第4章机械加工工艺规程设计b.ppt

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1、LOGO第第4章章机械加工工艺机械加工工艺规程设计规程设计B史成坤史成坤2021/9/231北京航空航天大学工程北京航空航天大学工程训练中心中心第第4章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计工艺过程的基本概念工艺过程的基本概念工艺过程的基本概念工艺过程的基本概念零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析基准与定位基准与定位基准与定位基准与定位工艺路线的制订工艺路线的制订工艺路线的制订工艺路线的制订加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸加工余量与工序尺寸工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链典型零件加工工艺分析典型零件加工工艺分析典型零件加工

2、工艺分析典型零件加工工艺分析2021/9/232工艺路线设计工艺路线设计是指拟定将毛坯制成所需零件的整个加工路是指拟定将毛坯制成所需零件的整个加工路线，是制订工艺规程的总体布局。线，是制订工艺规程的总体布局。四、工艺路线的制定四、工艺路线的制定2021/9/233确定零件主要表面最终工序的加工方法确定零件主要表面最终工序的加工方法确定零件主要表面最终工序的加工方法确定零件主要表面最终工序的加工方法工件材料工件材料的性的性质工件工件结构形状构形状和尺寸和尺寸各加工方法可达各加工方法可达到的到的经济精度和精度和表面粗糙度表面粗糙度外圆、孔、平面、螺纹、齿形外圆、孔、平面、螺纹、齿形pp 在在选选择

3、择加加工工方方法法时时，首首先先根根据据零零件件主主要要表表面面的的技技术术要要求求和和工工厂厂具具体体条条件件，先先选选定定它它的的最最终终工工序序的的加加工工方方法法，然然后后再再逐逐一选定该表面各一选定该表面各有关前导工序的加工方法有关前导工序的加工方法。经济加工精度：经济加工精度：在正常加工条件下在正常加工条件下（采用符合质量标准（采用符合质量标准的设备和工艺装的设备和工艺装备，以及标准技术等备，以及标准技术等级的工人不延长加工级的工人不延长加工时间）所能保证时间）所能保证的加工精度，简称经的加工精度，简称经济精度。济精度。P193 表表4-12淬火钢：淬火钢：磨削磨削有色金属：有色金

4、属：精精车、精镗车、精镗加工方法的选择加工方法的选择2021/9/2342021/9/235确定零件主要表面前导工序的加工方法确定零件主要表面前导工序的加工方法确定零件主要表面前导工序的加工方法确定零件主要表面前导工序的加工方法零件主要表面最终工序的加工方法确定后，用零件主要表面最终工序的加工方法确定后，用倒推法倒推法，逐一确，逐一确定零件主要表面前导工序（准备工序）的加工方法。定零件主要表面前导工序（准备工序）的加工方法。p外圆表面加工的零件种类外圆表面加工的零件种类 轴类、套筒类、盘类零件轴类、套筒类、盘类零件p外圆表面加工的加工方法外圆表面加工的加工方法车削、磨削和各种光整加工方法车削、

5、磨削和各种光整加工方法p外圆表面加工的技术要求外圆表面加工的技术要求尺寸精度：直径尺寸精度：直径形状精度：圆度、圆柱度形状精度：圆度、圆柱度位置精度：同轴度、垂直度、跳动位置精度：同轴度、垂直度、跳动表面质量：表面质量：RaRa、RzRzl外圆表面加工外圆表面加工2021/9/236研 磨IT53Ra 0.20.008超 精 加 工IT5Ra 0.10.01砂 带 磨IT56Ra 0.40.1精 密 磨 削IT5Ra 0.0080.2抛 光Ra 0.10.012金 刚 石 车IT65Ra 0.80.2精 磨IT65Ra 0.40.2精 车IT87Ra1.60.8粗 磨IT87Ra 0.80.4

6、半 精 车IT87Ra 1.60.8粗 车IT1211Ra 2512.5 外圆表面的典型加工工艺路线 2021/9/237外圆加工方法外圆加工方法 注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。2021/9/238p内圆表面的适用范围内圆表面的适用范围螺钉、螺栓的紧固孔；螺钉、螺栓的紧固孔；套筒、法兰盘及齿轮等回转体零件上的孔；套筒、法兰盘及齿轮等回转体零件上的孔；箱体类零件上的主轴及传动轴的轴承孔；箱体类零件上的主轴及传动轴的轴承孔；炮筒、空心轴的深孔（一般炮筒、空心轴的深孔（一般l/d10l/d10）；）；保证零件间配合准确性的圆锥孔等。保证零件间配合准确性的圆锥孔等。p内圆表面的技术要求

7、内圆表面的技术要求一般情况下，加工孔比加工同样尺寸、精度的外圆表面要困难一般情况下，加工孔比加工同样尺寸、精度的外圆表面要困难当一个零件要求内圆表面与外圆表面必须保持某种确定关系时，一般总是先加工内圆表面，然后再以内圆表面定位加工外圆表面。l内圆表面加工内圆表面加工2021/9/239珩 磨IT64Ra0.80.05研 磨IT64Ra0.10.008粗 镗IT1211Ra2512.5钻IT1211Ra 2512.5半 精 镗IT109Ra 6.33.2粗 拉IT87Ra 1.60.8扩IT109Ra 6.33.2精 镗IT87Ra 1.60.8粗 磨IT87Ra1.60.8精 拉IT76Ra0

8、.80.4铰IT86Ra 1.60.4金 刚 镗IT76Ra0.80.2精 磨IT76Ra0.40.2滚 压IT68Ra0.011.25手 铰IT65Ra0.80.4孔的典型加工路线孔的典型加工路线中、小孔中、小孔大孔、位置精度要求高的孔系大孔、位置精度要求高的孔系淬硬工件淬硬工件大批大量大批大量2021/9/2310l平面加工方案平面加工方案 p平面加工的零件种类平面加工的零件种类 导向平面、结合平面、精密量具平面、非配合外观面导向平面、结合平面、精密量具平面、非配合外观面p平面加工的加工方法平面加工的加工方法刨削、铣削、拉削、磨削和各种光整加工方法刨削、铣削、拉削、磨削和各种光整加工方法p

9、平面加工的技术要求平面加工的技术要求形状精度：平面度、直线度形状精度：平面度、直线度位置精度：位置尺寸、平行度、垂直度位置精度：位置尺寸、平行度、垂直度表面质量：表面质量：RaRa、RzRz2021/9/2311平面典型加工工艺路线 抛 光Ra0.20.1研 磨IT53Ra0.10.008精 密 磨IT5Ra 0.20.008半 精 铣IT109Ra 6.33.2精 铣IT87Ra 3.21.6高 速 精 铣IT76Ra 0.80.6导 轨 磨IT6Ra0.80.2精 磨IT65Ra 0.40.2宽 刀 精 刨IT6Ra 0.80.4粗 磨IT87Ra 1.60.4精 刨IT87Ra 6.33

10、.2半 精 刨IT109Ra 6.33.2半 精 车IT109Ra6.33.2粗 铣IT1311Ra 2512.5粗 刨IT1311Ra 2512.5砂 带 磨IT65Ra0.40.1金 刚 石 车IT6Ra0.80.2刮 研Ra 0.80.4精 车IT87Ra 3.21.6粗 车IT1311Ra 2512.5精 拉IT96Ra 1.60.4粗 拉IT1110Ra 6.33.2超精加工IT5Ra 0.10.05大批量、大型工件大批量、大型工件小批量小批量淬硬件淬硬件大批量大批量轴类端面轴类端面有色金属有色金属2021/9/2312l螺纹的加工方法（表螺纹的加工方法（表4-10）切削加工切削加工

11、车螺纹车螺纹铣螺纹铣螺纹旋风切削旋风切削攻丝和套丝攻丝和套丝磨螺纹磨螺纹 滚压加工滚压加工（塑性变形）（塑性变形）搓丝搓丝滚丝滚丝小直径外螺纹、小直径外螺纹、大量生产大量生产2021/9/2313l齿形的加工方法（切削加工，表齿形的加工方法（切削加工，表4-11）成形法成形法（仿形法）（仿形法）铣齿铣齿磨齿磨齿 展成法展成法（范成或包络（范成或包络法）法）滚齿滚齿插齿插齿剃齿剃齿珩齿珩齿磨齿磨齿研齿研齿2021/9/2314齿轮齿形加工方法的选择齿轮齿形加工方法的选择，主要取决于：，主要取决于：齿轮精度齿轮精度齿轮精度齿轮精度齿面粗糙度的要求齿面粗糙度的要求齿面粗糙度的要求齿面粗糙度的要求齿轮

12、的结构、形状、尺寸、材料及热处理状态等齿轮的结构、形状、尺寸、材料及热处理状态等齿轮的结构、形状、尺寸、材料及热处理状态等齿轮的结构、形状、尺寸、材料及热处理状态等齿轮精度等级齿轮精度等级齿面粗糙度齿面粗糙度Ra/Ra/m m热处理热处理齿形加工方案齿形加工方案生产类型生产类型9 9级以下级以下6.3-3.26.3-3.2不淬火不淬火铣齿铣齿单件小批单件小批8 8级级3.2-1.63.2-1.6不淬火不淬火滚齿或插齿滚齿或插齿淬火淬火滚（插）齿滚（插）齿-淬火淬火-珩齿珩齿7 7级或级或6 6级级0.8-0.40.8-0.4不淬火不淬火滚齿滚齿-剃齿剃齿单件小批单件小批淬火淬火滚（插）齿滚（插

13、）齿-淬火淬火-磨齿磨齿滚齿滚齿-剃齿剃齿-淬火淬火-珩齿珩齿6 6级以上级以上0.4-0.20.4-0.2不淬火不淬火滚（插）齿滚（插）齿-磨齿磨齿滚（插）齿滚（插）齿-淬火淬火-磨齿磨齿齿形加工方案齿形加工方案2021/9/2315工序顺序的安排工序顺序的安排切削加工工序安排切削加工工序安排热处理工序的安排热处理工序的安排辅助工序的安排辅助工序的安排2021/9/2316切切削削加加工工工工序序的的安安排排 基准先行先加工基准面，再加工其他表面先加工基准面，再加工其他表面 先面后孔 1 1）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加）当零件上有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来

14、，再以面定位加工孔，可以保证定位准确、稳定工出来，再以面定位加工孔，可以保证定位准确、稳定 2 2）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先）在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀，先将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生将此面加工好，再加工孔，则可避免上述情况的发生 先主后次 1 1）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表）先考虑主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面（键槽、螺孔、紧固小孔等）和主要表面之间往往有相互面（键槽、螺孔、紧固小孔等）和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表

15、面定位进行加工行加工 2 2）主要表面的）主要表面的最终精加工最终精加工安排在工艺过程的安排在工艺过程的最后最后 先粗后精 2021/9/2317热热处处理理工工序序的的安安排排常用热处理方法的工艺曲线示意图常用热处理方法的工艺曲线示意图常用热处理方法的工艺曲线示意图常用热处理方法的工艺曲线示意图 2021/9/2318退火退火退火退火 用于用于含碳量高于含碳量高于 0.5%的碳钢和合金钢毛坯，降低硬度、利于切削加的碳钢和合金钢毛坯，降低硬度、利于切削加工，常安排在毛坯制作之后、工，常安排在毛坯制作之后、粗加工之前粗加工之前进行。进行。退火的目的：退火的目的：退火的目的：退火的目的：u 降低硬

16、度，以利于切削加工；降低硬度，以利于切削加工；u 细化晶粒，改善组织，提高机械性能；细化晶粒，改善组织，提高机械性能；u 消除内应力，为下一道热处理作好准备（铸件、锻件）；消除内应力，为下一道热处理作好准备（铸件、锻件）；u 提高金属材料的塑性、韧性，便于进行冷冲压或冷拉拔加提高金属材料的塑性、韧性，便于进行冷冲压或冷拉拔加工工正火正火正火正火用于用于含碳量低于含碳量低于 0.5%的碳钢和合金钢毛坯，为避免其硬度过低切削时的碳钢和合金钢毛坯，为避免其硬度过低切削时粘刀，而采用正火处理，常安排在毛坯制作之后、粘刀，而采用正火处理，常安排在毛坯制作之后、粗加工之前粗加工之前进行。进行。正火的作用与

17、退火相似，与退火不同之处是：正火的作用与退火相似，与退火不同之处是：正火的作用与退火相似，与退火不同之处是：正火的作用与退火相似，与退火不同之处是：u正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获得的组织更细。正火是在空气中冷却，冷却速度快，所获得的组织更细。u正火后的强度、硬度较退火后的稍高，而塑性、韧性则稍低。正火后的强度、硬度较退火后的稍高，而塑性、韧性则稍低。u不占用设备；生产率高。不占用设备；生产率高。2021/9/2319时效处理时效处理时效处理时效处理 为为消除消除毛坯制造和机械加工中产生的毛坯制造和机械加工中产生的内应力内应力而进行的热处理而进行的热处理工序，有自然时效和人工时效两种。工

18、序，有自然时效和人工时效两种。时效处理工序的安排时效处理工序的安排时效处理工序的安排时效处理工序的安排一般铸件，常在一般铸件，常在粗加工前粗加工前安排一次时效处理；安排一次时效处理；刚度差、精度要求较高的零件，刚度差、精度要求较高的零件，多次时效处理多次时效处理，在每个加工阶段，在每个加工阶段之间，都安排一次时效处理工序；之间，都安排一次时效处理工序；简单零件一般可以不安排时效处理。简单零件一般可以不安排时效处理。2021/9/2320淬火淬火淬火淬火将零件加热到这种金属的临界温度以上将零件加热到这种金属的临界温度以上3050，经保温一定时间，随，经保温一定时间，随后在水或油中快速冷却，以获得

19、高硬度组织的一种热处理工艺。后在水或油中快速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。淬火的特点：淬火的特点：淬火的特点：淬火的特点：提高金属材料的强度和硬度，增加耐磨性，塑性、韧性降低；提高金属材料的强度和硬度，增加耐磨性，塑性、韧性降低；组织不稳定，易变形，淬火后应进行回火，以获得高强度和一组织不稳定，易变形，淬火后应进行回火，以获得高强度和一定韧性相配合的性能。定韧性相配合的性能。淬火的工序安排淬火的工序安排淬火的工序安排淬火的工序安排钢制零件，钢制零件，半精加工以后，精加工（磨削）以前半精加工以后，精加工（磨削）以前进行进行。铝合金及某些零件材料淬火后硬度、强度不太高，可在铝合金及某些零

20、件材料淬火后硬度、强度不太高，可在粗加工之粗加工之前前就安排淬火并时效就安排淬火并时效调质调质调质调质在淬火后进行高温回火处理，通常安排在在淬火后进行高温回火处理，通常安排在粗加工之后、半精加工之前粗加工之后、半精加工之前进行进行2021/9/2321渗碳渗碳渗碳渗碳适用于低碳钢和低合金钢，该工艺方法先提高零件表面层的含碳适用于低碳钢和低合金钢，该工艺方法先提高零件表面层的含碳量，经淬火后使表面获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度量，经淬火后使表面获得高的硬度，而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。和较高的韧性和塑性。由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在由于渗碳淬火变形大，且渗碳深度一般在

21、0.50.52mm2mm之间，故常之间，故常将渗碳工序放在将渗碳工序放在精加工之前精加工之前；其工艺路线一般为：其工艺路线一般为：下料下料锻造锻造正火正火粗、半精加工粗、半精加工渗碳淬火渗碳淬火精加工精加工渗氮渗氮渗氮渗氮使氮原子深入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。使氮原子深入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性；渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性；渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄（一般不超过0.60.60.7mm0.7mm），渗氮工序应安排在，渗氮工序应安

22、排在精加工以后精加工以后进行。进行。2021/9/2322毛坯退火、正火：毛坯退火、正火：安排在粗加工之前。安排在粗加工之前。调质：调质：通常安排在粗加工之后；若加工路线较简单，也通常安排在粗加工之后；若加工路线较简单，也 可在粗加工之前。可在粗加工之前。淬火及低温回火：淬火及低温回火：一般安排在磨之前。一般安排在磨之前。渗碳：渗碳：精加工之前精加工之前渗氮：渗氮：精加工以后。精加工以后。u 热处理工序的安排热处理工序的安排2021/9/2323除每道工序中操作工人自检外，下列情况应安排检验工序：除每道工序中操作工人自检外，下列情况应安排检验工序：各加工阶段（粗、半精加工等）结束之后；各加工阶

23、段（粗、半精加工等）结束之后；零件换车间前后，特别是进行热处理工艺前后；零件换车间前后，特别是进行热处理工艺前后；某些关键工序或较长的工序之后；某些关键工序或较长的工序之后；零件全部加工完毕进行总检。零件全部加工完毕进行总检。u特种检验：超声波探伤、射线检验用于材料的内部质量检验，安排在超声波探伤、射线检验用于材料的内部质量检验，安排在粗粗加工之前加工之前（毛坯去外皮后）；磁力探伤、荧光检验，表层质量检验，安排在（毛坯去外皮后）；磁力探伤、荧光检验，表层质量检验，安排在精加工以后精加工以后进行。进行。p其他工序的安排其他工序的安排 去去毛毛刺刺工工序序（倒钝锐角边)通通常常安安排排在在切切削削

24、加加工工之之后后，淬淬火火之之前前和和总总检检之之前。前。清清洗洗工工序序 在在零零件件加加工工后后装装配配之之前前，研研磨磨、珩珩磨磨等等光光整整加加工工工工序序之之后后，以以及采用磁力夹紧加工去磁后，及采用磁力夹紧加工去磁后，总检之前总检之前应对工件进行认真地清洗。应对工件进行认真地清洗。防防锈锈：在在气气候候潮潮湿湿的的地地区区或或工工序序间间周周转转时时间间较较长长时时，特特别别是是对对铝铝镁镁合合金金件，为防止氧化生锈，经常在有关工序中安排防锈。件，为防止氧化生锈，经常在有关工序中安排防锈。p检验工序检验工序辅辅助助工工序序的的安安排排2021/9/2324工序集中工序集中将几个简单

25、工序合并成一个工序，将几个简单工序合并成一个工序，将几个简单工序合并成一个工序，将几个简单工序合并成一个工序，使工艺过程的每个工序中包括尽可使工艺过程的每个工序中包括尽可使工艺过程的每个工序中包括尽可使工艺过程的每个工序中包括尽可能多的加工内容能多的加工内容能多的加工内容能多的加工内容1）有有利利于于保保证证工工件件各各加加工工面面之之间间的位置精度；的位置精度；2）减少设备数量和操作人员；）减少设备数量和操作人员；3）缩小生产规模，有利于管理。）缩小生产规模，有利于管理。适应于各表面间具有适应于各表面间具有较高相对位置要较高相对位置要求求的工件的加工，也适应于一般零件的工件的加工，也适应于一

26、般零件的的单件、小批或中等批量单件、小批或中等批量工件的加工工件的加工 工序分散工序分散将一个复杂工序分解成几个简单将一个复杂工序分解成几个简单将一个复杂工序分解成几个简单将一个复杂工序分解成几个简单工序，尽量减少每个工序的加工工序，尽量减少每个工序的加工工序，尽量减少每个工序的加工工序，尽量减少每个工序的加工内容内容内容内容1）采用比较简单的机床和工艺装备）采用比较简单的机床和工艺装备 2）对工人的技术水平要求低）对工人的技术水平要求低 3）加工中的辅助性时间花费较多）加工中的辅助性时间花费较多常用于大批、大量生产的流水线常用于大批、大量生产的流水线工艺过程。工艺过程。工序的集中与分散工序的

27、集中与分散2021/9/2325加工阶段的划分加工阶段的划分粗加工粗加工切除毛坯的大部分加工余量，提高生产率切除毛坯的大部分加工余量，提高生产率半精加工半精加工减小粗加工后留下的误差和表面缺陷层，减小粗加工后留下的误差和表面缺陷层，为主要表面的精加工做好准备为主要表面的精加工做好准备精加工精加工达到图样的全部技术要求，全面保证加工达到图样的全部技术要求，全面保证加工质量质量光整加工光整加工减小表面粗糙度值或进一步提高尺寸精度减小表面粗糙度值或进一步提高尺寸精度、一般不用于纠正形状误差和位置误差一般不用于纠正形状误差和位置误差荒加工荒加工阶段阶段2021/9/2326v划分加工阶段的原因：划分加

28、工阶段的原因：保证加工质量保证加工质量 合理使用机床设备合理使用机床设备 便于安排热处理工序便于安排热处理工序 有利于及早发现毛坯的缺陷有利于及早发现毛坯的缺陷 v应用：应用：工件工件刚度很低刚度很低时时 ，阶段划分必须严格，阶段划分必须严格精度要求较高精度要求较高的零件，其加工阶段的划分也要严格的零件，其加工阶段的划分也要严格 零件需要零件需要热处理热处理 ，自然地把工艺过程划分为若干个阶段，自然地把工艺过程划分为若干个阶段 航空、航天产品航空、航天产品的零件的零件 ，阶段划分一般都比较严格，阶段划分一般都比较严格注意：注意：加工阶段的划分是就零件加工的整个过程而言，不能以某个表加工阶段的划

29、分是就零件加工的整个过程而言，不能以某个表面的加工或某个工序的性质来判断。同时在具体应用时，也不可以绝对面的加工或某个工序的性质来判断。同时在具体应用时，也不可以绝对化，对有些重型零件或余量小、精度不高的零件，则可以在一次装夹后化，对有些重型零件或余量小、精度不高的零件，则可以在一次装夹后完成表面的粗精加工。完成表面的粗精加工。2021/9/2327工序号工序内容设备1车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角；大端面，钻大端中心孔，粗车大端外圆，倒角；精车外圆车床2铣键槽，手工去毛刺铣床工序号工序内容设备1 车小端面，钻小端中心孔，粗车小端外圆，倒角车床12 车大端面，钻大端中心孔，粗车大端

30、外圆，倒角车床23精车外圆车床34铣键槽，手工去毛刺铣床2021/9/2328五、加工余量及工序尺寸的确定五、加工余量及工序尺寸的确定工序余量工序余量上道工序基本尺寸上道工序基本尺寸本道工序基本尺寸本道工序基本尺寸2021/9/2329六、工艺尺寸链六、工艺尺寸链L=80-50=30mmL=？2021/9/2330工艺尺寸链的作用:工艺基准与设计基准不重合时，进行尺寸换算。工艺基准与设计基准不重合时，进行尺寸换算。对装配间隙或过盈进行验算。对装配间隙或过盈进行验算。为加工和装配方便，对公差进行调整、分组。为加工和装配方便，对公差进行调整、分组。A1A2N123A1A2NA1A1A2A2NN20

31、21/9/2331特点：特点：封闭性封闭性：组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成组成尺寸链的各个尺寸按一定顺序构成 一个封闭系统一个封闭系统关联性关联性：其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动一组相关的尺寸按一定顺序排列组成的封闭链环一组相关的尺寸按一定顺序排列组成的封闭链环尺寸链尺寸链尺寸链的概念2021/9/2332环环环环组成尺寸链的每一个尺寸组成尺寸链的每一个尺寸封封闭闭环环组组成成环环增环：与封闭环同向变动增环：与封闭环同向变动减环：与封闭环反向变动减环：与封闭环反向变动间接得到，被其间接得到，被其他尺寸所保证他尺寸所保证除封闭环以外除封闭环以外的其余各环

32、的其余各环组成因素组成因素2021/9/2333尺寸链的建立与分析确定封闭环确定封闭环绘制尺寸链绘制尺寸链判断增减环判断增减环2021/9/2334 确定封闭环确定封闭环封闭环封闭环加工中最后自然形成的环，加工顺序确定后才能加工中最后自然形成的环，加工顺序确定后才能确定封闭环确定封闭环u与加工过程有关与加工过程有关u一个尺寸链中只有一个封闭环一个尺寸链中只有一个封闭环。u在建立尺寸链时应遵守在建立尺寸链时应遵守“最短尺最短尺寸链原则寸链原则”，即对于某一封闭环，即对于某一封闭环，若存在多个尺寸链时，应选择组成若存在多个尺寸链时，应选择组成环数最少的尺寸链进行分析计算。环数最少的尺寸链进行分析计

33、算。2021/9/2335由封闭环的尺寸画起，依次画出与该尺寸要求有关的各由封闭环的尺寸画起，依次画出与该尺寸要求有关的各尺寸（组成环），最后回到封闭环的另一端，形成一个尺寸（组成环），最后回到封闭环的另一端，形成一个封闭的尺寸组。封闭的尺寸组。绘制尺寸链绘制尺寸链2021/9/2336从尺寸链的任何一环出发绕该链轮廓转一周，按该旋转方从尺寸链的任何一环出发绕该链轮廓转一周，按该旋转方向给每个环标出箭头，向给每个环标出箭头，箭头方向与封闭环相反箭头方向与封闭环相反的为的为增环增环，反之为反之为减环减环。A3A2A0A1A A1 1、A A3 3为增环，为增环，A A2 2为减环为减环C1C1为

34、减环，为减环，C2C2为增环为增环 判定增减环判定增减环2021/9/2337计算方法计算方法完全互换法（极值法）：完全互换法（极值法）：从尺寸链各环的从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。不考虑各环实际尺寸的分布情况。概率法：概率法：根据概率统计原理和加工误差分根据概率统计原理和加工误差分布的实际情况进行尺寸链计算，含有一定的布的实际情况进行尺寸链计算，含有一定的废品率。废品率。其他方法：其他方法：图解法、分组互换法、修配法图解法、分组互换法、修配法和调整法等。和调整法等。计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及极

35、限偏差之计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及极限偏差之间的关系。间的关系。尺寸链的计算2021/9/2338设设尺尺寸寸链链的的组组成成环环的的环环数数为为m+n，其其中中m个个增增环环，n个个减减环环，A0为为封封闭闭环环的的基基本本尺尺寸寸，Ai为为组组成成环环的的基本尺寸，则对于直线尺寸链有如下公式：基本尺寸，则对于直线尺寸链有如下公式：封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸:封闭环的极限尺寸：封闭环的极限尺寸：极值法计算步骤极值法计算步骤2021/9/2339封闭环的极限偏差封闭环的极限偏差:封闭环的公差封闭环的公差：即：封闭环的公差等于各组成环公差的和。即：封闭环的公差等于各组成环公差的和

36、。启发：启发：封闭环的精度较低，精度要求高的尺寸不宜作封闭环。封闭环的精度较低，精度要求高的尺寸不宜作封闭环。提高封闭环的精度提高封闭环的精度减少组成环的数量减少组成环的数量 提高组成环的精度提高组成环的精度2021/9/2340例例1：定位基准与设计基准不重合：定位基准与设计基准不重合尺寸链的应用实例确定封闭环、绘制尺寸链、判断增减环确定封闭环、绘制尺寸链、判断增减环思考：思考：调整调整A1精度精度调整调整A1精度精度定位基定位基准尽量准尽量与设计与设计基准重基准重合合2021/9/2341基本尺寸ESEI增环300-0.1减环-A2-EI(A2)-ES(A2)封闭环100.1-0.1竖式法

37、解尺寸链表竖式法解尺寸链表+=增环尺寸、上下偏差照抄，增环尺寸、上下偏差照抄，减环反号，上下偏差对调。减环反号，上下偏差对调。2021/9/2342例例2：测量基准与设计基准不重合：测量基准与设计基准不重合A3为封闭环，过程从略为封闭环，过程从略 若若实实测测A A2 2=40.35=40.35，按按上上述述要要求求判判为为废废品品，但但此此时时如如A A1 1=50=50，则则实实际际A A0 0=9.65=9.65，仍合格，即，仍合格，即“假废品假废品”。当当实实测测尺尺寸寸与与计计算算尺尺寸寸的的差差值值小小于于尺尺寸寸链链其其它它组组成成环环公公差差之之和和时时，可可能能为假废品。为假

38、废品。采采用用专专用用检检具具可可减减小小假假废废品品出出现现的的可能性。可能性。假废品问题：假废品问题：2021/9/2343两个问题两个问题a.提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求b.假废品问题假废品问题从例从例1 1尺寸的换算可以看出，通过尺寸换算来保证封闭环的要求，尺寸的换算可以看出，通过尺寸换算来保证封闭环的要求，必须提高组成环的加工精度。当封闭环的公差较大时，仅需提高本必须提高组成环的加工精度。当封闭环的公差较大时，仅需提高本工序的加工精度；当封闭环的公差等于甚至小于组成环公差之和时工序的加工精度；当封闭环的公差等于甚至小于组成环

39、公差之和时（如第二组和第三组设计尺寸），则不仅提高本工序的加工精度，（如第二组和第三组设计尺寸），则不仅提高本工序的加工精度，而且还要提高前工序的加工精度，增加了加工困难和成本。因此，而且还要提高前工序的加工精度，增加了加工困难和成本。因此，定位基准应尽量与设计基准重合定位基准应尽量与设计基准重合如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一组如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检进行复检，逐个，逐个测量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否。测

40、量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否。2021/9/2344例例3：中间工序尺寸的计算：中间工序尺寸的计算设计尺寸：工序1：镗内孔工序2：插键槽至尺寸A2工序3：热处理工序4：磨内孔至尺寸D2求工序尺寸A2A0A2A1A32021/9/2345D1A1D2H1v 讨讨论论：在在前前例例中中，认认为为镗镗孔孔与与磨磨孔孔同同轴轴，实实际际上上存存在在偏偏心心。若若两两孔孔同同轴轴度度允允差差为为0.050.05，即即两两孔孔轴轴心心偏偏心心为为 e e =0.0250.025。将将偏心偏心 e e 作为组成环加入尺寸链作为组成环加入尺寸链H20.0250.025R1A1HR2

41、e重新进行计算，可得到：重新进行计算，可得到：2021/9/2346 如图所示偏心零件，表面 A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 0.50.8mm。与此有关的加工过程如下：【例 4】【解】R2R1H1H0b)渗碳层深度尺寸换算a)A1）精车A面，保证直径 ；3）精磨A面保证直径尺寸 ，同时保证规定的渗碳层深度。D2H0H12）渗碳处理，控制渗碳层深度H1；试确定H1的数值。建立尺寸链，如图 b,在该尺寸链中，H0 是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。计算该尺寸链，可得到：D12021/9/2347例例5 如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工如图所示轴套，其加工工序如图所示，试

42、校验工序尺寸标注是否合理。序尺寸标注是否合理。50-0.34150.210-0.3零件图零件图51-0.410 车孔及端面车孔及端面50-0.3410.4-0.220 车外圆及端面车外圆及端面14.60.230 钻孔钻孔10-0.340 磨外圆及台阶磨外圆及台阶2021/9/2348解解:1)1)分析分析 从零件图上看从零件图上看,设计尺寸有设计尺寸有1010-0.3-0.3mmmm、150.2mm 150.2mm 以及以及5050-0.34-0.34。根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求根据工艺过程分析是否全部达到图纸要求.其中其中1010-0.3-0.3、5050-0.34-0.34直直接

43、保证，接保证，150.2150.2间接保证，为封闭环，必须校核。间接保证，为封闭环，必须校核。2 2）查找组成环，建立尺寸链）查找组成环，建立尺寸链10.4-0.214.60.214.60.210-0.3A0封闭环封闭环3 3）计算尺寸及偏差）计算尺寸及偏差 求得求得 A0=15-0.4+0.5 (超差超差)4)4)解决办法解决办法:改变工艺过程，如将钻孔改在工序改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后；之后；提高加工精度，缩小组成环公差。提高加工精度，缩小组成环公差。5 5）重新标注尺寸，校核计算）重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：现将尺寸改为：10.4-0.1，14.6 0.1,100.1

44、,10-0.1 -0.1 可求得可求得:A A0 0=150.2 =150.2 符合图纸要求符合图纸要求.2021/9/2349例例6 一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序30精车精车B面的余量。面的余量。ABCA1A2A3ABCA5A41010粗车端面粗车端面A A、B B，直接得到直接得到A A1 1=28=28-0.52-0.52 A A2 2=35=35-0.34-0.342020调头，粗、精车调头，粗、精车C C面，面，直接得到尺寸直接得到尺寸 A3=26-0.283030调头，精车调头，精车A A、B B，直接得到直接得到A A4 4=2

45、5=25-0.14-0.14 A A5 5=35=35-0.17-0.172021/9/2350解解:根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。ABCA1A2A3A4A5Z为封闭环为封闭环A0A3A2A4A5ZA0Z为封闭环为封闭环,求得，求得，Zmin=0.380,合适。合适。2021/9/2351例例7 某带槽轴如图。先车加工到尺寸某带槽轴如图。先车加工到尺寸30-0.06，然后铣键槽，然后铣键槽5-0.05。但后来发现轴细了，就采用了电镀修复的方法：在轴上。但后来发现轴细了，就采用了电镀

46、修复的方法：在轴上电镀一层电镀一层0.20.3mm的铬（槽内不镀），然后磨削到尺寸的铬（槽内不镀），然后磨削到尺寸30+0.06，求：，求：1、确定封闭环和增减环；、确定封闭环和增减环；2、画出尺寸链图；、画出尺寸链图；3、求磨削后的键槽尺寸、求磨削后的键槽尺寸X（要有步骤）（要有步骤）2021/9/2352练习：练习：加工一箱体零件的孔，有关尺寸加工一箱体零件的孔，有关尺寸如图所示，试分析：如图所示，试分析：（1）若两孔）若两孔O1，O2分别都以分别都以M面为基准镗孔时面为基准镗孔时,试标注两镗孔工试标注两镗孔工序的工序尺寸序的工序尺寸?（2）检验孔距时因）检验孔距时因800.08不便直不便

47、直接度量接度量,故选取度量尺寸为故选取度量尺寸为A1,试试计算其数值。计算其数值。（3）若实测尺寸对）若实测尺寸对A1超差了超差了,能能否直接判断该零件为废品否直接判断该零件为废品?试举试举例说明。例说明。2021/9/2353练习：练习：图示为轴套零件，在车床上已加工好外圆，内孔图示为轴套零件，在车床上已加工好外圆，内孔及各面，先须在铣床上铣出右端槽，并保证尺寸及各面，先须在铣床上铣出右端槽，并保证尺寸5（0-0.06）及及260.2，求试切调刀时的度量尺寸，求试切调刀时的度量尺寸H，A及其上下偏差？及其上下偏差？2021/9/23547.典型零件加工工艺分析典型零件加工工艺分析轴轴轴轴 类

48、类类类 零零零零 件件件件2021/9/2355主要表面及技术要求分析（见图）主要表面及技术要求分析（见图）工艺分析工艺分析 选择毛坯选择毛坯 直径相差不大直径相差不大热轧圆棒料热轧圆棒料 确定定位基准确定定位基准 两端中心孔两端中心孔 主要表面的加工方法主要表面的加工方法 粗车粗车调质调质半精车半精车磨削磨削 拟定工艺过程拟定工艺过程2021/9/23562021/9/23572021/9/23582021/9/23592021/9/2360套套套套 筒筒筒筒 类类类类 零零零零 件件件件2021/9/2361主要表面及技术要求分析（见图）主要表面及技术要求分析（见图）工艺分析工艺分析 选择

49、毛坯选择毛坯 小批量小孔径小批量小孔径棒料；大孔径棒料；大孔径铸件、锻件、管材；铸件、锻件、管材；大批量大批量粉末冶金、挤压粉末冶金、挤压 确定定位基准确定定位基准 两端中心孔两端中心孔 主要表面的加工方法主要表面的加工方法 粗车粗车调质调质半精车半精车磨削磨削 拟定工艺过程拟定工艺过程2021/9/2362工艺分析：工艺分析：选择毛坯选择毛坯:铸造圆棒料铸造圆棒料 工艺路线设计：铸造工艺路线设计：铸造车削车削钻孔钻孔开油槽开油槽检验。检验。加工工艺过程加工工艺过程练习练习零件名称：轴套；生零件名称：轴套；生产批量：小批；材料：产批量：小批；材料：HT200HT200。2021/9/2363箱箱箱箱 体体体体 类类类类 零零零零 件件件件壁薄、中空、形状复杂壁薄、中空、形状复杂2021/9/2364主要表面及技术要求分析（见图）主要表面及技术要求分析（见图）平面精度；孔平面精度；孔形状精度、位置精度形状精度、位置精度工艺分析工艺分析 选择毛坯选择毛坯 铸件铸件 确定定位基准确定定位基准 粗基准粗基准孔；精基准孔；精基准底面、导向面底面、导向面 主要表面的加工方法主要表面的加工方法 面：粗刨面：粗刨精刨；孔：钻扩铰（镗）精刨；孔：钻扩铰（镗）拟定工艺过程拟定工艺过程 先面后孔先面后孔2021/9/23652021/9/2366