第一節基礎概念一．機械產品生產過程和機械加工工藝過程（一）生產過程從原材料到機械產品出廠全部勞動過程。包含：1）毛坯制造2）原材料運輸和保留3）生產準備和技術準備4）零件機械加工及熱處理5）產品裝配、檢驗、試車、油漆、包裝等。直接生產過程：被加工對象尺寸、形狀或性能、位置產生一定改變。如：零件機械加工、熱處理、裝配等。間接生產過程：不使加工對象產生直接改變。如：工裝夾具制造、工件運輸、設備維護等。（二）機械加工工藝過程是生產過程一部分，是對零件采取多種加工方法，直接用于改變毛坯形狀、尺寸、表面粗糙度和力學物理性能，使之成為合格零件全部勞動過程。工藝：使多種原材料、半成品成為成品方法和過程工藝過程：在生產過程中，通常改變生產對象形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品和半成品過程。二．機械加工工藝過程組成1．工序一個或一組工人，在一臺機床或一個工作地點對一個或同時對多個工件所連續完成那一部分工藝過程。劃分工序關鍵依據：工作地點是否改變和加工是否連續完成。同一零件，一樣加工內容能夠有不一樣工序安排。圖1-1所表示階梯軸加工：圖圖1-1階梯軸加工內容：1．加工小端面2。小端面鉆中心孔3．加工大端面4。大端面鉆中心孔5．車大端外圓6。對大端倒角7．車小端外圓8。對小端倒角9．精車外圓10．銑鍵槽11。去毛刺工序方案1：工序1：加工內容1到9——車床工序2：加工內容10、11——銑床（手工去毛刺）工序方案2：工序1：加工內容1、2、7、8—加工小端工序2：加工內容3、4、5、6—加工大端工序3：加工內容9工序4：加工內容10、11工序方案3：工序1：加工內容：1、2、3、4—銑兩端面打中心孔工序2：加工內容：5、6、7、8—仿形車外圓、倒角工序3：加工內容：9—精車外圓工序4：加工內容：1—銑鍵槽工序5：加工內容：11—去毛刺2．安裝假如在一個工序中要對工件進行幾次裝夾，則每次裝夾下完成那部分加工內容稱為一個安裝。圖1-2工序和安裝圖圖1-2工序和安裝3．工位在工件一次安裝中，經過分度（或移位）裝置，使工件相對于機床床身變換加工位置，我們把每一個加工位置上安裝內容稱為工位。一個安裝中可能只有一個工位，也可能有多個工位。圖1-3為一回轉工作臺加工孔，鉆、擴、鉸各為一個加工內容，裝夾一次產生一個合格零件。該加工共有4個工位：裝卸工件、鉆孔、擴孔、鉸孔，用于依次裝夾中圖圖1-3多工位回轉工作臺4、工步指在加工表面不變、切削刀具不變、切削用量不變情況下所完成工位內容，稱為一個工步。如上述第二種工序安排，工序1、2各有4個工步注意：1）組成工步任一原因（刀具、切削用量，加工表面）改變后為另一工步。2）連續進行若干相同工步，為簡化工藝，習慣看作為一個工步。如一個個加工4-φ10孔。3）復合工步為提升生產率，常常把多個帶加工表面，用幾把刀具同時進行加工，或采取復合刀具加工表面，采取復合刀具和多刀加工工步稱為復合工步。5、走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成工步內容，稱為一次走刀。一個工步能夠包含一次或數次走刀。三．生產類型和機械加工工藝規程（一）機械加工工藝規程把比較合理機械加工工藝過程確定下來，成為施工依據文件。也就是把工藝過程和操作方法按一定格式用文件形式要求下來，成為工藝規程。機械加工工藝規程具體程度和生產類型相關，不一樣生產類型是由產品年生產綱領即年產量區分。（二）生產綱領和生產批量1．生產綱領：企業在計劃期內，應生產產品產量和進度計劃稱為生產綱領，計劃期為十二個月生產綱領成為年生產綱領。2．年生產綱領N=Qn(1+a)(1+b)Q：產品年產量（臺/年）n：每臺產品中該零件數量（件/臺）a：備品百分率b：廢品百分率3．生產批量：一次投入或產出同一產品（或零件）數量考慮原因：1）資金周轉要快2）零件加工、調整費用要少3）確保裝配和銷售必需貯備量計算公式：n：每批中零件數量N：年生產綱領中要求零件數量A：零件應貯備天數F：十二個月中工作日天數。4．生產類型1）按企業生產專業化程度劃分：（1）大量生產：同一產品數量很大，大多數工作地點常常反復進行同一零件同一道工序加工。（2）成批生產（大批、中批、小批）：十二個月中分批制造相同產品，制造過程有一定反復性。（3）單件：單個生產不一樣結構和不一樣尺寸產品。極少反復。2）從工藝角度劃分：單件小批生產中批生產大批大量生產3）多種生產類型工藝特征，如表1-1所表示：表1-1多種生產類型工藝特點工藝特征單件小批量中批生產大批大量毛坯自由鍛、木模手工造型；精度低、余量大模鍛、金屬模；精度和余量中等模鍛、機器造型；精度高，余量小機床通用機床，機群式部署通用機床，部分專機，按零件類別分工段排列自動機床，專用機床生產流水線排列工裝通用工裝專用工裝高效專用工裝工藝文件簡單工藝過程卡具體工藝過程卡具體工藝過程卡工序卡、調整卡發展趨勢成組技術、數控技術、加工中心柔性制造系統(FMS)計算機集成制造系統(CIMS)，加工自動化（三）機械加工工藝規程作用1．工藝規程是生產計劃、調度、工人操作、質量檢驗依據2．工藝規程是生產準備（包含技術準備）工作基礎1）技術關鍵分析和研究2）專用工裝設計和制造或采購3）原材料及毛坯供給4）設備改造或新設備購置或定做3．工藝規程是設計新建和擴建車間（工廠）基礎1）確定生產需要機床種類和數量2）確定機床部署和動力配置3）確定車間面積4）確定工人工種和數量（四）機械加工工藝規程格式圖1-4為機械加工工藝過程卡片1-4為機械加工工藝過程卡片1-4為機械加工工藝過程卡片圖1-5為機械加工工序卡片圖圖1-5為機械加工工藝過程卡四．機械加工工藝規程設計標準、步驟和內容（一）機械加工工藝規程設計標準1．必需可靠地確保零件圖紙上全部技術要求實現。2．在要求生產綱領和生產批量，通常要求工藝成本最低。3．充足利用現有生產條件，少花錢，多辦事。4．盡可能減輕上人勞動強度，保障生產安全，發明良好、文明勞動條件。（二）設計機械加工工藝規程步驟和內容1．閱讀裝配圖和零件圖了解產品用途、性能和工作條件，熟悉零件在產品中地位和作用。2．工藝審查審查圖紙上尺寸、視圖和技求要求是否完整、正確、統一，找出關鍵技術要求和分析關鍵技術問題；審查零件結構工藝性。零件結構工藝性：是指在滿足使用要求前提下制造該零件可行性和經濟性。功效相同零件，其結構工藝性能夠有很大差異。所謂結構工藝性好，是指在現有工藝條件下既能方便制造，又有較低制造成本。舉例說明零件結構工藝性：3．熟悉或確定毛坯確定毛坯關鍵依據是零件在產品中作用和生產綱領和零件本身結構。毛坯種類：鑄件、鍛件、型材、焊接件、沖壓件等4．擬訂機械加工工藝路線1）定位基準選擇2）加工方法確實定3）加工次序安排4）熱處理、檢驗及其它工序安排5．確定滿足各工序要求工藝裝備（機床、刀具、夾具、量具）對需要改裝或重新設計專用工藝裝備應提出具體設計任務書。6．確定各關鍵工序技術要求和檢驗方法7．確定各工序加工余量、計算工序尺寸和公差8．確定切削用量9．確定時間定額10．填寫工藝文件第三節工藝路線制訂一．定位基準選擇（一）粗基準選擇1．粗基準：未經機械加工定位基準稱為粗基準。機械加工工藝規程中第一道加工工序所采取定位基準全部是粗基準。舉例說明粗基準選擇對零件加工影響2．選擇標準1）確保相互位置精度要求標準如要確保工件上加工面和不加工面相互位置要求，應以不加工面為粗基準。圖所表示。2）確保加工表面加工余量合理分配標準如要首先確保工件某關鍵表面余量均勻，應選擇該表面毛坯面為粗基準。3）便于工件裝夾標準選擇粗基按時，必需考慮定位正確，夾緊可靠和夾具結構簡單、操作方便等。這么要求選擇粗基準盡可能平整、光潔和足夠大尺寸，不許可有鑄造飛邊，澆鑄澆口，或其它缺點。4）粗基準通常不得反復使用標準若能采取精基準定位，粗基準通常不應被反復使用（二）精基準選擇1．精基準：以機械加工過表面作為定位基準。2．出發點：確保設計技術要求實現和裝夾正確、可靠、方便。3．選擇標準1）基準重合標準：盡可能選擇被加工表面設計（工序）基準為精基準2）基準統一標準：工件以某一精基準定位，能夠比較方便加工大多數或全部其它表面，則應盡可能把這個基準面加工出來，并達成一定精度，以后工序均以它為精基準加工其它表面。在實際生產中，常常使用統一基準形式有：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（一個較大平面和兩個距離較遠銷孔）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。采取統一基準標準好處：1）有利于確保各加工表面之間位置精度；2）能夠簡化夾具設計，降低工件搬動和翻轉次數?！镒⒁猓翰扇〗y一基準標準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，依據實際情況選擇精基準。3）互為基準標準4）自為基準標準5）便于裝夾標準——所選擇精基準，應能確保工件定位正確、可靠，并盡可能使夾具結構簡單、操作方便。二．加工經濟精度和加工方法選擇（一）加工經濟精度在正常加工條件下（采取符合質量標準設備和工藝裝備，使用標準技術等級工人，不延長加工時間），一個加工方法所能確保加工精度和表面粗糙度多種加工方法所能達成加工精度和表面粗造度，全部是在一定范圍內。任何一個加工方法只要精心操作、細心調整、選擇適宜切削用量，加工精度就能夠提升，表面粗造度就能夠減小，但所花費時間和成本也會愈大。（二）加工方法選擇1．依據每個加工表面精度要求，（尺寸、形狀、位置、精度及表向粗造度對照多種加工方法能達成精度及粗糙度，選擇最合理加工方法。例：加工一直經φ35H7▽0.8孔a.鉆孔→擴孔→鉸b.鉆孔→拉c.鉆孔→粗鏜→半粗鏜→精鏜依據工件加工表面特點和產量決定采取哪一個方法多種加工方法能達成要求參考P31-35.表1-13.1-14.1-15.1-162．加工材料性質：如淬火鋼專用磨削，有色金屬常見金剛鏜或高速精密車削3．考慮生產類型：即生產率和經濟性問題。在大批大量生產中可用專用高效設備，如平面和孔可采取拉削加工替換銑、刨、鏜。4．考慮本廠（本車間）現有設備及技術要求，能達成加工經濟精度。三．經典表面加工路線（一）外圓表面加工路線1．粗車→半精車→精車：應用最廣，滿足IT≥IT7，▽≥0.8外圓能夠加工2．粗車→半精車→粗磨→精磨：用于有淬火要求IT≥IT6，▽≥0.16黑色金屬。3．粗車→半精車→精車→金剛石車：用于有色金屬、不宜采取磨削加工外用表面。4．粗車→半精車→粗磨→精磨→研磨、超精加工、砂帶磨、鏡面磨、或拋光在2基礎上深入精加工。目標為了降低粗糙度，提升尺寸精度，形狀和位置精度。（二）孔加工路線1．鉆→粗拉→精拉：用于大批大量生產盤套類零件內孔，單鍵孔和花鍵孔加工，加工質量穩定，生產效率高。2．鉆→擴→鉸→手鉸：用于中小孔加工，擴孔前糾正位置精度，鉸孔確保尺寸、形狀精度和表面粗糙度。3．鉆或粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動鏜或金剛鏜應用：1）單件小批量生產中箱體孔隙加工。2）位置精度要求很高孔系加工。3）直徑比較大得孔ф80mm以上，毛坯上已經有鑄孔或鍛孔。4）有色金屬有金剛鏜來確保其尺寸，形狀和位置精度和表面粗糙度要求4．/鉆（粗鏜）粗磨→半精磨→精磨→研磨或衍磨應用：淬硬零件加工或精度要求高孔加工。說明：1）孔最終加工精度很大程度上取決于操作者水平。2）特小孔加工采取特種加工方法。（三）平面加工路線1．粗銑→半精銑→精銑→高速銑平面加工中常見，視被加工面精度和表面粗糙度技術要求，靈活安排工序。2．/粗刨→半精刨→精刨→寬刀精刨、刮研或研磨應用廣泛，生產率低，常見于窄長面加工，最終工序安排也視加工表面技術要求而定。3．銑（刨）→半精銑（刨）→粗磨→精磨→研磨、精密磨、砂帶磨、拋光加工表面淬火，最終工序視加工表面技術要求而定。4．拉→精拉大批量生產有溝槽或臺階表面。5．車→半精車→精車→金剛石車有色金屬零件平面加工。四．工序次序安排：（一）工序次序安排標準1．先加工基準面再加工其它表面：先基面后其它1）工藝路線開始安排加工面應是選作定位基準精基準面，然后再以精基準定位加工其它表面2）為確保一定定位精度，當加工面精度要求高時，精加工前通常應先精修一下精基準。2．加工平面后加工孔：先面后孔1）零件有較大平面可作為定位基按時，先加工定位面，以面定位加工孔。2）毛坯面上鉆孔鉆夾易偏，若該平面需要加工則在鉆孔前加工。3．加工關鍵表面，后加工次要表面：先主后次4．安排粗加工工序，后安排精加工工序先粗后精（二）熱處理工序及表面處理工序1．為改善切削性而進行熱處理工序（退火、正火、調質）→（預備熱處理）用于切削加工前。2．為了消除內應力而進行熱處理（人工時效、退火、正火）安排用于粗加工以后。3．為改善材料力學物理性質，半精加工后精加工前安排淬火。淬火→回火→滲碳淬火等熱處理工序。4．精密零件在淬火后安排冷處理以穩定零件尺寸。5．提升零件表面耐磨性或耐腐蝕性而安排熱處理工序，和以裝飾為目標而安排熱處理工序（鍍鉻、陽極氧化、鍍鋅、發藍）通常放在工藝過程最終。（三）其它工序安排1．檢驗工序：1）零件加工完成以后2）從一車間轉到另一車間前后3）關鍵工序前后2．通常尺寸檢驗、X射線、檢驗、超聲波探傷等用于工件內部質量檢驗，通常安排在工藝過程開始。磁力探傷、熒光檢驗用于工件表面質量檢驗，在精加工前后進行，。密封性檢驗、零件平衡、零件重量檢驗、在工藝過程最終進行。3．去毛刺處理在切削加工后，裝配工件前安排情況4、清洗工件通常安排在進入裝配之前。五．工序集中和分散1、工序集中使每個工序中包含盡可能多工步內容，從而使總工序數目降低優點：1）有利于確保工件各加工面之間位置精度；2）有利于采取高效機床，可節省工件裝夾時間，降低工件搬運次數；3）可減小生產面積，并有利于管理。2、工序分散使每個工序工步內容相對較少，從而使總工序數目較多工序分散優點：每個工序使用設備和工藝裝備相對簡單，調整、對刀比較輕易，對操作工人技術水平要求不高3、工序集中和工序分散應用傳統流水線、自動線生產，多采取工序分散組織形式（部分工序亦有相對集中情況）。多品種、中小批量生產，為便于轉換和管理，多采取工序集中方法。因為市場需求多變性，對生產過程柔性要求越來越高，工序集中將越來越成為生產主流方法。六．加工階段劃分原因（一）劃分加工階段原因1．粗加工時，切削余量大、切削熱量大、工藝系統受力變形及內應力變形存在而無法消除。要在后續階段逐步降低切削用量，逐步修正工件誤差，階段之間時間間隔用于自然時效，有利于工件消除內應力和部分變形。2．后續工序易把以加工好加工面劃傷。3．不利于立即發覺毛坯缺點。4．不利于合理使用設備。粗加工采取一般機床，精加工采取精密機床。5．不利于合理使用技術工人。（二）劃分方法1．粗加工階段：提升生產率、去除加工面大部分余量。2．半精加工階段：降低粗加工留下誤差，使加工面達成一定精度，為精加工做準備。3．精加工階段：確保工件尺寸、形狀和位置精度達成或基礎達成圖紙要求精度要求及表面粗糙度要求。4．精密、超精密或光整加工階段：對精度要求很高工件，在工藝過程最終安排珩磨、研磨、精密磨、超精加工、金剛車、金剛鏜或其它特種方法加工，以達成最終精度要求。中間熱處理中間，自然把加工工藝過程分為多個加工階段。第四節加工余量、工序間尺寸及公差確實定一．加工余量概念余量大小對零件加工余量和生產率有較大影響。余量大會增大機加工勞動量，降低生產率，增加材料、工具、能源消耗、提升成本，余量小又不能消除前道工序留下誤差及其表面缺點，甚至產生廢品。所以必需合理確定加工余量。加工總余量（毛坯余量）和工序余量1．加工總余量：毛坯尺寸和余零件設計尺寸之差，其大小取決于加工過程中每個工序切除金屬層厚度總和。2．工序余量：每一工序所切除金屬層厚度稱為工序余量。加工總余量和工序余量之間關系用下式表示：Z0=Z1+Z2+Z3+…+Zn=3．單邊余量：零件非對稱結構非對稱表面，其加工余量通常為單邊余量。如平面、端面、槽深余量，為實際切除金屬層厚度Zi=Li-1-LiZi——本工序余量Li-1——上工序基礎尺寸Li——本工序基礎尺寸4．雙邊余量：零件對稱結構對稱表面，其加工余量通常為雙邊余量如：內外圓柱面和回轉體表面2Zi=di-1-di（外圓表面）2Zi=Di-1-Di（內圓表面）5．余量公差：工序尺寸有公差，所以加工余量也肯定在某一公差范圍內改變，其公差大小等于本道工序尺寸公差和上道工序尺寸公差之和。TZ=Zmax-Zmin=Tb+TaTZ——工序余量公差Zmax——工序最大余量Zmin——工序最小余量Tb——本道工序工序尺寸公差Ta——上道工序工序尺寸公差Zb——工序基礎余量6．通常情況下，工序尺寸按“入體標準”標注。1）軸（被包容尺寸）：指實體尺寸。比如：軸外徑，長方體長、寬、高。其最大尺寸作為工序尺寸基礎尺寸(公稱尺寸)，上偏差為零。表示為：2）孔（包容尺寸）：指非實體尺寸。比如：孔直徑，槽寬度。其最小尺寸作為工序尺寸基礎尺寸(公稱尺寸)，下偏差為零。表示為：這么表示，是為了使工件以公稱基礎尺寸為目標尺寸加工時，仍有可切除量，避免過切產生廢品。3）毛坯尺寸則按雙向對稱偏差形式標注。表示為：二．工序余量影響原因第一道粗加工工序余量和毛坯制造精度相關。毛坯制造精度高則第一道粗加工序加工工序余量小，毛坯制造精度低則第一道粗加工工序加工余量就大。其它工序工序余量影響原因有以下多個方面：1．上工序尺寸公差Ta：本工序應切除上道工序尺寸公差中包含多種可能產生誤差。2．上道工序產生表面粗糙度Ry和表面缺點層深度Ha：3．上工序留下需單獨考慮空間誤差εa：這些誤差可能是上工序加工方法帶來，也可能是熱處理后產生，也可能是毛坯帶來。4．本工序裝夾誤差εb：定位誤差和夾緊誤差。此項誤差直接影響被加工表面和切削刀具相對位置，所以加工余量中應該包含此項誤差5．余量計算公式單邊：雙邊：三．加工余量確實定1．計算法：用于在影響原因清楚情況下采取，且不能離開具體加工方法和條件，要具體情況具體分析。2．查表法：以工廠生產實踐和試驗研究積累經驗所制成表格為基礎，并結合實際情況加以修正，確定加工余量。此法方便、快速、應用廣泛。3．經驗法：有部分有經驗工程技術人員或工人依據經驗確定加工余量大小。四．工序尺寸公差確實定（一）基準重合時工序尺寸和公差確實定1．確定各加工工序加工余量2．從最終工序開始，即從設計尺寸開始到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，得各工序基礎尺寸（包含毛坯尺寸）。3．除最終工序，其它工序按各自所采取加工方法加工精度確定工序尺寸公差。4．按入體標準標注工序尺寸【例1】：某軸直徑為，其尺寸精度為IT5，表面粗糙度要求為，要求高頻淬火，毛坯為鍛件，工藝路線為：粗車—半精車—高頻淬火—粗磨—精磨—研磨計算各工序工序尺寸和公差1）查表確定加工余量：研磨余量0.01mm，精磨余量0.1mm，粗磨余量0.3mm，半精車余量1.1mm，粗車余量4.5mm，加工總余量6.01mm，修正為6mm，粗車余量修正為4.49mm。2）計算各加工工序基礎尺寸研磨：50mm精磨：50mm+0.01mm=50.01mm粗磨：50.01mm+0.1mm=50.11mm半精車：50.11mm+0.3mm=50.41mm粗車：50.41mm+1.1mm=51.51mm毛坯：51.51+4.49mm=56mm3)確定各工序加工經濟精度和表面粗糙度研磨：IT5，Ra0.04μm精磨：IT6，Ra0.16μm粗磨：IT8，Ra1.25μm半精車：IT11，Ra2.5μm粗車：IT13，Ra16μm4）按入體標準標注工序尺寸和公差，查表毛坯公差為±2mm1.5工藝尺寸鏈引例1：圖1-7所表示40±0.05，20±0.16尺寸采取圖定位方法。本工序要確保A+δi則A+δi應為多大才能滿足零件要求。圖圖1-7銑槽工序引例2：圖1-8齒輪鍵槽加工，零件圖標注φ85+0.035，φ87.9+0.23，但齒輪淬火后變形，φ85+0.035是淬火后磨孔得到,鍵槽必需淬火前加工，她不能按87.9+0.23加工，設淬火前孔加工到φ84.8+0.07，而鍵槽按什么尺寸加工？Aj+δi圖圖1-8插鍵槽工序一．工藝尺寸鏈（一）尺寸鏈：將相互關聯尺寸按一定次序聯接成首尾相接封閉圖形圖1-9所表示A1、、A2、、A3（引例1.尺寸鏈）。A2A1A2A1A3圖1-9尺寸鏈工藝尺寸鏈：由單個零件在工藝過程中形成相關尺寸尺寸鏈。（二）尺寸鏈組成1．環：組成尺寸鏈每個尺寸A1、A2、、A32．封閉環：在加工過程中間接得到尺寸A2。3．組成環：在加工過程中直接得到尺寸A1、A3。1）增環：其它各組成環不變，此環增大使封閉環增大者。2）減環：其它各組成環不變，此環增大使封閉環降低者。具體判定：給封閉環任選一個方向，沿此方向轉一圈，在每個環上加方向，和封閉環方向相同者為減環，相反者為增環。（三）特點：1．尺寸鏈必需封閉2．尺寸鏈只有一個封閉環3．封閉環精度低于組成環精度4．封閉環隨組成環變動而變動（四）作法：1．找出封閉環2．從封閉環起，按工件表面上關系依次畫出組成環，直到尺寸回到封閉環起，形成一個封閉圖形，組成尺寸鏈組成環環數應是最少。3．首尾相接標準，確定增環、減環。二．尺寸鏈基礎計算直線尺寸鏈：全部組成環平行封閉環尺寸鏈。常見方法是極值法和概率法，通常概率法在裝配尺寸鏈中應用。1．封閉環基礎尺寸=各組成環基礎尺寸代數和。=增環基礎尺寸之和—減環基礎尺寸之和2．封閉環最大極限尺寸=全部增環最大極限尺寸—全部減環最小極限尺寸L0max=L0max=3．封閉環最小極限尺寸=全部增環最小極限尺寸—全部減環最大極限尺寸L0min=4．封閉環上偏差=全部增環上偏差之和—全部減環下偏差之和ESo=5．封閉環下偏差=全部增環下偏差之和—全部減環上偏差之和EIo=EIo=6．封閉環公差=封閉環最大極限尺寸—封閉環最小極限尺寸=封閉環上偏差—封閉環下偏差=增環公差之和+減環公差之和=全部組成環公差之和To=To=豎式計算：1．增環公稱尺寸，上下偏差照抄2．減環公稱尺寸變號，上下偏差對調、變號3．取其代數和，得封閉環公稱尺寸，上下偏差其中：L0封閉環基礎尺寸m增環個數Li組成環基礎尺寸n-1-m減環個數Lp增環基礎尺寸To封閉環公差Lq減環基礎尺寸Ti任一組成環公差n尺寸鏈總環數ESo封閉環上偏差n-1組成環環數EIo封閉環下偏差ESp、EIp增環上下偏差ESq、EIq減環上下偏差公差重新分布：1）當組成環公差之和≥封閉環公差，求解一個組成環時，可能出現零公差或負公差。機械制造中，0公差或負公差不可能出現應提升其它組成環公差等級達成To=To=2）設計時，由給定封閉環公差決定各組成環公差。Ⅰ、等公差法：令T1=T2…=T平均T平均T平均To=δ平均δ平均=經調整后可得各組成環公差，因為平均公差對大尺寸組成環加工困難，所以需依據各環加工難易調整，加工難增大公差較易降低公差。但應確保To=To=Ⅱ、等精度法：按各組成環精度相等標準求其組成環公差，可使尺寸大公差大，尺寸小組成環公差小。避免等公差法缺點，但也是調整部分公差，確保To=To=Ⅲ、經驗確定法：組成環公差按工藝特點，依據具體情況而選。三．直線尺寸鏈在工藝過程中應用（一）工藝基準和設計基準不重合時工藝尺寸計算1．測量基準和設計基準不重合【例2】：圖1-10（b）所表示主軸箱，兩孔Ⅲ、Ⅳ中心距127±0.07mm不便測量，只能用游標卡尺直接測量兩孔內側或外側母線之間距離來間接確保中心距之間尺寸要求?，F采取測量兩孔內側母線方法決定，求該測量尺寸應為多少，才能滿足孔心距要求。求解：1）建立尺寸鏈，圖1-10（b）2）判定增環和減環，其中L0為封閉環。L1、L2、L3為增環3）計算127=40+L2+32.50.07=0.002+ES2+0.015-0.07=-0.009+EI2+0得只要實例結果在L2公差范圍內，就一定能確保Ⅲ、Ⅳ中心線設計要求。假廢品問題：直線尺寸鏈極值算法是極限情況下各尺寸之間尺寸聯絡。從確保封閉環尺寸要求看，是保守算法。計算結果可靠，但可能出現假廢品。上例中若兩孔直徑尺寸全部取上限，即L1=40.002，L3=32.515時，L2做成L2=54.5-0.087時，則L1+L2+L3=126.93為中心距設計尺寸下限尺寸應用：為避免假廢品產生，發覺實例尺寸超差時，應實測其它組成環實際尺寸，然后在尺寸鏈中重新計算封閉環實際尺寸。原因：測量基準和設計基準不重合，組成環環數愈多，公差范圍愈大，出現假廢品可能性越大。所以應盡可能使測量基準和設計基準重合。2．定位基準和設計基準不重合【例3】：以下圖1-11（a）所表示某零件高度方向設計尺寸12-0.070，，生產中用調整法加工A,B,C面，前面工序A、B面已加工好，本工序以A面定位基準加工C面。C面設計基準（工序基準）為B面，定位基準為A面。解題：1）畫尺寸鏈：圖1-11（b）所表示。2）確定封閉環，增環和減環：本尺寸鏈中調整法加工能直接確保尺寸為L2，L0間接確保：則L0封閉環，L1增環，L2減環3）計算：L1，L2全部未注公差，為確保L0計算，必需把L0公差分配給L1和L2采取等公差法分配：按入體標準標注L1公差為計算L2基礎尺寸和偏差為（公式計算和豎式計算）（二）一次加工滿足多個設計尺寸要求工藝尺寸計算（工序間尺寸及尺寸鏈）工序間尺寸鏈：機械加工過程中，零件尺寸取得由一個前后次序，就某一尺寸而言，它是在加工過程中經過若干個工序，逐步切除余量而最終達成圖紙設計要求。工序尺寸及其公差是依據設計要求考慮到加工中心基準，工序間余量和工序經濟精度等條件，對各工序提出尺寸要求。工序間尺寸鏈是零件加工后最終尺寸及其公差和相關工序尺寸和工序公差，和工序間余量相關尺寸聯絡組成一個工藝尺寸鏈?！纠?】：一個帶有鍵槽內孔，設計尺寸圖1-12所表示，該內孔由淬火處理要求，所以有以下加工工藝安排1．鏜內孔至ф49.8+0.046mm2．插鍵槽3．淬火處理4．磨內孔，確保內孔直徑ф50+0.030mm和鍵槽深度53.8+0.30mm兩個設計尺寸要求求淬火前插鍵槽深度L2分析：插鍵槽工序采取已鏜孔下切線為基準，用試切法確保插鍵槽深度，此深度尺寸應是上一工序直接確保尺寸，磨孔工序應確保磨削余量均勻，定位基準為孔中心孔。所以ф50+0.030mm定位基準和設計基準重合，鍵槽深度53.8+0.30定位基準和設計基準不重合，所以磨孔可直接確保ф50+0.030mm，而53.8+0.30則間接確保。解算：1）建立尺寸鏈，圖1-12（c）2）判定增環和減環，其中L0為封閉環。L2、L3為增環，L1為減環3）計算53.8=25+L2-24.90.30=0.015+ES2+00=-0+EI2-0.023得說明：1)本例把上工序鏜孔和本工序磨孔定位基準看作是同一中心線是近似要求，因為磨孔和鏜孔是連兩次裝夾下完成，存在同軸度誤差，若同軸度誤差不是很小，則應將同軸度也作為一個組成環畫在尺寸鏈中。如本例中磨孔和鏜孔同軸度誤差為0.05mm，在尺寸鏈中為0±0.025，建立圖1-13所表示尺寸鏈：L2L0L2L0圖1-13含同軸度公差工藝尺寸鏈L3L4L4求解此尺寸鏈得2）按設計要求鍵槽深度公差范圍為0—0.30mm。但插鍵槽工序卻只許可按0.023mm—0.285mm、或0.048—0.260mm同軸度公差來加工，原因是工藝基礎和設計基準不重合。所以在考慮工藝安排時，應盡可能使工藝基準和設計基準重合?！纠?】小批量生產各個端口半精加工及精加工。圖1-14所表示：圖1-14圖1-14套類零件加工(b)加工次序：1）精車端面3（以定位）2）以3端面定位，精車1，至A+δA留磨削余量3）以端面內側量基準加工2到B+Δb。4）以端面3定義磨削1，確保25+0.4，35注：加工時不考慮余量大小，加工結束只要測量35合格，就認為25+0.4合格，所以25+0.4為間接確保。一些工序尺寸公差和設計要求無直接關系，要依據現場經濟參考或參考多種加工方法，經濟精度要求工藝尺寸精度，偏差由入體標準定。解算：1．畫加工尺寸聯絡圖，建立尺寸鏈,圖1-14(b)所表示：2．判定增環和減環，其中為封閉環。B、為增環，A為減環3．計算A取經濟精度12級。按入體標準標注為，取磨削基礎余量Z=0.25，則25=35+B-35250.4=0+ESB+0.170=-0.06+EIB-0得（三）表面淬火，滲碳層表面及鍍層，涂層厚度工藝尺寸鏈。1．表面淬火、滲碳：對那些要求淬火或滲碳處理，加工精度要求又比較高表面，常在淬火或滲碳處理以后安排磨削加工，為確保磨后有一定厚度淬火或滲碳層，需要進行相關工藝尺寸計算?！纠?】圖1-15所表示軸類零件加工，要求表面要求滲碳處理，滲碳層厚度t=0.5~0.8mm，工藝安排以下：1．精車P，確保2．滲碳，控制滲碳層深度3．精磨P，確保尺寸，同時確保滲碳層深度0.5~0.8mm。圖1-15圖1-15軸類零件滲碳處理(b)L3L1L2L0解算1）建立尺寸鏈，圖1-15（b）2）判定增環和減環，其中L0為封閉環。L1、L3為增環，L2為減環，，3）計算0.5=19+L2-19.20.30=0++ES2+0.050=-0.008+EI2-0得2．電鍍有些零件要求表面涂（鍍）一層耐磨或裝飾材料，完成后不再加工但有一定精度要求。這時鍍層厚度只經過控制電鍍時間直接確保?！纠?】圖1-16所表示，軸套類零件外表面要鍍鉻，要求t=0.025—0.04mm，鍍層不加工，外注尺寸Ф28—0.045，求電鍍前磨削工序工序尺寸。圖圖1-16軸類零件電鍍處理(b)L1L2T分析：t=0.025-0.04直接確保，外圓尺寸間接確保，待求尺寸由上工序確保。，L1為待求尺寸。解算:1）建立尺寸鏈，圖1-16（b）2）判定增環和減環，其中L2為封閉環。T、L1為增環3）計算14=0.025+L10=0.015-ES1-0.0225=0+EI1得取直徑尺寸為（四）余量校核工藝過程中，加工余量過大會影響生產率，浪費材料，而且對精加工工序還會影響加工質量，不過加工余量也不能過小，過小可能造成零件表面局部加工不到產生廢品。所以，校核加工余量，對加工余量進行必需調整是制訂工藝規程時不可缺乏工藝工作。【例8】：圖1-17所表示零件。其軸向尺寸30±0.02mm工藝安排為:1）精車A面，B處切斷，確保兩端面距離尺寸L1=31±0.1mm2）以A定位，精車B面，確保兩端面距離尺寸L2=30.4±0.05mm，精車余量為Z23）以B定位磨A面，確保兩端距離尺寸L3=30.15±0.02mm，磨削余量為Z34）以A定位磨B面。確保兩端距離尺寸L1=30±0.02mm，磨削余量為Z4對Z2、Z3、Z4進行余量校核，畫包含余量加工尺寸聯絡圖1-17（b），列包含余量工藝尺寸鏈，圖1-17（C）所表示，在尺寸鏈中，加工中余量由加工前后實際尺寸間接求得，為封閉環。解算:1．尺寸鏈1其中Z2為封閉環。L1為增環，L2為減環Z2=31-30.4ES=0.1+0.05EI=-0.1-0.052．尺寸鏈2其中Z3為封閉環。L2為增環，L3為減環Z3=30.4-30.15ES=0.05+0.02EI=--0.05-0.023．尺寸鏈3其中Z4為封閉環。L3為增環，L4為減環Z4=30.15-30ES=0.02+0.02EI=--0.02-0.02磨削余量偏大,應合適調整,調整關鍵依據是各工序加工經濟精度,工人操作水平和現場測量條件等?！纠?】．加工階梯軸，圖1-18所表示，已知工藝尺寸，驗算加工余量加工過程：1．粗車Ⅰ、Ⅱ，到2．調頭精車1，到3．在調頭精車Ⅰ、Ⅱ，到試檢驗工序3，及端面Ⅱ工序余量。圖圖1-18加工余量校核舉例（b）A3A2A4A5Z3解算:1）建立尺寸鏈，圖1-18（b）2）判定增環和減環，其中Z3為封閉環。A3、A2為增環，A4、A5為減環。3）計算Z3=26+35-25-35ES=0+0-（-0.14）-(-0.17)EI=-0.28-0.34-0-0得四．工序尺寸和加工余量計算圖表法工藝尺寸圖表追蹤法當零件在同一方向上加工尺寸較多，并需數次轉換工藝基按時，建立工藝尺寸鏈，進行余量校核全部會碰到，而且易犯錯。圖表法能正確查找全部工藝尺寸鏈，而且能把一個復雜工藝過程用箭頭直觀在表內表示出來。列出相關計算結果清楚、明了，信息量大。（一）尺寸追蹤法（圖表追蹤法）：就是將零件加工過程建立工序尺寸之間聯絡并用符號形象來描繪各個尺寸發生改變情況，將其全部反應在一個圖表上，利用這張圖表來處理所要處理問題。（二）圖表繪制方法1．在圖表上方繪制加工工件輪廓簡圖，并用雙點劃線畫出毛坯輪廓。2．從零件各軸向端面用細實線向下列出各尺寸界線，圖紙上，不要求按嚴格百分比，但應求各軸向尺寸界面過于擁擠，方便能清楚表示各端面加工尺寸。3．填寫工序過程，在表左側，按加工過程從上到下，嚴格排出加工次序，在表右邊列出需要計算項目。4．按過程前后次序，逐一地將毛坯尺寸，各工序加工尺寸及圖紙要求填入表格。5．標注時所用符號：定位基面所制端面是加工工序定位基準度量基準：所指端面是加工工序度量基面加工表面：箭頭指向加工表面、工序尺寸：終止尺寸：表示加工后終止尺寸。余量：表示加工時余量值。5、正確尺寸標注是正確利用圖表法基準1）尺寸標注次序嚴格按加工次序標注，不得顛倒，通常從毛坯尺寸自上而下標注工序加工尺寸直到最終圖紙尺寸。2）加工尺寸不得遺漏或多出，應遵照每切削一個表面只能標注一個加工尺寸標準。（二）工藝尺寸鏈查找1．查找方法：從終止尺寸兩端（封閉環）做直線追蹤經過加工表面，碰到箭頭拐彎，沿水平線急進，碰到加工基準面再向上拐。碰到圓點則繼續向上查找，如此不停一直同時查找，直到終止尺寸兩端尺寸界線出發跟蹤線相遇，組成封閉圖形，這時已查找完成。如此包含各加工尺寸，就是要查找尺寸鏈各組成環。當查找影響Z尺寸鏈，就從Z兩端線向上追蹤查去。建立尺寸鏈。（余量為封閉環）當零件在同一尺寸方向上加工尺寸較多，且工序（測量）基準需數次轉換時，尺寸鏈建立和計算比較困難，采取圖表法可很好處理這個問題【例10】：圖1-19所表示零件相關軸向尺寸加工過程以下：1）以Ⅳ面定位，粗車Ⅰ面，確保Ⅰ、Ⅳ面距離尺寸A1，粗車Ⅲ面，確保Ⅰ、Ⅲ面距離尺寸A2；2）以Ⅰ面定位，精車Ⅱ面，確保Ⅰ、Ⅱ面距離尺寸A3，粗車Ⅳ面，確保Ⅱ、Ⅳ面距離尺寸A4；3）以Ⅱ面定位，精車Ⅰ面，確保Ⅰ、Ⅱ面距離尺寸A5，同時確保設計尺寸31.69±0.31；精車Ⅲ面，確保設計尺寸A6=27.07±0.07；4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02，同時確保設計尺寸6±0.1試確定各工序尺寸及公差。31.6931.69±0.316±0.127.07±0.07ⅠⅡⅢⅣ圖1-19圖表法示例零件【解】Z6Z4Z6Z4Z7Z5ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5A6R1R2尺寸聯絡圖1）畫零件簡圖，加工面編號，向下引線2）按加工次序和要求符號自上而下標出工序尺寸和余量——用帶圓點箭線表示工序尺寸，箭頭指向加工面，圓點表示測量基準；余量按入體標準標注。注：靠火花磨削余量視為工序尺寸，也用用帶圓點箭線表示。3）在最下方畫出間接確保設計尺寸，兩邊均為圓點。4）工序尺寸為設計尺寸時，用方框框出，以示區分。2.用追蹤法查找工藝尺寸鏈1)結果尺寸（間接確保設計尺寸）和余量是尺寸鏈封閉環A6ⅠⅡⅢA6ⅠⅡⅢⅣA1A2A3A4A5Z7R1R2Z6Z4尺寸鏈追蹤Z5AA5R1Z7a）Z5A3A5d）A3Z4A4A1e）Z6A2A3A5A6c）工藝尺寸鏈A5R2A4b）3.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4.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，減小組成環公差（首先壓縮公共環公差）5.計算余量公差和平均余量依據余量尺寸鏈計算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尺寸鏈，解出此未知數。繼續下去，解出全部未知工序尺寸1、6時間定額和提升生產效率路徑一、時間定額1、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時間2、組成1）基礎時間t基：直接改變生產對象性質，使其成為合格產品或達成工序要求所需時間（包含切入、切出時間）對切削加工：基礎時間是切去金屬所消耗機動時間，可用不一樣計算公式計算，通常包含切入，切削加工和切出時間。如車削：t基=其中：L：加工長度L1：切刀長度L2：切出長度f：進給量n：轉速2）輔助時間t輔：為實現工藝過程必需進行多種輔助動作時間，如裝卸工件、啟停機床、改變切削用量及進退刀等確定方法：（1）大批量生產：先將各輔助工作分解，然后查表確定各動作所需消耗時間、再累加。（2）中小批量生產中，按基礎時間百分比估算，并在實際中確保。操作時間=基礎時間+輔助時間t操作=t基+t輔3）部署工作地時間t部署：為使加工正常進行，工人照管工作地所消耗時間（包含更換刀具、潤滑機床、清理切屑、收拾工具等）。t部署=（2%—7%）t操作4）休息和生理需要時間t休：工人在工作班內，為恢復體力和滿足生理需要所需時間t部署=2%t操作5）準備終止時間t準終：工人為了生產一批產品和零部件，進行準備和結束工作所消耗時間，包含：熟悉工藝文件、領取毛坯、安裝夾具、調整機床、發送成品等若一批工件數量為n，則每個零件n越大t?準終越小。3、單件時間和單件工時定額計算1）單件時間：T單件=t基+t輔+t部署+t休2）單件工時定額：T定額=t基+t輔+t部署+t休+t準終/n式中t基——基礎時間t輔——輔助時間