【文档说明】第6章机械加工工艺规程的制定(贾).pptx，共(133)页，2.276 MB，由精品优选上传

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第四章机械加工工艺规程的制定本章概要本章所要解决的重点是:在现有的生产条件下如何采用经济有效的加工方法，并将若干加工方法以合理路径安排以获得符合产品要求的零件。学习本章，首先需要掌握工序与安装、工位、工步、走刀、基准、生产过程

与机械加工过程等概念，在此基础上将重点学习机械加工工艺规程的作用、内容及编制方法。主要内容零件制造的工艺过程工艺规程的作用及设计步骤定位基准的选择工艺路线的拟定加工余量的确定尺寸链工序尺寸的确定时间定额及经济分析零件制造的工艺过程一、生产过程生产过程是指原

材料到成品之间相关联的各个环节劳动过程的总和。对机器制造而言，它包括材料及零件的运输与保管，生产准备工作，毛坯制造。零件机械加工与热处理、质检、装配、调整、油漆和包装。二、机械加工工艺过程1、①工艺过

程：在机械产品的生产过程中，那些与原材料变为成品而直接有关的过程称为工艺过程。如：毛坯制造、热处理、质检和装配等。二、机械加工工艺过程1、②机械加工工艺过程：采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、精度和表面性质，

使之成为零件产品的过程，称为机械加工工艺过程。例如齿轮加工。2、组成：细分工序、安装、工位、工步、走刀。工序：一个（或一组）工人在一个工作地点（如机床或钳台）对一个（或几个）工件连续完成的那份工艺过程，称为工序。它是组成工艺过程的基本单元。一般以工作地点

为主要特征，如车联轴器。有如下几种加工方法：a：在一车一钻床：车所有外圆及端面内孔→钻六孔A、B、D、C、E(C、D、E→A、B)2个工序b：两车一钻车C、D、E→车A、B→钻六孔3个工序c：一车一钻车C、D、E→钻六孔→车A、B3个工序d：

一批工件先加工C、D、E→A、B→钻2个工序安装：一个工序有时在零件的几次装夹下完成，这时在零件每次装夹下所完成的那部分工作称为一次安装。如a方案，两次安装。工位：工件在机床上相对刀具所占据的每个加工位置所完成的那部分工作称为一个工位。1.装卸2.铣

面3.开槽4.钻孔如图：回转工作台工步：工步是构成工序的基本单元。→在加工表面（钻、扩、铰）切削刀具和切削用量（不包括切深）都不变的情况下完成的那一部分工作。如安装1：粗车C、精车C、粗车外圆、精车外圆、粗镗孔、精镗

孔有时有复合工步。（结合机床、大门）走刀：有些工步，由于余量较大或其他原因，需要用同一刀具在同一转速和进给量条件下对同一表面进行多次切削（多次走刀），这样刀具对工件的每次切削称为一次走刀。三、加工工艺规程的内容和作用一个零件的加工工艺过程不是各种各样的，工艺人员的任务就是要制定出一个最合

实际的工艺过程。1定义：把工艺过程的有关内容，用文件表格的形式固定下来，称为机械加工工艺规程。2内容：工艺规程一般包括：加工路线和经过车间工段，各工序内容及所用机床、刀具、工艺装备，工件检验项目及方法，切削用量，工时定额及工人等级等。三、加工工艺规程的内容和作用3作

用：①工艺规程是指导生产的主要技术文件（计划、调度、操作、检查）②工艺过程是生产准备的依据（刀、夹、量、材料、设备改造、毛坯）③是新建或扩建厂和车间的基本技术文件，以确定下列问题：机床种类和数量，车间工厂面积，机床布置，生产工人的

工种，技术等级和数量等。如新造汽车厂，参考原来汽车厂。四、制订工艺规程和指导思想⑴保证质量质量是企业的生命，产品的生命⑵降低成本——在现有条件下机床、效率、购买等五、生产类型生产类型对工艺过程有直接影响如一

件、多件不同1、机械行业有见表6-2（P192）重型零件200kg以上，中型零件100～200kg，轻型零件100kg以下各种生产类型的工艺特点见表6-3～表6-5（P197~198）单件成批大量小批中批大批2、影响生产类型的因素①品种、种类②产量、零件

数③工艺过程的工序数④工作地数⑤各工序的劳动量3、工作地专业化程度一个工作地点（机床）干工序数大量生产：1～2种大批生产：2～10中批生产：10～20小批生产：20～40单件：40以上tR00大量K>1.5大批K=0.11

.5中批K=0.05.1小批K=0.005.05单件K=0.005以下工序大量系数：K=t——工序时间，R——节拍看一个工厂分类六、制订工艺规程和原始资料和步骤：1、原始资料：①产品的整套装配图和零件工作图

②产品的验收质量标准③产品的生产纲领（年产量）和生产类型N0=N·n·(1+α)·(1+β)P192④毛坯的生产情况⑤车间现有条件⑥当前先进工艺及工艺及生产技术发展情况2、制订步骤：①对零件图进行工艺分析，审查零件的结构工艺性及技术要求②确定毛坯的种类和制造方法③拟定工艺

路线——选择工艺基准，表面加工方法，划分加工阶段，安排加工顺序④确定加工余量，计算工序尺寸及公差⑤确定机床、工艺装备和切削用量⑥计算工时定额和工人等级⑦确定重要工序的检查项目和方法⑧填写工艺文件§1-2零件的结构工艺性及毛坯的选择一、结构工艺性：关于这个问题，已在金属工艺学中讲过，所谓工艺性就是有

加工的可能性。要便于加工，又能保证质量。这个从下面几个方面来看1.被加工表面的加工可能性如：齿轮空刀或2.保证位置精度的可能性位置精度主要指同轴度、垂直度、平行度等。另外主要保证位置精度，最好一次安装下就能加工所有的表面。AB同轴0.02安装3.零件安装时应有方便

的定位基准如车床子刀架有的附加基准影响外观、可去除（加工后）4.加工面的尺寸、形状及位置应便于加工①零件结构布局如箱体孔小大小②加工面位置大中小大小大或或内面应改为外面③多个加工面的尺寸、位向一致④结构尺寸、形状与刀具关系5.减小加工表面的尺寸二、毛坯的选择毛坯的种类和质量对机加工的质量

、劳动生产率和成本有着重要影响。人们总希望其尺寸形状与成品零件相接近，从而可减少加工余量，节约材料，提高生产率，但这样会使毛坯成本提高。为合理选择，应从下面几个方面考虑。1.零件的生产纲领大批大量→用高生产率和高精度的毛坯制造方法：如金属模机械造型、模锻、型材单件小批→生产费用高，如手工木模、

自由锻2.零件的结构和外形复杂→铸造简单→锻3.零件的尺寸大小大→铸或自由锻小→模锻、型材4.零件机械性能高→锻一般→铸或型材5.充分利用新工艺、新技术、新材料如精密铸造、精密锻造等三、毛坯的种类1.锻件2.型材热轧、冷轧

3.组合毛坯。铆、焊、装4.冲压选择时可根据情况特殊情况自由锻-单件小批、大件模锻-大量生产、中小件1.2.3.增加工艺支承做成整件如开合螺母按工艺要求提的特殊要求一、加工时工件的安装方法1.找正法划线目的§1-3基准和基准的选择→直接找正

法：如四爪卡盘、车内孔孔圆找划线找正：安装前先划线，按线找使工件各表面都有足够加工余量使加工表面与不加工表面保持正确位置关系使工件安装迅速2.夹具安装通过夹具上的定位元件使工件获得正确位置并加紧的方法。这种方法比找正法安装迅速方便、定位精度稳定、广泛用于成批和大

量生产。二、获得加工尺寸的几种方法1.试切法2.调整法半自动车对刀块3.尺寸刀具法4.主动测量法三、基准及其分类零件在加工之前往机床上安装，在装配时要往部件上安装，这些过程都涉及基准的问题。基准：确定零件或部件上某些点、线、面位置时所选作参照系的那些点、线

、面称为基准。基准是测量和计算的起点和依据。因此也是研究机械制造程度的一个极为重要的问题。根据作用和应用的场合，基准可分为以下几类1.设计基准：在零件图上用以确定其他电、线、面位置的基准，称为设计基准。2.加工基准：在加工时，确定零件

位置的点、线、面称为加工基准。BAA、B互为设计基准DCD为C基准定位基准：夹具安装时确定零件位置的点、线、面校对基准：找正安装时确定零件位置的点、线、面测量基准：试切法加工测量时确定零件位置的点、线

、面加工基准：粗基准：毛面精基准：已加工面按基准面状态按功能应用场合导轨加工（图）3.装配基准在装配时确定零件位置的点、线、面称为装配基准。4.检查基准：在检查时确定零件位置或零件上被测表面位置的点、线、

面称为检查基准。它与测量基准类似。前是检查基准，后为加工基准5*.工序基准：在工序图上确定零件位置或零件上被测表面位置的点、线、面称为工序基准。本课程研究的重点为加工基准及其选择。BA四、粗基准的选择1.粗基准的作用粗基准主要用于开始加工阶段。零件均为毛面，误差较大，粗基准的作用可以通过如图所

示的零件来说明，为回转体：可见：粗基准的选择，影响不加工面与被加工面间的相互位置及加工面的余量分配。且二者矛盾。因此在选择粗基准时，必须清楚哪一面是主要的，才能正确选择。壁厚均匀，余量不匀（三爪卡盘）余量均匀，壁厚不匀（四爪卡盘）2

.粗基准的选择原则：应从以下几个方面考虑：1）相互位置要求原则：如果必须保证加工表面之间的相互位置要求，应以该不加工表面作为粗基准。如上例2）余量均匀原则：如工件必须保证其主要表面的加工余量均匀时，应选择该表面为粗基准：如导轨加工。3）选作粗基准的表面应平整，没有浇口

，冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠，加紧方便。如活塞。4）不重复使用粗基准原则：一般情况下，同一尺寸方向上粗基准只能使用一次，否则将产生较大的位置误差（因毛面，安装）这一原则并不是意味着粗基准只能在第一道工序使用，后序工序亦可，只要这一方

向不重复使用。要保证，355就不能自由公差，根据尺寸链封闭环上偏差＝增环上偏差－减环下偏差封闭环下偏差＝增环下偏差－减环上偏差得出要求高）五、精基准的选择：工件在精加工时是使用精基准（已加工面），选择时应从保证位置精度和加紧安装两方面考虑，一般原则是：1）基准重合原则：应尽量选择设计

基准为精基准，以消除基准转换误差。如主轴孔MNNM0.10205+0.10.05355++2）最短路线原则：当选用设计基准为精基准有困难时，可采用非设计基准作为精基准，但应尽量减小基准转换，以减小基准不重合误差。根据尺寸链原理

，应尽量减小尺寸链长度，即减少组成环（尺寸链时讲）3）统一基准原则：当工件以某一精基准定位，可以较方便地加工所有或多数共？表面时，则应尽早将共加工出来，达到一定精度，以后各工序都以它作为精基准。如：常用的①轴类零件——顶尖孔***②箱形零件——一面两销***③盘类零件——大面短

销***采用统一基准，可简化工艺和夹具设计工作，避免基准转换过多，有利于提高精度。但这样可能与设计基准不重合，也可能不是最短路线，因此不如直接用设计基准精度高。（图活塞加工、图定尖孔加工）4）所选精基准，应能保证工件定位准确稳定，加紧可靠。5）互为

基准原则：对某些空间位置精度要求很高的零件，通常采用互为基准，反复加工的原则。例如主轴前后轴颈与前锥孔同轴。轴颈锥孔6）自为基准原则:对于某些精度要求很高的表面，在精密加工时，为了保证加工精度，要求加工表面的余量很小且均匀，这通常以加工表面本身定

位。如珩磨加工等。（导轨）以上论述了定位基准选择的原则，在实际运用中应根据情况灵活掌握。（轴线为精度和经济性，一个工厂而例：质量、效益）一、加工方法的选择了解各种加工方法所能达到的经济精度及表面粗糙度是拟定零件加工

工艺路线的基础。为此首先分析一下经济精度。1、经济精度加工过程中影响精度的因素很多，同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度会有所不同。例如在普车上车外圆，一般可达IT8-9和Ra＞1.25~2.5μm。但工人水平高，细心操作可达IT6-7和Ra0.63~1.25。

但这样成本高，不经济。§1-4加工工艺路线的拟定*经济精度是指在正常的机床、刀具、工人等工作条件下，以最有利的消耗成本所能达到的加工精度。它是在正常条件，逐次精化原则，相对比较。根据统计，加工成本和加工误差是反比的

。如图所示。4）B段加工精度和成本是互相适应的，属于经济精度范围；5）随着技术的发展，加工方法的精度不断提高，成本不断降低，因此经济精度不是不变的，而是变化权值，如车床加数显。从曲线可以看出：1）同一种加工方法，精度愈高，成本愈高；2）精度有一定极限，当超过某点后，再

增加成本，加工精度提高很少，A段；3）成本也有一定极限，到超过某点后，再降低精度，成本降低很小，C段；各种加工方法的经济精度和粗糙度如表6-3～6-5P197~198。不同的加工方法，其经济精度不同，可根据具体情况加以比较，从

中选择最合适的加工方法。如图为车、磨外圆时误差与成本的曲线。加工误差小于δA时——磨；加工误差大于δA时——车。2、典型表面的加工路线选择零件是由许多表面组成的，典型表面有外圆、孔、平面及成形表面。掌握典型表面的加工路线对制订零件加工工艺过程是十分必要的：1）

外圆表面的加工路线请看P197表6-32）孔的加工路线孔分实或铸孔Φ＜30时不铸Φ＞50时铸30~50——看情况典型工艺如P198表6-43）平面的加工路线平面加工主要以铣刨磨为主要方法。铣刨精度相似，主要看效率。拉削用于大批量。典型路线如P198表6-5??4）成形表具体情况而定如齿轮:坯——滚

——剃——珩有兴趣看一下齿轮在确定加工方法时，要确定设备，根据本题情况——成本，精度二、加工阶段的划分1、划分加工阶段为了保证加工质量、生产率和经济性，通常将工艺路线划分成几个加工阶段。一般可分为如下：

①粗加工阶段目的：高效地去除各表面上大部分余量，并为半精加工作出精基准；②半精加工阶段任务：完成次要表面加工，并为主要表面精加工作准备；③精加工阶段目的：保证工件的尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度④精密加工和超精密加工阶段目的：主要提高表面粗糙度

及表面层的机械物理性质，有的可以提高尺寸精度和形状精度，一般不能提高位置精度。2、划分加工阶段的目的①遵循循序渐进的原则：粗加工切削用量大，工件内应力大，容易变形。精加工主要保证质量，所以粗精加工不能混。如某些表面已精加工，

而有些表面还进行粗加工，这会影响这些表面精度；②及时发现毛坯缺陷：粗加工时去除量大，当发现缺陷时可以及时报废，否则粗精混杂，工时废；③合理使用加工设备：粗加工可安排在精度低、功率大、生产率高的机床进行。精加工安排在精度高、功率小的机床上，使设备

充分发挥自己特点，延长使用寿命；④便于组织生产：各阶段生产条件不同，精加工要求洁净、恒温等，这样分开便于组织生产，另外热处理一般安排在粗精之间，用以消除应力，得到所要求的物理机械性能，如硬度。划分阶段便于组织安排这些热处理工艺。3、划分加工阶段

的条件①零件的技术要求一般零件分粗、精两个阶段。高精度零件可分粗、半精、精、精密加工阶段；②年生产纲领及生产条件大批量生产时，划分细；小批量生产时，有时混杂加工；③毛坯的情况如毛坯质量差，则可以增加荒加工阶段，以暴露毛坯中的问题，如砂眼、气孔

、夹渣、白口等；④零件大小大型零件运输不便，安装不便，粗精同一工作地。例：粗：①粗车（去除大部分余量）半精：②精车（控制热处理变形尺寸）③淬火精：④粗磨（去掉变形量）⑤精磨（给后面余量控制余量）精密：⑥研磨到要求精度5级，Ra=0.01μm淬火HRC60三

、加工顺序的安排加工顺序是指工序的排列先后，这与加工质量、生产率和经济性有密切关系。1、安排工序顺序原则①先安排精基准面的加工，再以它为基准加工其他表面，即先用粗基准加工精基准例：轴类顶尖、箱体类零件、一般以主要孔为粗基

准加工平面，再以平面为精基准加工孔系。②先加工平面再加工孔这是上条特例，平面为基准尺寸大、稳定；③先安排主要表面的加工，再把次要表面加工工序插入其中例如，箱体零件、轴孔系和底面是主要的，应首先安排它们的加工顺序，而固定通孔和螺纹孔等可以适当安排；④有些

零件的精加工应在装配总成后进行如轴承座，连杆；⑤注意加工阶段的划分，粗、精……2、热处理工序的安排①为了改善切削性能而进行的热处理：正火、调质、退火等应安排在切削加工之前；②为消除应力而进行的热处理工序，如时效，应安排在粗加工之后，精加工之前；③为了得到所要求的物

理机械性能，进行淬火、渗碳、渗氮等应安排在粗加工、半精加工之后，精加工之前；④为了得到表面耐磨、耐腐、美观所进行的热处理，如镀铬、阳极氮化、发蓝、煮黑等，放在最后。3、辅助工序安排去毛刺、清洗、退磁、核检，一般安排在下列情况①关键工序或工时较长的工序前后；②转换车间

的前后，特别是热处理前后；③加工阶段的前后；④零件全部加工完后。加工顺序的安排是一个比较复杂的问题，影响因素也比较多，如产量、条件、零件要求，应灵活掌握，吸取生产经验。四、工序的集中和分散工序分散是整个工艺安排工序数较多，每道工序加工内容较少，而工序集中则相反，整个工艺过程集中在几个工序中

，每道工序的加工内容较多。1、工序分散的特点①机床、工具、夹具比较简单，调整方便如粗加工机床，功率大、精度低，精加工机床精度高；②生产适应性好，转换产品比较容易——箱体③有利于选择合理的切削用量2、工序集中的特点①减小安装次数，易于保证位置精度，大

型零件方便②加工设备要求高，大量大批生产中工序集中应用，方角车床、多刀车床、多轴自动车、组合机等，价格贵③设备较少，工人少，生产面积小，有利于生产计划和组织集中和分散应根据生产纲领、零件技术要求、工厂生产条件而定。一般，大批大量生产适于工序集中原则，单件小批生产适于工序分散原则

，产品经常变换适于工序分散原则，零件加工质量技术要求高适于工序分散原则，零件尺寸、重量大，易适于工序集中原则。但情况在变化，随着数控、加工中心、FMS等发展，工序集中越来越多。§1-5加工余量及工序尺寸、公差的确定一、加工余量及工序间尺寸公

差对机械加工的影响1、加工余量对机械加工的影响由于毛坯不能达到零件所要求的精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机加工来达到要求，当然每道工序都有加工余量，加工余量就是加工前后尺寸之差。余量过大——不能保留零件最耐磨的表层，降低表层机械物理性能，增加

切削工时，增加了材料、工具、电力的消耗，使成本提高。余量过小——则不能保证去掉零件表面缺陷层，不能保证质量，同时对切削刀具不利，缩短了刀具寿命，余量不够会出废品。因此余量要适当，过大过小都不利。2、工序间尺寸公差对机械加工的影响零件注：经过若干道

工序的加工，因此要确定各道工序的尺寸及公差，以便互相配合，保证加工顺利进行并达到要求。工序间尺寸公差过大——使加工余量增加而造成不必要的加工，因为用夹具时因尺寸公差大而产生安装定位误差。工序间尺寸公差过小——则无形中

提高了各工序的加工精度，增加了劳动量和消耗，成本提高。公差过大过小都不好。二、加工余量、工序间尺寸及公差的关系如图表示被包容尺寸（外圆）的加工余量，工序间尺寸及公差的关系，图中表示了三道工序，考虑到毛坯尺寸比较难于控制，故用双向公差，可用对称或不对称，经一道工序后，采用了单向公差，轴和平面按基轴制

，为负，即入体原则，最后一道工序，其公差按设计要求。L1L2L3L坯δλZ1δδδZ2Z3Z123δ3=δ零件L3=L零件设第一道余量为Z1，第二道为Z2……Z3公称余量总余量为Z=Z1+Z2+Z3余量Z1=L坯-L1Z2=L1-L2Zi=Li-1-Li对于外圆

，是双边余量，应取单边余量的2倍即2Zi=Di-1-Di如图表示了包容尺寸的加工余量，工序尺寸及公差的关系，也为三工序。L3L1L2L坯δ1δλδ2δ3Z1Z2Z3Zδ3=δ零件L3=L零件Z=Z1+Z2+Z3Z1=L1-L坯Z2=L2-L1┆┆Zi=Li-Li-1双边余量2

Zi=Di-Di-1最小余量从图可以看出=公称余量-上序公差（坯入）三、加工余量的组成加工余量的大小应合适，以保证既能纠正误差，又有高的生产率。余量组成如下1、前一工序的公差（毛坯为入体部分）2、前一工序遗留的表面粗糙度和表面缺陷层深

度数值如表2-113、前一工序所形成的工件空间误差，即没有包括在尺寸公差带内的形状误差和位置误差。如弯曲、位移、偏心、偏转、不平行、不垂直等。4、本工序的安装误差安装误差包括定位误差、夹紧误差及夹具本身误差

等。如V型体aT1RaHaebb因为空间误差和安装误差有方向性，为向量。故单边余量孔、外圆则双边这个公式在运用时应根据加工情况而定。如浮动镗孔、拉孔、铰孔时：不能纠正空间、位置研磨、超精加工：（不能去缺、量小）b)

(1baaabeHRTZ++++=)(2)(221baaabeHRTZ++++=)(221aabHRTZ++=122RTZab+=四、加工余量及工序间尺寸、公差的确定1、加工余量的确定①分析计算法：根据上述公式及加工方法而定

。这种方法比较科学和精确，但需数据多、烦，仅在大批生产中的重要工序采用；②查表法：查有关手册。这种方法不能考虑具体情况，因此数值偏大；③经验法：工程技术人员或工人根据经验确定，多用于单件、小批。2、工序间尺寸、公差的确定①拟定工艺路线，确定工序及工步；②按工序确定经济精度和表面粗糙度

；③用计算法、查表法、经验法确定余量；④计算工序间尺寸，从后向前反推，轴、孔为例；⑤根据经济精度按入体原则确定公差。例：某一阶梯轴，其中一段直径为Φ50，要求IT5，Ra0.04μm，高频淬火，毛坯为锻件

，计算加工表面的工序尺寸及公差。①拟定工艺路线确定为：粗车——半精车——淬火——粗磨——精磨——研磨②确定各工序的加工余量查工艺人员手册：研磨0.01，精磨0.1，粗磨0.3，半精车1.1，粗车4.5。取4.49③确定经济精度和粗糙度④确定各工

序尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸工序名工序间余量工序间工序尺寸工序间经济精度表面粗糙度尺寸、公差表面粗糙度研磨0.01Ra0.0450Ra0.04精磨0.1Ra0.1650+0.01=50.01Ra0.16粗磨0.3Ra1.2550.

01+0.1=50.11Ra1.25半精车1.1Ra2.550.11+0.3=50.41Ra2.5粗车4.49Ra1650.41+1.1=51.51Ra16锻造51.51+4.49=56−011.005h−016.006h

−039.008h−16.0011h−39.0013h2011.0050−016.0001.50−039.0011.50−16.0041.50−39.0051.50−256§1-6工艺尺寸链一、尺寸链的定义

及组成1、工艺尺寸链和装配尺寸链由若干尺寸形成封闭的尺寸联系叫做尺寸链。一台机器中有许多尺寸联系，可分为工艺和装配尺寸链。①工艺尺寸链如图示：A1、A2、A3尺寸及公差在图上标注说明这几个尺寸是一定要保证的，而A0尺寸是由A1、A2、A3的具体

尺寸决定的。*这种在一个零件上的封闭尺寸联系表示了零件精度的尺寸关系，故称为工艺尺寸链。它的所有尺寸都在一个零件上。②装配尺寸链这种封闭尺寸联系表示了装配精度的尺寸关系，称为装配尺寸链。它的每个尺寸都分布在不同的零件上。装配尺寸链与工艺尺寸链分析方法类似此处仅讲工艺尺寸链，装配尺寸链

在后面。A1A0A3A22、尺寸链的组成尺寸链由一个封闭环和若干个组成环所构成。封闭环的尺寸和公差有各组成环来决定。具体分类：①环——列入工艺尺寸链中的每一个尺寸称为工艺尺寸链的环②封闭环——尺寸链中在加工过程最后间接获得的尺寸（环）成为封闭环③组成环——尺寸链中直接获得的并

对封闭环有影响的尺寸环都称为组成环。组成环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。④增环——尺寸链中的组成环。由于其变动引起封闭环同向变动，则该组成环为增环。用“”⑤减环——尺寸链中的组成环。由于其变动引起封闭环反向变动，则该组成环为减环。用“”iAiA

3、尺寸链的分类按尺寸间相互关系，可分为：①直线尺寸链——全部组成环平行于封闭环的尺寸链；②平面尺寸链——全部组成环在一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行封闭环的尺寸链；③空间尺寸链——组成环位于几个不平行的空间

平面内的尺寸链，平面和空间在装配中介绍。二、尺寸链的计算方法1、极值法这种计算方法是指在各组成环出现极值（大、小）时，封闭环尺寸与各组成环的关系，是考虑同时出现极值的情况，很难出现，因此比较保守，但计算简单，广泛采用

。基本公式：+==−=mniiniiAAA110n—增环数m-n—减环数m—总组成环①②③④+==−=mniiniiAAA1min1maxmax0+==−=mniiniiAAA1max1m

inmin0+==−=mniiniiEIESES110+==−=mniiniiESEIEI110==miiTT10例：阶梯轴①②③④mmAAAA10)1015(35)(2130=+−=+−=0max3max1min2min()35(150.09100.15

)10.24AAAAmm=−+=−−+−=0min3min1max2max()350.25(150.0910)9.66AAAAmm=−+=−−++=0312()0[(0.09)(0.15)]0.24ESESEIE

Imm=−+=−−+−=+0312()0.25[(0.09)(0)]0.34EIEIESESmm=−+=−−++=−01230.180.150.250.58TTTTmm=++=++=0max0min00AAESEI=−=−2.

统计法——运用概率理论来求解封闭环尺寸与各组成环尺寸间的关系。→各尺寸公差正态分布→公差均方差关系基本公式：①②011nmiiiinAAA==+=−201miiTT==一般计算时先将各尺寸变为对称公差带分布→在进行计算1150.09A=020.15109.9250.075A

−==030.253534.8750.125A−==0312()34.875159.9259.95AAAA=−+=−−=22222201230.180.150.250.342TTTT=++=++=09.950.171A=∴

三、工艺尺寸链的应用工艺尺寸链主要用于制定工艺规程中确定工序尺寸或校对检验尺寸。1.工艺基准与设计基准重合时工艺尺寸及公差的计算零件上内孔或外圆多属于这种情况，当共面经多次加工时，各序的工序尺寸和公差取决于各工序的加工余量及经

济加工精度。确定之后就可以计算出各工序的工序尺寸及其公差，计算顺序从后到前。2.工艺基准与设计基准不重合时工艺尺寸及公差的计算在制定工艺规程时，有时为了方便工件的定位或测量，工艺基准（定位基准或测量基准）与设计基准不重合，这时需要通过尺寸换算，标注有关工艺尺寸及公差，从而按议论后的工

艺尺寸及公差进行加工，就会满足原设计要求。如工序图标法刀架3.定位基准与设计基准不重合时的工艺尺寸链换算例：如图A，B，C均已加工完，现用调整法加工D面。为方便选择A为基准并按工艺尺寸L3对刀，为了保证加工后

L0符合要求，必须对L3进行控制。解：a.画尺寸链图并判断封闭环。L0是间接获得尺寸，因此L0是封闭环，从封闭环任意一端出发，按L0→L2→L1→L3连接封闭尺寸组，即工艺尺寸链。b.判断增减环：1L2L3Lc.计算：02313102()1202010040LLLLLLL

Lmm=+−=+−=+−=0231ESESESEI=+−300.080ES=+−30.08ES=−∴0231EIEIEIES=+−30.2600.1EI−=+−30.16EI=−∴因此，L3

工艺尺寸及公差为0.0830.1640L−−=按入体原则030.0839.92L−=例：加工A，要先车C，再车B，用C为测量基准测B，间接保证，确定。2.测量基准与设计基准不重合时的工艺尺寸换算加工时，有时有些加工表面的尺寸不便直接测

量，因此需选一个易测表面为测量基准，间接保证设计尺寸。000.3610L−=2L0L封闭，1L2L012LLL=−210501040LLL=−=−=012ESESEI=−200EI=−20EI=012EIEIES=−2100.170.3

60.19ESEIEI=−=−+=+0.192040L+=∴∴∴3.多尺寸保证时工序尺寸的换算在工件的加工过程中，有些加工表面的测量基准或定位基准尚需加工的基准面，当加工这些基面时，同时要保证两个设计尺寸精度，为此要进行工艺尺寸计算。①镗内孔到0.10

39.6+②插L1③淬0.05040+0.34043.6+④磨内孔同时间接保证解：①画尺寸链并判断闭环L0→L2→L1→L3②判断增减环③计算132LLL102343.619.82043.4LLLL=+−=+−=0132ESESESEI=+−10230.3

400.0250.315ESESEIES=+−=+−=+0132EIEIEIES=+−102300.0500.05EIEIESEI=+−=+−=+0.31510.05043.4L++=按入体原则0.2651043.45L+=0132LLLL=+−※若按统计法：先转为对称分布公差0.34

0043.643.770.17L+==0.052019.819.8250.025L+==0.025302020.01250.0125L+==102343.7719.82520.012543.583LLLL=+−=+−=22220123TTTT=++222

210232221(0.34)(0.05)(0.025)0.336TTTTT=−−=−−=11143.5830.1682TLL==∴§1-7时间定额和提高生产效率的工艺途径在制定机械加工工艺规程时，首先应保证产品质量，在此之上提高生产率。*生产效率是指工人在单位时间内加工

的合格产品数量或工人用于加工单件产品的劳动时间。因此必须研究时间定额。一、时间定额1.定义：时间定额（工时定额）是完成某一工序所规定的时间。时间定额是安排生产、成本合算的依据，是计件工资和奖金的依据。新建工厂时，是计算设备、工人的依据。2.时间定额的组成①基本时间，

就是激动时间，即直接改变工件尺寸、形状及性质的时间。可用计算法确定。例：jTi—走刀次数；n—转速；s—每转进给量La，Lb可以查表②辅助时间Tf:是工人为完成主要工作而进行的各种辅助动作所需的时间。如装卸工件，开动或停止机

床，测量工件，改变转速等。一般按Tj％查表。③工作地点服务时间Tfw，是指在工作班内照管工作地（如清扫、润滑、整理）合为保持工作状态所需时间（如换刀、修砂轮、机床调整等）。一般按操作时间（Tj+Tf）的％计算，如按2％～7％来查表。()a

bjLLLiTns++=④休息和自然需要时间Tx，指班内允许必要的休息和生理需要时间。上述四份之和为单件时间，即:Td＝Tj+Tf+Tfw+Tx⑤准备终结时间Tz对成批生产：在加工一批零件的开始和终结时，需要一

定时间进行下列工作。如熟悉文件，领料、刀、工具，调整机床夹具，交检收送成品等，归还工、夹具，这些时间称为准备终结时间Tz。Tz对一批工件只有一次，批量N↑，单件摊时↓。单件核算时间：zzhdjffwxTTTTTTTTNN=+=++++二、提高生产效率的途径劳动生长率与时间定额

有密切关系，所以又叫从时间定额入手，寻找一些减小单件核算时间的措施。1.缩减基本时间①提高切削用量：切削速度、切深、进给。如高速切削，高速磨削，强力切削等。如圆外用碳化硅和金刚石刀具：切削速度为600～120

0m/min，高速切削为80～125m/s，齿轮为65～75m/s。②减小切削行程长度：如宽砂轮作切入法磨削，几把刀同时加工同一表面等。③合并工步：对几个表面同时加工。如组合机加工孔等。④多件加工：刨、铣、磨、滚齿。⑤采用新工艺：如拉削、滚压、

冷挤齿代替剃齿。2.缩减辅助时间①直接缩减辅助时间:②使基本时间与辅助时间重合：A.回转工作台，多工位。装→加工→卸B.主动检测。→→采用高效夹具的自动上下料。如气动，联动提高机床自动化程度。采用集中控制手把

、定位挡块机构、快进快退机构等采用自动检测仪器气动、数显量仪3.减少服务时间①采用快速换刀或自动换刀装置。如快速夹头、自动打砂轮。②改善切屑处理。如断屑槽等。4.减少准备终结时间先进夹具、刀具、量具→使调整迅速方便。采用成组工艺、成组夹具→减小调整时间。5.多机床

操作一个工人看几台机床。6.高效及自动化加工大量生产→流水线、自动线。单件小批→NC（数控）、加工中心MC、柔性制造单元FMC及FMS、CAM。§1-8工艺过程方案的技术经济分析在制定零件的机加工工艺规程时，有时会有几种不同的工艺过程方案，他们都能保证质量和生产率，这

时就应进行技术经济分析来决定其取舍。工艺方案的技术经济分析这在新建工厂论证或工厂经济活动中是非常重要的。一、机械加工工艺成本——指生产成本中与工艺过程有关的那一部分成本。计算一些技术经济指标并分析对不同工艺方案进行工艺整体比较和分析

材料费机床工人投资机床维持费可变成本（与生产量有关）通用机床折旧费刀具维持费及通用刀具折旧费第一类费用（工艺成本）通用夹具维持与折旧费调整工人工资零件成本专用机床折旧费不变成本（与产量无关

）专用刀具折旧费专用夹具折旧费行政总务人员的工资及办公费厂房的维修及折旧费第二类费用照明、取暖、通风、用水运输费工艺人员：只研究工艺成本。设年产量为N，单件可变成本为V，不变成本为S，则总工艺成

本，如图中直线所示。单件工艺成本为，其图形为双曲线。dSEVN=+EVNS=+总工艺成本二、工艺方案的技术经济对比1.两种方案基本投资相近，或在现有条件下生产，可用工艺成本进行比较，如图：2112kSSNVV−=−kkNNNNN→→与有关，，I2.两种方案基本投资相差较大，如设备价格

高，不但看工艺成本，还要看投资差额的回收期限（年限）。1212KKEE基本投资年工艺成本1212KKEE这一方案投资大，但工艺成本低1212()KKKCEEE−==−年C→经济效果好主要看产品生产年限（更新替换等）§1-

8制定工艺规程实例——床头箱体加工自己看，或选一学生毕业设计与课程设计为例进行讲解。第七章装配工艺及装配尺寸链各种机械产品都是由若干零件组合装配而成，装配是整个机器制造过程的最后一个工艺过程。§7-1装配过

程的基本概念机器质量的好坏与有关零件质量装配质量各种机器装配内容包括装配——调整——检验——试验等工作。••零件装配—各种零件装配成合件、组件、部件的过程—部装或分装。过程可分为总装—将部件、组件等最后总装为整个产品的过程称为总装。合件：由若干零件永久连接（铆、焊）而成或连接后再

经加工而成。如装配式齿轮、衬套精镗。组件：一个或几个合件和几个零件组合。如主轴、轴、齿轮。部件：是一个或几个组件、合件和零件的组合。如机床箱。产品：由合件、组件、零件组合装配而成。部件装配工艺系统图组件装配工艺系统图总装装配工艺系统图一、装配精度正确规定机器部件的装

配精度，是产品设计的主要内容之一，也关系到产品的质量和经济性。装配精度一般包括：1.相互位置精度：指产品中相关零件部件间的距离精度和相互位置精度。如机床主轴箱装配时，机床轴向中心距的尺寸和同轴度、平行度等。2.相对运动精度：相对运动的零部件间在运动方向和相对运动速度上的精度。如机床溜板运动

与主轴线平行度、水平度、垂直度。3.相互配合精度：包括配合表面间的配合质量（间隙或过盈量）和接触质量（接触表面尺寸）。二、装配精度与零件精度的关系多数装配精度均与和它相关的零件或工件的加工精度有关，而这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。

如车床前后中心线的精度要求与床身、主轴箱、尾架和底板等零部件加工精度有关。上述分析中可以看出，零件的加工误差累积将会影响产品装配精度。在加工条件允许时，我们可以合理地规定零件的制造精度，使他们累积后而不超出装配精度所规定的范围。从而简化装配工作，使之称为简单

的制造精度过程。但是零件的加工精度不仅受工艺零件影响，还受到经济条件的限制。在产品装配精度要求较高时，以控制零件加工精度来保证装配精度的方法，将给零件加工带来困难。这时常按经济加工精度来确定零件的精度要求，使之易于加工，而在装配时采用一定的工艺措施来保证

装配精度。包括：选配、修配、调整等，即装配尺寸链的解决办法。§7-2装配尺寸链的组成和查找方法装配尺寸链：在机器的装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链。封闭环：装配所要保证的装配精度或技术要求，它为最后

间接保证。在装配关系中，对装配精度有影响的零件、部件的尺寸和位置关系，都是尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样，有增环、减环之分。公式同工艺尺寸链1.直线尺寸链：由长度尺寸组成，且各尺寸彼此平行。012为封闭环为平行度为垂

直度2.角度尺寸链：由角度、平行度、垂直度等构成。如普车精度——精车端面。工件时，零件中凹0.015mm。3、平面尺寸链：各环是直线尺寸，但彼此不一定完全平行，就构成了平面尺寸链，是双坐标的。4、空间尺寸链：三维空间尺寸构成。建立尺寸链的关键是根据封闭环查明组成环，

且遵循最短路径原则。A、在装配尺寸链确定以后，就要确定用什么方法来达到装配精度，即解尺寸链。如果每一个尺寸链的解法均由设计人员决定，则工艺人员仅需校核各环尺寸精度能否最终保证精度，并在接转入装配工艺过程的制定，这属于正计算问题。B、如果图纸上没有列入尺寸链中的零件

尺寸精度与位置精度，或经过校核零件的精度不能保证装配精度要求，也没有尺寸链解法的说明，则要具体结合设计要求与制造经济性，确定尺寸链的解法（即装配方法），以及各组成环的尺寸公差和位置偏差，这属于反计算问题。达到确定的装配精度，对具体的装配尺寸链进行计算方法有

：置换法、选择法、修配法、调节法。7-3保证装配精度的方法（装配尺寸链解法）1、完全互换法：组成机械产品和部件的所有有关零件按图纸要求加工，不经任何选择、修配或调节，装配后就能直接保证装配精度和技术要求，这就是完全

互换装配法。其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度，它工作简单、生产率高、工人低，便于组织流水作业、备件易得、维修方便、大量生产。一、互换法根据尺寸链关系，为保证完全互换，封闭环的公差应为各组成环公差之和

，即极限解法。121nAAAA−=+++n为总环数AiA已知，确定的方法。1iAAn=−①等公差法：即确定各环所分配的公差相等。0A0A123400.15kAAAAAA++++=0

0.035iAAmm==例要求：公差为0.05～0.2m即=0.15mm这种计算方法简单，但没有考虑各零件加工的难易、尺寸的大小，即等公差不等精度，从理论上不尽合理。②等精度法：根据各组成环的尺寸大

小按比例分配公差，使各组成环具有相同的精度等级。根据公差标准K---精度等级相对应的常数。i---尺寸对应尺寸段的公差单位。查表可以得到K、i。根据组成环的尺寸大小可查得对应的i,又取相等的加工精度，则可得12()cpcpKiiKi++=0cpKiA=0

cpAKi=Ki=在此基础上再根据形状难易加以修正，如轴比孔高一级等。为使各公差符合国家标准，应根据取定平均精度，再根据校准确定公差带，包括数值和位置：如包容尺寸为单向正偏差，被包容尺寸为单向负偏差，即均为入体原则，孔中心距为对称双向分布。为保证封闭环符合规

定的精度，就需要在组成环中挑选一个环，使其大小与各环协调，即不必符合国标，该环称为协调环。例：等精度计算轴向公差为0.1～0.35mm.123040.05530,5,43,3,5AAAAA−=====解：（1）画尺寸链0.25Amm=040

.250.050.2AAmm−=−=11:1.322Ai=22:0.747Ai=33:1.579Ai=55:0.747Ai=按标准：0.2cpKi=(1.3220.7471.5790.747)0.21000cpK+++=则Kcp=4

5.5为IT9级，A3难加工，为协调环0010.05220.0300540.050.03305,()35AAAA−−−−====，标准，A3公差带为0.088503124ESESEIEIEIEI=−−−−530

1240.350.0520.030.050.030.188ESESEIEIEIEI=−−−−==++++503124EIEIESESESES=−−−−5301240.100.1EIEIESESESES++++=+==0.1880.1343A=③经验法：等公差法不合理，等精度法计算

复杂，因此可根据各组成环的平均公差，再根据尺寸大小加工难易，凭经验进行调整确定。2、不完全互换法完全互换过程简单，但用极值法确定链中关系、组成环要求严、加工困难，根据概率分析原理，在一个稳定的加工过程加工成批零件，出现极值的可能性很小，其次在装配

时，各零件误差同时为极大、极小的“最环组合”可能性很小，实际上可略去，这样按用极值法确定的完全互换法代价高、不科学、不经济。不完全互换法（部分完全互换法）:在绝大多数产品中，装配时各组成环不需挑选或改变大小或位置，装配后即能达到装配精度要求，但少

量产品有出现废品的可能。特点：零件规定的公差比完全互换法所规定的大，有利于经济加工，装配过程一样简单、方便。有很小可能出现废品，用于组成环多的场合，计算方法用概率法计算。例上例用部分互换法计算确定确定各组成环的平均精度公差222501AAA=++00

.250.1155iAAmm==这里A3为协调环10.13A=20.075A=040.053A−=50.075A=根据难易程度确定公差IT11IT11IT11计算协调环：010.1330A−=020.0755A−=040.053A−=05

0.0755A−=222225301240.178AAAAAA=−−−−=从而确定（只舍不入）00.225=10.065=−20.0375=−40.025=−50.0375=−503124()−+++=530124()

0.06()mm++++==333110.060.1780.14922ESA=+=+=333110.060.1780.02922EIA=−=−=−0.14930.02943A+−=二、选择装配法将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合格零件进

行装配，以保证规定的装配精度要求。根据情况分：1.直接选配——从配对的零件群众，选择二个符合规定的零件进行装配。这种方法劳动量大，与工人技术水平有关。2.分组互换法——将装配零件按公差预先进行测量分组，同一组的零件可以互换装配。常用、分组俞多，获得的装配质

量俞高。例:活塞销与孔连接，要求d与D在冷态有0.0025～0.0075的过盈量。dDmaxminminmaxmaxmin0.00250.0075YdDYdD=−==−=maxmin0.00750.00250.005YYmm=−=−

=公差如采用完全互换时，平均公差为0.0025mm，若以孔为协调00.002528d−=0.0050.07528D−−=显然制造困，不经济。在生产中采用分组互换，可将二者公差在相同方向上放大四倍，（即采用下偏差不动

，变下偏差）00.0128d−=0.0050.01528D−−=金钢镗、磨后精密测量，按尺寸大小分四组，涂上不同颜色进行分组装配。0.0050.00750.0025-0.00750.005-0.010-0.00

50.010-0.00750.012500.002528280.00250.007528280.00250.007528280.00250.0075dDdDdD−−−−−−−======ⅠⅡⅢⅣ-0.0

0750.0125-0.0100.015028280.00250.0075dD−−==正确使用分组法，关键是保证分组后对应组的配合性质和配合精度，满足装配要求，为此应满足条件：⑴公差增大时要向同方向增加，增大倍数等于分组数。

⑵装配后的尺寸分布为相同的对称分布。如分布曲线不同和不对称分布曲线，将产生各组相配零件数量不等，造成积压。⑶配合件的表面粗糙度、相互位置精度和形状不能随尺寸精度放大而任意放大，应与分组公差适应，否则，达不到配合精度的配合质量。⑷分组不宜过多。零件尺寸公差只需放大到经济加工

精度即可，否则会因零件的测量、分类、保管工作量增加而使组织复杂、生产混乱。3、复合选配法上述二者结合，分组后再成对选配零件，可以分组互换质量高。三、修配法用钳工或机械加工的方法修整产品尺寸链某个有关的零件的尺寸以获得规定的装配精度的方法：可按经济加工，用于结构复

杂、要求高、单件、小批。此装配工作劳动量大、工作复杂。装配——测量——拆——修修配法做尺寸链解法：就是修配链中某一预定的组成环的尺寸，使封闭环达到规定精度。（保证安装中修配量足够但又不能太大）

−−−−−−−−独件修配----车床等等合并加工修配减少环数就地加工综合抓端法(控制公差难,不易选配件)三爪卡盘、方向车四、调节装配法按经济加工精度度确定零件的公差，由于没一环公差大，就会使装配起差。为了保证装配精度，可改变一个零件的位置（动调节），或

选定一个（或几个）适当尺寸的调节件（补偿件）加入尺寸链（固定调节）来补偿这种影响达到精度。动调节：移动或旋转来改变零件的位置，可方便地达到装配精度。固定调节：在尺寸链中选定一个或加入几个零件作为调节环节

，作为调节环节的零件是按一定的尺寸间隙级别制成的一组专门零件，根据装配时的需要，选择其中的某一级别的零件来补偿，从而保证精度。§7-4装配工艺规程的制定一、机器的组成和装配工艺系统图零件是基本单元，装配时通常将机器划分为若干独立的装配单元，以便

组织流水平行作业装配，缩短周期，尤其是大量生产。机器中能进行独立装配的部分，叫做装配单元。如车床床头箱、尾架、进给、溜板等零件。独立单元分：零件、套件（合件）、组件、部件在一个基准件上，装上一个或几个零件→套件最小装配

单元手轮——手柄原配成套齿轮一般不分开在一个基准件上，装上若干套件及零件→组件主轴等在一个基准件上，装上若干组件、套件及零件→部件主轴箱在一个基准件上，装上若干部件、组件、套件及零件→机器车床部件装配工艺系统图组件装配

工艺系统图总装装配工艺系统图二、结构的装配工艺性1、独立的装配单元，是否可分。2、便于装配——便于拆装如定位销、通孔3、减少在装配时的机械加工和修配工作——主轴箱三、装配工艺规程的制定㈠制定装配工艺规程的原则装配工艺规程：用文件形式将装配内容、顺序、检验等规定下来，成为指导装配工作中

仅处理装配工作中发生问题的依据。目前注意加工工艺，但～−−−大批---详细单件小批不详细制定原则：1.保证产品的质量2.满足装配周期的要求——节拍前检后安严重3.要尽量减少手工劳动——机械化4.要尽量减少装配环节所占的成本（二）、制定装配工艺规程的原始资料1、产品

图纸及技术性能指标→包括精度、运动范围、试验条件减少投资面积价格工人水平全套总装图部装图零件图了解产品结构、重量、配合尺寸、配合性质和精度，从而决定装配顺序和装配方法。2、生产纲领：是选择生产组织形式

和装配方法的主要依据。3、条件生产：现有车间面积、生产设备、工人水平。→→大批生产流水线、自动线如汽车？？？手工少批量用于固定生产地的装配方式如机床（三）、装配工艺规程的内容及制定步骤1、产品图纸分析从产品总装图、部件装配图及零件图了解产品结构

及技术要求，审查结构的装配工艺性及划分装配单元。2连续移动固定节奏移动式流水线断续移动、确定生产组织形式自由节奏固定式装配移动式流水装配线用于大批量生产，产品在装配线上移动，有固定节奏和自由节奏两种。前者严格，各工位装配工作必须在规定时间内完成，进行

节拍性流水作业。自由节奏则不严格。→→连续边干边走移动断续？？？固定式装配即产品固定在一个工作地上进行装配，这也可以组织流水作业，即工人专业分干，按装配顺序进行装配。固定式3、装配顺序的决定在划分装配单元

的基础上，决定顺序是一重要工作。根据结构及装配方法划分→套件、组件、部件，从而也就表示了顺序，根据？装配工艺系统图，具体为先难后易，先内后外、先下后上。4、合理的装配方法的选择两个方面5、编制工艺文件主要是装配

工艺过程卡片，包括装配工序、装配工序装备（工具、夹具、量具）、时间定额。12−−−、手工装配还是机械装配。、保证精度互换、分组、修配、调整等。