1、1,加工余量的確定,第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì),本章要點(diǎn),定位基準(zhǔn)的選擇,工藝路線擬訂,工藝尺寸鏈,工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)分析,計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì),2,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,3,5.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程,機(jī)械加工工藝過(guò)程 采用各種機(jī)械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質(zhì)量，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過(guò)程。,機(jī)械加工工藝規(guī)程 規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程的工藝文件。 工藝規(guī)程的作用 連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的橋梁，是企業(yè)組織生產(chǎn)活動(dòng)和進(jìn)行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。,4,表5-1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片,5.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程,5,表5-1 機(jī)械加工工

2、藝過(guò)程卡片,5.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程,6,表5-1 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片,5.1.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程,7,5.1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則,1）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提。 2）工藝過(guò)程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。 3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。 4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。 5）積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。,8,5.1.3 制定工藝規(guī)程所需原始資料,產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖 產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型 零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況 本廠（車間）的

3、生產(chǎn)條件 各種有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料 國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況,9,1閱讀裝配圖和零件圖 了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用，明確零件的主要技術(shù)要求。 2工藝審查 審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當(dāng)，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。 3熟悉或確定毛坯 確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)表5-4。,5.1.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟,10,5.1.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟,11

4、,4. 選擇定位基準(zhǔn)（見(jiàn)5.2節(jié)） 5. 擬定加工路線（見(jiàn)5.3節(jié)） 6. 確定滿足各工序要求的工藝裝備,5.1.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟,包括機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具等。 工藝裝備的選擇在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。 對(duì)必須改裝或重新設(shè)計(jì)的專用或成組工藝裝備，應(yīng)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證的基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。,12,確定各工序加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差（見(jiàn)5.4和5.5節(jié)） 確定切削用量（見(jiàn)3.6節(jié)） 確定時(shí)間定額（見(jiàn)5.7.1節(jié)） 編制數(shù)控加工程序（對(duì)數(shù)控加工，見(jiàn)5.3.5節(jié)） 評(píng)價(jià)

5、工藝路線 對(duì)所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并應(yīng)對(duì)多種工藝方案進(jìn)行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)工藝方案（見(jiàn)5.6.3節(jié)）。 12. 填寫(xiě)或打印工藝文件,5.1.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟,13,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,14,在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。又可進(jìn)一步分為：,5.2.1 定位基準(zhǔn),使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。,零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門(mén)設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)（圖5-1）等。,使用經(jīng)過(guò)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。,15,5

6、.2.1 定位基準(zhǔn),16,5.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇,保證相互位置要求原則如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。,余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。,圖5-2 粗基準(zhǔn)選擇比較,17,便于工件裝夾原則要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)。,粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則,5.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇,18,5.2.2 粗基準(zhǔn)的選擇,19,5.2.3 精基準(zhǔn)的選擇,基準(zhǔn)重合原則選用被加工面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),統(tǒng)一基準(zhǔn)原則

7、當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工,20,5.2.3 精基準(zhǔn)的選擇,21,在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 3）盤(pán)套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)； 4）套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處： 1）有利于保證各加工表面之間的位置精度； 2）可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。,5.2.3 精基準(zhǔn)

8、的選擇,注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來(lái)基準(zhǔn)不重合問(wèn)題。 此時(shí)，需針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情 況選擇精基準(zhǔn)。,22,互為基準(zhǔn)原則,圖5-8 主軸零件精基準(zhǔn)選擇,【例】主軸零件精基準(zhǔn)選擇（圖5-8）,5.2.3 精基準(zhǔn)的選擇,自為基準(zhǔn)原則,【例】床身導(dǎo)軌面磨削加工（圖5-9）,23,圖5-11 浮動(dòng)鏜刀塊 1工件 2鏜刀塊 3鏜桿,便于裝夾原則所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。,圖5-10 外圓研磨示意圖,【例】鉸孔、拉孔、研磨（圖5-10）,5.2.3 精基準(zhǔn)的選擇,【例】浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔（圖5-11）,24,5.2.3 精基準(zhǔn)的選擇,25,

9、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,26,5.3.1 加工方法的選擇,經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖5-14）,在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖5-13AB段）,27,5.3.1 加工方法的選擇,1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求 2）零件材料的加工性 3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求 4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力 5）經(jīng)濟(jì)性,外圓表面、孔及平面加工方案參見(jiàn)教材表5-5，5-6，5-7 （20世紀(jì)90年代）。,28,5.3.1 加工方法的選

10、擇,表5-5 外圓加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度,注：加工有色金屬時(shí)，表面粗糙度 Ra 取小值。,29,5.3.1 加工方法的選擇,表5-6 孔加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度,注：加工有色金屬時(shí)，表面粗糙度 Ra 取小值。,30,5.3.1 加工方法的選擇,表5-7 平面加工中各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度及表面粗糙度,注：加工有色金屬時(shí)，表面粗糙度 Ra 取小值。,31,5.3.1 加工方法的選擇,32,5.3.1 加工方法的選擇,圖5-16 孔的典型加工工藝路線,33,5.3.1 加工方法的選擇,34,5.3.2 加工順序的安排,先基準(zhǔn)后其他先加工基準(zhǔn)面，再加工其他

11、表面 先面后孔有兩層含義： 1）當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來(lái)，再以面定位，加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定 2）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生 先主后次也有兩層含義： 1）先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排 2）次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進(jìn)行加工 先粗后精,35,為改善工件材料切削性能進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行 為消除內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行的熱處理工序（如退火、時(shí)效等），最好安排在

12、粗加工之后，也可安排在切削加工之前 為改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行 為提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過(guò)程的最后,5.3.2 加工順序的安排,36,5.3.2 加工順序的安排,除操作工人自檢外，下列情況應(yīng)安排檢驗(yàn)工序： 零件加工完畢后； 從一個(gè)車間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車間前后； 重要工序前后。,去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。 清洗工序

13、 在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行認(rèn)真地清洗。,37,5.3.3 工序集中與工序分散,使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少 優(yōu)點(diǎn)： 1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度； 2）有利于采用高效機(jī)床，可節(jié)省工件裝夾時(shí)間，減少工件搬運(yùn)次數(shù)； 3）可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。,使每個(gè)工序的工步內(nèi)容相對(duì)較少，從而使總的工序數(shù)目較多 工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對(duì)簡(jiǎn)單，調(diào)整、對(duì)刀比較容易，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求不高,38,5.3.3 工序集中與工序分散,傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式

14、（個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況）,由于市場(chǎng)需求的多變性，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的柔性要求越來(lái)越高，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來(lái)越成為生產(chǎn)的主流方式,多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式,五面體加工中心,39,5.3.4 加工階段的劃分,粗加工階段主要任務(wù)是去除加工面多余的材料 半精加工階段使加工面達(dá)到一定的加工精度，為精加工作好準(zhǔn)備 精加工階段使加工面精度和表面粗糙度達(dá)到要求 光整加工階段對(duì)于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求,有利于保證零件的加工精度； 有利于設(shè)備的合理使用和精密機(jī)床的精度保持； 有利于人員的合理安排； 可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以減少損失。,

15、40,5.3.5 數(shù)控加工工藝,形狀復(fù)雜、加工面多、加工量大、生產(chǎn)批量較小的零件（如批量較小的復(fù)雜箱體類零件）,數(shù)控加工的合理選用,普通機(jī)床無(wú)法加工或需使用復(fù)雜工裝才能加工的零件（如復(fù)雜輪廓面或復(fù)雜空間曲面） 加工精度要求高的零件（如某些徑向尺寸和軸向尺寸精度要求均很高的軸類零件） 零件上某些尺寸難以測(cè)量和控制的情況（如具有不開(kāi)敞內(nèi)腔加工面的殼體或盒型零件） 零件一次裝夾，可完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多種操作,41,5.3.5 數(shù)控加工工藝,圖5-19 數(shù)控車床及數(shù)控車削零件,42,5.3.5 數(shù)控加工工藝,圖5-20 數(shù)控銑床（加工中心）及數(shù)控銑削加工示例,43,5.3.5 數(shù)控加工工藝,加

16、工過(guò)程嚴(yán)格按程序指令自動(dòng)進(jìn)行數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要求詳細(xì)、具體和完整。如工件在機(jī)床（或夾具）上裝夾位置、工序內(nèi)工步的安排、刀具選用、切削用量、走刀路線等，都必須在工藝設(shè)計(jì)中認(rèn)真考慮和明確規(guī)定,數(shù)控加工工藝特點(diǎn),自行調(diào)整能力較差數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)十分嚴(yán)密、準(zhǔn)確，必須注意到加工中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，如每個(gè)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定、攻絲時(shí)的排屑動(dòng)作等。程序須經(jīng)驗(yàn)證正確后，方可進(jìn)行正式加工 多采用工序集中原則，一次裝夾可完成多個(gè)表面加工 刀具（相對(duì)工件）運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)生產(chǎn)率、加工精度影響很大，需合理規(guī)劃 使用夾具相對(duì)簡(jiǎn)單,44,5.3.5 數(shù)控加工工藝,點(diǎn)位加工通常按空程最短安排走刀路線。位置精度要求較

17、求高的孔系加工，要注意避免反向間隙影響,數(shù)控加工走刀路線規(guī)劃,45,5.3.5 數(shù)控加工工藝,輪廓加工刀具應(yīng)從切向進(jìn)入輪廓加工，加工完成后不要在切點(diǎn)處取消刀補(bǔ)，要安排一段沿切向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)距離,46,5.3.5 數(shù)控加工工藝,形腔加工在保證加工精度前提下，使走刀路徑最短,5-23 型腔加工路線比較,47,5.3.5 數(shù)控加工工藝,高速加工保證刀具運(yùn)動(dòng)軌跡光滑平穩(wěn)，并使刀具載荷均勻,a）擺線加工 b）賽車線加工 圖5-24 高速切削刀具路徑規(guī)劃（DELCAM公司 ）,48,5.3.5 數(shù)控加工工藝,數(shù)控加工工藝實(shí)例,確定數(shù)控加工內(nèi)容：環(huán)槽、頂面和4-M10螺孔 定位、夾緊方案：以底面、孔和零件后側(cè)面

18、為定位基準(zhǔn)。采用孔系組合夾具，基礎(chǔ)板圓柱銷（專用件）移動(dòng)V形塊（合件），通過(guò)螺旋壓板壓緊,選擇加工方法：上表面和 mm環(huán)槽采用銑削一次走刀加工；4-M10螺紋孔先打中心孔再鉆底孔，螺紋底孔用鉆頭倒角,圖5-25 殼體零件簡(jiǎn)圖,49,5.3.5 數(shù)控加工工藝,數(shù)控加工工藝實(shí)例,加工順序 銑上平面鉆4-M10中心孔鉆4-M10底孔4-M10螺紋底孔倒角4-M10攻絲銑環(huán)槽 零件坐標(biāo)系設(shè)定 如圖，坐標(biāo)原點(diǎn)為孔軸線與零件上平面的交點(diǎn),圖5-25 殼體零件簡(jiǎn)圖,50,5.3.5 數(shù)控加工工藝,數(shù)控加工工藝實(shí)例,工藝處理 對(duì)刀點(diǎn)選在孔軸線與孔的上端面的交點(diǎn)，換刀點(diǎn)選在所定零件坐標(biāo)系（X0，Y0，Z15）點(diǎn)

19、 刀具軌跡坐標(biāo)計(jì)算 4-M10螺紋孔中心坐標(biāo)計(jì)算，環(huán)槽各基點(diǎn)（J、B、C、D）及四個(gè)圓弧的圓心坐標(biāo)計(jì)算等,圖5-25 殼體零件簡(jiǎn)圖,51,5.3.5 數(shù)控加工工藝,表5-8 殼體數(shù)控加工工藝卡,52,5.3.5 數(shù)控加工工藝,表5-9 殼體數(shù)控加工程序清單,53,5.3.5 數(shù)控加工工藝,表5-9 殼體數(shù)控加工程序清單（續(xù)1）,54,5.3.5 數(shù)控加工工藝,表5-9 殼體數(shù)控加工程序清單（續(xù)2）,55,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,56,5.4.1 加工余量,加工余量加工過(guò)程中從加工表面切去材料層厚度 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所

20、切去的材料層厚度 對(duì)于被包容表面,（5-1）, 對(duì)于包容表面,（5-2）,式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。,57,5.4.1 加工余量,總加工余量零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牧蠈涌偤穸?（5-3）,式中 ZS 總加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 該表面加工工序數(shù)。,最大余量,最小余量,58,式中 Zmax ，Zmin ，Zm 最大、最小、平均余量； TZ 余量公差； amax ，amin ，am 上工序最大、最小、平均尺寸； bmax ，bmin ，bm 本工序最大、最小、平均尺寸； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。,平均余量,余量公差,5.4.1

21、 加工余量,59,5.4.2 最小加工余量,最小余量構(gòu)成（圖5-25）, 采用浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔,式中 Ry上一工序表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷層； ea 上一工序形位誤差； b本工序裝夾誤差。,（5-8）, 無(wú)心磨床磨外圓, 研磨、拋光平面,60,加工余量確定方法,計(jì)算法采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計(jì)資料和具備一定的測(cè)量手段。,經(jīng)驗(yàn)法由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。此法多用于單件小批生產(chǎn)。,查表法利用各種手冊(cè)所給的表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況進(jìn)行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用較多。,5.4.2 最小加工余量,需

22、要指出的是，目前國(guó)內(nèi)各種手冊(cè)所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點(diǎn)在應(yīng)用時(shí)需加以注意。,61,確定工序尺寸一般方法,1）確定各工序加工余量； 2）從最終加工工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，逐次加上（對(duì)于被包容面）或減去（對(duì)于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸； 3）除最終加工工序取設(shè)計(jì)尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對(duì)應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差； 4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差； 5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計(jì)算確定。,表6-9 主軸孔工序尺寸

23、及公差的確定,5.4.3 工序尺寸確定,62,表6-9 主軸孔工序尺寸及公差的確定,5.4.3 工序尺寸確定,63,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,64,5.5.1 尺寸鏈基本概念,尺寸鏈定義,在零件加工或機(jī)器裝配過(guò)程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈, 裝配尺寸鏈在機(jī)器設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，由有關(guān)零件尺寸形成的尺寸鏈, 工藝尺寸鏈在加工過(guò)程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈,65,5.5.1 尺寸鏈基本概念,尺寸鏈的環(huán),封閉環(huán)在零件加工過(guò)程或機(jī)器裝配過(guò)程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)）, 指組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸,增環(huán)該環(huán)變動(dòng)（增大或

24、減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動(dòng)（增大或減?。┑沫h(huán),組成環(huán)尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。對(duì)于工藝尺寸鏈來(lái)說(shuō)，組成環(huán)的尺寸一般是由加工直接得到的,減環(huán)該環(huán)變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動(dòng)（減小或增大）的環(huán), 確定尺寸鏈中封閉環(huán)（因變量）和組成環(huán)（自變量）的函數(shù)關(guān)系式，其一般形式為：,（5-9）,66,圖示尺寸鏈中，尺寸A0是加工過(guò)程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環(huán)。其中， A1為增環(huán)， A2為減環(huán)。,5.5.1 尺寸鏈基本概念,尺寸鏈方程為：,67,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,對(duì)式（5-9）兩邊取全微分，有：,（5-9）,（5-10）,式中偏導(dǎo)

25、數(shù)表示組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)影響的大小，稱為誤差傳遞系數(shù)，記為i。式（5-10）也可以寫(xiě)成如下形式：,（5-11）,上述兩式為尺寸鏈特定偏差值計(jì)算公式，即誤差傳遞公式,68,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,69,對(duì)L0式兩邊取全微分，并將偏差值代入，得到：,用同樣的方法可求得：,X、Y1、Y2、L0和0構(gòu)成一平面尺寸鏈(圖b)。其中L0和0是封閉環(huán)。尺寸鏈方程為：,【解】,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,70,公差極值算法,式中 T0L 極值公差； Ti 各組成環(huán)公差。,（5-12）,（5-13）,（5-14）, 偏差計(jì)算公式, 公差計(jì)算公式,上式表明在極端的情況下，尺寸鏈封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差與誤差

26、傳遞系數(shù)絕對(duì)值乘積之和。,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,71,公差概率算法,為計(jì)算方便，作如下近似處理：令 k1=k2=kn=k，得到近似概率算法公差計(jì)算公式（k值常取1.21.6）：, 各組成環(huán)均接近正態(tài)分布時(shí)，公差計(jì)算公式：,（5-15）,式中T0Q 稱為平方公差。, 各組成環(huán)偏離正態(tài)分布時(shí)，公差計(jì)算公式：,式中T0Q 稱為統(tǒng)計(jì)公差。k為分布系數(shù)，定義如下：,（5-16）,（5-18）,（5-17）,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,72,極值算法,（5-19）,概率算法,（5-20）,式中為分布不對(duì)稱系數(shù)，定義如下（圖5-30）,（5-21）,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,73,幾種常見(jiàn)誤差分布曲

27、線的分布系數(shù) k 和分布不對(duì)稱系數(shù)的數(shù)值見(jiàn)教材表5-11。,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,74,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,75,對(duì)上式求全微分，有：,各組成環(huán)的誤差傳遞系數(shù)分別為：,最終結(jié)果：采用極值算法 C = 20.9810.016mm 采用概率算法 C = 20.9810.026mm,由式（5-14） ：,可求出 ：TC = 0.032,由式（5-18）：,可求出 ：TC = 0.052（k=1.4 ）,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,76,基本尺寸計(jì)算公式,直線尺寸鏈極值算法公式,（5-22）,偏差計(jì)算公式,公差計(jì)算公式,平均尺寸計(jì)算公式,（5-23）,（5-24）,（5-25）,（5-2

28、6）,5.5.2 尺寸鏈計(jì)算方法,77,5.5.3 幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式,78,若實(shí)測(cè)A2=40.30，按上述要求判為廢品，但此時(shí)如A1=50，則實(shí)際A0=9.7，仍合格，即“假?gòu)U品”。當(dāng)實(shí)測(cè)尺寸與計(jì)算尺寸的差值小于尺寸鏈其它組成環(huán)公差之和時(shí)，可能為假?gòu)U品。采用專用檢具可減小假?gòu)U品出現(xiàn)的可能性,圖5-32所示零件，尺寸 A0不好測(cè)量，改測(cè)尺寸A2 ，試確定A2的大小和公差,由新建立的尺寸鏈可解出：,【例 5-7】,5.5.3 幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式, 假?gòu)U品問(wèn)題：,79,工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),1) 拉內(nèi)孔至 ；,2) 插鍵槽，保證尺寸x；,試確定尺寸 x 的大小及公差。,3) 熱處理

29、,建立尺寸鏈如圖b，H是間接保證的尺寸，因而是 封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：,4) 磨內(nèi)孔至 ，同時(shí)保證尺寸 。,a） b） 圖5-33 鍵槽加工尺寸鏈,【解】,5.5.3 幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式,80,討論：在前例中，認(rèn)為鏜孔與磨孔同軸，實(shí)際上存在偏心。若兩孔同軸度允差為0.05，即兩孔軸心偏心為 e = 0.025。將偏心 e 作為組成環(huán)加入尺寸鏈（圖5-34b）,a） b） 圖5-34 鍵槽加工尺寸鏈,重新進(jìn)行計(jì)算，可得到：,5.5.3 幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式,81,圖 5-35 所示偏心零件，表面 A 要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為 0.50.8mm。與此有關(guān)的加工過(guò)程如下：,表面淬

30、火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計(jì)算,【例 5-9】,【解】,圖5-35 滲碳層深度尺寸換算,1） 精車A面，保證直徑 ；,3） 精磨A面保證直徑尺寸 ，同時(shí)保證規(guī)定的滲碳層深度。,2） 滲碳處理，控制滲碳層深度H1；,試確定H1的數(shù)值。,建立尺寸鏈，如圖 b,在該尺寸鏈中，H0 是最終的滲碳層深度，是間接保證的，因而是封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：,5.5.3 幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式,82,5.5.4 工序尺寸圖表法,當(dāng)零件在同一尺寸方向上加工尺寸較多，且工序（測(cè)量）基準(zhǔn)需多次轉(zhuǎn)換時(shí)，尺寸鏈建立和計(jì)算比較困難，采用圖表法可較好解決這個(gè)問(wèn)題,4）靠火花磨削面，控制余量Z7=0.10.02 ，同時(shí)保證設(shè)

31、計(jì)尺寸60.1 試確定各工序尺寸及公差。,1）以面定位，粗車面，保證、面距離尺寸A1，粗車 面，保證、面距離尺寸A2； 2）以面定位，精車面，保證、面距離尺寸A3，粗車 面，保證、面距離尺寸A4； 3）以面定位，精車面，保證、面距離尺寸A5，同時(shí)保證設(shè)計(jì)尺寸31.690.31；精車 面，保證設(shè)計(jì)尺寸A6=27.070.07；,83,1. 畫(huà)尺寸聯(lián)系圖,1）畫(huà)零件簡(jiǎn)圖，加工面編號(hào)，向下引線,2）按加工順序和規(guī)定符號(hào)自上而下標(biāo)出 工序尺寸和余量用帶圓點(diǎn)的箭線 表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓 點(diǎn)表示測(cè)量基準(zhǔn)；余量按入體原則標(biāo) 注。,3）在最下方畫(huà)出間接保證的設(shè)計(jì)尺寸， 兩邊均為圓點(diǎn)。,4）工序尺寸

32、為設(shè)計(jì)尺寸時(shí)，用方框框出，以示區(qū)別。,注：靠火花磨削余量視為工序尺寸，也用用帶圓點(diǎn)的箭線表示。,圖5-37 尺寸聯(lián)系圖,【解】,5.5.4 工序尺寸圖表法,84,2. 用追蹤法查找工藝尺寸鏈,結(jié)果尺寸（間接保證的設(shè)計(jì)尺寸）和余量是尺寸鏈的封閉環(huán),沿封閉環(huán)兩端同步向上追蹤，遇箭頭拐彎，逆箭頭方向橫向追蹤，遇圓點(diǎn)向上折，繼續(xù)向上追蹤直至兩追蹤線交于一點(diǎn)，追蹤路徑所經(jīng)工序尺寸為尺寸鏈的組成環(huán),5.5.4 工序尺寸圖表法,85,3. 初擬工序尺寸公差,中間工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)加工精度或生產(chǎn)實(shí)際情況給出,0.5 0.3,0.1 0.3,0.07,0.02,0.1 0.31,0.1,5.5.4 工序尺寸圖表

33、法,86,4. 校核結(jié)果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差 校核結(jié)果尺寸鏈，若超差，減小組成環(huán)公差（首先壓縮公共環(huán)公差）,0.23,0.08,5.5.4 工序尺寸圖表法,87,0.55,0.83,1,0.3 0.3,0.48 0.85,1.83,0.18,5. 計(jì)算余量公差和平均余量 根據(jù)余量尺寸鏈計(jì)算,0.02,0.08,0.1,5.5.4 工序尺寸圖表法,88,25.59,34 26.7,6.1,6.18,6. 計(jì)算中間工序平均尺寸 在各尺寸鏈中，首先找出只有一個(gè)未知數(shù)的尺寸鏈，解出此未知數(shù)。繼續(xù)下去，解出全部未知工序尺寸,5.5.4 工序尺寸圖表法,89,5.5.4 工序尺寸圖表法,90,5

34、.5.5 工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法,1 2 3 4 5 6 7 8 9,1 4 1 3 1 2 2 4 1 2 1 3 2 2 1 2 1 4,1 -1 -1 -1 1 -1 1 0 0,0 0 0 1 -1 -1 1 0 0,1. 尺寸聯(lián)系矩陣（T矩陣） 對(duì)應(yīng)尺寸聯(lián)系圖，在計(jì)算機(jī)中可用矩陣形式表達(dá),矩陣的每一行對(duì)應(yīng)聯(lián)系圖的一個(gè)尺寸 第1列表示自上而下尺寸線序號(hào),第2、3列表示尺寸線左、右端點(diǎn)所在尺寸界限序號(hào),第4列表示工序尺寸箭頭方向，1表示箭頭向左，-1 表示向右,第5列表示余量性質(zhì)，1表示箭頭指向余量左側(cè)，-1表示箭頭指向余量右側(cè)。 結(jié)果尺寸沒(méi)有箭頭，對(duì)應(yīng)第4列和第5列元素均為0。, 尺寸

35、聯(lián)系矩陣表達(dá)了尺寸 聯(lián)系圖的所有有用信息,圖5-40 尺寸聯(lián)系圖與尺寸聯(lián)系矩陣,91,尺寸聯(lián)系矩陣（T矩陣）的處理,1 1 4 1 0 2 3 1 -1 0 3 2 1 -1 0 4 4 2 -1 1 5 1 2 1 -1 6 3 1 -1 -1 7 2 2 1 1 8 1 2 0 0 9 1 4 0 0,圖5-41 尺寸聯(lián)系矩陣變換,5.5.5 工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法,為便于尺寸鏈查找，將T矩陣第2、3列元素位置進(jìn)行調(diào)整，使工序尺寸箭頭對(duì)應(yīng)的尺寸界線序號(hào)排在第2列，圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的尺寸界線序號(hào)排在第3列。這只需通過(guò)對(duì)第4列元素值的判斷即可實(shí)現(xiàn),92, 向上追蹤至第5行，左追蹤線遇箭頭拐彎, 至圓點(diǎn)

36、向上折。對(duì)應(yīng)于：至第5行時(shí)出現(xiàn) L=T(5,2)=1，令：L=T(5,3)=2，表明左追蹤線由尺寸線1移至尺寸線2，且A5為該尺寸鏈的組成環(huán)（又，左追蹤線遇左箭頭可判斷A5為增環(huán)）, 追蹤至第4行，右追蹤線遇右箭頭，即：R=T(4,2)=4，令：R=T(4,3)=2，并可判斷A4為增環(huán)。此時(shí)有L=R，表明左右追蹤線匯交于一點(diǎn)，追蹤結(jié)束,2. 尺寸鏈查找（結(jié)果尺寸鏈查找）,以R2為例： 設(shè)變量 L 和 R分別為R2左右端點(diǎn)所在尺寸界線的序號(hào)，即令：L=T(9,2)=1，R=T(9,3)=4。,2,1,1,4,4,2,5.5.5 工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法,93,C（i，j）= 1，表示工序尺寸Aj是

37、第 i 個(gè)尺寸鏈的增環(huán) ; C（i，j）= -1，表示工序尺寸Aj 是第 i 個(gè)尺寸鏈的減環(huán); C（i，j）=0，表示第i個(gè)尺寸鏈不包括工序尺寸Aj。,3. 尺寸鏈矩陣（C矩陣）,C 矩陣的每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)封閉環(huán)（結(jié)果尺寸和余量），每一列對(duì)應(yīng)一個(gè)組成環(huán)（工序尺寸），矩陣每一元素表示封閉環(huán)與組成環(huán)的關(guān)系,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 -1 0 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 -1 1 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 1 1 0 0,5.5.5 工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法

38、,94,尺寸聯(lián)系矩陣 設(shè)計(jì)尺寸及公差（按平均尺寸和對(duì)稱偏差形式輸入） 初擬工序尺寸公差（按對(duì)稱偏差形式輸入） 最小余量,4. 已知條件輸入,5. 校核結(jié)果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差,壓縮各組成環(huán)公差方法：1）按超差量自動(dòng)壓縮；2）采用人機(jī)對(duì)話 例：校核結(jié)果尺寸R1和R2 ，均超差，計(jì)算機(jī)將顯示如下信息,根據(jù)計(jì)算機(jī)顯示結(jié)果，設(shè)計(jì)者可按實(shí)際情況靈活地修正有關(guān)工序尺寸公差。輸入修正值后，計(jì)算機(jī)重新進(jìn)行校核，直至達(dá)到要求為止,5.5.5 工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法,95,6. 計(jì)算余量公差和平均余量,利用解線性方程組的標(biāo)準(zhǔn)程序求解 用類似圖表法的算法，首先找出只有一個(gè)未知數(shù)的尺寸鏈方程，解出此未知數(shù)，

39、重復(fù)此過(guò)程，直至解出全部的未知數(shù)為止。,7. 尺寸鏈方程求解,大大縮短計(jì)算時(shí)間； 準(zhǔn)確、可靠，可避免人為錯(cuò)誤； 可使用概率法，使工序尺寸的確定更趨合理。, 計(jì)算機(jī)方法的優(yōu)點(diǎn),5.5.5 工序尺寸計(jì)算機(jī)求解方法,96,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,97,5.6.1 CAPP意義,傳統(tǒng)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題,從根本上解決人工設(shè)計(jì)效率低，周期長(zhǎng)，成本高的問(wèn)題 可以提高工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，并有利于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化 可以使工藝設(shè)計(jì)人員從煩瑣重復(fù)的工作中解放出來(lái)，集中精力去提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平 CAPP 是連接 CAD 和 CAM 系統(tǒng)的橋梁，是

40、發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù),CAPP意義,設(shè)計(jì)效率低，周期長(zhǎng)，成本高 不必要的花色繁多，不利于管理 設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，難于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì) 工藝人員短缺和老化是全球機(jī)械制造業(yè)面臨的共同問(wèn)題,98,5.6.2 CAPP工作原理,派生式 ( 變異式 ) CAPP系統(tǒng) (Variant CAPP System),該類系統(tǒng)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)零件編碼查找所屬零件組，調(diào)出零件組的標(biāo)準(zhǔn)工藝，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嫽蛐薷模伤璧墓に囈?guī)程。,查 找 零件組,輸入表頭信息,工藝規(guī)程格式,圖5-44 CAM-I 推出的派生式 CAPP 系統(tǒng)框圖,工藝路線 檢索/編輯,標(biāo)準(zhǔn)工序 檢索/編輯,99,5.6.2

41、CAPP工作原理,圖5-45 派生式 CAPP 系統(tǒng)工作的兩個(gè)階段,b）使用階段, 派生式 CAPP 系統(tǒng)工作的兩個(gè)階段,100, 派生式 CAPP 系統(tǒng)特點(diǎn)： 1）程序簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。目前多用于回轉(zhuǎn)體類零件CAPP系統(tǒng)。 2）需人工參與決策，自動(dòng)化程度不高。 3）具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。,5.6.2 CAPP工作原理,101,5.6.2 CAPP工作原理, 例：普渡大學(xué)APPAS（Automated Process Planning and Selection）系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)，適用于非回轉(zhuǎn)類零件表面加工方法的生成,數(shù)組各元素含義： 表面編號(hào)； 表面類型（如：1圓孔，2平面，3槽

42、）； 類型號(hào)碼（取決于類型，如孔：1圓孔，2錐孔，3螺孔）； 材料類型（如：1鑄鐵，2球鐵，3鋼）； 材料硬度 , 零件加工表面信息輸入,102,5.6.2 CAPP工作原理, 邏輯關(guān)系的建立,103,5.6.2 CAPP工作原理, 創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)： 1）不需人工干預(yù)，自動(dòng)化程度高。 2）決策更科學(xué)，具有普遍性。 3）由于工藝過(guò)程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)成分偏多，理論還不完善，完全徹底的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還在研究探索之中。,104,5.6.2 CAPP工作原理, 派生式CAPP系統(tǒng)完全以人的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，難于保證設(shè)計(jì)最優(yōu)，且局限性較大； 完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還不成熟。 將兩者結(jié)合起來(lái)，采用部分創(chuàng)成，部

43、分派生（或部分人工干預(yù)）的方法是一種可取的方案。, 半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)： 1）集派生式及創(chuàng)成式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又克服兩者的不足。 2）目前為多數(shù) CAPP 系統(tǒng)采用。,105,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),零件信息輸入,零件加工表面可分為基本形面和輔助形面；形面可用特征參數(shù)進(jìn)行描述；形面與一定的加工方法相聯(lián)系,較粗糙，信息輸入不完整 多用于只需制定簡(jiǎn)單工藝路線的場(chǎng)合 只適用于派生式CAPP 系統(tǒng),1）成組編碼法：,輸入工作量大是其主要的弱點(diǎn),2）形面描述法：,可完整地描述零件的幾何、工藝信息，是目前 CAPP 系統(tǒng)使用最多的信息輸入方法,106,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),3）與CAD系統(tǒng)

44、相連接,通用接口、專用接口、共享數(shù)據(jù)庫(kù) 由于目前CAD系統(tǒng)多為實(shí)體造型系統(tǒng)，需采用特征識(shí)別的方法補(bǔ)充輸入工藝信息 發(fā)展基于特征造型的CAD系統(tǒng)是長(zhǎng)久之計(jì),107,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),工藝決策, 特點(diǎn)：1）直觀，容易建立，便于編程 2）難于擴(kuò)展和修改,1）決策樹(shù),108,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),【例】,109,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù), 特點(diǎn)：1）表達(dá)清晰，格式緊湊，便于編程 2）難于擴(kuò)展和修改, 用表格形式描述事件之間邏輯依存關(guān)系。 表格分為4個(gè)區(qū)域（圖5-50），左上角為條件項(xiàng)目，右上角為條件組合，各條件之間為“與”的關(guān)系，左下角列出決策項(xiàng)目，右下角為各列對(duì)應(yīng)的決策行動(dòng)，

45、決策行動(dòng)之間也是“與”的關(guān)系，決策表的每一列均可視為一條 決策規(guī)則。,2）決策表, 例：加工方法選擇決策表（前例）,110,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),111, 派生式 CAPP 系統(tǒng)利用成組技術(shù)原理和典型工藝過(guò)程進(jìn)行工藝決策，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)。 創(chuàng)成式 CAPP 系統(tǒng)利用工藝決策算法（如決策表、決策樹(shù)等方法）和邏輯推理方法進(jìn)行工藝決策，較派生式前進(jìn)了一步，但存在著算法死板、結(jié)果唯一、系統(tǒng)不透明等弱點(diǎn)；且程序工作量大，修改困難。, 采用專家系統(tǒng)進(jìn)行工藝決策 1）什么是專家系統(tǒng)：在特定領(lǐng)域內(nèi)具有與該領(lǐng)域人類專家相當(dāng)智能水平的計(jì)算機(jī)知識(shí)程序處理系統(tǒng)。專家系統(tǒng)主要用于處理現(xiàn)實(shí)世界中提出的需要由專家來(lái)分析

46、和判斷的復(fù)雜問(wèn)題（工藝過(guò)程設(shè)計(jì)正屬于這類問(wèn)題）。,CAPP 專家系統(tǒng),5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),112,2）專家系統(tǒng)的構(gòu)成： 知識(shí)庫(kù) 用于存儲(chǔ)專家知識(shí)，包括：, 推理機(jī)具有推理能力，可以根據(jù)問(wèn)題導(dǎo)出結(jié)論 數(shù)據(jù)庫(kù)存放事實(shí)（包括輸入信息和推理得到的事實(shí)）,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),113,其中產(chǎn)生式規(guī)則較符合工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中人的思維方式，因而使用較多。產(chǎn)生式規(guī)則的基本形式為： IF 條件1 AND 條件2 OR 條件3 THEN 結(jié)論1可信度 a % 結(jié)論2可信度 b %,3）知識(shí)表達(dá)與獲取, 知識(shí)表達(dá),5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),114,產(chǎn)生式規(guī)則優(yōu)點(diǎn)： 推理過(guò)程符合人的思維方式，易于接

47、受； 推理結(jié)論的可信度使其能進(jìn)行非確定性推理。 產(chǎn)生式規(guī)則缺點(diǎn)： 格式較死板，在某些情況下需重復(fù)搜索而影響效率,4）推理機(jī)制 推理：依據(jù)一定規(guī)則，從已知事實(shí)和知識(shí)推出結(jié)論 CAPP專家系統(tǒng)推理機(jī)制屬于基于知識(shí)的推理，通常采用反向推理的控制策略, 知識(shí)獲取 ： 由知識(shí)工程師來(lái)完成 由工藝人員會(huì)同軟件工程師一同來(lái)完成 由工藝人員構(gòu)建專家系統(tǒng),5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),115,最終要求（目標(biāo)） 選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)則 滿足最終要求的加工方法（或加工參數(shù)）給出最終加工方法的初始狀態(tài)新的要求（目標(biāo)）選擇規(guī)則 原始狀態(tài)（毛坯）,例：箱體零件上 7 級(jí)精度孔的加工路線確定,5.6.3 CAPP關(guān)鍵技術(shù),116,

48、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),第5章 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) Process Planning,117,基本時(shí)間：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的性質(zhì)，使其成為合格產(chǎn)品或達(dá)到工序要求所需時(shí)間（包括切入、切出時(shí)間）,時(shí)間定額,定義: 在一定生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間 組成,輔助時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作時(shí)間，如裝卸工件、啟停機(jī)床、改變切削用量及進(jìn)退刀等,布置工作地時(shí)間：包括更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等。,休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所需時(shí)間,準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間：如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機(jī)床、發(fā)送成品等,5.7.1 時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑,118,單件時(shí)間與單件工時(shí)定額計(jì)算, 單件時(shí)間：,（5-27）, 單件工時(shí)定額：,（5-28）,式中 tB基本時(shí)間 tA輔助時(shí)間 tC布置工作地時(shí)間 tR休息和生理需要時(shí)間 tP準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間 B批量,5.7.1 時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑,119,提高生產(chǎn)效率的工藝途徑,縮短基本時(shí)間： 提高切削用量（切削速度、進(jìn)給量、切削深度等）； 采用多刀多刃進(jìn)行加工（如以銑削代替刨削，采用組合刀具等）；