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1、机械制造技机械制造技术根底根底 第三节 工序尺寸确实定第五章第五章 工工艺规程程设计5.3.1 加工余量加工余量 v 加工余量加工过程中从加工外表切去资料层厚度v 工序工步余量某一外表在某一工序工步中所切去的资料层厚度 v 对于被包容外表 对于包容外表式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。加工余量及其加工余量及其计计算算 5.3.1 加工余量加工余量式中 ZS 总加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 该外表加工工序数。v 最大余量v 最小余量v 总加工余量零件从毛坯变为废品切除资料层总厚度v 余量公差被包容尺寸与包容尺寸5.3.1 加工余量加工余量工序尺寸与余量间的关
2、系5.3.2 最小加工余量最小加工余量上工序尺寸公差Ta的影响图5.12 加工余量与工序公差的关系(a)为外外表被包容面加工，本工序的根本余量 Zb为最小余量的影响要素最小余量的影响要素图5-19 上工序外表粗糙度和缺陷层的影响上工序外表质量Ry，Ha的影响5.3.2 最小加工余量最小加工余量最小余量的影响要素最小余量的影响要素0.05图5-18 直线度误差对加工精度的影响上工序各外表相互位置空间偏向 ea 的影响 5.3.2 最小加工余量最小加工余量最小余量的影响要素最小余量的影响要素5.3.2 最小加工余量最小加工余量本工序加工时装夹误差b的影响 最小余量的影响要素最小余量的影响要素图5-
3、20 三爪卡盘的装夹误差空间偏向与装夹误差在空间是有不同方向的，二者对加工余量的影呼应该是向量和5.3.2 最小加工余量最小加工余量最小余量的影响要素最小余量的影响要素5.3.2 最小加工余量最小加工余量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，但需掌握必要的统计资料和具备一定的丈量手段。 采用浮采用浮动镗动镗刀刀块镗块镗孔或浮孔或浮动铰动铰刀刀铰铰孔或拉刀拉孔孔或拉刀拉孔 无心磨床磨外无心磨床磨外圆圆 研磨、抛光平面研磨、抛光平面v 阅历法由一些有阅历的工程技术人员或工人根据现场条件和实践阅历确定加工余量。此法多用于单件小批消费。v 查表法利用各种手册所给的表
4、格数据，再结合实践加工情况进展必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，消费上运用较多。5.3.3 工序尺寸确定工序尺寸确定确定工序尺寸普通方法确定工序尺寸普通方法确定各工序加工余量从最终加工工序开场，即从设计尺寸开场，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根本尺寸除最终加工工序取设计尺寸公差外，其他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除最终工序外，其他各工序按“入体原那么标注工序尺寸公差毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定5.3.3 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确实定浮动镗 0.1 100
5、 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 100- 8 =92工序称号加工余量工序根本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差外表 粗糙度 主轴孔工序尺寸及公差确实定，加工过程：粗镗半精镗精镗浮动镗【例 5-2】工序尺寸工序尺寸工序尺寸工序尺寸及公差及公差及公差及公差 每道工序完成后应保证的尺寸定义定义基准重合时计算顺序是：先确定各工序的根本尺寸，再由后往前，逐个工序推算；工序尺寸的公差，那么都按各工序的经济精度确定，并按“入体原那么确定
6、上下偏向基准不重合时，需用工艺尺寸链来分析计算计计算算工序尺寸及公差确工序尺寸及公差确工序尺寸及公差确工序尺寸及公差确实实定定定定5.3.3 工序尺寸确定工序尺寸确定机械制造技机械制造技术根底根底 5.4 工工艺尺寸尺寸链5.4.1 尺寸尺寸链根本概念根本概念尺寸尺寸链链定定义义 在在零零件件加加工工或或机机器器装装配配过过程程中中，由由相相互互联联络络的的尺尺寸寸构构成成的封的封锁锁尺寸尺寸组组，称，称为为尺寸尺寸链链 装装配配尺尺寸寸链链在在机机器器设设计计和和装装配配过过程程中中，由由有有关关零零件件尺尺寸构成的尺寸寸构成的尺寸链链 工工艺艺尺尺寸寸链链在在加加工工过过程程中中，由由同同
7、一一零零件件有有关关工工序序尺寸所构成的尺寸尺寸所构成的尺寸链链 尺尺寸寸链链直直线线尺尺寸寸链链、平平面面尺尺寸寸链链、空空间间尺寸尺寸链链5.4.1 尺寸尺寸链根本概念根本概念尺尺寸寸链链定定义义：一一组组尺尺寸寸首首尾尾相相接接组组成成的的封封锁锁链环链环 封封锁环锁环在零件加工在零件加工过过程中程中间间接得到的尺寸接得到的尺寸v 增环当其它组成环的大小不变，该环增大(或减小引起封锁环增大或减小的环 组组成成环环在零件加工在零件加工过过程中由加工直接得到的尺寸程中由加工直接得到的尺寸v 减环当其它组成环的大小不变，该环增大(或减小引起封锁环减小或增大的环尺寸链的环：指组成尺寸链的每一个尺
8、寸5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法尺寸尺寸链链的的计计算算 极极值值法法 封封锁环锁环根本尺寸根本尺寸计计算公式算公式 封封锁环锁环偏向偏向计计算公式算公式 封封锁环锁环公差公差计计算公式算公式 5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法尺寸尺寸链计链计算的几种情况算的几种情况(1)(1)正正计计算算知知各各组组成成环环，求求封封锁锁环环。主主要要用用于于验验算算所所设设计计的的产产品品能能否否满满足足性性能能要要求求及及零零件件加加工工后后能能否否满满足足零零件件的的技技术术要求。要求。 (2)(2)反反计计算算知知封封锁锁环环和和其其它它组组成成环环，求求其其中中一一组组成成环环。可用于可用
9、于设计计设计计算与工算与工艺计艺计算，也可用于算，也可用于验验算。算。(3)(3)误误差差分分配配知知封封锁锁环环，求求其其他他组组成成环环。主主要要用用于于产产品品设设计计、加加工工和和装装配配工工艺艺计计算算等等方方面面。反反计计算算的的解解不不是是独独一一的。的。5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法确定确定组组成成环环公差大小的公差大小的误误差分配方法差分配方法1等公差原那么等公差原那么 按等公差按等公差值分配的方法来分配封分配的方法来分配封锁环的公的公差差时，各，各组成成环的公差的公差值取一取一样的平均公差的平均公差值Tav：即：即 极极值法法 Tav=T0/n-1 这种方法种方法计算
10、比算比较简单，但没有思索到各，但没有思索到各组成成环加工的加工的难易、尺寸的大小，易、尺寸的大小，显然是不然是不够合理的。合理的。概率法概率法 5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法确定确定组组成成环环公差大小的公差大小的误误差分配方法差分配方法2按等精度原那么按等精度原那么 按等公差按等公差级分配的方法来分配封分配的方法来分配封锁环的的公差公差时，各，各组成成环的公差取一的公差取一样的公差等的公差等级，公差，公差值的大小的大小根据根本尺寸的大小，由根据根本尺寸的大小，由规范公差数范公差数值表中表中查得。得。3按按实践可行性分配原那么践可行性分配原那么 按按详细情况来分配封情况来分配封锁环的公的
11、公差差时，第一步先按等公差，第一步先按等公差值或等公差或等公差级的分配原那么求出各的分配原那么求出各组成成环所能分配到的公差，第二步再从加工的所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和易程度和设计要求等要求等详细情况情况调整各整各组成成环的公差。的公差。5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法例1 工序基准与设计基准不重合直直线线尺寸尺寸链链在工在工艺过艺过程中的运用程中的运用图示工件 ，以底面A定位，加工台阶面B，保证尺寸 ，试确定工序尺寸A2。 尺寸链中，A0为封锁环，A1和A2是组成环；【解】b)A1A2A0a)A1A2A0ABC0.05 A0.1 C求解图尺寸链，可得到：工序尺寸：例2
12、丈量基准与设计基准不重合5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法图 丈量基准不重合时的尺寸换算计算得：5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法图 丈量尺寸链例如A2假假设设实实测测A2=40.36A2=40.36，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A1=50A1=50，那那么么实实践践A0=9.64A0=9.64，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，能能够够为为假假废废品品。采采用用公用公用检检具可减小假具可减小假废废品出品出现现的能的能够够性性如下图零件,尺寸A0不
13、好丈量，改测尺寸A2 ，试确定A2的大小和公差v 由新建立的尺寸链可解出：【解】 假假废废品品问题问题：例3 丈量基准与设计基准不重合例4 设计工艺配备来保证设计尺寸 5.5.2 尺寸尺寸链计算方法算方法图图 轴承座的尺寸换算、加工和丈量方法轴承座的尺寸换算、加工和丈量方法a轴承座的设计尺寸和换算尺寸轴承座的设计尺寸和换算尺寸 b采用心轴和卡板的加工和丈量方法采用心轴和卡板的加工和丈量方法1工件工件 2心轴心轴 3卡板卡板例5 中间工序尺寸换算5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法D1D2LHR1R2LH1) 镗内孔至 ；2) 插键槽，保证尺寸L；试确定尺寸 L 的大小及公差。建立尺寸链如图b)
14、所示，H是间接保证的尺寸，因此是封锁环。计算该尺寸链，可得到：4) 磨内孔至 ，同时保证尺寸 。【解】如下图键槽孔加工过程如下：3) 热处置 a b图例例5 键槽加工尺寸槽加工尺寸链D1LD2H1v 讨论：在前例中，以为镗孔与磨孔同轴，实践上存在偏心。假设两孔同轴度允差为0.02，即两孔轴心偏心为 e = 0.01。将偏心 e 作为组成环参与尺寸链 a b图例例5 键槽加工尺寸槽加工尺寸链H20.010.01R1LHR2e重新进展计算，可得到： 5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法例6 加工套筒零件，求工序尺寸及其偏向 5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法例
15、6 加工套筒零件，求工序尺寸及其偏向 第一种 探求法求工序尺寸上下偏向 从设计尺寸两端向下探求，遇到从设计尺寸两端向下探求，遇到箭头拐弯，遇到基准点继续向下，直箭头拐弯，遇到基准点继续向下，直至交于一点。所走过的途径就是保证至交于一点。所走过的途径就是保证设计尺寸的尺寸链的组成环，设计尺设计尺寸的尺寸链的组成环，设计尺寸是封锁环。寸是封锁环。 按照按照 分配公差。分配公差。5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法余量余量定位基准定位基准封锁环封锁环工序尺寸工序尺寸加工外表加工外表5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法例7 校核工序3小端余量能否足够？5.4.2 尺寸尺寸链计算方法算方法工序尺寸图解法
16、工序尺寸图解法5.4.3 工序尺寸工序尺寸图表法表法第一种 探求法求工序尺寸上下偏向 从设计尺寸两端向下探求，遇到箭头拐弯，遇到基从设计尺寸两端向下探求，遇到箭头拐弯，遇到基准点继续向下，直至交于一点。所走过的途径就是保证准点继续向下，直至交于一点。所走过的途径就是保证设计尺寸的尺寸链的组成环，设计尺寸是封锁环。设计尺寸的尺寸链的组成环，设计尺寸是封锁环。 按照按照 分配公差。分配公差。5.4.3 工序尺寸工序尺寸图表法表法第二种 探求法求余量变动范围 从余量所对应的尺寸的两端向下探求，从余量所对应的尺寸的两端向下探求，遇到箭头拐弯，遇到基准点继续向下，直遇到箭头拐弯，遇到基准点继续向下，直至
17、交于一点。所走过的途径就是组成余量至交于一点。所走过的途径就是组成余量尺寸链的组成环包括余量所对应的尺寸尺寸链的组成环包括余量所对应的尺寸，余量是封锁环。，余量是封锁环。5.4.3 工序尺寸工序尺寸图表法表法第三种 探求法求工序平均尺寸从所求尺寸两端向上探求，不拐弯。直至设计尺寸。从所求尺寸两端向上探求，不拐弯。直至设计尺寸。5.4.3 工序尺寸工序尺寸图表法表法工序余量工序余量设计尺寸设计尺寸工序尺寸工序尺寸=工序尺寸图解法工序尺寸图解法5.4.3 工序尺寸工序尺寸图表法表法总结：总结：一个目的：求工序尺寸及上下偏向。二项根本要求： 1按照所求尺寸加工后的零件满足设计要求； 2确定的工序尺寸公差符合经济加工精度。三种探求方法： 1求工序尺寸上下偏向； 2求余量变动范围； 3求工序平均尺寸。四个步骤： 1求工序尺寸上下偏向； 2求余量变动范围； 3求平均余量； 4求工序平均尺寸。5.4.3 工序尺寸工序尺寸图表法表法
