加工余量与尺寸链

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1、影响加工余量的因素：,上道工序加工表面的表面质量,上道工序的尺寸公差 Ta,上道工序的位置误差a,本道工序的安装误差b,加工余量的确定：,分析计算法：,对双边余量：,对单边余量：,查表法：,经验法：,镗孔加工余量表（九）,拟定加工路线：,粗车,半精车,淬火,粗磨,精磨,研磨,确定各工序的加工余量：,查表法：,研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精磨：0.1mm 半精车：1.1mm，粗车：4.5mm 可得：Z总=6.01mm,圆整取： Z总= 6 mm 则取粗车余量：4.49 mm,工序间尺寸公差的确定,确定各工序的经济精度及表面粗糙度: 按“入体原则”分配偏差,查表: 研磨：,精磨：,粗磨：

2、,半精车：,粗车：,毛坯：2mm,工序间尺寸公差的确定,计算工序间尺寸、公差,研磨：50,精磨：50+0.01=50.01,粗磨：50.01+0.1=50.11,半精车：50.11+0.3=50.41,粗车：50.41+1.1=51.51,锻造毛坯：51.51+4.49=56,第五节 工艺尺寸链计算,尺寸链的概念：,在零件的加工过程中和机械装配过程中，常常遇到彼此互相连接并构成封闭图形的一组尺寸，其中有一个尺寸的精度决定于其他所有尺寸的精度。这样的一组尺寸构成所谓的尺寸链。,1.尺寸链的分类(1)出现在零件中，称之为零件尺寸链(2)由工艺尺寸组成，称之为工艺尺寸链(3)出现在装配中，称之为装配

3、尺寸链,2. 尺寸链的含义尺寸链的含义包含两个意思： (1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并且是按照一定顺序首尾相接的。(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。,二、工艺尺寸链的组成：,工艺尺寸链由一个封闭环和若干个组成环构成,封闭环：,在加工过程中最后形成（间接获得）的尺寸。记为：A0,注意： 一个尺寸链中只能有一个封闭环； 封闭环的精度决定于其他环的精度； 要求保证的尺寸(设计尺寸)为封闭环或不要求保证的尺寸(非设计尺寸)为封闭环的说法都是错误的；,封闭环,设计尺寸,(1) 由于封闭环是最后形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。 (2) 封闭环的

4、尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。,封闭环的特点：,二、工艺尺寸链的组成：,组成环：,在加工过程中直接获得的尺寸。记为：Ai,增环：,在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭环的尺寸增加，则该环为增环。记为：,减环：,在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭环的尺寸减少，则该环为减环。记为：,判别方法：在尺寸链图上，按连续的单箭头来表示，箭头方向与封闭环相同则为减环，相反则为增环。,举例:,三、尺寸链的分类,1.按不同生产过程来分(1) 工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。(2) 装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相

5、关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。(3) 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。,(3) 空间尺寸链: 尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。,2按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:,(1) 直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。,(2) 平面尺寸链: 尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。,3按照构成尺寸链各环的几何特征，可分为：(1) 长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。(2) 角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。,

6、4按照尺寸键的相互联系的形态，又可分为：（1）独立尺寸链：所有构成尺寸链的环，在同一尺寸链中。,（2）相关尺寸链：具有公共环的两个以上尺寸链组。即构成尺寸链中的一个或几个环，分布在两个或两个以上的尺寸链中。,按其尺寸联系形态，又可分为并联、串联、混联三种。,并联,串联,混联,公共环同属于不同尺寸链中，公共环尺寸及公差改变将同时影响各个尺寸链，所以，在解尺寸链时，一般不轻易改变公共环尺寸。,(1) 极值解法：这种方法又叫极大极小值解法。它是按误差综合后的两个最不利情况，即各增环皆为最大极限尺寸而各减环皆为最小极限尺寸的情况；以及各增环皆为最小极限尺寸而备减环皆为最大极限尺寸的情况，来计算封闭环极

7、限尺寸的方法。,尺寸链的计算方法，有如下两种：,(2) 概率解法：又叫统计法。应用概率论原理来进行尺寸键计算的一种方法。如算术平均、均方根偏差等。,三、尺寸链的计算方法：,三、尺寸链的计算方法：,极值法：,m：增环数，n：尺寸链总环数,三、尺寸链的计算方法：,如用平均尺寸标注：,组成环的平均尺寸：,封闭环的平均尺寸：,三、尺寸链的计算方法：,概率法：,正态分布：,非正态分布：,ki=1.21.7,四、计算举例：,正计算：已知各组成环的尺寸Ai，求A0,正计算：根据各组成环基本尺寸及公差（或偏差），来计算封闭环的基本尺寸及公差（或偏差），称为“尺寸链的正计算”。这种计算主要用在审核图纸，验证设计

8、的正确性。,例： 设计尺寸如图所示，加工过程如下： 以A为基准铣B面，达到工序尺寸： 以A为基准铣C面，达到工序尺寸：,验证：能否满足设计尺寸的要求。,2反计算：已知封闭环，求组成环 根据设计要求的封闭环基本尺寸及公差（或偏差），反过来计算各组成环基本尺寸及公差（或偏差），称为“尺寸链的反计算”。,如齿轮零件轴向尺寸加工，采用的工序如图，现需控制幅板厚度10土0.15，如何控制L1、L2、L3,四、计算举例：,正计算：已知各组成环的尺寸Ai，求A0 反计算：已知A0，求各组成环尺寸Ai 中间计算：已知A0 及部分Ai，求其余的组成环,四、计算举例：,例1 设计尺寸如图所示，加工过程如下： 以A

9、为基准铣B面，达到工序尺寸： 以A为基准铣C面，达到工序尺寸：,验证：能否满足设计尺寸的要求。,正计算：,四、计算举例：,反计算：,已知：,求：A1、A2的尺寸,求各组成环的平均公差：,根据平均公差和制造工艺的复杂程度确定各组成环的公差：,取： TA1=0.2，TA2=0.15,分配各组成环的偏差：,验算：ESA0=0.2-(-0.15)=0.35，EIA0=0-0=0,取其中一个组成环为协调环，按尺寸链的关系式计算：,验算：,基准不重合时的工序尺寸计算：,设计基准与定位基准不重合的工序尺寸计算：,根据极值解法公式： L0=L1+L2-L3 10=L1+30-60 L1=40,ESL0=ESL

10、1+ESL2-EIL3 0.18=ESL1+0.04-(-0.05) ESL1=+0.09,EIL0=EIL1+EIL2-ESL3 0=EIL1+0-0.05 EIL1=+0.05,基准不重合时的工序尺寸计算：,测量基准与设计基准不重合的工序尺寸计算：,如图所示设计尺寸： 加工时通过测量L1尺寸控制台肩位置。求： L1=？,根据极值解法公式： L1=40-10=30 mm ESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14 mm EIL1=ESL2-ESL0=0-0=0 mm,工序间尺寸和公差的计算：,工序基准是尚待继续加工的设计基准时的中间工序尺寸计算：,如图所示加工过程如下：

11、 镗孔至 插键槽，工序尺寸A1 热处理 磨内孔至 ，同时保证 设计尺寸 。,A0=A1+A3-A2 A1=A0+A2-A3=43.6+19.8-20=43.4 ESA0=ESA1+ESA3-EIA2 ESA1=0.315 EIA0=EIA1+EIA3-ESA2 EIA1=0.05,在尺寸链（1）中： Z为封闭环。 Z=20-19.8=0.2 ESZ=0.025-0=0.025 EIZ=0-0.05=-0.05,在尺寸链（2）中： 43.6尺寸为封闭环,A1、Z为增环 依据尺寸链计算式可求出：,工序间尺寸和公差的计算：,为了保证应有的渗碳或渗氮层深度的工序尺寸计算：,图示零件：内孔表面F要求渗碳

12、，渗碳层厚度为0.30.5mm。加工过程如下： 磨内孔至 渗碳，厚度为。 磨内孔至尺寸 并保证渗 碳层厚度0.30.5mm。,求： =？,2. 零件进行表面工艺时的工序尺寸换算,机器上有些零件如手柄、罩壳等需要进行镀铬、镀铜、镀锌等表面工艺，目的是为美观和防锈，表面没有精度要求，所以也没有工序尺寸换算的问题；但有些零件则不同，不仅在表面工艺中要控制镀层厚度，也要控制镀层表面的最终尺寸，这就需要用工艺尺寸链进行换算了。计算方法按工艺顺序而有些不同。,例1：大量生产中，一般采用的工艺：车磨镀层。,图（a）中圆环，外径镀铬，要求保证尺寸 ，并希望镀层厚度0.0250.04（双边为0.050.08），

13、求镀前尺寸 。,机械加工时，控制镀前尺寸和镀层厚度（由电镀液成份及电镀时参数决定）直接获得，而零件尺寸是镀后间接保证的，所以它是封闭环。,列出如图工艺尺寸链，解之得：,解：,A280.0827.92,00 sA sA0 -0.045-0.03+ xA xA0.015,即：镀前尺寸为,例2：单件、小批生产中,由于电镀工艺不稳定，或由于对镀层的精度、表面粗糙度要求很高时，大量生产中采用的工艺：车磨镀层工艺不能满足要求。故采用工艺：车磨镀层磨。,图中圆环，外径镀铬，要求保证尺寸 ，Ra为0.2，仍希望镀层厚度0.0250.04（双边为0.050.08），求镀前尺寸 。,00 xA xA0 -0.03

14、0.03 sA xA0.016,A280.0827.92,即：镀前尺寸为,解：根据已知条件，绘出尺寸链,100.1,综合举例:,图示零件，轴向设计尺寸分别为A1=50、A2=20、A3=10，加工过程如下： 以C面为基准车A面、D面，余量分别为Z1=3mm、Z2=5mm。 以A为基准车C、B面，余量为Z3=Z4=3mm。 以B为基准磨A面，余量为Z5=0.2mm，保证A1、A2、A3三个尺寸。 求解各工序尺寸。,综合举例:,已知：A20=A2= ， A30=A3= 求各组成环尺 寸。属反计算问题。, TA13=0.25 TA30=0.15 需修改组成环尺寸。,求基本尺寸:A12=A13+Z5=

15、50+0.2=50.2mm A30=A3=10mm，A21=A22+Z3=A20+Z5+Z3=23.2mm A30=A13+A21-A12-A31，求出：A31=13 mm,求平均公差：,取：TA13=TA12=TA31=0.04,TA21=0.03,按入体原则分配偏差： 取：A12为协调环。,综合举例:,由式：ESA30=ESA13+ESA21-EIA12-EIA31 求出：EIA12=0 由式：EIA30=EIA13+EIA21-ESA12-ESA31 求出：ESA12=+0.04,由式：A20=A22+A13-A12，求出：A22=20.2 由式：ESA20=ESA22+ESA13-EI

16、A12 求出：ESA22=0 由式：EIA20=EIA22+EIA13-ESA12 求出：EIA22=-0.05,综合举例:,核算加工余量:,由以上两个尺寸链求出:,显然不会发生余量不够的现象,第六节 时间定额及劳动生产率,时间定额：,在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。,式中：Td：完成一个工序的单件时间定额； Tj：基本切削时间； Tf：辅助时间； Tb：布置工作地时间； Tx：休息时间； Tzz：准备终结时间；,劳动生产率：,指一个工人在单位时间内生产出合格品的数量。记为：Q,提高劳动生产率的措施：,减少基本时间： 提高切削用量； 多件加工； 合并工步; 减少工作行程； 采用新技术、新工艺,提高劳动生产率的措施：,减少辅助时间： 采用先进的夹具； 连续加工; 多工位加工； 自动化加工； 采用主动测量或数字显示自动测量装置,减少服务时间: 减少对刀、换刀时间； 加强管理及时供应毛坯、工具等；,提高劳动生产率