第2章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定2.1概

述

(2)生產(chǎn)組織和生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù)。生產(chǎn)方案的制定，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料和毛坯的供給、工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造與采購(gòu)、機(jī)床負(fù)荷的調(diào)整、作業(yè)方案的編排、勞動(dòng)力的組織、工時(shí)定額的制定以及本錢的核算等，都是以工藝規(guī)程作為根本依據(jù)的。〔3)良好的勞動(dòng)條件及防止環(huán)境污染。在制定工藝規(guī)程時(shí)，要注意保證工人操作時(shí)有良好而平安的勞動(dòng)條件。因此，在工藝方案上要盡量采取機(jī)械化或自動(dòng)化措施，以減輕工人繁重的體力勞動(dòng)。同時(shí)，要符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)法的有關(guān)規(guī)定，防止環(huán)境污染。產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性這三個(gè)方面有時(shí)相互矛盾，因此，合理的工藝規(guī)程應(yīng)該處理好這些矛盾，表達(dá)這三者的統(tǒng)一。表2-1綜合工藝過(guò)程卡片

(2)機(jī)械加工工序卡片。機(jī)械加工工序卡片是根據(jù)工藝卡片為毎一道工序制定的。它更詳細(xì)地說(shuō)明了整個(gè)零件各個(gè)工序的加工要求，是用來(lái)具體指導(dǎo)工人操作的工藝文件。在這種卡片上，要畫(huà)出工序簡(jiǎn)圖，注明該工序每一工步的內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用的設(shè)備和工藝裝備。工序簡(jiǎn)圖就是按一定比例用較小的投影繪出工序圖，可略去圖中的次要結(jié)構(gòu)和線條，主視圖方向盡量與零件在機(jī)床上的安裝方向相一致，本工序的加工外表用粗實(shí)線或紅色粗實(shí)線表示，零件的結(jié)構(gòu)、尺寸要與本工序加工后的情況相符合，并標(biāo)注出本工序加工尺寸及上、下偏差，加工外表粗糙度和工件的定位及夾緊情況。該卡片用于大批量生產(chǎn)的零件。機(jī)械加工工序卡片的格式見(jiàn)表2-2。表2-2機(jī)械加工工序卡

2.2零件的工藝分析

2.2.1零件結(jié)構(gòu)分析1.零件外表的組成和根本類型盡管組成零件的結(jié)構(gòu)多種多樣，但從形體上加以分析，它都是由一些根本外表和特形外表組成的。根本外表有內(nèi)外圓柱外表、圓錐外表和平面等；特形外表主要有螺旋面、漸開(kāi)線齒形外表、圓弧面〔如球面〕等。在零件結(jié)構(gòu)分析時(shí)，根據(jù)機(jī)械零件不同外表的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，就可選擇與其相適應(yīng)的加工方法和加工路線，例如外圓外表通常由車削或磨削加工，內(nèi)孔外表那么通過(guò)鉆、擴(kuò)、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。機(jī)械零件不同外表的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。在機(jī)械制造中，通常按零件結(jié)構(gòu)和工藝過(guò)程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。2.主要外表與次要外表根據(jù)零件各加工外表要求的不同，可以將零件的加工外表劃分為主要加工外表和次要加工外表。這樣，就能在工藝路線擬定時(shí)，做到主、次分開(kāi)以保證主要外表的加工精度。3.零件的結(jié)構(gòu)工藝性所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性，是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟(jì)性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造本錢。下面將從零件的機(jī)械加工和裝配兩方面，對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析。〔1〕機(jī)械加工對(duì)零件結(jié)構(gòu)的要求。①便于裝夾。零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工時(shí)的定位和夾緊，裝夾次數(shù)要少。如圖2-1(a)所示零件，擬用頂尖和雞心夾頭裝夾，但該結(jié)構(gòu)不便于裝夾。假設(shè)改為如圖2-1(b)所示結(jié)構(gòu)，那么可以方便地裝置夾頭。②便于加工。零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，同時(shí)還需注意退刀和進(jìn)刀、易于保證加工精度要求、減少加工面積等。表2-3列舉了在常規(guī)工藝條件下，零件結(jié)構(gòu)工藝性分析的實(shí)例，供設(shè)計(jì)零件和對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析時(shí)參考。圖2-1便于裝夾的零件結(jié)構(gòu)例如〔a〕改正前；(b)改正后③便于數(shù)控機(jī)床編程。編程方便與否常常是衡量數(shù)控工藝性好壞的一個(gè)指標(biāo)。如圖2-2所示，某零件經(jīng)過(guò)抽象的尺寸標(biāo)注方法，假設(shè)用APT語(yǔ)言編寫該零件的源程序，要用幾何定義語(yǔ)句描述零件形狀時(shí)，將遇到麻煩，因?yàn)锽點(diǎn)及直線OB難以定義。解決此問(wèn)題需要迂回，即先過(guò)B點(diǎn)作一平行于L1的直線L3并定義它，同時(shí)還要定義出直線AB，方能求出L3與直線AB的交點(diǎn)B，進(jìn)而定義OB，否那么要進(jìn)行機(jī)外手工計(jì)算，這是應(yīng)該盡量防止的。由此看出，零件圖樣上尺寸標(biāo)注方法對(duì)工藝性影響較大。為此對(duì)零件設(shè)計(jì)圖樣應(yīng)提出不同的要求，凡經(jīng)數(shù)控加工的零件，圖樣上給出的尺寸數(shù)據(jù)應(yīng)符合編程方便的原那么。圖2-2工藝性差的尺寸標(biāo)注

④便于測(cè)量。設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)考慮測(cè)量的可能性與方便性。如圖2-3所示，要求測(cè)量孔中心線與基準(zhǔn)面A的平行度。如圖2-3(a)所示的結(jié)構(gòu)，由于底面凸臺(tái)偏置一側(cè)而平行度難以測(cè)量。在圖2-3(b)中增加一對(duì)稱的工藝凸臺(tái)，

并使凸臺(tái)位置對(duì)稱，

此時(shí)測(cè)量就方便多了。

圖2-3便于測(cè)量的零件結(jié)構(gòu)例如(a)改進(jìn)前的結(jié)構(gòu)；(b)改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)(2)裝配和維修對(duì)零件結(jié)構(gòu)工藝性的要求。零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和維修時(shí)的拆裝。圖2-4(a)左圖所示結(jié)構(gòu)無(wú)透氣口，銷釘孔內(nèi)的空氣難以排出，故銷釘不易裝入，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖2-4(a)右圖所示。在圖2-4(b)中為保證軸肩與支承面緊貼，可在軸肩處切槽或孔口處倒角。圖2-4(c)所示為兩個(gè)零件配合，由于同一方向只能有一個(gè)定位基面，故圖2-4(c)左圖所示不合理，而右圖所示為合理的結(jié)構(gòu)。在圖2-4(d)中，左圖所示螺釘裝配空間太小，螺釘裝不進(jìn)，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖2-4(d)右圖所示。圖2-4便于裝配的零件結(jié)構(gòu)例如圖2-5汽車鋼板彈簧吊耳2.3毛坯的選擇2.3.1機(jī)械加工中常用毛坯的種類1.鑄件形狀復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機(jī)器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工外表余量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機(jī)器造型生產(chǎn)率高，鑄件精度高，但設(shè)備費(fèi)用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造〔如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄造等〕。2.鍛件機(jī)械強(qiáng)度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打〔小型毛坯〕、機(jī)械錘鍛〔中型毛坯〕或壓力機(jī)壓鍛〔大型毛坯〕等方法獲得。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率不高，加工余量較大，而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡(jiǎn)單，適用于單件和小批生產(chǎn)，以及大型鍛件的制造。模鍛件的精度和外表質(zhì)量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復(fù)雜，因而能減少機(jī)械加工余量。模鍛的生產(chǎn)率比自由鍛高得多，但需要特殊的設(shè)備和鍛模，故適用于批量較大的中小型鍛件的生產(chǎn)。3.型材型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類，熱軋的型材精度低，但價(jià)格廉價(jià)，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小，精度高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，但價(jià)格較高，多用于批量較大的生產(chǎn)，適用于自動(dòng)機(jī)床加工。

4.焊接件

焊接件是用焊接方法而獲得的結(jié)合件，焊接件的優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單，周期短，節(jié)省材料，缺點(diǎn)是抗振性差，變形大，需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。除此之外，

還有沖壓件、

冷擠壓件、

粉末冶金等其它毛坯。

2.3.2毛坯種類選擇中應(yīng)注意的問(wèn)題1.零件材料及其力學(xué)性能零件的材料大致確定了毛坯的種類。例如材料為鑄鐵和青銅的零件應(yīng)選擇鑄件毛坯；鋼質(zhì)零件形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求不太高時(shí)可選型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)選擇鍛件毛坯。

2.零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸形狀復(fù)雜的毛坯，一般用鑄造方法制造。薄壁零件不宜用砂型鑄造；中小型零件可考慮用先進(jìn)的鑄造方法；大型零件可用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各階梯直徑相差不大，可用圓棒料；如各階梯直徑相差較大，為減少材料消耗和機(jī)械加工的勞動(dòng)量，那么宜選擇鍛件毛坯。尺寸大的零件一般選擇自由鍛造；中小型零件可選擇模鍛件；一些小型零件可制作成整體毛坯。3.生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)的零件應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法，如鑄件采用金屬模機(jī)器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；型材采用熱軋或冷拉型材；零件產(chǎn)量較小時(shí)應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造方法。4.現(xiàn)有生產(chǎn)條件確定毛坯的種類及制造方法，必須考慮具體的生產(chǎn)條件，如毛坯制造的工藝水平，設(shè)備狀況以及對(duì)外協(xié)作的可能性等。2.3.3毛坯形狀和尺寸確實(shí)定1.工藝搭子的設(shè)置有些零件，由于結(jié)構(gòu)的原因，加工時(shí)不易裝夾穩(wěn)定，為了裝夾方便迅速，可在毛坯上制出凸臺(tái)，即所謂的工藝搭子，如圖2-6所示。工藝搭子只在裝夾工件時(shí)用，零件加工完成后，一般都要切掉，但如果不影響零件的使用性能和外觀質(zhì)量，那么可以保存。圖2-6工藝搭子

2.整體毛坯的采用在機(jī)械加工中，有時(shí)會(huì)遇到如磨床主軸部件中的三瓦軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿和車床的開(kāi)合螺母等類零件。為了保證這類零件的加工質(zhì)量和加工時(shí)方便，常將其做成整體毛坯，加工到一定階段后再切開(kāi)，

如圖2-7所示的連桿整體毛坯。

圖2-7連桿整體毛坯

3.合件毛坯的采用為了便于加工過(guò)程中的裝夾，對(duì)于一些形狀比較規(guī)那么的小型零件，如T形鍵、扁螺母、小隔套等，應(yīng)將多件合成一個(gè)毛坯，待加工到一定階段后或者大多數(shù)外表加工完畢后，再加工成單件。如圖2-8〔a〕所示為T815汽車上的一個(gè)扁螺母，毛坯取一長(zhǎng)六方鋼。圖2-8〔b〕表示在車床上車槽、倒角。圖2-8〔c〕表示在車槽及倒角后，用鉆頭鉆孔。鉆孔的同時(shí)也就切成假設(shè)干個(gè)單件。合件毛坯，在確定其長(zhǎng)度尺寸時(shí)，不但要考慮切割刀具的寬度和零件的個(gè)數(shù)，還應(yīng)考慮切成單件后，切割的端面是否需要進(jìn)一步加工，假設(shè)要加工，那么應(yīng)留有一定的加工余量。在確定了毛坯種類、形狀和尺寸后，還應(yīng)繪制一張毛坯圖，作為毛坯生產(chǎn)單位的產(chǎn)品圖樣。繪制毛坯圖，是在零件圖的根底上，在相應(yīng)的加工外表上加上毛坯余量。繪制時(shí)還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空檔、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件外表的起模斜度〔拔模斜度〕和圓角；分型面和分模面的位置等。圖2-8扁螺母整體毛坯及加工

2.4工藝路線的擬定

表2-4外圓柱面加工方案

表2-5平面加工方案

表2-6孔

加

工

方

案

表2-7軸線平行的孔的位置精度〔經(jīng)濟(jì)精度〕〔3〕工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。例如對(duì)于加工精度要求為IT7的孔，采用鏜削、鉸削、拉削和磨削均可到達(dá)要求。但箱體上的孔，一般不宜選用拉孔或磨孔，而宜選擇鏜孔〔大孔〕或鉸孔〔小孔〕。〔4〕生產(chǎn)類型。大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，例如用拉削方法加工孔和平面，用組合銑削或磨削同時(shí)加工幾個(gè)外表，對(duì)于復(fù)雜外表的加工采用數(shù)控機(jī)床及加工中心等；單件小批生產(chǎn)時(shí)，宜采用刨削、銑削平面和鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工方法，防止盲目地采用高效加工方法和專用設(shè)備而造成經(jīng)濟(jì)損失。〔5〕現(xiàn)有生產(chǎn)條件。充分利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝手段，發(fā)揮工人的創(chuàng)造性，挖掘企業(yè)潛力，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。2.4.2加工階段的劃分1.劃分方法零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，都應(yīng)劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。如果零件要求的精度特別高，外表粗糙度很小時(shí)，還應(yīng)増加光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務(wù)如下：(1)粗加工階段。主要任務(wù)是切除毛坯上各加工外表的大局部加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。因此，應(yīng)采取措施盡可能提高生產(chǎn)率。同時(shí)要為半精加工階段提供精基準(zhǔn)，并留有充分均勻的加工余量，為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。2.劃分加工階段的原因(1)保證加工質(zhì)量的需要。零件在粗加工時(shí)，由于要切除掉大量金屬，因而會(huì)產(chǎn)生較大的切削力和切削熱，同時(shí)也需要較大的夾緊力，在這些力和熱的作用下，零件會(huì)產(chǎn)生較大的變形。而且經(jīng)過(guò)粗加工后零件的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，也會(huì)使零件發(fā)生變形。如果不劃分加工階段而連續(xù)加工，就無(wú)法防止和修正上述原因所引起的加工誤差。加工階段劃分后，粗加工造成的誤差，通過(guò)半精加工和精加工可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度和外表質(zhì)量，保證了零件的加工要求。(2)合理使用機(jī)床設(shè)備的需要。粗加工一般要求功率大、剛性好、生產(chǎn)率高而精度不高的機(jī)床設(shè)備，而精加工需采用精度高的機(jī)床設(shè)備，劃分加工階段后就可以充分發(fā)揮粗、精加工設(shè)備各自性能的特點(diǎn)，防止以粗干精，做到合理使用設(shè)備。這樣不但可提高粗加工的生產(chǎn)效率，而且也有利于保持精加工設(shè)備的精度和使用壽命。(3)及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷。毛坯上的各種缺陷〔如氣孔、砂眼、夾渣或加工余量缺乏等〕，在粗加工后即可被發(fā)現(xiàn)，便于及時(shí)修補(bǔ)或決定報(bào)廢，以免繼續(xù)加工后造成工時(shí)和加工費(fèi)用的浪費(fèi)。2.4.3工序的劃分

1.工序集中的特點(diǎn)(1)有利于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和工藝裝備，如采用多刀多刃、多軸機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和加工中心等，從而大大提高生產(chǎn)率。(2)減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)方案和生產(chǎn)組織工作。(3)減少了設(shè)備數(shù)量，相應(yīng)地減少了操作人數(shù)和生產(chǎn)面積。(4)減少了工件安裝次數(shù)，不僅縮短了輔助時(shí)間，而且在一次安裝下能加工較多的外表，也易于保證這些外表的相對(duì)位置精度。(5)專用設(shè)備和工藝裝置復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作和投資都比較大，尤其是轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較困難。2.4.4工序順序的安排1.機(jī)械加工工序的安排〔1〕基準(zhǔn)先行。零件加工一般多從精基準(zhǔn)的加工開(kāi)始，再以精基準(zhǔn)定位加工其它外表。因此，選作精基準(zhǔn)的外表應(yīng)安排在工藝過(guò)程起始工序，先進(jìn)行加工，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。例如齒輪加工那么先加工內(nèi)孔及基準(zhǔn)端面，再以內(nèi)孔及端面作為精基準(zhǔn)，粗、精加工齒形外表。〔2〕先粗后精。精基準(zhǔn)加工好以后，整個(gè)零件的加工工序，應(yīng)是粗加工工序在前，相繼為半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原那么先加工精度要求較高的主要外表，即先粗加工，再半精加工各主要外表，最后再進(jìn)行精加工和光整加工。〔4〕先面后孔。對(duì)于箱體、底座、支架等類零件，平面的輪廓尺寸較大，用它作為精基準(zhǔn)加工孔，比較穩(wěn)定可靠，也容易加工，有利于保證孔的精度。如果先加工孔，再以孔為基準(zhǔn)加工平面，那么比較困難，加工質(zhì)量也易受影響。②時(shí)效處理。時(shí)效處理主要用于消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于一般精度的零件，在精加工前安排一次時(shí)效處理即可。但精度要求較高的零件(如坐標(biāo)鏜床的箱體等)，應(yīng)安排兩次或數(shù)次時(shí)效處理工序。簡(jiǎn)單零件一般可不進(jìn)行時(shí)效處理。除鑄件外，對(duì)于一些剛性較差的精密零件(如精密絲杠)，為消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之間安排屢次時(shí)效處理。有些軸類零件加工，在校直工序后也要安排時(shí)效處理。

3.檢驗(yàn)工序的安排檢驗(yàn)工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外車間前后；重要工序和工時(shí)長(zhǎng)的工序前后；

零件加工結(jié)束后、入庫(kù)前。

4.其它工序的安排〔1〕外表強(qiáng)化工序。如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過(guò)程的最后。〔2〕外表處理工序。如發(fā)藍(lán)、電鍍等，一般安排在工藝過(guò)程的最后。〔3〕探傷工序。如X射線檢查、超聲波探傷等多用于零件內(nèi)部質(zhì)量的檢查，一般安排在工藝過(guò)程的開(kāi)始。磁力探傷、熒光檢驗(yàn)等主要用于零件外表質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在該外表加工結(jié)束以后。〔4〕平衡工序。包括動(dòng)、靜平衡，一般安排在精加工以后。2.5加工余量確實(shí)定2.5.1加工余量的概念及其影響因素

1.加工余量的概念在機(jī)械加工過(guò)程中從加工外表切除的金屬層厚度稱為加工余量。加工余量分為工序余量和加工總余量。工序余量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。加工總余量是指由毛坯變?yōu)槌善返倪^(guò)程中，在某加工外表上所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設(shè)計(jì)尺寸之差。由于毛坯尺寸和各工序尺寸不可防止地存在公差，因此無(wú)論是加工總余量還是工序余量，實(shí)際上都是個(gè)變動(dòng)值，因而加工余量又有根本余量、最大余量和最小余量之分，通常所說(shuō)的加工余量是指根本余量。加工余量、工序余量的公差標(biāo)注應(yīng)遵循“入體原那么〞，即毛坯尺寸按雙向標(biāo)注上、下偏差；被包容外表尺寸上偏差為零，也就是根本尺寸為最大極限尺寸〔如軸〕；包容面尺寸下偏差為零，也就是根本尺寸為最小極限尺寸〔如內(nèi)孔〕。加工過(guò)程中，工序完成后的工件尺寸稱為工序尺寸。由于存在加工誤差，各工序加工后的尺寸也有一定的公差，稱為工序公差。工序公差帶的布置也采用“入體原那么〞。圖2-9表示加工余量及其公差的關(guān)系。從圖中可見(jiàn)，不管是被包容面還是包容面，其加工總余量均等于各工序余量之和。ZD＝Za＋Zb＋Zc

＋

…

即

式中：ZD——加工總余量；Zi——第i道工序余量；n——工序數(shù)。圖2-9加工余量及公差〔a〕被包容面加工余量及公差；〔b〕包容面加工余量及公差(1)對(duì)于被包容面〔見(jiàn)圖2-9〔a〕〕。本工序的根本余量：Zb＝La－Lb本工序的最大余量：Zbmax＝Zb＋Tb本工序的最小余量：Zbmin＝Zb－Ta本工序余量公差：Tz＝Tb＋Ta式中：La、Ta分別為上工序的根本尺寸和尺寸公差；Lb、Tb分別為本工序的根本尺寸和尺寸公差。(2)對(duì)于包容面〔見(jiàn)圖2-9〔b〕〕。本工序的根本余量：Zb＝Lb－La本工序的最大余量：Zbmax=Zb＋Tb本工序的最小余量：Zbmin=Zb-Ta本工序余量公差：Tz=Tb＋Ta式中：La、Ta分別為上工序的根本尺寸和尺寸公差；Lb、Tb分別為本工序的根本尺寸和尺寸公差。加工余量還有雙邊余量和單邊余量之分，平面加工余量是單邊余量，它等于實(shí)際切削的金屬層厚度。對(duì)于外圓和孔等回轉(zhuǎn)外表，加工余量是指雙邊余量，即以直徑方向計(jì)算，實(shí)際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半。圖2-10所示為加工余量示意圖，由圖可知：對(duì)于外外表的單邊余量：Zb=a-b對(duì)于內(nèi)外表的單邊余量：Zb=b-a對(duì)于軸：2Zb=Da-Db對(duì)于孔：2Zb=Db-Da式中：Zb——本工序的根本余量；a、Da——上工序的根本尺寸；b、Db——本工序的根本尺寸。圖2-10加工余量

2.確定加工余量應(yīng)考慮的因素為切除前工序在加工時(shí)留下的各種有缺陷和誤差的金屬層，又考慮到本工序可能產(chǎn)生的安裝誤差而不致使工件報(bào)廢，必須保證一定數(shù)值的最小工序余量。為了合理確定加工余量，首先必須了解影響加工余量的因素。影響加工余量的主要因素有：(1)前工序的尺寸公差。由于工序尺寸有公差，上工序的實(shí)際工序尺寸有可能出現(xiàn)最大或最小極限尺寸，本工序的加工余量應(yīng)包括上工序的公差。(2)前工序的形狀和位置公差。當(dāng)工件上有些形狀和位置偏差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)時(shí)，這些誤差又必須在本工序加工糾正，在本工序的加工余量中必須包括它。

圖2-11工件的安裝誤差

(3)前工序的外表粗糙度和外表缺陷。為了保證加工質(zhì)量，本工序的加工余量應(yīng)包括前工序的外表粗糙度和外表缺陷層。(4)本工序的安裝誤差。安裝誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差，假設(shè)用夾具裝夾，還應(yīng)有夾具在機(jī)床上的裝夾誤差。這些誤差會(huì)使工件在加工時(shí)的位置發(fā)生偏移，所以加工余量還必須考慮其影響。如圖2-11所示用三爪自動(dòng)定心卡盤夾持工件外圓加工孔時(shí)，假設(shè)工件軸心線偏移機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線一個(gè)e值，那么造成內(nèi)孔切削余量不均勻，為使上工序的各項(xiàng)誤差和缺陷在本工序消除，應(yīng)將孔的加工余量加大2e。2.5.2確定加工余量的方法1.分析計(jì)算法分析計(jì)算法是根據(jù)有關(guān)加工余量計(jì)算公式和一定的試驗(yàn)資料，對(duì)影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析和綜合計(jì)算來(lái)確定加工余量的。用這種方法確定加工余量比較經(jīng)濟(jì)合理，但必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)資料。目前，只在材料十分貴重，以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。2.5.3工序尺寸及其公差確實(shí)定1.基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及公差確實(shí)定當(dāng)零件定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)〔工序基準(zhǔn)〕重合時(shí)，零件工序尺寸及其公差確實(shí)定方法是：先根據(jù)零件的具體要求確定其加工工藝路線，再通過(guò)查表確定各道工序的加工余量及其公差，然后計(jì)算出各工序尺寸及公差。計(jì)算順序是：先確定各工序余量的根本尺寸，再由后往前逐個(gè)工序推算，即由工件上的設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸。

例2-1法蘭盤上有一孔，孔徑為 ，表面粗糙度為0.8μm(見(jiàn)圖2-12)，毛坯為鑄鋼件，需淬火處理，其工藝路線見(jiàn)表2-8。

解(1)根據(jù)各工序的加工性質(zhì)，查表得它們的工序余量（見(jiàn)表2-8中的第1列）。(2)確定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。由各工序的加工性質(zhì)查有關(guān)經(jīng)濟(jì)加工精度和經(jīng)濟(jì)表面粗糙度（見(jiàn)表2-8中的第2列）。(3)根據(jù)查得的余量計(jì)算各工序尺寸（見(jiàn)表2-8中的第3列）。(4)確定各工序尺寸的上、下偏差，按“入體原則”，對(duì)于孔，基本尺寸值為公差帶的下偏差，上偏差取正值；對(duì)于毛坯，

尺寸偏差應(yīng)取雙向?qū)ΨQ偏差（見(jiàn)表2-8中的第4列）。

圖2-12內(nèi)孔工序尺寸計(jì)算

表2-8工序尺寸及其公差的計(jì)算

2.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差確實(shí)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸及其公差確實(shí)定比較復(fù)雜，需用工藝尺寸鏈來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算。2.6工

藝

尺

寸

鏈

2.6.1工藝尺寸鏈的概念1.工藝尺寸鏈的定義如圖2-13〔a〕所示為一定位套，A0與A1為圖樣上已標(biāo)注的尺寸。按零件圖進(jìn)行加工時(shí)，尺寸A0不便直接測(cè)量。如欲通過(guò)易于測(cè)量的尺寸A2進(jìn)行加工，以間接保證尺寸A0的要求，那么首先需要分析尺寸A1、A2和A0之間的內(nèi)在關(guān)系，然后據(jù)此算出尺寸的數(shù)值。此時(shí)尺寸A1、A2和A0就構(gòu)成一個(gè)封閉的尺寸組合，即形成了一個(gè)尺寸鏈，如圖2-13〔b〕所示。圖2-13定位套的尺寸聯(lián)系

又如圖2-14所示的階臺(tái)零件，該零件先以A面定位加工面C，得到尺寸Lc；再加工B面，得到尺寸La；這樣該零件在加工時(shí)并未直接予以保證的尺寸Lb就隨之確定。尺寸Lc、La、Lb就構(gòu)成一個(gè)封閉的尺寸組合，即形成了一個(gè)尺寸鏈。由上述兩例可知，在零件的加工過(guò)程中，為了加工和檢驗(yàn)的方便，有時(shí)需要進(jìn)行一些工藝尺寸的計(jì)算。為使這種計(jì)算迅速準(zhǔn)確，按照尺寸鏈的根本原理，將這些有關(guān)尺寸以一定順序首尾相連排列成一封閉的尺寸系統(tǒng)，即構(gòu)成了零件的工藝尺寸鏈，簡(jiǎn)稱工藝尺寸鏈。2.工藝尺寸鏈的組成(1)環(huán)。組成工藝尺寸鏈的各個(gè)尺寸都稱為工藝尺寸鏈的環(huán)。圖2-13中的尺寸A1、A2、A0和圖2-14中的尺寸La、Lb、Lc都是工藝尺寸鏈的環(huán)。(2)封閉環(huán)。工藝尺寸鏈中間接得到的環(huán)稱為封閉環(huán)。圖2-13中的尺寸A0和圖2-14中的尺寸Lb，都是加工后間接獲得的，因此是封閉環(huán)。封閉環(huán)以下角標(biāo)“0〞表示。如“A0〞、“L0〞。(3)組成環(huán)。除封閉環(huán)以外的其它環(huán)都稱為組成環(huán)。圖2-13中的尺寸A1、A2和圖2-14中的尺寸La、Lc都是組成環(huán)。組成環(huán)分增環(huán)和減環(huán)兩種。(4)增環(huán)。當(dāng)其余各組成環(huán)保持不變，某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)也隨之增大，該環(huán)即為增環(huán)。一般在該環(huán)尺寸的代表符號(hào)上加一向右的箭頭表示，如。圖2-13中的尺寸A1和圖2-14中尺寸Lc為增環(huán)。(5)減環(huán)。當(dāng)其余各組成環(huán)保持不變，某一組成環(huán)增大，封閉環(huán)反而減小，該環(huán)即為減環(huán)。一般在該尺寸的代表符號(hào)上加一向左的箭頭表示，如 。圖2-13中的尺寸A2和圖2-14中的尺寸La為減環(huán)。圖2-14階臺(tái)零件的尺寸聯(lián)系

3.工藝尺寸鏈的特征

(1)關(guān)聯(lián)性。組成工藝尺寸鏈的各尺寸之間必然存在著一定的關(guān)系，相互無(wú)關(guān)的尺寸不組成工藝尺寸鏈。工藝尺寸鏈中每一個(gè)組成環(huán)不是增環(huán)就是減環(huán)，其尺寸發(fā)生變化都要引起封閉環(huán)的尺寸變化。對(duì)工藝尺寸鏈中的封閉環(huán)尺寸沒(méi)有影響的尺寸，就不是該工藝尺寸鏈的組成環(huán)。(2)封閉性。尺寸鏈必須是一組首尾相接并構(gòu)成一個(gè)封閉圖形的尺寸組合，其中應(yīng)包含一個(gè)間接得到的尺寸。

不構(gòu)成封閉圖形的尺寸組合就不是尺寸鏈。

4.建立工藝尺寸鏈的步驟(1)確定封閉環(huán)。即確定加工后間接得到的尺寸。(2)查找組成環(huán)。從封閉環(huán)一端開(kāi)始，按照尺寸之間的聯(lián)系，首尾相連，依次畫(huà)出對(duì)封閉環(huán)有影響的尺寸，直到封閉環(huán)的另一端，形成一個(gè)封閉圖形，就構(gòu)成一個(gè)工藝尺寸鏈。如圖2-14中，從尺寸Lb上端開(kāi)始，沿Lb—Lc—La到Lb下端就形成了一個(gè)封閉的尺寸組合，即構(gòu)成了一個(gè)工藝尺寸鏈。

查找組成環(huán)必須掌握的基本要點(diǎn)為：組成環(huán)是加工過(guò)程中“直接獲得”的，而且對(duì)封閉環(huán)有影響。下面以圖2-15為例，說(shuō)明尺寸鏈建立的具體過(guò)程。圖2-15所示為套類零件，為便于討論問(wèn)題，圖中只標(biāo)出軸向設(shè)計(jì)尺寸，軸向尺寸加工順序安排如下：①以大端面A定位，車端面D獲得A1，并車小外圓至B面，保證長(zhǎng)度 (見(jiàn)圖2-15(b))。②以端面D定位，精車大端面A獲得尺寸A2，并在車大孔時(shí)車端面C，獲得孔深尺寸A3(見(jiàn)圖2-15(c))。③以端面D定位，磨大端面A保證全長(zhǎng)尺寸同時(shí)保證孔深尺寸為(見(jiàn)圖2-15(d))。圖2-15工藝尺寸鏈建立過(guò)程

(3)按照各組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)的影響，確定其為增環(huán)或減環(huán)。確定增環(huán)或減環(huán)可用圖2-16所示的方法：先給封閉環(huán)任意規(guī)定一個(gè)方向，然后沿此方向，繞工藝尺寸鏈依次給各組成環(huán)畫(huà)出箭頭，但凡與封閉環(huán)箭頭方向相同的是減環(huán)，相反的是增環(huán)。圖2-16增環(huán)、減環(huán)的判斷L0—封閉環(huán)

L1、L3—增環(huán)

L2、L4—減環(huán)

2.6.2工藝尺寸鏈的計(jì)算尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種：極值法與概率法。極值法是從最壞情況出發(fā)來(lái)考慮問(wèn)題的，即當(dāng)所有增環(huán)都為最大極限尺寸而減環(huán)恰好都為最小極限尺寸，或所有增環(huán)都為最小極限尺寸而減環(huán)恰好都為最大極限尺寸時(shí)，來(lái)計(jì)算封閉環(huán)的極限尺寸和公差。事實(shí)上，一批零件的實(shí)際尺寸是在公差帶范圍內(nèi)變化的。在尺寸鏈中，所有增環(huán)不一定同時(shí)出現(xiàn)最大或最小極限尺寸，即使出現(xiàn)，此時(shí)所有減環(huán)也不一定同時(shí)出現(xiàn)最小或最大極限尺寸。概率法解尺寸鏈，主要用于裝配尺寸鏈，其計(jì)算方法在裝配中講授。這里只介紹極值法解工藝尺寸鏈的根本計(jì)算公式。〔1〕封閉環(huán)的根本尺寸L0。〔2-1〕式中，k為增環(huán)的環(huán)數(shù)，m為組成環(huán)的環(huán)數(shù)〔下同〕。〔2〕封閉環(huán)的極限尺寸。〔2-2〕〔2-3〕〔3〕封閉環(huán)的極限偏差。〔2-4〕〔2-5〕〔4〕封閉環(huán)的公差T0。〔2-6〕〔5〕封閉環(huán)的平均尺寸L0m。〔2-7〕式中， ——增環(huán)的平均尺寸； ——減環(huán)的平均尺寸。

組成環(huán)的平均尺寸：

2.6.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用1.測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算在加工中，有時(shí)會(huì)遇到某些加工外表的設(shè)計(jì)尺寸不便測(cè)量，甚至無(wú)法測(cè)量的情況，為此需要在工件上另選一個(gè)容易測(cè)量的測(cè)量基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)該測(cè)量尺寸的控制來(lái)間接保證原設(shè)計(jì)尺寸的精度。這就產(chǎn)生了測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)測(cè)量尺寸及公差的計(jì)算問(wèn)題。例2-2如圖2-17所示零件，加工時(shí)要求保證尺寸(6±0.1)mm，但該尺寸不便測(cè)量，只好通過(guò)測(cè)量尺寸L來(lái)間接保證，試求工序尺寸Ｌ及其上、下偏差。圖2-17測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算

解在圖2-17（a）中，尺寸（6±0.1）mm是間接得到的，即為封閉環(huán)。工藝尺寸鏈如圖2-17（b）所示，其中尺寸L、（26±0.05）mm為增環(huán)，尺寸 為減環(huán)。由公式（2-1）得

6=L＋26-36L=16mm由公式〔2-4〕得0.1=ESL＋0.05-(-0.05)

ESL=0由公式〔2-5〕得-0.1=EIL

＋(-0.05)-0

EIL=-0.05mm因而

當(dāng)按計(jì)算的工序尺寸進(jìn)行加工出現(xiàn)超差時(shí)，還要分析是否出現(xiàn)“假?gòu)U品”。（1）尺寸計(jì)算。如圖2-18（a）所示的零件，設(shè)計(jì)尺寸為 和 ，大孔深度無(wú)明顯的尺寸要求。加工時(shí)，

直接測(cè)量尺寸 比較困難，而常用深度游標(biāo)卡尺直接測(cè)量大孔的深度，

間接保證設(shè)計(jì)尺寸 。

這時(shí)出現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)1和測(cè)量基準(zhǔn)2不重合的問(wèn)題，

需要按圖2-18（b）所示的工藝尺寸鏈來(lái)?yè)Q算大孔深度這一工序尺寸（也是測(cè)量尺寸）。

圖2-18測(cè)量尺寸的換算

在工藝尺寸鏈中，，是間接保證的尺寸，為封閉環(huán)； ，為增環(huán)；A2為減環(huán)，通過(guò)計(jì)算可求出工序尺寸A2。計(jì)算A2的基本尺寸：因?yàn)?0=50-A2

所以 A2=50-10=40mm計(jì)算A2的上、下偏差：因?yàn)?0.36=-0.17-ESA2

所以ESA2=-0.17+0.36=+0.19mm因?yàn)?=0-EIA2

所以EIA2=0最后求得

（2）假?gòu)U品的分析。采用極值法換算基準(zhǔn)不重合的工序尺寸，并按換算的工序尺寸加工或測(cè)量時(shí)，可能出現(xiàn)假?gòu)U品。所謂假?gòu)U品，就是按換算的工序尺寸進(jìn)行加工、測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)超出換算的尺寸要求，工件應(yīng)報(bào)廢。但這時(shí)可能出現(xiàn)要保證的設(shè)計(jì)尺寸仍然在要求的公差范圍內(nèi)的現(xiàn)象，這時(shí)，工件實(shí)際上是合格品，而不是廢品。因此，對(duì)于因基準(zhǔn)不重合而換算的工序尺寸超差，

應(yīng)進(jìn)行分析。

仍然以圖2-18（a）所示為例。對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量時(shí)，當(dāng)A2的實(shí)際尺寸在

范圍內(nèi)，A1的實(shí)際尺寸在之內(nèi)時(shí)，則A0必然在設(shè)計(jì)尺寸以內(nèi)，零件為合格品。

若A2的實(shí)際尺寸為39.83mm，比換算的尺寸的最小值40mm還小0.17mm，則此時(shí)這個(gè)工件將被認(rèn)為是廢品。如果再測(cè)量一下A1的實(shí)際尺寸，若A1的實(shí)際尺寸恰巧也最小，為49.83mm，則A0的實(shí)際尺寸為A0=49.83-39.83=10mm零件實(shí)際上是合格品。同樣，當(dāng)A2的實(shí)際尺寸為40.36mm，比換算的尺寸的最大值40.19mm還大0.17mm，如果這時(shí)A1尺寸也剛好最大，為50mm，那么A0的實(shí)際尺寸為A0=50-40.36=9.64mm零件實(shí)際上仍是合格品。

2.定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算例2-3圖2-19〔a〕所示零件以底面N為定位基準(zhǔn)鏜O孔，確定O孔位置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是M面〔設(shè)計(jì)尺寸(100±0.15)mm〕，用鏜夾具鏜孔時(shí)，鏜桿相對(duì)于定位基準(zhǔn)N的位置〔即L1尺寸〕預(yù)先由夾具確定。這時(shí)設(shè)計(jì)尺寸L0是在L1、L2尺寸確定后間接得到的。問(wèn)如何確定L1尺寸及公差，才能使間接獲得的L0尺寸在規(guī)定的公差范圍之內(nèi)？圖2-19定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算

解〔1〕根據(jù)題意可看出尺寸〔100±0.15〕mm是封閉環(huán)。〔2〕工藝尺寸鏈如圖2-19〔b〕所示，其中尺寸為減環(huán)，L1為增環(huán)。〔3〕按公式計(jì)算工序尺寸，由公式〔2-1〕得100=L1-220

L1=320mm由公式〔2-4〕得+0.15=ES1-0ES1=+0.15mm由公式〔2-5〕得-0.15=EI1-0.10EI1=-0.05mm因而

3.中間工序的工序尺寸及其公差的求解計(jì)算在工件加工過(guò)程中，有時(shí)一個(gè)基面的加工會(huì)同時(shí)影響兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的數(shù)值。這時(shí)，需要直接保證其中公差要求較嚴(yán)的一個(gè)設(shè)計(jì)尺寸，而另一設(shè)計(jì)尺寸需由該工序前面的某一中間工序的合理工序尺寸間接保證。為此，需要對(duì)中間工序尺寸進(jìn)行計(jì)算。

例2-4圖2-20（a）所示齒輪內(nèi)孔，孔徑設(shè)計(jì)尺寸為，鍵槽設(shè)計(jì)深度為，內(nèi)孔及鍵槽加工順序?yàn)棰夔M內(nèi)孔至；②插鍵槽至尺寸L1；③淬火熱處理；④

磨內(nèi)孔至設(shè)計(jì)尺寸

，同時(shí)要求保證鍵槽深度為。試問(wèn)：如何規(guī)定鏜后的插鍵槽深度L1值，才能最終保證得到合格產(chǎn)品？

圖2-20加工內(nèi)孔鍵槽的工藝尺寸鏈

解（1）由加工過(guò)程可知，尺寸的一個(gè)尺寸界限——鍵槽底面，是在插槽工序時(shí)按尺寸L1確定的；另一尺寸界限——孔表面，是在磨孔工序時(shí)由尺寸確定的，故尺寸是一個(gè)間接得到的尺寸，為封閉環(huán)。（2）

工藝尺寸鏈如圖2-20（b）所示，其中L1、尺寸

為增環(huán)，尺寸為減環(huán)。（3）由公式（2-1）得

43.2=(L1＋20)-19.8L1=43mm由公式〔2-4〕得0.36=(ES1＋0.03)-0

ES1=0.33mm由公式〔2-5〕得0=(EI1＋0)-0.05EI1=0.05mm因而

4.保證應(yīng)有滲碳或滲氮層深度時(shí)工藝尺寸及其公差的計(jì)算零件滲碳或滲氮后，表面一般要經(jīng)磨削以保證尺寸精度，同時(shí)要求磨后保留有規(guī)定的滲層深度。這就要求滲碳或滲氮熱處理時(shí)按一定滲層深度及公差進(jìn)行（用控制熱處理時(shí)間保證），并對(duì)這一合理滲層深度及公差進(jìn)行計(jì)算。

例2-5一批圓軸工件如圖2-21所示，其加工過(guò)程為：車外圓至；滲碳淬火；磨外圓至

。

試計(jì)算保證磨后滲碳層深度為0.7～1.0mm時(shí)，滲碳工序的滲入深度及其公差。

圖2-21保證滲碳層深度的尺寸換算〔a〕滲碳;〔b〕磨外圓;〔c〕尺寸鏈

解（1）由題意可知，磨后保證的滲碳層深度0.7～1.0mm是間接獲得的尺寸，為封閉環(huán)。（2）工藝尺寸鏈如圖2-21（b）所示，其中尺寸L、為增環(huán)，尺寸為減環(huán)。（3）

由公式（2-1）得

0.7=L+10-10.3L=1mm由公式〔2-4〕得0.3=ESL＋0-(-0.02)ESL=0.28mm由公式〔2-5〕得0=EIL＋(-0.01)-0EIL=0.01mm因此

2.7.1機(jī)械加工時(shí)間定額的組成1.時(shí)間定額的概念所謂時(shí)間定額，是指在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。它是安排作業(yè)方案、核算生產(chǎn)本錢、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制以及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要依據(jù)。2.時(shí)間定額的組成〔1〕根本時(shí)間Tj。根本時(shí)間是指直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置以及外表狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間。對(duì)于切削加工來(lái)說(shuō)，根本時(shí)間就是切除金屬所消耗的時(shí)間〔包括刀具的切入和切出時(shí)間在內(nèi)〕。〔2〕輔助時(shí)間Ｔf。輔助時(shí)間是為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。它包括：裝、卸工件，開(kāi)、停機(jī)床，引進(jìn)或退出刀具，改變切削用量，試切和測(cè)量工件等所消耗的時(shí)間。根本時(shí)間和輔助時(shí)間的總和稱為作業(yè)時(shí)間。它是直接用于制造產(chǎn)品或零部件所消耗的時(shí)間。輔助時(shí)間確實(shí)定方法隨生產(chǎn)類型而異。大批量生產(chǎn)時(shí)，為使輔助時(shí)間規(guī)定得合理，需將輔助動(dòng)作分解，再分別確定各分解動(dòng)作的時(shí)間，最后予以綜合；中批生產(chǎn)那么可根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)資料來(lái)確定；單件小批生產(chǎn)常用根本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算。〔3〕布置工作地時(shí)間Tb。布置工作地時(shí)間是為了使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地〔如更換刀具，潤(rùn)滑機(jī)床，清理切屑，收拾工具等〕所消耗的時(shí)間。它不是直接消耗在每個(gè)工件上的，而是消耗在一個(gè)工作班內(nèi)，再折算到每個(gè)工件上的。一般按作業(yè)時(shí)間的2%~7%估算。〔4〕休息與生理需要時(shí)間Tx。休息與生理需要時(shí)間是指工人在工作班內(nèi)恢復(fù)體力和滿足生理上的需要所消耗的時(shí)間。Tx是按一個(gè)工作班為計(jì)算單位，再折算到每個(gè)工件上的。對(duì)機(jī)床操作工人一般按作業(yè)時(shí)間的2%估算。以上四局部時(shí)間的總和稱為單件時(shí)間Td，即Td=Tj＋Ｔf+Tb+Tx〔5〕準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te。準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間是指工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品或零部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間，即在單件或成批生產(chǎn)中，每當(dāng)開(kāi)始加工一批工件時(shí)，工人需要熟悉工藝文件，領(lǐng)取毛坯、材料、工藝裝備，安裝刀具和夾具，調(diào)整機(jī)床和其它工藝裝備等所消耗的時(shí)間以及加工一批工件結(jié)束后，需拆下和歸還工藝裝備，送交成品等所消耗的時(shí)間。Te既不是直接消耗在每個(gè)工件上的，也不是消耗在一個(gè)工作班內(nèi)的時(shí)間，而是消耗在一批工件上的時(shí)間。因而分?jǐn)偟矫總€(gè)工件的時(shí)間為Te／n，其中n為批量。故單件和成批生產(chǎn)的單件工時(shí)定額的計(jì)算公式Tc應(yīng)為大批大量生產(chǎn)時(shí)，由于n的數(shù)值很大，Ｔe／n

≈０，故不考慮準(zhǔn)備和終結(jié)時(shí)間，

即2.7.2提高機(jī)械加工生產(chǎn)率的途徑

1.縮短根本時(shí)間〔1〕提高切削用量。增大切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量，都可縮短根本時(shí)間，但切削用量的提高受到刀具耐用度和機(jī)床功率、工藝系統(tǒng)剛度等方面的制約。隨著新型刀具材料的出現(xiàn)，切削速度得到了迅速的提高，目前硬質(zhì)合金車刀的切削速度可達(dá)200m/min，陶瓷刀具的切削速度可達(dá)500m/min。近年來(lái)出現(xiàn)的聚晶人造金剛石和聚晶立方氮化硼刀具切削普通鋼材的切削速度可達(dá)900m/min。在磨削方面，近年來(lái)開(kāi)展的趨勢(shì)是高速磨削和強(qiáng)力磨削。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高速磨床和砂輪磨削速度已達(dá)60m/s，國(guó)外已達(dá)90～120m/s；強(qiáng)力磨削的切入深度已達(dá)6～12mm，從而使生產(chǎn)率大大提高。〔2〕采用多刀同時(shí)切削。例如，圖2-22〔a〕中，每把車刀實(shí)際加工長(zhǎng)度只有原來(lái)的三分之一；圖2-22〔b〕中，每把刀的切削余量只有原來(lái)的三分之一；圖2-22〔c〕中，用三把刀具對(duì)同一工件上不同外表同時(shí)進(jìn)行橫向切入法車削。顯然，采用多刀同時(shí)切削比單刀切削的加工時(shí)間大大縮短了。(3)多件加工。這種方法是通過(guò)減少刀具的切入、切出時(shí)間或者使根本時(shí)間重合，從而縮短每個(gè)零件加工的根本時(shí)間來(lái)提高生產(chǎn)率的。多件加工的方式有以下三種：順序多件加工、平行多件加工及平行順序多件加工。〔4〕減少加工余量。采用精密鑄造、壓力鑄造、精密鍛造等先進(jìn)工藝提高毛坯制造精度，減少機(jī)械加工余量，以縮短根本時(shí)間，有時(shí)甚至無(wú)需再進(jìn)行機(jī)械加工，這樣可以大幅度提高生產(chǎn)效率。圖2-22多把刀具同時(shí)加工幾個(gè)外表2.縮短輔助時(shí)間〔1〕直接縮減輔助時(shí)間。采用專用夾具裝夾工件，工件在裝夾中不需找正，可縮短工件裝卸時(shí)間。大批量生產(chǎn)時(shí)，廣泛采用高效氣動(dòng)、液動(dòng)夾具來(lái)縮短工件裝卸的時(shí)間。單件小批生產(chǎn)中，由于受專用夾具制造本錢的限制，為縮短裝卸工件的時(shí)間，可采用組合夾具及可調(diào)夾具。此外，為減小加工中停機(jī)測(cè)量的輔助時(shí)間，可采用主動(dòng)檢測(cè)裝置或數(shù)字顯示裝置在加工過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，以減少加工中需要的測(cè)量時(shí)間。主動(dòng)檢測(cè)裝置能在加工過(guò)程中測(cè)量加工外表的實(shí)際尺寸，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整和工作循環(huán)控制，例如磨削自動(dòng)測(cè)量裝置。數(shù)字顯示裝置能把加工過(guò)程或機(jī)床調(diào)整過(guò)程中機(jī)床運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)量或角位移連續(xù)、精確地顯示出來(lái)，這些都大大節(jié)省了停機(jī)測(cè)量的輔助時(shí)間。〔2〕間接縮短輔助時(shí)間。為了使輔助時(shí)間和根本時(shí)間全部或局部重合，可采用多工位夾具和連續(xù)加工的方法，使裝卸工件的時(shí)間與加工的根本時(shí)間完全重合，因而能顯著提高生產(chǎn)率。3.縮短布置工作地時(shí)間布置工作地時(shí)間，大局部消耗在更換刀具上，因此必須減少換刀次數(shù)并縮減每次換刀所需的時(shí)間。提高刀具的耐用度可減少換刀次數(shù)，而換刀時(shí)間的減少，那么主要通過(guò)改進(jìn)刀具的安裝方法和采用裝刀夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)。如采用各種快換刀夾，刀具微調(diào)機(jī)構(gòu)，專用對(duì)刀樣板或?qū)Φ稑蛹约白詣?dòng)換刀裝置等，以減少刀具的裝卸和對(duì)刀所需時(shí)間。例如在車床和銑床上采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片刀具，既減少了換刀次數(shù)，又減少了刀具裝卸、對(duì)刀和刃磨的時(shí)間。1.工藝本錢的組成〔1〕可變費(fèi)用。可變費(fèi)用是與年產(chǎn)量有關(guān)并與之成正比的費(fèi)用，用“V〞表示〔元/件〕，包括：材料費(fèi)、操作工人的工資、機(jī)床電費(fèi)、通用機(jī)床折舊費(fèi)、通用機(jī)床修理費(fèi)、刀具費(fèi)、通用夾具費(fèi)等。〔2〕不變費(fèi)用。不變費(fèi)用是與年產(chǎn)量的變化沒(méi)有直接關(guān)系的費(fèi)用。當(dāng)產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，全年的費(fèi)用根本上保持不變，用“S〞表示〔元/年〕，包括：機(jī)床管理人員、車間輔助工人和調(diào)整工人的工資、專用機(jī)床折舊費(fèi)、專用機(jī)床修理費(fèi)、專用夾具費(fèi)等。2.工藝本錢的計(jì)算〔1〕零件的全年工藝本錢。E=V·N+S式中：E——零件〔或零件的某工序〕全年的工藝本錢〔元/年〕；V——可變費(fèi)用〔元/件〕；N——年產(chǎn)量〔件/年〕；S——不變費(fèi)用〔元/年〕。〔2〕零件的單件工藝本錢。2.7.4不同工藝方案的經(jīng)濟(jì)性分析對(duì)不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較時(shí)，有以下兩種情況：(1)工藝方案的根本投資相近或在采用現(xiàn)有設(shè)備的條件下。這時(shí)工藝本錢即可作為衡量各工藝方案經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。比較方法如下：①當(dāng)兩種工藝方案多數(shù)的工序不同而只有少數(shù)工序相同時(shí)，需比較整個(gè)工藝過(guò)程的優(yōu)劣，應(yīng)以該零件的全年工藝本錢進(jìn)行比較。全年工藝本錢分別為E1=V1N+S1

E2=V2N+S2

當(dāng)產(chǎn)量N為一定數(shù)時(shí)，可根據(jù)上式直接算出E1及E2。分別計(jì)算上式，假設(shè)E1>E2，那么第二種方案的經(jīng)濟(jì)性好，為可取方案。假設(shè)產(chǎn)量N為一變量時(shí)，那么根據(jù)上式作圖解進(jìn)行比較，如圖2-23所示。圖2