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1、LOGO北京航空航天大学工程训练中心第五章第五章加工工艺过程的加工工艺过程的基本知识基本知识史成坤史成坤第五章第五章 加工工艺过程的基本知识加工工艺过程的基本知识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基准与定位基准与定位基准与定位基准与定位工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链工艺尺寸链工艺过程设计的意义与步骤工艺过程设计的意义与步骤工艺过程设计的意义与步骤工艺过程设计的意义与步骤一、基本概念一、基本概念生产过程和工艺过程生产过程和工艺过程技术准备过程技术准备过程辅助生产过程辅助生产过程生产服务过程生产服务过程工艺过程工艺过程产品投产前的市场调查、预测、新产品鉴定、工
2、艺设计等工艺装备制造、能源供应、设备维修等 原材料的组织、运输、保管、产品包装等直接改变原材料或半成品的尺寸、尺寸、形状、表面的相互位置、表面粗糙形状、表面的相互位置、表面粗糙度或性能度或性能，使之成为成品的过程 生产过程生产过程生产过程生产过程将原材料或半成品转变成将原材料或半成品转变成为为产品产品所经过的全部过程所经过的全部过程构成构成工工 序序工工 步步走走 刀刀安安 装装工工 位位工工艺艺过过程程组组成成将合理的工艺过将合理的工艺过程编写成用于程编写成用于指指指指导生产导生产导生产导生产的技术文的技术文件，如工艺路线件，如工艺路线卡、工艺过程卡、卡、工艺过程卡、工序卡等工序卡等连续连续
3、同一个工作地点同一个工作地点工工 序序一个（或一组）工人，在一个（或一组）工人，在同一个工作地点同一个工作地点（或机床）（或机床）对一个对一个（或一组）工件进行加工，所（或一组）工件进行加工，所连续连续完成的那部分工艺过程。完成的那部分工艺过程。工序工种工序内容工作地点（机床）0车车端面，打中心孔，掉头，车端面，打中心孔车床15车粗车各外圆；半精车各外圆，倒角，去毛刺车床210钳划线钳工台思考：u单个零件，同一个人在同一个车床完成前两个工序？u一批零件和单个零件？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
4、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，粗车大端外圆，倒角车床23精车外圆车床34铣键槽，手工去毛刺铣床同一个零件，同样的加工内同一个零件，同样的加工内容可以有不同的工序安排容可以有不同的工序安排工工 步步在一个工序中，当在一个工序中，当工件的加工表面、切削刀具和切削用量中工件的加工表面、切削刀具和切削用量中的转速与进给量的转速与进给量均均保持不变保持不变时所完成的那部分工序。时所完成的那部分工序。是构成是构成工序的基本单元工序的基本单元工序工种工序内容工作地点（机床）0车车端面，打中心孔，掉头，车另一端面，打中心孔车床15车
5、粗车各外圆；半精车各外圆，倒角，去毛刺车床210钳划线钳工台工步的基本要素：工步的基本要素：工步的基本要素：工步的基本要素：加工面、刀具、切加工面、刀具、切加工面、刀具、切加工面、刀具、切削用量（削用量（削用量（削用量（不含背吃不含背吃不含背吃不含背吃刀量）刀量）刀量）刀量）均不均不均不均不变变几个工步几个工步？带回转刀架的机床带回转刀架的机床(转塔车床，加工中心转塔车床，加工中心)，回转刀架的一次转位所完成的工，回转刀架的一次转位所完成的工位内容属一个工步；若有多把刀具同时参与切削，该工步称为位内容属一个工步；若有多把刀具同时参与切削，该工步称为复合工步复合工步。立轴转塔车床回转刀架立轴转塔
6、车床回转刀架立轴转塔的一个复合工步立轴转塔的一个复合工步钻孔、扩孔复合工步钻孔、扩孔复合工步组合铣刀铣平面复合工步组合铣刀铣平面复合工步走走 刀刀刀具从被加工表面每切去一层余量，就称为一次走刀。刀具从被加工表面每切去一层余量，就称为一次走刀。是构成工步的基本单元，构成工艺过程的最小单元。是构成工步的基本单元，构成工艺过程的最小单元。一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚一个工步可包括一次或数次走刀。当需要切去的金属层很厚（背吃刀量背吃刀量），不能在一次走刀下切完，则需分几次走刀。），不能在一次走刀下切完，则需分几次走刀。安装安装在同一个工序中，工件每在同一个工序中，工件每定位和夹
7、紧定位和夹紧一次所完成的那部分加一次所完成的那部分加工称为一个安装。工称为一个安装。一个工序中，工件可安装一次或数次。一个工序中，工件可安装一次或数次。工序工种工序内容工作地点（机床）0车车端面，打中心孔，掉头，车另一端面，打中心孔车床1二次二次安装安装工工 位位相对刀具或设备的固定部分，相对刀具或设备的固定部分，工件工件所占有的每一个加工位置所占有的每一个加工位置称为工位。称为工位。如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，如果一个工序只有一个安装，并且该安装中只有一个工位，则工序内容就是则工序内容就是安装安装内容，同时也就是内容，同时也就是工位工位内容。内容。工序工种工序内容工作
8、地点（机床）0车车端面，打中心孔，掉头，车另一端面，打中心孔车床1多工位安装多工位安装一般来说，一次安装对应一个工位一般来说，一次安装对应一个工位一一般般规规律律零件的机械加工工艺过程由若干个零件的机械加工工艺过程由若干个工序工序组成；组成；在一个在一个工序工序中可能包含有一个或几个中可能包含有一个或几个安装；安装；每一个每一个安装安装可能包含一个或几个可能包含一个或几个工位；工位；每一个每一个工位工位可能包含一个或几个可能包含一个或几个工步；工步；每一个每一个工步工步可能包括一个或几个可能包括一个或几个走刀走刀。工工艺艺过过程程基本概念基本概念生产类型生产类型每种产品只生产一每种产品只生产一
9、件或几件，而且不件或几件，而且不再重复投产或不定再重复投产或不定期地重复投产。期地重复投产。产品分批进行生产，产品分批进行生产，经过一定时期后，又经过一定时期后，又交替地重复进行。可交替地重复进行。可分为大批、中批、小分为大批、中批、小批生产。批生产。单单件生件生件生件生产产划分依据划分依据产产品的年品的年品的年品的年产产量量量量工作地的工作地的专业化程度（化程度（产品本身的大小和复品本身的大小和复杂度）度）成批生成批生成批生成批生产产大量生大量生大量生大量生产产制定生产工艺通常要根据生产类型来进行制定生产工艺通常要根据生产类型来进行长时间内只生产同一长时间内只生产同一种产品，产品应用广种产品
10、，产品应用广泛、产量很大、已经泛、产量很大、已经定型。如螺钉、螺母定型。如螺钉、螺母等标准件等标准件生产类型零件的年生产纲领/件/年重型机械中型机械轻型机械单件生产小批生产中批生产大批生产大量生产5510010030030010001000202020020050050050005000100100500500500050005000050000按产量划分生产类型按产量划分生产类型生产类型特点单件生产成批生产大量生产加工对象经常变换周期性变换固定不变机床通用机床通用机床和专用机床专用机床或自动线机床布局机群式布置按零件分类的工段式布置按流水线布置夹具通用夹具或组合夹具必要时采用专用夹具通用或专
11、用夹具广泛使用高效率专用夹具刀具通用刀具通用刀具和专用刀具广泛使用高效率专用刀具量具通用量具通用量具和专用量具广泛使用高效率专用量具毛坯制造方法木模手工造型、自由锻(精度低)手工及部分金属模造型和模锻金属模机器造型，压力铸造，特种铸造，模锻，特制型材(高精度)各种生产类型的工艺特点各种生产类型的工艺特点生产类型特点单件生产成批生产大量生产安装方法直接或划线找正划线找正和广泛使用夹具不需划线，全部使用夹具装配方法零件不能互换广泛采用修配法普遍采用互换或选配完全互换或分组互换生产周期没有一定周期重复长时间连续生产生产率低一般高成本高一般低生产工人等级高一般低，调整工人技术水平要求高工艺文件简单，一
12、般为加工过程卡片比较详细详细编制二、基准与定位二、基准与定位基准的概念基准的概念基准基准：用来确定零件（部件）上某些点线面位置：用来确定零件（部件）上某些点线面位置时所依据的点、线、面。时所依据的点、线、面。基准基准基准基准设计基准设计基准设计基准设计基准图纸（工图纸（工图纸（工图纸（工作性能出作性能出作性能出作性能出发）发）发）发）工艺基准工艺基准工艺基准工艺基准制造过程制造过程制造过程制造过程在在在在工序图工序图工序图工序图上用以指定加工表面位置上用以指定加工表面位置上用以指定加工表面位置上用以指定加工表面位置的基准的基准的基准的基准在加工中用做定位的基准（在加工中用做定位的基准（在加工中
13、用做定位的基准（在加工中用做定位的基准（粗基准、粗基准、粗基准、粗基准、精基准、辅助基准精基准、辅助基准精基准、辅助基准精基准、辅助基准）在工件上用以测量已加工表面位置在工件上用以测量已加工表面位置在工件上用以测量已加工表面位置在工件上用以测量已加工表面位置的基准的基准的基准的基准装配时用以确定零件在产品中位置装配时用以确定零件在产品中位置装配时用以确定零件在产品中位置装配时用以确定零件在产品中位置的基准的基准的基准的基准设计图样上所采用的基准设计图样上所采用的基准设计图样上所采用的基准设计图样上所采用的基准原始基准原始基准原始基准原始基准定位基准定位基准定位基准定位基准测量基准测量基准测量基
14、准测量基准装配基准装配基准装配基准装配基准设计基准：设计基准：设计图样设计图样上所采用的基准上所采用的基准（尺寸标注，工（尺寸标注，工作性能出发制定的）作性能出发制定的）轴线轴线o-oo-o是内孔是内孔D D和和40h6的设计基准；的设计基准；端面是端面及台阶面的设计基准；端面是端面及台阶面的设计基准；内孔表面的轴线是外圆表面内孔表面的轴线是外圆表面40h640h6径向径向跳动、跳动、B B端面跳动的设计基准。端面跳动的设计基准。工艺基准：工艺基准：在在制造零件制造零件和和装配机器装配机器的过程中所使用的基准的过程中所使用的基准装配基准装配基准装配基准装配基准定位基准定位基准定位基准定位基准测
15、量基准测量基准测量基准测量基准原始基准原始基准原始基准原始基准装配装配时，用于确定零件在部时，用于确定零件在部件或产品中位置的基准。件或产品中位置的基准。零件检验时（加工后或加工中）零件检验时（加工后或加工中），用于，用于测量测量被加工表面的尺寸被加工表面的尺寸和位置的基准。和位置的基准。在在工艺文件工艺文件上用以标定被加工表面上用以标定被加工表面位置的基准（定位基准、测量基准）位置的基准（定位基准、测量基准）。工艺工艺工艺工艺基准基准基准基准分类：分类：粗基准、精基准、辅助基准粗基准、精基准、辅助基准加工时，用于加工时，用于工件定位工件定位的基准。的基准。粗基准：未经加工过的基准粗基准：未经
16、加工过的基准精基准：已经加工过的基准精基准：已经加工过的基准辅助基准：非功能所需，为满足工艺需要专门作出的定位基准辅助基准：非功能所需，为满足工艺需要专门作出的定位基准测量测量定位定位装配装配基准与定位基准与定位（定位）基准的选择原则（定位）基准的选择原则 基准选择的一般原则基准选择的一般原则选最大尺寸的表面为安装面，例1；首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。因为在加工中保证空间位置精度有时要比尺寸精度困难得多，例2；应尽量选择零件的主要表面为定位基准，例3；定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。选择定位基准是为了保证工件的位置精度，定位基准总是从有位置精度要求的表面开始进行选
17、择要求所加工的孔与端面要求所加工的孔与端面M M垂直，显然用垂直，显然用N1N1面定位时加工面定位时加工精度高。精度高。例1 选最长距离的面为安装面返回例2 空间位置精度的保证返回以以M M面为安装面限制面为安装面限制 ，三个自由度，以三个自由度，以N N面为导向面限面为导向面限制制 ，两个自由度，要保证这些空间位置，两个自由度，要保证这些空间位置，M M面与面与N N面必须面必须有较高的加工精度。有较高的加工精度。例3 主要表面作为定位基准选主要表面为定位基准，可使设计基准与定位基准重选主要表面为定位基准，可使设计基准与定位基准重合，图中的合，图中的M M面、面、N N面。面。返回 粗基准的
18、选择原则粗基准的选择原则使所有的加工表面都有足够的加工余量，保证各加工表面使所有的加工表面都有足够的加工余量，保证各加工表面对不加工表面具有一定的位置精度。对不加工表面具有一定的位置精度。1.选不加工的表面做粗基准；如图5-32.选重要表面为粗基准；如图5-43.选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的表面做粗基准；例如，砂型铸造最底面，如图4.粗基准一般只能使用一次。注意：注意：a、第一、二道工序一般都是为了加工出精基准；、第一、二道工序一般都是为了加工出精基准；b、在实际应用中，尽量兼顾这四条原则，不能同时兼顾的要根据具体、在实际应用中，尽量兼顾这四条原则，不能同时兼顾的要根据具体情况
19、，抓住主要矛盾，解决问题。情况，抓住主要矛盾，解决问题。图5-3 不加工表面作为粗基准以不需加工的外圆表面作为基准，保证各加工表面与外以不需加工的外圆表面作为基准，保证各加工表面与外圆表面之间具有较高的同轴度或垂直度，套筒厚度均匀圆表面之间具有较高的同轴度或垂直度，套筒厚度均匀返回图5-4 选择重要表面作为粗基准导轨面导轨面底面底面返回选择加工余量小的面作为粗基准以加工余量最小的面为粗基准，避免余量不足造成废品以加工余量最小的面为粗基准，避免余量不足造成废品返回对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为对于形位公差精度要求较高的零件，应采用已加工过的表面作为定位基准。粗基准使用一
20、次后，就应该用精基准定位。定位基准。粗基准使用一次后，就应该用精基准定位。精基准的选择原则精基准的选择原则1.基准重合原则：基准重合原则：尽量选择设计基准作为定位基准尽量选择设计基准作为定位基准设计尺寸被设计尺寸被直接保证，直接保证，避免不重合避免不重合误差误差图图5-52.基准同一原则：基准同一原则：使尽可能多的表面加工采用同一个精基准，使尽可能多的表面加工采用同一个精基准，减少夹具类型，提高位置精度减少夹具类型，提高位置精度3.互为基准原则：互为基准原则：在需要加工的各表面中，互相以对方为定在需要加工的各表面中，互相以对方为定位基准，反复使用，保证二者的位置精度，位基准，反复使用，保证二者
21、的位置精度，如套筒类零件的如套筒类零件的内孔和外圆有较高同轴度要求时内孔和外圆有较高同轴度要求时。4.自为基准原则：自为基准原则：以加工表面自身作为基准，适用于某些精以加工表面自身作为基准，适用于某些精度要求很高，余量很小并且均匀的表面，度要求很高，余量很小并且均匀的表面，如机床床身的磨削、如机床床身的磨削、光整加工等光整加工等。5.一般要求：一般要求：定位准确、稳定、可靠，并能使夹具结构简单、定位准确、稳定、可靠，并能使夹具结构简单、操作方便。操作方便。基准与定位基准与定位工件的定位原理工件的定位原理使工件占有正确的位置使工件占有正确的位置确保工件位置不变确保工件位置不变OXYZ在机械加工中
22、，无论采用哪种在机械加工中，无论采用哪种安装方法，都必须使工件在机安装方法，都必须使工件在机床或夹具上正确地定位床或夹具上正确地定位六点定位原则六点定位原则：任何一个未被任何一个未被约束的物体，在空间有六个自约束的物体，在空间有六个自由度。用合理设置的六个支撑由度。用合理设置的六个支撑点来限制工件的六个自由度，点来限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确使工件在夹具中的位置完全确定。定。u说明说明定位支承点是定位元件抽象而来的定位支承点是定位元件抽象而来的定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自由度定位支承点与工件定位基准面始终保持接触，才能起到限制自由度的作用的作用分析
23、定位支承点的作用不考虑力的影响分析定位支承点的作用不考虑力的影响完全定位加工沟槽，六点完全定位不完全定位过定位：某些自由度被重复限制，尽量避免欠定位：应该限制的自由度没有完全限制，不允许不允许消除或减少过定位干涉的两种方法消除或减少过定位干涉的两种方法改变定位元件结构，使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用；改变定位元件结构，使定位元件重复限制自由度的部分不起定位作用；提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。提高工件定位基准之间以及定位元件工作表面之间的位置精度。常用定位元件所能限制的自由度常用定位元件所能限制的自由度平面支承平面支承支承钉支承钉定位情况定位情况一个支承钉一
24、个支承钉两个支承钉两个支承钉三个支承钉三个支承钉图图 示示限制自由度限制自由度 支承板支承板定位情况定位情况一块条形一块条形支承板支承板两个条形两个条形支承板支承板一块矩形一块矩形支承板支承板图图 示示限制自由度限制自由度 心轴心轴定位情况定位情况长圆柱心轴长圆柱心轴短圆柱心轴短圆柱心轴小锥度心轴小锥度心轴图图 示示限制自由度限制自由度孔面支承孔面支承定位情况定位情况短圆柱销短圆柱销长圆柱销长圆柱销菱菱 形形 销销图图 示示限制自由度限制自由度 圆柱销圆柱销 V V 形块形块定位情况定位情况1个短个短V形块形块2个短个短V形块形块1个长个长V形块形块图图 示示限限 制制自由度自由度外圆面支承外
25、圆面支承定位套定位套定位情况定位情况1个短个短定位套定位套2个短个短定位套定位套1个长个长定位套定位套图图 示示限限 制制自由度自由度组合定位组合定位工件定位面：工件底面工件定位面：工件底面和两销孔；和两销孔；定位元件：平面，一个定位元件：平面，一个短圆柱销（销短圆柱销（销1）和一）和一个削边销（销个削边销（销2）；）；平面限制：平面限制：销销1限制：限制：销销2 与销与销1 联合联合限制：限制：判断工件自由度的方法：让工件沿着所要判断的方向运动（移动或者转让工件沿着所要判断的方向运动（移动或者转让工件沿着所要判断的方向运动（移动或者转让工件沿着所要判断的方向运动（移动或者转动），如果工件和定
26、位原件仍然在这个方向保持接动），如果工件和定位原件仍然在这个方向保持接动），如果工件和定位原件仍然在这个方向保持接动），如果工件和定位原件仍然在这个方向保持接触，则该方向的自由度没有限制，否则就限制了。触，则该方向的自由度没有限制，否则就限制了。触，则该方向的自由度没有限制，否则就限制了。触，则该方向的自由度没有限制，否则就限制了。先判断没有限制的先判断没有限制的注意组合定位时，注意组合定位时，联合定位联合定位情况情况能判断指定定位元件所限制自由度能判断指定定位元件所限制自由度思考：思考：P209，6分析讨论分析讨论：下列定位方案中各定位元件限制了那些自由度？下列定位方案中各定位元件限制了那些
27、自由度？基准与定位基准与定位夹具的基本知识夹具的基本知识通用夹具通用夹具标准化，能较好地适应工序和工件变换标准化，能较好地适应工序和工件变换 三爪卡盘、四爪卡盘、铣床的平口钳、分度头等 直接安装、直接找正或划线找正直接安装、直接找正或划线找正 主要用于单件小批生产 定位精度低，常用于粗加工夹具夹具能将工件能将工件定位、夹紧定位、夹紧，保证加工过程中工件和刀具，保证加工过程中工件和刀具（机床）间相对位置关系的附加装置。（机床）间相对位置关系的附加装置。专用夹具专用夹具针对某工件的某工序加工要求专门设计制造针对某工件的某工序加工要求专门设计制造 由定位件、夹紧机构、夹具主体及导向元件等组成 无需找
28、正无需找正 主要用于定型产品或较大的生产批量 例如，定位心轴大端面，大端面，短心轴短心轴ZYX夹具定位实例夹具定位实例1-定位心轴定位心轴工件以内孔定位，加工外圆表面，需限制几个自由度？5 5个，不限制绕个，不限制绕 y y转，转，夹具设计如下：夹具设计如下：（快卸）（快卸）思考：采用思考：采用大端面定位大端面定位？夹具定位实例夹具定位实例2两孔一面组合定位法两孔一面组合定位法加工上部大孔，需限制六个自由度。加工上部大孔，需限制六个自由度。下，平面限制下，平面限制左，短圆柱销限制左，短圆柱销限制；右，短棱形销限制；右，短棱形销限制。组组合合夹夹具具由由一一套套预预先先制制好好的的，不不同同形形
29、状状、不不同同规规格格尺尺寸寸的标准元件和组件组装而成的标准元件和组件组装而成 适用于产品变化较大的小批生产，成批生产 体积和质量大导向元件导向元件支承件支承件定位件定位件固紧件固紧件压紧件压紧件辅助件辅助件基础件基础件例，铣床组合夹具例，铣床组合夹具钻孔组合夹具车床组合夹具三、工艺尺寸链三、工艺尺寸链L=80-50=30mmL=？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。A1A2N123A1A2NA1A
30、1A2A2NN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组成因素：组成因素：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的其余各环
31、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 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算。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
32、，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为减环，为减环，C2C2为增环为增环 判定增减环判定增减环计算方法计算方法完全互换法（极值法）：完全互换法（极值法）
33、：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
34、+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。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
35、组成环的精度提高组成环的精度例例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基本尺寸ESEI增环3000.1减环-A2-EI(A2)-ES(A2)封闭环100.1-0.1竖式法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。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
36、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：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
37、 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
38、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。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A2A0A2A1A3D1A1D2H1v 讨讨论论：在在前前例例中中，认
39、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H20.0250.025R1A1HR2e重新进行计算，可得到：重新进行计算，可得到：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，
40、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：D1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1010-0.3-0.3mm
41、mm、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
42、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 0.1,100.1,10-0.1 -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.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=
43、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，3131 直接得到直接得到A A4 4=25=25-0.14-0.14 A A5 5=35=35-0.170.17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。例例7 某带槽轴如图。先车加工到尺寸
44、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300+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）作业：作业：P209 11、12、13四、工艺过程设计的意义与步骤四、工艺过程设计的意义与步骤乃们到底要我肿么办才满意？乃们到底要我肿么办才满意？工艺
45、规程工艺规程是指导生产的技术文件，是理是指导生产的技术文件，是理论与实践经验综合的创造性思维成果论与实践经验综合的创造性思维成果原则与步骤 1.1.原则原则保证加工的零件（产品）达到规定的技术要求。保证加工的零件（产品）达到规定的技术要求。提高生产率、降低成本、改善劳动条件。提高生产率、降低成本、改善劳动条件。充分利用本企业现有生产条件充分利用本企业现有生产条件,尽可能采用国内外先进工尽可能采用国内外先进工艺技术和检验艺技术和检验 。2.2.工艺过程设计的原始资料工艺过程设计的原始资料产品装配图和零件图产品装配图和零件图 ；零件生产类型零件生产类型 ；毛坯和半成品的有关资料；毛坯和半成品的有关
46、资料；生产厂的生产条件生产厂的生产条件(生产厂现有设备、常用工艺装备生产厂现有设备、常用工艺装备 、工人技术水平、生产习惯；能源、运输、物资供状况等工人技术水平、生产习惯；能源、运输、物资供状况等)。3.3.工艺过程设计的步骤工艺过程设计的步骤对零件进行工艺分析对零件进行工艺分析;选择毛坯选择毛坯;拟定零件的工艺路线拟定零件的工艺路线;选择（或设计）各工序的设备、刀具、夹具、量具及选择（或设计）各工序的设备、刀具、夹具、量具及其它辅助工具；其它辅助工具；确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差；确定各工序的切削用量和工时定额；确定各工序的切削用量和工时定额；工
47、艺方案的技术经济分析；工艺方案的技术经济分析；填写工艺文件。填写工艺文件。9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Saturday,May 20,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。16:26:1416:26:1416:265/20/2023 4:26:14 PM11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2316:26:1416:26May-2320-May-2312、故人江海别，几度隔山川。16:26:1416:26:1416:26Saturday,May 20,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。5月-235月-2316:26:1416:26:14May 20,202314、他乡生白
48、发，旧国见青山。20 五月 20234:26:14 下午16:26:145月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 234:26 下午5月-2316:26May 20,202316、行动出成果，工作出财富。2023/5/20 16:26:1516:26:1520 May 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。4:26:15 下午4:26 下午16:26:155月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Saturday,May 20,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。16:26:1516:2
49、6:1516:265/20/2023 4:26:15 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5月-2316:26:1516:26May-2320-May-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。16:26:1516:26:1516:26Saturday,May 20,202313、不知香积寺，数里入云峰。5月-235月-2316:26:1516:26:15May 20,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 五月 20234:26:15 下午16:26:155月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。五月 234:26 下午5月-231
50、6:26May 20,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/20 16:26:1516:26:1520 May 202317、空山新雨后，天气晚来秋。4:26:15 下午4:26 下午16:26:155月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。5月-235月-23Saturday,May 20,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。16:26:1516:26:1516:265/20/2023 4:26:15 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。5月-2316:26:1516:26May-2320-May-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。16:26