机械制造工艺学第四章机械加工工艺规程设计

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1、加工余量、工序尺寸及公差的确定加工余量、工序尺寸及公差的确定工艺路线的制定工艺路线的制定工艺尺寸链工艺尺寸链第四章机械加工工艺规程设计第四章机械加工工艺规程设计概 述概 述时间定额和提高生产率的工艺途径时间定额和提高生产率的工艺途径工艺方案的比较与技术经济分析工艺方案的比较与技术经济分析数控加工工序数控加工工序成组技术成组技术计算机辅助工艺过程设计计算机辅助工艺过程设计第一节概 述第一节概 述机械加工工艺规程机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关生产人员都应严格执行，认真贯彻的纪律性文件。一、机械加工工艺规程的作用一、机械加工工艺规程的作用1、根据

2、机械加工工艺规程进行生产准备。2、机械加工工艺规程是生产计划、调度，工人的操作、质量检验等的依据。3、新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。二、机械加工工艺规程的格式二、机械加工工艺规程的格式1、采用普通加工方法的单件小批生产，只须填写简单的机械加工工艺过程卡片。2、在中批生产中，多采用较详细的机械加工工艺卡片。3、大批大量生产类型要求有严格、细致的组织工作，因此各工序都要填写工序卡片。1）可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。2）必须满足生产纲领的要求。3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产。5）积极采用先

3、进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。三、三、机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则 、步骤和内容机械加工工艺规程设计原则 、步骤和内容1、机械加工工艺规程的设计原则产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况2、制定机械加工工艺规程所需原始资料1）阅读装配图和零件图了解产品的用途、性能和工作条件，熟悉零件在产品中的地位和作用，明确零件的主要技术要求。2）工艺审查审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统

4、一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。零件结构工艺性是指在满足使用要求的前提下，制造该零件的可行性和经济性。应予以高度重视。3、机械加工工艺规程设计步骤a）孔距箱壁太近： 需加长钻头才能加工钻头在圆角处容易引偏b）加长箱耳，不需加长钻头即可加工c）结构上允许，将箱耳设计在某一端，不需加长箱耳几种零件的结构工艺性举例a）a）车螺纹时，螺纹根部不易清根，且工人操作紧张，易打刀b）b）b）留有退刀槽，可使螺纹清根，工人操作相对容易，可避免打刀c）插齿无退刀空间，小齿轮无法加工c）d）d）留出退刀空间，小齿轮可以插齿加工a）两端轴颈需磨削加工，但砂轮圆角不能清根b）留有退刀槽，磨削时

5、可以清根a）锥面磨削加工时易碰伤圆柱面，且不能清根b）留出砂轮越程空间，可方便地对锥面进行磨削加工a）斜面钻孔，钻头易引偏b）结构允许，留出平台，可避免钻头偏斜a）孔壁出口处有台阶面，钻孔时钻头易引偏，易折断b）结构允许，内壁出口处作成平面，钻孔位置容易保证a）加工面高度不同，需两次调整加工，影响加工效率b）加工面在同一高度，一次调整可完成两个平面加工a）键槽方向不一致，需两次装夹才能完成加工b）键槽方向一致，一次装夹即可完成加工各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形状机械性能适用生产类型型材型材焊接件砂型铸造自由锻造普通模锻钢模铸造精密锻造压力铸造熔模铸

6、造冲压件粉末冶金件工程塑料件13级以下13级以下1115101281181171081079911大一般大大一般较小较小小很小小很小较小各种材料钢材铸铁,铸钢,青铜钢材为主钢,锻铝,铜等铸铝为主钢材,锻铝等铸铁,铸钢,青铜铸铁,铸钢,青铜钢铁,铜,铝基材料工程塑料小型大、中型各种尺寸各种尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型为主各种尺寸中、小尺寸中、小尺寸简单较复杂复杂较简单一般较复杂较复杂复杂复杂复杂较复杂复杂较好有内应力差好好较好较好较好较好好一般一般各种类型单件单件小批单件小批中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量大 批 量中、大批量中、大批量3)熟悉或确定毛坯确定毛坯的依据是

7、零件在产品中的作用和生产纲领零件本身的结构。4）拟定机械加工工艺路线选择定位基准、确定加工方法、安排加工顺序以及安排热处理、检验和其他工序等5 5）确定满足各工序要求的工艺装备 包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。 工艺装备的选择在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，应与生产批量和生产节拍相适应，并应充分利用现有条件，以降低生产准备费用。 对必须改装或重新设计的专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书。6）确定各主要工序的技术要求和检验方法7）确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差8）确定切削用量9）确定时间定额10）填写工艺文件回首页在加工时用于

8、工件定位的基准称为定位基准。用未经机械加工表面作为定位基准，称为粗基准。零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。如用作轴类零件定位的顶尖孔，用作壳体类零件定位的工艺孔或工艺凸台等。粗基准用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。精基准附加基准第二节工艺路线的制订第二节工艺路线的制订工艺凸台A向A辅助基准一、一、定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择定位基准的选择a）b）c）a）b）c）粗基准选择比较1、粗基准的选择粗基准的选择将影响加工面与不加工面的相互位置，或影响到加工余量的分配。1、粗基准的选择粗基准的选择将影响加工面与不加工面的相互位置，或影响到加工余量的分配。保证相互位置

9、要求原则如果首先要求保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。余量均匀分配原则如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序2选择粗基准的原则选择粗基准的原则便于工件装夹原则要求选用的粗基准面尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其它缺陷。也不宜选用铸造分型面作粗基准。粗基准一般不得重复使用原则基准重合原则-选用被加工面设计基准作为精基准统一基准原则-当工件以某一表面作精基准定位，可以方便地加工大多数（或全部）其余表面时，应尽早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以

10、后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工2、精基准的选择2、精基准的选择互为基准原则-某些位置要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的方法来达到位置度的要求。便于装夹原则所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可靠，并尽可能使夹具结构简单、操作方便。自为基准原则-旨在减小表面粗糙度，减少加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工面本身为基准进行加工。加工误差与成本关系C0AB 经济精度随年代增长和技术进步而不断提高 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度1 1、加工经济精度、加工经济精度年代加工误差（

11、m）196010-110-210-319202000102101100加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工二、加工经济精度与加工方法的选择二、加工经济精度与加工方法的选择1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生产批量和生产节拍要求4）企业现有加工设备和加工能力5）经济性选择加工方法应考虑的问题选择加工方法应考虑的问题2 2、加工方法的选择、加工方法的选择3 3、机床的选择、机床的选择根据产品变换周期的长短和生产批量的大小以及零件表面的复杂程度等因素，决定选择数控机床或普通机床。研磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 带

12、磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08抛光Ra 0.0081.25金 刚 石 车IT56Ra 0.021.25滚压IT67Ra 0.161.25精磨IT67Ra 0.161.25精车IT78Ra1.2 55粗磨IT89Ra 1.2510半 精 车IT1011Ra 2.512.5粗车IT1213Ra 1080外圆表面的典型加工工艺路线三、三、典型表面加工路线典型表面加工路线典型表面加工路线典型表面加工路线1、外圆表面的加工路线孔的典型加工工艺路线珩磨IT56Ra0.041.25研磨IT56Ra0.0080.63粗镗IT1213Ra 520钻IT1013Ra 5

13、80半 精 镗IT1011Ra 2.510粗拉IT910Ra 1.255扩IT913Ra 1.2540精镗IT79Ra 0.635粗磨IT911Ra1.2510精拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25铰IT69Ra 0.3210金 刚 镗IT57Ra0.161.25精磨IT78Ra0.080.63滚压IT68Ra0.011.25手铰IT5Ra0.081.252、孔的加工路线平面典型加工工艺路线抛光Ra0.0081.25研磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 铣IT811Ra 2.510精铣IT68Ra 0.635高 速 精 铣IT

14、67Ra 0.161.25导 轨 磨IT6Ra0.161.25精磨IT68Ra 0.161.25宽 刀 精 刨IT6Ra 0.161.25粗磨IT810Ra 1.2510精刨IT68Ra 0.635半 精 刨IT811Ra 2.510半 精 车IT811Ra 2.510粗铣IT1113Ra 520粗刨IT1113Ra 520砂 带 磨IT56Ra0.010.32金 刚 石 车IT6Ra0.021.25刮研Ra 0.041.25精车IT68Ra 1.255粗车IT1213Ra 1080精拉IT69Ra 0.322.5粗拉IT1011Ra 5203、平面的加工路线1)先基准后其他2)先面后孔3)3

15、)先主后次4)先粗后精四、工序顺序的安排工序顺序的安排1、工艺顺序的安排原则 为改善工件材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），应安排在切削加工之前进行 为消除内应力而进行的热处理工序（如退火、人工时效等），最好安排在粗加工之后 为了改善工件材料的力学物理性质而进行的热处理工序（如调质、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前进行。其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允许安排在精加工后进行 为了提高零件表面耐磨性或耐蚀性而进行的热处理工序以及以装饰为目的的热处理工序或表面处理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一般放在工艺过程的最后。2 2、

16、热处理和表面处理工序的安排、热处理和表面处理工序的安排除操作工人自检外，下列情况应安排检验工序： 零件加工完毕后； 从一个车间转到另一个车间前后； 重要工序前后。 去毛刺工序通常安排在切削加工之后。 清洗工序在零件加工后装配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夹紧加工去磁后，应对工件进行认真地清洗。3、检验工序的安排4、其他工序的安排 使每个工序中包括尽可能多的工步内容，从而使总的工序数目减少 优点：1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度；2）有利于采用高效机床，可节省工件装夹时间，减少工件搬运次数；3）可减小生产面积，并有利于管理。 使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序

17、数目较多 工序分散优点：每个工序使用的设备和工艺装备相对简单，调整、对刀比较容易，对操作工人技术水平要求不高工序集中工序集中工序分散工序分散五、五、工序的集中与分散工序的集中与分散工序的集中与分散工序的集中与分散 传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形式（个别工序亦有相对集中的情况）（个别工序亦有相对集中的情况）工序集中与工序分散的应用工序集中与工序分散的应用 由于市场需求的多变性由于市场需求的多变性，对生产过程的柔性要求，对生产过程的柔性要求越来越高，加之加工中心越来越高，加之加工中心等先进设备的采用，工序等先进设备的采用，工序集中

18、将越来越成为生产的集中将越来越成为生产的主流方式主流方式 多品种、中小批量生产，多品种、中小批量生产，为便于转换和管理，多采用为便于转换和管理，多采用工序集中方式工序集中方式 粗加工阶段主要任务是以高生产率去除加工面多余的材料 半精加工阶段使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备 精加工阶段使加工面精度和表面粗糙度达到要求 光整加工阶段对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求 有利于保证零件的加工精度； 有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持； 有利于人员的合理安排； 可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。加工阶段划分的意义加工阶段划分的意义六、六、加工阶段的划分加工阶段的划分加工

19、阶段的划分加工阶段的划分回首页 加工总余量毛坯尺寸与零件尺寸之差 工序余量每一工序所切去的材料层厚度第三节加工余量、工序尺寸及公差的确定第三节加工余量、工序尺寸及公差的确定一、加工余量的概念加工余量的概念1、加工总余量与工序余量Z0=Z1+Z2+Zn工序余量=相邻两工序基本尺寸之差，它分为单边余量和双边余量。 对于包容表面式中Zi本工序余量；li-1 前工序尺寸；li 本工序尺寸。 对于被包容表面单边余量Zi=li-1-liZi=li-li-1 对于包容表面 对于被包容表面2Zi=di-1-di2Zi=Di-Di-1双边余量工序尺寸的公差- 入体原则被包容尺寸，其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏

20、差为零包容尺寸，其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注2、工序余量的影响因素1)上工序的尺寸公差Ta2)上工序产生的表面粗糙度Ry和表面缺陷层深度Ha3)上工序留下的空间误差ea4)本工序的装夹误差b单边余量Zmin=Ta+Ry+Ha+|ea+b|双边余量Zmin=Ta/2+Ry+Ha+|ea+b|1、 计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。二、二、加工余量的确定加工余量的确定加工余量的确定加工余量的确定1）采用浮动镗刀块镗孔或用浮动铰刀铰孔或采用拉刀拉削孔Zmin=Ta/2+Ry+Ha2）无心外圆磨床磨外圆Zmin

21、=Ta/2+Ry+Ha+|ea|3）研磨、珩磨、超精加工、抛光等光整加工Zmin=Ry3、经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。2、查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。1）确定各工序加工余量；2）从最终加工工序开始，即从设计尺寸开始，逐次加上（对于被包容面）或减去（对于包容面）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按

22、“入体原则”标注工序尺寸公差；三、三、工序尺寸和公差的确定一般方法工序尺寸和公差的确定一般方法工序尺寸和公差的确定一般方法工序尺寸和公差的确定一般方法主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗0.1 100 7 Ra 0.8精镗0.5 100-0.1=99.9 8 Ra 1.6半精镗2.4 99.9-0.5=99.4 10 Ra 3.2粗镗5 99.4-2.4=97 12 Ra 6.3 毛坯孔97- 5 =92120.03501000.054099.90.14099.40.350971292工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度例主轴孔工序尺寸及公差的确定，加工过程：粗

23、镗半精镗精镗浮动镗回首页在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链形成的封闭尺寸组，称为尺寸链 装配尺寸链装配尺寸链在机器设计和装配过程中，由有关零件尺寸形成的尺寸链 工艺尺寸链工艺尺寸链在加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链第四节 工艺尺寸链第四节 工艺尺寸链一、直线尺寸链一、直线尺寸链在工艺尺寸链中，全部组成环平行于封闭环的尺寸链称为直线尺寸链。1、直线尺寸链的基本计算公式（1）极限法计算公式1）封闭环的基本尺寸等于各组成环基本尺寸的代数和110niLL2）封闭环的公差等于各组成环公差之和110niTT3

24、）封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和mpnmqqpEIESES11104）封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和mpnmqqpESEIEI1110（2）概率法计算公式1）将极限尺寸换算成平均尺寸2minmaxLLL2EIES 2）将极限偏差换算成中间偏差3）封闭环中间偏差的平方等于各组成环中间偏差平方之和112niioqTT2、直线尺寸链在工艺过程中的应用(1)工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算1)测量基准和设计基准不重合0170150.A 0360010.A 测量尺寸链示例A2若实测若实测A A2 2=40.30=40.30，按上述要

25、求判为废品，但此时如，按上述要求判为废品，但此时如A A1 1=50=50，则实际则实际A A0 0=9.7=9.7，仍合格，即，仍合格，即“假废品假废品”。当实测尺寸与计算。当实测尺寸与计算尺寸的差值小于尺寸链其它组成环公差之和时，可能为假尺寸的差值小于尺寸链其它组成环公差之和时，可能为假废品。废品。例如图所示零件，尺寸A0不好测量，改测尺寸A2，试确定A2的大小和公差0.192040AA2是测量直接得到的尺寸，是组成环；A0是间接保证的，是封闭环。计算尺寸链可得到：【解】 假废品问题：图示尺寸链中，尺寸A0是加工过程间接保证的，因而是尺寸链的封闭环；尺寸A1和A2是在加工中直接获得的，因而

26、是尺寸链的组成环。其中，A1为增环，A2为减环。工艺尺寸链a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C例工艺尺寸链示例：工件如图a），A、C面已加工好，现以A面定位用调整法加工B面，要求保证B、C面距离A0012AAA尺寸链方程为：2)定位基准和设计基准不重合D1D2xHR1R2xH1) 镗内孔至；0.031057.75D2) 插键槽，保证尺寸x；试确定尺寸 x 的大小及公差。3) 热处理建立尺寸链如图b所示，H是间接保证的尺寸，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：4) 磨内孔至，同时保证尺寸。0.25062H0.032058Da）b）键槽加工尺寸链0.2350

27、.0150.22061.87561.89x【解】如图所示键槽孔加工过程如下：【例 】(2)一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算D1xD2H1 讨论：在前例中，认为镗孔与磨孔同轴，实际上存在偏心。若两孔同轴度允差为0.05，即两孔轴心偏心为e= 0.025。将偏心e作为组成环加入尺寸链a）b）键槽加工尺寸链H20.0250.025R1xHR2e0.210.170.04061.87561.905x重新进行计算，可得到：如图所示偏心零件，表面A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 0.50.8mm。与此有关的加工过程如下：【例 】【解】0.2510.0080.7HR2R1H1H0b)渗碳层深度尺寸

28、换算a)A1） 精车A面，保证直径010.138.4D3） 精磨A面保证直径尺寸，同时保证规定的渗碳层深度。020.01638DD2H0H12） 渗碳处理，控制渗碳层深度H1；试确定H1的数值。建立尺寸链，如图b,在该尺寸链中，H0是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：D1(3)表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度的工艺尺寸链(4)余量校核当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多，且工序（测量）基准需多次转换时，尺寸链建立和计算比较困难，采用图表法可较好解决这个问题例如图所示零件有关轴向尺寸加工过程如下：31.690.3160.127.070.07图表法示例零件4）靠

29、火花磨削面，控制余量Z7=0.10.02 ，同时保证设计尺寸60.160.1试确定各工序尺寸及公差。1）以面定位，粗车面，保证、面距离尺寸A1，粗车 面，保证、面距离尺寸A2；2）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸A3，粗车 面，保证、面距离尺寸A4；3）以面定位，精车面，保证、面距离尺寸A5，同时保证设计尺寸31.690.3131.690.31；精车 面，保证设计尺寸尺寸A A6 6=27.070.07=27.070.07；3、工序尺寸与加工余量计算图表法3、工序尺寸与加工余量计算图表法Z6Z4Z7Z5A1A2A3A4A5A6R1R21. 画尺寸联系图1）画零件简图，加工面编号，向下引线2）

30、按加工顺序和规定符号自上而下标出工序尺寸和余量用带圆点的箭线表示工序尺寸，箭头指向加工面，圆点表示测量基准；余量按入体原则标注。3）在最下方画出间接保证的设计尺寸，两边均为圆点。4）工序尺寸为设计尺寸时，用方框框出，以示区别。注：靠火花磨削余量视为工序尺寸，也用用带圆点的箭线表示。尺寸联系图【解】A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）工艺尺寸链A5R2A4b）2. 2. 用追踪法查找工艺尺寸链A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4尺寸链追踪Z5 结果尺寸（间接保证的设计尺寸）和余量是尺寸链的封闭环 沿封闭环两端同步向上追踪，遇箭头拐弯，逆箭头方向横向

31、追踪，遇圆点向上折，继续向上追踪直至两追踪线交于一点，追踪路径所经工序尺寸为尺寸链的组成环3. 3. 初拟工序尺寸公差中间工序尺寸公差按经济加工精度或生产实际情况给出0.50.30.10.30.070.020.10.310.1工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸单向偏差形式标注12iT初拟修正后12Z iTZi minZi MAi MAi A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z44. 4. 校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸公差校核结果尺寸链，若超差，减小组成环公差（首先压缩公共环公差）0.230.08工序公差余量公差最小余量平均余量12iT12Z iTZi minZi M0.02

32、初拟修正后0.50.30.10.3A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.07A60.10.31A5R1Z7a）A5R2A4b）工序公差余量公差最小余量平均余量12iT12Z iTZi minZi MA6初拟修正后0.50.30.10.30.10.070.08A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.310.230.02A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）0.550.8310.30.30.480.851.830.185. 计算余量公差和平均余量根据余量尺寸链计算0.020.080.1A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）2

33、5.593426.7平均余量平均尺寸Zi MAi M0.480.851.8327.07A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4631.690.1A66.16.18A5R1Z7a）A5R2A4b）6.计算中间工序平均尺寸在各尺寸链中，首先找出只有一个未知数的尺寸链，解出此未知数。继续下去，解出全部未知工序尺寸工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸单向偏差形式标注12iT12Z iTZi minZi MAi MAi 初拟修正后0.230.02A60.50.30.10.30.10.070.080.550.8310.30.30.480.851.836.127.076.5825.593426.7A

34、1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.31631.690134.50.6026.400.26.6800.4625.8200.166.180.140270.180.020.080.1A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z41234567891 41 31 22 41 21 32 21 21 41-1-1-11-11000001-1-11001.尺寸联系矩阵（T矩阵）对应尺寸联系图，在计算机中可用矩阵形式表达 矩阵的每一行对应联系图的一个尺寸矩阵的每一行对应联系图的一个尺寸 第第1 1列表示自上而下尺寸线序号列表示自上而下尺寸线序号 第 2、 3列 表 示尺寸线左、右端点所在

35、尺寸界限序号 第4列表示工序尺寸箭头方向，1表示箭头向左，-1 表示向右 第5列表示余量性质，1表示箭头指向余量左侧，-1表示箭头指向余量右侧。 结果尺寸没有箭头，对应第4列和第5列元素均为0。 尺寸联系矩阵表达了尺寸联系图的所有有用信息尺寸联系图与尺寸联系矩阵 尺寸联系矩阵（T T矩阵）的处理1 1 41 0 2 3 1-103 2 1-104 4 2-115 1 21 -16 3 1-1 -17 2 21 18 1 20 09 1 40 0尺寸联系矩阵变换A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z41234567891 41 31 22 41 21 32 21 21 41-1-1-11

36、-11000001-1-1100为便于尺寸链查找，将T矩阵第2、3列元素位置进行调整，使工序尺寸箭头对应的尺寸界线序号排在第2列，圆点对应的尺寸界线序号排在第3列。这只需通过对第4列元素值的判断即可实现1 1 4 1 0 2 3 1 -1 03 2 1 -1 04 4 2 -1 15 1 2 1 -16 3 1 -1 -17 2 2 1 18 1 2 0 09 1 4 0 0A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4尺寸链计算机查找 向上追踪至第5行，左追踪线遇箭头拐弯, 至圆点向上折。对应于：至第5行时出现L=T(5,2)=1，令：L=T(5,3)=2，表明左追踪线由尺寸线1移至尺寸线

37、2，且A5为该尺寸链的组成环（又，左追踪线遇左箭头可判断A5为增环） 追踪至第4行，右追踪线遇右箭头，即：R=T(4,2)=4，令：R=T(4,3)=2，并可判断A4为增环。此时有L=R，表明左右追踪线汇交于一点，追踪结束2.尺寸链查找（结果尺寸链查找）以R2为例： 设变量 L 和 R分别为R2左右端点所在尺寸界线的序号，即令：L=T(9,2)=1，R=T(9,3)=4。21144222 C（i，j）= 1，表示工序尺寸Aj是第i个尺寸链的增环 ; C（i，j）= -1，表示工序尺寸Aj是第i个尺寸链的减环; C （i ， j）=0，表示第i个尺寸链不包括工序尺寸Aj。3.3.尺寸链矩阵（C

38、C矩阵）C 矩阵的每一行对应一个封闭环（结果尺寸和余量），每一列对应一个组成环（工序尺寸），矩阵每一元素表示封闭环与组成环的关系0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 01 0 -1 -10 0 00 0 10 -10 00 -110 -1100 0 0 0 0 0 00 0 0 0 10 -10 0 01 10 0A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4尺寸链矩阵1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 78 9 尺寸联系矩阵 设计尺寸及公差（按平均尺寸和对称偏差形式输入） 初拟工序尺寸公差（按对称偏差形式输入） 最小余量4.已知条件输入5

39、.校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸公差 压缩各组成环公差方法：1）按超差量自动压缩；2）采用人机对话例：校核结果尺寸R1和R2，均超差，计算机将显示如下信息组 成 环 公 差 超差结果尺寸 超差值A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 R1 0.02- - - - 0.1 - 0.02R2 0.09- - - 0.3 0.1 - - 修正值 0.230.08 0.02 根据计算机显示结果，设计者可按实际情况灵活地修正有关工序尺寸公差。输入修正值后，计算机重新进行校核，直至达到要求为止6.计算余量公差和平均余量 利用解线性方程组的标准程序求解 用类似图表法的算法，首先找出只有一个未知数的尺寸

40、链方程，解出此未知数，重复此过程，直至解出全部的未知数为止。7.尺寸链方程求解 大大缩短计算时间； 准确、可靠，可避免人为错误； 可使用概率法，使工序尺寸的确定更趋合理。 计算机方法的优点计算机方法的优点二、平面尺寸链二、平面尺寸链封闭环和所有组成环均处于同一平面或几个相互平行的平面内，其中某些组成环不平行于封闭环的尺寸链称为平面尺寸链平面尺寸链。1、平面尺寸分析与平面尺寸链的计算孔的位置尺寸的四种标注方法：1、直接标注坐标尺寸2、标注两孔中心距和中心连线与坐标轴之间的夹角3、标注两孔中心距和一个坐标尺寸4、标注两个中心距例 图a所示零件，加工两80H7孔，要求保证孔心距L0=3000.02，

41、两孔中心连线与A面夹角0=152。Y1的基本尺寸为160 ，根据几何关系可确定X和Y2的基本尺寸分 别 为 289.778 和 237.646 。 若 加 工 后 实 测 结 果 为 ：X=289.780，Y1=159.995，Y2=237.648。试确定L0和0的偏差。误差传递计算示例a）b）Y1Y2AXL000L0XY1Y22、平面尺寸链举例回首页基本时间t基：直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置以及表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间定义: 在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。组成辅助时间t辅：为实现工艺过程而必须进行的各种辅助动作所消耗是时间，如装卸工

42、件、启停机床、改变切削用量及进退刀等第五节 时间定额与提高生产效率的途径第五节 时间定额与提高生产效率的途径一、时间定额一、时间定额基本时间和辅助时间的总和称为操作时间。布置工作地时间t布置：为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间。一般按操作时间的2%-7%来计算。休息和生理需要时间t休：工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间。一般按操作时间的2%来计算。准备终结时间t准终：工人为了生产一批产品和零、部件，进行准备和结束工作所消耗的时间。如在加工进行前熟悉工艺文件、领取毛坯、安装刀具和夹具、调整机床和刀具，加工一批工件终了后需要

43、拆下和归还工艺设备，发送成品等结束工作。 单件时间与单件工时定额计算单件时间：单件工时定额：休布置辅基单件ttttTntTT/准终单件定额二、提高生产效率的工艺途径二、提高生产效率的工艺途径 提高切削用量（切削速度、进给量、切削深度等） 采用复合工步多刀单件加工单刀多件加工多刀多件加工1、缩短基本时间： 采用先进夹具和自动上、下料装置减少装、卸工件的时间。 提高机床自动化水平，缩短辅助时间。2、减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠（1）减少辅助时间（2）使辅助时间与基本时间重叠采用可换夹具或可换工作台，使装夹工件的时间与基本时间重叠。如托盘自动交换系统。采用转位夹具或转位工作台，可在加工中完成

44、工件的装卸。用回转夹具或回转工作台进行连续加工采用带反馈装置的闭环控制系统来控制加工过程中的尺寸，使测量与调整都在加工过程中自动完成。主要是减少对刀时间和换刀时间采用自动换刀装置或快速换刀装置采用样板或对刀块对刀采用新型刀具材料以提高刀具耐用度在中小批量生产中采用成组工艺和成组夹具在数控加工中，采用离线编程及加工过程仿真技术3、缩短布置工作地时间4、缩短准备终结时间回首页加工中心录像生产成本生产一件产品或一个零件所需费用总和工艺成本生产成本中与工艺过程直接有关的部分可变费用V：与年产量有关且与之成比例的费用，包括材料费，操作机床工人工资及工资附加费，机床使用费，普通机床折旧费，刀具费，通用夹具

45、折旧费等不变费用Cn：与年产量的变化没有直接关系的费用第六节 工艺方案的比较与技术经济分析第六节 工艺方案的比较与技术经济分析一、工艺方案比较一、工艺方案比较工艺成本可分为两部分：零件成本组成零件全年工艺成本S Sn n（式中N为零件年产量）：Sn= V N + Cn零件单件工艺成本S Sd d：Sd= V + Cn/ N比较工艺成本 ：需评价工艺方案均采用现有设备，或其基本投资相近，直接比较其工艺成本。各方案的临界年产量NC（图）计算如下：0方案1Cn1Cn2全年工艺成本比较与临界年产量NCNSn方案2工艺方案比较2112VVCCNnnc比较投资回收期 ：当对比的工艺方案基本投资额相差较大时

46、，应考虑不同方案基本投资额的回收期。式中投资回收期；K基本投资差额；S全年生产费用节约额。nnnSKSSKK2112二、技术经济指标二、技术经济指标回首页第七节 数控加工工序第七节 数控加工工序略零件的分类A类: 复杂件或特殊件，约占5%-10%B类：相似件，约占70%C类：简单件或标准件，约占20%-25%第八节 成组技术第八节 成组技术一、成组技术的基本原理一、成组技术的基本原理占70%左右的相似件在功能结构和加工工艺等方面存在大量的相似特征，充分利用这种客观存在的相似特征，将本来各不相同、杂乱无章的多种生产对象组织起来，按相似性分类成族（组），并按族制定加工工艺进行生产制造，这就是成组工

47、艺。成组工艺扩大了生产批量，因而便于采用高效率的生产方式组织生产，从而显著提高劳动生产率。二、零件的分类编码二、零件的分类编码零件的分类编码就是用数字来描绘零件的名称、几何形状、工艺特征、尺寸和精度等，使零件名称和特征数字化。这些代表零件名称和特征的每一位数字被称为特征码。机械零件分类编码系统（JLBM-1系统）名称类别矩阵（1-2位）形状及加工码（3-9位）辅助码（10-15位）JLBM-1分类编码系统三、成组工艺三、成组工艺1、零件族（组）的划分（1）视检法（2）生产流程分析法（3）编码分类法特征码位法码域法特征位码域法1)特征码位法在零件编码时，凡是规定码位的码值相同者归属于一组，称为特

48、征码位法。2)码域法对码位的码值规定一个码域（范围），当零件的码位值均在规定的码域内则可归为一组，称为码域法。3)特征位码域法前两种方法的综合。在零件划分为组（族）以后，每组选定一个能包括该组全部结构要素的零件作为主样件（多半是假想件），并对其编制工艺规程。主样件的工艺规程适用于组内所有零件。2、设计主样件和制定典型工艺3、成组工艺的生产组织形式（1）成组单机一台成组加工机床或成组加工柔性制造单元可完成或基本完成组内所有零件加工（2）成组加工机床和普通机床混合生产线主要用于零件的相似程度较小，且其中有较复杂的零件，需要多台机床才能完成全部工序的情况。（3）成组柔性制造生产线由多台数控机床或加工中心或柔性制造单元组成的成组柔性制造系统。回首页