机械制造技术基础（第三版）第六章

null第六章 工艺规程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 第六章 工艺规程设计第六章 工艺规程设计第六章 工艺规程设计第一节 概 述 第二节 机械加工工艺规程设计 第三节 加工余量及工序尺寸 第四节 工艺尺寸链 第五节 技术经济 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及工艺文件 第六节 制订工艺规程实例 第七节 机器装配工艺规程设计第一节 概 述第一节 概 述产品、零件设计好之后进行加工之前需要进行工艺规程设计； 工艺规程设计的好坏对到整个产品的生产制造影响很大。第一节 概 述第一节 概 述一、生产过程与工艺过程 机器的生产过程是将原材料转变为成品的全过程； 在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程； 工艺过程可分为： 机械制造工艺过程一般是指零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程的总和。其它过程则称为辅助过程。 焊接F22装配现场第一节 概 述第一节 概 述工艺就是制造产品的方法； 几种不同的工艺过程总有一种工艺过程在某一特定条件下是最合理的； 把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产，这些工艺文件即称为工艺规程； 工艺规程不是一成不变的； 基于PLM平台的电子工艺规程输出技术 第一节 概 述第一节 概 述二、机械加工工艺过程的组成 1.工序、工步和工作行程； 2.装夹和工位。 工序 工序是组成加工工艺过程的基本单元； 一个工序是指一个（或一组）工人，在一台机床（或一个工作地点），对同一工件（或同时对几个工件）所连续完成的那一部分工艺过程； 制订机械加工工艺过程中，列出主要工序名称及其加工顺序的简略工艺过程，称为工艺路线。 第一节 概 述第一节 概 述工步； 工步是在加工表面不变、加工工具不变、切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序； 工作行程； 工作行程也叫走刀，是加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步。 机翼1肋上下缘条的加工工步第一节 概 述第一节 概 述阶梯轴的加工 若阶梯轴的精度和表面粗糙度要求不高，则加工这根阶梯轴的工艺过程将包含下列加工内容： （1）切一端面；(2) 打中心孔；（3）切另一端面；（4）打中心孔；（5）车大外圆；(6) 大外圆倒角；（7）车小外圆；（8）小外圆倒角；（9）铣键槽；（10）去毛刺。第一节 概 述第一节 概 述根据车间加工条件和生产规模的不同，可以采用不同的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 来完成上述工件的加工。 在表6—1及表6—2中分别表示在单件小批生产及大批大量生产中工序的划分和所用的机床。 表6-1单件小批生产的工艺过程 表6-2 大批大量生产的工艺过程 第一节 概 述第一节 概 述从表中可以看出，随着生产规模的不同，工序的划分及每一个工序所包含的加工内容是不同的。在单件小批生产的工序1中，包括四个工步： 两次车端面； 两次打中心孔。 分为四个工步的原因是加工表面变了。 在工序2 中也包括四个工步，这时加工表面和切削工具都变了。 第一节 概 述第一节 概 述装夹和工位 装夹是由定位和夹紧过程组成，这一功能是由夹具完成的； 采用转位或移位夹具、回转工作台或多轴机床上加工时，工件在机床上一次装夹后，要经过若干个位置依次进行加工。工件在机床上所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序就称为工位。气动通用夹具 多工件装夹钻孔攻丝工装 第一节 概 述第一节 概 述三、生产类型与加工工艺过程的特点 一）生产类型 生产类型的划分依据是产品或零件的年生产纲领，产品的年生产纲领就是产品的年生产量。而零件的年生产纲领由下式计算： N=Qn(1+a%)(1+b%) (件/年) N－零件的年产纲领 (件/年) Q－产品的年产量 （台／年） n－每台产品中该零件的数量（件/台） a%－备品率 b%－废品率第一节 概 述第一节 概 述按年生产纲领划分生产类型 表6-3 生产纲领与生产类型的关系第一节 概 述第一节 概 述单件生产——单个地生产不同结构和不同尺寸的产品，并且很少重复; 批量生产——一年中分批地制造相同的产品，制造过程有一定的重复性。每批制造的相同产品的数量称为批量。根据批量的大小，成批生产又可分为：小批生产、中批生产和大批生产。小批生产的工艺过程的特点和单件生产相似；大批生产的工艺过程的特点和大量生产相似；中批生产的工艺过程的特点则介于单件小批生产和大批大量生产之间; 大批量生产——产品数量很大，大多数工作地点经常重复地进行某一个零件的某一道工序的加工。第一节 概 述第一节 概 述单件、小批量生产与大批量生产可能有不同的工艺过程; 对单件小批生产，可能只要制订一个简单的工艺路线就行了； 对于大批量生产，应该制订一个详细的工艺规程，详细地给出各种工艺参数。这样做主要是因为对大批量生产来说，每个工序、工步节省1秒种，就会带来可观的效益; 同时，详细的工艺规程，也是进行工夹具设计制造的依据。 第一节 概 述第一节 概 述各种生产类型的工艺过程特点可归纳成表6-4。表6-4　各种生产类型工艺过程的主要特点第一节 概 述第一节 概 述二）生产类型与组织方式 产品的用途不同，决定了其市场需求量是不同的，因此不同的产品有不同的生产批量; 需求的批量不同，形成了不同的生产规模类型，如大批量、中小批量、单件生产等; 不同的生产类型即生产规模不同，生产组织的方式及相应的工艺过程也大不相同;单件、小批：长江三峡巨型发电机组 大批量：斯巴鲁水平对置发动机第一节 概 述第一节 概 述针对不同的产品所选用的生产模式及制造技术的准则是什么？ 质量、成本、生产率长期以来是评价机电产品制造过程的三大准则； 随着科学技术的飞速发展及人们消费水平的提高，质量、成本、生产率这三大准则的内涵有了新的发展。T（交货时间）Q（质量）C（成本）S（服务）的准则被提出来了； 服务实际上也可看作质量的一个要素，单独提出来，引起更多重视。 第一节 概 述第一节 概 述由于市场竞争的日趋激烈，快速响应制造的概念被提出来了； 最早上市的几家公司往往占有市场份额的80%以上，往往可以有较高的价格，即使生产成本较大，企业仍能获得丰厚利润； 决策一个产品的生产组织、开发方式及制造工艺时，不仅要对工艺技术有深刻透彻的掌握，而且能从管理学角度作出有战略眼光的选择。 第一节 概 述第一节 概 述企业组织产品的生产可以有多种模式：①生产全部零部件、组装机器； ②生产一部分关键的零部件，其余的由其它企业供应； ③完全不生产零部件，只负责设计及销售。第一种模式的企业，必须形成大而全、小而全的工厂。当市场发生变化时，适应性差，难以作到设备负载的平衡，而且固定资产利用率差，定岗人员也有忙闲不均情况，影响管理和全员的积极性； 第一节 概 述第一节 概 述第三种模式具有固定设备投入少、转产容易等优点，适宜市场的变化。但对于核心技术和工艺应该自己掌握时，或大批量生产中附加值比较大的零部件生产，这一模式就有不足之处。许多高新技术开发区“两头在内、中间在外”的企业均是这种方式； 国外敏捷制造中的动态联盟，其实质即是在INTERNET信息技洛克希德·马丁公司在“联合攻击机”项目中的异地协同网络结构术支持下，在全球范围内实现这一生产模式。第一节 概 述第一节 概 述许多产品复杂的大工业多采用第二种模式； 美国的三大汽车公司周围密布着数以千计的中小企业，承担汽车零配件、汽车生产所需的专用工模具、专用设备的生产供应，形成一个繁荣的产业； 日本的汽车工业也是如此，汽车生产厂家只控制整车、车身和发动机的设计和生产。日本电装、丰田工机、美国的TRW、德尔福都是专门生产汽车零部件的巨型企业，它们对多家汽车生产厂供货。第一节 概 述第一节 概 述工艺规程设计须遵循以下原则： 1) 保证机器零件的加工质量(或机器的装配质量)，达到设计图纸上规定的各项技术要求； 2) 应使工艺过程具有较高的生产率，使产品尽快投放市场； 3) 设法降低制造成本； 4) 注意减轻工人的劳动强度，保证生产安全。 四、工艺规程的设计原则及原始资料第一节 概 述第一节 概 述设计工艺规程必须具备以下原始资料： 1)产品装配图、零件图； 2)产品验收质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ； 3)产品的年生产纲领； 4)毛坯材料与毛坯生产条件； 5)制造厂的生产条件； 6)工艺规程设计、工艺装备设计所需要的设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 和有关标准； 7)国内外先进制造技术资料等。 第六章 工艺规程设计第六章 工艺规程设计第一节 概 述 第二节 机械加工工艺规程设计 第三节 加工余量及工序尺寸 第四节 工艺尺寸链 第五节 技术经济分析及工艺文件 第六节 制订工艺规程实例 第七节 机器装配工艺规程设计 第二节 机械加工工艺规程设计 第二节 机械加工工艺规程设计 一、机械加工工艺规程设计的内容及步骤 1、分析研究产品的装配图和零件图 首先要进行两方面的工作： (1)熟悉产品的性能、用途、工作条件，明确各零件的相互装配位置及其作用，了解及研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和关键技术问题； (2)对装配图和零件图进行工艺审查。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计主要的审查内容有： 图纸上规定的各项技术条件是否合理； 零件的结构工艺性是否好； 图纸上是否缺少必要的尺寸、视图或技术条件； 避免过高的精度、过高的表面粗糙度和其他技术条件； 应尽可能减少加工和装配的劳动量； 如果发现有问题，并会同有关设计人员共同讨论研究，按照规定手续对图纸进行修改与补充；第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计 (a) (b) 图6－2 零件结构工艺性与生产类型如图6-2的车床进给箱箱体零件，其同轴孔的直径设计成单向递增(图b)时，就只适用于单件小批生产； 在大批大量生产中为了用双面组合机床加工，就应改为双向递减(图a)的孔径设计，用左右两镗杆各镗两个孔，从而缩短加工工时，平衡节拍，提高效率。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计表6-5 零件机械加工结构工艺性的对比第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计表6-5 零件机械加工结构工艺性的对比（续）第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计表6-5 零件机械加工结构工艺性的对比（续）第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计2、确定毛坯 审查毛坯的材料选择及制造方法是否合适，从工艺的角度对毛坯制造提出要求。必要时，应和毛坯车间共同确定毛坯图； 需要根据生产纲领和毛坯车间的具体条件来加以解决毛坯质量和毛坯的制造要求、成本的矛盾； 充分注意到利用新工艺、新技术、新材料的可能性； 在改进了毛坯的制造工艺和提高了毛坯质量后，往往可以大大节约机械加工劳动量。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计3、拟定工艺路线，选择定位基面 这是制定工艺过程中的关键性的一步，需要提出几个方案，进行分析对比，寻求最经济合理的方案。包括： 确定加工方法，安排加工顺序，确定定位夹紧方法，以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计4、确定各工序所采用的设备 如果需要改装设备或自制专用设备，则应提出具体的设计任务书。 5、确定各工序所采用的刀、夹、量具和辅助工具 如果需要设计专用的刀、夹、量具和辅助工具，则应提出具体的设计任务书。 6、确定各主要工序的技术要求及检验方法 7、确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计8、确定切削用量 对流水线生产，尤其是自动线生产，则各工序、工步都需规定切削用量，以保证各工序生产节奏均衡。 9、确定工时定额 对于流水线和自动线，由于有规定的切削用量，工时定额可以部分通过计算，部分应用统计资料得出。 10、技术经济分析 11、填写工艺文件第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计二、制订机械加工工艺规程时要解决的主要问题制订工艺规程时要解决的主要问题：一）定位基准的选择定位基准的选择不仅影响着加工精度，并且与工艺过程的制订是密切相关的； 要合理的选择定位基准，多设想几种定位方案，比较它们的优缺点。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计1、基准的基本概念 基准就是零件上用来确定其他点、线、面位置的那些参考点、线、面。 根据基准的功用的不同，可分为设计基准和工艺基准。 设计基准是在零件图上用来确定其他点、线、面的位置的基准。 车床主轴箱箱体零件图 顶面B的设计基准是底面D； 孔Ⅳ的设计基准在垂直方向是底面D，在水平方向是导向面E； 孔Ⅱ的设计基准是孔Ⅲ和孔Ⅳ的轴心线 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计工艺基准是在加工及装配过程中使用的基准。按照用途的不同又可分为： 定位基准是在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准； 度量基准是在检验时使用的基准。例如，在检验车床主轴时，用支承轴颈表面作度量基准 ； 装配基准是在装配时用来确定零件或部件在产品中的位置所采用的基准。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计在分析基准问题时，必须注意下列几点： 作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在，而常由某些具体的表面来体现，这些表面就可称为基面； 代表基准的点和线在工件上所体现的具体基面总是有一定面积的； 上面所分析的都是尺寸关系的基准问题，表面位置精度(平行度、垂直度等)的关系也是一样。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计2、基准的选择原则 首要问题：合理选择定位基准对保证加工精度和确定加工顺序都有决定性影响，后道工序的基准必须在前面工序中加工出来； 基准的选择实际上就是基面的选择问题； 在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这种定位基面就称为粗基面(或毛基面)。 在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基面就称为精基面(或光基面)。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计工件上没有能作为定位基面的恰当表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，这种基面称为辅助基面。 辅助基面在零件的工作中没有用处，它是仅为加工的需要而设置的。如轴类零件加工用的中心孔、活塞加工用的止口和下端面就是典型的例子。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计在选择基面时，需要同时考虑三个问题： （1）用哪一个表面作为加工时的精基面，才有利于经济合理地达到零件的加工精度要求? （2）为加工出上述精基面，应采用哪一个表面作为粗基面? （3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用第二个精基面? 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计在选择基面时有两个基本要求： （1）各加工表面有足够的加工余量，对一面要加工、一面不加工的壁，要有足够的厚度。图6－4工艺凸台； （2）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积。 接触面积大就能承受大的切削力； 分布面积大可使定位稳定可靠； 在必要时，可在工件上增加工艺搭子或在夹具上增加辅助支承。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计选择精基面和粗基面时所考虑的侧重点也不同。 对于精基面考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度，因此选择精基面的原则是： 基准重合原则：应尽可能选用设计基准作为定位基准。特别在最后精加工时，为保证精度，更应该注意这个原则。这样可以避免因基准不重合而引起的定位误差； 统一基准原则：应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度； 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计有时还要遵循互为基准、反复加工的原则； 自为基准原则：有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面； 在选择粗基面时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 因此选择粗基面的原则是： (1)如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基面；第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计 （a） （b） 图6-5 床身导轨加工的两种定位方法的比较图6-5(b)的定位方法将影响加工精度，将把比较耐磨的金属层切去，露出较疏松的、不耐磨的金属组织； 应该用图6-5(a)的定位方法进行加工，则导轨面的加工余量将比较均匀。床脚上的加工余量不均匀不影响床身的加工质量。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计(2)如果首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基面，如果工件上有好几个不需加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基面； (a) (b) 图6-6 两种粗基面选择方案的对比图6-6所示若选不需要加工的外圆毛面作粗基面定位(图a)，此时虽然镗孔时切去的余量不均匀，但可获得与外圆具有较高的同轴度的内孔、壁厚均匀、外形对称； 若选用需要加工的内孔毛面定位(图b)，切去的余量比较均匀，但零件壁厚不均匀。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计若零件上每个表面都要加工，则应该以加工余量最小的表面作为粗基面。 例如加工铸造或锻造的轴套(图6-7)，通常加工余量较小，并且总是孔的加工余量大，而外圈表面的加工余量较小，这时就应以外圆表面作为粗基面来加工孔。 图6-7 铸造或锻造毛坯轴套的定位基准选择第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计（3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面。 对于铸件不应选择有浇冒口的表面、分模面以及有飞刺或夹砂的表面作粗基面; 对于锻件不应选择有飞边的表面作粗基面。应该注意：由于粗基面的定位精度很低，所以粗基面在同一尺寸方向上通常只允许使用一次，否则定位误差太大。因此在以后的工序中，都应使用已切削过的表面作为精基面。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计二）加工方法的选择原则： 根据每个加工表面的技术要求，确定加工方法及分几次加工； 考虑被加工材料的性质； 考虑到生产类型，即要考虑生产率和经济性的问题； 考虑本厂(或本车间)的现有设备情况及技术条件。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计三）加工阶段的划分： 粗加工阶段——在这一阶段要切除较大的加工余量，主要问题是如何获得高的生产率； 半精加工阶段——在这一阶段应为主要表面的精加工作好准备，并完成一些次要表面的加工，一般在热处理之前进行； 精加工阶段——保证各主要表面达到图纸规定的质量要求； 光整加工阶段——对于精度要求很高、表面粗糙度值要求很小(标准公差6级及6级以上，表面粗糙度的零件，还要有专门的光整加工阶段。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计划分加工阶段的原因是 ： 粗加工阶段中切除金属较多，产生的切削力和切削热都较大，所需的夹紧力也较大，因而使工件产生的内应力和由此引起的变形也大，不可能达到高的精度和低的粗糙度； 合理使用机床设备； 为了在机械加工工序中插入必要的热处理工序，同时使热处理发挥充分的效果。 划分加工阶段带来的有利条件 ： 粗加工各表面后可及早发现毛坯的缺陷，及时报废或修补，以免继续进行精加工而浪费工时和制造费用。 精加工表面的工序安排在最后，可保护这些表面少受损伤或不受损伤 。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计四）工序的集中与分散 一个工件的加工是由许多工步组成的，如何把这些工步组成工序，是设计工艺过程时要考虑的一个问题。 根据工步本身的性质(例如，车外圆、铣平面等)，粗精加工阶段的划分、定位基面的选择和转换等，就把这些工步集中成若干个工序，在若干台机床上进行。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计集中工序的特点： 可以采用高生产率的专用机床和工艺设备，提高生产率； 减少了设备的数量，相应地也减少了操作工人和生产面积； 减少了工序数目，缩短了工艺路线，简化了生产计划工作； 缩短了加工时间，减少了运输工作量，缩短了生产周期； 减少了工件的安装次数，有利于提高生产率,也易于保证这些表面间的位置精度。 机床和工艺装备的调整、维修也很费时费事，生产准备工作量很大。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计工序分散的特点： 采用比较简单的机床和工艺装备，调整容易； 对工人的技术要求低，或只需经过较短时间的训练； 生产准备工作量小； 容易变换产品； 设备数量多，工人数量多，生产面积大。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计五）加工顺序的安排 切削加工工序： 在安排加工顺序时有几个原则是需要遵循的： 先粗后精—先安排粗加工，中间安排半精加工最后安排精加工和光整加工。 先主后次—先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。 先基面后其他。 第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计热处理工序： 热处理主要用来改善材料的性能及消除内应力。一般可分为： 预备热处理(含碳0.5%合适，退火、正火、调质) 最终热处理（淬火，半精与磨削间。氮化，磨削后） 去除内应力处理（人工时效、退火等，粗加工前后） 辅助工序： 检验工序是主要的辅助工序，它是保证产品质量的重要措施。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计辅助工序： 下列情况下安排单独的检验工序： 粗加工阶段结束之后； 重要工序之后； 零件从一个车间转到另一个车间时； 特种性能(磁力探伤、密封性等)检验之前； 零件全部加工结束之后。第二节 机械加工工艺规程设计第二节 机械加工工艺规程设计六）机床的选择 应根据确定的加工方法选择正确的机床设备； 机床的尺寸规格应与工件的尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应； 如果没有现成的设备可供选择时，可以考虑采用自制专用机床。 选择机床时还要考虑有足够的柔性，以适应产品改型及转产的需求。第六章 工艺规程设计第六章 工艺规程设计第一节 概 述 第二节 机械加工工艺规程设计 第三节 加工余量及工序尺寸 第四节 工艺尺寸链 第五节 技术经济分析及工艺文件 第六节 制订工艺规程实例 第七节 机器装配工艺规程设计第三节 加工余量及工序尺寸 第三节 加工余量及工序尺寸 一、加工余量及其影响因素 加工余量 ： 加工总余量：在由毛坯变为成品的过程中，在某加工表面上切除的金属层的总厚度； 工序间加工余量：每一道工序所切除的金属层厚度； 对称余量(即双边余量)：对于外圆和孔等旋转表面而言，加工余量是从直径上考虑的； 单边余量：平面的加工余量则是单边余量，它等于实际所切除的金属层厚度。 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸加工余量 ： 对工序公差带一般都规定为“入体”方向标注，即对于被包容面(如轴、键等)，工序间公差带都取上偏差为零； 对于包容面(如孔、键槽宽等)，工序间公差带都取下偏差为零； 但是要注意：毛坯尺寸的制造公差带常取双向布置。 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸(a)被包容面(轴) (b)包容面(孔) 图6-8 加工余量示意图第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸(a)被包容面(轴) (b)包容面(孔) 图6－9 加工余量与工序尺寸示意图 从图中可以看出下列关系： 1.加工总余量等于各工序间余量之和第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸从图中可以看出下列关系 2.对于被包容面而言： 工序间余量=上工序的基本尺寸-本工序的基本尺寸； 工序间最大余量=上工序的最大极限尺寸-本工序的最小极限尺寸； 工序间最小余量=上工序的最小极限尺寸-本工序的最大极限尺寸。 3.对于包容面而言 工序间余量＝本工序的基本尺寸-上工序的基本尺寸； 工序间最大余量＝本工序的最大极限尺寸-上工序的最小极限尺寸； 工序间最小余量＝本工序的最小极限尺寸-上工序的最大极限尺寸。第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸影响加工余量的因素 上工序的表面粗糙度( )——由于尺寸测量是在表面粗糙度的高峰上进行的，任何后续工序都应降低表面粗糙度，因此在切削中首先要把上工序所形成的表面粗糙度切去。 上工序的表面破坏层( )—— 由于切削加工.都在表面上留下一 层塑性变形层(如图），这一层 金属的组织已遭破坏，必须在本 工序中予以切除。 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸上工序的尺寸公差( )——在工序间余量内包括上工序的尺寸公差。 需要单独考虑的误差( )——零件上有一些形状和位置误差不包括在尺寸公差的范围内，但这些误差又必须在加工中加以纠正，这时就必须单独考虑这类误差对加工余量的影响。 本工序的安装误差( )——这一项包括定位误差(包括夹具本身的误差)和夹紧误差。第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸 由于 和 具有方向性，因此，它们的合成应为向量和。根据以上分析，可以建立工序间最小余量的计算式： 对于平面加工，单边最小余量为： 对于外圆和内孔加工，双边最小余量为： 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸当具体应用这种计算式时，还应考虑该工序的具体情况。如车削安装在两顶针上的工件外圆时，其安装误差可取为零，此时直径上的双边最小余量为： 对于浮动镗孔，由于加工中是以孔本身作为基准，不能纠正孔轴线的偏斜和弯曲，因此此时的直径双边最小余量为： 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸对于研磨、珩磨、超精磨和抛光等光整加工工序，此时的加工要求主要是进一步降低上工序留下的表面粗糙度，因此其直径双边最小余量(仅降低表面粗糙度)为： 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸加工余量的确定 确定加工余量有计算法、查表法和经验估计法等三种方法 计算法 己经积累的统计资料尚不多，计算有困难，目前应用较少； 经验估计法 加工余量由一些有经验的工程技术人员或工人根据经验确定，所估加工余量一般都偏大，此法只用于单件小批生产。 查表法 以工厂生产实践和实验研究积累的经验为基础制成的各种表格数据为依据，并结合实际加工情况加以修正。查表法方法简便，比较接近实际，生产上广泛应用。 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸二、工序尺寸及其公差的确定 工序尺寸：由于加工的需要，在工序简图或工艺规程中要标注一些专供加工用的尺寸； 工序尺寸往往不能直接采用零件图上的尺寸； 计算工序尺寸：是工艺规程制订的主要工作之一，通常有以下几种情况： 基准重合时的情况； 基准面在加工时经过转换的情况； 孔系坐标尺寸的计算。第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸基准重合时的情况 对于加工过程中基准面没有变换的情况，工序尺寸的确定比较简单； 在决定了各工序余量和工序所能达到的经济精度之后，就可以由最后一道工序开始往前推算。 第三节 加工余量及工序尺寸第三节 加工余量及工序尺寸基准面在加工时经过转换的情况 在复杂零件的加工过程中，常常出现定位基准不重合或加工过程中需要多次转换工艺基准时，工序尺寸的计算就复杂多了； 需要借助尺寸链的分析和计算，并对工序余量进行验算以校核工序尺寸及其上下偏差，在下节详述。 孔系坐标尺寸的计算 未标注清楚的孔系的坐标尺寸，要计算孔系的坐标尺寸，可以运用尺寸链原理，作为平面尺寸链问题进行解算。第六章 工艺规程设计第六章 工艺规程设计第一节 概 述 第二节 机械加工工艺规程设计 第三节 加工余量及工序尺寸 第四节 工艺尺寸链 第五节 技术经济分析及工艺文件 第六节 制订工艺规程实例 第七节 机器装配工艺规程设计第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链 尺寸链原理是分析和计算工序尺寸很有效的工具，在制订机械加工工艺过程和保证装配精度中都有很重要的应用。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链一、工艺尺寸链的定义和特征 尺寸链的定义 由互相联系的按一定顺序首尾相接构成封闭形式的一组尺寸就定义为尺寸链。由单个零件在工艺过程中的有关尺寸所形成的尺寸链，就称为工艺尺寸链。主轴箱箱体镗孔简图主轴箱箱体镗孔的尺寸链简图第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链尺寸链的主要特征 (1)封闭性——尺寸链必须是一组有关尺寸首尾相接构成封闭形式的尺寸。其中，应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸。 (2)关联性——尺寸链中间接保证的尺寸的大小和变化(即精度)，是受这些直接获得的尺寸的精度所支配的；彼此间具有特定的函数关系。并且间接保证的尺寸的精度必然低于直接获得的尺寸的精度。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链二、尺寸链的组成和尺寸链图的作法 尺寸链的组成 组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。图中的尺寸a、b、c都是尺寸链的环。这些环又可分为: (1)封闭环(或终结环)——根据尺寸链的封闭性，最终被间接保证精度的那个环称为封闭环。如a、b、c三环中，b就是封闭环。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链(2)组成环——除封闭环以外的其他环都称为组成环。例如，尺寸a和c就是组成环。组成环又可按它对封闭环的影响性质分成两类： 1)增环——当其余各组成环不变，而这个环增大使封闭环也增大者。尺寸c就是增环，可加标一个正向的箭头，表示为 。 2)减环——当其余各组成环不变，而这个环增大反而使封闭环也减小者。尺寸a就是减环，可加标一个反向的箭头，表示为 。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链尺寸链图的作法 (1)首先确定间接保证的尺寸，并把它定为封闭环。 (2)从封闭环起，按照零件上表面间的联系，依次画出有关的直接获得的尺寸(大致上按比例)，作为组成环，直到尺寸的终端回到封闭环的起端形成一个封闭图形。必须注意：要使组成环环数达到最少。 (3)按照各尺寸首尾相接的原则，可顺着一个方向在各尺寸线终端画箭头。凡是箭头方向与封闭环箭头方向相同的尺寸就是减环，箭头方向与封闭环箭头方向相反的尺寸就是增环。 右图为套筒零件的两种尺寸链，（b）,（c） 。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链注意问题 (1)工艺尺寸链的构成，取决于工艺方案和具体的加工方法。 (2)确定哪一个尺寸是封闭环，是解尺寸链的决定性的一步。 (3)一个尺寸链只能解一个封闭环。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链三、尺寸链的基本计算式 计算工艺尺寸链可以用极大极小法或概率法。 目前生产中一般采用极大极小法； 概率法主要用于生产批量大的自动化及半自动化生产方面；但是当尺寸链的环数较多时，即使生产批量不大也宜用概率法。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链用极大极小法计算尺寸链封闭环的基本计算式 1. 封闭环的基本尺寸 根据尺寸链的封闭性，封闭环的基本尺寸就等于组成环基本尺寸的代数和，即： 式中： ——封闭环的基本尺寸； ——增环的基本尺寸； ——减环的基本尺寸； m——增环的环数； n——包括封闭在内的总环数。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链2.封闭环的极限尺寸 若组成环中的增环都是最大极限尺寸，减环都是最小极限尺寸，则封闭环的尺寸必然是最大极限尺寸(故称极大极小法)，即： 同理 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链3.封闭环的上偏差 与下偏差 最大极限尺寸减其基本尺寸就是上偏差，最小极限尺寸减其基本尺寸就是下偏差。 式中： , ——尺寸 , 的上偏差 , ——尺寸 , 的下偏差第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链4.封闭环的公差 式中： , ——尺寸 和 的公差。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链例：用上面的公式来解算右图所示尺寸链（b）的封闭环 所以当大孔的深度为尺寸链的封闭环时，其基本尺寸及上、下偏差是 。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链设计工作中，通常是根据已给定的封闭环的公差，决定各组成环的公差。解决这类问题可以有三种方法： 1)按等公差值的原则分配封闭环的公差，即： 此方法在计算上比较方便，但从工艺上讲是不够合理的。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链2)按等公差级的原则分配封闭环的公差，即各组成环的公差根据其基本尺寸的大小按比例分配，或是按照公差表中的尺寸分段及某一公差等级，规定组成环的公差，使各组成环的公差符合下列条件： 此方法从工艺上讲是比较合理的。 3)组成环的公差亦可以按照具体情况来分配，这与设计工作经验有关，但实质上仍是从工艺的观点考虑的。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链四、工艺尺寸链分析与计算的实例 1．反计算及中间计算的实例 (例6-1)加工如图a所示零件，设1面已加工好，现以1面定位加工3面和2面，其工序简图如图b所示，试求工序尺寸 与 。 工序尺寸公差计算实例第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链 由于加工3面时定位基准与设计基准重合，因此工序尺寸 就等于设计尺寸， = mm。而加工２面时，定位基准与设计基准不重合，这就导致在用调整法加工时，只能以尺寸 为工序尺寸，但这到工序的目的是为了保证零件图上的设计尺寸，即10±0 .3，因此 与 ， 构成尺寸链。见图c所列尺寸链，根据尺寸链环的特性显然， 是封闭环， 、 为组成环， 为增环， 为减环。 即 ，或按“入体”原则表示为 。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链(例6-2) 一带有键槽的内孔要淬火及磨削，其设计尺寸如图a所示，内孔及键槽的加工顺序是: 1．镗内孔至 ； 2．插键槽至尺寸A； 3．热处理:淬火; 4．磨内孔，同时保证内孔直径 和键槽深度 两个设计尺寸的要求。 现在要确定工艺过程中的工序尺寸A及其偏差 (假定热处理后内孔没有胀缩)。内孔及键槽的工序尺寸链 a )零件键槽及孔 b)整体尺寸链图 c)分解的尺寸链图第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链可以作出两种不同的尺寸链图： 图b是一个四环尺寸链，它表示了A和三个尺寸的关系，其中 是封闭环； 图c是把图b的尺寸链分解成两个三环尺寸链，并引进了半径余量Z/2。在图c的上图中，Z/2是封闭环，在下图中， 是封闭环，Z/2是组成环。 前者便于计算，后者利于分析。 在图b所示尺寸链中，A、 是增环， 是减环 A=43.6mm-20mm+19.8mm=43.4mm ES(A)=0.34mm-0.025mm+0mm=0.315mm EI(A)=0mm-0mm+0.05mm=0.05mm 按"偏差入体标注"原则标注尺寸，并对第三位小数进行四舍五入，可得工序尺寸: 　　　　　　　　　 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链2．用追迹法建立尺寸链的实例 在制订工艺过程或分析现行工艺时，经常会遇到既有基准不重合的工艺尺寸换算，又有工艺基准的多次转换，还有工序余量变化的影响，整个工艺过程中有着较复杂的基准关系和尺寸关系。用图表追迹法(Method of Traces)或称公差表法(Tolerrance Charts)来分析结算，将使问题一目了然。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链用工序尺寸图表追迹法解算工序尺寸的方法步骤为: 1)按适当的比例画出工件简图; 2)利用图例符号标定各工序的定位基准、度量基准、加工表面、工序尺寸和加工终结尺寸线; 3)由终结尺寸或加工余量的两端分别向上作"迹线"，当遇到箭头时就沿箭头拐弯，经该尺寸线到末端黑圆点后继续垂直向上(或向下)追迹，直至两条追迹路线汇合封闭为止。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链(例6-3)下图表示一个套类零件及其轴向设计尺寸，毛坯是铸铁件，有关轴向尺寸的加工工艺过程(见图)是: 工序1：1)以大端面A定位，车小端面D，保证全长工序尺寸为 (留余量3mm); 2)车小外圆到B，保证长度 。 工序2：1)以小端面D定位，精车大端面A，保证全长工序尺寸为 (留磨 削余量0.2mm)； 2)镗大孔，保证到Ｃ面的孔深工序尺寸 。 工序3: 以小端面D定位，磨大端面A，保证全长尺寸 。 要求确定工序尺寸 、 、 和 及其公差，并验证磨削余量 。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链下图虚线就是以终结尺寸 mm为封闭环向上追迹所列出的一个尺寸链，如图b所示。采用同样的方法，可以列出所有的设计尺寸或加工余量为封闭环的尺寸链，如图c、d所示。 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链解算该尺寸链： 为计算方便，采用双向对称偏差标注尺寸: 1）计算工序尺寸的基本尺寸 由工艺过程可知工序尺寸 就是设计尺寸，因此其平均尺寸为： 其余环的基本尺寸需通过尺寸链求得，由图c尺寸链可求得 的平均尺寸 由图d尺寸链可求得 的平均尺寸 由图b尺寸链可求得 的平均尺寸 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链2)公差的计算 公差的分配原则一般有三种：等公差分配原则，即所有组成环的公差均取相等，其和等于封闭环的公差；等精度分配原则，即各组成环取相同的精度等级；按照加工的实际情况，难易程度人为分配。 的公差按第三种分配原则，把封闭环(36.25士0.25)mm的公差值分配给组成环 、 和 ，现取 , ， 尺寸仅与第二道工序余量有关，并且是粗车工序，按粗车的经济精度取 得 : 实际应用中，工序尺寸通常均按照入体原则进行标注，即变换为： 第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链3）验算 至此，本问题基本解算完成，但为了安全起见，往往还需验算。 （1）验算封闭环按平均尺寸与双向对称偏差验算，由图b知 　　　　　　　　 　　　　　　　　 符合零件图上设计尺寸 的要求。第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链（2）验算工序余量 工序3中己参照手册资料和现场生产经验取公称磨削余量 ＝0.2ｍｍ，由图c知 为 和 的封闭环，可直接利用图c的尺寸链验算工序余量 。 公磨削余量 磨削余量的变化量 最大磨削余量 最小磨削余量 　　　 可见磨削余量是安全的( )，也较合理( 不太大)。经过以上验算后，工序尺寸及偏差可以完全确定。第六章 工艺规程设计第六章 工艺规程设计第一节 概 述 第二节 机械加工工艺规程设计 第三节 加工余量及工序尺寸 第四节 工艺尺寸链 第五节 技术经济分析及工艺文件 第六节 制订工艺规程实例 第七节 机器装配工艺规程设计第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件一、时间定额 时间定额是在一定的技术、组织条件下制订出来的完成单件产品(如一个零件)或某项工作(如一个工序)所必需的时间。 在制订时间定额时要防止两种偏向： 时间定额订得过紧，影响了工人的主动性和积极性; 时间定额订得过松，反而失去了它应有的指导生产和促进生产的作用。 因此制订的时间定额应该具有平均先进水平，并且应随着生产水平的发展而及时修订。第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件完成一个零件的一个工序的时间称为单件时间。它包括下列组成部分： 1.基本时间　 是指直接改变工件的尺寸一形状和表面质量所耗费的时间。 2.辅助时间 指在各个工序中为了保证完成基本工艺工作需要做的辅助动作所耗费的时间。 基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。 3.工作地点服务时间 指工人在工作班时间内照管工作地点及保持工作状态所耗费的时间。一般按操作时间的2～7%来计算。 4.休息和自然需要时间 用于照顾工人休息和生理上的需要所耗费的时间，—般按操作时间的2%来计算。第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件单件时间是： 在成批生产中，还需要考虑准备——终结时间( )。 成批生产的单件工时定额： 在大量生产中，每个工作地点完成固定的一个工序，所以在单件工时定额中没有准备——终结时间，即 。 第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件二、工艺过程的技术经济分析 制订机械加工工艺过程时，通常可以有几种不同的加工方案来实现，其中有些方案可具有很高的生产率，但设备和工夹具方面的投资较大，另一些方案则可能投资较节省，但生产率较低，因此，不同的方案就有不同的经济效果。 制造一个零件或一台产品所必须的一切费用的总和，就是零件或产品的生产成本；它可分为与工艺过程有关的费用和与工艺过程无关的费用两类，其中前者约占70～75%。因此只需分析、评比它们与工艺过程直接有关的生产费用，即所谓工艺成本。工艺成本由两部分构成：可变费用和不变费用。第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件一种零件(或一道工序)的全年工艺成本S可用下式表示： S=N·V+C 式中 V——每个零件的可变费用，元/件； N——零件的生产纲领，件； Ｃ——全年的不变费用，元； 因此，单件工艺(或工序)成本就是: （元／件）     　 　全年工艺成本与生产纲领N的关系单件工艺成本与生产纲领N的关系第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件（1）当分析、评比两种基本投资相近，或都是在采用现有设备条件下，只有少数工序不同的工艺方案时: 当两个工艺方案有较多的工序不同时: 当年产纲领变化时，可按两直线交点的临界产量N。分别选定经济方案I或Ⅱ。此时的 为： 第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件（2）当两个工艺方案的基本投资差额较大时，通常就是由于工艺方案中采用了高生产率的价格昂贵的设备或工艺装备，即用较大的基本投资而提高劳动生产率使单件工艺成本降低，因此，在作评比时就必须同时考虑到这种投资的回收期限，回收期愈短则经济效果就愈好。第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件三、工艺文件概念：把工艺过程的各项内容归纳写成文件形式， 就是一种工艺文件，即工艺规程 分类：工艺文件的种类和形式有多种多样，要视生产类型而定。 第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件第五节 机械加工工艺过程的技术经济分析及工艺文件单件小批生产:一般只编写简单的综合工艺过程卡片，只有关键零件或复杂零件才制订较详细的工艺规程; 成批生产:多采用机械加工工艺卡片; 大批量生产:要求完整和详细的工艺文件，各工作地点都