模具制造工艺规程的编制.ppt

第2章 模具制造工艺过程的编制,本章主要内容： 2.1 基本概念 2.2 编制工艺过程的依据 2.3 零件图的工艺分析 2.4 毛坯选择 2.5 定位基准的选择 2.6 工艺路线的拟订 2.7 加工余量的确定 2.8 工序尺寸及其公差的确定 2.9 定位误差分析与计算 2.10 装配、试模与调整、维修,2.1基 本 概 念,一、模具制造的生产过程 模具的生产过程，是指将用户提供的产品信息和制件的技术信息通过结构分析、工艺性分析，设计成模具；并基于此，将原材料经过加工、装配，转变为具有使用性能的成型工具的全过程。,具体地说，模具生产过程分以下六个阶段：(1)模具方案确定 (2)模具结构设计 (3)生产准备 成型件材料、模块等坯料加工；标准零、部件配购；根据造型设计，编制NC、CNC加工代码组成的加工程序；以及刀具、工装等。 (4)模具成型零件加工 (5)装配与试模(6)验收与试用。,二、模具制造工艺过程及其组成 模具制造工艺过程定义为：直接改变生产对象的形状、尺寸、相互位置及性能，将其转变为成品或半成品的过程。它是模具生产过程的主要部分，即从生产准备到验收、试模合格之前，属于制造工艺过程。 1. 工序：一个或一组工人在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程称为工序。,工序是构成工艺过程的基本单位，工序划分的主要依据是加工地点是否变动和加工内容是否连续。举例：带肩导柱的车削，复杂型腔的数控加工。,2.安装：在零件加工之前，使工件在机床或夹具上占有正确的位置并将其紧固的过程称为装夹（包括定位与夹紧两个过程）。工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。 一个工序中可以只有一次安装，也可以有多次安装。应尽量减少安装次数。举例：导柱外圆面、端面及中心孔的车、钻。 3.工位：为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。(位置是否改变) 举例：三轴钻床利用回转工作台换位使零件按照装卸、钻孔、扩孔和铰孔四个工位连续完成加工。,4.工步 在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。 加工表面与加工工具只要改变一个，就应算作另一工步，如对同一个孔进行钻孔、扩孔、铰孔，应作为三个工步。在工艺卡片中，按工序写出各加工工步，就规定了一个工序的具体操作方法及次序。,多工位连续加工,工步的合并： （1）对那些在一次安装中连续进行的若干相同的工步，通常看作一个工步。如：钻4个孔 （2）对性质相同，尺寸相差不大的表面，可合并为一个工步。如：同一工件不同尺寸外圆的车削。,工步的合并,5.工作行程（走刀）：切削工具在加工表面上切削，每切去一层材料称为一个工作行程（走刀）。 一个工步里可以有一个工作行程，也可以有多个工作行程。如外圆的余量较多，在粗车工步中可以有多次工作行程。,2.2 编制工艺规程的依据,一、工艺规程的作用与内容 1.工艺规程：把整个零件的全部加工过程按照一定的格式所写成的书面文件。它简要地规定了零件的加工顺序、选用机床、工具、工序的技术要求及必要的操作方法。 2.工艺规程的作用：用以组织、指导、管理和控制模具制造的各个工序。 二、工艺规程编制的原则与依据 1.工艺规程编制的原则 在一定的条件下，以最简便的方法、最快的速度、最少的劳动量和最少的费用，可靠地加工出符合图纸各项要求的零件。,2.工艺规程编制的依据 根据必要的技术资料，生产计划(周期、进度、数量)，本厂的生产条件(设备、工人技术水平、生产场地、起重运输等)，结合需要的可能性，因地制宜地全面考虑。,三、模具工艺工作 1. 模具工艺工作的主要内容 (1)编制工艺文件 模具工艺文件主要包括模具零件加工工艺规程、模具装配工艺要点或工艺规程、原材料清单、外购件清单和外协件清单等。 (2)二类工具的设计和工艺编制 二类工具(二级工具)是指加工模具零件和模具装配中所用的各种专用工具。经常设计的二类工具有：非标准的铰刀和铣刀、各型面检验样板、非标准量规、仿形加工用靠模、电火花成型加工电极、型面检验放大图样等。,(3)处理加工现场技术问题 处理模具零件加工和装配过程中出现的技术、质量和生产管理问题是模具工艺技术人员的经常性工作之一。 (4)试模和鉴定工作 模具在装配之后的试模是模具生产的主要环节，模具设计人员、工艺人员和其他人员通过试模中出现的问题，提出解决问题的对策，并对模具的最终技术质量状态作出正确的结论。,2. 模具工艺文件的编制 模具工艺规程包括加工工艺规程、装配工艺规程和检验工艺规程三部分。生产中常以工艺过程卡和工序卡来指导、规范生产。,编制工艺规程的步骤:,9. 填写工艺文件。,1. 分析研究模具装配图和审查零件图；,2. 确定生产类型；(单件或成批生产),3. 确定毛坯种类和尺寸；,4. 拟定工艺路线；（定位基准和加工方法）,5. 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差;,6. 确定各工序采用的机床及刀具、量具等工艺装备;,7. 二类工具的设计和工艺编制；,8. 确定切削用量及时间定额等；, 2.3 零件图的工艺分析,一、零件的结构工艺性 零件的结构工艺性：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，其制造的可行性和经济性。 零件的结构工艺性好，就有利于优质高产。结构工艺性的优劣，除与各个零件本身特点有关之外，还应考虑整机的装配工艺性和生产类型。 1.原材料 机械零件所采用的原材料，除满足使用性能要求外，还应考虑： (1)便于采购，不随意使用贵重、稀缺材料； (2)便于加工，不随意使用在原始状态下具有过高硬度、过高韧性的材料。,2.各表面形状、结构应便于加工,二、零件图技术要求分析,1. 零件的精度分析 尺寸精度、形状精度和位置精度，以及表面粗糙度。 2. 零件材料分析 材料性能对加工方法的影响。 3.其他技术要求 (1) 热处理、表面处理及其他防腐处理。 (2) 特殊检验方法，如磁力探伤、X光检查、荧光检验等。 (3)其他要求，如动平衡、退磁处理等。,例1:圆锥定位套 模具零件的工艺分析:,a. 零件结构的工艺性分析；,b. 零件图技术要求分析；,零件的技术要求：尺寸精度、几何形状精度、各表面的相互位置精度、表面质量、零件材料、热处理及其它要求。,通过分析，判断其可行性和合理性，合理选择零件的各种加工方法和工艺路线。,2.4 毛 坯 选 择,一、毛坯的分类和选择原则,毛坯的选择应根据所用材料、零件结构、复杂程度、生产类型和本厂的生产条件几个方面来决定。,二、毛坯的形状和尺寸 工艺人员在分析产品图纸后，应该对所负责设计的工艺过程的那部分零件决定毛坯方案，而后在编制工艺过程的同时，逐步决定毛坯尺寸和形状，画出毛坯图。 1.毛坯形状 根据零件形状选择合适的毛坯形状。 2.毛坯尺寸 根据所采用的毛坯方案，估计各表面的工序数，由各工序的加工余量决定毛坯的尺寸，即在原零件尺寸基础上加上各表面在各工序所有的加工余量的总和(总加工余量)，构成毛坯的尺寸。而后根据毛坯制造和零件机械加工所要求的结构工艺性修改其形状，绘制毛坯图。,3.毛坯尺寸的确定方法,例1：某模具零件的外形尺寸为30mm 140mm 220mm，材料为Cr12MoV。 毛坯尺寸：35mm145mm 225mm 例2：如图所示零件，试确定毛坯尺寸,外形尺寸： 4872 86 毛坯尺寸 5276 90,4. 坯料加工 长方体毛坯加工工序： 备料锻造热处理退火（回火）刨（铣）六面磨平面。 圆形坯料加工工序： 备料车加工内外圆磨表面。 留磨余量,2.5 定位基准的选择,一、 概念： （1）基准：在零件的设计和制造过程中，用于确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。分别称为基准点、基准线和基准面。 1）设计基准：在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准. 2）工艺基准：零件在加工和装配中所使用的基准。 定位基准：用以确定工件在机床或夹具中正确位置所依据的基准。 测量基准（检验基准）：测量零件已加工表面位置及尺寸的基准。 装配基准：装配时用于确定零件相互间正确装配位置的基准。,二、定位基准 1. 定位基准的特点 (1)工件定位时，所选定位基准可能是点、线、面，其中点或线应由某些具体的表面体现出来，这些表面称为定位基准面。例如以中心线作定位基准，可由内、外圆表面或两对称的侧平面体现。 (2)工件定位时，往往通过它的定位表面放置在机床上或夹具中，这时定位基准面起支承作用，但并不是所有定位表面都起支承作用。如直接找正、划线找正定位，所找正的那条线或那个面本身是定位基准，有时它是被加工表面，不能起支承作用。 (3)工件定位时，应视零件加工的具体情况，根据六点定位原则选择定位基准。需要限制的自由度少，可能只需一个表面定位(如平面)；所需要限制的自由度多，则需要一组表面定位；限制六个自由度，必须沿三个坐标方向以三个表面作定位基准。,2. 定位基准的分类 粗基准：在加工的起始工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，则该表面称为粗基准。 精基准：利用已经加工过的表面作定位基准，称为精基准。 由于产品的精度在很大程度上取决于定位基准选择是否合适，作为定位基准的表面应该具备一定的精确性。但是，在一个毛坯件的第一道机械加工工序，工件上各表面都是毛面，所选用的基准面也只能是毛面。因此，定位基准就有粗基准(毛基准)和精基准(光基准)的差别，它们的情况不同，选择的原则也就不一样。,3. 定位基准选择原则 1）粗基准的选择 在选择粗基准时考虑的重点是：一是如何保证各加工表面有足够的加工余量；二是保证各加工面与非加工面之间的相互位置关系，三是保证装夹的稳定性和可靠性。具体选择时可采用下列原则：,(1)当零件上只有一个非加工表面时，为了保证非加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择非加工表面作粗基准(图 (a)；如果零件上有多个非加工表面，则应以其中与加工面相互位置要求较高的表面作粗基准，如图 (b)所示。,(2)如果零件上没有非加工表面，选择粗基准时，应考虑合理地分配各表面的加工余量。 应保证各主要加工表面都有足够的余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作粗基准。如图2.13(c)所示的阶梯轴。应选58mm外圆表面作粗基准。 对于工件上的某些重要表面(如导轨和重要孔等)，为了尽可能使其加工余量均匀，则应选择重要表面作粗基准。 或选择工件上那些加工面积较大，形状复杂，加工量较大的表面为粗基准。,(c),(3) 粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。如图所示的小轴加工，如重复使用B面去加工A、C面，则必然会使A面与C面的轴线产生较大的同轴度误差。 (4)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。,2)精基准的选择 选择精基准考虑的重点是：如何减小定位误差，提高加工精度。同时考虑装夹方便，夹具结构简单。选择精基准一般应遵循以下原则： (1) “基准重合”原则. 选择加工表面的设计基准为定位基准,称为“基准重合”原则。,(2)“基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其他各表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。 (3)“自为基准”的原则 当精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准。例如磨削床身的导轨面时，就是以导轨面本身作定位基准(图2.18)。此外，用浮动铰刀铰孔，用圆拉刀拉孔，用无心磨床磨外圆表面等，均为以加工表面本身作定位基准的实例。,(4)“互为基准”的原则 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准、反复加工的原则。如薄板的磨削、导套的内外圆面加工。 (5)保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则,3）辅助基准的应用 工件定位时，为了保证加工表面的位置精度，多数情况下优先选择设计基准或装配基准为主要定位基准，这些基准一般为零件上的重要工作表面。但有些零件的加工，为装夹方便或易于实现基准统一，人为地制造一种定位基准，如零件上的工艺凸台和轴类零件加工时的中心孔。这些表面不是零件上的工作表面，只是由于工艺需要而作出的，这种基准称为辅助基准。此外，零件上的某些次要表面(非配合表面)，因工艺上宜作定位基准而提高它的加工精度和表面质量，这种表面也称为辅助基准。,2.6工艺路线的拟订,机械加工工艺规程的制订，大体可分为两个部分：拟订零件加工的工艺路线；确定各道工序的工序尺寸及公差、所用设备及工艺装备、切削规范和时间定额等。 一、 表面加工方法的选择 有一定技术要求的零件表面，一般不是用一种工艺方法一次加工就能达到设计要求的，所以对于精度要求较高的表面，在选择加工方法时，总是根据各种工艺方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素来选定它的最后加工方法，然后再选定前面一系列准备工序的加工方法和顺序，经过逐次加工达到其设计要求。,选择零件各表面加工方法的基本思路： 1.被加工表面的精度和表面质量要求 所采用加工方法的经济精度应能保证零件图样所规定的精度和表面质量要求。 例如，材料为碳钢，尺寸精度为IT7，表面粗糙度Ra=0.8m的外圆柱面，应该选用磨削加工方法作为达到工件加工精度的最终加工方法。 当多种加工方法的加工经济精度都能满足被加工表面的精度和表面粗糙度要求时，选择何种加工方法则取决于零件的结构形状、尺寸大小、材料、热处理等项因素。例如IT7的孔，采用镗、铰、磨、拉削加工均可达到精度要求，都符合加工经济精度。但是，对模板上的孔，则不应选择拉削和内圆磨削加工，宜采用镗削、铰削加工；对于位置精度要求较高的孔采用坐标镗或坐标磨加工，而不宜采用铰削加工，因为铰孔不能纠正孔的位置偏差。被加工表面的尺寸大小对选择加工方法也有一定的影响。例如孔径较大时宜选用镗孔，而加工直径小的孔，则采用铰孔较为适当。,2 零件材料的性质及热处理要求 对于加工质量要求高的有色金属零件，一般采用精细车、精细铣或金刚镗进行加工，应避免采用磨削加工。淬火后的钢质零件宜采用磨削加工和特种加工。 3 生产率和经济性要求 所选择的零件加工方法，除保证产品的质量和经济精度要求外，应有尽可能高的生产率。尤其在大批量生产时，应尽量采用高效率的先进加工方法和设备，以达到大幅度提高生产效率的目的。,二、工艺阶段的划分 1.工艺过程四个阶段的划分 (1) 粗加工阶段主要任务是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段应考虑的主要是如何提高劳动生产率。 (2)半精加工阶段：主要任务是减小粗加工后留下的误差和表面缺陷层，使被加工面达到一定的精度，同时完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、切槽等) 。 (3)精加工阶段:主要任务是使精度要求高的表面达到规定的质量要求。要求的加工精度较高，各表面的加工余量和切削用量都比较小。 (4)光整加工阶段主要任务是提高被加工表面的尺寸精度和减小表面粗糙度，一般不能纠正形状和位置误差。对尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表面才安排光整加工。,2.划分工艺阶段的原因及原则 (1)保证加工质量（渐精的概念） 逐级提高零件的精度，消除或减小加工过程中的内应力和变形。 (2)合理使用设备 (3)便于热处理工序的安排 (4)便于及时发现毛坯缺陷和保护已加工表面,三、工序的划分 确定工序数目的两个原则：工序集中原则和工序分散原则 1.工序集中的特点： （1） 工件在一次装夹后，可以加工多个表面，能较好地保证表面之间的相互位置精度；可以减少装夹工件的次数和辅助时间；减少工件在机床之间的搬运次数，有利于缩短生产周期。 （2）可减少机床数量、操作工人，节省车间生产面积，简化生产计划和生产组织工作。 2. 工序分散具有以下特点： （1）机床设备及工装比较简单，调整方便，生产工人易于掌握。 （2）可以采用最合理的切削用量，减少机动时间。 （3）设备数量多，操作工人多，生产面积大。,四、 加工顺序的安排 1.切削加工工序的安排 零件的被加工表面不仅有自身的精度要求，而且各表面之间还常有一定的位置要求，在零件的加工过程中要注意基准的选择与转换。安排加工顺序应遵循以下原则： (1) 先粗后精：即先进行粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。 (2)基面先行：先加工基准表面，后加工其他表面。在零件加工的各阶段，应先把基准面加工出来，以便后续工序用它来定位加工其他表面。 (3)先主后次：先加工主要表面，后加工次要表面。零件的工作表面、装配基面等应先加工。而键槽、螺孔等往往和主要表面之间有相互位置要求，一般应安排在主要表面之后加工。 (4)先面后孔：先加工平面，后加工内孔。对于箱体、模板类零件平面轮廓尺寸较大，用它定位，稳定可靠，一般总是先加工出平面作精基准，然后加工内孔。,2.热处理工序的安排 热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件热处理的目的。 (1)改善金属组织和加工性能的热处理工序，如退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前、后。 (2)提高零件硬度和耐磨性的热处理工序，如淬火、渗碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。渗氮处理温度低、变形小，且渗氮层较薄，渗氮工序应尽量靠后，如安排在工件粗磨之后，精磨、光整加工之前。 (3)时效处理工序，时效处理的目的在于减小或消除工件的内应力，一般在粗加工之后精加工之前进行。对于高精度的零件，在加工过程中常进行多次时效处理。 举例： 锻造退火粗加工半精加工淬火与回火精加工钳工抛光镀铬钳工装配（T8A,T10A） 锻造退火粗加工调质或高温回火精加工淬火与回火钳工抛光镀铬钳工装配（5CrNiMo, 5CrMnMo,9SiCr）,3.辅助工序安排 辅助工序主要包括检验、去毛刺、清洗、防锈、刻字等。其中检验工序是主要的辅助工序。为保证产品质量，及时剔除废品，防止浪费工时，并使责任明确，检验工序一般安排在零件粗加工或半精加工结束之后；重要工序加工前后；零件送外车间(如热处理)加工之前；零件全部加工结束之后。 （1）粗加工、半精加工后，精加工前的检验 （2）重要工序加工前后的检验 （3）热处理前的检验 （4）特种性能的检验 （6）零件从此车间转送到另一车间前后的检验 （7）装配前的检验,2.7 加工余量的确定,一、加工余量的概念 1.总加工余量和工序加工余量 （1）总加工余量：为了得到零件上某一表面所要求的精度和表面质量而从毛坯表面上切除的全部多余的金属层厚度，称为该表面的总加工余量。 （2）工序加工余量：为完成某一个工序而从该表面上切除的金属层厚度，称为工序加工余量。,总加工余量与工序加工余量的关系为： 式中：Z总总加工余量； Zi第i道工序的加工余量； n工序数目。,2.公称加工余量、最大加工余量和最小加工余量 （1）公称加工余量：通常所说的加工余量又称公称加工余量，其值等于前后工序的基本尺寸之差。,式中： Zb本工序的加工余量； a前工序的工序尺寸； b本工序的工序尺寸。,加工余量有双边余量和单边余量之分，平面的加工余量是单边余量，它等于实际切削的金属层厚度。对于外圆和孔等回转表面，加工余量指双边余量，即以直径方向计算，实际切削的金属为加工余量数值的一半。,对于外表面的单边余量 Zb=a-b 对于内表面的单边余量 Zb=b-a 对于轴 2Zbda-db 对于孔 2Zb=db-da,（2）最大加工余量和最小加工余量 最大加工余量：前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差； 最小加工余量： 前工序最小尺寸与本工序最大尺寸之差。,对外表面： Zbmax=amax-bmin Zbmin=amin-bmax Tzb=Tbmax-Tbmin =Ta+Tb 式中： Tzb本工序加工余量公差； Tb本工序工序尺寸公差； Ta前工序工序尺寸公差。 Zbmin本工序最大和最小加工余量； bmax、bmin本工序最大和最小尺寸； amax、amin前工序最大和最小尺寸； Zamax、Zamin前工序最大和最小加工余量，,加工余量的公差带，一般是按“入体原则” 分布在零件加工表面上的。毛坯尺寸的公差，一般采用双向标注.,二、确定加工余量的方法 1. 影响工序余量的因素 (1)上道工序的尺寸公差T (2)上道工序表面粗糙度Ry（表面轮廓最大高度）和表面缺陷层厚度H (3)本工序加工时的安装误差：包括定位误差、夹紧误差（夹紧变形）及夹具误差 (4)上道工序留下的平面度、直线度之类的位置误差,2. 确定加工余量一般有如下三种方法： (1)分析计算法 (2) 查表修正法 此法是以工艺手册、生产实践和各种试验研究积累的有关加工余量的资料数据为基础，并结合实际的加工情况来确定加工余量的方法，应用比较广泛。在查表时应注意表中的数据是公称值，对称表面(轴和孔)是加工余量的双边值，非对称表面的加工余量是单边值。 (3)经验估算法 此法是根据工艺人员的实践经验来确定加工余量的方法。这种方法不太准确，并且为了避免因加工余量不够而产生废品的情况，估计的加工余量一般偏大，常用于模具零件。, 2.8 工序尺寸及其公差的确定 一、工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定 是指定位基准、工序基准、测量基准与设计基准重合时，同一表面经过多次加工才能满足加工精度要求，应如何确定各道工序的工序尺寸及其公差。其方法是考虑各工序的余量和此种加工方法所能达到的经济精度，从最后一道工序向前推算: (1)确定工序公差 最后一道工序的尺寸公差等于或小于设计尺寸公差，其余工序公差按经济精度确定(见有关手册) (2)求工序基本尺寸 从零件图上的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。 (3)标注工序尺寸公差 最后一道工序的公差按设计尺寸标注，其余工序尺寸公差按入体方向标注。 (4)确定毛坯总余量和工序余量。,例3 某工件上有20+0.021(H7)的孔，加工工序为：钻孔扩孔粗铰精铰。求各工序尺寸。,二、工艺基准与设计基准不重合时工序尺寸及其公差的确定 1.工艺尺寸链的基本概念 1) 工艺尺寸链的定义和特征,工艺尺寸链的主要特征 (1)封闭性尺寸链中各个尺寸首尾相接形成一个封闭的系统。不封闭就不成为尺寸链。 (2)关联性任何一个能直接保证的尺寸及其精度的变化，必将影响间接保证的尺寸和其精度。,工艺尺寸链：零件加工过程中，同一工件上相互联系、按一定顺序排列成封闭图形的尺寸组合，称为工艺尺寸链，简称尺寸链。,2)工艺尺寸链的组成 （1）环：组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。 （2）封闭环：加工过程中间接得到的尺寸，称为尺寸链的封闭环。每个尺寸链中有且仅有一个封闭环。用加下标o(或）的字母表示。 （3）组成环：除封闭环以外的其他环，称为组成环。组成环的尺寸是直接保证的，它又影响到封闭环的尺寸。按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。 （4）增环当其余组成环不变，该环增大(或减小)使封闭环随之增大(或减小)的环，称为增环。为简明起见，给该环冠一个向右的箭头。 （5）减环当其余组成环不变，该环增大(或减小)使封闭环减小(或增大)的环，称为减环。为简明起见，给该环冠一个向左的箭头。,3）工艺尺寸链的画法 （1）封闭环的确定 正确确定封闭环是解算工艺尺寸链最关键的一步。如果封闭环确定错了，整个尺寸链的解算将是错误的。要认准封闭环是“间接、派生、最后”获得的尺寸这一关键点。 （2）然后从封闭环一端开始，按照尺寸之间的联系首尾相连，依次画出对封闭环有影响的尺寸，直到封闭环的另一端，形成一个封闭图形，就构成一个尺寸链。 （3）按照各组成环对封闭环的影响，确定其为增环或减环。 对于环数多的尺寸链，可以采用箭头法，即先给A尺寸的上方(或下方)任意画箭头方向，然后沿着规定好的方向给各环依次画下去，凡箭头方向与封闭环A的箭头方向相同的环为减环，相反的为增环。 注意：所建立的尺寸链，应是最短的(即使组成环数最少)，这样才能更好地满足封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。,例：某模具零件设计尺寸如图所示。A、C、D三面已加工完毕，现以A面做定位基准铣削槽E。试画出本工序工艺尺寸链。,4)工艺尺寸链计算的基本公式 工艺尺寸链的计算，有极值法和概率法两种。一般多采用极值法。本课程只介绍极限法。 （1）封闭环基本尺寸：等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。即：,式中： n增环的环数； m组成环的总环数,（2）封闭环极限尺寸,（3）封闭环上下偏差,（4）封闭环的公差,式中： ES(A)环的上偏差； EI(A)环的下偏差。,式中： Ti组成环的公差。,5)尺寸链计算的三种形式 （1）正计算 已知各组成环尺寸，求封闭环尺寸，其计算的结果是惟一的。这种情况主要用于设计尺寸、校核。 （2）反计算 已知封闭环尺寸，求各组成环尺寸。这种情况实际上相当于X+Y+Z=C这样一个不等式，在求解这个不等式时，是将封闭环的公差值合理地分配给各组成环，分配时一般按照等公差值法、等精度法、等工序能力法，来确定组成环的公差值，并加以适当调整，使各组成环公差之和等于或小于封闭环公差。它主要用于根据机器装配精度，确定各零件尺寸及偏差时的情况。 （3）中间计算 已知封闭环和部分组成环，求某一组成环。此法应用最广，广泛用于加工中基准不重合时工序尺寸的计算。,2.工艺尺寸链的分析和计算 1)测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 在零件加工时，会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情况。因此需要在零件上另选一个易于测量的表面作测量基准进行测量，来间接检验设计尺寸。 例 如图所示套筒零件，两端面已加工完毕，加工孔底面C时，要保证尺寸16-0.35mm，因该尺寸不便测量，试标出测量尺寸。,解： （1）画出工艺尺寸链 （2）封闭环基本尺寸,（3）封闭环上偏差：,（4）封闭环下偏差：,（5）本工序测量尺寸：,讨论：由于基准不重合而进行尺寸换算，将带来两个问题： （1）提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求。设计公差为0.35mm，换算后的测量尺寸公差为0.18mm。 （2）假废品问题 假如60-0.17实际加工尺寸为60，则尺寸A1在44+0.35范围之内都能保证A0=16-0.35。如果按A1= 44+0.18的要求加工，会出现假废品现象。,2)定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算 零件调整法加工时，如果加工表面的定位基准与设计基准不重合，就要进行尺寸换算，重新标注工序尺寸。 例 如图所示零件，尺寸60-0.12mm已经保证，现以1面定位用调整法精铣2面，试标出工序尺寸。,解： （1）画出工艺尺寸链,（2）封闭环基本尺寸,（3）封闭环上偏差：,（4）封闭环下偏差：,（5）本工序尺寸：,讨论：当封闭环公差小于组成环公差的和时，计算所得公差值为负。上例所示如果60-0.12改为60-0.25，换算后工序尺寸A2为：,出现这种情况可以采取的措施： （1）减小其他组成环的公差。 （2）改变定位基准或加工方式,3)尚需继续加工的表面上标注的工序尺寸及其偏差的计算 例 如图所示为齿轮内孔的局部简图，设计要求为：孔径40+0.05mm，键槽深度尺寸为43.6+0.34mm，其加工顺序为： 镗内孔至39.6+0.1mm； 插键槽至尺寸A； 热处理，淬火； 磨内孔至40+0.05 试确定插键槽的工序尺寸A。,4)保证渗氮、渗碳层深度的工艺计算 有些零件的表面需进行渗氮或渗碳处理，并且要求精加工后要保持一定的渗层深度。为此，必须确定渗前加工的工序尺寸和热处理时的渗层深度。,例2-7 如图所示某零件内孔，材料为38CrMoAlA，孔径为150+0.04mm。内孔表面需要渗氮，渗氮层深度为0.3mm0.5mm。其加工过程为：(1)磨内孔至149.76+0.04 mm (2)渗氮，深度t；(3)磨内孔至150+0.04mm，并保留渗层深度t0=0.3mm0.5mm。试求渗氮时的深度t。,5)列表计算法 将计算公式改写成如下所示的竖式表，计算时较为简明清晰。纵向各列中，最后一行为该列以上各行相加的和；横向各行中，第列为第列与第列之差；而最后一列和最后一行则是进行综合验算的依据。,6）余量校核 例 如图 (a)所示的小轴，其轴向尺寸的加工过程为：车端面A；车台肩面B以保证尺寸49.5+0.3mm；车端面C以保证总长80-0.2mm；钻顶尖孔；热处理；磨台肩面B以保证尺寸30-0.14mm。试校核台肩面B的加工余量。,其工艺尺寸链如图 (b)所示。由于该余量是间接获得的，故为封闭环。,列表求余量A0的有关尺寸及偏差。,结果:A00.5mm；A0max0.64mm；A0min0mm。如果要求最小磨削余量为A0min=0.1mm，因A2、A3是设计要求尺寸，所以只能变动中间工序尺寸A1来满足新的封闭环要求。,7)由多尺寸保证而进行的尺寸换算 所谓多尺寸保证是指加工一个表面时，同时要保证几个位置尺寸，其实质是并联尺寸链中公共环的求解和计算。 例 图 (a)所示的阶梯轴，图中尺寸为设计尺寸。其轴向尺寸的加工过程为：精车端面A(A面留磨削余量Z=0.3mm)；以A面为基准，精车B面，中间工序尺寸为A1；以B面为基准精车C面，工序尺寸为A2；磨A面达到图样设计尺寸要求。试求工序尺寸A1、A2并校核磨削余量。,解：1）求A2,2)求A1并校核磨削余量 按经济精度确定A1的公差TA10.16mm，按“入体原则”标为：A1-0.16mm。,结论： A1=39.7-0.16mm；A2=120+0.05-0.15mm； Z=0.3+0.26mm；Zmax=0.56mm；Zmin=0.3mm，故磨削余量适当。,