機(jī)械制造工程之工藝2

加工余量及工序尺寸的確定9,1加工余量及其影響因素（1）加工余量的概念在機(jī)械加工過程中，為了使零件得到所需的形狀、尺寸和表面質(zhì)量，需從工件加工表面切去一層材料，此材料層的厚度稱為加工余量。加工余量（即公稱余量或基本余量）有總加工余量和工序余量之分?？偧庸び嗔考礊槊饔嗔?，是毛坯尺寸與零件圖的設(shè)計尺寸之差；工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差。顯然，對一個被加工表面來說，其總加工余量等于各有關(guān)工序余量之和，即

Z0=

Zi式中：

Z0——總加工余量（毛坯余量）；

Zi——第I道工序的工序余量；n——該表面的加工工序數(shù)。1）

單邊余量。即非對稱表面（如平面）的工序余量。對于外表面（圖15－9（a））Zb=a－ｂ對于內(nèi)表面（圖15－9（b））Zb=ｂ－ａ式中：

Zb——本工序的加工余量；a——前工序的工序尺寸；b——本工序的工序尺寸。1）

雙邊加工余量。即回轉(zhuǎn)表面（如外圓和內(nèi)孔）的加工余量。對于軸（圖15－9（c））Z=2Zb=da－db對于內(nèi)表面（圖15－9（b））Z=2Zb=db－da式中：

Z、Zb——直徑、半徑上的加工余量；da——前工序的工序尺寸（直徑）；db——本工序的工序尺寸（直徑）。由于毛坯制造和各工序尺寸加工都存在誤差，因而它們的實(shí)際加工余量是變化的，即存在最小和最大加工余量。加工余量與加工尺寸的關(guān)系如圖所示。工序尺寸偏差一般規(guī)定為“入體”方向，即對與軸類零件取單項(xiàng)負(fù)偏差，此時工序的基本尺寸即為最大極限尺寸，對孔類零件取單項(xiàng)正偏差，此時工序的基本尺寸為最小極限尺寸。對于毛坯尺寸，一般取對稱公差。（2）影響加工余量的因素加工余量的大小對于工件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有較大的影響。余量大時，加工時間增加，生產(chǎn)率降低，能源消耗增大，成本增加；余量小時，難以消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品。因此，應(yīng)合理確定各工序（工步）的加工余量。最小余量的影響因素有下列四項(xiàng)：1）

前工序的加工表面粗糙度Ra。2）

前工序的加工表面缺陷層Da。3）

前工序的形位誤差，也稱空間誤差。例如平面的平行度、垂直度、彎曲度；軸線的彎曲度、同軸度及傾斜度等。本工序的裝夾誤差，包括工件的定位誤差和夾緊誤差。

圖7－26軸的彎曲對加工余量的影響圖7－27三爪卡盤上的裝夾誤差圖7－25上工序留下的形狀誤差圖7－24加工表面的粗糙度與缺陷層1－缺陷層；2－正常組織工序余量及所用加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定后，即可分別算出工序尺寸及其公差。但具體設(shè)計方法應(yīng)根據(jù)工序基準(zhǔn)（或定位基準(zhǔn)）與設(shè)計基準(zhǔn)是否重合而定。當(dāng)基準(zhǔn)重合時，其計算比較簡單，可按工序余量和經(jīng)濟(jì)精度直接推算；當(dāng)基準(zhǔn)不重合時，則計算比較復(fù)雜，需用尺寸鏈原理進(jìn)行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換和分析計算。具體計算方法見第10章“機(jī)械制造中的尺寸鏈”。1.時間定額的組成圖9-15車削外圓的基本時間（1）基本時間tb（單位：min）

=

=

Tb=（2）輔助時間ta（單位：min）

如:裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、進(jìn)退刀具、測量工件等

基本時間+輔助時間=工序作業(yè)時間

（3）布置工作地時間ts（單位：min）

如：更換刀具、潤滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等

布置工作地時間ts=工序作業(yè)時間×α%（4）休息與生理需要時間tr（單位：min）

休息與生理需要時間=工序作業(yè)時間×β%（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時間tsu（單位：min）

2、提高生產(chǎn)率的措施(1)

縮短基本時間：1）采用精鑄、精鍛的毛坯件，實(shí)施無切屑或少切屑加工；2）合理選擇切削條件，確定合理的切削用量；3）采用多刀多刃切削，多件同時加工；4）

縮短工作行程；5）在可行條件下，采用先進(jìn)切削技術(shù)，如高速切削、強(qiáng)力切削與大進(jìn)給切削等。(2)

縮短輔助時間：1）采用高度自動化的機(jī)床或數(shù)控機(jī)床；2）采用先進(jìn)的檢測設(shè)備，實(shí)施在線主動檢測；3）采用連續(xù)加工，如采用帶回轉(zhuǎn)工作臺的組合機(jī)床或者在萬能機(jī)床上設(shè)置多工位夾具，使裝卸時間和加工時間相重合。9．7．1工藝成本的計算工藝成本是指生產(chǎn)成本中與工藝過程直接有關(guān)的那一部分成本。工藝成本一般分為兩部分，及可變費(fèi)用和不變費(fèi)用。（1）可變費(fèi)用可變費(fèi)用時魚零件年產(chǎn)量直接有關(guān)的費(fèi)用。一般包括毛坯或材料費(fèi)用、操作工人的工資、機(jī)床電費(fèi)、通用機(jī)床的折舊費(fèi)和維護(hù)費(fèi)，通用夾具、刀具和輔具等的折舊費(fèi)和維修費(fèi)等。（2）不變費(fèi)用不變費(fèi)用與零件的年產(chǎn)量無直接關(guān)系。一般包括專用機(jī)床和專用工裝的折舊費(fèi)、維修費(fèi)和調(diào)整工人的工資等。9．7．2工藝方案經(jīng)濟(jì)性的評比方法工藝成本可按年度計算，也可按單件計算。年度工藝成本為

E=VN＋Ｓ（元/年）單件工藝成本為

Ed=V＋Ｓ（元/年）式中：

V——工藝成本中單件可變費(fèi)用（元/件）；S——工藝成本中年件不變費(fèi)用（元/年）；N——年產(chǎn)量（件/年）。工藝方案的評比，常用工件的全年工藝成本進(jìn)行比較，因?yàn)槿旯に嚦杀九c年產(chǎn)量成線性關(guān)系，容易比較。評比時根據(jù)具體生產(chǎn)條件有兩種情況：1）被評比的集中工藝方案基本投資相近。2）當(dāng)被評比的工藝方案的基本投資相差較大時

第十章尺寸鏈原理在機(jī)械制造中，產(chǎn)品設(shè)計、機(jī)械加工、整機(jī)裝配以及技術(shù)測量時，都會遇到尺寸鏈的分析和計算問題。尺寸鏈?zhǔn)墙鉀Q生產(chǎn)實(shí)際問題的有力工具。因此，他在機(jī)械制造中得到越來越廣泛的應(yīng)用。尺寸鏈能夠?yàn)橹贫ㄗ罴压に囈?guī)程和裝配方法提供理論計算的科學(xué)依據(jù)，并能為改進(jìn)加工工藝和裝配技術(shù)提供有效的技術(shù)措施，對保證產(chǎn)品具有高質(zhì)量和低成本起著關(guān)鍵性的作用。尺寸鏈的概念在零件加工或裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成封閉的尺寸組就稱為尺寸鏈。由單個零件在工藝過程中的有關(guān)尺寸所形成的尺寸鏈，就稱為工藝尺寸鏈。10.1.1尺寸鏈的組成為了便于分析和計算尺寸鏈，對尺寸鏈中各尺寸作如下定義：1）環(huán)。組成尺寸鏈的各個尺寸。2）封閉環(huán)。3）組成環(huán)。組成環(huán)以下角標(biāo)“i”表示。i從1到n-1,n為尺寸鏈總環(huán)數(shù)。4）增環(huán)。尺寸鏈中的組成環(huán)。該環(huán)增大時引起封閉環(huán)也增大，該環(huán)減小時封閉環(huán)也減小。5）減環(huán)。尺寸鏈中的組成環(huán)。該環(huán)增大時引起封閉環(huán)減小，該環(huán)減小時封閉環(huán)增大。6）補(bǔ)償環(huán)。10.1.2尺寸鏈的特性由尺寸鏈的定義可知，尺寸鏈的特征有以下三個：（1）封閉性——尺寸鏈必須是一組有關(guān)尺寸首尾相接構(gòu)成封閉形式的尺寸。（2）關(guān)聯(lián)性——由于尺寸鏈具有封閉性，尺寸鏈中的封閉環(huán)隨著所有組成環(huán)的變動而變動?？梢哉J(rèn)為組成環(huán)是自變量，封閉環(huán)是因變量，彼此具有特定的函數(shù)關(guān)系。（3）方向性尺寸鏈的分析中主要需注意以下幾點(diǎn)：（1）工藝尺寸鏈的構(gòu)成