安排在工藝過程最后階段
16、進(jìn)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(gè)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(gè)集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個(gè)工序內(nèi)完成工件所有表面的加工。2.工序分散原則：就是使每個(gè)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(gè)工序只包含一個(gè)簡(jiǎn)單工步。,工藝路線的擬訂,工序的集中與分散各有特點(diǎn)，生產(chǎn)上都有應(yīng)用。傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)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(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率生產(chǎn)，但對(duì)產(chǎn)品改型的適
17、應(yīng)較差，轉(zhuǎn)產(chǎn)比較困難。采用數(shù)控機(jī)床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產(chǎn)適應(yīng)性反而要好，轉(zhuǎn)產(chǎn)相對(duì)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?？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
18、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(yàn)法、查表法分析計(jì)算法,一般企業(yè)都參考有關(guān)手冊(cè)推薦的資料、按經(jīng)驗(yàn)估計(jì)確定（機(jī)械加工手冊(cè)）。,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(duì)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(duì)稱分布的，實(shí)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(duì)稱余量（即雙邊余量）。,單邊余量：對(duì)于平面的加工，余量則是單邊余量，它等于實(shí)際所切除的金屬層厚度。,L1
19、,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。,所以，對(duì)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?yàn)殂@孔，工序尺寸為：,孔,對(duì)于被包容面：,工序余量=上工序基本尺寸本工序基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?yàn)榘刖囃鈭A，工序尺寸為,所以，磨外圓的余量為：,對(duì)于距離尺寸
20、，一般取對(duì)稱偏差。例：,二、工序尺寸及公差的確定零件圖上所標(biāo)注的尺寸公差是零件加工最終所需達(dá)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(jì)過程中予以確定。1.基準(zhǔn)重合的工序尺寸計(jì)算對(duì)于簡(jiǎn)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(dá)到的精度之后，就可以計(jì)算各工序的尺寸和公差，此時(shí)計(jì)算的順序應(yīng)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(jì)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(dòng)鏜,精鏜（或鉸）,粗鏜（或擴(kuò)）,粗鉸精鉸,鉆,擴(kuò),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(dá)6
21、級(jí)以上，Ra可降低到0.160.01,0.040.32,67,0.040.32,67,0.040.32,67,0.321.25,78,粗鏜（或擴(kuò)）半精鏜磨削粗磨精磨,大批大量生產(chǎn)（精度可因拉刀而定）,1.252.5,78,2.55,半精鏜（或精擴(kuò)）,加工方案,經(jīng)濟(jì)精度公差等級(jí)(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(jì)精度,1113,20,1011,1020,7,1.252.5,89,2.55,鉆（擴(kuò)）粗鉸精鉸珩磨拉珩磨粗鏜半精鏜精鏜珩磨,0.631.25,79,鉆（擴(kuò)）拉,0.080.63,加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)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
22、、有色金屬,0.160.32,2.55,89,78,1.252.5,1113,1020,89,67,0.631.25,粗鏜半精鏜精鏜金剛鏜,主要用于淬火鋼，不宜用于有色金屬,67,主要用于精度要求高的有色金屬,67,孔的加工方案為：粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)鏜,精鏜孔,浮動(dòng)鏜,半精鏜孔,粗鏜孔,毛坯孔,179.800,179.200,176.000,168.000,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,加工C面，以A面定位。在高度方向，C面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為B面，設(shè)計(jì)尺
23、寸為H0。H2為A、B面距離的設(shè)計(jì)尺寸。H1為加工C面的工序尺寸。,B,A,在工件加工或機(jī)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(gè)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)，稱為組成環(huán)。圖中，尺寸H1、H2就是組成環(huán)。,增環(huán)：當(dāng)其它組成環(huán)不變，而這個(gè)環(huán)增大使封閉環(huán)也增大者。,尺寸不變,尺寸不變,減環(huán)：當(dāng)其它組成環(huán)不變，而這個(gè)環(huán)增大使封閉環(huán)反而減小者。,可表達(dá)：,A2,A0,A3,A1,A2,A0,
24、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關(guān)系，可分為：,2.平面尺寸鏈：由位于一個(gè)或幾個(gè)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(gè)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(jì)算公式（極解法）1.基本尺寸的計(jì)算,（1）,A4,A5,A6,A3,A0,A1,A2,A4,A5,A6,A3,A0,A1,A2,2.極限尺寸的計(jì)算,（）,（）,3.偏
25、差的計(jì)算,（1）,（2）,（4）,（5）,4.封閉環(huán)公差的計(jì)算,（）,（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）,（5）,（6）,1定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)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(jiǎn)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(jì)算,B,H2,A,H1,A,C,(2)由于加工C面時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，因此工序尺寸H1需進(jìn)行換算求得。,尺寸鏈,解：(1)由于加工B面時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合
26、，因此工序尺寸H2就等于設(shè)計(jì)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(jī)床的變速箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其孔心線的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為底面1，設(shè)計(jì)尺寸為3500.30，頂面高為6000.40。為了使鏜孔夾具能安置中間導(dǎo)向支承，加工孔時(shí)常把箱體倒置，用頂面2為定位基準(zhǔn)（圖(b)）。當(dāng)采用調(diào)整法加工孔時(shí)，孔心線設(shè)計(jì)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
27、下偏差。,解：加工孔時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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(jì)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(jì)尺寸350在允許的公差范圍之內(nèi)，這時(shí)就必須重新調(diào)整該零件的制造公差。,由尺寸鏈計(jì)算公式：T(350)=T(600)+T(A)=0.6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
28、)T(600)+T(A)，無法滿足工藝尺寸鏈的基本計(jì)算式的關(guān)系，即使本工序的加工公差為零，即：T(A)=0,組成環(huán)公差按經(jīng)驗(yàn)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,等精度法調(diào)整，即：尺寸600的制造精度等級(jí)大致與尺寸A的制造精度等級(jí)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(jì)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?yàn)殂@徑向小孔，試計(jì)算以1、2、3面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，鉆孔的工序尺寸分別是多少？,解：（1）當(dāng)以2面作為定位基準(zhǔn)鉆孔時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)
29、計(jì)基準(zhǔn)重合，故鉆孔工序尺寸A2等于其設(shè)計(jì)尺寸，即：,1,2,3,200.04,（2）當(dāng)以1面作為定位基準(zhǔn)鉆孔時(shí)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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(zhǔn)，此時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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(zhǔn)，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：,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(zhǔn)，由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)重合，沒有定位誤差，其工序尺寸與設(shè)計(jì)尺寸一致。但以1、
30、3面作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)不重合，產(chǎn)生定位誤差，因此，工序尺寸的公差要求就較嚴(yán)。,2多尺寸保證的工序尺寸計(jì)算,在零件加工中，有些工序的工序基準(zhǔn)是后續(xù)工序的加工表面。當(dāng)后續(xù)工序加工該表面時(shí)，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(jì)要求。,例4一帶有鍵槽的內(nèi)孔要淬火及磨削，其設(shè)計(jì)尺寸如圖所示，其鍵槽的加工順序是：,插鍵槽至尺寸A；,熱處理：淬火,磨內(nèi)孔，同時(shí)保證內(nèi)孔直徑和鍵槽深度兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的要求。,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(jì)算法介紹,0.315,0.05,尺寸鏈,口訣：增環(huán)、封閉環(huán)照抄，
31、減環(huán)上、下偏差對(duì)調(diào)、變號(hào)。,43.4,3測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)尺寸換算,例如圖為一套筒零件，其軸向設(shè)計(jì)尺寸如圖所示，該零件已加工完畢，現(xiàn)需檢驗(yàn)孔底厚度尺寸是否合格。由于不能直接檢驗(yàn)，故只有通過測(cè)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。,解：,封閉環(huán)：,增環(huán)：,減環(huán)：,L,（1）建立尺寸鏈。,（2）假?gòu)U品問題,套長(zhǎng)合格的尺寸范圍為99.9100底厚合格的尺寸范圍為14.715,合格品區(qū),85.0,85.2,0.2,當(dāng)測(cè)量L時(shí)，若其尺寸在85.285.3范圍內(nèi)時(shí)，由上述計(jì)算可知，該零件孔底厚度尺寸不能保證。但我們可注意到：當(dāng)L在85.285.3范圍內(nèi)時(shí)，孔底厚度尺寸有可能是合格
32、的，例如，L=85.3，若此時(shí)套長(zhǎng)尺寸剛好為100（套長(zhǎng)合格的尺寸范圍為99.9100），則孔底厚度尺寸為，顯然，孔底厚度尺寸是合格的。,假?gòu)U品問題,所以，當(dāng)測(cè)量L，若其尺寸在85.285.3或者在84.985范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)再重新測(cè)量套長(zhǎng)尺寸，看其實(shí)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85.285.3和84.985范圍內(nèi)時(shí)，零件不一定是廢品，所以，把85.285.3和84.985這兩個(gè)區(qū)域稱為假?gòu)U品區(qū)。,一套筒零件，其軸向設(shè)計(jì)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(shí)，以A面作為定位基準(zhǔn)，問：加工缺口的工序尺寸及偏差為多少時(shí)，才能保證設(shè)計(jì)尺寸？,15
33、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(jì)算,D,C,A,B,工序尺寸與加工余量計(jì)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(shí)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(jì)尺寸,有關(guān)的尺寸鏈,D,C,A,B,磨削工
34、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?gòu)U品問題,套長(zhǎng)合格的尺寸范圍為99.9100底厚合格的尺寸范圍為14.715,合格品區(qū),85.0,85.2,0.2,6-4工藝過程經(jīng)濟(jì)分析,在制訂零件工藝規(guī)程時(shí)，既應(yīng)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又要注意其經(jīng)濟(jì)性，采取措施提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低產(chǎn)品成本。,一、時(shí)間定額時(shí)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(shí)間。時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)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(shí)間定額由以下幾部分組成：,（1）基本時(shí)間Tb指直接用于改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相互位置以及表面狀態(tài)或
35、性質(zhì)等的工藝過程所消耗的時(shí)間。對(duì)切削加工而言，基本時(shí)間就是切除余量所花費(fèi)的機(jī)動(dòng)時(shí)間（包括刀具的切入、切出時(shí)間）。,（2）輔助時(shí)間Ta指為實(shí)現(xiàn)工藝過程而必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。如裝/卸工件、開/停機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量工件及進(jìn)/退刀等?；緯r(shí)間與輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。（3）布置工作地時(shí)間Ts指為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑）所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%7%估算。,（4）休息和生理需要時(shí)間Tr指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%估算。,1.單件時(shí)間Tp,工藝過程經(jīng)濟(jì)分析,（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Tz指工人
36、生產(chǎn)一批工件進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間。,2.單件時(shí)間定額Tpc,設(shè)一批工件數(shù)為N，則：則該批工件的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間分?jǐn)偟矫考臅r(shí)間為。故Tpc可計(jì)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(jī)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(shí)際上是研究如何減少工時(shí)定額。,1.縮短基本時(shí)間,（1）提高切削用量,（2）采用復(fù)合工步,新型刀具材料,多刀單件加工、單刀多件加工、多刀多件加工。,2.減少輔助時(shí)間,（2）提高機(jī)床自動(dòng)化水平,考慮重點(diǎn)：減少對(duì)刀和換刀時(shí)間。,（1）采用先進(jìn)夾具和自
37、動(dòng)上、下料機(jī)構(gòu),（3）輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊,3.減少布置工作地時(shí)間,（1）對(duì)刀對(duì)刀塊、樣件、樣板、微調(diào)機(jī)構(gòu)、對(duì)刀儀等。,（2）換刀研制新型刀具，提高使用壽命。,4.減少準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間,采用成組工藝及成組夾具。,（1）成組技術(shù)（GT）,研究如何識(shí)別和發(fā)掘生產(chǎn)活動(dòng)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(duì)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，并按組制定加工工藝進(jìn)行生產(chǎn)制造，這種方法，即為成組工藝。,（1）按編碼系統(tǒng)對(duì)零件編碼（2）劃分加工組（3）確定復(fù)合零件及工藝路線（4）編制工藝文件（5）設(shè)計(jì)
38、、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(duì)刀導(dǎo)引,（4）夾具體等,鉆套,工件,夾具的組成,夾緊機(jī)構(gòu),對(duì)刀導(dǎo)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(jī)構(gòu),對(duì)刀導(dǎo)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(jì)分析制訂某一的機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，在同樣能滿足被加工零件各項(xiàng)技術(shù)要求也同樣滿足產(chǎn)品交貨期的條件下，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)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(jì)效果。為了
39、選取在給定生產(chǎn)條件下最為經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案，必須對(duì)各種不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。,所謂經(jīng)濟(jì)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(jì)的加工方案。生產(chǎn)一件產(chǎn)品或一個(gè)零件所需一切費(fèi)用的總和稱為生產(chǎn)成本。生產(chǎn)成本包括兩部分費(fèi)用：一部分費(fèi)用與工藝過程直接有關(guān)，另一部分費(fèi)用與工藝過程間接有關(guān)（例如行政人員工資、廠房折舊費(fèi)、照明費(fèi)、采暖費(fèi)等）。,1.工藝成本與工藝過程直接有關(guān)的費(fèi)用稱為工藝成本。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(fèi)用V（元/年）與年產(chǎn)量有關(guān)且與之成比例的費(fèi)用。它包括毛坯的材料和制造費(fèi)、機(jī)床操作工人的工資、通用機(jī)床和工藝裝備的折舊費(fèi)和維修費(fèi)
40、、機(jī)床電費(fèi)和刀具費(fèi)用等。（2）不變費(fèi)用C（元）與年產(chǎn)量的變化沒有直接關(guān)系的費(fèi)用。它包括機(jī)床調(diào)整工人的工資、專用機(jī)床和工藝裝備的折舊費(fèi)和維修費(fèi)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(duì)不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，一般可分下列兩種情況：（1）當(dāng)需評(píng)比的工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備或基本投資相近時(shí)，可用工藝成本評(píng)比各方案經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣。,（2）當(dāng)對(duì)比的工藝方案的基本投資額相差較大時(shí)，則在考慮工藝成本的同時(shí)，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(fèi)的投資由工藝成本的降低所需的收回時(shí)間，用表示。,練習(xí),P214412413414416,補(bǔ)充：什么是成組技術(shù)？什么是成組工藝？,
機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(機(jī)制工藝).ppt
