第四章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

1、第一講教學(xué)目的整體掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用和制訂步驟教材分析重點(diǎn)：機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用難點(diǎn)：零部件的工藝性和機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂步驟課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容： 第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)§4.1概述 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。一、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 1、工藝規(guī)程是生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作、質(zhì)量檢查的依據(jù)； 2、工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備（包括技術(shù)準(zhǔn)備）工作的基礎(chǔ) 1）技術(shù)關(guān)鍵分析與研究 2）專用工裝設(shè)計(jì)和制造或采購(gòu) 3）原材料及毛坯的供應(yīng) 4）設(shè)備改造或新設(shè)備的購(gòu)置或定做 3、工藝規(guī)程是設(shè)計(jì)新建和擴(kuò)建車間（工廠）的基礎(chǔ)

2、1）確定生產(chǎn)需要的機(jī)床種類和數(shù)量 2）確定機(jī)床布置和動(dòng)力配置 3）確定車間面積 4）確定工人的工種和數(shù)量二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的格式 機(jī)械加工的工藝過(guò)程卡片機(jī)械加工工序卡片三、機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則、步驟和內(nèi)容 （一）機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則 1必須可靠地保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。 2在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量，一般要求工藝成本最低。 3充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢，多辦事。4盡量減輕上人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全，創(chuàng)造良好、文明的勞動(dòng)條件。 （二）設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和內(nèi)容 1閱讀裝配圖和零件圖 了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用。 2工藝審查 審查

3、圖紙上的尺寸、視圖和技求要求是否完整、正確、統(tǒng)一，找出主要的技術(shù)要求和分析關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題；審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 零件的結(jié)構(gòu)工藝性：是指在滿足使用要求的前提下制造該零件的可行性和經(jīng)濟(jì)性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下既能方便制造，又有較低的制造成本。 零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例： 3. 熟悉或確定毛坯 確定毛坯的主要依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用和生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件本身的結(jié)構(gòu)。 毛坯的種類：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件等 4擬訂機(jī)械加工工藝路線 1）定位基準(zhǔn)的選擇 2）加工方法的確定 3）加工順序的安排 4）熱處理、檢驗(yàn)及其他工序的安排 5確定滿足各工

4、序要求的工藝裝備（機(jī)床、刀具、夾具、量具）對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備應(yīng)提出具體的設(shè)計(jì)任務(wù)書。 6確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 7確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸和公差 8確定切削用量 9確定時(shí)間定額 10填寫工藝文件 節(jié)小結(jié)整體介紹機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用和制訂步驟；掌握零部件的工藝性分析方法和機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂步驟。第一講教學(xué)目的學(xué)習(xí)掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂的主要步驟及其主要內(nèi)容教材分析重點(diǎn)：各主要步驟的作用、目標(biāo)和方法難點(diǎn)：定位基準(zhǔn)的選擇，加工方法的選擇，加工順序的安排課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容： 第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)§4.2工藝路線的制定一定

5、位基準(zhǔn)的選擇 （一）粗基準(zhǔn)的選擇 1粗基準(zhǔn) 未經(jīng)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。機(jī)械加工工藝規(guī)程中第一道加工工序所采用的定位基準(zhǔn)都是粗基準(zhǔn)。 2選擇原則 1）保證相互位置精度要求的原則 如要保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，應(yīng)以不加工面為粗基準(zhǔn)。如圖所示。 2）保證加工表面加工余量合理分配的原則 如要首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面的毛坯面為粗基準(zhǔn)。 3）便于工件裝夾的原則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，必須考慮定位準(zhǔn)確，夾緊可靠以及夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等。這樣要求選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔和足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊，澆鑄澆口，或其他缺陷。 4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則 若能

6、采用精基準(zhǔn)定位，同一方向上的粗基準(zhǔn)一般不應(yīng)被重復(fù)的使用。 （二）精基準(zhǔn)的選擇 1精基準(zhǔn) 以機(jī)械加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)。 2出發(fā)點(diǎn) 保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 3選擇原則 （1）基準(zhǔn)重合原則 盡可能的選擇被加工表面的設(shè)計(jì)（工序）基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。 （2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 工件以某一精基準(zhǔn)定位，可以比較方便的加工大多數(shù)或所有其他表面，則應(yīng)盡可能的把這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后工序均以它為精基準(zhǔn)加工其他表面。 在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 3

7、）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 4）套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處： 1）有利于保證各加工表面之間的位置精度； 2）可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來(lái)基準(zhǔn)不重合問(wèn)題。此時(shí)，需針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。 （3）互為基準(zhǔn)原則 a、b兩個(gè)表面有較為嚴(yán)格的位置精度要求時(shí)，以 a為定位基準(zhǔn)加工b，再以b 為定位基準(zhǔn)加工 a，如此反復(fù)進(jìn)行。 （4）自為基準(zhǔn)原則 對(duì)于以降低表面粗糙度值、減小加工余量或保證余量均勻?yàn)槟康牡墓ば?，常以加工表面自身為基?zhǔn)進(jìn)行加工。 （5）便于裝夾原則所選擇的精

8、基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。 需分別舉例說(shuō)明。二加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇 （一）加工經(jīng)濟(jì)精度 指在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度。各種加工方法所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度，都是在一定的范圍內(nèi)的。任何一種加工方法只要精心操作、細(xì)心調(diào)整、選擇合適的切削用量，加工精度就可以提高、表面粗糙度就可以減小，但所耗費(fèi)的時(shí)間與成本也會(huì)愈大。隨技術(shù)進(jìn)步，加工經(jīng)濟(jì)精度會(huì)逐步提高。 （二）加工方法的選擇 1根據(jù)每個(gè)加工表面的精度要求（尺寸、形狀、位置精度及表面粗糙度），

9、對(duì)照各種加工方法能達(dá)到的精度及粗糙度，選擇最合理的加工方法。 例：加工一直經(jīng)35H7、 Ra0.8的孔有多種方案 a.鉆孔擴(kuò)孔鉸 b.鉆孔拉 c.鉆孔粗鏜半粗鏜精鏜 應(yīng)根據(jù)工件加工表面特點(diǎn)和產(chǎn)量選擇采用。 各種加工方法能達(dá)到的要求參考P31-35.表1-13.1-14.1-15.1-16 2考慮加工材料的性質(zhì) 如淬火鋼專用磨削，有色金屬常用金剛鏜或者高速精密車削。 3考慮生產(chǎn)類型 即生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。在大批大量生產(chǎn)中可用專用高效設(shè)備，如平面和孔可采用拉削加工代替銑、刨、鏜。 4考慮本廠（本車間）的現(xiàn)有設(shè)備及技術(shù)要求，能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度。三典型表面的加工路線 1、外圓表面的加工路線 1）粗車

10、半精車精車： 應(yīng)用最廣，滿足ITIT7，Ra 0.8外圓可以加工。 2）粗車半精車粗磨精磨： 用于有淬火要求ITIT6，Ra 0.16 的黑色金屬。 3）粗車半精車精車金剛石車： 用于有色金屬、不宜采用磨削加工的外用表面。 4）粗車半精車粗磨精磨研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨、或拋光在2）的基礎(chǔ)上進(jìn)一步精加工，目的為了減少粗糙度，提高尺寸、形狀和位置精度。 2、孔的加工路線 1）鉆粗拉精拉： 用于大批大量生產(chǎn)盤套類零件的內(nèi)孔，單鍵孔和花鍵孔加工，加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。 2）鉆擴(kuò)鉸手鉸： 用于中小孔加工，擴(kuò)孔前糾正位置精度，鉸孔保證尺寸、形狀精度和表面粗糙度。 3）鉆或粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)鏜或

11、金剛鏜：應(yīng)用：（1）單件小批量生產(chǎn)中箱體孔隙加工。 （2）位置精度要求很高的孔系加工。 （3）直徑比較大得孔80mm以上，毛坯上已有鑄孔或鍛孔。 （4）有色金屬由金剛鏜來(lái)保證其尺寸、形狀和位置精度以及表面粗糙度的要求。 4）鉆（粗鏜）粗磨半精磨精磨研磨或衍磨 應(yīng)用：淬硬零件加工或精度要求高的孔加工。 說(shuō)明：（1）孔最終加工精度很大程度上取決于操作者的水平。 （2）特小孔加工采用特種加工方法。 3平面的加工路線 1）粗銑半精銑精銑高速銑 平面加工中常用，視被加工面精度和表面粗糙度技術(shù)要求，靈活安排工序。 2）粗刨半精刨精刨寬刀精刨、刮研或研磨 應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)率低，常用于窄長(zhǎng)面的加工，最終工序安排

12、也視加工表面的技術(shù)要求而定。 3）銑（刨）半精銑（刨）粗磨精磨研磨、精密磨、砂帶磨、拋光 加工表面淬火，最終工序視加工表面的技術(shù)要求而定。 4）拉精拉 大批量生產(chǎn)有溝槽或臺(tái)階表面。 5）車半精車精車金剛石車 有色金屬零件的平面加工。四工序順序的安排 （一）工序順序的安排原則 1先加工基準(zhǔn)面再加工其他表面（先基面后其他） 含義：1）工藝路線開(kāi)始安排的加工面應(yīng)是選作定位基準(zhǔn)的精基準(zhǔn)面，然后再以精基準(zhǔn)定位加工其他表面； 2）為保證一定的定位精度，當(dāng)加工面的精度要求高時(shí)，精加工前一般應(yīng)先精修一下精基準(zhǔn)。 2加工平面后加工孔（先面后孔） 含義：1）零件有較大平面可作為定位基準(zhǔn)時(shí)，先加工定位面，以面定位加

13、工孔。 2）毛坯面上鉆孔鉆夾易偏，若該平面需要加工則在鉆孔前加工。3加工主要表面，后加工次要的表面（先主后次）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面、主要工作面等稱為主要表面，螺紋、鍵槽等稱為次要表面。 4安排粗加工工序，后安排精加工工序（先粗后精） （二）熱處理工序及表面處理工序 1為改善切削性而進(jìn)行的熱處理工序（退火、正火、調(diào)質(zhì)）（預(yù)備熱處理）用于切削加工前。 2為了消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理（人工時(shí)效、退火、正火）安排用于粗加工之后。 3為改善材料力學(xué)物理性質(zhì)，半精加工后精加工前安排淬火。淬火回火滲碳淬火等熱處理工序。 4精密零件在淬火后安排冷處理以穩(wěn)定零件尺寸。 5提高零件表面耐磨性或耐腐蝕性而安排的熱處理工序，以

14、及以裝飾為目的而安排的熱處理工序（鍍鉻、陽(yáng)極氧化、鍍鋅、發(fā)藍(lán)）一般放在工藝過(guò)程最后。 （三）其他工序的安排 1檢驗(yàn)工序： 1）零件加工完畢之后 2）從一車間轉(zhuǎn)到另一車間前后 3）關(guān)鍵工序的前后 2一般尺寸檢驗(yàn)、X射線、檢查、超聲波探傷等用于工件內(nèi)部的質(zhì)量檢查，一般安排在工藝過(guò)程的開(kāi)始。 磁力探傷、熒光檢驗(yàn)用于工件表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，在精加工前后進(jìn)行。 密封性檢驗(yàn)、零件平衡、零件的重量檢驗(yàn)、在工藝過(guò)程最后進(jìn)行。 3去毛刺處理在切削加工后，裝配工件前安排情況 4、清洗工件一般安排在進(jìn)入裝配之前五工序的集中與分散 1、工序集中 使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少稱為工序集中。 優(yōu)

15、點(diǎn)：1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度； 2）有利于采用高效機(jī)床，可節(jié)省工件裝夾時(shí)間，減少工件搬運(yùn)次數(shù)； 3）可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。 2、工序分散 使每個(gè)工序的工步內(nèi)容相對(duì)較少，從而使總的工序數(shù)目較多稱為工序分散。 工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對(duì)簡(jiǎn)單，調(diào)整、對(duì)刀比較容易，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求不高。 3、工序集中與工序分散的應(yīng)用 傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況）。 多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式。 由于市場(chǎng)需求的多變性，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的柔性要求越來(lái)越高，工序集中將越來(lái)越成為生產(chǎn)的主流方式。六加

16、工階段劃分的原因 （一）劃分加工階段的原因 1粗加工時(shí)，切削余量大、切削熱量大、工藝系統(tǒng)受力變形及內(nèi)應(yīng)力變形存在而無(wú)法消除。要在后續(xù)階段逐步減少切削用量，逐步修正工件誤差，階段之間時(shí)間間隔用于自然時(shí)效，有利于工件消除內(nèi)應(yīng)力和部分變形。 2后續(xù)工序易把以加工好的加工面劃傷。 3有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷。 4有利于合理使用設(shè)備。粗加工采用普通機(jī)床，精加工采用精密機(jī)床。 5有利于合理使用技術(shù)工人。 （二）劃分加工階段 1粗加工階段： 目的是去除加工面的大部分余量；追求高生產(chǎn)率。 2半精加工階段： 目的是減少粗加工留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度，為精加工做準(zhǔn)備。 3精加工階段： 應(yīng)保證工件的尺寸、

17、形狀和位置精度達(dá)到或基本達(dá)到圖紙規(guī)定的精度要求及表面粗糙度要求。 4精密、超精密或光整加工階段： 對(duì)精度要求很高的工件，在工藝過(guò)程的最后安排珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金剛車、金剛鏜或其它特種方法加工，以達(dá)到最終的精度要求。高精度工件的中間熱處理工序，自然把加工工藝過(guò)程分為幾個(gè)加工階段。節(jié)小結(jié)講解機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂中定位基準(zhǔn)的選擇、加工方法的選擇、加工順序的安排等主要步驟的作用、目標(biāo)、原則和方法。各原則和方法需在實(shí)際生產(chǎn)中體會(huì)并靈活應(yīng)用。第一講教學(xué)目的掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程的加工余量、工序間尺寸及公差的概念和基準(zhǔn)重合情況下的加工余量、工序間尺寸及公差確定方法教材分析重點(diǎn)：機(jī)械加工工藝規(guī)程的加

18、工余量、工序間尺寸及公差確定方法難點(diǎn)：各加工余量、工序間尺寸及公差的概念課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容： 第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)§4.3加工余量、工序間尺寸及公差的確定一加工余量的概念 余量大會(huì)增大機(jī)加工勞動(dòng)量，降低生產(chǎn)率，增加材料、工具、能源消耗、提高成本，余量小又不能消除前道工序留下的誤差及其表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此必須合理確定加工余量。 1、加工總余量（毛坯余量）與工序余量 加工總余量：毛坯尺寸與余零件設(shè)計(jì)尺寸之差，其大小取決于加工過(guò)程中每個(gè)工序切除金屬層厚度的總和。 工序余量：每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。 加工總余量和工序余量之間的關(guān)系用下式表示：

19、 Z0=Z1+Z2+Z3+Zn= 單邊余量：零件非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的非對(duì)稱表面，其加工余量一般為單邊余量。如平面、端面、 槽深余量，為實(shí)際切除金屬層厚度。 雙邊余量：零件對(duì)稱結(jié)構(gòu)的對(duì)稱表面，其加工余量一般為雙邊余量。 如：內(nèi)外圓柱面和回轉(zhuǎn)體表面。 余量公差：工序尺寸有公差，所以加工余量也必然在某一公差范圍內(nèi)變化，其公差大小等于本道工序尺寸公差與上道工序尺寸公差之和。 TZ=Zmax-Zmin=Tb+Ta TZ工序余量公差 Zmax工序最大余量 Zmin工序最小余量 Tb本道工序的工序尺寸公差 Ta上道工序的工序尺寸公差 一般情況下，工序尺寸按“入體原則”標(biāo)注。這樣表示，是為了使工件以公稱基本尺寸為目標(biāo)

20、尺寸加工時(shí)，仍有可切除量，避免過(guò)切產(chǎn)生廢品。 毛坯尺寸則按雙向?qū)ΨQ偏差的形式標(biāo)注。二工序余量的影響因素 第一道粗加工工序余量與毛坯制造精度有關(guān)。毛坯制造精度高則第一道粗加工序加工工序余量小，毛坯制造精度低則第一道粗加工工序的加工余量就大。其它工序的工序余量的影響因素有以下幾個(gè)方面： 1上工序的尺寸公差Ta： 本工序應(yīng)切除上道工序尺寸公差中包含的各種可能產(chǎn)生的誤差。 2上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度Ry和表面缺陷層深度Ha： 3上工序留下的需單獨(dú)考慮的空間誤差a： 這些誤差可能是上工序加工方法帶來(lái)的，也可能是熱處理后產(chǎn)生的，也可能是毛坯帶來(lái)的。 4本工序的裝夾誤差b： 定位誤差和夾緊誤差。此項(xiàng)誤差直接

21、影響被加工表面和切削刀具的相對(duì)位置，所以加工余量中應(yīng)該包括此項(xiàng)誤差。 5余量計(jì)算公式 單邊： 雙邊： 三加工余量的確定 1計(jì)算法： 用于在影響因素清楚的情況下采用，且不能離開(kāi)具體的加工方法和條件，要具體情況具體分析。 2查表法： 以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)合實(shí)際情況加以修正，確定加工余量。此法方便、迅速、應(yīng)用廣泛。 3經(jīng)驗(yàn)法： 有一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定加工余量的大小。四工序尺寸公差的確定 （一）基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸與公差的確定 1確定各加工工序的加工余量 2從最后工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，得各工序基本

22、尺寸（包括毛坯尺寸）。 3除最后工序，其余工序按各自所采用加工方法的加工精度確定工序尺寸公差。 4按入體原則標(biāo)注工序尺寸 舉例：節(jié)小結(jié)講解機(jī)械加工工藝規(guī)程的加工余量、工序間尺寸及公差的概念和基準(zhǔn)重合情況下的加工余量、工序間尺寸及公差的確定方法。第一講教學(xué)目的學(xué)習(xí)尺寸鏈的基本原理，將基本原理應(yīng)用于計(jì)算工藝尺寸。掌握處理機(jī)械加工過(guò)程中各種尺寸的關(guān)系的方法，達(dá)到保證加工精度的目的。教材分析重點(diǎn)：應(yīng)用尺寸鏈基本原理處理機(jī)械加工過(guò)程中各種尺寸的關(guān)系難點(diǎn)：機(jī)械加工過(guò)程中各種尺寸關(guān)系課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容： 第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)§4.4工藝尺寸鏈一工藝尺寸鏈的概念 由單個(gè)零件

23、在工藝過(guò)程中形成的有關(guān)尺寸的尺寸聯(lián)系稱為尺寸鏈。按結(jié)構(gòu)分有直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈等多種形式。本課程以直線尺寸鏈為例介紹尺寸鏈組成及其應(yīng)用。 1、尺寸鏈的組成 環(huán)：組成尺寸鏈的每個(gè)尺寸。 封閉環(huán)：在加工過(guò)程中間接得到的尺寸。 組成環(huán)：在加工過(guò)程中直接得到的尺寸。按作用分為增、減環(huán)。 1）增環(huán)：其余各組成環(huán)不變，此環(huán)增大使封閉環(huán)增大者。 2）減環(huán)：其余各組成環(huán)不變，此環(huán)增大使封閉環(huán)減少者。 具體判斷：給封閉環(huán)任選一個(gè)方向，沿此方向轉(zhuǎn)一圈，在每個(gè)環(huán)上加方向，與封閉環(huán)方向相同者為減環(huán)，相反者為增環(huán)。 2、特點(diǎn)： 1）尺寸鏈必須封閉； 2）尺寸鏈只有一個(gè)封閉環(huán)； 3）封閉環(huán)的精度低于組成環(huán)精

24、度； 4）封閉環(huán)隨組成環(huán)變動(dòng)而變動(dòng)。 3、作法： 1）找出封閉環(huán) 2）從封閉環(huán)起，按工件表面上關(guān)系依次畫出組成環(huán)，直到尺寸回到封閉環(huán)起，形成一個(gè)封閉圖形，組成尺寸鏈的組成環(huán)環(huán)數(shù)應(yīng)是最少的。 3）首尾相接原則，確定增環(huán)、減環(huán)。二尺寸鏈基本計(jì)算 直線尺寸鏈：全部組成環(huán)平行封閉環(huán)的尺寸鏈。常用方法是極值法和概率法計(jì)算，一般概率法在裝配尺寸鏈中應(yīng)用?；居?jì)算公式有6個(gè)： 1封閉環(huán)的基本尺寸=各組成環(huán)的基本尺寸的代數(shù)和。 2封閉環(huán)的最大極限尺寸=所有增環(huán)的最大極限尺寸所有減環(huán)的最小極限尺寸 3封閉環(huán)最小極限尺寸=所有增環(huán)的最小極限尺寸所有減環(huán)的最大極限尺寸 4封閉環(huán)的上偏差=所有增環(huán)的上偏差之和所有減環(huán)

25、的下偏差之和 5封閉環(huán)的下偏差=所有增環(huán)的下偏差之和所有減環(huán)的上偏差之和 6封閉環(huán)的公差=封閉環(huán)的最大極限尺寸封閉環(huán)的最小極限尺寸 =封閉環(huán)的上偏差封閉環(huán)的下偏差 =增環(huán)的公差之和+減環(huán)的公差之和 =所有組成環(huán)的公差之和 豎式計(jì)算法： 1增環(huán)公稱尺寸，上下偏差照抄； 2減環(huán)公稱尺寸變號(hào)，上下偏差對(duì)調(diào)、變號(hào)； 3取其代數(shù)和，得封閉環(huán)的公稱尺寸，上下偏差。 公差重新分配問(wèn)題： （1）當(dāng)組成環(huán)公差之和封閉環(huán)公差，求解一個(gè)組成環(huán)時(shí)，可能出現(xiàn)零公差或負(fù)公差。機(jī)械制造中，0公差或負(fù)公差不可能制造即不能出現(xiàn)。應(yīng)縮減其余組成環(huán)的公差解決問(wèn)題。 （2）通常設(shè)計(jì)時(shí)，由給定的封閉環(huán)的公差決定各組成環(huán)的公差。兩種方法

26、： 、等公差法： 取各組成環(huán)的公差值相等。然后根據(jù)各環(huán)的加工難易程度適當(dāng)調(diào)整。 、等精度法： 按各組成環(huán)精度相等的原則求其組成環(huán)公差，可使尺寸大的公差大，尺寸小的組成環(huán)公差小。避免等公差法缺點(diǎn)，但也是調(diào)整個(gè)別公差。 、經(jīng)驗(yàn)確定法：組成環(huán)公差按工藝特點(diǎn)，根據(jù)具體情況而選。無(wú)論哪種方法均需保證：三直線尺寸鏈在工藝過(guò)程中應(yīng)用 （一）工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸計(jì)算 1測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 例：下圖所示的車床主軸箱，兩孔、中心距127±0.07mm不便測(cè)量，只能用游標(biāo)卡尺直接測(cè)量?jī)煽變?nèi)側(cè)或外側(cè)母線之間的距離來(lái)間接保證中心距之間的尺寸要求。 現(xiàn)采用測(cè)量?jī)煽變?nèi)側(cè)母線的方法決定，求該測(cè)量

27、尺寸應(yīng)為多少，才能滿足孔心距的要求。 求解： 1）建立尺寸鏈，如圖b所示 2）判斷增環(huán)和減環(huán)，其中L0為封閉環(huán)。L1、L2、L3為增環(huán) 3）計(jì)算127=40+L2+32.5 0.07=0.002+ES2+0.015 -0.07=-0.009+EI2+0 得 只要實(shí)測(cè)結(jié)果在L2的公差范圍內(nèi)，就一定能保證、中心線的設(shè)計(jì)要求。 假?gòu)U品問(wèn)題： 直線尺寸鏈極值算法是極限情況下的各尺寸之間的尺寸聯(lián)系。從保證封閉環(huán)的尺寸要求看，是保守算法。計(jì)算結(jié)果可靠，但可能出現(xiàn)誤判，出現(xiàn)假?gòu)U品。 上例中若兩孔的直徑尺寸都取上限，即L1=40.002，L3=32.515時(shí)，L2做成L2 =54.5-0.087 時(shí)，則L1+

28、L2+L3=126.93為中心距設(shè)計(jì)尺寸的下限尺寸，工件合格。 應(yīng)用：為避免假?gòu)U品的產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)實(shí)例尺寸超差時(shí)，應(yīng)實(shí)測(cè)其他組成環(huán)的實(shí)際尺寸，然后在尺寸鏈中重新計(jì)算封閉環(huán)的實(shí)際尺寸。 原因：測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，組成環(huán)環(huán)數(shù)愈多，公差范圍愈大，出現(xiàn)假?gòu)U品的可能性越大。因此應(yīng)盡量使測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 2定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合 例1：如下圖所示某零件高度方向的設(shè)計(jì)尺寸12-0.070，生產(chǎn)中用調(diào)整法加工A,B,C面，前面工序A、B面已加工好，本工序以A面定位基準(zhǔn)加工C面，問(wèn)本工序調(diào)整尺寸應(yīng)是多少？ 解題：C面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（工序基準(zhǔn)）為B面，定位基準(zhǔn)為A面。 1）畫尺寸鏈：如圖b所示。 2）確定

29、封閉環(huán)，增環(huán)和減環(huán)： 本尺寸鏈中調(diào)整法加工能直接保證尺寸為L(zhǎng)2，L0間接保證。則L0封閉環(huán)，L1增環(huán)，L2減環(huán) 3）計(jì)算： L1是未注公差，為保證L0的計(jì)算，必須把L0公差分配給L1和L2。 采用等公差法分配： 按入體原則標(biāo)注L1公差為 計(jì)算L2的基本尺寸和偏差為（公式計(jì)算和豎式計(jì)算）. （二）一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求的工藝尺寸計(jì)算（工序間尺寸及尺寸鏈 ） 工序間尺寸鏈： 機(jī)械加工過(guò)程中，零件尺寸的獲得由一個(gè)先后的順序，就某一尺寸而言，它是在加工過(guò)程中通過(guò)若干個(gè)工序，逐步切除余量而最后達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的。工序尺寸及其公差是根據(jù)設(shè)計(jì)要求考慮到加工中心的基準(zhǔn)，工序間的余量以及工序的經(jīng)濟(jì)精度等條

30、件，對(duì)各工序提出的尺寸要求。工序間尺寸鏈?zhǔn)橇慵庸ず笞罱K尺寸及其公差和有關(guān)的工序尺寸和工序公差，以及工序間的余量有關(guān)尺寸聯(lián)系構(gòu)成一種工藝尺寸鏈。 例1：一個(gè)帶有鍵槽的內(nèi)孔，設(shè)計(jì)尺寸如圖a)所示，該內(nèi)孔由淬火處理要求，因此有以下加工工藝安排： 1鏜內(nèi)孔至49.8+0.046mm 2插鍵槽 3淬火處理 4磨內(nèi)孔，保證內(nèi)孔直徑50+0.030mm和鍵槽深度53.8+0.30mm兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的要求 求淬火前插鍵槽的深度L2 分析： 插鍵槽工序采用已鏜孔的下切線為基準(zhǔn)，用試切法保證插鍵槽深度，此深度尺寸應(yīng)是上一工序直接保證的尺寸，磨孔工序應(yīng)保證磨削余量均勻，定位基準(zhǔn)為孔的中心孔。因此50+0.030mm

31、定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，鍵槽深度53.8+0.30定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，因此磨孔可直接保證50+0.030mm，而53.8+0.30則間接保證。 解算：. 說(shuō)明：1) 本例把上工序鏜孔和本工序磨孔的定位基準(zhǔn)看作是同一中心線是近似要求，因?yàn)槟タ缀顽M孔是連兩次裝夾下完成，存在同軸度誤差，若同軸度誤差不是很小，則應(yīng)將同軸度也作為一個(gè)組成環(huán)畫在尺寸鏈中。 2）按設(shè)計(jì)要求鍵槽深度公差范圍為00.30mm。但插鍵槽工序卻只允許按計(jì)算出的尺寸公差進(jìn)行，而計(jì)算值小于原鍵槽深度公差要求，即增加了加工難度。原因是工藝基礎(chǔ)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合。因此在考慮工藝安排時(shí)，應(yīng)盡量使工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。 （三）表面淬火，

32、滲碳層表面及鍍層，涂層厚度工藝尺寸鏈。 1表面淬火、滲碳： 對(duì)那些要求淬火或滲碳處理，加工精度要求又比較高的表面，常在淬火或滲碳處理之后安排磨削加工，為保證磨后有一定厚度的淬火或滲碳層，需要進(jìn)行有關(guān)的工藝尺寸計(jì)算。 例：一軸類零件，外圓柱P表面要求滲碳處理，t=0.50.8mm，工藝安排如下： 1精車P，保證 2滲碳，控制滲碳層的深度 3精磨P，保證尺寸 ，同時(shí)保證滲碳層的深度0.50.8mm。 問(wèn)滲碳層的深度及其公差應(yīng)為多少？ 2電鍍 有些零件要求表面涂（鍍）一層耐磨或裝飾材料，完成后不再加工但有一定精度要求。這時(shí)鍍層厚度只通過(guò)控制電鍍時(shí)間直接保證。 例：如下圖所示，軸套類零件外表面需要鍍鉻

33、，規(guī)定t=0.0250.04mm，鍍層不加工，外圓尺寸 ，求電鍍前磨削工序的工序尺寸。 （四）余量校核 工藝過(guò)程中，加工余量過(guò)大會(huì)影響生產(chǎn)率，浪費(fèi)材料，并且對(duì)精加工工序還會(huì)影響加工質(zhì)量，但是加工余量也不能過(guò)小，過(guò)小可能造成零件表面局部加工不到產(chǎn)生廢品。因此，校核加工余量，對(duì)加工余量進(jìn)行必要的調(diào)整是制定工藝規(guī)程時(shí)不可缺少的工藝工作。 例1：如圖所示零件。其軸向尺寸的30±0.02mm的工藝安排為: 1）精車A面，B處切斷，保證兩端面距離尺寸L1=31±0.1mm 2）以A定位，精車B面，保證兩端面距離尺寸L2=30.4±0.05mm，精車余量為Z2 3）以B定位磨A

34、面，保證兩端距離尺寸L3=30.15±0.02mm，磨削余量為Z3 4）以A定位磨B面。保證兩端距離尺寸L1=30±0.02mm，磨削余量為Z4 對(duì)Z2、Z3、Z4進(jìn)行余量校核，畫包含余量的加工尺寸聯(lián)系圖（圖b），列包含余量的工藝尺寸鏈，如上圖（圖C）所示，在尺寸鏈中，加工中余量由加工前后的實(shí)際尺寸間接求得，為封閉環(huán)。四工序尺寸與加工余量計(jì)算圖表法工藝尺寸圖表追蹤法 當(dāng)零件在同一方向上加工尺寸較多，并需多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)時(shí)，建立工藝尺寸鏈，進(jìn)行余量校核都會(huì)遇到，并且易出錯(cuò)。圖表法能準(zhǔn)確查找全部工藝尺寸鏈，并且能把一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程用箭頭直觀的在表內(nèi)表示出來(lái)。列出有關(guān)計(jì)算結(jié)果清

35、晰、明了，信息量大。 （一）尺寸追蹤法（圖表追蹤法）： 就是將零件的加工過(guò)程建立工序尺寸之間的聯(lián)系并用符號(hào)形象來(lái)描繪各個(gè)尺寸發(fā)生變化的情況，將其全部反映在一種圖表上，利用這張圖表來(lái)解決所要解決的問(wèn)題。 （二）圖表繪制的方法 1在圖表上方繪制加工工件的輪廓簡(jiǎn)圖，并用雙點(diǎn)劃線畫出毛坯輪廓。 2從零件的各軸向端面用細(xì)實(shí)線向下列出各尺寸界線，圖紙上，不要求按嚴(yán)格的比例，但應(yīng)求各軸向尺寸界面過(guò)于擁擠，以便能清晰的表示各端面的加工尺寸。 3填寫工序過(guò)程，在表左側(cè)，按加工過(guò)程從上到下，嚴(yán)格排出加工順序，在表的右邊列出需要計(jì)算的項(xiàng)目。 4按過(guò)程先后順序，逐個(gè)地將毛坯尺寸，各工序加工尺寸及圖紙要求填入表格。 5

36、標(biāo)注時(shí)所用的符號(hào)： 定位基面 所制端面是加工工序的定位基準(zhǔn) 度量基準(zhǔn)： 所指端面是加工工序的度量基面 加工表面： 箭頭指向加工表面 工序尺寸： 終結(jié)尺寸： 表示加工后的終結(jié)尺寸。 余量： 表示加工時(shí)的余量值。 6、正確尺寸標(biāo)注是正確利用圖表法的基礎(chǔ) 1）尺寸標(biāo)注的順序嚴(yán)格的按加工順序標(biāo)注，不得顛倒，通常從毛坯尺寸自上而下標(biāo)注工序加工尺寸直到最后圖紙尺寸。 2）加工尺寸不得遺漏或多余，應(yīng)遵循每切削一個(gè)表面只能標(biāo)注一個(gè)加工尺寸的原則。 （三）工藝尺寸鏈查找 1查找方法： 從終結(jié)尺寸兩端（封閉環(huán)）做直線向上追蹤通過(guò)加工表面，遇到箭頭拐彎，沿水平線逆行，遇到加工基準(zhǔn)面再向上拐。遇到圓點(diǎn)則繼續(xù)向上查找，

37、如此不斷一直同步查找，直到終結(jié)尺寸兩端尺寸界線出發(fā)的跟蹤線相遇，構(gòu)成封閉圖形，這時(shí)已查找完畢。如此涉及的各加工尺寸，就是要查找的尺寸鏈各組成環(huán)。當(dāng)查找影響Z的尺寸鏈，就從Z的兩端線向上追蹤查去。建立尺寸鏈。（余量為封閉環(huán)） 當(dāng)零件在同一尺寸方向上加工尺寸較多，且工序（測(cè)量）基準(zhǔn)需多次轉(zhuǎn)換時(shí)，尺寸鏈建立和計(jì)算比較困難，采用圖表法可較好解決這個(gè)問(wèn)題 例： 節(jié)小結(jié)講解工藝尺寸鏈的基本原理和應(yīng)用。學(xué)習(xí)處理機(jī)械加工過(guò)程中各種尺寸的關(guān)系的方法即工藝尺寸鏈的解算問(wèn)題，達(dá)到保證加工精度的目的。第一講教學(xué)目的分析工序時(shí)間的組成；總結(jié)縮短各部分時(shí)間的措施和方法。達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。教材分析重點(diǎn)：工序時(shí)間的組成

38、；縮短各部分時(shí)間的措施和方法難點(diǎn)：工序時(shí)間的組成課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容： 第四章 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)§4.5時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑一、時(shí)間定額1、時(shí)間定額概念在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。2、時(shí)間定額組成基本時(shí)間t基：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的性質(zhì)，使其成為合格產(chǎn)品或達(dá)到工序要求所需時(shí)間（包括切入、切出時(shí)間）。以外圓車削為例：基本時(shí)間是切去金屬所消耗的機(jī)動(dòng)時(shí)間，可用公式計(jì)算，一般包括切入，切削加工和切出時(shí)間。 t基=其中：L加工長(zhǎng)度 L1切刀長(zhǎng)度 L2切出長(zhǎng)度 f進(jìn)給量 n轉(zhuǎn)速 輔助時(shí)間t輔：為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作時(shí)間，如

39、裝卸工件、啟停機(jī)床、改變切削用量及進(jìn)退刀等。確定方法：（1）大批量生產(chǎn)：先將各輔助工作分解，然后查表確定各動(dòng)作所需消耗的時(shí)間、再累加。（2）中小批量生產(chǎn)中，按基本時(shí)間的百分比估算，并在實(shí)際中保證。操作時(shí)間=基本時(shí)間+輔助時(shí)間 t操作= t基+ t輔布置工作地時(shí)間t布置：為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地所消耗的時(shí)間（包括更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）。t布置= （2%7%）t操作休息和生理需要時(shí)間t休：在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所需時(shí)間，t布置=2% t操作 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間t準(zhǔn)終：工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品和零部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間，包括：熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝

40、夾具、調(diào)整機(jī)床、發(fā)送成品等。若一批工件數(shù)量為n，則每個(gè)零件 n越大t準(zhǔn)終越小。 3、單件時(shí)間與單件工時(shí)定額計(jì)算單件時(shí)間：T單件= t基+t輔+t布置+t休單件工時(shí)定額：T定額= t基+t輔+t布置+t休+ t準(zhǔn)終/n 式中 t基基本時(shí)間 t輔輔助時(shí)間 t布置布置工作地時(shí)間 t休休息和生理需要時(shí)間 t準(zhǔn)終準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 n生產(chǎn)批量二、提高生產(chǎn)效率的工藝途徑1、 縮短基本時(shí)間： 1） 提高切削用量,主要是進(jìn)行新型刀具材料的研制和開(kāi)發(fā)或在刀具的幾何參數(shù)方面深入研究。2）采用復(fù)合工步縮短基本時(shí)間：復(fù)合工步的幾個(gè)加工表面的基本時(shí)間重疊，從而節(jié)約基本時(shí)間。如： a. 采用多刀多刃進(jìn)行加工（如以銑削代替刨削，

41、采用組合刀具等）； b. 采用復(fù)合工步，使多個(gè)表面加工基本時(shí)間重合（如多刀加工，多件加工等）。 2、縮短輔助時(shí)間和輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊 ：1) 減少輔助時(shí)間 采用先進(jìn)夾具或自動(dòng)上、下料裝置減少卸工件時(shí)間；提高機(jī)床操作的機(jī)械化、自動(dòng)化水平、實(shí)現(xiàn)集中控制、自動(dòng)調(diào)整與變速地縮短，開(kāi)、停機(jī)床改變切削用量的時(shí)間。2）使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊采用可換夾具或可換工作臺(tái)，在機(jī)床外裝夾工件，可使裝夾工件地時(shí)間與基本時(shí)間重疊；采用轉(zhuǎn)位夾具或轉(zhuǎn)位工作臺(tái)，可在加工中完成工件的裝卸；采用回轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行連續(xù)加工； 采用在線檢測(cè)的方法來(lái)控制加工過(guò)程中的尺寸，使測(cè)量時(shí)間與基本時(shí)間重疊。3、 縮短布置工作地時(shí)間主要是減少換刀時(shí)間和調(diào)刀時(shí)間；采用自動(dòng)換刀裝置或快速換刀裝置；使用不重磨刀具；采用樣板或?qū)Φ秹K對(duì)刀；采用新型刀具材料以提高刀具耐用度。4、縮短準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間在中小批量生產(chǎn)中采用成組工藝和成組夾具；在數(shù)控加工中，采用離線編程及加工過(guò)程仿真技術(shù) 。 節(jié)小結(jié)分析工序時(shí)間的組成；總結(jié)縮短各部分時(shí)