【正文】 由V1NK+S1 = V2NK+S2可得：NK = (S1S2)／(V2V1)當(dāng)N＜NK時，宜采用采用方案Ⅱ，即年產(chǎn)量小時，宜采用不變費用較少的方案；當(dāng)N＞NK時，則宜采用采用方案Ⅰ，即年產(chǎn)量大時，宜采用可變費用較少的方案。（沿用吳拓主編《機械制造工程》（第2版）機械工業(yè)出版社2005年9月圖317）圖123 兩種方案全年工藝成本的比較現(xiàn)在同一坐標(biāo)圖上分別畫出方案Ⅰ和Ⅱ全年的工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系，如圖123所示。設(shè)兩種不同方案分別為Ⅰ和Ⅱ，它們的全年工藝成本分別為：E1 = V1N + S1E2 = V2N + S2兩種方案比較時，往往一種方案的可變費用較大時，另一種方案的不變費用就會較大。（沿用吳拓主編《機械制造工程》（第2版）機械工業(yè)出版社2005年9月圖315）圖121 全年工藝成本與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系單件工藝成本Ed可由式121變換得到，即 Ed = V + S∕N （122）（沿用吳拓主編《機械制造工程》（第2版）機械工業(yè)出版社2005年9月圖316）圖122 單件工藝成本與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系單件工藝成本Ed可由式121變換得到，即由圖122可知，Ed與N呈雙曲線關(guān)系，當(dāng)N增大時，Ed逐漸減小，極限值接近可變費用。零件加工的全年工藝成本（E）為 E = V不變成本（S）是指與生產(chǎn)綱領(lǐng)N無直接關(guān)系，不隨生產(chǎn)綱領(lǐng)的變化而變化的費用?？勺兂杀荆╒）是指與生產(chǎn)綱領(lǐng)N直接有關(guān)，并隨生產(chǎn)綱領(lǐng)成正比例變化的費用。在進(jìn)行經(jīng)濟分析時，應(yīng)首先統(tǒng)計出每一方案的工藝成本，再對各方案的工藝成本進(jìn)行比較，以其中成本最低、見效最快的為最佳方案。生產(chǎn)成本實際上包括與工藝過程有關(guān)的費用和與工藝過程無關(guān)的費用兩類。為了選取最佳方案，需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟分析。三、工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析 制訂機械加工工藝規(guī)程時，通常應(yīng)提出幾種方案。目前，在車削和銑削中已廣泛采用機械夾固的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片，既能減少換刀次數(shù)，又減少了刀具的裝卸、對刀和刃磨時間，從而大大提高了生產(chǎn)效率。減少換刀次數(shù)就是要提高刀具或砂輪的耐用度，而減少換刀和調(diào)刀時間是通過改進(jìn)刀具的裝夾和調(diào)整方法，采用對刀輔具來實現(xiàn)的。3．縮短布置工作場地時間布置工作場地時間，主要消耗在更換刀具和調(diào)整刀具的工作上。⑷ 采用兩個相同夾具交替工作的方法 當(dāng)一個夾具安裝好工件進(jìn)行加工時，另一個夾具同時進(jìn)行工件裝卸，這樣也可以使輔助時間與基本時間重合。⑶ 采用主動測量或數(shù)字顯示自動測量裝置 零件在加工中需多次停機測量，尤其是精密零件或重型零件更是如此，這樣不僅降低了生產(chǎn)率，不易保證加工精度，還增加了工人的勞動強度，主動測量的自動測量裝置能在加工中測量工件的實際尺寸，并能用測量的結(jié)果控制機床進(jìn)行自動補償調(diào)整。 ⑵ 采用多工位連續(xù)加工 即在批量和大量生產(chǎn)中，采用回轉(zhuǎn)工作臺和轉(zhuǎn)位夾具，在不影響切削加工的情況下裝卸工件，使輔助時間與基本時間重合。2．縮短輔助時間縮短輔助時間的方法通常是使輔助操作實現(xiàn)機械化和自動化，或使輔助時間與基本時間重合。這種方式常見于銑削和平面磨削中。這種形式的加工常見于滾齒、插齒、龍門刨、平面磨和銑削加工中。⑶ 采用多件加工 多件加工可分順序多件加工、平行多件加工和平行順序多件加工三種形式。磨削方面，近年的發(fā)展趨勢是在不影響加工精度的條件下，盡量采用強力磨削，提高金屬切除率，磨削速度已超過60m／s以上；而高速磨削速度已達(dá)到180m／s以上。近年來國外出現(xiàn)了聚晶金鋼石和聚晶立方氮化硼等新型刀具材料，切削普通鋼材的速度可達(dá)900m／min；加工HRC60以上的淬火鋼、高鎳合金鋼，在980℃時仍能保持其紅硬性，切削速度可在900m／min以上。這里討論提高機械加工生產(chǎn)率的問題，主要從工藝技術(shù)的角度，研究如何通過減少時間定額，尋求提高生產(chǎn)率的工藝途徑。準(zhǔn)終時間對一批工件來說只消耗一次，零件批量越大，分?jǐn)偟矫總€工件上的準(zhǔn)終時間Te／n就越小，其中n為批量。以上四部分時間的總和稱為單件時間Tp，即 Tp= Tb+ Ta+ Tsw+ Tr=TB+ Tsw+ Tr=（1+α+β）TB （118） ⑸ 準(zhǔn)備與終結(jié)時間（Te）：簡稱為準(zhǔn)終時間，指工人在加工一批產(chǎn)品、零件進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時間。 ⑷ 生理和自然需要時間（Tr）：指工人在工作班內(nèi)為恢復(fù)體力和滿足生理需要等消耗的時間。 ⑶ 布置工作場地時間（Tsw）：指為使加工正常進(jìn)行，工人管理工作場地和調(diào)整機床等（如更換、調(diào)整刀具，潤滑機床，清理切屑，收拾工具等）所需時間。 基本時間與輔助時間之和稱為操作時間TB。 ⑵ 輔助時間（Ta）：指為實現(xiàn)工藝過程所必須進(jìn)行的各種輔助動作消耗的時間。對機械加工而言，就是切除金屬所耗費的時間（包括刀具切入、切出的時間）。完成零件一道工序的時間定額稱為單件時間。時間定額是指在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定每個工人完成單件合格產(chǎn)品或某項工作所必需的時間。它是勞動生產(chǎn)率的指標(biāo)。要達(dá)到這一目的，制訂工藝規(guī)程時，還必須對工藝過程認(rèn)真開展技術(shù)經(jīng)濟分析，有效地采取提高機械加工生產(chǎn)率的工藝措施。因此，~。解 根據(jù)題意作出尺寸鏈圖，由尺寸鏈圖可知，+。外圓加工順序安排是：，然后滲碳并淬火，~。⑶ 工序基準(zhǔn)是尚需加工的設(shè)計基準(zhǔn)時的工序尺寸及其公差的計算 從待加工的設(shè)計基準(zhǔn)（一般為基面）標(biāo)注工序尺寸，因為待加工的設(shè)計基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)兩者差一個加工余量，所以這仍然可以作為設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合的問題進(jìn)行解算。由此列豎式：解得：A3=177。由工藝尺寸鏈簡圖可知，組成環(huán)A2和A3是增環(huán)，A1是減環(huán)。（沿用吳拓主編《機械制造工程》（第2版）機械工業(yè)出版社2005年9月圖314）圖120 定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合基本尺寸 ES EI A3 A2 + A1 + A0 100 + 解 據(jù)題意作出工藝尺寸鏈簡圖（b）。例13 加工圖120所示零件， A、B、C面在鏜孔前已經(jīng)過加工，鏜孔時，為方便工件裝夾，選擇A面為定位基準(zhǔn)來進(jìn)行加工，而孔的設(shè)計基準(zhǔn)為C面，顯然，屬于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合。將該尺寸鏈列豎式則為：基本尺寸 上偏差 ES 下偏差 EI x = 60 10 + 0AΣ = 50 0 同樣解得：x = 60mm。這句口訣是：“增環(huán)上、下偏差照抄，減環(huán)上、下偏差對調(diào)并反號”。下面介紹一種用豎式解算尺寸鏈的方法。（沿用吳拓主編《機械制造工程》（第2版）機械工業(yè)出版社2005年9月圖313）圖319 測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合計算上面的尺寸鏈，由于環(huán)數(shù)少，利用尺寸鏈解算公式比較簡便。分析該尺寸鏈可知，尺寸50mm為封閉環(huán)，尺寸10mm為減環(huán)，x為增環(huán)。由于設(shè)計尺寸50mm在加工時無法直接測量，只好通過測量尺寸x來間接保證它。這時就需要進(jìn)行工藝尺寸的換算。寸鏈多屬這種計算形式。③ 中間計算形式：已知封閉環(huán)尺寸和部分組成環(huán)尺寸求某一組成環(huán)尺寸。由于組成環(huán)通常有若干個，所以反計算形式需將封閉環(huán)的公差值按照尺寸大小和精度要求合理地分配給各組成環(huán)。產(chǎn)品設(shè)計的校驗常用這種形式。⑶ 工藝尺寸鏈的計算形式① 正計算形式：已知各組成環(huán)尺寸求封閉環(huán)尺寸。解算時應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對調(diào)、反號。故極值法也稱為極大極小法。① 封閉環(huán)的基本尺寸：封閉環(huán)的基本尺寸等于組成環(huán)環(huán)尺寸的代數(shù)和，即 （112）式中，——封閉環(huán)的的尺寸； ——增環(huán)的基本尺寸； ——減環(huán)的基本尺寸； m ——增環(huán)的環(huán)數(shù)； n ——包括封閉環(huán)在內(nèi)的尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。所謂關(guān)聯(lián)性，是指尺寸鏈中任何一個直接獲得的尺寸及其的變化，都將影響間接獲得或間接保證的那個尺寸及其精度的變化。所謂封閉性，是指尺寸鏈中各尺寸的排列呈封閉形式。根據(jù)上述定義，利用尺寸鏈圖即可迅速判斷組成環(huán)的性質(zhì)，凡與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)即為減環(huán)，而凡與封閉環(huán)箭頭方向相反的環(huán)即為增環(huán)。工藝尺寸鏈一般都用工藝尺寸鏈圖表示。（i）增環(huán)（Ai）：若其他組成環(huán)不變，某組成環(huán)的變動引起封閉環(huán)隨之同向變動，則該環(huán)為增環(huán)。② 組成環(huán)：除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)。① 封閉環(huán)：尺寸鏈中最終間接獲得或間接保證精度的那個環(huán)。（沿用吳拓主編《機械制造工程》（第2版）機械工業(yè)出版社2005年9月圖312）圖118 加工過程中的尺寸鏈2）工藝尺寸鏈的組成 我們把組成工藝尺寸鏈的各個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)。這種由相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列成的尺寸封閉圖形就稱為尺寸鏈。⑴ 工藝尺寸鏈的基本概念1）工藝尺寸鏈的定義 加工圖118所示零件，零件圖上標(biāo)注的設(shè)計尺寸為A1和A0。一方面，由于加工的需要，在工序圖以及工藝卡上要標(biāo)注一些專供加工用的工藝尺寸，工藝尺寸往往不是直接采用零件圖上的尺寸，而是需要另行計算；另一方面，當(dāng)零件加工時，有時需要多次轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，因而引起工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)或測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合。)975=92φ92177。解 從機械工藝手冊查得各工序的加工余量和所能達(dá)到的精度，具體數(shù)值見表19中的第二、三列，計算結(jié)果見表19中的第四、五列。其加工工藝路線為：毛坯—粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜。工序尺寸的公差都按各工序的經(jīng)濟精度確定，并按“入體原則”確定上、下偏差。1．基準(zhǔn)重合時工序尺寸及其公差的計算當(dāng)工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)或測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合，表面多次加工時，工序尺寸及其公差的計算相對來說比較簡單。編制工藝規(guī)程的一個重要工作就是要確定每道工序的工序尺寸及公差。一般只在材料十分貴重或少數(shù)大批、大量生產(chǎn)的工廠中采用。3）分析計算法 根據(jù)理論公式和一定的試驗資料，對影響加工余量的各因素進(jìn)行分析、計算來確定加工余量。一般為了防止余量過小而產(chǎn)生廢品，所估計的余量總是偏大。這是各工廠廣泛采用的方法。確定加工余量的基本原則是：在保證加工質(zhì)量的前提下，加工余量越小越好。加工余量過大，不僅增加機械加工的勞動量、降低生產(chǎn)率，而且增加了材料、刀具和電力的消耗，提高了加工成本；加工余量過小，則既不能消除前道工序的各種表面缺陷和誤差，又不能補償本工序加工時工件的安裝誤差，造成廢品。2．影響加工余量的因素影響加工余量的因素是多方面的，主要有：1）前道工序的表面粗糙度Ra和表面層缺陷層厚度Da； 2）前道工序的尺寸公差Ta； 3）前道工序的形位誤差ρa，如工件表面的彎曲、工件的空間位置誤差等；4）本工序的安裝誤差εb。 ⑵ 總余量：工件由毛坯到成品的整個加工過程中某一表面被切除金屬層的總厚度。式中：Ta——前道工序尺寸的公差；Tb——本工序尺寸的公差；Tz——本工序的余量公差。圖117表示了工序余量與工序尺寸的關(guān)系。保證該工序加工表面的精度和質(zhì)量所需切除的最小金屬層厚度稱為最小余量Zmin。因此，工序余量也是一個變動量。旋轉(zhuǎn)表面的工序余量則是對稱的雙邊余量：對于被包容面： Z=dadb （14）對于包容面： Z=dbda （15）式中：Z——直徑上的加工余量；da——前道工序的加工直徑；db——本工序的加工直徑。如圖116所示。加工余量有工序余量、總余量之分。量具的精度必須與加工精度相適應(yīng)。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應(yīng)符合加工要求。⑵ 刀具的選擇 一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具。應(yīng)根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求等選擇工藝裝備。此外，選擇設(shè)備時還應(yīng)考慮：1）機床精度與工件精度相適應(yīng)；2）機床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應(yīng)；3）選擇的機床應(yīng)與現(xiàn)有加工條件相適應(yīng)，如設(shè)備負(fù)荷的平衡狀況等；4）如果沒有現(xiàn)成設(shè)備供選用，經(jīng)過方案的技術(shù)經(jīng)濟分析后，也可提出專用設(shè)備的設(shè)計任務(wù)書或改裝舊設(shè)備。 第七節(jié) 工序內(nèi)容的設(shè)計一、設(shè)備及工藝裝備的選擇1．設(shè)備的選擇確定了工序集中或工序分散的原則后，基本上也就確定了設(shè)備的類型。對于重型零件，為了減少裝卸運輸工作量，工序應(yīng)適當(dāng)集中；而對于剛性較差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當(dāng)分散。3．工序集中與工序分散的選擇工序集中與工序分散各有利弊，如何選擇，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品的生產(chǎn)類型、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求、各工序的生產(chǎn)節(jié)拍，進(jìn)行綜合分析后選定。如批量小時，為簡化生產(chǎn)計劃，多將工序適當(dāng)集中，使各通用機床完成更多表面的加工，以減少工序數(shù)目；而批量較大時就可采用多刀、多軸等高效機床將工序集中。3）對操作工人的技術(shù)水平要求較低；4）設(shè)備和工藝裝備數(shù)量多、操作工人多、生產(chǎn)占地面積大。 2）減少了裝夾次數(shù)，易于保證各表面間的相互位置精度，還能縮短輔助時間； 3）工序數(shù)目少，機床數(shù)量、操作工人數(shù)量和生產(chǎn)面積都可減少，節(jié)省人力、物力，還可簡化生產(chǎn)計劃和組織工作； 4）工序集中通常需要采用專用設(shè)備和工藝裝備，使得投資大，設(shè)備和工藝裝備的調(diào)整、維修較為困難，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品較麻煩。