第一章機械制造工藝基本知識2/3/20231第一章機械制造工藝基本知識課題一認識生產工藝過程教師：重點：生產過程的組成難點：生產過程基本概念的熟悉2/3/20232課題一生產工藝過程2/3/20233生產過程工藝過程原材料變成品各有關勞動過程的總和機械加工的方法變鑄鍛件的形狀尺寸相對位置成為零件課題一生產工藝過程2/3/20234課題一生產工藝過程工藝規程：

一個同樣要求的零件，可以采用幾種不同的工藝過程來加工，但其中總有一種工藝過程在給定的條件下是最合理的，人們把工藝過程的有關內容用文件的形式固定下來，用以指導生產，這個文件稱為工藝規程。2/3/20235課題一生產工藝過程

工藝過程的組成

l．工序工序：一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程，稱為工序。機械零件的機械加工工藝過程由若干工序組成，毛坯依次通過這些工序，就被加工成合乎圖樣規定要求的零件。2/3/20236課題一生產工藝過程

工藝過程的組成

l．工序工序：一個工人或一組工人，在一個工作地對同一工件或同時對幾個工件所連續完成的那一部分工藝過程，稱為工序。

機械零件的機械加工工藝過程由若干工序組成，毛坯依次通過這些工序，就被加工成合乎圖樣規定要求的零件。

2/3/20237課題一生產工藝過程

工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。工人、工作地和工件三不變加上連續完成是構成工序的四個要素，工序是組成工藝過程的基本單元。

劃分工序的主要依據是：工作地點（或機床）是否改變加工是否連續

工序數目和工藝過程的確定與零件的技術要求、零件的數量和現有工藝條件等有關，如階梯軸零件的加工。2/3/20238課題一生產工藝過程

2/3/20239課題一生產工藝過程

2、安裝在同一工序中，工件在工作位置可能只裝夾一次，也可能要裝夾幾次。在一道工序中工件經一次裝夾后所完成的那部分工序內容。在一個工序中應盡量減少安裝次數，以免增加輔助時間和安裝誤差。2/3/202310課題一生產工藝過程3、工位工件在機床上占據每一個位置所完成的加工。為了減少工件的安裝次數,

提高生產效率，常采用多工位夾具或多軸（或多工位）機床，使工件在一次安裝后先后經過若干個不同位置順次進行加工。

Ⅰ：裝卸工件Ⅱ：鉆孔Ⅲ：擴孔Ⅳ：絞孔2/3/202311課題一生產工藝過程

4、工步一個工序（或一次安裝或一個工位）中可能需要加工若干個表面；

也可能只加工一個表面，但卻要用若干把不同的刀具輪流加工；

或只用一把刀具但卻要在加工表面上切多次，而每次切削所選用的切削用量不全相同。2/3/202312工步

指在加工表面、刀具和切削用量（僅指機床主軸轉速和進給量）均保持不變的情況下完成的部分內容。三個要素中（指加工表面、切削刀具和切削用量）只要有一個要素改變了，就不能認為是同一個工步。工序劃分不同，工步可能相同，也可能不同；對于一次安裝中連續進行的若干相同多工位加工的工步，通常算作一個工步；課題一生產工藝過程2/3/202313有時為提高生產率，常用幾把刀具同時分別加工幾個表面，該工步稱為復合工步。

立軸轉塔車床的一個復合工步鉆孔、擴孔復合工步課題一生產工藝過程2/3/202314課題一生產工藝過程

5、走刀

刀具在加工表面上切削一次所完成的內容。走刀是構成工藝過程的最小單元。一次走刀：在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚,可分幾次切，每切削一次，就稱為一次走刀。2/3/202315課題一生產工藝過程工序、安裝、工位、工步和走刀之間的關系如下：

綜上分析可知，工藝過程的組成是很復雜的。工藝過程由許多工序組成，一個工序可能有幾個安裝，一個安裝可能有幾個工位,一個工位可能有幾個工步，如此等等。2/3/202316課題一生產工藝過程三、生產類型

生產類型是指產品生產的專業化程度，可按產品的年生產綱領來劃分。生產綱領N=Qn(1+a)(1+b)

式中Q——產品的年產量；

n——單臺產品中該零件的數量；

a——備品率，以百分數計；

b——備品率，以百分數計。根據生產綱領和產品本身的大小及結構復雜性，產品的制造可分為以下三種生產類型。2/3/202317課題一生產工藝過程1、單件生產

單個地生產不同結構尺寸的產品，且很少重復的生產。如重型機械、大型船舶制造、新產品試制等。2、成批生產

成批地制造相同產品，且周期性地重復生產，如機床制造等。根據產品特征及批量大小，又分為小批、中批和大批生產三種。3、大量生產

產品數量很大，大多數工作地一直按照一定的節拍進行同一種零件的某一道工序的加工，稱為大量生產。如自行車、洗衣機、汽車等生產。2/3/202318課題一生產工藝過程2/3/202319第一章機械制造工藝基本知識課題二機械加工工藝規程重點：工藝規程的組成和基本概念難點：制定工藝規程重點考慮的問題2/3/202320課題二機械加工工藝規程

一、機械加工工藝規程按一定的格式，用文件的方式規定零件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，稱為機械加工工藝規程。2/3/202321課題二機械加工工藝規程二、機械加工工藝規程的作用

1.是指導車間生產的主要技術文件；2.是生產組織及管理工作的主要依據；3.是新建擴建改建廠房的主要依據。

三、工藝文件

1.機械加工工藝過程卡片以工序為單位，對工藝過程作簡要說明的工藝文件主要用于生產管理和調度使用。2/3/202322課題二機械加工工藝規程2/3/202323課題二機械加工工藝規程

2、機械加工工藝卡片

機械加工工藝卡片以工序為單元，詳細說明零件在某一工藝階段中的工序號、工序名稱、工序內容、工藝參數、操作要求以及采用的設備和工藝裝備等。廣泛用于中批生產。2/3/202324課題二機械加工工藝規程2/3/202325課題二機械加工工藝規程3.機械加工工序卡片

以工步為單位,對每工序進行詳細說明的工藝文件。包括:工件的定位基準及安裝方法;

加工的工序尺寸及公差,切削用量,工時定額,使用的夾具,刀具和量具。主要用于指導工人進行操作。2/3/202326課題二機械加工工藝規程2/3/202327課題二機械加工工藝規程四、制訂工藝規程的原則

保證產品質量；提高勞動生產率；降低成本；充分利用本企業現有的生產條件；采用國內外先進工藝技術；保證良好的勞動條件。2/3/202328課題二機械加工工藝規程五、工藝規程設計所需的原始資料

（1）產品裝配圖、零件圖；（2）產品驗收質量標準；（3）產品的生產綱領及生產批量；（4）毛坯材料與毛坯生產條件；（5）制造廠的生產條件，包括機床設備、工藝裝備的規格性能及使用狀況，工人技術水平以及自制工藝裝備能力、能源狀況等資料；（6）工藝規程、工藝裝備設計所用設計手冊和有關標準；（7）國內外先進制造技術資料等。2/3/202329課題二機械加工工藝規程六、制訂工藝規程應注意的幾個問題

在制訂零件的機械加工工藝規程之前，首先應注意對該零件的工藝性進行分析。零件的工藝性分析包括以下兩方面內容。

1．分析零件的各項技術要求，提出必要的改進意見零件的技術要求包括：①加工表面的尺寸精度；②加工表面的形狀精度；③主要加工表面之間的相互位置精度；④加工表面的粗糙度及其它表面質量要求；⑤熱處理及其它要求。2/3/202330課題二機械加工工藝規程1）了解該零件在產品中的位置、用途、性能及工作條件。2）分析零件上主要表面的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度。作為選擇加工方法,定位基準及按排加工順序的依據。3）分析技術條件中,毛坯類型,熱處理及檢驗要求等,以便作出相應的工序按排。4）對不能滿足加工工藝要求的提出相應的改進意見。2/3/202331課題二機械加工工藝規程改進示例:

方頭銷材料T8A,方頭部分局部淬火HRC55-60,直徑為Φ2H7的小孔在裝配時與另一零件配作。分析上述技術條件是否合理。

顯然：由于零件較小,局部淬火時,會整體淬硬,則在裝配時,不能與另一零件配作。

改進意見：材料改為20#鋼,方頭局部淬火,對Φ2H7的小孔處鍍銅保護。改進后,既能滿足原要求,又能在裝配時,能夠與另一零件配作。2/3/202332課題二機械加工工藝規程2．分析結構工藝性，提出修改和改進意見

1）結構工藝性概念設計零件的結構,在一定的生產規模,和生產條件下,能夠高效,低耗的制造出來,并便于裝配和維修。則可以說,設計零件的結構具有良好的結構工藝性。2/3/202333課題二機械加工工藝規程2）零件的切削加工工藝性

——應使用標準化參數。如采用標準配合、標準尺寸等。

——便于在機床上安裝。2/3/202334課題二機械加工工藝規程3)便于加工應有退刀槽

改進前:

改進后:2/3/202335課題二機械加工工藝規程減少安裝次數

改進前:改進后:2/3/202336課題二機械加工工藝規程減少機床調整次數

改進前:改進后:2/3/202337課題二機械加工工藝規程減少加工面積

改進前:

改進后:2/3/202338課題二機械加工工藝規程提高工件加工時的剛度

改進前:

改進后:2/3/202339課題二機械加工工藝規程減少加工困難改進前:改進后:2/3/202340課題二機械加工工藝規程2/3/202341課題二機械加工工藝規程2/3/202342課題二機械加工工藝規程六、制訂工藝規程的步驟（十大步驟）

分析零件圖和產品裝配圖；選擇毛坯；擬定工藝路線；選擇定位基準；確定各工序的設備、工裝確定各工序的加工量，計算工序尺寸和公差；確定各主要工序的技術要求及檢驗方法；確定切削用量和工時定額；進行經濟分析，選擇最佳方案；填寫工藝文件2/3/202343課題二機械加工工藝規程七、機械加工的生產率

1、時間定額定義:在一定生產條件下，生產一件產品或完成一道工序所需消耗的時間。組成基本時間tB

：直接改變生產對象的性質，使其成為合格產品或達到工序要求所需時間（包括切入、切出時間）輔助時間tA

：為實現工藝過程必須進行的各種輔助動作時間，如裝卸工件、啟停機床、改變切削用量及進退刀等2/3/202344課題二機械加工工藝規程布置工作地時間tC

：包括更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要時間tR

：工人在工作班內，為恢復體力和滿足生理需要所需時間。準備終結時間tP

：如熟悉工藝文件、領取毛坯、安裝夾具、調整機床、發送成品等2/3/202345課題二機械加工工藝規程2、單件時間與單件工時定額計算式中tB——基本時間

tA——輔助時間

tC——布置工作地時間

tR——休息和生理需要時間

tP——準備終結時間

B——批量2/3/202346課題二機械加工工藝規程八．提高機械加工生產率的工藝措施

1、縮減單件時間定額

※縮短基本時間：①提高切削用量（切削速度、進給量、切削深度等）；②采用多刀多刃進行加工（如以銑削代替刨削，采用組合刀具等）；③采用復合工步，使多個表面加工基本時間重合（如多刀加工，多件加工等）。2/3/202347課題二機械加工工藝規程※縮短輔助時間：

①使輔助動作實現機械化和自動化（如采用自動上下料裝置、先進夾具等）；②使輔助時間與基本時間重疊（如采用多位夾具或多位工作臺，使工件裝卸時間與加工時間重疊；采用在線測量，使測量時間與加工時間重疊等）

※縮短布置工作地時間：主要是減少換刀時間和調刀時間2/3/202348課題二機械加工工藝規程※縮短準備終結時間：

在中小批量生產中采用成組工藝和成組夾具在數控加工中，采用離線編程及加工過程仿真技術

2、采用先進工藝方法采用先進的毛坯制造新工藝采用特種加工方法進行高效、自動化加工2/3/202349課題二機械加工工藝規程八．工藝規程的經濟成本分析

1、工藝成本生產成本——生產一件產品或一個零件所需費用總和。工藝成本——生產成本中與工藝過程直接有關的部分。工藝成本可分為兩部分：可變費用：V

不變費用：S2/3/202350課題二機械加工工藝規程＠可變費用：與年產量有關且與之成比例的費用，記為V包括材料費，機床工人工資及工資附加費，機床使用費，普通機床折舊費，刀具費，通用夾具折舊費等。＠不變費用：與年產量的變化沒有直接關系的費用，記為S。包括調整工人工資及工資附加費，專用機床折舊費，專用夾具折舊費等。2/3/202351課題二機械加工工藝規程

2、工藝成本與年產量的關系全年工藝成本與年產量的關系單件工藝成本與年產量的關系2/3/202352課題二機械加工工藝規程3．不同工藝方案經濟性比較2/3/202353課題二機械加工工藝規程2/3/202354課題二機械加工工藝規程2/3/202355課題二機械加工工藝規程B、若兩種工藝方案的基本投資相差較大時，則應考慮不同方案的基本投資差額的回收期限τ。方案1：采用價格較貴的高效機床及工藝裝備，其基本投資K1必然較大，但工藝成本E1則較低；

方案2：采用價格便宜、生產率較低的一般機床和工藝設備，其基本投資K2較小，但工藝成本E2則較高。

方案1較低的工藝成本是增加了投資的結果。這時僅比較其工藝成本的高低是不全面的，而是應該同時考慮兩種方案基本投資的回收期限。2/3/202356課題二機械加工工藝規程所謂投資回收期：是指一種方案比另一種方案多耗費的投資由工藝成本的降低所需的回收時間，常用τ表示。

τ應小于基本投資設備的使用年限、小于國家規定的標準回收年限、小于市場預測對該產品的需求年限。它可由下式計算：2/3/202357第一章機械制造工藝基本知識課題三工藝規程的制定教師：安豐金重點：制定工藝規程的過程方法難點：工藝的順序安排、工藝路線的確定2/3/202358課題三工藝規程的制定2/3/202359課題三工藝規程的制定一.選擇毛坯

(一)常用毛坯種類1.鑄件:結構復雜零件的毛坯1)木模砂型手工造型鑄件重量不受限制，毛坯的尺寸精度低，加工余量大，生產效率低，多用于單件小批生產。2/3/202360課題三工藝規程的制定2)金屬模砂型機器造型鑄件最大重量可達250Kg，毛坯的尺寸精度高，加工余量小，生產效率高，多用于大批大量生產。2/3/202361課題三工藝規程的制定3)金屬型澆鑄法鑄件重量小于100Kg，毛坯的尺寸精度高，機械性能好，多用于大批大量生產。2/3/202362課題三工藝規程的制定4)離心澆鑄法鑄件重量達200Kg，效率高，材料消耗低，多用于大批大量生產。5)熔模鑄造多用于形狀復雜小型零件的毛坯，尺寸精度高，無需或少許機械加工，生產周期長，成本高。2/3/202363課題三工藝規程的制定6)壓力鑄造采用專用設備把液態或半液態的金屬壓入金屬型腔而形成的毛坯，多用外形復雜或薄壁的零件。2/3/202364課題三工藝規程的制定2/3/202365課題三工藝規程的制定2.鍛件對強度有一定要求,結構較簡單零件的毛坯

1)自由鍛鍛件的形狀簡單，尺寸精度低，加工余量大。2/3/202366課題三工藝規程的制定2)模鍛可鍛出復雜形狀，鍛件的纖維組織好，尺寸精度高，加工余量小。3)精密模鍛鍛件的尺寸精度高，可直接進行精加工。2/3/202367課題三工藝規程的制定3.型材

如鋼板，管材，圓鋼等，便于實現自動上料。2/3/202368課題三工藝規程的制定4.組合毛坯

將型材、鍛件等經一定的加工在組合在一起。5.沖壓擠壓件

2/3/202369課題三工藝規程的制定各類毛坯的特點及適用范圍2/3/202370課題三工藝規程的制定(二)．選擇毛坯應考慮的因素毛坯選擇時，應全面考慮以下因素：

1）應考慮零件的材料和機械性能要求，針對鑄鐵和有色金屬只能鑄造于重要的鋼件應選用鍛件。

2）應考慮零件結構形狀和尺寸大小。

3）應該考慮生產規模的大小。

4）應從本廠的現有設備和技術水平出發考慮可能性和經濟性。

5）充分考慮利用新技術、新工藝、新材料的可能性。2/3/202371課題三工藝規程的制定二.選擇定位基準2/3/202372課題三工藝規程的制定三.工藝路線的擬定工藝路線不但影響加工質量和生產效率，而且影響工人的勞動強度，影響設備投資、車間面積、生產成本等。是制訂工藝規程的關鍵一步。

1、表面加工方法的選擇→先根據技術要求確定加工方案以及分幾次加工；→應考慮材料的性質；→應考慮生產類型；→應考慮本廠的現有設備及技術條件；→應考慮工件的形狀、重量、物理特性；→應作加工經濟精度和經濟粗糙度分析；2/3/202373課題三工藝規程的制定典型表面加工路線2/3/202374課題三工藝規程的制定2/3/202375課題三工藝規程的制定2/3/202376課題三工藝規程的制定加工經濟精度

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AB段）經濟精度隨年代增長和技術進步而不斷提高加工誤差與成本關系2/3/202377課題三工藝規程的制定2、加工階段的劃分2/3/202378課題三工藝規程的制定3、工序順序的安排（1）機械加工順序的安排

1）先基準后其它（便于定位）

2）先平面后孔（保證孔的位置精度）

3）先主后次（避免浪費）

4）先粗后精（防止變形）2/3/202379課題三工藝規程的制定（2）熱處理工序的安排2/3/202380課題三工藝規程的制定正火

毛坯鍛造后,正火以消除鍛造表面的硬度不均,改善切削性能。退火

毛坯鑄造后，退火以消除殘余應力。時效

對于鑄件,為進一步消除殘余應力,粗加工后,還應按排時效處理。對于鑄件結構復雜,精度要求高,剛性差,應在精加工前再按排一次時效處理。2/3/202381課題三工藝規程的制定（3）輔助工序的安排2/3/202382課題三工藝規程的制定

4、工序的集中與分散

擬定工藝路線時，選定了各表面的加工工序和劃分加工階段之后，就可以將同一階段中的各加工表面組合成若干工序。工序集中—即將工件的加工，集中少數幾道工序內完成

工序集中的特點：

采用高效專用設備及工裝，生產效率高減少設備數量，相應減少操作工人和生產面積減少工序數目，簡化生產計劃減少安裝次數，縮短輔助時間，保證位置精度縮短加工時間，減少運輸工作量，縮短生產周期設備結構復雜，投資大，調整、維修困難，轉換產品費時2/3/202383課題三工藝規程的制定工序分散——即將工件的加工，分散在較多工序內完成

工序分散的特點：設備簡單，調整、維修方便對工人技術要求低，培訓時間短生產準備量小，易于平衡工序時間可采用合理的切削用量，縮短基本時間易更換產品設備數量多，操作工人多，占地面積大2/3/202384課題三工藝規程的制定設備與工藝裝備的選擇

設備的選擇

工序集中時，應選高效自動加工設備；組織集中時，應選通用設備工序分散時，應選簡易設備機床精度與工件精度應相適應機床規格與工件的外形尺寸應相適應應與現有加工條件相適應2/3/202385課題三工藝規程的制定加工階段的劃分機械加工順序的安排退火、正火安排在哪個階段淬火安排在哪個階段，調質放在哪個階段倒角的加工放在哪個階段問題還有2/3/202386課題三工藝規程的制定

1、調質可獲得良好的綜合力學性能，一般安排在粗車之后、半精車之前，對力學性能要求不是很高的工件可作為最終熱處理。

2、表面淬火一般安排在精加工之前，這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。

3、滲氮處理前一定要先調質處理。2/3/202387課題三工藝規程的制定案例1：題目有一批軸（材料為45鋼），其加工內容有：①粗車；⑧半精車；②車端面鉆中心孔；⑨去毛刺；③鍛造；⑩粗磨；④調質；⑾精磨；⑤退火；⑿檢驗；⑥銑鍵槽；⒀研磨中心孔；⑦淬火；試按加工順序排序。2/3/202388課題三工藝規程的制定案例1：答案①粗車；4⑧半精車；6②車端面鉆中心孔；3⑨去毛刺；8③鍛造；1⑩粗磨；11④調質；5⑾精磨；12⑤退火；2⑿檢驗；13⑥銑鍵槽；7⒀研磨中心孔；10⑦淬火；92/3/202389課題三工藝規程的制定擬定工路線？2/3/202390課題三工藝規程的制定工藝裝備的選擇

影響加工精度、生產效率、勞動強度、經濟性應根據生產類型、具體加工條件、工件結構特點、技術要求等選擇夾具的選擇

單件、小批生產采用通用夾具和附件大批、大量生產應采用專用高效夾具多品種、小批量可采用可調夾具或成組夾具2/3/202391課題三工藝規程的制定刀具的選擇

優先選用標準刀具機械（工序）集中時，應采用高效專用夾具、復合刀具、多刃刀具刀具類型、規格、精度等級應符合加工要求量具的選擇

單件、小批生產采用通用量具大批、大量生產應采用極限量規和高效專用檢驗量儀量具精度必須與加工精度相適應2/3/202392第一章機械制造工藝基本知識課題四加工余量的確定教師：李海濤重點：加工余量的計算方法、工藝尺寸鏈難點：工藝尺寸鏈的計算應用2/3/202393課題四加工余量的確定1、加工余量的確定

加工余量——加工過程中從加工表面切去材料層厚度工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度。

Zb=a-b

式中Z——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。

◎雙邊余量

實際切除的金屬層厚度=加工余量的一半。

◎單邊余量實際切除的金屬層厚度=加工余量

2/3/202394課題四加工余量的確定總加工余量——零件從毛坯變為成品切除材料層總厚度

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。

余量公差

TZ=Ta+Tb

式中TZ——余量公差；

Ta——上工序尺寸公差；

Tb——本工序尺寸公差。2/3/202395課題四加工余量的確定影響加工余量的因素

1）上工序留下的表面粗糙度值Ry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。

2/3/202396課題四加工余量的確定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,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。2/3/202397課題四加工余量的確定4）本工序的裝夾誤差εb

如果本工序存在裝夾誤差（定位誤差、夾緊誤差），在確定本工序加工余量時還應考慮εb的影響。

ea與εb都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模進行余量計算。

2/3/202398課題四加工余量的確定最小余量構成：2/3/202399課題四加工余量的確定加工余量確定方法計算法——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。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。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。

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。2/3/2023100課題四加工余量的確定2、工序尺寸及公差的確定

Ⅰ基準重合時，工序尺寸及其公差的計算當工序基準、定位基準或測量基準與設計基準重合，表面多次加工時，計算順序是由最后一道工序開始，即由設計尺寸開始向前推算到毛坯尺寸。2/3/2023101課題四加工余量的確定【例1】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2/3/2023102課題四加工余量的確定計算步驟：

1）確定各工序加工余量（查工藝手冊）；2）從最終加工工序開始，即從設計尺寸開始，逐次加上（對于軸類）或減去（對于孔類）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，公差一般標注對稱公差。2/3/2023103課題四加工余量的確定Ⅱ基準不重合時，工序尺寸及其公差的計算

當零件加工過程中多次轉換工藝基準，引起測量基準、定位基準或工序基準與設計基準不重合時，需利用工藝尺寸鏈原理進行工序尺寸及其公差的計算

1）尺寸鏈和工藝尺寸鏈的概念尺寸鏈——互相聯系且按一定順序排列的封閉尺寸組合。工藝尺寸鏈——由單個零件在工藝過程中的有關尺寸所形成的尺寸鏈。

2/3/2023104課題四加工余量的確定

如圖所示的軸套，依次加工尺寸A1和A2，則尺寸A0就隨之而定。因此這三個相互聯系的尺寸A1、A2、A0構成了一條工藝尺寸鏈。其中，尺寸A1和A2是在加工過程中直接獲得的，尺寸A0是間接保證的。

尺寸鏈圖2/3/2023105課題四加工余量的確定2/3/2023106課題四加工余量的確定尺寸鏈圖

將尺寸鏈中各相應的環，用尺寸或符號標注在示意圖上，這種尺寸圖稱為尺寸鏈圖。

作法：首先確定間接保證的尺寸，定為封閉環；然后從封閉環起，畫出各組成環；尺寸首尾相接，順一個方向畫箭頭，構成封閉圖形。

工藝尺寸鏈的構成，取決于工藝方案和加工方法，確定封閉環是關鍵；一個尺寸鏈只能解一個封閉環；請注意箭頭方向：

與封閉環同向者為減環與封閉環異向者為增環

2/3/2023107課題四加工余量的確定

尺寸鏈的形式

按環的幾何特征分：長度、角度、組合尺寸鏈按應用場合分：裝配、工藝、零件尺寸鏈按各環所處空間位置分：直線、平面、空間尺寸鏈尺寸鏈的特性

封閉性：尺寸鏈必是一組有關尺寸首尾相接所形成的尺寸封閉圖。其中應包含一個間接保證的尺寸和若干個對此有影響的直接獲得的尺寸。

關聯性：尺寸鏈中間接保證的尺寸即精度直接保證的尺寸精度支配，且間接保證的尺寸精度必然低于直接獲得的尺寸精度2/3/2023108課題四加工余量的確定①正計算：已知組成環尺寸、公差求封閉環尺寸公差的計算方式②反計算：已知封閉環尺寸、公差反求各組成環寸、公差③中間計算：已知封閉環及部分組成環的尺寸、公差，求其余的一個或幾個組成環尺寸、公差尺寸鏈計算2/3/2023109課題四加工余量的確定

ⅰ用極值法解尺寸鏈：是按尺寸鏈各環均處于極值條件來分析計算封閉環尺寸與組成環尺寸之間關系的算方法

ⅱ用統計法解尺寸鏈：是運用概率論理論來分析計算封閉環尺寸與組成環尺寸之間關系的2/3/2023110課題四加工余量的確定

a)封閉環的基本尺寸等于增環的基本尺寸之和減去減環的基本尺寸之和，即

b)封閉環的最大極限尺寸等于增環最大極限尺寸之和減去減環最小極限尺寸之和，即c)封閉環的最小極限尺寸等于增環最小極限尺寸之和減去減環最大極限尺寸之和，即2/3/2023111課題四加工余量的確定

d)封閉環的上偏差等于增環上偏差之和減去減環下偏差之和，即e)封閉環的下偏差等于增環下偏差之和減去減環上偏差之和，即f)封閉環的公差等于組成環公差之和，即2/3/2023112課題四加工余量的確定封閉環的公差比任何一個組成環的公差都大，應盡量選擇最不重要的尺寸作封閉環；為減小封閉環公差，應盡量減少組成環數及其公差。

#用統計法解算直線尺寸鏈基本計算公式機械制造中的尺寸分布多數為正態分布，但也有非正態分布，非正態分布又有對稱分布與不對稱分布之分。用統計法解算尺寸鏈的基本計算公式除可應用極值法解直線尺寸鏈的有些基本公式外，尚有以下兩個基本計算公式：2/3/2023113課題四加工余量的確定

l）封閉環中間偏差

2）封閉環公差2/3/2023114課題四加工余量的確定e—不對稱系數k—對稱系數2/3/2023115課題四加工余量的確定（1）定位基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算

當采用調整法加工一批零件，若所選的定位基準與設計基準不重合，那么該加工表面的設計尺寸就不能由加工直接得到。這時，就需進行有關的工序尺寸計算以保證設計尺寸的精度要求，并將計算的工序尺寸標注在該工序的工序圖上。2/3/2023116課題四加工余量的確定

[案例1]：加工圖a）所示工件，設1面已加工好，現以1面定位加工3面和2面，其工序簡圖如圖b）所示，試求工序尺寸A1與A2。

2/3/2023117課題四加工余量的確定[案例2]如圖活塞上加工銷孔，要求保證尺寸A0解：①作出尺寸鏈圖；②按照加工順序確定封閉環A0③畫箭頭分出增環A2和減環A1；2/3/2023118課題四加工余量的確定[案例2]2/3/2023119課題四加工余量的確定（2）測量基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算

在加工或檢查零件的某個表面時，有時不便按設計基準直接進行測量，就要選擇另外一個合適的表面作為測量基準，以間接保證設計尺寸，為此，需要進行有關工序尺寸的計算。2/3/2023120課題四加工余量的確定[案例3]右圖所示零件，尺寸A0不好測量，改測尺寸A2，試確定A2的大小和公差。

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：2/3/2023121課題四加工余量的確定假廢品問題：

按換算后的工序尺寸進行加工，測量時，發現超出換算尺寸要求，工件應報廢，但可能出現要保證的設計尺寸仍在要求的公差范圍內的現象，這時工件實際上是合格的，這就是出現的假廢品現象。為了避免將實際合格的零件報廢而造成浪費，對換算后的測量尺寸（或工序尺寸）超差的零件，應重新測量其他組成環的尺寸，再計算出封閉環的尺寸，以判斷是否為廢品。

2/3/2023122課題四加工余量的確定[案例4]2/3/2023123課題四加工余量的確定[案例5]

小套零件加工時,要求保證尺寸6±0.1,由于這一尺寸不便于直接測量,只好通過測量尺寸L來間接檢驗其是否合格,求工序尺寸L。

2/3/2023124課題四加工余量的確定[案例6]齒輪上內孔及鍵槽的尺寸鏈計算

解：①作出尺寸鏈圖；②按照加工順序確定封閉環A0；③畫箭頭分出增環A1、A3和減環A2；

④中間工序尺寸A1的計算

2/3/2023125課題四加工余量的確定[案例6]2/3/2023126課題四加工余量的確定[案例7]軸頸襯套內孔Φ145表面需滲氮處理，滲氮層深度要求解：①作出尺寸鏈圖；②按照加工順序確定封閉環A0；③畫箭頭分出增環A1、t和減環A2；2/3/2023127課題四加工余量的確定[案例7]滲氮深度t的計算2/3/2023128課題四加工余量的確定電鍍零件有關工序尺寸換算生產中,電鍍零件表面,有兩種情況：一種是鍍后尚需加工,其有關工序尺寸換算,與滲碳零件有關工序尺寸換算是相同的;

另外一種是鍍后不加工,其工序尺寸換算或封閉環的判斷則不相同。例:如圖所示軸套零件,其Ф28-0.045

外圓表面要求鍍鉻,鍍層厚度為0.025—0.04(即雙邊為0.05￣0.08或0.08-0.03),該表面的加工順序為:車—磨—電鍍，求磨外圓的工序尺寸A。

2/3/2023129課題四加工余量的確定解:1)畫尺寸鏈圖

2)判斷環的性質鍍后保證的設計尺寸Ф28為封閉環,工序尺寸A及鍍層厚度0.08為增環。3)計算尺寸鏈A=28-0.08=27.92mm0=ESA1+ESA2ESA1=0-0-0.045=EIA1-0.03EIA1=-0.015mm

則，磨外圓的工序尺寸A1=27.92mm上偏差0下偏差-0.0152/3/2023130課題四加工余量的確定①列出尺寸鏈②判斷各環性質Z為封閉環，A2為增環，A1、A3為減環③計算：

Z=80-49.6-30=0.4

ESZ=-0.05-0-(-0.15)=0.10EIZ=-0.20-0.20-0=-0.40④分析最小余量為零，需要調整。A2、A3為設計尺寸，保持不變；若令最小余量為0.1mm，將工藝尺寸A1改為2/3/2023131第一章機械制造工藝基本知識課題五掌握工件定位的基本原理重點：工件的定位原理、典型夾具組成難點：工件自由度的限定2/3/20231321—4引入：夾具的認識5重點：工件定位原理6-7難點：自由度的限制8-9應用：定位案例分析10小結：引出新的課題123452/3/20231331、精度保證？提高效率？加工設備精度？工人的技術？產品檢驗？工件位置準確？工件位置固定？需要夾緊需要定位需要夾具———靠？？？？？2/3/20231342、夾具？虎鉗平口鉗卡盤分度頭通用夾具2/3/20231352、夾具？專用和組合夾具2/3/20231363、夾具制造項目夾具設計與制造項目在教師指導下獨立完成夾具設計與制作你能做到嗎？2/3/2023137學生作品2/3/2023138錄像1錄像3錄像2夾具的作用2/3/20231395、工件定位？六個自由度：X、Y、Z的移動X、Y、Z的轉動動畫演示2/3/20231405、工件定位？六點定位原理：

要完全確定工件在機床或夾具上的位置，需用適當分布的六個支承點來限制工件的六個自由度，稱為工件的六點定位原理。①XOY平面上1,2,3點②YOZ平面上4,5點③XOZ平面上6點動畫演示2/3/20231415、工件定位？六點定位實例：2/3/2023142工件的定位與夾緊？1、定位支撐點是剛性的，必須與工件接觸。2、夾緊是為了更好的定位。3、定位剛性點是由夾具定位元件提供的。夾緊定位夾具功能2/3/20231436、自由度限定？完全定位：6個自由度都限定的定位方式。側面A：限制Z、Y旋轉、X移動；短銷B：限制Z、Y移動；擋銷C：限制X旋轉2/3/20231446、自由度限定？不完全定位：少于6個自由度但滿足定位要求的定位方式。如圖：1、車外圓僅僅需要限制Z、Y的移動和旋轉。2、磨平面僅僅需要限制X、Y旋轉和Z的移動。2/3/20231456、自由度限定？欠定位：必要的自由度沒限制的定位方式。需要限制Y的移動，但圖示中定位不滿足加工要求。2/3/20231466、自由度限定？過定位：自由度重復限制的定位方式。2/3/2023147過定位討論：

允許嗎？1、工件定位面精度高時可以用來提高工藝系統剛度同時增加定位穩定性就允許。2、如果工件定位面精度不高或夾具制造精度不高會造成定位不準確、不穩定這時就不允許。7、定位討論2/3/20231487、定位討論定位面不確定2/3/20231498、定位案例2/3/20231508、定位案例定位準確、夾緊方便（變速撥叉鉆孔夾具）1、限制？個自由度2、有那些定位元件。（夾緊利用了偏心夾緊機構）2/3/20231518、定位案例2/3/20231529、仿真加工案例有四套夾具請注意觀察2/3/202315310、小結定位、夾緊概念的理解專用夾具定位自由度的確定想要自己設計制造專用夾具下次課學習夾具定位元件和方式作業：分小組找一個典型批量生產件的專用夾具并畫出裝配簡圖，分析定位填表。2/3/2023154序號定位元件限制自由度1234作業2/3/2023155第一章機械制造工藝基本知識課題六工件定位的基準的確定重點：工件的定位基準概念及分類難點：工件的確定2/3/20231561、工件在夾具中定位的任務使同一批工件在夾具中占據正確的位置。2、定位與夾緊的關系定位與夾緊是裝夾工件的兩個有聯系的過程，不能等同。

3、定位基準選擇時盡可能遵循基準重合原則。當用多個表面定位時，應選擇其中一個較大的表面為主要定位基準。課題六確定工件定位基準2/3/2023157課題六確定工件定位基準一、基準的分類2/3/20231581）設計基準：設計者在設計零件時，根據零件在裝配結構中的裝配關系以及零件本身結構要素之間的相互關系，確定標注尺寸（或角度）的起始位置。這些尺寸（或角度）的起始位置稱作設計基準。課題六確定工件定位基準2/3/2023159課題六確定工件定位基準

2）工藝基準：零件在加工藝過程中所采用的基準稱為工藝基準。①工序基準：工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準。②定位基準：在加工時用于工件定位的基準，稱為定位基準。

a.粗基準和精基準

b.附加基準2/3/2023160課題六確定工件定位基準

定位基準

a）、b）基準為實際表面；c）基準為表面的幾何中心（中心要素）2/3/2023161課題六確定工件定位基準

③測量基準：在加工中或加工后測量工件形狀、位置和尺寸誤差時所采用的基準，稱為測量基準。

④裝配基準：在裝配時用來確定零件或部件在產品中的相對位置所采用的基準。2/3/2023162課題六確定工件定位基準二、粗、精基準的選擇原則在保證得到所選精基準的前提下確定粗基準選擇粗基準一般應遵循以下原則：

1）選擇不加工面為粗基準

2）合理分配加工余量的原則

3）便于工件裝夾原則

4）同方向上粗基準不得重復使用2/3/2023163課題六確定工件定位基準主要應保證加工精度和裝夾方便選擇精基準一般應遵循以下原則：

1）基準重合原則設計(工序)與定位

2）基準統一原則各工序的基準相同

3）互為基準原則兩表面位置精度高

4）自為基準原則加工余量小而均勻2/3/2023164課題六確定工件定位基準例：問：1、以B面為粗基準加工A面和C面，方案正確嗎？

2、◎的設計基準是哪個？

3、試考慮在精基準的選擇上采用何原則較好？2/3/2023165第一章機械制造工藝基本知識課題七認識工件定位元件重點：工件的定位元件分類及特點難點：工件的合理選用2/3/2023166課題七認識工件定位元件常見定位方式與定位元件

定位元件的主要技術要求和常用材料要求一定的：定位精度、粗糙度值、耐磨性、硬度和剛度。常用的材料：①低碳鋼如20鋼或20Cr鋼，工件表面經滲碳淬火，深度0.8～1.2mm左右，硬度HRC55～65。②高碳鋼如T7、T8、T10等，淬硬至HRC55～65。此外也有用中碳鋼如45鋼，淬硬至HRC43～48。2/3/2023167課題七認識工件定位元件1、以平面定位2/3/2023168課題七認識工件定位元件1）支承釘多用于以平面作定位基準時的定位元件。

(b)圓頂支承釘，適用于

(a)平頂支承釘，適用毛坯面定位，以減小裝夾于己加工表面的定位；誤差，但支撐釘容易磨損和壓傷工件基準面；2/3/2023169課題七認識工件定位元件(c)花紋頂面支撐釘，(d)帶襯套支撐釘，批用于工件的側面定位，量大、磨損快時使增大摩擦系數，但清除用，便于拆卸。切屑不方便，不易用在水平面定位；

支撐釘與夾具體的配合可用H7/r6或H7/n6。2/3/2023170課題七認識工件定位元件2）支承板一般用作精基準面較大時的定位元件。（a）平板式支承板，結構簡單、緊湊，但不易清除落入沉頭螺釘孔內的碎屑；

(b)臺階式支承板，裝夾螺釘的平面低于支承面

3～5mm，克服了不易清屑的缺點，但結構不緊湊；2/3/2023171課題七認識工件定位元件（c）斜糟式支承板，在支承面上開兩個斜糟為固定螺釘用，使清屑容易又結構緊湊。不論采用支承釘或支承板作為定位元件，裝人夾具體后，為使各支承面在一個水平面內，應再修磨一次。2/3/2023172課題七認識工件定位元件支承釘定位情況2/3/2023173課題七認識工件定位元件支承板定位情況2/3/2023174課題七認識工件定位元件2/3/2023175課題七認識工件定位元件3）可調支承釘：主要用于粗基準定位，當毛坯的尺寸及形狀變化較大時，為了適應各批毛坯表面位置的變化，需采用可調支承進行定位。2/3/2023176課題七認識工件定位元件可調節支承的應用示例2/3/2023177課題七認識工件定位元件4）提高平面支承剛度的方法A、輔助支承2/3/2023178課題七認識工件定位元件2/3/2023179課題七認識工件定位元件輔助支承的運用12/3/2023180課題七認識工件定位元件輔助支承的運用22/3/2023181課題七認識工件定位元件B、浮動支承：支承本身可隨工件定位基準面的變化而自動適應，一般只限制一個自由度，即一點定位。

由于工件定位表面有幾何形狀誤差，或當定位表面是斷續表面、階梯表面時，采用浮動支承可以增加與工件的接觸點，提高剛度，又可避免過定位。2/3/2023182課題七認識工件定位元件2、以圓柱面定位2/3/2023183課題七認識工件定位元件1）V型塊結構尺寸已標準化，斜面夾角有60°90°120°

V型塊結構形式2/3/2023184課題七認識工件定位元件V型塊定位情況2/3/2023185課題七認識工件定位元件V型塊結構尺寸2/3/2023186課題七認識工件定位元件固定V型塊：對中性好，能使工件的定位基準軸線在V形塊兩斜面的對稱平面上，而不受定位基準直徑誤差的影響，并且安裝方便。可用于粗、精基準。活動V型塊：用于定位夾緊機構中，起消除一個自由度的作用。

2/3/2023187課題七認識工件定位元件2）定位套定位套結構2/3/2023188課題七認識工件定位元件2/3/2023189課題七認識工件定位元件3）支承板支承板對工件外圓表面的定位2/3/2023190課題七認識工件定位元件2/3/2023191課題七認識工件定位元件3、以圓柱孔定位

1）圓柱孔定位的特點：屬于中心定位，定位面為圓柱孔，定位基準為中心軸線（中心要素），通常要求內孔基準面有較高的精度。

2）定位元件：圓柱銷、圓錐銷和心軸。2/3/2023192課題七認識工件定位元件（1）圓柱銷A型圓柱銷圖(a)、(b)、(c)固定式定位銷，結構簡單，采用H7/r6與夾具體直接配合；圖(d)帶村套的可換式定位銷，用于大批量生產，因工件裝卸次數頻繁，定位銷易磨損，采用此結構便于更換，襯套外徑與夾具體配合采用H7/n6，而內徑與定位銷的配合采用H7/h6或H7/g6；2/3/2023193課題七認識工件定位元件B型圓柱銷－菱形銷結構2/3/2023194課題七認識工件定位元件②圓柱銷的定位情況2/3/2023195課題七認識工件定位元件圓柱銷的定位情況2/3/2023196課題七認識工件定位元件（2）圓錐銷在加工套筒類工件時，也常用錐形定位銷，所示，

(a)用于精基準(b)用于粗基準2/3/2023197課題七認識工件定位元件②圓錐銷的定位情況2/3/2023198課題七認識工件定位元件（3）心軸心軸常用于套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，以保證加工面（或齒輪分度圓）對內孔的同鈾度公差。心軸是夾具中一種結構較緊湊的單元體，心軸以柄部或中心孔與機床連接。心軸在定位過程中一般限制工件四個自由度。心軸的專業化程度很高，許多工廠都制訂了自己的標準，如磨床、車床、滾齒、插齒、刨齒、磨齒等心軸的標準。2/3/2023199課題七認識工件定位元件①心軸的結構

心軸結構示意圖a）磨床心軸；b）車床心軸；c）滾齒心軸；d）插齒心軸；e）磨齒心軸；f）刨齒心軸2/3/2023200課題七認識工件定位元件②心軸的定位情況2/3/2023201課題七認識工件定位元件4、以錐面定位2/3/2023202課題七認識工件定位元件2/3/2023203課題七認識工件定位元件2/3/2023204第一章機械制造工藝基本知識課題八實現工件組合定位重點：工件組合定位原理、典型實例難點：滿足工件自由度的限定2/3/2023205課題八工件組合定位的實現1）組合定位應考慮的問題（1）合理選擇定位元件，實現工件的正確定位。（2）按基準重合原則選擇定位基準。（3）定位元件限制的自由度方向會發生變化。（4）選擇定位元件時，應考慮加工精度的要求。2/3/2023206課題八工件組合定位的實現2）一面兩孔定位（1）定位方式連桿蓋工序圖2/3/2023207課題八工件組合定位的實現（2）菱形銷的設計2/3/2023208課題八工件組合定位的實現菱形銷的結構2/3/2023209課題八工件組合定位的實現2/3/2023210課題八工件組合定位的實現2/3/2023211課題八工件組合定位的實現3）一平面和與其垂直的兩外圓柱面組合2/3/2023212課題八工件組合定位的實現4）一孔和一平行于孔中心線的平面組合2/3/2023213課題八工件組合定位的實現2/3/2023214課題八工件組合定位的實現2/3/2023215課題八工件組合定位的實現2/3/2023216課題八工件組合定位的實現2/3/2023217課題八工件組合定位的實現2/3/2023218課題八工件組合定位的實現2/3/2023219課題八工件組合定位的實現2/3/2023220課題八工件組合定位的實現零件案例分析：2/3/2023221課題八工件組合定位的實現案例1：指出ф20H7的定位基面、定位基準、設計基準；指出40±0.2的定位基面、定位基準、設計基準；2/3/2023222課題八工件組合定位的實現案例2：銑夾具中定位分析：2/3/2023223課題八工件組合定位的實現案例3：在長圓柱體工件上，鉆一個與已加工的鍵槽對稱且與端面的距離為a的小孔，試分析以下定位元件分別限制了什么自由度？2/3/2023224課題八工件組合定位的實現在撥叉上銑槽，最后一道工序的加工要求有：槽寬16H11，槽深8mm，槽側面與Φ25H7孔軸線的垂直度0.08mm，槽側面與E面的距離為11±0.2mm，槽底面與B面平行。試分析限制的自由度及定位方案。2/3/2023225課題八工件組合定位的實現定位方案一:以E面作為主要定位基面，內孔Φ25H7作為第二定位基面，以短圓柱銷配合限位；為提高工件的裝夾剛度，C面加一輔助支承。

分析：支承板限制短圓柱銷限制沒有限制屬于欠定位，不能滿足工序加工要求，另外，鍵槽側面垂直度的工序基準為Φ25H7孔軸線，而第一定位基準為E

面，工序基準與定位基準不重合，不利于保證鍵槽側面對Φ25H7孔軸線的垂直度要求。2/3/2023226課題八工件組合定位的實現定位方案二:

以Φ25H7孔軸線作為第一定位基準，限位采用長圓柱銷，第二定位基準為E面，限位元件為支承釘，同樣在C面加一輔助支承。

分析：長圓柱銷限制：支承釘限制：