機械加工工藝規(guī)程制定

機械加工工藝規(guī)程制定機械加工工藝規(guī)程設(shè)計中的定量問題機械加工工藝規(guī)程的制訂2024/3/202第五節(jié)加工余量與工藝尺寸鏈2024/3/203主要內(nèi)容加工余量的概念影響加工余量的因素分析確定加工余量的方法尺寸鏈的基本概念直線尺寸鏈的極值解法加工過程尺寸鏈概述2024/3/204一、加工余量的概念對于零件的某一個表面，為了達到圖紙所規(guī)定的精度和粗糙度，往往需要經(jīng)過多次加工方能完成。而每次加工都需要去除余量。加工余量是指在加工過程中，從工件的被加工表面上切除的金屬層的厚度。加工余量分為加工總余量和工序余量兩種。2024/3/205工序余量是指工件某一表面相鄰兩工序尺寸之差(即一道工序中切除的金屬層厚度)。按照這一定義，工序余量有單邊余量和雙邊余量之分。1.

工序余量零件的非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面，其加工余量一般為單邊余量如單一平面的加工余量為單邊余量。零件對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面，其加工余量為雙邊余量如回轉(zhuǎn)體表面(內(nèi)、外圓柱表面)的加工余量為雙邊余量。

2024/3/206加工總余量為同一表面上毛坯尺寸與零件設(shè)計尺寸之差(即從加工表面上切除的金屬層總厚度)。2.

加工總余量2024/3/207二、影響加工余量的因素1）上工序留下的表面粗糙度值Ry和表面缺陷層深度Ha

本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去，因此本工序余量必須包括這兩項因素。2）上工序的尺寸公差Ta

上工序加工表面存在形狀誤差，如平面度、圓柱度等，其總和不超過Ta，為使本工序能切去這些誤差，工序余量應(yīng)包括Ta項。2024/3/2083）Ta值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差

ea

工件上有些形位誤差未包括在加工表面工序尺寸公差范圍之內(nèi),在確定加工余量時，須考慮它們的影響，否則將無法去除上工序留下的表面缺陷層。

2024/3/2094）本工序的裝夾誤差εb

如果本工序存在裝夾誤差（定位誤差、夾緊誤差），

在確定本工序加工余量時還應(yīng)考慮εb的影響。

ea與εb都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模

進行余量計算。綜上分析，工序余量的最小值可用以下公式計算：對于單邊余量：

對于雙邊余量：

2

2024/3/2010三、確定余量的方法

1）計算法掌握影響加工余量的各種因素具體數(shù)據(jù)的條件下，計算法比較科學(xué)，但目前統(tǒng)計資料較少。

2）經(jīng)驗估計法為避免出現(xiàn)廢品，估計余量一般偏大，用于單件小批生產(chǎn)。

3）查表法

以生產(chǎn)實踐和實驗研究為基礎(chǔ)制成數(shù)據(jù)表格，查表并結(jié)合實際情況加以修正。查表法確定加工余量，方法簡便，較接近實際，應(yīng)用廣泛。2024/3/2011四、工藝尺寸鏈的基本概念2024/3/2012在零件的加工和裝配過程中，經(jīng)常遇到一些相互聯(lián)系的尺寸組合，這種相互聯(lián)系、并按一定順序排列的封閉尺寸組合稱為尺寸鏈。在零件加工過程中，由加工過程中有關(guān)的工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為加工尺寸鏈；在機械裝配過程中，由有關(guān)零件上的有關(guān)尺寸組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。1.尺寸鏈的定義和組成2024/3/2013圖所示是一塊狀零件加工工藝尺寸鏈的例子。加工中控制A1、A2兩個工序尺寸，就可以確定尺寸AΣ。這樣，A1、A2、AΣ三個尺寸構(gòu)成一個封閉的尺寸組合，即形成一個尺寸鏈。2024/3/2014為簡單扼要地表示尺寸鏈中各尺寸之間的關(guān)系，常將相互聯(lián)系的尺寸組合從零件(部件)的具體結(jié)構(gòu)中抽象出來，繪成尺寸鏈簡圖。尺寸鏈簡圖繪制時不需要按比例繪制，只要求保持原有的聯(lián)接關(guān)系。同一個尺寸鏈中各個環(huán)以同一個字母表示，并以腳標加以區(qū)別。尺寸鏈簡圖2024/3/2015尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。環(huán)又可分為封閉環(huán)和組成環(huán)。

尺寸鏈的組成(1)封閉環(huán)在零件加工或機器裝配后間接形成的尺寸，其精度是被間接保證的，稱為封閉環(huán)。如圖8-23尺寸鏈中，AΣ是封閉環(huán)。(2)組成環(huán)在尺寸鏈中，由加工或裝配直接控制，影響封閉環(huán)精度的各個尺寸稱為組成環(huán)。如圖8-23的A1和A2是組成環(huán)。2024/3/2016①增環(huán)：當其余各組成環(huán)不變，如其尺寸增大會使封閉環(huán)尺寸也隨之增大的組成環(huán)稱為增環(huán)。以向右的箭頭表示。例如尺寸就是增環(huán)。②減環(huán)：當其余各組成環(huán)不變，如其尺寸的增大，使封閉環(huán)尺寸隨之減小的組成環(huán)稱為減環(huán)，以向左的箭頭表示。如尺寸就是減環(huán)。組成環(huán)按其對封閉環(huán)的影響，又分增環(huán)和減環(huán)。

2024/3/2017在尺寸鏈中，判別增環(huán)或減環(huán)，除用定義進行判別外，組成環(huán)數(shù)較多時，還可用畫箭頭的方法。即在繪制尺寸鏈簡圖時，用沿封閉方向的單向箭頭表示各環(huán)尺寸。凡是箭頭方向與封閉環(huán)的箭頭方向相同的組成環(huán)就是減環(huán)；箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反者就是增環(huán)。判別增環(huán)或減環(huán)2024/3/2018在尺寸鏈中，判別增環(huán)或減環(huán)，除用定義進行判別外，組成環(huán)數(shù)較多時，還可用畫箭頭的方法。即在繪制尺寸鏈簡圖時，用沿封閉方向的單向箭頭表示各環(huán)尺寸。組成環(huán)的增減性判斷凡是箭頭方向與封閉環(huán)的箭頭方向相同的組成環(huán)就是減環(huán)；箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反者就是增環(huán)。2024/3/2019(1)封閉性尺寸鏈是由一個封閉環(huán)和若干個(含1個)相互關(guān)聯(lián)的組成環(huán)所構(gòu)成的封閉圖形，因而具有封閉性。不封閉就不成為尺寸鏈，一個封閉環(huán)對應(yīng)著一個尺寸鏈。(2)關(guān)聯(lián)性由于尺寸鏈具有封閉性，所以尺寸鏈中的各環(huán)都相互關(guān)聯(lián)。尺寸鏈中封閉環(huán)隨所有組成環(huán)的變動而變動，組成環(huán)是自變量，封閉環(huán)是因變量。(3)尺寸鏈反映了其中各個環(huán)所代表的尺寸之間的關(guān)系，這種關(guān)系是客觀存在的，不是人為構(gòu)造的。根據(jù)封閉環(huán)的特性，對于每一個尺寸鏈，只能有一個封閉環(huán)。2.尺寸鏈的特性2024/3/2020尺寸鏈的類型根據(jù)不同分類方法，可以有各種類型。尺寸鏈的分類雖然有多種，但基本的、典型常用的是直線尺寸鏈。其他類型的尺寸鏈均可通過適當?shù)淖儞Q，轉(zhuǎn)換成直線尺寸鏈的問題進行分析。故在此主要研究直線尺寸鏈。

3.尺寸鏈的分類2024/3/2021可分為:零件設(shè)計尺寸鏈(全部組成環(huán)為同一零件的設(shè)計尺寸)、加工(工藝)尺寸鏈(全部組成環(huán)為同一工件的加工工藝尺寸，如圖8-23所示)和裝配(工藝)尺寸鏈(全部組成環(huán)為不同零件的設(shè)計或者完工尺寸)。(1)根據(jù)尺寸鏈的應(yīng)用場合分類設(shè)計尺寸是指零件圖樣上標注的尺寸;加工工藝尺寸是指工序尺寸、測量尺寸、毛坯尺寸和對刀尺寸等加工過程中直接控制的尺寸。2024/3/2022可分為直線尺寸鏈、角度尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。(2)根據(jù)尺寸鏈各環(huán)幾何特征和空間關(guān)系分類2024/3/2023可分為2環(huán)尺寸鏈、3環(huán)尺寸鏈和多環(huán)尺寸鏈。(3)根據(jù)尺寸鏈中環(huán)數(shù)的多少分類2024/3/2024可分為：獨立尺寸鏈和并聯(lián)尺寸鏈。(4)根據(jù)尺寸鏈之間的關(guān)系分類對于兩個具有并聯(lián)關(guān)系的尺寸鏈，總有至少一個尺寸在該兩個尺寸鏈中充當組成環(huán)，稱之為公共環(huán)。2024/3/2025五、直線尺寸鏈的極值解法直線（線性）尺寸鏈是所有尺寸鏈的基本形式。2024/3/2026極值法和概率法。直線尺寸鏈有兩種解法：極值法是指各組成環(huán)出現(xiàn)極值時，封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間的關(guān)系。概率法是應(yīng)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計原理來進行尺寸鏈分析計算的方法。極值法比較保守，但計算簡便。以設(shè)計尺寸為封閉環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈，其組成環(huán)的數(shù)量一般不超過4個(即屬于少環(huán)尺寸鏈)，因此在求解加工尺寸鏈時，一般都采用極值法，使計算過程簡單方便，結(jié)果可靠。2024/3/2027極值法的基本計算公式有五大關(guān)系：

(1)各環(huán)基本尺寸之間的關(guān)系(2)各環(huán)極限尺寸之間的關(guān)系(3)各環(huán)尺寸極限偏差之間的關(guān)系(4)各環(huán)公差或誤差之間的關(guān)系(5)各環(huán)平均尺寸和平均偏差之間的關(guān)系2024/3/2028封閉環(huán)的基本尺寸等于增環(huán)的基本尺寸之和減去減環(huán)的基本尺寸之和，即(1)各環(huán)基本尺寸之間的關(guān)系2024/3/2029封閉環(huán)的最大極限尺寸等于增環(huán)最大極限尺寸之和減去減環(huán)最小極限尺寸之和，即(2)各環(huán)極限尺寸之間的關(guān)系2024/3/2030(3)各環(huán)尺寸極限偏差之間的關(guān)系封閉環(huán)的上偏差等于增環(huán)上偏差之和減去減環(huán)下偏差之和，即

封閉環(huán)的下偏差等于增環(huán)下偏差之和減去減環(huán)上偏差之和，即

2024/3/2031封閉環(huán)的公差等于組成環(huán)公差之和，即(4)各環(huán)公差或誤差之間的關(guān)系由此可見，在封閉環(huán)公差一定的條件下，如果減少組成環(huán)的數(shù)目，就可以相應(yīng)放大各組成環(huán)的公差，從而使之容易加工。

2024/3/2032六、加工尺寸鏈概述由機械加工工藝過程中，各個工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為機械加工工藝尺寸鏈，簡稱加工尺寸鏈。

2024/3/2033(1)加工尺寸鏈的組成環(huán)1.加工尺寸鏈的組成特點加工尺寸鏈的組成環(huán)即是工藝尺寸。所謂工藝尺寸就是在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸和要求，其包括工序尺寸、毛坯尺寸以及測量尺寸和相互位置要求等。2024/3/2034其中工序尺寸以單箭頭表示。若兩端均為完工面，稱為完工尺寸；有一端尚留有余量，稱為中間尺寸。而毛坯尺寸為雙向箭頭，兩端表面皆為毛面。圖示塊狀零件為例，2024/3/2035在機械加工過程中，確定各工序的工藝尺寸是為了使加工表面達到所要求的設(shè)計要求，同時還要使加工時能有一個合理的加工余量，保證加工后得到的表面既達到所要求的加工質(zhì)量，又不至于浪費材料。所以，在加工尺寸鏈中，以設(shè)計要求或加工余量為封閉環(huán)，來分析確定相應(yīng)的工藝尺寸。(2)加工尺寸鏈的封閉環(huán)2024/3/2036加工尺寸鏈根據(jù)其封閉環(huán)尺寸的不同，有兩種基本形式：(1)設(shè)計尺寸鏈即以零件圖上的一個設(shè)計尺寸為封閉環(huán)，以及加工過程中與其有關(guān)的工藝尺寸為組成環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈。(2)余量尺寸鏈即以某一工序的加工余量為封閉環(huán)，以加工過程中，與其有關(guān)的工藝尺寸為組成環(huán)所構(gòu)成的尺寸鏈。2.加工尺寸鏈的形式2024/3/2037由于在制定機械加工工藝規(guī)程時，往往力求使工藝路線盡量縮短，常出現(xiàn)一個工序尺寸同時保證兩個或幾個設(shè)計要求的情況，這種工序尺寸在加工尺寸鏈中稱作“公共環(huán)”。故機械加工工藝尺寸鏈中的設(shè)計尺寸鏈之間存在“并聯(lián)”和“獨立”關(guān)系。在每種產(chǎn)品的機械加工工藝過程中，并聯(lián)設(shè)計尺寸鏈是普遍存在的，直接影響工藝尺寸的分析計算。同樣在加工尺寸鏈中，還存在著不容忽視的二環(huán)尺寸鏈。重要的提示：2024/3/2038加工尺寸鏈的建立，是分析計算加工工藝尺寸的前提。加工尺寸鏈反映加工過程中各有關(guān)加工工藝尺寸對封閉環(huán)尺寸的影響關(guān)系。各個加工工藝尺寸的誤差，在加工過程中產(chǎn)生在被加工表面上，并通過后續(xù)工序的工藝尺寸傳遞和累積，最終到達封閉環(huán)尺寸兩端面。

3.加工尺寸鏈的查找2024/3/2039由上述可知，加工尺寸鏈的封閉環(huán)只能是零件圖上的設(shè)計尺寸(或設(shè)計要求)或者加工過程中的