機(jī)械制造之工藝規(guī)程設(shè)計(jì)與制定(doc 41頁(yè)).doc

第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)與制定教學(xué)目標(biāo)與要求 了解工藝規(guī)程制定的原則與步驟 了解并掌握工件定位基準(zhǔn)的選擇及其定位 熟悉并掌握工序加工余量和工序尺寸的確定方法 掌握典型工藝尺寸鏈的解算方法教學(xué)重點(diǎn) 工件定位基準(zhǔn)的選擇及其定位 工序余量與工序尺寸的確定 典型工藝尺寸鏈的解算2.1 工藝規(guī)程制定的基本原則和步驟1制定工藝規(guī)程的原則制定工藝規(guī)程的總體原則是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高生產(chǎn)率和降低成本。同時(shí)，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，在規(guī)定的生產(chǎn)批量下采用最經(jīng)濟(jì)并能取得最好經(jīng)濟(jì)效益的加工方法，此外還應(yīng)保證工人具有良好而安全的勞動(dòng)條件。2制定工藝規(guī)程的原始資料 產(chǎn)品裝配圖和零件圖以及產(chǎn)品驗(yàn)收的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及投產(chǎn)批量、生產(chǎn)類型。 毛坯和半成品的資料、毛坯制造方法、生產(chǎn)能力及供貨狀態(tài)等。 現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件，包括工藝裝備及專用設(shè)備的制造能力、規(guī)格性能、工人技術(shù)水平及各種工藝資料和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)等。 國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料等。3制定工藝規(guī)程的步驟制定工藝規(guī)程的主要步驟如下。 計(jì)算零件生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 圖樣分析，主要進(jìn)行零件技術(shù)要求分析和結(jié)構(gòu)工藝性分析。 選擇毛坯，確定毛坯制造方法。 擬定工藝路線，選擇表面加工方法，劃分加工階段，安排加工順序等。 確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備。 確定各工序的加工余量及工序尺寸。 確定各工序的切削用量和工時(shí)定額。 填寫工藝文件，即填寫工藝過(guò)程卡、工藝卡、工序卡等。2.2 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析評(píng)價(jià)2.2.1 概念1零件表面組成零件的結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，但都是由一些基本表面和特形表面所組成?；颈砻嬷饕袃?nèi)外圓柱面、平面等；特形表面主要指成型表面。2零件表面組合情況分析對(duì)于零件結(jié)構(gòu)分析的另一方面是分析零件表面的組合情況和尺寸大小。組合情況和尺寸大小的不同，形成了各種零件在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工方案選擇上的差別。在機(jī)械制造業(yè)中，通常按零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝過(guò)程的相似性，將零件大體上分為軸類、箱體類、盤體類等。3零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)在保證使用要求的前提下，是否能以較高的生產(chǎn)率和最低的成本而方便地制造出來(lái)的特性。許多功能相同而結(jié)構(gòu)不同的零件，它們的加工方法與制造成本往往差別很大，所以應(yīng)仔細(xì)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。2.2.2 典型實(shí)例表2-1列出了常見(jiàn)零件機(jī)械加工工藝性對(duì)比的示例。表2-1零件機(jī)械加工工藝性對(duì)比序 號(hào)工藝性不合理工藝性合理說(shuō) 明1鍵槽的尺寸、方位相同，可在一次裝夾中加工出全部鍵槽，以提高生產(chǎn)效率2孔中心與箱體壁之間尺寸太小，無(wú)法引進(jìn)刀具3減少接觸面積，減少加工量，提高穩(wěn)定性4應(yīng)設(shè)計(jì)退刀槽，減少刀具或砂輪的磨損5鉆頭容易引偏或折斷6避免深孔加工，提高連接強(qiáng)度，節(jié)約材料，減少加工量續(xù)表序 號(hào)工藝性不合理工藝性合理說(shuō) 明7為減少刀具種類和換刀時(shí)間，應(yīng)設(shè)計(jì)為相同的寬度8為便于加工，槽的底面不應(yīng)與其他加工面重合9為便于加工，內(nèi)螺紋根部應(yīng)有退刀槽10為便于一次加工，生產(chǎn)效率高，凸臺(tái)表面應(yīng)處于同一水平面2.3 零件毛坯的選擇與確定 2.3.1 毛坯類型機(jī)械制造中常用的毛坯有以下幾種。1鑄件形狀復(fù)雜的毛坯宜采用鑄造方法制造。目前生產(chǎn)中的鑄件大多數(shù)是用砂型鑄造的，少數(shù)尺寸較小的優(yōu)質(zhì)鑄件可采用特種鑄造，如金屬型鑄造、離心鑄造、熔模鑄造和壓力鑄造等。2鍛件鍛件有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛件的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，要求工人的技術(shù)水平較高，適用于單件小批生產(chǎn)。模鍛件的加工余量小，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，但成本也高，適用于大批大量生產(chǎn)且小型鍛件。3型材下料件型材下料件是指從各種不同截面形狀的熱軋和冷拉型材上切下的毛坯件。如角鋼、工字鋼、槽鋼、圓棒料、鋼管、塑鋼等。熱軋型材的精度較低，適用于一般零件的毛坯。冷拉型材的精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中小型零件和自動(dòng)機(jī)床上加工零件的毛坯。型材下料件的表面一般不再加工，但需注意其規(guī)格。4焊接件焊接件是用焊接的方法將同種材料或不同種材料焊接在一起，從而獲得的毛坯，如焊條電弧焊、氬弧焊、氣焊等。焊接方法特別適宜于實(shí)現(xiàn)大型毛坯、結(jié)構(gòu)復(fù)雜毛坯的制造。焊接的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、效率高、成本低，但缺點(diǎn)是焊接變形比較大。2.3.2 毛坯選擇的方法在進(jìn)行毛坯選擇時(shí)，應(yīng)考慮下列因素。1零件材料的工藝性零件材料的工藝性是指材料的鑄造、鍛造、切削性和熱處理性能等以及零件對(duì)材料組織和力學(xué)性能的要求，例如材料為鑄鐵或青銅的零件，應(yīng)選擇鑄件毛坯。2零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸一般用途的階梯軸，如臺(tái)階直徑相差不大，單件生產(chǎn)時(shí)可用棒料；若臺(tái)階直徑相差較大，則宜用鍛件，以節(jié)約材料和減少機(jī)械加工量。大型零件毛坯受設(shè)備條件限制，一般只能用自由鍛件或砂型鑄造件；中小型零件根據(jù)需要可選用模鍛件或特種鑄造件。3生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選擇毛坯精度和生產(chǎn)率均高的先進(jìn)毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀、尺寸，以節(jié)約材料，減少機(jī)械加工量，由此而節(jié)約的費(fèi)用往往會(huì)超出毛坯制造所增加的費(fèi)用，以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。單件小批生產(chǎn)時(shí)，若采用先進(jìn)的毛坯制造方法，則所節(jié)約的材料和機(jī)械加工成本，相對(duì)于毛坯制造所增加的設(shè)備和專用工藝裝備費(fèi)用就得不償失了，故應(yīng)選擇毛坯精度和生產(chǎn)率均比較低的一般毛坯制造方法，如自由鍛和手工砂型鑄造等方法。4生產(chǎn)條件選擇毛坯時(shí)，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。在可能時(shí)，應(yīng)盡量組織外協(xié)，實(shí)現(xiàn)毛坯制造的社會(huì)專業(yè)化生產(chǎn)，以獲得好的經(jīng)濟(jì)效益。 5充分考慮利用新技術(shù)、新工藝和新材料隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用越來(lái)越多，精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可以大大減少機(jī)械加工量，節(jié)約材料并有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2.3.3 毛坯選擇實(shí)例 為使工件安裝穩(wěn)定，有些鑄件毛坯需要鑄出工藝搭子。工藝搭子在零件加工后應(yīng)切除。 為提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，對(duì)于一些類似圖2-1所示須經(jīng)鍛造的小零件，常將若干零件先鍛造成一件毛坯，經(jīng)加工之后再切割分離成單個(gè)零件。圖2-1 滑鍵的零件圖及毛坯圖 對(duì)于一些墊圈類較小零件，應(yīng)將多件合成一個(gè)毛坯，先加工外圓和切槽，然后再鉆孔切割成若干個(gè)零件，如圖2-2所示。圖2-2 墊圈的整體毛坯及加工2.4 工件的定位基準(zhǔn)與定位2.4.1 定位基準(zhǔn)的選擇工件在裝夾時(shí)必須依據(jù)一定的基準(zhǔn)，否則便無(wú)法實(shí)現(xiàn)正確定位與夾緊，為此先討論基準(zhǔn)的概念。1基準(zhǔn)的概念在零件的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中，確定生產(chǎn)對(duì)象上的某些點(diǎn)、線、面的位置時(shí)所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面就是基準(zhǔn)。按照作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)2大類。（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。就是設(shè)計(jì)工作圖上所采用的基準(zhǔn)。如齒輪的內(nèi)孔、外圓與分度圓的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是齒輪的軸線，兩端面可以互為基準(zhǔn)。（2）工藝基準(zhǔn)。就是加工或裝配過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)。它又分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 工序基準(zhǔn)：工序圖上用來(lái)確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準(zhǔn)。 定位基準(zhǔn)：就是在加工中用作定位的基準(zhǔn)。 測(cè)量基準(zhǔn)：就是測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。 裝配基準(zhǔn)：裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件間相互位置所選用的基準(zhǔn)。 本節(jié)僅重點(diǎn)介紹定位基準(zhǔn)。2定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。在起始工序中，只能選用未經(jīng)加工過(guò)的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)在同一方向只允許使用一次。粗基準(zhǔn)的選擇，主要考慮如何保證加工表面與不加工表面之間的位置和尺寸要求，加工表面的加工余量是否均勻和足夠，以及減少裝夾次數(shù)等。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)堅(jiān)持如下原則。 如果零件上有一個(gè)不需要加工的表面，在該表面能夠被利用的情況下，應(yīng)盡量選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 如果零件上有幾個(gè)不需要加工的表面，應(yīng)選擇其中與加工表面有較高位置精度要求的不加工表面作為第1次裝夾的粗基準(zhǔn)。 如果零件上所有表面都需要機(jī)械加工，則應(yīng)選擇加工余量最小的毛坯表面作為粗基準(zhǔn)。圖2-3 粗基準(zhǔn)選擇示例 同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)只能使用一次。 粗基準(zhǔn)要選擇平整、面積大的表面。如圖2-3所示，內(nèi)孔和端面需要加工，外圓表面不需要加工。鑄造時(shí)內(nèi)孔B與外圓A之間有偏心。為保證加工后零件的壁厚均勻，即內(nèi)、外圓同心度好，應(yīng)以不加工表面A作為粗基準(zhǔn)來(lái)加工內(nèi)孔B（采用三爪卡盤夾持外圓）；若以內(nèi)孔B作為粗基準(zhǔn)（用四爪卡盤夾持外圓，然后按內(nèi)孔找正定位），則加工后內(nèi)孔與外圓不同軸，壁厚必然不均勻。如圖2-4所示的機(jī)床床身，要求導(dǎo)軌面應(yīng)有較好的耐磨性，以保持其導(dǎo)向精度。由于鑄造時(shí)的澆注位置（床身導(dǎo)軌面朝下）決定了導(dǎo)軌面處的金屬組織均勻而致密，為此，應(yīng)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，先加工床腿底面，如圖2-4（a）所示；然后再以床腿底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，如圖2-4（b）所示，這樣就能保證導(dǎo)軌面的加工余量小而均勻。如圖2-5所示，以表面B為粗基準(zhǔn)加工表面A之后，若仍以表面B為粗基準(zhǔn)來(lái)加工表面C，由于作為粗基準(zhǔn)的毛坯表面一般精度比較低，兩次裝夾會(huì)出現(xiàn)較大誤差，故不能保證工件軸心線在前后兩次裝夾中位置的一致性，則必然導(dǎo)致加工后的表面A與C之間產(chǎn)生較大的同軸度誤差。 圖2-4 機(jī)床床身加工的粗基準(zhǔn)選擇 圖2-5 粗基準(zhǔn)重復(fù)使用示例（2）精基準(zhǔn)的選擇。用加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)，便稱為精基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)堅(jiān)持以下5個(gè)原則。 基準(zhǔn)重合原則：以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，可避免基準(zhǔn)不重合誤差，用調(diào)整法加工零件時(shí)，如果基準(zhǔn)不重合，將出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差。所謂調(diào)整法，是指預(yù)先調(diào)整好刀具與機(jī)床的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過(guò)程中保持這種相對(duì)位置不變的加工方法。與之相對(duì)應(yīng)的是試切法加工，即試切測(cè)量調(diào)整再試切，循環(huán)反復(fù)直至達(dá)到零件尺寸要求。試切法適用于單件小批生產(chǎn)下的逐個(gè)零件的加工。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來(lái)加工工件上的各個(gè)加工表面，以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來(lái)的誤差，它有利于保證各表面的位置精度，可簡(jiǎn)化工藝規(guī)程和夾具的設(shè)計(jì)與制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。典型的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則主要體現(xiàn)在軸類零件、盤類零件和箱體類零件。軸的精基準(zhǔn)為軸兩端的中心孔；齒輪是典型的盤類零件，常以中心孔及個(gè)端面為精基準(zhǔn)；而箱體類零件常以一個(gè)平面及平面上2個(gè)定位用的工藝孔為精基準(zhǔn)。 自為基準(zhǔn)原則：當(dāng)某些精加工表面要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇該加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以提高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。圖2-4所示的機(jī)床床身零件在最后精磨床身導(dǎo)軌面時(shí)，經(jīng)常在磨頭上裝上百分表，床身置于可調(diào)支承上，以導(dǎo)軌面本身為基準(zhǔn)進(jìn)行找正定位，來(lái)保證導(dǎo)軌面與磨床工作臺(tái)平行，然后進(jìn)行磨削加工，這樣可使磨削余量小而均勻，以利于提高導(dǎo)軌面的加工質(zhì)量與磨削生產(chǎn)率。自為基準(zhǔn)原則在生產(chǎn)中有著較多的運(yùn)用，如拉孔、浮動(dòng)鉸孔、珩磨孔以及攻螺紋等，這些都是以加工面本身作為定位基準(zhǔn)的實(shí)例。 互為基準(zhǔn)原則：若工件上存在2個(gè)相互位置精度有要求的表面時(shí)，那么在加工中讓這2個(gè)表面互相作為定位基準(zhǔn)，反復(fù)加工另一個(gè)面，便稱為互為基準(zhǔn)原則?；榛鶞?zhǔn)原則不僅符合基準(zhǔn)重合原則，而且在反復(fù)加工過(guò)程中可使兩加工表面獲得高的位置精度，且使加工余量小而均勻。所以一些同軸度或平行度等相互位置精度要求較高的精密零件在加工中經(jīng)常采用這一原則。圖2-6 基準(zhǔn)重合示例 保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊安全可靠，操作方便、省力的原則：如圖2-6所示，表面A、B及底面D已經(jīng)加工過(guò)，要加工表面C。為了遵循基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選擇加工面C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面A作為定位基準(zhǔn)。這樣按調(diào)整法加工時(shí)，表面C對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A的位置精度的保證，只要C面對(duì)A面的平行度誤差不超過(guò)0.05mm，位置尺寸L1的加工誤差不超過(guò)其設(shè)計(jì)公差，就能保證加工精度。但是，當(dāng)表面C的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不是A面而是B面時(shí)，若仍以A面作為定位基準(zhǔn)，就違背了基準(zhǔn)重合原則，則必然要產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。2.4.2 工件定位原理1六點(diǎn)定位原理任何一個(gè)自由剛體，在空間均有6個(gè)自由度，即沿空間坐標(biāo)軸x、y、z3個(gè)方向的移動(dòng)和繞此三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。工件定位的實(shí)質(zhì)就是限制工件的自由度。若在x-y平面上設(shè)置3個(gè)不共線的抽象支承點(diǎn)（如圖2-7所示點(diǎn)1、2、3），工件緊靠在這3個(gè)支承點(diǎn)上，便限制了工件的、3個(gè)自由度；在x-z平面上設(shè)置2個(gè)抽象支承點(diǎn)4、5（在理論上這2點(diǎn)盡量相距遠(yuǎn)一點(diǎn)，它們的連線與x-y平面平行），工件緊靠這2個(gè)支承點(diǎn)便可限制、2個(gè)自由度；在y-z平面上設(shè)置1個(gè)支承點(diǎn)6，工件靠向它便限制了自由度。由此可見(jiàn)，工件安裝時(shí)要緊靠機(jī)床工作臺(tái)或夾具上的這6個(gè)支承點(diǎn)，它的6個(gè)自由度即被全部限制，工件便獲得一個(gè)完全確定的位置。工件定位時(shí)，用夾具上合理分布的6個(gè)支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)相接觸來(lái)限制其6個(gè)自由度，使其位置完全確定，稱為六點(diǎn)定位原理。六點(diǎn)定位原理是工件定位的基本法則。用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，這些支承點(diǎn)應(yīng)是具有一定形狀的幾何體，這些限制工件自由度的幾何體就是定位元件。圖2-7 工件六點(diǎn)定位原理關(guān)于六點(diǎn)定位原理作以下2點(diǎn)說(shuō)明。 6個(gè)支承點(diǎn)必須適當(dāng)分布。若3個(gè)支承點(diǎn)分布在一直線上，就不會(huì)限制3個(gè)自由度；若不在一條線上的3個(gè)支承點(diǎn)所形成的三角形面積越大，則定位就越穩(wěn)定。 工件與定位支承點(diǎn)相接觸就實(shí)現(xiàn)了定位，至于工件在加工過(guò)程中始終保持已定好的位置不變則是靠夾緊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另外，若認(rèn)為工件定位后夾緊前在支承點(diǎn)的反方向仍有移動(dòng)的可能性，便認(rèn)為定位不確定，這種理解是錯(cuò)誤的。在實(shí)際生產(chǎn)中，定位支承點(diǎn)總是以具體定位元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此直接分析各種定位元件所能限制的自由度，以及它們的組合所能限制的自由度，對(duì)研究定位問(wèn)題更具有實(shí)際意義。表2-2列出了常用定位元件所能限制的自由度。表2-2常用定位元件所能限制的自由度工件的定位面夾具的定位元件平面支承釘定位情況1個(gè)支承釘2個(gè)支承釘3個(gè)支承釘圖示限制自由度支承板定位情況1塊條形支承板2塊條形支承板1塊矩形支承板圖示限制自由度續(xù)表工件的定位面夾具的定位元件孔圓柱銷定位情況短圓柱銷長(zhǎng)圓柱銷2段短圓柱銷圖示限制自由度圓錐銷定位情況固定錐銷浮動(dòng)錐銷固定錐銷與浮動(dòng)錐銷組合圖示限制自由度 心軸定位情況長(zhǎng)圓柱心軸短圓柱心軸小錐度心軸圖示限制自由度外圓柱面V形塊定位情況1塊短V形塊2塊短V形塊1塊長(zhǎng)V形塊圖示限制自由度定位套定位情況1個(gè)短定位套2個(gè)短定位套1個(gè)長(zhǎng)定位套圖示限制自由度圓錐面錐頂尖及錐度心軸定位情況固定頂尖浮動(dòng)頂尖錐度心軸圖示限制自由度 2工件自由度的限制 工件定位時(shí)，影響加工精度要求的自由度必須限制，不影響加工精度要求的自由度可限制也可不限制，具體視加工情況而定。因此，按照工件加工要求確定工件必須限制的自由度數(shù)是工件定位中首要解決的問(wèn)題。（1）完全定位與不完全定位。加工時(shí)工件的6個(gè)自由度被完全限制的定位稱為完全定位。但生產(chǎn)中并不是所有工序都需要采用完全定位的方式，究竟應(yīng)該限制幾個(gè)自由度和哪幾個(gè)自由度，應(yīng)由工件的加工要求來(lái)決定。工件的6個(gè)自由度沒(méi)有被完全限制的現(xiàn)象便稱為不完全定位。例如在一個(gè)長(zhǎng)軸上銑一個(gè)兩頭不通的鍵槽，加工要求除了鍵槽本身的寬度、深度和長(zhǎng)度外，還需保證槽距軸端的尺寸及槽對(duì)外圓軸線的對(duì)稱度，此時(shí)除繞工件軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度不需限制外，其余5個(gè)自由度均需限制。再如在平面磨床上磨削平板型零件的平面時(shí)，也是一個(gè)不完全定位的例子。（2）欠定位與過(guò)定位。在工件加工中應(yīng)該限制的自由度而沒(méi)有被限制的現(xiàn)象，稱為欠定位。我們知道，在滿足加工要求的前提下，采用不完全定位是允許的。但是根據(jù)加工要求應(yīng)該限制的自由度而沒(méi)有被限制的現(xiàn)象是絕對(duì)不允許的，因?yàn)榍范ㄎ皇遣荒鼙ＷC加工要求的。工件的某個(gè)自由度被重復(fù)限制的現(xiàn)象稱為過(guò)定位。圖2-8所示為加工連桿小頭孔時(shí)的定位方式。圖2-8（a）所示為定位正確，短圓柱銷1限制了、 2個(gè)移動(dòng)自由度，支承面3限制了 3個(gè)自由度，擋銷2限制了自由度，這是一個(gè)完全定位；圖2-8（b）所示為過(guò)定位，因?yàn)殚L(zhǎng)圓柱銷限制了工件、 4個(gè)自由度，而支承面限制了工件、 3個(gè)自由度，其中自由度被重復(fù)限制。在定位元件與工件制造精度不高的情況下，過(guò)定位一方面會(huì)使工件無(wú)法裝入夾具中；另一方面即使工件裝在夾具上，夾緊時(shí)也會(huì)引起工件或夾具定位元件的變形，以致無(wú)法保證工件的加工精度。 圖2-8 連桿的定位分析 圖2-9 跟刀架過(guò)定位圖1短圓柱銷；2擋銷；3支承面2.5 工藝路線的擬定2.5.1 表面加工方法的選擇零件上各種典型表面都有多種加工方法（車、銑、刨、磨、鏜、鉆等），但每種加工方法所能達(dá)到的加工精度和表面粗糙度相差較大。在擬定零件機(jī)械加工工藝路線時(shí)，表面加工方法的選擇應(yīng)根據(jù)零件各表面所要求的加工精度和表面粗糙度，應(yīng)盡可能選擇與經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度相適應(yīng)的加工方法。1經(jīng)濟(jì)加工精度所謂經(jīng)濟(jì)加工精度（簡(jiǎn)稱經(jīng)濟(jì)精度），是指在正常生產(chǎn)條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間），采用某種加工方法所能達(dá)到的加工精度。各種加工方法都有一個(gè)經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度的范圍。選擇表面加工方法時(shí)，應(yīng)使工件的加工要求與之相適應(yīng)。各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度詳見(jiàn)表2-3、表2-4和表2-5。表2-3外圓加工的方法加 工 方 法加 工 性 質(zhì)加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）表面粗糙度Ra/mm車粗車13128010半精車1110102.5精車8751.25金剛石車651.250.02外磨粗磨98101.25半精磨872.50.63精磨761.250.16精密磨650.320.08鏡面磨50.080.008研磨粗研650.630.16精研50.320.04超精加工精50.320.08精密50.160.01砂帶磨精磨650.160.02精密磨50.040.01滾壓761.250.16表2-4孔加工方法加 工 方 法加 工 性 質(zhì)加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）表面粗糙度Ra/mm鉆實(shí)心材料1211202.5擴(kuò)粗?jǐn)U122010鑄或沖孔后一次擴(kuò)1211精擴(kuò)10102.5鉸半精鉸1110105精鉸9851.25細(xì)鉸761.250.32拉粗拉111052.5精拉972.50.63鏜粗鏜122010半精鏜1110 5精鏜10851.25細(xì)鏜761.250.32內(nèi)磨粗磨9101.25精磨871.250.32珩粗珩651.250.32精珩50.320.04研粗研651.250.32精研50.320.01滾壓870.630.16表2-5平面加工方法加 工 方 法加 工 性 質(zhì)加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）表面粗糙度Ra/mm周銑粗銑1211205精銑1051.25端銑粗銑1211205精銑10950.63車半精車1110105精車9102.5細(xì)車（金剛石車）871.250.63刨粗刨12112010精刨109102.5寬刃精刨971.250.32平磨粗磨952.5半精磨872.51.25精磨70.630.16精密磨60.160.016刮研手工刮研1020點(diǎn)/25mm25mm1.250.16研磨粗研760.630.32精研50.320.082選擇表面加工方法應(yīng)考慮的主要因素在選擇表面加工方法時(shí)，除應(yīng)保證加工表面的加工精度和表面粗糙度外，還應(yīng)綜合考慮如下因素。（1）工件材料的性質(zhì)。加工方法的選擇常要受到工件材料性質(zhì)的限制。例如淬火鋼的精加工要用到磨削，而有色金屬的精加工不宜采用磨削（易堵塞砂輪），通常采用金剛鏜或高速精細(xì)車等高速切削方法。（2）工件的形狀和尺寸。形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件，其上的孔一般不采用拉削或磨削，應(yīng)采用鏜削；直徑較大（d60mm的孔）或長(zhǎng)度較短的孔，宜選鏜削；孔徑較小時(shí)宜采用鉸削。（3）生產(chǎn)類型。加工方法的選擇應(yīng)與生產(chǎn)類型相適應(yīng)，對(duì)于大批大量生產(chǎn)，應(yīng)盡可能選用專用高效率的加工方法，如平面和孔的加工選用拉削方法；而單件小批生產(chǎn)應(yīng)盡量選擇通用設(shè)備和常用刀具進(jìn)行加工，如平面采用刨削或銑削，但刨削因生產(chǎn)率低，在成批生產(chǎn)以上逐步被銑削所代替。對(duì)于孔加工來(lái)說(shuō)，因鏜削刀具簡(jiǎn)單，在單件小批生產(chǎn)中得到廣泛地應(yīng)用。（4）具體生產(chǎn)條件。工藝人員必須熟悉企業(yè)的現(xiàn)有加工設(shè)備及其工藝能力，工人的技術(shù)水平，以及利用新工藝、新技術(shù)的可能性等。只有做到熟練掌握，方能充分利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝手段，挖掘企業(yè)潛能。3各種表面的典型加工路線在綜合考慮各種因素而選擇某種加工方法后，即可擬定它們的預(yù)加工方案，以及熱處理工序的適當(dāng)插入。下面介紹幾種典型表面的加工路線。（1）外圓表面的加工路線。 粗車半精車精車：常用材料，中等要求的工作表面。 粗車半精車粗磨精磨：需要淬硬的材料，要求較高的工作表面。 粗車半精車精車金剛石車：要求高的銅、鋁等合金工件。 粗車半精車粗磨光整加工或（超）精密加工：黑色金屬材料，表面精度、粗糙度要求質(zhì)量高的表面。外圓表面加工路線如圖2-10所示。圖2-10 外圓表面的加工路線（2）孔加工路線?？准庸こＳ玫募庸ぢ肪€如下。 鉆孔擴(kuò)孔鉸精鉸：主要用于中、小直徑（d50mm）的精密孔。 鉆或擴(kuò)（粗鏜）粗拉精拉：用于大量生產(chǎn)中尺寸中等的孔、花鍵孔或帶鍵槽的孔。 鉆或粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)鏜金剛鏜：廣泛用于箱體零件的孔系加工、有色金屬零件的精密孔的加工，具有高的生產(chǎn)率。 鉆或粗鏜半精鏜粗磨精磨珩磨或研磨：主要用于淬硬零件或要求高的零件?？准庸こＳ眉庸ぢ肪€如圖2-11所示。圖2-11 孔加工路線（3）平面加工路線。平面加工方法主要是銑削、刨削和磨削，其加工路線有如下4條。 粗銑半精銑精銑高速銑：用于精度和粗糙度要求高的平面加工，生產(chǎn)率高。 粗刨半精刨精刨刮或研磨：多用于單件、小批生產(chǎn)，生產(chǎn)率低。 粗銑（刨）半精銑（刨）粗磨精密磨、導(dǎo)軌磨、研磨、砂帶磨：主要用于淬硬零件和精度要求高、表面粗糙度值要求小的平面加工。 粗拉精拉：用于大量生產(chǎn)，尤其適用于冷拉鑄件。平面加工路線如圖2-12所示。圖2-12 平面加工路線2.5.2 加工階段的劃分粗加工階段：主要切除各加工表面的大部分加工余量。此階段應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率。半精加工階段：完成次要表面的終加工，并為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。精加工階段：保證各主要表面達(dá)到圖樣的全部技術(shù)要求，此階段的主要問(wèn)題是保證加工質(zhì)量。超精加工階段：當(dāng)零件上有要求特別高的表面時(shí)，需在精加工之后再用精密磨削、金剛石車削、金剛鏜、研磨、珩磨、拋光或無(wú)屑加工等達(dá)到圖樣要求的精度。2.5.3 加工順序的確定1機(jī)械加工順序的安排原則一般原則如下。 先粗后精。即粗加工半精加工精加工，最后安排主要表面的終加工。 先主后次。零件的主要工作表面、裝配基準(zhǔn)應(yīng)先加工，以便盡快為后續(xù)工序的加工提供精基準(zhǔn)。 先面后孔。這是因?yàn)槠矫娑ㄎ槐容^穩(wěn)定可靠，故對(duì)于箱體、支架、連桿等類平面輪廓尺寸較大的零件，一般先加工平面，然后以平面定位再去加工孔。 基面先行。在各階段中，先加工基準(zhǔn)面，然后以其定位去加工其他表面。此外，除用作基準(zhǔn)的表面外，精度越高、粗糙度Ra值越小的表面應(yīng)放在后面加工，以防鐵屑等劃傷。2熱處理工序的安排熱處理工序在工藝路線中的位置安排，主要由零件的材料及熱處理的目的來(lái)決定。為了改善工件材料的切削加工性、消除殘余應(yīng)力，正火和退火常安排在粗加工之前；若為最終熱處理作組織準(zhǔn)備，則調(diào)質(zhì)處理一般安排在粗加工與精加工之間進(jìn)行；時(shí)效處理用以消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；為了提高零件的強(qiáng)度，表面硬度和耐磨性及防腐等，淬火及滲碳淬火（淬火后應(yīng)回火）、氰化、氮化等應(yīng)安排在精加工磨削之前進(jìn)行；對(duì)于某些硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)處理也可作為最終熱處理，其工序位置應(yīng)安排在精加工之前進(jìn)行；表面裝飾性發(fā)藍(lán)、鍍層處理，應(yīng)安排在全部機(jī)械加工完后進(jìn)行。3輔助工序的安排（1）檢驗(yàn)工序。為了確保工件的加工質(zhì)量，應(yīng)合理安排檢驗(yàn)工序。通常在重要關(guān)鍵工序前后，各加工階段之間及工藝過(guò)程的最后均應(yīng)安排檢驗(yàn)工序。（2）劃線工序。在單件、小批生產(chǎn)中，對(duì)一些形狀復(fù)雜的鑄件，為了在機(jī)械加工中安裝方便，并使工序余量均勻，應(yīng)安排劃線工序。（3）去毛刺和清洗。切削加工后在零件表層或內(nèi)部有時(shí)會(huì)留下毛刺，它們將會(huì)影響裝配質(zhì)量甚至影響產(chǎn)品的性能，應(yīng)專門安排去毛刺工序。工件在裝配前，應(yīng)安排清洗工序。清洗一方面要去掉黏附在工件表面上的砂粒；另一方面要清洗掉易使工件發(fā)生銹蝕的物質(zhì)，例如切削液含有的硫、氯等物質(zhì)。（4）特殊需要的工序。如平衡應(yīng)安排在零件或部件完成后。退磁工序則一般安排在精加工之后、終檢之前。2.5.4 工序的集中與分散在選定零件各表面的加工方法及加工順序之后，制定工藝路線時(shí)可采用2種完全相反的原則，一是工序集中原則，另一是工序分散原則。所謂工序集中原則，就是每一工序中盡可能包含多的加工內(nèi)容，從而使工序的總數(shù)減少，實(shí)現(xiàn)工序集中；而工序分散原則正好與工序集中原則含義相反。工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，在制定工藝路線時(shí)，究竟采用哪種原則須視具體情況決定。1工序集中的優(yōu)點(diǎn) 可減少工件的裝夾次數(shù)。在一次裝夾下即可把各個(gè)表面全部加工出來(lái)，有利于保證各表面之間的位置精度和減少裝夾次數(shù)。尤其適合于表面位置精度要求高的工件的加工。 可減少機(jī)床數(shù)量和占地面積，同時(shí)便于采用高效率機(jī)床加工，有利于提高生產(chǎn)率。 簡(jiǎn)化了生產(chǎn)組織計(jì)劃與調(diào)度工作。因?yàn)楣ば蛏?、設(shè)備少、工人少，自然便于生產(chǎn)的組織與管理。工序集中的最大不足之一是不利于劃分加工階段；二是所需設(shè)備與工裝復(fù)雜，機(jī)床調(diào)整、維修費(fèi)時(shí)，投資大，產(chǎn)品轉(zhuǎn)型困難。工序分散的優(yōu)點(diǎn)與不足正好與上述相反。其優(yōu)點(diǎn)是工序包含的內(nèi)容少，設(shè)備工裝簡(jiǎn)單、維修方便，對(duì)工人的技術(shù)水平要求較低，在加工時(shí)可采用合理的切削用量，更換產(chǎn)品容易；缺點(diǎn)是工藝路線較長(zhǎng)。2工序集中與工序分散的實(shí)際應(yīng)用在擬定工藝路線時(shí)，工序集中或分散影響整個(gè)工藝路線的工序數(shù)目。具體選擇時(shí)，依據(jù)如下。（1）生產(chǎn)類型。對(duì)于單件、小批生產(chǎn)，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程、減少工藝裝備，應(yīng)采用工序集中。尤其數(shù)控機(jī)床和加工中心的廣泛使用，多品種小批量產(chǎn)品幾乎全部采用了工序集中；中批生產(chǎn)或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控機(jī)床不足時(shí)，為便于裝夾、加工檢驗(yàn)，并能合理均衡地組織生產(chǎn)，宜采用工序分散的原則。（2）零件的結(jié)構(gòu)、大小和重量。對(duì)于尺寸和重量大、形狀又復(fù)雜的零件，宜采用工序集中，以減少安裝與搬運(yùn)次數(shù)。為了使用自動(dòng)機(jī)床，中、小尺寸的零件，多數(shù)也采用了工序集中。（3）零件的技術(shù)要求與現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備條件。零件上技術(shù)要求高的表面，需采用高精度設(shè)備來(lái)保證其質(zhì)量時(shí)，可采用工序分散的原則；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)為數(shù)控機(jī)床和加工中心，此時(shí)應(yīng)采用工序集中原則；零件上某些表面的位置精度要求高時(shí)，加工這些表面易采用工序集中的方案。2.6 工序內(nèi)容的擬定2.6.1 機(jī)床工藝裝備的選擇1機(jī)床的選擇 根據(jù)零件加工的每一道工序選擇機(jī)床時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持下列幾項(xiàng)原則。 機(jī)床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)。 機(jī)床的加工精度必須與被加工零件的精度等級(jí)相適應(yīng)。尺寸精度高、表面粗糙度要求小的零件應(yīng)選精度高的機(jī)床；反之，選精度低的機(jī)床。 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。單件小批生產(chǎn)以選用通用機(jī)床為宜，成批大量生產(chǎn)以選用專用機(jī)床、組合機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床為宜。 機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有生產(chǎn)條件相適應(yīng)。除了新廠投產(chǎn)以外，一般應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，盡量發(fā)揮原有設(shè)備的作用。 在多品種小批量且工件精度要求高的生產(chǎn)中，應(yīng)優(yōu)先選用數(shù)控機(jī)床和加工中心，這樣一方面精度容易保證；另一方面會(huì)減少大量工藝裝備的設(shè)計(jì)。2工藝裝備的選擇工藝裝備的選擇主要是對(duì)夾具、刀具和量具的選擇。具體選擇原則如下。（1）夾具的選擇。在單件小批生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用通用夾具或組合夾具，這有利于制造成本的降低；在成批大量生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)加工要求設(shè)計(jì)制造專用夾具，這對(duì)保證加工精度、提高生產(chǎn)效率和降低加工成本是極其重要的。（2）刀具的選擇。在生產(chǎn)中能否合理選用刀具的類型、結(jié)構(gòu)、尺寸和刀片材料等，對(duì)于改善切削加工條件等具有十分重要的意義。具體選擇原則如下。 單件小批生產(chǎn)，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)刀具；大批大量生產(chǎn)或按工序集中的原則組織生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選用專用刀具和復(fù)合刀具等，以獲得高的生產(chǎn)效率。 不同的工藝方案，要選用不同類型的刀具。例如孔的加工可采用鉆擴(kuò)鉸，也可以采用鉆粗鏜精鏜等。顯然，工藝方案不同，所選用的刀具類型也就不同。 根據(jù)工件的材料和加工性質(zhì)確定刀具的材料。例如車削鑄鐵等脆性材料時(shí)，一般選用YG類硬質(zhì)合金；加工鋼料時(shí)，一般選用YT類硬質(zhì)合金。工件的形狀和尺寸不同時(shí)，就應(yīng)選擇與其相適應(yīng)的刀具結(jié)構(gòu)及尺寸，例如加工梯形槽，就應(yīng)選擇梯形銑刀，加工成形面一般選成形銑刀。（3）量具的選擇。選擇量具時(shí)，首先要考慮所要檢驗(yàn)工件的精度，以便正確地反映工件的實(shí)際加工情況。關(guān)于量具的類型，則主要取決于生產(chǎn)的類型。在單件小批生產(chǎn)時(shí)，廣泛采用通用量具。在大批大量生產(chǎn)中，主要采用專用量具，例如極限量規(guī)等，有時(shí)也采用自動(dòng)檢驗(yàn)量具以提高生產(chǎn)率。2.6.2 加工余量和工序尺寸的確定加工余量是指在機(jī)械加工過(guò)程中從加工表面上切除的金屬層厚度。加工余量的大小直接影響著生產(chǎn)率和加工成本的高低。若毛坯的余量過(guò)大，一是浪費(fèi)材料，二是增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量，從而使生產(chǎn)率下降，產(chǎn)品成本增高；反之，若余量過(guò)小，一方面提高了對(duì)毛坯的要求使加工困難，另一方面會(huì)因余量過(guò)小而使安裝困難，甚至造成廢品。1總加工余量和工序余量（1）總加工余量和工序余量。為了獲得零件上某一表面所要求的精度和表面粗糙度，從毛坯相應(yīng)的表面上切去的全部多余金屬層，便為該表面的總加工余量。在完成一道工序時(shí)，從某一表面上所切去的金屬層即為工序余量，如圖2-13所示?？偧庸び嗔颗c工序余量的關(guān)系如下：（2-1）式中，ZS總加工余量；Zi工序余量；n 工序數(shù)目。 在設(shè)計(jì)工藝過(guò)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)各工序的性質(zhì)來(lái)確定工序余量，進(jìn)而求出各工序尺寸。但在加工過(guò)程中，由于工序尺寸有公差，因此工序余量有最大工序余量和最小工序余量之分，如圖2-14所示。其最大工序余量Zmax與最小工序余量Zmin計(jì)算如下：（2-2）（2-3） 圖2-13 加工余量與工序余量 圖2-14 加工余量及公差（2-4）式中，Z工序余量；Li1、Li上、下兩道工序的工序尺寸;Ti1、Ti上、下兩道工序尺寸的公差。（2）影響工序余量的因素。在確定工序余量時(shí)，應(yīng)考慮下列幾方面的因素。 前道工序的表面質(zhì)量：前一道工序形成的表面粗糙度、輪廓最大高度和表面缺陷層深度，應(yīng)在本工序加工中切除，如圖2-15所示。 上道工序尺寸的公差：如圖2-14加工余量及公差所示，上道工序尺寸公差的大小對(duì)本工序余量有直接的影響，也就是說(shuō)，上道工序的公差越大，本工序余量變化就越大。 前道工序的形狀和位置公差：當(dāng)工件上有些形狀和位置偏差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)時(shí)，這些誤差就必須在本工序的加工中糾正，本工序加工余量中必須包括ea，否則加工后必然為廢品，如圖2-16所示。 圖2-15 工件的加工表面層 圖2-16 軸線彎曲對(duì)加工余量的影響 本工序的安裝誤差：安裝誤差包括工件的定位誤差與夾緊誤差，由于這部分誤差要影響被加工表面和刀具的相對(duì)位置，依次也應(yīng)計(jì)在工序余量?jī)?nèi)，如圖2-17所示。（3）確定工序余量的方法。工序余量確定的方法有3種，即分析計(jì)算法、經(jīng)驗(yàn)估算法和查表修正法。 分析計(jì)算法。通過(guò)分析影響工序余量的因素，并逐一計(jì)算確定加工余量。這種方法雖然考慮問(wèn)題全面，確定的工序余量比較精確，但由于計(jì)算繁瑣，故一般使用較少，只在大批大量生產(chǎn)中的某些重要工序中應(yīng)用。 經(jīng)驗(yàn)估算法。這種方法是依靠工藝人員的經(jīng)驗(yàn)采用類比法來(lái)確定工序余量，雖然比較簡(jiǎn)便，但精度不高。為防止廢品出現(xiàn)，一般選取較大的工序余量，故此法多用于單件小批量生產(chǎn)。 查表修正法。這種方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、應(yīng)用廣泛。但需注意的是，各種手冊(cè)所提供的數(shù)據(jù)對(duì)軸和孔一類的對(duì)稱表面是雙邊余量，非對(duì)稱表面則是單邊余量。2工序尺寸的計(jì)算在一般情況下，加工某表面的最終工序尺寸及公差可直接按零件圖的要求來(lái)確定。中間工序尺寸是由零件圖樣尺寸（最終工序尺寸）加上（軸為加）或減去（孔為減）工序余量而得到的。即采用“倒推法”（由后往前推的方法），由零件圖的尺寸一直可推算到毛坯的尺寸。圖2-18所示為加工外表面時(shí)各工序尺寸之間的關(guān)系，其中L1為最終工序尺寸，L5為毛坯尺寸，L2、L3、L4為中間工序尺寸。對(duì)于外表面加工，本工序的尺寸加上本工序的余量即為前一道工序的尺寸，如L2=L1+Z1，L3=L2+Z2= L1+Z1+Z2，L5=L4+Z4=L1+Z1+Z2+Z3+Z4。由此可知，某一表面經(jīng)過(guò)n-1次加工，其工序尺寸為 （n1）（2-5）式中，Ln工序尺寸；Zi工序余量。 圖2-17 裝夾誤差對(duì)加工余量的影響 圖2-18 各工序尺寸之間的關(guān)系關(guān)于工序尺寸的公差，可根據(jù)加工方法來(lái)確定。通常最終工序尺寸的公差為零件圖樣上的設(shè)計(jì)尺寸的公差；而其他中間工序尺寸的公差均按本工序加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度來(lái)確定，并按“入體原則”進(jìn)行標(biāo)注?！纠?-1】 某箱體零件外形尺寸為500mm400mm350mm,其上有一孔，設(shè)計(jì)尺寸為mm，孔長(zhǎng)45mm。已知其加工工藝為粗鏜半精鏜精鏜鉸孔（用浮動(dòng)鏜刀塊），試畫出該孔加工余量和工序尺寸分布圖。解：（1）查表，得各工序余量和公差Z鉸=0.25mm T鉸=0.035mmZ精鏜=1mm T精鏜=0.09mmZ半精鏜=1.4mm T半精鏜=0.22mmZ粗鏜=？ T精鏜=0.54mmZS=Z毛坯=6mm T毛坯=1.2mm（2）計(jì)算 mm（3）畫孔的加工余量和工序尺寸分布圖（如圖2-19所示）圖2-19 孔加工余量和工序尺寸分布圖（4）按“倒推法”計(jì)算各工序尺寸與公差鉸mm精鏜 mm半精鏜mm粗鏜mm毛坯mm2.6.3 切削用量的確定切削用量能否合理選擇，對(duì)于加工質(zhì)量、切削效率和加工成本具有重要的影響作用。在具體選擇時(shí)，應(yīng)綜合考慮工件材料、加工精度與表面粗糙度、刀具材料與結(jié)構(gòu)、機(jī)床功率與剛度等因素。在粗加工時(shí)，首先盡量選取大的背吃刀量ap，然后選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度和機(jī)床功率選擇合適的切削速度vc。在精加工時(shí)，切削用量的選擇以提高加工質(zhì)量為主，并兼顧生產(chǎn)率和加工成本。因此，先按加工余量選擇背吃刀量ap，按表面質(zhì)量要求選擇合理的進(jìn)給量f，然后在保證刀具耐用度和加工質(zhì)量的前提下選擇盡可能大的切削速度vc。切削用量的選擇可以計(jì)算，也可以查表，查表法詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)。2.6.4 時(shí)間定額的制定時(shí)間定額是在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定完成一件產(chǎn)品或一道工序所需要的時(shí)間。它是生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的主要依據(jù)之一。時(shí)間定額的規(guī)定，應(yīng)具有平均先進(jìn)水平，過(guò)高過(guò)低的時(shí)間定額均不利于提高操作者的積極性和生產(chǎn)水平。時(shí)間定額由如下幾部分構(gòu)成。 （1）基本時(shí)間tj。它是指直接改變工件的尺寸、形狀和性質(zhì)所需要的時(shí)間，亦稱機(jī)動(dòng)時(shí)間，一般可用計(jì)算法確定。對(duì)于車削，基本時(shí)間tj為（min）（2-6）式中，L光軸的車削長(zhǎng)度（單位為mm）；La、Lb刀具切入、切出長(zhǎng)度（mm）；n工件轉(zhuǎn)速（r/min）；f刀具進(jìn)給量（mm/r）；i走刀次數(shù)。（2）輔助時(shí)間tf。它是指在完成基本工藝工作中需要的輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，主要包括裝卸工件、開(kāi)停機(jī)床、改變切削用量和測(cè)量工件等所消耗的時(shí)間。輔助時(shí)間通常有2種確定辦法，一是在單件小批生產(chǎn)條件下，按基本時(shí)間tj的百分比進(jìn)行估算；二是在成批量生產(chǎn)條件下，按以往統(tǒng)計(jì)資料予以確定。（3）布置工作地、休息與生理需要時(shí)間tbx。它是指在工作班時(shí)間內(nèi)照管工作地和保持工作狀態(tài)所消耗的時(shí)間，主要包括更換和修磨刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑與場(chǎng)地，以及工作班內(nèi)允許的必要休息和生理需要時(shí)間等。一般按基本時(shí)間和輔助時(shí)間的百分比來(lái)計(jì)算，例如按（tj+tf）的2%7%進(jìn)行估算。（4）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tzz。它是指操作者在加工一批工件的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)必須的準(zhǔn)備工作和結(jié)束工作所需要的時(shí)間，主要包括熟悉工藝文件，借還工具、夾具、量具，領(lǐng)取毛坯，調(diào)整機(jī)床，首件檢驗(yàn)，發(fā)送成品等所用的時(shí)間。若一批工件的數(shù)量為N，那么分?jǐn)偟矫恳还ぜ系臏?zhǔn)結(jié)時(shí)間為tzz/N，當(dāng)N很大時(shí)，tzz/N就可忽略不計(jì)。綜上所述，對(duì)于單件小批生產(chǎn)，其單件時(shí)間定額Td為Td=tj+tf+tbx+tzz =tj(1+k)+tbx+tzz（min）（2-7）式中，tj基本時(shí)間（min）；tf輔助時(shí)間（min），可按tf=tjk來(lái)計(jì)算，k為百分比；tbx布置工作地、休息與生理需要時(shí)間（min）；tzz準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間（min）。對(duì)于成批大量生產(chǎn)，因分?jǐn)偟矫恳还ぜ臏?zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間tzz/N很小，故可忽略不計(jì)。因此單件時(shí)間定額Td為Td=tj(1+k)+tbx(min)（2-8）2.6.5 工藝文件前面講到，把制定工藝過(guò)程的各項(xiàng)內(nèi)容歸納成文件形式便成為工藝規(guī)程。工藝規(guī)程是多種多樣的，沒(méi)有統(tǒng)一的格式，一般是根據(jù)生產(chǎn)類型、實(shí)際需要和企業(yè)的具體情況，并本著力求簡(jiǎn)單明了的原則確定的。常用的工藝規(guī)程有機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片、機(jī)械加工工藝卡片和機(jī)械加工工序卡片，如表2-6、表2-7和表2-8所示。2.7 工藝尺寸鏈的計(jì)算在機(jī)械加工中，工件由毛坯到成品，期間經(jīng)過(guò)多道加工工序，然而這些工序之間存在一定的聯(lián)系，應(yīng)用尺寸鏈理論揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，并確定工序尺寸極其公差，是尺寸鏈計(jì)算的主要任務(wù)。由此可知，尺寸鏈理論是分析機(jī)械加工過(guò)程各工序之間以及各工序內(nèi)相關(guān)尺寸之間的關(guān)系，進(jìn)而合理地確定機(jī)械加工工藝的重要手段。2.7.1 尺寸鏈的基本概念1尺寸鏈的概念尺寸鏈?zhǔn)橇慵庸み^(guò)程中，由相互聯(lián)系的尺寸組成的封閉圖形。圖2-20（a）所示為一臺(tái)階零件，Lc和Lb為圖樣上標(biāo)準(zhǔn)尺寸。在加工中該零件以A面定位先加工C面，得尺寸Lc；再加工B面得尺寸La，從而間接得到尺寸Lb。于是尺寸Lc、La、Lb就組成一個(gè)封閉的尺寸圖形，即形成一個(gè)尺寸鏈，如圖2-20（b）所示。再如圖2-21（a）所示，A1和A0為圖樣上的標(biāo)注尺寸，若按圖樣尺寸加工時(shí)尺寸A0不便測(cè)量，但通過(guò)保證尺寸A1和易于測(cè)量的尺寸A2，間接得到尺寸A0，那么尺寸A1、A2和A0就組成一個(gè)尺寸鏈，如圖2-21（b）所示。圖2-20 加工臺(tái)階零件的尺寸鏈2工藝尺寸鏈的組成圖2-21 加工套筒零件的尺寸鏈在工藝尺寸鏈中，每一個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)，尺寸鏈的環(huán)按性質(zhì)不同可分為組成環(huán)和封閉環(huán)。組成環(huán)是加工過(guò)程中直接得到的尺寸，如圖2-20（b）所示的尺寸La、Lb和圖2-21（b）所示的尺寸A2、A1均為加工過(guò)程直接得到的尺寸，故為組成環(huán)。封閉環(huán)是在加工過(guò)程中間接得到的尺寸，如圖2-20（b）所示的尺寸Lo和圖2-21（b）所示的尺寸A0均為封閉環(huán)。封閉環(huán)的右下角通常用“0”表示。在尺寸鏈中，若其余組成環(huán)保持不變，當(dāng)某一組成環(huán)增大時(shí)，則封閉環(huán)也隨之增大，該組成環(huán)便為增環(huán)；反之，使封閉環(huán)減小的環(huán)，便為減環(huán)。圖2-20（b）中的La和圖2-21（b）中的A1為增環(huán)，其上用一向右的箭頭表示，即、；圖中的Lb和A2為減環(huán)，其上用一向左的箭頭表示，即、。3工藝尺寸鏈的特征工藝尺寸鏈具有如下特征。（1）關(guān)聯(lián)性。組成工藝尺寸鏈的各尺寸之間存在內(nèi)在關(guān)系，相互無(wú)關(guān)的尺寸不會(huì)組成尺寸鏈。在工藝尺寸鏈中每一個(gè)組成環(huán)不是增環(huán)就是減環(huán)，其中任何一個(gè)尺寸發(fā)生變化時(shí)，均要引起封閉環(huán)尺寸的變化。對(duì)工藝尺寸鏈的封閉環(huán)沒(méi)有影響的尺寸，就不是該工藝尺寸鏈的組成環(huán)。（2）封閉性。尺寸鏈?zhǔn)且粋€(gè)首尾相接且封閉的尺寸圖形，其中包含一個(gè)間接得到的尺寸。不構(gòu)成封閉的尺寸圖形就不是尺寸鏈。2.7.2 工藝尺寸鏈的分類