机械加工工艺第4章机械加工工艺规程

第4章 机械加工工艺规程机械加工工艺规程基本概念4.1零件结构工艺性分析及审查4.2毛坯的选择4.3定位基准的选择4.4机械加工工艺路线的拟定4.5机械加工工序设计与实施 4.6 【学习目标】1了解生产过程与机械加工工艺规程基本概念2掌握机械加工工艺规程的步骤、方法，能拟定机械加工工艺过程卡和工序卡3掌握工艺尺寸链的计算和应用4了解典型零件机械加工工序的设计第4章 机械加工工艺规程工艺尺寸链4.7数控加工工序设计4.8加工工艺过程技术经济分析4.9典型零件加工工序实例4.10 机械产品的生产过程是将原材料转变为成品的全过程。这里的成品可以指一台机器、一个部件或某个零件。对于机械制造而言，生产过程包括原材料的运输和保存，产品的技术准备和生产准备，毛坯的制造，零件的机械加工及热处理，产品的装配、调试、检验，以及油漆、包装等。工艺过程是指在生产过程中直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为成品或半成品的过程，如铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。而机械加工工艺过程是指利用机械加工方法直接改变毛坯形状、尺寸、相对位置和表面质量，使其成为零件的过程。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.1 生产过程与机械加工工艺过程 一个零件的工艺过程可以有多种不同的加工方法和设备。为保证被加工零件的精度和生产效率，便于工艺过程的执行和生产组织管理，通常把机械加工工艺过程划分为不同层次的单元；其中组成工艺过程的基本单元是工序，零件的机械加工工艺过程由若干工序组成；而每个工序又是由安装、工位、工步和走刀组成。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.2 机械加工工艺过程的组成1工序工序是指一个（或一组）工人在一个工作地（或一台机床上）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。工序的4要素是工作地、人、工件和连续作业，其中只要有一个要素发生变化即构成了一个新的工序。例如，从连续作业这个要素上考虑，在车床上加工一批阶梯轴，可以对每一根轴连续进行粗车和精车外圆，也可以采用先对整批轴进行粗车外圆，然后再依次对它们进行精车外圆。在第1种情形下，加工是在连续作业中完成的，所以是在一个工序中完成的；而在第2种情形下，由于加工连续性中断，即使对工件的加工是在同一工作地完成的，也分为两道工序。制订机械加工工艺过程，必须确定该工件要经过几道工序以及工序进行的先后顺序。 列出主要工序名称和加工顺序的简略工艺过程，称为工艺路线。 2工步在一个工序中，工步是指在加工表面（或装配时的连接表面）和加工（或装配）工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序。工步是划分工序的单元，加工表面、加工工具和连续加工3个要素中有一个发生变化就是另一个工步。对于在一次安装中连续加工的若干相同工步，可写成一个工步。例如，在工件上钻削6个10 mm孔，可写成：钻6 10 mm。用几把刀具同时切削工件的几个表面时，也把它作为一个工步，称为复合工步。图4-1所示为应用复合工步的例子。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.2 机械加工工艺过程的组成 3走刀在一个工步内，如果要切除的金属层很厚，需要对同一表面进行几次切削，这时刀具每切削一次称作一次走刀。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.2 机械加工工艺过程的组成4安装工件（或装配单元）经一次装夹后所完成的那一部分工序内容称为安装。完成一个工序内容有时需要多次装夹工件。图4-2所示为联轴器，其工艺过程如表4-1所示，其中工序30的工序内容是：在车床上加工出外圆、30孔和两个端面。车端面、车外圆、车30孔、倒角2 45；安装二：车端面、车面、倒角2 45。 表4-1联轴器加工工艺过程（中批生产） 单位：mm）4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.2 机械加工工艺过程的组成 5工位采用转位或移位夹具、回转工作台的机床上进行加工时，在一次装夹工件后，要经过若干个位置依次进行加工。工件在所占据的每一个位置上所完成的那一部分工序，称为工位。如图4-3所示，为完成一个工序中的装卸工件、钻孔、扩孔和铰孔4部分工作内容，利用回转工作台在一次装 夹中占据4个工位。显然，在一个工序中采用多工位加工可以减少装夹次数，提高生产率。 4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.2 机械加工工艺过程的组成 图4-3 多工位加工工位装卸工件 工位钻孔 工位扩孔 工位铰孔 1生产纲领生产纲领是指在计划期内企业应当生产的产品产量和进度计划。计划期为一年，所以生产纲领也称年的总生产量。对于零件而言，产品的产量除了制造机器所需的数量外，还要包括一定的备品和废品，通常为5%的备品率和2%废品率。生产纲领可按下式计算： N = Qn(1 + a%)(1 + b%)(件/年)（4-1）式中：Q产品的年产量（台/年）； n每台产品中该零件的数量； a%备品的百分率； b%废品的百分率。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.3 生产纲领和生产类型 2生产类型生产类型是企业生产专业化程度的分类。一般分为单件生产、成批生产和大量生产。表4-2所示为机床制造业划分生产类型的参考数据。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.3 生产纲领和生产类型表4-2划分生产类型的参考数据 成批生产中，按照批量不同，分为小批生产、中批生产和大批生产3种。4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.3 生产纲领和生产类型表4-3各种生产类型的工艺特点 1机械加工工艺规程规定产品或零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为机械加工工艺规程，是企业生产的指导性技术文件。常用的两种工艺规程文件是机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。数控加工中常用的工艺文件规程有：数控加工工序、有数控刀具卡片、数控加工程序单、走刀路线卡等。（1）机械加工工艺过程卡片。以工序为单位说明零件机械加工过程的一种工艺文件，机械加工工艺过程卡制订了零件所有的机械加工过程。工艺过程卡片中各工序的内容规定得很具体，所以在成批生产和大量生产中不能直接指导工人操作，多作为生产管理使用。但是在单件小批生产中，通常不再编制 更详细的工艺文件，以这种卡片直接指导生产。（2）机械加工工序卡片。是在机械加工工艺过程卡的基础上，按每道工序的工序内容所编制的一种工艺文件。该卡片中一般附有工序简图，并详细说明该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用的设备和工艺装备等。它是用于具体指导工人操作的技术文件。多用作大批量生产零件和成批生产中重要零件的工艺文件。标准机械加工工序卡片的格式如表4-5所示。 4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.4 机械加工工艺规程 2工序简图在机械加工工序卡片中附有工序简图，可以清楚直观地表达一道工序的工序内容，其绘制要点如下。 工序简图可按比例缩小，尽量用较少的投影绘出，可以略去视图中的次要结构和线条。 工序简图主视图应是本工序工件在机床上装夹的位置。例如，在卧式车床上加工的轴类零件的工序简图，中心线要水平，加工端在右，卡盘夹紧端在左。 工序简图中工件上本工序加工表面用粗实线表示，本工序不加工表面用细实线表示。 工序简图中用规定的符号表示出工件的定位、夹紧情况。 工序简图中标注本工序的工序尺寸及其公差，加工表面的表面粗糙度，以及其他本工序加工中应该达到的技术要求。 4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.4 机械加工工艺规程 4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.4 机械加工工艺规程 4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.4 机械加工工艺规程 1工艺规程设计须遵循的原则 应能够保证加工后零件质量达到设计图样上规定的各项技术要求。 设法降低生产制造成本，这也是制订工艺规程的基本原则。 应使工艺过程具有较高的生产效率，使产品尽快投入市场。 减轻工人的劳动强度，提供安全的劳动条件。2制订零件机械加工工艺规程的步骤 熟知和分析制订工艺规程的技术要求，确定生产纲领，确定生产类型。 审查零件图和装配图，分析零件结构的工艺性。 确定毛坯种类、形状、尺寸及其制造方法。 拟定工艺过程，选择定位基准，确定加工表面的加工方法。 选择机床和工艺装备。 确定工艺路线中每一道工序的工序内容，并提供主要工序的检验方法。 确定加工余量、工序尺寸及其公差。 确定切削用量、计算工时定额。 进行技术经济分析，选择最优工艺方案。 填写工艺文件。 4.1 机械加工工艺规程基本概念4.1.5 制订机械加工工艺规程的原则和步骤 制订工艺规程时，首先应分析零件图及该零件所在部件的装配图。通过分析零件图样和部件的装配图，明确被加工零件在产品中的位置与作用；找出该零件上有多少主要加工表面；找出该零件主要的技术要求和加工中的关键的技术问题；了解各项公差与技术要求制订的依据，在编制工艺过程中，有针对性地解决这些问题。具体内容包括如下。（1）检查零件图、装配图的完整性和正确性。审查零件图、装配图的视图、尺寸、公差和技术条件等是否完整、正确。（2）审查零件材料及热处理选用是否合适。零件的热处理要求与所选的零件材料有直接的关系，应按所选材料审查其热处理要求是否合理。 （3）审查各项技术要求是否合理。过高的精度要求、过小的表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。 4.2 零件结构的工艺性分析及审查4.2.1 分析、审查零件图、装配图 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制造的方便性、可行性和经济性，即零件的结构应方便于加工时工件的装夹、对刀、测量，可以提高切削效率等。结构工艺性不好会使加工困难，浪费材料和工时，有时甚至无法加工，所以应该对零件的结构进行工艺性审查，如发现零件结构不合理之处，应与有关设计人员一起分析，按规定手续对图样进行必要的修改及补充。4.2 零件结构的工艺性分析及审查4.2.2 零件的结构工艺性分析1从零件方便装夹方面进行分析零件的结构设计要考虑加工时的装夹，装夹次数尽量少而且方便。图4-4（a）所示的零件只能用双顶尖加拨盘装夹，拨盘夹紧不方便，若改成图4-4（b）所示的结构，则可以方便地选择夹盘和顶尖。 2从零件加工方面进行分析零件设计时尽量采用标准化数值，方便选择刀具和量具。同时还应考虑加工时的进退刀、加工难易程度等方面，尽量考虑一次装夹就能加工大部分工作表面。另外在加工方面要分析加工的时间和效率，尽量减少不必要的加工，既节约了材料，又减轻重量。表4-6列出了分析零件的结构工艺性图例。4.2 零件结构的工艺性分析及审查4.2.2 零件的结构工艺性分析表4-6零件的结构工艺性图例 3要考虑生产类型与加工方法图4-5所示为车床进给箱箱体零件，在单件小批生产时，其同轴孔的直径应设计成单向递减的，如图4-5（a）所示，以便在镗床上通过一次安装就能逐步加工出分布在同一轴线上的所有孔。但在大批生产中，为提高生产率，一般用双面联动组合机床加工，这时应采用双向递减的孔径设计，用左、右两镗杆各镗两端孔，如图4-5（b）所示，以缩短加工工时，平衡节拍，提高效率。4.2 零件结构的工艺性分析及审查4.2.2 零件的结构工艺性分析 图4-5 生产类型对零件结构工艺性的影响 4尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸，使数控编程更方便零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，效益提高。轮廓内圆弧半径R决定着刀具直径的大小，因而内圆弧半径不应过小。如图4-6所示，零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。图4-6（b）与图4-6（a）相比，转接圆弧半径大，可以采用较大直径的铣刀来加工。加工平面时，进给次数也相应减少，表面加工质量也会好一些，所以工艺性较好。通常R0.2H（H为被加工零件轮廓面的最大高度）时，可以判定零件的该部位工艺性差。4.2 零件结构的工艺性分析及审查4.2.2 零件的结构工艺性分析 5装配和维修对零件结构工艺性的要求零件的结构设计应考虑便于装配和维修时的拆装。图4-8（a）左图所示的结构无透气口，销钉孔内的空气难于排出，故销钉不易装入，改进后的结构如图4-8（a）右图所示。在图4-8（b）中为保证轴肩与支承面紧贴，可在轴肩处切槽或孔口处倒角。图4-8（c）所示为两个零件配合，由于同一方向只能有一个定位基面，故图4- 8（c）左图不合理，而右图所示为合理的结构。在图4-8（d）中，左图所示螺钉装配空间太小，螺钉装不进，改进后的结构如图4-8（d）右图所示。 4.2 零件结构的工艺性分析及审查4.2.2 零件的结构工艺性分析 毛坯的选择主要是确定毛坯的种类、制造方法和制造精度等级。毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等而制成的供进一步加工用的生产对象。毛坯的形状、尺寸越接近成品，切削余量就越小，但从加工成本考虑，切削余量越小，制造毛坯和余量加工的成本相对而言就越高。所以选择毛坯时应从制造毛坯和余量机械加工两方面来考虑。4.3 毛坯的选择4.3.1 毛坯的种类1铸件：是将熔融的金属浇入铸型，凝固后所得到的金属毛坯。适用于形状比较复杂的零件毛坯。铸件的材料可以是铸铁、铸钢或有色金属。2锻件：是金属材料经过锻造变形而得到的毛坯。适用于力学性能高，材料又具有可锻性，形状比较简单的零件。生产批量大时，可用模锻代替自由锻。3型材：主要通过热轧或冷拉而成。如各种热轧和冷拉的圆钢、板材、异型材等，适用于形状简单的、尺寸较小的零件。4焊接件：是将各种金属零件用焊接的方法得到的结合件。在单件小批生产中，用焊接件制作大件毛坯，可以缩短生产周期。5冲压件：是通过冲压机床对薄钢板进行冷冲压加工而得到的零件。它非常接近成品要求，精度高，适用于批量较大而零件厚度较小的板材类零件。6粉末冶金件：是以金属粉末为原料，在高温下烧结而成。如激光熔覆技术等 。主要用于成品零件的表面补修和改性。 1生产纲领的大小当零件生产纲领较大时，应采用精度与生产率都比较高的毛坯制造方法，以便减少材料消耗和机械加工费用。相反应选用精度和生产率较低的毛坯制造方法，如自由锻造锻件和手工造型铸件等。 2零件材料和性能的要求材料为铸铁与青铜的零件，一般应选择铸件毛坯。重要的钢质零件为保证良好的力学性能，不论结构形状简单或复杂，均不宜直接选取轧制型材，而应选用锻件毛坯。 3零件的结构形状及外形尺寸 例如台阶直径相差不大的阶梯轴，可直接选取圆棒料；相反相成宜选择锻件毛坯。一些非旋转体的板条形钢质零件，多为锻件。尺寸大的零件，选取自由锻造和砂型铸造，而中小型零件则可选用模锻、精锻、熔模铸造及压力铸造等先进的毛坯制造方法。 4现有的生产条件选择毛坯时，要考虑毛坯制造的实际水平、生产能力、设备情况及外协的可能性和经济性。 4.3 毛坯的选择4.3.2 毛坯的选择原则 毛坯余量指某一表面毛坯尺寸与零件设计尺寸之差，亦称毛坯总余量，包括毛坯的尺寸公差与机械加工余量。最常用的铸件和锻件毛坯的尺寸公差与机械加工余量已有国家标准，按照标准即可确定。4.3 毛坯的选择4.3.3 毛坯的形状与尺寸确定毛坯的形状与尺寸的步骤：首先选取毛坯加工余量和毛坯公差。其次将毛坯加工余量叠加在零件的相应加工表面上，从而计算出毛坯尺寸。最后标注毛坯的尺寸与公差。在决定毛坯形状时，还需要考虑加工工艺对毛坯形状的影响。例如有时为使零件在加工中装夹方便，在其毛坯上做出工艺凸台。所谓工艺凸台是为了满足工艺的需要而在工件上增设的凸台，如图4-9（a）所示，零件加工后一般应将其切除。有 时将分离的零件做成一个毛坯，使其易于加工，并确保加工质量，如图4-9（b）所示，机床丝杠的开合螺母，将其毛坯做成整体，待加工到一定阶段后才切割分离。 例4-1 铸件毛坯的选择方法。图4-10所示的支座，材料为HT200，年产量3 000件。4.3 毛坯的选择4.3.4 毛坯的选择实例 机械加工中，工件在机床或夹具上定位时所依据的点、线、面统称为定位基准。按工件上定位表面的不同，定位基准分为粗基准、精基准，以及辅助基准。 1粗基准和精基准用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，称为粗基准。而利用工件上已加工过的表面作为定位基准面，称为精基准。 2辅助基准零件设计图中不要求加工的表面，有时为了工件装夹的需要而专门将其加工作为定位用；或者为了定位需要，加工时有意提高了零件设计精度的表面，这种表面不是零件上的工作表面，只是由于工艺需要而加工的基准面，称为辅助基准。例如加工过程中使用 的中心孔定位、图4-9（a）所示零件的工艺凸台、活塞加工中使用的止口定位（见图4-12）等均属于辅助基准。在制订工艺规程时，首先选择出精基准面，采用粗基准定位，加工出精基准表面；然后采用精基准定位，加工零件的其他表面。 4.4 定位基准的选择4.4.1 定位基准分类 选择精基准主要应从保证工件的位置精度和装夹方便这两方面来考虑。精基准的选择原则如下。 1基准重合原则应尽量选择加工表面的设计基准作为定位基准，这一原则称为基准重合原则。用设计基准作为定位基准可以避免因基准不重合而产生的定位误差。如图4-13（a）、（b）、（c）所示，采用调整法铣削C面，则工序尺寸c的加工误差TC不仅包含本工序的加工误差j，而且还包含基准不重合带来的误差Ta。如果采用图4-13（d）所示的方式安装，则可消除基准不重合误差。4.4 定位基准的选择4.4.2 精基准的选择 2基准统一原则尽可能采用同一个定位基准来加工工件上的各个加工表面，这称为基准统一原则。例如，一般轴类零件加工的多数工序以中心孔定位；在图4-12活塞加工的工艺过程中，多数工序以活塞的止口和端面定位；箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。基准统一有利于保证工件各加工表面的位置精度，避免或减少因基准转换而带来的加工误差。同时可以简化夹具的设计和制造。 3自为基准原则某些加工表面余量较小而均匀的精加工工序选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图4-14所示，磨削车床导轨面用可调支承定位床身，在导轨磨床上用百分表找正导轨本身表面作为定位基准，然后磨削导轨，可以满足精磨导轨面的余量小且均匀。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无心磨外圆等，也都是自为基准定位。4.4 定位基准的选择4.4.2 精基准的选择 4互为基准原则某个工件上有两个相互位置精度要求很高的表面，采用工件上的这两个表面互相作为定位基准，反复进行加工，称为互为基准。互为基准可使两个加工表面间获得高的相互位置精度，且加工余量小而均匀。如加工精密齿轮中的磨齿工序，先以齿面为基准定位磨孔，如图4-15所示；然后以内孔定位，磨齿面，使齿面加工余量均匀，能保证齿面与内孔之间的较高的相互位置精度。 5准确可靠，便于装夹的原则所选精基准应保证工件定位准确，安装可靠，装夹方便，夹具简单适用、操作方便。 4.4 定位基准的选择4.4.2 精基准的选择 图4-15 互为基准定位的磨齿轮孔 1推销 2钢球 3齿轮 粗基准对加工工件的影响可以用一实例说明。图4-16中，铸件毛坯的外圆与内孔不同轴，其壁厚不均匀，比较两个粗基准定位的方案。方案一：以A面（不加工表面）为粗基准定位（用三爪卡盘夹住外圆），车削内孔。则加工出的孔与外圆A面同轴，保证了内、外圆表面的同轴度的位置关系，经加工后工件壁厚均匀。方案二：选内孔为粗基准（用四爪单动卡盘夹持外圆，然后按内孔找正，实现定位）定位，则车削的加工余量是均匀的，但是加工后的孔与外圆（不加工表面）不同轴，工件的壁厚不均匀。4.4 定位基准的选择4.4.3 粗基准的选择所以粗基准的选择对工件主要有两个方面的影响，一是影响工件上加工表面与不加工表面的相互位置，二是影响加工余量的分配。如果零件要求壁厚均匀，则加工中的粗基准选择方案一是正确的。 1保证工件加工表面与不加工表面的相互位置精度，选择不加工表面作为粗基准对于同时具有加工和不加工表面的零件，必须保证不加工表面与加工表面的相互位置时，选择不加工表面作为粗基准。如果零件有多个不加工表面，应选择其中与加工表面相互位置要求高的表面作为粗基准。 图4-17所示拨杆上有多个不加工表面，但保证加工20 mm孔与不加工表面40 mm外圆的同轴度（可以保证零件的壁厚均匀）是主要的，因此加工20 mm孔时应选40 mm外圆为粗基准。 4.4 定位基准的选择4.4.3 粗基准的选择 图4-17 拨杆粗基准的选择 2保证重要表面的余量均匀工件必须首先保证某重要表面的余量均匀，选择该表面为粗基准。如床身的加工，床身上的导轨面是重要表面，要求导轨面的加工余量均匀。若精磨导轨时，先以床脚平面作为粗基准定位，磨削导轨面，如图4-18（b）所示，导轨表面上的加工余量不均匀，切去的又太多，会露出较疏松的、不耐磨的金属层，达不到导轨要求的精度和耐磨性。若选择导轨面为粗基准定位，先加工床脚底面，然后以床脚底面定位加工导轨面，如图4-18（a）所示，这就可以保证导轨面加工余量均匀。4.4 定位基准的选择4.4.3 粗基准的选择 3选择余量最小的表面为粗基准选择毛坯加工余量最小的表面作为粗基准，以保证各加工表面都有足够加工余量，不至于造成废品。如图4-19所示，加工铸造或锻造的轴套，通常加工余量较小，并且孔的加工余量较大，而外圈表面的加工余量较小，这时就应该以外圈表面作为粗基准来加工孔。 4选择平整光洁的表面作为粗基准应该选择毛坯上尺寸和位置可靠、平整光洁的表面作为粗基准，表面不应有飞边、浇口、冒口及其他缺陷，这样可减少定位误差，并使工件夹紧可靠。4.4 定位基准的选择4.4.3 粗基准的选择 5不重复使用粗基准在同一尺寸方向上粗基准只准使用一次。因为粗基准是毛坯表面，定位误差大，两次以上使用同一粗基准装夹，加工出的各表面之间会有较大的位置误差。图4-20所示零件加工中，如第一次用不加工表面30 mm定位，分别车削18H7 mm和端面；第二次仍用不加工表面30 mm定位，钻4 8 mm孔，则会使18H7 mm孔的轴线与 4 8 mm孔位置即46mm的中心线之间产生较大的同轴度误差，有时可达23 mm。因此，这样的定位方案是错误的。正确的定位方法应以精基准18 mm孔和端面定位，钻4 8 mm孔。 4.4 定位基准的选择4.4.3 粗基准的选择 图4-20 重复使用粗基准 例4-2 如图4-21所示，轴座零件加工工艺过程如表4-8所示，表中列出各工序的定位基准以及选择依据。4.4 定位基准的选择4.4.4 定位基准选择实例注：粗基准可以用划线基准体现。例如表中在10工序前安排划线工序，以40轴线为基准，划出底面加工线，在10工序中按线加工底面，则可以认为划线基准（40外圆的轴线）是粗基准。 机械加工工艺路线是指零件由毛坯到成品过程中加工各工序的先后顺序。拟定机械加工工艺路线是制订机械加工工艺过程中的关键环节。其主要工作是选择各加工表面的加工方法，确定工序数目和内容，选择加工方案、定位和夹紧方法等。具体拟定时，结合零件的技术要求、生产批量、经济效益及生产实际装备等情况，确定较为合理的工艺路线。4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.1 加工方法和加工方案的选择1加工经济精度和经济表面粗糙度的概念任何一种加工方法能够保证的加工精度和表面粗糙度有一个相当大的范围，但如果要求它保证的加工精度过高，需采取特殊的工艺措施，降低了生产率，又加大了加工成本。因此只有在一定的精度范围内才是经济的。加工经济精度是指在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能保证的加工精度。相应的粗糙度称为经济表面粗糙度。例如，在普通车床上加工外圆所能获得尺寸的加工经济精度为IT8IT9级，加工经济表面粗糙度Ra为1.66.3 m。普遍外圆磨床磨削外圆，尺寸的加工经济精度为IT5IT6级，加工经济表面粗糙度Ra为0.160.32 m。 2典型表面的加工路线机械零件都是由外圆、孔、平面及成型表面等组合而成的，因此零件的工艺路线就是这些表面加工路线的恰当组合，表4-9、表4-10和表4-11分别是外圆柱、孔、平面的典型加工路线。4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.1 加工方法和加工方案的选择 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.1 加工方法和加工方案的选择 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.1 加工方法和加工方案的选择 1加工阶段的划分在加工较高精度的工件时，如工序数较多，可把整个工艺路线分成如下几个加工阶段。（1）粗加工阶段。高效率地去除各加工表面上的大部分余量。粗加工阶段所能达到的精度较低，表面粗糙度大，主要任务是如何获得高的生产率。（2）半精加工阶段。目的是消除主要表面上经粗加工后留下的加工误差，使其达到一定的精度，为进一步精加工做准备（保证精加工余量），同时完成一些次要表面的加工（钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。 （3）精加工阶段。该阶段中的加工余量和切削用量都很小，其主要任务是保证工件的主要表面的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度。（4） 光整加工阶段。对精度要求高、表面粗糙度要求小（公差等级6、表面粗糙度Ra0.32 m）的零件，要有专门的光整加工阶段。包括珩磨、超精加工、镜面磨削等方法，其加工余量极小，主要目的是进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度，一般不能用于提高形状精度和位置精度。 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.2 加工阶段的划分 2划分加工阶段的原因（1）保证加工质量。粗加工时切除的余量大，切削力和夹紧力大，切削热多，产生的加工误差大。两个加工阶段之间的工件周转期间长，要有充分的时间使工件冷却和内应力重新分布，可以确保精加工阶段纠正粗加工的加工误差和精加工后质量的稳定。（2）合理使用机床设备。粗加工可使用功率大、精度较低的机床，以获得较大的生产率。精加工切削力小，可使用高精度的机床加工，既确保加工质量，又有利于长期保护机床精度。 （3）充分发挥热处理工序的效果。可在工序中插入必要的热处理工序，使热处理发挥充分的效果。如材料预备热处理前安排粗加工，有利于消除粗加工产生的内应力，最终热处理后再安排精加工可以去除淬火后的工件变形。 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.2 加工阶段的划分 此外，由于划分了加工阶段，带来了两个有利条件：第一是粗加工完各表面后，可及时发现毛坯的缺陷，及时报废或修补；第二是精加工表面的工序安排在最后，可保护已加工表面少受损伤。但将工艺路线划分为几个加工阶段会增加工序数目，从而增加加工成本。因此在工件刚度高、工艺路线不划分阶段也能够保证加工精度的情况下，就不应该划分加工阶段。 复杂零件的机械加工常常要经过切削加工、热处理和辅助工序，拟定工艺路线时要合理安排加工顺序，结合三者统筹考虑，常见加工顺序的安排应该遵循下述原则。 1切削加工顺序安排的原则：（1）先粗后精。先安排粗加工，中间半精加工，最后精加工和光整加工。（2）先主后次。零件的主要表面是加工精度和表面质量要求高的表面，它的工序较多，其加工质量对零件质量影响大，因此先加工。一些次要表面如紧固用的螺孔、键槽等，可穿插在主要表面加工之间和加工之后进行。 （3）先基准，后其他。先用粗基准定位加工精基准表面，为其他表面的加工提供可靠的定位基准，然后再用精基准定位加工其他表面。如轴类零件一般以中心孔为精基准，所以先以外圆为粗基准加工中心孔，然后再以中心孔定位加工外圆柱面。（4）先面后孔。这是上一条原则的特例，因为对于箱体类零件，它的平面的轮廓尺寸大，用平面为精基准加工孔定位可靠，也容易实现，而先加工孔、再以内孔定位加工平面则比较困难。所以箱体零件一般先以主要孔为粗基准加工平面，再以平面为精基准加工孔系。 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.3 加工顺序的安排 2热处理工序的安排热处理是用来提高材料的力学性能，消除残余内应力，改善金属的加工性能。一般按使用目的的不同可分为如下几种。（1）预备热处理。预备热处理的目的是改善材料的切削性能，消除毛坯制造时产生的内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火和调质。退火和正火通常安排在机械加工之前进行；调质安排在粗加工之后、半精加工之前进行。由于调质使得材料的综合力学性能较好，对于某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可以作为最终热处理工序。 （2）时效处理。分为人工时效和自然时效两种，目的都是为了消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力，一般安排在粗加工之后，可同时消除铸造和粗加工所产生的内应力。有时为减少运输工作量，也可将时效处理放在粗加工之前进行。精度要求高的零件，应该在半精加工后安排第二次甚至多次时效。（3）最终热处理。包括淬火、渗碳淬火、渗氮等。常安排在半精加工之后、磨削加工之前进行，其目的是提高材料的硬度、耐磨性和强度等力学性能。热处理的方法、次数和时间应根据材料和热处理的目的而定，某些表面还需做电镀、涂层、发蓝、氧化等处理。常见的安排如表4-12所示。 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.3 加工顺序的安排 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.3 加工顺序的安排表4-12 热处理工序的安排热处理种类、名称目的 工序安排预备热处理表 面 处 理时 效 处 理最终热处理3辅助工序的安排辅助工序是指不直接加工也不改变工件尺寸和性能的工序。包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、检验等工序。（1）检验工序。除各工序安排自检外，粗加工全部结束后；重要工序前后；零件从一个车间转到另一个车间时；零件全部加工结束后。特种检验如用于检验工件内部质量的超声波检验、X射线检查。用于检验工件表面质量的磁力探伤、荧光检验通常安排在精加工阶段进行。（2）去毛刺及清洗。毛刺对机器装配质量影响很大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。装配零件之前，一般都安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔容易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，也需要清洗。（3）特殊需要的工序。在用磁力夹紧工件的工序之后，例如，在平面磨床上用电磁吸盘夹紧工件，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。平衡试验 、检查渗漏等工序应安排在精加工之后进行。其他特殊要求应根据设计图样上的规定，安排在相应的位置。 1工序的集中与分散原则工序集中原则就是将工件的加工集中在少数几道工序内完成。每道工序的加工内容较多。工序集中又可分为：采用技术措施的机械集中，如采用多刀、多刃、多轴或数控机床加工等；采用人为组织措施的组织集中，如卧式车床的顺序加工。工序分散原则是将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少，有时甚至每道工序只有一个工步。 2工序集中与工序分散的特点（1）工序集中的特点： 采用高效率的专用设备和工艺装备，生产效率高。 减少了装夹次数，易于保证各表面间相互位置精度，能缩短辅助时间。 工序数目少，机床数量、操作工人数量和生产面积都可少，节省人力、物力，还可简化生产计划和组织工作。 加工设备和工艺装备投资大，调整、维修较困难，生产准备工作量大，产品更新换代较麻烦。 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.4 工序的组合（集中与分散） （2）工艺分散的特点： 加工设备和工艺装备简单、调整方便、工人便掌握，容易适应产品的转换。 可以采用最合理的切削用量，减少基本时间。 对操作工人的技术水平要求较低。 设备和工艺装备数量多、操作人多、占地面积大。3工序的集中与分散的程序一个零件的加工是由多个工序组成的，每个工序又分为一个或多个工步。怎样把这些工步组合在一起，主要取决于生产类型、机床设备、零件结构和技术要求等。究竟如何组合，主要从以下几个方面考虑。4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.4 工序的组合（集中与分散） （1）生产类型。单件小批量生产时，为简化生产流程，缩短在制品生产周期，减少工艺装备，应采用工序集中原则。大批量生产中，若使用由专用机床和专用工艺装备组成的生产线，则应按工序分散的原则组织生产，这有利于专用设备的结构简化和按节拍组织流水生产。若使用多刀多轴的自动机床、加工中心，可按工序集中组织生产；成批生产时，两种原则均可采用，具体采用哪种原则，要考虑其他条件（如零件的技术要求、工厂的生产条件等）而定。（2）零件的结构、大小和质量。对于尺寸和质量较大、形状又复杂的零件，应采用工序集中的原则，以减少安装与运送次数。对于刚性差且精度高的精密工件，为减少夹紧 力和加工中的变形，工序应适当分散。（3）零件的技术要求及现场的条件。零件上有技术要求高的表面，需采用高精度的设备来保证质量时，可采用工序分散的原则。对采用数控加工的零件，应考虑如何减少装夹次数，尽量在一次定位装夹中加工出全部待加工表面，应采用工序集中的原则。由于生产需求的多变性，对生产过程的柔性要求越来越高，现代生产的发展多趋向于工序集中。 4.5 机械加工工艺路线的拟定4.5.4 工序的组合（集中与分散） 1加工余量的基本概念加工余量是指零件加工前后从加工表面切除的材料层厚度。加工余量分为工序余量和加工总余量。工序尺寸是指本工序加工后应达到的尺寸。4.6 机械加工工序设计与实施4.6.1 确定加工余量（1）工序余量。相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。即在一道工序中所切除的金属层厚度，所以余量是正值。对于非对称的加工表面，图4-22（、）所示的加工余量称为单边余量，其工序余量计算式如下。对于外表面：b = AB（4-2） 对于内表面：b = BA（4-3）式中：b单边加工余量； A上工序的工序尺寸； B本工序的工序尺寸。回转体表面的工序尺寸以直径计算，图4-22（c、d）所示回转体表面的加工余量称为双边余量，其工序余量计算式为： 轴：2b = AB（4-4） 孔：2b = BA（4-5）式中：2b双边（直径方向的）加工余量； A上工序的工序尺寸（直径）； B本工序的工序尺寸（直径）。 （2）加工总余量（也称毛坯余量）。加工总余量是指各个工序余量的总和，也就是从毛坯变为成品的整个加工过程中，某一加工表面上所切除的金属总厚度。即：Z （4-6）式中：Z 总加工余量；Zi 第i道工序的工序余量；n 该表面总共加工的工序次数。4.6 机械加工工序设计与实施4.6.1 确定加工余量 1n ii Z2工序加工余量与工序尺寸的关系由于毛坯制造和各个工序尺寸都不可避免存在误差，因而无论总加工余量还是工序加工余量都是一个变动量。即有最大加工余量和最小加工余量之分，只标基本尺寸的加工余量称为基本余量或公称余量，图4-23表示了工序加工余量与工序尺寸的关系。 图4-23 工序加工余量与工序尺寸关系 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.1 确定加工余量 从图中可以看出：工序公称加工余量是相邻两工序基本尺寸之差；工序最小加工余量是前工序最小工序尺寸和本工序最大工序尺寸之差；工序最大加工余量是前工序最大工序尺寸和本工序最小工序尺寸之差。工序加工余量的变动范围等于前工序与本工序两工序尺寸公差之和。4.6 机械加工工序设计与实施4.6.1 确定加工余量工序尺寸的公差带一般采用“入体原则”标注，故对于被包容面（轴），基本尺寸即最大工序尺寸（上偏差等于零）；对于包容面（孔），基本尺寸则是最小工序尺寸（下偏差等于零），如图4-24所示。毛坯尺寸的公差一般采用“对称原则”。图4-24 加工余量和加工尺寸分布图 加工余量的大小对零件的加工质量、生产效率和生产成本有较大影响，应合理确定，过大的余量会浪费材料，增加机床和刀具的磨损，提高了生产成本。余量过小，不能全部消除上道工序的误差和表面缺陷，可能造成废品。因此加工余量应合理确定，影响加工余量的因素如下：4.6 机械加工工序设计与实施4.6.2 影响加工余量的因素（1）前工序的表面粗糙度高度a和表面缺陷层厚度Da。为使加工后的表面没有前工序留下的加工痕迹，应将前工序形成的a和a层切除。a和a应包括在加工余量内。（2）前工序的尺寸公差Ta。由于工序尺寸的公差是按“入体原则”标注，因此Ta值在工序尺寸的入体方向，如图4-23所示，所以公差值a应包括在加工余量内。（3）前工序的位置误差a。是指不由尺寸公差Ta所控制的形位公差，如采用独立原则或最大实体原则时，本工序通过切削加工修正前工序形成的这种误差，所以a值应包括在加工余量内。（4）工序的装夹误差b。用来补偿装夹误差对加工的影响。由于位置误差和装夹误差是有方向性的，因此它们的合成应是向量和，记为 a+ b。 1经验估计法根据以往加工的经验，估计加工余量的大小。为避免因加工余量不够而产生废品，所以一般估计的余量偏大，只适用于单件小批生产。 2查表修正法可以依据工艺手册或者各厂根据自有的生产实践特点制订的加工余量技术资料，直接查找加工余量，同时结合实际加工情况进行修正来确定加工余量。此法在生产中应用广泛。 3计算法 根据工序加工余量的计算公式来确定加工余量，这是最经济和最准确的方法，但是由于难以获得齐全可靠的数据资料，所以一般应用得较少。 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.3 确定加工余量的方法 零件表面经最后一道工序加工后，应该达到其设计要求，所以零件某表面最后一道工序的工序尺寸及公差应为零件上该表面的设计尺寸和公差，而中间工序的工序尺寸需要由计算确定。当加工某表面的各道工序都采用同一个定位基准，并与设计基准重合时，工序尺寸计算只需考虑工序余量。运算步骤如下。 确定毛坯总余量和各工序余量。 确定各工序的工序尺寸。最后一道工序的工序尺寸等于零件图样上设计尺寸，并由最后工序向前逐道工序推算出各工序的工序尺寸。 确定各工序的尺寸公差。最后一道工序的工序尺寸公差等于零件图样上设计尺寸公差，中间工序尺寸公差取加工经济精度。各工序应该达到的表面粗糙度以相同方法确定。 标注各工序、尺寸公差和表面粗糙度值。各工序尺寸的上、下偏差按“入体原则”确定。即对于孔，下偏差取零，上偏差取正值；对于轴，上偏差取零，下偏差取负值。 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.4 基准重合时工序尺寸及公差的确定 例4-3 图4-25（a）所示为某法兰盘零件上的一个孔，孔径为 mm，表面粗糙度值为Ra0.8 m，毛坯采用铸钢件，需要淬火热处理。试确定其各工序尺寸及公差。4.6 机械加工工序设计与实施4.6.4 基准重合时工序尺寸及公差的确定0.030 743解 根据题意要求，60 mm的孔径可以直接铸出，零件精度为IT7级，查表4-10，孔加工方法确定工艺路线为：粗镗孔半精镗孔磨孔。从机械加工工艺手册查出各工序的基本余量、加工经济精度和经济粗糙度，填入表4-13所示的第24列内；计算各工序基本尺寸并填入表4-13所示的第5列内；再按入体原则和对称原则确定各工序尺寸的上下偏差，填入表4-13所示的第6列内。标注如图4- 25（a）、（b）、（c）、（d）所示。 1普通机床的选择选择机床要考虑以下几个方面。（1）机床主要规格尺寸应与工件外形轮廓尺寸相适应，即小工件应选小型机床加工，大工件应选大型机床加工，合理使用设备。（2）机床的精度应与工序要求的加工精度相适应。（3）机床的生产率应与零件的生产类型相适应，尽量利用工厂现有的机床设备。 2数控机床的选择数控加工方法是根据被加工零件图样和工艺要求编制加工程序，由加工程序控制数控机床并自动加工出工件。数控机床适用于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新快、 生产周期要求短的场合。但数控机床的初始投资费用比较大，在选用数控机床加工时要充分考虑其经济效益。 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.5 机床的选择 机械加工中的工艺装备是指零件制造过程中所用的各种工具的总称，包括夹具、刀具、量具和辅具。 1夹具的选择所用夹具应与生产类型相适应。单件小批生产时，应优先选择通用夹具，如各种通用卡盘、平口虎钳、分度头、回转工作台等。也可使用组合夹具。中批生产可以选用通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具。大批量生产应尽量使用高产效率的专用夹具，如气动、液动、电动夹具。此外夹具的精度应能满足加工精度的要求。 2刀具、辅具的选择一般应优先选用标准刀具，必要时也可选用高效率的复合刀具和专用刀具。所用刀具的类型、规格和精度应能满足加工要求。机床辅具是用以联结刀具与机床的工具，如刀柄、接杆、夹头等。一般要根据刀具和机床结构选择辅具，尽量选择标准辅具。 3量具的选择单件小批生产应选用通用量具，如游标卡尺、千分尺等。大批量生产时尽量选用极限量规、高效专用检具。 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.6 工艺装备的选择 1加工前的准备操作者接到加工任务后，首先检查加工所需的产品图样、工艺规程和有关的技术资料是否齐全。要按照工艺规程要求准备好加工所需的工艺装备，对新夹具要先熟悉其使用要求和操作方法。加工所用的工艺装备应放在规定的位置。检查所用机床设备，准备所用的各种附件。加工前机床要按规定进行润滑和空运转。2刀具与工件的装夹（1）刀具的装夹。安装各种刀具前，一定要把刀柄、刀杆、刀套等擦拭干净。刀具装夹后，应该使用对刀装置或试切等方法，检查刀具装夹是否完好。 （2）工件的装夹。 在机床工作台上安装夹具时要擦净定位面，并找正夹具定位面与刀具的相互位置。 工件装夹前应将工件的定位面、夹紧面、垫铁和夹具的定位、夹紧面擦干净，并不得有毛刺。 对不使用专用夹具的工件，装夹时应找正工件，其找正原则是：对划线工件应按线进行找正；对在本工序加工到成品尺寸的表面，其找正精度应小于尺寸和位置公差的1/3。 夹紧工件时，夹紧力的作用点应通过支承点或支承面。 夹持精加工面和软材质工件时，应垫以软垫，如紫铜皮等。 用压板压紧工件时，压板支承点应略高于被压工件表面，并且压紧螺栓应尽量靠近工件，以保证压紧力。 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.7 机械加工工序实施金属切削加工工艺守则 3加工时的要求 加工有公差要求的尺寸时，应尽量按其平均尺寸加工。 粗加工时的倒角、倒圆、槽深等都应按精加工余量加大或加深，以保证要求。 本工序以后没有去毛刺工序时，本工序产生的毛刺应由本工序去除。 粗、精加工在同一机床时，粗加工后一般应松开工件，待其冷却后重新装夹。 在切削过程中若发出不正常的声音，应立即停车，退刀检查。 在批量生产中，加工完第一个工件必须进行首件检查，合格后方能继续加工。在加工过程中操作者必须对工件进行自检。 检测工件时，应正确使用测量器具。使用量规、千分尺等必须轻轻地推入或旋入，测量前应调好零位。 4加工后的处理 工件在各工序加工后应做到无屑、无水、无脏物，在规定的器具上摆放整齐，以免磕、碰、划伤等。 各工序加工完的工件经检查员检查合格后方能转往下道工序。 5其他要求工艺装备用完后要擦干净（涂好防锈油），放到规定位置或交还工具库。产品图样、工艺规程和所使用的其他技术文件要保持整洁，严禁涂改。 4.6 机械加工工序设计与实施4.6.7 机械加工工序实施金属切削加工工艺守则 例4-5 图4-26所示为齿轮轴，工件材料为30CrMnSi，加工数量为30件。其加工工艺规程卡片如表4-15所示。4.6 机械加工工序设计与实施4.6.8 机械加工工艺规程卡片的制作实例图4-26 齿轮轴 1尺寸链的定义和特征在零件的加工过程或机器的装配过程中，经常会遇到一些相互联系的尺寸组合，这些相互联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合称为尺寸链。在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。图4-27（a）所示为主轴箱箱体镗孔，图中尺寸a、b、c的关系可简单地用图4-27（b）中A1、A0、A2分别表示。从图中可以看出，A1、A0、A2形成一个封闭的图形。这种互相联系且按一定顺序首尾相接构成封闭形式的一组尺寸组合就定义为尺寸链。在镗孔加工过程中尺寸A1、A0、A2所形成的尺寸链称为工艺尺寸链。4.7 工艺尺寸链4.7.1 工艺尺寸链的定义和特征如图中所示，当定位基准和设计基准不重合，就往往必须同时提高尺寸a和c的加工精度，以间接地保证尺寸b的加工精度。因此，必须特别注意：此处尺寸a和c是在加工过程中直接获得的，尺寸b是间接保证的。 尺寸链的主要特征如下：（1）封闭性。尺寸链必须是首尾相接且封闭的尺寸组合。其中，应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸。（2）关联性。尺寸链中间接保证的尺寸精度是受这些直接获得的尺寸精度所支配的，彼此间具有特定的函数关系，并且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的尺寸精度。2尺寸链的组成和尺寸链简图的作法组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。图4-27所示的尺寸a、b、c都是尺寸链的环。这些环又可分为如下几种。 （1）封闭环。在尺寸链中最后形成或未标注间接保证的尺寸成为封闭环。一个尺寸链中，封闭环只能有一个，用A0表示，图4-27所示的尺寸b就是封闭环。在机器的装配过程中，凡是在装配后才形成的尺寸（例如，通常的装配间隙或装配后形成的过盈），就称为装配尺寸链的封闭环，它是由两个零件上的表面（或中心线等）构成的。 4.7 工艺尺寸链4.7.1 工艺尺寸链的定义和特征 （2）组成环。除封闭环以外的其他环都称为组成环。图4-27所示的尺寸a和c就是组成环。根据组成环对封闭环影响，将其分成如下两类。 增环。在尺寸链中，当其余各组成环不变，而该环增大使封闭环也增大的，称为增环。图4-27所示的尺寸c就是增环。为明确，可加标一个正向的箭头 。如 。 减环。在尺寸链中，当其余各组成环不变，而该环增大使封闭环减小的环，称为减环。图4-27所示的尺寸a就是减环，记为 。 （3）尺寸链简图的作法。常采用标箭头的方法来判断增减环，特别是当尺寸链的环数较多时，这样判断既方便又不易出错。建立工艺尺寸链时，应首先对工艺过程和工艺尺 寸进行分析，确定间接保证精度（或最后形成）的尺寸，将其定为封闭环。然后从封闭环出发，用首尾相接的单箭头顺序表示各组成环。在组成环当中，与封闭环箭头方向相同的环为减环，与封闭环箭头方向相反的环为增环。图4-28中，（ 、 、 ）为增环，（ 、 、 ）为减环。 4.7 工艺尺寸链4.7.1 工艺尺寸链的定义和特征 1A 3A 4A 0A 2A 5A a c 计算工艺尺寸链的常用方法有极值法、竖式法和概率法等，此处介绍极值法和竖式法。 1封闭环的基本尺寸封闭环的基本尺寸等于所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和，即： （4-9）式中： 封闭环的基本尺寸； 增环的基本尺寸； 减环的基本尺寸；m 增环的数量；n 组成环的总数（不包括封闭环）。 2封闭环的极限尺寸 封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和，减去所有减环最小极限尺寸之和；而封闭环的最小极限尺寸等于所有增环最小极限尺寸之和，减去所有减环最大极限尺寸之和。即： （4-10） （4-11） 4.7 工艺尺寸链4.7.2 尺寸链的基本计算 0 1 1m ni ji j mA A A 0A iA jAmax min0max 1 1m ni ji j mA A A min max0min 1 1m ni ji j mA A A 3封闭环的上、下偏差和公差封闭环的上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和，封闭环的下偏差等于所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和。即： （4-12）； （4-13）式中： 、 增环的上、下偏差； 、 减环的上、下偏差。封闭环的公差等于各组成环的公差和，即： （4-14）式中： 、 分别是封闭环、组成环的公差。 4工艺尺寸链解题步骤首先确定封闭环。封闭环是在加工过程中间接获得的尺寸。其次查明全部组成环。尺寸链中直接获得的若干尺寸是组成环。画出尺寸链简图。再次判明增、减环。用符号（箭头）标明增、减环。最后利用尺寸链计算公式求解。 4.7 工艺尺寸链4.7.2 尺寸链的基本计算 0 1 1ES ES EIm n jii j m 0 1 1EI EI ESm ni ji j m ES EI ES EI 0 1n iiT T0T iT 例4-7 加工图4-29（a）所示的零件，设1面已加工好，现以1面定位加工3面和2面，其工序简图如图4-29（b）所示，试求工序尺寸A1与A2。4.7 工艺尺寸链4.7.2 尺寸链的基本计算解: 由于加工3面时定位基准与设计基准重合，因此工序尺寸A1就等于设计尺寸，A1 = mm。00.230而加工2面时，定位基准与设计基准不重合，这就导致在用调整法加工时，只能以尺寸A2为工序尺寸，但这道工序的目的是为了保证零件图上的设计尺寸A0，即：（100.3）mm。因此A0与A1、A2构成尺寸链，如图4-29（c）所示。根据尺寸链特性，A0是封闭环；A1和A2为组成环，其中A1为增环，A2为减环。由该尺寸链可以计算A2。由