機械行業(yè)制造工藝預備概述

第1章機械制造工藝預備1.1機械產品開發(fā)及生產過程概述1.2生產類型及其工藝特點1.3機械加工質量1.4加工精度的獲得方法1.5機械加工工藝過程組成1.6設計基準與工藝基準1.7基本尺寸鏈理論1.1機械產品開發(fā)及生產過程概述1.機械產品開發(fā)及改進過程現代機械產品的開發(fā)與改進是極其復雜的持續(xù)的動態(tài)過程，大致可以描述為一個負反饋系統(tǒng)，它描述了機械產品依據用戶需求反饋信息，不斷改進和不斷發(fā)展的動態(tài)過程。機械產品開發(fā)與改進系統(tǒng)中包含產品決策、產品設計、工藝編制、產品制造、市場檢驗等環(huán)節(jié)。上述環(huán)節(jié)之中任何一個環(huán)節(jié)的斷裂，都會導致系統(tǒng)的崩潰。因此上述環(huán)節(jié)都具有與系統(tǒng)同等的重要性，每個組成環(huán)節(jié)都具有無可替代的重要性。因此學習機械制造工藝學很重要，很有意義。

2.機械產品生產過程機械制造過程是機械產品從原材料開始到成品之間各相互關聯的勞動過程的總和。它包括毛坯制造、零件機械加工、熱處理、機器的裝配、檢驗、測試和油漆包裝等主要生產過程，也包括專用夾具和專用量具制造、加工設備維修、動力供應（電力供應、壓縮空氣、液壓動力以及蒸汽壓力的供給等）。工藝過程是指在生產過程中，通過改變生產對象的形狀、相互位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程。機械產品生產工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配、涂裝等。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P的過程，稱為直接生產過程，是生產過程的主要部分。而與原材料變?yōu)楫a品間接有關的過程，如生產準備、運輸、保管、機床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生產過程。直接機械生產過程可以大致可分為毛坯制造、零件機械加工與熱處理、機器裝配和調試等階段。機械制造工藝方法與分類JB/T5992-92——按大、中、小和細分類四個層次劃分大類中類代碼代碼名稱0123456789中類名稱0鑄造砂型鑄造特種鑄造1壓力加工鍛造軋制沖壓擠壓旋壓拉拔其他2焊接電弧焊電阻焊氣焊壓焊特種焊接釬焊3切削加工刃具加工磨削鉗加工4特種加工電物理加工電化學加工化學加工復合加工其他5熱處理整體熱處理表面熱處理化學熱處理6覆蓋層電鍍化學鍍真空沉積熱侵鍍轉化膜熱噴涂涂裝其他78裝配包裝裝配試驗與檢驗包裝9其他粉末冶金冷作非金屬成形表面處理防銹纏繞編織其他表2-1機械制造工藝方法類別劃分及代碼（JB/T5992-92）1.2生產類型及其工藝特點

1.2.1生產綱領和生產類型1．生產綱領生產綱領是指企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期通常為1年，所以生產綱領也稱為年產量。零件的生產綱領應按下式計算：

N＝Qn(1+a％)(1+b％)N為零件的年產量，單位件/年；Q為產品的年產量，單位臺/年；n為每臺產品中該零件的數量，單位件/臺；a％為該零件的備品率；b％為該零件的廢品率。2．生產類型生產類型是指企業(yè)生產專業(yè)化程度的分類。人們按照產品的生產綱領、投入生產的批量，可將生產分為：單件生產、批量生產和大量生產三種類型。⑴單件生產是指單個生產不同結構和尺寸的產品，產品生產很少重復甚至不重復的生產類型。其生產特點是：產品的種類較多，而同一產品的產量很小，工作地點的加工對象經常改變。⑵大量生產是指同一產品的生產數量很大，大多數工作地點經常按一定節(jié)奏重復進行某一零件的某一工序加工的生產類型其生產特點是：同一產品的產量大，工作地點較少改變，加工過程重復。⑶批量生產是指一年中分批輪流制造幾種不同的產品，每種產品均有一定的數量，工作地點的加工對象周期性地重復的生產類型。其生產特點是：產品的種類較少，有一定的生產數量，加工對象周期性地改變，加工過程周期性地重復。根據批量的大小又可分為大批量生產、中批量生產和小批量生產。小批量生產的工藝特征接近單件生產，大批量生產的工藝特征接近大量生產。生產類型劃分1.3機械加工質量

機械零件的加工質量主要包括零件的加工精度和零件的表面加工質量。

1.3.1加工精度的含義加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(包括尺寸、形狀和位置)對理想幾何參數的符合程度。加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。(1)尺寸精度

尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之間實際尺寸與理想尺寸之間的符合程度。其中理想尺寸是指零件圖上所標注的有關尺寸的平均值。(2)形狀精度

形狀精度是指加工后零件表面實際形狀與表面理想形狀之間的符合程度。其中表面理想形狀是指絕對準確的表面形狀，如圓柱面、平面、球面、螺旋面等。(3)位置精度

位置精度是指加工后零件表面之間實際位置與表面之間理想位置的符合程度。其中表面之間理想位置是絕對準確的表面之間位置，如兩平面垂直、兩平面平行、兩圓柱面同軸等。1.3.2加工表面質量的含義加工表面質量包括兩個方面的內容：加工表面的幾何形狀誤差和表面層的物理力學性能。1．加工表面的幾何形狀誤差加工表面的幾何形狀誤差主要包括表面粗糙度、波度和紋理方向等。(1)表面粗糙度

表面粗糙度是加工表面的微觀幾何形狀誤差，表面粗糙度的波距小于1mm。(2)波度

加工表面不平度中波距在1～10mm的幾何形狀誤差，它是由機械加工中的振動引起的。宏觀幾何形狀誤差是波距大于10mm的加工表面不平度，例如圓度誤差、圓柱度誤差等，它們屬于加工精度范疇，宏觀幾何形狀誤差不在本章討論之列。(3)紋理方向

紋理方向是機械加工時在零件加工表面形成的刀紋方向。它取決于表面形成過程中所采用的機械加工方法。

零件表面質量表面粗糙度表面波度表面物理力學性能的變化表面微觀幾何形狀特征表面層冷作硬化表面層殘余應力表面層金相組織的變化表面質量的含義（內容）2．表面層的物理力學性能由于機械加工中力因素和熱因素的綜合作用，使工件加工表面的物理力學性能將發(fā)生一定的變化，主要反映在以下幾個方面。(1)表面層金屬的冷作硬化

表面層金屬硬度的變化用硬化程度和深度兩個指標來衡量。在機械加工過程中，工件表面層金屬都會有一定程度的冷作硬化，使表面層金屬的顯微硬度有所提高。一般情況中，硬化層的深度可達0.05～0.30mm；若采用滾壓加工，硬化層的深度可達幾個毫米。(2)表面層金屬的金相組織變化

機械加工過程中，切削熱會引起表面層金屬的金相組織發(fā)生變化。(3)表面層金屬的殘余應力

由于切削力和切削熱的綜合作用，表面層金屬晶格會發(fā)生不同程度的塑性變形或產生金相組織的變化，使表層金屬產生殘余應力。

1.3.3加工表面質量對使用性能的影響1.表面質量對耐磨性的影響1）表面粗糙度對耐磨性的影響表面越粗糙，有效接觸面積就越小，這樣微觀凸峰很快就會被磨掉。若被磨掉的金屬微粒落在相配合的摩擦表面之間，則會加速磨損過程，即使在有潤滑液存在的情況下，也會因為接觸點處壓強過大，破壞油膜，產生磨粒磨損。一般說來，表面粗糙度值越小，其耐磨性越好。但是表面粗糙度值太小，有效接觸面積會隨著磨損增加而增大。這是因為表面粗糙度值過小，零件間的金屬微觀粒子間親和力增加，表面的機械咬合作用增大，且潤滑液不易儲存，磨損反而增加。圖1.4表示表面粗糙度數值與起始磨損量的關系曲線。表面粗糙度數值與起始磨損量的關系曲線2)表面紋理對耐磨性的影響表面紋理形狀及刀紋方向會影響有效接觸面積與潤滑液的存留，它們對耐磨性也有一定影響。一般來說，尖峰狀的表面紋理的摩擦副接觸面壓強大，零件表面的耐磨性較差；圓弧狀、凹坑狀表面紋理的摩擦副接觸面壓強小，零件表面耐磨性好。在運動副中，兩相對運動零件表面的刀紋方向均與運動方向相同時，耐磨性較好；兩者的刀紋方向均與運動方向垂直時，耐磨性最差；其余情況居于上述兩種狀態(tài)之間。3)表面層的物理力學性能對耐磨性的影響表面層金屬的冷作硬化能夠提高零件的耐磨性。一般地，冷作硬化可以提高表層顯微硬度，減少接觸部分變形，從而提高耐磨性。

2．表面質量對耐疲勞性的影響1)表面粗糙度對耐疲勞性的影響表面粗糙度對承受交變載荷零件的疲勞強度影響很大。在交變載荷作用下，表面粗糙度值大，容易產生疲勞裂紋，其抵抗疲勞破壞的能力較差；表面粗糙度值小，表面缺陷少，工件耐疲勞性較好。2)表面層的物理力學性能對耐疲勞性的影響表面層金屬的冷作硬化一定會存在殘余壓應力，殘余壓應力在一定程度上能夠阻止疲勞裂紋的生長，可提高零件的耐疲勞強度。

3．表面質量對耐蝕性的影響1)表面粗糙度對耐蝕性的影響零件的表面粗糙度對耐蝕性影響很大。表面粗糙度值小，有助于減少加工表面與外界氣體、液體接觸的面積，有助于減少腐蝕物質沉積，因此有助于提高耐蝕性能。2)表面層力學物理性能對耐蝕性的影響當零件表面層有殘余壓應力時，能夠阻止表面裂紋的進一步擴大，有利于提高零件表面抵抗腐蝕的能力。4．表面質量對零件配合質量的影響零件的表面粗糙度一方面會影響零件磨損，間接影響零件配合質量；另一方面零件的表面粗糙度會影響配合表面的實際有效接觸面積，影響接觸剛度。當承受較大載荷時，兩表面相配合表面微觀變形較大，對零件配合產生影響。表面質量對零件使用性能的影響零件表面質量粗糙度太大、太小都不耐磨適度冷硬能提高耐磨性對疲勞強度的影響對耐磨性影響對耐腐蝕性能的影響對工作精度的影響粗糙度越大，疲勞強度越差適度冷硬、殘余壓應力能提高疲勞強度粗糙度越大、工作精度降低殘余應力越大，工作精度降低粗糙度越大，耐腐蝕性越差壓應力提高耐腐蝕性，拉應力反之則降低耐腐蝕性1.工件尺寸精度獲得方法在機械加工中，獲得尺寸精度的方法主要有下面四種。1)試切法試切法是最早采用的獲得零件尺寸精度加工方法，同時也是目前常用的能獲得高精度尺寸的主要加工方法之一。試切法是在零件加工過程中不斷對已加工表面的尺寸進行測量，以測量數據為依據調整刀具相對工件加工表面的位置，進行嘗試切削，直至達到工件要求尺寸精度的加工方法。例如軸類零件上軸頸尺寸的試切車削加工和軸頸尺寸的在線測量磨削、箱體零件孔系的試鏜加工及精密量塊的手工精研等都是采用試切法加工。2)調整法調整法是在成批生產條件下經常采用的一種加工方法。調整法是按試切好的工件尺寸、標準件或對刀塊等調整并確定刀具相對工件定位基準的準確位置，在保持此準確位置不變的條件下，對一批工件進行加工的方法。例如在多刀車床或六角自動車床上加工軸類零件、在銑床上銑槽、在無心磨床上磨削外圓及在搖臂鉆床上用鉆床夾具加工孔系等都是采用調整法加工。

1.4加工精度的獲得方法

3)定尺寸刀具法定尺寸刀具法是在加工過程中依靠刀具或組合刀具尺寸保證被加工零件尺寸精度的一種加工方法。如用方形拉刀拉方孔，用鉆頭、擴孔鉆或鉸刀加工內孔，用組合銑刀銑工件兩側面和槽面等。4)自動控制法自動控制法是在加工過程中，通過由尺寸測量裝置、動力進給裝置和控制機構等組成的自動控制系統(tǒng)，使加工過程中的尺寸測量、刀具的補償調整和切削加工等一系列工作自動完成，從而自動獲得所要求尺寸精度的一種加工方法。例如在無心磨床上磨削軸承圈外圓時，通過測量裝置控制導輪架進行微量的補償進給，從而保證工作的尺寸精度；在數控機床上，通過數控裝置、測量裝置及伺服驅動機構，控制刀具在加工時應具有的準確位置，從而保證零件的尺寸精度等。

2.形狀精度的獲得方法在機械加工中，獲得形狀精度的方法主要有下面兩種。1)成形運動法以刀具的刀尖作為一個點相對工件做有規(guī)律的切削成形運動，從而使加工表面獲得所要求形狀的加工方法。刀具相對工件運動的切削成形面即是工件的加工表面。機器零件形狀一般由幾種簡單的幾何形面及其組合構成。例如，由圓柱面、圓錐面、平面、球面、螺旋面和漸開線面等及它們的組合構成了常見零件的表面形狀，上述典型幾何形面都可通過成形運動法加工出來。為了提高效率，采用刀具的整個切削刃口加工工件。如采用拉刀、成形車刀及寬砂輪等對工件進行加工。2)非成形運動法采用非成形運動法加工零件形狀時，零件表面形狀精度的獲得不是依靠刀具相對工件的準確成形運動，而是依靠在加工過程中對加工表面形狀的不斷檢驗和工人對其進行精細修整。雖然非成形運動法是獲得零件表面形狀精度最原始的加工方法，也是某些復雜的形狀表面和形狀精度要求很高表面的加工方法。例如精密刮研高精度測量平臺，精研具有較復雜空間型面鍛模，手工研磨精密絲杠等。

3.位置精度的獲得方法獲得位置精度的機械加工方法主要有下面兩種。1)一次裝夾獲得法零件有關表面間的位置精度是在工件的同一次裝夾中，由各有關刀具相對工件的成形運動之間的位置關系保證的。軸類零件加工時，將零件主要外圓、端面和端臺均在工件一次裝夾中加工完成，則可以保證它們同軸度與垂直度等位置精度要求；在箱體零件加工時，將孔系中重要孔安排在工件一次裝夾中加工，可以保證孔間的同軸度、平行度，以及垂直度。2)多次裝夾獲得法當零件復雜程度較大，在一次裝夾中無法將重要表面全部加工完，需要多次裝夾工件才能完成零件主要表面加工，這時零件位置精度獲得方法是多次裝夾獲得法。采用多次裝夾獲得法加工時，零件有關表面間的位置精度是由刀具相對工件的成形運動與工件定位基準面之間的位置關系保證的。如軸類零件上鍵槽對外圓表面的對稱度，箱體平面與平面之間的平行度、垂直度，箱體孔與平面之間的平行度和垂直度等，均可采用多次裝夾獲得法。在多次裝夾獲得法中，又可根據工件的不同裝夾方式劃分為直接裝夾法、找正裝夾法和夾具裝夾法。1.5機械加工工藝過程組成為了更精確描述生產過程的工藝問題，需要可以將工序細分為安裝、工步、走刀，它們的層次關系大致如圖1.5所示。

1.工序工序是一個或一組工人，在相同的工作地對同一個或同時對幾個工件連續(xù)完成的那一部分工藝過程。零件的機械加工過程就是該零件加工工序的序列。工序是工藝過程的基本單元，也是生產計劃、成本核算的基本單元。一個零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復雜程度、其加工精度要求及其產量等因素決定。例如，分別按照單件生產、小批生產、大批量生產三種生產類型，劃分工藝過程。單件生產小批生產大批量生產2.安裝安裝指在一道工序中，工件經一次定位夾緊后所完成的那一部分工序內容。安裝概念原指工件在機床上的固定與夾緊，在機械制造工藝學中，安裝概念被賦予新的內涵，其內容是一部分工序內容。如表1.3中工序1是兩次安裝，如表1.4中工序1和2都是兩個安裝，而表1.5中各工序都是一個安裝。在大批大量生產中，減少工序中安裝數目，將增加工件每次裝夾中完成的加工內容，有助于提高和保證加工精度；增加工序中安裝數目，將簡化工件每次裝夾中完成的加工內容，可以提高機械加工的專業(yè)化分工，以提高生產率。

機械制造工藝學中，安裝指齒輪毛坯經一次定位夾緊后，在工件沒有取下來，所進行的切削加工（銑齒）內容。安裝舉例3.工位在工藝過程的一個安裝中，通過分度（或移動）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一部分安裝內容稱為工位。在機械制造工藝學中，工位概念是機床夾具的工位概念的轉義，專指在某工位上完成的工藝過程，其內容是一部分工序內容。圖示表示了多工位加工的例子；一個安裝包含四個工位的例子。依次順時針旋轉，夾具具有四個工位，在每一個工位完成一定的工序內容。工位I處，裝夾與卸下工件；工位II處，鉆孔；工位III處，擴孔；工位IV處，絞孔。4.工步工步是指在加工表面、刀具和切削用量（不包括背吃刀量）均保持不變的情況下所完成的那一部分工序內容。在多刀車床、轉塔車床的加工中經常有這種情況，有時為了提高生產效率，經常出現用幾把刀具同時分別加工幾個表面的工步，這種工步稱為復合工步。在工藝文件上，復合工步也被視為一個工步。圖示復合工步用兩把車刀和一個鉆頭，同時加工外圓和孔。

立軸轉塔車床回轉刀架復合工步加工

刨平面復合工步鉆孔、擴孔復合工步組合銑刀銑平面復合工步5.走刀在一個工步內，因加工余量較大，需用同一刀具、在同一轉速及進給量的情況下對同一表面進行多次切削，每次切削稱為一次走刀。下圖所示的走刀示意圖中，加工包含兩個工步，第1工步只有一個工步I；第2工步則包含兩個走刀II和走刀III。走刀是構成機械加工過程的最小單元。

基準是指用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據的那些點、線、面。按基準的用途和作用，可將其分為設計基準和工藝基準兩大類，如下圖所示。1.6設計基準與工藝基準

1.設計基準

設計基準是設計圖樣上所采用的基準。如圖1.11所示零件結構，需要在階梯軸零件上確定平面B的位置。在設計零件時，B平面的設計基準可以有多種選擇（也即，B平面尺寸有多種標注方式）。例如，圖a所示的零件H1尺寸以軸線S1為設計基準；圖b所示的零件H2尺寸以母線S2為設計基準；圖c所示的零件H3尺寸以母線S3為設計基準。

設計基準舉例（一）單一尺寸互為基準設計基準舉例（二）明確指出設計基準不平等情況設計基準舉例（三）加工關系又先后先加工為基準設計基準舉例（四）多個同方向尺寸公共起點為設計基準2.工藝基準

工藝基準是在工藝過程中所采用的基準。依據它們在工藝過程中的不同應用，工藝基準可分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。

1)工序基準工序基準是在工序圖上，用來確定本工序所加工的表面，加工后的尺寸、形狀、位置。它是某一工序加工表面所要達到的加工尺寸（即工序尺寸）的起點。下圖是某工序圖，G1表面和G2表面是工序基準。

2）定位基準定位基準是在加工過程中用作工件定位的基準。如圖1.11所示的零件加工時，定位基準可以有多種選擇，例如圖a用三爪卡盤夾持工件，以軸線W1為定位基準；圖b表示用V形塊定位，以軸線W2為定位基準；圖c用虎鉗夾持工件大圓柱體，用支撐釘定位，以母線W3為定位基準；圖d用虎鉗夾持工件小圓柱體，用支撐釘定位，以母線W4為定位基準。

如果需要用于加工定位的工件表面是斜面或曲面等不便于定位的表面.為了加工工件時定位方便，在工件上專門加工出定位面作為定位基準，這樣的定位基準稱為附加基準。相對應，利用零件原有表面作定位基準，稱之為固有基準。舉例：軸類零件用于加工定位的頂尖孔就是典型的附加基準；三爪卡盤裝夾零件時，則用于定位的圓柱表面是典型的固有基準。

附加基準3）測量基準測量基準是零件測量時所采用的基準。采用不同的測量方法，如圖1.11所示的零件的測量基準可以有多種，例如：圖a以軸線C1為測量基準；圖b表示用量規(guī)檢測時，以母線C2為測量基準；圖c用卡尺檢測時，以母線C3為測量基準。

4）裝配基準裝配基準是裝配時確定零件或部件在機器中的相對位置所采用的基準。例如，下圖是某裝配結構圖的局部，Z1圓柱表面和Z2端面是齒輪在軸上的裝配基準。1.7基本尺寸鏈理論

1.7.1尺寸鏈概念、組成及特性尺寸鏈是指在機器裝配或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組。1）尺寸鏈的組成組成尺寸鏈的各個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。尺寸鏈的環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)。尺寸鏈封閉環(huán)是尺寸鏈中最終間接獲得或間接保證精度的那個環(huán)。每個尺寸鏈中必有一個封閉環(huán)，且只有一個封閉環(huán)。裝配尺寸鏈中，封閉環(huán)是決定機器裝配精度的環(huán)；工藝尺寸鏈中，封閉環(huán)必須在加工順序確定后才能判斷。尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其它環(huán)都稱為組成環(huán)。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。若在其它組成環(huán)不變的條件下，某一組成環(huán)的尺寸增大，封閉環(huán)的尺寸也隨之增大，則該組成環(huán)稱為增環(huán)；反之，則為減環(huán)。尺寸鏈一般都用尺寸鏈圖表示。尺寸鏈圖建立過程及增環(huán)和減環(huán)判別方法某零件部分尺寸關系見圖1.16(a)，其機械加工工藝要求B表面與C表面間尺寸為間接保證尺寸，確定其為封閉環(huán)。再從封閉環(huán)出發(fā)，按照零件尺寸間的聯系，用首尾相接的尺寸線依次表示各組成環(huán)，而構成的尺寸圖就是尺寸鏈圖，見圖1.16(b)。利用尺寸鏈圖可以判斷各組成環(huán)是增環(huán)或減環(huán)。首先選定一個環(huán)繞方向，如順時針方向。按照環(huán)繞方向，在尺寸鏈的封閉環(huán)和組成環(huán)上依次畫上一個箭頭，如圖1.16(b）所示。凡是箭頭方向與封閉環(huán)的箭頭方向相反的組成環(huán)均為增環(huán)；反之，則為減環(huán)。

圖1.16(a)圖1.16(b)2）尺寸鏈的特性尺寸鏈的主要特性是封閉性和關聯性。封閉性是指尺寸鏈中各尺寸的排列呈封閉形式。尺寸排列沒有封閉的不能成為尺寸鏈。關聯性是指尺寸鏈中任何一個直接獲得尺寸及其精度的變化，都將影響間接獲得或間接保證的那個尺寸及其精度的變化。

1.7.2尺寸鏈的分類尺寸鏈有多種不同分類型式，按尺寸幾何特征分為長度尺寸鏈與角度尺寸鏈；按尺寸鏈用途分為裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈；按其在空間的位置分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。長度尺寸鏈是由長度尺寸構成的尺寸鏈。長度尺寸描述了零件兩要素之間距離。角度尺寸鏈是由角度尺寸構成的尺寸鏈。角度尺寸描述了兩要素之間位置關系。角度尺寸鏈各環(huán)尺寸為角度量、平行度、垂直度等等。裝配尺寸鏈是在機器設計或裝配過程中，由一些相關零件的尺寸形成有聯系封閉的尺寸組。零件尺寸鏈是同一零件上由各個設計尺寸構成相互有聯系封閉的尺寸組。設計尺寸是指設計圖樣上標注的尺寸。工藝尺寸鏈是零件在機械加工過程中，同一零件上由各個工藝尺寸構成相互有聯系封閉的尺寸組。工藝尺寸是指工序尺寸、定位尺寸、基準尺寸。直線尺寸鏈是全部環(huán)都位于兩條或幾條平行的直線上的尺寸鏈。平面尺寸鏈是全部環(huán)都位于一個或幾個平行的平面上，但其中某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。平面尺寸鏈求解方法是將平面尺寸鏈中各有關組成環(huán)按平行于封閉環(huán)方向投影，就可將平面尺寸鏈簡化為直線尺寸鏈來計算。空間尺寸鏈是某些組成環(huán)沒有位于平行于封閉環(huán)的平面上的尺寸鏈?？臻g尺寸鏈求解方法如下：一般將空間尺寸鏈按三維坐標分解，轉化成平面尺寸鏈或直線尺寸鏈。然后根據需要，求解平面尺寸鏈或直線尺寸鏈。

1.7.3尺寸鏈的基本計算方法工藝尺寸鏈的計算方法有兩種，即極值法和概率法。1.極值法極限法是以實現同規(guī)格零件完全互換為目標，按照尺寸鏈各組成環(huán)出現極值的綜合誤差情況計算封閉環(huán)。極值法的優(yōu)點是簡便、可靠。缺點是當組成環(huán)數目較多時，會使計算結果過于嚴格，超出許可條件或超出機械加工能力，而造成加工困難。極值法計算公式如下：1）封閉環(huán)的基本尺寸：封閉環(huán)的基本尺寸等于組成環(huán)環(huán)尺寸的代數和，即

式中，為封閉環(huán)的的尺寸；為增環(huán)的基本尺寸；為減環(huán)的基本尺寸；m為增環(huán)的環(huán)數；n為包括封閉環(huán)在內的尺寸鏈的總環(huán)數。

2）封閉環(huán)的極限尺寸：封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。故極值法也稱為極大極小法。即

3）封閉環(huán)的上偏差與下偏差：封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和，即

式中：、分別為增環(huán)和減環(huán)的上偏差；、分別為增環(huán)和減環(huán)的下偏差。封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和，即

4）封閉環(huán)的公差：封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，即

2.概率法依據概率理論，零件尺寸出現極值情況往往是小概率事件。概率法是以保證大多數同規(guī)格零件具有互換性為目標，按照尺寸鏈各組成環(huán)出現大概率事件的綜合誤差情況計算封閉環(huán)。概率法的優(yōu)點是能夠依據零件加工尺寸的概率分布情況，適當放寬對組成環(huán)的要求。特別是當尺寸鏈的組成環(huán)數目較多時，不至于使計算結果過于嚴格，以至于使機械加工制造成本過高或超出現有機械加工能力。缺點是尺寸鏈計算較為繁瑣，且會出現少量不合格品。概率法在工藝尺寸鏈計算中應用相對較少。概率法計算公式參見本書機器裝配工藝規(guī)程有關章節(jié)及相關參考資料。

1.7.4尺寸鏈計算公式的使用方法尺寸鏈計算公式使用方法有如下三種：1)正計算

尺寸鏈正計算是已知尺寸鏈各組成環(huán)，計算封閉環(huán)。尺寸鏈正計算主要用來驗算尺寸設計的正確性，也稱校核計算。既可以用于產品設計驗算，也可以用于工藝設計驗算。2)反計算

尺寸鏈反計算是已知尺寸鏈封閉環(huán)和各組成環(huán)的基本尺寸，計算各組成環(huán)的極限偏差。尺寸鏈反計算主要用在設計計算上，即根據機器的技術指標（即技術要求）來分配各零件的公差。既可以用于產品設計，也可以用于工藝設計。3)中間計算

尺寸鏈中間計算是已知尺寸鏈封閉環(huán)和部分組成環(huán)的極限尺寸，計算某一組成環(huán)的極限尺寸。尺寸鏈中間計算常常用在工藝上。通常，尺寸鏈反計算和中間計算通稱為設計計算。

1.7.5工藝尺寸鏈的應用同工藝尺寸鏈相比，裝配尺寸鏈還有一些特殊性，而且裝配尺寸鏈與裝配工藝過程聯系密切。裝配尺寸鏈內容將在本書第6章裝配工藝規(guī)程中探討。這里將講述工藝尺寸鏈計算應用問題工藝尺寸鏈是解決機械加工工藝問題的一種重要手段。工藝尺寸鏈計算問題的關鍵是正確地確定尺寸鏈的封閉環(huán)。下面用例子介紹工藝尺寸鏈的應用。1.測量基準與設計基準不一致，測量尺寸換算問題

例1.1

零件結構如圖1.17(a)所示，由于尺寸15不便測量，需要通過檢驗尺寸A2判斷零件合格與否。

解：尺寸是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.17(b)。檢驗尺寸計算過程如下：

，A2=25，EIA2=0，ESA2=0.19則，A2=mm。

從計算結果看，尺寸A2公差帶較A0公差帶小，換句話說，用尺寸A2檢驗產品，精度要求提高了。本例說明：測量基準盡量與設計基準一致。必須指出：由于測量基準不一致，零件檢驗尺寸換算，導致檢驗標準發(fā)生了改變，可能會造成假廢品的誤判。例如，實際加工尺寸A1真值為39.84，合格；實際加工尺寸A2真值為24.84，超出A2計算值，用尺寸A2判斷零件為不合格品。然而實際情況是A0為15，合格。真實情況是該零件是合格品。

假廢品分析：2.定位基準與設計基準不一致，工序尺寸換算問題例1.2

零件結構如圖1.18(a)所示，尺寸35±0.3已經加工，接下來的工序加工B表面，即尺寸。設計基準是C表面。現在假定B表面加工工序需要以D表面作為定位基準。則需要確定B表面加工工序尺寸。

解：尺寸35±0.3是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.18(b)。工序尺寸計算過程如下：，解得A2=25。，解得EIA2=-0.1。，解得ESA2=+0.1。則從計算結果看，用尺寸加工B表面，加工精度要求提高了。本例說明：工藝基準盡量與設計基準一致3.以尚未加工表面為基準的工序尺寸換算問題

例1.3

零件局部結構如圖1.19(a)所示，軸孔硬度要求高，需淬火處理。由于淬火處理后，鍵槽無法加工。因此必須將鍵槽加工工序安排在熱處理前完成，試確定鍵槽加工工序尺寸。工序安排如下：(1)拉孔至工序尺寸；(2)插鍵槽至工序尺寸；(3)淬火處理；(4)磨孔至尺寸，同時保證尺寸

解：尺寸是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.19(b)。工序尺寸換算過程如下：，解得43.4，解得0.315。，解得+0.05。則4.熱處理表層深度控制問題例1.4

圖1.20(a)所示零件，表面F需要滲氮處理，試確定滲氮處理工序滲氮層深度。工序安排如下：(1)精車F面至工序尺寸；(2)滲氮處理；(3)磨F面至尺寸，同時保證滲氮層深度為0.3~0.7mm。

問題分析：由于熱處理后需要磨削加工，需要預留磨削加工余量。因此滲氮處理時的滲氮層深度是從F面的工序尺寸確定的。因此需要換算滲氮處理工序的滲氮層深度數值。

解：滲氮層深度為0.3~0.7mm是封閉環(huán)，建立尺寸鏈見圖1.20(b)。工序尺寸換算過程如下：，A3=0.45，ESA3=0.38。，EIA3=0.025。則，滲氮層深度0.475~0.83mm。

習題及思考題1-11,1-13教師專業(yè)發(fā)展評鑑

推動策略姚素蓮一、學校擁有發(fā)展課程的決定權：我們如何決定？課程決定的信心多大？課程決定規(guī)準是主觀？客觀？專業(yè)？隨意？檢視課程理論與學?，F場二、教師自主決定：１.課程設計２.教學實施３.學生輔導４.教學評量５.班級經營教師的專業(yè)知能如何？

三、教師專業(yè)表現１.建構學校課程、教材２.靈活有效啟發(fā)學生３.培養(yǎng)學生帶著走的能力四、教師專業(yè)自主的省思１.教師自主VS.專業(yè)提升２.自主衝突VS.專業(yè)判斷３.判斷標準VS.衝突、和諧４.職場現象VS.專業(yè)知識五、評鑑為溝通與協(xié)商的歷程推動策略宣導→溝通→實作

↑↓培訓檢討評鑑回饋←結果運用←人員

實用正當可行具體壹、宣導一、對象：行政人員、教師、家長二、教師專業(yè)發(fā)展需求日殷三、評鑑的本質與目的是為教師專業(yè)發(fā)展四、試辦是找可行性和發(fā)現執(zhí)行問題五、學校對教師專業(yè)發(fā)展評鑑提供支持六、試辦的選擇權在學校和教師七、並非為解決不適任教師八、試辦期程自９５年～９８年有補助經費，加速學校本位發(fā)展貳、溝通一、澄清疑慮１.與不適任教師、考績..等脫鉤２.是教師專業(yè)形象的重塑二、透過對話建立互信三、評鑑計劃回歸學校本位四、實施計畫、配套措施、支持系統(tǒng)同步規(guī)劃實施計畫含：（一）評鑑內容：１.課程設計與教學２.班級經營與輔導３.研究發(fā)展與進修４.敬業(yè)精神與態(tài)度（二）評鑑人員（三）評鑑方式（四）評鑑時程（五）評鑑結果的運用五、引領教師了解評鑑指標意涵＊評鑑指標可自訂，亦可參考已研發(fā)之規(guī)準評鑑人員在評鑑時，以所列規(guī)準和項目為依據。工具若有錯誤，結果必打折。好的工具應符合：1.教育現場需求2.有效評量出所要達到的目標。參、實作一、掌握回歸教學現場，化評鑑於無形的原則二、輔導建置教學檔案三、擬訂實用可行的評鑑方式四、開發(fā)簡易具體的評鑑工具一、掌握回歸教學現場，化評鑑於無形的原則1.全面宣導。自願參與鼓勵參與全面參與。2.成立評鑑推動委員會，討論評鑑計劃。3.透過工作坊(讀書會)方式詮釋評鑑規(guī)準、內涵、示例..等。4.經由討論決定評鑑模式、工具..等二、輔導建置教學檔案教育專業(yè)被挑戰(zhàn)！專業(yè)的尊嚴－是贏來的，而非爭來的.

專業(yè)的權威－是來自別人的肯定，而非自我的認定.建置教學檔案是展現教師專業(yè)能力簡易、具體的措施教學檔案的定義一、教師是教學檔案的主體二、教學檔案的要項是有系統(tǒng)的、有結構的三、教學檔案的內容是反省與對話的歷程四、教學檔案的目的是促進教學專業(yè)發(fā)展教學檔案含一、教學目標與教學理念之陳述二、檔案計畫與組織三、課程的計畫四、作業(yè)的樣本（含對作業(yè)的解說與標題）五、師生的互動情形六、學習成就記錄七、個人的成長及反省八、他人的回饋及建議九、自我專業(yè)成長的記錄十、對檔案的評述三、實用可行的評鑑方式:(一).對話(二).審閱教學檔案(三).教室觀察(四).教學計畫(五).作業(yè)調閱對話訪談模式有:1.非正式訪談2.導引式訪談3.標準化開放式訪談4.封閉式訪談(一).對話說明目的→使參與者感到輕鬆→促使人際互動1.要有議題.2.對話內容要有準備.3.論述要有辯証,勿淪於各抒己見.訪談要領1.確認錄音(錄影)正常運作2.一次只問一個問題3.過程保持中立4.鼓勵多發(fā)表意見5.紀錄時不忘注意受訪者表情6.順利移轉主題訪談方法與發(fā)問技巧

1.選取符合主題需要人員.2.先談事實的問題,再談爭論性問題.3.先討論現況,再討論過去或未來的事4.讓受訪者自由發(fā)揮感覺.對話(訪談)1.以開放性問題引起討論問題.如:您以為目前的教學環(huán)境如何?2.激發(fā)與會者提出不同想法.如:我不認為有那麼糟,您以為呢?3.達到初步共識後:引入更深入討論.如:我們可以怎麼做?4.討論離題時,需回到主題.5.盡量不要過度贊同與會者意見.6.盡量不發(fā)表個人意見.7.錄音或即時紀錄要點.(二).審閱教學檔案評量要項一.檔案目錄二.個人專業(yè)背景三.課程教學設計與省思四.學習成果評量五.班級經營與輔導六.個人專業(yè)成長*注意事項1.不論是教師成長或學生作品樣本均須同一教學單元,其因為:a.能真正深入教學整體的各細部,有效協(xié)助教師反思與專業(yè)成長.b.一次一個單元不會造成過度負擔較易引導教師分析反省自己.2.簡要解釋每一個作品內容的標題和註解3.對教學及作品反省思考.4.檔案內容要逐年更改.屬直接觀察教學行為、察看環(huán)境與設備,以了解實際行為、環(huán)境現況的方法.含:1.教學環(huán)境佈置.2.學習形式組織.3.師生互動.4.靜態(tài)文件資料.如:教師檔案、學習檔案、作業(yè)、會議記錄.(三).教室觀察:教室觀察方法:1.準備紀錄單／檢核表.2.觀察並紀錄每一項的行為或存在事實.3.可同時紀錄次數、人數,以符合程度、量化依據.4.留意紀錄單未載之行為或情形.5.簡單紀錄行為發(fā)生或事物存在之現場環(huán)境.6.觀察次數要足夠,避免斷章取義.教室觀察注意事項:一.要蒐集具有代表性的事實資料,不必蒐集全部資料二.掌握新發(fā)現問題,並進一步蒐集相關資料以為驗證三.有效運用時間:1.觀察教師教學與學生學習2.與學生晤談

3.觀察對象要廣泛,觀察要完整a.觀察課外活動情形b.查閱評鑑與績效管理情形c.分析學生近期表現資料d.分析特殊學生學習紀錄4.把重點擺在影響學生表現的原因(四).教學計畫一.教學目標1.掌握教材內容~能連結舊經驗與新概念.2.設計教學方案~依據教學目標設計教學活動並提供切合教學目標的補充教材.3.系統(tǒng)呈現教材二.活用教學策略~善用不同教學方法；善於發(fā)問.三.善用評量回饋~評估學習表現提供回饋與指導.

(五).作業(yè)調閱1.作業(yè)內容要項分布是否平均?2.學生作業(yè)品質.3.教師批閱是否適切~批閱的時間、方式進度、評語..等等作業(yè)訂正是否追蹤?四、開發(fā)簡易具體的評鑑工具1.課程計畫編寫自我檢核表2.課程計畫編寫課發(fā)會檢核表3.教學檔案建置指標檢核表4.教學環(huán)境佈置檢核表5.教室觀察表6.班級經營表現(檢核表)教室觀察量表1.教室管理技巧2.維持適當的教室行為3.集中並維持學生的注意力4.提供學生複習與練習的機會5.展現發(fā)問技巧6.呈現多種教學方式7.營造一個積極的教室氣氛8.促進正向的自我概念9.佈置積極教室環(huán)境教學效能教室觀察表一.學科教學能力1.導引學習方向2.清楚呈現教材3.運用多種教學技巧4.提供練習與回饋5.有效利用時間二.班級經營能力1.維持班級秩序2.鼓勵正向行為表現3.實施生活教育4.表達清晰5.板書適當6.正向的師生互動教學效能教室觀察表臺北縣○○國小教師教學評鑑—「教室觀察」檢視表

基本資料授課教師（）老師學習領域（）學習領域授課班級（）年（）班教材來源□教科書（）版本□其他

教學日期

年月日時分觀察者指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議1瞭解學校課程計畫的內涵□持續(xù)參與領域課程計畫□徹底執(zhí)行彈性學習課程□設計校本課程相關主題與活動設計□規(guī)劃補救或銜接教學□自編教材或學習單□教學札記□□2瞭解學校課程的架構□了解學校願景□了解校本課程主題□參與教科書評選□了解重大大議題融入領域教學□□□□□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議3參與學校課程的發(fā)展□參與課程發(fā)展小組的座談、研討□與行政人員、教師意見交流、對話□學校課程地圖充分運用□積極參與學年（班群）、班親會會議□學生課程活動紀錄□教學札記□

4分析可運用的教學資源□思賢公園□文化藝術中心□新莊運動公園□署立臺北醫(yī)院□大眾廟□慈祐宮□廣福宮□文昌祠□新莊老街□傳統(tǒng)行業(yè)□導護商店□自然公園

5研擬適切的教學計畫□教學計畫設計週延□活動安排與學校行事曆相結合□運用家庭聯絡簿進行個別輔導□注意學生學習經驗□流暢的教學歷程

6編選適切的教學材料□教材與學生身心發(fā)展相合□採用教科書版本經過分析、整理□社區(qū)資源融入教材□教學材料與學生生活經驗相融合□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議7規(guī)劃適切的學習評量□筆試□口試□表演□實作□自我評量□小組討論□實踐□同儕互評□

8編選適當的評量工具□文字描述的□圖畫的□量化的測驗□檔案記錄的評量□口語的評量□□□□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議9.營造有利於學習的情境□配合教學單元佈置教室□佈置欄分類呈現□佈置欄內物品沒有掉落□掃除用具排列整齊□粉筆槽整理乾淨□黑板只呈現該單元內容□學生桌面整潔□學生抽屜不雜亂□教師桌面整齊□桌椅排放整齊□公物維修良好□打開窗戶讓教室光線充足、通風□美化、綠化教室□教室內外保持整潔□維護教室內設備如CD收錄音機、電視、錄放影機等清潔?！跎险n秩序良好□□

指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議10.建立有助於學習的常規(guī)□準時上、下課□學生秩序井然有序□學生學習氣氛熱絡□師生互動頻繁□學生對教師問題樂意回答□學生學習態(tài)度認真□學生對課程有興趣□學生穿著整齊□教師說話語調自然□教師說話語詞合適、比喻恰當□教師教學態(tài)度自然、舉止適合□教師穿著得體□眼神關愛全班□表情□以手勢動作輔助表達□身體動作□儀態(tài)大方□模仿動作□幽默、滑稽動作□指標觀察紀錄或資料來源省思暨建議11.積極落實班級學生輔導.□快樂的學習氣氛□良好的教室常規(guī)□傾聽□讚美□口頭鼓勵□良性的師生互動□活絡的親師互動