機(jī)械制造工藝學(xué)課件 第三章工藝規(guī)程的制定 加工余量 工藝尺寸鏈

1、第三節(jié)第三節(jié) 加工余量加工余量 工序尺寸及公差的確定工序尺寸及公差的確定 這是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)這是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)1）圖紙分析（閱讀轉(zhuǎn)配圖、零件圖）圖紙分析（閱讀轉(zhuǎn)配圖、零件圖）2）工藝審查）工藝審查3）確定毛坯）確定毛坯4）確定加工工藝路線）確定加工工藝路線5）確定各主要工序的工藝裝備（機(jī)床、夾具、刀具、量具）確定各主要工序的工藝裝備（機(jī)床、夾具、刀具、量具）6）確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法）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）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）確定切削用量9）確定時(shí)間定額）

2、確定時(shí)間定額10）填寫工藝文件）填寫工藝文件一一 、加工余量基本概念、加工余量基本概念加工余量的定義：在由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面切除的金屬的總厚度，稱為該表面的加工總余量。此外還有 a.工序間加工余量：每一道工序切除的金屬層厚度。b.單邊余量：平面的加工余量，它等于實(shí)際切除金屬層厚度c.雙邊余量：為外圓和孔等旋轉(zhuǎn)或?qū)ΨQ表面，其加工余量指的是直徑上的，即表面實(shí)際切除的金屬層厚度為加工余量的一半。四、復(fù)雜的工序尺寸與公差確定四、復(fù)雜的工序尺寸與公差確定 基準(zhǔn)不重合：工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合基準(zhǔn)不重合：工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合計(jì)算比較復(fù)雜，必須通過工藝尺寸鏈進(jìn)行分計(jì)算比較復(fù)雜，必須通過工

3、藝尺寸鏈進(jìn)行分析計(jì)算析計(jì)算第四節(jié)第四節(jié) 工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈尺寸鏈的定義和組成尺寸鏈的定義和組成一、尺寸鏈一、尺寸鏈尺寸鏈指的是在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由相互聯(lián)系并按一定順序首尾相接的尺寸形成的封閉尺寸組。1.尺寸鏈的分類(1)出現(xiàn)在零件中，稱之為零件尺寸鏈(2)由工藝尺寸組成，稱之為工藝尺寸鏈(3)出現(xiàn)在裝配中，稱之為裝配尺寸鏈2. 尺寸鏈的含義尺寸鏈的含義包含兩個(gè)意思： (1)封閉性：尺寸鏈的各尺寸應(yīng)構(gòu)成封閉形式（并且是按照一定順序首尾相接的。(2)關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈中的任何一個(gè)尺寸變化都將直接影響其它尺寸的變化。 二、尺寸鏈的有關(guān)術(shù)語二、尺寸鏈的有關(guān)術(shù)語 在零件加工或機(jī)器裝配過程中，最后

4、自然形成（即間接獲得或間接保證）的尺寸。1. 尺寸鍵的環(huán)尺寸鍵的環(huán)構(gòu)成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸都稱為“環(huán)”?？煞譃榻M成環(huán) Ai封閉環(huán) A增環(huán)減環(huán) 2. 封閉環(huán)封閉環(huán)1A2A (1) 由于封閉環(huán)是最后形成的，因此在加工或裝配完成前,它是不存在的。 (2) 封閉環(huán)的尺寸自己不能保證，是靠其它相關(guān)尺寸來保證的。 2.1 封閉環(huán)的特點(diǎn)：封閉環(huán)的特點(diǎn)：(1) 體現(xiàn)在尺寸鏈計(jì)算中，若封閉環(huán)判斷錯(cuò)誤，則全部分析計(jì)算之結(jié)論，也必然是錯(cuò)誤的。(2) 封閉尺寸通常是精度較高，而且往往是產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范或零件工藝要求決定的尺寸。 在裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)往往代表裝配中精度要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零

5、件圖中不予標(biāo)注。2.2 封閉環(huán)的重要性封閉環(huán)的重要性:3. 組成環(huán) 一個(gè)尺寸鏈中，除封閉環(huán)以外的其他各環(huán)，都是“組成環(huán)”。按其對(duì)封閉環(huán)的影響可分為增環(huán)和減環(huán)。表示為：Ai 、Li i=1,2,3增環(huán)：在尺寸鏈中，當(dāng)其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)也隨之增大，該組成環(huán)即稱為“增環(huán)”。L1為增環(huán)L1、L4為增環(huán)減環(huán)：在尺寸鏈中，當(dāng)其余組成環(huán)不變的情況下，將某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)卻隨之減小，該組成環(huán)即稱為“減環(huán)”。L2、L3 、 L5為減環(huán)L2、L3 、 L4為減環(huán)三、尺寸鏈的分類三、尺寸鏈的分類1.按不同生產(chǎn)過程來分(1) 工藝尺寸鏈：在零件加工工序中，由有關(guān)工序尺寸、設(shè)計(jì)尺寸或加

6、工余量等所組成的尺寸鏈。(2) 裝配尺寸鏈：在機(jī)器設(shè)計(jì)成裝配中，由機(jī)器或部件內(nèi)若干個(gè)相關(guān)零件構(gòu)成互相有聯(lián)系的封閉尺寸鏈。包含零件尺寸、間隙、形位公差等。(3) 工藝系統(tǒng)尺寸鏈：在零件生產(chǎn)過程中某工序的工藝系統(tǒng)內(nèi)，由工件、刀具、夾具、機(jī)床及加工誤差等有關(guān)尺寸所形成的封閉尺寸鏈。(3) 空間尺寸鏈: 尺寸鏈全部尺寸位干幾個(gè)不平行的平面內(nèi)。LL2L1L3L42按照各構(gòu)成尺寸所處的空間位置，可分為:(1) 直線尺寸鏈：尺寸鏈全部尺寸位于兩根或幾根平行直線上，稱為線性尺寸鏈。(2) 平面尺寸鏈: 尺寸鍵全部尺寸位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)。A1A2A3A4A5A6A7AAA1A2A3A4A5A63按照構(gòu)成尺

7、寸鏈各環(huán)的幾何特征，可分為：(1) 長(zhǎng)度尺寸鏈：所有構(gòu)成尺寸的環(huán)，均為直線長(zhǎng)度量。(2) 角度尺寸鏈：構(gòu)成尺寸鏈的各環(huán)為角度量，或平行度、垂直度等。 AA12A3A四四 尺寸鏈的作法尺寸鏈的作法從本例可以看出，A1，A2本沒有公差要求，但是由于定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就有了公差的限制，增加了加工的難度（2）測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的尺寸換算測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算在生產(chǎn)實(shí)際中是經(jīng)常遇到的。如圖所示：如圖所示： txtst測(cè)量基準(zhǔn)（a） 圖中要加工三個(gè)圓弧槽，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為與50同心圓上的交點(diǎn),若為單件小批生產(chǎn)，通過試切法獲得尺寸時(shí)，顯然在圓弧槽加工后，尺寸就無法測(cè)量，因此，在擬定工藝

8、過程時(shí)，就要考慮選用圓柱表面或選用內(nèi)孔上母線為測(cè)量準(zhǔn)來換算出尺寸。測(cè)量基準(zhǔn)xshh（b）h設(shè)計(jì)基準(zhǔn)解：以50下母線為測(cè)量基準(zhǔn)時(shí)，可畫出如下尺寸鏈： ttsxtR5-0.300050-0.10txtst測(cè)量基準(zhǔn)R5-0.300050-0.10在該尺寸鏈中，外徑是由上道工序加工直接保證的，尺寸t應(yīng)在本測(cè)量工序中直接獲得，均為組成環(huán)；而R5是最后自然形成且滿足零件圖設(shè)計(jì)要求的封閉環(huán)。故該尺寸鏈中，外徑是增環(huán)，t是減環(huán)。求基本尺寸： t505t 45 求t 的上、下偏差 ： tx00 ts1 . 03 . 0 x t0 s t+0.2 2 . 0045 故測(cè)量尺寸t為： 同理，以選內(nèi)孔上母線C為測(cè)量基

9、準(zhǔn)時(shí)，可畫出如下尺寸鏈： 020+0.045-0.10500hhshx50-0.05250-0.30+0.0225100hhhsx 這時(shí)，外圓半徑為增環(huán)，內(nèi)孔半徑及尺寸h為減環(huán)，R5仍為封閉環(huán)。 計(jì)算后可得h的測(cè)量尺寸為 ：2275. 0010 h2、多工序尺寸換算、多工序尺寸換算 在實(shí)際生產(chǎn)中，特別當(dāng)工件形狀比較復(fù)雜，加工精度要求較高，各工序的定位基準(zhǔn)多變等情況下，其工藝過程尺寸鏈比較復(fù)雜，有時(shí)一下不易辨清，尚需作進(jìn)一步深入分析。下面介紹幾種常見的多工序尺寸換算。 （1）從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸時(shí)的計(jì)算 40+0.050+0.3460039.6+0.1A 如圖所示的某一帶鍵糟的齒輪孔，按使

10、用性能，要求有一定耐磨性，工藝上需淬火后磨削，則鍵槽深度的最終尺寸不能直接獲得，因其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)內(nèi)孔要繼續(xù)加工，所以插鍵槽時(shí)的深度只能作加工中間的工序尺寸，擬訂工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)把它計(jì)算出來。 工序1 : 鏜內(nèi)孔至工序2 ：插鍵槽至尺寸A；工序3 ：熱處理；工序4 ：磨內(nèi)孔至 ?，F(xiàn)在要求出工藝規(guī)程中的工序尺寸A及其公差（假定熱處理后內(nèi)孔的尺寸漲縮較小，可以忽略不計(jì)）。 工序?yàn)椋?0. 009 .36 05. 0040 40+0.050+0.3460039.6+0.1A19.8+0.050A+0.025200+0.30046 按加工路線作出如圖四環(huán)工藝尺寸鏈。其中尺寸46為要保證的封閉環(huán), A和20為增環(huán)

11、,19.8為減環(huán)。按尺寸鏈基本公式進(jìn)行計(jì)算：解： 8 .19)(4620A+0.30(+0.025 sA)0 sA0.275+0(0 xA)（+0.05） xA0.050 基本尺寸：偏差：因此A的尺寸為： 275. 0050. 08 .45 按“入體”原則，A也可寫成 ： 225. 008 .45 A19.8+0.050+0.025200+0.30046（2） 零件進(jìn)行表面工藝時(shí)的工序尺寸換算 機(jī)器上有些零件如手柄、罩殼等需要進(jìn)行鍍鉻、鍍銅、鍍鋅等表面工藝，目的是為美觀和防銹，表面沒有精度要求，所以也沒有工序尺寸換算的問題；但有些零件則不同，不僅在表面工藝中要控制鍍層厚度，也要控制鍍層表面的最

12、終尺寸，這就需要用工藝尺寸鏈進(jìn)行換算了。計(jì)算方法按工藝順序而有些不同。例1：大量生產(chǎn)中，一般采用的工藝：車磨鍍層。 圖（a）中圓環(huán)，外徑鍍鉻，要求保證尺寸 ，并希望鍍層厚度0.0250.04（雙邊為0.050.08），求鍍前尺寸 。 0045. 028 0-0.04528 機(jī)械加工時(shí)，控制鍍前尺寸和鍍層厚度（由電鍍液成份及電鍍時(shí)參數(shù)決定）直接獲得，而零件尺寸是鍍后間接保證的，所以它是封閉環(huán)。列出如圖工藝尺寸鏈，解之得：解：0-0.0452828-0.0450A+sA-xA0.080-0.03A280.0827.9200 sA sA0-0.045-0.03+ xA xA0.0150015. 092.27 即：鍍前尺寸為 例2：?jiǎn)渭?、小批生產(chǎn)中,由于電鍍工藝不穩(wěn)定，或由于對(duì)鍍層的精度、表面粗糙度要求很高時(shí)，大量生產(chǎn)中采用的工藝：車磨鍍層工藝不能滿足要求。故采用工藝：車