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1、第七章 机械加工工艺规程的制定 第三节 工序具体内容的确定 加工余量及工序尺寸 设备与工艺装备 切削用量 时间定额 第三节 工序具体内容的确定 一、加工余量及工序尺寸 一、加工余量及工序尺寸 1.加工余量 加工余量 Z 加工总余量 Z0 工序余量 Zi 工序余量 Zi 轴：Zi = di1 di 孔：Zi = Di Di1 轴 孔 工序余量 Zi 加工B面：Z1 = A0 A1 加工C面： Z2 = A1 A2 外表面 B C 加工总余量 Z0 式中 n某一表面的工序（或工步）数目。 一、加工余量及工序尺寸 2.工序尺寸及偏差 2.工序尺寸及偏差 对于轴类零件的外尺寸：工序尺寸偏差取单向负偏差
2、 （h），工序的基本尺寸等于最大极限尺寸，如， 对于孔类等零件的内尺寸：工序尺寸偏差取单向正偏 差（H），工序的基本尺寸等于最小极限尺寸，如 ， 对于毛坯的制造偏差：取正负偏差。 2.工序尺寸及偏差 图7-16 工序尺寸与余量间的关系 粗 车 半 精 车 精 车 毛 坯 i 3.工序余量的确定 经验法 查表法 分析计算法 影响加工余量的因素： 图7-17 上工序尺寸公差Ti1 的影响 1）上工序的尺寸公差Ti1、形状公差fi1和位置公差 wi1 （与定位有关）； 影响加工余量的因素： 图7-18 直线度误差对加工精度 的影响 1）上工序的尺寸公差Ti1、形状公差fi1和位置公差 wi1 （与定
3、位有关）； 0.05 影响加工余量的因素： 2）上工序加工表面的粗糙度Ri1以及表面缺陷层的深 度Hi1 ； 图7-19 上工序表面粗糙度和缺陷层的影响 影响加工余量的因素： 图7-20 三爪卡盘的装夹误差 3）本工序的装夹误差 i，包括定位误差和夹紧误差。 3.工序余量的确定 对于平面加工的单边余量： Zi=Ti1+fi1+wi-1+Ri1+Hi1+ i 对于外圆和内孔加工的双边余量： Zi=Ti1+2（fi1+wi-1+Ri1+Hi1+ i ） 3.工序余量的确定 用浮动镗刀镗孔或用圆拉刀拉孔时： Zi=Ti1+2（Ri1+Hi1 ） 对于研磨、超精加工等光整加工工序： Zi=2Ri1 4
4、. 简单工序尺寸及公差的确定 图7-21 小轴 例：如图所示小轴零件，毛坯为普通精度的热轧圆钢 ，装夹在车床前、后顶尖间加工，主要工序；下料 车端面钻中心孔粗车外圆精 车外圆磨削外圆。 表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车 粗车车 毛坯 表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车 粗车车 毛坯3.0I
5、T14 1.0 28 0.5 表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削0.3IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车0.8 粗车车 毛坯3.0IT14 1.026.1+1.9=28.0 28 0.5 表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削0.3IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车0.8 粗车车1.9 毛坯3.0IT14 1.0 28 0.5 表7-11 工序尺寸及公差的计算（
6、单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削0.3IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车0.8IT10 0.084 粗车车1.9IT12 0.210 毛坯3.0IT14 1.0 28 0.5 表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削0.3IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车0.8IT10 0.08425+0.3=25.3 粗车车1.9IT12 0.21025.3+0.8=26.1 毛坯3.0IT14 1.026.
7、1+1.9=28.0 28 0.5 表7-11 工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 磨削0.3IT7 0.02125.0025.00 -0.021 精车车0.8IT10 0.08425+0.3=25.325.30 -0.084 粗车车1.9IT12 0.21025.3+0.8=26.126.10 -0.210 毛坯3.0IT14 1.026.1+1.9=28.0 28 0.5 某齿轮内孔工序尺寸及公差的计算（单位：mm） 工序 名称 工序 余量 工序经济经济 加工精度 工序基本尺寸工序尺寸及偏差 精镗镗0.3IT7 0
8、.02548.0048.0+0.025 0 半精 镗镗 1.0IT9 0.06248.0-0.3=47.747.7 + 0.062 0 粗镗镗1.7IT12 0.25047.7-1.0=46.746.7+0.250 0 毛坯3.0IT15 1.046.7-1.7=45.0 45 0.5 二、工艺装备的选择 工艺装备： 机床、夹具、量具、刀具、辅具 1.机床的选择 (1) 机床的尺寸规格要与被加工的零件尺寸相适； (2) 机床精度要与被加工零件的加工要求相适应； (3) 机床的生产率与被加工零件的生产纲领相适应； (4) 机床的选用要考虑节省投资和适当考虑生产的发展; (5) 改（扩）建车间，要
9、充分利用原有设备。 2.机床夹具的选择 机床夹具的选择主要考虑生产类型。 （1）单件小批量生产应尽量选用通用夹具； （2）大批大量生产时，应采用高生产效率的专用 机床夹具； 此外，夹具的精度应与零件的加工精度相适应 。 3.刀具的选择 刀具的选择主要取决于： 工序所采用的加工方法 加工表面的尺寸大小 工件材料 要求的加工精度 表面粗糙度 生产率 经济性 在选择时应尽量采用标准刀具。 4.量具的选择 量具的选择主要根据生产类型和要求的检验精度进行。 对于尺寸误差： 1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等 ）； 2）成批生产多采用极限量规； 3）大量生产多采用自动化程度高的量仪
10、，如电动或气动量仪等。 对于形位误差： 1) 在单件小批生产中，一般采用通用量具（百分表，千分表等）， 也有采用三坐标测量机的； 2）在成批大量生产中，多采用专用检具。 三、切削液的选择 1.切削液的作用 （1）冷却作用 （2）润滑作用 （3）清洗作用 三、切削液的选择 2.切削液的种类 （1）水溶液 （2）乳化液 （3）切削油 3.切削液的选用 (1) 按加工性质选用： 1) 粗加工时，应选用以冷却为主的水溶液或乳化液 ； 2) 精加工时，应选用润滑为主的极压切削油或高浓 度的极压乳化液。 3) 钻削、铰削、拉削和深孔加工时，应选用粘度较 小的极压水溶液、极压乳化液和极压切削油，并应 加大流
11、量和压力。 3.切削液的选用 (2) 按刀具材料选用： 1) 高速钢刀具粗加工，用极压水溶液或极压乳化液。 高速钢刀具精加工，用极压乳化液或极压切削油， 以减小摩擦，提高表面质量和精度，延长刀具寿命 。 2) 硬质合金刀具高速切削，一般，不使用切削液； 3) 使用立方氮化硼刀具或砂轮时，不宜使用水质切削 液。 3.切削液的选用 (3) 按工件材料选用 要注意以下几点： 1) 铸铁、黄铜及硬铝等脆性材料，由于切屑碎末会堵 塞冷却系统，容易使机床磨损，一般不加切削液。 但精加工时为了降低表面粗糙度，可采用粘度较小 的煤油或7%10%乳化液。 2) 切削有色金属和铜合金时，不宜采用含硫的切削液 ，以
12、免腐蚀工件。 3) 切削镁合金时，不能用油质切削液，以免燃烧起火 。 四、时间定额的确定 什么是时间定额？ 1.时间定额的组成 图7-22 车削外圆的基本时间 （1）基本时间tm（单位：min） 1.时间定额的组成 （2）辅助时间ta（单位：min） 如: 装卸工件、 开停机床、 改变切削用量、 进退刀具、 测量工件等 1.时间定额的组成 （2）辅助时间ta（单位：min） 如: 装卸工件、 开停机床、 改变切削用量、 进退刀具、 测量工件等 基本时间+辅助时间=工序作业时间 1.时间定额的组成 （3）布置工作地时间ts（单位：min） 如：更换刀具、 润滑机床、 清理切屑、 收拾工具等 布置
13、工作地时间ts=工序作业时间% 1.时间定额的组成 （4）休息与生理需要时间tr（单位 ：min） 休息与生理需要时间=工序作业时间% 上述四部分的时间之和称为单件工时，即 1.时间定额的组成 （5）准备与终结时间tsu（单位：min ） 2、提高生产率的措施 (1) 缩短基本时间： 1）采用精铸、精锻的毛坯件，实施无切屑或少 切屑加工； 2）合理选择切削条件，确定合理的切削用量； 3）采用多刀多刃切削，多件同时加工； 4） 缩短工作行程； 5）在可行条件下，采用先进切削技术，如高速 切削、强力切削与大进给切削等。 2、提高生产率的措施 (2) 缩短辅助时间： 1）采用高度自动化的机床或数控机
14、床； 2）采用先进的检测设备，实施在线主动检 测； 3）采用连续加工，如采用带回转工作台的 组合机床或者在万能机床上设置多工位夹 具，使装卸时间和加工时间相重合。 2、提高生产率的措施 (3) 合理采用先进制造技术（AMT），例如 CAPP、CAM、GT及CIMS等。 (4) 合理采用科学管理模式，提高管理效 率和劳动生产率，使制造系统管理组织机 构合理化，使制造系统以最优化的方式运 行。 五、切削用量的合理选择 什么是合理的切削用量？ 它是指在保证加工质量的前提下，充 分利用刀具和机床的性能，能获得高 的生产率和低的加工成本的切削用量 。 五、切削用量的合理选择 1. 切削用量选择的原则 （1）asp、f、vc对切削生产率的影响 材料切除率 P17 Q = 1000 vc asp f （mm3/s） （2）asp、f、vc对表面粗糙度的影响 表面粗糙度 进给量f 影响最大 切削速度vc次之 被吃刀量asp影响最小 （3）asp、f、vc对刀具寿命的影响 刀具寿命：P103 五、切削用量的合理选择 1.切削用量选择的原则 在机床、刀具、工件的强度以及工艺 系统刚性允许的条件下: 1)首先选择尽可能大的背吃刀量asp ; 2)其次选择在加工条件和加工要求限制下 允许的进给量f; 3)最后再按刀具寿命的要求确定一个合适 的切削速度vc。 五
