機械制造基礎課件第六章：機械加工工藝規(guī)程制定

機械制造技術基礎第6章機械加工工藝規(guī)程制定內容回顧：1.機械制造工藝方法表2.1材料去除法的分類第6章機械加工工藝規(guī)程制定

2.生產類型表2.2生產類型的劃分第6章機械加工工藝規(guī)程制定

表2.3各種生產類型的特點和要求生產類型特點和要求單件小批生產中批生產大批、大量生產產品數(shù)量少中等大量加工對象經常變換周期性變換固定不變機床設備和布置采用萬能設備按機群布置采用萬能和專用設備，按工藝路線布置或流水線廣泛采用專用設備和自動生產線夾具非必要時不采用專用夾具和特種工具廣泛使用專用夾具和特種工具廣泛使用高效能專用夾具和特種工具刀具和量具一般刀具和量具專用刀具和量具高效能專用刀具和量具安裝方法劃線找正部分劃線找正不需劃線找正工作性質根據(jù)測量進行試切加工用調整法加工，有時還可組織成組加工使用調整法自動化加工零件互換性鉗工試配普遍應用互換性，同時保留某些試配全部互換，某些精度較高的配合件用配磨、配研、分組選擇裝配，不需要試配毛坯制造木模造型和自由鍛造金屬模造型和模鍛采用金屬模機器造型、模鍛、壓力鑄造等高效率毛坯制造方法工人技術要求高中等一般工藝規(guī)程要求只編制簡單的工藝過程卡片除有較詳細的工藝過程卡外，對重要零件的關鍵工序需有詳細說明的工序操作卡詳細編制工藝規(guī)程和各種工藝文件生產效率低中高成本高中低第6章機械加工工藝規(guī)程制定3.機械加工工藝過程圖2.3階梯軸

第6章機械加工工藝規(guī)程制定表2.4單件生產階梯軸表2.5大批量生產階梯軸

的工藝過程的工藝過程第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖2.4多工位加工工位1-裝卸工件；工位2-預鉆孔；工位3-鉆孔；工位4-擴孔；工位5-粗鉸；工位6-精鉸

第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖2.5復合工步第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖2.6多次走刀第6章機械加工工藝規(guī)程制定4.基準圖2.7箱體簡圖

第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖2.8工序基準

圖2.9定位基準

圖2.10測量基準第6章機械加工工藝規(guī)程制定第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖2.11齒輪加工余量的確定本章要點定位基準的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過程經濟分析第6章機械加工工藝規(guī)程制定第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.1概述6.1.1機械加工工藝規(guī)程及其作用

圖6-1工藝過程的組成機械加工工藝過程和工藝規(guī)程機械加工工藝過程

采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量，使之成為合格零件的全部勞動過程。機械加工工藝規(guī)程規(guī)定零件機械加工工藝過程的工藝文件。

工藝規(guī)程的作用

連接產品設計和制造過程的橋梁，是企業(yè)組織生產活動和進行生產管理的重要依據(jù)。第6章機械加工工藝規(guī)程制定表5-1機械加工工藝過程卡片工藝規(guī)程形式（工藝過程卡、工序卡、工藝卡）

第6章機械加工工藝規(guī)程制定表5-1機械加工工藝過程卡片第6章機械加工工藝規(guī)程制定表5-1機械加工工藝過程卡片第6章機械加工工藝規(guī)程制定第6章機械加工工藝規(guī)程制定機械加工工藝規(guī)程作用：

（1）是指導生產的主要技術文件；

（2）是生產準備和計劃調度的主要依據(jù)；

（3）是新建或擴建工廠、車間的基本技術文件。6.1.2制訂機械加工工藝規(guī)程的原則和步驟1）以保證零件加工質量，達到設計圖紙規(guī)定的各項技術要求為前提。2）工藝過程有較高的生產效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產條件，盡可能作到平衡生產。4）盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產，創(chuàng)造良好、文明勞動條件。5）積極采用先進技術和工藝，減少材料和能源消耗，并應符合環(huán)保要求。機械加工工藝規(guī)程設計原則第6章機械加工工藝規(guī)程制定

產品的全套裝配圖及零件圖產品的驗收質量標準產品的生產綱領及生產類型零件毛坯圖及毛坯生產情況本廠（車間）的生產條件各種有關手冊、標準等技術資料國內外先進工藝及生產技術的發(fā)展與應用情況

制定機械加工工藝規(guī)程所需原始資料第6章機械加工工藝規(guī)程制定

1．閱讀裝配圖和零件圖

了解產品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產品中的地位和作用，明確零件的主要技術要求。2．工藝審查

審查圖紙上的尺寸、視圖和技術要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術要求是否合理、適當，審查零件結構工藝性。3．熟悉或確定毛坯

確定毛坯的依據(jù)是零件在產品中的作用、零件本身的結構特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點及應用見表6-4。機械加工工藝規(guī)程設計步驟第6章機械加工工藝規(guī)程制定表6-4各類毛坯的特點及適用范圍

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械性能適用生產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級以下13級以下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、小尺寸簡單較復雜復雜較簡單一般較復雜較復雜復雜復雜復雜較復雜復雜較好有內應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、大批量第6章機械加工工藝規(guī)程制定4.選擇定位基準（見6.3節(jié)）5.擬定加工路線（見6.3節(jié)）6.確定滿足各工序要求的工藝裝備包括機床、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量的前提下，應與生產批量和生產節(jié)拍相適應，并應充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產準備費用。對必須改裝或重新設計的專用或成組工藝裝備，應在進行經濟性分析和論證的基礎上提出設計任務書。第6章機械加工工藝規(guī)程制定

確定各工序加工余量，計算工序尺寸和公差（見6.4節(jié)）確定切削用量確定時間定額（見6.4.3節(jié)）編制數(shù)控加工程序（對數(shù)控加工）評價工藝路線

對所制定的工藝方案應進行技術經濟分析，并應對多種工藝方案進行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)工藝方案。12.填寫或打印工藝文件5.1.4機械加工工藝規(guī)程設計步驟第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.2零件的工藝性分析及毛坯的選擇6.2.1零件的工藝性分析1.了解零件的各項技術要求；2.審查零件圖；

（1）檢查圖樣的完整性和正確性；

（2）審查技術要求和材料選擇的合理性；

（3）審查零件機械加工的結構工藝性。第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-2方頭銷第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-3零件機械加工結構工藝性示例第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.2.2毛坯的選擇

常用零件毛坯（見表6-4）①鑄件；②鍛件；③型材；

熱軋尺寸大、精度低

冷拉尺寸小、精度高④焊接件；⑤冷沖壓件。

形狀復雜的板材零件

使用未經機械加工表面作為定位基準，稱為粗基準。零件上根據(jù)機械加工工藝需要而專門設計的定位基準。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（圖5-1）等。粗基準使用經過機械加工表面作為定位基準，稱為精基準。精基準附加基準第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.3機械加工工藝過程設計6.3.1定位基準的選擇

工藝凸臺A向A圖6-4小刀架上的工藝凸臺第6章機械加工工藝規(guī)程制定a）b）c）粗基準的選擇◆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，則應以不加工面作為粗基準?！粲嗔烤鶆蚍峙湓瓌t——如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。圖6-5粗基準選擇比較第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-6床身粗基準選擇比較工序1工序1工序2工序2

◆便于工件裝夾原則——要求選用的粗基準面盡可能平整、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。◆粗基準一般不得重復使用原則

第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-7主軸箱零件精基準選擇精基準的選擇◆基準重合原則——選用被加工面設計基準作為精基準◆統(tǒng)一基準原則——當工件以某一表面作精基準定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時，應盡早將這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準進行加工第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖6-9以頂面和兩銷孔定位

鏜孔支架圖6-8置于箱體中部的吊架支承

吊架第6章機械加工工藝規(guī)程制定

在實際生產中，經常使用的統(tǒng)一基準形式有：

1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準；

2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準；

3）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；

4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準。

采用統(tǒng)一基準原則好處：

1）有利于保證各加工表面之間的位置精度；

2）可以簡化夾具設計，減少工件搬動和翻轉次數(shù)。

★注意：采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題。此時，需針對具體問題進行具體分析，根據(jù)實際情況選擇精基準。第6章機械加工工藝規(guī)程制定

◆互為基準原則軸徑軸徑錐孔圖6-10主軸零件精基準選擇【例】主軸零件精基準選擇（圖6-10）◆自為基準原則

【例】床身導軌面磨削加工（圖6-11）圖6-11導軌磨削基準選擇第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖6-13浮動鏜刀塊1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿◆便于裝夾原則——所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結構簡單、操作方便。圖6-12外圓研磨示意圖【例】鉸孔、拉孔、研磨（圖6-12）【例】浮動鏜刀塊鏜孔（圖6-13）第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖6-14搖桿零件圖φ40φ12H7鑄造圓角R3其余倒角1×45°60±0.059.5φ20H71.63.23.23.21.64018M83.2R12710±0.1ABDC1545【例6-1】選擇圖6-14所示搖桿零件的定位基準。零件材料為HT200，毛坯為鑄件，生產批量：5000件。

第6章機械加工工藝規(guī)程制定第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.3.2工藝路線的擬定1.加工方法的選擇

（1）加工經濟精度；（2）工件材料的性質；（3）工件的結構形狀和尺寸大?。?/p>

（4）生產效率和經濟性要求；

（5）工廠或車間的現(xiàn)有設備情況和技術條件。

圖6-15加工誤差與成本關系CΔ0AB經濟精度隨年代增長和技術進步而不斷提高（圖6-16）在正常加工條件下（采用符合質量標準的設備和工藝裝備，使用標準技術等級工人，不延長加工時間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖6-15AB段）加工經濟精度加工誤差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代圖6-16加工精度與年代的關系一般加工精密加工超精密加工第6章機械加工工藝規(guī)程制定

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）生產批量和生產節(jié)拍要求4）企業(yè)現(xiàn)有加工設備和加工能力5）經濟性選擇加工方法應考慮的問題第6章機械加工工藝規(guī)程制定

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圖6-17外圓表面的典型加工工藝路線第6章機械加工工藝規(guī)程制定

圖6-18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餃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手餃IT5Ra0.08~1.25第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-19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導軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨IT6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨IT6～8Ra0.63～5半精刨IT8～11Ra2.5～10半精車IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨IT11～13Ra5～20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第6章機械加工工藝規(guī)程制定2、加工階段的劃分

粗加工階段——主要任務是去除加工面多余的材料

半精加工階段——使加工面達到一定的加工精度，為精加工作好準備

精加工階段——使加工面精度和表面粗糙度達到要求

光整加工階段——對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求利于保證加工質量；便于合理使用設備和安排工人；可及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷；便于組織生產。加工階段的劃分加工階段劃分的原因第6章機械加工工藝規(guī)程制定

利于采用高效專用設備和工藝裝備，提高生產效率；裝夾次數(shù)減少，減少輔助時間，縮短生產周期，且一次安裝可加工多個表面，易于保證位置精度；工序數(shù)目少，減少機床數(shù)量，減少操作工人人數(shù)和生產面積，簡化生產計劃和生產組織工作；機床設備和工藝裝備成本高，調整維修困難，生產準備時間長，工作量大。機床設備及工藝裝備簡單，易調整；對工人技術要求較低；利于選用最合理的切削用量，減少基本時間；設備數(shù)量多，操作工人多，生產面積大，工藝路線長。工序集中的特點工序分散的特點3、工序集中與工序分散第6章機械加工工藝規(guī)程制定

傳統(tǒng)的流水線、自動線生產，多采用工序分散的組織形式（個別工序亦有相對集中的情況）工序集中與工序分散的應用由于市場需求的多變性，對生產過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進設備的采用，工序集中將越來越成為生產的主流方式多品種、中小批量生產，為便于轉換和管理，多采用工序集中方式第6章機械加工工藝規(guī)程制定

先基準后其他——先加工基準面，再加工其他表面

先面后孔——有兩層含義：

1）當零件上有較大的平面可以作定位基準時，先將其加工出來，再以面定位，加工孔，可以保證定位準確、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

先主后次——也有兩層含義：

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濟角度出發(fā)進行安排

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，以主要表面定位進行加工

先粗后精

機械加工工序的安排第6章機械加工工藝規(guī)程制定4、加工順序的安排

為改善工件材料切削性能而進行的熱處理工序（如退火、正火等），應安排在切削加工之前進行為消除內應力而進行的熱處理工序（如退火、人工時效等），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物理性質而進行的熱處理工序（如調質、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進行。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行為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進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）一般放在工藝過程的最后。熱處理和表面處理工序的安排第6章機械加工工藝規(guī)程制定除操作工人自檢外，下列情況應安排檢驗工序：①零件加工完畢后；②從一個車間轉到另一個車間前后；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，應對工件進行認真地清洗。檢驗工序的安排第6章機械加工工藝規(guī)程制定第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.3.3擬定工藝路線的示例

圖6-20壓縮機活塞桿零件圖第6章機械加工工藝規(guī)程制定1.零件結構特點和技術要求的分析①軸頸的加工精度；

軸頸精度分2檔：高檔處為IT6級，圓度、圓柱度7級，其他部分9級。②軸向尺寸精度；③位置精度；④表面粗糙度；⑤熱處理。

2.毛坯選擇：

采用45鋼鍛造毛胚。3.定位基準的選擇

（1）精基準選擇；

（2）粗基準選擇；4.工藝路線的擬定

第6章機械加工工藝規(guī)程制定表6-5活塞桿機械加工工藝過程序號工序內容定位基準機床設備序號工序內容定位基準機床設備1平毛坯兩端面兩端外圓銑床7精磨∮70外圓中心孔外圓磨床2打中心孔，粗車各部外圓兩端外圓普通車床8磁力探傷專用設備3半精車∮70、∮30、∮50、∮68及∮90外圓中心孔普通車床9精車∮68f9、∮30f9、∮65g及C、D兩端面，車螺紋M60X4中心孔普通車床4表面淬火（∮70h6處，長720）10銑∮70h6外圓上2個平面至尺寸62中心孔臥式銑床5修研中心孔∮70外圓中心孔磨床11鉆∮8H7孔底孔∮30外圓和右端面立式鉆床6粗磨∮70外圓中心孔外圓磨床12手鉸∮8H7孔鉗工臺第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.4機械加工工序設計6.4.1機床與工藝裝備的選擇1.機床的選擇原則

（1）機床的加工范圍應與工件的外廓尺寸相適應；

（2）機床的精度應與工序加工要求的精度相適應；

（3）機床的生產效率應與零件的生產綱領相適應。2.工藝裝備的選擇

（1）夾具的選擇；

（2）刀具的選擇；

（3）量具的選擇。

加工余量——加工過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◎對于被包容表面（6-1）◎對于包容表面（6-2）a）b）c）d）Zbab圖6-21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。加工余量及其計算第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.4.2加工余量及工序尺寸的確定

總加工余量——零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牧蠈涌偤穸龋?-3）式中ZS——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)。最大余量最小余量（6-4）（被包容尺寸）（包容尺寸）（6-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）第6章機械加工工藝規(guī)程制定最小余量構成（圖6-22）◎采用浮動鏜刀塊鏜孔式中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。（6-6）◎無心磨床磨外圓◎研磨、拋光平面RyHaeaεb圖6-22最小加工余量構成第6章機械加工工藝規(guī)程制定加工余量確定方法

計算法——采用計算法確定加工余量比較準確，但需掌握必要的統(tǒng)計資料和具備一定的測量手段。

經驗法——由一些有經驗的工程技術人員或工人根據(jù)現(xiàn)場條件和實際經驗確定加工余量。此法多用于單件小批生產。

查表法——利用各種手冊所給的表格數(shù)據(jù)，再結合實際加工情況進行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產上應用較多。需要指出的是，目前國內各種手冊所給的余量多數(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，此點在應用時需加以注意。第6章機械加工工藝規(guī)程制定確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）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計尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應的加工經濟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工序余量由計算確定。表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經濟精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——3.工序尺寸確定第6章機械加工工藝規(guī)程制定表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經濟精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——表6-6主軸孔工序尺寸及公差的確定浮動鏜0.11007Ra0.8

精鏜0.5100-0.1=99.98Ra1.6半精鏜2.499.9-0.5=99.410Ra3.2

粗鏜599.4-2.4=9712Ra6.3毛坯孔100-8=92工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經濟精度(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，加工過程：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜【例6-2】第6章機械加工工藝規(guī)程制定

尺寸鏈定義在零件加工或機器裝配過程中，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——在機器設計和裝配過程中，由有關零件尺寸形成的尺寸鏈★

工藝尺寸鏈——在加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈第6章機械加工工藝規(guī)程制定

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

增環(huán)——該環(huán)變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動（增大或減小）的環(huán)組成環(huán)——尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。對于工藝尺寸鏈來說，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（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動（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)關系式，其一般形式為：（6-7）第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖示尺寸鏈中，尺寸A0是加工過程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環(huán)。其中，A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。

圖6-23工藝尺寸鏈a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C工藝尺寸鏈示例（圖6-23）：工件A、C面已加工好，現(xiàn)以A面定位用調整法加工B面，要求保證B、C面距離A0【例6-3】尺寸鏈方程為：第6章機械加工工藝規(guī)程制定尺寸鏈計算方法

對式（6-8）兩邊取全微分，有：（6-8）（6-9）式中偏導數(shù)表示組成環(huán)對封閉環(huán)影響的大小，稱為誤差傳遞系數(shù)，記為ζi。式（6-9）也可以寫成如下形式：（6-10）基本尺寸計算公式誤差與公差計算公式上述兩式為尺寸鏈特定偏差值計算公式，即誤差傳遞公式第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-24a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。若加工后實測結果為：X=289.780，Y1=159.995，Y2=237.648。試確定L0和α0的偏差?！纠?-4】圖6-24誤差傳遞計算示例a）b）Y1Y2AXL0α0α0L0XY1Y2第6章機械加工工藝規(guī)程制定對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圖6-25誤差傳遞計算示例AXL0α0a）α0L0b）XY1Y2第6章機械加工工藝規(guī)程制定

公差極值算法

式中T0L

——極值公差；

Ti

——各組成環(huán)公差。（6-11）（6-12）（6-13）★

偏差計算公式★

公差計算公式上式表明在極端的情況下，尺寸鏈封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差與誤差傳遞系數(shù)絕對值乘積之和。第6章機械加工工藝規(guī)程制定

公差概率算法

為計算方便，作如下近似處理：令k1=k2=…=kn=k，得到近似概率算法公差計算公式（k值常取1.2～1.6）：★

各組成環(huán)均接近正態(tài)分布時，公差計算公式：（6-14）式中T0Q

稱為平方公差。★

各組成環(huán)偏離正態(tài)分布時，公差計算公式：式中T0Q

稱為統(tǒng)計公差。k為分布系數(shù)，定義如下：（6-15）（6-17）（6-16）第6章機械加工工藝規(guī)程制定極值算法（6-18）概率算法（6-19）式中α為分布不對稱系數(shù)，定義如下（圖6-26）圖6-26分布系數(shù)與不對稱系數(shù)

TΔ=α

2Amin分布中心AMAmaxXAAEIEST/2T/2φ(X)X（5-21）平均尺寸計算公式

第6章機械加工工藝規(guī)程制定幾種常見誤差分布曲線的分布系數(shù)k和分布不對稱系數(shù)α的數(shù)值見教材表6-7。α000-0.280.26-0.26K11.221.731.141.171.173σ3σαT/2αT/2αT/2分布特征正態(tài)分布三角分布均勻分布瑞利分布偏態(tài)分布外尺寸內尺寸

分布曲線

表6-7幾種常見誤差分布曲線第6章機械加工工藝規(guī)程制定L=30±0.05A=10±0.01DC±—TC12θ=60°±2′

L0

θCAEd

a）b）圖6-27平面尺寸鏈示例

圖6-27a所示斜孔鉆模板。采用工藝孔D輔助進行加工和測量。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?-5】建立尺寸鏈（圖b）【解】第6章機械加工工藝規(guī)程制定對上式求全微分，有：各組成環(huán)的誤差傳遞系數(shù)分別為：最終結果：采用極值算法C=20.981±0.016mm

采用概率算法C=20.981±0.026mm由式（6-13）：可求出：TC=0.032由式（6-17）：可求出：TC=0.052（k=1.4）第6章機械加工工藝規(guī)程制定

基本尺寸計算公式直線尺寸鏈極值算法公式（6-20）偏差計算公式公差計算公式平均尺寸計算公式（6-21）（6-22）（6-23）（6-24）第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖示工件

，以底面A定位，加工臺階面B，保證尺寸，試確定工序尺寸A2及平行度公差Ta2?！纠?-6】尺寸鏈b）中，A0為封閉環(huán)，A1和A2是組成環(huán)；角度尺寸鏈（圖6-28c）中，a0為封閉環(huán)，a1

和a2是組成環(huán)?！窘狻繋追N常見工藝尺寸鏈形式圖6-28工藝尺寸鏈示例b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05A0.1C求解圖6-28b和圖5-28c的尺寸鏈，可得到：工序尺寸：平行度公差：工藝基準與設計基準不重合時的工藝尺寸計算第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-29測量尺寸鏈示例A2

若實測A2=40.30，按上述要求判為廢品，但此時如A1=50，則實際A0=9.7，仍合格，即“假廢品”。當實測尺寸與計算尺寸的差值小于尺寸鏈其它組成環(huán)公差之和時，可能為假廢品。采用專用檢具可減小假廢品出現(xiàn)的可能性圖6-29所示零件，尺寸A0不好測量，改測尺寸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)。計算尺寸鏈可得到：【解】【例6-7】★

假廢品問題：第6章機械加工工藝規(guī)程制定D1

工序基準是尚待加工的設計基準D2xHR1R2xH1)拉內孔至；2)插鍵槽，保證尺寸x；試確定尺寸x的大小及公差。3)熱處理建立尺寸鏈如圖b

所示，H是間接保證的尺寸，因而是封閉環(huán)。計算該尺寸鏈，可得到：4)磨內孔至，同時保證尺寸。

a）b）圖6-30鍵槽加工尺寸鏈【解】圖6-30所示鍵槽孔加工過程如下：【例6-8】第6章機械加工工藝規(guī)程制定D1xD2H1討論：在前例中，認為鏜孔與磨孔同軸，實際上存在偏心。若兩孔同軸度允差為φ0.05，即兩孔軸心偏心為e=±0.025。將偏心e

作為組成環(huán)加入尺寸鏈（圖6-31b）

a）b）圖6-31鍵槽加工尺寸鏈H20.0250.025R1xHR2e重新進行計算，可得到：第6章機械加工工藝規(guī)程制定圖6-32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。與此有關的加工過程如下：

表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計算【例6-9】【解】R2R1H1H0b)圖6-32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，同時保證規(guī)定的滲碳層深度。D2H0H12）滲碳處理，控制滲碳層深度H1；試確定H1的數(shù)值。建立尺寸鏈，如圖b,在該尺寸鏈中，H0

是最終的滲碳層深度，是間接保證的，因而是封閉環(huán)。計算該尺寸鏈，可得到：D1第6章機械加工工藝規(guī)程制定工序尺寸圖表法

當零件在同一尺寸方向上加工尺寸較多，且工序（測量）基準需多次轉換時，尺寸鏈建立和計算比較困難，采用圖表法可較好解決這個問題圖6-33所示零件有關軸向尺寸加工過程如下：【例6-10】31.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖6-33圖表法示例零件4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同時保證設計尺寸6±0.1試確定各工序尺寸及公差。1）以Ⅳ面定位，粗車Ⅰ面，保證Ⅰ、Ⅳ面距離尺寸A1，粗車Ⅲ面，保證Ⅰ、Ⅲ面距離尺寸A2；2）以Ⅰ面定位，精車Ⅱ面，保證Ⅰ、Ⅱ面距離尺寸A3，粗車Ⅳ面，保證Ⅱ、Ⅳ面距離尺寸A4；3）以Ⅱ面定位，精車Ⅰ面，保證Ⅰ、Ⅱ面距離尺寸A5，同時保證設計尺寸31.69±0.31；精車Ⅲ面，保證設計尺寸A6=27.07±0.07；第6章機械加工工藝規(guī)程制定Z6Z4Z7Z5ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5A6R1R21.畫尺寸聯(lián)系圖

1）畫零件簡圖，加工面編號，向下引線2）按加工順序和規(guī)定符號自上而下標出工序尺寸和余量——用帶圓點的箭線表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓點表示測量基準；余量按入體原則標注。3）在最下方畫出間接保證的設計尺寸，兩邊均為圓點。4）工序尺寸為設計尺寸時，用方框框出，以示區(qū)別。注：靠火花磨削余量視為工序尺寸，也用用帶圓點的箭線表示。圖6-34尺寸聯(lián)系圖【解】第6章機械加工工藝規(guī)程制定A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）圖6-36工藝尺寸鏈A5R2A4b）2.用追蹤法查找工藝尺寸鏈A6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4圖6-35尺寸鏈追蹤Z5

結果尺寸（間接保證的設計尺寸）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，遇圓點向上折，繼續(xù)向上追蹤…直至兩追蹤線交于一點，追蹤路徑所經工序尺寸為尺寸鏈的組成環(huán)第6章機械加工工藝規(guī)程制定3.初擬工序尺寸公差中間工序尺寸公差按經濟加工精度或生產實際情況給出±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注初擬修正后ZiminZiMAiMAiA6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4第6章機械加工工藝規(guī)程制定4.校核結果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差

校核結果尺寸鏈，若超差，減小組成環(huán)公差（首先壓縮公共環(huán)公差）±0.23±0.08工序公差余量公差最小余量平均余量ZiminZiM±0.02ⅠⅡⅢⅣ初擬修正后±0.5±0.3±0.1±0.3A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.07A6±0.1±0.31A5R1Z7a）A5R2A4b）第6章機械加工工藝規(guī)程制定工序公差余量公差最小余量平均余量ZiminZiMA6ⅠⅡⅢⅣ初擬修正后±0.5±0.3±0.1±0.3±0.1±0.07±0.08A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.31±0.23±0.02A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）±0.55±0.8310.30.30.480.851.83±0.185.計算余量公差和平均余量

根據(jù)余量尺寸鏈計算±0.020.080.1第6章機械加工工藝規(guī)程制定A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）25.593426.7平均余量平均尺寸ZiMAiMⅠⅡⅢⅣ0.480.851.8327.07A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4631.690.1A66.16.18A5R1Z7a）A5R2A4b）6.計算中間工序平均尺寸

在各尺寸鏈中，首先找出只有一個未知數(shù)的尺寸鏈，解出此未知數(shù)。繼續(xù)下去，解出全部未知工序尺寸第6章機械加工工藝規(guī)程制定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注ZiminZiMAiMAi初擬修正后±0.23±0.02A6ⅠⅡⅢⅣ±0.5±0.3±0.1±0.3±0.1±0.07±0.08±0.55±0.8310.30.30.480.851.836.127.076.5825.593426.7A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4±0.1±0.31631.69±0.18±0.020.080.1第6章機械加工工藝規(guī)程制定6.5數(shù)控加工工藝

形狀復雜、加工面多、加工量大、生產批量較小的零件（如批量較小的復雜箱體類零件）數(shù)控加工的合理選用普通機床無法加工或需使用復雜工裝才能加工的零件（如復雜輪廓面或復雜空間曲面）加工精度要求高的零件（如某些徑向尺寸和軸向尺寸精度要求均很高的軸類零件）零件上某些尺寸難以測量和控制的情況（如具有不開敞內腔加工面的殼體或盒型零件）零件一次裝夾，可完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多種操作圖6-37各類機床適應的加工范圍專用機床數(shù)控機床通用機床零件復雜程度零件批量第6章機械加工工藝規(guī)程制定加工過程嚴格按程序指令自動進行——數(shù)控加工工藝設計要求詳細、具體和完整。如工件在機床（或夾具）上裝夾位置、工序內工步的安排、刀具選用、切削用量、走刀路線等，都必須在工藝設計中認真考慮和明確規(guī)定數(shù)控加工工藝特點自行調整能力較差——數(shù)控加工工藝設計應十分嚴密、準確，必須注意到加工中的每一個細節(jié)，如每個坐標尺寸的計算、對刀點和換刀點的確定、攻絲時的排屑動作等。程序須經驗證正確后，方可進行正式加工多采用工序集中原則，一次裝夾可完成多個表面加工刀具（相對工件）運動路徑對生產率、加工精度影響很大，需合理規(guī)劃使用夾具相對簡單第6章機械加工工藝規(guī)程制定點位加工——通常按空程最短安排走刀路線。位置精度要求較求高的孔系加工，要注意避免反向間隙影響數(shù)控加工走刀路線規(guī)劃

對刀點234ABCD1XY對刀點23ABCD1XY45刀具折返點圖6-38孔加工路線示例a）b）第6章機械加工工藝規(guī)程制定輪廓加工——刀具應從切向進入輪廓加工，加工完成后不要在切點處取消刀補，要安排一段沿切向繼續(xù)運動距離圖6-39內、外圓加工路線a）外圓加工b）內孔加工第6章機械加工工藝規(guī)程制定

形腔加工——在保證加工精度前提下，使走刀路徑最短a）b）c）圖6-40型腔加工路線比較第6章機械加工工藝規(guī)程制定

高速加工——保證刀具運動軌跡光滑平穩(wěn)，并使刀具載荷均勻a）擺線加工b）賽車線加工圖6-41高速切削刀具路徑規(guī)劃（DELCAM公司）第6章機械加工工藝規(guī)程制定數(shù)控加工工藝實例確定數(shù)控加工內容：環(huán)槽、頂面和4-M10螺孔定位、夾緊方案：以底面、孔和零件后側面作為定位基準。采用孔系組合夾具，基礎板＋圓柱銷（專用件）＋移動V形塊（合件），通過螺旋壓板壓緊選擇加工方法：上表面和

mm環(huán)槽采用銑削一次走刀加工；4-M10螺紋孔先打中心孔再鉆底孔，螺紋底孔用鉆頭倒角圖6-42殼體零件簡圖第6章機械加工工藝規(guī)程制定數(shù)控加工工藝實例

加工順序銑上平面→鉆4-M10中心孔→鉆4-M10底孔→4-M10螺紋底孔倒角→4-M10攻絲→銑環(huán)槽零件坐標系設定如圖，坐標原點為孔軸線與零件上平面的交點工藝處理對刀點選在孔軸線與孔的上端面的交點，換刀點選在所定零件坐標系（X0，Y0，Z15）點刀具軌跡坐標計算4-M10螺紋孔中心坐標計算，環(huán)槽各基點（J、B、C、D…）及四個圓弧的圓心坐標計算等第6章機械加工工藝規(guī)程制定零件