機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定

第五章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定本章內(nèi)容講述了制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟和方法；重點(diǎn)討論了機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)中的主要問題(定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定)；簡要分析了工藝過程的經(jīng)濟(jì)性。學(xué)習(xí)要求:掌握機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)的基本原理、原則和方法(定位基準(zhǔn)的選擇原則，加工方法的選擇原則，工序劃分及加工順序安排的原則，確定余量的原則和方法，確定工序尺寸及公差的方法，工藝尺寸鏈原理及應(yīng)用等)。第一節(jié)概述一、工藝規(guī)程的作用1、定義：

規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。其中，規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)的。

工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術(shù)要求，工藝設(shè)備及工藝措施，切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。

2、工藝規(guī)程的作用：（1）

指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件：起生產(chǎn)的指導(dǎo)作用；

（2）

是生產(chǎn)組織和生產(chǎn)管理的依據(jù)：即生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、工人操作和質(zhì)量檢驗(yàn)等的依據(jù)；

（3）

是新建或擴(kuò)建工廠或車間主要技術(shù)資料。

總之，零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程是每個機(jī)械制造廠或加工車間必不可少的技術(shù)文件。生產(chǎn)前用它做生產(chǎn)的準(zhǔn)備，生產(chǎn)中用它做生產(chǎn)的指揮，生產(chǎn)后用它做生產(chǎn)的檢驗(yàn)。二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)步驟1、準(zhǔn)備階段2、工藝分析階段3、毛坯的選用4、工藝路線擬定5、確定工序所用設(shè)備及工裝6、確定各工序的加工余量、加工尺寸及其公差7、確定切削用量和時(shí)間定額8、確定關(guān)鍵工序的檢驗(yàn)方法9、填寫工藝文件表5-4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(fù)雜復(fù)雜較簡單一般較復(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、大批量第二節(jié)機(jī)械加工路線的制定一、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)又分為粗定位基準(zhǔn)和精定位基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)：以未加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱粗基準(zhǔn)，也就是第一道工序所用的定位基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)：以已加工過的表面進(jìn)行定位的基準(zhǔn)稱精基準(zhǔn)。選擇定位基準(zhǔn)主要是為了保證零件加工表面之間以及加工表面與未加工表面之間的相互位置精度，因此定位基淮的選擇應(yīng)從有相互位置精度要求的表面間去找。

1、粗基準(zhǔn)的選擇在零件加工過程的第一道工序，定位基準(zhǔn)必然是毛坯表面，即粗基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)從以下幾個方面考慮：

(1)某些表面不需加工，則應(yīng)選擇其中與加工表面有相互位置精度要求的表面為粗基準(zhǔn)。(此原則簡稱：相互位置原則)(2)選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量。(此原則簡稱：余量均勻原則)(3)選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗基準(zhǔn)。該表面不允許有澆、冒口的殘跡和飛邊，以確保安全、可靠、誤差小。(此原則簡稱：光滑平整原則)(4)粗基準(zhǔn)在同一定位方向上只允許在零件加工工序中使用一次，不允許重復(fù)使用。(此原則簡稱：一次使用原則)

因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的精度和粗糙度都很差，如果重復(fù)使用，則不能保證工件相對刀具的位置在重復(fù)使用粗基準(zhǔn)的工序中都一致，因而影響加工精度。2、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)時(shí)主要考慮應(yīng)保證加工精度并使工件裝夾得方便、準(zhǔn)確、可靠。因此，要遵循以下幾個原則：(1)基準(zhǔn)重合的原則

盡量選擇工序基準(zhǔn)（或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。這樣可以減少由于定位基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化引起的加工誤差。(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則

盡可能使各個工序的定位基準(zhǔn)相同。如軸類零件的整個加工過程中大部分工序都以兩個頂尖孔為定位基準(zhǔn)；齒輪加工的工藝過程中大部分工序以內(nèi)孔和端面為定位基準(zhǔn)；箱體加工中，若批量較大，大部分工序以平面和兩個銷孔為定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)不變的好處是，可使各工序所用的夾具統(tǒng)一，從而減少了設(shè)計(jì)和制造夾具的時(shí)間和費(fèi)用，加速了生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，降低了生產(chǎn)成本；多數(shù)表面用同一組定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多帶來的誤差，有利于保證其相互位置精度；由于基準(zhǔn)不變就有可能在一次裝夾中加工許多表面，使各表面之間達(dá)到很高的位置精度，又可避免由于多次裝夾帶來的裝夾誤差和減少多次裝載工件的輔助時(shí)間，有利于提高生產(chǎn)率。圖5-7以頂面和兩銷孔定位

鏜孔支架(3)互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則

當(dāng)兩個表面相互位置精度要求較高時(shí)，則兩個表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工，可以不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，保證兩個表面之間相互位置精度。如加工套筒類，當(dāng)內(nèi)、外圓柱表面的同軸度要求較高時(shí)，先以孔定位加工外圓，再以外圓定位加工孔，反復(fù)加工幾次就可大大提高同軸度精度。又如加工精密齒輪，當(dāng)齒面經(jīng)高頻淬火后磨削時(shí)，因輪齒表面淬火層很薄，為保證磨削余量均勻，采用先以齒面為基準(zhǔn)磨削內(nèi)孔，再以內(nèi)孔表面定位磨削齒面。軸徑軸徑

主軸零件精基準(zhǔn)選擇(4)自為基準(zhǔn)的原則

當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量小且均勻時(shí)，可選擇加工表面本身為精基準(zhǔn)，以保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率。如精鉸孔時(shí)，鉸刀與主軸采用浮動連接，加工時(shí)是以孔本身為定位基準(zhǔn)。又如磨削車床床身導(dǎo)軌面時(shí)，常在磨頭上裝百分表以導(dǎo)軌面本身為基準(zhǔn)來找正工件，或者用觀察火花的方法來找正工作。再如精鏜連桿小頭孔，以自身定位。先在小頭孔中安裝活動定位銷，定位夾緊后，再將定位銷從孔中拔出來。應(yīng)用這種精基準(zhǔn)加工工件，只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的相互位置精度，后者應(yīng)由先行工序保證。(5)應(yīng)能使工作裝夾穩(wěn)定可靠、夾具簡單一般常采用面積大、精度較高和粗糙度較低的表面為精基準(zhǔn)。加工箱體類和支架類零件時(shí)常選用裝配基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，因?yàn)檠b配基準(zhǔn)多數(shù)面積大、裝夾穩(wěn)定、方便，設(shè)計(jì)夾具也較簡單。

上述有關(guān)粗、精基準(zhǔn)選擇原則中的每一項(xiàng)，只說明某一方面問題，在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)不能同時(shí)兼顧。因此要根據(jù)零件的生產(chǎn)類型及具體的生產(chǎn)條件，并結(jié)合整個的工藝路線進(jìn)行全面考慮，抓住主要矛盾，靈活運(yùn)用上述原則，正確選擇粗、精基準(zhǔn)。二、表面加工方法的選擇(1)各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度和粗糙度不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用途各不相同，所能達(dá)到的精度和表面粗糙度也大不一樣。即使是同一種加工方法，在不同的加工條件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一樣，這是因?yàn)樵诩庸み^程中，將有各種因素對精度和粗糙度產(chǎn)生影響，如工人的技術(shù)水平、切削用量、刀具的刃磨質(zhì)量、機(jī)床的調(diào)整質(zhì)量等等。(2)加工方法和加工方案的選擇①首先要根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求，確定加工方法及加工方案。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

孔的典型加工工藝路線

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IT10～11Ra5～20②決定加工方法時(shí)要考慮被加工材料的性質(zhì)。例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難，一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進(jìn)行精加工。③選擇加工方法要考慮到生產(chǎn)類型，即要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的問題。在大批、大量生產(chǎn)中可采用專用的高效率設(shè)備和專用工藝裝備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。甚至在大批、大量生產(chǎn)中可以從根本上改變毛坯的形態(tài)，大大減少切削加工的工作量。例如，用粉末冶金制造的油泵齒輪，用失蠟澆注制造柴油機(jī)上的小尺寸零件等。在單件小批生產(chǎn)中，就采用通用設(shè)備、通用工藝裝備及一般的加工方法。提高單件小批生產(chǎn)的生產(chǎn)率亦是目前機(jī)械制造工藝的研究課題之一。例如，在車床上裝液壓仿型刀架，采用數(shù)控車床或采用成組加工方法，單件試制新產(chǎn)品時(shí)，甚至采用加工中心機(jī)床等。④選擇加工方法還要考慮本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件。應(yīng)該充分利用現(xiàn)有設(shè)備，挖掘企業(yè)潛力，發(fā)揮工人群眾的積極性和創(chuàng)造性。有時(shí)雖有該項(xiàng)設(shè)備，但因負(fù)荷的平衡問題，還得改用其它的加工方法。此外，選擇加工方法還應(yīng)該考慮一些其它因素，例如，工件的形狀和質(zhì)量以及加工方法所能達(dá)到的表面物理機(jī)械性能等?！纠?/p>

表格應(yīng)用的舉例：要求孔的加工精度為IT7級，粗糙度Ra=1.6～3.2μm，確定孔的加工方案。查表有下面四種加工方案：①鉆——擴(kuò)——粗鉸——精鉸；②粗鏜——半精鏜——精鏜；③粗鏜——半精鏜——粗磨——精磨；④鉆(擴(kuò))——拉。方案①用得最多，在大批、大量生產(chǎn)中常用在自動機(jī)床或組合機(jī)床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進(jìn)行各個工步加工的機(jī)床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。方案②用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細(xì)容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。方案③適用于淬火的工件。方案④適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。三、加工階段的劃分粗加工階段——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——對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求將工藝過程劃分粗、精加工階段的原因是：①在粗加工階段，由于切除大量的多余金屬，可以及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷(夾渣、裂紋、氣孔等)，以便及時(shí)處理，避免過多浪費(fèi)工時(shí)。②粗加工階段容易引起工件的變形，這是由于切除余量大，一方面毛坯的內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起變形，另一方面由于切削力、切削熱及夾緊力都比較大，因而造成工作的受力變形和熱變形。為了使這些變形充分表現(xiàn)，應(yīng)在粗加工之后留有一定的時(shí)間。然后再通過逐步減少加工余量和切削用量的辦法消除上述變形。③劃分加工階段可以合理使用機(jī)床。如粗加工階段可以使用功率大、精度較低的機(jī)床；精加工階段可以使用功率小、精度高的機(jī)床。這樣有利于充分發(fā)揮粗加工機(jī)床的動力，又有利于長期保持精加工機(jī)床的精度。④劃分加工階段可在各個階段中插入必要的熱處理工序。如在粗加工之后進(jìn)行去除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)效處理；在半精加工后進(jìn)行淬火處理等。在某些情況下，劃分加工階段也并不是絕對的，例如加工重型工件時(shí)，由于不便于多次裝夾和運(yùn)輸，因此不必劃分加工階段，可在一次裝夾中完成全部粗加工和精加工。為提高加工的精度，可在粗加工后松開工作，讓其充分變形，再用較小的力量夾緊工件進(jìn)行精加工，以保證零件的加工質(zhì)量。另外，如果工件的加工質(zhì)量要求不高、工件的剛度足夠、毛坯的質(zhì)量較好而切除的余量不多，則可不必劃分加工階段。四、加工順序安排1、機(jī)械加工順序的確定先基準(zhǔn)后其他——先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面

先面后孔——有兩層含義：

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，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

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(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

先粗后精

2、熱處理及表面處理工序的安排為了改善工件材料的機(jī)械性能和切削性能，在加工過程中常常需要安排熱處理工序。采用何種熱處理工序以及如何安排熱處理工序在工藝過程中的位置，要根據(jù)熱處理的目的決定。①退火和正火可以消除內(nèi)應(yīng)力和改善材料的加工性能，一般安排在加工前進(jìn)行，有時(shí)正火也安排在粗加工后進(jìn)行。②時(shí)效處理對于大而復(fù)雜的鑄件，為了盡量減少由于內(nèi)應(yīng)力引起的變形，常常在粗加工后進(jìn)行人工時(shí)效處理。粗加工前最好采用自然時(shí)效。③調(diào)質(zhì)處理可以改善材料的機(jī)械性能，因此許多中碳鋼和合金鋼常采用這種熱處理方法，一般安排在粗加工之后進(jìn)行，但也有安排在粗加工之前進(jìn)行的。④淬火處理或滲碳淬火處理可以提高零件表面的硬度和耐磨性。淬火處理一般安排在磨削之前進(jìn)行，當(dāng)用高頻淬火時(shí)也可安排在最終工序。滲碳可安排在半精加工之前或之后進(jìn)行。⑤表面處理(電鍍及氧化)

可提高零件的抗腐蝕能力，增加耐磨性，使表面美觀等。一般安排在工藝過程的最后進(jìn)行。3、檢驗(yàn)工序的安排檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量和防止產(chǎn)生廢品的重要措施。在每個工序中，操作者都必須自行檢驗(yàn)。在操作者自檢的基礎(chǔ)上，在下列場合還要安排獨(dú)立檢驗(yàn)工序：①零件加工完畢后；②從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間前后；③重要工序前后。4、其它工序的安排

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)對工件進(jìn)行認(rèn)真地清洗。五、工序的集中與分散在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計(jì)劃和均衡機(jī)床的負(fù)荷，常將工藝過程劃分為若干個工序。劃分工序時(shí)有兩個原則，即工序的集中和工序的分散。工序集中：使每個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。工序分散：使每個工序的工步內(nèi)容相對較少，從而使總的工序數(shù)目較多工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對簡單，調(diào)整、對刀比較容易，對操作工人技術(shù)水平要求不高。在確定工序集中或分散的問題上，主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和設(shè)備等具體生產(chǎn)條件綜合考慮后確定。

在單件小批生產(chǎn)中：一般采用通用設(shè)備和工藝裝備，盡可能在一臺機(jī)床上完成較多的表面加工，尤其是對重型零件的加工，為減少裝夾和往返搬運(yùn)的次數(shù)，多采用工序集中的原則。

在成批生產(chǎn)中：盡可能采用效率高的通用機(jī)床（如六角機(jī)床）和專用機(jī)床，使工序集中。

在大批、大量生產(chǎn)中：①常采用高效率的設(shè)備和工藝裝備，如多刀自動機(jī)床、組合機(jī)床及專用機(jī)床等，使工序集中，以便提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量。②但因工件特殊結(jié)構(gòu)關(guān)系，各個表面不便于集中加工。如活塞、連桿等可采用效率高、結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工藝裝備，按工序分散的原則進(jìn)行生產(chǎn)。這樣易于保證加工質(zhì)量和使各工序的時(shí)間趨于平衡，便于組織流水生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。

由于市場需求的多變性，對生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式第三節(jié)工序具體內(nèi)容確定一、加工余量二、工序尺寸三、設(shè)備選擇四、切削用量的確定五、時(shí)間定額一、加工余量的確定1、加工余量定義加工余量——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工件加工余量的大小，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。例如加工余量太小時(shí)，不易去掉上道工序所遺留下來的表面缺陷及表面的相互位置誤差而造成廢品；加工余量太大時(shí)，會造成加工工時(shí)和材料的浪費(fèi)，甚至因余量太大而引起很大的切削熱和切削力，使工件產(chǎn)生變形，影響加工質(zhì)量。加工余量有單邊余量和雙邊余量之分。單邊余量：指非對稱加工面的余量。雙邊余量：指對稱（回轉(zhuǎn)體）加工面的余量。a）b）c）d）Zbab圖5-24工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab（5-1）（5-2）式中Zb——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。對于被包容表面對于包容表面

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)。

最大余量

最小余量（5-3）（5-4）（被包容尺寸）（包容尺寸）（5-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）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。

平均余量（5-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）

余量公差（5-7）（被包容尺寸與包容尺寸）2.影響加工余量的因素1）上道工序留下的表面粗糙度Ra及表面缺陷層Ha。2）上道工序的尺寸公差Ta。3）工件各表面相互位置的空間偏差ρa(bǔ)。指不包括尺寸公差范圍內(nèi)的形狀誤差及位置誤差。4）本道工序安裝誤差εb。RyHaeaεb

最小加工余量構(gòu)成3、確定加工余量的方法（1）計(jì)算法由計(jì)算公式計(jì)算出基本余量。一般不用。（2）查表法工廠中廣泛應(yīng)用這種方法，表格是以工廠的生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的，如《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》。（3）經(jīng)驗(yàn)法主要用于單件小批生產(chǎn)，靠經(jīng)驗(yàn)確定加工余量，因此不夠準(zhǔn)確。為保證不出廢品，余量往往偏大。二、工序尺寸的確定1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設(shè)計(jì)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(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。

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】表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97-5=92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三、設(shè)備選擇3.機(jī)床的規(guī)格與加工工件的尺寸相適應(yīng)5、合理選用數(shù)控機(jī)床。2.機(jī)床的生產(chǎn)率與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。1.機(jī)床的精度應(yīng)與要求的加工精度相適應(yīng).4、機(jī)床的選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況。一般：單件小批：通用機(jī)床、工裝；大批、大量：專機(jī)、組機(jī)、專用工裝數(shù)控機(jī)床：可用于各種生產(chǎn)類型。刀具盡可能用標(biāo)準(zhǔn)的。1.選擇機(jī)床設(shè)備的基本原則1、單件小批生產(chǎn)：采用各種通用夾具和機(jī)床附件，如卡盤、虎鉗、分度頭等。有組合夾具站的，可采用組合夾具。3、多品種中、小批生產(chǎn)可采用可調(diào)夾具或成組夾具。2、大批大量生產(chǎn)為提高勞動生產(chǎn)率應(yīng)采用專用高效夾具。2.工藝裝備的選擇4、采用數(shù)控加工時(shí)夾具要敞開，其定位、夾緊元件不能影響加工走刀（如碰撞等）。夾具的選擇1、一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。3、刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求。2、若采用工序集中時(shí)，應(yīng)采用各種高效的專用刀具、復(fù)合刀具和多刃刀具等。4、數(shù)控加工對刀具的剛性及壽命要求較普通加工嚴(yán)格。應(yīng)合理選擇各種刀具、輔具（刀柄、刀套、夾頭等）。刀具的選擇1、單件小批生產(chǎn)應(yīng)廣泛采用通用量具，如游標(biāo)卡尺、百分尺和千分表等。3、量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。2、大批大量生產(chǎn)應(yīng)采用各種量規(guī)和高效的專用檢驗(yàn)夾具和量儀等。量具的選擇四、切削用量的確定1.確定切削深度ap盡可能一次切除全部余量，余量過大時(shí)可分2次走刀，第一次走刀的切削深度取單邊余量的2/3～3/4。2.確定進(jìn)給量

f3.確定切削速度

v根據(jù)規(guī)定的刀具耐用度確定切削速度v

（計(jì)算或查表）◆

粗切時(shí)根據(jù)工藝系統(tǒng)強(qiáng)度和剛度條件確定（計(jì)算或查表）◆

精切時(shí)根據(jù)加工表面粗糙度要求確定（計(jì)算或查表）五、時(shí)間定額（一）

時(shí)間定額

時(shí)間定額是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間。單件時(shí)間

完成一個工件的一個工序的時(shí)間稱為單件時(shí)間tdT單=t基+t輔+t服+t休基本時(shí)間是指直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程所消耗的時(shí)間。輔助時(shí)間是指為實(shí)現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各種輔助動作所消耗的時(shí)間。如裝卸工件。操作機(jī)床、改變切削用量、試切和測量工件、引進(jìn)及退回刀具等動作所需時(shí)間都是輔助時(shí)間。布置工作地時(shí)間是為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如換刀、潤滑機(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2％～7％估算。休息和生理需要時(shí)間是指工人在工作班內(nèi)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2％估算。在成批生產(chǎn)中零件批量th＝td

＋tZ/N單件核算時(shí)間準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間單件時(shí)間大批大量生產(chǎn)時(shí)，每個工作地始終完成某一固定工序，tZ/N≈0，故不考慮準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間，即th＝td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）；③采用復(fù)合工步，使多個表面加工基本時(shí)間重合（如多刀加工，多件加工等）。

縮短輔助時(shí)間：

①使輔助動作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化（如采用自動上下料裝置、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，使工件裝卸時(shí)間與加工時(shí)間重疊；采用在線測量，使測量時(shí)間與加工時(shí)間重疊等）

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程仿真技術(shù)第四節(jié)工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

所謂技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，就是通過比較不同工藝方案的生產(chǎn)成本，選出最經(jīng)濟(jì)的工藝方案。生產(chǎn)成本工藝成本制造一個零件或一臺產(chǎn)品的一切費(fèi)用的總和。與工藝過程直接有關(guān)的費(fèi)用。工藝成本可變費(fèi)用+不變費(fèi)用可變費(fèi)用不變費(fèi)用可變費(fèi)用與零件（或產(chǎn)品）年產(chǎn)量有關(guān)，它包括材料費(fèi)或毛坯費(fèi)、操作工人的工資、通用機(jī)床的折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)、萬能機(jī)床和萬能夾具及刀具的折舊費(fèi)。不變費(fèi)用與零件（或產(chǎn)品）年產(chǎn)量無關(guān)，它是指專用機(jī)床和專用夾具、刀具的折舊和維護(hù)費(fèi)用，調(diào)整工人的工資等。

一種零件（或一道工序）的全年工藝成本E（單位為元）和單件工藝成本Ed（單位為元／件），可用下式表示：

E＝NV＋C

式中V——每個零件的可變費(fèi)用，單位為元／件；

N——工件的年產(chǎn)量，單位為元／件；

C——全年的不變費(fèi)用，單位為元。Ed1Ed2NEiNc工藝方案比較

全年工藝成本比較與臨界年產(chǎn)量0方案1CN1CN2NCNCY方案2

若兩種工藝過程方案的基本投資差額較大：這時(shí)，在考慮工藝成本的同時(shí)還要考慮基本投資差額的回收期限?；厥掌谟?，則經(jīng)濟(jì)效果愈好。附錄資料：不需要的可以刪除75《機(jī)械制造工藝與裝備》模塊六

機(jī)床夾具課題一對機(jī)床夾具的認(rèn)識76課題一對機(jī)床夾具的認(rèn)識知識點(diǎn)技能點(diǎn)正確認(rèn)識機(jī)床夾具機(jī)床夾具的功能和作用機(jī)床夾具的分類機(jī)床夾具的組成77一.課題分析機(jī)械制造總的原則是高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本，而機(jī)床夾具是確保質(zhì)量和效率的重要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右，在生產(chǎn)中大量應(yīng)用機(jī)床夾具是生產(chǎn)的必然。而現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q

代，所以正確認(rèn)識機(jī)床夾具對現(xiàn)代制造業(yè)的作用和現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向是十分重要的。78二.相關(guān)知識

在機(jī)械加工過程中，為了保證工件的加工精度，使之相對于機(jī)床、刀具占有確定的位置，并能迅速、可靠地夾緊工件，以接受加工或檢測的工藝裝備稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。（1）基本概念1、機(jī)床夾具的功能和作用79機(jī)床夾具的主要功能：是使工件定位和夾緊。定位——使工件相對于刀具及機(jī)床占有正確的加工位置，保證其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求。夾緊——工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件，將其固定夾牢，使其在加工過程中保持正確位置不變。安裝——工件從定位到夾緊的整個過程。80找正安裝法：按工件的有關(guān)表面或?qū)ｉT劃出的線痕作為找正依據(jù)，用劃針或指示表，逐個地找正工件相對于刀具及機(jī)