1、MMT1加工余量的確定本章要點定位基準的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過程經濟分析計算機輔助工藝過程設計MMT2MMT3v 機械加工工藝過程 采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質量，使之成為合格零件的全部勞動過程。v 機械加工工藝規程 規定零件機械加工工藝過程的工藝文件。v 工藝規程的作用 連接產品設計和制造過程的橋梁，是企業組織生產活動和進行生產管理的重要依據。MMT4（工藝過程卡、工序卡、工藝卡）MMT5MMT6MMT7 1）以保證零件加工質量，達到設計圖紙規定的各項技術要求為前提。2）工藝過程有較高的生產效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現有生產條件，盡可能作到平

2、衡生產。4）盡量減輕工人勞動強度，保證安全生產，創造良好、文明勞動條件。5）積極采用先進技術和工藝，減少材料和能源消耗，并應符合環保要求。 MMT8 MMT9 1閱讀裝配圖和零件圖 了解產品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產品中的地位和作用，明確零件的主要技術要求。2工藝審查 審查圖紙上的尺寸、視圖和技術要求是否完整、正確、統一，分析主要技術要求是否合理、適當，審查零件結構工藝性。 3熟悉或確定毛坯 確定毛坯的依據是零件在產品中的作用、零件本身的結構特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點及應用見表5-4。MMT10表5-

3、4 各類毛坯的特點及適用范圍 毛坯種類制造精度（IT）加工余量原 材 料工件尺寸工件形狀機械性能適用生產類型型 材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件工程塑料件 13級以下13級以下1115101281181171081079 911大一般大大一般較小較小小很小小很小 較小各種材料鋼 材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小 型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小 型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸 中、小尺寸簡 單較復雜復 雜較簡單一 般較復雜較復雜復 雜復

4、雜復 雜較復雜復雜較好有內應力差好好較好較好較好較好好一般 一般各種類型單 件單件小批單件小批中、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MMT114. 選擇定位基準（見5.2節）5. 擬定加工路線（見5.3節）6. 確定滿足各工序要求的工藝裝備MMT127. 確定各工序加工余量，計算工序尺寸和公差（見5.4和5.5節）8. 確定切削用量（見3.6節）9. 確定時間定額（見5.7.1節）10. 編制數控加工程序（對數控加工，見5.3.5節）11. 評價工藝路線 對所制定的工藝方案應進行技術經濟分析，并應對多種工藝方案進行比較，或采用優化方法，以確定出最優工

5、藝方案（見5.6.3節）。12. 填寫或打印工藝文件MMT13MMT14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： 使用未經機械加工表面作為定位基準，稱為粗基準。零件上根據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（圖5-1）等。使用經過機械加工表面作為定位基準，稱為精基準。MMT15 工藝凸臺A向A圖5-1 小刀架上的工藝凸臺MMT16a a）b b）c c）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。 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

6、，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。 圖5-2 粗基準選擇比較MMT17圖5-3 床身粗基準選擇比較工序1工序1工序2工序2 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 MMT18 a) b) 圖5-4 粗基準重復使用錯誤示例及改進MMT19圖5-5 主軸箱零件精基準選擇 基準重合原則選用被加工面設計基準作為精基準統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（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（或全部）工序均以它為

7、精基準進行加工 MMT20 圖5-7 以頂面和兩銷孔定位 鏜孔支架圖5-6 置于箱體中部的吊架支承 吊架MMT21 在實際生產中，經常使用的統一基準形式有： 1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統一基準； 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）作統一基準； 4）套類零件用一長孔和一止推面作統一基準。采用統一基準原則好處： 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次數。注意：采用統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，根據實際情 況選擇精基準

8、。 MMT22 互為基準原則 軸徑軸徑錐孔圖5-8 主軸零件精基準選擇【例】主軸零件精基準選擇（圖5-8）自為基準原則 【例】床身導軌面磨削加工（圖5-9）圖5-9 導軌磨削基準選擇MMT23 圖5-11 浮動鏜刀塊1工件 2鏜刀塊 3鏜桿便于裝夾原則所選擇的精基準，應能保證工件定位準確、可靠，并盡可能使夾具結構簡單、操作方便。圖5-10 外圓研磨示意圖【例】鉸孔、拉孔、研磨（圖5-10）【例】浮動鏜刀塊鏜孔（圖5-11）MMT24 圖5-12 搖桿零件圖4012H7鑄造圓角R3其余倒角145600.059.520H71.63.23.23.21.64018M83.2R127100.1ABDC1

9、545【例 5-1】選擇圖5-12所示搖桿零件的定位基準。零件材料為HT200，毛坯為鑄件，生產批量：5000件。 MMT25MMT26圖5-13 加工誤差與成本關系C0ABv 經濟精度隨年代增長和技術進步而不斷提高（圖5-14）v 在正常加工條件下（采用符合質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5-13AB段）加工誤差（m）196010-110-210-319202000102101100年代圖5-14 加工精度與年代的關系 一般加工精密加工超精密加工MMT27 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

10、性3）生產批量和生產節拍要求4）企業現有加工設備和加工能力5）經濟性MMT28 表5-5 外圓加工中各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度加工方法加 工 情 況加工經濟精度 （IT）表面粗糙度 Ra（m）車粗 車半精車精 車金剛石車（鏡面車）12131011785610802.5101.2550.021.25銑粗 銑半精銑精 銑121311128910802.5101.255車 槽一次行程二次行程1112101110202.510外 磨粗 磨半精磨精 磨精密磨（精修整砂輪）鏡 面 磨8978675651.25100.632.50.161.250.080.320.0080.08拋 光0.0081

11、.25研 磨粗 研精 研精密研56550.160.630.040.320.0080.08超精加工精精 密550.080.320.010.16砂帶磨精 磨精密磨5650.020.160.010.04滾 壓670.161.25 注：加工有色金屬時，表面粗糙度 Ra 取小值。MMT29 表5-6 孔加工中各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度 注：加工有色金屬時，表面粗糙度 Ra 取小值。加工方法加 工 情 況加工經濟精度（IT）表面粗糙度Ra（m）鉆15mm以下15mm以上111310125802080擴粗 擴一次擴孔（鑄孔或沖孔）精 擴1213111391152010401.2510鉸半精鉸精

12、鉸手 鉸896751.25100.3250.081.25拉粗 拉一次拉孔（鑄孔或沖孔）精 拉9101011791.2550.322.50.160.63鏜粗 鏜半精鏜精鏜（浮動鏜）金剛鏜1213101179575202.5100.6350.161.25內 磨粗 磨半精磨精 磨精密磨（精修整砂輪）91191078671.25100.321.250.080.630.040.16研 磨粗 研精 研精密研56550.160.630.040.320.0080.08擠滾珠滾柱擴孔器，擠壓頭680.011.25MMT30 表5-7 平面加工中各種加工方法的加工經濟精度及表面粗糙度 注：加工有色金屬時，表面粗糙

13、度 Ra 取小值。加工方法加工情況加工經濟精度（IT）表面粗糙度Ra（m）端 銑粗 銑半精銑精 銑1113811685202.5100.635車半精車精 車細車（金剛石車)8116862.5101.2550.021.25拉粗拉（鑄造或沖壓表面）精 拉1011695200.322.5平 磨粗 磨半精磨精 磨精密磨810896861.25100.632.50.161.250.040.32刮2525mm2內點數10131316162020250.320.630.160.320.080.160.040.08研 磨粗 研精 研精密研6550.160.630.040.320.0080.08砂帶磨精 磨精密

14、磨5650.040.320.010.04滾 壓7100.162.5MMT31 研 磨IT5Ra 0.0080.32超 精 加 工IT5Ra 0.010.32砂 帶 磨IT5Ra 0.010.16精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.08拋 光Ra 0.0081.25金 剛 石 車IT56Ra 0.021.25滾 壓IT67Ra 0.161.25精 磨IT67Ra 0.161.25精 車IT78Ra1.2 55粗 磨IT89Ra 1.2510半 精 車IT1011Ra 2.512.5粗 車IT1213Ra 1080圖5-15 外圓表面的典型加工工藝路線 MMT32 圖5-16 孔的典型加工工藝

15、路線 珩 磨IT56Ra0.041.25研 磨IT56Ra0.0080.63粗 鏜IT1213Ra 520鉆IT1013Ra 580半 精 鏜IT1011Ra 2.510粗 拉IT910Ra 1.255擴IT913Ra 1.2540精 鏜IT79Ra 0.635粗 磨IT911Ra1.2510精 拉IT79Ra0.160.63推IT68Ra0.081.25餃IT69Ra 0.3210金 剛 鏜IT57Ra0.161.25精 磨IT78Ra0.080.63滾 壓IT68Ra0.011.25手 餃IT5Ra0.081.25MMT33圖5-17 平面典型加工工藝路線 拋 光Ra0.0081.25研

16、磨IT56Ra0.0080.63精 密 磨IT56Ra 0.040.32半 精 銑IT811Ra 2.510精 銑IT68Ra 0.635高 速 精 銑IT67Ra 0.161.25導 軌 磨IT6Ra0.161.25精 磨IT68Ra 0.161.25寬 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 車IT811Ra 2.510粗 銑IT1113Ra 520粗 刨IT1113Ra 520砂 帶 磨IT56Ra0.010.32金 剛 石 車IT6Ra0.021.25刮 研Ra 0.041.25精

17、 車IT68Ra 1.255粗 車IT1213Ra 1080精 拉IT69Ra 0.322.5粗 拉IT1011Ra 520MMT34 先基準后其他先加工基準面，再加工其他表面先面后孔有兩層含義：先主后次也有兩層含義：先粗后精MMT35 v為改善工件材料切削性能進行的熱處理工序（如退火、正火等），應安排在切削加工之前進行v為消除內應力進行的熱處理工序（如退火、時效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前v為改善工件材料的力學物理性質進行的熱處理工序（如調質、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

18、許安排在精加工后進行v為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MMT36除操作工人自檢外，下列情況應安排檢驗工序： 零件加工完畢后； 從一個車間轉到另一個車間前后； 重要工序前后。v 去毛刺工序 通常安排在切削加工之后。v 清洗工序 在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應對工件進行認真地清洗。MMT37 v 使每個工序中包括盡可能多的工步內容，從而使總的工序數目減少v 優點： 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，可節省工

19、件裝夾時間，減少工件搬運次數； 3）可減小生產面積，并有利于管理。v 使每個工序的工步內容相對較少，從而使總的工序數目較多v 工序分散優點：每個工序使用的設備和工藝裝備相對簡單，調整、對刀比較容易，對操作工人技術水平要求不高MMT38 五面體加工中心MMT39 v 粗加工階段主要任務是去除加工面多余的材料v 半精加工階段使加工面達到一定的加工精度，為精加工作好準備v 精加工階段使加工面精度和表面粗糙度達到要求v 光整加工階段對于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求v 有利于保證零件的加工精度；v 有利于設備的合理使用和精密機床的精度保持；v 有利于人員的合理安排；v 可及早發現毛坯

20、缺陷，以減少損失。MMT40 形狀復雜、加工面多、加工量大、生產批量較小的零件（如批量較小的復雜箱體類零件） 普通機床無法加工或需使用復雜工裝才能加工的零件（如復雜輪廓面或復雜空間曲面） 加工精度要求高的零件（如某些徑向尺寸和軸向尺寸精度要求均很高的軸類零件） 零件上某些尺寸難以測量和控制的情況（如具有不開敞內腔加工面的殼體或盒型零件） 零件一次裝夾，可完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多種操作圖5-18 各類機床適應的加工范圍專用機床數控機床通用機床零件復雜程度零件批量MMT41 圖5-19數控車床及數控車削零件RealMMT42 圖5-20 數控銑床（加工中心）及數控銑削加工示例RealMMT43

21、 加工過程嚴格按程序指令自動進行數控加工工藝設計要求詳細、具體和完整。如工件在機床（或夾具）上裝夾位置、工序內工步的安排、刀具選用、切削用量、走刀路線等，都必須在工藝設計中認真考慮和明確規定 自行調整能力較差數控加工工藝設計應十分嚴密、準確，必須注意到加工中的每一個細節，如每個坐標尺寸的計算、對刀點和換刀點的確定、攻絲時的排屑動作等。程序須經驗證正確后，方可進行正式加工 多采用工序集中原則，一次裝夾可完成多個表面加工 刀具（相對工件）運動路徑對生產率、加工精度影響很大，需合理規劃 使用夾具相對簡單MMT44點位加工通常按空程最短安排走刀路線。位置精度要求較求高的孔系加工，要注意避免反向間隙影響

22、對刀點234ABCD1XY對刀點23ABCD1XY45刀具折返點圖5-21 孔加工路線示例a）b）MMT45輪廓加工刀具應從切向進入輪廓加工，加工完成后不要在切點處取消刀補，要安排一段沿切向繼續運動距離 圖5-22 內、外圓加工路線a）外圓加工b）內孔加工（對刀點）12345圓弧切入點切出時多XYOOYX刀具運動軌跡圓弧切入點64321（對刀點）57切出點刀具運動軌跡運動距離MMT46 形腔加工在保證加工精度前提下，使走刀路徑最短a）b）c）5-23 型腔加工路線比較 MMT47 高速加工保證刀具運動軌跡光滑平穩，并使刀具載荷均勻a）擺線加工 b）賽車線加工圖5-24 高速切削刀具路徑規劃（D

23、ELCAM公司 ）MMT48確定數控加工內容：環槽、頂面和4-M10螺孔 定位、夾緊方案：以底面、孔和零件后側面為定位基準。采用孔系組合夾具，基礎板圓柱銷（專用件）移動V形塊（合件），通過螺旋壓板壓緊選擇加工方法：上表面和 mm環槽采用銑削一次走刀加工；4-M10螺紋孔先打中心孔再鉆底孔，螺紋底孔用鉆頭倒角0.10104-M101210+0.10166+0.10+0.2010250132701409516025080R40R2035+0.054800323.21.63.23.2圖5-25 殼體零件簡圖MMT49加工順序銑上平面鉆4-M10中心孔鉆4-M10底孔4-M10螺紋底孔倒角4-M10攻

24、絲銑環槽零件坐標系設定如圖，坐標原點為孔軸線與零件上平面的交點4-M101210+0.10166+0.10+0.2010250132701409516025080R40R2035+0.054800323.21.63.23.2圖5-25 殼體零件簡圖MMT50工藝處理對刀點選在孔軸線與孔的上端面的交點，換刀點選在所定零件坐標系（X0，Y0，Z15）點刀具軌跡坐標計算4-M10螺紋孔中心坐標計算，環槽各基點（J、B、C、D）及四個圓弧的圓心坐標計算等 4-M101210+0.10166+0.10+0.2010250132701409516025080R40R2035+0.054800323.21.

25、63.23.2圖5-25 殼體零件簡圖MMT51零件號JS-1-26零件名稱殼體材料HT300程序編號00618機床型號HM500制表宮怡工序內容刀具號刀具種類主軸轉速進給速度長度補償量半徑補償量銑平面T180硬質合金端銑刀S280F60D1D21鉆4-M10中心孔T23中心鉆S1000F100D2 鉆4-M10底孔T38.5高速鋼鉆S500F50D3 螺紋孔口倒角T418鉆頭（90o鋒角）S500F50D4 攻螺紋4-M10T5M101.5絲錐S60F90D5 銑10mm環槽T610高速鋼立銑刀S300F30D6D26表5-8 殼體數控加工工藝卡 MMT52表5-9殼體數控加工程序清單 程序

26、段號程序內容備注O0618程序名N010G92 X0. Y0. Z15.;建立工件坐標系N020T01 M06;換T01刀具N030G90 G00 X0. Y150.;絕對值編程，快速點定位N040G43 D01 Z0. S280 M03;刀具長度補償，Z向快速趨近切削面，主軸以280r/min正轉N050G41 D21 G01 Y70. F60 M98 L01;刀具半徑左補償，調用子程序L01加工上表面，進給速度60mm/minN060G40;注銷刀補N070G00 Z15. T02 M06;快速退回換刀點，換T02刀具N080X-65. Y-95.;快速點定位N090G43 D02 Z5.

27、 S1000 M03;刀具長度補償，快速趨近工件加工點，主軸1000r/min正轉N100G81 Z-20. R1 F100 M98 L02;選用鉆孔固定循環功能G81，調用子程序L02，鉆43中心孔，進給速度100mm/minN110G80 G40 G00 Z15. T03 M06;注銷固定循環指令G81和刀具長度補償，快速回換刀點，換T03刀具N120G43 D03 Z5. S500 M03;刀具長度補償，快速趨近工件加工點，主軸以500r/min正轉N130G81 Z-23. R1 F50 M98 L02選用鉆孔固定循環功能G81，調用子程序L02，鉆48.53螺紋底孔,進給速度50mm

28、/minMMT53表5-9殼體數控加工程序清單（續1） 程序段號程序內容備注N140G80 G40 G00 Z15. T04 M06;注銷指令G81和刀具長度補償，快速回換刀點，換T04刀具N150G43 D04 Z5.;刀具長度補償，快速趨近加工點N160G82 Z-6. R1. P1 F50 M98 L02; 選用鉆階梯孔固定循環功能G82，調用子程序L02，對4孔倒角，在預定深度暫停1s,進給速度速度50mm/minN170G80 G40 G00 Z15. T05 M06;注銷指令G82和刀具長度補償，快速回換刀點，換T05刀具N180G43 D05 Z5. S60 M03;刀具長度補償

29、，快速趨近加工點，主軸以60r/min正轉N190G84 Z-25. R1. F90 M98 L02;選用攻螺紋固定循環功能G84，調用子程序L02，攻螺紋4M10，進給速度90mm/minN200G80 G40 G00 Z15. T06 M06;注銷指令G84和刀具長度補償，快速回換刀點，換T06刀具N210G00 X0 Y150.;快速點定位N220G41 D26 Y70;刀具半徑左補償N230G43 D06 Z2. S300 M03;刀具長度補償，主軸以300r/min正轉，快速趨近工件加工點N240G01 Z-6. F30 M98 L01;直線插補，調用子程序L01銑槽，進給速度30m

30、m/minN250G40 G00 Z15.;取消刀具補償，快速上升N260X0 Y0;回工件坐標原點N270M30;程序結束MMT54表5-9殼體數控加工程序清單（續2） 程序段號程序內容備注L01子程序名稱N010X66. Y70.;直線插補JBN020X100.04 Y8.946 I0 J-40.;順圓插補BCN030G01 X57.01 Y-60.527;直線插補CDN040G02 X40. Y70. I-17.01 J10.527;順圓插補DEN050G01 X-40;直線插補EFN060G02 X-57.01 Y-60.527 I0 J20.;順圓插補FGN070G01 X-100.

31、04 Y8.946;直線插補GHN080G02 X-66. Y70. I34.04 J21.054;順圓插補HIN090G01 X0.5;直線插補IJ過0.5N100M99;子程序結束，返回主程序O0618L02子程序名稱N010G00 X-65. Y-95.;刀具快速移動至螺孔1中心位置N020X65.;刀具快速移動至螺孔2中心位置N030X125. Y65.;刀具快速移動至螺孔3中心位置N040X-125.刀具快速移動至螺孔4中心位置N050M99子程序結束，返回主程序O0618MMT55MMT56 v 加工余量加工過程中從加工表面切去材料層厚度v 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步

32、）中所切去的材料層厚度 對于被包容表面bZab（5-1） 對于包容表面bZba（5-2）a）b）c）d）Zbab圖5-26 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。MMT57 v 總加工余量零件從毛坯變為成品切除材料層總厚度1nSiiZZ（5-3）式中 ZS 總加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 該表面加工工序數。v 最大余量v 最小余量（5-4）maxmaxminmaxmaxminZabZba（被包容尺寸）（包容尺寸）minminmaxminminmaxZabZba（5-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）MMT58 式

33、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 ，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mmmmmmZabZba（5-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）v 余量公差maxminZabTZZTT（5-7）（被包容尺寸與包容尺寸）MMT59（圖5-25）式中 Ry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。（5-8）minmin22yaabyaabZRHeZRHe平面加工軸、孔加工min2y

34、aZRHmin2yaaZRHeminyZRRyHaeab圖5-27 最小加工余量構成MMT60v 計算法采用計算法確定加工余量比較準確，但需掌握必要的統計資料和具備一定的測量手段。v 經驗法由一些有經驗的工程技術人員或工人根據現場條件和實際經驗確定加工余量。此法多用于單件小批生產。v 查表法利用各種手冊所給的表格數據，再結合實際加工情況進行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產上應用較多。q 需要指出的是，目前國內各種手冊所給的余量多數為基本余量，基本余量等于最小余量與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，此點在應用時需加以注意。MMT611）確定各工序加工余量；

35、2）從最終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上（對于被包容面）或減去（對于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序取設計尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對應的加工經濟精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計算確定。MMT62表5-10 主軸孔工序尺寸及公差的確定浮動鏜 0.1 100 7 Ra 0.8 精鏜 0.5 100-0.1=99.9 8 Ra 1.6半精鏜 2.4 99.9-0.5=99.4 10 Ra 3.2 粗鏜 5 99.4-2.4=97 1

36、2 Ra 6.3 毛坯孔 100- 8 =92120.03501000.054099.90.14099.40.350971292工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經濟精度(IT)工序尺寸及公差表面 粗糙度 主軸孔工序尺寸及公差的確定，加工過程：粗鏜半精鏜精鏜浮動鏜【例 5-2】MMT63MMT64 裝配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工藝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MMT65 v 增環增環該環變動（增大或減小）引起封閉環同向變動（增大或減?。┑沫hv 減環減環該環變動（增大或減?。┮鸱忾]環反向變動（減小或增大）的環 確定尺寸

37、鏈中封閉環（因變量）和組成環（自變量）的函數關系式，其一般形式為：012(,)nAf A AA（5-9）MMT66圖示尺寸鏈中，尺寸A0是加工過程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環。其中， A1為增環， A2為減環。 圖5-28 工藝尺寸鏈a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05 A0.1 C 工藝尺寸鏈示例（圖5-28）：工件A、C面已加工好，現以A面定位用調整法加工B面，要求保證B、C面距離A0【例 5-3】012AAA尺寸鏈方程為：MMT67 對式（5-9）兩邊取全微分，有： 012(,)nAf A AA（5-

38、9）01niiifdAdAA（5-10）式中偏導數表示組成環對封閉環影響的大小，稱為誤差傳遞系數，記為i。式（5-10）也可以寫成如下形式：01111mnmnjkjjkkjk mjk mjkffdAdAdAdAdAAA（5-11） 上述兩式為尺寸鏈特定偏差值計算公式，即誤差傳遞公式MMT68 圖5-29a 所示零件，加工兩80H7孔，要求保證孔心距L0=3000.02，兩孔中心連線與A面夾角0=152。Y1的基本尺寸為160 ，根據幾何關系可確定X和Y2的基本尺寸分別為289.778 和237.646。若加工后實測結果為：X=289.780，Y1=159.995， Y2=237.648。試確定

39、L0和0的偏差。【例 5-4】 圖5-29 誤差傳遞計算示例a）b）Y1Y2AXL000L0XY1Y2MMT692121021222222212121289.77877.64677.6460.0020.002( 0.005)0.0037300300300YYYYXdLdXdYdYYYXYYXYYX 對L0式兩邊取全微分，并將偏差值代入，得到： 22021210tanLYYXYYX用同樣的方法可求得：502.08104.3drad X、Y1、Y2、L0和0構成一平面尺寸鏈(圖b)。其中L0和0是封閉環。尺寸鏈方程為：【解】Y1Y2圖5-27 誤差傳遞計算示例AXL00a）0L0b）XY1Y2MM

40、T70 v 公差極值算法 式中 T0L 極值公差； Ti 各組成環公差。（5-12）011mnjjkkjk mESESEI011mnjjkkjk mEIEIES（5-13）01nLiiiTT（5-14）MMT71 v 公差概率算法（5-15）2201nQiiiTT2201nSiiiiTkT（5-16）2201nEiiiTkT（5-18）6kT（5-17）MMT72v 極值算法 （5-19）012,MMMnMAfAAAv 概率算法 011 1222111,222MMMnMnnAfATATAT（5-20）式中為分布不對稱系數，定義如下（圖5-30） 圖5-30 分布系數與不對稱系數 T= 2Ami

41、n分布中心分布中心AMAmaxXAAEIEST/2T/2(X)X2T（5-21） MMT73q 幾種常見誤差分布曲線的分布系數 k 和分布不對稱系數的數值見教材表5-11。000-0.280.26-0.26K11.221.731.141.171.1733T/2T/2T/2分布特征正態分布三角分布均勻分布瑞利分布偏態分布外尺寸內尺寸 分布曲線 表5-11 幾種常見誤差分布曲線 MMT740sintanCALEL=300.05A=100.01DC TC12=602 L0 CAEd a） b）圖5-31 平面尺寸鏈示例 圖5-31a所示斜孔鉆模板。采用工藝孔d輔助進行加工和測量。求孔d至斜孔中心線的

42、距離尺寸C。已知孔d 與孔D的偏移量為E=0.01mm，A值如圖示?！纠?5-5】 建立尺寸鏈（圖b）【解】MMT75對上式求全微分，有：02sintantansinsindCdACAdLdEd各組成環的誤差傳遞系數分別為：111,1.155,0.577,sintanECA最終結果：采用極值算法 C = 20.9810.016mm 采用概率算法 C = 20.9810.026mm由式（5-14） ：0LEECCAATTTTT可求出 ：TC = 0.032由式（5-18）：0LEECCAATkTTTT可求出 ：TC = 0.052（k=1.4 ）227.321tansinsinCA MMT76

43、（5-22）011mnjkjkmAAA011mnjkjkmESESEI（5-23）011mnjkjkmEIEIES（5-24）01nLiiTT（5-25）011mnMjMkMjkmAAA（5-26）MMT77 圖示工件 ，以底面A定位，加工臺階面B，保證尺寸 ，試確定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。 010.160A0.250025A【例 5-6】 尺寸鏈b）中，A0為封閉環，A1和A2是組成環；角度尺寸鏈（圖5-28c）中，a0為封閉環，a1 和a2是組成環?！窘狻繄D5-28 工藝尺寸鏈示例b)c)a)A1A2A0a1a2a0A1A2A0ABC0.05 A0.1 C求解圖5-28b和圖5-2

44、8c的尺寸鏈，可得到：0.1020.250.153534.9A20.05aT工序尺寸：平行度公差：MMT780170150.A 0360010.A 圖5-32 測量尺寸鏈示例A2 圖5-32所示零件，尺寸 A0不好測量，改測尺寸A2 ，試確定A2的大小和公差0.0240.3660Av 由新建立的尺寸鏈可解出：0020350.A 4A0.192040A A2是測量直接得到的尺寸，是組成環；A0是間接保證的，是封閉環。計算尺寸鏈可得到：【解】【例 5-7】 假廢品問題：MMT79D1 D2xHR1R2xH1) 拉內孔至 ；0.031057.75D2) 插鍵槽，保證尺寸x；試確定尺寸 x 的大小及公

45、差。3) 熱處理 建立尺寸鏈如圖b，H是間接保證的尺寸，因而是 封閉環。計算該尺寸鏈，可得到：4) 磨內孔至 ，同時保證尺寸 。0.25062H0.032058D a） b）圖5-33 鍵槽加工尺寸鏈0.2350.0150.22061.87561.89x【解】圖5-33所示鍵槽孔加工過程如下：【例 5-8】 MMT80D1xD2H1v 討論：在前例中，認為鏜孔與磨孔同軸，實際上存在偏心。若兩孔同軸度允差為0.05，即兩孔軸心偏心為 e = 0.025。將偏心 e 作為組成環加入尺寸鏈（圖5-34b） a） b）圖5-34 鍵槽加工尺寸鏈H20.0250.025R1xHR2e0.210.170.

46、04061.87561.905x重新進行計算，可得到： MMT81 圖 5-35 所示偏心零件，表面 A 要求滲碳處理，滲碳層深度規定為 0.50.8mm。與此有關的加工過程如下： 【例 5-9】【解】0.2510.0080.7HR2R1H1H0b)圖5-35 滲碳層深度尺寸換算a)A1） 精車A面，保證直徑 ； 010.138.4D3） 精磨A面保證直徑尺寸 ，同時保證規定的滲碳層深度。020.01638DD2H0H12） 滲碳處理，控制滲碳層深度H1； 試確定H1的數值。建立尺寸鏈，如圖 b,在該尺寸鏈中，H0 是最終的滲碳層深度，是間接保證的，因而是封閉環。計算該尺寸鏈，可得到：D1MM

47、T82 圖5-36所示零件有關軸向尺寸加工過程如下：【例 5-10】31.690.3160.127.070.07圖5-36 圖表法示例零件4）靠火花磨削面，控制余量Z7=0.10.02 ，同時保證設計尺寸60.1試確定各工序尺寸及公差。 1）以面定位，粗車面，保證、面距離尺寸A1，粗車 面，保證、面距離尺寸A2；2）以面定位，精車面，保證、面距離尺寸A3，粗車 面，保證、面距離尺寸A4；3）以面定位，精車面，保證、面 距 離 尺 寸 A5， 同 時 保 證 設 計 尺 寸31.690.31；精車 面，保證設計A6=27.070.07；MMT83Z6Z4Z7Z5A1A2A3A4A5A6R1R21

48、. 畫尺寸聯系圖 1）畫零件簡圖，加工面編號，向下引線2）按加工順序和規定符號自上而下標出 工序尺寸和余量用帶圓點的箭線 表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓 點表示測量基準；余量按入體原則標 注。3）在最下方畫出間接保證的設計尺寸， 兩邊均為圓點。4）工序尺寸為設計尺寸時，用方框框出，以示區別。注：靠火花磨削余量視為工序尺寸，也用用帶圓點的箭線表示。圖5-37 尺寸聯系圖【解】MMT84A5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）圖5-39 工藝尺寸鏈A5R2A4b）2. 用追蹤法查找工藝尺寸鏈A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4 圖5-38 尺寸鏈追蹤Z

49、5v 結果尺寸（間接保證的設計尺寸）和余量是尺寸鏈的封閉環v 沿封閉環兩端同步向上追蹤，遇箭頭拐彎，逆箭頭方向橫向追蹤，遇圓點向上折，繼續向上追蹤直至兩追蹤線交于一點，追蹤路徑所經工序尺寸為尺寸鏈的組成環MMT853. 初擬工序尺寸公差中間工序尺寸公差按經濟加工精度或生產實際情況給出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單向偏差形式標注12iT初擬修正后12Z iTZi minZi MAi MAi A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4MMT864. 校核結果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差 校核結果尺寸鏈，若超差，減小組成

50、環公差（首先壓縮公共環公差）0.230.08工序公差余量公差最小余量平均余量12iT12Z iTZi minZi M0.02初擬修正后0.50.30.10.3A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.07A60.10.31A5R1Z7a）A5R2A4b）MMT87工序公差余量公差最小余量平均余量12iT12Z iTZi minZi MA6初擬修正后0.50.30.10.30.10.070.08A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.310.230.02A2A3A5A6Z6c）A3A5Z5d）A3Z4A4A1e）0.550.8310.30.30.480.851.830.

51、185. 計算余量公差和平均余量 根據余量尺寸鏈計算0.020.080.1MMT88A2A3A5A6Z6c）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. 計算中間工序平均尺寸 在各尺寸鏈中，首先找出只有一個未知數的尺寸鏈，解出此未知數。繼續下去，解出全部未知工序尺寸MMT89工序公差余量公差最小余量平均余量平均尺寸單向偏差形式標注12iT12Z iTZi minZi MAi MAi 初擬修正后0.23

52、0.02A60.50.30.10.30.10.070.080.550.8310.30.30.480.851.836.127.076.5825.593426.7A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z40.10.31631.690134.50.6026.400.26.6800.4625.8200.166.180.140270.180.020.080.1MMT90A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4 1 2 3 4 5 6 7 8 91 41 31 22 41 21 32 21 21 41-1-1-11-11000001-1-11001. 尺寸聯系矩陣（T矩陣） 對應尺寸聯系圖，在計

53、算機中可用矩陣形式表達v 第2、3列表示尺寸線左、右端點所在尺寸界限序號v 第4列表示工序尺寸箭頭方向，1表示箭頭向左，-1 表示向右v 第5列表示余量性質，1表示箭頭指向余量左側，-1表示箭頭指向余量右側。 結果尺寸沒有箭頭，對應第4列和第5列元素均為0。 尺寸聯系矩陣表達了尺寸 聯系圖的所有有用信息圖5-40 尺寸聯系圖與尺寸聯系矩陣MMT91尺寸聯系矩陣（T矩陣）的處理 1 1 4 1 0 2 3 1 -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圖5-41 尺寸聯系矩陣變換A

54、6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5Z4 1 2 3 4 5 6 7 8 91 41 31 22 41 21 32 21 21 41-1-1-11-11000001-1-1100為便于尺寸鏈查找，將T矩陣第2、3列元素位置進行調整，使工序尺寸箭頭對應的尺寸界線序號排在第2列，圓點對應的尺寸界線序號排在第3列。這只需通過對第4列元素值的判斷即可實現MMT92 1 1 4 1 0 2 3 1 -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 0A6A1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z5

55、Z4圖5-42 尺寸鏈計算機查找向上追蹤至第5行，左追蹤線遇箭頭拐彎, 至圓點向上折。對應于：至第5行時出現 L=T(5,2)=1，令：L=T(5,3)=2，表明左追蹤線由尺寸線1移至尺寸線2，且A5為該尺寸鏈的組成環（又，左追蹤線遇左箭頭可判斷A5為增環）追蹤至第4行，右追蹤線遇右箭頭，即：R=T(4,2)=4，令：R=T(4,3)=2，并可判斷A4為增環。此時有L=R，表明左右追蹤線匯交于一點，追蹤結束2. 尺寸鏈查找（結果尺寸鏈查找） 以R2為例： 設變量 L 和 R分別為R2左右端點所在尺寸界線的序號，即令：L=T(9,2)=1，R=T(9,3)=4。21144222MMT93 C（i

56、，j）= 1，表示工序尺寸Aj是第 i 個尺寸鏈的增環 ; C（i，j）= -1，表示工序尺寸Aj 是第 i 個尺寸鏈的減環; C（i，j）=0，表示第i個尺寸鏈不包括工序尺寸Aj。3. 尺寸鏈矩陣（C矩陣）C 矩陣的每一行對應一個封閉環（結果尺寸和余量），每一列對應一個組成環（工序尺寸），矩陣每一元素表示封閉環與組成環的關系0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 01 0 -1 -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 0A6A1A2A3A4A5Z

57、7R1R2Z6Z5Z4圖5-43 尺寸鏈矩陣1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 78 9MMT94 尺寸聯系矩陣 設計尺寸及公差（按平均尺寸和對稱偏差形式輸入） 初擬工序尺寸公差（按對稱偏差形式輸入） 最小余量4. 已知條件輸入5. 校核結果尺寸公差，修正初擬工序尺寸公差 壓縮各組成環公差方法：1）按超差量自動壓縮；2）采用人機對話例：校核結果尺寸R1和R2 ，均超差，計算機將顯示如下信息組 成 環 公 差 超差結果尺寸 超差值 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 R1 0.02 - - - - 0.1 - 0.02 R2 0.09 - - - 0.3 0.1 - - 修正

58、值 0.23 0.08 0.02 根據計算機顯示結果，設計者可按實際情況靈活地修正有關工序尺寸公差。輸入修正值后，計算機重新進行校核，直至達到要求為止MMT956. 計算余量公差和平均余量 利用解線性方程組的標準程序求解 用類似圖表法的算法，首先找出只有一個未知數的尺寸鏈方程，解出此未知數，重復此過程，直至解出全部的未知數為止。7. 尺寸鏈方程求解 大大縮短計算時間； 準確、可靠，可避免人為錯誤； 可使用概率法，使工序尺寸的確定更趨合理。MMT96MMT97從根本上解決人工設計效率低，周期長，成本高的問題可以提高工藝過程設計的質量，并有利于實現工藝過程設計的優化和標準化可以使工藝設計人員從煩瑣

59、重復的工作中解放出來，集中精力去提高產品質量和工藝水平CAPP 是連接 CAD 和 CAM 系統的橋梁，是發展計算機集成制造的不可缺少的關鍵技術設計效率低，周期長，成本高不必要的花色繁多，不利于管理設計質量參差不齊，難于實現優化設計工藝人員短缺和老化是全球機械制造業面臨的共同問題MMT98該類系統以成組技術為基礎，根據零件編碼查找所屬零件組，調出零件組的標準工藝，進行適當的編輯或修改，生成所需的工藝規程。 零件組矩陣零件編碼查 找零件組輸入表頭信息工藝規程格式工藝規程打印輸出標準工藝路線文件標準工序文件圖5-44 CAM-I 推出的派生式 CAPP 系統框圖工作要素處理應用程序工藝路線檢索/編

60、輯標準工序檢索/編輯工藝規程存儲器MMT99標準工藝規程文件特征矩陣文件零件圖編碼第零件組零件組形成工藝過程設計a）準備階段 圖5-45 派生式 CAPP 系統工作的兩個階段零件圖標準工藝檢索編碼第零件組零件組搜索工藝 規程（編輯）b）使用階段派生式 CAPP 系統工作的兩個階段MMT100派生式 CAPP 系統特點： 1）程序簡單，易于實現。目前多用于回轉體類零件CAPP系統。 2）需人工參與決策，自動化程度不高。 3）具有濃厚的企業色彩，局限性較大。從無到有生成（工藝決策算法和邏輯推理）零件信息描述零件工藝過程 MMT101例：普渡大學APPAS（Automated Process Pla