《機(jī)械制造技術(shù)》課件2第4章

4.1基本概念4.2機(jī)械加工工藝規(guī)程及其制訂4.3零件圖分析及毛坯選擇4.4定位基準(zhǔn)的選擇4.5工藝路線的擬定4.6加工余量與工序尺寸4.7工藝尺寸鏈4.8工藝尺寸鏈的應(yīng)用4.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程

1.生產(chǎn)過程

生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。對(duì)機(jī)械制造而言，生產(chǎn)過程包括：

(1)原材料、半成品和成品(產(chǎn)品)的運(yùn)輸和保管。

(2)生產(chǎn)和技術(shù)準(zhǔn)備工作，如產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、專用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造、各種生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備以及生產(chǎn)組織規(guī)劃。

4.1基本概念

(3)毛坯制造，如鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。

(4)零件的機(jī)械加工、熱處理和其他表面處理等。

(5)部件和產(chǎn)品的裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、油漆和包裝等。

(5)部件和產(chǎn)品的裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、油漆和包裝等。

現(xiàn)代機(jī)械制造全過程則還應(yīng)包括：新產(chǎn)品開發(fā)的市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品銷售、售后服務(wù)、維修、產(chǎn)品報(bào)廢回收等過程。

現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是組織專業(yè)化生產(chǎn)，即一種產(chǎn)品的生產(chǎn)是分散在若干個(gè)專業(yè)化工廠進(jìn)行的，最后集中由一個(gè)工廠制成完整的機(jī)械產(chǎn)品。例如，制造機(jī)床時(shí)，機(jī)床上的軸承

、電機(jī)、電器、液壓元件等許多零部件都是由專業(yè)廠生產(chǎn)的，最后再由機(jī)床廠完成關(guān)鍵零部件和配套件的生產(chǎn)，并裝配成完整的機(jī)床。專業(yè)化生產(chǎn)有利于零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和產(chǎn)品的系列化，從而能在保證質(zhì)量的前提下，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。

2.工藝過程及組成

機(jī)械加工工藝過程是指主要用機(jī)械加工方法來改變毛坯的形狀、尺寸、表面相互位置和表面質(zhì)量，使其成為零件的過程。

機(jī)械加工工藝過程有以下幾個(gè)組成部分。

1)工序

一個(gè)(或一組)工人在一個(gè)工作地對(duì)一個(gè)(或同時(shí)對(duì)幾個(gè))工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工序。關(guān)鍵詞：同地(設(shè)備)、同件(某工件)、連續(xù)。

機(jī)械加工工藝過程是由若干工序組合而成的，不同生產(chǎn)條件下的加工方法(工序)不同，僅列出主要工序名稱及其加工順序的簡(jiǎn)略工藝過程，叫工藝路線。

2)工步

工步是指在加工表面和加工刀具不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序。

關(guān)鍵詞：刀具、加工表面不變。

用幾把刀具同時(shí)加工幾個(gè)表面，視為一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。在同一工件上鉆若干相同直徑的孔，也視為一個(gè)工步。

3)走刀

在一個(gè)工步中，若被加工表面需切除的金屬層很厚，需分幾次切削，則每一次切削稱為一次走刀。

4)安裝

將工件正確地定位在機(jī)床上，并將其夾緊的過程稱為裝夾。一道工序內(nèi)可以包括一次或幾次裝夾。工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。

5)工位

工件在一次安裝后，同夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置叫工位。

3.工藝過程組成舉例

圖4-1所示定位銷軸零件的機(jī)加工工藝各工序、安裝、工步內(nèi)容分解如表4-1所示。圖4-1某定位銷軸零件表4-1定位銷軸零件工序、安裝、工步內(nèi)容分解4.1.2生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型

1.生產(chǎn)綱領(lǐng)

某種零件(包括備品和廢品在內(nèi))的年生產(chǎn)量稱為該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對(duì)零件的加工過程和生產(chǎn)組織起著非常重要的作用。不同的生產(chǎn)綱領(lǐng)對(duì)設(shè)備的專業(yè)化程度、自動(dòng)化程度、所采用的工藝方法、機(jī)床設(shè)備和工藝裝備的要求也各不相同。

年生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計(jì)算：

N=Qn(1+a)(1+b)

(4-1)

式中：N——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)(單位為件／年)；

Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量(單位為臺(tái)／年)；

n——每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量(單位為件／

臺(tái))；

a——備品百分率(單位為％)；

b——廢品百分率(單位為％)。

2.生產(chǎn)類型

工廠根據(jù)產(chǎn)品大小、數(shù)量多少以及專業(yè)化程度差異的分類方式稱為生產(chǎn)類型。機(jī)械加工的生產(chǎn)可分為三種類型：?jiǎn)渭a(chǎn)、大量生產(chǎn)和成批生產(chǎn)。生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)

系見表4-2。表4-2生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系

1)單件生產(chǎn)

單件生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多，每種產(chǎn)品僅制作一件或幾件，且很少重復(fù)生產(chǎn)。通常新產(chǎn)品的試制、重型機(jī)械、大型船舶、量具、夾具、模具的制作也多屬于單件或小批生產(chǎn)。

其特點(diǎn)是：在單件生產(chǎn)中，一般多采用數(shù)控機(jī)床、普通機(jī)床和標(biāo)準(zhǔn)附件，極少采用專用夾具，靠劃線及試切法保證尺寸精度。因此，加工質(zhì)量主要取決于操作者的技術(shù)熟練程度，這種生產(chǎn)類型的生產(chǎn)效率較低。

2)大量生產(chǎn)

大量生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是產(chǎn)品品種單一而固定，同一產(chǎn)品產(chǎn)量很大，大多數(shù)工作地長(zhǎng)期進(jìn)行一個(gè)零件某道工序的加工。例如汽車、拖拉機(jī)、軸承和自行車等的制造屬于大量生產(chǎn)。其特點(diǎn)是：在大量生產(chǎn)中，廣泛采用專用機(jī)床、剛性自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線及專用工藝裝備。

由于該類型工藝過程自動(dòng)化程度高，因此對(duì)操作者的技術(shù)水平要求較低，但對(duì)于機(jī)床的調(diào)整，則要求工人的技術(shù)水平較高。

3)成批生產(chǎn)

成批生產(chǎn)是在一年中分批輪流地制造不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，生產(chǎn)呈周期性重復(fù)。每批生產(chǎn)相同零件的數(shù)量稱為批量。按照批量的大小，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。小批生產(chǎn)在工藝上接近單件生產(chǎn)，常稱單件小批生產(chǎn)。中批生產(chǎn)的工藝特點(diǎn)介于單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)之間。大批生產(chǎn)在工藝上接近于大量生產(chǎn)，常稱大批大量生產(chǎn)。成批生產(chǎn)的特點(diǎn)是：在成批生產(chǎn)中，既采用數(shù)控機(jī)床、通用機(jī)床和標(biāo)準(zhǔn)附件，又采用高效率機(jī)床和專用工藝裝備；在零件加工時(shí)，廣泛采用調(diào)整法，部分采用劃線法。因此，對(duì)操作者的技術(shù)水平要求比單件生產(chǎn)低。

3.工藝特點(diǎn)

生產(chǎn)類型不同，產(chǎn)品制造的工藝方法、設(shè)備、工裝組織管理形式均不同。各種生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)見表4-3。表4-3不同生產(chǎn)類型的工藝特點(diǎn)

4.2.1機(jī)械加工工藝規(guī)程

1.機(jī)械加工工藝規(guī)程的概念

在不同生產(chǎn)條件下，將所制訂的較合理的機(jī)械加工工藝過程的各項(xiàng)內(nèi)容按規(guī)定的形式書寫成的工藝文件，稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程。4.2機(jī)械加工工藝規(guī)程及其制訂

2.工藝規(guī)程的作用

工藝規(guī)程是機(jī)械制造企業(yè)最主要的技術(shù)文件之一，它決定了整個(gè)工廠和車間各組成部分之間在生產(chǎn)上的內(nèi)在聯(lián)系，其具體作用如下：

(1)工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要依據(jù)，按照工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。

(2)工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)，可在生產(chǎn)前根據(jù)工藝規(guī)程要求進(jìn)行原材料和毛坯的供應(yīng)，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造，生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編排，勞動(dòng)力的組織以及生產(chǎn)成本的核算等。

(3)工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠、車間的基本資料。在新建或擴(kuò)建工廠、車間時(shí)，根據(jù)工藝規(guī)程及其他有關(guān)資料來確定生產(chǎn)所需要的設(shè)備種類、規(guī)格和數(shù)量，計(jì)算車間所需面積和生產(chǎn)工人的工種、等級(jí)及數(shù)量，確定車間的平面布置和廠房基建的具體要求，從而提出籌建計(jì)劃。

(4)工藝規(guī)程也是不斷完善工藝過程的基本依據(jù)。

3.工藝規(guī)程的類型和格式

工藝規(guī)程主要包括機(jī)械加工工藝過程卡片、機(jī)械加工工藝卡片、機(jī)械加工工序卡片。

(1)機(jī)械加工工藝過程卡片作為生產(chǎn)管理方面的文件，以工序?yàn)閱挝缓?jiǎn)要說明產(chǎn)品(或零部件)的加工過程，一般不用來直接指導(dǎo)工人操作。但在單件小批量生產(chǎn)中，常用這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)械加工工藝過程卡片的格式見表4-4。表4-4機(jī)械加工工藝過程卡片

(2)機(jī)械加工工藝卡片是以工序?yàn)閱挝辉敿?xì)說明產(chǎn)品(或零部件)整個(gè)工藝過程的文件。它的內(nèi)容包括：零件的材料、重量，毛坯的制造方法，工序內(nèi)容，工藝參數(shù)，操作要求及采用的設(shè)備和工藝裝備等。它是用來指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助車間管理人員、技術(shù)人員掌握整個(gè)零件加工過程的一種主要技術(shù)文件。機(jī)械加工工藝卡片廣泛用于成批生產(chǎn)的零件和小批生產(chǎn)中的主要零件。

(3)機(jī)械加工工序卡片是在工藝過程卡片或工藝卡片的基礎(chǔ)上，按每道工序所編制的一種工藝文件。它一般具有工序簡(jiǎn)圖，并詳細(xì)說明該工序的每個(gè)工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。它是直接指導(dǎo)工人生產(chǎn)的一種工藝文件，多用于大批、大量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。機(jī)械加工工序卡片的格式見表4-5。表4-5機(jī)械加工工序卡片4.2.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

1.制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本要求

制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本要求主要有以下幾個(gè)方面。

(1)工藝方面：工藝規(guī)程應(yīng)全面、可靠和穩(wěn)定地保證達(dá)到設(shè)計(jì)上所要求的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面質(zhì)量和其他技術(shù)要求。

(2)經(jīng)濟(jì)方面：工藝規(guī)程要在保證產(chǎn)品質(zhì)量和完成生產(chǎn)任務(wù)的條件下，使生產(chǎn)成本最低。

(3)技術(shù)方面：工藝規(guī)程應(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)和經(jīng)驗(yàn)，并保證良好的勞動(dòng)條件。

(4)生產(chǎn)率方面：工藝規(guī)程要在保證技術(shù)要求的前提下，以較少的工時(shí)來完成加工制造。

(5)完整性方面：從備料、加工到裝配、檢驗(yàn)、入庫(kù)，工藝文件應(yīng)細(xì)致全面。

2.制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料

制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料包括以下幾點(diǎn)：

(1)產(chǎn)品整套裝配圖和零件圖；

(2)產(chǎn)品質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；

(3)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型；

(4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件，包括毛坯的生產(chǎn)條件、加工設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格及性能、工人的技術(shù)水平以及專用設(shè)備及工藝裝備的制造能力；

(5)國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關(guān)工藝資料及必要的標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)。

3.制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟

判定機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下：

(1)分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖；

(2)確定毛坯類型和制造方法；

(3)選定基準(zhǔn)，擬定工藝路線；

(4)確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；

(5)確定各工序的設(shè)備、刀具、夾具、量具以及輔助工具；

(6)確定切削用量和工時(shí)定額；

(7)確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；

(8)填寫工藝文件。4.2.3工藝文件常用定位夾緊符號(hào)

工藝文件常用的定位夾緊符號(hào)如表4-6所示。表4-6工藝文件常用定位夾緊符號(hào)4.3.1零件的工藝性分析

1.分析研究產(chǎn)品裝配圖和零件圖

通過分析產(chǎn)品的裝配圖和零件圖，可熟悉產(chǎn)品的用途、性能、工作狀態(tài)，明確被加工零件在產(chǎn)品中的功用要求，進(jìn)而審查設(shè)計(jì)圖樣是否完整和正確。了解了被加工零件的功用，就加深了對(duì)各項(xiàng)技術(shù)要求的理解。這樣，在制訂工藝規(guī)程時(shí)，就能抓住應(yīng)解決的主要矛盾，為合理地制訂工藝規(guī)程奠定基礎(chǔ)。4.3零件圖分析及毛壞選擇

2.分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性

結(jié)構(gòu)工藝性是指在不同生產(chǎn)類型和具體生產(chǎn)條件下，毛坯的制造、零件加工、產(chǎn)品裝配和維修的可行性與經(jīng)濟(jì)性。在保證使用要求的前提下，結(jié)構(gòu)工藝性的好壞直接影響到生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度、材料消耗、生產(chǎn)成本以及質(zhì)量的獲得。這就要求在進(jìn)行產(chǎn)品和零件設(shè)計(jì)時(shí)，一定要保證合理的結(jié)構(gòu)工藝性。1)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面：

(1)組成產(chǎn)品的零件總數(shù)的多少；

(2)組成產(chǎn)品的零件平均精度的高低；

(3)材料種類的多少及需求量；

(4)制造方法的多少及在加工中所占的比例；

(5)產(chǎn)品裝配的復(fù)雜程度及可拆裝性；

(6)產(chǎn)品的維修及調(diào)試性能。2)零件的結(jié)構(gòu)工藝性

零件的結(jié)構(gòu)工藝性有以下幾方面：

(1)有明顯的設(shè)計(jì)及定位基準(zhǔn)；

(2)加工工具進(jìn)出方便，內(nèi)表面加工較少；

(3)重量輕，加工面積少；

(4)形狀簡(jiǎn)單，易裝夾，進(jìn)給調(diào)刀次數(shù)少；

(5)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，易對(duì)刀；

(6)易實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)重合原則；

(7)按尺寸鏈最短原則標(biāo)注零件尺寸。

表4-7為常見零件的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)比實(shí)例。表4-7常見零件的機(jī)械加工結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)比實(shí)例4.3.2毛坯的確定

1.毛坯的種類

1)鑄件

鑄件毛坯的制造方法可分為砂型鑄造、金屬型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造等，適用于各種形狀復(fù)雜的零件。

2)鍛件

鍛件可分為自由鍛造鍛件和模鍛件。自由鍛造鍛件的加工余量大，鍛件精度低，生產(chǎn)率不高，適用于單件和小批量生產(chǎn)，以及大型鍛件的生產(chǎn)；模鍛件的加工余量較小

，鍛件精度高，生產(chǎn)率高，適用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件的生產(chǎn)。

3)型材

型材有熱軋和冷軋兩種。熱軋型材尺寸較大，精度較低，多用于一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸小，精度較高，多用于制造毛坯精度要求較高的中小型零件，適用于自動(dòng)機(jī)加工。

4)焊接件

對(duì)于大型零件，焊接件簡(jiǎn)單方便，但焊接的零件變形較大，需要經(jīng)過時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。

2.毛坯的選擇

選擇毛坯要綜合考慮以下幾個(gè)方面的問題：

(1)考慮零件材料的工藝性及對(duì)材料組織和力學(xué)性能的要求。例如，當(dāng)材料具有良好的鑄造性(如鑄鐵、鑄青銅、鑄鋁等)時(shí)，應(yīng)采用鑄件作為毛坯；尺寸較大的鋼件，當(dāng)要求組織均勻、晶粒細(xì)小時(shí)，應(yīng)采用鍛件作為毛坯；對(duì)于尺寸較小的零件，一般可直接采用各種型材和棒料作為毛坯。

(2)考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。例如，對(duì)于階梯軸，如果各臺(tái)階直徑相差不大，可直接采用棒料作為毛坯，使毛坯準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)化；當(dāng)階梯軸各臺(tái)階直徑相差較大，宜采用鍛件作為毛坯，以節(jié)省材料和減少機(jī)械加工的工作量。對(duì)于大型零件，目前大多選擇自由鍛造和砂型鑄造的

毛坯；而中小型零件，根據(jù)不同情況則可選擇模鍛、精鍛、熔模鑄造、壓力鑄造等先進(jìn)毛坯制造方法。

(3)考慮生產(chǎn)類型。大批、大量生產(chǎn)時(shí)，宜采用精度高和生產(chǎn)率比較高的毛坯制造工藝，如模鍛、壓鑄等。雖然用于毛坯制造的設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用較高，但可以由降低材料消耗和減少機(jī)械加工費(fèi)用予以補(bǔ)償。單件小批生產(chǎn)，可采用精度低的毛坯，如自由鍛件和手工造型鑄造的毛坯。

(4)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件。選擇毛坯應(yīng)考慮毛坯制造車間的工藝水平、設(shè)備狀況、技術(shù)狀況，同時(shí)應(yīng)考慮采用先進(jìn)工藝制造毛坯的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

(5)考慮專業(yè)化生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。

3.毛坯形狀與尺寸的確定

由于毛坯制造技術(shù)的限制，零件被加工表面的技術(shù)要求還不能從毛坯制造直接得到，因此毛坯上某些表面需要留有一定的加工余量，通過機(jī)械加工達(dá)到零件的質(zhì)量需要。毛坯尺寸與零件的設(shè)計(jì)尺寸之差稱為毛坯余量或總加工余量。毛坯尺寸的制造公差稱為毛坯公差。毛坯余量和公差的大小與毛坯制造方法有關(guān)，可根據(jù)有關(guān)手冊(cè)或資料確定。

毛坯的形狀和尺寸不僅與毛坯余量的大小有關(guān)，在某些情況下還受工藝需要的影響。因此在確定毛坯形狀時(shí)要注意以下問題：

(1)附加工藝凸臺(tái)。為滿足工藝的需要而在工件上增設(shè)的凸臺(tái)稱為工藝凸臺(tái)，工藝凸臺(tái)在零件加工后若影響零件的外觀和使用性能應(yīng)予以切除。

(2)考慮一坯多件。為了毛坯制造方便和易于機(jī)械加工，可以將若干個(gè)零件制成一個(gè)毛坯，然后再切割成單個(gè)零件。

(3)考慮組合毛坯。某些形狀比較特殊的零件，單獨(dú)加工比較困難，為了保證這些零件的加工質(zhì)量和加工方便，常將分離零件組合成為一個(gè)整體毛坯。

(4)考慮分解毛坯。某些大型零件毛坯制作有難度，可考慮分解制作再組合加工，也可保證分解運(yùn)輸。定位基準(zhǔn)不僅影響工件的加工精度，而且對(duì)同一個(gè)被加工表面所選用的定位基準(zhǔn)不同，其工藝路線也可能不同。所以選擇工件的定位基準(zhǔn)是十分重要的。機(jī)械加工的最初工序只能用工件毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用已經(jīng)加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)定位把工件加工出來，然后再考慮選擇什么樣的粗基準(zhǔn)定位，把作為精基準(zhǔn)的表面加工出來。

4.4定位基準(zhǔn)的選擇

1.精基準(zhǔn)的選擇

選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)遵循以下原則：

(1)基準(zhǔn)重合原則。選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以避免因基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，保證加工精度，如圖4-2和圖4-3所示。圖4-2基準(zhǔn)重合與不重合對(duì)比圖4-3設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)不重合實(shí)例

(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。采用同一基準(zhǔn)來盡可能多地加工工件的幾個(gè)加工表面，不僅可以避免因基準(zhǔn)變化而引起的定位誤差，而且在一次裝夾中能加工出較多的表面，而多數(shù)位置精度都是通過一次裝夾加工來保證的，如圖4-4所示。這樣便于保證各個(gè)被加工表面的位置精度，又有利于提高生產(chǎn)率。圖4-4基準(zhǔn)重合同時(shí)統(tǒng)一的實(shí)例

(3)自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻，這時(shí)應(yīng)盡可能用加工表面自身作為精基準(zhǔn)，而該表面與其他表面之間的位置精度應(yīng)由先行工序予以保證。

例如，磨削車床床身導(dǎo)軌面時(shí)，為了使加工余量小而均勻以提高導(dǎo)軌面的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，常以導(dǎo)軌面本身作為精基準(zhǔn)，用安置在磨頭上的百分表和床身下面的可調(diào)支承將床身找正。

(4)互為基準(zhǔn)原則。當(dāng)兩個(gè)被加工表面之間位置精度較高，要求加工余量小而均勻時(shí)，多以兩表面互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。

例如，加工精密齒輪時(shí)，用高頻淬火把齒面淬硬后進(jìn)行磨齒。因?yàn)辇X面淬硬層較薄，所以要求磨削余量小而均勻，磨削時(shí)先以齒面作為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，然后再以內(nèi)孔作為基準(zhǔn)磨齒面。

上述基準(zhǔn)選擇原則有各自的適用場(chǎng)合，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要從整個(gè)工藝路線進(jìn)行統(tǒng)一考慮，使先行工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件，使每個(gè)工序都有合適的定位基準(zhǔn)和夾緊方式。

2.粗基準(zhǔn)的選擇

選擇粗基準(zhǔn)主要應(yīng)考慮如何保證各加工表面都有足夠的加工余量，不加工的表面其尺寸、位置應(yīng)符合圖紙要求，一般應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

(1)對(duì)于有不加工表面的工件，為保證不加工表面與加工表面之間的相對(duì)位置要求，一般應(yīng)選擇不加工表面作為粗基準(zhǔn)。

(2)如果零件上有幾個(gè)不加工表面，則應(yīng)以其中與加工表面相互位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)。

(3)對(duì)于工件上的重要表面，為保證其加工余量均勻，則應(yīng)選擇該重要表面作為粗基準(zhǔn)。

(4)對(duì)于工件上有多個(gè)重要加工表面均要求保證余量均勻時(shí)，則應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。

(5)粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許用一次。

(6)選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整，不能有飛邊、澆口、冒口或其他缺陷，以保證工件定位穩(wěn)定可靠、夾緊方便。

粗基準(zhǔn)選擇如圖4-5所示。圖4-5粗基準(zhǔn)確定實(shí)例(a)以加工余量小的面為粗基準(zhǔn)的實(shí)例；(b)以不加工面為粗基準(zhǔn)的實(shí)例4.5.1表面加工方法的選擇原則

確定各個(gè)表面的加工方法是擬定工藝路線的首要問題。表面加工方法的選擇，應(yīng)滿足加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和可行性等方面的要求，從以下幾個(gè)方面考慮。

1.被加工表面精度和表面質(zhì)量要求

所選加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度(在正常的加工條件下所能保證的加工精度叫經(jīng)濟(jì)加工精度)應(yīng)能保證零件圖樣所規(guī)定的精度和表面質(zhì)量要求。

4.5工藝路線的擬定

2.工件材料的切削特性及熱處理特性

如經(jīng)淬火后的鋼及其合金材料零件，則多采用磨削及特種加工的方法。

3.生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求

不同的生產(chǎn)類型，應(yīng)選擇不同的加工方法。如大批孔用拉削，箱類大平面用銑削，效率很高。

4.具體的生產(chǎn)條件

充分使用現(xiàn)有設(shè)備，不適宜投入太多的設(shè)備而增加負(fù)擔(dān)。

5.利用新工藝、新技術(shù)

在考慮以上幾個(gè)方面的同時(shí)，還應(yīng)考慮利用新工藝、新技術(shù)來提高生產(chǎn)率。4.5.2工藝階段劃分及其原則

1.工藝階段的劃分

工藝過程應(yīng)分階段進(jìn)行，一般可劃分為以下幾個(gè)階段。

(1)粗加工階段：主要任務(wù)是切除各個(gè)加工表面上的大部分加工余量，使毛坯的形狀和尺寸盡量接近成品。因此，在此階段主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

(2)半精加工階段：為主要表面做好必要的精度和加工余量準(zhǔn)備，并完成一些次要表面的加工。

(3)精加工階段：保證各主要表面達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求。

(4)光整加工階段：對(duì)于尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，通常必須安排光整加工階段，其主要目的是提高尺寸精度和降低表面粗糙度值。

2.工藝階段劃分的原則

劃分工藝階段的主要原則有以下幾點(diǎn)：

(1)全方位保證加工質(zhì)量。因?yàn)楣ぜ诖旨庸r(shí)切除金屬較多，切削變形、切削力和切削熱都比較大，使工件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和尺寸的不穩(wěn)定性，所以粗加工階段不可能達(dá)到高的加工精度和較小的表面粗糙度。加工過程劃分階段后，粗加工造成的誤差，可通過半精加工得以消除和糾正，并逐漸提高零件的加工精度和降低表面粗糙度，同時(shí)保證尺寸的穩(wěn)定性，以期保證零件的加工質(zhì)量要求。

(2)便于合理使用設(shè)備。粗加工階段可采用功率大、剛度好、精度低、效率高的機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。精加工階段則可采用精度高的機(jī)床，以確保零件的精度要求。這樣既充分發(fā)揮了各類機(jī)床的性能、特點(diǎn)，做到合理使用，也可延長(zhǎng)高精度機(jī)床的使用壽命。

(3)便于車間生產(chǎn)管理。粗、精加工分開不在同一個(gè)區(qū)域，工件放置及運(yùn)輸方法不同，便于管理。

(4)便于熱處理工序的安排。在不同的加工階段穿插熱處理，既可以充分發(fā)揮熱處理的效果，也有利于切削加工和保證加工精度。對(duì)于精密零件，粗加工后再安排去除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)效處理，可減少內(nèi)應(yīng)力變形對(duì)精加工的影響；半精加工后安排淬火處理，不僅能滿足零件的性能要求，而且使零件的粗加工和半精加工變得更加容易，零件因淬火引起的變形又可以通過精加工予以消除。

(5)便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷和保護(hù)工件。粗、精加工分開后，毛坯的缺陷(如氣孔、砂眼和加工余量不足等)在粗加工后就可及早發(fā)現(xiàn)，及時(shí)決定修補(bǔ)或報(bào)廢，以免對(duì)報(bào)廢的零件繼續(xù)進(jìn)行精加工而浪費(fèi)工時(shí)和制造費(fèi)用。精加工工序安排在后面，還可以防止損傷工件表面。

需要說明的是，擬定工藝路線、劃分加工階段的原則不是絕對(duì)的，對(duì)一些毛坯質(zhì)量高、加工余量小、加工精度要求較低而剛性又好的零件，可以不劃分加工階段。對(duì)于一些剛性好的重型零件，由于裝夾吊運(yùn)很費(fèi)工時(shí)，也可不劃分加工階段，在一次安裝中完成表面的粗、精加工。有些定位基準(zhǔn)面在半精加工階段甚至粗加工階段就需要加工得很精確，而某些鉆小孔的粗加工工序，又常常安排在精加工階段，也是很正常的。4.5.3工序的集中分散原則

在每道工序中所安排的加工內(nèi)容多，零件的切削加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，工藝路線短、工序少，稱為工序集中。在每道工序中所安排的加工內(nèi)容少，零件的切削加工分散在很多道工序內(nèi)完成，工藝路線長(zhǎng)、工序多，稱為工序分散。

1.工序集中的特點(diǎn)

工序集中的特點(diǎn)如下：

(1)可以加工多個(gè)表面，能較好地保證各表面之間的相互位置，可以減少安裝工件的次數(shù)和輔助時(shí)間，減少工件在機(jī)床之間的搬運(yùn)次數(shù)。

(2)可以減少機(jī)床數(shù)量，并相應(yīng)地減少操作工人，節(jié)省車間生產(chǎn)面積，簡(jiǎn)化生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)組織工作。

2.工序分散的特點(diǎn)

工序分散的特點(diǎn)如下：

(1)機(jī)床設(shè)備及工藝裝備比較簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，生產(chǎn)工人易于掌握。

(2)可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。

(3)設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。

通常單件小批生產(chǎn)多為工序集中；大批量生產(chǎn)則工序集中和分散二者兼有，需根據(jù)具體情況而定。4.5.4加工順序的安排原則

1.機(jī)加工工序的安排

機(jī)加工工序的安排原則有以下幾點(diǎn)：

(1)先主后次原則。首先考慮主要表面的加工順序，次要表面可適當(dāng)穿插在主要表面加工工序之間。

(2)先粗后精原則。先安排各表面的粗加工，中間安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工；次要表面的精度要求不高，一般在粗、半精加工階段即可完成；對(duì)于那些同主要表面相對(duì)位置關(guān)系密切的表面，通常多放在主要表面精加工之后加工。

(3)先基后面原則。先加工基準(zhǔn)表面，后加工其他表面。在零件加工的各階段，應(yīng)先把基準(zhǔn)面加工出來，以便于定位安裝。

(4)先面后孔原則。先加工平面，后加工內(nèi)孔。對(duì)于箱體零件，一般先加工出平面作為精基準(zhǔn)，然后加工內(nèi)孔。

2.熱處理工序的安排

熱處理工序的安排原則有以下幾點(diǎn)：

(1)粗加工前退火、正火、調(diào)質(zhì)等，改善材料的切削加工性。

(2)半精加工之后，精加工、光整加工之前淬火、滲碳淬火等，以提高材料硬度，改善磨削特性。

(3)粗加工前后，精加工之前進(jìn)行時(shí)效處理，減少工件內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于高精度的零件，在加工過程中常進(jìn)行多次時(shí)效處理。

3.輔助工序的安排

輔助工序主要包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、涂防銹油等。其中檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，應(yīng)安排在：

(1)粗加工或半精加工結(jié)束之后；

(2)重要工序加工前后；

(3)零件送外車間(如熱處理)加工之前；

(4)零件全部加工結(jié)束之后。4.5.5典型工件工藝路線示例

1.軸類工件工藝路線

加工軸類工件(見圖4-6)主要是加工外圓表面及相關(guān)端面，軸線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，兩端中心孔為定位基面。

一般主軸的加工工藝路線如下：下料—鍛造—退火(正火)—粗加工—調(diào)質(zhì)—半精加工—表面淬火—粗磨—低溫時(shí)效—精磨。整個(gè)加工過程可以按熱處理分成四個(gè)加工階段。圖4－6所示的輸出軸機(jī)加工工藝過程如表4-8所示。圖4-6軸類工件表4-8輸出軸機(jī)加工工藝過程

2.套類工件工藝路線

套類工件一般由孔、外圓、端面和溝槽組成，如圖4-7所示。套類工件的主要表面是同軸度要求高的內(nèi)、外圓表面，而孔是套類工件中起支撐或?qū)蜃饔玫淖钪饕砻妗?/p>

支撐孔或?qū)蚩姿磉_(dá)的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而支撐孔或?qū)蚩讋t是定位基面。常見套類工件(齒輪)的加工工藝路線如下：下料—鍛造—粗車—調(diào)質(zhì)—半精車—拉花鍵孔—套花鍵心軸—車外圓—插齒(或滾齒)—齒部倒角—齒面淬火—珩齒或磨齒。

圖4-7套類工件

3.支架、箱體類工件加工工藝路線

常見的支架和箱體類工件如圖4-8所示。箱體的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，箱壁上有相互平行或垂直的孔系。箱體的底平面(或側(cè)平面、上平面)既是裝配基準(zhǔn)，也是加工過程中的定位基準(zhǔn)。

一般先加工主要平面，后加工支撐孔。對(duì)于剛度較低、要求較高的支架類工件，為了減少加工后的變形，宜分粗、精加工工序。圖4-8支架和箱體類工件單件小批量生產(chǎn)，精度要求較高的支架、箱體類工件的加工工藝路線如下：鑄造毛坯—退火—?jiǎng)澗€—粗加工主要平面—粗加工支撐孔—精加工主要平面—精加工支撐孔。其他次要表面的加工可根據(jù)情況穿插安排，螺釘孔的加工往往放在最后進(jìn)行。4.6.1加工余量與工序尺寸的概念

1.加工余量

1)概念

在用材料去除法制造零件時(shí)，是通過從毛坯上切除一層層材料之后，得到符合圖樣規(guī)定的零件的，而毛坯上留作加工用的材料層，稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。4.6加工余量與工序尺寸

2)總余量與工序余量

如圖4-9所示，某一表面從毛坯到最后成品切除掉的總金屬層厚度，即毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差，稱為總余量，以Zn表示。該表面每道工序切除掉的金屬層厚度，即相鄰兩工序尺寸之差，稱為工序余量，以Zi表示。

Zn=∑Zi

(4-2)圖4-9總余量和工序余量(a)軸；(b)孔

3)單邊余量和雙邊余量

對(duì)于非對(duì)稱表面的工序尺寸之差通常是單邊余量，如圖4-10(a)、(b)內(nèi)外表面所示。對(duì)于外圓與內(nèi)孔這樣的對(duì)稱表面(圖4-10(c)、(d))，其加工余量用雙邊余量2Zb表示。單邊余量和雙邊余量分別表示如下：

單邊余量為

Zb=a-b(或Zb=b-a)

(4-3)圖4-10加工余量式中，Zb——本道工序的工序余量；

b——本道工序的基本尺寸；

a——上道工序的基本尺寸。

對(duì)于外圓表面，雙邊余量為

2Zb=da-db

(4-4)對(duì)于內(nèi)孔表面，雙邊余量為

2Zb＝db-da

(4-5)

4)公稱余量、最大余量和最小余量

如圖4-11所示的被包容面加工情況，本工序加工的公稱余量(簡(jiǎn)稱余量)：

Zb=a-b

(4-6)本工序加工的最大余量：

Zmax=amax-bmin

(4-7)本工序加工的最小余量：

Zmin=amin-bmax

(4-8)圖4-11工序尺寸及其公差與余量之間的關(guān)系公稱余量的變動(dòng)范圍：

TZ=Zmax-Zmix=Tb+Ta

(4-9)

式中：Tb——本工序的工序尺寸公差；

Ta——上工序的工序尺寸公差。

2.工序尺寸及公差

1)概念

該工序所保證的尺寸即工序尺寸。

2)工序基本尺寸

本工序的基本尺寸表示為

b=a-Zb

(4-10)

3)工序尺寸標(biāo)注

工序尺寸一般按“入體原則”標(biāo)注，對(duì)被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，最大尺寸就是基本尺寸；對(duì)包容尺寸(孔徑、槽寬)，下偏差為0，最小尺寸就是基本尺寸。4.6.2加工余量、工序尺寸及其公差的確定

1.加工余量的影響因素

影響加工余量的因素有以下四個(gè)方面：

(1)上道工序留下的表面粗糙度值Ra。表面輪廓最大高度和表面缺陷層深度H，必須全部切去，因此本工序加工余量必須包括H和Ra這兩項(xiàng)因素。

(2)上工序的尺寸公差Ta:由于上工序加工表面存在尺寸誤差，為了使本工序能全部切除上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層，本工序加工余量必須包含上工序的尺寸公差Ta。

(3)形狀誤差和位置誤差ea:工件上有一些形狀誤差和位置誤差是沒有包括在加工表面的工序尺寸公差范圍之內(nèi)的,在確定加工余量時(shí)，必須考慮它們的影響，否則本工序加工將無法去除上工序留下的表面粗糙度Ra及表面破壞層H。

(4)本工序的裝夾誤差eb：如果本工序存在裝夾誤差(包括定位誤差、夾緊誤差)，則在確定本工序加工余量時(shí)還應(yīng)考慮eb的影響。因?yàn)閑a與eb都是矢量，所以要用矢量相加取矢量和的模進(jìn)行余量計(jì)算。

綜上分析可知，工序余量的最小值可用以下公式計(jì)算：對(duì)于單邊余量Zmin=Ta+Ra+H+|ea+eb|

對(duì)于雙邊余量2Zmin=Ta+2(Ra+H)+2|ea+eb|

2.加工余量的確定

加工余量的確定方法有以下幾種：

(1)計(jì)算法。在掌握影響加工余量的各種因素具體數(shù)據(jù)的條件下，用計(jì)算法確定加工余量是比較科學(xué)的。這種方法目前應(yīng)用較少。

(2)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法。加工余量由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。此法常用于單件小批生產(chǎn)。

(3)查表法。此法以工廠生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究積累的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),制成各種表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況加以修正。用查表法確定加工余量，方法簡(jiǎn)便，比較接近實(shí)際，生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用。

3.工序尺寸及其公差的確定

計(jì)算工序尺寸是工藝規(guī)程制訂的主要工作之一，通常有以下幾種情況：

(1)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)的情況。對(duì)于加工過程中基準(zhǔn)面沒有變換(工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合)的情況，工序尺寸的確定比較簡(jiǎn)單。在決定了各工序余量和工序所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度之后，就可以由最后一道工序開始往前推算。如某孔類零件的加工方案為：粗鏜—半精鏜—精鏜—鉸孔，設(shè)計(jì)要求為：從機(jī)械加工手冊(cè)所查得的各工序的加工余量和所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，各工序尺寸及偏差的計(jì)算結(jié)果列于表4-9中。其中關(guān)于毛坯的公差，可根據(jù)毛坯的類型、

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制造方法和生產(chǎn)廠的具體條件，參照有關(guān)毛坯的手冊(cè)資料確定。表4-9工序尺寸及公差的計(jì)算

(2)工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的情況。在復(fù)雜零件的加工過程中，常常出現(xiàn)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)不重合或加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)的情況，工序尺寸的計(jì)算就復(fù)雜多了，不能用上面所述的反推計(jì)算法，而是需要借助尺寸鏈分析和計(jì)算，并對(duì)工序余量進(jìn)行驗(yàn)算以校核工序尺寸及其上下偏差。4.7.1尺寸鏈的定義與特征

1.定義

在零件切削加工和機(jī)器裝配過程中，由相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈。在圖4-12(a)所示工件加工中，如先以面1定位加工面2，得尺寸A1(工序尺寸，直接保證)；然后再以面1定位用調(diào)整法加工臺(tái)階面3，得尺寸A2(亦即該工序的工序尺寸，直接保證，用調(diào)整法加工，工序中只能直接保證尺寸A2)，最后要保證面3與面2之間的尺寸A

∑(間接保證)。在該加工過程中，A1、A2和A∑這三個(gè)尺寸構(gòu)成了一個(gè)封閉尺寸組，即組成了一個(gè)尺寸鏈，如圖4-12(b)所示。4.7工藝尺寸鏈圖4-12工藝尺寸鏈

2.特征

尺寸鏈的主要特征是：封閉性，即一組相關(guān)尺寸首尾相接而形成的尺寸封閉圖；關(guān)聯(lián)性，即尺寸鏈中的各個(gè)尺寸及精度相互影響且有一定的函數(shù)關(guān)系。

3.組成

通常把組成尺寸鏈的各尺寸叫尺寸鏈的環(huán)。尺寸鏈?zhǔn)怯煞忾]環(huán)(間接得到的尺寸)、組成環(huán)(除封閉環(huán)外的所有環(huán))組成的。其中組成環(huán)又有增環(huán)(其他環(huán)不變?cè)摥h(huán)增加封

閉環(huán)也增加)和減環(huán)(其他環(huán)不變?cè)摥h(huán)增加封閉環(huán)減小)之分。

4.尺寸鏈圖

把標(biāo)有尺寸的工件表面用基線代替，把各尺寸首尾相連，用合適的比例表示的尺寸間相互關(guān)系的圖叫尺寸鏈圖，如圖4-12(b)所示。4.7.2尺寸鏈的分類

1.直線尺寸鏈

直線尺寸鏈由彼此平行的直線尺寸所組成。圖4-12(b)所示的尺寸鏈屬于直線尺寸鏈。

2.平面尺寸鏈

平面尺寸鏈由位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)但相互間又不都平行的尺寸組成。

3.空間尺寸鏈

空間尺寸鏈由位于幾個(gè)不平行平面內(nèi)的尺寸組成。

由于最常見的是直線尺寸鏈，而且平面尺寸鏈和空間尺寸鏈都可以通過坐標(biāo)投影方法轉(zhuǎn)換為直線尺寸鏈求解，因此，我們只介紹直線尺寸鏈的計(jì)算方法。4.7.3尺寸鏈的計(jì)算

尺寸鏈的計(jì)算有正計(jì)算、反計(jì)算和中間計(jì)算三種情況。1.正計(jì)算

已知組成環(huán)求封閉環(huán)的計(jì)算方式稱做正計(jì)算。正計(jì)算主要是用來驗(yàn)證設(shè)計(jì)尺寸在加工中是否得到保證時(shí)使用的。

2.反計(jì)算

已知封閉環(huán)求組成環(huán)稱做反計(jì)算。反計(jì)算是在計(jì)算工序尺寸時(shí)使用的。

3.中間計(jì)算

已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余的一個(gè)或幾個(gè)組成環(huán)，稱為中間計(jì)算。

中間計(jì)算是在計(jì)算工序尺寸時(shí)使用的。

尺寸鏈計(jì)算方法有極值法與統(tǒng)計(jì)法兩種。用極值法解尺寸鏈?zhǔn)菑某叽珂湼鳝h(huán)均處于極限條件下來求解封閉環(huán)尺寸或組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的。用統(tǒng)計(jì)法解尺寸鏈則是運(yùn)用概率論理論來求解封閉環(huán)尺寸與組成環(huán)尺寸之間關(guān)系的，所以也稱概率法。4.7.4極值法解尺寸鏈的計(jì)算公式

基本尺寸、極限偏差、公差與中間偏差如圖4-13所示。圖4-13基本尺寸、極限偏差、公差與中間偏差

(1)封閉環(huán)基本尺寸A等于所有增環(huán)基本尺寸(Ap)之和減去所有減環(huán)基本尺寸(Aq)之和，即(4-11)式中:m——組成環(huán)數(shù)；

k——增環(huán)數(shù)。

(2)環(huán)的極限尺寸：

Amax=A+ES

(4-12)

Amin=A-EI

(4-13)

(3)環(huán)的極限偏差：

ES=Amax-A(4－14)

EI=A-Amin

(4－15)

(4)封閉環(huán)的中間偏差：

(4-16)

式中:Δp——增環(huán)的中間偏差；

Δq——減環(huán)的中間偏差。

(5)封閉環(huán)公差：

(4-17)

(6)組成環(huán)中間偏差：

(4-18)

(7)封閉環(huán)極限尺寸：

(4-19)

(4-20)

(8)封閉環(huán)極限偏差：

(4-22)

(4-21)

4.7.5概率法解直線尺寸鏈基本計(jì)算公式

概率法解直線尺寸鏈的基本公式除上述式(4-11)～式(4-15)等基本公式外還有以下公式。

(1)封閉環(huán)中間偏差：(4-23)(2)封閉環(huán)公差：(4-24)式中：ei——第i組成環(huán)尺寸分布曲線的不對(duì)稱系數(shù)；eiTi／2——第i組成環(huán)尺寸分布中心相對(duì)于公差帶的偏移量；

ko——封閉環(huán)的相對(duì)分布系數(shù)；

ki——第i組成環(huán)的相對(duì)分布系數(shù)。

其中，尺寸分布曲線的e值、k值可查相關(guān)手冊(cè)。應(yīng)用尺寸鏈解決工藝規(guī)程中工序尺寸實(shí)際問題的關(guān)鍵，是找出工藝尺寸之間的內(nèi)在聯(lián)系，確定封閉環(huán)及組成環(huán)，即建立工藝尺寸鏈。當(dāng)確定好尺寸鏈的封閉環(huán)及組成環(huán)后，就能運(yùn)用尺寸鏈的計(jì)算公式進(jìn)行具體計(jì)算。上述內(nèi)容可歸納為：

(1)確定封閉環(huán)；

(2)確定組成環(huán)；

(3)畫尺寸鏈圖；

(4)確定增環(huán)及減環(huán)；

(5)確定合理的尺寸鏈計(jì)算形式，計(jì)算尺寸鏈。4.8工藝尺寸鏈的應(yīng)用4.8.1基準(zhǔn)重合時(shí)工藝尺寸鏈的建立和計(jì)算

工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，表面多次加工時(shí)工序尺寸及其公差的具體計(jì)算方法已在4.6節(jié)中分析過?，F(xiàn)在用工藝尺寸鏈來分析工序尺寸和余量之間的關(guān)系。如圖4-14所示，上工序尺寸A1、本工序尺寸A2和本工序基本余量Z形成三環(huán)的工藝尺寸鏈。尺寸鏈中：A1在本工序加工前已經(jīng)形成；一般情況下，尺寸A2是本工序控制的工序尺寸，因而它們都是組成環(huán)。只有工序基本余量是最后形成的環(huán)，即封閉環(huán)。每個(gè)工序基本余量都是一個(gè)三環(huán)工藝尺寸鏈的封閉環(huán)。圖4-14用工藝尺寸鏈分析工序尺寸和余量之間的關(guān)系工藝尺寸鏈建立后，就可按尺寸鏈的計(jì)算公式計(jì)算各尺寸及其公差。本尺寸鏈?zhǔn)侵本€尺寸鏈，因而

Z＝A1-A2

TZ＝T1+T2

式中:TZ——余量的公差；

T1——上工序尺寸A1的公差；

T2——本工序尺寸A2的公差。由以上兩公式可知：工序余量的基本值影響工序尺寸的基本尺寸，工序尺寸的公差則影響工序余量的變化。一般情況下，工序尺寸的公差按經(jīng)濟(jì)精度選定后，就可計(jì)算最大工序余量和最小工序余量，并驗(yàn)算工序余量是否過大或過小，以便修改工序余量。若加工時(shí)直接控制工序余量，而不是直接控制工序尺寸，如靠火花磨削，那么工序余量就成為組成環(huán)，而本工序的工序尺寸是最后形成的封閉環(huán)。(關(guān)于基準(zhǔn)重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算在此不再贅述。)4.8.2基準(zhǔn)不重合時(shí)工藝尺寸鏈的建立和計(jì)算

一個(gè)表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)有時(shí)是不可能既作為測(cè)量基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)，又作為定位基準(zhǔn)的。也就是說

，

由

于有些表面在加工時(shí)不容易做到四個(gè)基準(zhǔn)(設(shè)計(jì)、工序、定位和測(cè)量基準(zhǔn))都重合。這對(duì)

工藝人員來說，就提出了一個(gè)當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)其工藝尺寸如何確定的問題。

1.工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合

工序基準(zhǔn)的功用是根據(jù)它來標(biāo)定被加工表面的工序尺寸，因而它是工序尺寸加工和檢驗(yàn)的依據(jù)。

如圖4-15所示，圖4-15(a)為零件簡(jiǎn)圖，圖4-15(b)和(c)是在尺寸60-0.1已保證的前提下加工臺(tái)階表面的兩種工序尺寸標(biāo)注方案。

若都選大底面作為定位基準(zhǔn)，則圖4-15(b)為工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，而定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合;圖4-15(c)為工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，而兩基準(zhǔn)均不與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。由于圖4-15(c)中工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，因此最終工序的工序尺寸(

)就必須通過換算得到。為了保證設(shè)計(jì)尺寸(32+0.2)合格，工序尺寸的公差就得比設(shè)計(jì)尺寸的公差小。按這種換算后得到的工序尺寸去檢驗(yàn)工件，檢出的廢品有可能是假?gòu)U品，還須通過對(duì)設(shè)計(jì)尺寸的檢驗(yàn)定出真正的廢品。在成批生產(chǎn)時(shí)，一般都采用定距裝刀(調(diào)整法)進(jìn)行臺(tái)階面的加工。在調(diào)整刀具的過程中，必須檢驗(yàn)刀具相對(duì)于工件定位面的位置尺寸。因此，工序簡(jiǎn)圖上必須標(biāo)注如圖4-15所示的工序尺寸，該尺寸必須通過建立工藝尺寸鏈計(jì)算得到。

圖4