第五章 工艺过程设计

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1、加工余量的确定第第5 5章章 机械加工工艺过程设计机械加工工艺过程设计本章要点定位基准的选择工艺路线拟订工艺尺寸链工艺过程经济分析计算机辅助工艺过程设计1第第5 5章章 机械加工工艺过程设计机械加工工艺过程设计本章所要学习的重点是本章所要学习的重点是: : 在现有的生产条件下在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。 学习本章，首先需要掌握工艺路线包含的基本学习本章，首先需要掌握工艺路线包含的基本内容、定位基准的正确选择，在此基础上重点学习内容、定位基

2、准的正确选择，在此基础上重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法，掌握机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法，掌握加工余量、工序尺寸及工序工差的正确确定方法。加工余量、工序尺寸及工序工差的正确确定方法。 同时对同时对CAPPCAPP由一定的了解。由一定的了解。2机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过程设计工艺过程设计Process Planning5.1 制定工艺规程的制定工艺规程的步骤和方法步骤和方法Steps and Methods of Process Planning35.1.1 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 机械加工工艺过程和工艺规程机械加工工艺过程和工艺规程

3、 v机械加工工艺过程采用各种机械加工方法，直接用于改变毛坯的形状、尺寸、表面质量，使之成为合格零件的全部劳动过程。v机械加工工艺规程规定零件机械加工工艺过程的工艺文件。v工艺规程的作用连接产品设计和制造过程的桥梁，是企业组织生产活动和进行生产管理的重要依据。（1 1）工艺规程是指导生产的主要技术文件）工艺规程是指导生产的主要技术文件（2 2）工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据）工艺规程是生产组织和生产管理工作的依据（3 3）工艺规程是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技）工艺规程是新建、扩建或改建机械制造厂的主要技术资料。术资料。45.1.1 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 工艺规程中包括

4、各个工序的排列顺序，加工尺工艺规程中包括各个工序的排列顺序，加工尺寸、公差及技术要求，工艺装备及工艺措施切削用寸、公差及技术要求，工艺装备及工艺措施切削用量及工时定额、工人等级等。量及工时定额、工人等级等。 19821982年机械工业部制订了部颁标准，工艺过程年机械工业部制订了部颁标准，工艺过程卡（简称过程卡），表上通常有：卡（简称过程卡），表上通常有： 产品名称和型号；产品名称和型号； 零件的名称和图号；零件的名称和图号； 毛坯的种类和材料；毛坯的种类和材料； 工序的序号、名称和内容；工序的序号、名称和内容； 完成各工序的车间、设备和工序装备及工时定额完成各工序的车间、设备和工序装备及工时定

5、额等。等。55.1.1 机械加工工艺规程机械加工工艺规程在工艺卡片上除要填写上述的内容外，还要在工艺卡片上除要填写上述的内容外，还要详详细说明每一工序所包括工位和工步的顺序、工艺尺细说明每一工序所包括工位和工步的顺序、工艺尺寸和技术要求寸和技术要求。 对对主要工序还要画出工序草图，在图上表示出主要工序还要画出工序草图，在图上表示出被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差和粗糙度被加工表面在该工序所达到的尺寸、公差和粗糙度及工件的安装方法等及工件的安装方法等。 在单件小批生产中，某些在单件小批生产中，某些重要零件重要零件的加工有时的加工有时也制定工艺卡片。也制定工艺卡片。65.1.1 机械加工工艺规

6、程机械加工工艺规程 表5-1机械加工工艺过程卡片工艺规程形式工艺规程形式（工艺过程卡、工序卡、工艺卡） 75.1.1 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 表5-1机械加工工艺过程卡片85.1.1 机械加工工艺规程机械加工工艺规程 表5-1机械加工工艺过程卡片95.1.2 机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要

7、求。机械加工工艺规程设计原则机械加工工艺规程设计原则 105.1.3 制定工艺规程所需原始资料制定工艺规程所需原始资料产品的全套装配图及零件图产品的全套装配图及零件图产品的验收质量标准产品的验收质量标准产品的生产纲领及生产类型产品的生产纲领及生产类型零件毛坯图及毛坯生产情况零件毛坯图及毛坯生产情况本厂（车间）的生产条件本厂（车间）的生产条件各种有关手册、标准等技术资料各种有关手册、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国内外先进工艺及生产技术的发展与应用情况 制定机械加工工艺规程所需原始资料制定机械加工工艺规程所需原始资料 111阅读装配图和零件图了解产品的用途、性能和工作条件

8、，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、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。3熟悉或确定毛坯确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件材料工艺特性以及零件生产批量等。常用的毛坯种类有铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材等，其特点及应用见表5-4。5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤125.1.4 机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤表5-4各类毛坯的特点及适用范围毛坯种类制造精度（IT）加工余

9、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

10、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134.选择定位基准（见5.2节）5.拟定加工路线（见5.3节）6.确定满足各工序要求的工艺装备5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。包括机床、夹具、刀具、量具、辅具等。工工艺艺装装备备的的选选择择在在满满足足零零件件加加工工工工艺艺的的需需要要和和可可靠靠地地保保证证零零件件加加工工质质量量的的前前提提下下，应应与与生生产产批批量量和和生生产产节节拍拍相相适适应应，并并应应充充分分利利用用现现有有条条件件，以以降低生产准备费用。降低生产准备费用。对对必必须须改改装

11、装或或重重新新设设计计的的专专用用或或成成组组工工艺艺装装备备，应应在在进进行行经经济济性性分分析析和和论论证证的的基基础础上上提提出出设设计计任任务书。务书。147.确定各工序加工余量，计算工序尺寸和公差（见5.4，5.5节）8.确定切削用量（见3.6节）9.确定时间定额（见5.7.1节）10.编制数控加工程序（对数控加工）11.评价工艺路线对所制定的工艺方案应进行技术经济分析，并应对多种工艺方案进行比较，或采用优化方法，以确定出最优工艺方案（见5.6.3节）。12.填写或打印工艺文件5.1.4 机械加工工艺规程设计步骤机械加工工艺规程设计步骤15补充内容：毛坯的选择补充内容：毛坯的选择零件

12、毛坯与零件的结构形状、尺寸大小、材料零件毛坯与零件的结构形状、尺寸大小、材料的机械性能和零件的生产类型及毛坯制造车间的具的机械性能和零件的生产类型及毛坯制造车间的具体生产条件有关。体生产条件有关。 一、一、铸件铸件： 包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。 铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低。大，且吸振性能较好，但铸件的机械性能较低。 一般一般壳体零件的毛坯多用铸件壳体零件的毛坯多用铸件。 16补充内容：毛坯的选择补充内容：毛坯的选择二、二、锻件锻件： 机械性能较好，

13、有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形机械性能较好，有较高的强度和冲击韧性，但毛坯的形状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。状不宜复杂，如轴类和齿轮类零件的毛坯常用锻件。 三、三、型材型材： 包括包括圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料圆形、方形、六角形及其它断面形状的棒料、管料及板料及板料。 棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上棒料常用在普通车床、六角车床及自动和半自动车床上加工轴类、盘类及套类等中小型零件。加工轴类、盘类及套类等中小型零件。 冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。冷拉棒料比热轧棒料精度高且机械性能好，但直径较小。 板料常用冷冲压的方法制成

14、零件，但毛坯的厚度不宜过板料常用冷冲压的方法制成零件，但毛坯的厚度不宜过大。大。17补充内容：毛坯的选择补充内容：毛坯的选择 四、四、焊接件焊接件： 对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢对尺寸较大、形状较复杂的毛坯，可采用型钢或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变或锻件焊接成毛坯，但焊接件吸振性能差，容易变形，尺寸误差大。形，尺寸误差大。 五、工程塑料：五、工程塑料： 近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯，近年来在机械制造业中普遍推广的一种毛坯，其形状可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能较差。其形状可以很复杂，尺寸精度高，但机械性能较差。18补充内容：毛坯的选择补充内容：毛坯的选择在

15、大批、大量生产中，常采用精度和生产率较在大批、大量生产中，常采用精度和生产率较高的毛坯制造方法高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。因此可大量减少切削加工的劳动量，零件的形状。因此可大量减少切削加工的劳动量，甚至可不需要进行切削加工，从而提高了材料的利甚至可不需要进行切削加工，从而提高了材料的利用率，降低了机械加工的成本。用率，降低了机械加工的成本。 在在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造造和自由锻造，因此毛

16、坯的精度低，成本高、废品，因此毛坯的精度低，成本高、废品率高、切削加工劳动量大。率高、切削加工劳动量大。19补充内容：毛坯的选择补充内容：毛坯的选择五、选择毛坯应考虑的因素五、选择毛坯应考虑的因素1. 1. 毛坯材料的工艺特性。毛坯材料的工艺特性。 即毛坯材料的可铸性或可锻性。即毛坯材料的可铸性或可锻性。2.2.零件的结构类型及尺寸大小零件的结构类型及尺寸大小 1 1） 光轴光轴, ,台肩之间相差不大的阶梯轴台肩之间相差不大的阶梯轴, ,应选择应选择型材。型材。 台肩之间相差较大及异型轴台肩之间相差较大及异型轴, ,如曲轴如曲轴, ,十字轴等十字轴等则应选择铸件。则应选择铸件。 2 2） 小型

17、盘套零件的毛坯选择型材小型盘套零件的毛坯选择型材; ;大小型盘套大小型盘套零件的毛坯选择铸件。零件的毛坯选择铸件。20补充内容：毛坯的选择补充内容：毛坯的选择 3 3） 支架支架, ,箱体零件由于结构复杂箱体零件由于结构复杂, ,一般都选择铸件。一般都选择铸件。3. 3. 生产纲领生产纲领 对铸件来讲对铸件来讲, ,单件小批生产选择木模砂型手工造型方法单件小批生产选择木模砂型手工造型方法制造的毛坯制造的毛坯; ;大批大量生产则选择大批大量生产则选择: :金属砂型机器造型等高效金属砂型机器造型等高效率毛坯制造方法制造的毛坯。率毛坯制造方法制造的毛坯。4. 4. 对材料机械性能的要求对材料机械性能

18、的要求 对材料有强度要求的应选择锻件对材料有强度要求的应选择锻件; ;对材料没有强度要求对材料没有强度要求的可不选择锻件。的可不选择锻件。5. 5. 现有生产条件现有生产条件 选择毛坯时选择毛坯时, ,应综合考虑本厂的毛坯制造的生产条件应综合考虑本厂的毛坯制造的生产条件, ,工工艺水平及外部协作的可能性和经济性。艺水平及外部协作的可能性和经济性。21机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过程设计工艺过程设计Process Planning5.2 定位基准的选择定位基准的选择Selection of Location Datum22在加工时用于工件定位的基准称为定位基准。又可进一步分

19、为：5.2.1 定位基准定位基准使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（图5-1）等。粗基准粗基准使用经过机械加工表面作为定位基准，称为精基准。精基准精基准附加基准附加基准235.2.1 定位基准定位基准245.2.1 定位基准定位基准工艺凸台A向A图5-1小刀架上的工艺凸台255.2.1 定位基准定位基准定位基准选择的一般性原则：定位基准选择的一般性原则：选选选选择择择择最最最最大大大大尺尺尺尺寸寸寸寸的的的的表表表表面面面面为为为为安安安安装装装装面面面面，选选选选择择择

20、择最最最最长长长长距距距距离离离离的的的的表表表表面为导向面，选择最小尺寸的表面为支承面；面为导向面，选择最小尺寸的表面为支承面；面为导向面，选择最小尺寸的表面为支承面；面为导向面，选择最小尺寸的表面为支承面；首先考虑保证位置精度，再考虑保证尺寸精度；首先考虑保证位置精度，再考虑保证尺寸精度；首先考虑保证位置精度，再考虑保证尺寸精度；首先考虑保证位置精度，再考虑保证尺寸精度；应尽量选择零件的主要表面为定位基准；应尽量选择零件的主要表面为定位基准；应尽量选择零件的主要表面为定位基准；应尽量选择零件的主要表面为定位基准；定位基准应便于夹紧，在加工中稳定可靠。定位基准应便于夹紧，在加工中稳定可靠。定

21、位基准应便于夹紧，在加工中稳定可靠。定位基准应便于夹紧，在加工中稳定可靠。 下面分别介绍加工中的下面分别介绍加工中的粗基准粗基准和和精基准精基准选择方法选择方法.265.2.2 粗基准的选择粗基准的选择粗基准是加工中首先使用的基准，通常情粗基准是加工中首先使用的基准，通常情况下，我们是用粗基准定位，一次加工出精况下，我们是用粗基准定位，一次加工出精基准。基准。 机械零件的粗基准，一般情况下都是零机械零件的粗基准，一般情况下都是零件的毛坯表面。件的毛坯表面。 因此在粗基准的选择上，应该注意以下因此在粗基准的选择上，应该注意以下原则：原则：27a a）b b）c c）5.2.2 粗基准的选择粗基准

22、的选择1 1、保证相互位置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。2 2、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图5-2粗基准选择比较28图5-3床身粗基准选择比较工序1工序1工序2工序23 3、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。4 4、粗基准一般不得重复使用原则，只使用一次为好。5.2.2 粗基准的选择粗基准的选择295.2.2 粗基准的选择粗基准的选择粗基准选择的几个实例：粗基准选择

23、的几个实例： 1 1、为保证皮带的轮缘厚为保证皮带的轮缘厚度均匀，以不加工表面度均匀，以不加工表面1 1为粗为粗基准车外圆表面。基准车外圆表面。 2 2、再以大外圆表面为精、再以大外圆表面为精基准，车削内孔。基准，车削内孔。 3 3、以内孔为精基准，加工、以内孔为精基准，加工相应的表面。相应的表面。305.2.2 粗基准的选择粗基准的选择为保证零件的壁厚为保证零件的壁厚 均匀，应以不加工的均匀，应以不加工的外圆表面外圆表面A A为粗基准，为粗基准，镗内孔。镗内孔。315.2.2 粗基准的选择粗基准的选择床身导轨表面加工时的粗基准选择：床身导轨表面加工时的粗基准选择：保证导轨面的加保证导轨面的加

24、工余量小而均匀是主要的工余量小而均匀是主要的325.2.2 粗基准的选择粗基准的选择加工时，应先选取导轨面为粗基准加工床脚的加工时，应先选取导轨面为粗基准加工床脚的底平面，如图（底平面，如图（a a），再以床脚的底平面为精基准加），再以床脚的底平面为精基准加工导轨面，此时导轨面的加工余量可以小而均匀，工导轨面，此时导轨面的加工余量可以小而均匀，见图（见图（b b）。）。 若先以床脚底平面为粗基准加工导轨面，如图若先以床脚底平面为粗基准加工导轨面，如图（C C）则床脚底平面误差全部反映到导轨面上，使其）则床脚底平面误差全部反映到导轨面上，使其加工余量不均匀。加工余量不均匀。 此时，在余量较大处，

25、会把要保留的机械性能此时，在余量较大处，会把要保留的机械性能较好的一层金属切掉，而且由于余量不均匀而影响较好的一层金属切掉，而且由于余量不均匀而影响了加工精度。了加工精度。335.2.2 粗基准的选择粗基准的选择345.2.2 粗基准的选择粗基准的选择a)b)图5-4粗基准重复使用错误示例及改进355.2.3 精基准的选择精基准的选择选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。件装夹得方便、准确、可靠。 因此，要遵循以下几个原则：因此，要遵循以下几个原则： （1 1）基准重合原则）基准重合原则（2 2）基准统一原则）基准统一原则（3

26、 3）互为基准，反复加工原则）互为基准，反复加工原则（4 4）自为基准原则）自为基准原则（5 5）便于装夹原则。）便于装夹原则。365.2.3 精基准的选择精基准的选择1 1、基准重合原则、基准重合原则选用被加工面设计基准作选用被加工面设计基准作为精基准。为精基准。尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准。尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准。 这样可以减少由于定位不准确引起的加工这样可以减少由于定位不准确引起的加工误差。误差。37图5-5主轴箱零件精基准选择5.2.3 精基准的选择精基准的选择2 2、基准统一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

27、早将这个基准面加工出来，并达到一定精度，以后大多数（或全部）工序均以它为精基准进行加工385.2.3 精基准的选择精基准的选择图5-7以顶面和两销孔定位镗孔支架图5-6置于箱体中部的吊架支承吊架39 在实际生产中，经常使用的基准统一形式有：1）轴类零件常使用两顶尖孔作统一基准；2）箱体类零件常使用一面两孔（一个较大的平面和两个距离较远的销孔）作统一基准；3）盘套类零件常使用止口面（一端面和一短圆孔）作统一基准；4）套类零件用一长孔和一止推面作统一基准。5.2.3 精基准的选择精基准的选择405.2.3 精基准的选择精基准的选择采用统一基准原则好处：采用统一基准原则好处： 1 1）有利于保证各加

28、工表面之间的位置精度；）有利于保证各加工表面之间的位置精度； 2 2）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。）可以简化夹具设计，减少工件搬动和翻转次数。 3 3）提高生产效率。）提高生产效率。 注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重注意：采用统一基准原则常常会带来基准不重合问题。合问题。 此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际此时，需针对具体问题进行具体分析，根据实际情况选择精基准。情况选择精基准。 415.2.3 精基准的选择精基准的选择3 3、互为基准、反复加工原则、互为基准、反复加工原则 当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个表面互为基

29、准反复加工，可以不断提高定位基准的表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。精度，保证两个表面之间相互位置精度。 如加工套筒类，当内、外圆柱表面的同轴度要如加工套筒类，当内、外圆柱表面的同轴度要求较高时，先以孔定位加工外圆，再以外圆定位加求较高时，先以孔定位加工外圆，再以外圆定位加工孔，反复加工几次就可大大提高同轴度精度。工孔，反复加工几次就可大大提高同轴度精度。425.2.3 精基准的选择精基准的选择【例例】主轴零件精基准选择主轴零件精基准选择轴径轴径锥孔43 4 4 4 4、自为基准原则：自为基准原则： 当当精精加加工工或或光光整整加加工工工工序序要要

30、求求余余量量小小而而均均匀匀时时，可可选选择择加加工工表表面面本本身身为为精精基基准准，以以保保证证加加工工质质量量和和提提高生产率。高生产率。5.2.3 精基准的选择精基准的选择图5-9导轨磨削基准选择44图5-11浮动镗刀块1工件2镗刀块3镗杆图5-10外圆研磨示意图【例】铰孔、拉孔、研磨（图5-10）5.2.3 精基准的选择精基准的选择【例】浮动镗刀块镗孔（图5-11）455.2.3 精基准的选择精基准的选择 5 5、便于装夹原则、便于装夹原则： 所选择的精基准，应能保证工件定位准确、可所选择的精基准，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。靠，并尽可能使夹具结构简

31、单、操作方便。一般常采用一般常采用面积大、精度较高和粗糙度较低的面积大、精度较高和粗糙度较低的表面为精基准表面为精基准。 加工箱体类和支架类零件时常选用装配基准为加工箱体类和支架类零件时常选用装配基准为精基准，因为装配基准多数面积大、装夹稳定、方精基准，因为装配基准多数面积大、装夹稳定、方便，设计夹具也较简单。便，设计夹具也较简单。465.2.3 精基准的选择精基准的选择475.2.3 精基准的选择精基准的选择图5-12摇杆零件图4012H7铸造圆角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1545【例5-1】选择图5

32、-12所示摇杆零件的定位基准。零件材料为HT200，毛坯为铸件，生产批量：5000件。485.2.3 精基准的选择精基准的选择一、粗基准一、粗基准 选选4040外圆面外圆面。（一次装夹车削出（一次装夹车削出A A面、面、20H720H7孔和孔和A A端面倒角，端面倒角，保证尺寸保证尺寸7 7）二、精基准二、精基准 选选A A面和面和20H720H7孔。孔。 1 1、用一面一短销在、用一面一短销在A A面和面和20H720H7孔上定位，孔上定位，再在再在R12R12圆弧用活动圆弧用活动V V块定位，加工块定位，加工12H712H7孔孔（钻、扩、铰）。（钻、扩、铰）。495.2.3 精基准的选择精

33、基准的选择2 2、用一面两销在、用一面两销在A A面、面、 20H720H7孔（短销）和孔（短销）和12H712H7孔（削边销）上定位，加工孔（削边销）上定位，加工M8M8螺孔（钻底孔、螺孔（钻底孔、攻丝）。攻丝）。 3 3、用一面两销在用一面两销在A A面、面、 20H720H7孔（短销）和孔（短销）和12H712H7孔（削边销）上定位，加工孔（削边销）上定位，加工D D面及面及D D面面20H720H7孔孔边倒角（用钻头）。边倒角（用钻头）。 4 4、用一面一短销在、用一面一短销在A A面和面和20H720H7孔上定位，再在孔上定位，再在R12R12圆弧和圆弧和4040外圆连接弧段（任意一

34、边）用防转钉外圆连接弧段（任意一边）用防转钉定位，用双面铣削方式加工定位，用双面铣削方式加工100.1100.1。50粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习51粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习52粗基准的选择课堂练习粗基准的选择课堂练习53机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过程设计工艺过程设计Process Planning5.3 加工路线的拟订加工路线的拟订Determine the Machining Route545.3.1 加工方法的选择加工方法的选择图5-7加工误差与成本关系C0ABv经济精度随年代增长和技术进步而不断提高（图5-14）v在正常加工条件下（采

35、用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，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（图5-13AB段）加工经济精度加工经济精度 加工误差（m）196010-110-210-319202000102101100年代图5-8加工精度与年代的关系一般加工精密加工超精密加工555.3.1 加工方法的选择加工方法的选择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 外外圆圆表表面面、孔孔及及平平面面加加工工方方案案参参见见教教材材表表5-65-6，

36、5-75-7，5-85-8（2020世纪世纪9090年代）。年代）。 565.3.1 加工方法的选择加工方法的选择典型表面加工路线典型表面加工路线研磨IT5Ra0.0080.32超精加工IT5Ra0.010.32砂带磨IT5Ra0.010.16精密磨削IT5Ra0.0080.08抛光Ra0.0081.25金刚石车IT56Ra0.021.25滚压IT67Ra0.161.25精磨IT67Ra0.161.25精车IT78Ra1.255粗磨IT89Ra1.2510半精车IT1011Ra2.512.5粗车IT1213Ra1080图5-9外圆表面的典型加工工艺路线575.3.1 加工方法的选择加工方法的选

37、择图5-12孔的典型加工工艺路线珩磨IT56Ra0.041.25研磨IT56Ra0.0080.63粗镗IT1213Ra520钻IT1013Ra580半精镗IT1011Ra2.510粗拉IT910Ra1.255扩IT913Ra1.2540精镗IT79Ra0.635粗磨IT911Ra1.2510精拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25饺IT69Ra0.3210金刚镗IT57Ra0.161.25精磨IT78Ra0.080.63滚压IT68Ra0.011.25手饺IT5Ra0.081.25585.3.1 加工方法的选择加工方法的选择图5-17平面典型加工工艺路线抛光Ra0.008

38、1.25研磨IT56Ra0.0080.63精密磨IT56Ra0.040.32半精铣IT811Ra2.510精铣IT68Ra0.635高速精铣IT67Ra0.161.25导轨磨IT6Ra0.161.25精磨IT68Ra0.161.25宽刀精刨IT6Ra0.161.25粗磨IT810Ra1.2510精刨IT68Ra0.635半精刨IT811Ra2.510半精车IT811Ra2.510粗铣IT1113Ra520粗刨IT1113Ra520砂带磨IT56Ra0.010.32金刚石车IT6Ra0.021.25刮研Ra0.041.25精车IT68Ra1.255粗车IT1213Ra1080精拉IT69Ra0.

39、322.5粗拉IT1011Ra520595.3.1 加工方法的选择加工方法的选择例题：要求孔的加工精度为例题：要求孔的加工精度为 IT7IT7级，粗糙度级，粗糙度1 16 63.2m3.2m，确定孔的加工方案。，确定孔的加工方案。 解：按解：按P222P222页的孔加工方案推荐表，可有下面四种页的孔加工方案推荐表，可有下面四种加工方案：加工方案： 钻一扩一铰：钻一扩一铰： 本方案用得最多，在大批、大量生产中常用在自动本方案用得最多，在大批、大量生产中常用在自动机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、机床或组合机床上，在成批生产中常用在立钻、摇臂钻、六角车床等连续进行各个工步加工的机床

40、上。六角车床等连续进行各个工步加工的机床上。 该方案一般用于加工小于该方案一般用于加工小于50mm50mm的孔径，工件材料为的孔径，工件材料为未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨未淬火钢或铸铁，不适于加工大孔径，否则刀具过于笨重。重。605.3.1 加工方法的选择加工方法的选择 粗镗一半精镗一精镗：粗镗一半精镗一精镗： 本方案用于加工毛坯本身是铸出或锻出的孔，但其本方案用于加工毛坯本身是铸出或锻出的孔，但其直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加直径不宜太小，否则因镗杆太细容易发生变形而影响加工精度。工精度。 箱体零件的孔加工常用这种方案箱体零件的孔加工常用这种方案。 粗镗

41、一半精镗一粗磨一精磨粗镗一半精镗一粗磨一精磨： 本方案适用于本方案适用于淬火的工件淬火的工件。 钻（扩）一拉钻（扩）一拉： 本方案适用于成批或大量生产的中小型零件，其材本方案适用于成批或大量生产的中小型零件，其材料为料为未淬火钢、铸铁及有色金属未淬火钢、铸铁及有色金属。615.3.1 加工方法的选择加工方法的选择625.3.2 加工设备的选择加工设备的选择各表面的加工方法确定以后，应选择适当的机床以满足各表面的加工方法确定以后，应选择适当的机床以满足各表面的加工要求。各表面的加工要求。 机床设备的选择除考虑现有生产条件外，还要根据以下机床设备的选择除考虑现有生产条件外，还要根据以下四个方面考虑

42、：四个方面考虑： 1 1、机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应、机床工作区域的尺寸应当与零件的外廓尺寸相适应，也就是根据零件的外廓尺寸来选择机床的形式和规格，以便也就是根据零件的外廓尺寸来选择机床的形式和规格，以便充分发挥机床的使用性能。充分发挥机床的使用性能。 2 2、机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。、机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。 机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求；过高，机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求；过高，则是一种浪费。则是一种浪费。 635.3.2 加工设备的选择加工设备的选择 3 3、机床的功率刷度和工作参数应该与最合理的机床的功率刷度

43、和工作参数应该与最合理的切削用量相适应。切削用量相适应。 粗加工时选择有粗加工时选择有足够功率和足够刚度足够功率和足够刚度的机床，的机床，以免切削深度和进给量的选用受限制。以免切削深度和进给量的选用受限制。 精加工时选择有精加工时选择有足够刚度和足够转速范围足够刚度和足够转速范围的机的机床，以保证零件的加工精度和粗糙度。床，以保证零件的加工精度和粗糙度。 4 4、机床生产率应该与工件的生产类型相适应机床生产率应该与工件的生产类型相适应。 对于大批、大量生产，宜采用高效率机床、专对于大批、大量生产，宜采用高效率机床、专用机床、组合机床或自动机床。用机床、组合机床或自动机床。 对于单件小批生产，一

44、般选择通用机床。对于单件小批生产，一般选择通用机床。645.3.2 加工阶段的划分加工阶段的划分对于加工对于加工精度要求较高和粗糙度值要求较低精度要求较高和粗糙度值要求较低的的零件，通常将工艺过程划分为零件，通常将工艺过程划分为粗加工和精加工粗加工和精加工两个阶两个阶段。段。 对于加工对于加工精度要求很高、粗糙度值要求很低精度要求很高、粗糙度值要求很低的零的零件，则常划分为件，则常划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段阶段和光整加工阶段。655.3.2 加工阶段的划分加工阶段的划分加工阶段的划分：加工阶段的划分：加工阶段的划分：加工阶段的划分：

45、 粗加工阶段粗加工阶段主要任务是去除加工面多余的材料。主要任务是去除加工面多余的材料。这这个阶段主要问题是个阶段主要问题是如何提高生产率。如何提高生产率。 半精加工阶段半精加工阶段使加工面达到一定的加工精度，为精使加工面达到一定的加工精度，为精加工作好准备。加工作好准备。 在此阶段还要完成一些次要表面的加工，如钻孔、攻丝、在此阶段还要完成一些次要表面的加工，如钻孔、攻丝、铣键槽等。铣键槽等。 精加工阶段精加工阶段使加工面精度和表面粗糙度达到要求。使加工面精度和表面粗糙度达到要求。在这个阶段将切去很少的余量。在这个阶段将切去很少的余量。 光整加工阶段光整加工阶段对于特别精密的零件，安排此阶段，以

46、对于特别精密的零件，安排此阶段，以确保零件的精度要求。确保零件的精度要求。只从被加工表面上切除极少的余量。只从被加工表面上切除极少的余量。665.3.2 加工阶段的划分加工阶段的划分 将工艺过程划分粗、精加工阶段的原因是：将工艺过程划分粗、精加工阶段的原因是： 在粗加工阶段，由于切除大量的多余金属，可以及早在粗加工阶段，由于切除大量的多余金属，可以及早发现毛坯的缺陷裂纹、气孔等），以便及时处理，避免过多发现毛坯的缺陷裂纹、气孔等），以便及时处理，避免过多浪费工时。浪费工时。 粗加工阶段容易引起工件的变形，这是由于切除余量粗加工阶段容易引起工件的变形，这是由于切除余量大，一方面毛坯的内应力重新分

47、布而引起变形，另一方面由大，一方面毛坯的内应力重新分布而引起变形，另一方面由于切削力、切削热及夹紧力都比较大，因而造成工件的受力于切削力、切削热及夹紧力都比较大，因而造成工件的受力变形和热变形。变形和热变形。 为了使这些变形充分，应在粗加工之后留有一定的时间。为了使这些变形充分，应在粗加工之后留有一定的时间。 然后再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除上然后再通过逐步减少加工余量和切削用量的办法消除上述变形。述变形。 675.3.2 加工阶段的划分加工阶段的划分 划分加工阶段可以合理使用机床。如粗加工划分加工阶段可以合理使用机床。如粗加工阶段可以使用功率大、精度较低的机床；精加工阶阶段可以

48、使用功率大、精度较低的机床；精加工阶段可以使用功率小、精度高的机床。段可以使用功率小、精度高的机床。 这样有利于充分发挥粗加工机床的动力，又有这样有利于充分发挥粗加工机床的动力，又有利于长期保持精加工机床的精度。利于长期保持精加工机床的精度。 划分加工阶段可在各个阶段中插人必要的热划分加工阶段可在各个阶段中插人必要的热处理工序。处理工序。 如在粗加工之后进行去除内应力的时效处理；如在粗加工之后进行去除内应力的时效处理；在半精加工后进行淬火处理等。在半精加工后进行淬火处理等。685.3.2 加工阶段的划分加工阶段的划分v有利于保证零件的加工精度；v有利于设备的合理使用和精密机床的精度保持；v有利

49、于人员的合理安排；v可及早发现毛坯缺陷，以减少损失。加工阶段划分的意义总结：加工阶段划分的意义总结：695.3.3 加工顺序的安排加工顺序的安排 先基准后其他先加工基准面，再加工其他表面 先面后孔有两层含义：1 1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定工出来，再以面定位，加工孔，可以保证定位准确、稳定2 2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的

50、发生 先主后次也有两层含义：1 1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排面加工常常从加工方便与经济角度出发进行安排2 2）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常）次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工 先粗后精 机械加工工序的安排机械加工工序的安排705.3.3 加工顺序的安排加工顺序的安排根据上述原则，作为根据上述原则，作为精基准的表面应安排在工精基准的表面应安排在工艺过程开始时加工艺过程开

51、始时加工。 精基准面加工好后，接着对精度要求高的精基准面加工好后，接着对精度要求高的主要主要表面进行粗加工和半精加工表面进行粗加工和半精加工，并，并穿插进行一些次要穿插进行一些次要表面的加工表面的加工，然后进行各表面的精加工。，然后进行各表面的精加工。 要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进要求高的主要表面的精加工一般安排在最后进行，行，这样可避兔已加工表面在运输过程中碰伤，有这样可避兔已加工表面在运输过程中碰伤，有利于保证加工精度。利于保证加工精度。 有时也可将次要的、较小的表面安排在最后加有时也可将次要的、较小的表面安排在最后加工工，如紧固螺钉孔等。，如紧固螺钉孔等。 71v为改善工件材

52、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。v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，也可安排在切削加工之前。 调质处理可以改善材料的机械性能，因此许多中调质处理可以改善材料的机械性能，因此许多中碳钢和合金钢常采用这种热处理方法，一般安排在粗碳钢和合金钢常采用这种热处理方法，一般安排在粗加工之后进行，但也有安排在粗加工之前进行的。加工之后进行，但也有安排在粗加工之前进行的。5.3.3 加工顺序的安排加工顺序的安排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725.3.3 加工顺序的安排加工顺序的安排为了改善工件材料的力学

53、物理性质而进行的热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、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。精加工前进行。 其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加其中渗碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。工前。 而表面淬火和渗氮等变形小的热处理工序，允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。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

54、等）一般放在理工序（如镀铬、镀锌、氧化、煮黑等）一般放在工艺过程的最后。工艺过程的最后。735.3.3 加工顺序的安排加工顺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。其他工序的安排其他工序的安排v去毛刺工序通常安排在切削加工之后。v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。检验工序的安排检验工序的安排745.3.4 工序集中与工序分散工序集中与工序分散v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v优点：1）有利于保证工件各加工面之间的位置精度

55、；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。v使每个工序的工步内容相对较少，从而使总的工序数目较多v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755.3.4 工序集中与工序分散工序集中与工序分散 传统的流水线、自动线生产，多采用工序分散的组织形传统的流水线、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）式（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 由于市场需求的多由于市场需求的多变性，对生产过程的变

56、性，对生产过程的柔性要求越来越高，柔性要求越来越高，加之加工中心等先进加之加工中心等先进设备的采用，工序集设备的采用，工序集中将越来越成为生产中将越来越成为生产的主流方式的主流方式 多品种、中小批量多品种、中小批量生产，为便于转换和生产，为便于转换和管理，多采用工序集管理，多采用工序集中方式中方式765.3.5 工艺路线拟定实例工艺路线拟定实例 例：例：图图7-14所示方头小轴，中批生产，材料为所示方头小轴，中批生产，材料为20Cr，要要求求 12h7 mm段渗碳（深段渗碳（深0.8mm1.1mm），），淬火硬度为淬火硬度为50 HRC 55 HRC，试拟定其工艺路线试拟定其工艺路线。775.

57、3.5 工艺路线拟定实例工艺路线拟定实例1.1.分析零件图分析零件图; ;2.2.加工方法加工方法; ;3.3.拟订工艺路线拟订工艺路线 。785.3.5 工艺路线拟定实例工艺路线拟定实例1 1、下料：、下料：20Cr20Cr钢棒钢棒 22mm470mm22mm470mm若干段。若干段。2 2、车车右右端端面面及及右右端端外外圆圆，留留磨磨余余量量每每面面0.2mm(0.2mm( 7mm7mm不不车车) )，按长度切断，每段切留余量按长度切断，每段切留余量(23)mm(23)mm。3 3、夹右端柱段，车左端面，留余量、夹右端柱段，车左端面，留余量2mm2mm；车左端外圆至车左端外圆至 20mm

58、20mm。4 4、检验、检验5 5、夹左端、夹左端 20mm20mm段，车右端面，留余量段，车右端面，留余量1mm1mm，打中心孔；车打中心孔；车 7mm7mm、 12mm12mm圆柱段。圆柱段。6 6、夹、夹 1212部分，车左端面至尺寸，打中心孔。部分，车左端面至尺寸，打中心孔。7 7、铣削、铣削17mm17mm17mm17mm方头。方头。8 8、检验。、检验。795.3.5 工艺路线拟定实例工艺路线拟定实例9 9、淬火、淬火 HRC=5060 HRC=5060 。1010、研中心孔、研中心孔 粗糙度粗糙度RaRa0.40.4 m m。1111、磨、磨 12h7 mm12h7 mm外圆，达

59、到图纸要求。外圆，达到图纸要求。1212、检验、检验1313、清洗、油封、包装。、清洗、油封、包装。805.3.5 数控加工工艺数控加工工艺形状复杂、加工面多、加工量大、生产批量较小的零件（如批量较小的复杂箱体类零件）数控加工的合理选用数控加工的合理选用 普通机床无法加工或需使用复杂工装才能加工的零件（如复杂轮廓面或复杂空间曲面）加工精度要求高的零件（如某些径向尺寸和轴向尺寸精度要求均很高的轴类零件）零件上某些尺寸难以测量和控制的情况（如具有不开敞内腔加工面的壳体或盒型零件）零件一次装夹，可完成铣、镗、钻、铰、攻丝等多种操作图5-18各类机床适应的加工范围专用机床数控机床通用机床零件复杂程度零

60、件批量815.3.5 数控加工工艺数控加工工艺加工过程严格按程序指令自动进行数控加工工艺设计要求详细、具体和完整。如工件在机床（或夹具）上装夹位置、工序内工步的安排、刀具选用、切削用量、走刀路线等，都必须在工艺设计中认真考虑和明确规定数控加工工艺特点数控加工工艺特点 自行调整能力较差数控加工工艺设计应十分严密、准确，必须注意到加工中的每一个细节，如每个坐标尺寸的计算、对刀点和换刀点的确定、攻丝时的排屑动作等。程序须经验证正确后，方可进行正式加工多采用工序集中原则，一次装夹可完成多个表面加工刀具（相对工件）运动路径对生产率、加工精度影响很大，需合理规划使用夹具相对简单825.3.5 数控加工工艺

61、数控加工工艺点位加工通常按空程最短安排走刀路线。位置精度要求较求高的孔系加工，要注意避免反向间隙影响数控加工走刀路线规划数控加工走刀路线规划 对刀点234ABCD1XY对刀点23ABCD1XY45刀具折返点图5-19孔加工路线示例a）b）835.3.5 数控加工工艺数控加工工艺轮廓加工刀具应从切向进入轮廓加工，加工完成后不要在切点处取消刀补，要安排一段沿切向继续运动距离 图5-20内、外圆加工路线a）外圆加工b）内孔加工845.3.5 数控加工工艺数控加工工艺形腔加工在保证加工精度前提下，使走刀路径最短a）b）c）5-21型腔加工路线比较855.3.5 数控加工工艺数控加工工艺高速加工保证刀具

62、运动轨迹光滑平稳，并使刀具载荷均匀a）摆线加工b）赛车线加工图5-22高速切削刀具路径规划（DELCAM公司）865.3.5 数控加工工艺数控加工工艺数控加工工艺实例数控加工工艺实例 确定数控加工内容：环槽、顶面和4-M10螺孔定位、夹紧方案：以底面、孔和零件后侧面作为定位基准。采用孔系组合夹具，基础板圆柱销（专用件）移动V形块（合件），通过螺旋压板压紧选择加工方法：上表面和mm环槽采用铣削一次走刀加工；4-M10螺纹孔先打中心孔再钻底孔，螺纹底孔用钻头倒角图5-23壳体零件简图875.3.5 数控加工工艺数控加工工艺数控加工工艺实例数控加工工艺实例 加工顺序铣上平面钻4-M10中心孔钻4-M

63、10底孔4-M10螺纹底孔倒角4-M10攻丝铣环槽零件坐标系设定如图，坐标原点为孔轴线与零件上平面的交点工艺处理对刀点选在孔轴线与孔的上端面的交点，换刀点选在所定零件坐标系（X0，Y0，Z15）点刀具轨迹坐标计算4-M10螺纹孔中心坐标计算，环槽各基点（J、B、C、D）及四个圆弧的圆心坐标计算等885.3.5 数控加工工艺数控加工工艺零件号JS-1-26零件名称壳体材料HT300程序编号00618机床型号HM500制表宫怡工序内容刀具号刀具种类主轴转速进给速度长度补偿量半径补偿量铣平面T180硬质合金端铣刀S280F60D1D21钻4-M10中心孔T23中心钻S1000F100D2钻4-M10

64、底孔T38.5高速钢钻S500F50D3螺纹孔口倒角T418钻头（90o锋角）S500F50D4攻螺纹4-M10T5M101.5丝锥S60F90D5铣10mm环槽T610高速钢立铣刀S300F30D6D26表5-5壳体数控加工工艺卡89机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过程设计工艺过程设计Process Planning5.4 工序尺寸的确定工序尺寸的确定Determine the Operational Dimensions905.4.1 加工余量加工余量v加工余量加工过程中从加工表面切去材料层厚度v工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度对于被包容表面

65、（5-1）对于包容表面（5-2）a）b）c）d）Zbab图5-24工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中Zb本工序余量；a 前工序尺寸；b 本工序尺寸。加工余量及其计算加工余量及其计算 915.4.1 加工余量加工余量v总加工余量零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度（5-3）式中ZS总加工余量；Zi第i道工序加工余量；n该表面加工工序数。v最大余量v最小余量（5-4）（被包容尺寸）（包容尺寸）（5-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）92式中Zmax ，Zmin ，Zm最大、最小、平均余量；TZ余量公差； amax ，amin ，am上工序最大、最小、平均尺寸； bmax ，bmin

66、 ，bm本工序最大、最小、平均尺寸；Ta上工序尺寸公差； Tb本工序尺寸公差。v平均余量（5-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）v余量公差（5-7）（被包容尺寸与包容尺寸）5.4.1 加工余量加工余量935.4.2 最小加工余量最小加工余量最小余量构成最小余量构成（图5-25） 采用浮动镗刀块镗孔采用浮动镗刀块镗孔式中Ry上一工序表面粗糙度；Ha上一工序表面缺陷层；ea 上一工序形位误差； b本工序装夹误差。（5-8） 无心磨床磨外圆无心磨床磨外圆 研磨、抛光平面研磨、抛光平面RyHaeab图5-25最小加工余量构成94加工余量确定方法加工余量确定方法v计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌

67、握必要的统计资料和具备一定的测量手段。v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。v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。5.4.2 最小加工余量最小加工余量q需要指出的是，目前国内各种手册所给的余量多数为基本余量，基本余量等于最小余量与上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此点在应用时需加以注意。95确定工序尺寸一般方法确定工序尺寸一般方法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

68、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“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定。表6-9主轴孔工序尺寸及公差的确定工序名称工序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浮动镗刀块镗0.11007Ra0.8精镗0.5（100-100-0.1=0.1=）99.999.98Ra1.6半精镗2.4（99.9-99.9-0.5=0.5=）99.499.410Ra3.2粗镗5（99.4-99

69、.4-2.4=2.4=）979712Ra6.3毛坯孔（97-5=97-5=）92925.4.3 工序尺寸确定工序尺寸确定96表6-9主轴孔工序尺寸及公差的确定工序名称工序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浮动镗刀块镗0.11007Ra0.8精镗0.5（100-100-0.1=0.1=）99.999.98Ra1.6半精镗2.4（99.9-99.9-0.5=0.5=）99.499.410Ra3.2粗镗5（99.4-99.4-2.4=2.4=）979712Ra6.3毛坯孔（97-5=97-5=）92925.4.3 工序尺寸确定工序尺寸确定表5-6主轴孔工序尺寸及公差的确

70、定浮动镗0.11007Ra 0.8精镗0.5100-0.1=99.98Ra 1.6半精镗2.499.9-0.5=99.410Ra 3.2粗镗599.4-2.4=9712Ra 6.3毛坯孔100-8=92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主轴孔工序尺寸及公差的确定，加工过程：粗镗半精镗精镗浮动镗【例5-2】97机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过程设计工艺过程设计Process Planning5.5 工艺尺寸链工艺尺寸链Process Dimensional Chain985.5.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念尺寸链定义尺寸链定义在在零零

71、件件加加工工或或机机器器装装配配过过程程中中，由由相相互互联联系系的的尺尺寸寸形形成成的封闭尺寸组，称为尺寸链的封闭尺寸组，称为尺寸链 装装配配尺尺寸寸链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 工工艺艺尺尺寸寸链链在加工过程中，由同一零件有关工序尺寸所形成的尺寸链995.5.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念尺寸链的环尺寸链的环 封封闭闭环环在在零零件件加加工工过过程程或或机机器器装装配配过过程程中中最最终终形形成的环（或间接得到的环）成的环（或间接得到的环）指组成尺寸链的每一个尺寸指组成尺寸链的每一个尺寸v增增环环该环变动（增大或减小）引起封闭环同向变动（增大或减小）的环 组组成

72、成环环尺尺寸寸链链中中除除封封闭闭环环以以外外的的各各环环。对对于于工工艺艺尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的v减减环环该环变动（增大或减小）引起封闭环反向变动（减小或增大）的环尺寸链方程尺寸链方程 确定尺寸链中封闭环（因变量）和组成环（自变量）的函数关系式，其一般形式为：（5-9）100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，因而是尺寸链的组成环。其中，A1为增环，A2为减环。图5-26工艺尺寸链a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C5

73、.5.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念工艺尺寸链示例（图5-26）：工件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A0【例5-3】尺寸链方程为：1015.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法对式（5-9）两边取全微分，有：（5-9）（5-10）式中偏导数表示组成环对封闭环影响的大小，称为误差传递系数，记为i。式（5-10）也可以写成如下形式：（5-11）基本尺寸计算公式基本尺寸计算公式误差与公差计算公式误差与公差计算公式上述两式为尺寸链特定偏差值计算公式，即误差传递公式102图5-27a所示零件，加工两80H7孔，要求保证孔心距L0=3000.02，两孔中心连线与A面

74、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。【例5-4】图5-27误差传递计算示例a）b）Y1Y2AXL000L0XY1Y25.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法103对L0式两边取全微分，并将偏差值代入，得到：用同样的方法可求得： X、Y1、Y2、L0和0构成一平面尺寸链（图b）。其中L0和0是封闭环。尺寸链方程为：【解】Y1Y2图5-27误差传递计算示例AXL00a）0L0b）XY1Y25.5.2 尺寸链计算方法

75、尺寸链计算方法104v公差极值算法式中T0L 极值公差；Ti 各组成环公差。（5-12）（5-13）（5-14） 偏差计算公式偏差计算公式 公差计算公式公差计算公式上上式式表表明明在在极极端端的的情情况况下下，尺尺寸寸链链封封闭闭环环的的公公差差等等于于所所有组成环公差与误差传递系数绝对值乘积之和。有组成环公差与误差传递系数绝对值乘积之和。 5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法105v公差概率算法 为为计计算算方方便便，作作如如下下近近似似处处理理：令令 k k1 1= =k k2 2=k kn n= =k k，得得到近似概率算法公差计算公式（到近似概率算法公差计算公式（k k值常取值常取

76、1.21.21.61.6）：）： 各组成环均接近正态分布时，公差计算公式：各组成环均接近正态分布时，公差计算公式： （5-15）式中式中T T0 0Q Q 称为平方公差。称为平方公差。 各组成环偏离正态分布时，公差计算公式：各组成环偏离正态分布时，公差计算公式： 式中式中T T0 0Q Q 称为统计公差。称为统计公差。k k为分布系数，定义如下：为分布系数，定义如下： （5-16）（5-18）（5-17）5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法106v极值算法（5-19）v概率算法（5-20）式中为分布不对称系数，定义如下（图5-28）图5-28分布系数与不对称系数 T= 2Amin分布中心分

77、布中心AMAmaxXAAEIEST/2T/2(X)X（5-21）5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法平均尺寸计算公式平均尺寸计算公式107q几种常见误差分布曲线的分布系数k 和分布不对称系数的数值见教材表5-7。5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法000-0.280.26-0.26K11.221.731.141.171.1733T/2T/2T/2分布特征正态分布三角分布均匀分布瑞利分布偏态分布外尺寸内尺寸分布曲线表5-7几种常见误差分布曲线108L=300.05A=100.01DCTC12=602 L0 CAEda）b）图5-29平面尺寸链示例图5-29a所示斜孔钻模板。采用工艺孔d辅

78、助进行加工和测量。求孔d至斜孔中心线的距离尺寸C。已知孔d与孔D的偏移量为E=0.01mm，A值如图示。【例5-5】建立尺寸链（图b）【解】5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法109对上式求全微分，有：各组成环的误差传递系数分别为：最终结果：采用极值算法C =20.9810.016mm采用概率算法C =20.9810.026mm由式（5-14）：可求出：TC =0.032由式（5-18）：可求出：TC =0.052（k=1.4）5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法110基本尺寸计算公式基本尺寸计算公式 直线尺寸链极值算法公式直线尺寸链极值算法公式（5-22）偏差计算公式偏差计算公式 公

79、差计算公式公差计算公式 平均尺寸计算公式平均尺寸计算公式 （5-23）（5-24）（5-25）（5-26）5.5.2 尺寸链计算方法尺寸链计算方法111图示工件，以底面A定位，加工台阶面B，保证尺寸，试确定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。【例5-6】尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；角度尺寸链（图5-26c）中，a0为封闭环，a1 和a2是组成环。【解】5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式几种常见工艺尺寸链形式图5-26工艺尺寸链示例b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05 A0.1 C求解图5-206和图5-26c的尺寸链，可得到：工序尺寸：平行度公差：工艺

80、基准与设计基准不重合时的工艺尺寸计算工艺基准与设计基准不重合时的工艺尺寸计算 112图5-30测量尺寸链示例A2若若实实测测A A2 2=40.30=40.30，按按上上述述要要求求判判为为废废品品，但但此此时时如如A A1 1=50=50，则则实实际际A A0 0=9.7=9.7，仍仍合合格格，即即“ “假假废废品品” ”。当当实实测测尺尺寸寸与与计计算算尺尺寸寸的的差差值值小小于于尺尺寸寸链链其其它它组组成成环环公公差差之之和和时时，可可能能为为假假废品。采用专用检具可减小假废品出现的可能性废品。采用专用检具可减小假废品出现的可能性图5-30所示零件，尺寸A0不好测量，改测尺寸A2，试确定

81、A2的大小和公差v由新建立的尺寸链可解出：A2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】【例5-7】5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式几种常见工艺尺寸链形式 假废品问题：113D1工序基准是尚待加工的设计基准工序基准是尚待加工的设计基准D2xHR1R2xH1)拉内孔至；2)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。 a） b）图5-31键槽加工尺寸链【解】图5-31所示键槽孔加工过程如下：【例5-8】5.5.3 几种常见工艺尺寸链形

82、式几种常见工艺尺寸链形式114D1xD2H1v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（图5-32b） a） b）图5-32键槽加工尺寸链H20.0250.025R1xHR2e重新进行计算，可得到：5.5.3 几种常见工艺尺寸链形式几种常见工艺尺寸链形式115图5-33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：表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算 【例5-9】【解】R2R1H1H0b)图5-33渗碳层深度尺寸换算

83、a)A1）精车A面，保证直径；3）精磨A面保证直径尺寸，同时保证规定的渗碳层深度。D2H0H12）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：D15.5.3 几种常见工艺尺寸链形式几种常见工艺尺寸链形式1165.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法当当零零件件在在同同一一尺尺寸寸方方向向上上加加工工尺尺寸寸较较多多，且且工工序序（测测量量）基基准准需需多多次次转转换时，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图

84、5-34所示零件有关轴向尺寸加工过程如下：【例5-10】31.690.3160.127.070.07图5-34图表法示例零件4）靠火花磨削面，控制余量Z7=0.10.02，同时保证设计尺寸60.1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31.690.31；精车面，保证设计尺尺寸寸A6=27.070.07；117Z6Z4Z7Z5A1A2A3A4A5A6R1R21.画尺寸联系图1）画零

85、件简图，加工面编号，向下引线2）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。图5-35尺寸联系图【解】5.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法118A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）图5-37工艺尺寸链A5R2A4b）2. 用追踪法查找工艺尺寸链A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4图5-36尺寸链追踪Z5v结果

86、尺寸（间接保证的设计尺寸）和余量是尺寸链的封闭环v沿封闭环两端同步向上追踪，遇箭头拐弯，逆箭头方向横向追踪，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5.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法1193. 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初拟修正后ZiminZi MAi MAi A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z45.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法1204. 校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸

87、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ZiminZi M0.02初拟修正后0.50.30.10.3A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.07A60.10.31A5R1Z7a）A5R2A4b）5.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法121工序公差余量公差最小余量平均余量Zi 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

88、.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0.020.080.15.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法122A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）25.593426.7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5.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法123工序公差余量公差最小余量平均

89、余量平均尺寸单向偏差形式标注Zi minZi MAi MAi 初拟修正后0.230.02A60.50.30.10.30.10.070.080.550.8310.30.30.480.851.836.127.076.5825.593426.7A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.31631.690.180.020.080.15.5.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法124A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z45.5.5 工序尺寸计算机求解方法工序尺寸计算机求解方法 1 2 3 4 5 6 7 8 91 41 31 22 41 21 32 21 21 41-1-1-11-11

90、000001-1-11001.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vv 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vv 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v第2、3列表示尺寸线左、右端点所在尺寸界限序号v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v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图5-38尺寸联系图与尺寸联系矩阵125 尺寸联系矩阵（T矩阵）的处理 1 1 4 1 0 2 3 1

91、-1 0 3 2 1 -1 0 4 4 2 -1 1 5 1 2 1 -1 6 3 1 -1 -1 7 2 2 1 1 8 1 2 0 0 9 1 4 0 0图5-39尺寸联系矩阵变换5.5.5 工序尺寸计算机求解方法工序尺寸计算机求解方法A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4 1 2 3 4 5 6 7 8 91 41 31 22 41 21 32 21 21 41-1-1-11-11000001-1-1100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12

92、611410231-10321-10442-115121-1631-1-1722118120091400A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4图5-40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

93、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。211442225.5.5 工序尺寸计算机求解方法工序尺寸计算机求解方法127C（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. 尺寸链矩阵（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

94、 -1 0 0 00 0 1 0 -1 0 00 -1 1 0 -1 1 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 -10 0 0 1 1 0 0A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4图5-41尺寸链矩阵12345671234567895.5.5 工序尺寸计算机求解方法工序尺寸计算机求解方法128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. 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

95、息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5.5.5 工序尺寸计算机求解方法工序尺寸计算机求解方法1296. 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5.5.5 工序尺寸计算机求解方法工序尺寸计算机求解方法130机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过

96、程设计工艺过程设计Process Planning5.6 计算机辅助工艺过计算机辅助工艺过程程设计设计Computer Aided Process Planning （CAPP）1315.6.1 CAPP意义意义qq 传统工艺过程设计存在的问题传统工艺过程设计存在的问题从根本上解决人工设计效率低，周期长，成本高的问题可以提高工艺过程设计的质量，并有利于实现工艺过程设计的优化和标准化可以使工艺设计人员从烦琐重复的工作中解放出来，集中精力去提高产品质量和工艺水平CAPP是连接CAD和CAM系统的桥梁，是发展计算机集成制造的不可缺少的关键技术qq CAPP CAPP意义意义设计效率低，周期长，成本高

97、不必要的花色繁多，不利于管理设计质量参差不齐，难于实现优化设计工艺人员短缺和老化是全球机械制造业面临的共同问题1325.6.2 CAPP工作原理工作原理派生式派生式(变异式变异式)CAPPCAPP系统系统( (VariantCAPPSystemVariantCAPPSystem) )该类系统以成组技术为基础，根据零件编码查找所属零件组，调出零件组的标准工艺，进行适当的编辑或修改，生成所需的工艺规程。零件组矩阵零件编码查找零件组输入表头信息工艺规程格式工艺规程打印输出标准工艺路线文件标准工序文件图5-42CAM-I推出的派生式CAPP系统框图工作要素处理应用程序工艺路线检索/编辑标准工序检索/编

98、辑工艺规程存储器1335.6.2 CAPP工作原理工作原理标准工艺规程文件特征矩阵文件零件图编码第零件组零件组形成工艺过程设计a）准备阶段图5-43派生式CAPP系统工作的两个阶段零件图标准工艺检索编码第零件组零件组搜索工艺规程（编辑）b）使用阶段 派生式CAPP系统工作的两个阶段134 派生式CAPP系统特点： 1）程序简单，易于实现。目前多用于回转体类零件CAPP系统。2）需人工参与决策，自动化程度不高。 3）具有浓厚的企业色彩，局限性较大。5.6.2 CAPP工作原理工作原理创成式创成式CAPPCAPP系统（系统（GenerativeGenerativeCAPPSystemCAPPSys

99、tem）从无到有生成（工艺决策算法和逻辑推理） 零件信息描述零件工艺过程1355.6.2 CAPP工作原理工作原理 例：普渡大学APPAS（AutomatedProcessPlanningandSelection）系统是一个实验性系统，适用于非回转类零件表面加工方法的生成每一加工表面用一数组表示：孔AT（40）面AT（32）槽AT（31）数组各元素含义：表面编号；表面类型（如：1圆孔，2平面，3槽）；类型号码（取决于类型，如孔：1圆孔，2锥孔，3螺孔）；材料类型（如：1铸铁，2球铁，3钢）；材料硬度零件加工表面信息输入1365.6.2 CAPP工作原理工作原理 逻辑关系的建立读入一个表面数据C

100、ALLSIMHOL精镗孔/面/槽？光孔/台阶孔？CALLACCHOLCALLSLOTCALLSURFACECALLCOMHOLCALLCORHOLCALLDRILLCALLREAM钻可行？铰可行？套料否？槽面Y光孔台阶孔NNNYY图5-44APPAS系统工艺决策程序框图1375.6.2 CAPP工作原理工作原理加工方法选择每种加工方法均对应于一定的工作范围例例：麻花钻钻孔对应的工作范围DMAX=2,DMIN=0.0625ES=0.007D+0.003,EI=0.007D位置精度：0.008粗糙度：Ra=200m长径比：L/ D12创成式CAPP系统特点：1）不需人工干预，自动化程度高。2）决策

101、更科学，具有普遍性。3）由于工艺过程设计经验成分偏多，理论还不完善，完全彻底的创成式CAPP系统还在研究探索之中。1385.6.2 CAPP工作原理工作原理半半创成式创成式CAPPCAPP系统（系统（Semi-GenerativeSemi-GenerativeCAPPSystemCAPPSystem） 派生式CAPP系统完全以人的经验为基础，难于保证设计最优，且局限性较大；完全创成式CAPP系统还不成熟。将两者结合起来，采用部分创成，部分派生（或部分人工干预）的方法是一种可取的方案。半创成式CAPP系统特点：1）集派生式及创成式系统的优点，又克服两者的不足。2）目前为多数CAPP系统采用。 例

102、例：神户大学开发的半创成式CAPP系统（图5-45）1395.6.2 CAPP工作原理工作原理热处理、表面处理、手工作业等补充加工顺序和工序修正加工顺序处理机床选择调入一个零件数据机床组合零件数据工艺规程处理完否？NY工艺规程打印策略存储器机床文件加工顺序存储器1000个零件数据余量、精度存储器动态制约：例轴长径比限制；淬火后只能磨确定加工方法策略；机床选用顺序；机床选用策略典型加工顺序检索确定加工余量划分加工阶段人工干预动态存储器图5-45神户大学半创成式CAPP系统程序框图1405.6.3 CAPP关键技术关键技术 零件信息输入零件信息输入零件加工表面可分为基本形面和辅助形面；形面可用特征

103、参数进行描述；形面与一定的加工方法相联系较粗糙，信息输入不完整多用于只需制定简单工艺路线的场合只适用于派生式CAPP系统1）成组编码法：输入工作量大是其主要的弱点2）形面描述法：可完整地描述零件的几何、工艺信息，是目前CAPP系统使用最多的信息输入方法多采用菜单（交互）方式输入，便于操作1415.6.3 CAPP关键技术关键技术1.圆柱面2.圆锥面3.圆柱齿轮4.圆锥齿轮5.蜗轮齿形6.花键7.螺纹8.滚花9.退出外部基本形面菜单1.直径：上偏差：下偏差：2.长度：上偏差：下偏差：3.表面粗糙度（Ra）：4.是否基准面：5.形位公差代号：公差：基准：6.有无辅助面？有无外圆柱面特征参数 1.径

104、向孔2.端面孔3.径向螺孔4.端面螺孔5.圆弧槽6.矩形槽7.端面槽8.斜孔9.退出外部辅助形面菜单圆柱面有1425.6.3 CAPP关键技术关键技术3）与CAD系统相连接图5-46专用接口示例专用接口AutoCAD系统实体模型几何/拓扑特征识别提取输入工艺管理信息特征文件TJU-CAPP系统通用接口、专用接口、共享数据库由于目前CAD系统多为实体造型系统，需采用特征识别的方法补充输入工艺信息发展基于特征造型的CAD系统是长久之计1435.6.3 CAPP关键技术关键技术工艺决策工艺决策特点：1）直观，容易建立，便于编程2）难于扩展和修改形式：由树根、节点、分支构成；分支上方给出向一种状态转换

105、的可能性或条件（确定性条件）条件满足，继续沿分支前进，实现逻辑“与”条件不满足，回出发节点并转向另一分支，实现逻辑“或”分支终点列出应采取的行动（决策行动）1）决策树1445.6.3 CAPP关键技术关键技术E3（螺孔）E1（孔）E2（槽）E4（位置度公差0.05）E5（0.05位置度公差0.25）E6E7（直径公差0.05）E8（0.05直径公差0.25）E9（直径公差0.25）（位置度公差0.25）A1坐标镗A2精镗A3半精镗A4粗镗A5铣A6钻孔，攻丝表面图5-47加工方法选择决策树【例】1455.6.3 CAPP关键技术关键技术 特点：1）表达清晰，格式紧凑，便于编程2）难于扩展和修改

106、用表格形式描述事件之间逻辑依存关系。表格分为4个区域（图4-22），左上角为条件项目，右上角为条件组合，各条件之间为“与”的关系，左下角列出决策项目，右下角为各列对应的决策行动，决策行动之间也是“与”的关系，决策表的每一列均可视为一条决策规则。2）决策表例例：加工方法选择决策表（前例）1465.6.3 CAPP关键技术关键技术图5-48加工方法选择决策表螺孔槽孔位置度公差0.050.05位置度公差0.25位置度公差0.25直径公差0.050.05直径公差0.25直径公差0.25粗镗半精镗精镗坐标镗铣钻孔，攻丝147派生式CAPP系统利用成组技术原理和典型工艺过程进行工艺决策，经验性较强。创成式

107、CAPP系统利用工艺决策算法（如决策表、决策树等方法）和逻辑推理方法进行工艺决策，较派生式前进了一步，但存在着算法死板、结果唯一、系统不透明等弱点；且程序工作量大，修改困难。采用专家系统进行工艺决策1）什么是专家系统：在特定领域内具有与该领域人类专家相当智能水平的计计算算机机知知识识程程序序处处理理系系统统。专家系统主要用于处理现实世界中提出的需要由专家来分析和判断的复杂问题（工艺过程设计正属于这类问题）。CAPPCAPP 专家系统专家系统5.6.3 CAPP关键技术关键技术148事实知识（手册、资料等共有的知识） 过程知识（推理原理、规则、方法）控制知识（系统本身控制策略）2）专家系统的构成

108、：知识库用于存储专家知识，包括：推理机具有推理能力，可以根据问题导出结论数据库存放事实（包括输入信息和推理得到的事实）图5-49专家系统的构成知识库数据库推理机知识获取专家用户接口5.6.3 CAPP关键技术关键技术149其中产生式规则较符合工艺规程设计中人的思维方式，因而使用较多。产生式规则的基本形式为：IF条件1AND条件2OR条件3 THEN结论1可信度a%结论2可信度b%3）知识表达与获取 谓词逻辑语义网络框架产生式规则知识表达5.6.3 CAPP关键技术关键技术150产生式规则优点： 推理过程符合人的思维方式，易于接受；推理结论的可信度使其能进行非确定性推理。产生式规则缺点： 格式较

109、死板，在某些情况下需重复搜索而影响效率 4）推理机制推理：依据一定规则，从已知事实和知识推出结论CAPP专家系统推理机制属于基于知识的推理，通常采用反向推理的控制策略 知识获取 ： 由知识工程师来完成 由工艺人员会同软件工程师一同来完成 由工艺人员构建专家系统5.6.3 CAPP关键技术关键技术151最终要求（目标）选择适当的规则满足最终要求的加工方法（或加工参数）给出最终加工方法的初始状态新的要求（目标）选择规则原始状态（毛坯）IF铰孔加工THEN前序加工：扩孔规则2IF扩孔加工THEN前序加工：钻孔规则3规则1IF孔径20AND材料：非淬火钢AND精度：H7THEN加工方法：铰孔例例：箱体

110、零件上7级精度孔的加工路线确定5.6.3 CAPP关键技术关键技术152机械制造技术基础机械制造技术基础 第第5章章 工艺过程设计工艺过程设计Process Planning5.7 工艺过程工艺过程经济性分析经济性分析Economic Analysis for Technological Process153基本时间：直接改变生产对象的性质，使其成为合格产品或达到工序要求所需时间（包括切入、切出时间）时间定额时间定额q定义:在一定生产条件下，生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间q组成辅助时间：为实现工艺过程必须进行的各种辅助动作时间，如装卸工件、启停机床、改变切削用量及进退刀等布置工作地时

111、间：包括更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要时间：工人在工作班内，为恢复体力和满足生理需要所需时间准备终结时间：如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装夹具、调整机床、发送成品等5.7.1 时间定额与提高生产效率的途径时间定额与提高生产效率的途径154q单件时间与单件工时定额计算 单件时间：（5-27） 单件工时定额：（5-28）式中tB基本时间tA辅助时间tC布置工作地时间tR休息和生理需要时间tP准备终结时间B批量5.7.1 时间定额与提高生产效率的途径时间定额与提高生产效率的途径155提高生产效率的工艺途径提高生产效率的工艺途径q缩短基本时间：提高切削用量（切削速度、进给量、切

112、削深度等）；采用多刀多刃进行加工（如以铣削代替刨削，采用组合刀具等）；采用复合工步，使多个表面加工基本时间重合（如多刀加工，多件加工等）。q缩短辅助时间：使辅助动作实现机械化和自动化（如采用自动上下料装置、先进夹具等）；使辅助时间与基本时间重叠（如采用多位夹具或多位工作台，使工件装卸时间与加工时间重叠；采用在线测量，使测量时间与加工时间重叠等）5.7.1 时间定额与提高生产效率的途径时间定额与提高生产效率的途径156q缩短布置工作地时间：q缩短准备终结时间：5.7.1 时间定额与提高生产效率的途径时间定额与提高生产效率的途径主要是减少换刀时间和调刀时间采用自动换刀装置或快速换刀装置使用不重磨刀

113、具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 157工艺成本工艺成本5.7.2 工艺方案技术经济分析工艺方案技术经济分析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工艺成本可分为两部分：q可变费用：与年产量有关且与之成比例的费用，记为CV包括材料费CVM，机床工人工资及工资附加费CVP，机床使用费CVE，普通机床折旧费CVD，刀具费CVC，通用夹具折旧费CVF等CV = CVM + CVP + CVE + CVD + CVC + CVF （5-29）q不变费用：与

114、年产量的变化没有直接关系的费用，记为CN。包括调整工人工资及工资附加费CSP，专用机床折旧费CSD，专用夹具折旧费CSF等CN= CSP + CSD + CSF （6-30）1585.7.2 工艺方案技术经济分析工艺方案技术经济分析零件全年工艺成本（式中N为零件年产量）：CY= CV N + CN （5-31）零件单件工艺成本：CP= CV + CN / N （5-32） 工艺方案比较工艺方案比较 q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5-50）计算如下：（5-33）图5-50全年工艺成本比较与临界年产量0方案1CN1CN

115、2NCNCY方案2159方案1CN1CN20NCNCY方案2CYNCC图5-51考虑追加投资的临界年产量q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，应考虑不同方案基本投资额的回收期。（5-34）式中投资回收期；F基本投资差额；S全年生产费用节约额。（5-35）5.7.2 工艺方案技术经济分析工艺方案技术经济分析q考虑投资回收期的临界年产量NCC（图5-51）：1605.7.3 工艺过程优化工艺过程优化图5-52工艺路线网络表示工序1工序2工序3工序4124798563L1(6)L2(4)S(5)MC(4)M(3)D1(3)D1(3)M(3)S(5)P(2)G1(2)G2(3)D2(

116、4)B(4)B(4)毛坯成品参数优化（如3.6.2节切削用量优化）q在满足一定约束条件的前提下，如何安排工艺过程使之能获得最佳的经济效果q两种类型路径优化：零件加工包含有多个工序且有多条工艺路线可供选择时，如何选取最优方案就属于路径优化问题工艺路线优化可转变为寻找最短路径问题处理工艺过程的优化工艺过程的优化1615.7.3 工艺过程优化工艺过程优化q网络法求最短路径1）设节点h评价值：eh =02）使用下面公式，按递增顺序计算其余节点评价值：（5-36）3）标出节点k的评价值ek ，即为从节点h到k的最短路径值，并可从节点k向前推出最短路径：（5-37）式中dij节点i到节点j的距离（工序时间

117、或成本）162 由步骤1：e1=0由步骤2：e2=min（ei +di2）=e1+d12=6（12）同理有：e3=4（13）；e4=9（24）其次：e5=min（ei +di 5）=min（e2+d25，e3+d35）=7（35）同理有：e6=9（36）；e7=12（47，67） e8=min（e3+d38，e4+d48，e5+d58，e6+d68）=8（38）e9=min（e7+d79，e8+d89）=11（89）结果：最短路径1 3 8 95.7.3 工艺过程优化工艺过程优化124798563L1(6)L2(4)S(5)MC(4)M(3)D1(3)D1(3)M(3)S(5)P(2)G1(2

118、)G2(3)D2(4)B(4)B(4)eh =0163工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解一、一、一、一、工序尺寸计算工序尺寸计算工序尺寸计算工序尺寸计算求解基本方法：求解基本方法：求解基本方法：求解基本方法：1 1 1 1、分析零件加工要求，确定、分析零件加工要求，确定、分析零件加工要求，确定、分析零件加工要求，确定封闭环封闭环封闭环封闭环2 2 2 2、查找、查找、查找、查找组成环组成环组成环组成环并画出并画出并画出并画出尺寸链图尺寸链图尺寸链图尺寸链图3 3 3 3、用、用、用、用画箭头画箭头画箭头画箭头的方法确定组成环的性质（即确定的方法确定组成环的性质（即确定的方法确定组成环的性

119、质（即确定的方法确定组成环的性质（即确定增环和增环和增环和增环和减环减环减环减环）4 4 4 4、应用极值法计算尺寸链图中的相应环的、应用极值法计算尺寸链图中的相应环的、应用极值法计算尺寸链图中的相应环的、应用极值法计算尺寸链图中的相应环的尺寸尺寸尺寸尺寸【注意：注意：注意：注意： 1 1 1 1）尺寸由）尺寸由）尺寸由）尺寸由基本尺寸、上偏差、下偏差基本尺寸、上偏差、下偏差基本尺寸、上偏差、下偏差基本尺寸、上偏差、下偏差三部分构成）三部分构成）三部分构成）三部分构成） 2 2 2 2）所求的尺寸可能是）所求的尺寸可能是）所求的尺寸可能是）所求的尺寸可能是封闭环封闭环封闭环封闭环，也可能是，也

120、可能是，也可能是，也可能是增环增环增环增环或或或或减减减减环环环环。164工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解二、定位误差计算基本方法：1、确定三个基准： 工序基准 定位基准 限位基准2、确定工序基准与定位基准是否重合，来计算基准不重合误差。3、确定定位基准与限位基准是否重合，来计算基准位移误差。4、最后求解定位误差。165工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例一例一:如图如图2-43所示零件所示零件,其设计尺寸为其设计尺寸为 和和300.12，上下平面均已加工上下平面均已加工,现以底平面定位镗水平现以底平面定位镗水平孔孔,求工序尺寸求工序尺寸A。166工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算

121、习题讲解零件设计图：零件加工图：167工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解尺寸链图：168工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解解:1:画尺寸链图画尺寸链图 2:判断环的性质判断环的性质, 300.12为间接保证的设计尺寸为间接保证的设计尺寸,应为应为封闭封闭环环;A1为减环为减环,A2为增环。为增环。为基准不重合为基准不重合,三环直线尺寸链的中三环直线尺寸链的中间计算问题。间计算问题。3、计算尺寸链、计算尺寸链1) A1的基本尺寸的基本尺寸,由公式由公式:A=得得: A1=A2- A=120-30=90mm2) A1的上下偏差的上下偏差由公式由公式:BSA= BXA=得得:BSA1=

122、BXA2-BXA=-0.1-(-0.12)=+0.02169工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解B BX XA A1 1=B=BS SA A2 2-B-BS SA A=0-0.12=-0.12mm=0-0.12=-0.12mm则则A A1 1= =3 3、验算、验算由公式由公式: : 0.14+0.1=0.24T0.14+0.1=0.24T=0.24=0.24符合题意要求。符合题意要求。170工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例二：如图所示例二：如图所示,齿轮内孔及键槽的加工过程齿轮内孔及键槽的加工过程:1) 镗孔至尺寸镗孔至尺寸2) 插键槽插键槽,工序尺寸为工序尺寸为A13) 热

123、处理热处理4) 磨孔至设计尺寸磨孔至设计尺寸40+0.05，同时保证键槽深度同时保证键槽深度46+0.3。（不计两次加工的同轴度影响）（不计两次加工的同轴度影响）171工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解解:1) 画尺寸链图画尺寸链图:172工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解2) 判断环的性质判断环的性质A=3) 计算尺寸链计算尺寸链A1的基本尺寸的基本尺寸: A1=A+A2-A3=45.8A1的上下偏差的上下偏差: BSA1=BS A-BSA3+BXA2=+0.3-0.025+0=+0.275 BXA1=BX A-BXA3+BSA2=0-0+0.05=+0.05173工序尺寸计算

124、习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例三例三:如图所示如图所示,衬套零件衬套零件,内孔内孔145+0.04的的表面要渗碳。其内表面的工艺过程为表面要渗碳。其内表面的工艺过程为:174工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解解:1、加工过程示意图：、加工过程示意图：175工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解2、画尺寸链图：、画尺寸链图：176工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解3、判断环的性质：、判断环的性质：A1=72.390.01,为增环为增环;A2=72.510.01为减环为减环;图纸图纸 规定的规定的渗层厚度渗层厚度0.40.1为封闭环为封闭环3、计算尺寸链、计算尺寸链 的基本尺寸的

125、基本尺寸:=A+A2-A1 =0.4+72.51-72.39=0.52 的上下偏差的上下偏差:BS=BSA+BXA2-BSA1 =+0.1+(-0.01)-0.01 =+0.08 BX=BXA+BSA2-BXA1 =-0.1+0.01+0.01 =-0.08 因此因此=0.520.08mm177工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例四例四: :如图所示轴套零件如图所示轴套零件, ,其其2828-0.045-0.045外圆表面外圆表面要求镀铬要求镀铬, ,镀层厚度为镀层厚度为0.0250.0250.04(0.04(即双边为即双边为0.050.080.050.08或或0.080.08-0.0

126、3-0.03),),该表面的加工顺序为该表面的加工顺序为: :车车磨磨电镀，求磨外圆的工序尺寸电镀，求磨外圆的工序尺寸A A。178工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解解:1) :1) 画尺寸链图画尺寸链图 2) 2) 判断环的性质判断环的性质镀后保证的设计尺寸镀后保证的设计尺寸2828-0.045-0.045为封闭环为封闭环, ,工序尺寸工序尺寸A A及镀层厚度及镀层厚度0.080.08-0.03-0.03为增环。为增环。 3) 3) 计算尺寸链计算尺寸链A=AA=A-At=28-0.08=27.92mm-At=28-0.08=27.92mmB BS SA=BA=BS SA A- -B

127、 BS SAtAt=0-0=0=0-0=0B BX XA=BA=BX XA A- -BxAtBxAt=-0.045-(-0.03)=-0.045-(-0.03) =-0.015mm =-0.015mm则，磨外圆的工序尺寸则，磨外圆的工序尺寸A=27.92A=27.92-0.015-0.015mmmm179工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例五：下图为一轴套零件，尺寸和已加例五：下图为一轴套零件，尺寸和已加工好，工好，b）、）、c）、）、d）为钻孔加工时三种定位）为钻孔加工时三种定位方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺方案的简图。试计算三种定位方案的工序尺寸寸A1 、A2和和 A3。1

128、80工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解：1）图b：基准重合，mm。181工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解2）图）图c：尺寸：尺寸A2，100.1和构成一个尺寸链和构成一个尺寸链 其中尺寸其中尺寸100.1是封闭环，尺寸是封闭环，尺寸A2和和 是组是组成环，且成环，且A2为增环，为为增环，为 减环。减环。10=A28，A2=18mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式：0.1=E上（-0.05），E上=0.05mm-0.1=E下0，E下=-0.1mm。故：mm182工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解3）图d：尺寸A3，100.1和，38构成一个尺寸链，其中尺寸100.1是封闭环

129、，尺寸A3，和是组成环，且为增环，A3和为减环。由直线尺寸链极值算法基本尺寸计算公式，有：10=38（A3+8），A3=28mm由直线尺寸链极值算法偏差计算公式，有：0.1=0（E下+（-0.05），E下=-0.05mm;-0.1=-0.1(E上+0)，E上=0。故：mm183工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例六：选选A面为定位基准镗图示孔，面为定位基准镗图示孔，A、B、C面已加工完成。试确定采用调整法加工时，面已加工完成。试确定采用调整法加工时，镗孔工序的工序尺寸镗孔工序的工序尺寸A3。184工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例七：如图为活塞零件（图中只标注有例七：如图为活塞零

130、件（图中只标注有关尺寸），若活塞销孔已加工好了，现欲精关尺寸），若活塞销孔已加工好了，现欲精车活塞顶面，在试切调刀时，须测量尺寸车活塞顶面，在试切调刀时，须测量尺寸A2，试求工序尺寸，试求工序尺寸A2及其偏差。及其偏差。185工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解：封闭环是解：封闭环是110，增环，增环A2和和27，无减环。，无减环。186工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例八：图所示为轴套零件，在车床上已加工好图所示为轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及各面，现需在铣床上铣出右外圆、内孔及各面，现需在铣床上铣出右端槽，并保证尺寸端槽，并保证尺寸 及及 ，求试，求试切调刀时的度量尺

131、寸切调刀时的度量尺寸A及其上下偏差。及其上下偏差。187工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解：A的基本尺寸及上下偏差：封闭环是26，A和50是增环，20和10是减环。188工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例九：如图所示衬套，材料为例九：如图所示衬套，材料为20钢，内钢，内孔表面要求磨削后保证渗碳层深度为，试求：孔表面要求磨削后保证渗碳层深度为，试求：（1）磨削前精镗工序的工序尺寸及偏差；）磨削前精镗工序的工序尺寸及偏差；（2）精镗后热处理时渗碳层的深度尺寸及偏差）精镗后热处理时渗碳层的深度尺寸及偏差189工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解：（1）（2）190工序尺寸计算习

132、题讲解工序尺寸计算习题讲解 例十：图示箱体盖，例十：图示箱体盖，A A面已加工完毕，其它未加工表面面已加工完毕，其它未加工表面为毛坯面，现要镗削其上两个为毛坯面，现要镗削其上两个100H9100H9孔。试确定完成该两孔孔。试确定完成该两孔加工要求的定位方案和夹紧方案。加工要求的定位方案和夹紧方案。191工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例十一：图示发动机前支座，现要在车床上镗削直径为例十一：图示发动机前支座，现要在车床上镗削直径为110H9110H9孔。试分析并确定其定位方案和夹紧方案，并画出孔。试分析并确定其定位方案和夹紧方案，并画出简图表示出来。（底面及两侧面已加工好，底面上两个螺

133、栓简图表示出来。（底面及两侧面已加工好，底面上两个螺栓孔尚未加工）孔尚未加工） 192工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例十二：图示凸轮轴上铣键槽。试确定应该限制的自由例十二：图示凸轮轴上铣键槽。试确定应该限制的自由度和夹紧方案，并画出简图表示出来。度和夹紧方案，并画出简图表示出来。193工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例十三：在阶梯轴上铣槽，要求保证尺寸例十三：在阶梯轴上铣槽，要求保证尺寸H H和和L L。毛坯尺寸毛坯尺寸 、 ，D D对于对于d d的同的同轴度误差为轴度误差为0.04mm0.04mm，定位方案如图所示。试求，定位方案如图所示。试求L L尺尺寸的定位误差（寸

134、的定位误差（V V形块夹角为形块夹角为90900 0）。）。194工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解：解：L L的定位误差：的定位误差：195工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例十四：例十四：196工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解197工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解198工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解199工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解解：工序基准解：工序基准4040下母线下母线 定位基准定位基准3535外圆中心线外圆中心线 限位基准限位基准3535内孔中心线内孔中心线200工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例十六：指出下列夹紧方案不

135、合理之处，并指例十六：指出下列夹紧方案不合理之处，并指出改进意见。出改进意见。201工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解202工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解203工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解204工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例十八、编制下列双联齿轮的机械加工工艺规程。材料例十八、编制下列双联齿轮的机械加工工艺规程。材料40Cr40Cr，齿面高频淬火。生产批量：大批生产。写出工序号、，齿面高频淬火。生产批量：大批生产。写出工序号、工序内容、定位基准、设备名称。工序内容、定位基准、设备名称。205工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解206工序尺寸计算习题讲

136、解工序尺寸计算习题讲解 例十九：编制下图零件加工的工艺路线。材料：铸铁。例十九：编制下图零件加工的工艺路线。材料：铸铁。大批生产。写出工序号、工序名称、工序内容，定位基准，大批生产。写出工序号、工序名称、工序内容，定位基准，加工设备。加工设备。207工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例二十：编制下图零件加工的工艺路线。材料：铸铁。例二十：编制下图零件加工的工艺路线。材料：铸铁。大批生产。写出工序号、工序名称、工序内容，定位基准，大批生产。写出工序号、工序名称、工序内容，定位基准，加工设备。加工设备。208工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例二十一：编制下列双联齿轮的机械加工工艺

137、规程。材例二十一：编制下列双联齿轮的机械加工工艺规程。材料料40Cr40Cr。生产批量：大批生产。写出工序号、工序内容、定。生产批量：大批生产。写出工序号、工序内容、定位基准、设备名称。位基准、设备名称。209工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例二十二：例二十二：如图钻如图钻1212孔，试分析孔，试分析 工序尺寸的工序尺寸的定位误差。定位误差。210工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解211工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例二十三：例二十三：如图铣平面保证如图铣平面保证h h，已知两圆已知两圆 的同轴度的同轴度 0.1 0.1，其它已知条件见图，试分，其它已知条件见图，试分

138、析工序尺寸析工序尺寸h h的定位误差。的定位误差。212工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解213工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例二十四：钻直径为例二十四：钻直径为 10 10的孔，采用的孔，采用a a）、）、b)b)两种定位方案，试分别计算定位误差。两种定位方案，试分别计算定位误差。214工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解215工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例二十五：例二十五：如图在工件上铣台阶面，保证工序如图在工件上铣台阶面，保证工序尺寸尺寸A A，采用采用V V形块定位，试进行定位误差分析。形块定位，试进行定位误差分析。216工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算

139、习题讲解217工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例二十六：例二十六：如图同时钻四个如图同时钻四个1212孔，请从左至孔，请从左至右分别分析右分别分析1 1、2 2、3 3、4 4孔的定位误差。孔的定位误差。218工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解219工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解例二十七：例二十七：如图钻孔，保证如图钻孔，保证A A，采用采用a)a)d)d)四种方案，试分别进行定位误差分析（外四种方案，试分别进行定位误差分析（外圆圆d dd d）。）。220工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解221工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例二十八：例二十八：如图钻如图钻d d孔，保证同轴度要求，采用孔，保证同轴度要求，采用a)a)d) d) 四种定位方式，试分别进行定位误差分析。四种定位方式，试分别进行定位误差分析。222工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解223工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解 例二十九：工件尺寸如图所示，例二十九：工件尺寸如图所示， 与与 的同轴度误差为零。欲钻孔的同轴度误差为零。欲钻孔O，并，并保证尺寸保证尺寸 ，试分析计算下列定位方案，试分析计算下列定位方案的定位误差。的定位误差。224工序尺寸计算习题讲解工序尺寸计算习题讲解225