1、机械制造工艺与机床夹具第第2 2版版刘守勇刘守勇 主编主编机械工业出版社机械工业出版社教材使用说明 本书突出了基本概念，注重实际应用，本书突出了基本概念，注重实际应用，是根据学院机电一体化教学大纲选学部分内是根据学院机电一体化教学大纲选学部分内容：容：本书包括机械加工工艺规程的制订、机本书包括机械加工工艺规程的制订、机械加工精度、机械加工的表面质量、机床夹械加工精度、机械加工的表面质量、机床夹具设计基础、装配工艺基础共五章。具设计基础、装配工艺基础共五章。典型零件选学于爱武主编的机械加工典型零件选学于爱武主编的机械加工工艺编制里面的内容。工艺编制里面的内容。第一章第一章 机械加工工艺规程的制订
2、机械加工工艺规程的制订第一节第一节 基本概念基本概念第二节第二节 机械加工工艺规程概述机械加工工艺规程概述第三节第三节 零件图的分析零件图的分析第四节第四节 毛坯的选择毛坯的选择第五节第五节 定位基准的选择定位基准的选择第六节第六节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定第七节第七节 加工余量的确定加工余量的确定第八节第八节 工序尺寸及其公差的确定工序尺寸及其公差的确定第九节第九节 机械加工生产率和技术经济分析机械加工生产率和技术经济分析第一节 基本概念一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程包括包括原材料和成品的采购、运输与保管；原材料和成品的采购、运输与保管；生产技术准备工作；（工艺装备）生产技
3、术准备工作；（工艺装备）毛坯的制造；（铸造、锻造、焊接）毛坯的制造；（铸造、锻造、焊接）零件的机械加工、热处理和其它表面处理；零件的机械加工、热处理和其它表面处理；产品的装配、检验、调试、油漆和包装等。产品的装配、检验、调试、油漆和包装等。生产过程生产过程是指将原材料转变为成品的所有劳动过程。在生产过程中，毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，这一过程称为工艺过程工艺过程。(包括热加工工艺、冷加工工艺、装配工艺过程等)采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其
4、成为零件的过程，称状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程，称为为机械加工工艺过程。机械加工工艺过程。二、工艺过程的组成（是许多工序组成）二、工艺过程的组成（是许多工序组成）工序工序（工序是由安装、工步、工位、走刀组（工序是由安装、工步、工位、走刀组成）成）一个或一组工人在一个工作地点或一台机床上，对同一个或几个零件进行加工所连续完成的那部分工艺过程称为工序工序。辅助工序是指零件在加工过程中不改变形状、尺寸和表面辅助工序是指零件在加工过程中不改变形状、尺寸和表面 质量的工艺过程，如打印标记、检验（检测）。质量的工艺过程，如打印标记、检验（检测）。提问：提问：1、什么是生产过程、工艺过程？、什么是生
5、产过程、工艺过程？2、什么是机械加工工艺过程、工序？、什么是机械加工工艺过程、工序？工位工位 采用多工位加工法既减少了安装次数，又可同时进行作业，可以提采用多工位加工法既减少了安装次数，又可同时进行作业，可以提高加工精度和生产率。（一般用于自动或半自动机床上的加工工艺过程）高加工精度和生产率。（一般用于自动或半自动机床上的加工工艺过程）工件在机床上所占据的位置称为工位工位。工步工步 一个工序含有一个或几个工步。一个工序含有一个或几个工步。为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看作一为提高生产率，采用多刀同时加工一个零件的几个表面时，也看作一个工步，并称为个工步，并称为复合工步复
6、合工步。那些连续进行的若干相同的工步，通常也看作一个工步。那些连续进行的若干相同的工步，通常也看作一个工步。在加工表面不变、加工刀具不变、切削用量中的进给量和切削速度不变的情况下所完成的那部分工序内容，称为工步工步。走刀走刀 走刀是构成工艺过程的最小单元。走刀是构成工艺过程的最小单元。在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，一次切削无法完成，则可分几次切削，每一次切削就称为一次走刀走刀。三、生产纲领与生产类型及其工艺特征三、生产纲领与生产类型及其工艺特征 生产纲领生产纲领：企业在计划期内应生产的产品产量。：企业在计划期内应生产的产品产量。零件的生产纲领零件的生产纲领是指包括备品和废品在内的
7、年产量，是指包括备品和废品在内的年产量，可按下式计算：可按下式计算：式中，式中，N零件的生产纲领（件零件的生产纲领（件/年）年）Q产品的生产纲领（台产品的生产纲领（台/年）年）n每台产品中含该零件的数量（件每台产品中含该零件的数量（件/台）台）a%零件备品率；零件备品率；b%零件废品率。零件废品率。%)1%)(1(baQnN 生产类型生产类型：企业生产专业化程度的分类。：企业生产专业化程度的分类。根据生产纲领和产品的数量大小，可分为根据生产纲领和产品的数量大小，可分为 单件生产单件生产：单个生产，很少重复或不重复的生产类型大量生产大量生产：产品数量很大（常年生产），大多数工作地 点重复进行成批
8、生产成批生产：一年中分批轮流地制造，工作地点周期重复小型零件质量小于小型零件质量小于100kg中型零件质量为中型零件质量为100 2000kg重型零件质量大于重型零件质量大于2000kg生产纲领决定一生产类型，产品大小也对生产类型有影响。生产纲领决定一生产类型，产品大小也对生产类型有影响。工艺特征工艺特征：不同的生产类型具有不同的工艺特点。：不同的生产类型具有不同的工艺特点。提问：提问：1、什么是生产过程？它包括哪几方面？、什么是生产过程？它包括哪几方面？2、什么是定位、夹紧、安装、工位、工步、走刀？、什么是定位、夹紧、安装、工位、工步、走刀？四、获得加工精度的方法四、获得加工精度的方法获得尺
9、寸精度的方法获得尺寸精度的方法试切法试切法：通过试切出一小段：通过试切出一小段测量测量调刀调刀再试切，反复进行，直到达到再试切，反复进行，直到达到规定尺寸再进行加工的一种加工方法。规定尺寸再进行加工的一种加工方法。调整法调整法：先调整好刀具的：先调整好刀具的位置，然后以不变的位置加位置，然后以不变的位置加工一批零件的方法。工一批零件的方法。定尺寸刀具法定尺寸刀具法：通过刀具：通过刀具的尺寸来保证加工表面的尺的尺寸来保证加工表面的尺寸精度。寸精度。自动控制法自动控制法：通过自动测：通过自动测量和数字控制装置，在达到量和数字控制装置，在达到尺寸精度时自动停止加工的尺寸精度时自动停止加工的尺寸控制方
10、法。尺寸控制方法。获得形状精度的方法获得形状精度的方法刀尖轨迹法刀尖轨迹法：通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法。：通过刀尖的运动轨迹来获得形状精度的方法。（如普通车刀加工外圆或内孔）（如普通车刀加工外圆或内孔）仿形法仿形法：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。：刀具按照仿形装置进给对工件进行加工的方法。成形法成形法：利用成形刀具对工件进行加工获得形状尺寸精度的：利用成形刀具对工件进行加工获得形状尺寸精度的方法。（如钻、扩、铰）方法。（如钻、扩、铰）展成法展成法：利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而：利用刀具和工件作展成切削运动形成包络面，从而获得形状尺寸精度的方法。（如齿轮加
11、工滚齿、插齿、磨齿）获得形状尺寸精度的方法。（如齿轮加工滚齿、插齿、磨齿）获得位置精度的方法获得位置精度的方法直接找正安装直接找正安装：用划针、：用划针、百分表等工具直接找正工百分表等工具直接找正工件位置并加以夹紧的方法。件位置并加以夹紧的方法。按划线找正安装按划线找正安装：先用：先用划针画出要加工表面的位划针画出要加工表面的位置，再按划线用划针找正置，再按划线用划针找正工件在机床上的位置并加工件在机床上的位置并加以夹紧。以夹紧。用夹具安装用夹具安装：将工件直：将工件直接安装在夹具的定位元件接安装在夹具的定位元件上的方法。（前两种用四爪卡盘、后一种用专用夹具）上的方法。（前两种用四爪卡盘、后一
12、种用专用夹具）小结小结一生产过程和工艺过程一生产过程和工艺过程二工艺过程组成二工艺过程组成三生产纲领与生产类型及其工艺特点三生产纲领与生产类型及其工艺特点四获得加工精度方法四获得加工精度方法（一）获得尺寸精度方法（试切法、调整法、定尺寸刀具法、（一）获得尺寸精度方法（试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法）自动控制法）（二）获得形状精度方法（刀尖轨迹法、仿形法、成形法、展（二）获得形状精度方法（刀尖轨迹法、仿形法、成形法、展成法）成法）（三）（三）获得位置精度的方法获得位置精度的方法作业作业P362 1-1 1-2 1-3 1-6题题第二节 机械加工工艺规程概述二、工艺规程的格式二、工艺规程
13、的格式机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡机械加工工艺卡机械加工工艺卡 机械加工工序卡机械加工工序卡三、制订工艺规程应注意事项三、制订工艺规程应注意事项 工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件，工艺规程是直接指导生产和操作的重要文件，在编制时应做到正确、完整、统一和清晰。所用术在编制时应做到正确、完整、统一和清晰。所用术语、符号、计量单位和编号都要符合标准。语、符号、计量单位和编号都要符合标准。四、制订工艺规程的原始资料四、制订工艺规程的原始资料产品的全套装配图和零件的工作图；产品的全套装配图和零件的工作图；产品验收的质量标准；产品验收的质量标准；产品的生产纲领；产品的生产纲领；产品零件毛坯生
14、产条件及毛坯图等资料；产品零件毛坯生产条件及毛坯图等资料；工厂现有生产条件；工厂现有生产条件；国内外新技术新工艺及其发展前景；国内外新技术新工艺及其发展前景；有关的工艺手册及图册。有关的工艺手册及图册。五、制订工艺规程的步骤五、制订工艺规程的步骤分析零件图和产品装配图；分析零件图和产品装配图；选择毛坯；选择毛坯；选择定位基准；选择定位基准；拟定工艺路线；拟定工艺路线；确定加工余量和工序尺寸；确定加工余量和工序尺寸；确定切削用量和工时定额；确定切削用量和工时定额；确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具；确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具；确定各工序的技术要求及检验方法；确定各工序的技术要求及检验
15、方法；填写工艺文件。填写工艺文件。第三节 零件图的分析一、检查零件图的完整性和正确性一、检查零件图的完整性和正确性二、零件的技术要求分析二、零件的技术要求分析 加工表面的尺寸精度；加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙以及表面质量方面的其它要求；加工表面的粗糙以及表面质量方面的其它要求；热处理要求；热处理要求；其它要求（如动平衡、未注圆角或倒角等）其它要求（如动平衡、未注圆角或倒角等）三、零件的结构工艺性分析三、零件的结构工艺性分析第四节 毛坯的选择一、毛坯的种类一、毛坯的种类铸件铸件：
16、适用于形状较复杂的零件毛坯。铸造方法有砂型铸适用于形状较复杂的零件毛坯。铸造方法有砂型铸 造、精密铸造、精密铸 造、金属型铸造、压力铸造等。造、金属型铸造、压力铸造等。锻件：锻件：适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。锻适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。锻造方法有自由锻和模锻两种。造方法有自由锻和模锻两种。型材：型材：有热轧（尺寸大、精度低）和冷拉（尺寸小、精度有热轧（尺寸大、精度低）和冷拉（尺寸小、精度高）两种。高）两种。焊接件：焊接件：根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件。根据需要将型材或钢板焊接而成的毛坯件。冷冲压件：冷冲压件：可以非常接近成品要求，但模具昂贵可以非常接近成品
17、要求，但模具昂贵。二、毛坯选择时应考虑的因素二、毛坯选择时应考虑的因素零件的材料及机械性能要求。零件的材料及机械性能要求。零件的结构形状与大小。零件的结构形状与大小。生产纲领的大小。生产纲领的大小。现有生产条件。现有生产条件。充分利用新工艺、新材料。充分利用新工艺、新材料。三、毛坯的形状与尺寸的确定三、毛坯的形状与尺寸的确定为加工时安装工件的方便，有些铸件毛坯需铸出工为加工时安装工件的方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子艺搭子（凸台）（凸台）。装配后需形成同一工作表面的两个相关零件，为保装配后需形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常将分离零件先做成一个证加工质量并使加工方便
18、，常将分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。整体毛坯，加工到一定阶段再切割分离。对于形状比较规则的小型零件，为了提高机械加工对于形状比较规则的小型零件，为了提高机械加工的生产率和便于安装，应将多件合成一个毛坯，当加的生产率和便于安装，应将多件合成一个毛坯，当加工到一定阶段后，再分离成单件。工到一定阶段后，再分离成单件。第五节 定位基准的选择一、基准的概念及其分类一、基准的概念及其分类设计基准设计基准：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。：零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。它是标注设计尺寸的起点。它是标注设计尺寸的起点。基准基准 零件上用以确定其它点、线、面位置所依
19、据的那些点、线、面。零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面。工艺基准工艺基准：在零件加工、测量和装配过程中所使用：在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准。的基准。工艺基准工艺基准按用途分为：按用途分为：定位基准定位基准在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。通常是工件上与夹具定位元件相接触的面。位置所采用的基准。通常是工件上与夹具定位元件相接触的面。又分为精基准和粗基准。又分为精基准和粗基准。工序基准工序基准在工艺文件上用以标定被加工表面位置的基准。在工艺文件上用以标定被加工表面位置的基准。测量基准测量基准零件检验时，
20、用以测量已加工表面尺寸及位置零件检验时，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。的基准。装配基准装配基准装配时用以确定零件在机器中位置的基准。装配时用以确定零件在机器中位置的基准。基准在工作上并不一定具体存在（如上图的齿轮轴线）。基准在工作上并不一定具体存在（如上图的齿轮轴线）。二、定位基准的选择二、定位基准的选择精基准的选择原则精基准的选择原则（考虑加工精度和工件安装）。（考虑加工精度和工件安装）。基准重合原则基准重合原则即选用设计基准作为定位基准，以避免定即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。为保证尺寸为
21、保证尺寸c的精度的精度(Tc)要求，应使：要求，应使：cajTT 如下图，此时尺寸如下图，此时尺寸a的误的误差对加工尺寸差对加工尺寸c无影响，加工无影响，加工误差只需满足：误差只需满足：显然这种基准重合的情况能使显然这种基准重合的情况能使工序允许出现的误差加大，使工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经加工更容易达到精度要求，经济性更好。济性更好。cjT基准统一原则基准统一原则应采用同一组基准定位，加工零件上尽可能应采用同一组基准定位，加工零件上尽可能多的表面。多的表面。自为基准原则自为基准原则某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面
22、本身作为定位基准。（找正机床导轨磨导轨、浮动选择加工表面本身作为定位基准。（找正机床导轨磨导轨、浮动镗孔、珩磨孔）镗孔、珩磨孔）互为基准原则互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。以保证位置精度要求。（如加工套筒件外圆与内孔的同轴度）（精度较低用三爪卡盘、（如加工套筒件外圆与内孔的同轴度）（精度较低用三爪卡盘、高的用四爪卡盘）高的用四爪卡盘）所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。所选精基准应保证工件安
23、装可靠，夹具设计简单、操作方便。粗基准的选择原则粗基准的选择原则（保证足够余量，尽快获得精基面）。（保证足够余量，尽快获得精基面）。（如果主要要求保证）（如果主要要求保证）选工件上某重要表面的加工选工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面余量均匀，则应选该表面为粗基准。为粗基准。作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，以作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠、夹紧方便。使工件定位可靠、夹紧方便。粗基准只能使用一次。粗基准只能使用一次。第六节 工艺路线的拟定一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择（工艺路线（工艺路线根据零件表面某一质量要求的，所构成各加工工
24、根据零件表面某一质量要求的，所构成各加工工序合理排列的顺序。）序合理排列的顺序。）工件材料的性质工件材料的性质工件的结构和尺寸工件的结构和尺寸生产类型生产类型具体生产条件具体生产条件特殊要求特殊要求工艺路线工艺路线为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法理的加工方法复习：复习：1 1外圆表面加工方案外圆表面加工方案2 2设计基准设计基准 工艺基准工艺基准3 3定位基准定位基准 测量基准测量基准4 4粗基准选择原则粗基准选择原则5 5精基准选择原则精基准选择原则提问：提问：1 1什么是工艺路线？什么是工艺路线？任何一种加工方法可以获得的精度和表
25、面粗糙度值均有一个较大的范任何一种加工方法可以获得的精度和表面粗糙度值均有一个较大的范围。只有一定的精度范围内才是经济的（经济精度）。围。只有一定的精度范围内才是经济的（经济精度）。经济精度经济精度零件在某种机床上加工时，较容易获得的较高精度。零件在某种机床上加工时，较容易获得的较高精度。复习：复习：1 1基准的概念基准的概念2 2孔加工方案孔加工方案3 3平面加工方案平面加工方案4 4加工精度与表面粗糙度对应关系加工精度与表面粗糙度对应关系提问：提问：1 1什么是工序？工艺路线？什么是工序？工艺路线？为什么划分加工阶段为什么划分加工阶段 利于保证加工质量利于保证加工质量便于合理使用设备便于合
26、理使用设备便于安排热处理工序和检验工序便于安排热处理工序和检验工序便于及时发现毛坯缺陷，避免损伤已加工面便于及时发现毛坯缺陷，避免损伤已加工面二、加工顺序的安排二、加工顺序的安排切削工序的安排原则切削工序的安排原则先粗后精先粗后精 在一个零件的所有表面的加工中，一般包括在一个零件的所有表面的加工中，一般包括粗加工阶段粗加工阶段切除各表面上大部分余量切除各表面上大部分余量半精加工阶段半精加工阶段完成次要表面的加工完成次要表面的加工精加工阶段精加工阶段保证各主要表面达到图样要求（尺寸形位精度）保证各主要表面达到图样要求（尺寸形位精度）光整加工阶段光整加工阶段处理表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高
27、的表面处理表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面（零件加工划分四个加工阶段）（零件加工划分四个加工阶段）先主后次先主后次 零件的加工应先安排加工主要表面，后加工次要表面。零件的加工应先安排加工主要表面，后加工次要表面。先面后孔先面后孔 零件上的平面必须先进行加工，然后再加工孔。零件上的平面必须先进行加工，然后再加工孔。基面先行（先基准面后其他面）基面先行（先基准面后其他面）用作精基准的表面要首先加工出来。用作精基准的表面要首先加工出来。热处理工序的安排原则热处理工序的安排原则 热处理可以提高材料的力学性能，改善金属的切削性能及热处理可以提高材料的力学性能，改善金属的切削性能及消除残余应力。
28、消除残余应力。预备热处理预备热处理正火、退火正火、退火时效处理时效处理调质调质最终热处理最终热处理 常用的有：淬火、渗碳淬火、渗氮等。常用的有：淬火、渗碳淬火、渗氮等。辅助工序的安排辅助工序的安排 检验工序是主要的辅助工序，其它还有：表面强化和去毛检验工序是主要的辅助工序，其它还有：表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、防锈等。刺、倒棱、清洗、防锈等。三、工序的集中与分散三、工序的集中与分散工序集中工序集中 工序集中工序集中就是指每道工序加工内容很多，工就是指每道工序加工内容很多，工艺路线短。艺路线短。特点：特点：可以采用高效机床和工艺装备，生产率高。可以采用高效机床和工艺装备，生产率高。减少了设备数
29、量、操作工人和占地面积、节省减少了设备数量、操作工人和占地面积、节省人力、物力。人力、物力。减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置减少了工件安装次数，利于保证表面间的位置精度。精度。采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，采用的工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。生产准备工作量大。工序分散工序分散 工序分散工序分散就是指每道工序的加工内容很少，甚就是指每道工序的加工内容很少，甚至一道工序只含一个工步，工艺路线很长。至一道工序只含一个工步，工艺路线很长。特点：特点：设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适设备和工艺装备比较简单，便于调整，容易适应产品的变换。应产品的变换。对工人
30、的技术要求较低。对工人的技术要求较低。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，所需设备和工艺装备的数目多，操作工人多，占地面积大。占地面积大。集中或分散主要取决于生产规模（类型）、零件集中或分散主要取决于生产规模（类型）、零件的结构特点和技术要求，还要考虑各工序生产节拍的的结构特点和技术要求，还要考虑各工序生产节拍的一致性。一致性。第七节 加工余量的确定一、加工余量的基本概念一、加工余量的基本概念加工余量可分为工序余量和总余量。加工余量可分为工序余量和总余量。工序余量工序余量指某一表面在一道工序指某一表面在一道工序
31、 中被切除的金属层厚度。中被切除的金属层厚度。工序余量的计算工序余量的计算对于外表面对于外表面 对于内表面对于内表面 加工余量加工时从加工表面上切去的金属层厚度。baZabZ式中，式中，Z本工序的工序余量；本工序的工序余量；a前工序的工序尺寸；前工序的工序尺寸；b本工序的工序尺寸。本工序的工序尺寸。上述加工余量均是非对称的上述加工余量均是非对称的单边余量单边余量，旋转表面的加工余，旋转表面的加工余量是对称的量是对称的双边余量双边余量。单边单边对于轴对于轴对于孔对于孔双边双边对于轴对于轴对于孔对于孔式中，式中，Z直径上的加工余量；直径上的加工余量；da前工序加工直径；前工序加工直径；db本工序加
32、工直径。本工序加工直径。baddZabddZ2/)(2/baddZ 2/)(2/abddZ 工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差 当尺寸当尺寸a a、b b均等于工序基本尺寸时，基本余量为均等于工序基本尺寸时，基本余量为则最小余量则最小余量而最大余量而最大余量 baZmaxminminbaZ当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得的加工余量称为基本余量或公称余量的加工余量称为基本余量或公称余量minmaxmaxbaZ工序余量和工序尺寸公差的关系式如下：工序余量和工序尺寸公差的关系式如下：式中，式中，T Ta a前工序的工序
33、尺寸公差；前工序的工序尺寸公差；T Tb b本工序的工序尺寸公差。本工序的工序尺寸公差。余量公差是加工余量的变动范围，其值为余量公差是加工余量的变动范围，其值为式中，式中，Tz本工序余量公差。本工序余量公差。所以，余量公差等于前工序与本工序的工序尺寸公差之和所以，余量公差等于前工序与本工序的工序尺寸公差之和。aTZZminbazTTbbaaZZT)()(minmaxminmaxminmaxbabTTZTZZminmax总加工余量总加工余量指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。指零件从毛坯变为成品时从某一表面所切除的金属层总厚度。其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，也等
34、于该表面各工序其值等于某一表面的毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，也等于该表面各工序余量之和，即余量之和，即 niiZZ1总复习：复习：1 1加工工序安排原则？为什么划分加工阶段？加工工序安排原则？为什么划分加工阶段？2 2预备热处理、最终热处理工序如何安排？预备热处理、最终热处理工序如何安排？提问：提问：1 1什么是加工余量、工序余量、总余量？什么是加工余量、工序余量、总余量？二、影响加工余量的因素二、影响加工余量的因素上工序的表面质量上工序的表面质量前工序的工序尺寸公差前工序的工序尺寸公差前工序的位置误差前工序的位置误差本工序工件的安装误差本工序工件的安装误差所以本工序的加工余量必须满足下式：所
35、以本工序的加工余量必须满足下式：用于单边余量时：用于单边余量时：用于对称余量时：用于对称余量时：）和破坏层深度（表面粗糙度aaSH)(aT)(a)(baaaaaTSHZ2)(2aaaaaTSHZ三、加工余量的确定三、加工余量的确定经验估计法经验估计法根据工艺人员的经验来确定加工余量。根据工艺人员的经验来确定加工余量。（适用单件小批生产）（适用单件小批生产）查表修正法查表修正法根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实际情根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当修正。（生产中广泛使用的方法）况进行适当修正。（生产中广泛使用的方法）分析计算法分析计算法对影响加工余量的各种因素进
36、行分析，然后根据一定的对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算关系来计算加工余量的方法。（计算很麻烦，不定因素多，不太适用）计算关系来计算加工余量的方法。（计算很麻烦，不定因素多，不太适用）在确定加工余量时，要分别确定加工总余量（毛坯余量）在确定加工余量时，要分别确定加工总余量（毛坯余量）和工序余量。和工序余量。第八节 工序尺寸及其公差的确定一、基准重合时，工序尺寸及其公差的计算一、基准重合时，工序尺寸及其公差的计算 当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合，表面多次加工时，工序尺寸及公差的计算是比较容易的。其计算顺序是由最后一道工序向前推算。定毛坯总余量和工序余量。定毛坯总余
37、量和工序余量。定工序公差。定工序公差。求工序基本尺寸。求工序基本尺寸。标注工序尺寸公差。标注工序尺寸公差。二、其准不重合时，工序尺寸及其公差的计算二、其准不重合时，工序尺寸及其公差的计算 当零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准工序与当零件加工时，多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准工序与设计基准不重合，这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公设计基准不重合，这时，需要利用工艺尺寸链原理来进行工序尺寸及其公差的计算。差的计算。工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链工艺尺寸链由一系列相互联系的尺寸所形成的尺寸封闭图形。由一系列相互联系的尺寸所形成的尺寸封闭图
38、形。通过对上图的分析可以知道，工艺尺寸链的主要特征是：通过对上图的分析可以知道，工艺尺寸链的主要特征是：封闭性封闭性尺寸链中各个尺寸的排列呈封闭形式，尺寸链中各个尺寸的排列呈封闭形式，关联性关联性任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将任何一个直接保证的尺寸及其精度的变化，必将 影响间接保证的尺寸和其精度。影响间接保证的尺寸和其精度。工艺尺寸链的组成工艺尺寸链的组成组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为环。环又分为：组成工艺尺寸链的每一个尺寸称为环。环又分为：封闭环封闭环在加工过程中间接获得、最后保证的尺寸，在加工过程中间接获得、最后保证的尺寸，组成环组成环除封闭尺寸以外的其它环。分为除封闭尺寸以外
39、的其它环。分为增环增环（封闭环随（封闭环随 其增加而增加）和其增加而增加）和减环减环(封闭环随其增加而减小封闭环随其增加而减小)工艺尺寸链的建立工艺尺寸链的建立 利用工艺尺寸链进行工序尺寸及其公差的计算，关键在于正确找出尺利用工艺尺寸链进行工序尺寸及其公差的计算，关键在于正确找出尺寸链，正确区分增、减环和封闭环，其步骤为：寸链，正确区分增、减环和封闭环，其步骤为：封闭环的确定封闭环的确定 组成环的查找组成环的查找 区分增减环区分增减环 注意：所建立的尺寸链必须使组成环数最少，这样能更容注意：所建立的尺寸链必须使组成环数最少，这样能更容易满足封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。易满足
40、封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。工艺尺寸链计算的基本公式工艺尺寸链计算的基本公式极值法极值法 封闭环的基本尺寸计算封闭环的基本尺寸计算封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和，即式中，m增环的环数；n包括封闭环在内的总环数。111nmjjmiiAAA 封闭环极限尺寸的计算封闭环极限尺寸的计算封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和，即大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和，即 封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的
41、最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和，即环的最大极限尺寸之和，即11min1maxmaxnmjjmiiAAA11max1minminnmjjmiiAAA 封闭环上下偏差的计算封闭环上下偏差的计算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，即 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，即式中，增环和减环的上偏差 增环和减环的下偏差111)()()(nmjjxmiissABABAB111)()()(nmjjsmiixxABABAB)()()()(jxixjsisA、BABA、BAB概率法概率法 当工艺尺寸链的环数较多、且为大批量生产时，应该按概率
42、法计算，当工艺尺寸链的环数较多、且为大批量生产时，应该按概率法计算，其公差值的计算公式为其公差值的计算公式为式中，式中，封闭环的公差值；封闭环的公差值；第第i个组成环的公差值；个组成环的公差值；平均分配系数。平均分配系数。在保证封闭环精度不变的前提下，应用概率法可以使组成环公差放大，在保证封闭环精度不变的前提下，应用概率法可以使组成环公差放大，从而减低了加工时对工艺尺寸的精度要求，降低了加工难度和加工成本。从而减低了加工时对工艺尺寸的精度要求，降低了加工难度和加工成本。112miimTKTTiTmK尺寸链的计算形式尺寸链的计算形式正计算正计算已知各组成环尺寸，求封闭环尺寸，其计算结果是唯一的。
43、已知各组成环尺寸，求封闭环尺寸，其计算结果是唯一的。反计算反计算已知封闭环求各组成环。已知封闭环求各组成环。中间计算中间计算已知封闭环和部分组成环，求某一组成环。已知封闭环和部分组成环，求某一组成环。二、工艺尺寸链的分析和解算二、工艺尺寸链的分析和解算测量基准与设计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时的工序尺寸计算 在零件加工时，会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情在零件加工时，会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情况，因此需要在零件上另选一个易于测量的表面作测量基准进行测量，以况，因此需要在零件上另选一个易于测量的表面作测量基准进行测量，以间接检验设计尺寸。
44、间接检验设计尺寸。二、工艺尺寸链的分析和解算二、工艺尺寸链的分析和解算测量基准与设计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时的工序尺寸计算 例如图所示的轴承套，图中标注的设计尺寸例如图所示的轴承套，图中标注的设计尺寸A0不便直接测量。此时可不便直接测量。此时可按如下工艺获得按如下工艺获得A0：先按尺寸：先按尺寸A1的要求车出端面的要求车出端面A，然后以然后以A面为测量基面为测量基准控制尺寸准控制尺寸X，则设计尺寸，则设计尺寸A0即可间接获得。即可间接获得。下面进行讨论，求解车内孔端面下面进行讨论，求解车内孔端面C的尺寸的尺寸X及其公差。及其公差。（1）当）当、时，时，求解基本尺寸求
45、解基本尺寸X：基本尺寸基本尺寸X：mm4002.00Amm1001.01A 40=X10X=50mm 上偏差上偏差ESES（X X）：）：mm1.0)()1.0()(0XESXES下偏差下偏差EIEI（X X）：）：0.2=EI(X)0 EI(X)=0.2mm mm501.02.0X定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 零件调整法加工时，如果加工表面的定位基准与设计基准不重合，就零件调整法加工时，如果加工表面的定位基准与设计基准不重合，就要进行尺寸换算，重新标注工序尺寸。要进行尺寸换算，重新标注工序尺寸。也需要也需要提高本工序的加工精度，使加工更加困
46、难，同时也会出现假废提高本工序的加工精度，使加工更加困难，同时也会出现假废品的问题。品的问题。措施是：措施是：减小其它组成环的公差。减小其它组成环的公差。改变定位基准或加工方式。改变定位基准或加工方式。例如图所示零件，镗孔前，表面如图所示零件，镗孔前，表面A、B、C都已加工好。镗孔时，为使工都已加工好。镗孔时，为使工件装夹方便，选择表面件装夹方便，选择表面A为定位基准。但孔的设计基准为表面为定位基准。但孔的设计基准为表面C，故设计基，故设计基准与定位基准不重合，为保证孔至表面准与定位基准不重合，为保证孔至表面C的实际尺寸的实际尺寸L0，此时必须通过尺寸，此时必须通过尺寸换算求得换算求得L3。解
47、：作工艺尺寸链，如图解：作工艺尺寸链，如图b 所示，所示，L3是间接保证的尺寸，因而是封闭环。是间接保证的尺寸，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：计算该尺寸链，可得到：L3 判断增、减环，箭头方判断增、减环，箭头方向与封闭环相同的为减环，向与封闭环相同的为减环，相反为曾环。相反为曾环。复习复习1 1工艺尺寸链的基本概念工艺尺寸链的基本概念2 2工艺尺寸链的分析和解算工艺尺寸链的分析和解算 1）测量基准与设计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时的工序尺寸计算 2 2）定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算3 3尺寸链的计算形式尺寸链的
48、计算形式正计算正计算反计算反计算中间计算中间计算提问提问 切削用量三要素？切削用量三要素？第九节 机械加工生产率和技术经济分析一、机械加工生产率分析一、机械加工生产率分析时间定额：在一定的生产条件下制订出来的完成单件产品或某项工作所时间定额：在一定的生产条件下制订出来的完成单件产品或某项工作所 必须消耗的时间。必须消耗的时间。基本时间（基本时间（T基本基本）指直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置与表指直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置与表 面质量等所耗费的时间面质量等所耗费的时间劳动生产率是指工人在单位时间内制造的合格品数量，或者指制造单件产品所耗的劳动时间。paZvfLLLDinfLL
49、LT1000)(2121基本辅助时间（辅助时间（T辅助）辅助）指在每个工序中，为保证完成基本工艺工作所用指在每个工序中，为保证完成基本工艺工作所用 于辅助动作而耗费的时间。占于辅助动作而耗费的时间。占 15%20%辅助动作主要有：辅助动作主要有：装卸工件装卸工件开停机床开停机床改变切削用量改变切削用量试切和测量零件尺寸试切和测量零件尺寸 基本时间和辅助时间的总和称为操作时间基本时间和辅助时间的总和称为操作时间(T操作操作)基本T工作地点服务时间（工作地点服务时间（T服务）服务）指工人在工作时为照管工作地点及保持指工人在工作时为照管工作地点及保持 正常工作状态所耗费的时间。占正常工作状态所耗费的
50、时间。占 2%7%(工件、物品摆放，更换、调整、刃磨刀具，一天工作结束清理切屑工件、物品摆放，更换、调整、刃磨刀具，一天工作结束清理切屑)休息和自然需要时间（休息和自然需要时间（T休息）休息）指工人在工作时间内为恢复体力和满指工人在工作时间内为恢复体力和满 足生理需要所消耗的时间。上述时间足生理需要所消耗的时间。上述时间 的总和称为单件时间。的总和称为单件时间。占占 2%即：即：准备终结时间（准备终结时间（T准终）准终）指当加工一批工件的开始和终了时，所做的指当加工一批工件的开始和终了时，所做的 准备工作和结束工作而耗费的时间。准备工作和结束工作而耗费的时间。（领、送工具，图纸、工艺卡，加工工
