New 第六章 第二部分 工艺规程设计

1、2012-2013学年 春季学期 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 1 1 加工余量及其影响因素加工余量及其影响因素 （1 1） 加工余量概念加工余量概念 1 n i i ZZ 0 1 1）加工余量：毛坯上留作加工用的材料层。）加工余量：毛坯上留作加工用的材料层。 2 2）工序余量）工序余量Z Zi i ：相邻两工序尺寸之差。：相邻两工序尺寸之差。 3 3）加工总余量）加工总余量Z Z0 0 ：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。 加工 余量 粗加工半精加工精加工工序余量 加工总余量 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 5 5）

2、双边余量）双边余量 2 2Z Zb b 外圆内圆等回转体对称表面的加工余量：外圆内圆等回转体对称表面的加工余量： 外圆表面外圆表面 2 2 Z Zb b = =d da a- -d db b ， ， 内圆表面内圆表面 2 2 Z Zb b = =D Db b- -D Da a 4 4）单边余量）单边余量Z Zb b 非对称表面非对称表面, ,如平面等的加工余量：如平面等的加工余量： Z Zb b = =l la a- -l lb b 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 工序尺寸公差一般按工序尺寸公差一般按“入体原入体原 则则”标注标注 Zmax= la (lb Tb)= Zb + Tb Zm

3、in =( la Ta ) lb= Zb Ta 工序余量变动范围工序余量变动范围 Tz = ZmaxZmin = Tb + Ta 工序余量又分为工序余量又分为公称余量公称余量Zb、最大余量、最大余量Zmax、最小余量、最小余量Zmin 对于被包容面，本工序的对于被包容面，本工序的公称余量公称余量 Zb =la-lb 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸，其最小尺寸 就是基本尺寸，本工序的就是基本尺寸，本工序的公称余量公称余量 Zb =lb-la Zmax= (lb +Tb) la= Zb + Tb Zmin

4、 = lb (la +Ta) = Zb Ta 工序余量变动范围工序余量变动范围 Tz = ZmaxZmin = Tb + Ta （2 2）影响加工余量的因素）影响加工余量的因素 上道工序留下的表面粗上道工序留下的表面粗 糙度糙度Ra和表面缺陷层和表面缺陷层Da ，本工序必须切除。，本工序必须切除。 上道工序的尺寸公差上道工序的尺寸公差TaTa 工件各表面相互位置的工件各表面相互位置的 空间偏差空间偏差e ea a 本道工序的安装误差本道工序的安装误差 b b 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 （3 3）加工余量的确定方法）加工余量的确定方法 1 1）计算法）计算法 2 2）经验估计法）经验

5、估计法 3 3）查表法）查表法 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 综上分析，工序余量的最小值可用以下公式计算：综上分析，工序余量的最小值可用以下公式计算： 对于单边余量：对于单边余量： 对于双边余量：对于双边余量： 2 2 ba ayabmin eHRTZ ba ayabmin 22e)H(RTZ 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 2 2 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定 1 1）基准重合时工序尺寸和公差的确定）基准重合时工序尺寸和公差的确定 确定各工序的加工余量确定各工序的加工余量 计算各工序的尺寸（逆推法）计算各工序的尺寸（逆推法） 1.1.确定各工序的尺寸公差及表面粗

6、糙度确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 例：某机床主轴孔要求为例：某机床主轴孔要求为 100100+0.035 +0.035（ （Ra0.8Ra0.8），毛坯为铸造孔，确），毛坯为铸造孔，确 定表中各工序尺寸及偏差。定表中各工序尺寸及偏差。 工序名称工序名称工序余量工序余量工序所能达精度工序所能达精度工序尺寸工序尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差 浮动镗孔浮动镗孔0.1 精镗孔精镗孔0.5 半精镗孔半精镗孔2.4 粗镗孔粗镗孔5 毛坯孔毛坯孔总余量8 )(7 035.0 0 H )(8 054.0 0 H )(10 14.0 0 H 2 1 )(13 54.0

7、 0 H 035.0 0 100 100 92597 974 . 24 .99 4 .995 . 09 .99 9 .991 . 0100 054.0 0 9.99 14.0 0 4.99 54.0 0 97 2 1 92 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 粗车一半精车一粗车一半精车一 高频淬火一粗磨高频淬火一粗磨 一精磨一研磨一精磨一研磨 确定工艺路线确定工艺路线： 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 用查表法确定加工余量用查表法确定加工余量 研磨余量为研磨余量为0.01mm;0.01mm; 精磨余量为精磨余量为0.1mm;0.1mm; 粗磨余量为粗磨余量为0.3mm;0.3mm; 半

8、精车余量为半精车余量为1.1mm;1.1mm; 粗车余量为粗车余量为4.5mm4.5mm。 加工总余量为加工总余量为6.01mm6.01mm，取加工总余量为，取加工总余量为6mm6mm，把粗车，把粗车 余量修正为余量修正为4.49mm4.49mm。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 计算各加工工序基本尺寸计算各加工工序基本尺寸 研磨后工序基本尺寸为研磨后工序基本尺寸为50mm(50mm(设计尺寸设计尺寸) )，其它各工序基，其它各工序基 本尺寸依次为：本尺寸依次为： 精精 磨磨 50mm50mm十十0.Olmm0.Olmm50.0lmm50.0lmm 粗粗 磨磨 50.0lmm50.0lm

9、m十十0.1mm0.1mm50.11mm50.11mm 半精车半精车 50.11mm50.11mm十十0.3mm0.3mm50.41mm50.41mm 粗粗 车车 50.41mm50.41mm十十1.1mm1.1mm51.5lmm51.5lmm 毛毛 坯坯 51.5lmm51.5lmm十十4.49mm4.49mm56mm56mm 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度 由工艺设计手册查得由工艺设计手册查得: : 研磨研磨IT5IT5，Ra0.04um(Ra0.04um(零件的设计要求零件的设计要求) )； 精磨精磨:IT6

10、:IT6，Ra0.16um;Ra0.16um; 粗磨粗磨:IT8:IT8，Ra1.25um;Ra1.25um; 半精车半精车:ITll,Ra2.5um:ITll,Ra2.5um； 粗车粗车:IT13,Ra16um:IT13,Ra16um。 查公差表查公差表，将查得的公差数值按，将查得的公差数值按“入体原则入体原则”标注在工序标注在工序 基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为2mm2mm。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 例：有一大量生产之小轴，毛坯为热轧棒料，经粗车、半精例：有一大量生产之小轴，毛坯为热轧棒料，经粗车、半精 车、淬火、磨削后，其外

11、圆尺寸达图样要求车、淬火、磨削后，其外圆尺寸达图样要求 mmmm。 0 013. 0 30 已知各工序的加工余量及加工精度，试确定各工序尺寸、偏已知各工序的加工余量及加工精度，试确定各工序尺寸、偏 差、毛坯尺寸及粗车余量，并填下表（余量系双边余量）：差、毛坯尺寸及粗车余量，并填下表（余量系双边余量）： 工序名称工序名称工序余量工序余量加工精度加工精度工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差 精精 磨磨0.10.013(IT6) 粗粗 磨磨0.40.033(IT8) 半半 精车精车1.50.084(IT10) 粗粗 车车 40.21(IT12) 毛坯尺寸毛坯尺寸 +0.75 -0.4 2 2）基准不重合的情

12、况）基准不重合的情况 不能用上面所述的反推计算法，而是需要借不能用上面所述的反推计算法，而是需要借 助助尺寸链尺寸链的分析和计算。的分析和计算。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 1 1 尺寸链及尺寸链计算公式尺寸链及尺寸链计算公式 （1 1） 尺寸链尺寸链 按一定顺序按一定顺序首尾首尾 连接连接的尺寸形成的的尺寸形成的 封闭封闭尺寸组，称为尺寸组，称为 尺寸链。尺寸链。 由单个零件在工艺过程中的有关工艺尺寸所形成的尺寸链，由单个零件在工艺过程中的有关工艺尺寸所形成的尺寸链， 就称为工艺尺寸链。就称为工艺尺寸链。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 （2 2） 尺寸链的组成及其图作法尺寸

13、链的组成及其图作法 1 1）封闭环）封闭环 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 2 2）组成环）组成环 增环增环 减环减环 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 顺序顺序 封闭图形。要使组成环的环数达到最少。封闭图形。要使组成环的环数达到最少。 3 3）尺寸链图作法）尺寸链图作法 箭头方向相同的环即为减环箭头方向相同的环即为减环箭头箭头 方向相反的环即为增环方向相反的环即为增环 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 图示工件图示工件 加工时，先加工工件长度，再加工小孔加工时，先加工工件长度，再加工小孔 ，最后加工大孔，控制大孔深度，而小，最后加工大孔，控制大孔深度，而小 孔深度是由加工工件总

14、长和大孔深度决孔深度是由加工工件总长和大孔深度决 定的，故小孔的深度即为封闭环。定的，故小孔的深度即为封闭环。 设计时大孔的深度未标注，是由工件长设计时大孔的深度未标注，是由工件长 度和小孔的深度所决定。故它就是封闭度和小孔的深度所决定。故它就是封闭 环。环。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 测量时，小孔的深度无法测量时，小孔的深度无法 直接检测，一般先检测工直接检测，一般先检测工 件长度和大孔深度，小孔件长度和大孔深度，小孔 深度为自然获得尺寸，故深度为自然获得尺寸，故 同样小孔深度为封闭环。同样小孔深度为封闭环。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 加工余量与工序尺寸加工余量与工序

15、尺寸 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 m kj j k i i AAA 11 0 m kj j k i i m kj j k i i ESEIEI EIESES 11 0 11 0 1 1 0 n i i TT m kj j k i i m kj j k i i AAA AAA 1 max 1 minmin0 1 min 1 maxmax0 封闭环也就是公差最大的那个尺寸。封闭环也就是公差最大的那个尺寸。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 m kj j k i i 11 0 Amax= A + ES； Ami

16、n= A - EI ES= Amax- AT/2+ ； EI= AAmin = -T/2 i=（ESi+ EIi）/2 A0 =A1-A2 =50-1040 ES(A0) =ES(A1)-EI(A2) EI(A0) =EI(A1)-ES(A2)=-0.17 =0-0=0 大孔尺寸为：400.19 0 A2 =A1-A0 EI(A2) =ES(A1)- ES(A0) ES(A2) =EI(A1)- EI(A0)（0.17)-(-0.36)=0.19 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 A0= A1- A2A2= A1- A0 ES0= ES1- EI2 =（30-10）mm =20mm EI2

17、= ES1- ES0 =（0-0.3）mm = -0.3mm EI0= EI1- ES2 ES2= EI1- EI0 =-0.2-（-0.3）mm =0.1mm 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 如图所示尺寸链如图所示尺寸链, ,已知：已知： A1A115150.009;0.009; A2=10 A2=10（0 0，-0.15-0.15）; ; A3=35(0,-0.25), A3=35(0,-0.25), 求封闭环求封闭环A A0 0的大小和偏差。的大小和偏差。 ？ 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 A =A =（43.6-20+19.843.6

18、-20+19.8）mm =43.4mm mm =43.4mm ESES（A A）= =（0.34-0.025+00.34-0.025+0）mm =0.315mmmm =0.315mm EIEI（A A）= =（0-0+0.050-0+0.05）mm =0.05mmmm =0.05mm A =43.4A =43.4+0.315 +0.315+0.050 +0.050mm mm 按按 “ “偏差入体标注偏差入体标注”原则标注尺寸，并对第三位小数进行原则标注尺寸，并对第三位小数进行 四舍五入，可得工序尺寸：四舍五入，可得工序尺寸： A =43.45A =43.45+0.27 +0.270 0mm m

19、m 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 例题例题1 1： 图中尺寸图中尺寸A2A2不能直接测量，应如何加不能直接测量，应如何加 工控制？工控制？ mmA mmA mmA 0 05. 03 0 25. 02 0 15. 01 32 100 52 基本尺寸基本尺寸ES0EI0 增环增环A4 减环减环:A1 A3 封闭环封闭环A0 A4=184 ES4(A4)=-0.2 EI4(A4)=-0.25 -52 (- A1) 0.15 (-EI1) 0(-ES1) -32 (-A3) 0.05 (-EI3) 0(-ES3) 100( A0) 0 (ES0) -0.25(EI0) 2 . 0 25. 0

20、184 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 一批工件其部分工艺过程为：车外圆至一批工件其部分工艺过程为：车外圆至 ；渗碳；渗碳 淬火；磨外圆至淬火；磨外圆至 。 基本尺寸基本尺寸ES0EI0 增环增环:A3 A2 减环减环A1 封闭环封闭环A0 因此渗碳深度因此渗碳深度t t为：为：0.9651.22mm0.9651.22mm 例题例题2 2： 0 06. 0 5 .40 0 03. 0 40 20 0 -0.015 -20.25 0.03 0 0.7 0.3 0 A3=0.95 ES3(A3)=0.27 EI3(A3)=0.015 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 计算为了保证渗碳层深

21、计算为了保证渗碳层深 度度0.71mm0.71mm的渗碳工序渗的渗碳工序渗 入深度入深度t t的尺寸范围。的尺寸范围。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 （1 1）时间定额）时间定额 在一定条件下规定生产一件产品或完成一道工序所耗时间在一定条件下规定生产一件产品或完成一道工序所耗时间 由以下几部分组成：由以下几部分组成： 1 1）基本时间）基本时间 t tm m 2 2）辅助时间）辅助时间 t ta a 基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。 3 3）布置工作地时间）布置工作地时间 t ts s 4 4）休息和生理需要时间）休息和生理需要时间 t tr

22、 r 5 5）准备与终结时间）准备与终结时间 t tbe be 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 （2 2）提高劳动生产率的基本途径）提高劳动生产率的基本途径: : 1 1）改进产品的结构设计）改进产品的结构设计 尽可能减少零件的数量和重量尽可能减少零件的数量和重量 改善零件结构工艺性改善零件结构工艺性 合理标注零件加工精度和表面质量要求合理标注零件加工精度和表面质量要求 尽可能采用成熟的工艺和标准零部件尽可能采用成熟的工艺和标准零部件 2 2）采用先进工艺和新技术）采用先进工艺和新技术 3 3）改善生产组织管理）改善生产组织管理 采用先进的生产组织形式：流水线、自动线、采用先进的生产组织

23、形式：流水线、自动线、FMLFML、FMSFMS等。等。 改进生产管理：改进生产管理：CIMSCIMS、JTJT（敏捷制造或准时制造）、精益生（敏捷制造或准时制造）、精益生 产、产、MRPMRP（物质需求计划管理）、并行工程等。（物质需求计划管理）、并行工程等。 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 （3 3）提高劳动生产率的技术措施）提高劳动生产率的技术措施 1 1）缩短基本工艺时间）缩短基本工艺时间 提高切削用量，可降低切削时间，如：采用高速提高切削用量，可降低切削时间，如：采用高速 切削、强力切削等。切削、强力切削等。 减少切削行程长度少，即减加工表面长度及切入减少切削行程长度少，即减加工表面长度及切入 、切出长度。、切出长度。 合并工步与合并走刀合并工步与合并走刀 减少毛坯的加工余量减少毛坯的加工余量 改善切削条件改善切削条件 加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸 2 2）缩短辅助时间）缩短辅助时间 采用先进夹具采用先进夹具 采用转位夹具