機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)

機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)北京交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院劉偉2/95加工余量的確定第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)本章要點(diǎn)定位基準(zhǔn)的選擇工藝路線擬訂工藝尺寸鏈工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)3/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.1

制定工藝規(guī)程的步驟和方法StepsandMethodsofProcessPlanning4/955.1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程

機(jī)械加工工藝過(guò)程和工藝規(guī)程

機(jī)械加工工藝過(guò)程

采用各種機(jī)械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面質(zhì)量，使之成為合格零件的全部勞動(dòng)過(guò)程。

機(jī)械加工工藝規(guī)程規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程的工藝文件。

工藝規(guī)程的作用

連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的橋梁，是企業(yè)組織生產(chǎn)活動(dòng)和進(jìn)行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。5/955.1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程

工藝規(guī)程形式（工藝過(guò)程卡、工序卡、工藝卡）

6/955.1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程

7/955.1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程

8/955.1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則

1）以保證零件加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求為前提。2）工藝過(guò)程有較高的生產(chǎn)效率和較低的成本。3）充分考慮和利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡可能作到平衡生產(chǎn)。4）盡量減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，創(chuàng)造良好、文明勞動(dòng)條件。5）積極采用先進(jìn)技術(shù)和工藝，減少材料和能源消耗，并應(yīng)符合環(huán)保要求。機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原則9/955.1.3制定工藝規(guī)程所需原始資料

產(chǎn)品的全套裝配圖及零件圖產(chǎn)品的驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型零件毛坯圖及毛坯生產(chǎn)情況本廠（車(chē)間）的生產(chǎn)條件各種有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況制定機(jī)械加工工藝規(guī)程所需原始資料10/95

1．閱讀裝配圖和零件圖

了解產(chǎn)品的用途、性能和工作條件，熟悉零件在產(chǎn)品中的地位和作用，明確零件的主要技術(shù)要求。2．工藝審查

審查圖紙上的尺寸、視圖和技術(shù)要求是否完整、正確、統(tǒng)一，分析主要技術(shù)要求是否合理、適當(dāng)，審查零件結(jié)構(gòu)工藝性。3．熟悉或確定毛坯

確定毛坯的依據(jù)是零件在產(chǎn)品中的作用、零件本身的結(jié)構(gòu)特征與外形尺寸、零件材料工藝特性以及零件生產(chǎn)批量等。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件、型材等，其特點(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)表5-4。5.1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟11/955.1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟表5-4各類毛坯的特點(diǎn)及適用范圍

毛坯種類制造精度（IT）加工余量原材料工件尺寸工件形狀機(jī)械性能適用生產(chǎn)類型型材型材焊接件砂型鑄造自由鍛造普通模鍛鋼模鑄造精密鍛造壓力鑄造熔模鑄造沖壓件粉末冶金件

工程塑料件

13級(jí)以下13級(jí)以下11～1510～128～118～117～108～107～9

9～11大一般大大一般較小較小小很小小很小

較小各種材料鋼

材鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼材為主鋼,鍛鋁,銅等鑄鋁為主鋼材,鍛鋁等鑄鐵,鑄鋼,青銅鑄鐵,鑄鋼,青銅鋼鐵,銅,鋁基材料工程塑料小型大、中型各種尺寸各種尺寸中、小型中、小型小型中、小型小型為主各種尺寸中、小尺寸

中、小尺寸簡(jiǎn)單較復(fù)雜復(fù)雜較簡(jiǎn)單一般較復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜復(fù)雜較復(fù)雜復(fù)雜較好有內(nèi)應(yīng)力差好好較好較好較好較好好一般

一般各種類型單件單件小批單件小批中、大批量中、大批量大批量中、大批量中、大批量大批量中、大批量

中、大批量12/954.選擇定位基準(zhǔn)（見(jiàn)5.2節(jié)）5.擬定加工路線（見(jiàn)5.3節(jié)）6.確定滿足各工序要求的工藝裝備5.1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟包括機(jī)床、夾具、刀具、量具、輔具等。工藝裝備的選擇在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。對(duì)必須改裝或重新設(shè)計(jì)的專用或成組工藝裝備，應(yīng)在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析和論證的基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。13/95

確定各工序加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差（見(jiàn)5.5節(jié)）確定切削用量（見(jiàn)3.6節(jié)）確定時(shí)間定額（見(jiàn)5.8.1節(jié)）編制數(shù)控加工程序（對(duì)數(shù)控加工）評(píng)價(jià)工藝路線

對(duì)所制定的工藝方案應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并應(yīng)對(duì)多種工藝方案進(jìn)行比較，或采用優(yōu)化方法，以確定出最優(yōu)工藝方案（見(jiàn)5.8.2節(jié)）。12.填寫(xiě)或打印工藝文件5.1.4機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)步驟14/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.2

定位基準(zhǔn)的選擇SelectionofLocationDatum15/95在加工時(shí)用于工件定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。又可進(jìn)一步分為：5.2.1定位基準(zhǔn)

使用未經(jīng)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為粗基準(zhǔn)。零件上根據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專門(mén)設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。如用作軸類零件定位的頂尖孔，用作殼體類零件定位的工藝孔或工藝凸臺(tái)（圖5-1）等。粗基準(zhǔn)使用經(jīng)過(guò)機(jī)械加工表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)附加基準(zhǔn)16/955.2.1定位基準(zhǔn)

工藝凸臺(tái)A向A圖5-1小刀架上的工藝凸臺(tái)17/95a）b）c）5.2.2粗基準(zhǔn)的選擇◆保證相互位置要求原則——如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求，則應(yīng)以不加工面作為粗基準(zhǔn)。◆余量均勻分配原則——如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時(shí)，應(yīng)選擇該表面的毛坯面作為粗基準(zhǔn)。圖5-2粗基準(zhǔn)選擇比較18/95圖5-3床身粗基準(zhǔn)選擇比較工序1工序1工序2工序2

◆便于工件裝夾原則——要求選用的粗基準(zhǔn)面盡可能平整、光潔，且有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆、冒口或其它缺陷。也不宜選用鑄造分型面作粗基準(zhǔn)?！舸只鶞?zhǔn)一般不得重復(fù)使用原則

5.2.2粗基準(zhǔn)的選擇19/955.2.3精基準(zhǔn)的選擇

◆基準(zhǔn)重合原則——選用被加工面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)◆統(tǒng)一基準(zhǔn)原則——當(dāng)工件以某一表面作精基準(zhǔn)定位，可以方便地加工大多數(shù)（或全部）其余表面時(shí)，應(yīng)盡早將這個(gè)基準(zhǔn)面加工出來(lái)，并達(dá)到一定精度，以后大多數(shù)（或全部）工序均以它為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工20/95

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有：

1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個(gè)較大的平面和兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的銷(xiāo)孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；5.2.3精基準(zhǔn)的選擇圖5-5主軸箱零件精基準(zhǔn)選擇21/955.2.3精基準(zhǔn)的選擇

圖5-7以頂面和兩銷(xiāo)孔定位

鏜孔支架圖5-6置于箱體中部的吊架支承

吊架22/95

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常使用的統(tǒng)一基準(zhǔn)形式有：

3）盤(pán)套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一基準(zhǔn)；

4）套類零件用一長(zhǎng)孔和一止推面作統(tǒng)一基準(zhǔn)。

采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則好處：

1）有利于保證各加工表面之間的位置精度；

2）可以簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)次數(shù)。

★注意：采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則常常會(huì)帶來(lái)基準(zhǔn)不重合問(wèn)題。此時(shí)，需針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，根據(jù)實(shí)際情況選擇精基準(zhǔn)。5.2.3精基準(zhǔn)的選擇23/95

◆互為基準(zhǔn)原則軸徑軸徑錐孔圖5-8主軸零件精基準(zhǔn)選擇【例】主軸零件精基準(zhǔn)選擇（圖5-8）5.2.3精基準(zhǔn)的選擇◆自為基準(zhǔn)原則

【例】床身導(dǎo)軌面磨削加工（圖5-9）圖5-9導(dǎo)軌磨削基準(zhǔn)選擇24/95◆便于裝夾原則——所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確、可靠，并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。5.2.3精基準(zhǔn)的選擇25/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.3

加工路線的擬訂DeterminetheMachiningRoute26/955.3.1加工方法的選擇圖5-10加工誤差與成本關(guān)系CΔ0AB

經(jīng)濟(jì)精度隨年代增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步而不斷提高（圖5-11）

在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝裝備，使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)工人，不延長(zhǎng)加工時(shí)間），一種加工方法所能保證的加工精度和表面粗糙度（圖5-10AB段）加工經(jīng)濟(jì)精度加工誤差（μm）196010-110-210-319202000102101100年代圖5-11加工精度與年代的關(guān)系一般加工精密加工超精密加工27/955.3.1加工方法的選擇

1）零件加工表面的精度和表面粗糙度要求2）零件材料的加工性3）生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍要求4）企業(yè)現(xiàn)有加工設(shè)備和加工能力5）經(jīng)濟(jì)性選擇加工方法應(yīng)考慮的問(wèn)題

外圓表面、孔及平面加工方案參見(jiàn)教材表5-6，5-7，5-8。28/955.3.1加工方法的選擇

典型表面加工路線研磨IT5Ra0.008~0.32超精加工IT5Ra0.01~0.32砂帶磨IT5Ra0.01～0.16精密磨削IT5Ra0.008~0.08拋光Ra0.008~1.25金剛石車(chē)IT5～6Ra0.02~1.25滾壓IT6～7Ra0.16~1.25精磨IT6～7Ra0.16~1.25精車(chē)IT7～8Ra1.25～5粗磨IT8～9Ra1.25～10半精車(chē)IT10～11Ra2.5～12.5粗車(chē)IT12～13Ra10～80圖5-12外圓表面的典型加工工藝路線29/955.3.1加工方法的選擇

圖5-13孔的典型加工工藝路線珩磨IT5～6Ra0.04~1.25研磨IT5～6Ra0.008~0.63粗鏜IT12～13Ra5～20鉆IT10～13Ra5～80半精鏜IT10～11Ra2.5～10粗拉IT9～10Ra1.25～5擴(kuò)IT9～13Ra1.25~40精鏜IT7～9Ra0.63～5粗磨IT9～11Ra1.25～10精拉IT7～9Ra0.16~0.63推IT6～8Ra0.08~1.25餃IT6～9Ra0.32~10金剛鏜IT5～7Ra0.16~1.25精磨IT7～8Ra0.08~0.63滾壓IT6～8Ra0.01~1.25手餃IT5Ra0.08~1.2530/955.3.1加工方法的選擇圖5-14平面典型加工工藝路線拋光Ra0.008?1.25研磨IT5～6Ra0.008?0.63精密磨IT5～6Ra0.04?0.32半精銑IT8～11Ra2.5?10精銑IT6～8Ra0.63～5高速精銑IT6～7Ra0.16?1.25導(dǎo)軌磨IT6Ra0.16?1.25精磨IT6～8Ra0.16?1.25寬刀精刨I(mǎi)T6Ra0.16?1.25粗磨IT8～10Ra1.25?10精刨I(mǎi)T6～8Ra0.63～5半精刨I(mǎi)T8～11Ra2.5～10半精車(chē)IT8～11Ra2.5～10粗銑IT11～13Ra5～20粗刨I(mǎi)T11～13Ra5～20砂帶磨IT5～6Ra0.01?0.32金剛石車(chē)IT6Ra0.02?1.25刮研Ra0.04?1.25精車(chē)IT6～8Ra1.25～5粗車(chē)IT12～13Ra10～80精拉IT6～9Ra0.32～2.5粗拉IT10～11Ra5～2031/955.3.2加工順序的安排

先基準(zhǔn)后其他——先加工基準(zhǔn)面，再加工其他表面

先面后孔——有兩層含義：

1）當(dāng)零件上有較大的平面可以作定位基準(zhǔn)時(shí)，先將其加工出來(lái)，再以面定位，加工孔，可以保證定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定

2）在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀，先將此面加工好，再加工孔，則可避免上述情況的發(fā)生

先主后次——也有兩層含義：

1）先考慮主要表面加工，再安排次要表面加工，次要表面加工常常從加工方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)進(jìn)行安排

2）次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進(jìn)行加工

先粗后精

機(jī)械加工工序的安排32/95

為改善工件材料切削性能而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、正火等），應(yīng)安排在切削加工之前進(jìn)行為消除內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理工序（如退火、人工時(shí)效等），最好安排在粗加工之后，也可安排在切削加工之前為了改善工件材料的力學(xué)物理性質(zhì)而進(jìn)行的熱處理工序（如調(diào)質(zhì)、淬火等）通常安排在粗加工后、精加工前進(jìn)行。其中滲碳淬火一般安排在切削加工后，磨削加工前。而表面淬火和滲氮等變形小的熱處理工序，允許安排在精加工后進(jìn)行為了提高零件表面耐磨性或耐蝕性而進(jìn)行的熱處理工序以及以裝飾為目的的熱處理工序或表面處理工序（如鍍鉻、鍍鋅、氧化、煮黑等）一般放在工藝過(guò)程的最后。5.3.2加工順序的安排熱處理和表面處理工序的安排33/955.3.2加工順序的安排除操作工人自檢外，下列情況應(yīng)安排檢驗(yàn)工序：①零件加工完畢后；②從一個(gè)車(chē)間轉(zhuǎn)到另一個(gè)車(chē)間前后；③重要工序前后。其他工序的安排

去毛刺工序通常安排在切削加工之后。清洗工序在零件加工后裝配之前，研磨、珩磨等光整加工工序之后，以及采用磁力夾緊加工去磁后，應(yīng)對(duì)工件進(jìn)行認(rèn)真地清洗。檢驗(yàn)工序的安排34/955.3.3工序集中與工序分散

使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，從而使總的工序數(shù)目減少優(yōu)點(diǎn)：

1）有利于保證工件各加工面之間的位置精度；

2）有利于采用高效機(jī)床，可節(jié)省工件裝夾時(shí)間，減少工件搬運(yùn)次數(shù)；

3）可減小生產(chǎn)面積，并有利于管理。

使每個(gè)工序的工步內(nèi)容相對(duì)較少，從而使總的工序數(shù)目較多工序分散優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)工序使用的設(shè)備和工藝裝備相對(duì)簡(jiǎn)單，調(diào)整、對(duì)刀比較容易，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求不高工序集中工序分散35/955.3.3工序集中與工序分散

傳統(tǒng)的流水線、自動(dòng)線生產(chǎn)，多采用工序分散的組織形式（個(gè)別工序亦有相對(duì)集中的情況）工序集中與工序分散的應(yīng)用

由于市場(chǎng)需求的多變性，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的柔性要求越來(lái)越高，加之加工中心等先進(jìn)設(shè)備的采用，工序集中將越來(lái)越成為生產(chǎn)的主流方式

多品種、中小批量生產(chǎn)，為便于轉(zhuǎn)換和管理，多采用工序集中方式36/955.3.4加工階段的劃分

粗加工階段——主要任務(wù)是去除加工面多余的材料

半精加工階段——使加工面達(dá)到一定的加工精度，為精加工作好準(zhǔn)備

精加工階段——使加工面精度和表面粗糙度達(dá)到要求

光整加工階段——對(duì)于特別精密的零件，安排此階段，以確保零件的精度要求

有利于保證零件的加工精度；有利于設(shè)備的合理使用和精密機(jī)床的精度保持；有利于人員的合理安排；可及早發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以減少損失。加工階段的劃分加工階段劃分的意義37/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.4

數(shù)控加工工藝DataMachiningProcess38/955.4數(shù)控加工工藝

形狀復(fù)雜、加工面多、加工量大、生產(chǎn)批量較小的零件（如批量較小的復(fù)雜箱體類零件）數(shù)控加工的合理選用

普通機(jī)床無(wú)法加工或需使用復(fù)雜工裝才能加工的零件（如復(fù)雜輪廓面或復(fù)雜空間曲面）加工精度要求高的零件（如某些徑向尺寸和軸向尺寸精度要求均很高的軸類零件）零件上某些尺寸難以測(cè)量和控制的情況（如具有不開(kāi)敞內(nèi)腔加工面的殼體或盒型零件）零件一次裝夾，可完成銑、鏜、鉆、鉸、攻絲等多種操作圖5-15各類機(jī)床適應(yīng)的加工范圍專用機(jī)床數(shù)控機(jī)床通用機(jī)床零件復(fù)雜程度零件批量39/955.4數(shù)控加工工藝

加工過(guò)程嚴(yán)格按程序指令自動(dòng)進(jìn)行——數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要求詳細(xì)、具體和完整。如工件在機(jī)床（或夾具）上裝夾位置、工序內(nèi)工步的安排、刀具選用、切削用量、走刀路線等，都必須在工藝設(shè)計(jì)中認(rèn)真考慮和明確規(guī)定數(shù)控加工工藝特點(diǎn)

自行調(diào)整能力較差——數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)應(yīng)十分嚴(yán)密、準(zhǔn)確，必須注意到加工中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，如每個(gè)坐標(biāo)尺寸的計(jì)算、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定、攻絲時(shí)的排屑動(dòng)作等。程序須經(jīng)驗(yàn)證正確后，方可進(jìn)行正式加工多采用工序集中原則，一次裝夾可完成多個(gè)表面加工刀具（相對(duì)工件）運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)生產(chǎn)率、加工精度影響很大，需合理規(guī)劃使用夾具相對(duì)簡(jiǎn)單40/955.4數(shù)控加工工藝點(diǎn)位加工——通常按空程最短安排走刀路線。位置精度要求較求高的孔系加工，要注意避免反向間隙影響數(shù)控加工走刀路線規(guī)劃對(duì)刀點(diǎn)234ABCD1XY對(duì)刀點(diǎn)23ABCD1XY45刀具折返點(diǎn)圖5-16孔加工路線示例a）b）41/955.4數(shù)控加工工藝輪廓加工——刀具應(yīng)從切向進(jìn)入輪廓加工，加工完成后不要在切點(diǎn)處取消刀補(bǔ)，要安排一段沿切向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)距離圖5-17內(nèi)、外圓加工路線a）外圓加工b）內(nèi)孔加工42/955.4數(shù)控加工工藝

形腔加工——在保證加工精度前提下，使走刀路徑最短a）b）c）5-18型腔加工路線比較43/955.4數(shù)控加工工藝

高速加工——保證刀具運(yùn)動(dòng)軌跡光滑平穩(wěn)，并使刀具載荷均勻a）擺線加工b）賽車(chē)線加工圖5-19高速切削刀具路徑規(guī)劃（DELCAM公司）44/955.4數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝實(shí)例確定數(shù)控加工內(nèi)容：環(huán)槽、頂面和4-M10螺孔定位、夾緊方案：以底面、孔和零件后側(cè)面作為定位基準(zhǔn)。采用孔系組合夾具，基礎(chǔ)板＋圓柱銷(xiāo)（專用件）＋移動(dòng)V形塊（合件），通過(guò)螺旋壓板壓緊選擇加工方法：上表面和

mm環(huán)槽采用銑削一次走刀加工；4-M10螺紋孔先打中心孔再鉆底孔，螺紋底孔用鉆頭倒角圖5-20殼體零件簡(jiǎn)圖45/955.4數(shù)控加工工藝數(shù)控加工工藝實(shí)例加工順序銑上平面→鉆4-M10中心孔→鉆4-M10底孔→4-M10螺紋底孔倒角→4-M10攻絲→銑環(huán)槽零件坐標(biāo)系設(shè)定如圖，坐標(biāo)原點(diǎn)為孔軸線與零件上平面的交點(diǎn)工藝處理對(duì)刀點(diǎn)選在孔軸線與孔的上端面的交點(diǎn)，換刀點(diǎn)選在所定零件坐標(biāo)系（X0，Y0，Z15）點(diǎn)刀具軌跡坐標(biāo)計(jì)算4-M10螺紋孔中心坐標(biāo)計(jì)算，環(huán)槽各基點(diǎn)（J、B、C、D…）及四個(gè)圓弧的圓心坐標(biāo)計(jì)算等46/955.4數(shù)控加工工藝零件號(hào)JS-1-26零件名稱殼體材料HT300程序編號(hào)00618機(jī)床型號(hào)HM500制表宮怡工序內(nèi)容刀具號(hào)刀具種類主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度長(zhǎng)度補(bǔ)償量半徑補(bǔ)償量銑平面T1φ80硬質(zhì)合金端銑刀S280F60D1D21鉆4-M10中心孔T2φ3中心鉆S1000F100D2

鉆4-M10底孔T3φ8.5高速鋼鉆S500F50D3

螺紋孔口倒角T4φ18鉆頭（90o鋒角）S500F50D4

攻螺紋4-M10T5M10×1.5絲錐S60F90D5

銑10mm環(huán)槽T6φ10高速鋼立銑刀S300F30D6D26表5-5殼體數(shù)控加工工藝卡47/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.5

工序尺寸的確定DeterminetheOperationalDimensions48/955.5.1加工余量

加工余量——加工過(guò)程中從加工表面切去材料層厚度

工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料層厚度◎?qū)τ诒话荼砻妫?-1）◎

對(duì)于包容表面（5-2）a）b）c）d）Zbab圖5-21工序加工余量ZbbabaZb2Zb2Zb2Zb2ab式中Zb——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。加工余量及其計(jì)算49/955.5.1加工余量

總加工余量——零件從毛坯變?yōu)槌善非谐牧蠈涌偤穸龋?-3）式中ZS——總加工余量；

Zi——第i道工序加工余量；

n——該表面加工工序數(shù)。

最大余量

最小余量（5-4）（被包容尺寸）（包容尺寸）（5-5）（被包容尺寸）（包容尺寸）50/95

式中Zmax，Zmin，Zm——最大、最小、平均余量；

TZ

——余量公差；

amax，amin，am——上工序最大、最小、平均尺寸；

bmax，bmin，bm——本工序最大、最小、平均尺寸；

Ta——上工序尺寸公差；

Tb——本工序尺寸公差。

平均余量（5-6）（被包容尺寸）（包容尺寸）

余量公差（5-7）（被包容尺寸與包容尺寸）5.5.1加工余量51/955.7.2最小加工余量最小余量構(gòu)成（圖5-25）◎

采用浮動(dòng)鏜刀塊鏜孔式中Ry——上一工序表面粗糙度；

Ha——上一工序表面缺陷層；

ea

——上一工序形位誤差；

εb——本工序裝夾誤差。（5-8）◎

無(wú)心磨床磨外圓◎

研磨、拋光平面RyHaeaεb圖5-22最小加工余量構(gòu)成52/95加工余量確定方法

計(jì)算法——采用計(jì)算法確定加工余量比較準(zhǔn)確，但需掌握必要的統(tǒng)計(jì)資料和具備一定的測(cè)量手段。

經(jīng)驗(yàn)法——由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。此法多用于單件小批生產(chǎn)。

查表法——利用各種手冊(cè)所給的表格數(shù)據(jù)，再結(jié)合實(shí)際加工情況進(jìn)行必要的修正，以確定加工余量。此法方便、迅速，生產(chǎn)上應(yīng)用較多。5.7.2最小加工余量

需要指出的是，目前國(guó)內(nèi)各種手冊(cè)所給的余量多數(shù)為基本余量，基本余量等于最小余量與上一工序尺寸公差之和，即基本余量中包含了上一工序尺寸公差，此點(diǎn)在應(yīng)用時(shí)需加以注意。53/95確定工序尺寸一般方法1）確定各工序加工余量；2）從最終加工工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，逐次加上（對(duì)于被包容面）或減去（對(duì)于包容面）每道工序的加工余量，可分別得到各工序的基本尺寸；3）除最終加工工序取設(shè)計(jì)尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所對(duì)應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差；4）除最終工序外，其余各工序按“入體原則”標(biāo)注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯圖給出，故第1工序余量由計(jì)算確定。表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動(dòng)鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——5.7.3工序尺寸確定54/95表6-9

主軸孔工序尺寸及公差的確定工序名稱工序加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度（IT）工序尺寸及公差表面粗糙度浮動(dòng)鏜刀塊鏜0.11007Ra0.8精鏜0.5（100-0.1=）99.98Ra1.6半精鏜2.4（99.9-0.5=）99.410Ra3.2粗鏜5（99.4-2.4=）9712Ra6.3毛坯孔——（97-5=）92

——5.7.3工序尺寸確定表5-6主軸孔工序尺寸及公差的確定浮動(dòng)鏜0.11007Ra0.8

精鏜0.5100-0.1=99.98Ra1.6半精鏜2.499.9-0.5=99.410Ra3.2

粗鏜599.4-2.4=9712Ra6.3毛坯孔100-8=92工序名稱加工余量工序基本尺寸加工經(jīng)濟(jì)精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度

主軸孔工序尺寸及公差的確定，加工過(guò)程：粗鏜→半精鏜→精鏜→浮動(dòng)鏜【例5-2】55/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.6

工藝尺寸鏈ProcessDimensionalChain56/955.6.1尺寸鏈基本概念

尺寸鏈定義

在零件加工或機(jī)器裝配過(guò)程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成的封閉尺寸組，稱為尺寸鏈★

裝配尺寸鏈——在機(jī)器設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中，由有關(guān)零件尺寸形成的尺寸鏈★

工藝尺寸鏈——在加工過(guò)程中，由同一零件有關(guān)工序尺寸所形成的尺寸鏈57/955.6.1尺寸鏈基本概念

尺寸鏈的環(huán)

封閉環(huán)——在零件加工過(guò)程或機(jī)器裝配過(guò)程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)）——指組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸

增環(huán)——該環(huán)變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)同向變動(dòng)（增大或減小）的環(huán)

組成環(huán)——尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的各環(huán)。對(duì)于工藝尺寸鏈來(lái)說(shuō)，組成環(huán)的尺寸一般是由加工直接得到的

減環(huán)——該環(huán)變動(dòng)（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動(dòng)（減小或增大）的環(huán)尺寸鏈方程

——

確定尺寸鏈中封閉環(huán)（因變量）和組成環(huán)（自變量）的函數(shù)關(guān)系式，其一般形式為：（5-9）58/95圖示尺寸鏈中，尺寸A0是加工過(guò)程間接保證的，因而是尺寸鏈的封閉環(huán)；尺寸A1和A2是在加工中直接獲得的，因而是尺寸鏈的組成環(huán)。其中，A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。

圖5-23工藝尺寸鏈a1a2a0A1A2A0b)c)A1A2A0a)ABC0.05A0.1C5.6.1尺寸鏈基本概念

工藝尺寸鏈?zhǔn)纠▓D5-23）：工件A、C面已加工好，現(xiàn)以A面定位用調(diào)整法加工B面，要求保證B、C面距離A0【例5-3】尺寸鏈方程為：59/95

公差極值算法

（5-10）（5-11）★

偏差計(jì)算公式5.6.2尺寸鏈計(jì)算方法式中，ES0、EI0—封閉環(huán)的上、下偏差；

ESj、EIj—增環(huán)的上、下偏差；

ESk、EIk—減環(huán)的上、下偏差；60/95

公差極值算法

式中T0L

——封閉環(huán)公差（極值公差）；

Ti

——各組成環(huán)公差。（5-12）★

公差計(jì)算公式上式表明直線尺寸鏈封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)公差之和。

5.6.2尺寸鏈計(jì)算方法61/95圖5-24測(cè)量尺寸鏈?zhǔn)纠鼳2

若實(shí)測(cè)A2=40.30，按上述要求判為廢品，但此時(shí)如A1=50，則實(shí)際A0=9.7，仍合格，即“假?gòu)U品”。當(dāng)實(shí)測(cè)尺寸與計(jì)算尺寸的差值小于尺寸鏈其它組成環(huán)公差之和時(shí)，可能為假?gòu)U品。采用專用檢具可減小假?gòu)U品出現(xiàn)的可能性

圖5-24所示零件，尺寸A0不好測(cè)量，改測(cè)尺寸A2

，試確定A2的大小和公差

A2是測(cè)量直接得到的尺寸，是組成環(huán)；A0是間接保證的，是封閉環(huán)。計(jì)算尺寸鏈可得到：【解】【例5-4】5.6.3幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式★

假?gòu)U品問(wèn)題：

由新建立的尺寸鏈可解出：62/95D1

工序基準(zhǔn)是尚待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)D2xHR1R2xH1)拉內(nèi)孔至；2)插鍵槽，保證尺寸x；試確定尺寸x

的大小及公差。3)熱處理建立尺寸鏈如圖b

所示，H是間接保證的尺寸，因而是封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：4)磨內(nèi)孔至，同時(shí)保證尺寸。

a）b）圖5-25鍵槽加工尺寸鏈【解】圖5-25所示鍵槽孔加工過(guò)程如下：【例5-5】5.6.3幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式63/95D1xD2H1

討論：在前例中，認(rèn)為鏜孔與磨孔同軸，實(shí)際上存在偏心。若兩孔同軸度允差為φ0.05，即兩孔軸心偏心為e=±0.025。將偏心e

作為組成環(huán)加入尺寸鏈（圖5-26b）

a）b）圖5-26鍵槽加工尺寸鏈H20.0250.025R1xHR2e5.6.3幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式重新進(jìn)行計(jì)算，可得到：64/95

圖5-27所示偏心零件，表面A要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.5～0.8mm。與此有關(guān)的加工過(guò)程如下：

表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計(jì)算

【例5-6】【解】R2R1H1H0b)圖5-27滲碳層深度尺寸換算a)A1）精車(chē)A面，保證直徑；3）精磨A面保證直徑尺寸，同時(shí)保證規(guī)定的滲碳層深度。D2H0H12）滲碳處理，控制滲碳層深度H1；試確定H1的數(shù)值。建立尺寸鏈，如圖b,在該尺寸鏈中，H0

是最終的滲碳層深度，是間接保證的，因而是封閉環(huán)。計(jì)算該尺寸鏈，可得到：D15.6.3幾種常見(jiàn)工藝尺寸鏈形式65/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)MachiningProcessPlanning5.7計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)ComputerAidedProcessPlanning（CAPP）66/955.7.1CAPP意義

傳統(tǒng)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題從根本上解決人工設(shè)計(jì)效率低，周期長(zhǎng)，成本高的問(wèn)題可以提高工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，并有利于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的優(yōu)化和標(biāo)準(zhǔn)化可以使工藝設(shè)計(jì)人員從煩瑣重復(fù)的工作中解放出來(lái)，集中精力去提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平CAPP是連接CAD和CAM系統(tǒng)的橋梁，是發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)CAPP意義設(shè)計(jì)效率低，周期長(zhǎng)，成本高不必要的花色繁多，不利于管理設(shè)計(jì)質(zhì)量參差不齊，難于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝人員短缺和老化是全球機(jī)械制造業(yè)面臨的共同問(wèn)題67/955.7.2CAPP工作原理派生式(變異式)CAPP系統(tǒng)(VariantCAPPSystem)◆該類系統(tǒng)以成組技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)零件編碼查找所屬零件組，調(diào)出零件組的標(biāo)準(zhǔn)工藝，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木庉嫽蛐薷?，生成所需的工藝?guī)程。零件組矩陣零件編碼查找零件組輸入表頭信息工藝規(guī)程格式工藝規(guī)程打印輸出標(biāo)準(zhǔn)工藝路線文件標(biāo)準(zhǔn)工序文件圖5-28CAM-I推出的派生式CAPP系統(tǒng)框圖工作要素處理應(yīng)用程序工藝路線檢索/編輯標(biāo)準(zhǔn)工序檢索/編輯工藝規(guī)程存儲(chǔ)器68/955.7.2CAPP工作原理標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程文件特征矩陣文件零件圖×××××××××××××××編碼第×零件組零件組形成工藝過(guò)程設(shè)計(jì)a）準(zhǔn)備階段

圖5-29派生式CAPP系統(tǒng)工作的兩個(gè)階段零件圖標(biāo)準(zhǔn)工藝檢索編碼×××××第×零件組零件組搜索工藝規(guī)程（編輯）b）使用階段◆

派生式CAPP系統(tǒng)工作的兩個(gè)階段69/95◆

派生式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）程序簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。目前多用于回轉(zhuǎn)體類零件CAPP系統(tǒng)。

2）需人工參與決策，自動(dòng)化程度不高。

3）具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。5.7.2CAPP工作原理創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（GenerativeCAPPSystem）從無(wú)到有生成（工藝決策算法和邏輯推理）◆

零件信息描述零件工藝過(guò)程70/955.7.2CAPP工作原理◆

例：普渡大學(xué)APPAS（AutomatedProcessPlanningandSelection）系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)，適用于非回轉(zhuǎn)類零件表面加工方法的生成每一加工表面用一數(shù)組表示：孔——AT（40）面——AT（32）槽——AT（31）數(shù)組各元素含義：①表面編號(hào)；②表面類型（如：1—圓孔，2—平面，3—槽…）；③類型號(hào)碼（取決于類型，如孔：1—圓孔，2—錐孔，3—螺孔…）；④材料類型（如：1—鑄鐵，2—球鐵，3—鋼…）；⑤材料硬度…☆

零件加工表面信息輸入71/955.7.2CAPP工作原理☆

邏輯關(guān)系的建立讀入一個(gè)表面數(shù)據(jù)CALLSIMHOL精鏜孔/面/槽？光孔/臺(tái)階孔？CALLACCHOLCALLSLOTCALLSURFACECALLCOMHOLCALLCORHOLCALLDRILLCALLREAM鉆可行？鉸可行？套料否？槽面Y光孔臺(tái)階孔NNNYY圖5-30APPAS系統(tǒng)工藝決策程序框圖72/955.7.2CAPP工作原理☆

加工方法選擇每種加工方法均對(duì)應(yīng)于一定的工作范圍

例：麻花鉆鉆孔對(duì)應(yīng)的工作范圍——DMAX

=

2″,DMIN

=

0.0625″ES

=

0.007√D+0.003″,EI=0.007√D

位置精度：±0.008″

粗糙度：Ra=200μm

長(zhǎng)徑比：L/D＜12◆

創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）不需人工干預(yù)，自動(dòng)化程度高。

2）決策更科學(xué)，具有普遍性。

3）由于工藝過(guò)程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)成分偏多，理論還不完善，完全徹底的創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還在研究探索之中。73/955.7.2CAPP工作原理半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（Semi-GenerativeCAPPSystem）◆派生式CAPP系統(tǒng)完全以人的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，難于保證設(shè)計(jì)最優(yōu)，且局限性較大；

完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還不成熟。

將兩者結(jié)合起來(lái)，采用部分創(chuàng)成，部分派生（或部分人工干預(yù)）的方法是一種可取的方案?！?/p>

半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）集派生式及創(chuàng)成式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，又克服兩者的不足。

2）目前為多數(shù)CAPP系統(tǒng)采用?！罾荷駪舸髮W(xué)開(kāi)發(fā)的半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（圖5-31）74/955.7.2CAPP工作原理熱處理、表面處理、手工作業(yè)等補(bǔ)充加工順序和工序修正加工順序處理機(jī)床選擇調(diào)入一個(gè)零件數(shù)據(jù)機(jī)床組合零件數(shù)據(jù)工藝規(guī)程處理完否？NY工藝規(guī)程打印策略存儲(chǔ)器機(jī)床文件

加工順序存儲(chǔ)器1000個(gè)零件數(shù)據(jù)

余量、精

度存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)制約：例軸長(zhǎng)徑比限制；淬火后只能磨…確定加工方法策略；機(jī)床選用順序；機(jī)床選用策略…典型加工順序檢索確定加工余量劃分加工階段人工干預(yù)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器圖5-31神戶大學(xué)半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)程序框圖75/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)

零件信息輸入

零件加工表面可分為基本形面和輔助形面；形面可用特征參數(shù)進(jìn)行描述；形面與一定的加工方法相聯(lián)系

較粗糙，信息輸入不完整多用于只需制定簡(jiǎn)單工藝路線的場(chǎng)合只適用于派生式CAPP系統(tǒng)1）成組編碼法：

輸入工作量大是其主要的弱點(diǎn)2）形面描述法：

可完整地描述零件的幾何、工藝信息，是目前CAPP系統(tǒng)使用最多的信息輸入方法

多采用菜單（交互）方式輸入，便于操作76/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)1.圓柱面2.圓錐面3.圓柱齒輪

4.圓錐齒輪5.蝸輪齒形6.花鍵

7.

螺紋8.滾花9.退出外部基本形面菜單1.直徑：上偏差：

下偏差：2.長(zhǎng)度：上偏差：下偏差：3.

表面粗糙度（Ra）：4.是否基準(zhǔn)面：5.形位公差代號(hào)：公差：基準(zhǔn)：6.有無(wú)輔助面？有無(wú)外圓柱面特征參數(shù)

1.徑向孔2.端面孔3.徑向螺孔

4.端面螺孔5.圓弧槽6.矩形槽

7.

端面槽8.斜孔9.退出外部輔助形面菜單圓柱面有77/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)3）與CAD系統(tǒng)相連接圖5-32

專用接口示例專用接口AutoCAD系統(tǒng)實(shí)體模型幾何/拓?fù)涮卣髯R(shí)別提取輸入工藝管理信息特征文件TJU-CAPP系統(tǒng)

通用接口、專用接口、共享數(shù)據(jù)庫(kù)由于目前CAD系統(tǒng)多為實(shí)體造型系統(tǒng)，需采用特征識(shí)別的方法補(bǔ)充輸入工藝信息發(fā)展基于特征造型的CAD系統(tǒng)是長(zhǎng)久之計(jì)78/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)工藝決策◆

特點(diǎn)：1）直觀，容易建立，便于編程

2）難于擴(kuò)展和修改◆

形式：由樹(shù)根、節(jié)點(diǎn)、分支構(gòu)成；分支上方給出向一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的可能性或條件（確定性條件）條件滿足，繼續(xù)沿分支前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)邏輯“與”條件不滿足，回出發(fā)節(jié)點(diǎn)并轉(zhuǎn)向另一分支，實(shí)現(xiàn)邏輯“或”分支終點(diǎn)列出應(yīng)采取的行動(dòng)（決策行動(dòng)）1）決策樹(shù)79/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)E3（螺孔）E1（孔）E2（槽）E4（位置度公差≤0.05）E5（0.05

＜位置度公差＜0.25）E6E7（直徑公差≤0.05）E8（0.05

＜直徑公差＜0.25）E9（直徑公差≥0.25）（位置度公差≥0.25）A1—坐標(biāo)鏜A2—精鏜A3—半精鏜A4—粗鏜A5—銑A6—鉆孔，攻絲表面圖5-33加工方法選擇決策樹(shù)【例】80/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)◆

特點(diǎn)：1）表達(dá)清晰，格式緊湊，便于編程

2）難于擴(kuò)展和修改◆

用表格形式描述事件之間邏輯依存關(guān)系?！舯砀穹譃?個(gè)區(qū)域（圖5-34），左上角為條件項(xiàng)目，右上角為條件組合，各條件之間為“與”的關(guān)系，左下角列出決策項(xiàng)目，右下角為各列對(duì)應(yīng)的決策行動(dòng)，決策行動(dòng)之間也是“與”的關(guān)系，決策表的每一列均可視為一條決策規(guī)則。2）決策表◆

例：加工方法選擇決策表（前例）81/955.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)圖5-34加工方法選擇決策表螺孔槽孔位置度公差≤0.050.05＜位置度公差＜0.25位置度公差≥0.25直徑公差≤0.050.05＜直徑公差＜0.25直徑公差≥0.25粗鏜半精鏜精鏜坐標(biāo)鏜銑鉆孔，攻絲√√√√√√√√√√√√√√√××××××××××××××82/95◆

派生式CAPP系統(tǒng)利用成組技術(shù)原理和典型工藝過(guò)程進(jìn)行工藝決策，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)?！?/p>

創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)利用工藝決策算法（如決策表、決策樹(shù)等方法）和邏輯推理方法進(jìn)行工藝決策，較派生式前進(jìn)了一步，但存在著算法死板、結(jié)果唯一、系統(tǒng)不透明等弱點(diǎn)；且程序工作量大，修改困難?！?/p>

采用專家系統(tǒng)進(jìn)行工藝決策1）什么是專家系統(tǒng)：在特定領(lǐng)域內(nèi)具有與該領(lǐng)域人類專家相當(dāng)智能水平的計(jì)算機(jī)知識(shí)程序處理系統(tǒng)。專家系統(tǒng)主要用于處理現(xiàn)實(shí)世界中提出的需要由專家來(lái)分析和判斷的復(fù)雜問(wèn)題（工藝過(guò)程設(shè)計(jì)正屬于這類問(wèn)題）。CAPP

專家系統(tǒng)5.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)83/95事實(shí)知識(shí)（手冊(cè)、資料等共有的知識(shí)）過(guò)程知識(shí)（推理原理、規(guī)則、方法）控制知識(shí)（系統(tǒng)本身控制策略）2）專家系統(tǒng)的構(gòu)成：

①知識(shí)庫(kù)

——用于存儲(chǔ)專家知識(shí)，包括：②推理機(jī)——具有推理能力，可以根據(jù)問(wèn)題導(dǎo)出結(jié)論③數(shù)據(jù)庫(kù)——存放事實(shí)（包括輸入信息和推理得到的事實(shí)）圖5-35專家系統(tǒng)的構(gòu)成知識(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)推理機(jī)知識(shí)獲取專家用戶接口5.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)84/95其中產(chǎn)生式規(guī)則較符合工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中人的思維方式，因而使用較多。產(chǎn)生式規(guī)則的基本形式為：

IF〈條件1〉A(chǔ)ND〈條件2〉OR〈條件3〉

…

THEN〈結(jié)論1〉可信度a%〈結(jié)論2〉可信度b%3）知識(shí)表達(dá)與獲取

謂詞邏輯語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)框架產(chǎn)生式規(guī)則…☆

知識(shí)表達(dá)5.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)85/95◆產(chǎn)生式規(guī)則優(yōu)點(diǎn)：

推理過(guò)程符合人的思維方式，易于接受；推理結(jié)論的可信度使其能進(jìn)行非確定性推理?！舢a(chǎn)生式規(guī)則缺點(diǎn)：

格式較死板，在某些情況下需重復(fù)搜索而影響效率

4）推理機(jī)制

◆推理：依據(jù)一定規(guī)則，從已知事實(shí)和知識(shí)推出結(jié)論

◆

CAPP專家系統(tǒng)推理機(jī)制屬于基于知識(shí)的推理，通常采用反向推理的控制策略

☆

知識(shí)獲取：

◆由知識(shí)工程師來(lái)完成

◆由工藝人員會(huì)同軟件工程師一同來(lái)完成

◆由工藝人員構(gòu)建專家系統(tǒng)5.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)86/95最終要求（目標(biāo)）→選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)則→滿足最終要求的加工方法（或加工參數(shù)）→給出最終加工方法的初始狀態(tài)→新的要求（目標(biāo)）→選擇規(guī)則→…→原始狀態(tài)（毛坯）IF鉸孔加工THEN前序加工：擴(kuò)孔

規(guī)則2IF擴(kuò)孔加工THEN前序加工：鉆孔

規(guī)則3規(guī)則1IF孔徑≤20AND

材料：非淬火鋼AND

精度：H7THEN加工方法：鉸孔◆例：箱體零件上7級(jí)精度孔的加工路線確定5.7.3CAPP關(guān)鍵技術(shù)87/95機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)第5章機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)ProcessPlanning5.8工藝過(guò)程經(jīng)濟(jì)性分析EconomicAnalysisforTechnologicalProcess88/95基本時(shí)間：直接改變生產(chǎn)對(duì)象的性質(zhì)，使其成為合格產(chǎn)品或達(dá)到工序要求所需時(shí)間（包括切入、切出時(shí)間）時(shí)間定額

定義:

在一定生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所需消耗的時(shí)間

組成輔助時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作時(shí)間，如裝卸工件、啟停機(jī)床、改變切削用量及進(jìn)退刀等布置工作地時(shí)間：包括更換刀具、潤(rùn)滑機(jī)床、清理切屑、收拾工具等。休息和生理需要時(shí)間：工人在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所需時(shí)間準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間：如熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝夾具、調(diào)整機(jī)床、發(fā)送成品等5.8.1時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑89/95

單件時(shí)間與單件工時(shí)定額計(jì)算◆

單件時(shí)間：（5-13）◆

單件工時(shí)定額：（5-14）式中tB——基本時(shí)間

tA——輔助時(shí)間

tC——布置工作地時(shí)間

tR——休息和生理需要時(shí)間

tP——準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間

B——批量5.8.1時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑90/95提高生產(chǎn)效率的工藝途徑

縮短基本時(shí)間：①提高切削用量（切削速度、進(jìn)給量、切削深度等）；②采用多刀多刃進(jìn)行加工（如以銑削代替刨削，采用組合刀具等）；③采用復(fù)合工步，使多個(gè)表面加工基本時(shí)間重合（如多刀加工，多件加工等）。

縮短輔助時(shí)間：

①使輔助動(dòng)作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化（如采用自動(dòng)上下料裝置、先進(jìn)夾具等）；②使輔助時(shí)間與基本時(shí)間重疊（如采用多位夾具或多位工作臺(tái)，使工件裝卸時(shí)間與加工時(shí)間重疊；采用在線測(cè)量，使測(cè)量時(shí)間與加工時(shí)間重疊等）5.8.1時(shí)間定額與提高生產(chǎn)效率的途徑91/95

縮短布置工作地時(shí)