【正文】 相適應；2）機床規(guī)格與工件的外形尺寸相適應；3）選擇的機床應與現(xiàn)有加工條件相適應，如設備負荷的平衡狀況等；4）如果沒有現(xiàn)成設備供選用，經(jīng)過方案的技術經(jīng)濟分析后，也可提出專用設備的設計任務書或改裝舊設備。2．工藝裝備的選擇 工藝裝備選擇的合理與否，將直接影響工件的加工精度、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。應根據(jù)地生產(chǎn)類型、具體加工條件、工件結構特點和技術要求等選擇工藝裝備。⑴ 夾具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應首先采用各種通用夾具和機床附件，如卡盤、機床用平口虎鉗、分度頭等；對于大批和大量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率應采用專用高效夾具；多品種中、小批量生產(chǎn)可采用可調夾具或成組夾具。⑵ 刀具的選擇 一般優(yōu)先采用標準刀具。若采用機械集中，則可采用各種高效的專用刀具、復合刀具和多刃刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級應符合加工要求。⑶ 量具的選擇 單件、小批生產(chǎn)應廣泛采用通用量具，如游標卡尺、百分尺和千分表等；大批、大量生產(chǎn)應采用極限量塊和高效的專用檢驗夾具和量儀等。量具的精度必須與加工精度相適應。二、加工余量的確定1．加工余量的基本概念加工余量是指在加工中被切去的金屬層厚度。加工余量有工序余量、總余量之分。⑴ 工序余量：相鄰兩工序的工序尺寸之差。如圖116所示。（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310）圖116 加工余量 計算工序余量Z時，平面類非對稱表面，應取單加余量：對于外表面： Z=ab （12）對于內表面： Z=ba （13）式中：Z——本工序的工序余量； a——前道工序的工序尺寸； b——本工序的工序尺寸。旋轉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。由于工序尺寸有公差，故實際切除的余量大小不等。因此，工序余量也是一個變動量。當工序尺寸用用尺寸計算時，所得的加工余量稱為基本余量或者公稱余量。保證該工序加工表面的精度和質量所需切除的最小金屬層厚度稱為最小余量Zmin。該工序余量的最大值則稱為最大余量Zmax。圖117表示了工序余量與工序尺寸的關系。（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311）圖117 工序余量與工序尺寸及其公差的關系工序余量和工序尺寸及公差的關系式如下： Z=Zmin+Ta （16） Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+ Tb （17）由此可知，Tz=ZmaxZmin=（Zmin+Ta+ Tb）Zmin =Ta+ Tb （18） 即：余量公差等于前道工序與本工序的尺寸公差之和。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。為了便于加工，工序尺寸公差都按“入體原則”標注，即被包容面的工序尺寸公差取上偏差為零；包容面的工序尺寸公差取下偏差為零；而毛坯尺寸公差按雙向布置上、下偏差。 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。即Z總 = Z1 + Z2 + …… + Zn （19）式中： Z總 ——加工總余量； Z Z2 …… Zn ——為各道工序余量。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。因此，本工序的加工余量必須滿足：對稱余量： Z ≥2（Ra + Da）+ Ta + 2 | ρa + εb | （110）單邊余量： Z ≥（Ra + Da + Ta + | ρa + εb | （111）3．加工余量的確定加工余量的大小對工件的加工質量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大影響。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。因此，應合理地確定加工余量。確定加工余量的基本原則是：在保證加工質量的前提下，加工余量越小越好。 實際工作中，確定加工余量的方法有以下三種： 1）查表法 根據(jù)有關手冊提供的加工余量數(shù)據(jù)，再結合本廠生產(chǎn)實際情況加以修正后確定加工余量。這是各工廠廣泛采用的方法。 2）經(jīng)驗估計法 根據(jù)工藝人員本身積累的經(jīng)驗確定加工余量。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。常用于單件、小批量生產(chǎn)。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行分析、計算來確定加工余量。這種方法較合理，但需要全面可靠的試驗資料，計算也較復雜。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。三、工序尺寸及其公差的確定工件上的設計尺寸一般都要經(jīng)過幾道工序的加工才能得到，每道工序所應保證的尺寸稱為工序尺寸。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。在確定工序尺寸及公差時，存在工序基準與設計基準重合和不重合兩種情況。1．基準重合時工序尺寸及其公差的計算當工序基準、定位基準或測量基準與設計基準重合，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。其計算順序是：先確定各工序的加工方法，然后確定該加工方法所要求的加工余量及其所能達到的精度，再由最后一道工序逐個向前推算，即由零件圖上的設計尺寸開始，一直推算到毛坯圖上的尺寸。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。例11 某主軸箱體主軸孔的設計要求為Φ100H7，Ra=。其加工工藝路線為：毛坯—粗鏜—半精鏜—精鏜—浮動鏜。試確定各工序尺寸及其公差。解 從機械工藝手冊查得各工序的加工余量和所能達到的精度，具體數(shù)值見表19中的第二、三列，計算結果見表19中的第四、五列。表19 主軸孔工序尺寸及公差的計算工序名稱工序余量工序的經(jīng)濟精度工序基本尺寸工序尺寸及公差浮動鏜100，Ra=精鏜=，Ra= μm半精鏜=，Ra= μm粗鏜5=97，Ra= μm毛坯孔8(177。)975=92φ92177。2．基準不重合時工序尺寸及其公差的計算加工過程中，工件的尺寸是不斷變化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后達到滿足零件性能要求的設計尺寸。一方面，由于加工的需要，在工序圖以及工藝卡上要標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，當零件加工時，有時需要多次轉換基準，因而引起工序基準、定位基準或測量基準與設計基準不重合。這時，需要利用工藝尺寸鏈原理來進行工序尺寸及其公差的計算。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，零件圖上標注的設計尺寸為A1和A0。當用零件的面1來定加工面2，得尺寸A1，仍以面1定位加工面3，保證尺寸A2，于是A A2和 A0就形成了一個封閉的圖形。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。由單個零件在工藝過程中的有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。（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)。這些環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(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)。每個尺寸鏈中必有一個，且只有一個封閉環(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)。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。（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)。（ii）減環(huán)（Aj）：若其他組成環(huán)不變，某組成環(huán)的變動引起封閉環(huán)隨之異向變動，則該環(huán)為減環(huán)。工藝尺寸鏈一般都用工藝尺寸鏈圖表示。建立工藝尺寸鏈時，應首先對工藝過程和工藝尺寸進行分析，確定間接保證精度的尺寸，并將其定為封閉環(huán)，然后再從封閉環(huán)出發(fā)，按照零件表面尺寸間的聯(lián)系，用首尾相接的單向箭頭順序表示各組成環(huán)，這種尺寸圖就是尺寸鏈圖。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，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)。3）工藝尺寸鏈的特性 通過上述分析可知，工藝尺寸鏈的主要特性是封閉性和關聯(lián)性。所謂封閉性，是指尺寸鏈中各尺寸的排列呈封閉形式。沒有封閉的不能成為尺寸鏈。所謂關聯(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。⑵ 工藝尺寸鏈計算的基本公式 工藝尺寸鏈的計算方法有兩種，即極值法和概率法，這里僅介紹生產(chǎn)中常用的極值法。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)在內的尺寸鏈的總環(huán)數(shù)。② 封閉環(huán)的極限尺寸：封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。故極值法也稱為極大極小法。即 （113） （114）③ 封閉環(huán)的上偏差與下偏差：封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和，即 （115）封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和，即 （116）④ 封閉環(huán)的公差：封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和，即 （117） ⑤ 計算封閉環(huán)的豎式：封閉環(huán)時還可列豎式進行解算。解算時應用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對調、反號。即：環(huán)的類型基本尺寸上偏差 ES下偏差 EI增 環(huán) + A1ESA1EIA1+ A2ESA2EIA2減 環(huán) A3 EIA3 ESA3 A4 EIA4 ESA4封閉環(huán) ESAΣEIAΣ具體計算過程請參照后面的實例。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。其計算結果是唯一的。產(chǎn)品設計的校驗常用這種形式。② 反計算形式：已知封閉環(huán)尺寸求各組成環(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)品設計常用此形式。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。該方法應用最廣，常用于加工過程中基準不重合時計算工序尺寸。寸鏈多屬這種計算形式。 3．工藝尺寸鏈的分析與解算⑴ 測量基準與設計基準不重合時的工藝尺寸及其公差的確定 在工件加工過程中，有時會遇到一些表面加工之后，按設計尺寸不便直接測量的情況，因此需要在零件上另選一容易測量的表面作為測量基準進行測量，以間接保證設計尺寸的要求。這時就需要進行工藝尺寸的換算。例12 加工圖119所示軸承座，設計尺寸為50mm和10mm。由于設計尺寸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。尺寸50mm、10mm和x就形成了一工藝尺寸鏈。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)。尺寸鏈圖如下： AΣ= x=60解 利用尺寸鏈的解算公式可知，x = 50 + 10 = 60mmESx= 0 +（）= EIx = – 0 = 因此，x = 60mm。（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 測量基準與設計基準不重合計算上面的尺寸鏈