【正文】 在計算中，將封閉環(huán)公差正確合理分配給各組成環(huán)，不是單純計算，而是需要按具體情況選擇最佳方案。由于換算過程中采用三角函數(shù)作為轉(zhuǎn)換系數(shù)，使轉(zhuǎn)換過程和結(jié)果存在舍棄誤差，影響孔的實際中心距，故影響齒輪嚙合時的工作質(zhì)量。利用余弦定理，由圖 831 有： L AB 2 = L AO 2 + L BO 2 2 L BO L AO cos β ， 得 β =32 176。 O點為主軸孔的軸線位置，并取之為坐標(biāo)原點。（ 2 ）孔間距尺寸設(shè)計習(xí)慣上常以平均尺寸、對稱公差給出。這種孔系中的設(shè)計尺寸和加工所需要的工藝坐標(biāo)尺寸構(gòu)成的封閉環(huán)系統(tǒng)，稱為（孔系）坐標(biāo)尺寸鏈。 2 ）中間尺寸 A 的確定 ①基本尺寸的確定 將尺寸鏈 b 中的參數(shù)代入（ 88 ），得： A = S 1 + D 1 /2 D 2 /2= ②確定公差 將尺寸鏈 b 中的參數(shù)代入（ 811a ），得： T A = T S1 － T D1/2 － T D2/2 = ③確定偏差 將尺寸鏈 b 中已確定的參數(shù)分別代入公式 （ 810a ） 和 （ 810b ） ，則得： A = + + 。 試確定工序尺寸 A 、 D 2 及其公差。3. 同時確定零件加工表面本身和加工表面之間的工序尺寸的綜合情況 在某些情況下，加工表面本身和加工表面之間的工藝尺寸必須同時確定下來。由鏈 a ，取 P 2 =50 0 – mm （在實際生產(chǎn)中，可將公差帶放在理想?yún)^(qū)域內(nèi)。 ２）基本尺寸的確定 由圖 825 中鏈 ａ 得： P 2 ＝ 50 ｍｍ； 由鏈 ｂ 代入公式（88 ）得： P 3 ＝ 30 ｍｍ。 1 ）工序尺寸公差的確定 具體分析計算步驟如下： 2. 零件各被加工表面之間的位置尺寸和公差的確定 各工序尺寸的偏差，按照常規(guī)加以確定，即加工尺寸按“單向入體原則”標(biāo)注極限偏差，毛坯尺寸按 “1/3 ～ 2/3 入體原則 ” 標(biāo)注偏差，如圖 826 所示。 求解過程如下： （ 1 ）根據(jù)工藝手冊 [30] ，查得加工孔各工序的直徑加工余量為： 磨孔余量： Z 0 = ； 半精鏜余量： Z 1 = ； 粗鏜余量： Z 2 = 。 圖 824 例中，封閉環(huán)尺寸共有兩個設(shè)計尺寸和三個加工余量。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）或者加工過程中的加工余量。加工尺寸鏈的建立，是分析計算加工工藝尺寸的前提。由于在制訂機(jī)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)”。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。當(dāng)各環(huán)的實際誤差量不等于相應(yīng)的公差時，則各環(huán)的誤差量之間的關(guān)系是： (81 1b) 式中 ω Σ —封閉環(huán)的誤差； ω i —第 i 個組成環(huán)的誤差。極值法比較保守，但計算簡便。故在此主要研究直線尺寸鏈。 （ 4 ）根據(jù)尺寸鏈之間的關(guān)系，可分為獨立尺寸鏈和并聯(lián)尺寸鏈。設(shè)第 i 個組成環(huán)的傳遞系數(shù)為 ， 。 . 尺寸鏈特性 (1) 封閉性 尺寸鏈?zhǔn)怯梢粋€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。如尺寸 就是減環(huán)。如圖 823 尺寸鏈中， A ∑ 是封閉環(huán)。同一個尺寸鏈中各個環(huán)以同一個字母表示，并以腳標(biāo)加以區(qū)別。運用尺寸鏈原理進(jìn)行分析計算，可以使這些分析計算大為簡化。 3 ．查表法 在應(yīng)用 式（ 83 ）和（ 84 ）時，要針對具體情況對其加以分析、簡化。 閉式模鍛 冷拉 高精度輾壓 15~100 5~45 25~100 5~45 15~225 5~45 ~ 45~225 0~ 0~ ~ 影響工序余量的因素比較多、復(fù)雜。 對于零件的某一個表面，為達(dá)到圖紙所規(guī)定的精度及表面粗糙度，往往需要經(jīng)過多次加工方能完成。應(yīng)根據(jù)加工表面的粗糙度要求、刀 尖圓弧半徑 r ω 、工件材料、主偏角 及副偏角 等選取 f 。在工藝系統(tǒng)的剛性和強(qiáng)度良好的情況下，可用較大的 f 值。因此，粗加工切削用量的選擇應(yīng)在保證必要的刀具耐用度的前提下，盡可能提高生產(chǎn)率和降低成本。夾具的精度應(yīng)與工件的加工精度要求相適應(yīng)。 （ 5 ）精加工安排在最后，可防止或減少已加工表面的損傷。常用加工方法有金鋼鏜、研磨、 珩磨、 鏡面磨、拋光等。 （ 4 ）所選擇的加工方法要與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。在具體選擇時應(yīng)綜合考慮下列各方面的原則： （ 1 ）所選擇加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度應(yīng)滿足被加工表面的要求。任何復(fù)雜的表面都是由若干個簡單的幾何表面（外圓柱面、孔、平面或成形表面）組合而成的。如圖 816 所示。81 如軸類零件，常用頂尖孔做統(tǒng)一基準(zhǔn)加工外圓表面，這樣可保證各表面之間同軸度：一般箱體常用一平面和兩個距離較遠(yuǎn)的孔作為精基準(zhǔn)；盤類零件常用一端面和一端孔為一精基準(zhǔn)完成各工序的加工。選擇精基準(zhǔn)一般要考慮以下原則： 圖 813 車床床頭箱 1) 基準(zhǔn)重合的原則 盡量選用被加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。如圖 812 所示的齒輪，Ф 30H7 內(nèi)孔及端面為裝配基準(zhǔn)。如圖 812 所示的齒輪零件，軸線是各外圓和內(nèi)孔的設(shè)計基準(zhǔn)。 5. 利用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性 例如采用精密鍛造、壓鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等，可大大減少機(jī)械加工勞動量 。 （ 3 ）零件結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工。 3. 有利于減少加工和裝配的勞動量 圖 87 保證同軸度的結(jié)構(gòu) 圖 88 減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)加工 （ 1 ）減少不必要的加工面積可減少機(jī)械加工量；對于安裝表面的減少有利于保證配合面的接觸質(zhì)量。 （ 5 ）零件所有加工表面與非加工面之間只標(biāo)注一個聯(lián)系尺寸。有時功能完全相同而結(jié)構(gòu)工藝性不同的零件其制造方法與制造成本往往相差很大。過高的精度要求、粗糙度以及其它要求，會使工藝過程復(fù)雜化，加工困難，成本增加。 6. 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸和公差。這是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計的核心部分，其主要內(nèi)容有：選擇定位基準(zhǔn)；確定加工方法；安排加工順序以及安排熱處理、檢驗和其它工序等。有的隨著零件材料的選定而確定，如選用鑄鐵、鑄鋼、青銅、鑄鋁等，此時毛坯必為鑄件，且除了形狀簡單的小尺寸零件選用鑄造型材外，均選用單件造型鑄件。 三、 加工工藝規(guī)程的設(shè)計步驟 　 1. 分析零件工作圖和產(chǎn)品裝配圖 　　 　　3). 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型。3. 機(jī)械加工工藝規(guī)程及其作用機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用 　　1. 工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件 　　機(jī)械加工車間生產(chǎn)的計劃、調(diào)度，工人的操作，零件的加工質(zhì)量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。四、機(jī)械加工工藝規(guī)程與工藝文件 　　1. 機(jī)械加工工藝規(guī)程 　　將制訂好的零（部）件的機(jī)械加工工藝過程按一定的格式（通常為表格或圖表）和要求描述出來，作為指令性技術(shù)文件，即為機(jī)械加工工藝規(guī)程。同一產(chǎn)品（或零件）每批投入生產(chǎn)的數(shù)量稱為批量。 生產(chǎn)類型 ?在一個工步內(nèi)，因加工余量較大，需用同一刀具、在同一轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量的情況下對同一表面進(jìn)行多次切削，每次切削稱為一次走刀。有時為了提高生產(chǎn)效率，經(jīng)常用幾把刀具同時分別加工幾個表面的工步，稱為復(fù)合工步。如圖 81 所示的階梯軸，在單件小批生產(chǎn)時，其加工過程有三個工序組成（見表 81 ）；而在大批量生產(chǎn)時可有 5 個工序組成（見表 82 ）。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生產(chǎn)過程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機(jī)械的質(zhì)量檢查及其運行試驗、調(diào)試，機(jī)械的油漆與包裝等。工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機(jī)械制造的工藝過程一般包括零件的機(jī)械加工工藝過程和機(jī)器的裝配工藝過程。 二、機(jī)械加工工藝過程的組成 1. 工序 （ 2 ）工位 為完成一定的工序內(nèi)容，在一次裝夾工作后工件（或裝配單元）與夾具或設(shè)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個位置所完成的加工稱為工位。如 4 個 φ 15mm 孔的鉆削，可寫成一個工步，即“ 4 φ 15mm 孔”。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)主要是指包括備品與廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量。如機(jī)械配件加工、專用設(shè)備制造、新產(chǎn)品試制等都是屬于單件生產(chǎn)。 因此除了工藝過程卡外，還應(yīng)有相應(yīng)的加工工序卡（見 表82 ）?！　?　　3. 工藝規(guī)程是新建機(jī)械制造廠（車間）的基本技術(shù)文件 　　新建（）批量或大批量機(jī)械加工車間（工段）時，應(yīng)根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機(jī)床的種類和數(shù)量以及在車間的布置，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設(shè)備配置以及所需工人的工種、技術(shù)等級、數(shù)量等。 　　5. 積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，力爭減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)要求。 應(yīng)全面了解工廠（車間）設(shè)備的種類、規(guī)格和精度狀況，工人的技術(shù)水平，現(xiàn)有的刀、夾、量具規(guī)格，以及專用設(shè)備、工藝裝備的設(shè)計制造能力，等等。 2. 工藝審查 工藝裝備包括夾具、刀具、量具、輔具等。 第三節(jié) 零件工藝性分析與毛坯的選擇 審查零件結(jié)構(gòu)工藝性是工藝分析工作的一項重要內(nèi)容。 （ 4 ）零件的自由尺寸，應(yīng)按加工順序盡量從工藝基準(zhǔn)注出。這樣由機(jī)床的精度來達(dá)到要求的位置精度。如退刀槽尺寸一致，可減少刀具種類。 （ 6 ）要與具體的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，綜合考慮毛坯制造和機(jī)械加工成本來確定毛坯類型，以求最好的經(jīng)濟(jì)效益。 3. 生產(chǎn)類型 大批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率最高的毛坯制造方法；鑄件采用金屬模機(jī)器造型，鍛件用模鍛或精密鍛造。在零件加工過程中，每一道工序都需要選定。如圖 812 所示齒輪零件的外圓表面Ф 50h8 基準(zhǔn)是齒輪中心線，在具體裝配或定位時，齒輪中心孔表面是體現(xiàn)基準(zhǔn)軸線的基面。如圖 812 所示的齒輪，用內(nèi)孔裝在 心軸上磨削Ф 50h8 外圓表面時，內(nèi)孔中心線就是定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)又可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種。鏜孔工序直接保證的工序尺寸是 H ，而 H 1 是由 H 及 H 2 間接保證的；要求 T H + T H2 ≤ T H1 。例如磨削機(jī)床床身導(dǎo)軌面時，為保證導(dǎo)軌面上切除余量均勻，以導(dǎo)軌面本身找正定位磨削導(dǎo)軌面。圖 815 用床身導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn) 圖 816 不加工表面作粗基準(zhǔn) 1 ）選擇重要表面為粗基準(zhǔn) 對于工件的重要表面，為保證其本身的加工的余量小而均勻，應(yīng)優(yōu)先選擇該重要表面為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)重復(fù)使用會造成較大的定位誤差。各種加工方法所能達(dá)到的幾何形狀精度和相互位置精度可參閱有關(guān)機(jī)械加工工藝手冊。 （ 2 ）半精加工階段 任務(wù)是減少粗加工留下的誤差，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（控制精度和適當(dāng)余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽等）。 （ 4 ）便于組織生產(chǎn) 各加工階段要求的生產(chǎn)條件不同，如精密加工要求恒溫潔凈的生產(chǎn)環(huán)境。 2. 工藝裝備的選擇 選擇工藝裝備，即確定各工序所用的刀具、夾具、量具和輔助工具等。 如果需要采用專用的工藝裝備時，則應(yīng)提出設(shè)計任務(wù)書。 （ 1 ）切削深度的選擇 粗加工時，其由工件加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度決定。因此，在選擇精加工的切削用量時，著重是考慮保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。 Z ∑ = Z 1 ＋ Z 2 ＋…＋ Z n (82)待加工表面存在各種幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度等，其包含在前工序公差范圍內(nèi)。多用于多件小批生產(chǎn)，主要用來確定總余量。此法方便、迅速， 生產(chǎn)中被廣泛采用。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。這樣 ， A 1 、 A 2 、 A ∑ 三個尺寸構(gòu)成一個封閉的尺寸組合，即形成一個尺寸鏈。尺寸鏈中的每一個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。以向右的箭頭表示。在尺寸鏈中，判別增環(huán)或減環(huán)，除用定義進(jìn)行判別外，組成環(huán)數(shù)較多時，還可用畫箭頭的方法。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)。設(shè)計尺寸是指零件圖樣上標(biāo)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。直線尺寸鏈有兩種解法：極值法和概率法。 （ 4 ）各環(huán)公差或誤差之間的關(guān)系 由式（ 89a ）減去（ 8