機械制造技術：第4章 工藝規(guī)程設計

機械制造技術：第4章工藝規(guī)程設計機械加工的目的是將毛坯加工成符合產品要求的零件。通常，毛坯需要經過若干工序才能轉化為符合產品要求的零件。一個相同結構相同要求的機器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經濟、最合理的。在現(xiàn)有的生產條件下，如何采用經濟有效的加工方法，合理地安排加工工藝路線以獲得符合產品要求的零件，這是本章所要解決的重點。4．1基本概念一、基本概念1、生產過程：從原材料或半成品到成品制造出來的各有關勞動過程的總和稱為工廠的生產過程。一臺產品的生產過程包括的內容有：1）原材料（或半成品、元器件、標準件、工具、工裝、設備）的購置、運輸、檢驗、保管；2）生產準備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設備的設計與制造等；?3）毛坯制造；?4）零件的機械加工及熱處理；5）產品裝配與調試、性能試驗以及產品的包裝、發(fā)運等工作。提示：生產過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯(lián)合完成，這有利于專業(yè)化生產，提高生產率、保證產品質量、降低生產成本。2、工藝過程：在生產過程中凡直接改變生產對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學性能、機械性能等)以及相對位置關系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、裝配等工藝過程，本門課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程；鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理等工藝過程是《材料成型技術》課程的研究對象。二、機械加工工藝過程(一)定義：用機械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程，稱為機械加工工藝過程，又稱工藝路線或工藝流程。(二)機械加工工藝過程的組成機械加工工藝過程由若干個按一定順序排列的工序組成。 機加工工藝過程組成1）工序 指一個（或一組）工人在一個工作地點（如一臺機床或一個鉗工臺），對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。它包括在這個工件上連續(xù)進行的直到轉向加工下一個工件為止的全部動作。??區(qū)分工序的主要依據是：工作地點固定和工作連續(xù)。工序是組成工藝過程的基本單元，也是制定生產計劃、進行經濟核算的基本單元。工序又可細分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。 階梯軸加工工藝過程工序號工序內容設備1銑端面，打中心孔銑端面打中心孔機床2車大外圓及倒角車床3車小外圓及倒角車床4銑鍵槽銑床5去毛刺鉗工臺2）安裝 工件加工前，使其在機床或夾具中相對刀具占據正確位置并給予固定的過程，稱為裝夾。（裝夾包括定位和夾緊兩過程）安裝是指工件通過一次裝夾后所完成的那一部分工序。例如：上圖中的第1道工序，若對工件的兩端連續(xù)進行車端面、鉆中心孔，就需要兩次安裝（分別進行加工），每次安裝有兩個工步（車端面和鉆中心孔）。3）工位 工位是指在一次裝夾中，工件在機床上所占的每個位置上所完成那一部分工序。下圖為在三軸鉆床上利用回轉工作臺，按四個工位連續(xù)完成每個工件的裝夾、鉆孔、擴孔和鉸孔。多工位連續(xù)加工采用多工位加工，可提高生產率和保證被加工表面的相互位置精度。4）工步 當加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的那部分工序，稱為工步。工步是構成工序的基本單元。為了提高生產率，常常用幾把刀具同時加工幾個表面，這樣的工步稱為復合工步，如下圖所示。5）走刀走刀（又稱工作行程）是指刀具相對工件加工表面進行一次切削所完成的那部分工作。每個工步可包括一次走刀或幾次走刀。(三)機械加工工藝過程與生產類型不同的生產類型，其生產過程和生產組織、車間的機床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的不同，因此在制定工藝路線時必須明確該產品的生產類型。1、生產綱領：指包括備品、備件在內的該產品的年產量。產品的年生產綱領就是產品的年生產量。零件的年生產綱領由下式計算：（見教材P130）N=Qn(1+a)(1+b)式中：N：零件的生產綱領（件/年）；Q:產品的年產量（臺/年）；n:單臺產品該零件的數(shù)量（件/年）；a:備品率，以百分數(shù)計；b:廢品率，以百分數(shù)計。 2、生產類型：根據生產綱領的大小，生產可分為三種類型：（見教材P127）1）單件生產：定義：單個的生產不同結構和不同尺寸的產品。特點：是產品的種類繁多。2）成批生產：定義：一年中分批、分期地制造同一產品。特點：生產品種較多，每種品種均有一定數(shù)量，各種產品分批、分期輪番進行生產。小批生產：生產特點與單件生產基本相同。中批生產：生產特點介于小批生產和大批生產之間。大批生產：生產特點與大量生產相同。3）大量生產：定義：全年中重復制造同一產品。特點：產品品種少、產量大，長期重復進行同一產品的加工。生產類型同類零件的年產量/件重型零件中型零件小型零件單件生產5以下10以下100以下成批生產小批5～10010～200100～500中批100～300200～500500～5000大批300～1000500～50005000～50000大量生產1000以上5000以上50000以上4.2工藝規(guī)程的作用及設計步驟一、機械加工工藝規(guī)程1、定義：規(guī)定產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)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。它是在具體的生產條件下，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，經審批后用來指導生產的。工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術要求，工藝設備及工藝措施，切削用量及工時定額等內容。它是在具體的生產條件下，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，經審批后用來指導生產的。工藝規(guī)程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術要求，工藝設備及工藝措施，切削用量及工時定額等內容。

2、工藝規(guī)程的作用：（1）指導生產的主要技術文件：起生產的指導作用；（2）是生產組織和生產管理的依據：即生產計劃、調度、工人操作和質量檢驗等的依據；（3）是新建或擴建工廠或車間主要技術資料?？傊慵臋C械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術文件。生產前用它做生產的準備，生產中用它做生產的指揮，生產后用它做生產的檢驗。（1）指導生產的主要技術文件：起生產的指導作用；（2）是生產組織和生產管理的依據：即生產計劃、調度、工人操作和質量檢驗等的依據；（3）是新建或擴建工廠或車間主要技術資料。總之，零件的機械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或加工車間必不可少的技術文件。生產前用它做生產的準備，生產中用它做生產的指揮，生產后用它做生產的檢驗。

3、工藝規(guī)程的格式：為了適應工業(yè)發(fā)展的需要，加強科學管理和便于交流，原機械電子工業(yè)部還制訂了指導性技術文件JB/Z187.3—88《工藝規(guī)程格式》，要求各機械制造廠按統(tǒng)一規(guī)定的格式填寫。按照規(guī)定，屬于機械加工工藝規(guī)程的有：1)機械加工工藝過程卡片。2)機械加工工序卡片。3)標準零件或典型零件工藝過程卡片。4)單軸自動車床調整卡片。5)多軸自動車床調整卡片。6)機械加工工序操作指導卡片。7)檢驗卡片等。最常用的是：機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。（1）機械加工工藝過程卡片：其格式見教材此卡片的特點：是以工序為單位，簡要說明產品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。它是生產管理的主要技術文件。適用范圍：廣泛用于成批生產和單件小批生產中比較重要的零件。（2）機械加工工序卡片：其格式見教材此卡片的特點：在工藝過程卡片的基礎上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并詳細說明該工序的每一個工步的加工內容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設備和工藝裝備等。適用范圍：主要用于大批大量生產中所有零件，中批生產中的重要零件和單件小批生產中的關鍵工序。1)機械加工工藝過程卡片。2)機械加工工序卡片。3)標準零件或典型零件工藝過程卡片。4)單軸自動車床調整卡片。5)多軸自動車床調整卡片。6)機械加工工序操作指導卡片。7)檢驗卡片等。最常用的是：機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。（1）機械加工工藝過程卡片：其格式見教材p128表5.4。此卡片的特點：是以工序為單位，簡要說明產品或零、部件的加工過程的一種工藝文件。它是生產管理的主要技術文件。適用范圍：廣泛用于成批生產和單件小批生產中比較重要的零件。

（2）機械加工工序卡片：其格式見教材p128表5.5。此卡片的特點：在工藝過程卡片的基礎上按每道工序所編的一種工藝文件，一般具有工序簡圖，并詳細說明該工序的每一個工步的加工內容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設備和工藝裝備等。適用范圍：主要用于大批大量生產中所有零件，中批生產中的重要零件和單件小批生產中的關鍵工序。二、工藝規(guī)程設計所需原始資料（1）產品裝配圖、零件圖；（2）產品驗收質量標準；（3）產品的年生產綱領；（4）毛坯材料與毛坯生產條件； （5）制造廠的生產條件（包括機床設備和工藝裝備的規(guī)格、性能和現(xiàn)在的技術狀態(tài)，工人的技術水平，工廠自制工藝裝備的能力以及工廠供電、供氣的能力等有關資料）；?（6）工藝規(guī)程設計、工藝裝備設計所用設計手冊和有關標準；?（7）國內外先進制造技術資料等。三、工藝規(guī)程的設計原則（1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術要求的實現(xiàn)：即保證質量，并要提高工作效率；（2）保證經濟上的合理性：即要成本低，消耗要??；（3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動強度，保障生產安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；（4）要從本廠實際出發(fā)：所制訂的工藝規(guī)程應立足于本企業(yè)實際條件，并具有先進性，盡量采用新工藝、新技術、新材料。（5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實踐的檢驗和工藝技術的發(fā)展與設備的更新，應能不斷地修訂完善。（1）必須可靠保證零件圖紙上所有技術要求的實現(xiàn)：即保證質量，并要提高工作效率；（2）保證經濟上的合理性：即要成本低，消耗要小；（3）保證良好的安全工作條件：盡量減輕工人的勞動強度，保障生產安全，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境；（4）要從本廠實際出發(fā)：所制訂的工藝規(guī)程應立足于本企業(yè)實際條件，并具有先進性，盡量采用新工藝、新技術、新材料。（5）所制訂的工藝規(guī)程隨著實踐的檢驗和工藝技術的發(fā)展與設備的更新，應能不斷地修訂完善。四、機械加工工藝規(guī)程設計的內容及步驟1.分析零件圖和產品裝配圖；2.對零件圖和裝配圖進行工藝審查；3.由零件生產綱領確定零件生產類型；4.確定毛坯種類；5.擬定零件加工工藝路線；6.確定各工序所用機床設備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。7.確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差；8.確定各工序的技術要求及檢驗方法；9.確定各工序的切削用量和工時定額；10.編制工藝文件。

4.3零件工藝性分析與毛坯的選擇一、零件工藝性分析1、查零件圖的完整性：審查零件圖上的尺寸標注是否完整、結構表達是否清楚。2、分析技術要求是否合理：（1）加工表面的尺寸精度；（2）主要加工表面的形狀精度；（3）主要加工表面的相互位置精度；（4）表面質量要求；（5）熱處理要求。零件上的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的標注，應根據零件的功能經濟合理地決定。過高的要求會增加加工難度，過低的要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。3、審查零件材料選用是否適當：材料的選擇既要滿足產品的使用要求，又要考慮產品成本，盡可能采用常用材料，如45號鋼，少用貴重金屬。4、零件的結構工藝性分析：（1）零件結構工藝性：是指所設計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經濟性。它包括零件的各個制造過程中的工藝性，有零件結構的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性。由此可見，零件結構工藝性涉及面很廣，具有綜合性，必須全面綜合地分析。在制訂機械加工工藝規(guī)程時，主要進行零件切削加工工藝性分析。（2）機械加工對零件局部結構工藝性的要求機械加工對零件局部結構工藝性的要求例舉如下： 1）便于刀具的趨進和退出：如邊緣孔的鉆削；采用標準刀具，提高加工精度。

2）保證刀具正常工作：例如3）保證能以較高的生產率加工：例如①被加工表面形狀應盡量簡單 ②盡量減少加工面積?下表所示兩種氣缸套零件，圖b所示結構比圖a所示結構加工面積小，工藝性好。零件機械加工結構工藝性的對比序號A結構結構工藝性差B結構結構工藝性好說明1B結構留有退刀槽，便于進行加工，并能減少刀具和砂輪的磨損2B結構采用相同的槽寬，可減少刀具種類和換刀時間3由于B結構的鍵槽的方位相同，就可在一次安裝中進行加工，提高了生產率4A結構不便引進刀具，難以實現(xiàn)孔的加工5B結構可避免鉆頭鉆入和鉆出時因工件表面傾斜而造成引偏或斷損6B結構節(jié)省材料，減少了質量，還表面了深孔加工7B結構可減少深孔加工8B結構可減少底面的加工勞動量，且有利于減少平面誤差，提高接觸剛度。③盡量減少加工過程的裝夾次數(shù) ④盡量減少工作行程次數(shù) ⑤應統(tǒng)一或減少尺寸種類 ⑥避免深孔加工⑦應外表面聯(lián)接代替內表面聯(lián)接

⑧零件的結構應與生產類型相適應。⑨有位置要求或同方向的表面能在一次裝夾中加工出來。例如⑩零件要有足夠的剛性，便于采用高速和多刀切削。例如（3）機械加工對零件整體結構工藝性的要求零件是各要素、各尺寸組成的一個整體，所以更應考慮零件整體結構的工藝性，具體有以下幾點要求：1）盡量采用標準件、通用件。2）在滿足產品使用性能的條件下，零件圖上標注的尺寸精度等級和表面粗糙度要求應取最經濟值3）盡量選用切削加工性好的材料4）有便于裝夾的定位基準和夾緊表面。5）節(jié)省材料，減輕質量。二、毛坯的選擇1、毛坯的種類：（1）鑄造毛坯：適合做形狀復雜零件的毛坯（2）鍛造毛坯：適合做形狀簡單零件的毛坯；（3）型材：適合做軸、平板類零件的毛坯；（4）焊接毛坯：適合板料、框架類零件的毛坯。2、選擇毛坯的原則：（1）選擇原則：毛坯的形狀和尺寸應盡量接近零件的形狀和尺寸，以減少機械加工。（2）毛坯選擇應考慮的因素：1）生產綱領的大?。簩τ诖笈罅可a，應選擇高精度的毛坯制造方法，以減少機械加工，節(jié)省材料。2）現(xiàn)有生產條件：要考慮現(xiàn)有的毛坯制造水平和設備能力。3、舉例：（1）軸類零件：車床主軸：45號鋼模鍛件；階梯軸（直徑相差不大）：棒料（2）箱體：鑄造件或焊接件（3）齒輪：小齒輪：棒料；大多數(shù)中型齒輪：模鍛件；大型齒輪：鑄鋼件

4.4定位基準的選擇一、基準的概念及分類：1、基準的定義：在零件圖上或實際的零件上，用來確定其它點、線、面位置時所依據的那些點、線、面，稱為基準。2、基準的分類：按其功用可分為：1）設計基準：零件工作圖上用來確定其它點、線、面位置的基準，為設計基準。2）工藝基準：是加工、測量和裝配過程中使用的基準，又稱制造基準。a、工序基準：是指在工序圖上，用來確定加工表面位置的基準。它與加工表面有尺寸、位置要求。b、定位基準：是加工過程中，使工件相對機床或刀具占據正確位置所使用的基準。c、度量基準（測量基準）：是用來測量加工表面位置和尺寸而使用的基準。d、裝配基準：是裝配過程中用以確定零部件在產品中位置的基準。舉例如下：二、定位基準的選擇：定位基準包括粗基準和精基準。粗基準：用未加工過的毛坯表面做基準。精基準：用已加工過的表面做基準。1、粗基準的選擇原則：粗基準影響：位置精度、各加工表面的余量大?。ň鶆?、足夠）。重點考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、位置符合零件圖要求。1）合理分配加工余量的原則a、應保證各加工表面都有足夠的加工余量：如外圓加工以軸線為基準；b、以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面加工余量分布均勻、表面質量高；如床身加工，先加工床腿再加工導軌面；具體實例在床身零件中，導軌面是最重要的表面，它不僅精度要求高，而且要求導軌面具有均勻的金相組織和較高的耐磨性。由于在鑄造床身時，導軌面是倒扣在砂箱的最底部澆鑄成型的，導軌面材料質地致密，砂眼、氣孔相對較少，因此要求加工床身時，導軌面的實際切除量要盡可能地小而均勻，故應選導軌面作粗基準加工床身底面，然后再以加工過的床身底面作精基準加工導軌面，此時從導軌面上去除的加工余量可較小而均勻。導軌面作粗基準加工床身底面床身底面作精基準加工導軌面

2）保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則一般應以非加工面做為粗基準，這樣可以保證不加工表面相對于加工表面具有較為精確的相對位置。當零件上有幾個不加工表面時，應選擇與加工面相對位置精度要求較高的不加工表面作粗基準。3）便于裝夾的原則：選表面光潔的平面做粗基準，以保證定位準確、夾緊可靠。4）粗基準一般不得重復使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準通常只允許使用一次，這是因為粗基準一般都很粗糙，重復使用同一粗基準所加工的兩組表面之間位置誤差會相當大，因此，粗基一般不得重復使用。2、精基準的選擇：重點考慮：如何較少誤差，提高定位精度。1）基準重合原則：利用設計基準做為定位基準，即為基準重合原則。2）基準重合原則：利用設計基準做為定位基準，即為基準重合原則。原則23）基準統(tǒng)一原則：在大多數(shù)工序中，都使用同一基準的原則。這樣容易保證各加工表面的相互位置精度，避免基準變換所產生的誤差。例如，加工軸類零件時，一般都采用兩個頂尖孔作為統(tǒng)一精基準來加工軸類零件上的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直度。4）互為基準原則：加工表面和定位表面互相轉換的原則。一般適用于精加工和光磨加工中。例如：車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴格的同軸度要求，常先以主軸錐孔為基準磨主軸前、后支承軸頸表面，然后再以前、后支承軸頸表面為基準磨主軸錐孔，最后達到圖紙上規(guī)定的同軸度要求。4）自為基準原則：以加工表面自身做為定位基準的原則，如浮動鏜孔、拉孔。只能提高加工表面的尺寸精度，不能提高表面間的位置精度。還有一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準，例如：圖示為在導軌磨床上磨床身導軌表面，被加工床身1通過楔鐵2支承在工作臺上，縱向移動工作臺時，輕壓在被加工導軌面上的百分表指針便給出了被加工導軌面相對于機床導軌的不平行度讀數(shù)，根據此讀數(shù)操作工人調整工件1底部的4個楔鐵，直至工作臺帶動工件縱向移動時百分表指針基本不動為止，然后將工件1夾緊在工作臺上進行磨削。4.5工藝路線的擬訂擬訂工藝路線是設計工藝規(guī)程最為關鍵的一步，需順序完成以下幾個方面的工作。1、選擇定位基準前面已經敘述。2、表面加工方法的選擇（1）各種加工方法的經濟加工精度和表面粗糙度不同的加工方法如車、磨、刨、銑、鉆、鏜等，其用選各不相同，所能達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，這是因為在加工過程中，將有各種因素對精度和粗糙度產生影響，如工人的技術水平、切削用量、刀具的刃磨質量、機床的調整質量等等。某種加工方法的經濟加工精度：是指在正常的工作條件下（包括完好的機床設備、必要的工藝裝備、標準的工人技術等級、標準的耗用時間和生產費用）所能達到的加工精度。（加工成本與加工精度的關系（各種加工方法所能達到的經濟精度、表面粗糙度等可查《金屬機械加工工藝人員手冊》）。（2）加工方法和加工方案的選擇1）根據加工表面的技術要求，確定加工方法和加工方案；這種方案必須在保證零件達到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產率和加工成本方面是最經濟合理的。（教材P136表5.7、表5.8、表5.9分別為外圓表面、內孔表面和平面加工方案及其經濟精度）2）要考慮被加工材料的性質；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行精加工。3）要考慮生產綱領，即考慮生產率和經濟性問題。如：大批大量生產應選用高效率的加工方法，采用專用設備。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。4）應考慮本廠的現(xiàn)有設備和生產條件：即充分利用本廠現(xiàn)有設備和工藝裝備。在選擇加工方法時，首先根據零件主要表面的技術要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法。具體實例例如，加工一個精度等級為IT6、表面粗糙度Ra為0.2μm的鋼質外圓表面，其最終工序選用精磨，則其前導工序可分別選為粗車、半精車和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序選定之后，再選定次要表面的加工方案和加工工序。小結：具有一定技術要求的加工表面，一般都不是只通過一次加工就能達到圖紙要求的，對于精密零件的主要表面，往往要通過多次加工才能逐步達。3、機床設備與工藝裝備的選擇（1）機床設備和工藝裝備的選擇1、所選機床設備的尺寸規(guī)格應與工件的形體尺寸相適應；2、精度等級應與本工序加工要求相適應；3、電機功率應與本工序加工所需功率相適應；4、機床設備的自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。（2）工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產效率和制造成本，應根據不同情況適當選擇。1、在中小批生產條件下，應首先考慮選用通用工藝裝備(包括夾具、刀具、量具和輔具)；2、在大批大量生產中，可根據加工要求設計制造專用工藝裝備。（3）機床設備和工藝裝備的選擇不僅要考慮設備投資的當前效益，還要考慮產品改型及轉產的可能性，應使其具有足夠的柔性。4、加工階段的劃分1）根據零件的技術要求劃分加工階段。（見P139）分以下幾個階段：

粗加工階段

在此階段主要是盡量切除大部分余量，主要考慮生產率。

半精加工階段

在此階段主要是為主要表面的精加工做準備，并完成次要表面的終加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。

精加工階段

在此階段主要是保證各主要表面達到圖紙要求，主要任務是保證加工質量。

光整加工階段

在此階段主要是為了獲得高質量的主要表面和尺寸精度。

2）將零件的加工過程劃分為加工階段的主要目的是：(1)保證零件加工質量（因為工件有內應力變形、熱變形和受力變形，精度、表面質量只能逐步提高，）；(2)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理；(3)有利于合理利用機床設備。(4)便于穿插熱處理工序：穿插熱處理工序必須將加工過程劃分成幾個階段，否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。此外，將工件加工劃分為幾個階段，還有利于保護精加工過的表面少受磕碰損壞。5、工序的劃分工序集中原則

按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序。最大限度的工序集中，就是在一個工序內完成工件所有表面的加工。（見P139-140）

采用數(shù)控機床、加工中心按工序集中原則組織工藝過程，生產適應性反而好，轉產相對容易，雖然設備的一次性投資較高，但由于有足夠的柔性，仍然受到愈來愈多的重視。

工序分散原則

按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個工序只包括一個簡單工步。

傳統(tǒng)的流水線、自動線生產基本是按工序分散原則組織工藝過程的，這種組織方式可以實現(xiàn)高生產率生產，但對產品改型的適應性較差，轉產比較困難。

6、工序順序的安排1)機械加工工序的安排原則1)先基準面后其它表面先把基準面加工出來，再以基準面定位來加工其它表面，以保證加工質量。2)先粗加工后精加工即粗加工在前，精加工在后，粗精分開。3)主要表面后次要表面如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵糟、聯(lián)接用的光孔等。4)先加工平面后加工孔平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。熱處理工序及表面處理工序的安排根據熱處理的目的，安排熱處理在加工過程中的位置。1）退火：將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。其作用是：消除內應力，提高強度和韌性，降低硬度，改善切削加工性。應用：高碳鋼采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出來以后。2)正火：將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工序。注：加熱到的一定的溫度，其與鋼的含C量有關，一般低于固相線200度左右。其作用是：提高鋼的強度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。應用：低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。3）回火：將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法。其作用是：穩(wěn)定組織、消除內應力、降低脆性。4）調質處理（淬火后再高溫回火）：其作用：是獲得細致均勻的組織，提高零件的綜合機械性能。應用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。5）時效處理：其作用：是消除毛坯制造和機械加工中產生的內應力。應用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復雜的鑄件。6）淬火：將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后在冷卻介質中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。其作用是：提高零件的硬度。應用：一般安排在磨削前。7）滲碳處理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后進行。8）為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序，例如鍍鉻、鍍鋅、發(fā)蘭等，一般都安排在工藝過程最后階段進行3)檢驗工序的安排為保證零件制造質量，防止產生廢品，需在下列場合安排檢驗工序：1)粗加工全部結束之后；2)送往外車間加工的前后；3)工時較長和重要工序的前后；4)最終加工之后。除了安排幾何尺寸檢驗工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序。4)其它工序的安排1)零件表層或內腔的毛刺對機器裝配質量影響甚大，切削加工之后，應安排去毛刺工序。2)零件在進入裝配之前，一般都應安排清洗工序。工件內孔、箱體內腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。3)在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。

4.6加工余量的確定1、加工余量：為了保證零件的質量（精度和粗糙度值），在加工過程中，需要從工件表面上切除的金屬層厚度，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。2、總余量：某一表面毛坯尺寸與零件設計尺寸之差稱為總余量，以Zo表示。3、工序余量：該表面加工相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量Zi。總余量Z0與工序余量Zi的關系可用下式表示：式中：n為某一表面所經歷的工序數(shù)。（1）工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。1）單邊余量：非對稱結構的非對稱表面的加工余量，稱為單邊余量，用Zb表示。Zb＝la-lb??式中：Zb—本工序的工序余量；lb—本工序的基本尺寸；la—上工序的基本尺寸。2）雙邊余量：對稱結構的對稱表面的加工余量，稱為雙邊余量。對于外圓與內孔這樣的對稱表面，其加工余量用雙邊余量2Zb表示，對于外圓表面有：2Zb＝da-db；對于內圓表面有：2Zb＝Db－Da（2）工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。（見下圖） 由于工序尺寸有偏差，故各工序實際切除的余量值是變化的，因此，工序余量有公稱余量（簡稱余量）、最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。對于上右圖所示被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量：Zb＝la-lb?公稱余量的變動范圍：TZ＝Zmax—Zmin＝Tb＋Ta?式中：Tb—本工序工序尺寸公差；Ta—上工序工序尺寸公差。工序尺寸公差一般按“入體原則”標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（孔徑、鍵槽），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差帶標注。余量過大——〉材料浪費，成本增大；余量過小——〉不能糾正加工誤差，質量降低。所以，在保證質量的前提下，選余量盡可能小。影響加工余量的因素（1）上道工序的表面粗糙度值Ra（各種加工方法的表面粗糙度值Ra數(shù)值見教材）（2）上道工序的表面缺陷層深度Ha（各種加工方法的表面缺陷層深度Ha數(shù)值見教材） （3）上道工序各表面相互位置空間偏差ρa；（包括軸線的直線度、位移和平行度；軸線與表面的垂直度；階梯軸內外圓的同軸度；平面的平面度等。）ρa的數(shù)值與上工序的加工方法和零件的結構有關，可用近似計算法或查有關資料確定。若存在兩種以上的空間偏差時，可用向量和表示。（4）本工序的裝夾誤差Δεb它除包括定位和夾緊誤差外，還包括夾具本身的制造誤差，其大小為三者的向量和。（5）上工序的尺寸公差Ta（包括幾何形狀誤差如錐度、橢圓度、平面度等。其大小可根據選用的加工方法所能達到的經濟精度，查閱工藝手冊確定。）本工序的公稱余量為：Zb＝la-lb本工序的最大余量為：Zbmax＝lamax-lbmin本工序的最小余量為：Zbmin＝lamin-lbmax上述前四項之和構成最小余量，即?注：ρa和Δεb為矢量和。最小余量加上上道工序的尺寸公差，即為本道工序的加工余量。即：Zb≥Ta+Zmin三、加工余量的確定——計算法、查表法和經驗估計法（1）經驗估算法：靠經驗估算確定，從實際使用情況看，余量選擇都偏大，一般用于單件小批生產。（2）查表法(各工廠廣泛采用查表法)：根據手冊中表格的數(shù)據確定，應用較多。（3）分析計算法(較少使用)：根據實驗資料和計算公式，綜合確定，比較科學，數(shù)據較準確，一般用于大批大量。

4.7時間定額與經濟分析一、時間定額1、定義：時間定額指在一定生產條件（生產規(guī)模、生產技術和生產組織）下規(guī)定生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。時間定額是安排作業(yè)計劃、進行成本核算、確定設備數(shù)量、人員編制等的重要依據。2、時間定額的組成：時間定額由基本時間（Tj）、輔助時間（Tf)、布置工作地時間（Tw）、休息和生理需要時間（Tx）和準備與終結時間（Tz）組成。（1）基本時間Tj：直接改變生產對象的尺寸、形狀、相對位置以及表面狀態(tài)等工藝過程所消耗的時間，稱為基本時間。對機加工而言，基本時間就是切去金屬所消耗的時間。（2）輔助時間Tf：各種輔助動作所消耗的時間，稱為輔助時間。主要指：裝卸工件、開停機床、改變切削用量、測量工件尺寸、進退刀等動作所消耗的時間?？刹楸泶_定。（3）操作時間：操作時間=基本時間Tj+輔助時間Tf（4）服務時間Tw（布置工作地時間）：為正常操作服務所消耗的時間，稱為服務時間。主要指：換刀、修整刀具、潤滑機床、清理切宵、收拾工具等所消耗的時間。計算方法：一般按操作時間的2%～7%進行計算。（5）休息時間Tx：為恢復體力和滿足生理衛(wèi)生需要所消耗的時間，為休息時間。計算方法：一般按操作時間的2%進行計算。（6）準備與終結時間Tz：為生產一批零件，進行準備和結束工作所消耗的時間，稱為準備與終結時間。主要指：熟悉工藝文件、領取毛坯、安裝夾具、調整機床、拆卸夾具等所消耗的時間。計算方法：根據經驗進行估算。其中：單件時間Td=Tj+Tf+Tw+Tx，單件工時定額Th=Tj+Tf+Tw+Tx+Tz/n式中：n為一批工件的數(shù)量。二、工藝方案的經濟分析經濟分析是研究如何用最少的社會消耗、最低的成本生產出合格的產品，即通過比較各種不同工藝方案的生產成本，選出其中最為經濟的加工方案。1、生產成本：是指制造一個零件或產品所必須的一切費用的總和。生產成本包括兩部分費用：1）工藝成本(第一類費用）：與完成工序直接有關的費用稱為第一類費用，也稱工藝成本。工藝成本約占零件生產成本的70%～75%。工藝成本可分為：①可變費用V（元/件）：與零件年產量直接有關的費用。它隨產量的增長而增長。如材料和制造費、生產用電費等。②不變費用C（元）：與產品年產量無直接關系的費用。其不隨產量的變化而變化，如設備的折舊費。2）第二類費用：與完成工序無關而與整個車間的全部生產條件有關的費用，稱為第二類費用。如非生產人員開支、廠房折舊及維護費、照明、取暖、通風費、運輸費等。2、工藝方案的工藝成本比較：對各種工藝方案進行經濟分析時，只要分析工藝成本即可，因為在同一生產條件下第二類費用基本上是相等的。（1）年度工藝成本S年:S年=N零V+C年（元）式中：N零為零件的年生產綱領。年度工藝成本S年與零件的年生產綱領N零成線性正比關系。（2）單件工藝成本S單：S單=V+C年/N零（元/件）單件工藝成本S單與零件的年生產綱領N零成雙曲線關系。3、分析比較：當評比的工藝方案投資相近時：如右圖所示兩種加工方案的年度工藝成本的直線圖。其中，方案Ⅰ采用通用機床加工；方案Ⅱ采用數(shù)控機床加工；由年度工藝成本S年：S年=N零V+C年分析：①兩種方案的年度不變費用C年依次遞增；②兩種方案的每件可變費用V依次遞減；③比較選擇：a、當N<Nc時：宜采用方案Ⅰ通用機床；b、當N>Nc時：宜采用方案Ⅱ專用機床；c、當N=Nc時：兩種加工方案經濟性相同。兩種加工方案的年度工藝成本的直線圖

4.8尺寸鏈解算與工序尺寸確定零件圖上所標注的尺寸公差是零件加工最終所要求達到的尺寸要求，工藝過程中許多中間工序的尺寸公差，必須在設計工藝過程中予以確定。工序尺寸及其公差一般都是通過解算工藝尺寸鏈確定的，為掌握工藝尺寸鏈計算規(guī)律，這里先介紹尺寸鏈的概念及尺寸鏈計算方法，然后再就工序尺寸及其公差的確定方法進行論述。?一、尺寸鏈及尺寸鏈計算公式1、尺寸鏈的定義在工件加工和機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸,按一定順序排列成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。圖示工件如先以A面定位加工C面，得尺寸A1然后再以A面定位用調整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0；A1、A2和A0這三個尺寸構成了一個封閉尺寸組，就成了一個尺寸鏈。2、工藝尺寸鏈的組成：環(huán)：工藝尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。工藝尺寸鏈由一系列的環(huán)組成。環(huán)又分為：（1）封閉環(huán)（終結環(huán)）：在加工過程中間接獲得的尺寸，稱為封閉環(huán)。在圖b所示尺寸鏈中，A0是間接得到的尺寸，它就是圖b所示尺寸鏈的封閉環(huán)。（2）組成環(huán)：在加工過程中直接獲得的尺寸，稱為組成環(huán)。尺寸鏈中A1與A2都是通過加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸鏈的組成環(huán)。1）增環(huán)：在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)隨之增大或減小的組成環(huán)，稱為增環(huán)。表示增環(huán)字母上面用-->表示。2）減環(huán)：在尺寸鏈中，自身增大或減小，會使封閉環(huán)反而隨之減小或增大的組成環(huán)，稱為減環(huán)。表示減環(huán)字母上面用<--表示。3）怎樣確定增減環(huán)：用箭頭方法確定，即凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反的組成環(huán)為增環(huán)，相同的組成環(huán)為減環(huán)。在圖b所示尺寸鏈中，A1是增環(huán)，A2是減環(huán)。4）傳遞系數(shù)ξi：表示組成環(huán)對封閉環(huán)影響大小的系數(shù)。即組成環(huán)在封閉環(huán)上引起的變動量對組成環(huán)本身變動量之比。對直線尺寸鏈而言，增環(huán)的ξi＝1，減環(huán)的ξi＝－1。2.尺寸鏈的分類（1）按尺寸鏈在空間分布的位置關系，可分為線性尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。1）線性尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)位于同一平面內且彼此平行。2）平面尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)位于同一平面或彼此平行的平面內，各環(huán)之間可以不平行。3）空間尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)不在同一平面或彼此平行的平面內。（2）按尺寸鏈的應用范圍，可分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈。1）工藝尺寸鏈：在加工過程中，工件上各相關的工藝尺寸所組成的尺寸鏈。2）裝配尺寸鏈：在機器設計和裝配過程中，各相關的零部件相互聯(lián)系的尺寸所組成的尺寸鏈。（3）按尺寸鏈各環(huán)的幾何特征，可分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。1）長度尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)均為長度量。2）角度尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)均為角度量。（4）按尺寸鏈之間相互關系，可分為獨立尺寸鏈和并聯(lián)尺寸鏈。1）獨立尺寸鏈：尺寸鏈中所有的組成環(huán)和封閉環(huán)只從屬于一個尺寸鏈。2）并聯(lián)尺寸鏈：兩個或兩個以上的尺寸鏈，通過公共環(huán)將它們聯(lián)系起來并聯(lián)形成的尺寸鏈。3.尺寸鏈的計算尺寸鏈計算有正計算、反計算和中間計算等三種類型。已知組成環(huán)求封閉環(huán)的計算方式稱作正計算；已知封閉環(huán)求各組成環(huán)稱作反計算；已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余的一個或幾個組成環(huán)，稱為中間計算。尺寸鏈計算有極值法與統(tǒng)計法（或概率法）兩種。用極值法解尺寸鏈是從尺寸鏈各環(huán)均處于極值條件來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關系的。用統(tǒng)計法解尺寸鏈則是運用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關系的。4.極值法解尺寸鏈的計算公式機械制造中的尺寸公差通常用基本尺寸(A)、上偏差(ES)、下偏差(EI)表示，還可以用最大極限尺寸(Amax)與最小極限尺寸(Amin)或基本尺寸(A)、中間偏差(Δ)與公差(T)表示。 （1）封閉環(huán)基本尺寸Ao等于所有增環(huán)基本尺寸（Ap）之和減去所有減環(huán)基本尺寸（Aq）之和，即式中：m—組成環(huán)數(shù)；k—增環(huán)數(shù)；?ξi—第i組成環(huán)的尺寸傳遞系數(shù)，對直線尺寸鏈而言，增環(huán)的ξi＝1，減環(huán)的ξi＝－1。 （2）環(huán)的極限尺寸Amax＝A＋ESAmin＝A－EI（3）環(huán)的極限偏差ES＝Amax－AEI＝A－Amin （4）封閉環(huán)的中間偏差式中：Δi—第i組成環(huán)的中間偏差。

結論：封閉環(huán)的中間偏差等于所有增環(huán)中間偏差之和減去所有減環(huán)中間偏差之和；

（5）封閉環(huán)公差結論：封閉環(huán)公差等于所有組成環(huán)公差之和；

（6）組成環(huán)中間偏差Δi＝(ESi＋EIi)/2（7）封閉環(huán)極限尺寸結論：封閉環(huán)的最大值等于所有增環(huán)的最大值之和減去所有減環(huán)最小值之和。

結論：封閉環(huán)的最小值等于所有增環(huán)的最小值之和減去所有減環(huán)最大值之和。

（8）封閉環(huán)極限偏差結論：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)下偏差之和；

結論：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)上偏差之和。

5、豎式計算法口訣：封閉環(huán)和增環(huán)的基本尺寸和上下偏差照抄；減環(huán)基本尺寸變號；減環(huán)上下偏差對調且變號。豎式計算法可用來驗算極值法解尺寸鏈的正確與否。計算封閉環(huán)的豎式表列號ⅠⅡⅢⅣ代號名稱代號基本尺寸上偏差下偏差公差環(huán)的名稱環(huán)的名稱AESEIT增環(huán)減環(huán)－－－封閉環(huán)6、統(tǒng)計法（概率法）解直線尺寸鏈基本計算公式應用極限法解尺寸鏈，具有簡便、可靠等優(yōu)點。但是當封閉環(huán)公差較小，環(huán)數(shù)較多時，則各組成環(huán)就相應地減小，造成加工困難，成本增加。生產實踐表明，封閉環(huán)的實際誤差比用極值法計算出來的公差小得多。為了擴大組成環(huán)公差，以便加工容易，此時可采用統(tǒng)計法（概率法）解尺寸鏈以確定組成環(huán)公差，而不用極限法。機械制造中的尺寸分布多數(shù)為正態(tài)分布，但也有非正態(tài)分布，非正態(tài)分布又有對稱分布與不對稱分布。統(tǒng)計法解算尺寸鏈的基本計算公式除可應用極限法解直線尺寸鏈的有些基本公式外，尚有以下兩個基本計算公式：（1）封閉環(huán)中間偏差（2）封閉環(huán)公差式中：ei—第i組成環(huán)尺寸分布曲線的不對稱系數(shù)；eiTi/2—第i組成環(huán)尺寸分布中心相對于公差帶的偏移量；ko—封閉環(huán)的相對分布系數(shù)；ki—第i組成環(huán)的相對分布系數(shù)。 （3）統(tǒng)計法（概率法）的近似計算：統(tǒng)計法（概率法）的近似計算是假定各環(huán)分布曲線是對稱分布于公差值的全部范圍內（即ei=0），并取相同的相對分布系統(tǒng)的平均值Km（一般取1.2～1.7）。所以有：二、幾種工藝尺寸鏈的分析與計算1、定位基準與設計基準不重合時的尺寸換算例1：下圖工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用調整法加工臺階面B，得尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0。試求工序尺寸A2。2、設計基準與測量基準不重合時的尺寸換算3.多次加工工藝尺寸的尺寸鏈計算例2：如圖所示為孔及鍵槽加工時的尺寸計算示意圖有關孔及鍵槽的加工順序如下：鏜孔至Φ39.6mm；插鍵槽,工序尺寸為A；熱處理；圖4-37孔及鍵槽加工的尺寸鏈磨孔至Φ40mm，同時保證46mm。圖4-37孔及鍵槽加工的尺寸鏈試確定中間工序尺寸A及其公差。鍵槽尺寸46是間接獲得尺寸，為封閉環(huán)。而Φ39.6mm和Φ40mm及工序尺寸A是直接獲得尺寸，為組成環(huán)。尺寸鏈如圖4-37所示，其中Φ40mm和A尺寸是在增環(huán)，Φ39.6mm是減環(huán)。由A=46mm=20mm+－19.8mm得=45.8mm由ESA=0.3mm=0.025mm+ES－0得ES=0.275mm由EIA=0=0+EI－0.05mm得EI=0.05mm故插鍵槽的工序尺寸A及其偏差為:A=45.8mm。若按“入體原則”標注，則為A=45.85mm。4.保證滲碳、滲氮層深度的工藝尺寸鏈計算例3：一批小軸其部分工藝過程為：車外圓至φ20.6mm，滲碳淬火，磨外圓至φ20mm。試計算保證淬火層深度為0.7～1.0mm的滲碳工序的滲入深度。解：根據題意可畫出工序尺寸圖（1）按工序要求畫工藝尺寸鏈圖：（2）確定封閉環(huán)和組成環(huán)：由工藝要求可知，要保證的淬火層深度尺寸為封閉環(huán)，即尺寸鏈中的尺寸A0。其它尺寸均為組成環(huán)。用箭頭法可確定出A1、A2為增環(huán)，A3為減環(huán)。（3）根據工藝尺寸鏈的基本計算公式進行計算：因為：A0=A1+A2－A3所以：A1=A0+A3－A2（按入體偏差標注）故：A1=A0+A3－A2=1+10.3－10=1.3又：ES0=ESp1+ESp2－EIq3則：ESp1=ES0－ESp2+EIq3=0－0－0.02=－0.02又：EI0=EIp1+EIp2－ESq3則：EIp1=EI0－EIp2+ESq3=－0.3+0.01－0.02=－0.04所以得滲碳工序的滲碳深度為：5.平面尺寸鏈的計算6.用工藝尺寸圖表追跡法計算工序尺寸和余量4.9裝配工藝基礎一、機器裝配的基本概念根據規(guī)定的技術要求，將零件或部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的過程，稱為裝配。機器的裝配是機器制造過程中最后一個環(huán)節(jié)，它包括裝配、調整、檢驗和試驗等工作。裝配過程使零件、套件、組件和部件間獲得一定的相互位置關系，所以裝配過程也是一種工藝過程。為保證有效地進行裝配工作，通常將機器劃分為若干能進行獨立裝配的裝配單元。1、零件：是組成機器的最小單元，由整塊金屬或其它材料制成的。2、套件（合件）：是在一個基準零件上，裝上一個或若干個零件構成的。是最小的裝配單元。3、組件：是在一個基準零件上，裝上若干套件及零件而構成的。如，主軸組件。4、部件：是在一個基準零件上，裝上若干組件、套件和零件而構成的。如，車床的主軸箱。部件的特征：是在機器中能完成一定的、完整的功能。二、各種生產類型的裝配特點：(見教材)三、裝配精度與裝配尺寸鏈1、裝配精度：為了使機器具有正常工作性能，必須保證其裝配精度。機器的裝配精度通常包含三個方面的含義：(見教材)（1）相互位置精度：指產品中相關零部件之間的距離精度和相互位置精度。如平行度、垂直度和同軸度等（2）相對運動精度：指產品中有相對運動的零部件之間在運動方向和相對運動速度上的精度。如傳動精度、回轉精度等。（3）相互配合精度：指配合表面間的配合質量和接觸質量。2、裝配尺寸鏈（1）裝配尺寸鏈的定義：在機器的裝配關系中，由相關零件的尺寸或相互位置關系所組成的一個封閉的尺寸系統(tǒng)，稱為裝配尺寸鏈。（2）裝配尺寸鏈的分類：1）直線尺寸鏈：由長度尺寸組成，且各環(huán)尺寸相互平行的裝配尺寸鏈。2）角度尺寸鏈：由角度、平行度、垂直度等組成的裝配尺寸鏈。3）平面尺寸鏈：由成角度關系布置的長度尺寸構成的裝配尺寸鏈。（3）裝配尺寸鏈的建立方法：1）確定裝配結構中的封閉環(huán)；2）確定組成環(huán)：從封閉環(huán)的的一端出發(fā)，按順序逐步追蹤有關零件的有關尺寸，直至封閉環(huán)的另一端為止，而形成一個封閉的尺寸系統(tǒng)，即構成一個裝配尺寸鏈。（4）裝配尺寸鏈的計算：主要有兩種計算方法：極值法和統(tǒng)計法。前面介紹的極值法工藝尺寸鏈基本計算公式，完全適用裝配尺寸鏈的計算。4．9．2保證裝配精度的四種裝配方法保證裝配精度的方法可歸納權為：互換裝配法、選擇裝配法、修配裝配法和調整裝配法四大類。一、互換裝配法采用互換法裝配時，被裝配的每一個零件不需作任何挑選、修配和調整就能達到規(guī)定的裝配精度要求。用互換法裝配，其裝配精度主要取決于零件的制造精度。根據零件的互換程度，互換裝配法可分為完全互換裝配法和不完全互換裝配法，現(xiàn)分述如下：1.完全互換裝配法(1)定義：在全部產品中，裝配時各組成環(huán)不需挑選或不需改變其大小或位置，裝配后即能達到裝配精度要求的裝配方法，稱為完全互換法。(2)特點：優(yōu)點：裝配質量穩(wěn)定可靠（裝配質量是靠零件的加工精度來保證）；裝配過程簡單，裝配效率高（零件不需挑選，不需修磨）；易于實現(xiàn)自動裝配,便于組織流水作業(yè)；產品維修方便。不足之處：當裝配精度要求較高，尤其是在組成環(huán)數(shù)較多時，組成環(huán)的制造公差規(guī)定得嚴，零件制造困難，加工成本高。(3)應用：完全互換裝配法適用于在成批生產、大量生產中裝配那些組成環(huán)數(shù)較少或組成環(huán)數(shù)雖多但裝配精度要求不高的機器結構。(4)完全互換法裝配時零件公差的確定：1）確定封閉環(huán)：封閉環(huán)是產品裝配后的精度，其要滿足產品的技術要求。封閉環(huán)的公差T0由產品的精度確定。2）查明全部組成環(huán)，畫裝配尺寸鏈圖：根據裝配尺寸鏈的建立方法，由封閉環(huán)的一端開始查找全部組成環(huán)，然后畫出裝配尺寸鏈圖。3）校核各環(huán)的基本尺寸：各環(huán)的基本尺寸必須滿足下式要求：Ao=ΣAi－ΣAi即封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和。4）決定各組成環(huán)的公差：各組成環(huán)的公差必須滿足下式的要求：To≥ΣTi即各組成環(huán)的公差之和不允許大于封閉環(huán)的公差。各組成環(huán)的平均公差Tp可按下式確定：Tp=To/m式中：m為組成環(huán)數(shù)。a）孔比軸難加工，孔的公差應比軸的公差選擇大一些；例如：孔、軸配合H7/h6。b）尺寸大的零件比尺寸小的零件難加工，大尺寸零件的公差取大一些；c）組成環(huán)是標準件尺寸時，其公差值是確定值，可在相關標準中查詢。5）決定各組成環(huán)的極限偏差：a）先選定一組成環(huán)作為協(xié)調環(huán)：協(xié)調環(huán)一般選擇易于加工和測量零件尺寸；b）包容尺寸（如孔）按基孔制確定其極限偏差：即下偏差為0；c）被包容尺寸（如軸）按基軸制確定其極限偏差：即上偏差為0。6）協(xié)調環(huán)的極限偏差的確定：根據中間偏差的計算公式：△0=Σ△i－Σ△j式中：△0為封閉環(huán)的中間偏差，△0=（ES0+EI0）/2；Σ△i、Σ△j分別為所有增環(huán)的中間偏差之和、所有減環(huán)的中間偏差之和。求出協(xié)調環(huán)的中間偏差，再由協(xié)調環(huán)的公差求出上下偏差為：ES=△+T/2EI=△－T/2應用舉例：如下圖所示齒輪部件的裝配，軸是固定不動的，齒輪在上面旋轉，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1～0.35。已知：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4=30-0.05mm（標準件），A5=5mm?，F(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)的公差和極限偏差。AAAAAAAA解：（1）確定封閉環(huán)：圖中尺寸A0是裝配以后間接保證的尺寸，也是裝配精度要求，所以A0是封閉環(huán)。（2）由份量環(huán)查找各組成環(huán)，畫裝配尺寸鏈圖：（3）校核各環(huán)的基本尺寸：A0=A3－(A1+A2+A4+A5)=43－(30+5+3+5)=0可知各組成環(huán)的尺寸準確無誤。（4）確定各組成環(huán)的公差：先計算各組成環(huán)的平均公差Tp：Tp=T0/m因：A0=3+0.35+0.10mm，所以：T0=0.25mm。m=5，即組成環(huán)數(shù)。故：Tp=T0/m=0.25/5=0.05mm而A4是標準件，其公差值為確定值，其值為T4=0.05mm。根據加工的難易程度選擇公差為T1=0.06mm，T2=0.04mm，T3=0.07mm，T5=0.03mm（5）確定各組成環(huán)的極限偏差：因A5是墊片，易于加工和測量，故選A5為協(xié)調環(huán)。A1、A2為外尺寸，按基軸制確定極限偏差：A1=300-0.06A2=50-0.04A3為內尺寸，按基孔制確定極限偏差：A3=43+0.07（6）協(xié)調環(huán)的極限偏差的確定：封閉環(huán)的中間偏差為：△0=(0.35+0.1)/2=0.225各組成環(huán)的中間偏差為：△1=(0-0.06)/2=-0.03△2=(0-0.04)/2=-0.02△3=(0.07+0)/2=0.035△4=(0-0.05)/2=--0.025由：△0=△3－(△1+△2+△4+△5)得：△5=△3－(△1+△2+△4+△0)=0.035－(--0.03-0.02--0.025+0.225)=--0.115協(xié)調環(huán)A4的極限偏差為：ES=△5+T5/2=--0.115+0.03/2=-0.10EI=△5-T5/2=-0.115-0.03/2=-0.13所以有：A5=5-0.10-0.132.統(tǒng)計互換裝配法（不完全互換裝配法）用完全互換法裝配，裝配過程雖然簡單，但它是根據增環(huán)、減環(huán)同時出現(xiàn)極值情況來建立封閉環(huán)與組成環(huán)之間的尺寸關系的，由于組成環(huán)分得的制造公差過小常使零件加工產生困難。完全互換法以提高零件加工精度為代價來換取完全互換裝配有時是不經濟的。統(tǒng)計互換裝配法又稱不完全互換裝配法，其實質是將組成環(huán)的制造公差適當放大，使零件容易加工，但這會使極少數(shù)產品的裝配精度超出規(guī)定要求，但這種事件是小概率事件，很少發(fā)生。尤其是組成環(huán)數(shù)目較少，產品批量大量，從總的經濟效果分析，仍然是經濟可行的。統(tǒng)計互換