機械制造工藝學-第2章第6節(jié)PPT課件

1、2021/6/71李詩龍武漢工業(yè)學院.2008年6月24日 2021/6/72一、有關(guān)加工余量的基本概念一、有關(guān)加工余量的基本概念1. 加工余量加工余量（1）加工余量的概念）加工余量的概念 總余量總余量Z0與工序余量與工序余量Zi 的關(guān)系：的關(guān)系：單邊余量單邊余量對于非對稱表面，其加工余量用單邊余量對于非對稱表面，其加工余量用單邊余量 Zb 表示表示 Zb =la-lb雙邊余量雙邊余量 對于外圓內(nèi)圓等對稱表面加工余量用雙邊余量對于外圓內(nèi)圓等對稱表面加工余量用雙邊余量2Zb表示表示n1iiZ ZZ Z0 02021/6/73 雙邊余量雙邊余量 外圓表面外圓表面 2 Zb =da-db ， 內(nèi)圓表

2、面內(nèi)圓表面 2 Zb =Db-Da 單邊余量單邊余量 Zb =la-lb2021/6/74工序尺寸公差一般按工序尺寸公差一般按“入體原則入體原則”標標注注 Zmax= la (lb Tb)= Zb + Tb Zmin =( la Ta ) lb= Zb Ta工序余量變動范圍工序余量變動范圍 Tz = ZmaxZmin = Tb + Ta 由于各工序尺寸都有偏差，故實際切除的余量是變化的。由于各工序尺寸都有偏差，故實際切除的余量是變化的。工序余量又分為工序余量又分為公稱余量公稱余量Zb、最大余量、最大余量Zmax、最小余量、最小余量Zmin對于被包容面，本工序的對于被包容面，本工序的公稱余量公稱

3、余量 Zb =la-lb 2021/6/75 對于包容尺寸（孔徑、槽寬），下偏差為對于包容尺寸（孔徑、槽寬），下偏差為0，其最小尺寸，其最小尺寸 就是基本尺寸，本工序的就是基本尺寸，本工序的公稱余量公稱余量 Zb =lb-la Zmax= (lb +Tb) la= Zb + Tb Zmin = lb (la +Ta) = Zb Ta工序余量變動范圍工序余量變動范圍 Tz = ZmaxZmin = Tb + Ta2021/6/761）上工序留下的表面粗糙度值）上工序留下的表面粗糙度值Ry和表面缺陷和表面缺陷 層深度層深度Ha 本工序必須把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷層本工序必須把上工序留下的

4、表面粗糙度和表面缺陷層 全部切去，因此本工序余量必須包括這兩項因素。全部切去，因此本工序余量必須包括這兩項因素。2）上工序的尺寸公差）上工序的尺寸公差Ta 上工序加工表面存在形狀誤差，如平面度、圓柱度等，上工序加工表面存在形狀誤差，如平面度、圓柱度等， 其總和不超過其總和不超過Ta ，為使本工序能切去這些誤差，工序，為使本工序能切去這些誤差，工序 余量應(yīng)包括余量應(yīng)包括Ta項。項。 二、二、 影響加工余量的因素影響加工余量的因素2021/6/773）Ta值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差值沒有包括的上工序留下的空間位置誤差 ea工件上有些形位誤差未包括在加工表面工序尺寸公差范工件上有些形位誤差

5、未包括在加工表面工序尺寸公差范圍之內(nèi)圍之內(nèi), ,在確定加工余量時，須考慮它們的影響，否則在確定加工余量時，須考慮它們的影響，否則將無法去除上工序留下的表面缺陷層。將無法去除上工序留下的表面缺陷層。 2021/6/784）本工序的裝夾誤差）本工序的裝夾誤差 b 如果本工序存在裝夾誤差（定位誤差、夾緊誤差），如果本工序存在裝夾誤差（定位誤差、夾緊誤差）， 在確定本工序加工余量時還應(yīng)考慮在確定本工序加工余量時還應(yīng)考慮b的影響。的影響。 ea與與b都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模進都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模進 行余量計算。行余量計算。綜上分析，工序余量的最小值可用以下公式計算：綜上分析，

6、工序余量的最小值可用以下公式計算：對于單邊余量對于單邊余量： 對于雙邊余量對于雙邊余量： 2 baayabmineHRTZbaayabmin22e)H(RTZ2021/6/79綜上分析，工序余量的最小值可用以下公式計算：綜上分析，工序余量的最小值可用以下公式計算：對于單邊余量對于單邊余量： 對于雙邊余量對于雙邊余量： 2 baayabmineHRTZbaayabmin22e)H(RTZ2021/6/710三、三、 加工余量的確定加工余量的確定 1）計算法）計算法 掌握影響加工余量的各種因素具體數(shù)據(jù)的條件下，掌握影響加工余量的各種因素具體數(shù)據(jù)的條件下， 計算法比較科學，但目前統(tǒng)計資料較少。計算法

7、比較科學，但目前統(tǒng)計資料較少。 2）經(jīng)驗估計法）經(jīng)驗估計法 為避免出現(xiàn)廢品，估計余量一般偏大，用于單件小為避免出現(xiàn)廢品，估計余量一般偏大，用于單件小 批生產(chǎn)。批生產(chǎn)。 3）查表法）查表法 以生產(chǎn)實踐和實驗研究為基礎(chǔ)制成數(shù)據(jù)表格，查表以生產(chǎn)實踐和實驗研究為基礎(chǔ)制成數(shù)據(jù)表格，查表 并結(jié)合實際情況加以修正。查表法確定加工余量，并結(jié)合實際情況加以修正。查表法確定加工余量， 方法簡便，較接近實際，應(yīng)用廣泛。方法簡便，較接近實際，應(yīng)用廣泛。2021/6/711 四、四、 工序尺寸及其公差的確定工序尺寸及其公差的確定計算工序尺寸和標注公差是制定工藝規(guī)程的主要工作之一。工序尺寸是指零件在加工過程中各工序所應(yīng)保

8、證的尺寸，其公差按各種加工方法的經(jīng)濟精度選定。工序尺寸則要根據(jù)已確定的余量及定位基準的轉(zhuǎn)換情況進行計算，可以歸納為二類情況 。1）工藝基準與設(shè)計基準重合）工藝基準與設(shè)計基準重合同一表面經(jīng)多次加工達到圖紙尺寸要求，其中間工序同一表面經(jīng)多次加工達到圖紙尺寸要求，其中間工序尺寸根據(jù)零件圖尺寸加上或減去工序余量即可得到，尺寸根據(jù)零件圖尺寸加上或減去工序余量即可得到，即從最后一道工序向前推算，得出相應(yīng)的工序尺寸，即從最后一道工序向前推算，得出相應(yīng)的工序尺寸，一直推算到毛坯尺寸。一直推算到毛坯尺寸。2）工藝基準與設(shè)計基準不重合）工藝基準與設(shè)計基準不重合 必須通過工藝尺寸的計算才能得到。必須通過工藝尺寸的計

9、算才能得到。2021/6/712（一）表面（外園、內(nèi)孔以及某些重要平面）要進（一）表面（外園、內(nèi)孔以及某些重要平面）要進行多次加工時，該表面的工序尺寸及公差的計算行多次加工時，該表面的工序尺寸及公差的計算 例1 某工件上有孔 ，加工工序：毛坯擴孔粗鏜孔半精鏜精鏜磨孔，計算各工序尺寸及公差。 03. 005 .722021/6/713工序名稱工序余量 工序公差 (公差值)工序基本尺寸 工序尺寸和偏差 精磨孔精鏜孔半精鏜孔粗鏜孔擴孔毛坯孔0.72.51.354IT7 13.5查表IT11 IT8 IT13 IT12 12查經(jīng)濟精度72.571.870.5686459(0.03)(0.046)(0.

10、19)(0.4)(0.4)03. 005 .72046. 008 .7119. 005 .704 . 00684 . 00641259計算查表標注2021/6/714（二）工藝基準與設(shè)計基準不重要時，工序（二）工藝基準與設(shè)計基準不重要時，工序尺寸要在還需繼續(xù)加工的表面上標注時，用尺寸要在還需繼續(xù)加工的表面上標注時，用尺寸鏈原理計算尺寸鏈原理計算 例2如圖所示，齒輪孔上的鍵槽加工： 鏜孔至 拉鍵槽到x 熱處理 磨內(nèi)孔到 ，并保證鍵槽深 。 求拉鍵槽到x的工序尺寸及公差？1 . 006 .3906. 00403 . 00462021/6/715尺寸鏈的定義尺寸鏈的定義 零件、零件的組合以及產(chǎn)品在設(shè)

11、計、加工和裝配過程中其中彼此有關(guān)的尺寸以一定的順序首尾相連，而形成的一個封閉尺寸系統(tǒng)叫尺寸鏈。 2021/6/716尺寸鏈圖的繪制尺寸鏈圖的繪制 將所研究的尺寸通過尺寸界線，按相互關(guān)系和順序用直線（或弧線）箭頭繪制成一個封閉圖形。 尺寸鏈圖盡可能與零件圖、工序圖、裝配圖的方向畫成一致，應(yīng)與所代表的實際尺寸比例大致相符，但無須嚴格比例。 各組成尺寸采用同一字母，加注不同數(shù)字腳碼，表示不同尺寸，而求取尺寸，可用字母和符號標注。 2021/6/7172021/6/718組成尺寸鏈的要素組成尺寸鏈的要素 環(huán)環(huán) 按尺寸形成的特點，環(huán)分兩類 組成環(huán)：設(shè)計、加工和裝配中，直接給定或直接獲得的那些尺寸。封閉環(huán)

12、：在設(shè)計、加工和裝配中，通過別的尺寸的形成而最后間接得到的尺寸。 在一個尺寸鏈系統(tǒng)中，只能有一個封閉環(huán)，組成環(huán)最少是兩個。即組成尺寸鏈的最少尺寸為三個。 一般地說，構(gòu)成尺寸鏈的任何一環(huán)都可能作為封閉環(huán)。究竟誰是封閉環(huán)要視工藝過程而定。2021/6/719組成尺寸鏈的要素組成尺寸鏈的要素 封閉環(huán)封閉環(huán)加工方法（1）：車端面車大外圓車小外圓，保持A2，切斷掉頭，裝夾，平大端面，保持A1加工方法（2）：車端面車大外圓車小外圓，保持A2，切斷掉頭，裝夾，平大端面，保持A32021/6/7202021/6/721組成尺寸鏈的要素組成尺寸鏈的要素 組成環(huán)組成環(huán)按各尺寸對封閉環(huán)的作用，劃分為：增環(huán)：尺寸鏈中

13、，在其它各組成尺寸不變時，某一組成環(huán)增大或減小時，封閉環(huán)尺寸也隨之增大或減小，該組成環(huán)叫“增環(huán)”，并以符合“”表示。減環(huán)：與上述相反，用符號“”表示。2021/6/722增環(huán)與減環(huán)判斷方法增環(huán)與減環(huán)判斷方法繪圖法： 以封閉環(huán)為準，沿尺寸鏈封閉輪廓，按順（或反）時針方向，在各尺寸處標之箭頭，凡箭頭方向與封閉環(huán)相反的即為增環(huán)，相同的即為減環(huán)。直觀法： （1）與封閉環(huán)串聯(lián)的尺寸是減環(huán)，與封閉環(huán)共基線的并聯(lián)尺寸為增環(huán)。 （2）串聯(lián)的組成環(huán)性質(zhì)相同，其基線并聯(lián)的組成環(huán)性質(zhì)相反。 2021/6/7232021/6/7242021/6/7252021/6/726尺寸與偏差的關(guān)系尺寸與偏差的關(guān)系 圖示為尺寸偏

14、差圖：TA：公差 ESA上偏差 EIA下偏差Aj：基本尺寸（公稱尺寸，名義尺寸）Amax：A尺寸的最大極限尺寸Amin：A尺寸的最小極限尺寸AM：A尺寸的平均尺寸2021/6/727尺寸鏈求解的極值法計算公式尺寸鏈求解的極值法計算公式 111nmiijmiijjAAA111nmiAimiAiAEIESES111nmiAimiAiAESEIEI11niAiAAATEIESTm尺寸鏈環(huán)總數(shù) n增環(huán)數(shù) 2021/6/728結(jié)論結(jié)論 封閉環(huán)公差等于各組成環(huán)公差之和。當封閉環(huán)公差為一確定值時，如果組成環(huán)的環(huán)數(shù)越少，則各環(huán)分得的公差值就越大，加工越容易，經(jīng)濟效益就越好。說明：在設(shè)計、制造、裝配時，其組成的

15、尺寸鏈應(yīng)遵循最短尺寸鏈原則。封閉環(huán)公差比任何組成環(huán)公差都大，所以設(shè)計時應(yīng)選擇最不重要的環(huán)作為封閉環(huán)。但在加工和裝配時，封閉環(huán)是加工或裝配中間接獲得，故不能任意選擇。2021/6/729例題例題 1、圖示為插座零件（圖中只標注有關(guān)的尺寸）的外圓，孔和端面都已加工好了，現(xiàn)欲在銑床上以面1為定位基準銑槽，試計算銑槽的工序尺寸A及其上下偏差。2021/6/730例題例題 2、設(shè)一零件，材料為2Cr13，其內(nèi)孔的加工順序如下： 車內(nèi)孔 ； 氰化，要求工藝氰化層深度為t； 磨內(nèi)孔 ，要求保證氰化層深度為0.10.3mm。試求氰化工序的工藝氰化層深度t。14. 008 .31035. 0010. 03220

16、21/6/7312）一次加工滿足多個設(shè)計尺寸要求時工序尺寸）一次加工滿足多個設(shè)計尺寸要求時工序尺寸 及公差的計算及公差的計算齒輪上內(nèi)孔及鍵槽的齒輪上內(nèi)孔及鍵槽的加工順序如下：加工順序如下：工序工序1：鏜內(nèi)孔至：鏜內(nèi)孔至39.6+0.062；工序工序2：插槽至尺寸：插槽至尺寸A1 ；工序工序3：熱處理：熱處理淬火；淬火；工序工序4：磨內(nèi)孔至：磨內(nèi)孔至4040+0.039，同時保證鍵槽深度同時保證鍵槽深度43.343.3+0.2+0.2。000解：解： 作出尺寸鏈圖；作出尺寸鏈圖； 按照加工順序確定封閉環(huán)按照加工順序確定封閉環(huán)A0 ； 畫箭頭分出增環(huán)畫箭頭分出增環(huán)A1、A3和減環(huán)和減環(huán)A2； 中間

17、工序尺寸中間工序尺寸A1的計算的計算 A1基本尺寸基本尺寸 A0 =A1+A-A2 43.3=A1 +20 19.8 得得A1 =43.1 驗算公差驗算公差 T0 =T1 +T3+T2 T1 = 0.20.0310.0195 =0.1495A1上偏差上偏差 0.2= ESA1 +0.01950 ESA1= 0.2 0.0195 = 0.1805A1下偏差下偏差 0 = EIA1+0 0.031 EIA1= 0.031 故插鍵槽時的工序尺寸故插鍵槽時的工序尺寸A1 =43.1+0.1805+0.0312021/6/732 A 8 0-0 .0 5 3 0-0 .1 5 -0 .2 0 0 B C

18、 3) 保證滲碳或滲氮層深度的工序尺寸及公差的計算保證滲碳或滲氮層深度的工序尺寸及公差的計算例軸頸襯套內(nèi)孔例軸頸襯套內(nèi)孔145表面需滲氮處理，滲氮層深度要求表面需滲氮處理，滲氮層深度要求 為為0.30.5mm(單邊單邊0.3+0.2，雙邊，雙邊0.6+0.4)。其加工順序為：。其加工順序為： 工序工序1：初磨孔至：初磨孔至144.76+0.04； 工序工序2：滲氮處理，滲氮的深度為：滲氮處理，滲氮的深度為 t ； 工序工序3：終磨孔至：終磨孔至145+0.04,保證滲氮層深度為保證滲氮層深度為0.30.5mm ， 試求終磨前滲氮層深度試求終磨前滲氮層深度 t 及其公差。及其公差。0000解：解

19、： 作出尺寸鏈圖；作出尺寸鏈圖； 按照加工順序確定封閉環(huán)按照加工順序確定封閉環(huán)A0 ； 畫箭頭分出增環(huán)畫箭頭分出增環(huán)A1、t 和減環(huán)和減環(huán)A2 ； 滲氮深度滲氮深度 t 的計算的計算 t 基本尺寸基本尺寸 A0 =A1+ t -A2 0.6=144.76+t 145 得得t =0.84 驗算公差驗算公差 T0 =T1 +Tt+T2 Tt = 0.4 0.04 0.04 = 0.32 t上偏差上偏差 0.4= 0.04+Est 0 ESt= 0.4 0.04 = 0.36 t下偏差下偏差 0 = 0 + EIt 0.04 EIt= 0.04雙邊滲氮深度雙邊滲氮深度 t=0.84+0.36= 0.

20、88+0.32，單邊滲層，單邊滲層t /2=0.44+0.16+0.04002021/6/733 4) 驗算加工余量驗算加工余量 如圖一批小軸零件，加工過程如下：如圖一批小軸零件，加工過程如下： 1. 半精車端面半精車端面A、B，保證兩者之間的尺寸，保證兩者之間的尺寸A1= 49.6 + 0.20 mm； 2. 調(diào)頭，以調(diào)頭，以A面為基準半精車端面面為基準半精車端面C，保證總長度，保證總長度A2= 80 - 0.05； 3. 熱處理；熱處理； 4. 以以C面為基準磨端面面為基準磨端面B，保證尺寸，保證尺寸A3=30 - 0.15 。 試校核端面試校核端面B的磨削余量是否合適？若不合適，應(yīng)如何調(diào)

21、整？的磨削余量是否合適？若不合適，應(yīng)如何調(diào)整？ - 0.2000 A2 A1 A3 Z 解：解： 列出尺寸鏈列出尺寸鏈 判斷各環(huán)性質(zhì)判斷各環(huán)性質(zhì) Z 為封閉環(huán)，為封閉環(huán)，A2為增環(huán)，為增環(huán)， A1 、A3為減環(huán)為減環(huán) 計算：計算： Z = 80 - 49.6 - 30 = 0.4 BS Z = - 0.05 - 0 - (- 0.15) = 0.10 BI Z = - 0.20 - 0.20 - 0 = - 0.40 0 分析分析 最小余量為零，需要調(diào)整。最小余量為零，需要調(diào)整。A2 、A3為設(shè)計尺寸，保持不變?yōu)樵O(shè)計尺寸，保持不變 若令最小余量為若令最小余量為0.1mm，將工藝尺寸，將工藝尺寸

22、A1改為改為49.6+0.10，此時，此時 Z0.4+0.10 。-0.3002021/6/7345)復雜工序尺寸計算復雜工序尺寸計算有關(guān)軸向表面工藝過程如下：有關(guān)軸向表面工藝過程如下：. A定位車定位車D得全長得全長ATA1/2, 車小外圓到車小外圓到B得長度得長度40-0.2 ； D定位車定位車A得全長得全長A2TA2/2, 鏜大孔到鏜大孔到C得尺寸得尺寸A3TA3/2 ； D定位磨定位磨A保證全長保證全長A4=50-0.5。 求求A、A2 、A3、 A4及公差驗算及公差驗算Z3解解 作圖分解尺寸鏈；作圖分解尺寸鏈； 確定封閉環(huán)確定封閉環(huán)A0 ； 畫箭頭定增環(huán)畫箭頭定增環(huán)A3、 A4 和減環(huán)和減環(huán)A2 ；A1AD40-0.2A2BCA3A4 =50 -0.5A0=36+0.5Z3Z22021/6/735 用雙向?qū)ΨQ偏差注尺寸用雙向?qū)ΨQ偏差注尺寸 50- 0.5 = 49.750.25 40- 0.2 = 39.900.10 36 +0.5 = 36.250.25計算工序尺寸及偏差計算工序尺寸及偏差 計算計算A2、 A3的基本尺寸：的基本尺寸： A4 = 49.75 A2 = 49.75+0.2=