《智能制造工藝技術》 課件 第3章 智能制造工藝基礎

第3章智能制造工藝基礎概述機械加工工藝規(guī)程設計工藝尺寸鏈成組技術（GT）計算機輔助機械加工工藝規(guī)程設計機器裝配工藝規(guī)程設計3.1概述3.1.1機械加工工藝過程的組成

3.1.2工藝規(guī)程

3.1.1機械加工工藝過程的組成●工序—工人在工作地對工件所連續(xù)完成的工藝過程

“三不變，一連續(xù)”T

★工序是工藝過程的基本單元，又是生產(chǎn)計劃和成本核算的基本單元。

3.1.1機械加工工藝過程的組成●安裝—經(jīng)一次裝夾后所完成的工序內(nèi)容

◆裝夾〈定位—工件在機床或夾具上占據(jù)正確位置夾緊—使工件正確位置不發(fā)生變化

★應盡量減少裝夾次數(shù)

●工位

—工件處在機床不同位置下所完成的工序內(nèi)容

多工位加工—提高生產(chǎn)率、保證相互位置精度T3.1.1機械加工工藝過程的組成●工步—加工面和刀具不變條件下所完成的工藝過程連續(xù)進行的相同工步→1個工步幾把刀具或復合刀具加工→復合工步●走刀—每進行一次切削為1次走刀TT生產(chǎn)過程

工藝工程

機械加工工藝過程

工序

安裝

工位

工步

走刀

例題3.1.2工藝規(guī)程—規(guī)定零部件制造工藝和操作的工藝文件

●作用：①指導生產(chǎn)②組織生產(chǎn)和管理生產(chǎn)

③新、擴或改建工廠及車間●設計原則：①技術上的先進性②經(jīng)濟上的合理性③良好的勞動條件3.1.2工藝規(guī)程①產(chǎn)品裝配圖和零件圖②產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準③產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領④毛坯資料、毛坯圖等⑤現(xiàn)場的生產(chǎn)條件⑥國內(nèi)外生產(chǎn)技術的發(fā)展情況⑦有關的工藝手冊及圖冊●工藝規(guī)程設計所需的原始資料：3.2機械加工工藝規(guī)程設計3.2.1零件工藝分析3.2.2毛坯的選擇3.2.3定位基準的選擇3.2.4工藝路線的擬訂3.2.5加工余量的確定3.2.6工序尺寸的確定3.2.7機床及工藝裝備的選擇3.2.8確定切削用量與時間定額3.2.1零件工藝分析●零件技術要求分析

①加工表面的尺寸精度②主要加工表面的形狀精度③主要加工表面間的相互位置精度④各加工表面粗糙度及表面質(zhì)量的要求⑤熱處理及其它技術要求（如平衡）◆零件視圖、技術要求是否齊全◆所規(guī)定的加工要求是否合理◆零件選材是否恰當，熱處理要求是否合理TT●零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析◆結(jié)構(gòu)組成—旋轉(zhuǎn)面、平面、螺旋面、齒形面、成形面等◆結(jié)構(gòu)組合—軸類、套筒類、盤環(huán)類、叉架類、箱體類★分析各方向剛度◆結(jié)構(gòu)工藝性—在保證使用要求的前提下，能否以高生產(chǎn)率和低成本來制造

B3.2.2毛坯的選擇●毛坯種類的選擇①鑄件—形狀復雜毛坯砂型?、金屬型?、壓力?、熔模?、離心?②鍛件—強度高、形狀簡單自由鍛、模鍛③焊接件—生產(chǎn)周期短、變形大熔化焊、壓力焊、釬焊④型材熱軋、冷拉⑤其它沖壓件、粉末冶金件、工程塑料件●確定毛坯的形狀和尺寸—盡量與零件接近◆毛坯余量—毛坯尺寸與零件尺寸之差=加工總余量◆毛坯公差—毛坯制造尺寸的公差

①為安裝穩(wěn)定，有些毛坯需工藝凸臺②為加工方便，一些零件作整體毛坯半圓零件→合成整圓小零件→合成大件TT●選擇毛坯時應考慮的問題①零件的材料及力學性能要求鑄鐵、有色金屬→鑄重要件→鍛②零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸復雜件→鑄小臺階軸→棒料，大臺階軸→鍛③生產(chǎn)綱領的大小大批量→先進方法④現(xiàn)有生產(chǎn)條件⑤采用新工藝、新技術、新材料3.2.3定位基準的選擇●基準的概念—確定其他點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面◆設計基準—零件圖上的基準—尺寸線的起點位置基準符號◆工藝基準—工藝中用的基準①工序基準②定位基準③測量基準④裝配基準TT●定位基準的選擇◆粗基準—毛坯面定位〈不加工面未加工面◆精基準

—已加工面定位●精基準的選擇目的：可靠保證主要加工表面間的相互位置精度①基準重合原則

②基準統(tǒng)一原則—在多數(shù)工序中用同一組精基準定位

③穩(wěn)定準確，簡單方便的原則—選面大、精度高的面④互為基準原則⑤自為基準原則—選設計基準為定位基準—為余量均勻，位置精度高，反復加工

—要求余量小而均勻T◆輔助基準①人為制造工藝需要而作的中心孔、工藝凸臺②提高精度一面兩孔定位中提高孔距精度、孔精度T●粗基準的選擇目的：可靠方便地加工精基準

①保證不加工面與加工面間的位置關系②定位穩(wěn)定可靠，簡單方便—選大面、平整面，無缺陷面③合理分配各面加工余量—應保證各加工面有足夠的余量

④同一方向上的粗基準原則上只允許使用一次—選不加工面作粗基準

某些重要面使其加工余量均勻TT●基準選擇具體情況具體分析綜合考慮靈活運用正確選擇【例】選擇支架零件的精基準和粗基準◆零件分析加工面：主要要求：φ16H7、對稱度0.1、32±0.1、28±0.1◆基準分析底面φ16H7孔軸線底面、頂面、φ16H7孔、2-φ10孔、直槽、圓槽—頂面、φ16H7孔高度方向的設計基準

—直槽、圓弧槽、2-φ10孔的設計基準T◆精基準選擇：①基準重合②基準統(tǒng)一在大多數(shù)工序中使用③定位穩(wěn)定可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡單定位面積大且平整是頂面、φ16H7孔高度方向的設計基準T◆精基準選擇：①基準重合②基準統(tǒng)一在大多數(shù)工序中使用③定位穩(wěn)定可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡單圓銷定位方便是直槽、圓弧槽、2-φ10孔的設計基準

T◆精基準選擇：①基準重合②基準統(tǒng)一在大多數(shù)工序中使用③定位穩(wěn)定可靠、夾具結(jié)構(gòu)簡單離φ16H7中心遠，轉(zhuǎn)角誤差小與φ16H7中心連線是直槽、圓槽、右孔夾角的設計基準T◆粗基準選擇：①保證加工面與不加工面間的位置關系②定位穩(wěn)定可靠、夾緊方便

定位面平整光潔、可用三爪卡盤裝夾φ16H7與外圓壁厚均勻T◆粗基準選擇：①保證加工面與不加工面間的位置關系②定位穩(wěn)定可靠、夾緊方便

直接靠在三爪卡盤卡爪上保證尺寸12T◆粗基準選擇：①保證加工面與不加工面間的位置關系φ10孔中心與外圓對稱T3.2.4工藝路線的擬訂●表面加工方法和加工方案的選擇①加工技術要求◆經(jīng)濟加工精度—正常工作條件下所達到的加工精度②工件材料及熱處理③工件形狀和尺寸④生產(chǎn)類型⑤現(xiàn)有生產(chǎn)條件T【例】某孔精度IT7級，粗糙度值Ra1.6～3.2μm

◆加工方案：①鉆—擴—鉸—精鉸②粗鏜—半精鏜—精鏜③粗鏜—半精鏜—粗磨—精磨④鉆—（擴）—拉

—大孔，箱體孔

—小孔徑，未淬火鋼或鑄鐵

—淬火件

—未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬大批量●加工階段的劃分①粗加工階段盡快切除余量—高生產(chǎn)率繼續(xù)減少余量，為精加工作準備，次要面加工③精加工階段保證達到加工精度和表面粗糙度④光整加工和超精密階段②半精加工階段降低表面粗糙度值●劃分加工階段的原因①保證加工質(zhì)量③便于安排熱處理④及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，保護精加工表面★加工階段劃分—針對零件加工的整個過程針對主要加工面②合理使用設備●工序集中與工序分散◆工序集中裝夾次數(shù)少，位置精度高，設備數(shù)量少，工人少◆工序分散—工序多，內(nèi)容少—工序少，內(nèi)容多設備工裝簡單，調(diào)整方便，切削用量合理；設備多，工人多●工序集中與工序分散◆單件小批生產(chǎn)◆大批量生產(chǎn)〈集中分散—高效專用設備工裝—便于組織管理—自動線、流水線→集中◆多品種、中小批量→集中—數(shù)控機床、加工中心◆重型零件→集中◆精密零件→分散◆現(xiàn)代生產(chǎn)→集中●工序順序的安排◆機械加工順序的安排

①先基準后其它②先粗后精③先主后次、穿插進行④先面后孔★基準加工→主要面粗加工→次要面加工→主要面半精加工→次要面加工→修基準→主要面精加工●熱處理工序的安排◆預備熱處理正火、退火—粗加工前時效—粗加工前、后調(diào)質(zhì)—粗加工后，半精加工前◆最終熱處理淬火—精加工前、磨削前滲碳淬火—半精加工后滲氮—盡量靠后表面處理（電鍍及氧化）—最后●零件機械加工的一般工藝路線◆毛坯制造→退火或正火→主要面粗加工→次要面加工→調(diào)質(zhì)（或時效）→主要面半精加工→次要面加工→淬火（或滲碳淬火）→修基準→主要面精加工●輔助工序的安排◆檢驗—完工后，重要工序前后，粗加工后，精加工前，轉(zhuǎn)車間前后◆去毛刺—鉆、銑、刨、拉后，淬火前◆清洗◆防銹◆去磁◆平衡等3.2.5加工余量的確定●加工余量的概念

—從加工表面切除的金屬層厚度◆工序余量—等于前后工序尺寸之差

被包容面：Zb=a-b包容面：Zb=b-a外圓表面：2Zb=da-db內(nèi)孔表面：2Zb=db-da◆加工總余量ZΣ=各工序加工余量之和=毛坯尺寸與零件尺寸之差=毛坯余量T●工序尺寸公差帶的規(guī)定★單向入體原則：◆被包容面—基本尺寸為最大極限尺寸，上偏差為零◆包容面—基本尺寸為最小極限尺寸，下偏差為零◆孔與孔（平面）間距離尺寸—對稱分布◆毛坯尺寸—正負分布●工序余量的變動范圍=前后工序尺寸公差之和

◆公稱加工余量—前后工序基本尺寸之差◆最小加工余量◆最大加工余量●影響最小加工余量的因素①前工序表面粗糙度Ra和表面缺陷層Ha

②前工序的尺寸公差Ta③前工序的相互位置偏差ρa

④本工序加工時的安裝誤差εb

TTT●確定加工余量的方法①分析計算法非對稱面對稱面②查表修正法③經(jīng)驗估算法3.2.6工序尺寸的確定●余量法①確定各工序基本余量及各工序經(jīng)濟加工精度②從后向前推算各工序基本尺寸及毛坯尺寸③按“單向入體原則”確定各工序尺寸公差【例】某階梯軸，45鋼，熱軋棒料，外圓

Ra0.2

m、長200mm◆加工工序：粗車—半精車—半精磨—精磨①精磨余量0.15,半精磨余量0.25,半精車余量1.0,毛坯余量4粗車余量=4-（1.0+0.25+0.15）=2.6②精磨IT6,半精磨IT8,半精車IT10,粗車IT13精磨Ra0.2,半精磨Ra0.8,半精車Ra3.2,粗車Ra12.5③精磨半精磨半精車粗車毛坯3.2.7機床及工藝裝備的選擇●機床的確定①機床的規(guī)格尺寸應與工件的尺寸相適應②機床的精度應與工件要求的加工精度相適應③機床的生產(chǎn)率應與工件的生產(chǎn)類型相適應單件小批生產(chǎn)→通用設備大批量生產(chǎn)→高效專用設備④機床的選擇應結(jié)合現(xiàn)場的實際情況類型，設備負荷，排列等●工藝裝備的確定◆刀具的選擇★刀具的類型、規(guī)格及精度—與工件加工要求相適應—優(yōu)先選用標準刀具

◆量具的選擇★量具的量程和精度—與工件尺寸和精度相適應

單件小批量生產(chǎn)→通用量具大批量生產(chǎn)→高效專用量具●工藝裝備的確定◆夾具的選擇單件小批生產(chǎn)→通用夾具，組合夾具大批量生產(chǎn)→高效和自動化專用夾具多品種中小批量生產(chǎn)→可調(diào)夾具、成組夾具★夾具的精度—與工件加工精度相適應3.2.8確定切削用量和時間定額●切削用量的選擇

單件小批生產(chǎn)—不規(guī)定批量較大—嚴格地確定◆粗加工——保證高生產(chǎn)率大的背吃刀量、較大的進給量、合理的切削速度◆精加工——保證加工精度和表面質(zhì)量較小的背吃刀量和進給量、合理的切削速度組合機床、自動機床——比一般低一些●時間定額的確定◆勞動生產(chǎn)率：工人在單位時間內(nèi)制造的合格產(chǎn)品的數(shù)量◆時間定額：一定生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)1件產(chǎn)品或完成1道工序所耗的時間

●單件時間定額

Tp①基本時間Tb—直接改變對象的尺寸形狀、位置、狀態(tài)或性質(zhì)所耗時間直接切除余量（含切入切出時間）●單件時間定額Tp①基本時間Tb②輔助時間Ta—實現(xiàn)基本工藝所進行的各種輔助動作所耗時間裝卸、開停機、進退刀、改變切削用量、測量試切◆作業(yè)時間=基本時間+輔助時間●單件時間定額Tp①基本時間Tb②輔助時間Ta③布置工作地時間Ts—工作班內(nèi)照管工作地所耗時間作業(yè)時間2～7%◆作業(yè)時間=基本時間+輔助時間調(diào)整換刀、修砂輪、潤滑擦試機床、清理切屑●單件時間定額Tp①基本時間Tb②輔助時間Ta③布置工作地時間Ts④休息與生理需要時間Tr◆作業(yè)時間=基本時間+輔助時間—工作班內(nèi)生理需要所耗時間作業(yè)時間2～4%●單件時間定額Tp①基本時間Tb②輔助時間Ta③布置工作地時間Ts④休息與生理需要時間Tr◆作業(yè)時間=基本時間+輔助時間⑤準備和終結(jié)時間Te—作生產(chǎn)準備和結(jié)束工作所耗時間

●提高生產(chǎn)率的措施◆縮減基本時間Tb外圓車削①提高切削用量硬質(zhì)合金：200m/min陶瓷刀具：500m/min金剛石、立方氮化硼：普通鋼材—900m/min淬火鋼或高鎳合金鋼—90m/min高速磨削：80m/s以上強力磨削深度：6～30mm●提高生產(chǎn)率的措施◆縮減基本時間Tb外圓車削①提高切削用量②減少或重合切削行程長度L多刀多刃加工多件加工—順序加工平行加工

平行順序加工●提高生產(chǎn)率的措施◆縮減基本時間Tb外圓車削①提高切削用量②減少或重合切削行程長度L③減小切削加工余量Z—毛坯精化粉末冶金、壓力鑄造、精密鑄造、精鍛、冷擠壓、熱擠壓等冷擠壓齒輪代替剃齒●提高生產(chǎn)率的措施◆縮減輔助時間Ta

①直接縮減輔助時間—大批量生產(chǎn)→先進高效夾具單件小批生產(chǎn)→成組夾具主動測量法—加工中測量工件尺寸，并主動控制數(shù)字顯示裝置—顯示尺寸變化、刀具位移量②間接縮減輔助時間—使輔助時間與基本時間重合轉(zhuǎn)位移位工作臺—加工時間內(nèi)裝卸工件主動測量或數(shù)顯裝置—測量時間與基本時間重合T●提高生產(chǎn)率的措施◆縮減布置工件地時間Ts—減少調(diào)刀對刀時間快換刀夾、刀具微調(diào)機構(gòu)、專用對刀樣板、對刀塊◆縮短準備和終結(jié)時間Te—擴大零件批量和減少調(diào)整時間成批生產(chǎn)—縮短安裝刀具、調(diào)整機床、工裝的時間中小批生產(chǎn)—零件通用化和標準化，采用成組技術3.2.10編制工藝規(guī)程文件●機械加工工藝過程卡片—成批生產(chǎn)工藝路線—工序名稱、內(nèi)容、機床工裝、時間定額●機械加工工序卡片—大批量生產(chǎn)、中批關鍵件、小批關鍵工序工序加工要求—工件加工面粗實線（外形細實線）工序尺寸及公差、粗糙度、其它技術要求定位基準、夾壓位置和方式3.3工藝尺寸鏈3.3.1工藝尺寸鏈的概念3.3.2工藝尺寸鏈計算的基本公式3.3.3工藝尺寸鏈的應用3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法3.3.1工藝尺寸鏈的概念●尺寸鏈的定義

—互相聯(lián)系、按一定順序列成的封閉尺寸圖形◆特征①封閉性—首尾相接②工藝性—隨工藝方案變化而變

T●工藝尺寸鏈的組成◆封閉環(huán)—最后自然形成的尺寸◆組成環(huán)—直接獲得的尺寸增環(huán)減環(huán)—該環(huán)增大，封閉環(huán)相應增大—該環(huán)增大，封閉環(huán)相應減小●增、減環(huán)的判定方法◆定義法◆環(huán)繞法—設封閉環(huán)為減環(huán)方向，沿減環(huán)方向繞尺寸鏈順次畫箭頭，所得即為各組成環(huán)方向●工藝尺寸鏈的建立◆封閉環(huán)的確定—間接得到、最后自然形成的尺寸◆組成環(huán)的查找—直接得到、工序尺寸從定位面到加工面的尺寸（往往是加工要求尺寸）★只能有一個間接得到的尺寸TT●工藝尺寸鏈計算的基本公式計算方法：◆概率法—按概率論原理來計算◆極值法—按誤差最不利情況來計算●尺寸鏈計算所用的符號環(huán)名符號名稱基本尺寸最大尺寸最小尺寸上偏差下偏差公差平均尺寸平均偏差封閉環(huán)A0A0maxA0minES0EI0T0A0av△0增環(huán)AiAimaxAiminESiEIiTiAiav△i減環(huán)AiAimaxAiminESiEIiTiAiav△i●尺寸和偏差的關系◆平均尺寸◆平均偏差◆公差的一半●工藝尺寸鏈計算的基本公式◆封閉環(huán)的基本尺寸◆封閉環(huán)的中間偏差=所有增環(huán)中間偏差之和-所有減環(huán)中間偏差之和

=所有增環(huán)基本尺寸之和-所有減環(huán)基本尺寸之和

●工藝尺寸鏈計算的基本公式◆封閉環(huán)的極限尺寸

封閉環(huán)最小極限尺寸=所有增環(huán)最小極限尺寸之和-所有減環(huán)最大極限尺寸之和=所有增環(huán)最大極限尺寸之和-所有減環(huán)最小極限尺寸之和

封閉環(huán)最大極限尺寸●工藝尺寸鏈計算的基本公式◆封閉環(huán)的偏差

封閉環(huán)下偏差=所有增環(huán)下偏差之和-所有減環(huán)上偏差之和=所有增環(huán)上偏差之和-所有減環(huán)下偏差之和

封閉環(huán)上偏差●工藝尺寸鏈計算的基本公式◆封閉環(huán)公差◆封閉環(huán)的平均尺寸=所有增環(huán)平均尺寸之和-所有減環(huán)平均尺寸之和

=各組成環(huán)公差之和●工藝尺寸鏈的應用◆測量基準與設計基準不重合時尺寸的換算【例】尺寸不便測量，改測量孔深A2，

通過（A1）間接保證尺寸（A0），

求工序尺寸A2及偏差?！魷y量基準與設計基準不重合時尺寸的換算解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③計算：封閉環(huán)基本尺寸10=50-A2A2=40封閉環(huán)上偏差0=0-EI2EI2=0封閉環(huán)下偏差0.36=-0.17-ES2ES2=0.19◆測量基準與設計基準不重合時尺寸的換算解:④驗算封閉環(huán)公差封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)T0=0.36T1+T2=0.17+0.19=0.36計算正確◆假廢品計算結(jié)果：A2為39.83—不合格若A1為49.83，A0=49.83-39.83=10，零件合格A2為40.36—不合格若A1為50，A0=50-40.36=9.64，零件合格★需對有關尺寸復檢，并計算實際尺寸◆定位基準與設計基準不重合時尺寸的換算【例】A、B、C面已加工。以A面定位鏜孔，求工序尺寸及偏差◆定位基準與設計基準不重合時尺寸的換算解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③計算：封閉環(huán)基本尺寸100=40+A3-240A3=300封閉環(huán)上偏差0.15=0+ES3-0ES3=0.15封閉環(huán)下偏差-0.15=-0.06+EI3-0.1EI3=0.01=300.08±0.07④驗算封閉環(huán)公差T0=0.3T1+T2+T3=0.10+0.06+0.14=0.30計算正確【例】多工序的工藝尺寸鏈換算解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③計算：封閉環(huán)基本尺寸20=100-A2A2=80封閉環(huán)上偏差0.12=0-EI2EI2=-0.12封閉環(huán)下偏差-0.12=-0.1-ES2ES2=0.02④驗算封閉環(huán)公差T0=0.24T1+T2=0.10+0.14=0.24計算正確◆求工序10的工序尺寸A2T【例】多工序的工藝尺寸鏈換算解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③計算：封閉環(huán)基本尺寸30=80-A3A3=50封閉環(huán)上偏差0.10=0.02-EI3EI3=-0.08封閉環(huán)下偏差-0.10=-0.12-ES3

ES3=-0.02④驗算封閉環(huán)公差T0=0.2T2+T3=0.14+0.06=0.20計算正確◆求工序20的工序尺寸A3=49.95±0.03T◆從尚需繼續(xù)加工表面標注的工序尺寸計算解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③計算：封閉環(huán)基本尺寸43.3=20+A1–19.8A1=43.1封閉環(huán)上偏差0.2=0.0195+ES1-0ES1=0.1805封閉環(huán)下偏差0=0+EI1-0.031EI1=0.031④驗算封閉環(huán)公差T0=0.2T1+T2+T3=0.1495+0.031+0.0195=0.20計算正確（必須將直徑化成半徑）T◆從尚需繼續(xù)加工表面標注的工序尺寸計算解:①畫尺寸鏈

②封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③計算：封閉環(huán)基本尺寸0.3=t1+72.38-72.5t1=0.42封閉環(huán)上偏差0.2=ES1+0.02–0ES1=0.18封閉環(huán)下偏差0=EI1+0-0.02EI1=0.02④驗算封閉環(huán)公差T0=0.2T1+T2+T3=0.16+0.02+0.02=0.20計算正確（必須將直徑化成半徑）即工藝滲氮層深度為0.44～0.60mmT3.6機器裝工藝規(guī)程設計3.6.1裝配工藝方法3.3.2裝配工藝規(guī)程的制訂3.6.1裝配工藝方法●裝配的概念—按技術要求，將零部件配合聯(lián)接成半成品或成品分級裝配—組裝、部裝、總裝●裝配工作的基本內(nèi)容

—清洗、聯(lián)接、校正、調(diào)整、配作、平衡、驗收、油漆、包裝等●裝配精度①相互距離精度—指相關零部件間的距離尺寸精度②相互位置精度

—平行度、垂直度、同軸度、跳動等③相對運動精度—回轉(zhuǎn)精度、直線精度和傳動精度④接觸精度

—接觸面積大小、接觸點分布情況●裝配精度與零件精度的關系◆取決于零部件的精度特別是關鍵零部件的精度◆取決于裝配方法在單件小批生產(chǎn)及裝配精度高時尤為重要TT●裝配尺寸鏈◆概念

—相關零部件上有關尺寸或相互位置關系所組成

◆建立：封閉環(huán)—裝配精度組成環(huán)—相關零部件上的尺寸或位置關系①按一定層次分別建立產(chǎn)品與部件的裝配尺寸鏈②在保證裝配精度的前提下，組成環(huán)可適當簡化

③裝配尺寸鏈應符合最短路線（環(huán)數(shù)最少）原則④不同方向上有裝配精度要求時應按不同方向分別建立裝配尺寸鏈

TT●裝配尺寸鏈的計算—極值法、概率法◆各環(huán)公差值的概率法計算—概率法組成環(huán)的平均公差擴大倍

極值法●裝配尺寸鏈的計算◆各環(huán)平均尺寸Aav的計算

ES0=△0＋T0/2EI0=△0－T0/2●保證裝配精度的方法◆互換法—同種零部件互換都能達到裝配精度要求①完全互換法—所有零部件均能達到裝配精度要求極值法【例】車床離合器齒輪軸裝配解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③封閉環(huán)基本尺寸L0=34-22-12L0=0組成環(huán)平均公差令T1=0.18，T2=0.12，T3=0.05T1+T2+T3=0.18+0.12+0.05=0.35=T0

選L1為協(xié)調(diào)環(huán)T【例】車床離合器齒輪軸裝配（續(xù)）解:④各環(huán)中間偏差△0=0.225，△2=-0.06，△3=－0.025

0.225=△1-（-0.06－0.025）△1=0.14

答：T◆互換法極值法裝配簡單，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率高組織流水線及自動化裝配，專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)先采用完全互換法大批量生產(chǎn)、高精度少環(huán)尺寸鏈低精度多環(huán)尺寸鏈

①完全互換法◆互換法概率法①完全互換法②不完全互換法【例】車床離合器齒輪軸裝配解:①畫尺寸鏈

②判斷：封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)③封閉環(huán)基本尺寸L0=34-22-12L0=0組成環(huán)平均公差令T1=0.26，T2=0.20，T3=0.12選L1為協(xié)調(diào)環(huán)T【例】車床離合器齒輪軸裝配（續(xù)）解:④各環(huán)中間偏差△0=0.225，△2=-0.10，△3=－0.06

0.225=△1-（-0.10－0.06）△1=0.065

答：T◆互換法概率法①完全互換法②不完全互換法各組成環(huán)公差相應擴大，降低了加工成本有小部分產(chǎn)品達不到裝配精度要求可通過更換個別零件加以解決具有完全互換法的優(yōu)點用于大批量生產(chǎn)，高精度多環(huán)尺寸鏈◆互換法①完全互換法②不完全互換法③分組互換法將組成環(huán)公差擴大數(shù)倍，按經(jīng)濟精度加工零件按原要求分組裝配，來達到裝配精度要求【例】活塞銷與活塞銷孔的裝配裝配要求：過盈量0.0025～0.0075mm

按互換法既困難又不經(jīng)濟

注意：①等公差同方向放大同倍數(shù)②分組數(shù)不宜多（一般３～6）③各組內(nèi)相配合零件的數(shù)量要配套④表面粗糙度值、形狀精度和位置精度不能放大T◆互換法①完全互換法②不完全互換法③分組互換法將組成環(huán)公差擴大數(shù)倍，按經(jīng)濟精度加工零件按原要求分組裝配，來達到裝配精度要求同組零件裝配具有互換法的優(yōu)點用于大批量生產(chǎn),高精度少環(huán)尺寸鏈◆修配法①單件修配法—選某一零件作修配件修配環(huán)—形狀簡單，面小，便于裝卸及修配對其它尺寸鏈無影響—按經(jīng)濟精度加工,修配某零件（修配環(huán)）【例】車床前后頂尖等高度要求0.06mm（只許尾座高）解:①畫尺寸鏈

②封閉環(huán)增環(huán)A2=49,A3=156減環(huán)A1=205③封閉環(huán)基本尺寸A0=49+156-205=0A0=0組成環(huán)平均公差采用修配法鏜孔經(jīng)濟精度半精刨經(jīng)濟精度T【例】車床前后頂尖等高度要求0.06mm（只許尾座高）解:選底板為修配件按“單向入體”原則A1=205±0.05A3=156±0.05

★修配結(jié)果☆使封閉環(huán)尺寸變大

—按封閉環(huán)上偏差計算☆使封閉環(huán)尺寸變小—按封閉環(huán)下偏差計算0=EI2－0.05－0.05

EI2=0.1越修越小T【例】車床前后頂尖等高度要求0.06mm（只許尾座高）解:修配—補償組成環(huán)累積誤差與封閉環(huán)公差的超差部分最多修配量

Fmax=∑Ti－T0=0.1+0.15+0.1－0.06=0.29最小修配量=0

☆應補充修正

取最小修配量=0.05最大修配量=0.34答：A1=205±0.05A3=156±0.05

◆修配法①單件修配法—選某一零件作修配件—按經(jīng)濟精度加工,修配某零件（修配環(huán)）②合并加工修配法—兩個零件合并進行加工修配【例】車床前后頂尖等高度要求0.06mm（只許尾座高）解:①畫尺寸鏈（A2，A3

合并）

②封閉環(huán)增環(huán)A23=205減環(huán)A1=205③封閉環(huán)基本尺寸A0=205-205=0A0=0鏜孔經(jīng)濟精度選底板為修配件按“單向入體”原則A1=205±0.05T【例】車床前后頂尖等高度要求0.06mm（只許尾座高）解:越修越小0=EI23－0.05EI23=0.05最多修配量Fmax=∑Ti－T0=0.1+0.1－0.06=0.14最小修配量=0☆補充修正取最小修配量=0.05最大修配量=0.19答：A1=205±0.05◆修配法①單件修配法—選某一零件作修配件—按經(jīng)濟精度加工,修配某零件（修配環(huán)）②合并加工修配法—兩個零件合并進行加工修配③自身加工修配法—機床自我加工各組成環(huán)均可按經(jīng)濟精度制造可獲得較高的裝配精度

無互換性，裝配勞動量大，生產(chǎn)率低對裝配工人技術水平要求高

用于單件小批生產(chǎn)中批生產(chǎn)中，高精度裝配T◆調(diào)整法①可動調(diào)整法—改變調(diào)整件的位置★與修配法區(qū)別—裝配中不切除金屬—按經(jīng)濟精度加工,調(diào)整某零件（調(diào)整環(huán)）可獲理想的精度，磨損可重調(diào)，恢復原有精度

②固定調(diào)整法—改變調(diào)整件的尺寸大批量生產(chǎn)，高精度多環(huán)尺寸鏈

TT【例】車床主軸大齒輪的裝配解:①畫尺寸鏈

②封閉環(huán)增環(huán)A1=115減環(huán)A2=8.5,A3=95,A4=2.5,A5=9③選擇調(diào)整件A5墊圈形狀簡單，制造容易，裝拆也方便，故選墊圈（A5）為調(diào)整件。T【例】車床主軸大齒輪的裝配解:④確定各組成環(huán)的公差根據(jù)各組成環(huán)所采用加工方法的經(jīng)濟精度確定其公差為：T1=0.15mm，T2=0.1mm，T3=0.1mm，T4=0.12mm，T5=0.03mm。則各環(huán)的中間偏差為：△0=+0.125mm，△1=+0.075mm,△2=－0.05mm,△3=－0.05mm,△4=－0.06mm,按工序尺寸“單向入體原則”確定各組成環(huán)（除調(diào)整環(huán)外）的公差分布：

A1=115，A2=8.5，A3=95，A4=2.5T【例】車床主軸大齒輪的裝配解:⑤計算調(diào)整件（A5）的調(diào)整量FF==T1+T2+T3+T4=(0.15+0.1+0.1+0.12)mm=0.47mmS=T0-T5=(0.15-0.03)mm=0.12mm

⑥計算各組調(diào)整件之間的尺寸間隔S（封閉環(huán)公差與調(diào)整件公差之差），則：T⑦計算調(diào)整件的組數(shù)m=F/S=0.47/0.12≈3.9，分組數(shù)不能為小數(shù)，應圓整為鄰近的較大整數(shù)，取m=4?！纠寇嚧仓鬏S大齒輪的裝配解:計算調(diào)整件A5的平均尺寸∵

△0=

+0.125=0.075－（－0.05－0.05－0.06）－△5∴△5=0.11mm。調(diào)整件的平均尺寸為：

A5,av=A5+△5=(9+0.11)mm=9.11mmT【例】車床主軸大齒輪的裝配解:⑨確定各組調(diào)整件的尺寸a)當調(diào)整件的組數(shù)m為奇數(shù)時，第⑧步求出的平均尺寸是調(diào)整件中間一組的平均尺寸，其余各組的平均尺寸通過相應增加或減少各組之間的尺寸間隔S推得。b)當調(diào)整件的組數(shù)m為偶數(shù)時，第⑧步求出的平均尺寸為調(diào)整件尺寸的對稱中心，再根據(jù)各組之間的尺寸間隔S確定各組尺寸。

T【例】車床主軸大齒輪的裝配解:例中m=4為偶數(shù)，故A5,av=9.11mm為調(diào)整件尺寸對稱中心。各組尺寸的平均尺寸為：

A51,av=(9.11+0.12+0.12/2)mm=9.29mmA52,av

=(9.11+0.12/2)mm=9.17mmA53,av

=(9.11-0.12/2)mm=9.05mmA54,avⅣM=(9.11-0.12-0.12/2)mm=8.93mm因而各組的尺寸為：

A51=(9.29±0.015)mmA52=(9.17±0.015)mmA53=(9.05±0.015)mmA54=(8.93±0.015)mmT【例】車床主軸大齒輪的裝配解:按“入體原則”標注極限偏差后得：A51=9.305mm≈9.31mmA52=9.185mm≈9.19mmA53=9.065mm≈9.07mmA54=8.945mm≈8.95mmT◆調(diào)整法①可動調(diào)整法—改變調(diào)整件的位置★與修配法區(qū)別—裝配中不切除金屬—按經(jīng)濟精度加工,調(diào)整某零件（調(diào)整環(huán)）可獲理想的精度，磨損可重調(diào)，恢復原有精度

②固定調(diào)整法—改變調(diào)整件的尺寸大批量生產(chǎn)，高精度多環(huán)尺寸鏈

③誤差抵消調(diào)整法—改變調(diào)整件誤差的大小與方向★保證裝配精度的方法綜述●優(yōu)先采用完全互換法

大批量、多環(huán)—不完全互換法

大批量、高精度少環(huán)—分組互換法

大批量、高精度多環(huán)—固定調(diào)整法、不完全互換法

單件小批—修配法成批生產(chǎn)—調(diào)整法、修配法3.6.2

裝配工藝規(guī)程的制訂●制訂裝配工藝規(guī)程的基本原則

—保證產(chǎn)品裝配質(zhì)量、提高裝配生產(chǎn)率、降低裝配成本。

●制訂裝配工藝規(guī)程所需的原始資料

—產(chǎn)品的裝配圖、部分零件圖、產(chǎn)品驗收標準和技術要求、生產(chǎn)綱領和現(xiàn)有生產(chǎn)條件等。

制訂裝配工藝規(guī)程的方法與步驟●產(chǎn)品分析

●確定裝配方法●確定裝配組織形式●劃分裝配單元，確定裝配順序●劃分裝配工序●編制裝配工藝文件編制裝配工藝文件●制定產(chǎn)品檢測與試驗規(guī)范

裝配組織形式●固定式裝配將產(chǎn)品或部件的全部裝配工作安裝在一固定的工作地上進行。裝配過程中產(chǎn)品位置不變，裝配所需要的零部件都匯集在工作地附近。固定式裝配的特點是裝配周期長，效率低，對工人技術水平要求高，占地面積大。固定式裝配多用于單件、中小批生產(chǎn)；或裝配時不便移動的大型機械，或裝配時移動會影響裝配精度的產(chǎn)品。

裝配組織形式●固定式裝配將產(chǎn)品或部件置于裝配線上，通過連續(xù)或間歇地移動使其順次經(jīng)過各裝配工作地，以完成全部裝配工作。移動式裝配有連續(xù)移動、間歇移動和變節(jié)奏移動三種方式。移動式裝配的特點是較細地劃分裝配工序，廣泛采用專用設備及工裝，生產(chǎn)率高，對工人技術水平要求較低，易保證質(zhì)量，多用于大批量生產(chǎn)，以組成裝配流水線和自動線?！褚苿邮窖b配確定裝配順序的一般原則●預處理工序先行2）先基準后其它3）先下后上4）先內(nèi)后外5）先難后易6）先精密后一般確定裝配順序的一般原則7）沖擊性質(zhì)的裝配、壓力裝配和加熱裝配或補充加工的裝配工序應盡量先行，以免破壞后續(xù)的裝配質(zhì)量。8）相同設備及工藝裝備的裝配，有共同特殊裝配環(huán)境的裝配，處于基準件同方位的裝配應盡可能使用連續(xù)安排。9）電線、油氣管路的安裝一定要合理安排，不能疏忽。10）易燃、易爆、易碎，有毒物質(zhì)、部件的安裝，盡可能放在最后，以減少安全防護工作量，保證裝配工作順利完成。

實例分析調(diào)速杠桿，材料:QT500，正火HB240～280，M面淬火HRC40～50，成批生產(chǎn)

零件工藝分析

●作用、地位、功能孔?12H7——Ra1.6umM面——│∥│0.05│A│Ra1.6um3±0.1HRC40~50槽——│∥│0.05│A│Ra1.6um6+0.03010±0.2●技術要求分析零件工藝分析

●作用、地位、功能●技術要求分析●結(jié)構(gòu)分析形狀不規(guī)則、杠桿（撥叉）類

細長杠、剛性差

毛坯選擇●QT500——鑄●余量

≤5050~120頂面4.04.5底、側(cè)3.03.5

±0.5

±0.8基準選擇●精基準?12H7限4個自由度，基準重合、統(tǒng)一，定位穩(wěn)定可靠，簡單方便上端面

限1個自由度，基準重合、統(tǒng)一，定位穩(wěn)定可靠，簡單方便M面限1個自由度，定位可靠、剛性好，簡單，基準統(tǒng)一基準選擇●粗基準?12H7外圓限4個自由度，壁厚均勻、簡單下端面限1個自由度，簡單

N面

限1個自由度，簡單，以不加工面作基準

加工方案選擇?12H7鉆（?11H12）——擴（?11.85H9）——鉸（?12H7）

M面槽銑（3.2±0.3）——淬火——磨（3±0.1）

粗銑（4H11）——精銑（6+0.030，H9）

加工順序安排鉆、擴、鉸

上面下面M面K面粗銑槽锪M8端面、鉆孔、攻絲精銑槽淬火磨M面工藝路線10鑄造20正火HRC240~28030檢驗40鉆、擴、鉸?12H7孔50車上端面53.50-0.560車下端面500-0.370銑M面3.2±0.3工藝路線80銑K面61±0.1590粗銑槽4+0。120100修毛刺110锪M8端面120鉆M8底孔?6.7130攻絲M8140精銑6+0.030工藝路線150修毛刺160淬火170磨M面3±0.1180檢驗190入庫

謝謝圖3.1階梯軸簡圖表3.1單件小批生產(chǎn)階梯軸加工工藝工序號工序內(nèi)容設備

10車端面、鉆中心孔、車全部外圓、切槽、倒角

普通車床

20銑鍵槽、去毛刺

立式銑床

30磨外圓

外圓磨床

表3.2中批生產(chǎn)階梯軸加工工藝工序號工序內(nèi)容設備

10銑端面、鉆中心孔

專用機床

20車外圓、車槽與倒角

普通車床

30銑鍵槽

外圓磨床

40去毛刺

鉗工臺

50磨外圓

外圓磨床

階梯軸圖3.2多工位加工工位1.裝卸工位2.鉆孔工位3.擴孔工位4.鉸孔圖3.3加工四個相同表面的工步圖3.4復合工步圖3.5汽車鋼板彈簧吊耳圖3.6方頭銷表3.3零件機械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對比表3.3零件機械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對比零件機械加工結(jié)構(gòu)工藝性的對比圖3.7具有工藝搭子的刀架毛坯加工面定位面工藝搭子圖3.8車床開合螺母外殼簡圖圖3.9基準分析示例圖3.10工藝基準分析示例設計基準（定位基準）

若本道工序的加工誤差為δ，則只要δ≤δA2，即可滿足加工要求例：圖示零件加工臺階面切削平面δ（本道工序加工誤差）設計基準定位基準若要滿足加工精度，必須：－稱為基準不重合誤差δ（本道工序加工誤差）=設計基準與定位基準間的誤差主軸零件精基準選擇軸徑軸徑錐孔導軌磨削基準選擇浮動鏜孔1—工件2—鏜刀塊3—鏜桿圖3.11定位基準選擇圖3.12粗基準的選擇圖3.13床身加工粗基準選擇圖3.14支架圖3.15加工精度和加工成本的關系表3.5外圓表面加工方案及其經(jīng)濟精度序號

加工方案

精度適用范圍1粗車

13-11除淬火鋼外的金屬材料

2粗車-半精車

10-83粗車-半精車-精車

8-74粗車-半精車-精車-滾壓（或拋光）

8-75粗車-半精車-磨削

8-7加工淬火鋼，有色金屬不宜6粗車-半精車-粗磨-精磨

7-67粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工

58粗車-半精車-精車-金剛石車

6-5有色金屬

9粗車-半精車-粗磨-精磨-鏡面磨

5以上高精度要求的鋼件加工

10粗車-半精車-精車-精磨-研磨

5以上11粗車-半精車-精車-精磨-粗研-拋光

5以上表3.6內(nèi)孔表面加工方案及其經(jīng)濟精度序號

加工方案

精度適用范圍1鉆

13-11除淬火鋼外的金屬材料實心毛坯

2鉆-擴

11-103鉆-擴-鉸

9-84鉆-擴-粗鉸-精鉸

75鉆（擴）-拉9-7大批量6粗鏜-半精鏜

9-8除淬火鋼外，毛坯已有孔

7粗鏜-半精鏜-精鏜

8-78粗鏜-半精鏜-精鏜-浮動鏜（金剛鏜）7-69粗鏜-半精鏜-精鏜-金剛鏜6-5有色金屬

10粗鏜-半精鏜-磨

8-7淬火鋼加工11粗鏜-半精鏜-粗磨-精磨

7-6表3.7平面加工方案及其經(jīng)濟精度序號

加工方案

精度適用范圍1粗車-半精車

10-8端面加工

2粗車-半精車-精車

8-73粗車-半精車-磨

7-64粗刨（銑）-精刨（銑）

9-8未淬硬表面5粗刨（銑）-精刨（銑）-刮研

7-66粗刨（銑）-精刨（銑）-粗磨-精磨

7-5淬火件加工，除有色金屬外

7粗刨（銑）-精刨（銑）-粗磨-精磨