机械制造技术基础chapter6

1、. 第一节第一节 概述概述 一、生产过程与工艺过程一、生产过程与工艺过程 从原材料或半成品到成品制造出来的各有关劳动过 程的总和称为生产过程生产过程。改变生产对象的形状、尺寸、 位置和性质使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。 相关的过程： 产品的设计，包括产品的研究、开发、设计； 生产准备工作：如编制工艺文件，专用工装及设备的设计与制造等； 原材料(或设备、工装、标准件等)的购置、运输、检验、保管； 毛坯制造； 零件的机械加工及热处理； 产品装配与调试、性能试验以及产品的包装、发运等工作。 提示 生产过程往往由许多工厂或工厂的许多车间联合完成，这有利于 专业化生产，提高生产率、保证产品质量

2、、降低生产成本。 第六章第六章 工艺规程设计工艺规程设计 . 二、二、 机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成 用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能 等，使之变为合格零件的过程，称为等，使之变为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程机械加工工艺过程，又，又 称称工艺路线工艺路线或或工艺流程工艺流程。 将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。将零件装配成部件或产品的过程，称为装配工艺过程。 1、工序、工步和工作行程、工序、工步和工作行程 机械加工工艺过程机械加工工艺过程是由一个或若干个依次排列的工序 所组成，毛坯依次通过这些

3、工序就变成了成品或半成品。 . (1)(1)工序工序 一个一个( (或一组或一组) )工人，在一个固定的工作地点工人，在一个固定的工作地点( (一台一台 机床或一个钳工台机床或一个钳工台) )，对一个，对一个( (或同时对几个或同时对几个) )工件所连工件所连 续完成的那部分工艺过程，称为工序续完成的那部分工艺过程，称为工序。它是工艺过程 的基本单元，又是生产计划和成本核算的基本单元。 工序的安排的组成与零件的生产批量有关 (单件小批、单件小批、 大批大量大批大量)。 . (2)工步工步 工步是工序的组成单位。在被加工的表面、切削用量在被加工的表面、切削用量(指指 切削速度、背吃刀量和进给量切

4、削速度、背吃刀量和进给量)、切削刀具均保持不变的情况、切削刀具均保持不变的情况 下所完成的那部分工序，称下所完成的那部分工序，称工步工步。 当其中有一个因素变化时，则为另一个工步。当同时对一 个零件的几个表面进行加工时，则为复合工步。 划分工步的目的，是便于分析和描述比较复杂的工序，更 好地组织生产和计算工时。 (3)走刀（工作行程）走刀（工作行程） 被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用被加工的某一表面，由于余量较大或其它原因，在切削用 量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一量不变的条件下，用同一把刀具对它进行多次加工，每加工一 次，称一次走刀次，称一次走刀。 .

5、 (2) (2) 装夹(安装安装) ) 工件在加工前，在机床或夹具中相对刀具应有一个正确的 位置并给予固定，这个过程称为装夹，装夹是工序的一部分。 在同一工序中，安装次数应尽量少，既可以提高生产效率， 又可以减少由于多次安装带来的加工误差。 (3)工位工位 为减少工序中的装夹次数，常采用回转工作台或回转夹具， 使工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连工件在一次安装中，可先后在机床上占有不同的位置进行连 续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位续加工，每一个位置所完成的那部分工序，称一个工位。 . 各种生产类型工艺过程的主要特点各种生产类型工艺过程的主要特点 工艺过程特点工

6、艺过程特点 生产类型生产类型 单件生产单件生产成批生产成批生产大批量生产大批量生产 工件的互换性工件的互换性 一般是配对制造，没有互换 性，广泛用钳工修配 大部分有互换性，少数用钳 工修配 全部有互换性。某些精度较 高的配合件用分组选择装配 法 毛坯的制造方法毛坯的制造方法 及加工余量及加工余量 铸件用木模手工造型；锻件 用自由锻。毛坯精度低，加 工余量大 部分铸件用金属模；部分锻 件用模锻。毛坯精度中等， 加工余量中等。 铸件广泛采用金属模机器造 型，锻件广泛采用模锻，以 及其他高生产率的毛坯制造 方法。毛坯精度高，加工余 量小。 机床设备机床设备 通用机床。或数控机床，或 加工中心。 数控

7、机床加工中心或柔性制 造单元。设备条件不够时， 也采用部分通用机床、部分 专用机床。 专用生产线、自动生产线、 柔性制造生产线或数控机床。 夹具夹具 多用标准附件，极少采用夹 具，靠划线及试切法达到精 度要求。 广泛采用夹具或组合夹具， 部分靠加工中心一次安装。 广泛采用高生产率夹具，靠 夹具及调整法达到精度要求。 刀具与量具刀具与量具采用通用刀具和万能量具。 可以采用专用刀具及专用量 具或三座标测量机。 广泛采用高生产率刀具和量 具，或采用统计分析法保证 质量。 对工人的要求对工人的要求需要技术熟练的工人。 需要一定熟练程度的工人和 编程技术人员。 对操作工人的技术要求较低， 对生产线维护人

8、员要求有高 的素质。 工艺规程工艺规程有简单的工艺路线卡。 有工艺规程，对关键零件有 详细的工艺规程。 有详细的工艺规程。 . 四、四、 工艺规程的设计原则及原始资料工艺规程的设计原则及原始资料 1、 定义定义： 规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等 的工艺文件称为的工艺文件称为工艺规程工艺规程。其中，规定零件机械加工工艺过程 和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程机械加工工艺规程。 2、工艺规程的作用：、工艺规程的作用： (1) 指导生产的主要技术文件指导生产的主要技术文件：起生产的指导作用； (2) 是生产组织和生产管理的依据是生产组织和生产

9、管理的依据：即生产计划、调度、工 人操作和质量检验等的依据； (3) 是新建或扩建工厂或车间主要技术资料是新建或扩建工厂或车间主要技术资料。 生产前用它做生产的准备生产的准备，生产中用它做生产的指挥生产的指挥，生 产后用它做生产的检验生产的检验。 3、工艺规程的设计原则、工艺规程的设计原则 书上书上p224 . 2.制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程的原始资料 1)零件工作图，包括必要的装配图。 2)零件的生产纲领和生产类型。 3)毛坯的生产条件和供应条件。 4)本厂的生产条件，如厂房面积、设备的规格、 性能和精度等级；刀具、夹具、量具的规格和使用情 况；工人技术水平；专用设备

10、和工装的制造能力。 5)各有关手册、标准和指导性文件。 有了上述原始资料即可制订工艺规程。 . 工艺规程的格式 工艺过程卡片：以工序为单位简要说明产品或零 件的加工（或装配）过程的一种工艺文件。(工艺 路线） 机械加工工艺卡片：以工序为单位，详细说明产 品或零件在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、 工序内容、工序参数，操作要求以及采用的设备 和工艺装备。 机械加工工序卡片：在工艺卡或过程卡的基础上， 按每道工序所编制的一种工艺文件，一般有工序 简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工 （或装配）内容、工艺参数、操作要求以及所用 设备和工艺装备。 .返回 表 机械加工工艺过程卡片 . 表 机械加

11、工工艺卡片 返回 . 表 机械加工工序卡片 返回 . 几种工艺文件出现的场合及使用范围 过程卡工艺卡工序卡检验卡 出 现 场 合 单件小批 成批重要零件重要零件 大批大量 使 用 范 围 工厂设计 计划调度 材料供应 工具供应 车间 技术科 检验科 工序工人检验工人 . 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.分析零件图和产品装配图 设计工艺规程时，首先应分析零件图和该零件所在部 件或总成的装配图，了解该零件在部件或总成中的位置 和功用，以及部件或总成对该零件提出的技术要求，分 析其关键技术要求和应采取的相应工艺措施，形成工艺 规程设计的总体构思。 . 2.对零

12、件图和装配图进行工艺审查 审查图纸上的视图、尺寸公差和技术要求 是否正确、统一、完整，对零件设计的结构工 艺性进行评价，如发现有不合理之处应及时提 出，并同有关设计人员商讨图纸修改方案，报 主管领导审批。 . 3.确定毛坯 要根据零件生产类型和毛坯制造的 生产条件综合考虑,只要有可能，应提倡 采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤 压、粉末冶金等先进的毛坯制造方法。 . 4.拟定工艺路线 主要内容包括：选择定位基准，确定各表面加工 方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度， 安排工序顺序等。 通过技术、经济的对比分析，最后确定一种最佳 工艺方案。 5.确定各工序所用机床设备和工艺装备，对需要改装

13、 或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。 6、确定各工序所采用的刀具、夹具、量具和辅助工具。 7、确定各主要工序的技术要求及检验方法。 8.确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 第二节 机械加工工艺规程设计 . 9.确定各工序的切削用量 10.确定工时定额。 11.技术经济分析 12.填写工艺文件。 二、制订机械加工工艺规程时要解决的主 要问题 1、定位基准的选择 . 什么是基准？ 基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几基准就是用来确定生产对象上几何要素间的几 何关系所依据的点、线、面。何关系所依据的点、线、面。 设计基准 在零件设计图上用以确定其它点、线、面位置在零件设计图上用以

14、确定其它点、线、面位置 的基准的基准( (点、线、面），称为设计基准。点、线、面），称为设计基准。 工艺基准 零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准，零件在加工、检验和装配过程中所采用的基准， 称为工艺基准。称为工艺基准。 . 工艺基准 （1 1）定位基准）定位基准 加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所加工时，使工件在机床或夹具中占据正确位置所 用的基准。用的基准。 （2 2）工序基准）工序基准 在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工在工艺文件上用以确定本工序被加工表面加工 后的尺寸、形状和位置的基准。后的尺寸、形状和位置的基准。 （3 3）测量基准）测量基准 检验零件时，用以测量加

15、工表面的尺寸、形状、检验零件时，用以测量加工表面的尺寸、形状、 位置等误差所依据的基准。位置等误差所依据的基准。 （4 4）装配基准）装配基准 装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他装配时用以确定零件、组件和部件相对于其他 零件、组件和部件的位置所采用的基准。零件、组件和部件的位置所采用的基准。 . . 定位基准定位基准 粗基准粗基准 精基准精基准 用毛坯表面作用毛坯表面作 的定位基准的定位基准 用已经加工过用已经加工过 的表面作的定的表面作的定 位基准位基准 . 在选择定位基准时往往先根据零件的加 工要求选择精基准，由工艺路线向前反推， 最后考虑选用哪一组表面作为粗基准才能 把精基准加工出

16、来。 精基准的选择原则 选择精基准一般应遵循以下几项原则： 1)基准重合原则:应尽可能选择被加工表面的设 计基准作为精基准，这样可以避免由于基准不 重合引起的定位误差。 2)统一基准原则:应尽可能选择用同一组精基准 加工工件上尽可能多的表面，以保证各加工表 面之间的相对位置精度。 . 3)互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的 位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表 面互为基准反复加工的方法。 4)自为基准原则：一些表面的精加工工序，要求 加工余量小而均匀，常以加工表面自身作为精 基准。 . “自为基准自为基准”原则原则 图 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面 . (2)粗基准的选择 1)

17、 若工件必须首先保证某重要表面的加工余量若工件必须首先保证某重要表面的加工余量 均匀，则应选择该表面为粗基准。均匀，则应选择该表面为粗基准。 图床身加工粗基准的两种方案比较 . 图 以不加工表面为粗基准 2)2)在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若 零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与加 工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。 . 3) 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况 下，若零件的所有表面都要加

18、工，则应以加工余下，若零件的所有表面都要加工，则应以加工余 量最小的表面作为粗基准。量最小的表面作为粗基准。 4)4)选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁，选作粗基准的表面，应尽可能平整和光洁， 不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定不能有飞边、浇口、冒口及其它缺陷，以便定 位准确、装夹可靠。位准确、装夹可靠。 5)5)一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不一般只使用毛坯表面作一次粗基准，以后不 再重复使用。再重复使用。 . 2.2.加工方法的选择加工方法的选择 选择加工方法应考虑的因素： 1）各加工表面所要达到的技术要求；）各加工表面所要达到的技术要求； 2）工件所用材料的性质、硬度和毛坯

19、的质量；）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量； 3）零件的结构形状和加工表面的尺寸；）零件的结构形状和加工表面的尺寸； 4）生产类型；）生产类型； 5）车间现有设备情况；）车间现有设备情况； 6）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙 度等。度等。 . 3.3.加工阶段的划分加工阶段的划分 (1).粗加工阶段 (2).半精加工阶段 (3).精加工阶段 (4).光整加工阶段 . 各个加工阶段的主要任务概述如下: (1)粗加工阶段 高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛 坯在形状和尺寸上接近零件成品。 (2)半精加工阶段 切除粗加工后留下的误差，使被加

20、工工件达 到一定精度，为精加工作准备，并完成一些次 要表面的加工。 . (3)精加工阶段 保证各主要表面达到零件图规定的加工质量 要求。 (4)光整加工阶段 主要任务是降低表面粗糙度或进一步提高尺 寸精度和形状精度，但一般不能纠正表面间位 置误差。 . 划分加工阶段的原因是： (1)保证零件加工质量 划分阶段以后，粗加工阶段造成的加工误差，可 以通过半精加工和精加工阶段予以逐步修正，零 件的加工质量容易得到保证。 (2)有利于及早发现毛坯缺陷,以便及时报废或修 补，避免继续加工造成浪费。 (3)有利于合理利用机床设备 . (4)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

21、效果，这就自然 的把机械加工工艺过程划分为几个阶段，并且 每个阶段各有其特点及应该达到的目的。 此外，将工件加工划分为几个阶段，还有 利于保护精加工过的表面少受磕碰、切屑滑伤 等损坏。 . 4.工序的集中与分散 确定加工方法之后，就要根据零件的生产 类型和工厂 (车间)具体条件确定工艺过程的 工序数。 确定零件加工过程工序数有两种不同的原 则，一种是工序集中原则，另一种是工序分散 原则。 . 如果如果在每道工序中所安排的加工内容在每道工序中所安排的加工内容 多，则一个零件的加工就集中在少数几道多，则一个零件的加工就集中在少数几道 工序里完成，这样，工艺路线短，工序少，工序里完成，这样，工艺路线

22、短，工序少， 称为称为工序集中工序集中。 如果如果在每道工序中所安排的加工内容在每道工序中所安排的加工内容 少，把零件的加工内容分散在很多工序里少，把零件的加工内容分散在很多工序里 完成，则工艺路线长，工序多，称为完成，则工艺路线长，工序多，称为工序工序 分散分散。 . 按工序集中原则组织工艺过程的特点是: (1)有利于采用自动化程度较高的高效机床 和工艺装备，生产效率高; (2)工序数少，设备数少，可相应减少操作 工人数和生产面积; . (3)工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间， 而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利 于保证各加工表面之间的相互位置精度要求。 按工序分散原则组织工艺过程

23、，就是 使每个工序所包括的加工内容尽量少些， 其极端情况是每个工序只包括一个简单 工步。 . 按工序分散原则组织工艺过程的特点是: (1)所用机床和工艺装备简单，易于调整对刀; (2)对操作工人的技术水平要求不高; (3)工序数多，设备数多，操作工人多，生产占 用面积大。 . 5.加工顺序的安排 (1)切削加工工序的安排 一般遵循以下 几个原则: a)先加工定位基准面，再加工其它表面; b)先加工主要表面，后加工次要表面; c)先安排粗加工工序，后安排精加工工序; d)先加工平面，后加工孔。 . (2)热处理工序及表面处理工序的安排 1）预备热处理 为改善工件材料切削性能安排的 热处理工序，例

24、如退火、正火、调质等，应在切 削加工之前进行。 2）最终热处理 为了提高工件表面硬度的淬硬处 理，一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工 之前进行； 3）去除内应力处理 为消除工件内应力安排的热 处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在 粗加工阶段之后进行。 . (3)辅助工序的安排 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在 下列场合安排检验工序: 1)粗加工全部结束之后; 2)送往外车间加工时; 3) 重要工序之后; 4)最终加工之后。 . 6.机床的选择 正确选择机床设备很重要，它不但直接影 响工件的加工质量，而且还影响工件的加工效 率和制造成本。所选机床设备的尺寸规格应与 工件的形状尺寸

25、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。 . 在由毛坯变为成品的过程中，在某加工表面切除的金属的 总厚度，称为该表面的加工总余量。 a.工序间加工余量：每一道工序切除的金属层厚度。 b.单边余量：象平面的加工余量，它等于 实际切除金属层厚度 c.双边余量：为外园和孔等旋转表面，其加 工余量指的是直径上的，即表面实际切除 的金属层厚度为加工余量的一半。 第三节第三节 加工余量及工序尺寸加工余量及工序尺寸 一.加工余量及其影响因素 1.加工余量 . 每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的每道工序完成

26、后应保证的尺寸称为该工序的工序工序 尺寸尺寸。 由于加工中不可避免地存在误差，因而，工序尺由于加工中不可避免地存在误差，因而，工序尺 寸也有公差，这种公差称为寸也有公差，这种公差称为工序公差工序公差。 a.机加工中、工序公差按入体原则 即： .对轴类： 单向负偏差 .对孔类： 单向正偏差 b.毛坯制造偏差取对称正负偏差 工序尺寸公差的取定：工序尺寸公差的取定： 0 Td d TD D 0 TAA 2 1 . （1 1）加工总余量）加工总余量 Z Z0 0 式中式中 nn某一表面的工序（或工步）数目。某一表面的工序（或工步）数目。 n i izz 1 0 （2）对于被包容面（轴）： 工序间余量（

27、公称余量）上工序的基本尺寸本工序基本尺寸 工序间最大余量上工序的最大极限尺寸本工序最小极限尺寸 工序间最小余量上工序的最小极限尺寸本工序最大极限尺寸 （3）对于包容面（孔）： 工序间余量本工序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最大极限尺寸 . 加工总余量对工艺过程的影响加工总余量对工艺过程的影响 加工总余量的大小对制订工艺过程有一定影响： a.总余量不够:导致不足以去除毛坯上有误差和缺陷部分， 达不到加工要求 b.总余量过大：导致加工劳动量增大，材料、工具、电力 消耗增大，成本增高。 c.加工总余量的数值与毛

28、坯制造精度有关；若毛坯精度差， 余量分布不均匀，应规定较大的余量。 d.加工总余量的大小还与生产类型有关；批量小 Z0可大些； 批量大，Z0 减小。 . 2、 影响加工余量的因素影响加工余量的因素 1） 上工序表面粗糙度上工序表面粗糙度Rya、表面破坏层、表面破坏层Da的影响的影响 在上工序加工后的表面上或毛坯表面上，存在着表面微 观粗糙度值Rya ya和表面破坏层表面破坏层DaDa (包括冷硬层、氧化层、裂纹 等)，必须在本工序中切除。Rya ya、DaDa 的大小与所用的加工方 法有关。 . 2 2） 上工序尺寸公差上工序尺寸公差(T(Ta a) )的影响的影响 它包括各种几何形状误差如锥

29、度、椭圆度、平面 度等。Ta的大小可根据选用的加工方法所能达到的经 济精度，查阅金属机械加工工艺人员手册确定。 3 3）上工序各表面相互位置空间偏差）上工序各表面相互位置空间偏差(a) )需要需要 单独考虑单独考虑 它包括轴线的直线度、位移及平行度；轴线与表 面的垂直度；阶梯轴内外圆的同轴度；平面的平面度 等。为了保证加工质量，必须在本工序中给予纠正。 a的数值与上工序的加工方法和零件的结构有关， 可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种以上 的空间偏差时可用向量和表示。 . 4） 本工序加工时装夹误差本工序加工时装夹误差(b)的影响的影响 此误差除包括定位和夹紧误差外，还包括夹具本身的制造

30、 误差，其大小为三者的向量和。它将直接影晌被加工表面与刀 具的相对位置，因此有可能因余量不足而造成废品，所以必须 给予余量补偿。 . 确定加工余量有确定加工余量有：经验估算法、查表法和分析计算法。：经验估算法、查表法和分析计算法。 经验估算法：经验估算法： 单件小批的单面加工余量：单件小批的单面加工余量： 工序加工余量：工序加工余量： 粗车粗车 1l.5 mm 半精车半精车 0.8l mm 高速精车高速精车 0.40.5 mm 低速精车低速精车 0.10.15 mm 磨削磨削 0.10.15 mm 研磨研磨 0.0020.005 mm 粗铰粗铰 0.150.35 mm 精铰精铰 0.050.1

31、5 mm 珩磨珩磨 0.020.15 mm 总加工余量（毛坯余量）：总加工余量（毛坯余量）： （手工造型）铸件（手工造型）铸件 3.57 mm 自由锻件自由锻件 2.57 mm 模锻件模锻件 1.53 mm 圆钢料圆钢料 1.52.5 mm 查表法：通常查阅机加工工艺手册查表法：通常查阅机加工工艺手册 分析计算法：按计算公式和资料分析计算后确分析计算法：按计算公式和资料分析计算后确 定。定。 . 从工件设计尺寸开始，由最后一道工序向前推算，直到从工件设计尺寸开始，由最后一道工序向前推算，直到 毛坯尺寸。毛坯尺寸。 公差公差:按各工序经济精度确定按各工序经济精度确定,以入体法以入体法(偏差往实体

32、内偏差往实体内)定上下定上下 偏差。偏差。 例：某孔例：某孔F F60+0.019,工艺安排工艺安排:毛坯孔毛坯孔粗车粗车半精车半精车磨削磨削珩磨，求各工序珩磨，求各工序 尺寸。尺寸。 工序名称工序名称 工序余工序余 量量 (双边双边) 工序经济精度工序经济精度工序基本尺寸工序基本尺寸工序尺寸及公差工序尺寸及公差 珩磨珩磨0.10.019(H6)60 F F6060+0.019 磨削磨削0.40.03(H7)600.159.9 F59.9F59.9+0.03 半精车半精车1.50.18(H11)59.90.459.5 F59.5F59.5+0.18 粗车粗车30.45(H13)59.51.55

33、8 F58F58+0.45 毛坯孔毛坯孔 1.558355F55 F55 1.51.5 基准不重合时工序尺寸及公差需按尺寸链来分析计算。基准不重合时工序尺寸及公差需按尺寸链来分析计算。 . 第四节第四节 工艺尺寸链工艺尺寸链 零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所要 求达到的尺寸要求，工艺过程中许多中间工序的尺寸 公差，必须在设计工艺规程中予以确定。 工序尺寸及其公差一般都是通过解算工艺尺寸链 确定的。 . 加工中由相互连接的工艺尺寸形成封闭的尺寸组称为加工中由相互连接的工艺尺寸形成封闭的尺寸组称为工艺尺寸工艺尺寸 链链。 一、工艺尺寸链的定义和特征一、工艺尺寸链的定义和特征 尺寸链简图：仅

34、用相关尺寸依次标示围成的封闭图形。尺寸链简图：仅用相关尺寸依次标示围成的封闭图形。 封闭环封闭环：间接获得的尺寸为封闭环。间接获得的尺寸为封闭环。 组成环组成环：其余尺寸部分为组成环其余尺寸部分为组成环。 增环增环：该环增大则封闭环增大该环增大则封闭环增大 ，环的变动引起封闭环同向变动的环的变动引起封闭环同向变动的。 减环减环：该环增大则封闭环减小该环增大则封闭环减小 ，环的变动引起封闭环反向变动的环的变动引起封闭环反向变动的。 . 封闭环：间接保证的尺寸，封闭环公差最大。封闭环：间接保证的尺寸，封闭环公差最大。 可利用尺寸链箭头环回线图来判断各组成环的增、减环性质。可利用尺寸链箭头环回线图来

35、判断各组成环的增、减环性质。 与与封闭环封闭环箭头箭头同向同向的为的为减环减环，反向的为增环。，反向的为增环。 . 2.尺寸链图的画法：尺寸链图的画法： 1）首先根据工艺过程，找出间接保证的尺）首先根据工艺过程，找出间接保证的尺A0， 作为封闭环；作为封闭环； 2）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺寸）从封闭环两端出发，按照工件表面间的尺寸 联系，依次画出直接获得的尺寸联系，依次画出直接获得的尺寸A1、A2，形，形 成一封闭图形。成一封闭图形。 . 封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸=增环基本尺寸之和增环基本尺寸之和 - - 减环基本尺寸之和减环基本尺寸之和 封闭环的上偏差封闭环的上偏差=增环

36、上偏差之和增环上偏差之和 - 减环下偏差之和减环下偏差之和 封闭环的下偏差封闭环的下偏差=增环下偏差之和增环下偏差之和 - 减环上偏差之和减环上偏差之和 封闭环的公差封闭环的公差=各组成环公差之和各组成环公差之和 . 在计算尺寸链时，在计算尺寸链时，区分封闭环是至关重要区分封闭环是至关重要的，封闭环搞错了，的，封闭环搞错了， 一切计算结果都是错误的。在工艺尺寸链中，封闭环随着加工顺一切计算结果都是错误的。在工艺尺寸链中，封闭环随着加工顺 序的改变或测量基准的改变而改变，区分封闭环的关键在于要紧序的改变或测量基准的改变而改变，区分封闭环的关键在于要紧 紧抓住紧抓住“间接获得间接获得”或或“最后形

37、成最后形成”的设计尺寸这一概念。的设计尺寸这一概念。 在一个尺寸链中，在一个尺寸链中，只有一个封闭环只有一个封闭环。组成环和封闭环的概念。组成环和封闭环的概念 是是针对一定尺寸链针对一定尺寸链而言的，是一个相对的概念。同一尺寸，在一而言的，是一个相对的概念。同一尺寸，在一 个尺寸链中是组成环，在另一尺寸链中有可能是封闭环。个尺寸链中是组成环，在另一尺寸链中有可能是封闭环。 在工艺尺寸链的计算中，在工艺尺寸链的计算中，封闭环的公差大于任一组成环的公封闭环的公差大于任一组成环的公 差差。当封闭环公差一定时，若组成环的数目较多，各组成环的公。当封闭环公差一定时，若组成环的数目较多，各组成环的公 差就

38、会过小，造成工序加工困难。因此，在分析尺寸链时，应使差就会过小，造成工序加工困难。因此，在分析尺寸链时，应使 尺寸链组成环数最少，即遵循尺寸链组成环数最少，即遵循尺寸链最短原则尺寸链最短原则。 . . . 加工工艺：加工工艺： 精镗孔至精镗孔至F F84.8+0.07 插键槽至尺寸插键槽至尺寸A 热处理热处理 磨内孔至磨内孔至F F85+0.035 同时间接保证同时间接保证90.4+0.2 需要计算尺寸需要计算尺寸A 直径的基准为轴心线直径的基准为轴心线 为构成封闭环为构成封闭环,需要将其转化为需要将其转化为 半径数据半径数据: F F84.884.8 42.4+0.035 F85 F85 4

39、2.5+0.0175 . 直径的基准为轴心线直径的基准为轴心线 为构成封闭环为构成封闭环,需要将其转化为需要将其转化为 半径数据半径数据: F26F26 13-0.03 F50 F50 25-0.1 直径差上的同轴度为直径差上的同轴度为0.06,半径差半径差 上即为上即为0.03,按正负偏差按正负偏差0.015 10+0.2为封闭环为封闭环,A2为同轴度环为同轴度环 基本尺寸基本尺寸: 10=Ax- 25-0-13 Ax=48 0.2=ESAx-(-0.1)+(-0.015)+(-0.03) ESAx=0.055 0=EIAx-(0+0.015+0) EIAx=0.015 . 第五节第五节机械

40、加工工艺过程的技术经济分析 及工艺文件 一、时间定额一、时间定额 时间定额：是指在一定生产条件下规定生产一件时间定额：是指在一定生产条件下规定生产一件 产品或完成一道工序所消耗的时间。产品或完成一道工序所消耗的时间。 时间定额是安排作业计划、进行成本核算的时间定额是安排作业计划、进行成本核算的 重要依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计重要依据，也是设计或扩建工厂（或车间）时计 算设备和工人数量的依据。算设备和工人数量的依据。 ttttt 休服辅基单 . 1基本时间基本时间t基 直接用来改变工件尺寸、形状、相对位置和表面性质所直接用来改变工件尺寸、形状、相对位置和表面性质所 消耗的时间。消耗的

41、时间。 对切削加工而言，基本时间就是去除加工余量所花费的对切削加工而言，基本时间就是去除加工余量所花费的 时间。时间。 2辅助时间辅助时间t辅 为完成工序中的基本工作所需要做的辅助动作时间。为完成工序中的基本工作所需要做的辅助动作时间。 包括装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加包括装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量加 工尺寸、引进或退回刀具等动作所花费的时间。可查有关表工尺寸、引进或退回刀具等动作所花费的时间。可查有关表 格或实测确定。格或实测确定。 基本时间和辅助时间的总和称为基本时间和辅助时间的总和称为操作时间操作时间 . 3服务时间服务时间t服 工作地点服务时间（包括更换刀具、修

42、磨刀具、设备工作地点服务时间（包括更换刀具、修磨刀具、设备 的补充调整，润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所的补充调整，润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所 消耗的时间。消耗的时间。 一般按操作时间的一般按操作时间的27估算。估算。 4工人休息和自然需要时间工人休息和自然需要时间t休 工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的 时间。时间。 一般按操作时间的一般按操作时间的2估算。估算。 单件时间单件时间是以上四部分时间的总和。是以上四部分时间的总和。 . 5、准备与终结时间： 准备与终结时间是指工人为了生产一批产品 或零部件，进行准备和结束工作所

43、消耗的时间。 在单件或成批生产中，每当开始加工一批工件时， 工人需要熟悉工艺文件，领取毛坯、材料、工艺 装备、安装刀具和夹具，调整机床和其它工艺装 备等所消耗的时间以及加工一批工件结束后，需 拆下和归还工艺装备，送交成品等所消耗的时间。 它既不是直接消耗在每个工件上的，也不是消耗 在一个工作班内的时间，而是消耗在一批工件上 的时间。因而分摊到每个工件的时间为准终n， 其中n为批量。 . 二、工艺过程的技术经济分析二、工艺过程的技术经济分析 经济分析：就是通过比较各种不同工艺方案的生经济分析：就是通过比较各种不同工艺方案的生 产成本，选出其中最为经济的加工方案。产成本，选出其中最为经济的加工方案

44、。 制订零件机械加工工艺规程时，在同样能满足被加工零制订零件机械加工工艺规程时，在同样能满足被加工零 件技术要求和同样能满足产品交货期的条件下，件技术要求和同样能满足产品交货期的条件下，经技术分析经技术分析 一般都可以拟订出几种不同的工艺方案，一般都可以拟订出几种不同的工艺方案，有些工艺方案的生有些工艺方案的生 产准备周期短，生产效率高，产品上市快，但设备投资较大；产准备周期短，生产效率高，产品上市快，但设备投资较大； 另外一些工艺方案的设备投资较少，但生产效率偏低；不同另外一些工艺方案的设备投资较少，但生产效率偏低；不同 的工艺方案有不同的经济效果。为了选取在给定生产条件下的工艺方案有不同的

45、经济效果。为了选取在给定生产条件下 最为经济合理的工艺方案，必须对各种不同的工艺方案进行最为经济合理的工艺方案，必须对各种不同的工艺方案进行 经济分析。经济分析。 . 经济分析：经济分析： 生产成本包括两部分费用：工艺成本生产成本包括两部分费用：工艺成本 70707575零件生零件生 产成本产成本 第二类费用第二类费用 基本上是相同基本上是相同 一部分费用与工艺过程直接有关，与工艺过程直接有一部分费用与工艺过程直接有关，与工艺过程直接有 关的费用称为关的费用称为工艺成本工艺成本， 另一部分费用与工艺过程不直接有关（例如行政人员另一部分费用与工艺过程不直接有关（例如行政人员 工资、工资、 厂房折

46、旧费、照明费、采暖费等）。厂房折旧费、照明费、采暖费等）。 . 1.工艺成本的组成及计算工艺成本的组成及计算 可变费用可变费用与零件的年产量有关，包括材料费、机床工人与零件的年产量有关，包括材料费、机床工人 工资、机床电费、通用机床通用装备维护折旧费。工资、机床电费、通用机床通用装备维护折旧费。 不变费用不变费用与零件的年产量无关，包括专用机床专用工艺与零件的年产量无关，包括专用机床专用工艺 装备维护折旧费等。装备维护折旧费等。 零件加工全年工艺成本为零件加工全年工艺成本为: S=VN+C 单件工艺成本为单件工艺成本为: Si=V+C/N . 2.工艺方案的经济评比工艺方案的经济评比 （1 1

47、）采用现有设备或基本投资相近）采用现有设备或基本投资相近 1 1）两方案多数工序相同只有少数）两方案多数工序相同只有少数工序工序不同，单件成本评比不同，单件成本评比 Si1=V1+C1/N Si2=V2+C2/N 可直接计算比较或根据可直接计算比较或根据 曲线进行比较曲线进行比较 NNk时，可选方案时，可选方案2； NNk时，可选方案时，可选方案 1 . （1 1）采用现有设备或基本投资相近）采用现有设备或基本投资相近 2 2）两方案多数工序不同少数相同以）两方案多数工序不同少数相同以全年工艺成本全年工艺成本进行比进行比 较较 S1=V1 N +C1 S2=V2 N +C2 可直接计算比较或根

48、据可直接计算比较或根据 曲线进行比较曲线进行比较 NNk时，可选方案时，可选方案2； NNk时，可选方案时，可选方案 1； N = Nk时，时， S1 = S2 ，则，则 Nk = V1 V2 C2 C1 . （2 2）基本投资相差较大应考虑投资差额回收期限）基本投资相差较大应考虑投资差额回收期限 回收期是指一种方案比另一种方案多用的投资，需要多长回收期是指一种方案比另一种方案多用的投资，需要多长 时间方能收回。时间方能收回。 式中式中 K基本投资差额；基本投资差额； S全年工艺成本节约额；全年工艺成本节约额； Q先进设备使产品上市快取得的全年增收总额先进设备使产品上市快取得的全年增收总额 回

49、收期越短，则经济效益越好。回收期越短，则经济效益越好。 投资回收期应满足以下要求：投资回收期应满足以下要求： 1）回收期应小于专用设备或工艺装备的使用年限；）回收期应小于专用设备或工艺装备的使用年限； 2）回收期应小于市场对该产品的需求年限；）回收期应小于市场对该产品的需求年限； 3）回收期应小于国家规定的标准回收期，一般专用工艺装）回收期应小于国家规定的标准回收期，一般专用工艺装 备标准回收期为备标准回收期为23年，专用机床标准回收期为年，专用机床标准回收期为4 6年。年。 . 三、工艺文件三、工艺文件 （1）机械加工工艺过程卡片）机械加工工艺过程卡片 以工序为单位，以工序为单位，主要列出零

50、件加工的工艺路线和工序内主要列出零件加工的工艺路线和工序内 容的概况，指导零件加工的流向。容的概况，指导零件加工的流向。在在单件小批生产单件小批生产中，通中，通 常不编制较详细的工艺文件，而以这种卡片指导生产。常不编制较详细的工艺文件，而以这种卡片指导生产。 常用的机械加工工艺规程有以下三种形式：常用的机械加工工艺规程有以下三种形式： （2）机械加工工艺卡片）机械加工工艺卡片 以工序为单位，以工序为单位，除详细说明零件加工过程，还具体表示除详细说明零件加工过程，还具体表示 各工序、工步的顺序和内容。是各工序、工步的顺序和内容。是指导工人操作和生产管理指导工人操作和生产管理 主要工艺文件主要工艺

51、文件，用于，用于成批生产零件和小批生产的重要零件成批生产零件和小批生产的重要零件。 . （3）机械加工工序卡片）机械加工工序卡片 是根据每一道工序制定的，是根据每一道工序制定的，详细地标识该工序的加工表详细地标识该工序的加工表 面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、刀具、工艺面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、刀具、工艺 参数等信息参数等信息，绘有工序简图和工艺内容的符号，是指导工，绘有工序简图和工艺内容的符号，是指导工 人操作的重要工艺文件。主要人操作的重要工艺文件。主要用于大批量生产或成批生产用于大批量生产或成批生产 中较重要的零件中较重要的零件。 . 第七节 机器装配工艺规程设计 一、机器装配生产类型及其特点 P264 表614 二、达到装配精度的工艺方法 互换法互换法 选配法选配法 修配法修配法 调整法调整法 完全互换法完全互换法 部分互换法部分互换法 . 四、保证装配精度的装配方法四、保证装配精度的装配方法 常用装配方法常用装配方法 互换法互换法 选配法选配法 修配法修