第二章機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)第一節(jié)概述機(jī)械加工工藝規(guī)程：把工藝過程和操作方法按一定格式用文件形式固定下來(lái)用以指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件（含封面、工藝過程、工序卡）。一、機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用1．工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)2．工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件3．工藝規(guī)程是新建和擴(kuò)建工廠（或車間）時(shí)的原始資料4．便于積累、交流和推廣行之有效的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)二、機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂程序（一）機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則第一節(jié)概述1）確保加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到產(chǎn)品圖樣所提出的全部技術(shù)條件；2）提高生產(chǎn)率，保證按期完成并力爭(zhēng)超額完成生產(chǎn)任務(wù)；3）減少人力和物力的消耗，降低生產(chǎn)成本；4）盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使操作工人有安全良好的工作條件。（二）機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂步驟和內(nèi)容1．分析研究產(chǎn)品的裝配圖和零件圖第一節(jié)概述（1）熟悉產(chǎn)品的性能、用途、工作條件（2）對(duì)裝配圖和零件圖進(jìn)行工藝審查（三方面）

審查圖樣的完整性和正確性審查零件的技術(shù)要求的合理性審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性是否合理第一節(jié)概述2．選擇毛坯（二）機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂步驟和內(nèi)容3．?dāng)M訂工藝路線4．確定各工序所采用的設(shè)備5．確定各工序所采用的工藝裝備6．確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法7．確定各工序的加工余量、工序尺寸和公差8．確定切削用量9．確定工時(shí)定額10．技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析11．填寫工藝文件三、零件的結(jié)構(gòu)工藝性及毛坯的選擇（一）零件的結(jié)構(gòu)工藝性

結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)零件做結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)考慮以下幾方面：第一節(jié)概述1．零件尺寸要合理（1）尺寸規(guī)格盡量標(biāo)準(zhǔn)化（2）尺寸標(biāo)注要合理1．零件尺寸要合理第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工1）一個(gè)零件上的兩相鄰表面間應(yīng)留有退刀槽和讓刀孔，以便在加工中進(jìn)刀和退刀，否則無(wú)法加工。第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工2）應(yīng)使刀具順利地接近待加工表面。第一節(jié)概述3）鉆孔表面應(yīng)與孔的軸線垂直，否則會(huì)引起兩邊切削力不等，致使鉆孔軸線傾斜或打斷鉆頭，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免鉆孔表面是斜面或圓弧面。第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工4）零件外表面比內(nèi)表面的加工方便容易，應(yīng)盡量將加工表面放在零件外部。如果不能把內(nèi)表面加工轉(zhuǎn)化為外表面加工時(shí)，應(yīng)簡(jiǎn)化內(nèi)表面形狀。第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工5）配合面的數(shù)目要盡量少，這樣可降低零件精度，制造容易，裝配方便。第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工6）減少零件的加工表面面積，這樣可降低刀具消耗，減少裝配時(shí)的修配工作量，并能保證配合表面接觸良好。第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工7）減少加工的安裝次數(shù)。第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（1）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工7）減少加工的安裝次數(shù)。（2）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于度量第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理第一節(jié)概述2．零件結(jié)構(gòu)要合理（3）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度（二）毛坯選擇機(jī)械加工常用的毛坯有鑄件、鍛件、型材件、焊接件等。選用時(shí)應(yīng)考慮以下因素：1．零件的材料及其力學(xué)性能三、零件的結(jié)構(gòu)工藝性及毛坯的選擇第一節(jié)概述2．零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸3．生產(chǎn)類型5．充分注意應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新材料4．車間的生產(chǎn)能力第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)一、機(jī)械加工工藝過程的組成機(jī)械加工工藝過程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成，而工序又可細(xì)分為工步或走刀。1．工序工序是指一個(gè)（或一組）工人在一臺(tái)機(jī)床（或一個(gè)工作地點(diǎn)）上，對(duì)同一個(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。（一）機(jī)械加工工藝過程例如階梯軸，其工藝過程將包括下列加工內(nèi)容：①切一端面；第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)②打中心孔；③切另一端面；④打另一端中心孔；⑤車大外圓；⑥大外圓倒角；⑦車小外圓；⑧小外圓倒角；⑩去毛刺。⑨銑鍵槽；隨著車間加工條件和生產(chǎn)規(guī)模的不同，可采用不同的加工方案來(lái)完成這個(gè)工件的加工工序編號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1車一端面、打中心孔，調(diào)頭車另一端面、打中心孔車床2車大外圓及倒角，調(diào)頭車小外圓及倒角車床3銑鍵槽，去毛刺銑床階梯軸單件、小批生產(chǎn)的工藝過程第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)工序編號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備1銑兩端面、打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床2車大外圓及倒角車床3車小外圓及倒角車床4銑鍵槽鍵槽銑床5去毛刺鉗工臺(tái)階梯軸大批、大量生產(chǎn)的工藝過程第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)2．工步與進(jìn)給（1）工步是在加工表面不變、加工工具不變、切削用量（機(jī)床轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量）不變的條件下所連續(xù)完成的那一部分工序。一個(gè)工序包括一個(gè)或幾個(gè)工步。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（2）進(jìn)給：在一個(gè)工步中，若被加工表面需切去的金屬層很厚，要分幾次切削，每進(jìn)行一次切削就是一次進(jìn)給。一個(gè)工步可包括一次或幾次進(jìn)給。3．安裝與工位安裝是指工件（或裝配單元）通過一次裝夾后所完成的那一部分工藝過程。一個(gè)工序可以包括一個(gè)或幾個(gè)安裝。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)工位是指在一次裝夾中，工件在機(jī)床上所占的每個(gè)位置上所完成的那一部分工藝過程。采用轉(zhuǎn)位（或移位）夾具、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)或在多軸機(jī)床上加工時(shí)，工件在機(jī)床上一次裝夾中需要經(jīng)過若干個(gè)工位。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（二）工藝文件工藝過程制訂以后，要以表格卡片的形式確定下來(lái)，成為生產(chǎn)準(zhǔn)備和機(jī)械加工依據(jù)的工藝文件。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝過程卡第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝卡第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)

機(jī)械加工工序卡片第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)二、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)：精基準(zhǔn)：選用毛坯的表面進(jìn)行定位，用于最初的零件加工工序中采用已經(jīng)加工過的表面進(jìn)行定位，用于以后各工序的加工中1．粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)考慮的重點(diǎn)是：如何保證各加工表面有足夠的余量，及保證不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合零件圖樣設(shè)計(jì)要求。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)粗基準(zhǔn)的選擇原則：（1）重要表面余量均勻原則（2）余量足夠原則：第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（3）工件表面間相互位置要求原則：必須保證工件上加工表面與不加工表面之間的相互位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（4）定位可靠性原則：作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)選用比較可靠、平整光潔的表面，以使定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。（5）不重復(fù)使用原則：粗基準(zhǔn)的定位精度低，在同一尺寸方向上只允許使用一次，不能重復(fù)使用，否則定位誤差太大。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)粗基準(zhǔn)的選擇原則：2．精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)考慮的重點(diǎn)是：如何減少誤差，保證加工精度和安裝方便。（1）基準(zhǔn)重合原則應(yīng)盡可能選用零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（2）統(tǒng)一基準(zhǔn)原則應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的精基準(zhǔn)定位加工各表面，以保證各表面之間的相互位置精度。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一基準(zhǔn)好處：1）有利于保證各加工表面之間的相互位置精度；2）簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)和制造，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；當(dāng)產(chǎn)量較大時(shí)，便于采用高效率的專用設(shè)備，大幅度地提高生產(chǎn)率。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（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，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)。（4）互為基準(zhǔn)反復(fù)加工原則有些相互位置精度要求比較高的表面，可以采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法來(lái)保證。如果工件上沒有能作為精基準(zhǔn)選用的恰當(dāng)表面，可以在工件上專門加工出定位基面，這種精基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)（5）定位可靠性原則精基準(zhǔn)應(yīng)平整光潔，具有相應(yīng)的精度，確保定位簡(jiǎn)單準(zhǔn)確、便于安裝、夾緊可靠。三、零件表面加工方法的選擇

1．加工表面本身加工要求第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)2．被加工材料的性能3．生產(chǎn)類型

4．本廠（或本車間）的現(xiàn)有設(shè)備情況及技術(shù)條件四、加工順序的安排機(jī)械加工工序熱處理工序輔助工序

1．機(jī)械加工工序（1）先基面后其它第二節(jié)機(jī)械加工的工藝過程設(shè)計(jì)加工順序加工一開始，總是先安排精基面的加工，然后以精基面定位加工其它表面。如果精基面不止一個(gè)，則應(yīng)該按照基面轉(zhuǎn)換的順序和逐步提高加工精度的原則來(lái)安排基面和主要表面的加工。（2）先粗后精（3）先主后次主要表面是指裝配基面、工作表面等；次要表面是指非工作表面（如緊固用的光孔和螺孔等）。因次要表面的加工工作量較小，且往往與主要表面有位置精度的要求，因此一般應(yīng)安排在主要表面達(dá)到一定精度（如半精加工）之后、最后精加工或光整加工之前進(jìn)行。先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。

2．熱處理工序含碳量大于0.5%的碳鋼——退火，降低硬度；含碳量小于0.5%的碳鋼——正火，提高材料的硬度，使切削時(shí)切屑不粘刀，表面較光滑調(diào)質(zhì)可使零件獲得細(xì)密均勻的回火索氏體組織，也用作預(yù)備熱處理。熱處理是用來(lái)改善材料的性能及消除內(nèi)應(yīng)力的，熱處理是用來(lái)改善材料的性能及消除內(nèi)應(yīng)力的。（1）預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前，以改善切削性能、消除毛坯制造時(shí)的內(nèi)應(yīng)力為主要目的。（2）最終熱處理最終熱處理安排在半精加工以后和磨削加工之前（但有氮化處理應(yīng)時(shí)，應(yīng)安排在精磨之后），主要用于提高材料的強(qiáng)度和硬度，如淬火——回火。淬火后必須進(jìn)行回火：由于淬火后材料的塑性和韌性很差，有很大的內(nèi)應(yīng)力，易于開裂，組織不穩(wěn)定，材料的性能和尺寸要發(fā)生變化等原因。調(diào)質(zhì)處理能使鋼材既獲得一定的強(qiáng)度、硬度，又有良好的沖擊韌性等綜合力學(xué)性能，又常作為最終熱處理。（3）去除應(yīng)力處理最好安排在粗加工之后，精加工之前，如人工時(shí)效、退火。精度要求特別高的零件——在粗加工和半精加工過程中，要經(jīng)過多次去除內(nèi)應(yīng)力退火，在粗、精磨過程中，還要經(jīng)過多次人工時(shí)效，如精密絲杠。精度要求不太高的零件——人工時(shí)效和退火放在毛坯進(jìn)入機(jī)械加工車間之前進(jìn)行。粗、精磨——多次人工時(shí)效。粗加工和半精加工——多次去除內(nèi)應(yīng)力退火。3．輔助工序除了各工序操作工人自行檢驗(yàn)外，還必須在下列情況下安排單獨(dú)的檢驗(yàn)工序：輔助工序包括工件的檢驗(yàn)、去毛刺、去磁、清洗和涂防銹油等，其中檢驗(yàn)工序是主要輔助工序。1）粗加工階段結(jié)束之后；2）重要工序之后；3）送往外車間加工的前后，特別是熱處理前后；4）特種性能（磁力探傷、密封性等）檢驗(yàn)之前。五、工序的集中與分散（擬定工藝路線的兩個(gè)不同原則）工序分散：將零件各個(gè)表面的加工分得很細(xì)，工序多，工藝路線長(zhǎng)，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很少。工序集中：零件的加工只集中在少數(shù)幾道工序里完成，而每道工序所包含的加工內(nèi)容卻很多工序集中的特點(diǎn)：1）便于采用高效專用設(shè)備和工藝裝備，來(lái)大大提高生產(chǎn)率；2）減少了設(shè)備數(shù)量，相應(yīng)地減少了操作工人和生產(chǎn)面積；3）減少了工序數(shù)目，減少了運(yùn)輸工作量，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃工作，縮短了生產(chǎn)周期；4）減少了工件安裝次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于在一次安裝中加工許多表面，也易于保證它們之間的相互位置精度；5）因?yàn)椴捎玫膶Ｓ迷O(shè)備和專用工藝裝備數(shù)量多而復(fù)雜，所以機(jī)床和工藝裝備的調(diào)整、維修也很費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量很大。工序分散的特點(diǎn)：2）由于工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利于選擇合理的切削用量，也有利于平衡工序時(shí)間，組織流水生產(chǎn)。1）采用比較簡(jiǎn)單的機(jī)床和工藝裝備，調(diào)整容易；

3）生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量小，容易適應(yīng)產(chǎn)品更換；4）對(duì)操作工人的技術(shù)要求低，或只需經(jīng)過較短時(shí)間的訓(xùn)練；

5）設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，生產(chǎn)面積大。生產(chǎn)中，必須根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求、機(jī)床設(shè)備、工人的技術(shù)水平等具體生產(chǎn)條件，進(jìn)行綜合分析，以便決定按工序集中還是工序分散來(lái)擬定工藝路線。單件小批生產(chǎn)——采用工序集中原則，普通機(jī)床大批大量生產(chǎn)——工序則可以集中，也可以分散成批生產(chǎn)——工序集中，多刀半自動(dòng)車床、六角車床等機(jī)床六、加工階段的劃分（一）劃分加工階段的目的（1）利于保證加工質(zhì)量（3）便于安排熱處理工序（二）劃分加工階段的好處（1）粗加工各表面后可及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，及時(shí)報(bào)廢或補(bǔ)修，以免繼續(xù)進(jìn)行精加工而浪費(fèi)工時(shí)和制造費(fèi)用。（2）便于合理使用機(jī)床（2）精加工工序安排在最后，可保護(hù)精加工后的表面少受損傷或不受損傷。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)一、機(jī)床和工藝裝備的選擇（一）機(jī)床的選擇原則（二）工藝裝備的選擇原則夾具的選擇刀具的選擇量具的選擇輔具的選擇（1）機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)盡量與零件外形尺寸相匹配。（2）機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相匹配。（3）機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相匹配。（4）機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有設(shè)備條件相匹配。工藝裝備主要包括指夾具、刀具、量具和輔具等。二、加工余量與工序尺寸及公差的確定5、總加工余量：各工序的工序余量之和等于這一表面的總加工余量。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)（一）加工余量的確定1、加工余量：在切削加工時(shí)，為了保證零件的加工質(zhì)量，從某加工表面上所必須切除的金屬層厚度。2、分類：加工余量分為總余量和工序余量?jī)煞N。3、加工總余量：在由毛坯加工成成品的過程中，毛坯尺寸與成品零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差，稱為加工總余量（毛坯余量），即某加工表面上切除的金屬層總厚度。4、工序余量：完成一道工序時(shí)，從某一表面上所必須切除的金屬層厚度，即上工序的工序尺寸與本工序的工序尺寸之差。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)外表面余量計(jì)算的基本公式：公稱余量=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸工序最大余量=上工序最大極限尺寸-本工序最小極限尺寸工序最小余量=上工序最小極限尺寸-本工序最大極限尺寸任何加工方法加工后的尺寸都會(huì)有一定的誤差，因而毛坯和各工序尺寸都有公差，加工余量也就是變化的，這樣加工余量又可分為公稱余量、最小余量和最大余量。二、機(jī)械加工過程中自激振動(dòng)自激振動(dòng)的概念工序余量的公差工序尺寸的標(biāo)注一般按“入體原則”標(biāo)注極限偏差。對(duì)于被包容面（如軸、鍵寬等）：工序尺寸公差帶都取上偏差為零，即加工后的基本尺寸與最大極限尺寸相等；對(duì)于包容面（如孔、鍵槽寬等）：工序尺寸公差帶都取下偏差為零，即加工后的基本尺寸與最小極限尺寸相等?？拙喙ば虺叽绻?，一般按對(duì)稱偏差標(biāo)注。毛坯尺寸公差可取對(duì)稱偏差，也可為非對(duì)稱偏差。工序余量的影響因素第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)加工總余量大小對(duì)制訂工藝過程有一定的影響?？傆嗔坎粔?，不能保證加工質(zhì)量；總余量過大，不但增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量，而且也增加了材料、刀具、電力等的成本消耗。加工總余量的數(shù)值，一般與毛坯的制造精度有關(guān)。對(duì)于工序余量，目前一般采用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的方法，或按照技術(shù)手冊(cè)推薦的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況確定其加工余量的數(shù)值。對(duì)于一些精加工工序（例如，磨削、研磨、珩磨、金剛鏜等），有一最合適的加工余量范圍。加工余量過大，會(huì)使精加工工時(shí)過大，甚至不能達(dá)到精加工的目的（破壞了精度和表面質(zhì)量）；加工余量過小，會(huì)使工件的某些部位加工不出來(lái)。（二）工序尺寸的確定例：零件的毛坯為一般精度的熱軋圓鋼，在中批生產(chǎn)條件下，其φ42g6外圓表面的加工路線為：粗車→半精車→粗磨→精磨。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)1、方法：逆推法2、計(jì)算步驟：1）確定各工序的余量2）計(jì)算各工序公稱尺寸3）確定各工序的尺寸公差解答：第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)1．確定各工序的余量查附錄表，各工序余量分別為：精磨為0.10mm；粗磨為0.30mm；半精車為1.30mm；粗車為2.0mm；總余量即為3.7mm。2.計(jì)算各工序基本尺寸精磨后：φ42mm；粗磨后：φ42.10mm；半精車后：φ42.40mm；粗車后：φ43.70mm；毛坯：φ45.70mm。3．確定各工序的尺寸公差由各工序所采用的加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及有關(guān)公差按附表查出，并按“入體原則”標(biāo)注。精磨：mm，表面粗糙度為Ra=0.4μm；粗磨

mm,表面粗糙度為Ra=1.25μm；半精車

mm，表面粗糙度為Ra=3.2μm；粗車

mm，表面粗糙度為Ra=12.5μm；毛坯

mm。

三、工藝尺寸鏈3、分類：1）按照功能：工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)1、作用：對(duì)尺寸精度進(jìn)行分析計(jì)算1．尺寸鏈的內(nèi)涵和特征

2、定義：指由相互聯(lián)系的按一定順序排列的封閉尺寸組2）按照各尺寸相互位置：直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈3）按照各尺寸所代表的幾何量：長(zhǎng)度尺寸鏈和角度尺寸鏈（二）工藝尺寸鏈的有關(guān)問題（以直線尺寸鏈為例）把尺寸鏈中的尺寸按一定順序首尾相接構(gòu)成的封閉圖形稱為尺寸鏈圖尺寸鏈的主要特征（1）封閉性：尺寸鏈?zhǔn)且唤M有關(guān)尺寸首尾相接構(gòu)成封閉形式的尺寸。其中應(yīng)包含一個(gè)間接保證的尺寸和若干個(gè)對(duì)此有影響的直接獲得的尺寸。（2）關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈中間接保證的尺寸的大小和變化（即精度）是受那些直接獲得的尺寸的精度所支配的，彼此間具有特定的函數(shù)關(guān)系，并且間接保證的尺寸的精度必然低于直接獲得的尺寸精度。如圖2-22a所示的零件，當(dāng)尺寸A1、A2由加工保證后，尺寸A0隨尺寸A1、A2的確定而確定。這樣A1、A2及A0三個(gè)尺寸就夠成一個(gè)封閉的尺寸組合，由于A0是被間接保證的，所以其精度將取決于尺寸A1、A2的加工精度。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)2．尺寸鏈的組成和尺寸鏈圖的作法環(huán)的分類：1）組成：（1）封閉環(huán)根據(jù)尺寸鏈的封閉性，最終被間接保證精度的那個(gè)環(huán)。尺寸鏈的封閉環(huán)是由零件的加工工藝過程所決定。（2）組成環(huán)除封閉環(huán)以外的其它環(huán)，都稱為組成環(huán)。按其對(duì)封閉環(huán)的影響性質(zhì)，組成環(huán)分為增環(huán)和減環(huán)。1）增環(huán)當(dāng)其余各組成環(huán)不變，凡因其增大（或減小）而封閉環(huán)也相應(yīng)增大（或減?。┑慕M成環(huán)。為明確起見，可加標(biāo)一個(gè)正向箭頭，如A1。組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的“環(huán)”2）減環(huán)當(dāng)其余各組成環(huán)不變，凡因其增大（或減?。┒忾]環(huán)也相應(yīng)減小（或增大）的組成環(huán)。可加標(biāo)一個(gè)反向箭頭，如A2。圖中的尺寸A1、A2和A0都是尺寸鏈的環(huán),其中A0是封閉環(huán)，A1、A2

是組成環(huán)，A1是增環(huán)，A2是減環(huán)。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)2）尺寸鏈圖的具體做法是：

1）首先根據(jù)零件的加工工藝過程，找出間接保證的尺寸，定作封閉環(huán)。

2）從封閉環(huán)起，按照零件上表面間的聯(lián)系，依次畫出有關(guān)直接獲得的尺寸，作為組成環(huán)，直到尺寸的終端回到封閉環(huán)的起端，形成一個(gè)封閉圖形。必須注意：要使組成環(huán)環(huán)數(shù)達(dá)到最少。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)3）按照各尺寸首尾相接的原則，可順著一個(gè)方向在各尺寸線終端畫箭頭。凡是箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相同的尺寸為減環(huán)，箭頭方向與封閉環(huán)箭頭方向相反的尺寸為增環(huán)。（三）尺寸鏈的計(jì)算1、計(jì)算方法概率法：主要于生產(chǎn)批量大的自動(dòng)化及半自動(dòng)化生產(chǎn)中。

但是當(dāng)尺寸鏈的環(huán)數(shù)較多時(shí)，即使生產(chǎn)批量不

大也宜采用概率法。極值法：從尺寸鏈中各環(huán)的極限尺寸出發(fā)，進(jìn)行尺寸鏈

計(jì)算的一種方法。目前生產(chǎn)中一般采用極值法。（1）封閉環(huán)的公稱尺寸——封閉環(huán)的基本尺寸——增環(huán)的基本尺寸——增環(huán)的基本尺寸——增環(huán)的環(huán)數(shù)——括封閉環(huán)在內(nèi)的總環(huán)數(shù)第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)根據(jù)尺寸鏈的封閉性，封閉環(huán)的基本尺寸等于組成環(huán)基本尺寸的代數(shù)和。即所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和，即：（2）封閉環(huán)的極限尺寸——封閉環(huán)的最大極限尺寸——增環(huán)的最大極限尺寸——減環(huán)的最小極限尺寸同理若組成環(huán)中的增環(huán)都是最大極限尺寸，減環(huán)都是最小極限尺寸，則封閉環(huán)的尺寸必然是最大極限尺寸（故稱極大極小法或極值法），即：——封閉環(huán)的最小極限尺寸——增環(huán)的最小極限尺寸——減環(huán)的最大極限尺寸（3）封閉環(huán)的上偏差與下偏差——封閉環(huán)的上偏差——增環(huán)的上偏差——減環(huán)的上偏差——封閉環(huán)的下偏差——增環(huán)的下偏差——減環(huán)的下偏差第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)最大極限尺寸減其基本尺寸就是上偏差，最小極限尺寸減其基本尺寸就是下偏差，即有：（4）封閉環(huán)的公差——封閉環(huán)的公差——增環(huán)的公差——減環(huán)的公差——組成環(huán)的公差封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和提高封閉環(huán)精度（即減小封閉環(huán)的公差）的途徑第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)1、減小組成環(huán)的公差，即提高組成環(huán)的精度計(jì)算封閉環(huán)的豎式增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)且變號(hào)。最大極限尺寸減去最小極限尺寸即為封閉環(huán)的公差，即有：2、減少組成環(huán)的環(huán)數(shù)，這一原則通常稱為“尺寸鏈最短原則”。列號(hào)ⅠⅡⅢⅣ名稱基本尺寸A上偏差ES下偏差EI公差T增環(huán)減環(huán)－－－封閉環(huán)A0ESA0EIA0TA02．尺寸鏈計(jì)算的幾種情況（1）正計(jì)算第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)（3）中間計(jì)算（2）反計(jì)算1）按等公差值的原則分配封閉環(huán)的公差為：第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)2）按等公差級(jí)的原則分配封閉環(huán)的公差解決反計(jì)算問題的方法3）按具體情況來(lái)分配封閉環(huán)的公差。即各組成環(huán)的公差取相同的公差等級(jí)，公差值的大小取決于基本尺寸的大小。第一步先按等公差值（或等公差級(jí)）分配原則求出各組成環(huán)所能分配到的公差；第二步再?gòu)募庸さ碾y易程度和設(shè)計(jì)要求等具體情況調(diào)整各組成環(huán)的公差。（四）幾種典型工藝尺寸鏈的分析與計(jì)算1．基準(zhǔn)不重合的尺寸換算第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)（1）工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合例1如圖所示為一設(shè)計(jì)圖樣的簡(jiǎn)圖，A、B兩平面已在上一工序中加工好，且保證了工序尺寸mm的要求。本工序中加工C面時(shí)需按尺寸A2進(jìn)行。C面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是A面，與其工序基準(zhǔn)B面不重合，故需進(jìn)行尺寸換算。

①確定封閉環(huán)第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)②查明組成環(huán)③繪制尺寸鏈圖及判別增、減環(huán)④計(jì)算工序尺寸及偏差由得：=50-20=30mm；由得：=-0.16-0=-0.16mm；由得：=0-0.33=-0.33mm；故：所求工序尺寸為mm。根據(jù)組成環(huán)的定義尺寸A1和A2均對(duì)封閉環(huán)產(chǎn)生影響，故A1、A2為該尺寸鏈的組成環(huán)。工藝尺寸鏈如圖2-23b所示，其中A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。設(shè)計(jì)尺寸mm是本工序加工后間接保證的，故為封閉環(huán)A0。

⑤驗(yàn)算的公差為0.33mm，由計(jì)算知工序尺寸（減環(huán)）的公差為0.17mm，根據(jù)公式得：0.33=（0.16+0.17）mm。故計(jì)算合理。根據(jù)題意及工藝尺寸鏈圖可知增環(huán)的公差為0.16mm，封閉環(huán)第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)（2）度量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合例2如圖所示的套筒零件加工時(shí)，測(cè)量尺寸mm較困難，采用深度游標(biāo)尺直接測(cè)量大孔的深度則較為方便，于是尺寸mm就成了被間接保證的封閉環(huán)A0（見圖2-24b），A1為增環(huán)。A2為減環(huán)。為了間接保證A0，必須進(jìn)行尺寸換算，確定A2尺寸及其偏差。

解采用豎式法得：第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)故工序尺寸A2=

mm。

2．余量校核

例3如圖2-25a所示小軸的軸向加工過程為：車端面A;車臺(tái)階面B（保證尺寸

mm）；車端面C以保證總長(zhǎng)mm；熱處理；鉆中心孔；磨臺(tái)階面B以保證尺寸

mm。試校核臺(tái)階面B的加工余量。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)尺寸鏈如圖2-25b所示。由于該余量是間接獲得的，故為封閉環(huán)。采用豎式法求余量

及偏差：解故：第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)故：變更中間工序

mm，可確保最小的磨削余量因?yàn)?/p>

，在磨臺(tái)肩面B時(shí)，有些零件有可能因沒有余量而磨不出來(lái)，因而要將最小余量加大，可為

mm。因

、

是設(shè)計(jì)要求尺寸，所以只能變動(dòng)中間工序尺寸

（作協(xié)調(diào)環(huán)）來(lái)滿足新的封閉環(huán)要求。用豎式法求解：3．中間工序尺寸及偏差換算有些零件的設(shè)計(jì)尺寸不僅受到表面最終加工時(shí)工序尺寸的影響，還與中間工序尺寸有關(guān)，此時(shí)應(yīng)以設(shè)計(jì)尺寸為封閉環(huán)，求得中間工序尺寸的大小和偏差。例4如圖2-26a所示齒輪的內(nèi)孔設(shè)計(jì)尺寸為mm，鍵槽深度的設(shè)計(jì)尺寸為mm，加工工藝過程為：拉孔至mm；拉鍵槽保證尺寸A；熱處理（略去熱處理變形的影響）；磨孔至圖樣尺寸mm。試計(jì)算工序尺寸A及其偏差。

設(shè)計(jì)尺寸

mm在磨孔工序中間接得到，故為封閉環(huán)。拉削半徑19.8

mm為減環(huán)，工序尺寸A和磨孔半徑20

mm為增環(huán)，列出的工藝尺寸鏈圖。解在上述工藝過程中沒有特別指出拉孔和磨孔時(shí)所采用的定位基準(zhǔn)。略去磨削后孔中心和拉削后孔中心同軸度的誤差，可以認(rèn)為磨削后孔表面是通過它們的中心線發(fā)生聯(lián)系的，以孔半徑和中間工序尺寸A為組成環(huán)。故插鍵槽的工序尺寸及其偏差為：A=45.8

mm。若按入體原則標(biāo)注，則

mm。第三節(jié)機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)第四節(jié)計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)一、概述CAPP是利用計(jì)算機(jī)編制零件加工工藝規(guī)程，通過向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的幾何信息（形狀、尺寸、表面粗糙度等）和工藝信息（材料、熱處理、批量等），由計(jì)算機(jī)自動(dòng)輸出零件的工藝路線、工序內(nèi)容等工藝文件的過程。二、CAPP的系統(tǒng)組成主要功能包括：檢索標(biāo)準(zhǔn)工藝文件；選擇加工方法，安排加工路線；確定工序尺寸和公差，選擇毛坯；選擇機(jī)床、刀具、夾具及量具；選擇或計(jì)算切削用量、加工時(shí)間和加工費(fèi)用；繪制工序圖；給出刀具軌跡；進(jìn)行NC編程；進(jìn)行加工過程模擬等。（1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息輸入（2）工藝決策（3）產(chǎn)品工藝信息輸出三、CAPP的基本原理（一）樣件法CAPP系統(tǒng)樣件法CAPP系統(tǒng)的基本步驟包括：2．對(duì)各種工藝信息進(jìn)行數(shù)字化處理（1）零件各種型面的數(shù)字化（2）典型工藝路線的數(shù)字化（3）工序及工步內(nèi)容的數(shù)字化第四節(jié)計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)1．進(jìn)行零件和樣件的特征描述3．建立數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)文件（1）特征矩陣文件（2）典型工藝庫(kù)（3）標(biāo)準(zhǔn)工序、工步矩陣（4）工藝數(shù)據(jù)文件4．運(yùn)行樣件法CAPP系統(tǒng)第四節(jié)計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（二）創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)

創(chuàng)成法CAPP系統(tǒng)利用對(duì)各種工藝決策制訂的邏輯原則，按規(guī)定的算法自動(dòng)地生成工藝規(guī)程。（三）管理型CAPP系統(tǒng)按與工藝設(shè)計(jì)工作聯(lián)系的緊密程度，CAPP系統(tǒng)解決的問題可以分為三層：第一層可以概括稱為工藝設(shè)計(jì)。第二層可以概括稱為工藝管理。第三層可以概括稱為工藝集成。管理型CAPP系統(tǒng)主要解決第二層問題。第四節(jié)計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)管理型CAPP系統(tǒng)的開發(fā)理念基于對(duì)企業(yè)的需求分析：第一，企業(yè)工藝部門的個(gè)性很強(qiáng)。第二，工藝設(shè)計(jì)涉及到的因素很多。第三，工藝設(shè)計(jì)由許多不同性質(zhì)的子任務(wù)組成。管理型CAPP工具系統(tǒng)實(shí)施步驟如下：（1）需求分析（2）總體規(guī)劃（3）軟件實(shí)施與培訓(xùn)（4）定制開發(fā)第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性一、工藝過程的生產(chǎn)率（衡量生產(chǎn)效率）表示在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的數(shù)量，或在單位時(shí)間內(nèi)為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富的價(jià)值。提高生產(chǎn)率必須注意生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量、加工成本之間的關(guān)系。（一）時(shí)間定額時(shí)間定額是在一定的技術(shù)和生產(chǎn)組織條件下制訂出來(lái)的完成單件產(chǎn)品或某工序應(yīng)消耗的時(shí)間。（一）時(shí)間定額組成（2）輔助時(shí)間第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性（1）基本時(shí)間直接改變工件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量所消耗的時(shí)間，指在每個(gè)工序中為保證完成基本工藝工作所需要的輔助動(dòng)作（如裝卸工件、開停機(jī)床、改變切削用量、進(jìn)退刀具、測(cè)量工件等）所耗費(fèi)的時(shí)間?；緯r(shí)間和輔助時(shí)間之和稱為操作時(shí)間。（3）工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間指工人在工作時(shí)間內(nèi)照管工作地點(diǎn)和保持工作狀態(tài)（如在加工過程中調(diào)整刀具、修整砂輪、潤(rùn)滑及擦試機(jī)床、清理切屑、刃磨刀具等）所消耗的時(shí)間。（5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間（4）休息和自然需要時(shí)間第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性（二）提高生產(chǎn)率的工藝措施1．縮短基本時(shí)間相應(yīng)措施：（1）提高切削用量（2）減少切削行程長(zhǎng)度（3）合并工步第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性（4）采用多件加工（三種加工方式）第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性順序多件加工平行順序多件加工平行多件加工2．縮短輔助時(shí)間采用快速動(dòng)作夾具，自動(dòng)上、下料裝置等都能大大縮短裝卸工件所占用的輔助時(shí)間。3．縮短服務(wù)時(shí)間第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性4．縮短準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間二、工藝過程的經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)成本其他費(fèi)用工藝成本可變費(fèi)用（V）不變費(fèi)用（C）第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性（一）生產(chǎn)成本和工藝成本生產(chǎn)成本：制造一個(gè)產(chǎn)品或零件所必須的一切費(fèi)用的總和第五節(jié)工藝過程的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性可變費(fèi)用（V）的組成：材料費(fèi)；操作工人工資；機(jī)床維持費(fèi)；通用機(jī)床折舊費(fèi)；刀具維持費(fèi)折舊費(fèi)；夾具維持費(fèi)折舊費(fèi)。它們與年產(chǎn)量直接有關(guān)。工藝成本是與工藝過程直接有關(guān)的費(fèi)用，約占生產(chǎn)成本的70%～75%不變費(fèi)用（C）的