【正文】 ??工序名稱 加工余量 工序基本尺寸 加工經(jīng)濟(jì)精度 (IT) 工序尺寸 及公差 表面 粗糙度 主軸孔工序尺寸及公差的確定，加工過程：粗鏜→ 半精鏜 → 精鏜 → 浮動鏜 【例 52】 53 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 5章 工藝過程設(shè)計 Process Planning 工藝尺寸鏈 Process Dimensional Chain 54 尺寸鏈基本概念 尺寸鏈定義 在零件加工或機(jī)器裝配過程中 ， 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)計和裝配過程中 ， 由有關(guān)零件尺寸形成的尺寸鏈 ★ 工藝尺寸鏈 —— 在加工過程中 ， 由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈 55 尺寸鏈基本概念 尺寸鏈的環(huán) ? 封閉環(huán) —— 在零件加工過程或機(jī)器裝配過程中最終形成的環(huán) （ 或間接得到的環(huán) ） —— 指組成尺寸鏈的每一個尺寸 ? 增環(huán) —— 該環(huán)變動 （ 增大或減小 ） 引起封閉環(huán)同向變動 （ 增大或減小 ） 的環(huán) ? 組成環(huán) —— 尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán) 。 ? 平均 余量 m m mm m mZ a bZ b a????（ 56） （被包容尺寸） （包容尺寸） ? 余量公差 m a x m inZ a bT Z Z T T? ? ? ?（ 57） （被包容尺寸與包容尺寸） 加工余量 49 最小加工余量 最小余量構(gòu)成 （ 圖 525） ◎ 采用浮動鏜刀塊鏜孔 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； εb—— 本工序裝夾誤差。 ? 使每個工序的工步內(nèi)容相對較少 ， 從而使總的工序數(shù)目較多 ? 工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對簡單 ， 調(diào)整 、 對刀比較容易 ， 對操作工人技術(shù)水平要求不高 工序集中 工序分散 34 工序集中與工序分散 ? 傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個別工序亦有相對集中的情況） 工序集中與工序分散的應(yīng)用 ? 由于市場需求的多變性，對生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，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 35 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。 刮 研 Ra 172。 半 精 銑 IT8～ 11 Ra 172。 60177。 圖 52 粗基準(zhǔn)選擇比較 16 圖 53 床身粗基準(zhǔn)選擇比較 工序 1 工序 1 工序 2 工序 2 ◆ 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 。 11 7. 確定各工序加工余量 ， 計算工序尺寸和公差 （ 見 ， ） 8. 確定切削用量 （ 見 ） 9. 確定時間定額 （ 見 ） 10. 編制數(shù)控加工程序 （ 對數(shù)控加工 ） 11. 評價工藝路線 對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 ） 。 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 。加工余量的確定 第 5章 工藝過程設(shè)計 本章要點(diǎn) 定位基準(zhǔn)的選擇 工藝路線擬訂 工藝尺寸鏈 工藝過程經(jīng)濟(jì)分析 計算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計 1 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 5章 工藝過程設(shè)計 Process Planning 制定工藝規(guī)程的 步驟和方法 Steps and Methods of Process Planning 2 機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝過程和工藝規(guī)程 ? 機(jī)械加工工藝過程 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過程 。 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計原則 7 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 ） 的生產(chǎn)條件 ?各種有關(guān)手冊 、 標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料 ?國內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況 制定機(jī)械加工工藝規(guī)程所需原始資料 8 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 。 12. 填寫或打印工藝文件 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計步驟 12 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 5章 工藝過程設(shè)計 Process Planning 定位基準(zhǔn)的選擇 Selection of Location Datum 13 在加工時用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。 也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn) 。 φ20H7 40 18 M8 R12 7 10177。10 精 銑 IT6～ 8 Ra ～ 5 高 速 精 銑 IT6～ 7 Ra 172。 精 車 IT6～ 8 Ra ～ 5 粗 車 IT12～ 13 Ra 10～ 80 精 拉 IT6～ 9 Ra ～ 粗 拉 IT10～ 11 Ra 5～ 20 30 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，先將其加工出來，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 機(jī)械加工工序的安排 31 ? 為改善工件材料切削性能而進(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)力而進(jìn)行的熱處理工序 （ 如退火 、 人工時效等 ） ， 最好安排在粗加工之后 ， 也可安排在切削加工之前 ? 為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進(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。 加工階段的劃分 加工階段劃分的意義 36 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量和控制的情況（如具有不開敞內(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 圖 518 各類機(jī)床適應(yīng)的加工范圍 專用機(jī)床 數(shù)控機(jī)床 通用機(jī)床 零件復(fù)雜程度 零件批量 37 數(shù)控加工工藝 ? 加工過程嚴(yán)格按程序指令自動進(jìn)行 —— 數(shù)控加工工藝設(shè)計要求詳細(xì)、具體和完整。 （ 58） ? ? ? ?? ? ? ? ? ?m inm in 22y a a by a a bZ R H eZ R H e??? ? ? ?? ? ? ?平 面 加 工軸 、 孔 加 工? ?m in 2 yaZ R H??◎ 無心磨床磨外圓 ? ?m in 2 y a aZ R H e? ? ?◎ 研磨、拋光平面 min yZR?R y H a e a ε b 圖 525 最小加工余量構(gòu)成 50 加工余量確定方法 ? 計算法 —— 采用計算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計資料和具備一定的測量手段。 對于工藝尺寸鏈來說 ， 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 （ 增大或減小 ） 引起封閉環(huán)反向變動 （ 減小或增大 ） 的環(huán) 尺寸鏈方程 —— 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： 0 1 2( , , , )nA f A A A?（ 59） 56 圖示尺寸鏈中 ， 尺寸 A0是加工過程間接保證的 ， 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) 。 若加工后實(shí)測結(jié)果為： X=， Y1=， Y2=。 k為分布系數(shù)，定義如下： 2201nS i i iiT k T??? ?（ 516） 2201nE i iiT k T??? ?（ 518） 6kT??（ 517） 尺寸鏈計算方法 62 ? 極值算法 （ 519） ? ?0 1 2, , ,M M M nMA f A A A?? 概率算法 0 1 1 1 2 2 21 1 1, , ,2 2 2M M M nM n nA f A T A T A T? ? ???? ? ? ?????（ 520） 式中 α為分布不對稱系數(shù)，定義如下（圖 528） 圖 528 分布系數(shù)與不對稱系數(shù) T Δ= α 2 Amin 分布中心 AM Amax X A A EI ES T/2 T/2 φ(X) X 2T???（ 521） 尺寸鏈計算方法 平均尺寸計算公式 63 ? 幾種常見誤差分布曲線的分布系數(shù) k 和分布不對稱系數(shù)α的數(shù)值見教材表 57。 已知孔 d 與孔 D的偏移量為 E=177。 采用專用檢具可減小假廢品出現(xiàn)的可能性 圖 530所示零件 ， 尺寸 A0不好測量 ， 改測尺寸 A2 ， 試確定 A2的大小和公差 0. 024 0. 3660A ???? 由新建立的尺寸鏈可解出： 0 0203 50 .??4 0. 192040A ?? A2是測量直接得到的尺寸 ， 是組成環(huán)； A0是間接保證的 ， 是封閉環(huán) 。與此有關(guān)的加工過程如下： 表面淬火 、 滲碳 、 鍍層的工藝尺寸計算 【例 59】 【解】 0. 251 0. ???R 2 R 1 H 1 H 0 b) 圖 533 滲碳層深度尺寸換算 a) A 1） 精車 A面，保證直徑 ； 01 0. ? ??3） 精磨 A面保證直徑尺寸 ，同時保證規(guī)定的滲碳層深度。 試確定各工序尺寸及公差。 177。 工序公差 余量 公差 最小 余量 平均 余量 平均 尺寸 單向偏差 形式標(biāo)注 12 iT?初擬 修正后 12 Zi?Zi min Zi M Ai M Ai A6 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ A1 A2 A3 A4 A5 Z7 R1 R2 Z6 Z5 Z4 工序尺寸圖表法 76 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） 177。 177。 177。 1 177。 177。 6 ? ?? 0 ???177。