机械制造基础工艺规程设计

机械制造基础工艺规程设计1第一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六次序教学内容课时分配1、第一节概述1学时第二节机械加工工艺规程设计1学时2、机械加工工艺规程设计1学时第三节加工余量与工序尺寸1学时3、第四节工艺尺寸链2学时4、工艺尺寸链2学时*第五节机械加工工艺的技术经济分析(自学)*第六节机器装配工艺规程设计(自学)*第七节机械产品设计的工艺性评价(自学)重点：加工工艺规程的术语与基本概念、加工余量与影响因素、

工艺尺寸链难点：工艺尺寸链的确定与计算第六章工艺规程设计2第二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六生产过程：将原材料转变为产品的全过程。工艺过程：生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、相对位置关系、表面质量以及性能的过程。包括：铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程、热处理机械加工、装配等工艺过程。机械制造工艺过程包括：机械加工工艺过程和装配工艺过程工艺规程：将工艺过程的有关内容写在工艺文件中，用以指导生产，这些文本文件称为工艺规程一.生产过程与工艺过程工艺：制造产品的方法，工作艺术。3第三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六二.机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程是由若干个顺次排列的工序组成。工序里包含：工步、工作行程、装夹和工位。工序是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件所连续完成的那一部分工艺过程。工人、工作地和工件三不变，加上连续完成是构成工序的四个要素。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、零件的数量和现有工艺条件等有关。如阶梯轴零件的加工。4第四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六单件小批生产的工艺过程5第五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六大批量生产的工艺过程工序号工序内容设备1铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床2车大外圆及倒角车床3车小外圆及倒角车床4磨小、大两处外圆磨床5铣键槽铣床6去毛刺钳工台6第六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六1)工步指在加工表面、刀具和切削速度、进给量和背吃刀量均保持不变的情况下完成的工序内容。

有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几个表面，该工步称为复合工步。卡盘爪7第七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

2)工作行程（进给或走刀）刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。进给是构成工艺过程的最小单元。工序、工位、工步和进给之间的关系如下：工序1工步1

工步2工作行程1（进给1）工作行程2（进给2）工步1

工序2工序3工位1

工位2工艺路线：仅列出主要工序名称及加工顺序的简易工艺过程。8第八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六4)装夹工件在机床或夹具上定位和夹紧的过程。3)工位工件在机床一次装夹多个位置加工时，工件在机床上占据每一个位置所完成的工序内容。为了减少工件的安装次数,提高生产效率，常采用多工位夹具或多轴（或多工位）机床，使工件在一次安装后先后经过若干个不同位置顺次进行加工。图9第九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六（复习）零件获得加工精度的方法

产品质量是企业的生命线，零件加工质量是保证产品质量的基础。加工质量指标分加工精度和加工表面质量。

加工精度指零件加工后实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数相符的程度。符合程度愈高，加工精度愈高。实际值与理想值之差称为加工误差。常用加工误差的大小来评价加工精度的高低。加工误差越小，加工精度越高。10第十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

零件的加工精度包括

尺寸精度、形状精度、位置精度通常尺寸精度要求高，形、位精度要求也高（1）获得尺寸精度的方法

1）试切法试切－测量－调整－加工…反复进行直到工件合格的加工方法。用于单件、小批生产。

2）调整法按零件规定的尺寸预先调整好刀具与工件的相对位置来保证加工表面尺寸的方法。用于成批、大量生产。

3）定尺寸刀具法用刀具的相应尺寸来保证加工的尺寸。生产率高，刀具制造复杂。用于各种生产。

4）自动控制法切削过程自动测量工件尺寸，自动补偿调整。11第十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六（2）获得形状精度的方法

1）轨迹法利用刀尖运动轨迹形成工件表面形状

2）成形刀具法由刀刃的形状形成工件表面形状

3）展成法由切削刃包络面形成工件表面形状（3）获得相互位置精度的方法主要由机床精度、夹具精度和工件的装夹精度来保证12第十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六1.生产类型生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生产纲领来划分。生产纲领N=Qn(1+a)(1+b)式中Q——产品的年产量；

n——单台产品中该零件的数量；

a——废品率，以百分数计；

b——备品率，以百分数计。三.生产类型与加工工艺过程P221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13第十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六三种生产类型：1)、单件生产2)、成批生产3)、大量生产

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。

成批地制造相同产品且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大小又分为小批、中批和大批生产三种。

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、螺钉、螺母等生产。见P222表6-3、6-414第十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六四.工艺规程的设计原则及原始资料

1、工艺规程的设计原则

（1）保证零件图纸上所有技术要求能实现。即保证质量；（2）保证高的生产率；（3）保证成本低，消耗要小；（4）保证良好的安全工作条件，尽量减轻工人的劳动强度。同夹具的设计原则相似！

15第十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六2、设计工艺规程必须具备的原始资料

（1）产品装配图、零件图；（2）产品验收质量标准；（3）产品的生产纲领（生产批量）；（4）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、工艺装备的规格性能及使用状况，工人技术水平以及自制工艺装备能力等资料；（6）工艺规程、工艺装备设计所用设计手册和有关标准；（7）国、内外先进制造技术资料等。

16第十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

第二节、机械加工工艺规程设计P225一、机械加工工艺规程设计的内容和步骤1、分析零件图和产品装配图；

在零件图上，分析零件尺寸的大小、什么形状及其尺寸、形状、位置的精度高低，表面粗糙度值，技术要求等。

2、零件图和装配图的工艺审查；尺寸全不全，技术要求、结构、材料的合理性，能否正常加工等。3、确定零件的生产类型，确定毛坯（铸件、焊件、型材）；4、拟定工艺路线（确定加工方法、加工顺序、夹具设计、热处理等），选择定位基面；

17第十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六5、确定各工序所用机床设备、工艺装备等；6、确定各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；8、确定各工序的切削用量和工时定额；9、进行经济分析。编制工艺文件。

参见P225表6-5零件机械加工结构工艺性的对比。18第十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六常用的机械加工工艺规程的三种形式

（1）综合工艺过程卡片P253表6-10

以工序为单位，列出零件加工的工艺路线和工序内容的概况。在单件、小批生产中使用。（2）机械加工工序卡片P255表6-12

针对某道工序制定的，详细标明该工序的加工表面、工序尺寸及公差、定位基准、装夹方式、刀具、工艺参数等信息，绘有工序图，用来具体指导工人操作的文件。用于大批量、成批生产中较重要的零件。

（2）机械加工工艺卡片P254表6-11

以工序为单位，列出零件加工的工序内容，包括切削用量、工艺装备情况。在成批生产中使用，通常编制的较详细的工艺文件。19第十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六二、制订机械加工工艺规程要解决的主要措施P2291.定位基准的选择（1）基准分类

1）设计基准表6-10综合工艺过程卡片见P253表6-12机械加工工序卡片见P25520第二十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

①工序基准

工序图上用来确定本工序的加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。

②定位基准用于工件定位的基准

③测量基准

④装配基准a.粗基准和精基准b.辅助基准（基面）2）工艺基准21第二十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。生产中可进一步分为：粗基准使用未经机械加工表面作为定位基准。该基准称为粗基准。辅助基准（基面）零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。与辅助不一样。精基准使用经过机械加工表面作为定位基准，该基准称为精基准。定位基准的分类22第二十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六工艺凸台（辅助基准）A向A小刀架上的工艺凸台选择基面的基本要求：1）各加工表面要有足够的加工余量；2）定位基面要足够大使定位稳定。23第二十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六a）b）c）◆保证加工表面与不加工表面相互位置要求——如果工件上加工面与不加工面有相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。◆保证重要表面加工余量均匀——如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。图粗基准选择比较1粗基准的选择P23024第二十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六25第二十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六图床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2

◆便于工件装夹——要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不得有锻造飞边、铸造浇、冒口等缺陷。不宜选用铸造分型面作粗基准。◆粗基准一般不得重复使用——同一尺寸方向上粗基准只能用一次。

1粗基准的选择26第二十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六2精基准的选择

图以顶面和两销孔定位

镗孔支架图置于箱体中部的吊架支承

吊架27第二十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六图主轴箱零件精基准选择2精基准的选择P230a、基准重合原则—选用被加工面工序基准作为定位精基准b、统一基准原则——应尽可能的选用统一的定位基准加工各工件表面以保证各表面间的位置精度。例如：加工轴，用中心孔做统一精基准加工各外圆表面，可方便地加工大多数（或全部）表面，并保证各外圆表面的同轴度、两端面的平行度、轴线与端面的垂直度。28第二十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

在实际生产中，经常使用的统一基准形式有：

1）轴类零件常使用两顶尖孔做统一基准；

2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；

3）盘、套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；

4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。采用统一基准原则好处：

1）有利于保证各加工表面之间的位置精度；

2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。

29第二十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

c、互为基准原则

轴径轴径锥孔图主轴零件精基准选择【例】主轴零件精基准选择互为基准和自为基准原则d、自为基准原则

【例】床身导轨面磨削加工图导轨磨削基准选择30第三十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

图浮动镗刀块1—工件2—镗刀块3—镗杆图外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图5-10）【例】浮动镗刀块镗孔（图5-11）31第三十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

*精基准的选择举例图摇杆零件图φ40φ12H7铸造圆角R3其余倒角1×45°60±0.059.5φ20H71.63.23.23.21.64018M83.2R12710±0.1ABDC1545【例5-1】选择图5-12所示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。

32第三十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅加基准基准分类归纳：粗基准选择一般应遵循以下原则：

1）保证加工表面与不加工表面相互位置要求（选不加工表面）

2）保证重要表面加工余量均匀

3）便于工件装夹原则

4）同方向上粗基准不得重复使用

精基准选择一般应遵循以下原则：

1）基准重合原则工序基准与定位基准重合

2）基准统一原则各工序的基准相同

3）互为基准原则两表面位置精度要求高时

4）自为基准原则加工余量小且均匀33第三十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

2.表面加工方法的选择

P232（1）尽量采用经济加工精度方案进行加工；（2）首先考虑主要表面的加工方案；（3）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；（4）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。零件结构形状多种多样，都是由基本表面组合而成。同一表面又有不同的加工方案，一般选择原则如下：表6-6、表6-7、表6-8为外圆、孔、平面的保证加工经济精度和表面粗糙度的加工方法。34第三十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

3.加工阶段的划分

P234

（1）粗加工阶段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）精加工阶段各主要表面达到零件图规定的质量要求。（4）光整加工阶段主要用于高精度、小粗糙度值要求的表面。35第三十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六划分加工阶段的原因：P235（1）保证加工质量粗加工余量大，较大夹紧力、切削力、切削热，工件会产生较大变形和加工误差，通过半精和精加工逐步纠正；（2）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；（3）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；（4）可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。36第三十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

4.工序的集中与分散P236

确定工序内容时有两种思路，即工序集中与分散工序集中的特点是：（1）可减少工件装夹次数，易保证位置精度；（2）工序数少，减少了设备数量、操作工人和生产占用面积；（3）可采用高效专用设备、工艺装备，提高加工精度和生产率；（4）设备的一次性投资大、工艺装备复杂37第三十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六工序分散的特点是：（1）设备、工装比较简单，调整、维护方便，生产准备工作量少。（2）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不高。（3）工序数多，设备数量多、操作人员多、占用生产面积大。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。38第三十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六5.加工顺序的安排

P236（1）机械加工顺序的安排

1）先基准面后其它：先加工基准

2）先主后次：先考虑安排主要表面的加工，再考虑安排次要表面的加工

3）先粗后精：

4）先面后孔：某表面有孔要加工。应先加工该孔的端面（平面），再加工该孔。

39第三十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六（2）热处理工序和表面处理工序的安排P2021）预备热处理

①退火和正火：安排在粗加工之前或后；②调质：安排粗加工后半精加工前；③时效：人工时效：工件加热550度，保温5小时，随炉冷；自然时效：将工件露天放置5个月以上，再使用。2）最终热处理

①淬火：半精加工后精加工前；淬火、渗碳、渗氮、②渗碳：半精加工后精加工前；后有变形，需在精加工③渗氮：半精加工或精加工后。消除；一般采用磨削。40第四十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六（3）其它工序的安排

1）检验工序

①粗加工结束后；②重要工序前后；③转向另车间前后；④全部加工结束后

2）去除毛刺

3）特种检验无损探伤、平衡试验

4）表面处理表面涂层、镀层、发蓝

5）洗涤防锈41第四十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制造成本。中小批量可选用通用工艺装备、数控设备；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要考虑投资的当前效益，还要考虑产品的改型及转产，应具有足够的柔性。

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；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。

6.机床与工艺装备的选择P237

42第四十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六总余量Z0与工序余量Zi

的关系：单边余量

（如平面加工）：对于非对称表面，其加工余量用单边余量Zb

表示

Zb=la-lb双边余量（如轴加工）：对于外圆、内圆等对称表面加工余量用双边余量2Zb表示一、加工余量及其影响因素1加工余量毛坯上留作加工用的材料层。第三节加工余量、工序间尺寸P23843第四十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

双边余量

外圆表面2Zb=da-db，内圆表面2Zb=Db-Da单边余量本道工序加工余量Zb=la-lb图6-744第四十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六工序尺寸公差一般按“入体原则”标注毛坯公差一般按“双向分布”标注

Zmax=la–(lb

–Tb)=Zb+

TbZmin=(la–

Ta)

–lb=Zb–

Ta工序余量变动范围（工序公差）

Tz=Zmax–Zmin=Tb+Ta由于各工序尺寸都有偏差，故实际切除的余量是变化的。工序余量又分为公称余量Zb、最大余量Zmax、最小余量Zmin对于被包容面，上偏差为0，本工序的公称余量

Zb=la-lb

上道工序尺寸本道工序尺寸加工方向图6-8包容面工序余量45第四十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸，本工序的公称余量

Zb=lb-la

Zmax=(lb

+Tb)–la=Zb+

TbZmin=lb–(la+Ta)

=Zb–

Ta工序余量变动范围

Tz=Zmax–Zmin=Tb+Ta图6-8包容面工序余量上道工序尺寸本道工序尺寸加工方向46第四十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六2、影响加工余量的因素P2391）上工序留下的表面粗糙度值Rya和表面缺陷层深度Ha

本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层全部切去，因此本工序余量必须包括Rya和Ha这两项因素。2）上工序的尺寸公差Ta

上工序加工表面存在形状误差，如平面度、圆柱度等，其总和不超过Ta

，为使本工序能切去这些误差，工序余量应包括Ta项。47第四十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六3）Ta值没有包括的上工序留下的空间位置误差

ρa工件上有些形位误差未包括在加工表面工序尺寸公差范围之内,在确定加工余量时，须考虑它们的影响，否则将无法去除上工序留下的表面缺陷层。

图6-11ρa48第四十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六4）本工序的装夹误差

ρ

b

如果本工序存在装夹误差（定位误差、夹紧误差），在确定本工序加工余量时还应考虑ρb的影响。

ρa与εb都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模进行余量计算。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：

对于双边余量：

2

49第四十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六3、加工余量的确定1）计算法掌握影响加工余量的各种因素具体数据的条件下，计算法比较科学，但目前统计资料较少。2）经验估计法为避免出现废品，估计的余量一般偏大，用于单件小批生产。3）查表法

以生产实践和实验研究为基础制成数据表格，查表并结合实际情况加以修正。查表法确定加工余量，方法简便，较接近实际，应用广泛。50第五十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

二.工序尺寸及其公差的确定P2411、工艺基准与设计基准重合同一表面经多次加工达到图纸尺寸要求，其中间工序尺寸根据零件图尺寸加上或减去工序余量即可得到，即从最后一道工序向前推算，得出相应的工序尺寸，一直推算到毛坯尺寸。见P232表6-6、表6-7、表6-8。2、工艺基准与设计基准不重合须通过工艺尺寸的计算才能得到，在工艺尺寸链中重点介绍。51第五十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六工序名称工序余量工序达到的经济精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差浮动镗孔0.11T7（H7）100Ф100精镗孔0.51T8（H8）100-0.1=99.9Ф99.9半精镗孔2.41T10（H10）99.9-0.5=99.4Ф99.4粗镗孔51T12（H12）99.4-2.4=97Ф97毛坯孔81T17（H17）97-5=92Ф92工序名称工序余量工序达到的经济精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差浮动镗孔0.11T7（H7）100Ф100精镗孔0.51T8（H8）100-0.1=99.9Ф99.9半精镗孔2.41T10（H10）99.9-0.5=99.4Ф99.4粗镗孔51T12（H12）99.4-2.4=97Ф97毛坯孔81T17（H17）97-5=92Ф92Ф92

+2.597-5=921T17（H17）8毛坯孔Ф97

+0.3599.4-2.4=971T12（H12）5粗镗孔Ф99.4

+0.1499.9-0.5=99.41T10（H10）2.4半精镗孔Ф99.9

+0.045100-0.1=99.91T8（H8）0.5精镗孔Ф100

+0.0351001T7（H7）2Zb＝

0.1浮动镗孔工序尺寸及偏差工序基本尺寸加工经济精度工序余量工序名称工序尺寸及其偏差0000-1例题

用查表法确定某箱体零件上孔的各工序尺寸、公差、工序余量，每道工序的加工方法按经济精度（参见P232表6-7）和公差定值，毛坯为带孔铸件，零件孔要求达到Φ100H7（+0.035）,Ra为0.8μm，材料为HT200。其工艺路线为粗镗→半精镗→精镗→精细镗。092-8＝74Ф74±552第五十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六按尺寸链在空间分布的位置关系，分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。在尺寸链中，以直线尺寸链——即全部组成环平行于封闭环的尺寸链用得最多。2、根据用途不同分为工艺尺寸链和装配尺寸链工艺尺寸链是由单个零件在工艺过程中由有关尺寸形成的；装配尺寸链指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链1、尺寸链：由相互联系、按一定顺序首尾相接排列的尺寸封闭组叫做尺寸链。组成尺寸链的每个尺寸叫尺寸链的环

第四节.工艺尺寸链P24253第五十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六3、极值法解工艺尺寸链A1和A2是在加工过程中直接获得，尺寸A0是间接保证的，A1、A2

和A0构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。

组成环：加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成环；封闭环：间接获得的尺寸A0称为封闭环，唯一的；增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环（如A2）叫增环；减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环（如A1）叫减环；1）工艺尺寸链的基本概念54第五十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六4、尺寸链的应用与计算P243（1）尺寸链计算时，常遇到三种类型的问题：1）已知全部组成环的极限尺寸，求封闭环基本尺寸及公差，称为“正计算”，结果唯一。2）已知封闭环的极限尺寸，求一个或几个组成环的极限尺寸，称为“反计算”。用于计算工序尺寸。3）已知封闭环及部分组成环求其余组成环的极限尺寸，称为“中间计算”。用于计算工序尺寸。在制定工艺规程时，由于基准不重合需要进行尺寸换算属于这类计算，结果不唯一，需优化计算。55第五十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六（2）尺寸链计算的关键：正确画出尺寸链图，找出封闭环，确定增环和减环①作尺寸链图按照加工顺序依次画出各工序尺寸及零件图中要求的尺寸，形成一个封闭的图形。②找封闭环根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0

为封闭环。③确定增环和减环可用以下简便的方法得到：从封闭环开始，给每一个环画出箭头，最后再回到封闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方向相反者为增环（如A2），箭头方向与封闭环方向相同者为减环（如A1）。56第五十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六（3）极限法解尺寸链的计算公式

用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：a)封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和，即

b)封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和，即c)封闭环的最小极限尺寸等于所有增环最小极限尺寸之和减去所有减环最大极限尺寸之和，即

57第五十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六d)封闭环的上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和，即

e)封闭环的下偏差等于所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和，即

f)封闭环的公差等于组成环公差之和，即58第五十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六例图6-13：工件1面已加工好，现以1面定位用调整法加工3面和2面，求工序尺寸A1和A2。

分析：工序尺寸A1；

工序尺寸A2基准不重合。用调整法加工2面，尺寸A0是加工过程中间接保证的，是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的是组成环。A1是增环、A2是减环。尺寸链示例59第五十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六尺寸链方程为：A2=A1-A0=30-20=10mm工序尺寸为：上偏差下偏差EI0=EIA1-ESA2ESA2=EIA1-EI0=[-0.2-(-0.3)]=+0.1mmES0=ESA1-EIA2EIA2=ESA1-ES0=[0-0.3)=-0.3mm工序尺寸为:60第六十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六封闭环的公差比任何一个组成环的公差都大，应尽量选择最不重要的尺寸作封闭环；为减小封闭环公差，应尽量减少组成环数及其公差。

封闭环具有封闭性和相关性：封闭环和组成环按一定要求相互连接一起构成封闭的尺寸链。封闭环和组成环相互之间有关。

61第六十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六例：如图活塞上加工销孔，要求保证尺寸A0，设计基准为活塞顶面。为加工方便常用B面定位，按工序尺寸A1加工销孔。试确定工序尺寸A1及其公差。（3）几种工艺尺寸链的分析与计算1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算解：①作出尺寸链图；②按照加工顺序确定封闭环A0

；③画箭头分出增环A2和减环A1；例题一：尺寸链计算

A1的基本尺寸A0=A2-A199=155-A1得A1=56mm

验算封闭环公差T0=T1+T2

T0

＜T2

修正T2=0.063

A1上偏差EIA0=EIA2–ESA1ESA1=(-0.063)-(-0.087)=0.024A1下偏差ESA0=ESA2–EIA1EIA1=0–0=0

故工序尺寸A1为：A1

=56+0.024mm062第六十二页，共八十一页，编辑于2023年，星期六例6-2：中间工序尺寸A1的计算齿轮内孔及键槽的加工顺序：工序1：镗内孔至Ф39.6+0.1mm;工序2：插键槽至尺寸A

；工序3：热处理—淬火；工序4：磨内孔至Ф40+0.05，同时保证键槽深度43.6+0.34mm；00063第六十三页，共八十一页，编辑于2023年，星期六基本尺寸A：A0=43.6=A+20–19.8A=43.4mm上偏差：ESA=0.34-0.025+0=+0.315mm下偏差：EIA=0-0+005=+0.05mm标注尺寸（入体标注）：

验算公差T0=T1+T3+T2

T1=

0.34–0.025–0.05=0.26564第六十四页，共八十一页，编辑于2023年，星期六*例题三：保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例轴颈衬套内孔Φ145表面需渗氮处理，渗氮层深度要求为0.3~0.5mm(单边0.3+0.2，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：工序1：初磨孔至Φ144.76+0.04；工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；工序3：终磨孔至Φ145+0.04,保证渗氮层深度为0.3~0.5mm，

试求终磨前渗氮层深度t及其公差。0000解：①作出尺寸链图；②按照加工顺序确定封闭环A0

；③画箭头分出增环A1、t和减环A2

；

1、渗氮深度t的计算

t基本尺寸

A0

=A1+t

-A20.6=144.76+t–145

得t

=0.84

验算公差

T0

=T1

+Tt+T2

Tt

=

0.4–0.04–0.04=0.32

t上偏差0.4=0.04+Est–0

ESt=0.4–0.04=0.36

t下偏差0=0+EIt–0.04

EIt=0.04双边渗氮深度t=0.84+0.36=0.88+0.32，单边渗层t

/2=0.44+0.16+0.040065第六十五页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

工序基准是尚待加工的设计基准1)拉内孔至；2)插键槽，保证尺寸x；试确定尺寸x的大小及公差。3)热处理建立尺寸链如图b

所示，H是间接保证的尺寸，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：4)磨内孔至，同时保证尺寸。a）b）图5-31键槽加工尺寸链【解】图5-31所示键槽孔加工过程如下：【例5-8】3）常见工艺尺寸链形式66第六十六页，共八十一页，编辑于2023年，星期六

讨论：在前例中，认为镗孔与磨孔同轴，实际上存在偏心。若两孔同轴度允差为φ0.05，即两孔轴心偏心为e=±0.025。将偏心e

作为组成环加入尺寸链（图5-32b）a）b）图5-32键槽加工尺寸链重新进行计算，可得到：4）常见工艺尺寸链形式67第六十七页，共八十一页，编辑于2023年，星期六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。时间定额由以下几部分组成：

1）基本时间tm*第五节、机械加工工艺的技术经济分析

2）辅助时间ta

装卸工件、开停机床、改变用量、测量尺寸、进退刀具

等

基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。tm=il

+l1+l2nf3）布置工作地时间ts润滑机床、清理切屑、收拾工具等4）休息和生理需要时间tr

单件时间tp为:tp

=tm+

ta+ts+tr5）准备与终结时间tbe

单件计算时间tpc为:tpc=tp

+

tbe/n68第六十八页，共八十一页，编辑于2023年，星期六*二、工艺成本P218通过比较不同工艺方案的生产成本选出最经济的加工方案。1.工艺成本的组成及计算可变费用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。不变费用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。零件加工全年工艺成本为:S=VN+C单件工艺成本为:St=V+C/N69第六十九页，共八十一页，编辑于2023年，星期六*2.工艺方案的经济评比（1）采用现有设备或基本投资相近

1）两方案多数工序同计算少数不同工序单件成本来评比St1=V1+C1/NSt2=V2+C2/N可直接计算比较或根据曲线进行比较N＜Nk时，可选方案2；

N＞Nk时，可选方案1图6-1970第七十页，共八十一页，编辑于2023年，星期六*（1）采用现有设备或基本投资相近

2）两方案多数工序不同少数同以全年工艺成本进行比较S1=V1N

+C1S2=V2N

+C2可直接计算比较或根据曲线进行比较

N＜Nk时，可选方案2；

N＞Nk时，可选方案1；

N=Nk时，

S1=S2，则

Nk=V1

－V2C2

－C1图6-

71第七十一页，共八十一页，编辑于2023年，星期六*（2）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，需要多长时间方能收回。回收期可用下式求得：T

==(S2－S1)+ΔQK1

－K2ΔS

+ΔQΔK式中

ΔK—基本投资差额；

ΔS—全年工艺成本节约额；

ΔQ—先进设备使产品上市快取得的全年增收总额

回收期越短，则经济效益越好。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；2）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，一般专用工艺装备标准回收期为2～3年，专用机床标准回收期为4～6