第六章工藝過程設(shè)計(jì)

1、1加工余量的確定本章要點(diǎn)定位基準(zhǔn)的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過程經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)234v 機(jī)械加工工藝過程 采用各種機(jī)械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質(zhì)量，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過程。v 機(jī)械加工工藝規(guī)程 規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程的工藝文件。v 工藝規(guī)程的作用 連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程的橋梁，是企業(yè)組織生產(chǎn)活動(dòng)和進(jìn)行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。5 1）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提。2）工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。5）

2、積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。 6 7 1閱讀裝配圖和零件圖 了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用，明確零件的主要技術(shù)要求。2工藝審查 審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當(dāng)，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。 3熟悉或確定毛坯 確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點(diǎn)及應(yīng)用見表5-4。8表6-1 各類毛坯的特點(diǎn)及適用范圍 毛坯種類制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形狀機(jī)械性能

3、適用生產(chǎn)類型型 材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件 工程塑料件 13級以下13級以下1115101281181171081079 911大一般大大一般較小較小小很小小很小 較小各種材料鋼 材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小 型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小 型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸 中、小尺寸簡 單較復(fù)雜復(fù) 雜較簡單一 般較復(fù)雜較復(fù)雜復(fù) 雜復(fù) 雜復(fù) 雜較復(fù)雜復(fù)雜較好有內(nèi)應(yīng)力差好好較好較好較好較好好一般 一般各種類型單 件單件小批單件小批

4、中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量 中、大批量94. 擬定加工路線。5. 確定滿足各工序要求的工藝裝備。10 6.確定各工序加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差。7.確定切削用量。8.確定時(shí)間定額。9.評價(jià)工藝路線 對所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并應(yīng)對多種工藝方案進(jìn)行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)工藝方案。10. 填寫或打印工藝文件1112 在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。又可進(jìn)一步分為： 使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。 零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸

5、臺（圖6-1）等。使用經(jīng)過機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。13 工藝凸臺A向A圖6-1 小刀架上的工藝凸臺14 基準(zhǔn)重合原則選用被加工面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)統(tǒng)一基準(zhǔn)原則當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工 在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)，如圖6-2所示。310200?65Ra1.6Ra1.6Ra3.2?35js7?35js7圖圖6-2 兩頂尖孔做定位基準(zhǔn)兩頂尖孔做定位基準(zhǔn)15 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的

6、平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)，如圖6-3所示。圖6-3 主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇16 3）盤類零件常使用止口面作統(tǒng)一基準(zhǔn)；4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。 圖圖6-4 盤類零件精基準(zhǔn)的選擇盤類零件精基準(zhǔn)的選擇17 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處： 1）有利于保證各加工表面之間的位置精度； 2）可以簡化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來基準(zhǔn)不重合問題。此時(shí)，需針對具體問題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。 圖圖6-5 銑床立柱簡圖銑床立柱簡圖18 互為基準(zhǔn)原則 軸徑軸徑錐孔圖6-6 主軸零件精基準(zhǔn)選擇【例如】主軸零件精基準(zhǔn)選擇（圖6-6）自為基準(zhǔn)原則 【

7、例如】床身導(dǎo)軌面磨削加工（圖6-7）圖6-7 導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇19 圖6-9 浮動(dòng)鏜刀塊1工件 2鏜刀塊 3鏜桿便于裝夾原則所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。圖6-8 外圓研磨示意圖【例如】鉸孔、拉孔、研磨（圖6-8）【例如】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔（圖5-11）20a a）b b）c c）保證相互位置要求原則如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。 余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。 圖6-10 粗基準(zhǔn)選擇比較21圖6-11 床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序1工序1工序

8、2工序2 便于工件裝夾原則要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則 22 【例 6-1】 選擇圖6-12所示搖桿零件的定位基準(zhǔn)。零 件 材 料 為HT200，毛坯為鑄件，生產(chǎn)批量：5000件。 圖圖6-12 搖桿搖桿2324圖6-13 加工誤差與成本關(guān)系C0ABv 經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖6-14）v 在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級工人，不延長加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖6-13AB段）加工誤差（m

9、）196010-110-210-319202000102101100年代圖6-14 加工精度與年代的關(guān)系 一般加工精密加工超精密加工25 1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求 2）零件材料和熱處理要求 3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求 4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力 5）經(jīng)濟(jì)性圖圖6-15 鉆孔鉆孔26 研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 帶 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08拋 光Ra 0.0081.25金 剛 石 車IT56Ra 0.021.25滾 壓IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.16

10、1.25精 車IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 車IT1011Ra 2.512.5粗 車IT1213Ra 1080圖6-16 外圓表面的典型加工工藝路線 27 圖6-17 孔的典型加工工藝路線 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 鏜IT1213Ra 520鉆IT1013Ra 580半 精 鏜IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255擴(kuò)IT913Ra 1.2540精 鏜IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25餃IT69Ra 0.32

11、10金 剛 鏜IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滾 壓IT68Ra0.011.25手 餃IT5Ra0.081.2528圖6-18 平面典型加工工藝路線 拋 光Ra0.0081.25研 磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 銑IT811Ra 2.510精 銑IT68Ra 0.635高 速 精 銑IT67Ra 0.161.25導(dǎo) 軌 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25寬 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗 磨IT810Ra 1.2510精 刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2

12、.510半 精 車IT811Ra 2.510粗 銑IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 帶 磨IT56Ra0.010.32金 剛 石 車IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精 車IT68Ra 1.255粗 車IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 52029 v 粗加工階段主要任務(wù)是去除加工面多余的材料v 半精加工階段使加工面達(dá)到一定的加工精度，為精加工作好準(zhǔn)備v 精加工階段使加工面精度和表面粗糙度達(dá)到要求v 光整加工階段對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求v 有利于保證零件的加工精度；v 便于組

13、織生產(chǎn)；v 有利于人員的合理安排；v 可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以減少損失。v 零件的技術(shù)要求；v 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件；v 毛坯情況；30 先基準(zhǔn)后其他先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面先面后孔有兩層含義：先主后次也有兩層含義：先粗后精31 v 為改善工件材料切削性能而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行v 為消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前v 為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處

14、理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行v 為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過程的最后。32除操作工人自檢外，下列情況應(yīng)安排檢驗(yàn)工序： 零件加工完畢后； 從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后； 重要工序前后。v 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。v 清洗工序 在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應(yīng)對工件進(jìn)行認(rèn)真地清洗。33 v 使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少v 優(yōu)點(diǎn)： 1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度； 2）有利于采用高效機(jī)床，可節(jié)

15、省工件裝夾時(shí)間，減少工件搬運(yùn)次數(shù)； 3）可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。v 使每個(gè)工序的工步內(nèi)容相對較少，從而使總的工序數(shù)目較多v 工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對簡單，調(diào)整、對刀比較容易，對操作工人技術(shù)水平要求不高34 圖圖6-19 工序集中工序集中35 一.審核圖紙：零件的幾何形狀、零件的材料、加工表面、尺寸標(biāo)注、精度等級、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、粗糙度、熱處理要求。二、確定定位基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)的確定、粗基準(zhǔn)的確定。三、安排工藝路線。圖圖6-20回轉(zhuǎn)體零件回轉(zhuǎn)體零件【例6-2】對圖6-20回轉(zhuǎn)體零件做工藝路線安排。36 圖圖6-21殼體零件殼體零件【例6-3】 對圖6-21殼體零件做工藝路線安排

16、。37 圖圖6-22箱體零件箱體零件【例6-4】對圖6-22箱體零件做工藝路線安排。3839 v 加工余量加工過程中從加工表面切去的材料層厚度v 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度 對于被包容表面bZab（6-1） 對于包容表面bZba（6-2）a）b）c）d）Zbab圖6-23 工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。40 v 總加工余量零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牟牧蠈涌偤穸?nSiiZZ（6-3）式中 ZS 總加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 該表面加工工序數(shù)。v 最大余量v 最小余量

17、（6-4）maxmaxminmaxmaxminZabZba（被包容尺寸）（包容尺寸）minminmaxminminmaxZabZba（6-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）41 式中 Zmax ，Zmin ，Zm 最大、最小、平均余量； TZ 余量公差； amax ，amin ，am 上工序最大、最小、平均尺寸； bmax ，bmin ，bm 本工序最大、最小、平均尺寸； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。v 平均余量mmmmmmZabZba（6-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）v 余量公差maxminZabTZZTT（6-7）（被包容尺寸與包容尺寸）42（圖6-24）式中 Ry上一工序

18、表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷層； ea 上一工序形位誤差； b本工序裝夾誤差。（6-8）minmin22yaabyaabZRHeZRHe平面加工軸、孔加工min2yaZRHmin2yaaZRHeminyZRRyHaeab圖6-24 最小加工余量構(gòu)成43v 計(jì)算法采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計(jì)資料和具備一定的測量手段。v 經(jīng)驗(yàn)法由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)現(xiàn)場條件和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。此法多用于單件小批生產(chǎn)。v 查表法利用各種手冊所給的表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況進(jìn)行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用較多。q 需要指出的是，目前國內(nèi)各種手冊

19、所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點(diǎn)在應(yīng)用時(shí)需加以注意。441）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開始，即從設(shè)計(jì)尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序取設(shè)計(jì)尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計(jì)算確定。45表6-2 主軸孔工序尺寸及公差的確定浮動(dòng)鏜 0.1 100 7 Ra 0.8 精鏜

20、0.5 100-0.1=99.9 8 Ra 1.6半精鏜 1.4 99.9-0.5=99.4 10 Ra 3.2 粗鏜 6 99.4-1.4=98 12 Ra 6.3 毛坯孔 100- 8 =92120.03501000.054099.90.14099.40.350971292工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)工序尺寸及公差表面 粗糙度 主軸孔工序尺寸及公差的確定，加工過程：粗鏜半精鏜精鏜浮動(dòng)鏜【例 6-5】3.00984647 裝配尺寸鏈裝配尺寸鏈在機(jī)器設(shè)計(jì)和裝配過程中，由有關(guān)零件尺寸形成的尺寸鏈。工藝尺寸鏈工藝尺寸鏈在加工過程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈。48圖示

21、尺寸鏈中，尺寸A0是加工過程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環(huán)。其中， A1為增環(huán)， A2為減環(huán)。 圖6-25 工藝尺寸鏈a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C 工藝尺寸鏈?zhǔn)纠▓D6-25）：工件A、C面已加工好，現(xiàn)以A面定位用調(diào)整法加工B面，要求保證B、C面距離A0【例 6-6】012AAA尺寸鏈方程為：49 v 增環(huán)增環(huán)該環(huán)變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動(dòng)（增大或減?。┑沫h(huán)v 減環(huán)減環(huán)該環(huán)變動(dòng)（增大或減小）引起封閉環(huán)反向變動(dòng)（減小或增大）的環(huán)50 v 直線尺寸連直線尺寸連尺寸位于同一個(gè)平面的若

22、干平行方向上。v角度尺寸連個(gè)尺寸環(huán)均為角度尺寸。v平面尺寸連由直線尺寸和角度尺寸做成，各尺寸處于同一個(gè)或相互平行的平面內(nèi)。v空間尺寸連組成環(huán)位于幾個(gè)不平行的平面內(nèi) 圖圖6-26 角度尺寸鏈角度尺寸鏈圖圖6-27 平面尺寸鏈平面尺寸鏈51 （6-9）011mnjkjkmAAA011mnjkjkmESESEI（6-10）011mnjkjkmEIEIES（6-11）01nLiiTT（6-12）011mnMjMkMjkmAAA（6-13）52 圖示工件 ，以底面A定位，加工臺階面B，保證尺寸 ，試確定工序尺寸A2。 010.160A0.250025A【例 6-6】 尺寸鏈b）中，A0為封閉環(huán)，A1和A

23、2是組成環(huán)。解圖6-28(b)中的尺寸鏈可得 工序尺寸【解】A2 = 35-0.1-0.25 = 34.9 O-0.15A2A1A0A2A0A1CBA(b)(a)圖6-28 工藝尺寸鏈?zhǔn)疽鈭D530170150.A 0360010.A 圖6-29 測量尺寸鏈?zhǔn)纠鼳2 圖6-29所示零件，尺寸 A0不好測量，改測尺寸A4 ，試確定A4的大小和公差0.0240.3660Av 由新建立的尺寸鏈可解出：0020350.A 4A0.192040A A2是測量直接得到的尺寸，是組成環(huán)；A0是間接保證的，是封閉環(huán)。計(jì)算尺寸鏈可得到：【解】【例 6-7】 假廢品問題：54D1 D2xHR1R2xH1) 拉內(nèi)孔至

24、 ；0.031057.75D2) 插鍵槽，保證尺寸x；試確定尺寸 x 的大小及公差。3) 熱處理建立尺寸鏈如圖b 所示，H是間接保證的尺寸，因而是 封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：4) 磨內(nèi)孔至 ，同時(shí)保證尺寸 。0.25062H0.032058D a） b）圖6-30 鍵槽加工尺寸鏈0.2350.0150.22061.87561.89x【解】圖6-30所示鍵槽孔加工過程如下：【例 6-8】 55D1xD2H1v 討論：在前例中，認(rèn)為鏜孔與磨孔同軸，實(shí)際上存在偏心。若兩孔同軸度允差為0.05，即兩孔軸心偏心為 e = 0.025。將偏心 e 作為組成環(huán)加入尺寸鏈（圖6-31b） a） b）圖6-

25、31 鍵槽加工尺寸鏈H20.0250.025R1xHR2e0.210.170.04061.87561.905x重新進(jìn)行計(jì)算，可得到： 56v 連桿尺寸要求如圖6-32 a 所示，有關(guān)加工工序如下， （1）精磨大小頭端面，保證尺寸， （2）以連桿一端面定位，按尺寸L2調(diào)整刀具，銑削小頭一端面。（3）連桿翻身，加墊片安裝，刀具位置不變，銑削小頭 另一面， 求銑刀調(diào)整尺寸L218. 025. 0136L【例 6-9】 圖圖6-32 連桿工藝過程連桿工藝過程57v 小軸有關(guān)尺寸如圖6-33 a 所示，加工過程如下 （1）半精車端面A ，精車端面B ，保證兩者之間尺寸（2）調(diào)頭，以A 面為基準(zhǔn)半精車端面

26、C，保證尺寸2 . 0016 .49A05. 020. 0280A015. 0330A【例 6-10】 （3）熱處理（4）以C面為基準(zhǔn)磨端面B，保證尺寸 校核斷面B的磨削余量圖圖6-33 小軸工藝過程小軸工藝過程58 圖 5-33 所示偏心零件，表面 A 要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為 0.50.8mm。與此有關(guān)的加工過程如下： 【例 6-11】【解】0.2510.0080.7HR2R1H1H0b)圖6-34 滲碳層深度尺寸換算a)A1） 精車A面，保證直徑 ； 010.138.4D3） 精磨A面保證直徑尺寸 ，同時(shí)保證規(guī)定的滲碳層深度。020.01638DD2H0H12） 滲碳處理，控制滲碳

27、層深度H1； 試確定H1的數(shù)值。建立尺寸鏈，如圖 b,在該尺寸鏈中，H0 是最終的滲碳層深度，是間接保證的，因而是封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：D159 如圖6-35 所示零件，內(nèi)孔要求滲碳處理，滲碳層深度為 0.30.5mm。與此有關(guān)的加工過程如下： 2） 滲碳處理，控制滲碳層深度t1； 1） 磨內(nèi)孔保證尺寸； 3） 精磨內(nèi)孔保證尺寸； 05. 007 .14404. 00145 如圖6-36所示圓環(huán)，外圓表面需要鍍鉻，鍍前進(jìn)行磨削加工，尺寸為A，鍍鉻時(shí)控制鍍層厚度雙邊為0.050.08，并間接保證設(shè)計(jì)尺寸，試求尺寸A。 【例 6-12】 圖6-35 滲碳層深度尺寸換算圖6-36 鍍鉻層厚度

28、尺寸換算【例 6-13】 60 1.等公差法：將封閉環(huán)的公差平均分配各個(gè)組成環(huán) 2.等精度法：各個(gè)組成環(huán)具有相同的公差等級。 3.按各個(gè)組成環(huán)加工方式及難易程度分配公差nTTk0ITAAI001.045.03 式中 I 公差單位 精度系數(shù)表表6-3 精度系數(shù)精度系數(shù)精度等級精度等級IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11精度系數(shù)71016254064100精度系數(shù)IT12IT13IT14IT15IT16IT17IT18精度系數(shù)16025040064010001600250061 圖6-37所示零件有關(guān)軸向尺寸加工過程如下：【例 6-14】31.750.2560.127.070.07圖6-

29、37 圖表法示例零件4）靠火花磨削面，控制余量Z7=0.060.02 ，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸60.1試確定各工序尺寸及公差。 1）以面定位，精車面，保證、面距離尺寸L12）以面定位，粗車面，保證、面距離尺寸L2，粗車 面，保證、面距離尺寸L3；3）以面定位，精車面，保證、面距離尺寸L4，粗車 面，保證、面距離尺寸L5；4）以面定位，精車面，保證、面距離尺寸L6，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸31.7531.750.0.2 25 5；精車 面，保證設(shè)計(jì)27.0727.070.070.07；62 圖6-38 圖表法63（工藝過程卡、工序卡、工藝卡）64656667從根本上解決人工設(shè)計(jì)效率低，周期長，成本高的問題可以

30、提高工藝過程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，并有利于實(shí)現(xiàn)工藝過程設(shè)計(jì)的優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化可以使工藝設(shè)計(jì)人員從煩瑣重復(fù)的工作中解放出來，集中精力去提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平CAPP 是連接 CAD 和 CAM 系統(tǒng)的橋梁，是發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)效率低，周期長，成本高不必要的花色繁多，不利于管理設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，難于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝人員短缺和老化是全球機(jī)械制造業(yè)面臨的共同問題68該類系統(tǒng)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)零件編碼查找所屬零件組，調(diào)出零件組的標(biāo)準(zhǔn)工藝，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嫽蛐薷?，生成所需的工藝?guī)程。 零件組矩陣零件編碼查 找零件組輸入表頭信息工藝規(guī)程格式工藝規(guī)程打印輸出標(biāo)準(zhǔn)工藝路線文件標(biāo)準(zhǔn)工序文件圖6-39

31、CAM-I 推出的派生式 CAPP 系統(tǒng)框圖工作要素處理應(yīng)用程序工藝路線檢索/編輯標(biāo)準(zhǔn)工序檢索/編輯工藝規(guī)程存儲(chǔ)器69派生式 CAPP 系統(tǒng)特點(diǎn)： 1）程序簡單，易于實(shí)現(xiàn)。目前多用于回轉(zhuǎn)體類零件CAPP系統(tǒng)。 2）需人工參與決策，自動(dòng)化程度不高。 3）具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。從無到有生成（工藝決策算法和邏輯推理）零件信息描述零件工藝過程 70例：普渡大學(xué)APPAS（Automated Process Planning and Selection）系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)，適用于非回轉(zhuǎn)類零件表面加工方法的生成 每個(gè)加工表面用一數(shù)組表示：孔 AT（40）面 AT（32）槽 AT（31）數(shù)組各元

32、素含義： 表面編號； 表面類型（如：1圓孔，2平面，3槽）； 類型號碼（取決于類型，如孔：1圓孔，2錐孔，3螺孔）； 材料類型（如：1鑄鐵，2球鐵，3鋼）； 材料硬度 零件加工表面信息輸入71派生式CAPP系統(tǒng)完全以人的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，難于保證設(shè)計(jì)最優(yōu)，且局限性較大； 完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還不成熟。 將兩者結(jié)合起來，采用部分創(chuàng)成，部分派生（或部分人工干預(yù)）的方法是一種可取的方案。 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)： 1）集派生式及創(chuàng)成式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又克服兩者的不足。 2）目前為多數(shù) CAPP 系統(tǒng)采用。 例例：神戶大學(xué)開發(fā)的半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)。72 零件加工表面可分為基本形面和輔助形面；形面可用特征參

33、數(shù)進(jìn)行描述；形面與一定的加工方法相聯(lián)系 較粗糙，信息輸入不完整 多用于只需制定簡單工藝路線的場合 只適用于派生式CAPP 系統(tǒng)1）成組編碼法： 輸入工作量大是其主要的弱點(diǎn)2）形面描述法： 可完整地描述零件的幾何、工藝信息，是目前 CAPP 系統(tǒng)使用最多的信息輸入方法 多采用菜單（交互）方式輸入，便于操作73 1. 圓柱面 2. 圓錐面 3. 圓柱齒輪 4. 圓錐齒輪 5. 蝸輪齒形 6. 花鍵 7. 螺紋 8. 滾花 9. 退出外部基本形面菜單1. 直徑： 上偏差： 下偏差：2. 長度： 上偏差： 下偏差：3. 表面粗糙度（Ra）：4. 是否基準(zhǔn)面：5. 形位公差代號： 公差： 基準(zhǔn)：6. 有

34、無輔助面？ 有 無外圓柱面特征參數(shù) 1. 徑向孔 2. 端面孔 3. 徑向螺孔 4. 端面螺孔 5. 圓弧槽 6. 矩形槽 7. 端面槽 8. 斜孔 9. 退出外部輔助形面菜單圓柱面有743）與CAD系統(tǒng)相連接圖6-40 專用接口示例專用接口AutoCAD系統(tǒng)實(shí)體模型幾何/拓?fù)涮卣髯R別提取輸入工藝管理信息特征文件TJU-CAPP系統(tǒng) 通用接口、專用接口、共享數(shù)據(jù)庫 由于目前CAD系統(tǒng)多為實(shí)體造型系統(tǒng)，需采用特征識別的方法補(bǔ)充輸入工藝信息 發(fā)展基于特征造型的CAD系統(tǒng)是長久之計(jì)75 特點(diǎn)：1）直觀，容易建立，便于編程 2）難于擴(kuò)展和修改 形式：由樹根、節(jié)點(diǎn)、分支構(gòu)成；分支上方給出向一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的

35、可能性或條件（確定性條件） 條件滿足，繼續(xù)沿分支前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)邏輯“與”條件不滿足，回出發(fā)節(jié)點(diǎn)并轉(zhuǎn)向另一分支，實(shí)現(xiàn)邏輯“或”分支終點(diǎn)列出應(yīng)采取的行動(dòng)（決策行動(dòng)）1）決策樹76E3（螺孔）E1（孔）E2（槽）E4（位置度公差0.05）E5（0.05 位置度公差0.25）E6E7（直徑公差 0.05）E8（0.05 直徑公差 0.25）E9（直徑公差 0.25）（位置度公差0.25）A1坐標(biāo)鏜A2精鏜A3半精鏜A4粗鏜A5銑A6鉆孔， 攻絲表面圖5-47 加工方法選擇決策樹【例】77 派生式 CAPP 系統(tǒng)利用成組技術(shù)原理和典型工藝過程進(jìn)行工藝決策，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)。 創(chuàng)成式 CAPP 系統(tǒng)利用工藝決策算法

36、（如決策表、決策樹等方法）和邏輯推理方法進(jìn)行工藝決策，較派生式前進(jìn)了一步，但存在著算法死板、結(jié)果唯一、系統(tǒng)不透明等弱點(diǎn)；且程序工作量大，修改困難。 采用專家系統(tǒng)進(jìn)行工藝決策1）什么是專家系統(tǒng)：在特定領(lǐng)域內(nèi)具有與該領(lǐng)域人類專家相當(dāng)智能水平的計(jì)算機(jī)知識程序處理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)知識程序處理系統(tǒng)。專家系統(tǒng)主要用于處理現(xiàn)實(shí)世界中提出的需要由專家來分析和判斷的復(fù)雜問題（工藝過程設(shè)計(jì)正屬于這類問題）。 78事實(shí)知識（手冊、資料等共有的知識） 過程知識（推理原理、規(guī)則、方法）控制知識（系統(tǒng)本身控制策略）2）專家系統(tǒng)的構(gòu)成： 知識庫 用于存儲(chǔ)專家知識，包括： 推理機(jī)具有推理能力，可以根據(jù)問題導(dǎo)出結(jié)論 數(shù)據(jù)庫存放事實(shí)（

37、包括輸入信息和推理得到的事實(shí)）圖6-41 專家系統(tǒng)的構(gòu)成知識庫數(shù)據(jù)庫推理機(jī)知識獲取專家用戶接口79其中產(chǎn)生式規(guī)則較符合工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中人的思維方式，因而使用較多。產(chǎn)生式規(guī)則的基本形式為： IF 條件1 AND 條件2 OR 條件3 THEN 結(jié)論1可信度 a % 結(jié)論2可信度 b %3）知識表達(dá)與獲取 謂詞邏輯語義網(wǎng)絡(luò)框架產(chǎn)生式規(guī)則 知識表達(dá)80產(chǎn)生式規(guī)則優(yōu)點(diǎn)： 推理過程符合人的思維方式，易于接受； 推理結(jié)論的可信度使其能進(jìn)行非確定性推理。產(chǎn)生式規(guī)則缺點(diǎn)： 格式較死板，在某些情況下需重復(fù)搜索而影響效率 4）推理機(jī)制 推理：依據(jù)一定規(guī)則，從已知事實(shí)和知識推出結(jié)論 CAPP專家系統(tǒng)推理機(jī)制屬于基于知

38、識的推理，通常采用反向推理的控制策略 知識獲取 ： 由知識工程師來完成 由工藝人員會(huì)同軟件工程師一同來完成 由工藝人員構(gòu)建專家系統(tǒng)81最終要求（目標(biāo)） 選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)則 滿足最終要求的加工方法（或加工參數(shù)）給出最終加工方法的初始狀態(tài)新的要求（目標(biāo)）選擇規(guī)則 原始狀態(tài)（毛坯） IF 鉸孔加工 THEN 前序加工：擴(kuò)孔 規(guī)則 2IF 擴(kuò)孔加工 THEN 前序加工：鉆孔 規(guī)則 3規(guī)則 1IF 孔徑20 AND 材料：非淬火鋼 AND 精度：H7THEN 加工方法：鉸孔例例：箱體零件上 7 級精度孔的加工路線確定8283基本時(shí)間：直接改變生產(chǎn)對象的性質(zhì)，使其成為合格產(chǎn)品或達(dá)到工序要求所需時(shí)間（包括切入、切出時(shí)間）q 定義: 在一定生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間q 組成輔助時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)工藝過程必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作時(shí)間，如裝卸工件、啟停機(jī)床、改變切削用量及進(jìn)退刀等布置工作地時(shí)間：包括更換刀具、潤滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所需時(shí)間準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間：如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機(jī)床、發(fā)送成品等84q 單件時(shí)間與單件工時(shí)定額計(jì)算 單件時(shí)間：SBACRTtttt（6-14）單件工時(shí)定額：PQBACRtTttttB