机械制造工艺学课件 第三章工艺规程的制定 加工余量 工艺尺寸链

1、第三节第三节 加工余量加工余量 工序尺寸及公差的确定工序尺寸及公差的确定 这是工艺规程设计中的一个重要环节这是工艺规程设计中的一个重要环节1）图纸分析（阅读转配图、零件图）图纸分析（阅读转配图、零件图）2）工艺审查）工艺审查3）确定毛坯）确定毛坯4）确定加工工艺路线）确定加工工艺路线5）确定各主要工序的工艺装备（机床、夹具、刀具、量具）确定各主要工序的工艺装备（机床、夹具、刀具、量具）6）确定各主要工序的技术要求和检验方法）确定各主要工序的技术要求和检验方法）7）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差 8）确定切削用量）确定切削用量9）确定时间定额）

2、确定时间定额10）填写工艺文件）填写工艺文件一一 、加工余量基本概念、加工余量基本概念加工余量的定义：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。此外还有 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：平面的加工余量，它等于实际切除金属层厚度c.双边余量：为外圆和孔等旋转或对称表面，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。四、复杂的工序尺寸与公差确定四、复杂的工序尺寸与公差确定 基准不重合：工艺基准和设计基准不重合基准不重合：工艺基准和设计基准不重合计算比较复杂，必须通过工艺尺寸链进行分计算比较复杂，必须通过工

3、艺尺寸链进行分析计算析计算第四节第四节 工艺尺寸链工艺尺寸链尺寸链的定义和组成尺寸链的定义和组成一、尺寸链一、尺寸链尺寸链指的是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系并按一定顺序首尾相接的尺寸形成的封闭尺寸组。1.尺寸链的分类(1)出现在零件中，称之为零件尺寸链(2)由工艺尺寸组成，称之为工艺尺寸链(3)出现在装配中，称之为装配尺寸链2. 尺寸链的含义尺寸链的含义包含两个意思： (1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。 二、尺寸链的有关术语二、尺寸链的有关术语 在零件加工或机器装配过程中，最后

4、自然形成（即间接获得或间接保证）的尺寸。1. 尺寸键的环尺寸键的环构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。可分为组成环 Ai封闭环 A增环减环 2. 封闭环封闭环1A2A (1) 由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。 (2) 封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。 2.1 封闭环的特点：封闭环的特点：(1) 体现在尺寸链计算中，若封闭环判断错误，则全部分析计算之结论，也必然是错误的。(2) 封闭尺寸通常是精度较高，而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸。 在装配尺寸链中，封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零

5、件图中不予标注。2.2 封闭环的重要性封闭环的重要性:3. 组成环 一个尺寸链中，除封闭环以外的其他各环，都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。表示为：Ai 、Li i=1,2,3增环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环也随之增大，该组成环即称为“增环”。L1为增环L1、L4为增环减环：在尺寸链中，当其余组成环不变的情况下，将某一组成环增大，封闭环却随之减小，该组成环即称为“减环”。L2、L3 、 L5为减环L2、L3 、 L4为减环三、尺寸链的分类三、尺寸链的分类1.按不同生产过程来分(1) 工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加

6、工余量等所组成的尺寸链。(2) 装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。(3) 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。(3) 空间尺寸链: 尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。LL2L1L3L42按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:(1) 直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。(2) 平面尺寸链: 尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。A1A2A3A4A5A6A7AAA1A2A3A4A5A63按照构成尺

7、寸链各环的几何特征，可分为：(1) 长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。(2) 角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。 AA12A3A四四 尺寸链的作法尺寸链的作法从本例可以看出，A1，A2本没有公差要求，但是由于定位基准和设计基准不重合，就有了公差的限制，增加了加工的难度（2）测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算测量基准与设计基准不重合的尺寸换算在生产实际中是经常遇到的。如图所示：如图所示： txtst测量基准（a） 图中要加工三个圆弧槽，设计基准为与50同心圆上的交点,若为单件小批生产，通过试切法获得尺寸时，显然在圆弧槽加工后，尺寸就无法测量，因此，在拟定工艺

8、过程时，就要考虑选用圆柱表面或选用内孔上母线为测量准来换算出尺寸。测量基准xshh（b）h设计基准解：以50下母线为测量基准时，可画出如下尺寸链： ttsxtR5-0.300050-0.10txtst测量基准R5-0.300050-0.10在该尺寸链中，外径是由上道工序加工直接保证的，尺寸t应在本测量工序中直接获得，均为组成环；而R5是最后自然形成且满足零件图设计要求的封闭环。故该尺寸链中，外径是增环，t是减环。求基本尺寸： t505t 45 求t 的上、下偏差 ： tx00 ts1 . 03 . 0 x t0 s t+0.2 2 . 0045 故测量尺寸t为： 同理，以选内孔上母线C为测量基

9、准时，可画出如下尺寸链： 020+0.045-0.10500hhshx50-0.05250-0.30+0.0225100hhhsx 这时，外圆半径为增环，内孔半径及尺寸h为减环，R5仍为封闭环。 计算后可得h的测量尺寸为 ：2275. 0010 h2、多工序尺寸换算、多工序尺寸换算 在实际生产中，特别当工件形状比较复杂，加工精度要求较高，各工序的定位基准多变等情况下，其工艺过程尺寸链比较复杂，有时一下不易辨清，尚需作进一步深入分析。下面介绍几种常见的多工序尺寸换算。 （1）从待加工的设计基准标注尺寸时的计算 40+0.050+0.3460039.6+0.1A 如图所示的某一带键糟的齿轮孔，按使

10、用性能，要求有一定耐磨性，工艺上需淬火后磨削，则键槽深度的最终尺寸不能直接获得，因其设计基准内孔要继续加工，所以插键槽时的深度只能作加工中间的工序尺寸，拟订工艺规程时应把它计算出来。 工序1 : 镗内孔至工序2 ：插键槽至尺寸A；工序3 ：热处理；工序4 ：磨内孔至 。现在要求出工艺规程中的工序尺寸A及其公差（假定热处理后内孔的尺寸涨缩较小，可以忽略不计）。 工序为：10. 009 .36 05. 0040 40+0.050+0.3460039.6+0.1A19.8+0.050A+0.025200+0.30046 按加工路线作出如图四环工艺尺寸链。其中尺寸46为要保证的封闭环, A和20为增环

11、,19.8为减环。按尺寸链基本公式进行计算：解： 8 .19)(4620A+0.30(+0.025 sA)0 sA0.275+0(0 xA)（+0.05） xA0.050 基本尺寸：偏差：因此A的尺寸为： 275. 0050. 08 .45 按“入体”原则，A也可写成 ： 225. 008 .45 A19.8+0.050+0.025200+0.30046（2） 零件进行表面工艺时的工序尺寸换算 机器上有些零件如手柄、罩壳等需要进行镀铬、镀铜、镀锌等表面工艺，目的是为美观和防锈，表面没有精度要求，所以也没有工序尺寸换算的问题；但有些零件则不同，不仅在表面工艺中要控制镀层厚度，也要控制镀层表面的最

12、终尺寸，这就需要用工艺尺寸链进行换算了。计算方法按工艺顺序而有些不同。例1：大量生产中，一般采用的工艺：车磨镀层。 图（a）中圆环，外径镀铬，要求保证尺寸 ，并希望镀层厚度0.0250.04（双边为0.050.08），求镀前尺寸 。 0045. 028 0-0.04528 机械加工时，控制镀前尺寸和镀层厚度（由电镀液成份及电镀时参数决定）直接获得，而零件尺寸是镀后间接保证的，所以它是封闭环。列出如图工艺尺寸链，解之得：解：0-0.0452828-0.0450A+sA-xA0.080-0.03A280.0827.9200 sA sA0-0.045-0.03+ xA xA0.0150015. 092.27 即：镀前尺寸为 例2：单件、小批生产中,由于电镀工艺不稳定，或由于对镀层的精度、表面粗糙度要求很高时，大量生产中采用的工艺：车磨镀层工艺不能满足要求。故采用工艺：车