第六章 工艺规程设计

1、 一、概一、概 述述第第6 6章章 工艺规程设计工艺规程设计机械制造工艺过程机械制造工艺过程毛坯毛坯成品成品高质量高质量高效率高效率经济性经济性机机床床刀刀具具夹夹具具量量具具加工工艺系统加工工艺系统能源能源切削切削原理原理信息系统信息系统工艺工艺规程规程物料流物料流数控数控程序程序产品开发产品开发生产过程：生产过程：将原材料转变为产品的全过程将原材料转变为产品的全过程 1. 1.工艺规程工艺规程工艺过程：工艺过程：生产过程中直接改变加工对象的尺寸、生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、表面质量、性能以及相对位置关系的过程形状、表面质量、性能以及相对位置关系的过程铸造、锻造、冲压、焊接工艺过

2、程铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程热处理工艺过程热处理工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺过程装配工艺过程装配工艺过程工艺规程：工艺规程：将工艺过程的有关内容写在工艺文件将工艺过程的有关内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些工艺文件称为中，用以指导生产，这些工艺文件称为工艺规程工艺规程. .机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程机械加工工艺过程是由若干个顺次排列的是由若干个顺次排列的工序工序组成。组成。工序又可分为工序又可分为安装、工位、工步和走刀。安装、工位、工步和走刀。工序工序 是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时

3、对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。 工人、工作地工人、工作地和和工件工件三不变加上三不变加上连续完成连续完成是构成工序的是构成工序的 四个要素四个要素，工序是组成工艺过程的基本单元。，工序是组成工艺过程的基本单元。工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。工序号工序号工序内容工序内容设备设备1车端面，打中心孔车端面，打中心孔车床车床2车两外圆及倒角车两外圆及倒角车床车床3铣键槽，去毛刺铣键槽，去毛

4、刺铣床铣床大批量生产的工艺过程大批量生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程单件小批生产的工艺过程工序号工序号工序内容工序内容设备设备1铣端面，打中心孔铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床铣端面打中心孔机床2车大外圆及倒角车大外圆及倒角车床车床3车小外圆及倒角车小外圆及倒角车床车床4铣键槽铣键槽铣床铣床5去毛刺去毛刺钳工台钳工台1)1)安装安装 指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部 分工序内容。分工序内容。 在一个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时在一个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时 间和安装误差。间和安装误差。2)2)工位工位 工件在

5、机床上占据每一个位置所完成的加工工件在机床上占据每一个位置所完成的加工为了减少工件的安装次数为了减少工件的安装次数, ,提高生产效率，常采用多提高生产效率，常采用多工位夹具或多轴（或多工工位夹具或多轴（或多工位）机床，使工件在一次位）机床，使工件在一次安装后先后经过若干个不安装后先后经过若干个不同位置顺次进行加工。同位置顺次进行加工。3)3)工步工步 指在加工表面、刀具和切削速度和进给量均保持指在加工表面、刀具和切削速度和进给量均保持 不变的情况下完成的部分内容。不变的情况下完成的部分内容。 有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几 个表面，该工

6、步称为复合工步。个表面，该工步称为复合工步。4)4)走刀走刀 刀具在加工表面上切削一次所完成的内容。刀具在加工表面上切削一次所完成的内容。 走刀是构成工艺过程的最小单元。走刀是构成工艺过程的最小单元。工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：. .生产类型生产类型生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生产纲领来划分。产纲领来划分。 生产纲领生产纲领 N=Qn(1+a)(1+b)式中式中 Q产品的年产量；产品的年产量； n单台产品中该零件的数量；单台产品中该零件的数量； a备品率，以百分数计；备

7、品率，以百分数计； b废品率，以百分数计。废品率，以百分数计。 根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的制造可分为三种生产类型制造可分为三种生产类型三种生产类型：三种生产类型：1 1、单件生产、单件生产2 2、成批生产、成批生产3 3、大量生产、大量生产 单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。 成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征

8、及批量大小，又分为小批、中床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。批和大批生产三种。 产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。自行车、洗衣机、汽车等生产。. .工艺规程设计所需的原始资料工艺规程设计所需的原始资料 （1）产品装配图、零件图；）产品装配图、零件图；（2）产品验收质量标准；）产品验收质量标准；（3）产品的生产纲领及生产批量；）产品的生产纲领及生产批量；（4）毛坯材料与毛坯生产条件；）

9、毛坯材料与毛坯生产条件；（5）制造厂的生产条件，包括机床设备、工艺装备的规）制造厂的生产条件，包括机床设备、工艺装备的规 格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装 备能力、能源状况等资料；备能力、能源状况等资料；（6）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；（7）国内外先进制造技术资料等。）国内外先进制造技术资料等。 . .工艺规程的设计原则工艺规程的设计原则 (1)(1) 质量第一原则质量第一原则 (2) (2) 效益优先原则效益优先原则 (3)(3) 效率争先原则效率争先原则 二、机械零件

10、设计工艺性评价二、机械零件设计工艺性评价1. 结构应便于装夹结构应便于装夹2. 便于加工和测量便于加工和测量 3. 提高切削效率，保证产品质量提高切削效率，保证产品质量 4.4. 提高标准化程度提高标准化程度 1.1.结构应结构应便于装夹便于装夹. .便于加工和测量便于加工和测量 3.3. 提高切削效率，保证产品质量提高切削效率，保证产品质量 三、机械加工工艺规程设计三、机械加工工艺规程设计（一）（一） 设计的内容和步骤设计的内容和步骤1）分析零件图和产品装配图；）分析零件图和产品装配图； 2 ）工艺审查；）工艺审查；3 ）确定毛坯；）确定毛坯； 4 ）拟定工艺路线）拟定工艺路线 ； 5 ）确

11、定各工序所用机床设备、工艺装备等；）确定各工序所用机床设备、工艺装备等；6 ）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；7 ）确定各工序的技术要求和检验方法；）确定各工序的技术要求和检验方法；8 ）确定各工序的切削用量和工时定额；）确定各工序的切削用量和工时定额；9 ）编制工艺文件。）编制工艺文件。 （二）工艺路线的拟定（二）工艺路线的拟定1. 选择定位基准选择定位基准（1）基准分类）基准分类 1）设计基准）设计基准2 2）工艺基准）工艺基准 工序基准工序基准 工序图上用来确定本工序所加工工序图上用来确定本工序所加工 表面加工后的尺寸、形状、位置的基

12、准表面加工后的尺寸、形状、位置的基准 定位基准定位基准 a.粗基准和精基准粗基准和精基准 b.附加基准附加基准 测量基准测量基准 装配基准装配基准基基 准准设计基准设计基准工艺基准工艺基准工序基准工序基准定位基准定位基准测量基准测量基准装配基准装配基准粗基准粗基准精基准精基准辅加基准辅加基准基准分类归纳如下：基准分类归纳如下： 在保证得到所选精基准的前提下确定粗基准在保证得到所选精基准的前提下确定粗基准 选择粗基准一般应遵循以下原则：选择粗基准一般应遵循以下原则： （2 2）粗基准的选择）粗基准的选择1）选择不加工面为粗基准选择不加工面为粗基准 2）合理分配加工余量的原则合理分配加工余量的原则

13、 3）便于工件装夹原则）便于工件装夹原则 4）同方向上粗基准不得重复使用）同方向上粗基准不得重复使用主要应保证加工精度和装夹方便主要应保证加工精度和装夹方便选择精基准一般应遵循以下原则：选择精基准一般应遵循以下原则： （3 3）精基准的选择）精基准的选择2）基准统一原则基准统一原则 各工序的基准相同各工序的基准相同3）互为基准原则互为基准原则 两表面位置精度高两表面位置精度高 4）自为基准原则自为基准原则 加工余量小而均匀加工余量小而均匀设计设计(工序工序)与定位与定位1）基准重合原则基准重合原则 2.2.表面加工方法的选择表面加工方法的选择 （1）尽量采用）尽量采用经济加工精度经济加工精度方

14、案进行加工方案进行加工 零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。零件结构形状虽多种多样，但都是由基本表面组合而成。同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：同一种表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：（2）首先考虑主要表面的加工方案）首先考虑主要表面的加工方案 （3 3）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、）确定加工方案时应考虑零件的材料、硬度、 结构形状、尺寸大小等。结构形状、尺寸大小等。 （4）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适）加工方案要和生产类型、生产率的要求相适 应，考虑现有技术力量和设备。应，考虑现有技术力量和设备。 3.3.加工阶段的划分加工阶段的划分

15、（1）粗加工阶段）粗加工阶段 去除各表面大部分余量，关键是提高生产率去除各表面大部分余量，关键是提高生产率（2）半精加工阶段）半精加工阶段 次要表面达到要求，为主要表面的精加工作准备次要表面达到要求，为主要表面的精加工作准备（3）精加工阶段）精加工阶段 各主要表面达到零件图规定的质量要求各主要表面达到零件图规定的质量要求（4）光整加工阶段）光整加工阶段 主要用于高精度、小粗糙度要求的表面主要用于高精度、小粗糙度要求的表面划分加工阶段的主要目的划分加工阶段的主要目的 ：（1）保证加工质量）保证加工质量 粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件

16、产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正产生较大变形和加工误差，通过半精、精加工逐步纠正（2 2）合理使用设备）合理使用设备 有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床有利于按照不同要求选不同精度、刚性、功率的机床（3 3）便于安排热处理工序）便于安排热处理工序 热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产热处理常穿插在加工阶段之间，也便于组织生产（4 4）及时发现毛坯的缺陷）及时发现毛坯的缺陷 以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费以决定零件的报废或修补，避免盲目加工造成的浪费 4.4.工序的集中与分散工序的集中与分散 确定工序内容时有两种思路，即工序集中与分散确定工序内容

17、时有两种思路，即工序集中与分散工序集中的特点是：工序集中的特点是：（1）可减少工件装夹次数，易保证位置精度）可减少工件装夹次数，易保证位置精度（2）工序数少，减少了设备数量、操作工人和）工序数少，减少了设备数量、操作工人和 生产面积生产面积（3）可采用高效专用设备、工艺装备，提高加）可采用高效专用设备、工艺装备，提高加 工精度和生产率。工精度和生产率。 （4）设备的一次性投资大、工艺装备复杂）设备的一次性投资大、工艺装备复杂工序分散的特点是：工序分散的特点是：（1）设备、工装比较简单，调整、维护方便，）设备、工装比较简单，调整、维护方便， 生产准备工作量少。生产准备工作量少。（2）每道工序的加

18、工内容少，便于选择最合理）每道工序的加工内容少，便于选择最合理 的切削用量，对操作工人的技术水平要求的切削用量，对操作工人的技术水平要求 不高。不高。（3）工序数多，设备数量多、操作人员多、占）工序数多，设备数量多、操作人员多、占 用生产面积大。用生产面积大。工序集中分散各有所长，工序集中优点较多，工序集中分散各有所长，工序集中优点较多，现代生产的发展趋于工序集中。现代生产的发展趋于工序集中。 5. 5.工序顺序的安排工序顺序的安排 （1 1）机械加工顺序的安排）机械加工顺序的安排 1 1）先基准后其它）先基准后其它 2 2）先平面后孔）先平面后孔 3 3）先主后次）先主后次 4 4）先粗后精

19、）先粗后精（2 2）热处理工序的安排）热处理工序的安排 1 1）预备热处理）预备热处理 退火和正火退火和正火 粗加工之前或后粗加工之前或后 调质调质 粗加工后半精加工前粗加工后半精加工前 2 2）最终热处理）最终热处理 淬火淬火 半精加工后精加工前半精加工后精加工前 渗碳渗碳 半精加工后精加工前半精加工后精加工前 渗氮渗氮 半精加工或精加工后半精加工或精加工后（3 3）其它工序的安排）其它工序的安排 1 1）检验工序）检验工序 粗加工结束后；粗加工结束后； 重要工序前后；重要工序前后； 转向另车间前后；转向另车间前后； 全部加工结束后全部加工结束后 2 2）去除毛刺）去除毛刺 3 3）特种检验

20、）特种检验 无损探伤、平衡试验无损探伤、平衡试验 4 4）表面处理）表面处理 表面涂层、镀层、发蓝表面涂层、镀层、发蓝 5 5）洗涤防锈）洗涤防锈 6. 6.机床与工艺装备的选择机床与工艺装备的选择 机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应； 精度等级与本工序加工要求相适应；精度等级与本工序加工要求相适应； 电机功率与本工序加工所需功率相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应； 自动化程度和生产效率与生产类型相适应。自动化程度和生产效率与生产类型相适应。 工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制 造成本。中小批条件下可选用通用

21、工艺装备；造成本。中小批条件下可选用通用工艺装备； 大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。 机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当 前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性， 应使其具有足够的柔性。应使其具有足够的柔性。 一、成组技术（一、成组技术（简称简称GT）市场竞争日益激烈，产品更新换代越来越快。多品种、市场竞争日益激烈，产品更新换代越来越快。多品种、中小批生产方式约占中小批生产方式约占75%80%，产品的生产效率低、，产品的生产效率低、成本高、市场竞争能力差。如何用规模生产

22、方式组织中成本高、市场竞争能力差。如何用规模生产方式组织中小批产品的生产小批产品的生产成组技术成组技术就是针对这种需求而发展就是针对这种需求而发展起来的一种先进技术。起来的一种先进技术。1.1.成组技术的概念成组技术的概念充分利用事物间的相似性，将许多具有相似信息的研究充分利用事物间的相似性，将许多具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法去解决相似组中的对象归并成组，并用大致相同的方法去解决相似组中的生产技术问题，以达到规模生产的效果，这种技术统称生产技术问题，以达到规模生产的效果，这种技术统称为成组技术。为成组技术。6.56.5成组技术与成组技术与CAPPCAPP 2 2零件的分类

23、编码零件的分类编码 零件编码：零件编码：用数字表示零件的形状特征和工艺特征用数字表示零件的形状特征和工艺特征分类编码系统：分类编码系统：德德Opitz、日、日KK、美、美Code、英、英Brisch 等等70多种多种我国机械零件分类编码系统我国机械零件分类编码系统 简称简称JLBM1系统系统系统组成：系统组成：三部分：三部分：名称类别、形状及加工码、辅助码名称类别、形状及加工码、辅助码15个码位：个码位：第一位总体形状，第二位功能与形状，第三第一位总体形状，第二位功能与形状，第三到九位形状与加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等到九位形状与加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等 3 3成组工艺

24、规程设计成组工艺规程设计 (1)(1)划分零件组划分零件组对零件编码后根据相似性划分零件加工组，方法有三种：对零件编码后根据相似性划分零件加工组，方法有三种： 1) 1) 特征码位法特征码位法选几位与加工特征直接有关的特征码为形成零件组依据，选几位与加工特征直接有关的特征码为形成零件组依据，只要这些码位相同，零件即可划为一组，不管其它码位只要这些码位相同，零件即可划为一组，不管其它码位 2) 2) 码域法码域法对各码位制定分组的码域，即码位限制几个数字项，凡对各码位制定分组的码域，即码位限制几个数字项，凡各码位上的特征码落在规定码域内的零件划为同一组。各码位上的特征码落在规定码域内的零件划为同

25、一组。 3) 3)特征位码域法特征位码域法将特征码位与码域法相结合的分组方法。选取特征性强的将特征码位与码域法相结合的分组方法。选取特征性强的码位并规定允许的变化范围（码域）码位并规定允许的变化范围（码域）, , 作为分组的依据。作为分组的依据。 (2)(2)主样件设计主样件设计 能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件称为主样件。它可以是真实零件也可是称为主样件。它可以是真实零件也可是综合的综合的假想零件。假想零件。（3 3）拟订零件组工艺过程）拟订零件组工艺过程 制订主样件的工艺过程，作为该零件组的工艺过程，可制订主样件的工艺过程，作

26、为该零件组的工艺过程，可加工组内每一个零件。成组工艺路线常用图表格式表示，加工组内每一个零件。成组工艺路线常用图表格式表示，图图4 46868是六个零件组成的零件组的是六个零件组成的零件组的“综合零件综合零件”及其成组工及其成组工艺过程卡的示意图。艺过程卡的示意图。 4. 4.机床的选择与布置机床的选择与布置 成组加工机床应有良好的精度和刚度，加工范围可调。成组加工机床应有良好的精度和刚度，加工范围可调。机床应有较高负荷率（如机床应有较高负荷率（如80%80%），若不当应调整零件组），若不当应调整零件组根据生产组织形式机床有三种不同布置方式：根据生产组织形式机床有三种不同布置方式：(1)(1)

27、成组单机成组单机 设备是单台成组加工机床或成组加工中心设备是单台成组加工机床或成组加工中心(2)(2)成组生产单元成组生产单元 成组零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成成组零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成 (3)(3)成组生产流水线成组生产流水线 机床设备按零件组工艺流程布置，各台设备的生产节机床设备按零件组工艺流程布置，各台设备的生产节 拍基本一致。与普通流水线不同的是：在生产线上流拍基本一致。与普通流水线不同的是：在生产线上流 动的不是一种零件而是一组零件。动的不是一种零件而是一组零件。 Computer Aided Process Planning 是利用计算机是利用计算机协

28、助工艺人员进行过程设计的技术，是把对产品本身进协助工艺人员进行过程设计的技术，是把对产品本身进行定义的数据转换成面向制造的数据的关键环节。行定义的数据转换成面向制造的数据的关键环节。二、计算机辅助工艺规程设计二、计算机辅助工艺规程设计（ CAPP）1. CAPP1. CAPP设计方法设计方法（1） 样件法样件法 采用成组技术按主样件设计典型工艺规程存贮计算机中。采用成组技术按主样件设计典型工艺规程存贮计算机中。 输入新零件编码及要求，检索出相应的工艺规程并进行编输入新零件编码及要求，检索出相应的工艺规程并进行编 辑修改，最后输出该零件的工艺规程。辑修改，最后输出该零件的工艺规程。（3）专家系统

29、）专家系统 把工艺专家编制工艺的经验和知识存在知识库中，可把工艺专家编制工艺的经验和知识存在知识库中，可 较方便地通过专用模块进行增删和修改。较方便地通过专用模块进行增删和修改。 （2）创成法）创成法 输入零件图形和工艺信息后，计算机便按照工艺决策输入零件图形和工艺信息后，计算机便按照工艺决策 制定的逻辑算法语言，在不需人工干预条件下自动生成制定的逻辑算法语言，在不需人工干预条件下自动生成 工艺规程。工艺规程。 自动化程度高，但系统复杂，技术上尚不成熟。自动化程度高，但系统复杂，技术上尚不成熟。2样件法样件法CAPP设计原理设计原理（1）工艺信息数字化）工艺信息数字化 1）零件编码矩阵化）零件

30、编码矩阵化 零件编码零件编码矩阵，即一维数组矩阵，即一维数组二维数组二维数组2）零件组特征的矩阵化）零件组特征的矩阵化 同组所有零件的特征矩阵叠加起来得零件组特征矩阵同组所有零件的特征矩阵叠加起来得零件组特征矩阵3）主样件设计）主样件设计 特征矩阵图中交点上出现特征矩阵图中交点上出现“1”1”与与“0”0”的频数各不相同的频数各不相同， 频数大的特征须反映到主样件中，频数小的特征可舍去频数大的特征须反映到主样件中，频数小的特征可舍去6）综合加工工艺路线的数字化）综合加工工艺路线的数字化 用一（用一（N N4 4）矩阵来表示零件加工工艺路线，如图）矩阵来表示零件加工工艺路线，如图4-734-73

31、5）工序工步名称编码）工序工步名称编码 编码以工步为单位，热处理、检验以及装夹、调头等操编码以工步为单位，热处理、检验以及装夹、调头等操 作也当作一个工步编码作也当作一个工步编码, , 使计算机能按预定方法调出使计算机能按预定方法调出。 4）零件上各种形面的数字化）零件上各种形面的数字化 编码只表示零件结构、工艺特征，没有提供零件表面编码只表示零件结构、工艺特征，没有提供零件表面 信息，还必须对零件表面逐一编码，信息，还必须对零件表面逐一编码，如图如图4-71 4-71 7）工序工步内容矩阵）工序工步内容矩阵 以工步为单位，一个工步占一行，共以工步为单位，一个工步占一行，共9 9列，描述工步序

32、号，列，描述工步序号， 名称编码，机床和刀具编码，进给量和背吃刀量值，计算名称编码，机床和刀具编码，进给量和背吃刀量值，计算 切削数据和基本时间的公式编码，该工步所属工序编码。切削数据和基本时间的公式编码，该工步所属工序编码。 （2） CAPP系统数据库系统数据库 工艺信息经过数字化后形成了大量数据，按一定的工艺工艺信息经过数字化后形成了大量数据，按一定的工艺 文件形式集合起来，存储在计算机内，形成数据库以备检文件形式集合起来，存储在计算机内，形成数据库以备检 索和调用。数据文件的格式主要有零件编码特征矩阵文件、索和调用。数据文件的格式主要有零件编码特征矩阵文件、 样件工艺文件，工艺数据文件等

33、。样件工艺文件，工艺数据文件等。 输入零件特征矩阵输入零件特征矩阵查找该零件所属零件组查找该零件所属零件组调出相应调出相应的综合工艺路线矩阵的综合工艺路线矩阵输入形面编码及技术要求输入形面编码及技术要求选取选取零件加工工序及编码零件加工工序及编码得加工工艺路线得加工工艺路线调出工序及工调出工序及工步内容步内容查找该工步机床刀具名称和型号查找该工步机床刀具名称和型号计算切削用计算切削用量、切削力、功率和基本时间等。量、切削力、功率和基本时间等。计算机将每次查到的计算机将每次查到的工步内容都存入存储区内，最后形成一份完整的加工工工步内容都存入存储区内，最后形成一份完整的加工工艺规程打印出来。艺规程

34、打印出来。（3） CAPP设计过程设计过程 一、概述一、概述6.66.6装配工艺装配工艺装配：装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连 接使之成为机器或部件的过程。接使之成为机器或部件的过程。装配单元：装配单元：零件、套件、组件、部件零件、套件、组件、部件、机器、机器总装：总装：组成整台机器的过程称为总装配组成整台机器的过程称为总装配部装：部装：组成部件的过程称为部件装配组成部件的过程称为部件装配1.1.装配工作的主要内容：装配工作的主要内容：（1 1）清洗）清洗 作用、方法作用、方法 （2 2）连接）连接 连接方式连接方式 （3 3）校正

35、）校正 找正、找平找正、找平 （4 4）调整）调整 具体调节具体调节 （5 5）配作）配作 组合加工组合加工 （6 6）平衡）平衡 动静平衡动静平衡（7 7）验收和试验）验收和试验 涂漆、包装等涂漆、包装等 可从以下几方面进行分析：可从以下几方面进行分析：（1 1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。）产品应能分解成若干个独立的装配单元。（2 2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。（3 3）机器结构应便于装配与拆卸。）机器结构应便于装配与拆卸。 2. 装配结构的工艺性装配结构的工艺性（2 2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少）装配中的配

36、工作和机加工工作量应尽可能少（3 3）机器结构应便于装配与拆卸）机器结构应便于装配与拆卸产品的装配精度包括：产品的装配精度包括： 零件间的距离精度零件间的距离精度 相互配合精度相互配合精度 相互位置精度相互位置精度 相对运动精度相对运动精度 接触精度接触精度 3. 装配精度与装配尺寸链装配精度与装配尺寸链装配精度：装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。是指产品装配后实际达到的精度。 为保证产品可靠性和精度稳定性，为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准装配精度稍高于标准通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求产品的装配精度与零部件制造精

37、度直接相关，而零部件产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。装配尺寸链：装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链装配尺寸链的建立：装配尺寸链的建立：1.1.确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；2.2.确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位置关系；位置关系；3.3.按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；封闭环一次性封闭环一次性4

38、.4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环 零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配 精度并不完全取决于零件的加工精度精度并不完全取决于零件的加工精度 装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺 方法等几方面综合考虑。方法等几方面综合考虑。 装配方法不同，解算尺寸链的方法及结果也不同。装配方法不同，解算尺寸链的方法及结果也不同。 零部件的尺寸精度和偏差，根据装配精度要求和装配零部件的尺寸精度和偏差，根据装配精度要求和装配 方法通过解算

39、装配尺寸链来确定。方法通过解算装配尺寸链来确定。 二、装配工艺方法二、装配工艺方法1.1.互换法互换法实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。（1 1）完全互换法）完全互换法 条件：条件：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。 式中式中 TOL 封闭环极值公差封闭环极值公差 T装配允许公差装配允许公差01OLTTTmii1 1特点：特点：零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单，零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单，生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；生产率高，对工人

40、要求不高，便于组织自动化装配；在各在各种生产类型中都应优先采用。种生产类型中都应优先采用。但精度要求高组成环多时，但精度要求高组成环多时，组成环公差小制造困难。组成环公差小制造困难。用于低精度或较高精度少环装配。用于低精度或较高精度少环装配。（2 2）统计互换法）统计互换法 条件：条件：相关相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配零件公差平方之和的平方根小于或等于装配 允许公差。允许公差。 式中式中 TOS封闭环统计公差封闭环统计公差 k 封闭环的相对分布系数封闭环的相对分布系数 k i 第第i个组成环的相对分布系数个组成环的相对分布系数01122200STTkKTmiiii1实质是将组成环

41、公差适当放大，零件容易加工。实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。但有极少但有极少数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。率规律。故统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度故统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多（大于要求较高环数较多（大于4）的情况。）的情况。解：解：1、完全互换法、完全互换法 画出装配尺寸链图画出装配尺寸链图, ,其中其中 A1 A2为增环，为增环，A3、A4 A5为为 减环，减环，A0为封闭环。为封闭环。 例例4-5 齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间

42、隙 A0= 0+0.7 。有关零件基本尺寸是：有关零件基本尺寸是：A1=122，A2=28，A3=5，A4=140，A5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的公差及上下偏差。公差及上下偏差。+0.2A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5) =150-150=0 确定各组成环尺寸公差和上下偏差确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T0L/5=0.1 考虑加工难易调整各公差考虑加工难易调整各公差T1=0.2， T2=0.1， T3= T5=0.05 按入体原则分配公差。留按入体原则

43、分配公差。留A4为协调环，按尺寸链计算为协调环，按尺寸链计算 确定协调环公差及上下偏差确定协调环公差及上下偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ESA5ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.20-0.302、统计互换法、统计互换法 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 确定各组成环尺寸公差及偏差确定各组成环尺寸公差及偏差 i =1=1， k i =1=1 各组成环平均公差各组成环平均公差 0.22

44、50.51osAavs,mTT按加工难易，调整各组成环公差按加工难易，调整各组成环公差：T1=0.4，T2=0.2， T3= T5=0.08 ，按入体原则分配公差，按入体原则分配公差 确定协调环公差及上下偏差确定协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中间偏差中间偏差0=(1+2)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=0.166 核算封闭环的极限偏差核算封闭环的极限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0

45、.07-0.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5 求封闭环极限偏差，得：求封闭环极限偏差，得： ESA0=0+T0/2 =0.70 EIA0=0T0/2=0.20 由以上两种方法的解算结果看出由以上两种方法的解算结果看出: : 1. 1.统计法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍。统计法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍。 2.2.若按极值法算得的公差值也符合经济加工精度要求，若按极值法算得的公差值也符合经济加工精度要求， 采用完全互换法与统计互换法均可。采用完全互换法与统计互换法均可。 2.2.选配法选配法 用于成批大量生产时组

46、成环不多装配精度很高情况下。用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。 实质是实质是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择将各组成环公差放大按经济精度加工，然后选择 合适的零件进行装配。合适的零件进行装配。（1）直接选配法）直接选配法 工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。（2）分组选配法（分组互换法）分组选配法（分组互换法） 先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配先将互配零件测量和分组，然后按对应组零件装配（3）复合选配法（组内选配法）复合选配法（组内选配法） 先将零件测量分组，然后在组内再直接选配。配合件先将零件测量分组，然后在组内再直

47、接选配。配合件 组内公差可不等，装配精度可达很高。组内公差可不等，装配精度可达很高。例：例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高发动机中活塞销与销孔的配合精度很高分组选配法的特点：分组选配法的特点：.零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度；零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度； 2. 组内零件可以互换，装配效率高；组内零件可以互换，装配效率高；.增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，组不宜太多。增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，组不宜太多。 必须满足的几个条件：必须满足的几个条件：（1 1）相配件的公差应相等；）相配件的公差应相等；（2 2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等

48、；）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；（3 3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；（4 4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况. .修配法修配法 单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常用修配法装配。用修配法装配。此时各组成环先按经济精度加工，装配时此时各组成环先按经济精度加工，装配时根据实测结果对某一组成环进行修配，达到很高的装配精

49、根据实测结果对某一组成环进行修配，达到很高的装配精度要求。度要求。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技术水平限制。术水平限制。注意以下三点：注意以下三点：（1 1）正确选择修配对象，）正确选择修配对象，应选便于装拆、修配与测量的，应选便于装拆、修配与测量的， 不需热处理、非公共环做修配环。不需热处理、非公共环做修配环。（2 2）修配件余量要经过计算）修配件余量要经过计算（3 3）尽量利用机械加工代替手工修配）尽量利用机械加工代替手工修配解：解：按完全互换法求组成环平均公差按完全互换法求组成环平均公差 TavA=T0/(m-1)=0.06/3=0.

50、02 公差小不经济用修配法公差小不经济用修配法 选择修配环选择修配环 刮修方便，选刮修方便，选A2、 A3合并成为修配环合并成为修配环 按经济精度定组成环公差及按经济精度定组成环公差及A1偏差偏差 A1、 A23用镗模加工，用镗模加工， T1 =T23 = 0.1， A1= 202 0.05 A23 = 46156 = 202A1A23A0 确定修配环偏差确定修配环偏差 修配环修配环 A23为增环，刮修为增环，刮修A23 A0减小减小 A0 min A0min A23min A1max=0 A23min =A1max=202.05 A23max = A23minT23=202.15 A23 =

51、 202+0.15+0.05例：例：车床装配前后轴线等高，车床装配前后轴线等高， A0=0+0.06， A1=202，A2= 46， A3=156，试确定修配环及尺寸公差。，试确定修配环及尺寸公差。0 确定实际修配环偏差确定实际修配环偏差 取最小刮研量为取最小刮研量为0.15， A23 = 202+0.15 0.15=202 +0.30 最大刮量最大刮量Zmax= A0 max A0max= 202.30-201.95-0.06=0.29 实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于0.29+0.05+0.20A1A2A0当修配环为减环时，随着修刮使

52、封闭当修配环为减环时，随着修刮使封闭环实际尺寸变大，应使环实际尺寸变大，应使 A0 max A0max 4.4.调整法调整法 原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均 按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通 过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。 装配可达较高的精度，效率比修整法高。装配可达较高的精度，效率比修整法高。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。（1）可动调整法可动调整法特点：特点：零件精度不

53、高可达较高装配精度，调整方便，应用零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用 很广。很广。需增加一套调整装置，需增加一套调整装置，适于小批生产中。适于小批生产中。（2）固定调整法固定调整法通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积误差，达到装配精度要求。误差，达到装配精度要求。 例例: A0=0+0.20，A1=115，A2=8.5， A3=95，A4=2.5，A5=9，以固定，以固定调整法解各组成环偏差，求调整调整法解各组成环偏差，求调整环的分组数和调整环尺寸系列。环的分组数和调整环尺寸系列。+0.05解：解：1）建立装配尺寸链；）建立装配

54、尺寸链； 2）选择）选择A5为调整环；为调整环； 3）确定）确定各组成环公差及偏差；各组成环公差及偏差； T2=T3= 0.10 ，T4=0.12 ，T5=0.03 按入体原则分公差，按入体原则分公差， A1为协调环为协调环 A1偏差按尺寸链计算确定偏差按尺寸链计算确定 EIA0=EIA1-ESA2-ESA3-ESA4 -ESA5 0.05= EIA1-0-0-0-0 T1=0.15 ESA1=0.20 4）确定调整范围）确定调整范围； 实测空隙实测空隙A，包含，包含A5和和A0， A为尺寸链中的封闭环为尺寸链中的封闭环 Amax= A1max-A2min-A3min-A4min=115.2-

55、(8.5-0.1)-(95-0.1)-(2.5-0.12)=9.52Amin= A1min-A2max-A3max-A4max=115.05-8.5-95-2.5=9.05= Amax-Amin=9.52-9.05=0.47A1A2A3A4A 5）确定调整环的分组数）确定调整环的分组数 i 因因 T0 ，应将调整环分组，应将调整环分组 在对应组尺寸链中，实测间隙在对应组尺寸链中，实测间隙A、 调整环调整环A5为组成环，为组成环，A0为封闭环为封闭环 T0= T 5为分组间隔，即一组中为分组间隔，即一组中A变化范围变化范围 则则 i = /= /(T0-T 5) =0.47/(0.15-0.03)3.9 取取 i = 4，分组数不宜过多，分组数不宜过多6）确定调整环）确定调整环A5的尺寸系列的尺寸系列 A0min= Amin-A5max=9.05-A5 A5= 9.05-0.05=9，9.12，9.24，9.36A0Amin= 9.05A5