模具制造工藝規(guī)程的編制.ppt

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1、第2章 模具制造工藝過程的編制,本章主要內容： 2.1 基本概念 2.2 編制工藝過程的依據(jù) 2.3 零件圖的工藝分析 2.4 毛坯選擇 2.5 定位基準的選擇 2.6 工藝路線的擬訂 2.7 加工余量的確定 2.8 工序尺寸及其公差的確定 2.9 定位誤差分析與計算 2.10 裝配、試模與調整、維修,2.1基 本 概 念,一、模具制造的生產過程 模具的生產過程，是指將用戶提供的產品信息和制件的技術信息通過結構分析、工藝性分析，設計成模具；并基于此，將原材料經(jīng)過加工、裝配，轉變?yōu)榫哂惺褂眯阅艿某尚凸ぞ叩娜^程。,具體地說，模具生產過程分以下六個階段：(1)模具方案確定 (2)模具結構設計 (3

2、)生產準備 成型件材料、模塊等坯料加工；標準零、部件配購；根據(jù)造型設計，編制NC、CNC加工代碼組成的加工程序；以及刀具、工裝等。 (4)模具成型零件加工 (5)裝配與試模(6)驗收與試用。,二、模具制造工藝過程及其組成 模具制造工藝過程定義為：直接改變生產對象的形狀、尺寸、相互位置及性能，將其轉變?yōu)槌善坊虬氤善返倪^程。它是模具生產過程的主要部分，即從生產準備到驗收、試模合格之前，屬于制造工藝過程。 1. 工序：一個或一組工人在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程稱為工序。,工序是構成工藝過程的基本單位，工序劃分的主要依據(jù)是加工地點是否變動和加工內容是否連續(xù)。舉例：帶

3、肩導柱的車削，復雜型腔的數(shù)控加工。,2.安裝：在零件加工之前，使工件在機床或夾具上占有正確的位置并將其緊固的過程稱為裝夾（包括定位與夾緊兩個過程）。工件(或裝配單元)經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。 一個工序中可以只有一次安裝，也可以有多次安裝。應盡量減少安裝次數(shù)。舉例：導柱外圓面、端面及中心孔的車、鉆。 3.工位：為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件(或裝配單元)與夾具或設備的可動部分一起相對刀具或設備的固定部分所占據(jù)的每一個位置稱為工位。(位置是否改變) 舉例：三軸鉆床利用回轉工作臺換位使零件按照裝卸、鉆孔、擴孔和鉸孔四個工位連續(xù)完成加工。,4.工步 在加工表面和加工工具

4、不變的情況下，所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。 加工表面與加工工具只要改變一個，就應算作另一工步，如對同一個孔進行鉆孔、擴孔、鉸孔，應作為三個工步。在工藝卡片中，按工序寫出各加工工步，就規(guī)定了一個工序的具體操作方法及次序。,多工位連續(xù)加工,工步的合并： （1）對那些在一次安裝中連續(xù)進行的若干相同的工步，通?？醋饕粋€工步。如：鉆4個孔 （2）對性質相同，尺寸相差不大的表面，可合并為一個工步。如：同一工件不同尺寸外圓的車削。,工步的合并,5.工作行程（走刀）：切削工具在加工表面上切削，每切去一層材料稱為一個工作行程（走刀）。 一個工步里可以有一個工作行程，也可以有多個工作行程。如外圓的余量較多，

5、在粗車工步中可以有多次工作行程。,2.2 編制工藝規(guī)程的依據(jù),一、工藝規(guī)程的作用與內容 1.工藝規(guī)程：把整個零件的全部加工過程按照一定的格式所寫成的書面文件。它簡要地規(guī)定了零件的加工順序、選用機床、工具、工序的技術要求及必要的操作方法。 2.工藝規(guī)程的作用：用以組織、指導、管理和控制模具制造的各個工序。 二、工藝規(guī)程編制的原則與依據(jù) 1.工藝規(guī)程編制的原則 在一定的條件下，以最簡便的方法、最快的速度、最少的勞動量和最少的費用，可靠地加工出符合圖紙各項要求的零件。,2.工藝規(guī)程編制的依據(jù) 根據(jù)必要的技術資料，生產計劃(周期、進度、數(shù)量)，本廠的生產條件(設備、工人技術水平、生產場地、起重運輸?shù)?

6、，結合需要的可能性，因地制宜地全面考慮。,三、模具工藝工作 1. 模具工藝工作的主要內容 (1)編制工藝文件 模具工藝文件主要包括模具零件加工工藝規(guī)程、模具裝配工藝要點或工藝規(guī)程、原材料清單、外購件清單和外協(xié)件清單等。 (2)二類工具的設計和工藝編制 二類工具(二級工具)是指加工模具零件和模具裝配中所用的各種專用工具。經(jīng)常設計的二類工具有：非標準的鉸刀和銑刀、各型面檢驗樣板、非標準量規(guī)、仿形加工用靠模、電火花成型加工電極、型面檢驗放大圖樣等。,(3)處理加工現(xiàn)場技術問題 處理模具零件加工和裝配過程中出現(xiàn)的技術、質量和生產管理問題是模具工藝技術人員的經(jīng)常性工作之一。 (4)試模和鑒定工作 模具在

7、裝配之后的試模是模具生產的主要環(huán)節(jié)，模具設計人員、工藝人員和其他人員通過試模中出現(xiàn)的問題，提出解決問題的對策，并對模具的最終技術質量狀態(tài)作出正確的結論。,2. 模具工藝文件的編制 模具工藝規(guī)程包括加工工藝規(guī)程、裝配工藝規(guī)程和檢驗工藝規(guī)程三部分。生產中常以工藝過程卡和工序卡來指導、規(guī)范生產。,編制工藝規(guī)程的步驟:,9. 填寫工藝文件。,1. 分析研究模具裝配圖和審查零件圖；,2. 確定生產類型；(單件或成批生產),3. 確定毛坯種類和尺寸；,4. 擬定工藝路線；（定位基準和加工方法）,5. 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差;,6. 確定各工序采用的機床及刀具、量具等工藝裝備;,7. 二類

8、工具的設計和工藝編制；,8. 確定切削用量及時間定額等；, 2.3 零件圖的工藝分析,一、零件的結構工藝性 零件的結構工藝性：是指所設計的零件在滿足使用要求的前提下，其制造的可行性和經(jīng)濟性。 零件的結構工藝性好，就有利于優(yōu)質高產。結構工藝性的優(yōu)劣，除與各個零件本身特點有關之外，還應考慮整機的裝配工藝性和生產類型。 1.原材料 機械零件所采用的原材料，除滿足使用性能要求外，還應考慮： (1)便于采購，不隨意使用貴重、稀缺材料； (2)便于加工，不隨意使用在原始狀態(tài)下具有過高硬度、過高韌性的材料。,2.各表面形狀、結構應便于加工,二、零件圖技術要求分析,1. 零件的精度分析 尺寸精度、形狀精度和位

9、置精度，以及表面粗糙度。 2. 零件材料分析 材料性能對加工方法的影響。 3.其他技術要求 (1) 熱處理、表面處理及其他防腐處理。 (2) 特殊檢驗方法，如磁力探傷、X光檢查、熒光檢驗等。 (3)其他要求，如動平衡、退磁處理等。,例1:圓錐定位套 模具零件的工藝分析:,a. 零件結構的工藝性分析；,b. 零件圖技術要求分析；,零件的技術要求：尺寸精度、幾何形狀精度、各表面的相互位置精度、表面質量、零件材料、熱處理及其它要求。,通過分析，判斷其可行性和合理性，合理選擇零件的各種加工方法和工藝路線。,2.4 毛 坯 選 擇,一、毛坯的分類和選擇原則,毛坯的選擇應根據(jù)所用材料、零件結構、復雜程度、

10、生產類型和本廠的生產條件幾個方面來決定。,二、毛坯的形狀和尺寸 工藝人員在分析產品圖紙后，應該對所負責設計的工藝過程的那部分零件決定毛坯方案，而后在編制工藝過程的同時，逐步?jīng)Q定毛坯尺寸和形狀，畫出毛坯圖。 1.毛坯形狀 根據(jù)零件形狀選擇合適的毛坯形狀。 2.毛坯尺寸 根據(jù)所采用的毛坯方案，估計各表面的工序數(shù)，由各工序的加工余量決定毛坯的尺寸，即在原零件尺寸基礎上加上各表面在各工序所有的加工余量的總和(總加工余量)，構成毛坯的尺寸。而后根據(jù)毛坯制造和零件機械加工所要求的結構工藝性修改其形狀，繪制毛坯圖。,3.毛坯尺寸的確定方法,例1：某模具零件的外形尺寸為30mm 140mm 220mm，材料為

11、Cr12MoV。 毛坯尺寸：35mm145mm 225mm 例2：如圖所示零件，試確定毛坯尺寸,外形尺寸： 4872 86 毛坯尺寸 5276 90,4. 坯料加工 長方體毛坯加工工序： 備料鍛造熱處理退火（回火）刨（銑）六面磨平面。 圓形坯料加工工序： 備料車加工內外圓磨表面。 留磨余量,2.5 定位基準的選擇,一、 概念： （1）基準：在零件的設計和制造過程中，用于確定其它點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面。分別稱為基準點、基準線和基準面。 1）設計基準：在零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準. 2）工藝基準：零件在加工和裝配中所使用的基準。 定位基準：用以確定工件在機床或夾具中正確位

12、置所依據(jù)的基準。 測量基準（檢驗基準）：測量零件已加工表面位置及尺寸的基準。 裝配基準：裝配時用于確定零件相互間正確裝配位置的基準。,二、定位基準 1. 定位基準的特點 (1)工件定位時，所選定位基準可能是點、線、面，其中點或線應由某些具體的表面體現(xiàn)出來，這些表面稱為定位基準面。例如以中心線作定位基準，可由內、外圓表面或兩對稱的側平面體現(xiàn)。 (2)工件定位時，往往通過它的定位表面放置在機床上或夾具中，這時定位基準面起支承作用，但并不是所有定位表面都起支承作用。如直接找正、劃線找正定位，所找正的那條線或那個面本身是定位基準，有時它是被加工表面，不能起支承作用。 (3)工件定位時，應視零件加工的具

13、體情況，根據(jù)六點定位原則選擇定位基準。需要限制的自由度少，可能只需一個表面定位(如平面)；所需要限制的自由度多，則需要一組表面定位；限制六個自由度，必須沿三個坐標方向以三個表面作定位基準。,2. 定位基準的分類 粗基準：在加工的起始工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準，則該表面稱為粗基準。 精基準：利用已經(jīng)加工過的表面作定位基準，稱為精基準。 由于產品的精度在很大程度上取決于定位基準選擇是否合適，作為定位基準的表面應該具備一定的精確性。但是，在一個毛坯件的第一道機械加工工序，工件上各表面都是毛面，所選用的基準面也只能是毛面。因此，定位基準就有粗基準(毛基準)和精基準(光基準)的差別，它

14、們的情況不同，選擇的原則也就不一樣。,3. 定位基準選擇原則 1）粗基準的選擇 在選擇粗基準時考慮的重點是：一是如何保證各加工表面有足夠的加工余量；二是保證各加工面與非加工面之間的相互位置關系，三是保證裝夾的穩(wěn)定性和可靠性。具體選擇時可采用下列原則：,(1)當零件上只有一個非加工表面時，為了保證非加工表面與加工表面之間的位置要求，應選擇非加工表面作粗基準(圖 (a)；如果零件上有多個非加工表面，則應以其中與加工面相互位置要求較高的表面作粗基準，如圖 (b)所示。,(2)如果零件上沒有非加工表面，選擇粗基準時，應考慮合理地分配各表面的加工余量。 應保證各主要加工表面都有足夠的余量。為滿足這個要求

15、，應選擇毛坯余量最小的表面作粗基準。如圖2.13(c)所示的階梯軸。應選58mm外圓表面作粗基準。 對于工件上的某些重要表面(如導軌和重要孔等)，為了盡可能使其加工余量均勻，則應選擇重要表面作粗基準。 或選擇工件上那些加工面積較大，形狀復雜，加工量較大的表面為粗基準。,(c),(3) 粗基準應避免重復使用。在同一尺寸方向上，粗基準通常只允許使用一次，以免產生較大的定位誤差。如圖所示的小軸加工，如重復使用B面去加工A、C面，則必然會使A面與C面的軸線產生較大的同軸度誤差。 (4)選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。,2)精基準的選擇 選擇精基準考慮的重點是：如何減小

16、定位誤差，提高加工精度。同時考慮裝夾方便，夾具結構簡單。選擇精基準一般應遵循以下原則： (1) “基準重合”原則. 選擇加工表面的設計基準為定位基準,稱為“基準重合”原則。,(2)“基準統(tǒng)一”原則 當工件以某一組精基準定位可以比較方便地加工其他各表面時，應盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，這就是“基準統(tǒng)一”原則。 (3)“自為基準”的原則 當精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準。例如磨削床身的導軌面時，就是以導軌面本身作定位基準(圖2.18)。此外，用浮動鉸刀鉸孔，用圓拉刀拉孔，用無心磨床磨外圓表面等，均為以加工表面本身作定位基準的實例。,(4)“互

17、為基準”的原則 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準、反復加工的原則。如薄板的磨削、導套的內外圓面加工。 (5)保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則,3）輔助基準的應用 工件定位時，為了保證加工表面的位置精度，多數(shù)情況下優(yōu)先選擇設計基準或裝配基準為主要定位基準，這些基準一般為零件上的重要工作表面。但有些零件的加工，為裝夾方便或易于實現(xiàn)基準統(tǒng)一，人為地制造一種定位基準，如零件上的工藝凸臺和軸類零件加工時的中心孔。這些表面不是零件上的工作表面，只是由于工藝需要而作出的，這種基準稱為輔助基準。此外，零件上的某些次要表面(非配合表面)，因工藝上宜作定位基準而提高它的加工精度和表

18、面質量，這種表面也稱為輔助基準。,2.6工藝路線的擬訂,機械加工工藝規(guī)程的制訂，大體可分為兩個部分：擬訂零件加工的工藝路線；確定各道工序的工序尺寸及公差、所用設備及工藝裝備、切削規(guī)范和時間定額等。 一、 表面加工方法的選擇 有一定技術要求的零件表面，一般不是用一種工藝方法一次加工就能達到設計要求的，所以對于精度要求較高的表面，在選擇加工方法時，總是根據(jù)各種工藝方法所能達到的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度等因素來選定它的最后加工方法，然后再選定前面一系列準備工序的加工方法和順序，經(jīng)過逐次加工達到其設計要求。,選擇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質量要求 所采用加工方法的經(jīng)濟精

19、度應能保證零件圖樣所規(guī)定的精度和表面質量要求。 例如，材料為碳鋼，尺寸精度為IT7，表面粗糙度Ra=0.8m的外圓柱面，應該選用磨削加工方法作為達到工件加工精度的最終加工方法。 當多種加工方法的加工經(jīng)濟精度都能滿足被加工表面的精度和表面粗糙度要求時，選擇何種加工方法則取決于零件的結構形狀、尺寸大小、材料、熱處理等項因素。例如IT7的孔，采用鏜、鉸、磨、拉削加工均可達到精度要求，都符合加工經(jīng)濟精度。但是，對模板上的孔，則不應選擇拉削和內圓磨削加工，宜采用鏜削、鉸削加工；對于位置精度要求較高的孔采用坐標鏜或坐標磨加工，而不宜采用鉸削加工，因為鉸孔不能糾正孔的位置偏差。被加工表面的尺寸大小對選擇加工

20、方法也有一定的影響。例如孔徑較大時宜選用鏜孔，而加工直徑小的孔，則采用鉸孔較為適當。,2 零件材料的性質及熱處理要求 對于加工質量要求高的有色金屬零件，一般采用精細車、精細銑或金剛鏜進行加工，應避免采用磨削加工。淬火后的鋼質零件宜采用磨削加工和特種加工。 3 生產率和經(jīng)濟性要求 所選擇的零件加工方法，除保證產品的質量和經(jīng)濟精度要求外，應有盡可能高的生產率。尤其在大批量生產時，應盡量采用高效率的先進加工方法和設備，以達到大幅度提高生產效率的目的。,二、工藝階段的劃分 1.工藝過程四個階段的劃分 (1) 粗加工階段主要任務是切除加工表面上的大部分余量，使毛坯的形狀和尺寸盡量接近成品。粗加工階段應考

21、慮的主要是如何提高勞動生產率。 (2)半精加工階段：主要任務是減小粗加工后留下的誤差和表面缺陷層，使被加工面達到一定的精度，同時完成一些次要表面的加工(如鉆孔、攻螺紋、切槽等) 。 (3)精加工階段:主要任務是使精度要求高的表面達到規(guī)定的質量要求。要求的加工精度較高，各表面的加工余量和切削用量都比較小。 (4)光整加工階段主要任務是提高被加工表面的尺寸精度和減小表面粗糙度，一般不能糾正形狀和位置誤差。對尺寸精度和表面粗糙度要求特別高的表面才安排光整加工。,2.劃分工藝階段的原因及原則 (1)保證加工質量（漸精的概念） 逐級提高零件的精度，消除或減小加工過程中的內應力和變形。 (2)合理使用設備

22、 (3)便于熱處理工序的安排 (4)便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷和保護已加工表面,三、工序的劃分 確定工序數(shù)目的兩個原則：工序集中原則和工序分散原則 1.工序集中的特點： （1） 工件在一次裝夾后，可以加工多個表面，能較好地保證表面之間的相互位置精度；可以減少裝夾工件的次數(shù)和輔助時間；減少工件在機床之間的搬運次數(shù)，有利于縮短生產周期。 （2）可減少機床數(shù)量、操作工人，節(jié)省車間生產面積，簡化生產計劃和生產組織工作。 2. 工序分散具有以下特點： （1）機床設備及工裝比較簡單，調整方便，生產工人易于掌握。 （2）可以采用最合理的切削用量，減少機動時間。 （3）設備數(shù)量多，操作工人多，生產面積大。,四、 加

23、工順序的安排 1.切削加工工序的安排 零件的被加工表面不僅有自身的精度要求，而且各表面之間還常有一定的位置要求，在零件的加工過程中要注意基準的選擇與轉換。安排加工順序應遵循以下原則： (1) 先粗后精：即先進行粗加工，再進行半精加工，最后進行精加工和光整加工。 (2)基面先行：先加工基準表面，后加工其他表面。在零件加工的各階段，應先把基準面加工出來，以便后續(xù)工序用它來定位加工其他表面。 (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、裝配基面等應先加工。而鍵槽、螺孔等往往和主要表面之間有相互位置要求，一般應安排在主要表面之后加工。 (4)先面后孔：先加工平面，后加工內孔。對于箱

24、體、模板類零件平面輪廓尺寸較大，用它定位，穩(wěn)定可靠，一般總是先加工出平面作精基準，然后加工內孔。,2.熱處理工序的安排 熱處理工序在工藝路線中的安排，主要取決于零件熱處理的目的。 (1)改善金屬組織和加工性能的熱處理工序，如退火、正火和調質等，一般安排在粗加工前、后。 (2)提高零件硬度和耐磨性的熱處理工序，如淬火、滲碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。滲氮處理溫度低、變形小，且滲氮層較薄，滲氮工序應盡量靠后，如安排在工件粗磨之后，精磨、光整加工之前。 (3)時效處理工序，時效處理的目的在于減小或消除工件的內應力，一般在粗加工之后精加工之前進行。對于高精度的零件，在加工過程

25、中常進行多次時效處理。 舉例： 鍛造退火粗加工半精加工淬火與回火精加工鉗工拋光鍍鉻鉗工裝配（T8A,T10A） 鍛造退火粗加工調質或高溫回火精加工淬火與回火鉗工拋光鍍鉻鉗工裝配（5CrNiMo, 5CrMnMo,9SiCr）,3.輔助工序安排 輔助工序主要包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、刻字等。其中檢驗工序是主要的輔助工序。為保證產品質量，及時剔除廢品，防止浪費工時，并使責任明確，檢驗工序一般安排在零件粗加工或半精加工結束之后；重要工序加工前后；零件送外車間(如熱處理)加工之前；零件全部加工結束之后。 （1）粗加工、半精加工后，精加工前的檢驗 （2）重要工序加工前后的檢驗 （3）熱處理前的檢驗

26、（4）特種性能的檢驗 （6）零件從此車間轉送到另一車間前后的檢驗 （7）裝配前的檢驗,2.7 加工余量的確定,一、加工余量的概念 1.總加工余量和工序加工余量 （1）總加工余量：為了得到零件上某一表面所要求的精度和表面質量而從毛坯表面上切除的全部多余的金屬層厚度，稱為該表面的總加工余量。 （2）工序加工余量：為完成某一個工序而從該表面上切除的金屬層厚度，稱為工序加工余量。,總加工余量與工序加工余量的關系為： 式中：Z總總加工余量； Zi第i道工序的加工余量； n工序數(shù)目。,2.公稱加工余量、最大加工余量和最小加工余量 （1）公稱加工余量：通常所說的加工余量又稱公稱加工余量，其值等于前后工序的基

27、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。,加工余量有雙邊余量和單邊余量之分，平面的加工余量是單邊余量，它等于實際切削的金屬層厚度。對于外圓和孔等回轉表面，加工余量指雙邊余量，即以直徑方向計算，實際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半。,對于外表面的單邊余量 Zb=a-b 對于內表面的單邊余量 Zb=b-a 對于軸 2Zbda-db 對于孔 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： 前工序最小尺寸與本工序最大尺寸之差。,對外表面： Zbmax=amax-bmin Zb

28、min=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，,加工余量的公差帶，一般是按“入體原則” 分布在零件加工表面上的。毛坯尺寸的公差，一般采用雙向標注.,二、確定加工余量的方法 1. 影響工序余量的因素 (1)上道工序的尺寸公差T (2)上道工序表面粗糙度Ry（表面輪廓最大高度）和表面缺陷層厚度H (3)本工序加工時的

29、安裝誤差：包括定位誤差、夾緊誤差（夾緊變形）及夾具誤差 (4)上道工序留下的平面度、直線度之類的位置誤差,2. 確定加工余量一般有如下三種方法： (1)分析計算法 (2) 查表修正法 此法是以工藝手冊、生產實踐和各種試驗研究積累的有關加工余量的資料數(shù)據(jù)為基礎，并結合實際的加工情況來確定加工余量的方法，應用比較廣泛。在查表時應注意表中的數(shù)據(jù)是公稱值，對稱表面(軸和孔)是加工余量的雙邊值，非對稱表面的加工余量是單邊值。 (3)經(jīng)驗估算法 此法是根據(jù)工藝人員的實踐經(jīng)驗來確定加工余量的方法。這種方法不太準確，并且為了避免因加工余量不夠而產生廢品的情況，估計的加工余量一般偏大，常用于模具零件。, 2.8

30、 工序尺寸及其公差的確定 一、工藝基準與設計基準重合時工序尺寸及其公差的確定 是指定位基準、工序基準、測量基準與設計基準重合時，同一表面經(jīng)過多次加工才能滿足加工精度要求，應如何確定各道工序的工序尺寸及其公差。其方法是考慮各工序的余量和此種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，從最后一道工序向前推算: (1)確定工序公差 最后一道工序的尺寸公差等于或小于設計尺寸公差，其余工序公差按經(jīng)濟精度確定(見有關手冊) (2)求工序基本尺寸 從零件圖上的設計尺寸開始，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減去后道工序余量。 (3)標注工序尺寸公差 最后一道工序的公差按設計尺寸標注，其余工序尺

31、寸公差按入體方向標注。 (4)確定毛坯總余量和工序余量。,例3 某工件上有20+0.021(H7)的孔，加工工序為：鉆孔擴孔粗鉸精鉸。求各工序尺寸。,二、工藝基準與設計基準不重合時工序尺寸及其公差的確定 1.工藝尺寸鏈的基本概念 1) 工藝尺寸鏈的定義和特征,工藝尺寸鏈的主要特征 (1)封閉性尺寸鏈中各個尺寸首尾相接形成一個封閉的系統(tǒng)。不封閉就不成為尺寸鏈。 (2)關聯(lián)性任何一個能直接保證的尺寸及其精度的變化，必將影響間接保證的尺寸和其精度。,工藝尺寸鏈：零件加工過程中，同一工件上相互聯(lián)系、按一定順序排列成封閉圖形的尺寸組合，稱為工藝尺寸鏈，簡稱尺寸鏈。,2)工藝尺寸鏈的組成 （1）環(huán)：組成尺

32、寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。 （2）封閉環(huán)：加工過程中間接得到的尺寸，稱為尺寸鏈的封閉環(huán)。每個尺寸鏈中有且僅有一個封閉環(huán)。用加下標o(或）的字母表示。 （3）組成環(huán)：除封閉環(huán)以外的其他環(huán)，稱為組成環(huán)。組成環(huán)的尺寸是直接保證的，它又影響到封閉環(huán)的尺寸。按其對封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)和減環(huán)。 （4）增環(huán)當其余組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)隨之增大(或減小)的環(huán)，稱為增環(huán)。為簡明起見，給該環(huán)冠一個向右的箭頭。 （5）減環(huán)當其余組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)減小(或增大)的環(huán)，稱為減環(huán)。為簡明起見，給該環(huán)冠一個向左的箭頭。,3）工藝尺寸鏈的畫法 （1）封閉環(huán)的確定 正確確定封閉環(huán)

33、是解算工藝尺寸鏈最關鍵的一步。如果封閉環(huán)確定錯了，整個尺寸鏈的解算將是錯誤的。要認準封閉環(huán)是“間接、派生、最后”獲得的尺寸這一關鍵點。 （2）然后從封閉環(huán)一端開始，按照尺寸之間的聯(lián)系首尾相連，依次畫出對封閉環(huán)有影響的尺寸，直到封閉環(huán)的另一端，形成一個封閉圖形，就構成一個尺寸鏈。 （3）按照各組成環(huán)對封閉環(huán)的影響，確定其為增環(huán)或減環(huán)。 對于環(huán)數(shù)多的尺寸鏈，可以采用箭頭法，即先給A尺寸的上方(或下方)任意畫箭頭方向，然后沿著規(guī)定好的方向給各環(huán)依次畫下去，凡箭頭方向與封閉環(huán)A的箭頭方向相同的環(huán)為減環(huán)，相反的為增環(huán)。 注意：所建立的尺寸鏈，應是最短的(即使組成環(huán)數(shù)最少)，這樣才能更好地滿足封閉環(huán)的精度

34、或者使各組成環(huán)的加工更容易、更經(jīng)濟。,例：某模具零件設計尺寸如圖所示。A、C、D三面已加工完畢，現(xiàn)以A面做定位基準銑削槽E。試畫出本工序工藝尺寸鏈。,4)工藝尺寸鏈計算的基本公式 工藝尺寸鏈的計算，有極值法和概率法兩種。一般多采用極值法。本課程只介紹極限法。 （1）封閉環(huán)基本尺寸：等于所有增環(huán)的基本尺寸之和減去所有減環(huán)的基本尺寸之和。即：,式中： n增環(huán)的環(huán)數(shù)； m組成環(huán)的總環(huán)數(shù),（2）封閉環(huán)極限尺寸,（3）封閉環(huán)上下偏差,（4）封閉環(huán)的公差,式中： ES(A)環(huán)的上偏差； EI(A)環(huán)的下偏差。,式中： Ti組成環(huán)的公差。,5)尺寸鏈計算的三種形式 （1）正計算 已知各組成環(huán)尺寸，求封閉環(huán)尺

35、寸，其計算的結果是惟一的。這種情況主要用于設計尺寸、校核。 （2）反計算 已知封閉環(huán)尺寸，求各組成環(huán)尺寸。這種情況實際上相當于X+Y+Z=C這樣一個不等式，在求解這個不等式時，是將封閉環(huán)的公差值合理地分配給各組成環(huán)，分配時一般按照等公差值法、等精度法、等工序能力法，來確定組成環(huán)的公差值，并加以適當調整，使各組成環(huán)公差之和等于或小于封閉環(huán)公差。它主要用于根據(jù)機器裝配精度，確定各零件尺寸及偏差時的情況。 （3）中間計算 已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)，求某一組成環(huán)。此法應用最廣，廣泛用于加工中基準不重合時工序尺寸的計算。,2.工藝尺寸鏈的分析和計算 1)測量基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算 在零件加工

36、時，會遇到一些表面加工之后設計尺寸不便直接測量的情況。因此需要在零件上另選一個易于測量的表面作測量基準進行測量，來間接檢驗設計尺寸。 例 如圖所示套筒零件，兩端面已加工完畢，加工孔底面C時，要保證尺寸16-0.35mm，因該尺寸不便測量，試標出測量尺寸。,解： （1）畫出工藝尺寸鏈 （2）封閉環(huán)基本尺寸,（3）封閉環(huán)上偏差：,（4）封閉環(huán)下偏差：,（5）本工序測量尺寸：,討論：由于基準不重合而進行尺寸換算，將帶來兩個問題： （1）提高了組成環(huán)尺寸的測量精度要求和加工精度要求。設計公差為0.35mm，換算后的測量尺寸公差為0.18mm。 （2）假廢品問題 假如60-0.17實際加工尺寸為60，則

37、尺寸A1在44+0.35范圍之內都能保證A0=16-0.35。如果按A1= 44+0.18的要求加工，會出現(xiàn)假廢品現(xiàn)象。,2)定位基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算 零件調整法加工時，如果加工表面的定位基準與設計基準不重合，就要進行尺寸換算，重新標注工序尺寸。 例 如圖所示零件，尺寸60-0.12mm已經(jīng)保證，現(xiàn)以1面定位用調整法精銑2面，試標出工序尺寸。,解： （1）畫出工藝尺寸鏈,（2）封閉環(huán)基本尺寸,（3）封閉環(huán)上偏差：,（4）封閉環(huán)下偏差：,（5）本工序尺寸：,討論：當封閉環(huán)公差小于組成環(huán)公差的和時，計算所得公差值為負。上例所示如果60-0.12改為60-0.25，換算后工序尺寸A2

38、為：,出現(xiàn)這種情況可以采取的措施： （1）減小其他組成環(huán)的公差。 （2）改變定位基準或加工方式,3)尚需繼續(xù)加工的表面上標注的工序尺寸及其偏差的計算 例 如圖所示為齒輪內孔的局部簡圖，設計要求為：孔徑40+0.05mm，鍵槽深度尺寸為43.6+0.34mm，其加工順序為： 鏜內孔至39.6+0.1mm； 插鍵槽至尺寸A； 熱處理，淬火； 磨內孔至40+0.05 試確定插鍵槽的工序尺寸A。,4)保證滲氮、滲碳層深度的工藝計算 有些零件的表面需進行滲氮或滲碳處理，并且要求精加工后要保持一定的滲層深度。為此，必須確定滲前加工的工序尺寸和熱處理時的滲層深度。,例2-7 如圖所示某零件內孔，材料為38C

39、rMoAlA，孔徑為150+0.04mm。內孔表面需要滲氮，滲氮層深度為0.3mm0.5mm。其加工過程為：(1)磨內孔至149.76+0.04 mm (2)滲氮，深度t；(3)磨內孔至150+0.04mm，并保留滲層深度t0=0.3mm0.5mm。試求滲氮時的深度t。,5)列表計算法 將計算公式改寫成如下所示的豎式表，計算時較為簡明清晰?？v向各列中，最后一行為該列以上各行相加的和；橫向各行中，第列為第列與第列之差；而最后一列和最后一行則是進行綜合驗算的依據(jù)。,6）余量校核 例 如圖 (a)所示的小軸，其軸向尺寸的加工過程為：車端面A；車臺肩面B以保證尺寸49.5+0.3mm；車端面C以保證總

40、長80-0.2mm；鉆頂尖孔；熱處理；磨臺肩面B以保證尺寸30-0.14mm。試校核臺肩面B的加工余量。,其工藝尺寸鏈如圖 (b)所示。由于該余量是間接獲得的，故為封閉環(huán)。,列表求余量A0的有關尺寸及偏差。,結果:A00.5mm；A0max0.64mm；A0min0mm。如果要求最小磨削余量為A0min=0.1mm，因A2、A3是設計要求尺寸，所以只能變動中間工序尺寸A1來滿足新的封閉環(huán)要求。,7)由多尺寸保證而進行的尺寸換算 所謂多尺寸保證是指加工一個表面時，同時要保證幾個位置尺寸，其實質是并聯(lián)尺寸鏈中公共環(huán)的求解和計算。 例 圖 (a)所示的階梯軸，圖中尺寸為設計尺寸。其軸向尺寸的加工過程為：精車端面A(A面留磨削余量Z=0.3mm)；以A面為基準，精車B面，中間工序尺寸為A1；以B面為基準精車C面，工序尺寸為A2；磨A面達到圖樣設計尺寸要求。試求工序尺寸A1、A2并校核磨削余量。,解：1）求A2,2)求A1并校核磨削余量 按經(jīng)濟精度確定A1的公差TA10.16mm，按“入體原則”標為：A1-0.16mm。,結論： A1=39.7-0.16mm；A2=120+0.05-0.15mm； Z=0.3+0.26mm；Zmax=0.56mm；Zmin=0.3mm，故磨削余量適當。,