機械制造工藝學(xué)教案

/第四章?機械加工工藝規(guī)程設(shè)計§4-０ 學(xué)習(xí)指南及預(yù)備知識一、學(xué)習(xí)內(nèi)容：首先講明兩個概念,即機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和機械加工工藝過程，從而引入機械加工工藝規(guī)程的概念;然后介紹制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法,重點討論機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的主要問題，包括定位基準(zhǔn)的選擇，加工路線的擬定，工序尺寸及公差的確定等;再后對工藝過程經(jīng)濟性進行討論,包括時間定額與提高生產(chǎn)率的方法，工藝方案比較與經(jīng)濟技術(shù)分析等.二、學(xué)習(xí)方法：本課程是一門實踐性相當(dāng)強的課程,在牢牢把握機械加工工藝過程設(shè)計的基本原理、原則和方法的基礎(chǔ)上,通過一定的實踐(生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計等），初步掌握制訂零件機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法?！?－1 概述§4－1-０ 新概念定義及老概念回顧一、機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是指從原材料開始到成品出廠的全部勞動過程，它既包括毛坯的制造,零件的機械加工和熱處理,機器的裝配、檢驗、測試和涂裝等主要勞動過程，還包括專用工具、夾具、量具和輔具的制造、機器的包裝、工件和成品的儲存和運輸、加工設(shè)備的維修,以及動力供應(yīng)等輔助勞動過程。圖4—1機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程圖教學(xué)要求:了解本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法了解并掌握基本的概念；二、機械加工工藝過程機械加工工藝過程是機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程的一部分，是直接生產(chǎn)過程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來加工工件,使之達到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能,成為合格零件的生產(chǎn)過程.由于制造技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在所說的加工方法除切削和磨削外，還包括其他加工方法，如電加工、超聲加工、電子束加工、離子束加工、激光束加工,以及化學(xué)加工等幾乎所有的加工方法.三、機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件,是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認真貫徹的紀(jì)律性文件。四、機械加工工藝過程的組成圖4－2工藝過程、工序、安裝、工位、工步、走刀之間的關(guān)系五、回顧如下幾個概念以方便本章的學(xué)習(xí)1、工序一個或一組工人，在一個工作地對一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程,稱為工序。工序是組成工藝過程的基本單元。劃分工序的主要依據(jù)是工作地是否變動和工作是否連續(xù)以及操作者和加工對象是否改變，共四個要素。在加工過程中,只要有其中一個要素發(fā)生變化,即換了一個工序。2、安裝在同一個工序中,工件每定位和夾緊一次所完成的那部分工序內(nèi)容稱為一個安裝。3、工位在工件的一次安裝中，通過分度(或移位）裝置,使工件相對于機床床身變換加工位置，則把每一個加工位置上的安裝內(nèi)容稱為工位。4、工步加工表面、切削刀具、切削速度和進給量都不變的情況下所完成的工位內(nèi)容,稱為一個工步。按照工步的定義，帶回轉(zhuǎn)刀架的機床（轉(zhuǎn)塔車床等）其回轉(zhuǎn)刀架的一次轉(zhuǎn)位所完成的工位內(nèi)容應(yīng)屬一個工步，此時若有幾把刀具同時參與切削,該工步稱為復(fù)合工步.5、走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容，稱為一次走刀。一個工步可包括一次或數(shù)次走刀。當(dāng)需要切去的金屬層很厚，不能在一次走刀下切完,則需分幾次走刀，走刀次數(shù)又稱行程次數(shù)?！?－1—1 機械加工工藝規(guī)程的作用一、工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件機械加工車間生產(chǎn)的計劃、調(diào)度,工人的操作,零件的加工質(zhì)量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產(chǎn)中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。二、工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)車間生產(chǎn)新零件,需要根據(jù)工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準(zhǔn)備.如：關(guān)鍵工序的分析研究；準(zhǔn)備所需刀、夾、量具；原材料及毛坯采購或制造；新設(shè)備購置或舊設(shè)備改裝等，均需根據(jù)工藝規(guī)程來進行.三、工藝規(guī)程是新建機械制造廠（車間)的基本技術(shù)文件新建(擴建）批量或大批量機械加工車間(工段）時，應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機床的種類和數(shù)量以及在車間的布置，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設(shè)備配置以及所需工人的工種、技術(shù)等級、數(shù)量等。由機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程引出機械加工工藝過程的概念,再到機械加工工藝規(guī)程。正確理解工序、安裝、工位、工步、走刀的概念；理解要點:三定一連續(xù)（四要素）了解工藝規(guī)程的三個主要作用.§４－１—２ 機械加工工藝規(guī)程的格式卡片形式，我國未作統(tǒng)一的規(guī)定，但各機械制造廠使用表格的基本內(nèi)容是相同的。機械加工工藝規(guī)程的詳細程度與生產(chǎn)類型、零件的設(shè)計精度和工藝過程的自動化程度有關(guān)。對應(yīng)形式見表4－１.具體格式見圖4-3、4-4及4-5。表4—1機械加工工藝規(guī)程格式特點對比生產(chǎn)類型詳細程度備注機械加工工藝過程卡片單件小批（普通加工方法）簡單對于數(shù)控工序,則需作出詳細規(guī)定,填寫數(shù)控加工工序卡、刀具卡等必要的與編程有關(guān)的工藝文件，以利于編程。機械加工工藝卡片中批生產(chǎn)較詳細機械加工工序卡片大批大量（單件小批中技術(shù)要求高的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序)詳細（＋調(diào)整卡、檢驗卡）圖4—3機械加工工藝過程卡知道機械加工工藝規(guī)程的特點和應(yīng)用場合單件小批（普通加工方法)圖4－4機械加工工藝卡圖4—5機械加工工序卡中批生產(chǎn)大批大量（單件小批中技術(shù)要求高的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序)要求能夠正確填寫幾種卡片的內(nèi)容§4—1－３?機械加工工藝規(guī)程設(shè)計原則、步驟和內(nèi)容一、設(shè)計原則 1、以保證零件加工質(zhì)量，達到設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求為前提；?2、滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)要求； 3、工藝過程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本；?4、充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能做到平衡生產(chǎn)；?5、盡量減輕工人的勞動強度,保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好文明的勞動條件;?6、積極采用先進技術(shù)和工藝，減少材料和能源的消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求.二、制訂機加工規(guī)程所需原始資料 1、產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖； 2、產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn); 3、產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型；?４、零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況； 5、本廠(車間)的生產(chǎn)條件； ６、各種相關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料;?7、國內(nèi)外先進工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況。三、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計步驟和內(nèi)容 1、閱讀裝配圖和零件圖;?了解產(chǎn)品的用途，零件在產(chǎn)品中的地位。?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.?零件結(jié)構(gòu)工藝性正誤舉例，見圖4－6:掌握加工工藝規(guī)程的設(shè)計原則、步驟；通過裝配圖,了解零件在機器中的地位、作用及受載荷情況等信息。重要!正確項：b)ｄ)f）h）j)?圖４－６零件結(jié)構(gòu)工藝性分析3、熟悉或確定毛坯主要依據(jù):零件在產(chǎn)品中的作用和生產(chǎn)綱領(lǐng)，零件的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸,零件材料工藝特性等。常見的毛坯種類見表４－2。表4－2?各類毛坯的種類及適用范圍?4、選擇定位基準(zhǔn)(見§4－2-1)； 5、擬定加工路線（見§4－2—3)；?６、確定滿足各工序要求的工藝裝備；包括機床、夾具、刀具、量具和輔具等;應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費用;對需要改裝或重新設(shè)計的專用工藝裝備應(yīng)提出具體設(shè)計任務(wù)書。7、確定各主要工序技術(shù)要求和檢驗方法；8、確定各工序加工余量,計算工序尺寸和公差;9、確定切削用量；10、確定時間定額；1１、編制數(shù)控加工程序（對于數(shù)控加工）；12、評價工藝路線；?對工藝方案進行技術(shù)經(jīng)濟分析,確定最優(yōu)方案。１3、填寫或打印工藝文件；l）n）p）r）t）v)能正確分析常見的零件結(jié)構(gòu)的工藝性優(yōu)劣；要求:熟悉機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的步驟和內(nèi)容.§４－2 工藝路線的制訂制訂工藝路線時需要考慮的主要問題有：如何選擇定位基準(zhǔn);怎樣確定加工方法；怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等工序；§4-２—1 定位基準(zhǔn)的選擇一、基本概念?１、基準(zhǔn)的定義及分類?１）確定生產(chǎn)對象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面稱為基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)分類見下圖：圖４－7基準(zhǔn)分類圖2)定位基準(zhǔn)：在加工時用于工件定位的基準(zhǔn)叫定位基準(zhǔn)。分：粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn).粗基準(zhǔn)使用未經(jīng)機械加工表面作為定位基準(zhǔn),稱為粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)使用經(jīng)過機械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。輔助基準(zhǔn)思考并解決提出的問題；回憶各基準(zhǔn)的定義（上學(xué)期教學(xué)內(nèi)容），明確定位機械化在整個基準(zhǔn)體系中的地位。零件上根據(jù)機械加工工藝需要而專門設(shè)計的定位基準(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臺等。二、定位基準(zhǔn)選擇的一般原則1、選最大尺寸的表面為安裝面（限3個自由度）,選最長距離的表面為導(dǎo)向面（２個自由度），選最小尺寸的表面為支撐面(限1個自由度）。2、首先考慮保證零件的空間位置精度,再考慮保證尺寸精度。因為在加工中保證空間位置精度有時比保證尺寸精度困難的多。３、應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn),因為主要表面是決定該零件其他表面的設(shè)計基準(zhǔn)，也就是主要設(shè)計基準(zhǔn)。4、定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊,在加工過程中穩(wěn)定可靠。三、粗基準(zhǔn)的選擇1、粗基準(zhǔn)選擇的出發(fā)點（見圖4—8）圖4－8兩種粗基準(zhǔn)選擇對比左a)以外圓1為粗基準(zhǔn)：孔的余量不均，加工后壁厚均勻右b)以內(nèi)孔3為粗基準(zhǔn)：孔的余量均勻,但加工后壁厚不均勻１-外圓??２－加工面? 3－孔由此得出結(jié)論：粗基準(zhǔn)的選擇將影響到加工面與不加工面的相互位置(不同軸/偏心)，或影響到加工余量的分配（均勻否？）。?2、粗基準(zhǔn)的選擇原則（1）保證相互位置要求的原則：如果必須保證工件上加工面與不加工面之間的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。除了圖4－８例子外，圖４－9例子同理。補充內(nèi)容：方便學(xué)生的理解！適用于粗基準(zhǔn)及精基準(zhǔn)，具有通用性！如何做到以內(nèi)孔3為定位基準(zhǔn)？四爪單動卡盤/劃線找正分析為什么得到這樣的結(jié)論?圖4—9粗基準(zhǔn)的選擇(２）保證加工表面加工余量合理分配的原則:如果必須首先保證工件上某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面的毛坯面為粗基準(zhǔn)。圖4—１0床身加工粗基準(zhǔn)選擇正誤對比ａ）正確 ｂ）不正確說明:在車床床身加工中，導(dǎo)軌面是最重要的表面,它不僅精度要求高,而且要求導(dǎo)軌面有均勻的金相組織和較高的耐磨性，因此希望加工時導(dǎo)軌面去除余量要小而且均勻。此時應(yīng)以導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn),先加工底面,然后再以底面為精基準(zhǔn)，加工導(dǎo)軌面（見圖4－10a)。３）便于工件裝夾的原則：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)。4）粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則。圖４－１1不重復(fù)使用粗基準(zhǔn)舉例圖4－12利用粗基準(zhǔn)補充定位的例子a)工件簡圖? b）加工簡圖說明:此例中，是利用粗基準(zhǔn)進行補充定位,并不屬于粗基準(zhǔn)的重復(fù)使用?？偨Y(jié):上述四條原則,每一原則都只是說明一個方面的問題，在實際應(yīng)用中，劃線裝夾有時可以兼顧這四條原則，而夾具裝夾則不能同時兼顧,這就要根據(jù)實際情況，抓主要矛盾,解決主要問題。四、精基準(zhǔn)的選擇1、基準(zhǔn)重合原則：選用被加工面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)。?說明：在對加工面位置尺寸有決定作用的工序中,特別是當(dāng)位置公差要求很小的時候，一般不應(yīng)違反此原則，否則產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，增大加工難度。2、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，應(yīng)盡早將這個基準(zhǔn)面加工出來，并達到一定精度,以后大多數(shù)(或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進行加工。 在實際生產(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);2)箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn);３）盤套類零件常使用止口面（大端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；4）套類零件用一長孔和一止推面(小平面)作統(tǒng)一基準(zhǔn);?優(yōu)點:可以簡化夾具設(shè)計；可以減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。缺點:會帶來基準(zhǔn)不重合誤差解決辦法:具體問題具體分析，以滿足設(shè)計技術(shù)要求為前提?；榛鶞?zhǔn)原則:某些位置度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn),反復(fù)加工的辦法來達到位置度要求。圖４－13主軸加工互為基準(zhǔn)示例分析圖中兩種方案哪種好，為什么?導(dǎo)軌面如磨損，最好能夠等速磨損！注意：兩個零件圖的區(qū)別。第二個零件的兩個小孔第二個零件的兩個小有對稱性要求，必須限定繞大孔轉(zhuǎn)動的自由度,而第一個零件不需要限定繞大孔轉(zhuǎn)動的自由度。在實際應(yīng)用中要根據(jù)實際情況,抓主要矛盾，解決主要問題。實際生產(chǎn)中經(jīng)常使用統(tǒng)一基準(zhǔn)主軸為機床的主要零部件,其精度直接影響加工零件的精度。說明:以保證車床主軸前后支承軸頸與前錐孔（含后錐孔)的同軸度要求為例，說明互為基準(zhǔn)。４、自為基準(zhǔn)原則：旨在減小表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工面本身為基準(zhǔn)進行加工.圖4—14床身導(dǎo)軌面自為基準(zhǔn)定位1-工件２—調(diào)整用楔鐵?3—找正用百分表5、便于裝夾的原則：所選擇的精基準(zhǔn),應(yīng)保證定位準(zhǔn)確、可靠、夾緊機構(gòu)簡單，操作方便。說明:此條始終不可違背，因在定位基準(zhǔn)的選擇原則上已經(jīng)給出了。俗稱：自干自要求掌握粗、精基準(zhǔn)的選擇原則;§4—2－2 加工方法的選擇一、加工經(jīng)濟精度在正常加工條件下（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，不延長加工時間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖中AB段）。圖4－15加工誤差與成本的關(guān)系 ?圖4-16加工精度發(fā)展趨勢 圖4—１5說明：δ－加工誤差；Ｓ－加工成本。從圖中可以看出：對一種加工方法來說，加工誤差小到一定程度后（如曲線中A點的左側(cè)）,加工成本提高很多，加工誤差卻降低很少；加工誤差大到一定程度后（如曲線中B點的右側(cè)）,即使加工誤差增大很多,加工成本卻降低很少.說明一種加工方法在AB段的外側(cè)應(yīng)該都是不經(jīng)濟的。?圖４－１6說明:２0世紀(jì)4０年代的精密加工精度大約只相當(dāng)于80年代的一般加工精度。各種加工方法的加工經(jīng)濟精度的概念在發(fā)展，其指標(biāo)在不斷提高。二、加工方法的選擇１、加工方法的選擇原則1）所選加工方法的加工經(jīng)濟精度范圍要與加工表面精度、粗糙度要求相適應(yīng)；2）保證加工面的幾何形狀精度、表面相互位置精度的要求； 3）與零件材料的可加工性相適應(yīng)。如淬火鋼宜采用磨削加工；4)與生產(chǎn)類型相適應(yīng),大批量生產(chǎn)時，應(yīng)采用高效的機床設(shè)備和先進的加工方法;單件小批生產(chǎn)時,多采用通用機床和常規(guī)的加工方法。2、外圓表面、孔及平面加工方案參見表4—3,4－4,４—5(20世紀(jì)９0各種加工方法的加工經(jīng)濟精度的概念在發(fā)展,其指標(biāo)在不斷提高。90年代的一般加工精度，相當(dāng)于５0年代的精密加工水平，相當(dāng)于30年代的超精密加工。要求能夠正確地選用加工方法 年代):表4—３外圓加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度加工方法加工情況加工經(jīng)濟精度（ＩＴ)表面粗糙度Ra/μm車粗車半精車精車金剛石車（鏡面車)１2~1310～117～８5～6１0～８02.５~1０1.25～５0。０2~1.2５銑粗銑半精銑精銑1２~131１~128～910~８0２．5～１0１.25～5車槽一次行程二次行程１１~１210～１110~202。5~10外磨粗磨半精磨精磨精密磨(精修整砂輪)鏡面磨8~９7～８6～７5～651．25～100。63～2。50.16～1.２50.08～０.320。008～0。08拋光0。０08~1。２5研磨粗研精研精密研5～6５50。16～0.６３0.04～0。320.０08~０.0８超精加工精精密550.08～0。３20．01～0。16砂帶磨精磨精密磨5~65０．02～０．1６０.01~０.０4滾壓6～70.16～1。2５注：加工有色金屬時，表面粗糙度Ｒa取小值.表４-４孔加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度加工方法加工情況加工經(jīng)濟精度（IT）表面粗糙度Ra/μｍ鉆φ1５ｍm以下φ15ｍm以上１1~1310~1２5～８020～８0擴粗擴一次擴孔(鑄孔或沖孔）精擴12～1311～139~115～2010～４01.2５～10鉸半精鉸精鉸手鉸8～96～751。２5~１00.３２~50．０8～1。25拉粗拉一次拉孔（鑄孔或沖孔)精拉9~1010～1１7~9１.25～50。3２～2。50。16~0.63鏜粗鏜半精鏜精鏜（浮動鏜)金剛鏜１２～1３１0~117～95～7５～２02.5~１0０.63～50.１6~１。２5內(nèi)磨粗磨半精磨精磨精密磨（精修整砂輪)9～１19～107～8６～71。2５～1０0.３２～1．２50．08～０.6３0．04~０。1６研磨粗研精研精密研５～655０.16~0．630.04~0.3２0.008～0。08擠滾珠﹑滾柱擴孔器,擠壓頭6～8０.01~１。2５注：加工有色金屬時,表面粗糙度Ｒa取小值.表４—5平面加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟精度及表面粗糙度加工方法加工情況加工經(jīng)濟精度（IＴ)表面粗糙度Ra/μm端銑粗銑半精銑精銑1１～１38~１１6～8５～2０２．5~100．63~5車半精車精車細車（金剛石車)8～116~862。5～1０1.25～５０。02~1．2５拉粗拉（鑄造或沖壓表面)精拉10～116~95~200。３2~2。5平磨粗磨半精磨精磨精密磨8～108~９6~861。２５～100。6３～2.５0．16~1。２50。04~0.32刮2５×2５ｍm2內(nèi)點數(shù)１0～13１３～１６16~２0２０～25０.3２～０。63０.1６～0．3２0．08~0。160.０4～0．08研磨粗研精研精密研6５50．１6～0．630。0４~０．32０。０0８~0.０8砂帶磨精磨精密磨5~650.０4～0．３20.0１～0．04滾壓7~10０.16~２.5注：加工有色金屬時,表面粗糙度Ra取小值.要求熟悉每種加工方法能達到的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度。三、機床的選擇1、數(shù)控機床與普通機床產(chǎn)品變換周期短→數(shù)控機床；形狀復(fù)雜、普通機床加工困難→數(shù)控機床；加工精度要求較高的重要零件→數(shù)控機床;產(chǎn)品基本不變、大批大量生產(chǎn)→組合機床；2、零件加工表面形狀與機床類型相適應(yīng)3、零件加工表面尺寸、精度與機床規(guī)格相適應(yīng)§4-2－3?典型表面的加工路線 外圓、內(nèi)孔和平面加工量大而面廣，習(xí)慣上把機器零件的這些表面稱作典型表面。根據(jù)這些表面的精度要求選擇一個最終的加工方法,然后輔以先導(dǎo)工序的預(yù)加工方法,就組成一條加工路線。以下是一些比較成熟的加工路線，供編制工藝規(guī)程時參考使用：外圓表面的加工路線粗銑ＩT1２～14R粗銑ＩT1２～14Rａ1０~80精銑IＴ8～9Ra1．25~５半精銑IT10~11Ra６．３～1０圖4－１7外圓表面的加工路線數(shù)控機床與普通機床各有什么特點?根據(jù)上圖，下列方案可供選用：1、粗車 除淬硬鋼以外，各種零件上精度要求低,表面粗度值較大的外圓表面都適用粗車。2、粗車—半精車對于中等精度和中等表面粗糙度要求的未淬硬工件的外圓面，均可采用此方案。3、粗車—半精車(粗磨和半精磨）此方案最適合加工精度要求較高，表面粗糙度要求較小，且淬硬的鋼件外圓面；也廣泛用于加工未淬硬的鋼件和鑄鐵件.4、粗車—半精車—粗磨—精磨?當(dāng)鋼件或鑄件的外圓面要求的精度更高，表面粗糙度更小時，需將磨削分為粗磨和精磨才能達到要求，可采用此方案。5、粗車—半精車—粗磨—精磨-超精磨（研磨或超級光磨）此方案可達到很高的精度和很小的表面粗糙度要求.6、粗車—精車—精細車此方案主要適用于有色金屬零件的加工。 7、粗銑—（半精銑—精銑）此方案主要適用于除淬硬鋼零件的各種精度的加工?？椎募庸ぢ肪€圖4－18孔的加工路線根據(jù)上圖,下列方案可供選用:1、2、對于ＩＴ9精度的孔,孔徑小于20mｍ，可采用鉆模鉆孔，或鉆孔后擴孔；孔徑大于3的孔一般采用鉆后鏜孔.3、對于IT8精度的孔,孔徑小于20mm,可采用鉆—鉸方案；孔徑大于２０mm,可根據(jù)具體情況，選用下述方案：鉆—擴—鉸;鉆—粗鏜—精鏜；鉆-拉。4、對于IＴ7精度的孔，孔徑小于1２ｍm,一般采用鉆—粗鉸—精鉸方案;孔徑大于12ｍm時，可選用下述方案:鉆-擴—粗鉸—精鉸;鉆-拉—精拉；鉆-擴(或鏜）-粗磨-精磨；鉆-粗鏜—半精鏜—精鏜。5、對于IＴ６精度的孔，可在加工ＩT7精度孔的順序后進行精加工，如精細鏜、研磨、珩磨、超精磨等。對于已鑄出或鍛出的孔可用擴孔和粗鏜代替鉆孔粗加工。平面的加工路線圖4－19平面的加工路線根據(jù)上圖，下列方案可供選用:1、粗刨（或粗銑)用于加工精度低的非結(jié)合面。2、粗刨（銑）—精刨（銑）用于加工有一定精度要求的表面，如箱體蓋與箱體的固定聯(lián)接表面等。3、粗刨(銑)-精刨（銑）—磨用于加工精度要求高且淬硬的表面,對于不淬硬的鋼件或鑄鐵件上較大平面的精加工,也廣泛采用此方案。但不宜加工塑性大的有色金屬工件。4、粗銑—半精銑—高速精銑最適宜加工高精度的有色金屬工件。５、粗車—半精車—精車主要用于加工軸、套、盤等回轉(zhuǎn)類工件上的端面.淬硬的端面，通常還需要在萬能外圓磨床或端面磨床上進行磨削.6、粗刨—精刨—刮研（寬刃精刨）主要用于精度要求較高有平面間貼合度要求的配合表面，如車床導(dǎo)軌面等，批量較大時，可以采用寬刃精刨代替刮研，但不適于淬硬的工件表面。7、拉削大批量生產(chǎn)時，加工技術(shù)要求較高、面積不大的平面或內(nèi)平面常用拉削的方法，以保證高的生產(chǎn)率?！?—２—4?工藝順序的安排及加工階段的劃分一、工藝順序的安排零件上的全部加工表面應(yīng)安排在一個合理的加工順序中加工，這對保證零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關(guān)重要。１、工藝順序的安排原則(1）先基準(zhǔn)后其他——先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面（2）先面后孔-—有兩層含義：當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時,先將其加工出來，再以面定位,加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定；在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生；（３）先主后次——也有兩層含義：先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工,次要表面加工常常從加工方便與經(jīng)濟角度出發(fā)進行安排;次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后,以主要表面定位進行加工；（4）先粗后精對于精度和表面質(zhì)量要求較高的零件,其粗精加工應(yīng)該分開。２、熱處理和表面處理工序的安排(1)為改善工件材料切削性能而進行的熱處理工序(如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進行;合理的加工工藝順序?qū)ΡＷC零件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低加工成本都至關(guān)重要;工藝順序的安排原則：先基準(zhǔn)后其他先面后孔先主后次先粗后精

（2）為消除內(nèi)應(yīng)力而進行的熱處理工序(如退火、人工時效等）,最好安排在粗加工之后,也可安排在切削加工之前；（3）為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進行的熱處理工序(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理工序，允許安排在精加工后進行;(4)為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進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. 3、檢驗工序的安排?除操作工人自檢外,下列情況應(yīng)安排檢驗工序:零件加工完畢后；從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間前后;重要工序前后;其他工序的安排(１） 去毛刺工序通常安排在切削加工之后;(2） 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)對工件進行認真地清洗；二、工序的集中與分散?同一個工件，同樣的加工內(nèi)容,可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程:一種是工序集中，另一種是工序分散。?1、工序集中的概念與特點 使每個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,夾具的數(shù)目和工件的安裝次數(shù)也相應(yīng)地減少。?優(yōu)點：有利于保證工件各加工面之間的位置精度;有利于采用高效機床，可節(jié)省工件裝夾時間，減少工件搬運次數(shù)；可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。2、工序分散的概念與特點優(yōu)點:每個工序使用的設(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。3、工序集中與工序分散的應(yīng)用傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn),多采用工序分散的組織形式（個別工序亦有相對集中的情況）;多品種、中小批量生產(chǎn),為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式;由于市場需求的多變性,對生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高,加之加工中心等先進設(shè)備的采用，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式。三、加工階段的劃分?１、加工階段劃分的意義：有利于保證零件的加工精度；有利于設(shè)備的合理使用和精密機床的精度保持；有利于人員的合理安排；可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷,以減少損失.2、加工階段的劃分粗加工階段——主要任務(wù)是去除加工面多余的材料;半精加工階段——使加工面達到一定的加工精度，為精加工作好準(zhǔn)備;精加工階段——使加工面精度和表面粗糙度達到要求；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?！?-3 加工余量、工序尺寸及公差的確定§4—3－１ 加工余量的概念一、加工總余量(毛坯余量）與工序余量 1、加工余量-—加工過程中從加工表面切去材料層厚度。 2、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；或定義為相鄰兩工序基本尺寸之差.?分單邊余量和雙邊余量,見圖４—2:圖4－2０單邊余量與雙邊余量零件非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面，其加工余量為單邊余量，則有:式中——本工序余量;-—前工序尺寸;—-本工序尺寸；零件對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面,其加工余量為雙邊余量，則有:回轉(zhuǎn)體外圓表面，其加工余量為雙邊余量,則有:回轉(zhuǎn)體內(nèi)圓表面,其加工余量為雙邊余量，則有：３、余量公差?圖4－２1被包容件的加工余量及公差圖4－２1被包容件的加工余量及公差圖4－22工序余量示意圖a）被包容件粗、半精、精加工的工序余量;b）包容件粗、半精、精加工的工序余量；了解工序的集中與分散的特點和應(yīng)用看圖理解單邊余量和雙邊余量的含義牢記并能應(yīng)用公式計算余量和余量公差二、工序余量的影響因素圖４－2３最小加工余量構(gòu)成上工序的尺寸公差；上工序產(chǎn)生的表面粗糙度（輪廓最大高度)和表面缺陷層深度；（參考《機制工藝學(xué)》王先逵第二版Ｐ１６8表4-10)上工序留下的空間誤差,包括形狀誤差（為圓柱度形狀誤差)和位置誤差（軸線歪斜所形成的位置誤差)；本工序的裝夾誤差；結(jié)論：工序加工余量計算公式（組成）:對于單邊余量:對于雙邊余量：上式中為、的矢量和與之間的夾角。§4－3－2?加工余量的確定?確定加工余量的方法有三種:計算法、查表法和經(jīng)驗法.一、計算法在影響因素清楚的情況下，計算法比較準(zhǔn)確。必須具備一定的測量手段和必要的統(tǒng)計分析資料，才能進行余量的計算。在應(yīng)用式（4-1）和式(４－２）時,要針對具體的加工方法進行簡化：1、采用浮動鏜刀塊鏜孔或采用浮動鉸刀鉸孔或采用拉刀拉削孔，這些加工方法不能糾正孔的位置誤差,所以式4-2簡化為：2、無心外圓磨床磨外圓無裝夾誤差，故：3、研磨、珩磨、超精加工、拋光等光整加工工序,其主要任務(wù)是去掉前一工序所留下的表面痕跡，故： 總之,計算法不能離開具體的加工方法和條件.不準(zhǔn)確的計算會使加工余量過大或過小.余量大不僅浪費材料，而且增加加工時間，增大機床和刀具的負荷。余量過小則不能糾正上工序的誤差，造成局部加工不到的情況，影響加工質(zhì)量,甚至?xí)斐蓮U品。工序余量的影響因素有哪些？會靈活運用單邊余量和雙邊余量的計算公式。確定加工余量的方法有三種：計算法、查表法和經(jīng)驗法。計算法不能離開具體的加工方法和條件。二、查表法此法主要以工廠生產(chǎn)實踐和試驗研究積累的經(jīng)驗所制成的表格為基礎(chǔ)，并結(jié)三、經(jīng)驗法由一些有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員和工人根據(jù)經(jīng)驗確定加工余量的大小。由于主觀上怕出廢品,所以此法確定的加工余量往往偏大。多用于單件小批生產(chǎn)中.§4－3—３?工序尺寸與公差確定一、確定工序尺寸一般方法(工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合的前提下)1、確定各工序加工余量；2、從最終加工工序開始，即從設(shè)計尺寸開始，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。在工藝基準(zhǔn)無法同設(shè)計基準(zhǔn)重合的情況下，確定了工序余量之后，需要通過工藝尺寸鏈進行工序尺寸和公差的換算。二、實例１、軸徑加工，要求直徑φ50ｍｍ,精度IT5，表面粗糙度Ra0.０４μm，高頻淬火,毛坯鍛件。加工過程：粗車→半精車→高頻淬火→粗磨→精磨→研磨。思考若工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重合應(yīng)怎樣計算？§4－４?工藝尺寸鏈§4－4－0?尺寸鏈內(nèi)容補充一、概述（問題的提出)?在設(shè)計機器時,除了需要進行運動、強度和剛度等計算外,還需要進行幾何量分析計算，以確定機器零件的尺寸公差、形狀和位置公差等。其目的是保證機器能順利地進行裝配,并能滿足預(yù)定的功能要求，為此，提出尺寸鏈的問題。二、尺寸鏈的分類 1、按應(yīng)用場合分:??工藝尺寸鏈 ? 裝配尺寸鏈?２、按尺寸鏈之間的聯(lián)系方式分：并聯(lián)尺寸鏈? ? ???串聯(lián)尺寸鏈 ?? ? 混合尺寸鏈?３、按尺寸鏈在空間的位置分：線性尺寸鏈--各環(huán)平行直線分布 ?? ?? ?平面尺寸鏈—-不是平行線,但在同一平面 ? ?? ?空間尺寸鏈——不在同一平面 4、按尺寸鏈的不同計量單位分:長度尺寸鏈 ?? ???? 角度尺寸鏈三、計算尺寸鏈的基本內(nèi)容尺寸鏈的概念在零件的加工或產(chǎn)品的裝配過程中，經(jīng)常遇到一些相互聯(lián)系且按一定順序排列著的，封閉的尺寸組合，就形象地，把這些相互聯(lián)系又按一定順序排列著的,封閉的尺寸組合，稱為尺寸鏈。如圖4—２3所示：圖4－２3?尺寸鏈圖了解尺寸鏈的分類及概念2、尺寸鏈的組成為簡便起見,把尺寸鏈中的每一個尺寸,簡稱為尺寸鏈中的一個環(huán).“環(huán)”又分為封閉環(huán)和組成環(huán)。（1)封閉環(huán)在零件的加工或產(chǎn)品的裝配過程中，間接形成的，其精度是被間接保證的環(huán),稱為封閉環(huán)。（2）組成環(huán)直接影響封閉環(huán)精度的各環(huán),稱為組成環(huán)。根據(jù)影響程度的不同,組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。1）增環(huán)組成環(huán)中，某環(huán)的變動會引起封閉環(huán)同向變動環(huán)，稱為增環(huán)。2）減環(huán)組成環(huán)中,某環(huán)的變動會引起封閉環(huán)反向變動環(huán),稱為減環(huán)。尺寸鏈的畫法（封閉性規(guī)律） 從封閉環(huán)兩端任一相連的組成環(huán)開始,依次查找相互聯(lián)系而又影響封閉環(huán)大小的尺寸，直至封閉環(huán)的另一端為止。封閉環(huán)基本尺寸的計算(線性尺寸鏈)?計算尺寸鏈的基本任務(wù)為了正確地確定有關(guān)尺寸的公差和極限偏差，分三種：（１）正計算——已知各組成環(huán)的基本尺寸和極限偏差，求封閉環(huán)。?用途:用于尺寸鏈的驗算。（2）反計算—-已知封閉環(huán)的基本尺寸及極限偏差，和各組成環(huán)的基本尺寸，求各組成環(huán)的極限偏差。 用途：用于設(shè)計機器時,合理地給定各零件的極限偏差。(3）中間計算—-已知封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及極限偏差,求尺寸鏈中某一環(huán)的基本尺寸及極限偏差。用途：常用于正確解決工藝過程中出現(xiàn)的矛盾，如加工中基準(zhǔn)的換算等。5、解尺寸鏈的方法（五種）（1）完全互換法——極值法;?（2）概率法——概率算法;(3）分組互換法——將按封閉環(huán)公差確定的組成環(huán)基本尺寸的平均公差擴大N倍,達到經(jīng)濟加工精度要求,然后根據(jù)零件完工后的實際偏差，按一定尺寸間隔分成Ｎ組，根據(jù)大配大，小配小的原則，按對應(yīng)組進行互換裝配來達到封閉環(huán)的精度要求。(4）修配法—-修配余量放在某一組成環(huán)上，不可為公共環(huán)；切除少量金屬。（5)調(diào)整法——不是采用切除少量金屬層來補償，而是采取調(diào)整補償環(huán)的尺寸或位置來補償。采用完全互換法時，只要尺寸鏈中各組成環(huán)零件為合格品，則無需進行挑選或修配就能裝到機器上,且能達到封閉環(huán)的精度要求。按極限尺寸來計算尺寸鏈。概率法：完全互換法是按各環(huán)的極限尺寸來計算的,但由概率論原理和生產(chǎn)實踐可知，在成批和大量生產(chǎn)中,大多數(shù)零件的實際尺寸分布于公差帶的中間區(qū)域（如果調(diào)整中心接近于公差帶中心的話）,靠近極限值的是少數(shù)，在成批產(chǎn)品裝配中,尺寸鏈的各組成環(huán)恰好是極限尺寸相結(jié)合的情況就更少了?？梢岳眠@一規(guī)律,將組成環(huán)公差放大，不但使零件易于加工，而且又不改變技術(shù)條件規(guī)定的封閉環(huán)公差，從而獲得更大的技術(shù)經(jīng)濟效益。會判斷封閉環(huán)和組成環(huán)以及增環(huán)和減環(huán)掌握封閉環(huán)基本尺寸的計算要求掌握三種計算方法及其用途一般常用完全互換——極值法解尺寸鏈?§4—4-1?工藝尺寸鏈一、概念１、工藝尺寸鏈——在工藝過程中,由同一零件上與工藝相關(guān)的尺寸所形成的封閉尺寸組,稱為工藝尺寸鏈。2、封閉環(huán)的基本屬性--派生性,即封閉環(huán)本身不具有“獨立”性質(zhì)，是隨著別的環(huán)的變化而變化。在工藝尺寸鏈中即表現(xiàn)為尺寸的間接獲得。注意:工藝尺寸鏈中封閉環(huán)的確定，比裝配、設(shè)計尺寸鏈中的封閉環(huán)的確定要困難,原因是由于它是隨著零件的加工方案在改變。二、工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合時工序尺寸及其公差的確定 可參見趙志修《機制工藝學(xué)》Ｐ３８例子. 零件上外圓和內(nèi)孔的加工多屬這種情況。當(dāng)表面需要經(jīng)過多次加工時，各工序的加工尺寸公差取決于各工序的加工余量及所采用加工方法的加工經(jīng)濟精度,計算的順序是由最后一道工序向前推算.在§４－3—３工序尺寸與公差確定一節(jié)中的實例部分，即為工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合時的例子。(在先前講到此例的時候，可以提醒學(xué)生注意，講到此地方時，再回顧前面的例子,關(guān)鍵要使學(xué)生在邏輯上比較清晰。）三、工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時工藝尺寸的計算1、定位基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重和時的工藝尺寸計算例1．圖示工件A、B面已加工好，現(xiàn)以底面A定位，加工臺階面C，保證尺寸，試確定工序尺寸及各工序尺寸公差。解：1）畫尺寸鏈圖如圖ｂ所示；?2)封閉環(huán)：;?增環(huán)：;減環(huán)：;圖4—24?例1圖 3）計算基本尺寸及偏差為了保證的設(shè)計要求,首先必須將的公差分配給和，如用等公差分配，令按入體原則標(biāo)注，有（2）、測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合例2．圖示零件,尺寸不好測量，改測尺寸,試確定的大小和公差。解：1)畫尺寸鏈如右圖;2）是測量直接得到的尺寸，是組成環(huán)（減環(huán)）；是間接保圖4-２5?例2圖證的，是封閉環(huán)；是增環(huán)。3）計算尺寸鏈可得到:討論:關(guān)于假廢品的問題：1）若測得L2＝４0.36,即向上超差０。17，表面上判斷，此零件應(yīng)為廢品.先不急下結(jié)論,讓我們來驗算一下。此時,若Ｌ1＝50(最大值）,可以得到：L０=50-４0.36=9.6４，實際結(jié)果為合格品；２）若測得L2＝3９．8３,即向下超差０。17,表面上判斷，此零件應(yīng)為廢品.先不急下結(jié)論,讓我們來驗算一下。此時，若L1=49。8３(最小值),可以得到:L0=4９．83－3９.83=１0，實際結(jié)果為合格品;發(fā)現(xiàn)：超差時,如果同向變動取極值,則表面看來為廢品的零件實際上卻是合格品,即假廢品。改善:采用專用檢具可減小假廢品出現(xiàn)的可能性.見下例：例3。解：1）新建尺寸鏈圖如右：2）為封閉環(huán)；為減環(huán);為增環(huán)；３）計算尺寸鏈:圖4—26 例2改善圖說明：依然可以證明:如的測量超差在公差范圍之內(nèi)，仍然保證符合要求，零件為合格品。但正是的尺寸為專用檢具的尺寸，其精度很高，如此例中公差為0.02mm,所以，只在超差很小(０．02ｍm）的范圍內(nèi)為假廢品,一旦超出此公差范圍,則必然為真廢品了。注意用此例的超差公差和上例子的超差公差對比,得出結(jié)論：采用專用檢具，可減小假廢品出現(xiàn)的可能性。例３：某車床主軸箱Ⅲ軸和Ⅳ軸的中心矩為（127±0.07）mｍ，該尺寸不便直接測量，擬用游標(biāo)卡尺直接測量兩孔內(nèi)側(cè)距離,來間接保證中心矩的尺寸要求。已知Ⅲ軸孔直徑為,Ⅳ軸孔直徑為,求測量尺寸。圖4－２７ 例3圖解：1)建立尺寸鏈圖如右：2)封閉環(huán)：增環(huán):;增環(huán)：；增環(huán)：；3）計算尺寸鏈:只要測得結(jié)果在的公差范圍之內(nèi)，就一定能夠滿足(保證)Ⅲ軸和Ⅳ軸的中心距的設(shè)計要求。假廢品問題：如果實測超出了的下限,那么此時是否為廢品呢??討論：按上面的計算結(jié)果,表面看來零件應(yīng)為廢品,但是，若剛好兩個孔的直徑尺寸都做到公差的上限，即：半徑尺寸:,此時，恰好為中心距設(shè)計尺寸的下限要求尺寸,即出現(xiàn)了假廢品。觀察一下，０．0８7為最下限尺寸，再小則出現(xiàn)廢品。來看0.08７和的下限0。０61的關(guān)系：結(jié)論:當(dāng)實測尺寸與計算尺寸的差值小于尺寸鏈其他組成環(huán)公差之和時，可能為假廢品.?驗證:若實測結(jié)果為：時，而兩孔直徑尺寸都做到公差的下限:則恰好為中心距設(shè)計尺寸的上限尺寸。產(chǎn)生假廢品的根本原因在于測量基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重合。組成環(huán)環(huán)數(shù)愈多,公差范圍愈大，出現(xiàn)假廢品的可能性愈大。因此在測量時應(yīng)盡量使測量基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合。生產(chǎn)上為了避免假廢品的產(chǎn)生,在出現(xiàn)實測尺寸超差時，應(yīng)實測其他組成環(huán)的實際尺寸,然后在尺寸鏈中重新計算封閉環(huán)(不一定是封閉環(huán)）的實際尺寸，若重新計算結(jié)果超差，則為廢品，否則仍為合格品。提示:因是測量尺寸，故存在假廢品的判定問題。（3)工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計基準(zhǔn)例4。圖示鍵槽孔加工過程如下:1）拉孔至;2)插鍵槽，保證尺寸;3）熱處理;4）磨內(nèi)孔至，同時保證尺寸試確定尺寸的大小及公差。圖４－2８ 例４圖解：1）建立尺寸鏈如上圖右所示;2）是間接保證的尺寸,因而是封閉環(huán)；、為增環(huán)；為減環(huán).3）計算該尺寸鏈,可得到： 按入體原則改寫為：例５。在上例中，因磨孔和鏜孔是在兩次裝夾下完成的，存在同軸度誤差。當(dāng)同軸度誤差很小（同其他組成環(huán)的公差相比，小于一個數(shù)量級）時，才允許按上例中進行計算。如同軸度誤差不是很小,則應(yīng)將同軸度也作為一個組成環(huán)畫在尺寸鏈圖中。如設(shè)磨孔和鏜孔的同軸度公差為0．05mm,則進行求解. 解：1)畫尺寸鏈圖如圖b所示：圖4-２9 例5圖是間接保證的尺寸,因而是封閉環(huán)；、、為增環(huán)；為減環(huán)。3)計算該尺寸鏈，可得到：?按入體原則改寫為:提示：因是工序尺寸，故需按入體原則標(biāo)注。提示:此例中，若把e放在的尺寸鏈的同一線上,即e由增環(huán)變成了減環(huán)，但不會影響結(jié)果。原因是：同軸度的基本尺寸一般是0，而公差為對稱分布，故在尺寸鏈計算中，既不會影響基本尺寸,也不會影響上下偏差的計算，故可以大膽地建立尺寸鏈。對比上二例可以發(fā)現(xiàn)：正是由于尺寸鏈中多了一個同軸度組成環(huán)，使得插鍵槽工序的鍵槽深度x的公差減小,減小的數(shù)值正好是同軸度公差；按設(shè)計要求,鍵槽深度的公差范圍是０～０.３0mm,但是插鍵槽工序卻只允許按0。023~０．285（不含同軸度公差），或0.04８～０。2６０(含同軸度公差）的公差范圍來加工。原因：仍然是工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)不重合.工藝尺寸鏈中封閉環(huán)的隨零件的加工方案而改變解題的步驟:１、畫尺寸鏈圖；2、判斷封閉環(huán)、增減環(huán)３、計算表面看來為廢品的零件實際上卻是合格品，即出現(xiàn)假廢品。采用專用檢具，可減小假廢品出現(xiàn)的可能性。思考：產(chǎn)生假廢品的原因是什么?應(yīng)怎樣避免？當(dāng)實測尺寸與計算尺寸的差值小于尺寸鏈其他組成環(huán)公差之和時，可能為假廢品。了解入體原則的含義同軸度的基本尺寸一般是0，而公差為對稱分布因此，在考慮工藝安排的時候,應(yīng)盡量使得工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合,否則會增加制造難度。(4）表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計算例6：圖示偏心零件，表面Ａ要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.5～0.8ｍｍ。與此有關(guān)的加工過程如下:精車P面,保證直徑;滲碳處理，控制滲碳層深度;精磨Ｐ面保證直徑尺寸，同時保證規(guī)定滲碳層深度.試確定的數(shù)值。圖4－30?例６圖 解：1）畫尺寸鏈圖如上圖b)所示； ?2)封閉環(huán):;???增環(huán):、；?? 減環(huán):; 3）計算尺寸鏈： ?例7．如圖4-31所示為軸套類零件的外表面要求鍍鉻，鍍層厚度規(guī)定為0。０25～0．04mｍ，鍍后不再加工,并且外徑的尺寸為mm，求鍍前磨削工序的工序尺寸及公差。 圖４—３1?例７圖解:1）畫尺寸鏈圖如上圖右；?２）封閉環(huán)：；??增環(huán)：、;?3）計算尺寸鏈： ?故鍍前磨削工序的工序尺寸可注成：。（5)余量校核?在工藝過程中，加工余量過大會影響生產(chǎn)率,浪費材料，并且對精加工工序還會影響加工質(zhì)量.但是,加工余量也不能過小，過小則有可能造成零件表面局部加工不到，產(chǎn)生廢品.因此校核加工余量,對加工余量進行必要的調(diào)整是制訂工藝規(guī)程時不可少的工藝工作。例8．在圖4—32所示的零件中，其軸向尺寸的工藝安排為：精車Ａ面，自B處切斷，保證兩端面距離尺寸；以A面定位,精車Ｂ面，保證兩端面距離尺寸,精車余量為;以B面定位磨Ａ面，保證兩端面距離尺寸，磨削余量為；4）以Ａ面定位磨B面，保證最終軸向尺寸,磨削余量為。在考慮工藝安排的時候,應(yīng)盡量使得工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。校核加工余量，對加工余量進行必要的調(diào)整是制訂工藝規(guī)程時不可少的工藝工作.圖4－3２?例8圖解:1）建立尺寸鏈圖如上圖c）；三個尺寸鏈圖;??2）封閉環(huán)：?? 增環(huán)：?? 減環(huán)：３）分別計算三個尺寸鏈： ? ? 磨削余量偏大,進行調(diào)整令：在尺寸鏈圖3（最下面一個尺寸鏈)中，重新解算尺寸鏈，可得:此時，封閉環(huán)為;增環(huán)：；? 減環(huán):； 同理：令：→;?保持不變→；余量為封閉環(huán)§4—5 時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑一、時間定額１、時間定額的概念時間定額：指在一定生產(chǎn)條件下,規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需要的時間。它是安排作業(yè)計劃、進行成本核算、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制以及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要根據(jù)。因此，時間定額是工藝規(guī)程的重要組成部分.2、時間定額的組成(1）基本時間――直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置,以及表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等的工藝過程所消耗的時間。對于切削加工來說，基本時間是切去金屬所消耗的機動時間。機動時間可通過計算的方法來確定。不同的加工面，不同的刀具或者不同的加工方式、方法,其計算公式不完全一樣。但計算公式中一般都包括切入、切削加工和切出時間。例如圖4-3３所示車削加工,其計算公式為：式中――加工長度（mm）；――刀具的切入長度（mm)；――刀具的切出長度（ｍｍ）;――進給次數(shù)；――加工余量（mm）；――背吃刀量(mm);圖４—３３切削基本時間組成圖――進給量（mm／r)；――機床主軸轉(zhuǎn)速(r/mｉｎ）；了解時間定額的概念及組成――切削速度(m/mｉn）;Ｄ――加工直徑（mm）;各種不同情況下機動時間的計算公式可參考有關(guān)手冊，針對具體情況予以確定。（２）輔助時間――為實現(xiàn)工藝過程而必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。這里所說的輔助動作包括:裝、卸工件,開動和停止機床，改變切削用量，測量工件尺寸以及進刀和退刀動作等。若這些動作是由數(shù)控系統(tǒng)控制機床自動完成，則輔助時間可與基本時間一起,通過程序的運行精確得到。若這些動作是由人工操作完成，輔助時間確定的方法有兩種：在大批生產(chǎn)中，可先將各種輔助動作分解,然后查表確定各分解動作所消耗的時間,并進行累加。在中小批生產(chǎn)中，可按基本時間的百分比進行估算，并在實際中修改百分比，使之趨之合理。上述基本時間和輔助時間的總和稱為操作時間。（3)布置工作時間――為使加工正常進行，工人照管工作地(如更換刀具、潤滑機床、清理切削、收拾工具等)所消耗的時間，又稱工作地點服務(wù)時間，一般按操作時間的２％~7％來計算。（4)休息和生理需要時間――工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時間，一般按操作時間的２％來計算。（5)準(zhǔn)備與終結(jié)時間――工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品和零、部件，進行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時間。準(zhǔn)備和結(jié)束工作包括:在加工進行前熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝刀具和夾具、調(diào)整機床和刀具等必須準(zhǔn)備的工作，加工一批工件終了后需要拆下和歸還工藝裝備，發(fā)送成品等結(jié)束工作。如果一批工件的數(shù)量為n，則每個零件所分攤的準(zhǔn)備和終結(jié)時間為?？梢钥闯?當(dāng)n很大時,就可以忽略不計.3、單件時間和單件工時定額計算公式：（1)單件時間的計算公式:（2)單件工時定額的計算公式:在大量生產(chǎn)中，單件工時定額可忽略，即：二、提高生產(chǎn)率的工藝途徑勞動生產(chǎn)率是一個綜合技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),它與產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理和工藝設(shè)計都有密切關(guān)系。研究如何提高生產(chǎn)率,實際上是研究怎樣才能減少工時定額.因此，可以從時間定額的組成中尋求提高生產(chǎn)率的工藝途徑。１、縮短基本時間（1)提高切削用量縮短基本時間提高切削用量的主要途徑是進行新型刀具材料的研究與開發(fā).（２)采用復(fù)合工步縮短基本時間復(fù)合工步能使幾個加工表面的基本時間重疊,節(jié)省基本時間。多刀單件加工單刀多件或多刀多件加工２、減少輔助時間和輔助時間與基本時間重疊（１)減少輔助時間采用先進夾具和自動上、下料裝置減少裝、卸工件的時間。提高機床的自動化水平，縮短輔助時間。（２）是輔助時間與基本時間重疊采用可換夾具或可換工作臺,使裝夾工件的時間與基本時間重疊。采用轉(zhuǎn)位夾具或轉(zhuǎn)位工作臺，可在加工中完成工件的裝卸.用回轉(zhuǎn)夾具或回轉(zhuǎn)工作臺進行連續(xù)加工。采用帶反饋裝置的閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制加工過程中的尺寸。３、減少布置工作地時間提高刀具或砂輪耐用度。減少換刀次數(shù);采用各種快換刀夾、自動換刀、對刀裝置來減少換刀和調(diào)刀時間，均可縮減布置工作地時間。4、減少準(zhǔn)備與終結(jié)時間中、小批生產(chǎn)中,由于批量小、品種多,準(zhǔn)備終結(jié)時間在單位時間中占有較大比重,使生產(chǎn)率受到限制。實際上，準(zhǔn)備與終結(jié)時間的多少與工藝文件是否詳盡清楚、工藝裝備是否齊全、安裝與調(diào)整是否方便等有關(guān).擴大批量是縮減準(zhǔn)備終結(jié)時間的有效途徑。目前，采用成組技術(shù)以及零、部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化是擴大批量的有效方法。理解單件時間和單件工時定額的計算公式從時間定額的組成中尋求的提高生產(chǎn)率的工藝途徑有哪些？§4-６ 工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析通常有兩種方法來分析工藝