第三節(jié) 工序設(shè)計(jì)2

1、第三節(jié)第三節(jié) 工序設(shè)計(jì)工序設(shè)計(jì)工藝路線確定后，還要確定各工序的具體內(nèi)容，其中包括：加工余量及工序尺加工余量及工序尺寸、設(shè)備與工藝裝備、寸、設(shè)備與工藝裝備、切削用量與時(shí)間切削用量與時(shí)間定額等定額等一、一、 加工余量和工序尺寸的確定加工余量和工序尺寸的確定1.加工余量的確定加工余量的確定 加工余量的概念加工余量的概念 為使被加工表面達(dá)到所需的精度和表為使被加工表面達(dá)到所需的精度和表面質(zhì)量而從該表面切除的金屬層厚度。面質(zhì)量而從該表面切除的金屬層厚度。工序余量工序余量工序余量是一道工序內(nèi)切除的金屬層厚工序余量是一道工序內(nèi)切除的金屬層厚度，為相鄰兩工序的工序尺寸之差。度，為相鄰兩工序的工序尺寸之差?？偧?/p>

2、工余量總加工余量總加工余量是指零件加工過程中，某總加工余量是指零件加工過程中，某加工表面所切去的金屬層總厚度。是加工表面所切去的金屬層總厚度。是毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。毛坯尺寸與零件圖樣的設(shè)計(jì)尺寸之差。 總余量為各工序余量之和總余量為各工序余量之和 公公 稱稱 余余 量量 公稱余量是指相鄰兩工序的基本尺寸公稱余量是指相鄰兩工序的基本尺寸之差。之差。 余余 量量 公公 差差 允許某一余量變動(dòng)的范圍。允許某一余量變動(dòng)的范圍。本工序最小尺寸本工序最小尺寸本工序基本尺寸本工序基本尺寸本工序公差本工序公差最大加工余量最大加工余量上工序最小尺寸上工序最小尺寸上工序基本尺寸上工序基本尺寸上工序公差

3、上工序公差最小加工余量最小加工余量 加工余量及余量變動(dòng)量示意圖加工余量及余量變動(dòng)量示意圖各工序余各工序余量之間的關(guān)系量之間的關(guān)系 影響加工余量的因素影響加工余量的因素 本工序加工前（或上工序所遺留）加工表面本工序加工前（或上工序所遺留）加工表面的表面粗糙度和表面缺陷層的厚度；的表面粗糙度和表面缺陷層的厚度；加工前或上工序的尺寸公差；加工前或上工序的尺寸公差；加工前或上工序加工后形成的表面形狀及空加工前或上工序加工后形成的表面形狀及空間位置誤差；間位置誤差；熱處理所產(chǎn)生的變形熱處理所產(chǎn)生的變形 確定加工余量的方法確定加工余量的方法 查查 表表 法法 查切削手冊(cè)（或工藝手查切削手冊(cè)（或工藝手冊(cè)等）

4、，再結(jié)合工廠的實(shí)際冊(cè)等），再結(jié)合工廠的實(shí)際情況確定。情況確定。經(jīng)經(jīng) 驗(yàn)驗(yàn) 法法 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定（常根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定（常用于單件小批量生產(chǎn)）。用于單件小批量生產(chǎn)）。分析計(jì)算法分析計(jì)算法 根據(jù)加工余量和實(shí)際實(shí)根據(jù)加工余量和實(shí)際實(shí)驗(yàn)資料等，對(duì)影響加工余量驗(yàn)資料等，對(duì)影響加工余量的各因素進(jìn)行分析，經(jīng)計(jì)算的各因素進(jìn)行分析，經(jīng)計(jì)算確定加工余量。確定加工余量。加工余量的基本公式為：加工余量的基本公式為： 單邊余量時(shí)：?jiǎn)芜呌嗔繒r(shí)：ziTi-1 Ri-1+ Hi-1 i-1 + i 雙邊余量時(shí)：雙邊余量時(shí)：zbTi-12（ Ri-1+ Hi-1 ）2 i-1 + i 式中：式中：zi-1 基本余量，基本余量，

5、 Ti-1 上工序的尺寸公差，上工序的尺寸公差， Ri-1 表面粗糙度，表面粗糙度， Hi-1 缺陷層深度，缺陷層深度， i-1 不由尺寸公差控制的形位誤差，不由尺寸公差控制的形位誤差， i 裝夾誤差。裝夾誤差。 加工余量的計(jì)算加工余量的計(jì)算 對(duì)對(duì) 外外 表表 面面 極值法極值法基本余量上工序最大尺寸本工序最基本余量上工序最大尺寸本工序最大尺寸大尺寸最大值上工序最大值本工序最小值最大值上工序最大值本工序最小值最小值上工序最小值本工序最大值最小值上工序最小值本工序最大值對(duì)對(duì) 內(nèi)內(nèi) 表表 面面基本余量上工序最小尺寸本工序最基本余量上工序最小尺寸本工序最小尺寸小尺寸最大值上工序最小值本工序最大值最大

6、值上工序最小值本工序最大值最小值上工序最大值本工序最小值最小值上工序最大值本工序最小值 調(diào)整法調(diào)整法對(duì)對(duì) 外外 表表 面面基本余量上工序最大尺寸本工序最基本余量上工序最大尺寸本工序最大尺寸大尺寸最大值上工序最大值本工序最大值最大值上工序最大值本工序最大值最小值上工序最小值本工序最小值最小值上工序最小值本工序最小值對(duì)對(duì) 內(nèi)內(nèi) 表表 面面基本余量上工序最小尺寸本工序最基本余量上工序最小尺寸本工序最小尺寸小尺寸最大值上工序最小值本工序最小值最大值上工序最小值本工序最小值最小值上工序最大值本工序最大值最小值上工序最大值本工序最大值2.確定工序尺寸及其公差確定工序尺寸及其公差 工序尺寸是零件在加工過程中

7、各工序應(yīng)保證的加工尺寸工序尺寸是零件在加工過程中各工序應(yīng)保證的加工尺寸，通常為加工面至定位基準(zhǔn)面之間的尺寸，通常為加工面至定位基準(zhǔn)面之間的尺寸 。 基準(zhǔn)重合時(shí)，（外表面）工序尺寸及其公差基準(zhǔn)重合時(shí)，（外表面）工序尺寸及其公差的計(jì)算的計(jì)算 已知設(shè)計(jì)尺寸已知設(shè)計(jì)尺寸A4A3 A4 Z4jA2 A3 Z3jA1A2Z2jMA1Z1j A4Z總總 基準(zhǔn)重合時(shí)，（內(nèi)表面）工序尺寸及其公差基準(zhǔn)重合時(shí)，（內(nèi)表面）工序尺寸及其公差的計(jì)算的計(jì)算 已知設(shè)計(jì)尺寸已知設(shè)計(jì)尺寸A4A3 A4 Z4jA2 A3 Z3jA1A2Z2jMA1Z1j A4Z總總 工序尺寸一般按工序尺寸一般按“偏差注向體內(nèi)原則偏差注向體內(nèi)原則”

8、（入體入體原則原則）標(biāo)注極限偏差。標(biāo)注極限偏差。 偏差注向體內(nèi)原則：偏差注向體內(nèi)原則：將公差帶置入零件實(shí)體之內(nèi)將公差帶置入零件實(shí)體之內(nèi)，或者說偏差的方向是減少材料的方向。，或者說偏差的方向是減少材料的方向。 對(duì)于對(duì)于被包容面被包容面的尺寸可標(biāo)注成的尺寸可標(biāo)注成上偏差為零，下上偏差為零，下偏差為負(fù)偏差為負(fù)的形式（即的形式（即 A0-T）；）； 對(duì)于對(duì)于包容面包容面的尺寸可標(biāo)注成的尺寸可標(biāo)注成下偏差為零下偏差為零, ,上偏差上偏差為正為正的形式（即的形式（即 A0+T）。）。【例例】加工某一鋼件上的孔，設(shè)計(jì)尺寸為加工某一鋼件上的孔，設(shè)計(jì)尺寸為72 0+ 0.03mm, , 表面粗糙度為表面粗糙度為

9、Ra0.4m?，F(xiàn)經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜、?，F(xiàn)經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜、粗磨和精磨五道工序，試計(jì)算各工序尺寸和公差。粗磨和精磨五道工序，試計(jì)算各工序尺寸和公差。 查表確定各工序的余量（雙邊余量）及總余量，查表確定各工序的余量（雙邊余量）及總余量，計(jì)算各工序的基本尺寸，各工序的尺寸公差按加工方計(jì)算各工序的基本尺寸，各工序的尺寸公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定，并按入體原則標(biāo)注工序尺寸。法的經(jīng)濟(jì)精度確定，并按入體原則標(biāo)注工序尺寸。工序編號(hào)工序編號(hào)工序名稱工序名稱經(jīng)濟(jì)精度（經(jīng)濟(jì)精度（ITIT）工序基本余量工序基本余量mmmm工序尺寸工序尺寸mmmm1 1精磨精磨按零件圖按零件圖0.20.272720 0+0

10、+0. .03032 2粗磨粗磨8 80.30.371.871.80 0+0.045+0.0453 3精鏜精鏜9 91.51.571.571.50 0+0.074+0.0744 4半精鏜半精鏜10102.02.070700 0+0.12+0.125 5粗鏜粗鏜12124.04.068680 0+0.30+0.30毛坯毛坯毛坯公差毛坯公差1mm1mm8.08.064641 1二、二、 機(jī)床（設(shè)備）及工藝裝備的選擇機(jī)床（設(shè)備）及工藝裝備的選擇1.機(jī)床的選擇機(jī)床的選擇 機(jī)床的加工范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相機(jī)床的加工范圍應(yīng)與零件的外輪廓尺寸相適應(yīng)適應(yīng) 機(jī)床的精度應(yīng)與工序加工要求的精度相適機(jī)床的精度應(yīng)與

11、工序加工要求的精度相適應(yīng)應(yīng) 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng) 要充分利用現(xiàn)有的機(jī)床（設(shè)備）要充分利用現(xiàn)有的機(jī)床（設(shè)備） 合理選用數(shù)控機(jī)床、加工中心等先進(jìn)制造合理選用數(shù)控機(jī)床、加工中心等先進(jìn)制造設(shè)備設(shè)備2.工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇 夾具的選擇夾具的選擇 刀具的選擇刀具的選擇 量具的選擇量具的選擇l 單件，小批量生產(chǎn)：選擇通單件，小批量生產(chǎn)：選擇通 用、組合夾具；用、組合夾具；l 大批大量生產(chǎn)：根據(jù)工序的大批大量生產(chǎn)：根據(jù)工序的 加工要求，設(shè)計(jì)制造專用夾具加工要求，設(shè)計(jì)制造專用夾具l 采用數(shù)控加工時(shí)夾具要敞開，采用數(shù)控加工時(shí)夾具要敞開， 其定位、夾緊元件

12、不能影響加其定位、夾緊元件不能影響加 工走刀（如碰撞等）。工走刀（如碰撞等）。 根據(jù)加工方法、加根據(jù)加工方法、加工要求、生產(chǎn)條件而定，工要求、生產(chǎn)條件而定，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。l 單件，小批量生產(chǎn)：選擇通單件，小批量生產(chǎn)：選擇通 用量具；用量具；l 大批大量生產(chǎn)：采用高生產(chǎn)大批大量生產(chǎn)：采用高生產(chǎn) 率的檢驗(yàn)儀器；率的檢驗(yàn)儀器；l 特殊零件：設(shè)計(jì)專用量具；特殊零件：設(shè)計(jì)專用量具；l 量具精度必須與加工精度相量具精度必須與加工精度相 適應(yīng)；適應(yīng)；三三. .切削用量的確定切削用量的確定背吃刀量背吃刀量進(jìn)進(jìn) 給給 量量切削速度切削速度由于在切削用量三要素中，切削速度對(duì)刀具耐由于在切削用

13、量三要素中，切削速度對(duì)刀具耐用度的影響最大，所以，選擇切削用量的步驟用度的影響最大，所以，選擇切削用量的步驟一般是：一般是： （1）選擇背吃刀量）選擇背吃刀量ap 背吃刀量背吃刀量ap選擇，決定于加工性質(zhì)和工件余選擇，決定于加工性質(zhì)和工件余量。量。 粗加工，表面粗糙度為粗加工，表面粗糙度為Ra8010m，精，精度為度為IT12IT15時(shí)，應(yīng)盡可能一次切除全部加工時(shí)，應(yīng)盡可能一次切除全部加工余量。此時(shí)的制約因素主要應(yīng)考慮工藝系統(tǒng)的剛度余量。此時(shí)的制約因素主要應(yīng)考慮工藝系統(tǒng)的剛度和機(jī)床動(dòng)力是否足夠。和機(jī)床動(dòng)力是否足夠。 半精加工，表面粗糙度為半精加工，表面粗糙度為Ra101.25m、精度為精度為I

14、T8-IT9時(shí)，若單面余量時(shí)，若單面余量h2mm，則應(yīng)，則應(yīng)分兩次走刀切除；第一次分兩次走刀切除；第一次 ap (2/33/4)h；第二次第二次 ap (1/31/4)h。若。若h2mm，則，則可一次切除。可一次切除。 精加工，表面粗糙度為精加工，表面粗糙度為Ra1.250.32,精度精度為為IT6IT7時(shí)時(shí),應(yīng)一次定刀切除，即應(yīng)一次定刀切除，即ap =h值的大值的大小，可由切削用量手冊(cè)選取或按經(jīng)驗(yàn)決定小，可由切削用量手冊(cè)選取或按經(jīng)驗(yàn)決定 （2）選擇進(jìn)給量）選擇進(jìn)給量 在背吃刀量值選定以后，進(jìn)給量在背吃刀量值選定以后，進(jìn)給量 f 的的大小直接決定了切削層公稱橫截面積的大小，大小直接決定了切削層

15、公稱橫截面積的大小，因而也就決定了切削力的大小。所以：因而也就決定了切削力的大小。所以： 粗加工時(shí)增大進(jìn)給量的制約因素主要是粗加工時(shí)增大進(jìn)給量的制約因素主要是工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度；工藝系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度； 半精加工和精加工時(shí)，增大進(jìn)給量的制半精加工和精加工時(shí)，增大進(jìn)給量的制約因素則主要是工件已加工表面組糙度的要約因素則主要是工件已加工表面組糙度的要求。求。 粗加工時(shí)，一般可取粗加工時(shí)，一般可取f =0.30.6mm/r；半精加工和精加工時(shí)，常取；半精加工和精加工時(shí)，常取 f =0.080.3mm/r。 （3）選擇切削速度）選擇切削速度vc 背吃刀背吃刀ap和進(jìn)給量和進(jìn)給量 f 選定以后，可根選定

16、以后，可根據(jù)預(yù)先選定的刀具耐用度據(jù)預(yù)先選定的刀具耐用度T，用計(jì)算法、查，用計(jì)算法、查表法確定切削速度，或者按照經(jīng)驗(yàn)決定表法確定切削速度，或者按照經(jīng)驗(yàn)決定vc 。四四. .時(shí)間定額的估算時(shí)間定額的估算時(shí)時(shí) 間間 定定 額額 在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定完成一件產(chǎn)品（或完成一道工完成一件產(chǎn)品（或完成一道工序）所消耗的時(shí)間。序）所消耗的時(shí)間。單單 件件 時(shí)時(shí) 間間 完成一個(gè)工件的一道工序完成一個(gè)工件的一道工序的時(shí)間（也稱單件工時(shí)定額）的時(shí)間（也稱單件工時(shí)定額）。 1基本時(shí)間基本時(shí)間 切削加工來說，就是直接用于切除工序余量切削加工來說，就是直接用于切除工序余量所消耗的時(shí)間所消耗的時(shí)間(

17、包括刀具的切入和切出時(shí)間包括刀具的切入和切出時(shí)間)。基本。基本時(shí)間可由計(jì)算公式求出。例如，車削的基本時(shí)間時(shí)間可由計(jì)算公式求出。例如，車削的基本時(shí)間tm為：為： tm基本時(shí)間，基本時(shí)間，min； L 工作行程的計(jì)算長(zhǎng)度，包括加工表面長(zhǎng)度，工作行程的計(jì)算長(zhǎng)度，包括加工表面長(zhǎng)度，刀具切入，切出長(zhǎng)度刀具切入，切出長(zhǎng)度mm； z 加工余量（雙面），加工余量（雙面），mm ； n工件的轉(zhuǎn)速，工件的轉(zhuǎn)速，r/min； f 刀具的進(jìn)給量，刀具的進(jìn)給量，mm/r； ap 背吃刀量，背吃刀量，mm 。PmafnZLt 2輔助時(shí)間輔助時(shí)間ta 是為實(shí)現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所是為實(shí)現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各

18、種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括：裝卸工件，開停機(jī)床、改變切消耗的時(shí)間。它包括：裝卸工件，開停機(jī)床、改變切削用量，手動(dòng)進(jìn)刀和退刀，測(cè)量工件等所消耗的時(shí)間。削用量，手動(dòng)進(jìn)刀和退刀，測(cè)量工件等所消耗的時(shí)間。 3布置工作地時(shí)間布置工作地時(shí)間ts 是為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換是為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%7%計(jì)算計(jì)算(以百分率表以百分率表示示)。 4休息與生理需要時(shí)間休息與生理需要時(shí)間tr 是工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上的需是工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的要所消耗的時(shí)間。一般按作業(yè)時(shí)間的2%4%計(jì)算計(jì)算(以百分比表示以百分