资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5-5,工序设计,内容：,确定加工余量、工序尺寸及公差等。,一、加工余量和工序尺寸的确定,1,.,加工余量的概念,在加工过程中，从某一表面上切除的金属层厚度称为加工余量。,（,1,）,总余量,Z,0,：,在由毛坯加工成成品的过程中，某加工表面上切除的金属层的总厚度，即某一表面的毛坯公称尺寸与零件公称尺寸之差，称为该表面的总余量。,（,2,）,工序余,量,Z,i,：,每道工序切除的金属层厚度，即相邻工序的工序尺寸之差称为该表面的工序余量。,加工总余量与工序余量的关系,（,3,）,工序余量的影响因素：,上工序的尺寸误差；,上工序产生的表面粗糙度及变质层；,上工序留下的空间误差（轴线的直线度误差、位置误差等）,本工序的装夹误差。,表面粗糙度,空间误差,尺寸误差,变质层,（,4,）,加工余量的确定方法：,经验法,查表法,分析计算法,一般企业都参考有关手册推荐的资料、按经验估计确定（,机械加工手册,） 。,孔,（,5,）,单边余量与双边余量,轴,包容尺寸,被包容尺寸,双边余量,：,对于外圆和孔等旋转表面而言，加工余量是从直径上考虑的，即加工余量在直径方向上是对称分布的，实际所切除的金属层厚度是直径上加工余量的一半，故称为对称余量（即双边余量）。,单边余量,：对于平面的加工，余量则是单边余量，它等于实际所切除的金属层厚度。,L,1,L,2,加工余量,2,.,工序尺寸及余量公差,由于各工序尺寸都有公差，故各工序实际切除的余量是变化的。,工序尺寸偏差一般规定,“,向体（入体）内,”,方向。,例,：某工件镗孔。上工序为钻孔,，,工序尺寸为：,孔,轴,例,：某工件磨外圆。上工序为半精车外圆,，,工序尺寸为,所以，磨外圆的余量为：,对于距离尺寸，一般取对称偏差。例：,二、 工序尺寸及公差的确定,零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所需达到的尺寸要求。而工艺过程中许多中间工序的尺寸及公差，必须在设计过程中予以确定。,1.,基准重合的工序尺寸计算,对于简单的工序尺寸（工艺基面不变换的情况），在决定了各工序余量和工序所能达到的精度之后，就可以计算各工序的尺寸和公差，此时计算的顺序应由最后一道工序开始往前推算。,例,：,某车床主轴箱箱体的主轴孔的设计要求是：,试确定孔加工的加工方案及工序尺寸。,解,：,孔的最终要求,可确定孔的终加工方法。,经济精度,公差等级,(IT),11,13,8,9,7,8,6,7,表面粗糙度,Ra(m),10,20,2.5,5,1.25,2.5,0.63,1.25,加工方案,粗镗,（或,扩）,半精镗,（或精,扩）,精镗,（或,铰）,浮动镗,浮动镗,精镗,（或,铰）,粗镗,（或,扩）,粗铰,精铰,钻,扩,铰,粗铰,精铰,铰,精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可达,6,级以上，,Ra,可降低到,0.16,0.01,0.04,0.32,6,7,0.04,0.32,6,7,0.04,0.32,6,7,0.32,1.25,7,8,粗镗,（或,扩）,半精镗,磨削,粗磨,精,磨,大批大量生产（精度可因拉刀而定）,1.25,2.5,7,8,2.5,5,半精镗,（或精,扩）,加工方案,经济精度,公差等级,(IT),表面粗糙度,Ra(m),适用范围,内孔表面加工方案及其经济精度,11,13,20,10,11,10,20,7,1.25,2.5,8,9,2.5,5,钻,（,扩）粗铰,精铰,珩磨,拉,珩磨,粗镗,半精镗,精,镗,珩磨,0.63,1.25,7,9,钻,（,扩）,拉,0.08,0.63,加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属,除淬火钢以外的各种铸铁、钢料、有色金属,0.16,0.32,2.5,5,8,9,7,8,1.25,2.5,11,13,10,20,8,9,6,7,0.63,1.25,粗镗,半精镗,精,镗,金刚,镗,主要用于淬火钢，不宜用于有色金属,6,7,主要用于精度要求高的有色金属,6,7,工序名称,工序间双边,余量（,mm,）,工序达到的公差,等级及公差值,最小极限尺寸,（,mm,）,工序尺寸及偏差,孔的加工方案为：粗镗半精镗精镗浮动镗,精镗孔,浮动镗,半精镗孔,粗镗孔,毛坯孔,IT7 T=0.04,0,.,6,0,.,2,179.993,IT6 T=0.025,3,.,2,IT9 T=0.10,6,IT11 T=0.25,179.800,179.200,176.000,168.000,T=3,0.2,+0.018,-0.007,+0.040,0,0.6,3.2,6,+1,-2,0,+0.100,0,+0.25,工序尺寸及余量关系图,2.,基准不重合的工序尺寸计算,工艺基面有变换，此时需用尺寸链原理来计算。,C,一、尺寸链的定义及组成,加工,C,面，以,A,面定位。在高度方向，,C,面的设计基准为,B,面，设计尺寸为,H,0,。,H,2,为,A,、,B,面距离的设计尺寸。,H,1,为加工,C,面的工序尺寸。,B,A,在工件加工或机器装配过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组合，称为尺寸链。,1.,尺寸链的定义,5.6,工艺尺寸链,压板,A,3,A,0,A,2,A,1,2.,尺寸链的组成,组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。,（,1,）封闭环,:,尺寸链中，凡属间接得到的尺寸（或自然形成的尺寸）称为封闭环。,（,2,）组成环,:,尺寸链中，除封闭环以外的其它环，称为组成环。图中，尺寸,H,1,、,H,2,就是组成环。,增环,：当其它组成环不变，而这个环增大使封闭环也增大者。,尺寸不变,尺寸不变,减环,：当其它组成环不变，而这个环增大使封闭环反而减小者。,可表达：,A,2,A,0,A,3,A,1,A,2,A,0,A,3,A,1,尺寸链的特征,封闭性,按一定顺序排列的封闭尺寸组合。,关联性,组成环的尺寸变化将影响封闭的环的尺寸变化。,A,2,A,0,A,3,A,1,封闭环：,A,0,减环：,增环：,二、尺寸链的分类,按尺寸链在空间分布的位置关系，可分为：,A,1,A,3,平面尺寸链,2,.,平面尺寸链：由位于一个或几个平行平面内但相互间不都平行的尺寸组成。,1,.,直线尺寸链：由彼此平行的直线尺寸所组成。,H,2,H,0,直线尺寸链,A,2,A,2,A,1,A,2,A,3,3,.,空间尺寸链,由位于几个不平行平面内的尺寸组成。,A,2,三、,尺寸链的计算公式,（极解法 ）,1,.,基本尺寸的计算,（,1,）,A,4,A,5,A,6,A,3,A,0,A,1,A,2,A,4,A,5,A,6,A,3,A,0,A,1,A,2,2,.,极限尺寸的计算,（）,（）,3,.,偏差的计算,（,1,）,（,2,）,（,4,）,（,5,）,4,.,封闭环公差的计算,（,）,（,5,）,（,4,）,封闭环的公差等于各组成环的公差之和。,1,定位基准与设计基准不重合时工序尺寸的计算,例,1,：,加工如图所示的零件，设,A,面已加工好，现用调整法以,A,面定位加工,B,面和,C,面，其工序简图如图所示，试求工序尺寸,H,1,、,H,2,。,B,o,1,C,H,3,o,2,A,H,4,100.30,B,H,2,A,H,1,A,C,四、工序尺寸的计算,B,H,2,A,H,1,A,C,（,2,） 由于加工,C,面时定位基准与设计基准不重合，因此工序尺寸,H,1,需进行换算求得。,尺寸链,解： （,1,） 由于加工,B,面时定位基准与设计基准重合，因此工序尺寸,H,2,就等于设计尺寸，即：,H,2,H,0,H,0,为该尺寸链的封闭环。,H,0,=,100.30,mm,H,1,为该尺寸链的减环。,H,2,为该尺寸链的增环。,求解，,H,1,的基本尺寸：,H,1,的下偏差：,H,1,的上偏差：,H,1,的工序尺寸：,尺寸链,H,2,H,0,100.30,H,1,的上偏差求解方法二,又：,尺寸链,H,2,H,0,例,2,：,图所示为某机床的变速箱结构简图，其孔心线的设计基准为底面,1,，设计尺寸为,3500.30,，顶面高为,6000.40,。为了使镗孔夹具能安置中间导向支承，加工孔时常把箱体倒置，用顶面,2,为定位基准（图,(b),）。当采用调整法加工孔时，孔心线设计尺寸由上工序尺寸,6000.40,和本工序尺寸,H,保证，试确定本工序尺寸,A,及上下偏差。,3500.30,2,1,2,镗模支承,(a),(b),1,A,600 0.40,3500.30,A,600 0.40,解：加工孔时定位基准与设计基准重合，因此工序尺寸需换算。,（,1,）建立工序尺寸链，确定封闭环及组成环,尺寸链如图所示，其中,3500.30,是由,6000.40,和,A,间接保证间接的，故：,3500.30,为封闭环，,6000.40,为增环，,A,为减环。,3500.30,A,600 0.40,（,2,）计算基本尺寸,A,的基本尺寸为：,（,3,）确定,A,的公差及偏差,由给定条件，,3500.30,A,600 0.40,也无法保证设计尺寸,350,在允许的公差范围之内，这时就必须重新调整该零件的制造公差。,由尺寸链计算公式：,T(350)=T(600)+T(A)=0,.,6,组成环公差按平均公差法调整，即：,T(600)=T(A)=0,.,3,则顶面高尺寸为：,6000,.,15,A,的工序尺寸为：,2500,.,15,显然，,T(350)T(600)+T(A),，无法满足工艺尺寸链的基本计算式的关系，即使本工序的加工公差为零，即：,T(A)=0,3500.30,A,600 0.40,组成环公差按经验法调整，即：,T(A)=0,.2,，,T(600)=0,.4,则顶面高尺寸为：,6000,.,20,A,的工序尺寸为：,2500,.,10,等精度法调整，即：尺寸,600,的制造精度等级大致与尺寸,A,的制造精度等级一样。,假设：,则顶面高尺寸为：,6000,.,16,A,的工序尺寸为：,2500,.,14,A,2,例,3,某一套筒零件轴向设计尺寸如图所示。设零件的内、外圆及端面已加工合格，本道工序为钻径向小孔，试计算以,1,、,2,、,3,面作为定位基准时，钻孔的工序尺寸分别是多少？,解：（,1,）当以,2,面作为定位基准钻孔时，由于定位基准与设计基准重合，故钻孔工序尺寸,A,2,等于其设计尺寸，即：,1,2,3,20,0.04,A,1,20,0.04,（,2,）当以,1,面作为定位基准钻孔时，由于定位基准与设计基准不重合，故钻孔工序尺寸,A,1,为小孔中心线到,1,面间的距离。,A,1,（,2,）若以,1,面作为定位基准，此时定位基准与设计基准不重合，其工序尺寸,A,1,为小孔中心线到,1,面间的距离。,A,1,20,0.04,解尺寸链得：,故封闭环：,200.04,增环：,A,1,减环：,（,3,）若以,3,面作为定位基准，其工序尺寸,A,3,为小孔中心线到,3,面间的距离。,20,0.04,增环：,减环：,A3,、,解尺寸链得：,1,2,3,20,0.04,A,3,A,3,封闭环：,200.04,在这三种定位方案中，以,2,面作为定位基准，由于定位基准与设计重合，没有定位误差，其工序尺寸与设计尺寸一致。但以,1,、,3,面作为定位基准，定位基准与设计不重合，产生定位误差，因此，工序尺寸的公差要求就较严。,2,多尺寸保证的工序尺寸计算,在零件加工中，有些工序的工序基准是后续工序的加工表面。当后续工序加工该表面时，不仅要保证该后续工序的尺寸及位置公差要求，而且还需保证其它表面的设计要求。,例,4,一带有键槽的内孔要淬火及磨削，其设计尺寸如图所示，其键槽的加工顺序是：,插键槽至尺寸,A,；,A,热处理：淬火,磨内孔，同时保证内孔直径和键槽深度两个设计尺寸的要求。,求工序尺寸,A,？,A,A,解：（,1,）建立尺寸链。,A,（,2,）封闭环、组成环,封闭环：,增环：,A,、,减环：,A,A,或,（,3,）计算,竖式计算法介绍,环,基本尺寸,ES,EI,增环,减环,封闭环,封闭环：,增环：,A,、,减环：,上例中,，,+,环,基本尺寸,ES,EI,A,+,-,-,19,.,8,43,.,6,0,-,(+0,.05,),0,.,025,0,.,34,0,0.315,0 .05,结果,，,或,尺寸链,由尺寸链计算公式：,口诀：,增环、封闭环照抄，,减环上、下偏差对调、变号。,43,.,4,3,测量基准与设计基准不重合时尺寸换算,例,如图为一套筒零件，其轴向设计尺寸如图所示，该零件已加工完毕，现需检验孔底厚度尺寸是否合格。由于不便直接检验，故只有通过测量,L,尺寸间接衡量孔底厚度尺寸是否合格。试求,L,的尺寸范围。,L,封闭环：,增环：,减环：,L,解：,（,1,）建立尺寸链。,（,2,）假废品问题,套长合格的尺寸范围为,99.9,100,底厚合格的尺寸范围为,14.7,15,合格品区,85,.,0,85.2,0,.,2,0,.,1,84.9,85.3,0,.,1,当测量,L,时，若其尺寸在,85.2,85.3,范围内时，由上述计算可知，该零件孔底厚度尺寸不能保证。但我们可注意到：当,L,在,85.2,85.3,范围内时，孔底厚度尺寸有可能是合格的，例如，,L=85.3,，若此时套长尺寸刚好为,100,（套长合格的尺寸范围为,99.9,100,），则孔底厚度尺寸为， 显然，孔底厚度尺寸是合格的。,合格品区,85,.,0,85.2,0,.,2,假废品区,0,.,1,84.9,85.3,0,.,1,假废品区,假废品问题,同理，当,L,在,84.9,85,范围内时，孔底厚度尺寸也有可能是合格的。,例如，,L=84.9,，若此时套长尺寸刚好为：,99.9,，则：,所以，当测量,L,，若其尺寸在,85.2,85.3,或者在,84.9,85,范围内时，应再重新测量套长尺寸，看其实际尺寸为多少，方可确定该零件是否为真正废品。,由于,L,处在,85.2,85.3,和,84.9,85,范围内时，零件不一定是废品，所以，把,85.2,85.3,和,84.9,85,这两个区域称为假废品区。,工艺过程经济分析,在制订零件工艺规程时，既应保证产品的质量，又要注意其经济性，采取措施提高劳动生产率和降低产品成本。,一、时间定额,时间定额是指在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需时间。时间定额是安排生产计划、估算产品成本、确定设备数量和人员编制、规划生产面积的重要依据。时间定额由以下几部分组成：,（参考内容）,（,1,）,基本时间,T,b,指直接用于改变生产对象的尺寸、形状、相互位置以及表面状态或性质等的工艺过程所消耗的时间。对切削加工而言，基本时间就是切除余量所花费的机动时间（包括刀具的切入、切出时间）。,（,2,）,辅助时间,T,a,指为实现工艺过程而必须进行的各种辅助动作所消耗的时间。如装,/,卸工件、开,/,停机床、改变切削用量、测量工件及进,/,退刀等。,基本时间与辅助时间的总和称为,作业时间,。,（,3,）,布置工作地时间,T,s,指为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑）所消耗的时间。一般按作业时间的,2%7%,估算。,（,4,）,休息和生理需要时间,T,r,指工人在工作班内为恢复体力和满足生理需要所消耗的时间。一般按作业时间的,2%,估算。,1,.,单件时间,T,p,工艺过程经济分析,（,5,）,准备与终结时间,T,z,指工人生产一批工件进行准备和结束工作所消耗的时间。,2,.,单件时间定额,T,pc,设一批工件数为,N,，则：则该批工件的准备与终结时间分摊到每件的时间为,。故,T,pc,可计算如下：,加工一批工件的开始，需做以下工作：熟悉工艺文件，领取毛坯材料，领取和安装刀具和夹具，调整机床及工艺装备等；加工终了，拆下和归还工艺装备，送交成品等。,A,D,B,C,一套筒零件，其轴向设计尺寸如图所示。除缺口,B,外，其余表面均已加工。由于工艺原因，加工缺口,B,时，以,A,面作为定位基准，问：加工缺口的工序尺寸及偏差为多少时，才能保证设计尺寸 ？,（,1,）工序尺寸的确定,（,2,）尺寸链的建立,（,3,）封闭环的确定,（,4,）尺寸链计算,
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