第二章機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

本章要點(diǎn)定位基準(zhǔn)的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)分析

第二章

機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)加工余量的確定機(jī)械加工工藝過(guò)程和工藝規(guī)程

機(jī)械加工工藝過(guò)程

采用各種機(jī)械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質(zhì)量，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過(guò)程。

機(jī)械加工工藝規(guī)程規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。一、工藝規(guī)程的作用

連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的橋梁，是企業(yè)組織生產(chǎn)活動(dòng)和進(jìn)行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。生產(chǎn)準(zhǔn)備，包括技術(shù)準(zhǔn)備，如：工裝、設(shè)備；生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作、質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)新建或擴(kuò)建車間的依據(jù)§2.1概

述二、工藝規(guī)程格式（工藝過(guò)程卡、工序卡、工藝卡）

1）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提。2）工藝過(guò)程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。5）積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。三、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則§2.1概

述

1.產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖2.產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3.產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型4.零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況5.本廠（車間）的生產(chǎn)條件6.各種有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料7.國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況制定機(jī)械加工工藝規(guī)程所需原始資料§2.1概

述

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，明確零件的主要技術(shù)要求。2．工藝審查

審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當(dāng)，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。

零件結(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。3.熟悉或確定毛坯

依據(jù)是：零件的結(jié)構(gòu)、在產(chǎn)品中的作用、生產(chǎn)綱領(lǐng)。機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟§2.1概

述a）b）c）a）孔距箱壁太近：①需加長(zhǎng)鉆頭才能加工②鉆頭在圓角處容易引偏

b）加長(zhǎng)箱耳，不需加長(zhǎng)鉆頭即可加工c）結(jié)構(gòu)上允許，將箱耳設(shè)計(jì)在某一端，不需加長(zhǎng)箱耳

幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例a）a）車螺紋時(shí)，螺紋根部不易清根，且工人操作緊張，易打刀

b）b）留有退刀槽，可使螺紋清根，工人操作相對(duì)容易，可避免打刀

a）插齒無(wú)退刀空間，小齒輪無(wú)法加工a）b）b）留出退刀空間，小齒輪可以插齒加工幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例a）兩端軸頸需磨削加工，但砂輪圓角不能清根

a）b）留有退刀槽，磨削時(shí)可以清根b）a）錐面磨削加工時(shí)易碰傷圓柱面，且不能清根

a）b）留出砂輪越程空間，可方便地對(duì)錐面進(jìn)行磨削加工

b）幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例a）a）斜面鉆孔，鉆頭易引偏

b）b）結(jié)構(gòu)允許，留出平臺(tái)，可避免鉆頭偏斜

a）孔壁出口處有臺(tái)階面，鉆孔時(shí)鉆頭易引偏，易折斷

a）b）b）結(jié)構(gòu)允許，內(nèi)壁出口處作成平面，鉆孔位置容易保證

幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例a）a）加工面高度不同，需兩次調(diào)整加工，影響加工效率

b）b）加工面在同一高度，一次調(diào)整可完成兩個(gè)平面加工a）鍵槽方向不一致，需兩次裝夾才能完成加工

a）b）b）鍵槽方向一致，一次裝夾即可完成加工幾種零件的結(jié)構(gòu)工藝性舉例

各類毛坯的特點(diǎn)及適用范圍

毛坯種類制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形狀機(jī)械性能適用生產(chǎn)類型型

材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件

工程塑料件

13級(jí)以下13級(jí)以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般較小較小小很小小很小

較小各種材料鋼

材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸

中、小尺寸簡(jiǎn)單較復(fù)雜復(fù)雜較簡(jiǎn)單一般較復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜較好有內(nèi)應(yīng)力差好好較好較好較好較好好一般

一般各種類型單件單件小批單件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量§2.1概

述3．熟悉或確定毛坯

確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。4.選擇定位基準(zhǔn)5.擬定加工路線6.確定滿足各工序要求的工藝裝備包括機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具等。工藝裝備的選擇在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。對(duì)必須改裝或重新設(shè)計(jì)的專用或成組工藝裝備，應(yīng)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證的基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)?！?.1概

述

確定切削用量確定各工序加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差確定時(shí)間定額編制數(shù)控加工程序（對(duì)數(shù)控加工）評(píng)價(jià)工藝路線

對(duì)所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并應(yīng)對(duì)多種工藝方案進(jìn)行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)工藝方案。12.填寫(xiě)或打印工藝文件§2.1概

述在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。

用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門(mén)設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)等。粗基準(zhǔn)用經(jīng)過(guò)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)附加基準(zhǔn)§2.2工藝路線的制訂一、定位基準(zhǔn)的選擇工藝凸臺(tái)A向A輔助基準(zhǔn)a）2）1）（1）保證相互位置要求原則——如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。（2）余量均勻分配原則——如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。

粗基準(zhǔn)選擇比較1.粗基準(zhǔn)的選擇壁厚均勻余量均勻

床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序1工序1工序2工序2

（3）便于工件裝夾原則——要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。（2）余量均勻分配原則

導(dǎo)軌余量均勻床腳余量均勻

a)

b)

粗基準(zhǔn)重復(fù)使用錯(cuò)誤示例及改進(jìn)（4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則

使用已加工過(guò)的內(nèi)孔定位，不使用毛坯外圓柱面定位

（1）基準(zhǔn)重合原則——選用被加工面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)

主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇（2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則——當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工2.精基準(zhǔn)的選擇

以頂面和兩銷孔定位

鏜孔支架置于箱體中部的吊架支承

吊架精基準(zhǔn)的選擇

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）盤(pán)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)。精基準(zhǔn)的選擇

（3）互為基準(zhǔn)原則軸徑軸徑錐孔

主軸零件精基準(zhǔn)選擇【例】主軸零件精基準(zhǔn)選擇（4）自為基準(zhǔn)原則

【例】床身導(dǎo)軌面磨削加工

導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇精基準(zhǔn)的選擇

浮動(dòng)鏜刀塊1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿外圓研磨示意圖【例】鉸孔、拉孔、研磨【例】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔精基準(zhǔn)的選擇自為基準(zhǔn)示例

1.浮動(dòng)鏜刀塊屬定尺寸刀具

2.浮動(dòng)鏜刀塊沿鏜刀桿徑向可以自由滑動(dòng)【例】?jī)?nèi)表面拉削精基準(zhǔn)的選擇自為基準(zhǔn)示例

（5）便于裝夾原則——所選擇的精基準(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。

40搖桿零件圖φ40φ12H7鑄造圓角R3其余倒角1×45°60±0.059φ20H71.63.23.23.21618M83.2R12710ABDC1545【例1】選擇如圖所示搖桿零件的定位基準(zhǔn)。零件材料為HT200，毛坯為鑄件，生產(chǎn)批量：5000件。

基準(zhǔn)選擇的訓(xùn)練

加工誤差與成本關(guān)系CΔ0AB

經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高

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1.加工經(jīng)濟(jì)精度年代加工誤差（μm）196010-110-210-319202000102101100

加工精度與年代的關(guān)系一般加工精密加工超精密加工§2.2工藝路線的制訂二、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇

1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力5）經(jīng)濟(jì)性選擇加工方法應(yīng)考慮的問(wèn)題

外圓表面、孔及平面加工方案參見(jiàn)教材表4-7，4-8，4-9§2.2工藝路線的制訂二、加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇

典型表面加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車IT10～11Ra2.5～12.5粗車IT12～13Ra10～80

外圓表面的典型加工工藝路線

§2.2工藝路線的制訂加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇

孔的典型加工工藝路線

珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗鏜IT12～13Ra5～20鉆IT10～13Ra5～80半精鏜IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5擴(kuò)IT9～13Ra1.25~40精鏜IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25鉸IT6～9Ra0.32~10金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滾壓IT6～8Ra0.01~1.25手鉸IT5Ra0.08~1.25§2.2工藝路線的制訂加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇平面典型加工工藝路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25導(dǎo)軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨I(mǎi)T6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨I(mǎi)T6～8Ra0.63～5半精刨I(mǎi)T8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨I(mǎi)T11～13Ra5～20砂帶磨IT5～6Ra0.01?0.32金剛石車IT6Ra0.02?1.25刮研Ra0.04?1.25精車IT6～8Ra1.25～5粗車IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～20§2.2工藝路線的制訂加工經(jīng)濟(jì)精度與加工方法的選擇§2.2工藝路線的制訂超精加工方法§2.2工藝路線的制訂超精加工方法§2.2工藝路線的制訂超精加工方法

（1）先基準(zhǔn)后其他——先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面

（2）先面后孔

1）當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來(lái)，再以面定位，加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定

2）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生（3）先主后次

1）先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排

2）次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進(jìn)行加工（4）先粗后精

機(jī)械加工工序的安排§2.2工藝路線的制訂

為改善工件材料切削性能而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行為消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過(guò)程的最后。熱處理和表面處理工序的安排§2.2工藝路線的制訂

除操作工人自檢外，下列情況應(yīng)安排檢驗(yàn)工序：①零件加工完畢后；②從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后；③重要工序前后。其他工序的安排

去毛刺工序通常安排在切削加工之后。清洗工序在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行認(rèn)真地清洗。檢驗(yàn)工序的安排§2.2工藝路線的制訂

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)目減少優(yōu)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。

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)水平要求不高工序集中工序分散§2.2工藝路線的制訂工序的集中與分散

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）工序集中與工序分散的應(yīng)用

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，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來(lái)越成為生產(chǎn)的主流方式

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§2.2工藝路線的制訂

粗加工階段——主要任務(wù)是去除加工面多余的材料

半精加工階段——使加工面達(dá)到一定的加工精度，為精加工作好準(zhǔn)備

精加工階段——使加工面精度和表面粗糙度達(dá)到要求

光整加工階段——對(duì)于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求

有利于保證零件的加工精度；有利于設(shè)備的合理使用和精密機(jī)床的精度保持；有利于人員的合理安排；可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以減少損失。加工階段的劃分加工階段劃分的意義§2.2工藝路線的制訂

加工余量——加工過(guò)程中從加工表面切去材料層厚度

工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度

◎

對(duì)于被包容表面◎

對(duì)于包容表面a）b）c）d）Zbab

工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中Zb——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。加工余量及其計(jì)算§2.3加工余量、工序尺寸及公差的確定雙邊余量

:對(duì)于外圓內(nèi)圓等對(duì)稱表面外圓表面2Zb

=da-db，內(nèi)圓表面2Zb

=Db-Da單邊余量:對(duì)于非對(duì)稱表面

Zb

=la-lb工序尺寸公差一般按“入體原則”標(biāo)注最大余量ZmaxZmax=la–(lb

–Tb)=Zb

+

Tb最小余量ZminZmin

=(la–

Ta)

–lb=Zb

–

Ta工序余量變動(dòng)范圍

Tz

=Zmax–Zmin

=Tb+Ta

由于各工序尺寸都有偏差，故實(shí)際切除的余量是變化的。工序余量(公稱余量):對(duì)于被包容面，本工序的公稱余量:

Zb

=la-lb

對(duì)于包容尺寸（孔徑、槽寬），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸，本工序的公稱余量:

Zb

=lb-la

Zmax=(lb

+Tb)–la=Zb

+

TbZmin

=lb–(la+Ta)

=Zb

–

Ta工序余量變動(dòng)范圍

Tz

=Zmax–Zmin

=Tb+Ta式中Zmax

，Zmin

，Zm——最大、最小、平均余量；

TZ

——余量公差；

amax

，amin

，am——上工序最大、最小、平均尺寸；

bmax

，bmin

，bm——本工序最大、最小、平均尺寸；

Ta——上工序尺寸公差；

Tb——本工序尺寸公差。

余量公差（被包容尺寸與包容尺寸）§2.3加工余量、工序尺寸及公差的確定

總加工余量——零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牧蠈涌偤穸仁街衂S——總加工余量；

Zi——第i道工序加工余量；

n——該表面加工工序數(shù)?！?/p>

采用浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔式中Ry——上一工序表面粗糙度；

Ha——上一工序表面缺陷層；

ea

——上一工序形位誤差；

εb——本工序裝夾誤差。◎

無(wú)心磨床磨外圓◎

研磨、拋光平面RyHaeaεb

最小加工余量構(gòu)成最小余量構(gòu)成§2.3加工余量、工序尺寸及公差的確定1）上工序留下的表面粗糙度值Ry和表面缺陷層深度Ha

本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去，因此本工序余量必須包括這兩項(xiàng)因素。2.影響加工余量的因素圖7-19上工序表面粗糙度和缺陷層的影響2）上工序的尺寸公差Ta

上工序加工表面存在形狀誤差，如平面度、圓柱度等，其總和不超過(guò)Ta

，為使本工序能切去這些誤差，工序余量應(yīng)包括Ta項(xiàng)。圖7-18直線度誤差對(duì)加工精度的影響3）Ta值沒(méi)有包括的上工序留下的空間位置誤差

ea工件上有些形位誤差未包括在加工表面工序尺寸公差范圍之內(nèi),在確定加工余量時(shí)，須考慮它們的影響，否則將無(wú)法去除上工序留下的表面缺陷層。

4）本工序的裝夾誤差

εb

如果本工序存在裝夾誤差（定位誤差、夾緊誤差），還應(yīng)考慮εb的影響。

ea與εb都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模進(jìn)行余量計(jì)算。綜上分析，工序余量的最小值可用以下公式計(jì)算：對(duì)于單邊余量：

對(duì)于雙邊余量：

2

圖7-20三爪卡盤(pán)的裝夾誤差加工余量確定方法

計(jì)算法——采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計(jì)資料和具備一定的測(cè)量手段。

經(jīng)驗(yàn)法——由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。此法多用于單件小批生產(chǎn)。

查表法——利用各種手冊(cè)所給的表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況進(jìn)行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用較多。

需要指出的是，目前國(guó)內(nèi)各種手冊(cè)所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點(diǎn)在應(yīng)用時(shí)需加以注意。§2.3加工余量、工序尺寸及公差的確定確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，逐次加上（對(duì)于被包容面）或減去（對(duì)于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序取設(shè)計(jì)尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對(duì)應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計(jì)算確定?！?.3加工余量、工序尺寸及公差的確定

主軸孔工序尺寸及公差的確定浮動(dòng)鏜0.1100IT7Ra0.8

精鏜0.5IT8Ra1.6半精鏜2.4IT10

Ra3.2

粗鏜5IT12

Ra6.3毛坯孔工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度

主軸孔工序尺寸及公差的確定，加工過(guò)程：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動(dòng)鏜【例2】§2.3加工余量、工序尺寸及公差的確定100-0.1=99.999.9-0.5=99.499.4-2.4=9797-5=92尺寸鏈定義

在零件加工或機(jī)器裝配過(guò)程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。★

裝配尺寸鏈——在機(jī)器設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，由有關(guān)零件尺寸形成的尺寸鏈★

工藝尺寸鏈——在加工過(guò)程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈§2.4工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈的特性

1）封閉性：

各尺寸的排列呈封閉形式，沒(méi)有封閉的不能成為尺寸鏈。2）關(guān)聯(lián)性：任何一個(gè)直接獲得的尺寸的變化，都將影響間接獲得尺寸及其精度的變化。

A2A1A01.加工面2.定位面3.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A0A2A1AK（b)裝配尺寸鏈（a）工藝尺寸鏈

尺寸鏈的環(huán)

封閉環(huán)——在零件加工過(guò)程或機(jī)器裝配過(guò)程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)）——指組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸

增環(huán)——該環(huán)變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動(dòng)（增大或減?。┑沫h(huán)

組成環(huán)——尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。對(duì)于工藝尺寸鏈來(lái)說(shuō)，組成環(huán)的尺寸一般是由加工直接得到的

減環(huán)——該環(huán)變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動(dòng)（減小或增大）的環(huán)尺寸鏈方程

——確定尺寸鏈中封閉環(huán)（因變量）和組成環(huán)（自變量）的函數(shù)關(guān)系式，其一般形式為：§2.4工藝尺寸鏈

1.極值法四)工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式

式中：

——封閉環(huán)的的尺寸；

——增環(huán)的基本尺寸；

——減環(huán)的基本尺寸；

m

——增環(huán)的環(huán)數(shù)；

n

——包括封閉環(huán)在內(nèi)的尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。①

封閉環(huán)的基本尺寸：等于組成環(huán)環(huán)尺寸的代數(shù)和

按尺寸鏈在空間分布的位置關(guān)系，分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。一、直線尺寸鏈最小極限尺寸：等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。一、直線尺寸鏈②

封閉環(huán)的極限尺寸：最大極限尺寸：等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和；

1.極值法四)工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式

③

封閉環(huán)的上偏差與下偏差：

封閉環(huán)的上偏差：等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和封閉環(huán)的下偏差：等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和④

封閉環(huán)的公差：等于所有組成環(huán)公差之和四)工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式

一、直線尺寸鏈

1.極值法特點(diǎn)：以概率論理論為基礎(chǔ)，計(jì)算科學(xué)、復(fù)雜，用于環(huán)數(shù)較多的大批大量生產(chǎn)中。

(2)各環(huán)平均尺寸之間的關(guān)系

(1)各環(huán)公差之間的關(guān)系

(3)各環(huán)平均偏差之間的關(guān)系

當(dāng)計(jì)算出各環(huán)的公差、平均尺寸、平均偏差之后，應(yīng)按將該環(huán)的公差對(duì)平均尺寸按雙向?qū)ΨQ分布，即寫(xiě)成，然后將之改寫(xiě)成上下偏差的形式，即假定各環(huán)尺寸按正態(tài)分布，且其分布中心與公差帶中心重合。2.概率法

(1)正計(jì)算——已知各組成環(huán)，求封閉環(huán)。主要用于驗(yàn)算所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否滿足性能要求，零件加工后能否滿足零件的技術(shù)要求。3.尺寸鏈計(jì)算的幾種情況4.組成環(huán)公差的分配方法

等公差原則

按等公差值分配的方法來(lái)分配封閉環(huán)的公差時(shí),各組成環(huán)的公差值取相同的平均公差值Tav：即概率法

極值法(2)反計(jì)算——已知封閉環(huán)，求各組成環(huán)。主要用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配工藝計(jì)算等方面。如何將封閉環(huán)的公差正確地分配給各組成環(huán)的問(wèn)題。（3）中間計(jì)算——已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸及公差，求其余的一個(gè)或幾個(gè)組成環(huán)基本尺寸及公差（或偏差），可用于設(shè)計(jì)計(jì)算與工藝計(jì)算，也可用于驗(yàn)算。

（1）尺寸A0是加工過(guò)程間接保證的，是尺寸鏈的封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，是尺寸鏈的組成環(huán)。（2）A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。

工藝尺寸鏈A1A2A0b)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C

工藝尺寸鏈?zhǔn)纠汗ぜ鐖Da），A、C面已加工好，現(xiàn)以A面定位用調(diào)整法加工B面，要求保證B、C面距離A0【例1】尺寸鏈方程為：1.工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工藝尺寸計(jì)算【解】

圖示工件

，以底面A定位，加工臺(tái)階面B，保證尺寸，試確定工序尺寸A2。【例6】【解】工藝尺寸鏈?zhǔn)纠齛)b)A1A2A0A1A2A0ABC0.05A0.1C求解圖b）的尺寸鏈，可得到：工序尺寸：1.工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工藝尺寸計(jì)算§2.4工藝尺寸鏈

（1）尺寸A0是加工過(guò)程間接保證的，是封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，是組成環(huán)。A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。計(jì)算過(guò)程：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（定位基準(zhǔn)）

若本道工序的加工精度為δ，則只要δ≤δA2，即可滿足加工要求例：圖示零件加工臺(tái)階面切削平面δ（本道工序加工精度）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)若要滿足加工精度必須有：－稱為基準(zhǔn)不重合誤差L2為待求測(cè)量尺寸；mm。2.測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合【

例

】

某車床主軸箱體III軸和Ⅳ軸的中心距為(127土0.07)mm，該尺寸不便直接測(cè)量，擬用游標(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)間接保證中心距的尺寸要求。已知Ⅲ軸孔直徑為mm，Ⅳ軸孔直徑為mm?，F(xiàn)決定采用外卡測(cè)量?jī)煽變?nèi)側(cè)母線之間的距離。

解：為求得該測(cè)量尺寸，需要按尺寸鏈的計(jì)算步驟計(jì)算尺寸鏈。

（2）判斷組成環(huán)

（1）畫(huà)出工藝尺寸鏈圖L0為間接保證尺寸,是封閉環(huán)L1、L2、L3為增環(huán)；已知：L0=(127土0.07)mm；（3）尺寸鏈計(jì)算故：實(shí)測(cè)結(jié)果為，就能夠保證III軸和Ⅳ軸中心距的要求。但是，若實(shí)測(cè)結(jié)果超差，卻不一定都是廢品。若兩孔的直徑尺寸取公差的上限，即半徑尺寸L1=40.002，L3=32.515，而中心距尺寸取下限：L0=126.93，則：L2=L0－L1－L3=126.93－40.002－32.515=54.413則L2的尺寸便允許L2=(54.5－0.087)

由此可見(jiàn)：產(chǎn)生假?gòu)U品的根本原因在于測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合。組成環(huán)數(shù)愈多，公差范圍愈大，出現(xiàn)假?gòu)U品的可能性愈大。

測(cè)量尺寸鏈?zhǔn)纠鼳2

若實(shí)測(cè)A2=40.30，按上述要求判為廢品，但此時(shí)如A1=50，則實(shí)際A0=9.7，仍合格，即“假?gòu)U品”。當(dāng)實(shí)測(cè)尺寸與計(jì)算尺寸的差值小于尺寸鏈其它組成環(huán)公差之和時(shí)，可能為假?gòu)U品。采用專用檢具可減小假?gòu)U品出現(xiàn)的可能性

如圖所示零件，尺寸A0不好測(cè)量，改測(cè)尺寸A2

，試確定A2的大小和公差

由新建立的尺寸鏈可解出：

A2是測(cè)量直接得到的尺寸，是組成環(huán)；A0是間接保證的，是封閉環(huán)。計(jì)算尺寸鏈可得到：【解】【例】

★

假?gòu)U品問(wèn)題：2.測(cè)量基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合3)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸鏈計(jì)算【例】某零件按大批量生產(chǎn)采用調(diào)整法加工A、B、C面。其工藝安排是：已將A、B面加工好，本工序以A面為定位基準(zhǔn)加工C面，以保證尺寸：需計(jì)算工藝尺寸L2④尺寸鏈計(jì)算

∴

公差：

②

判斷組成環(huán):L1為增環(huán)；L2為減環(huán)

L0為間接保證尺寸,是封閉環(huán)③公差分配按等公差原則分配公差:按入體原則確定L1的公差：

解：①

畫(huà)出工藝尺寸鏈圖2）一次加工滿足多個(gè)設(shè)計(jì)尺寸要求時(shí)工序尺寸及公差的計(jì)算齒輪上內(nèi)孔及鍵槽的加工順序如下：工序1：鏜內(nèi)孔至Ф39.6+0.062；工序2：插槽至尺寸A1

；工序3：熱處理—淬火；工序4：磨內(nèi)孔至Ф40+0.039，同時(shí)保證鍵槽深度43.3+0.2。000解：①作出尺寸鏈圖；②按照加工順序確定封閉環(huán)A0

；

③畫(huà)箭頭分出增環(huán)A1、A3和減環(huán)A2；

④中間工序尺寸A1的計(jì)算

A1基本尺寸

A0

=A1+A３-A243.3=A1+20–19.8

得A1

=43.1

驗(yàn)算公差

T0

=T1

+T3+T2

T1

=

0.2–0.031–0.0195

=0.1495A1上偏差0.2=ES(A1)

+0.0195–0

ES(A1)=0.2–0.0195=0.1805A1下偏差0=EI(A1)+0–0.031

EI(A1)=0.031

故插鍵槽時(shí)的工序尺寸A1

=43.1+0.1805+0.031

如圖所示偏心零件，表面A要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.5～0.8mm。與此有關(guān)的加工過(guò)程如下：（3）表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計(jì)算

【例1】【解】

滲碳層深度尺寸換算a)A1）精車A面，保證直徑；3）精磨A面保證直徑尺寸，同時(shí)保證規(guī)定的滲碳層深度。2）滲碳處理，控制滲碳層深度H1；試確定H1的數(shù)值。(1)建立尺寸鏈，如圖b,(2)H0是最終的滲碳層深度，是間接保證的，是封閉環(huán)。R2、H1為增環(huán)；R1為減環(huán)R2R1H1H0b)D2H0H1D1§2.4工藝尺寸鏈(3)確定各尺寸及公差(4)尺寸鏈計(jì)算過(guò)程：【

例2】

如圖所示軸套類零件的外表面要求鍍鉻，鍍層厚度規(guī)定為0.025～0.04mm，鍍后不再加工，并且外徑的尺寸為mm。這樣，鍍層厚度和外徑的尺寸公差要求只能通過(guò)控制電鍍時(shí)間來(lái)保證，求鍍前磨削工序的工序尺寸。（3）表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計(jì)算

【

解

】

（1）按半徑畫(huà)出工藝尺寸鏈圖

（2）判斷組成環(huán)

L0=為鍍后外徑是間接保證尺寸,是封閉環(huán)，L1=？

、L2=為增環(huán)（3）確定各尺寸及公差

（4）尺寸鏈計(jì)算

∴

換成直徑后，鍍前磨削工序的工序尺寸為：

3.校核工序間余量例:

一臺(tái)階軸其軸向工藝過(guò)程，現(xiàn)要校核工序30精車B面的余量。ABCA1A2A3ABCA5A4以端面C為基準(zhǔn)，粗車端面A、B，直接得到A1=28-0.52，

A2=35-0.34調(diào)頭，粗、精車C面，直接得到尺寸

A3=26-0.28調(diào)頭，精車A、B，直接得到A4=25-0.14A5=35-0.17A1解:

根據(jù)工藝過(guò)程作軸向尺寸形成過(guò)程及余量分布圖，尋找封閉環(huán)，建立尺寸鏈求解。ABCA2A3A4A5Z為封閉環(huán)A0A3A2A4A5ZA0Z為封閉環(huán),求得，Zmin=0.38>0,合適。

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

如圖所示零件有關(guān)軸向尺寸加工過(guò)程如下：【例10】31.69±0.316±0.127.07±0.07ABCD圖表法示例零件4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸6±0.1試確定各工序尺寸及公差。1）以D面定位，粗車A面，保證A、D面距離尺寸A1，粗車C面，保證A、C面距離尺寸A2；2）以A面定位，精車B面，保證A、B面距離尺寸A3，粗車D面，保證B、D面距離尺寸A4；3）以B面定位，精車A面，保證A、B面距離尺寸A5，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸31.69±0.31；精車C面，保證設(shè)計(jì)尺寸A6=27.07±0.07；3.工序尺寸與加工余量計(jì)算圖表法A1A2A31.畫(huà)尺寸聯(lián)系圖

1）畫(huà)零件簡(jiǎn)圖，加工面編號(hào)，向下引線2）按加工順序和規(guī)定符號(hào)自上而下標(biāo)出工序尺寸和余量——用帶圓點(diǎn)的箭線表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓點(diǎn)表示測(cè)量基準(zhǔn)；余量按入體原則標(biāo)注。尺寸聯(lián)系圖【解】3.工序尺寸與加工余量計(jì)算圖表法【例10】1）D面定位，粗車A面保證A1，粗車C面保證A2；2）A面定位，精車B面保證A3，粗車D面保證A4；3）B面定位，精車A面保證A5，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸R2=31.69±0.31；精車C面，保證設(shè)計(jì)尺寸A6=27.07±0.07；4）靠火花磨削B面，控制余量Z7=0.1±0.02，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸R1=6±0.1。Z6Z4Z7Z5ABCDA1A2A3A4A5A6R1R2A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）

工藝尺寸鏈A5R2A4b）2.用追蹤法查找工藝尺寸鏈

結(jié)果尺寸（間接保證的設(shè)計(jì)尺寸）和余量是尺寸鏈的封閉環(huán)

沿封閉環(huán)兩端同步向上追蹤，遇箭頭拐彎，逆箭頭方向橫向追蹤，遇圓點(diǎn)向上折，繼續(xù)向上追蹤…直至兩追蹤線交于一點(diǎn)，追蹤路徑所經(jīng)工序尺寸為尺寸鏈的組成環(huán)3.工序尺寸與加工余量計(jì)算圖表法ABCDZ6Z4Z7Z5A1A2A3A4A5A6R1R23.計(jì)算工序尺寸公差中間工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)加工精度或生產(chǎn)實(shí)際情況給出±0.5±0.3±0.1±0.3±0.07±0.02±0.1

±0.31±0.1工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸單向偏差形式標(biāo)注初擬修正后ZiminZiMAiMAiA6ABCDA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4§2.4工藝尺寸鏈3426.734.5-126.7+0.56.5825.596.58-0.225.82-0.46±0.23±0.086

31.69±0.020.080.1±0.83±0.18±0.550.30.310.850.481.8327+0.146.18-0.1627.076.1二、平面尺寸鏈

封閉環(huán)和所有組成環(huán)均處于同一平面或幾個(gè)互相平行的平面，其中某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。

1．平面尺寸分析與平面尺十鏈的計(jì)算

用坐標(biāo)鏜床或數(shù)控鏜銑床加工模板、模具或箱體孔系，位置尺寸有如下四種標(biāo)注方法：①直接標(biāo)注坐標(biāo)尺寸②標(biāo)注兩孔中心距，和兩孔中心連線與坐標(biāo)軸之間的夾角平面尺寸鏈公差帶圖③標(biāo)注兩孔中心距和一個(gè)坐標(biāo)尺寸④標(biāo)注兩個(gè)中心距平面尺寸鏈公差帶圖2．平面尺寸鏈舉例

某箱體孔系的設(shè)計(jì)尺寸如圖所示。該箱體孔系擬在數(shù)控坐標(biāo)鏜床上加工，工序安排為：以底面、側(cè)面和后面為定位基準(zhǔn)，先加工I孔，再加工Ⅱ孔，最后加工III孔。I孔的定位尺寸是兩個(gè)坐標(biāo)尺寸(已知），

II孔、Ⅲ孔的定位尺寸是中心距和一個(gè)坐標(biāo)尺寸，要先求出另一坐標(biāo)尺寸并求出坐標(biāo)尺寸公差后再編程。I孔的定位尺寸是兩個(gè)坐標(biāo)尺寸(已知），

II孔、Ⅲ孔的定位尺寸是中心距和一個(gè)坐標(biāo)尺寸，要先求出另一坐標(biāo)尺寸并求出坐標(biāo)尺寸公差后再編程。

圖a所示零件，加工兩φ80H7孔，要求保證孔心距L0=300±0.02，兩孔中心連線與A面夾角α0=15°±2′。Y1的基本尺寸為160，根據(jù)幾何關(guān)系可確定X和Y2的基本尺寸分別為289.778和237.646。若加工后實(shí)測(cè)結(jié)果為：X=289.780，Y1=159.995，Y2=237.648。試確定L0和α0的偏差?！纠?】誤差傳遞計(jì)算示例a）b）Y1Y2AXL0α0α0L0XY1Y2§2.4工藝尺寸鏈二、平面尺寸鏈對(duì)L0式兩邊取全微分，并將偏差值代入，得到：用同樣的方法可求得：

X、Y1、Y2、L0和α0構(gòu)成一平面尺寸鏈（圖b）。其中L0和α0是封閉環(huán)。尺寸鏈方程為：【解】Y1Y2

誤差傳遞計(jì)算示例AXL0α0a）α0L0b）XY1Y2§2.4工藝尺寸鏈二、平面尺寸鏈L=30±0.05A=10±0.01DC±—TC12θ=60°±2′

L0

θCAEd

a）

b）平面尺寸鏈?zhǔn)纠?/p>

圖a所示斜孔鉆模板。采用工藝孔d輔助進(jìn)行加工和測(cè)量。求孔d至斜孔中心線的距離尺寸C。已知孔d與孔D的偏移量為E=±0.01mm，θ，A值如圖示?！纠?】

建立尺寸鏈（圖b）【解】§2.4工藝尺寸鏈基本時(shí)間：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）時(shí)間定額

定義:

在一定生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間

組成輔助時(shí)間：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，如裝卸工件、啟停機(jī)床、改變切削用量及進(jìn)退刀等布置工作地時(shí)間：包括更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所需時(shí)間準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間：如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機(jī)床、發(fā)送成品等§2.5時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑

單件時(shí)間與單件工時(shí)定額計(jì)算◆

單件時(shí)間：◆

單件工時(shí)定額：式中tB——基本時(shí)間

tA——輔助時(shí)間

tC——布置工作地時(shí)間

tR——休息和生理需要時(shí)間

tP——準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間

B——批量§2.5時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑提高生產(chǎn)效率的工藝途徑

縮短基本時(shí)間：

①提高切削用量（切削速度、進(jìn)給量、切削深度等）；§2.5時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑③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采用多刀多刃進(jìn)行加工（如以銑削代替刨削，采用組合刀具等）；提高生產(chǎn)效率的工藝途徑

縮短輔助時(shí)間：

①使輔助動(dòng)作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化（如采用自動(dòng)上下料裝置、先進(jìn)夾具等）；

②使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊（如采用多位夾具或多位工作臺(tái)，使工件裝卸時(shí)間與加工時(shí)間重疊；采用在線測(cè)量，使測(cè)量時(shí)間與加工時(shí)間重疊等）§2.5時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑

縮短布置工作地時(shí)間：

縮短準(zhǔn)備終結(jié)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)§2.5時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑零件成本組成§2.6工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工藝成本生產(chǎn)成本——生產(chǎn)一件產(chǎn)品或一個(gè)零件所需費(fèi)用總和工藝成本——生產(chǎn)成本中與工藝過(guò)程直接有關(guān)的部分工藝成本可分為兩部分：

可變費(fèi)用：與年產(chǎn)量有關(guān)且與之成比例的費(fèi)用，記為CV包括材料費(fèi)CVM，機(jī)床工人工資及工資附加費(fèi)CVP，機(jī)床使用費(fèi)CVE，普通機(jī)床折舊費(fèi)CVD，刀具費(fèi)CVC，通用夾具折舊費(fèi)CVF等CV=CVM+CVP+CVE+CVD+CVC+CVF

不變費(fèi)用：與年產(chǎn)量的變化沒(méi)有直接關(guān)系的費(fèi)用，記為CN。包括調(diào)整工人工資及工資附加費(fèi)CSP，專用機(jī)床折舊費(fèi)CSD，專用夾具折舊費(fèi)CSF等CN=CSP+CSD+CSF

§2.6工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析◆

零件全年工藝成本（式中N

為零件年產(chǎn)量）：CY=CVN+CN

◆

零件單件工藝成本：CP=CV+CN/N

工藝方案比較

比較工藝成本：需評(píng)價(jià)工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備，或其基本投資相近，直接比較其工藝成本。各方案的臨界年產(chǎn)量NC（圖）計(jì)算如下：

全年工藝成本比較與臨界年產(chǎn)量0方案1CN1CN2NCNCY方案2§2.6工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方案1CN1CN20NCNCY方案2ΔCYNCC

考慮追加投資的臨界年產(chǎn)量

比較投資回收期：當(dāng)對(duì)比的工藝方案基本投資額相差較大時(shí)，應(yīng)考慮不同方案基本投資額的回收期。式中τ——投資回收期；

ΔF——基本投資差額；

ΔS——全年生產(chǎn)費(fèi)用節(jié)約額。

考慮投資回收期的臨界年產(chǎn)量NCC（圖）：§2.6工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析1．概念（GT）

GT是一門(mén)工程技術(shù)科學(xué)，研究如何識(shí)別和發(fā)掘生產(chǎn)活動(dòng)中有關(guān)事物的相似形，并充分的利用它，即把相似的問(wèn)題歸類成組，尋求解決這一組問(wèn)題相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得所希望的經(jīng)濟(jì)效益。2．基本原理基本原理是充分認(rèn)識(shí)和利用客觀存在的有關(guān)事物的相似形。將品種眾多的零件按其相似形分類以形成為數(shù)不是很多的零件族，把同一零件族中諸多分散的小生產(chǎn)量匯集較大的成組生產(chǎn)量。例如在機(jī)械加工方面是按零件工藝的相似形對(duì)零件進(jìn)行分類?！?.8成組技術(shù)生產(chǎn)流程分析法（PFA）：

以零件生產(chǎn)流程為依據(jù)，通過(guò)對(duì)零件生產(chǎn)流程的分析，可以把工藝過(guò)程相近的，即使用同一組機(jī)床進(jìn)行加工的零件歸為一類。§2.8成組技術(shù)3．實(shí)施的技術(shù)基礎(chǔ)

按一定的相似形標(biāo)準(zhǔn)將有關(guān)事物歸類成組。4．零件分類成組的方法視檢法：由有經(jīng)驗(yàn)的人員通過(guò)對(duì)零件圖仔細(xì)閱讀和判斷，把具有某些特征屬性的一些零件歸結(jié)為一類。編碼分類法：首先選擇或制定分類編碼系統(tǒng)，將分類的諸零件進(jìn)行編碼。根據(jù)零件代碼進(jìn)行分類。§2.8成組技術(shù)分類編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

成組工藝的設(shè)計(jì)方法—樣件法1．概念

利用一種復(fù)合零件來(lái)設(shè)計(jì)成組工藝的方法，復(fù)合零件可以是零件組中實(shí)際存在的某個(gè)具體零件，也可以是一個(gè)實(shí)際上并不存在的而人為虛擬的一個(gè)假想零件。此零件必須擁有同組全部待加工的表面要素。按復(fù)合零件設(shè)計(jì)的成組工藝，能加工零件組內(nèi)的所有零件?！?.8成組技術(shù)一個(gè)零件組及其復(fù)合零件是按上述復(fù)合零件設(shè)計(jì)所得的成組工藝，以及組內(nèi)各零件的具體工藝。§2.8成組技術(shù)

傳統(tǒng)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題從根本上解決人工設(shè)計(jì)效率低，周期長(zhǎng)，成本高的問(wèn)題可以提高工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，并有利于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化可以使工藝設(shè)計(jì)人員從煩瑣重復(fù)的工作中解放出來(lái)，集中精力去提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平CAPP是連接CAD和CAM系統(tǒng)的橋梁，是發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)

CAPP意義設(shè)計(jì)效率低，周期長(zhǎng)，成本高不必要的花色繁多，不利于管理設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，難于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝人員短缺和老化是全球機(jī)械制造業(yè)面臨的共同問(wèn)題§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)派生式(變異式)CAPP系統(tǒng)(VariantCAPPSystem)◆該類系統(tǒng)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)零件編碼查找所屬零件組，調(diào)出零件組的標(biāo)準(zhǔn)工藝，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嫽蛐薷?，生成所需的工藝?guī)程。零件組矩陣零件編碼查找零件組輸入表頭信息工藝規(guī)程格式工藝規(guī)程打印輸出標(biāo)準(zhǔn)工藝路線文件標(biāo)準(zhǔn)工序文件CAM-I推出的派生式CAPP系統(tǒng)框圖工作要素處理應(yīng)用程序工藝路線檢索/編輯標(biāo)準(zhǔn)工序檢索/編輯工藝規(guī)程存儲(chǔ)器§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程文件特征矩陣文件零件圖×××××××××××××××編碼第×零件組零件組形成工藝過(guò)程設(shè)計(jì)a）準(zhǔn)備階段

派生式CAPP系統(tǒng)工作的兩個(gè)階段零件圖標(biāo)準(zhǔn)工藝檢索編碼×××××第×零件組零件組搜索工藝規(guī)程（編輯）b）使用階段◆

派生式CAPP系統(tǒng)工作的兩個(gè)階段§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)◆

派生式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）程序簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。目前多用于回轉(zhuǎn)體類零件CAPP系統(tǒng)。

2）需人工參與決策，自動(dòng)化程度不高。

3）具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（Generative

CAPPSystem）從無(wú)到有生成（工藝決策算法和邏輯推理）◆

零件信息描述零件工藝過(guò)程§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)利用針對(duì)各種工藝決策制定的邏輯算法語(yǔ)言自動(dòng)地生成工藝規(guī)程零件信息：圖形和工藝信息，如表面粗糙度、加工精度等。計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析零件幾何要素，確定加工要素和邏輯關(guān)系?！?/p>

例：普渡大學(xué)APPAS（AutomatedProcessPlanningandSelection）系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)，適用于非回轉(zhuǎn)類零件表面加工方法的生成每一加工表面用一數(shù)組表示：孔——AT（40）面——AT（32）槽——AT（31）數(shù)組各元素含義：

①表面編號(hào)；

②表面類型（如：1—圓孔，2—平面，3—槽…）；

③類型號(hào)碼（取決于類型，如孔：1—圓孔，2—錐孔，

3—螺孔…）；

④材料類型（如：1—鑄鐵，2—球鐵，3—鋼…）；

⑤材料硬度…☆

零件加工表面信息輸入§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)☆

邏輯關(guān)系的建立讀入一個(gè)表面數(shù)據(jù)CALLSIMHOL精鏜孔/面/槽？光孔/臺(tái)階孔？CALLACCHOLCALLSLOTCALLSURFACECALLCOMHOLCALLCORHOLCALLDRILLCALLREAM鉆可行？鉸可行？套料否？槽面Y光孔臺(tái)階孔NNNYYAPPAS系統(tǒng)工藝決策程序框圖§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)☆

加工方法選擇每種加工方法均對(duì)應(yīng)于一定的工作范圍

例：麻花鉆鉆孔對(duì)應(yīng)的工作范圍——DMAX=2″,DMIN=0.0625″ES=0.007√D+0.003″,EI=0.007√D

位置精度：±0.008″

粗糙度：Ra=200μm

長(zhǎng)徑比：L/D＜12◆

創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）不需人工干預(yù)，自動(dòng)化程度高。

2）決策更科學(xué)，具有普遍性。

3）由于工藝過(guò)程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)成分偏多，理論還不完善，完全徹底的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還在研究探索之中。§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（Semi-Generative

CAPPSystem）◆派生式CAPP系統(tǒng)完全以人的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，難于保證設(shè)計(jì)最優(yōu)，且局限性較大；

完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還不成熟。

將兩者結(jié)合起來(lái)，采用部分創(chuàng)成，部分派生（或部分人工干預(yù)）的方法是一種可取的方案。◆

半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）集派生式及創(chuàng)成式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又克服兩者的不足。

2）目前為多數(shù)CAPP系統(tǒng)采用。☆例：神戶大學(xué)開(kāi)發(fā)的半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)熱處理、表面處理、手工作業(yè)等補(bǔ)充加工順序和工序修正加工順序處理機(jī)床選擇調(diào)入一個(gè)零件數(shù)據(jù)機(jī)床組合零件數(shù)據(jù)工藝規(guī)程處理完否？NY工藝規(guī)程打印

策略存儲(chǔ)器

機(jī)床文件

加工順序存儲(chǔ)器1000個(gè)零件數(shù)據(jù)

余量、精

度存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)制約：例軸長(zhǎng)徑比限制；淬火后只能磨…確定加工方法策略；機(jī)床選用順序；機(jī)床選用策略…典型加工順序檢索確定加工余量劃分加工階段人工干預(yù)

動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器

神戶大學(xué)半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)程序框圖

零件信息輸入

零件加工表面可分為基本形面和輔助形面；形面可用特征參數(shù)進(jìn)行描述；形面與一定的加工方法相聯(lián)系

較粗糙，信息輸入不完整多用于只需制定簡(jiǎn)單工藝路線的場(chǎng)合只適用于派生式CAPP系統(tǒng)1）成組編碼法：

輸入工作量大是其主要的弱點(diǎn)2）形面描述法：

可完整地描述零件的幾何、工藝信息，是目前CAPP系統(tǒng)使用最多的信息輸入方法

多采用菜單（交互）方式輸入，便于操作§2.9計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)1.圓柱面2.圓錐面3.圓柱齒輪

4.圓錐齒輪5.蝸輪齒形6.花鍵

7.

螺紋8.滾花9.退出外部基本形面菜單1.直徑：上偏差：

下偏差：2.長(zhǎng)度：上偏差：下偏差：3.

表面粗糙度（Ra）：4.