1,1,機械制造工藝學,2,本章提要,機械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。同一種機器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟、最合理的。,2,3,本章所要解決的重點是: 在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下如何采用經(jīng)濟有效的加工方法，并將若干加工方法以合理路徑安排以獲得符合產(chǎn)品要求的零件。 學習本章，首先要掌握工序與安裝、工位、工步、走刀、基準、生產(chǎn)過程與機械加工過程等概念，在此基礎上將重點學習機械加工工藝規(guī)程的作用、內(nèi)容及編制方法。,本章提要,3,4,4,第1章 機械加工工藝規(guī)程的制定,本章首先介紹機械加工工藝過程基本概念；然后重點介紹制定機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法；重點討論機械加工工藝過程設計中的主要問題，包括定位基準的選擇，加工路線的擬訂，工序尺寸及公差的確定等；再后對工藝過程經(jīng)濟性進行討論，包括時間定額與提高生產(chǎn)率的方法，工藝方案比較與技術經(jīng)濟分析等。 學習本章內(nèi)容，應牢牢把握住機械加工工藝過程設計的基本原理、原則和方法（如選擇定位基準的原則，選擇加工方法的原則，工序劃分及工序順序安排的原則，確定余量的原則和方法，工序尺寸及公差的確定方法，工藝尺寸鏈原理及應用等），并通過一定的實踐（包括課程設計）初步掌握制訂零件機械加工工藝規(guī)程的步驟和方法。 制定零件機械加工工藝規(guī)程是一件經(jīng)驗性和綜合性很強的工作，除要密切聯(lián)系生產(chǎn)實際外，綜合運用所學知識是十分必要的。學習者應有意識地將本章內(nèi)容與前面各章內(nèi)容聯(lián)系起來，將工藝過程設計看作是本課程前面各章內(nèi)容的綜合和實際應用。,5,5,第1章 機械加工工藝規(guī)程的制定,尺寸鏈是分析加工精度，確定工序尺寸及公差的重要工具，學習者應掌握其原理和計算方法，并能正確地應用它來分析和解決實際工藝問題。 為正確把握和應用本章內(nèi)容，有必要安排較多的作業(yè)和練習，也可以安排大作業(yè)和課堂討論，并注意與課程設計相聯(lián)系。,6,6,第1章 機械加工工藝規(guī)程的制定,本章要點,機械加工工藝過程基本概念 機械加工工藝規(guī)程的制定 制定機械加工工藝過程的主要問題 工藝尺寸鏈,7,7,機械制造工藝學,第1章 機械加工工藝規(guī)程制定,8,生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪邢嚓P勞動過程的總和。,一臺產(chǎn)品的生產(chǎn)過程包括的內(nèi)容有： 原材料（或半成品、元器件、標準件、工具、工裝、設備）的購置、運輸、檢驗、保管； 生產(chǎn)準備工作：如編制工藝文件，專用工裝及設備的設計與制造等； 毛坯制造； 零件的機械加工及熱處理； 產(chǎn)品裝配與調(diào)試、性能試驗及產(chǎn)品包裝、發(fā)運等。,生產(chǎn)過程 = 工藝過程 + 輔助過程,1.1.1 生產(chǎn)過程與工藝過程,1.1 機械加工工藝過程基本概念,8,9,生產(chǎn)過程：將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪邢嚓P勞動過程的總和。,1.1.1 生產(chǎn)過程與工藝過程,1.1 機械加工工藝過程基本概念,9,10,工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、裝配等工藝過程。 本門課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程；鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理等工藝過程是材料成型技術課程的研究對象。,工藝過程：在生產(chǎn)過程中凡直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學性能、機械性能等)以及相對位置關系的過程。,1.1.1 生產(chǎn)過程與工藝過程,1.1 機械加工工藝過程基本概念,10,11,機械加工工藝過程：用機械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機械性能等，使之變?yōu)楹细窳慵倪^程。 機器的裝配工藝過程：將零件裝配成機器的過程。 工藝規(guī)程：工藝過程的內(nèi)容用表格的形式規(guī)定下來就是工藝規(guī)程。,1.1.1 生產(chǎn)過程與工藝過程,1.1 機械加工工藝過程基本概念,11,12,機械加工工藝過程=N個工序 工序=p 工步 工步=q 走刀,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,12,工序： 是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成那一部分工藝過程。 工步：在被加工表面、切削用量、切削刀具均不變的情況下所完成的那部分工藝內(nèi)容。 走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步部分，又稱工作行程。,13,工序： 是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成那一部分工藝過程。 區(qū)分工序的主要依據(jù)是工人和工作地點不變，工作對象不變，工作連續(xù)。只要其中任意一個因素發(fā)生變動，則視為不同工序。工序是組成工藝過程的基本單元。 工序數(shù)目和工藝過程的確定與零件的技術要求、生產(chǎn)規(guī)模、現(xiàn)有工藝條件等有關，如階梯軸零件加工。 工藝路線：僅列出主要工序名稱的簡略工藝過程的簡稱。,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,13,14,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,大 批 大 量 生 產(chǎn) 工 藝 過 程,14,15,單 件 小 批 生 產(chǎn) 工 藝 過 程,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,15,16,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,16,17,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,17,18,工步：在被加工表面、切削用量、切削刀具均不變的情況下所完成的那部分工藝內(nèi)容。 工步是構(gòu)成工序的基本單元，其實質(zhì)是工序的加工內(nèi)容。 由人和（或）設備連續(xù)完成的工序，該部分工序不改變工件的形狀、尺寸和表面粗糙度，但它是完成工步所必需的，稱為輔助工步，如更換刀具等。 當同時對一個零件的幾個表面進行加工時，則為復合工步。,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,18,19,復合工步,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,當同時對一個零件的幾個表面進行加工時，則為復合工步。,19,20,工作行程：加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步部分，又稱一次走刀。 走刀是構(gòu)成工藝過程的最小單元。,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,20,21,安裝：工件每裝夾一次所完成的那部分工藝內(nèi)容。 安裝是工序的一部分，每一個工序可能有一個安裝，也可能有多個安裝。 在同一工序中，安裝次數(shù)應盡量少，既可以提高生產(chǎn)效率，又可以減少由于多次安裝帶來的加工誤差。 工位：工件在每一個加工位置上所完成的那部分工藝內(nèi)容。 如回轉(zhuǎn)工作臺或轉(zhuǎn)位夾具等，采用多工位加工，可以提高生產(chǎn)率和保證被加工表面間的相互位置精度。,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,21,22,多工位加工,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,22,23,螺栓的機械加工工藝過程,1.1.2 機械加工工藝過程的組成,1.1 機械加工工藝過程基本概念,23,24,工序：是指一個（或一組）工人在同一個工作地對一個（或同時對幾個）工件連續(xù)完成那一部分工藝過程。 工步：在被加工表面、切削用量、切削刀具均不變的情況下所完成的那部分工藝內(nèi)容。 工作行程是構(gòu)成工藝過程的最小單元。加工工具在加工表面上加工一次所完成的工步部分，又稱走刀。 安裝：工件每裝夾一次所完成的那部分工藝內(nèi)容。 工位：工件在每一個加工位置上所完成的那部分工藝內(nèi)容。,24,上次課回顧：機械加工工藝過程的組成,25,螺栓的機械加工工藝過程,25,上次課回顧：機械加工工藝過程的組成,26,1.1.3 生產(chǎn)類型及其工藝特點,1.1 機械加工工藝過程基本概念,機械產(chǎn)品制造工藝過程取決于企業(yè)的生產(chǎn)類型，而企業(yè)的生產(chǎn)類型又由企業(yè)的生產(chǎn)綱領決定。,生產(chǎn)綱領：是企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量。 某零件的年生產(chǎn)綱領就是包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量： N=Qn(1+a%)(1+b%)(件/年) N-零件的年生產(chǎn)綱領，n-每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量，a%-備品率，b%-廢品率 生產(chǎn)類型對工廠的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)組織起決定性的作用。 生產(chǎn)類型：企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。,26,27,1.1.3 生產(chǎn)類型及其工藝特點,1.1 機械加工工藝過程基本概念,生產(chǎn)類型分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。 （1）單件生產(chǎn)：產(chǎn)品品種繁多，每種產(chǎn)品僅生產(chǎn)一件或數(shù)件，工作地的加工對象經(jīng)常改變。重型機器、大型船舶的制造和新產(chǎn)品的試制屬于這種生產(chǎn)類型。 （2）成批生產(chǎn)：產(chǎn)品品種較多，同一產(chǎn)品分批生產(chǎn)。通用機床的制造往往屬于這種生產(chǎn)類型。 一次投入生產(chǎn)的同一產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量稱為生產(chǎn)批量。根據(jù)批量的大小，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、大批生產(chǎn)。就工藝過程的特點而言，小批生產(chǎn)與單件生產(chǎn)類似，大批生產(chǎn)與大量生產(chǎn)類似。 （3）大量生產(chǎn)：產(chǎn)品品種單一而固定，工作地長期進行一個零件某道工序的加工。汽車、拖拉機、軸承、縫紉機、自行車等的制造屬于這種生產(chǎn)類型。,27,28,1.1.3 生產(chǎn)類型及其工藝特點,1.1 機械加工工藝過程基本概念,各種生產(chǎn)類型的工藝過程特點,28,29,1.1.3 生產(chǎn)類型及其工藝特點,1.1 機械加工工藝過程基本概念,各種生產(chǎn)類型的工藝過程特點,29,30,1.1.3 生產(chǎn)類型及其工藝特點,1.1 機械加工工藝過程基本概念,30,31,1.2.1 機械加工工藝規(guī)程的作用,1.2 機械加工工藝規(guī)程的制定,工藝規(guī)程：規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。 機械加工工藝規(guī)程：規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。,31,32,32,1.2.1 機械加工工藝規(guī)程作用,工藝規(guī)程是指導生產(chǎn)的主要技術文件,機械加工車間生產(chǎn)的計劃、調(diào)度，工人的操作，零件的加工質(zhì)量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產(chǎn)中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。,工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備工作的主要依據(jù),車間生產(chǎn)新零件，需要根據(jù)工藝規(guī)程進行生產(chǎn)準備。如：關鍵工序的分析研究；準備所需刀、夾、量具；原材料及毛坯采購或制造；新設備購置或舊設備改裝等，均需根據(jù)工藝規(guī)程來進行。,工藝規(guī)程是新建機械制造廠（車間）的基本技術文件,新建（擴建）批量或大批量機械加工車間（工段）時，應根據(jù)工藝規(guī)程確定所需機床的種類和數(shù)量以及在車間的布置，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設備配置以及所需工人的工種、技術等級、數(shù)量等。,33,工藝文件：指導工人操作和用于生產(chǎn)、工藝管理等的各種技術文件。 單件小批生產(chǎn)由于分工較粗，所以其機械加工工藝規(guī)程可以相對較為簡單，通常只說明零件的加工工藝路線，填寫工藝過程卡（見表1-7）。 大批大量生產(chǎn)要求有細致規(guī)范的組織工作，因此需要有詳細的機械加工工藝規(guī)程。除了工藝過程卡外，還應有相應的加工工序卡（見表1-8）。 中小批量生產(chǎn)常采用機械加工工藝卡（見表1-9），其詳細程度介于工藝過程卡和加工工序卡之間。,1.2.1 機械加工工藝規(guī)程作用,33,34,34,機械加工工藝規(guī)程格式,工藝過程卡,35,35,機械加工工藝規(guī)程格式,工藝卡,36,36,機械加工工藝規(guī)程格式,工序卡,37,1）技術上的先進性 2）技術上的可行性 3）經(jīng)濟上的合理性 4）勞動條件的良好性,制定機械加工工藝規(guī)程的原則,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,37,38,38,產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖 產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標準 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領及生產(chǎn)類型 零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況 本廠（車間）的生產(chǎn)條件 國內(nèi)外同類產(chǎn)品的有關工藝資料 各種有關手冊、標準等技術資料,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,39,39,1閱讀裝配圖和零件圖，進行工藝分析 1)熟悉產(chǎn)品的性能、用途、工作條件; 2)檢查尺寸、視圖、技術要求是否完整齊全; 3)審查各項技術要求是否合理; 4)審查零件材料選用是否合理; 5)審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,40,(a) 彈簧吊耳內(nèi)側(cè)面的粗糙度Ra3.2可以改為Ra25，這樣在銑削加工時可以增大進給量，提高加工效率； (b) 方頭銷的小孔2為配作，當材料T8A淬硬到HRC5560時，由于長度較短，整個零件勢必全部淬硬，造成該小孔難以加工?？煽紤]改用材料20Cr。,1閱讀裝配圖和零件圖，進行工藝分析,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,40,41,41,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,42,42,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,43,43,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,44,44,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,45,45,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,46,46,3熟悉或確定毛坯,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,2. 確定生產(chǎn)類型 制定工藝規(guī)程時，必須首先根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領確定其生產(chǎn)類型，才能使制定的工藝規(guī)程與生產(chǎn)類型相適應，以取得良好的經(jīng)濟效益。,47,47,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,48,4. 擬訂工藝路線 主要內(nèi)容包括：選擇定位基準，確定各表面加工方法，劃分加工階段，劃分工序、確定工序順序等。在擬定工藝路線時，需同時提出幾種可能的加工方案，然后通過技術、經(jīng)濟的對比分析,最后確定一種最為合理的工藝方案。,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,48,49,5. 確定各工序所用機床設備和工藝裝備,選擇機床設備的原則如下： （1）機床的主要規(guī)格尺寸應與被加工零件的外形輪廓尺寸相適應； （2）機床的精度應與工序要求的加工精度相適應； （3）機床的生產(chǎn)率應與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應； （4）機床的選擇應適應工廠現(xiàn)有的設備條件。,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,49,50,選擇工藝裝備的原則: 1）夾具的選擇。單件小批生產(chǎn)，應盡量選用通用工具，為提高生產(chǎn)率可積極推廣和使用成組夾具或組合夾具。大批大量生產(chǎn)可采用高效的液壓、氣動等專用工具。夾具的精度應與工件的加工精度要求相適應。 2）刀具的選擇。一般采用通用刀具或標準刀具，必要時也可采用高效復合刀具及其他專用刀具。刀具的類型、規(guī)格和精度應符合零件的加工要求。 3）量具的選擇。單件小批量生產(chǎn)應采用通用量具，大批大量生產(chǎn)應采用各種量規(guī)和一些高效的檢驗工具。選用的量具精度應與零件的加工精度相適應。,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,5. 確定各工序所用機床設備和工藝裝備,50,51,6. 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 7. 確定各工序的技術要求及檢驗方法。 8. 確定各工序的切削用量和工時定額。 9. 編制工藝文件。,1.1.2 工藝規(guī)程設計原則、原始資料及步驟,51,52,52,機械制造工藝學,第1章 機械加工工藝規(guī)程的制定,53,制定機械加工工藝過程需要考慮的問題很多，本節(jié)只討論毛坯的確定、基準選擇、工藝路線擬定、加工余量確定和工藝尺寸計算問題。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,53,54,選擇毛坯，主要是確定毛坯的種類、制造方法及其制造精度。 毛坯的形狀、尺寸越接近成品，切削加工余量就越少，從而可以提高材料的利用率和生產(chǎn)效率，然而這樣往往會使毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，從而增加毛坯的制造成本。所以選擇毛坯時應從機械加工和毛坯制造兩方面出發(fā)，綜合考慮以獲得最佳效果。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,54,55,1毛坯的種類,1）鑄件 （1）砂型鑄造的鑄件。它又有木模手工造型（生產(chǎn)效率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造）和金屬模機器造型之分（生產(chǎn)效率高，鑄件精度也高，但設備費用高，鑄件的重量也受限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小型鑄件）。 （2）金屬型鑄造鑄件，它適用于大批量生產(chǎn)中的尺寸不大的有色金屬鑄件。 （3）離心鑄造鑄件，它適用于批量較大的黑色金屬和有色金屬的旋轉(zhuǎn)體鑄件。 （4）壓力鑄造鑄件，它適用于批量較大的形狀復雜、尺寸較小的有色金屬鑄件。 （5）精密鑄造鑄件，一般用來鑄造形狀復雜的鑄鋼件。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,55,56,1毛坯的種類,2）鍛件 鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的零件毛坯，其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。 自由鍛造鍛件適用于單件小批生產(chǎn)及大型鍛件。 模鍛件主要適用于批量較大的中小型零件。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,56,57,1毛坯的種類,3）焊接件 焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板焊接而成的毛坯件，它制作方便、簡單，但需要經(jīng)過熱處理才能進行機械加工，適用于單件小批生產(chǎn)中制造大型毛坯。其優(yōu)點是制造簡便、加工周期短、毛坯質(zhì)量小；缺點是焊接件抗振動性差，機械加工前需經(jīng)過時效處理以消除內(nèi)應力。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,57,58,4）沖壓件 沖壓件是通過沖壓設備對薄鋼板進行冷沖壓加工而得到的零件，它可以非常接近成品要求，沖壓零件可以作為毛坯，有時還可以直接成為成品。沖壓件的尺寸精度高。它適用于批量較大而零件厚度較小的中小型零件。,1毛坯的種類,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,58,59,1毛坯的種類,5）型材 型材主要通過熱軋或冷拉而成。熱軋的精度低，價格較冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉的尺寸小，精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格昂貴，多用于批量較大且在自動機床上進行加工的情形。按其截面形狀不同，型材可分為圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼以及其他特殊截面的型材。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,59,60,1毛坯的種類,6）冷擠壓件 冷擠壓件是在壓力機上通過擠壓模擠壓而成的，其生產(chǎn)效率高。冷擠壓毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再進行機械加工，但要求材料塑性好，主要為有色金屬和塑性好的鋼材。適用于大批量生產(chǎn)中制造形狀簡單的小型零件。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,60,61,1毛坯的種類,7）粉末冶金件 粉末冶金件是以金屬粉末為原料，在壓力機上通過模具壓制成型后經(jīng)高溫燒結(jié)而成。其生產(chǎn)效率高，零件的精度高，表面粗糙度值小，一般可不再進行精加工，但金屬粉末成本較高，適用于大批大量生產(chǎn)中壓制形狀較簡單的小型零件。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,61,62,2毛坯選擇應考慮的因素,1）零件的材料及其力學性能 當零件的材料選定以后，毛坯的類型就大體確定了。例如，材料為鑄鐵的零件，應選擇鑄造毛坯；而對于重要的鋼質(zhì)零件，力學性能要求高時，可選擇鍛造毛坯。 2）零件的結(jié)構(gòu)和尺寸 形狀復雜的毛坯常采用鑄件，但對于形狀復雜的薄壁件，一般不能采用砂型鑄造；對于一般用途的階梯軸，如果各段直徑相差不大、力學性能要求不高時，可選擇棒料做毛坯，倘若各段直徑相差較大，為了節(jié)省材料，應選擇鍛件。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,62,63,2毛坯選擇應考慮的因素,3）生產(chǎn)類型 當零件的生產(chǎn)批量較大時，應采用精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，這時毛坯制造增加的費用可由材料減少的費用以及機械加工減少的費用來補償。 4）現(xiàn)有生產(chǎn)條件 選擇毛坯類型時，要結(jié)合本企業(yè)的具體生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場毛坯制造的實際水平和能力、外協(xié)的可能性等。 5）充分考慮利用新技術、新工藝和新材料的可能性 為了節(jié)約材料和能源，減少機械加工余量，提高經(jīng)濟效益，只要有可能，就必須盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等新工藝、新技術和新材料。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,63,64,3確定毛坯時的幾項工藝措施,加工毛坯時，由于一些零件形狀特殊，安裝和加工不大方便，必須采取一定的工藝措施才能進行機械加工。,1）工藝搭子的設置 為了便于安裝，有些鑄件毛坯需鑄出凸臺，即所謂的工藝搭子。,工藝搭子,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,64,65,3確定毛坯時的幾項工藝措施,2）整體毛坯的采用 在機械加工中，有時會遇到如磨床主軸部件中的三瓦軸承、發(fā)動機的連桿和車床的開合螺母等零件。為了保證這類零件的加工質(zhì)量和加工時方便，常做成整體毛坯，加工到一定階段后再切開。,連桿整體毛坯,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,65,66,3確定毛坯時的幾項工藝措施,3）合件毛坯的采用 為了便于加工過程中的裝夾，對于一些形狀比較規(guī)則的小形零件，如T形鍵、扁螺母、小隔套等，應將多件合成一個毛坯，待加工到一定階段后或者大多數(shù)表面加工完畢后，再加工成單件。,扁螺母整體毛坯及加工,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,66,67,4毛坯圖的繪制,繪制毛坯圖，是在零件圖的基礎上，在相應的加工表面上加上毛坯余量。但繪制時還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空擋、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件表面的起模斜度（拔模斜度）和圓角；分型面和分模面的位置等。 在毛坯圖中用雙點畫線表示出零件的表面，以區(qū)別加工表面和非加工表面。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.1 確定毛坯,67,68,在討論工件的表面位置精度或誤差時，總是相對工件本身的其他一些表面（點、線）而言，因此后者就成為研究表面位置精度或誤差的出發(fā)點，即所謂基準。 基準：是確定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面。,1基準的概念與分類,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,68,69,69,1閱讀裝配圖和零件圖，進行工藝分析 確定生產(chǎn)類型 3熟悉或確定毛坯 4. 擬訂工藝路線 5. 確定各工序所用機床設備和工藝裝備 6. 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 7. 確定各工序的技術要求及檢驗方法。 8. 確定各工序的切削用量和工時定額。 9. 編制工藝文件。,上次課回顧：,70,制定機械加工工藝過程需要考慮的問題很多，本節(jié)只討論毛坯的確定、基準選擇、工藝路線擬定、加工余量確定和工藝尺寸計算問題。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,70,上次課回顧：,71,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,71,72,1基準的概念與分類,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,72,73,工序基準,工序圖上用來確定本工序加工表面的尺寸和位置時所依據(jù)的基準。,A為加工面，本工序要求為A對B的尺寸H和A對B的平行度(當沒有特殊標注時，平行度要求包括在H的尺寸公差范圍內(nèi))，因此外圓下母線B為工序基準。,鍵槽的工序基準包括凸肩面A和外圓下母線B，還有外圓表面的軸向?qū)ΨQ面D。,1基準的概念與分類,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,73,74,加工表面為孔，要求其中心線與A面垂直，并與B、C面有尺寸要求，因此表面A、B、C均為本工序的工序基準。,工序基準,工序圖上用來確定本工序加工表面的尺寸和位置時所依據(jù)的基準。,1基準的概念與分類,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,74,75,1基準的概念與分類,測量基準,測量基準,在測量工件已加工表面的尺寸和位置時所依據(jù)的基準。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,測量基準,75,76,裝配基準,在機器裝配時，確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置時所依據(jù)的基準。,齒輪以其內(nèi)孔及一端面裝配到與其配合的軸上，因此齒輪內(nèi)孔A及端面B即為裝配基準； 主軸箱部件裝配時，以其底面M和小側(cè)面N與床身的相應面接觸，確定主軸箱部件在車床上的相對位置，因此M和N為主軸箱部件的裝配基準。,1基準的概念與分類,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,76,77,分析基準時需注意：,作為基準的點、線、面在工件上不一定存在，如中心、對稱面或?qū)ΨQ線等。 體現(xiàn)工藝基準的具體表面稱為基面。 作為基準，可以是沒有面積的點和線，但體現(xiàn)該基準具體表面總是有一定面積的。 基準不重合，產(chǎn)生定位誤差。,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,77,78,定位誤差：由于定位不準而造成某一工序在工序尺寸(通常指加工表面對工序基準的距離尺寸)或位置要求方面的誤差。 基準不重合誤差：工序基準相對定位基準的理想位置在工序尺寸要求方向上的最大位置變動量。基準不重合誤差只有在采用調(diào)整法加工時才會產(chǎn)生，在試切法加工中不會產(chǎn)生。,2基準不重合誤差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,78,79,設e面已加工好，需要在銑床上用調(diào)整法加工f面和g面。 在加工f面時若選e面為定位基準，則f面的設計基準和定位基準都是e面，基準重合，沒有基準不重合誤差，尺寸A的制造公差為TA。,2基準不重合誤差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,79,80,加工g面時，定位基準有兩種不同的選擇方案： 方案：加工時選用f面作為定位基準，定位基準與設計基準重合，沒有基準不重合誤差，尺寸B的制造公差為TB；但這種定位方式的夾具結(jié)構(gòu)復雜，夾緊力的作用方向與銑削力方向相反，不夠合理，操作也不方便。,2基準不重合誤差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,80,81,方案：是選用e面作為定位基準來加工g面，此時，工序尺寸C是直接得到的，尺寸B是間接得到的，由于定位基準e與設計基準f不重合而給g面加工帶來的基準不重合誤差等于設計基準f面相對于定位基準e面在尺寸B方向上的最大變動量TA。,2基準不重合誤差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,81,82,一次安裝加工兩孔A和B，孔B在X方向定位基準C與設計基準A不重合，基準不重合誤差為聯(lián)系尺寸22的公差0.2。,2基準不重合誤差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,82,83,定位誤差僅出現(xiàn)在調(diào)整法加工當中； 定位誤差應控制在工序公差的1/31/5之內(nèi)； 基準不重合誤差不僅指定位過程而言，對度量也有類似的情況； 各表面的位置精度也同于尺寸關系。,分析定位誤差時需注意：,2基準不重合誤差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,1.3.2 定位基準選擇,83,84,84,在加工時用于工件定位的基準稱為定位基準。又可進一步分為：,1.3.2 定位基準選擇,使用未經(jīng)機械加工表面作為定位基準，稱為粗基準。,零件上根據(jù)機械加工工藝需要而專門設計的定位基準。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺等。,使用經(jīng)過機械加工表面作為定位基準，稱為精基準。,精基準,粗基準,輔助基準,85,85,1.3.2 定位基準選擇,86,86,粗基準的選擇影響加工面與不加工面的相互位置，或影響加工余量分配，第一道工序便遇到粗基準選擇問題。,1.3.2 定位基準選擇,粗基準的選擇原則,以外圓為粗基準加工：孔的余量不均，但加工后壁厚均勻； 以內(nèi)圓為粗基準加工：孔的余量均勻，但加工后壁厚不均。,87,87,保證相互位置要求原則如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應以不加工面作為粗基準。,1.3.2 定位基準選擇,粗基準的選擇原則,撥叉加工: 由于22和40外圓同軸，因此在鉆22孔時應選擇40圓作粗基準。 可以選擇多個加工面作為粗基準時，應首選加工余量較小的面。,88,88,余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。,粗基準選擇比較,1.3.2 定位基準選擇,粗基準的選擇原則,89,89,余量均勻分配原則如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。,1.3.2 定位基準選擇,粗基準的選擇原則,90,余量均勻分配原則,1.3.2 定位基準選擇,粗基準的選擇原則,90,91,91,便于工件裝夾原則要求選用的粗基準面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準。,粗基準一般不得重復使用原則粗基準通常只允許使用一次，這是因為粗基準一般都很粗糙，重復使用同一粗基準所加工的兩組表面之間的位置誤差會相當大，所以，粗基準一般不得重復使用,1.3.2 定位基準選擇,粗基準的選擇原則,92,92,1.3.2 定位基準選擇,93,93,基準重合原則選用被加工面設計基準作為精基準,1.3.2 定位基準選擇,精基準的選擇,選擇精基準重點考慮如何減少誤差，提高定位精度,精基準選擇原則,基準重合,基準統(tǒng)一,互為基準,自為基準,94,94,統(tǒng)一基準原則當工件以某一表面作精基準定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時，應盡早將這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準進行加工 。,1.3.2 定位基準選擇,精基準的選擇,95,95,在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準； 2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準； 3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準； 4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一基準。 采用統(tǒng)一基準原則好處： 1）有利于保證各加工表面之間的位置精度； 2）可以簡化夾具設計，減少工件搬動和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。 注意：采用統(tǒng)一基準原則常常會帶來基準不重合問題。此時，需針對具體問題進行具體分析，根據(jù)實際情況選擇精基準。,1.3.2 定位基準選擇,96,96,互為基準原則,主軸零件精基準選擇,【例】主軸零件精基準選擇,1.3.2 定位基準選擇,采用互為基準磨內(nèi)孔和外圓,精基準的選擇,97,97,自為基準原則,【例】床身導軌面磨削加工,1.3.2 定位基準選擇,98,98,浮動鏜刀塊 1工件 2鏜刀塊 3鏜桿,所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。,外圓研磨示意圖,【例】鉸孔、拉孔、研磨,【例】浮動鏜刀塊鏜孔,1.3.2 定位基準選擇,自為基準原則,99,擬訂工藝路線是設計工藝規(guī)程最為關鍵的一步，需順序完成以下幾個方面的工作。 1、選擇定位基準 2、加工方法的選擇 3、機床設備與工藝裝備的選擇 4、加工階段的劃分 5、工序的劃分 6、工序順序的安排,1.3.3 工藝路線的擬定,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,99,100,100,經(jīng)濟精度隨年代增長和技術進步而不斷提高,在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標準的設備和工藝裝備，使用標準技術等級工人，不延長加工時間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖中AB段）,加工經(jīng)濟精度,1.3.3 工藝路線的擬定,101,根據(jù)加工表面的技術要求，確定加工方法和加工方案。 這種方案必須在保證零件達到圖紙要求方面是穩(wěn)定而可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟合理的。 要考慮被加工材料的性質(zhì) 例如，淬火鋼用磨削的方法加工；而有色金屬則磨削困難,一般采用金剛鏜或高速精密車削的方法進行精加工。,1.3.3 工藝路線的擬定,101,102,要考慮生產(chǎn)綱領，即考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性問題。 如：大批大量生產(chǎn)應選用高效率的加工方法，采用專用設備。例如，平面和孔可用拉削加工，軸類零件可采用半自動液壓仿型車床加工，盤類或套類零件可用單能車床加工等。,應考慮本廠的現(xiàn)有設備和生產(chǎn)條件, 即充分利用本廠現(xiàn)有設備和工藝裝備。 在選擇加工方法時，首先根據(jù)零件主要表面的技術要求和工廠具體條件，先選定它的最終工序方法，然后再逐一選定該表面各有關前導工序的加工方法。,1.3.3 工藝路線的擬定,102,103,103,數(shù)控機床與普通機床,產(chǎn)品變換周期短數(shù)控機床 形狀復雜、普通機床加工困難數(shù)控機床 加工精度要求較高的重要零件數(shù)控機床 產(chǎn)品基本不變、大批大量生產(chǎn)組合機床,零件加工表面形狀與機床類型相適應,零件加工表面尺寸、精度與機床規(guī)格相適應,1.3.3 工藝路線的擬定,104,例題：要求孔的加工精度為 IT7級，粗糙度Ra1.60.8m，確定孔的加工方案。,鉆一擴一粗鉸一精鉸,粗鏜一半精鏜一精鏜,粗鏜一半精鏜一粗磨,鉆(擴)一拉,方案用得最多，在大批大量生產(chǎn)中常用在自動機床或組合機床上，在成批生產(chǎn)中常用在立鉆、搖臂鉆、六角車床等連續(xù)進行各個工步加工的機床上。該方案一般用于加工小于80mm的孔徑，工件材料為未淬火鋼或鑄鐵，不適于加工大孔徑，否則刀具過于笨重。,方案用于加工毛坯本身有鑄出或鍛出的孔，但其直徑不宜太小，否則因鏜桿太細容易發(fā)生變形而影響加工精度，箱體零件的孔加工常用這種方案。,方案適用于淬火的工件。,方案適用于成批或大量生產(chǎn)的中小型零件，其材料為未淬火鋼、鑄鐵及有色金屬。,1.3.3 工藝路線的擬定,104,105,根據(jù)零件的技術要求劃分加工階段。分以下幾個階段： 粗加工階段：在此階段主要是盡量切除大部分余量，主要考慮生產(chǎn)率。 半精加工階段：在此階段主要是為主要表面的精加工做準備，并完成次要表面的終加工（鉆孔、攻絲、銑鍵槽等）。 精加工階段：在此階段主要是保證各主要表面達到圖紙要求，主要任務是保證加工質(zhì)量。 光整加工階段：在此階段主要是為了獲得高質(zhì)量的主要表面和尺寸精度。,1.3.3 工藝路線的擬定,105,106,保證零件加工質(zhì)量（因為工件有內(nèi)應力變形、熱變形和受力變形，精度、表面質(zhì)量只能逐步提高）； 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷并得到及時處理； 有利于合理利用機床設備。 便于穿插熱處理工序：穿插熱處理工序必須將加工過程劃分成幾個階段，否則很難充分發(fā)揮熱處理的效果。此外，將工件加工劃分為幾個階段，還有利于保護精加工過的表面少受磕碰損壞。,劃分加工階段的目的：,1.3.3 工藝路線的擬定,106,107,在制定工藝過程中，為便于組織生產(chǎn)、安排計劃和均衡機床的負荷，常將工藝過程劃分為若干個工序。劃分工序時有兩個不同的原則：即工序的集中和工序的分散。,1.3.3 工藝路線的擬定,107,108,108,1.3.3 工藝路線的擬定,109,109,工序集中與工序分散,使每個工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少 優(yōu)點：,使每個工序的工步內(nèi)容相對較少，從而使總的工序數(shù)目較多 工序分散優(yōu)點：每個工序使用的設備和工藝裝備相對簡單，調(diào)整、對刀比較容易，對操作工人技術水平要求不高,1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度； 2）有利于采用高效機床，可節(jié)省工件裝夾時間，減少工件搬運次數(shù)； 3）可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。,110,110,工序集中與工序分散,傳統(tǒng)的流水線、自動線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個別工序亦有相對集中的情況）,由于市場需求的多變性，對生產(chǎn)過程的柔性要求越來越高，加之加工中心等先進設備的采用，工序集中將越來越成為生產(chǎn)的主流方式,多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式,五面體加工中心,111,機械加工工序的安排原則 基面先行:先把基準面加工出來，再以基準面定位來加工其它表面，以保證加工質(zhì)量。 先粗后精:粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 先主后次:如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵糟、聯(lián)接用的光孔等。 先面后孔:平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。,1.3.3 工藝路線的擬定,111,112,112,為改善工件材料切削性能而進行的熱處理工序（如退火、正火等），應安排在切削加工之前進行 為消除內(nèi)應力而進行的熱處理工序（如退火、人工時效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前 為了改善工件材料的力學物理性質(zhì)而進行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進行 為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過程的最后。,1.3.3 工藝路線的擬定,熱處理工序在工藝路線中的安排,113,根據(jù)熱處理的目的，安排熱處理在加工過程中的位置。 退火：將工件加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，隨后由爐中緩慢冷卻的一種熱處理工序。 作用：消除內(nèi)應力，提高強度和韌性，降低硬度，改善切削加工性。 應用：高碳鋼采用退火，以降低硬度； 放在粗加工前，毛坯制造出來以后。,1.3.3 工藝路線的擬定,熱處理工序在工藝路線中的安排,113,114,正火：將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間后從爐中取出，在空氣中冷卻的一種熱處理工序。 注：加熱到的一定的溫度，其與鋼的含C量有關，一般低于固相線200度左右。又稱常化. 作用：提高鋼的強度和硬度，使工件具有合適的硬度，改善切削加工性。 應用： 低碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。,1.3.3 工藝路線的擬定,熱處理工序在工藝路線中的安排,114,115,回火：將淬火后的鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后置于空氣或水中冷卻的一種熱處理的方法,又稱配火。 作用：穩(wěn)定組織、消除內(nèi)應力、降低脆性。 淬火：將鋼加熱到一定的溫度，保溫一段時間，然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻，以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝。 作用：提高零件的硬度。 應用：一般安排在磨削前。,1.3.3 工藝路線的擬定,熱處理工序在工藝路線中的安排,115,116,調(diào)質(zhì)處理：淬火+高溫回火 作用：是獲得細致均勻的組織，提高零件的綜合機械性能。 應用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。 時效處理：作用：是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生內(nèi)應力。 應用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復雜的鑄件。,1.3.3 工藝路線的擬定,熱處理工序在工藝路線中的安排,116,117,滲碳處理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后進行。滲碳就是鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱和保溫，使碳原子滲入表面，獲得一定的表面含碳量和一定碳濃度梯度的工藝。這是機器制造中應用最廣泛的一種化學熱處理工藝。,1.3.3 工藝路線的擬定,熱處理工序在工藝路線中的安排,117,118,為保證零件制造質(zhì)量，防止產(chǎn)生廢品，需在下列場合安排檢驗工序(除了安排幾何尺寸檢驗工序之外，有的零件還要安排探傷、密封、稱重、平衡等檢驗工序)： 粗加工全部結(jié)束之后; 送往外車間加工的前后； 工時較長和重要工序的前后； 最終加工之后。,1.3.3 工藝路線的擬定,檢驗工序的安排,118,119,零件表層或內(nèi)腔的毛刺對機器裝配質(zhì)量影響甚大，切削加工之后，應安排去毛刺工序。 零件在進入裝配之前，一般都應安排清洗工序。工件內(nèi)孔、箱體內(nèi)腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附著在工件表面上，要注意清洗。 在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序，不讓帶有剩磁的工件進入裝配線。,1.3.3 工藝路線的擬定,其它工序的安排,119,120,單邊余量： 非對稱結(jié)構(gòu)的非對稱表面的加工余量，稱為單邊 余量，用Zb表示。 Zi=Zbla-lb 式中：Zb本工序的工序余量； lb本工序的基本尺寸； la上工序的基本尺寸。,（1）工序余量有單邊余量和雙邊余量之分,加工余量的概念,1.3.4 加工余量的確定,120,121,雙邊余量：對稱結(jié)構(gòu)的對稱表面的加工余量，稱為雙邊余量。 對于外圓與內(nèi)孔這樣的對稱表面，其加工余量用雙邊余量 2Zb表示， 對于外圓表面有：Zi=2Zbda-db； 對于內(nèi)孔表面有：Zi=2ZbDb-Da,加工余量的概念,1.3.4 加工余量的確定,121,122,工序余量都是計算工序尺寸用的，所以又稱為公稱余量（簡稱余量），因各工序尺寸都有公差，因此有最大余量Zmax、最小余量Zmin之分。,（2）公稱余量、最大余量、最小余量,對于被包容面(軸)而言： 公稱余量=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸 最大余量=上工序最大極限尺寸-本工序最小極限尺寸 最小余量=上工序最小極限尺寸-本工序最大極限尺寸 余量公差=上工序工序尺寸公差+本工序工序尺寸公差,加工余量的概念,1.3.4 加工余量的確定,122,123,對于包容面(孔)而言： 公稱余量=本工序基本尺寸-上工序基本尺寸 最大余量=本工序最大極限尺寸-上工序最小極限尺寸 最小余量=本工序最小極限尺寸-上工序最大極限尺寸 余量公差=上工序工序尺寸公差+本工序工序尺寸公差,極值法是根據(jù)試切加工原理計算，而調(diào)整法是按加工過程中的誤差復映原理計算。以上計算均按極值法求解。,（2）公稱余量、最大余量、最小余量,加工余量的概念,1.3.4 加工余量的確定,123,124,工序尺寸公差一般按“入體原則”標注。對被包容尺寸(軸徑)，上偏差為0，其最大尺寸就是基本尺寸；對包容尺寸（孔徑、鍵槽），下偏差為0，其最小尺寸就是基本尺寸。而孔距和毛坯尺寸公差帶常取對稱公差帶標注。,（3）工序尺寸公差與余量,余量過大會材料浪費，成本增大；余量過小則不能糾正加工誤差，質(zhì)量降低。所以，在保證質(zhì)量的前提下，選余量盡可能小。,加工余量的概念,1.3.4 加工余量的確定,124,125,1）上工序留下的表面粗糙度值Rz和表面缺陷層深度Ha 本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層全部切去，因此本工序余量必須包括這兩項因素。,2）上工序的尺寸公差Ta 上工序加工表面存在形狀誤差，如平面度、圓柱度等，其總和不超過Ta，為使本工序能切去這些誤差，工序余量應包括Ta項。,影響加工余量的因素,1.3.4 加工余量的確定,125,126,3）Ta值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差ea 工件上有些形位誤差未包括在加工表面工序尺寸公差范圍之內(nèi),在確定加工余量時，須考慮它們的影響，否則將無法去除上工序留下的表面缺陷層。如加工過程中細長軸類零件其彎曲對加工余量的影響等。,影響加工余量的因素,1.3.4 加工余量的確定,126,127,4) 本工序的裝夾誤差 如果本工序存在裝夾誤差b(包括定位誤差、夾緊誤差)，則在確定本工序加工余量時還應考慮裝夾誤差的影響。 為保證本工序能切除上工序留在加工表面上的表面粗糙度缺陷層，本工序應設置的工序余量值Zb。 對于單邊余量： 對于雙邊余量：,影響加工余量的因素,1.3.4 加工余量的確定,127,128,128,最小余量構(gòu)成,采用浮動鏜刀塊鏜孔,式中 Rz上一工序表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷層； ea 上一工序形位誤差； b本工序裝夾誤差。,無心磨床磨外圓,研磨、拋光平面,1.3.4 加工余量的確定,129,計算法-在掌握上述各影響因素具體數(shù)據(jù)的條件下，用計算法確定加工余量是比較科學的；可惜的是,目前所積累的統(tǒng)計資料尚不多，計算有困難，此法目前應用較少。 2) 查表法-工廠中廣泛應用這種方法，表格是以工廠的生產(chǎn)實踐和試驗研究所積累的數(shù)據(jù)為基礎，并結(jié)合具體加工情況加以修正后制定的，如金屬機械加工工藝人員手冊。 3) 經(jīng)驗法-主要用于單件小批生產(chǎn)，靠經(jīng)驗確定加工余量，因此不夠準確。為保證不出廢品，余量往往偏大。,確定加工余量的方法,1.3.4 加工余量的確定,129,130,工件上的設計尺寸一般都要經(jīng)過幾道工序的加工才能得到，編制工藝規(guī)程的一個重要工作就是要確定每道工序的工序尺寸及公差。 工序基準與設計基準重合時表面的多次加工，工序尺寸及其公差的計算步驟是： 先確定各工序的加工方法，然后確定該加工方法所要求的加工余量及其所能達到的精度，再由最后一道工序逐個向前推算，即由零件圖上的設計尺寸開始，一直推算到毛坯圖上的尺寸。 工序尺寸的公差都按各工序的經(jīng)濟精度確定，并按“入體原則”確定上、下偏差。毛坯公差帶可取雙向?qū)ΨQ分布，也常取1/3入體標注，以利于保證粗加工工序余量。,1.3.5 工序尺寸與公差的確定,130,131,例：設毛坯為帶孔鑄件，零件孔要求達到100H7(+0.035)，Ra為0.8m，材料為HT200?，F(xiàn)以查表法確定工序余量，各加工方法按經(jīng)濟精度和相應公差值，確定某箱體零件上孔加工的各工序尺寸和公差。 其工藝路線為：粗鏜半精鏜精鏜精密鏜,工序尺寸及其偏差,1.3 制定機械加工工藝過程的主要問題,131,132,132,機械制造工藝學,第1章 機械加工工藝規(guī)程的制定,133,尺寸鏈：由一組互相聯(lián)系的尺寸，按一定順序首尾相接，形成封閉的尺寸組稱為尺寸鏈。,133,圖1 套筒零件圖,注意強調(diào)：直接獲得的，間接保證的。,1.4 工藝尺寸鏈,134,134,1.4 工藝尺寸鏈,尺寸鏈定義,在零件加工或機器裝配過程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈,工藝尺寸鏈在加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈 裝配尺寸鏈在機器設計和裝配過程中，由有關零件尺寸形成的尺寸鏈 設計尺寸鏈同一零件上由各個設計尺寸構(gòu)成的相互有聯(lián)系的封閉的尺寸組。,135,封閉性：尺寸鏈是一組互相聯(lián)系的尺寸首尾相接構(gòu)成封閉形式的尺寸組。 關聯(lián)性：尺寸鏈中，間接保證的尺寸的精度是受這些直接獲得的尺寸的精度所支配。,135,1.4 工藝尺寸鏈,尺寸鏈主要特征,136,環(huán)：尺寸鏈中的每一個尺寸稱為環(huán)。 封閉環(huán)：被間接保證精度的那個環(huán)。在加工過程或裝配過程中最后自然形成的那一環(huán)。 組成環(huán)：尺寸鏈中除封閉環(huán)外的其余各環(huán)。 增環(huán)：其余組成環(huán)不變，與封閉環(huán)同向變動的環(huán)，該組成環(huán)增大，封閉也增大。 減環(huán)：其余組成環(huán)不變，與封閉環(huán)異向變動的環(huán)，該組成環(huán)增大，封閉環(huán)減小。,136,尺寸鏈的組成,1.4 工藝尺寸鏈,137,畫箭頭法（回路法）確定增減環(huán)：從封閉環(huán)開始，按任一方向作一個回路，與封閉環(huán)箭頭同向者為減環(huán)，與封閉環(huán)箭頭反向者為增環(huán)。,137,1.4 工藝尺寸鏈,138,1) 確定封閉環(huán)：根據(jù)工藝方案或加工方法，找出間接保證的尺寸。 2) 查找組成環(huán)：從封閉環(huán)起，依次畫出有關的直接獲得的尺寸，直到尺寸的終端，回到封閉環(huán)的起端，形成一個封閉圖形。 3) 判定增減環(huán)：根據(jù)定義法或畫箭頭法。,138,尺寸鏈的繪制,1.4 工藝尺寸鏈,139,1、封閉環(huán)基本尺寸的計算,2、封閉環(huán)的極限尺寸,139,尺寸鏈的基本計算,1.4 工藝尺寸鏈,140,3. 封閉環(huán)的上、下偏差,4、封閉環(huán)的公差,140,偏,尺寸鏈的基本計算,1.4 工藝尺寸鏈,141,正計算：已知Ai，求A0。用于驗算、校核，結(jié)果唯一； 反計算：已知A0，求Ai。用于設計計算，將封閉環(huán)公差合理地分配給各組成環(huán)，確定最佳方案，結(jié)果不唯一； 中間計算：已知A0和部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)。用于設計、工藝尺寸計算、校核等場合。,141,尺寸鏈的基本計算,1.4 工藝尺寸鏈,142,在具體分配各組成環(huán)的公差時，可采用“等公差法”或“等精度法”。 等公差法:當各組成環(huán)的基本尺寸相差不大時，可將封閉環(huán)的公差平均分配給各組成環(huán)。如果需要，可在此基礎上進行必要的調(diào)整。這種方法叫“等公差法”。即組成環(huán)的平均公差為:,142,反計算中公差分配,1.4 工藝尺寸鏈,143,143,等精度法 就是各組成環(huán)公差等級相同，即各組成環(huán)的公差根據(jù)其基本尺寸的大小按比例分配，或是按照公差表中的尺寸分段及某一公差等級，規(guī)定組成環(huán)的公差。,組成環(huán)的公差亦可以按照具體情況來分配。其與設計經(jīng)驗有關，但實質(zhì)是從工藝的觀點考慮的。（等工藝能力）,反計算中公差分配,1.4 工藝尺寸鏈,144,144,1.4 工藝尺寸鏈,豎式計算封閉環(huán),增環(huán)，上、下偏差照抄； 減環(huán)，上、下偏差對調(diào)、變號,應注意的問題:,在求某一組成環(huán)時得到零值或負值（或上偏差小于下偏差）的結(jié)果，須根據(jù)工藝可能性緊縮其余組成環(huán)的制造公差，提高其加工精度。,直線尺寸鏈的計算,145,145,2）插鍵槽，保證尺寸 x；,試確定尺寸 x 的大小及公差。,3）熱處理,建立尺寸鏈如圖b 所示，H是間接保證的尺寸，因而是 封閉環(huán)。計算該尺寸鏈，可得到：,a） b）