1、機械制造工藝與裝備課題一 對機械加工工藝規程的認識模塊四 機械加工工藝規程制訂知識點機械加工工藝規程機械加工工藝過程的組成生產類型及工藝特征基準選擇 機械加工工藝規程 技能點了解機械加工的生產類型及工藝特征掌握編制機械加工工藝規程的原則 模塊四 機械加工工藝規程制訂一、任務引入 圖4-1為某動力裝置階梯軸加工簡圖，45鋼，數量50件，試分析其生產類型、工藝特征和制訂加工藝規程的步驟，并說明選用何種毛坯？圖4-1 階梯軸簡圖模塊四 機械加工工藝規程制訂二. 任務分析 在零件的加工前，應先分析結構特點和加工精度，基本確定各表面加工方法；然后根據其生產類型，考慮毛坯的制造方法、選用機床設備和工藝裝備

2、等，制訂加工工藝規程；最后后實施加工。本課題主要學習機械加工工藝規程的基礎知識和制訂加工藝規程的步驟。 模塊四 機械加工工藝規程制訂1.生產過程 生產過程是指從原材料或半成品到產品制造出來的各有關勞動過程的總和。 產品的生產過程包括： 原材料的運輸和保管，生產的技術準備工作，毛坯的制造，零件的機械加工與熱處理，產品的裝配、檢驗、油漆和包裝等一系列過程。 提示 生產過程往往由許多工廠或工廠的許多車間聯合完成，這有利于專業化生產，提高生產率、保證產品質量、降低生產成本。（一）生產過程及機械加工工藝過程三. 相關知識模塊四 機械加工工藝規程制訂2工藝過程 生產過程中直接改變生產對象的尺寸、形狀、和性

3、能以及相對位置關系的過程，稱為工藝過程，又稱工藝路線或工藝流程。 將零件裝配成部件或產品的過程，稱為裝配工藝過程。 模塊四 機械加工工藝規程制訂7機械加工工藝過程2機械加工工藝過程 用機械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機械性能等，使之變為合格零件的過程，稱為機械加工工藝過程，又稱工藝路線或工藝流程。 將零件裝配成部件或產品的過程，稱為裝配工藝過程。（二） 機械加工工藝過程組成 機械加工工藝過程是由一個或若干個依次排列的工序所組成，毛坯依次通過這些工序就變成了成品或半成品。每一個工序又可分為若干個安裝、工位和工步。 一個(或一組)工人，在一臺機床(或其它設備及工作地)上，對一個(或同時對幾個

4、)工件所連續完成的那部分工藝過程，稱為一個工序。 區分工序的主要依據是工作地(或設備)是否變動，零件加工的工作地變動后，即構成另一工序。1工序模塊四 機械加工工藝規程制訂例如圖4-1所示的階梯軸，當單件小批生產時，其加工工藝及工序劃分如表4-1所示。當中批生產時，其工序劃分如表4-2所示。 工序不僅是制訂工藝過程的基本單元，也是制訂勞動定額、配備工人、安排作業計劃和進行質量檢驗的基本單元。圖4-1階梯軸簡圖模塊四 機械加工工藝規程制訂表4-1 階梯軸加工工藝過程(單件小批生產)工序號工序內容設備1車端面、打頂尖孔、車全部外圓、切槽與倒角車床2銑鍵槽、去毛刺銑床3磨外圓外圓磨床表4-2 階梯軸加

5、工工藝過程(中批量生產)工序號工序內容設備工序號工序內容設備1銑端面、打頂尖孔銑端面打中心孔機床4去毛刺鉗工臺2車外圓、切槽與倒角車床5磨外圓外圓磨床3銑鍵槽銑床模塊四 機械加工工藝規程制訂 工件在加工之前,在機床或夾具上需要占據正確的位置(定位)，然后再予以夾緊的過程稱為安裝。在一個工序內，工件的加工可能只需要安裝一次，也可能需要安裝幾次。 例如，表4-2的工序3，一次安裝即銑出鍵槽，而工序2中，為了車削全部外圓表面則最少需兩次安裝。工件加工中應盡量減少安裝次數，因為多一次安裝就多一次誤差。而且還增加了安裝工件的輔助時間。 3安裝與工位模塊四 機械加工工藝規程制訂 為了減少工件安裝的次數，常

6、采用各種回轉工作臺、回轉夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后在幾個不同位置進行加工。此時，工件在機床上占據的每一個加工位置稱為工位。圖4-4 所示用回轉工作臺在一次安裝中按順序完成裝卸工件、鉆孔、擴孔和鉸孔四個工位加工。 圖4-4 多工位加工工位I-裝卸工件 工位-鉆孔 工位-擴孔，工位-鉸孔模塊四 機械加工工藝規程制訂 在一個工序中，往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述工序的內容，工序還可以進一步劃分工步。工步是指加工表面、切削工具和切削用量中的切削速度與進給量均不變的條件下所完成的那部分工藝過程。一個工序可包括幾個工步，也可只包括一個工步。例如，在表

7、42的工序2中，包括有粗、精車各外圓表面及切槽等工步，而工序3當采用鍵槽銑刀銑鍵槽時，就只包括一個工步。2工步與走刀模塊四 機械加工工藝規程制訂 構成工步的任一因素(加工表面、刀具或切削用量中的切削速度和進給量)改變后，一般即變為另一工步。但是對于那些在一次安裝中連續進行的若干個相同的工步，為簡化工序內容的敘述，通常多看作一個工步。例如圖4-2所示零件上四個15mm孔的鉆削，可寫成一個工步鉆4-15mm孔。若有幾把刀同時切削，該工步稱為-復合工步（教材圖1-4）圖4-2 包括四個相同表面加工的工步 模塊四 機械加工工藝規程制訂 為了提高生產率，用幾把刀具同時加工一個零件的幾個表面的工步，稱為復

8、合工步(見圖4-3)。在工藝文件上，復合工步應視為一個工步。 圖4-3 復合工步 在一個工步內，若被加工表面需切去的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進行一次切削就是一次走刀。一個工步可包括一次或幾次走刀。模塊四 機械加工工藝規程制訂 由于零件機械加工的工藝過程與其所采用的生產組織形式是密切相關的，所以在制訂零件的機械加工工藝過程時，應首先確定零件機械加工的生產組織形式。 （三）機械加工的生產類型及工藝特征 通常先依據零件的年生產綱領選取合適的生產類型，然后再根據所選用的生產類型來確定零件機械加工的生產組織形式。模塊四 機械加工工藝規程制訂 生產綱領的大小對零件加工過程和生產組織起著重要的作用，

9、它決定了各工序所需專業化和自動化的程度，決定了所應選用的工藝方法和工藝裝備。 年生產綱領可按下式計算： N=Q.n(1+a%+b%) 式中N 零件的年生產綱領,(N)為件； Q 機械產品的年產量,(Q)為臺年； n 每臺產品中該零件的數量,(n)為件臺； a% 備品的百分率； b% 廢品的百分率。1生產綱領的計算 某種零件(包括備品和廢品在內)的年產量稱為該零件的年生產綱領。模塊四 機械加工工藝規程制訂2生產綱領和生產類型的關系 在生產上，一般按照生產綱領的大小選用相應規模的生產類型。機械制造業的生產可分為三種類型：單件生產、成批生產和大量生產。（1）單件生產 每種產品僅制造一個或少數幾個，而

10、且很少再重復生產。例如，重型機械產品制造和新產品試制都屬于單件生產。（2）成批生產 一年中分批地生產相同的零件，生產呈周期性重復。每批投入或產出同一零件的數量稱為批量。成批生產又可分為小批、中批、大批生產三種類型。（3）大量生產 長期重復地進行某一零件某一工序的加工。例如汽車、拖拉機、軸承和自行車等產品及零件的制造多屬于大量生產。模塊四 機械加工工藝規程制訂表4-3 生產綱領和生產類型的關系生產類型零件的年生產綱領重型零件（30kg以上）中型零件（4-30kg）輕型零件（4kg以下）單件生產510100小批生產510010200100500中批生產1003002005005005000大批生產

11、30010005005000500050000大量生產1000500050000模塊四 機械加工工藝規程制訂 表4-4 各種生產類型工藝過程的主要特點工藝過程特點生產類型單件生產成批生產大批量生產工件的互換性一般是配對制造，沒有互換性大部分有互換性，少數用鉗工修配全部有互換性。某些精度較高的配合件用分組選擇裝配法毛坯的制造方法及加工余量鑄件用木模手工造型；鍛件用自由鍛。毛坯精度低，加工余量大部分鑄件用金屬模；部分鍛件用模鍛。毛坯精度中等，加工余量中等。鑄件廣泛采用金屬模機器造型，鍛件廣泛采用模鍛，以及其他高生產率的毛坯制造方法。毛坯精度高，加工余量小。機床設備通用機床。或數控機床，或加工中心。

12、數控機床加工中心。設備條件不夠時，也采用部分通用機床、部分專用機床。專用生產線、自動生產線、柔性制造生產線或數控機床。夾具多用標準附件，極少采用夾具，靠劃線及試切法達到精度要求。采用夾具或組合夾具，部分靠加工中心一次安裝。廣泛采用高生產率夾具，靠夾具及調整法達到精度要求。刀具與量具采用通用刀具和萬能量具。可以采用專用刀具及專用量具或三座標測量機。廣泛采用高生產率刀具和量具。對工人的要求需要技術熟練的工人。需要一定熟練程度的工人和編程技術人員。對操作工人的技術要求較低，對生產線維護人員要求有高的素質。工藝規程有簡單的工藝路線卡。有工藝規程，對關鍵零件有詳細的工藝規程。有詳細的工藝規程。21 基準

13、是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。它是幾何要素之間位置尺寸標注、計算和測量的起點。根據基準的應用場合和功用的不同，可分為設計基準和工藝基準兩大類。（一） 基準及其分類1-2. 基準選擇221設計基準 設計圖樣上所采用的基準稱為設計基準。設計基準是根據零件(或產品)的工作條件和性能要求而確定的。在設計圖樣上，以設計基準為依據，標出一定的尺寸或相互位置要求。如圖4-9所示的軸套零件，各外圓和孔的設計基準是零件的軸線，左端面是階臺端面和右端面的設計基準，孔D的軸線是外圓表面徑向圓跳動的設計基準。圖4-9軸套的設計基準 23 對于一個零件來說，在各個方向往往只有一個主要的

14、設計基準。如圖4-10所示的零件，徑向的主要設計基準是外圓mm的軸線，軸向的主要設計基準是端面M。習慣上把標注尺寸最多的點、線、面作為零件的主要設計基準。 圖4-10主要設計基準 242工藝基準 工藝過程中所采用的基準稱為工藝基準。在機械加工中，按其用途不同，工藝基準分為工序基準、定位基準和測量基準。 （1）工序基準 在工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準稱為工序基準。圖4-11所示為某零件鉆孔工序的工序簡圖，圖和b分別選用端面M及N作為確定被加工孔軸線位置的工序基準。由于工序基準不同，工序尺寸也不同。圖4-9 軸套的設計基準 25 （2）定位基準 在加工中用作定位的

15、基準稱為定位基準，確定工件在機床上或夾具中的正確位置。在使用夾具時，其定位基準就是工件與夾具定位元件相接觸的點、線、面。 圖4-12所示為鏜削某發動機機體軸承孔時的兩種定位情形：按圖所示定位時，表面B-B是定位基準；按圖b所示定位時，表面A-A是定位基準。 圖4-12 鏜削發動機機體軸承孔時的定位基準26（3）測量（度量）基準 測量時所采用的基準稱為測量基準。它是以已加工表面的某些點、線、面作為測量尺寸的起始點。圖4-13所示為測量被加工平面的位置時，分別以小圓柱面的上素線A和大圓柱面的下素線B作為測量基準。選擇測量基準與工序尺寸標注的方法關系密切，通常情況下測量基準與工序基準是重合的。271

16、工件的定位方法 工件在機床上定位有以下三種方法： （1）直接找正法 此法是用百分表、劃針或目測在機床上直接找正工件，使其獲得正確位置的一種方法。直接找正法的定位精度和找正的快慢，取決于找正精度、找正方法、找正工具和工人的技術水平。用此法找正工件往往要花費較多的時間，故多用于單件和小批生產或位置精度要求特別高的工件。（二）定位基準的選擇2829（2）劃線找正法 在機床上用劃針按已在毛坯或半成品上所劃的線對工件進行找正，使其獲得正確位置的一種方法。由于受到劃線精度和找正精度的限制，此法多用于批量較小、毛坯精度較低以及大型零件等不便使用夾具的粗加工中。 30（3）采用夾具定位 將工件裝在夾具上，使工

17、件的某一表面與夾具的定位元件相接觸，從而使工件被加工表面對機床、刀具保持正確的相對位置,稱為用夾具定位。圖4-16工件用夾具定位1-定位鍵 2-夾具體 3-對刀塊 4-偏心輪5-支承套 6、7-V形塊31 在各加工工序中，保證被加工表面的尺寸和位置精度的方法是制定工藝過程的重要任務,而定位基準的作用主要是保證工件各表面之間的相互位置精度。因此，在研究和選擇各類工藝基準時，首先應選擇定位基準。（1）定位基準選擇的基本原則 1）應保證定位基準的穩定性和可靠性,以確保工件相互位置表面之間的精度。 2）力求與設計基準重合，也就是盡可能從相互間有直接位置精度要求的表面中選擇定位基準，以減小因基準不重合而

18、引起的誤差。 3）應使實現定位基準的夾具結構簡單，工件裝卸和夾緊方便。 2定位基準的選擇32（2）定位基準的分類 按照工序性質和作用不同，定位基準分為粗基準和精基準兩類。 在最初的切削工序中，只能采用毛坯上未經加工的表面來定位，這種定位基準稱為粗基準。在以后的工序中，均采用已加工表面作為定位基準表面，這種定位基準稱為精基準 。33（3）粗基準的選擇 選擇粗基準，應該保證所有加工表面都有足夠的加工余量，而且各加工表面對不加工表面具有一定的位置精度。選擇時應遵循下列原則： 1）對于不需加工全部表面的零件，應采用始終不加工的表面作為粗基準，這樣可以較好地保證加工表面對不加工表面的相互位置要求，并有可

19、能在一次安裝中把大部分表面加工出來。圖4-17 選擇不加工表面作粗基準 34 2)選取加工余量小而且要求均勻的表面作為粗基準，在加工時可以保證該表面余量均勻。例如車床床身(圖4-18)要求導軌面耐磨性好，希望在加工時只切除較小且均勻的一層余量，使其表面保留均勻一致的金相組織，具有較高的物理和力學性能。為此應選擇導軌面作為粗基準，加工床腿的底平面(圖)，然后以床腿的底平面為基準加工導軌面(圖)。 圖4-18 選擇加工余量要求均勻的表面作粗基準 35 3）對于所有表面都需要加工的零件,應選擇加工余量最小的表面作為粗基準,這樣可以避免加工余量不足而造成廢品。如圖4-19所示的零件毛坯，表面的余量比的

20、余量大，因此，應選擇外圓表面為粗基準。圖4-19 選擇加工余量小的表面 36 4）選擇毛坯制造中尺寸和位置可靠、穩定，平整、光潔，具有一定精度的或面積足夠大的表面作為粗基準，這樣可以減小定位誤差和使工件裝夾可靠穩定。 粗基準只能使用一次，不允許重復使用。 37（4）精基準的選擇 選擇精基準時必須遵循以下原則： 1）基準重合原則 盡可能選用設計基準作為定位基準，以避免因定位基準與設計基準不重合而引起的定位誤差。 如圖4-20所示某車床主軸箱，設計要求車床主軸中心高為H12050.lmm(主軸支承孔軸線至床頭箱底面M的距離），設計基準是底面M。 圖4-21 工藝尺寸鏈 38 得H的尺寸及其偏差為

21、mm 鏜削主軸支承孔時，如果以底面M為定位基準，定位基準與設計基準重合，鏜孔時高度尺寸H1的誤差控制在0.1mm范圍內即可。由于主軸箱底面M有凸緣不平整，批量生產時，為方便定位裝夾，常以頂面N為定位基準鏜孔，這時孔的高度尺寸為H。由于定位基準與設計基準不重合，主軸中心高H1須由主軸箱高度H2和H共同保證。尺寸H1、H2和H之間的關系可通過相關的尺寸鏈用極值法確定。 因為 H1max=H2max-Hmin H1min=H2min-Hmax 所以 Hmin=H2max-H1max=322.12-205.1117.02mm Hmax=H2min-H1min=322204.9117.1mm 計算結果表

22、明：由于設計基準與定位基準不重合而產生的定位誤差（即H2的誤差0.12mm），使鏜孔時H的允許誤差必須縮小到0.08mm以下。39 2）基準統一原則 即選擇同一定位基準來加工盡可能多的表面，以保證各加工表面的相互位置精度，避免產生因基準變換所引起的誤差。 例如，加工較精密的階臺軸時，通常采用兩中心孔作定位基準，這樣在同一定位基準下加工的各檔外圓表面及端面容易保證高的位置精度，如圓跳動、同軸度、垂直度等。采用同一定位基準，還可以使各工序的夾具結構單一化，便于設計制造。40 3）互為基準原則 對于零件上兩個相互位置精度要求較高的表面，采取互相作為定位基準、反復進行加工的方法來保證達到精度要求。 4

23、）自為基準原則 以被加工表面本身作為定位基準進行精加工、光整加工，可以使加工余量小而且均勻，易于獲得較高的表面加工質量，但被加工表面的相互位置精度應由前道工序保證。浮動鉸孔、珩磨內孔等均采用自為基準的原則。41 如選擇M面作為定位基準，所引起的基準不重合定位誤差為0.2mm； 如選N面作為定位基準，所引起的基準不重合定位誤差為0.20.2=0.4mm。 因此應選擇M面作為定位基準。 5）基準不重合誤差最小條件 當實際生產中不宜選擇設計基準作為定位基準時，則應選擇因基準不重合而引起的誤差最小的表面作定位基準。 圖4-23 基準不重合誤差最小條件42（5）輔助定位基準 生產實際中，有時工件上找不到

24、合適的表面作為定位基準，為便于工件安裝和保證獲得規定的加工精度，可以在制造毛坯時或在工件上允許的部位增設和加工出定位基準，如工藝凸臺、工藝孔、中心孔等，這種定位基準稱為輔助定位基準，它在零件的工作中不起作用，只是為了加工的需要(夾緊剛性和加工穩定)而設置的。除不影響零件正常工作而保留的外，增設的輔助定位基準在零件全部加工后，還必須將其切除。 機械加工工藝規程是指導工人操作和用于生產、工藝管理的各種技術文件稱為工藝文件。它是機械制造廠最主要的技術文件之一。它一般應包括下列內容： 1-3機械加工工藝規程 工件加工工藝路線及所經過的車間和工段； 各工序的內容及所采用的機床和工藝裝備； 工件的檢驗項目

25、及檢驗方法； 切削用量； 工時定額及工人技術等級等。模塊四 機械加工工藝規程制訂（3）工藝規程是新建或擴建工廠或車間的基本資料 在新建或擴建工廠或車間時，只有依據工藝規程和生產綱領才能正確地確定：生產所需要的機床的種類、規格和數量；車間的面積；機床的布置；生產工人的工種、技術等級等。1機械加工工藝規程的作用（1）工藝規程是指導生產的主要技術文件 按照工藝規程組織生產，可以保證產品的質量和較高的生產效率和經濟效益。因此，生產中一般應嚴格地執行既定的工藝規程。但是，工藝規程也不應不斷地予以改進和完善，以便更好地指導生產。（2）工藝規程是生產組織和管理工作的基本依據 在生產管理中，原材料及毛坯的供應

26、，專用工藝裝備的設計和制造，生產計劃的編排，勞動力的組織，以及生產成本的核算等，都要以工藝規程作為基本依據的。模塊四 機械加工工藝規程制訂1制訂工藝規程的原則 制訂工藝規程的原則是，在一定的生產條件下，應保證優質、高產、低成本。即保證質量的前提下，爭取最好的經濟效益。在制訂工藝規程時，應注意以下問題： （1）保證零件圖樣技術要求，同時追求技術上的先進性 要了解當時國內外本行業工藝技術的發展水平，通過必要的工藝試驗，積極采用適用的先進工藝和工藝裝備。 （2）經濟上的合理性 通過核算或相互對比，選擇經濟上最合理的方案，使產品的能源、原材料消耗和成本最低。 （3）有良好的勞動條件（安全、實際） 要注

27、意保證本廠工人在操作時有良好而安全的工作條件。 （4）與時俱進性（五） 工藝規程制訂的原則和步驟模塊四 機械加工工藝規程制訂2制訂工藝規程的步驟 制訂零件機械加工工藝規程的主要步驟大致如下： 1）分析零件圖和產品裝配圖。 2）對圖樣進行工藝審查。 3）零件綱領確定生產類型。 4）確定毛坯的種類。 5）擬定工藝路線。 6）確定各工序的機床設備和工藝裝備。 （設備、刀、夾、量具和輔助工具）。 7）確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。 8）確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9）確定切削用量和工時定額。 10）填寫工藝文件。模塊四 機械加工工藝規程制訂（1）工藝過程綜合卡片 卡片列出了整個零

28、件加工所經過的工藝路線(包括毛坯、機械加工和熱處理等)。各工序的說明不夠具體，一般不能直接指導工人操作。（2）機械加工工藝卡片 卡片是以工序為單位詳細說明整個工藝過程的工藝文件。它是用來指導工人生產和幫助車間管理人員和技術人員掌握整個零件加工過程的一種主要技術文件，廣泛用于成批生產的零件和小批生產中的重要零件。 （3）機械加工工序卡片 卡片更詳細地說明零件的各個工序應如何進行加工的。要畫出工序圖，注明該工序的加工表面及應達到的尺寸和公差、工件的裝夾方式、刀具的類型和位置、進刀方向和切削用量等。 2工藝文件的格式模塊四 機械加工工藝規程制訂工 廠機械加工工藝過程卡片產品型號零部件圖號第 頁產品名

29、稱零部件名稱第 頁材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸各毛坯件數件/臺備 注工序號工序名稱工序內容車間工段設備工藝裝備工時準終單件編制（日期）審核（日期）會審(日期)標記處記更改文件號簽字日期標記處記更改文件號簽字日期表4-5 機械加工工藝過程卡片模塊四 機械加工工藝規程制訂表4-7 機械加工工序卡片工廠機械加工工序卡片產品型號零部件圖號共 頁產品名稱零部件名稱第 頁材料毛坯種類毛坯外形尺寸每件毛坯數每臺件數備注車間工序號工序名稱材料牌號毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數每臺件數設備名稱設備型號設備編號同時加工件數夾具編號夾具名稱冷卻液工序工時準終單件工步號工步內容工藝裝備走刀次數工時定額機動輔助編制日期審

30、核日期會簽日期標記處記更改文件號簽字日期標記處記更改文件號簽字日期 小 結1、生產過程及機械加工工藝過程2、機械加工工藝過程組成3、機械加工的生產類型及工藝特征4、機械加工工藝規程模塊四 機械加工工藝規程制訂51 當工序基準、測量基準、定位基準與設計基準不重合時，工序尺寸及其公差的確定，需要通過解尺寸鏈才能獲得。1尺寸鏈概念（1）工藝尺寸鏈的概念 1）定義 在機器的裝配和零件的加工過程中，互相聯系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。其中，由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。1-4工藝尺寸鏈的計算52 如圖4-28a所示，圖中尺寸 、 為設計尺寸，先以底

31、面定位加工上表面，得到尺寸 ，在加工凹槽時，為了使定位穩定可靠并簡化夾具，以底面定位，按尺寸 加工凹槽，于是該零件上在加工時并直接予以保證的尺寸 就隨之確定。這樣相互聯系的尺寸 - - - 就構成一個如圖4-28b所示的封閉尺寸組合，即工藝尺寸鏈。圖4-28 定位基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈 53 如圖4-29a所示，圖中尺寸 、 為設計尺寸，在加工過程中，因尺寸 不便直接測量，若以面1為測量基準，按容易測量的 尺寸 加工，也就間接保證了尺寸 ，這樣相互聯系的尺寸 - - - 就構成一個如圖4-29b所示的封閉尺寸組合，即工藝尺寸鏈。圖4-29 測量基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈 543

32、）工藝尺寸鏈的組成 把組成工藝尺寸鏈的各個尺寸稱為環，為便于分析計算把它們可分為兩種：封閉環 加工中最后自然形成的環， 稱為封閉環。尺寸均為封閉環，一個工藝尺寸鏈中只有一個封閉環。組成環 工藝尺寸鏈中除封閉環以外的其它環，稱為組成環。根據其對封閉環的影響不同，組成環又可分為增環和減環。 增環是當其它組成環不變，該環增大(或減小)使封閉環隨之增大(或減小)的組成環。 減環是當其它組成環不變，該環增大(或減小)使封閉環隨之減小(或增大)的組成環。55組成環的判別 為了迅速判別增、減環，可采用下述方法：在工藝尺寸鏈圖上，先給封閉環任定一方向并畫出箭頭，然后沿此方向環繞尺寸鏈回路，依次給每一組成環畫出

33、箭頭，凡箭頭方向和封閉環相反的則為增環，相同的則為減環。圖4-31 內孔與鍵槽加工尺寸換算示意圖56 封閉環的基本尺寸：Ai:增環 Aj:減環 封閉環的極限尺寸： 封閉環的上、下偏差： 封閉環的公差：（2）尺寸鏈的計算公式572概率法計算（教材P15）3工藝尺寸鏈的分析與計算例1-1 如圖示套筒，兩端面加工完畢，加工孔底面時，要保證尺寸：160-0.35，因該尺寸，不便測量，試標出測量尺寸。16=60-A2，A2=44.0=0-EI（A2），EI（A2）=0.-0.35=-0.17-ES（A2），ES（A2=+0.18.所以測量尺寸A2=44+0.180結論：1、壓縮公差2、假“報廢”（假廢品

34、）58例題1-259例1-36061 在擬定零件的工藝路線時，首先要確定各個表面的加工方法和加工方案。表面加工方法和方案的選擇，應同時滿足加工質量、生產率和經濟性等方面的要求。 表面加工方法的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一精度及表面粗糙度的加工方法往往有若干種，實際選擇時還要結合零件的結構形狀、尺寸大小以及材料和熱處理的要求全面考慮。例如對于IT7級精度的孔，采用鏜削、鉸削、拉削和磨削均可達到加工要求。但箱體上的孔，一般不宜選擇拉孔和磨孔，而常選擇鏜孔或鉸孔；孔徑大時選鏜孔，孔徑小時取鉸孔。對于一些需經淬火的零件，熱處理后應選磨孔；對于有色金屬的零件，為避免

35、磨削時堵塞砂輪，則應選擇高速鏜孔。四、擬定工藝路線 1、表面加工方法的確定62 表面加工方法的選擇，除了首先保證質量要求外，還須考慮生產率和經濟性的要求。 大批量生產時，應盡量采用高效率的先進工藝方法，如內孔與平面的拉削、同時加工幾個表面的組合銑削或磨削等。這些方法都能大幅度的提高生產率，取得很好的經濟效果，但是在年產量不大的生產條件下，如盲目采用高效率的加工方法及專用設備，則會因設備利用率低，造成經濟上的較大損失。 此外，任何一種加工方法，可以獲得的加工精度和表面質量均有一個相當大的范圍，但只有在一定的精度范圍內才是經濟的，這種一定范圍的加工精度即為該種加工方法的經濟精度。選擇加工方法時，應

36、根據工件的精度要求選擇與經濟精度相適應的加工方法。例如，對于IT7級精度、表面粗糙度為0.4m的外圓，通過精心車削雖也可以達到要求，但在經濟上就不及磨削合理。表面加工方法的選擇還要考慮現場的實際情況，如設備的精度狀況、設備的負荷以及工藝裝備和工人技術水平等。63序號加工方法經濟精度表面粗糙度Ra適用范圍1粗車I12IT115012.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車IT9IT86.33.23粗車-半精車-精車IT7IT61.60.84粗車-半精車-精車-滾壓(或拋光)IT6IT50.20.0255粗車-半精車-磨削IT7IT60.80.4主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色

37、金屬6粗車-半精車-粗磨-精磨IT6IT50.40.17粗車-半精車-粗磨-精磨-超精加工IT50.10.0128粗車-半精車-精車-金鋼石車IT6IT50.40.025較高精度的有色金屬加工9粗車-半精車-粗磨-精磨-超精磨或鏡面磨IT5以上0.0250.006極高精度的外圓加工10粗車-半精車-粗磨-精磨-研磨IT5以上0.10.006表4-8 外圓加工方案64序號加工方案經濟精度表面粗糙度適用范圍1鉆IT12IT1112.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實心毛坯，也可用于加工有色金屬，但表面粗糙度稍大。孔徑小于20mm2鉆-鉸IT9IT83.21.63鉆-粗鉸-精鉸IT8IT71.60.84鉆-擴

38、IT11IT1012.56.3同上，但是孔徑大于20mm5鉆-擴-鉸IT9IT83.21.66鉆-擴-粗鉸-精鉸IT71.60.87鉆-擴-機鉸-手鉸IT7IT60.40.18鉆-擴-拉IT9lT71.60.1大批大量生產9粗鏜(或擴孔)IT12IT1112.56.3除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜(粗擴)-半精鏜(精擴)IT9IT83.2l.611粗鏜(擴)-半精鏜(精擴)-精鏜（鉸）IT8IT7l.60.812粗鏜(擴)-半精鏜(精擴)-精鏜-浮動鏜刀精鏜IT7IT60.80.413粗鏜(擴)-半精鏜-磨孔IT8IT70.80.2主要用于淬火，也可用于未淬火鋼，但不宜用于有

39、色金屬14粗鏜(擴)-半精鏜-粗磨-精磨IT7IT60.40.1表4-9 孔加工方案65序號加工方案經濟精度等級表面粗糙度適用范圍1粗車-半精車IT9IT86.33.2端面2粗車-半精車-精車IT7IT61.60.83粗車-半精車-磨削IT9IT70.80.2端面4粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)IT9IT76.31.6不淬硬平面(端銑的表面粗糙度可較小)5粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-刮研IT6IT50.80.1精度要求較高的不淬硬平面，批量較大時宜采用寬刃精刨方案6粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-寬刃精刨IT60.80.27粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-磨削IT7IT60.80.2精度要

40、求較高的淬硬平面或不淬硬平面8粗刨(或粗銑)-精刨(或精銑)-粗磨-精磨IT6IT50.40.0259粗銑-拉IT9IT60.80.2大量生產的較小平面10粗銑-精銑-磨削-研磨IT50.l0.006高精度平面表4-10 平面加工方案66選擇表面的加工方法應從以下幾方面加以考慮：（1）首先根據每個加工表面的技術要求，確定加工方法及分幾次加工。一般可按表4-8表4-10選擇較合理的加工方案。（2）考慮被加工材料的性質。如經淬火的鋼制件，精加工必須采用磨削的方法加工，而有色金屬制件則采用精車、精銑、精鏜、滾壓等方法，很少采用磨削進行精加工。（3）根據生產類型，即考慮生產率和經濟性等問題。單件小批量

41、生產，一般采用通用設備和工藝裝備及一般的加工方法；大批量生產，盡可能采用專用的高效率設備和專用工藝裝備，毛坯生產也應采用高效的方法制造，如壓鑄、模鍛、熱軋、精密鑄造、粉末冶金等。（4）根據本企業(或本車間)的現有設備情況和技術水平，充分利用現有設備，挖掘企業潛力。671加工階段的劃分 對于加工精度要求較高、結構和形狀較復雜、剛性較差的零件，其切削加工過程常應劃分階段。一般分為粗加工、半精加工、精加工三個階段。（1）各加工階段主要任務 1）粗加工階段 切除工件各加工表面的大部分余量。在粗加工階段，主要問題是如何提高生產率,為以后的加工提供精基準。 2）半精加工階段 達到一定的精度要求，完成次要表

42、面的最終加工，并為主要表面的精加工作好準備。 3）精加工階段 完成各主要表面的最終加工，使零件的加工精度和加工表面質量達到圖樣規定的各項要求。在精加工階段，主要問題是如何確保零件的質量。2、 加工順序的安排683、工序安排先基面、后其他先面后孔691機床的選擇 在選擇機床時應注意下述幾點：（1）機床的主要規格尺寸應與加工零件的外廓尺寸相適應。 即小零件應選小的機床，大零件應選大的機床，做到設備合理使用。對于大型零件，在缺之大型設備時，可采用“螞蟻啃骨頭”的辦法，以小于大。（2）機床的精度應與工序要求的加工精度相適應。 對于高精度的零件加工，在缺少精密設備時，可通過設備改裝，以粗干精。（3）機床

43、的生產率與加工零件的生產類型相適應。 單件小批生產選擇通用設備，大批大量生產選擇高生產率專用設備。（4）機床選擇還應結合現場的實際情況。 例如設備的類型、規格及精度狀況，設備負荷的平衡狀況以及設備的分布排列情況等。（五）設計工序內容702工藝裝備的選擇（1）夾具選擇 單件小批生產，應盡量選用通用夾具。例如各種卡盤、虎鉗和回轉臺等。為提高生產率應積極推廣使用組合夾具。大批大量生產，應采用高生產率的電動、氣液傳動等的專用夾具。夾具的精度應與加工精度相適應。（2）刀具的選擇 一般采用標準刀具，必要時也可采用各種高生產率的復合刀具及其他一些專用刀具。刀具的類型、規格及精度等級應符合加工要求。（3）量具

44、的選擇 單件小批生產中應采用通用的量具，如游標卡尺與百分表等。大批大量生產中應采用各種量規和一些高生產率的專用量具。量具的精度必須與加工精度相適應。71 切削用量三要素的選擇，關系到工件的加工質量，加工生產率和生產成本，以及安全生產等問題。而制約切削用量三要素的因素又是多方面的，包括刀具耐用度，機床、夾具、刀具的強度與剛度，機床的動力，被加工工件的精度及粗糙度等等。由于在切削用量三要素中，切削速度對刀具耐用度的影響最大，所以，選擇切削用量的步驟一般是： 首先選取盡可能大的背吃刀量 ，其次根據機床動力和剛度限制條件，或工件已加工表面粗糙度的要求等，選取盡可能大的進給量 、最后利用切削用量手冊或通

45、過有關公式計算出切削速度vc 。（五）切削用量的確定72（1）選擇背吃刀量ap 背吃刀量ap選擇，決定于加工性質和工件余量。 粗加工，表面粗糙度為Ra8010m，精度為IT12IT15時，應盡可能一次切除全部加工余量。此時的制約因素主要應考慮工藝系統的剛度和機床動力是否足夠。 半精加工，表面粗糙度為Ra101.25m、精度為IT8-IT9時，若單面余量h2mm，則應分兩次走刀切除；第一次 ap (2/33/4)h；第二次 ap (1/31/4)h。若h2mm，則可一次切除。 精加工，表面粗糙度為Ra1.250.32,精度為IT6IT7時,應一次定刀切除，即ap =h值的大小，可由切削用量手冊選

46、取或按經驗決定。73（2）選擇進給量 在背吃刀量值選定以后，進給量 f 的大小直接決定了切削層公稱橫截面積的大小，因而也就決定了切削力的大小。所以： 粗加工時增大進給量的制約因素主要是工藝系統的強度和剛度； 半精加工和精加工時，增大進給量的制約因素則主要是工件已加工表面組糙度的要求。 粗加工時，一般可取f =0.30.6mm/r；半精加工和精加工時，常取 f =0.080.3mm/r。（3）選擇切削速度vc 背吃刀ap和進給量 f 選定以后，可根據預先選定的刀具耐用度T，用計算法、查表法確定切削速度，或者按照經驗決定vc 。74 確定勞動消耗工藝定額即勞動定額是工序設計中的內容之一。勞動定額是

47、勞動生產率的指標。勞動定額可用產量定額在一定生產條件下，規定每個工人在單位時間內完成的合格品數量；或用時間定額在一定生產條件下，規定生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間來表示。目前工廠常用時間定額作為勞動定額指標。 時間定額不僅是衡量勞動生產率的指標，也是安排生產計劃，成本核算的主要依據。在生產組織過程中，是計算設備數量，布置車間、計算工人數量的依據。時間定額由下述部分組成：（六）時間定額的確定751基本時間 切削加工來說，就是直接用于切除工序余量所消耗的時間(包括刀具的切入和切出時間)。基本時間可由計算公式求出。例如，車削的基本時間Tm為： Tm基本時間，min； 工作行程的計算長度，包

48、括加工表面長度，刀具切入，切出長度mm； z 工序余量，mm ； n工件的轉速，r/min； f 刀具的進給量，mm/r； ap 背叫刀量，mm 。762輔助時間Ta 是為實現工藝過程所必須進行的各種輔助動作所消耗的時間。它包括：裝卸工件，開停機床、改變切削用量，手動進刀和退刀，測量工件等所消耗的時間。3布置工作地時間Ts 是為使加工正常進行，工人照管工作地（如更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的時間。一般按作業時間的2%7%計算(以百分率表示)。4休息與生理需要時間Tr 是工人在工作班內為恢復體力和滿足生理上的需要所消耗的時間。一般按作業時間的2%4%計算(以百分比表示)。 以上四部分時間的總和稱為單件時間，用Tp表示，即：775準備與終結時間（簡稱準終時間）Te 準終時間是工人為了生產一批產品或零部件，進行準備和結束工作所消耗的時間。 準備終結時間對一批零件只需要一次。批量n越大，分攤到每個工件上的時間Te/n越少。故單件和成批生產時單件時間定額TT為：781.加工余量的確定 加工余量的確定是機械加工中很重要的問題，合理地確定加工余量具有很大的經濟意義。余量過大，不但浪費材料，而且增加機械加工的切削工作量，降低勞動生產率，增加產