工藝規(guī)程設(shè)計

楊繼榮教授、研究員級高級工程師機械制造技術(shù)基礎(chǔ)湖南文理學(xué)院機械工程學(xué)院機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)課件機械制造技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)課件二零一零年八月湖南常德第3章工藝規(guī)程設(shè)計（時間：5次課，10學(xué)時）第3章工藝規(guī)程設(shè)計教學(xué)目標：本章在介紹基礎(chǔ)知識和基本術(shù)語的基礎(chǔ)上，按照制訂零件機械加工工藝規(guī)程的步驟，介紹零件的工藝性分析、毛坯的選擇、工藝路線的擬訂、加工余量的確定、工序尺寸及其公差的確定等內(nèi)容。要求通過本章的學(xué)習(xí)，初步理解和掌握零件機械加工工藝規(guī)程的制訂原則、步驟和方法。第3章工藝規(guī)程設(shè)計教學(xué)重點和難點：工藝路線的擬定工序尺寸及其公差的確定工藝尺寸鏈的建立與解算第3章工藝規(guī)程設(shè)計案例導(dǎo)入：要加工如圖3.1所示帶鍵槽的軸，應(yīng)選什么毛坯；怎樣選擇粗、精基準；加工順序、加工余量、切削用量怎么確定；應(yīng)該加工幾次；每次加工的工序尺寸怎么確定。第3章工藝規(guī)程設(shè)計圖3.1階梯軸第3章工藝規(guī)程設(shè)計3.1概述3.2機械加工工藝規(guī)程設(shè)計3.3工藝尺寸鏈3.4計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計3.5實訓(xùn)3.6習(xí)題3.1概述3.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程3.1.2工藝過程的組成3.1.3機械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點3.1.4工藝規(guī)程3.1概述機械加工工藝過程是采用各種機械加工方法，直接用于改變毛坯的形狀、尺寸、表面粗糙度以及力學(xué)物理性能，使之成為合格零件的全部過程。規(guī)定零件機械加工工藝過程的工藝文件稱為機械加工工藝規(guī)程。工藝規(guī)程設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計和制造過程的中間環(huán)節(jié)，是企業(yè)生產(chǎn)活動的核心，也是進行生產(chǎn)管理的重要依據(jù)，其設(shè)計的好壞對保證加工質(zhì)量、提高加工效率、降低加工成本具有決定的意義，必須給予充分的重視。3.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程機械產(chǎn)品制造時，將原材料或半成品變?yōu)楫a(chǎn)品的各有關(guān)勞動過程的總和，稱為生產(chǎn)過程。它包括：生產(chǎn)技術(shù)準備工作（如產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、工藝設(shè)計和專用工藝裝備的設(shè)計與制造、各種生產(chǎn)資料及生產(chǎn)組織等方面的準備工作）；原材料及半成品的驗收、保管、運輸；毛坯制造；零件加工（含熱處理）；產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢測、以及油漆和包裝等。3.1.1生產(chǎn)過程和工藝過程在生產(chǎn)過程中凡直接改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、性能(包括物理性能、化學(xué)性能、機械性能等)以及相對位置關(guān)系的過程，統(tǒng)稱為工藝過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、裝配等工藝過程，本課程只研究機械加工工藝過程和裝配工藝過程，鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理等工藝過程是《材料成型技術(shù)》課程的研究對象。工藝過程是生產(chǎn)過程的重要組成部分，其中零件的加工是通過采取合理有序的各種加工方法，逐步地改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性能使其成為合格零件的過程，稱之為加工工藝過程。3.1.2工藝過程的組成機械加工工藝過程是指用機械加工方法逐步改變毛坯的形態(tài)，使其成為合格零件的全部過程。機械加工工藝過程由按一定順序排列的若干個工序組成，而每一個工序又可細分為安裝、工位、工步和走刀。3.1.2工藝過程的組成1．工序工序是機械加工工藝過程的基本單元，是指在一個工作地點，由一個或一組工人對一個或同時對數(shù)個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工作地點、操作工人、加工對象和連續(xù)作業(yè)構(gòu)成了工序的四個要素，若其中任一要素發(fā)生變更，即成為另一工序。工序是組成工藝過程的基本單元，也是編制生產(chǎn)計劃和進行經(jīng)濟核算的最基本的單元。如圖3.1所示的階梯軸，因不同的生產(chǎn)批量，就有不同的工藝過程：（1）單件生產(chǎn)時的加工過程為：①車端面，鉆中心孔，車外圓，切退刀槽和倒角；②銑鍵槽；③磨外圓；④去毛刺。（2）大量生產(chǎn)時的加工過程為：①銑端面，鉆中心孔；②車一端外圓，切退刀槽和倒角；車另一端外圓，切槽和倒角；③銑鍵槽；④磨外圓；⑤去毛刺。3.1.2工藝過程的組成2．安裝在一道工序中，工件可能被裝夾一次或多次，才能完成加工。工件每經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容稱為安裝。如階梯軸大批量生產(chǎn)時②④兩道工序，均需經(jīng)過兩次安裝才能完成。3．工位為減少工件裝夾的次數(shù)，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進行加工。在每一次裝夾中，工件在機床上所占據(jù)的每一個位置，稱為一個工位。如圖3.2為在有分度裝置的鉆模上加工零件上的四個孔，工件在機床上先后占據(jù)四個不同的位置，即裝卸、鉆孔、擴孔和鉸孔，稱為四個工位。3.1.2工藝過程的組成圖3.2多工位加工3.1.2工藝過程的組成4.工步工步是指在工件被加工表面、加工工具和切削用量都不變的情況下，所連續(xù)完成的那部分工序，其中任一因素改變后，即構(gòu)成新的工步。工步是工序的主要組成部分。一個工序可以有幾個工步。5．走刀切削工具在被加工表面上移動一次，切下一層金屬的過程稱為走刀。如零件被加工表面的加工余量較大，則在一個工步中要分幾次走刀。3.1.3機械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點由前可知，機械產(chǎn)品的制造過程是一個復(fù)雜過程，需要經(jīng)過一系列的加工過程和裝配過程才能完成。盡管各種機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、精度要求等相差很大，但它們的制造工藝則存在著許多共同的特征，這些共同的特征取決于產(chǎn)品的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)綱領(lǐng)。1.生產(chǎn)綱領(lǐng)生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)根據(jù)市場需求和自身的生產(chǎn)能力決定的在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量和進度計劃。計劃期常定為一年，所以生產(chǎn)綱領(lǐng)也常稱為年產(chǎn)量。3.1.3機械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點2.生產(chǎn)類型生產(chǎn)組織管理類型（簡稱生產(chǎn)類型）是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。劃分生產(chǎn)類型的根據(jù)是該工廠的生產(chǎn)綱領(lǐng)。生產(chǎn)批量則是指每一次投入或產(chǎn)出的同一種產(chǎn)品（或零件）的數(shù)量。生產(chǎn)批量可根據(jù)零件的年產(chǎn)量及一年中的生產(chǎn)批數(shù)計算確定。一年的生產(chǎn)批數(shù)根據(jù)用戶的需要、零件的特征、流動資金的周轉(zhuǎn)、倉庫容量等具體確定的。生產(chǎn)類型的具體劃分可根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和零件的特征或工作地每月?lián)摰墓ば驍?shù)確定。表3.1給出了各種生產(chǎn)類型的劃分。3.1.3機械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點3.1.3機械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點３．工藝特征生產(chǎn)類型不同，產(chǎn)品和零件的制造工藝、所用設(shè)備及工藝裝備、采取的技術(shù)措施、達到的技術(shù)經(jīng)濟效果等也不同。各種生產(chǎn)類型的工藝特征見表3.2。在制訂零件機械加工工藝規(guī)程時，應(yīng)先確定生產(chǎn)類型，再分析該生產(chǎn)類型的工藝特征，以使所制訂的工藝規(guī)程正確合理。3.1.3機械制造生產(chǎn)類型及其工藝特點3.1.4工藝規(guī)程工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品和零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件，它是指導(dǎo)工人進行生產(chǎn)和企業(yè)生產(chǎn)部門、物質(zhì)供應(yīng)部門組織生產(chǎn)和物質(zhì)供應(yīng)的重要技術(shù)依據(jù)。工藝規(guī)程是制造過程的紀律性文件。工藝規(guī)程一旦制定實施，一切生產(chǎn)人員都不得違反。但在執(zhí)行的過程中可根據(jù)實施的效果，對工藝規(guī)程進行修改和補充。這是一項嚴肅認真的工作，必須經(jīng)過充分的討論和嚴格的審批手續(xù)。工藝規(guī)程自身也在不斷的修改補充中更加合理、完善，對生產(chǎn)起到更好的指導(dǎo)作用。3.1.4工藝規(guī)程1．工藝規(guī)程的作用(1）工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件合理的工藝規(guī)程是依據(jù)工藝理論和必要的工藝試驗而制訂的。(2）工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)在生產(chǎn)管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應(yīng)、通用工藝裝備的準備、機械負荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計和制造、作業(yè)計劃的編排、勞動力的組織，以及生產(chǎn)成本的核算等，都是以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)的。(3）工藝規(guī)程是新建或擴建工廠或車間的基本資料在新建或擴建工廠或車間時，只有依據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確確定生產(chǎn)所需要的機床和其它設(shè)備的種類、規(guī)格和數(shù)量；確定車間的面積、機床的布置、生產(chǎn)工人的工種、等級及數(shù)量以及輔助部門的安排等。3.1.4工藝規(guī)程2．制訂機械加工工藝規(guī)程的原則工藝規(guī)程設(shè)計的原則是：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)外先進工藝技術(shù)和經(jīng)驗，并保證有良好的勞動條件。工藝規(guī)程應(yīng)做到正確、完整、統(tǒng)一和清晰，所用術(shù)語、符號、計量單位、編號等都要符合相應(yīng)標準。3.1.4工藝規(guī)程3．制訂機械加工工藝規(guī)程所需的原始資料制訂零件的機械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：產(chǎn)品的裝配圖和零件圖；產(chǎn)品的驗收質(zhì)量和驗收標準；產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)；零件毛坯的生產(chǎn)條件或協(xié)作關(guān)系；工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件和資料；國內(nèi)外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)情況。3.1.4工藝規(guī)程4．制訂機械加工工藝規(guī)程的步驟及內(nèi)容在掌握上述資料的基礎(chǔ)上，可以開始制訂機械加工工藝規(guī)程，具體的方法和步驟如下：（1）分析零件工作圖和產(chǎn)品裝配圖；（2）對零件圖和裝配圖進行工藝審查；（3）根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定零件的生產(chǎn)類型；（4）確定毛坯的種類及其制造方法；（5）選擇定位基準；（6）擬定工藝路線3.1.4工藝規(guī)程（7）確定各工序所用機床設(shè)備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)，對需要改裝或重新設(shè)計的專用工藝裝備要提出設(shè)計任務(wù)書。（8）確定各工序的余量，計算工序尺寸和公差。（9）確定各工序的切削用量和時間定額。（10）確定各工序的技術(shù)要求和檢驗方法；（11）進行方案對比和經(jīng)濟技術(shù)分析，確定最佳工藝方案；（12）按要求規(guī)范填寫工藝文件。3.2機械加工工藝規(guī)程設(shè)計3.2.1零件的工藝分析3.2.2毛坯的選擇3.2.3定位基準的選擇3.2.4工藝路線的擬訂3.2.5加工余量的確定3.2.6工序尺寸及其公差的確定3.2.7機床及工藝裝備的選擇3.2.8確定切削用量和時間定額3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析3.2.10工藝規(guī)程文件3.2機械加工工藝規(guī)程設(shè)計機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計是一項時間性很強的工作，在設(shè)計過程中要綜合考慮零件的材料、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)類型、現(xiàn)有的加工條件等因素，制定出一個最為合理的工藝過程并以技術(shù)文件的形式規(guī)定下來，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。總的要求，就是要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量提高生產(chǎn)率和降低成本。下面按照機械加工工藝規(guī)程的設(shè)計步驟進行介紹。3.2.1零件的工藝分析零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料。在制訂工藝規(guī)程時，首先必須對零件圖進行認真分析。為了更深刻理解零件結(jié)構(gòu)上的特征和技術(shù)要求，通常還需要研究產(chǎn)品的總裝配圖、部件裝配圖以及驗收標淮，從中了解零件的功用和相關(guān)零件的配合，以及主要技術(shù)要求制訂的依據(jù)等。對零件進行工藝分析，發(fā)現(xiàn)問題后及時提出修改意見，是制訂工藝規(guī)程時的一項重要的基礎(chǔ)工作。對零件進行工藝分析，主要包括以下兩個方面。3.2.1零件的工藝分析1.零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件的整個工藝過程的工藝性，涉及的面很廣，具有綜合性。而且在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下，同樣的結(jié)構(gòu)，制造的可能性和經(jīng)濟性可能不同，因此必須根據(jù)具體的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，全面、具體、綜合地分析其結(jié)構(gòu)工藝性。表3.3列出了一些零件機械加工工藝性對比的例子，供參考。3.2.1零件的工藝分析3.2.1零件的工藝分析2．零件的技術(shù)要求分析零件技術(shù)要求包括下列幾個方面：（1）加上表面的尺寸精度；（2）形狀精度；（3）相互位置精度；（4）表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面要求；（5）熱處理要求及其它要求（如動平衡等）。分析零件技術(shù)要求的目的，是要找出零件的主要表面（即精度要求較高的面），一是決定主要表面的加工方法；應(yīng)采取什么工藝措施，二是檢查技術(shù)要求的合理性。如發(fā)現(xiàn)圖樣上的視圖、尺寸標注、技術(shù)要求有錯誤或遺漏，或結(jié)構(gòu)工藝性不好時，應(yīng)提出修改意見。但修改時必須征得設(shè)計人員的同意，并經(jīng)過一定的審批手續(xù)。3.2.2毛坯的選擇零件是由毛坯按照其技術(shù)要求經(jīng)過各種加工而最后形成的。毛坯選擇的正確與否，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且對制造成本也有很大的影響。因此，正確地選擇毛坯有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。1．毛坯的種類毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法。機械制造中常用的毛坯有以下幾種。⑴鑄件形狀復(fù)雜的毛坯，宜用鑄件作毛坯。根據(jù)鑄造方法不同可分為：1）砂型鑄造2）離心鑄造3）壓力鑄造4）精密鑄造3.2.2毛坯的選擇⑵鍛件機械強度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件是在鍛錘或壓力機上用手工操作而成形的鍛件。它的精度低，加工余大，生產(chǎn)率也低，適于單件小批生產(chǎn)及大型鍛件。⑶型材型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其他特殊截面的型材，有冷拉和熱軋兩種。熱軋的精度低，價格較冷拉的便宜，用于一般零件的毛坯。冷拉鋼尺寸較小，精度高，易于實現(xiàn)自動送料，但價格貴，多用于批量較大在自動機床上進行加工的情況。3.2.2毛坯的選擇⑷焊接件將型鋼或鋼板，焊接成所需的結(jié)構(gòu)，適于單件小批生產(chǎn)中制造大型毛坯，其優(yōu)點是制造簡便，周期短，毛坯重量輕；缺點是焊接件抗振性差，由于內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形大，因此在進行機械加工前需經(jīng)時效處理。⑸沖壓件在沖床上用沖模將板料沖制而成。沖壓件的尺寸精度高，可以不再進行加工或只進行精加工,生產(chǎn)效率高。適于批量較大而零件厚度較小的中小型零件。3.2.2毛坯的選擇⑹冷擠壓件在壓力機上通過擠壓模擠壓而成。生產(chǎn)效率高。冷擠壓毛坯精度高，表面粗糙度值小，可以不再進行機械加工。但要求材料塑性好，主要為有色金屬和塑性好的鋼材。適于大批量生產(chǎn)中制造形狀簡單的小型零件。如儀表上和航空發(fā)動機中的小型零件。⑺粉末冶金以金屬粉末為原料，在壓力機上通過模具壓制成型后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。生產(chǎn)效率高，零件精度高，表面粗糙度值小，一般可不再進行精加工，但金屬粉末成本較高，適于大批大量生產(chǎn)中壓制形狀較簡單的小型零件。3.2.2毛坯的選擇2．毛坯的選擇毛坯的種類和制造方法對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗及加工成本都有影響。提高毛坯精度，可減少機械加工的勞動量，提高材料利用率，降低機械加工成本，但毛坯制造成本增加，兩者是相互矛盾的。選擇毛坯應(yīng)綜合考慮下列因素。(1)零件的材料及對零件力學(xué)性能的要求當(dāng)零件的材料確定后，毛坯的類型也就大致確定了。(2)零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸鋼質(zhì)的一般用途的階梯軸，如臺階直徑相差不大，可用棒料；若臺階直徑相差大，則宜用鍛件，以節(jié)約材料和減少機械加工工作量。3.2.2毛坯的選擇(3)生產(chǎn)類型大批大量生產(chǎn)時，應(yīng)選毛坯精度和生產(chǎn)率都高的先進的毛坯制造方法，使毛坯的形狀、尺寸盡量接近零件的形狀、尺寸，以節(jié)約材料，減少機械加工工作量，由此而節(jié)約的費用會遠遠超出毛坯制造所增加的費用，獲得好的經(jīng)濟效益。(4)生產(chǎn)條件選擇毛坯時，應(yīng)考慮現(xiàn)有生產(chǎn)條件，如現(xiàn)有毛坯的制造水平和設(shè)備情況，外協(xié)的可能性等。(5)充分考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料隨著毛坯制造專業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前毛坯制造方面的新工藝、新技術(shù)和新材料的應(yīng)用越來越多，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料的應(yīng)用日益廣泛，這些方法可大大減少機械加工量，節(jié)約材料，有十分顯著的經(jīng)濟效益，我們在選擇毛坯時，應(yīng)于充分考慮，在可能的條件下，盡量采用。3.2.2毛坯的選擇3．毛坯的形狀與尺寸的確定由于零件精度和表面質(zhì)量的要求越來越高，絕大多數(shù)情況下毛坯需經(jīng)過機械加工才能達到零件的使用要求，因此通常毛坯尺寸比零件尺寸要大。毛坯尺寸與零件圖上相應(yīng)的尺寸之差，稱為加工余量。毛坯制造尺寸的公差稱為毛坯公差。毛坯余量和公差的大小與毛坯的制造方法和制造精度有關(guān)，生產(chǎn)中可參考有關(guān)工藝手冊和標準確定。毛坯余量確定后，就可大致確定毛坯的形狀和尺寸。此外，在毛坯的制造、機械加工及熱處理時，還有許多工藝因素會影響到毛坯的形狀與尺寸。如為了工件加工時裝夾方便，有些毛坯需要鑄出工藝搭子（如圖3.3所示，毛坯上為了滿足工藝的需要而增設(shè)的工藝凸臺，工藝搭子在零件加工好后應(yīng)予切除）。又如圖3.4所示發(fā)動機連桿零件，為了保證加工質(zhì)量，同時也為了加工方便，常將分離零件先做成一個整體毛坯，加工到一定階段后再切割分離。3.2.2毛坯的選擇圖3.3工藝搭子的應(yīng)用3.2.2毛坯的選擇圖3.4發(fā)動機連桿鍛造毛坯3.2.2毛坯的選擇4．毛坯－零件綜合圖選定毛坯后，即應(yīng)設(shè)計、繪制毛坯圖。對于機械加工工藝人員來說，建議設(shè)計毛坯—零件綜合圖。毛坯零件綜合圖是簡化零件圖與簡化毛坯圖的迭加圖。如圖3.5所示。它表達了機械加工對毛坯的期望，為毛坯制造人員提供毛坯設(shè)計的依據(jù)，并表明毛坯與零件之間的關(guān)系。毛坯—零件綜合圖的內(nèi)容應(yīng)包括毛坯結(jié)構(gòu)形狀、余量、尺寸及公差、機械加工選定的粗基準、毛坯組織、硬度、表面及內(nèi)部缺陷等技術(shù)要求。毛坯—零件綜合圖的具體繪制方法可參閱有關(guān)工藝手冊。3.2.2毛坯的選擇圖3.5毛坯—零件綜合圖3.2.3定位基準的選擇在機械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工的表面作定位基準，這種定位基準稱為粗基準。在隨后的工序中，用加工過的表面作定位基準，則稱為精基準。有時，為便于安裝和保證所需的加工精度，在工件上制出專門供定位用的表面，這種定位基準稱為輔助基準。制訂工藝規(guī)程時，能否正確且合理地選擇定位基準，將直接影響到被加工零件的位置精度、各表面加工的先后順序，在某些情況下，還會影響到所采用工藝裝備的復(fù)雜程度和加工效率等。3.2.3定位基準的選擇在選擇定位基準時，通常按如下順序進行選擇：（1）首先選擇精基準選擇零件上的哪一組（個）表面作為精基準，方能保證零件的精度要求？是否需要第二組（個）表面作為精基準，以及如何進行轉(zhuǎn)換？（2）然后選擇粗基準粗基準是為加工精基準服務(wù)的，為了加工出上述精基準，應(yīng)選擇哪一組（個）毛坯表面作為粗基準？粗精基準的用途不同，在選擇時所考慮的側(cè)重點也不同。下面對它們的選擇原則分別加以說明。3.2.3定位基準的選擇1．精基準的選擇在零件的機械加工過程中，除起始工序采用粗基準外，其余工序的主要定位面都應(yīng)采用精基準。選擇精基準時，應(yīng)重點考慮如何減少工件的定位誤差，保證加工精度，并使夾具結(jié)構(gòu)簡單，工件裝夾方便。具體選擇原則為：（1）基準重合原則應(yīng)盡量選擇加工表面的工序基準作為定位基準，稱為基準重合原則。例如，圖3.6a所示的活塞，活塞銷孔軸線垂直方向的工序基準是活塞頂。鏜削活塞銷孔時，采用頂面作定位基準，能直接保證工序尺寸A的精度，即遵循了基準重合原則。如圖3.6b所示，為簡化夾具結(jié)構(gòu)，采用活塞裙部的止口端面定位，當(dāng)用調(diào)整法加工時，直接保證的是尺寸C，而工序要求是尺寸A，兩者不同。3.2.3定位基準的選擇圖3.6設(shè)計基準與定位基準的關(guān)系3.2.3定位基準的選擇（2）基準統(tǒng)一原則在零件的加工過程中，應(yīng)采用同一組精基準定位，盡可能多地加工出零件上的加工表面。這一原則稱為基準統(tǒng)一原則。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常采用的統(tǒng)一基準形式有：1）軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準；2）箱體類零件常使用一面兩孔（一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔）作統(tǒng)一基準；3）盤套類零件常使用止口面（一端面和一短圓孔）作統(tǒng)一精基準；4）套類零件用一長孔和一止推面作統(tǒng)一精基準。當(dāng)采用基準統(tǒng)一原則無法保證加工表面的位置精度時，應(yīng)先用基準統(tǒng)一原則進行粗、半精加工，最后采用基準重合原則進行精加工。這樣既保證了加工精度，又充分地利用了基準統(tǒng)一原則的優(yōu)點。3.2.3定位基準的選擇（3）自為基準原則選擇加工表面本身作為定位基準，這一原則稱為自為基準原則。自為基準原則多應(yīng)用在某些要求加工余量小而均勻的精加工中。如圖3.7，車床導(dǎo)軌面磨削時，在導(dǎo)軌磨床上，用百分表找正導(dǎo)軌面相對機床運動方向的正確位置，然后磨去小而均勻的一層，以滿足對導(dǎo)軌面的質(zhì)量要求。（4）互為基準原則對于零件上兩個有位置精度要求的表面，可以彼此互為定位基準，反復(fù)進行加工。如加工精密齒輪時，齒面淬火后需進行磨削。除上述四個原則外，選擇精基準時，還應(yīng)考慮所選精基準能使工件定位準確、穩(wěn)定、夾緊方便可靠、夾具的結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。3.2.3定位基準的選擇圖3.7床身導(dǎo)軌面自為基準定位1—工件2—調(diào)整用楔塊3—找正用百分表4—機床工作臺3.2.3定位基準的選擇2．粗基準的選擇粗基準選擇得是否合理，直接影響到各個加工表面加工余量的分配，以及加工表面和非加工表面的相互位置關(guān)系。粗基準一般按下列原則進行選擇：（1）有些零件上的個別表面不需要進行機械加工，為了保證加工表面和非加工表面的位置關(guān)系，應(yīng)該選擇非加工表面作為粗基準。例如，圖3.8所示的零件，內(nèi)孔和端面需要加工，外圓表面不需加工，鑄造時內(nèi)孔2相對外圓1有偏心。為了保證加工后零件的壁厚均勻，應(yīng)該選擇外圓表面作為粗基準。3.2.3定位基準的選擇圖3.8以不加工表面作為粗基準1—外圓2—內(nèi)孔3.2.3定位基準的選擇

(2）當(dāng)零件上具有較多需要加工的表面時，粗基準的選擇，應(yīng)有利于合理地分配各加工表面的加工余量。在余量分配時，應(yīng)考慮以下兩點：1）應(yīng)保證各加工表面都有足夠的加工余量。例如，對圖3.9所示的階梯軸，由于鍛造的誤差，使兩段軸頸產(chǎn)生了3mm的偏心，在這種情況下，應(yīng)選擇Φ55mm的外圓表面作粗基準，因其在兩段軸頸中加工余量最小。2）為保證重要表面的加工余量小而均勻，并使總的金屬切除量最小，應(yīng)以重要表面作為粗基準。例如圖3.10所示的機床床身，要求導(dǎo)軌面應(yīng)有較好的耐磨性，以保持其導(dǎo)向精度。3.2.3定位基準的選擇圖3.9階梯軸粗基準選擇3.2.3定位基準的選擇圖3.10機床床身粗基準3.2.3定位基準的選擇（3）應(yīng)盡量選擇沒有飛邊、澆口、冒口或其它缺陷的平整表面作為粗基準，使工件定位可靠。（4）粗基準在零件的加工過程中一般只能使用一次，由于粗基準的誤差很大，重復(fù)使用必然產(chǎn)生很大的加工誤差。以上各項原則，每項只突出了一個方面的要求，具體應(yīng)用時，可能會相互矛盾，這時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求，保證主要方面，兼顧次要方面，使粗基準的選擇合理。3.2.4工藝路線的擬訂1．加工方法的選擇機器零件的結(jié)構(gòu)形狀雖然多種多樣，但它們都是由一些最基本的幾何表面（外圓、孔、平面等）組成的，機器零件的加工過程實際就是獲得這些幾何表面的過程。同一種表面可以選用各種不同的加工方法加工，但每種加工方法的加工質(zhì)量、加工時間和所花費的費用卻是各不相同的。工程技術(shù)人員的任務(wù)，就是要根據(jù)具體加工條件（生產(chǎn)類型、設(shè)備狀況、工人的技術(shù)水平等）選用最適當(dāng)?shù)募庸し椒?，加工出合乎圖樣要求的機器零件。圖3.11表示了幾種加工方法的加工精度和加工成本的關(guān)系。3.2.4工藝路線的擬訂圖3.11加工方法的加工精度和加工成本的關(guān)系3.2.4工藝路線的擬訂選擇加工方法時，除應(yīng)保證加工表面的精度和粗糙度要求之外，還應(yīng)綜合考慮下列因素。（1）工件材料的性質(zhì)加工方法的選擇，常受工件材料性質(zhì)的限制。例如，淬硬鋼制作零件的精加工，應(yīng)采用磨削類的加工方法；（2）工件的結(jié)構(gòu)和尺寸以內(nèi)圓表面加工為例，對于IT7級精度的孔，常采用拉削、鉸削、鏜削和磨削等方法來加工。如果是箱體上的孔，一般不用拉和磨削，而采用鉸削或鏜削，孔徑較小時，宜采用鉸削，孔徑較大時，則采用鏜削。（3）生產(chǎn)類型和現(xiàn)場生產(chǎn)條件大批量生產(chǎn)時，降低零件制造成本的主要途徑是提高生產(chǎn)率，故應(yīng)選用高生產(chǎn)率和質(zhì)量穩(wěn)定的加工方法。表3.4、3.5和3.6分別摘錄了外圓、孔和平面的加工方法和經(jīng)濟精度及典型的加工方案，以供參考。3.2.4工藝路線的擬訂3.2.4工藝路線的擬訂3.2.4工藝路線的擬訂3.2.4工藝路線的擬訂2．加工階段的劃分為保證加工質(zhì)量和合理地使用資源，對零件上精度要求較高的表面，應(yīng)劃分加工階段來加工，即先安排所有表面的粗加工，再安排半精加工和精加工，必要時安排光整加工。（1）粗加工階段主要任務(wù)是盡快切去各表面上的大部分加工余量，要求生產(chǎn)率高，可用大功率、剛度好的機床和較大的切削用量進行加工。（2）半精加工階段在粗加工的基礎(chǔ)上，可完成一些次要表面的終加工，同時為主要表面的精加工準備好基準。（3）精加工階段保證達到零件的圖紙要求，此階段的主要目標是保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段對于質(zhì)量要求很高（IT6級以上，表面粗糙度Ra0.2μm以下）的表面，還應(yīng)增加光整加工階段，以進一步提高尺寸精度和減小表面粗糙獨。3.2.4工藝路線的擬訂3．加工順序的安排零件的加工順序包括機械加工工序順序、熱處理先后順序及輔助工序。在擬定工藝路線時，工藝人員要全面地把三者一起加以考慮。（1）機械加工工序順序的安排原則零件上需要加工的表面很多，往往不是一次加工就能達到要求。表面的加工順序?qū)鶞实倪x擇及加工精度有很大的影響，在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則：1）基準先行除第一道工序外，選作基準的表面，必須在前面已加工，即從第二道工序開始就必須用精基準作主要定位面。所以，前工序必須為后工序準備好基準。2）先粗后精是指先安排各表面的粗加工，后安排半精加工、精加工和光整加工。從而逐步提高被加工表面的精度和表面質(zhì)量。3.2.4工藝路線的擬訂3）先主后次是指先安排主要表面的加工，再安排次要表面的加工。次要表面的加工可適當(dāng)穿插在主要表面的加工工序之間進行。當(dāng)次要表面與主要表面之間有位置精度要求時，必須將其加工安排在主要表面的加工之后。4）先面后孔當(dāng)零件上有平面和孔要加工時，應(yīng)先加工面，再加工孔。這樣，不僅孔的精度容易保證，還不會使刀具引偏。對于箱體類零件尤為重要。3.2.4工藝路線的擬訂（2）熱處理工序的安排在制訂工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。常用的熱處理工序有：退火、正火、調(diào)質(zhì)、時效、淬火、滲碳、滲氮、表面處理等。按照熱處理的目的，分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。1）預(yù)備熱處理①正火和退火在粗加工前通常安排退火或正火處理，消除毛坯制造時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定金屬組織和改善金屬的切削性能。②調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)就是淬火后高溫回火。經(jīng)調(diào)質(zhì)的鋼材，可得到較好的綜合力學(xué)性能。③時效處理時效處理的主要目的，是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。3.2.4工藝路線的擬訂2）最終熱處理①淬火淬火可提高零件的硬度和耐磨性。零件淬火后，會出現(xiàn)變形，所以淬火工序應(yīng)安排在半精加工后精加工前進行，以便在精加工中糾正其變形。②滲碳淬火對于用低碳鋼和低碳合金鋼制造的零件，為使零件表面獲得較高的硬度及良好的耐磨性，常用滲碳淬火的方法提高表面硬度。滲碳淬火容易產(chǎn)生變形，應(yīng)安排在半精加工和精加工之間進行。③滲氮滲氮是向零件的表面滲入氮原子的過程。滲氮不僅可以提高零件表面的硬度和耐磨性，還可提高疲勞強度和耐腐蝕性。滲氮層很薄且較脆，故滲氮處理安排盡量靠后，另外，為控制滲氮時變形，應(yīng)安排去應(yīng)力處理。滲氮后的零件最多再進行精磨或研磨。④表面處理（表面鍍層和氧化）可以提高零件的抗腐蝕性和耐磨性，并使表面美觀。通常安排在工藝路線最后。3.2.4工藝路線的擬訂零件機械加工的一般工藝路線為：毛坯制造→退火或正火→主要表面的粗加工→次要表面加工→調(diào)質(zhì)（或時效）→主要表面的半精加工→次要表面加工→淬火（或滲碳淬火）→修基準→主要表面的精加工→表面處理。（3）輔助工序的安排輔助工序包括檢驗、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等。其中檢驗工序是主要的輔助工序，對保證加工質(zhì)量，防止繼續(xù)加工前道工序中產(chǎn)生的廢品，起著重要的作用。除了在加工中各工序操作者自檢外，在粗加工階段結(jié)束后、關(guān)鍵工序前后、送往外車間加工前后、全部加工結(jié)束后，一般均應(yīng)安排檢驗工序。3.2.4工藝路線的擬訂4．工序集中與工序分散工序集中是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每一工序的加工內(nèi)容比較多。其特點是便于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和工藝裝備，減少了工件的裝夾次數(shù)，縮短了輔助時間，可有效地提高勞動生產(chǎn)率；由于工序數(shù)目少、工藝路線短，便于制訂生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織；使用的設(shè)備數(shù)量少，減少了操作工人和車間面積；由于在一次裝夾中可以加工出較多的表面，有利于保證這些表面間相互位置精度。工序集中時所需設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整和維修困難，投資大、生產(chǎn)準備工作量大且周期長，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。3.2.4工藝路線的擬訂工序分散與工序集中正好相反。擬定工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)類型、產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特點、零件的技術(shù)要求等來確定采用工序集中還是分散。一般批量較小或采用數(shù)控機床、多刀、多軸機床、各種高效組合機床和自動機床加工加工時，常用工序集中原則。而大批量生產(chǎn)時，常采用工序分散的原則。3.2.5加工余量的確定1．加工余量的概念加工余量是指某一表面加工過程中應(yīng)切除的金屬層厚度。同一加工表面相鄰兩工序尺寸之差稱為工序余量。而同一表面各工序余量之和稱為總余量，也就是某一表面毛坯尺寸與零件尺寸之差。圖3.12表示了工序加工余量與工序尺寸的關(guān)系。圖3.12a、b）所示平面的加工余量是單邊余量，它等于實際切除的金屬層厚度。3.2.5加工余量的確定圖3.12加工余量與加工尺寸關(guān)系3.2.5加工余量的確定由于毛坯制造和零件加工時都有尺寸公差，所以各工序的實際切除量是變動的，即有最大加工余量和最小加工余量，圖3.13表明了余量與工序尺寸及其公差的關(guān)系。為了簡單起見，工序尺寸的公差都按“入體原則”標注，即對被包容面，工序尺寸的上偏差為零；對包容面，工序尺寸的下偏差為零；毛坯尺寸的公差—般按雙向標注。3.2.5加工余量的確定圖3.13加工余量及公差3.2.5加工余量的確定2．影響加工余量的因素機械加工的目的，就是要切除誤差。所謂加工余量合適，是指既能切除誤差，又不致加工成本過高。影響加工余量的因素較多，要保證能切除誤差的最小余量應(yīng)該包括：（1）前工序形成的表面粗糙度和缺陷層深度(Ra和Da)由于表面層金屬在切削力和切削熱的作用下，其組織和機械性能已遭到破壞，應(yīng)當(dāng)切去。表面的粗糙度也應(yīng)當(dāng)切去。（2）前工序的尺寸公差Ta由于前工序加工后，表面存在尺寸誤差和形狀誤差，必須切去。（3）前工序形成的需單獨考慮的位置偏差ρa

如直線度、同軸度、平行度、軸線與端面的垂直度誤差等等，應(yīng)在本工序進行修正。位置偏差ρa具有方向性，是一項空間誤差，需要采用矢量合成。（4）本工序的安裝誤差εb

包括定位誤差、夾緊誤差及夾具本身的誤差。如圖3.14所示，由于三爪自定心卡盤的偏心，使工件軸線偏離主軸旋轉(zhuǎn)軸線e，造成加工余量不均勻。3.2.5加工余量的確定圖3.14安裝誤差對加工余量影響3.2.5加工余量的確定3．確定加工余量的方法在實際生產(chǎn)中，確定加工余量的方法有以下三種：（1）查表修正法根據(jù)工藝手冊或工廠中的統(tǒng)計經(jīng)驗資料查表，并結(jié)合工廠的實際情況進行適當(dāng)修正來確定加工余量。這種方法目前應(yīng)用最廣。查表時應(yīng)注意表中的數(shù)據(jù)為公稱值，對稱表面(軸孔等)的加工余量是雙邊余量，非對稱表面的加工余量是單邊的。（2）經(jīng)驗估計法根據(jù)實踐經(jīng)驗確定加工余量。為防止加工余量不足而產(chǎn)生廢品，往往估計的數(shù)值偏大，因而這種方法只適用于單件、小批生產(chǎn)。（3）分析計算法是根據(jù)加工余量計算公式和一定的試驗資料，通過計算確定加工余量的一種方法。根據(jù)影響加工余量的因素，可得出加工余量的計算式：3.2.5加工余量的確定分析計算法確定的加工余量比較經(jīng)濟合理，但目前比較全面可靠的數(shù)據(jù)不齊全，只有在材料十分貴重，以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。3.2.6工序尺寸及其公差的確定工序尺寸是加工過程中每個工序應(yīng)保證的加工尺寸，其公差即工序尺寸公差。工序尺寸必須通過計算得到。當(dāng)定位基準與設(shè)計基準重合時，其工序尺寸的計算比較簡單，具體步驟如下：（1）確定各加工工序的加工余量；（2）從終加工工序開始（即從設(shè)計尺寸開始）往前推，逐次加上各工序余量，可分別得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸）；（3）查表求出各中間工序的經(jīng)濟加工精度，按“入體”原則標注為尺寸偏差。3.2.6工序尺寸及其公差的確定例如某軸直徑為?50mm，其尺寸精度為IT5，表面粗糙度為Ra0.04μm，要求高頻淬火，毛坯為鍛件。試計算各工序的工序尺寸及公差。解：①查表3.4（10），其工藝路線為：粗車―半精車―高頻淬火―粗磨－精磨—研磨。②查表確定各工序加工余量。由有關(guān)工藝手冊可查得各工序的加工余量見表3.7。加工總余量為6.01mm，取加工總余量為6mm，把粗車余量修正為4.49mm。③計算各工序基本尺寸。研磨后工序基本尺寸為50mm(設(shè)計尺寸)；精磨后尺寸為50mm＋0.01mm＝50.01mm；其它尺寸依此類推見表3.7。3.2.6工序尺寸及其公差的確定④查表確定各工序的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度。查有關(guān)工藝手冊可得：研磨為IT5，（零件的設(shè)計要求）；精磨為IT6，Ra0.16μm；粗磨為IT8，Ra1.25μm；半精車為IT11，Ra2.5μm；粗車為IT13，Ra16μm。⑤根據(jù)各工序的基本尺寸及IT值，查公差表，得各工序尺寸的公差值（見表3.7），按“入體原則”標注。另查工藝手冊可得鍛造毛坯公差為。3.2.6工序尺寸及其公差的確定3.2.7機床及工藝裝備的選擇1．機床設(shè)備的選擇機床設(shè)備的選擇應(yīng)做到四個適應(yīng)：即所選機床設(shè)備的尺寸規(guī)格應(yīng)與工件的形體尺寸相適應(yīng)；機床精度等級應(yīng)與本工序加工要求相適應(yīng)；電動機功率應(yīng)與本工序加工所需功率相適應(yīng)；機床設(shè)備的自動化程度和生產(chǎn)效率應(yīng)與工件生產(chǎn)類型相適應(yīng)。2．工藝裝備的選擇工藝裝備（夾具、刀具、輔具、量具和工位器具等簡稱工裝）是產(chǎn)品制造過程中所用各種工具的總稱。工藝裝備的選擇應(yīng)根據(jù)零件的精度要求、結(jié)構(gòu)尺寸、生產(chǎn)類型、加工條件、生產(chǎn)率等合理選用。3.2.8確定切削用量和時間定額1．切削用量的合理選擇（見本書2.6.2）2．時間定額時間定額是指在一定的生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所規(guī)定的時間。時間定額不僅是衡量勞動生產(chǎn)率的指標，也是安排生產(chǎn)計劃，計算生產(chǎn)成本的重要依據(jù)，還是新建或擴建工廠（或車間）時計算設(shè)備和工人數(shù)量的依據(jù)。（1）時間定額的組成1）基本時間Tb2）輔助時間Ta3）布置工作地時間Ts4）休息與生理需要時間Tr5）準備和終結(jié)時間Te3.2.8確定切削用量和時間定額（2）提高生產(chǎn)率的途徑縮短單件時間，是提高生產(chǎn)率的主要途徑。不同的生產(chǎn)類型，占比重較大的時間項目也有所不同。1）縮減基本時間Tb

不同的加工方法，基本時間的計算公式不同。外圓車削時：3.2.8確定切削用量和時間定額上式說明，增大vc

、f、ap，減小Z、L都可以縮減基本時間。①提高切削用量近年來隨著刀具（砂輪）材料的迅速發(fā)展，刀具（砂輪）的切削性能已有很大的提高，高速切削和強力切削已成為切削加工的主要發(fā)展方向。②減少或重合切削行程長度利用多把刀具或復(fù)合刀具對工件的同一表面或多個表面同時進行加工，或者用寬刃、多刃刀具作橫向進給同時加工多個表面，實現(xiàn)復(fù)合工步，都能減少刀具切削行程長度或使切削行程長度部分或全部重合，減少基本時間。3.2.8確定切削用量和時間定額③多件加工多件加工有三種形式：順序多件加工、平行多件加工和平行順序加工，如圖3.15。圖a）為順序多件加工，順序多件加工時，工件按進給方向順序地一個接一個地裝夾，減少了刀具的切入和切出時間，從而減少基本時間。這種形式的加工常見于滾齒、插齒、龍門刨、平面磨削和銑削的加工中。圖b）為平行多件加工，工件平行排列，一次進給可同時加工幾個工件，加工所需基本時間和加工一個工件相同，分攤到每個工件的基本時間就減少到原來的1/n，其中n是同時加工的工件數(shù)。這種形式常見于平面磨削和銑削中。圖c）為平行順序加工，它是以上兩種形式的綜合，常用于工件較小、批量較大的場合，如立軸圓臺平面磨和銑削加工中，縮減基本時間的效果十分顯著。3.2.8確定切削用量和時間定額圖3.15多件加工示意圖1-工作臺2-工件3-創(chuàng)刀4-切刀5-砂輪3.2.8確定切削用量和時間定額2）縮短輔助時間在單件小批生產(chǎn)中，輔助時間在單件時間中占有較大的比重，尤其是在大幅度提高切削用量之后，輔助時間所占的比重就更高。在這種情況下，如何縮減輔助時間，就成為提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵?？s減輔助時間有兩種方法：直接縮減輔助時間和間接縮減輔助時間。①直接縮減輔助時間采用先進的高效夾具可縮減工件的裝卸時間。②間接縮減輔助時間即使輔助時間與基本時間重合，從而減少輔助時間。例如，圖3.16所示為立式連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺銑床加工的實例。3.2.8確定切削用量和時間定額圖3.16立式連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺銑床加工1-工件2-精銑刀3-粗銑刀3.2.8確定切削用量和時間定額3）縮短布置工作地時間布置工作地時間大部分消耗在更換刀具和調(diào)整刀具上，因此，改進刀具的安裝方法和采用裝刀夾具，如快換刀夾、刀具微調(diào)機構(gòu)、專用對刀樣板等，可以減少刀具的調(diào)整和對刀時間。另外提高刀具或砂輪的耐用度均能縮短布置工作地時間。4）縮短準備和終結(jié)時間縮短準備和終結(jié)時間的主要方法是采用成組技術(shù)或擴大零件的批量減少調(diào)整機床、刀具和夾具的時間。3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析制訂機械加工工藝規(guī)程時，在保證質(zhì)量的前提下，往往可以訂出幾種方案，這些方案的生產(chǎn)率和成本則會有所不同，為了選擇最佳方案，需要進行技術(shù)經(jīng)濟分析。工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟分析方法有兩種：一是對不同的工藝過程進行工藝成本的分析和評比；二是按某種相對技術(shù)經(jīng)濟指標進行宏觀比較。3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析1．工藝成本的分析和評比零件的實際生產(chǎn)成本是制造零件所必需的一切費用的總和。工藝成本是指生產(chǎn)成本中與工藝過程有關(guān)的那一部分成本，占生產(chǎn)成本的70%～75%，如毛坯或原材料費用、生產(chǎn)工人的工資、機床電費（設(shè)備的使用費）、折舊費和維修費、工藝裝備的折舊費修理費以及車間和工廠的管理費用等。與工藝過程無關(guān)的那部分成本、如行政后勤人員的工資、廠房折舊費和維修費、照明取暖費等在不同方案的分析和評比中均是相等的，因而可以略去。圖3.17表示全年工藝成本E與年產(chǎn)量N的關(guān)系。由圖可知，E與N是線性關(guān)系即全年工藝成本與年產(chǎn)量成正比；直線的斜率為零件的可變費V，直線的起點為零件的不變費用。圖3.18表示單件工藝成本Ed與年產(chǎn)量N的關(guān)系。由圖可知，Ed與N呈雙曲線關(guān)系。當(dāng)N增大時，Ed逐漸減小，極限接近于可變費用V。3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析圖3.17全年工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析圖3.18單件工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析對不同方案的工藝過程進行評比時，可分為兩種情況：（1）當(dāng)需評比的工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備或其基本投資相近時，可用工藝成本評比各方案經(jīng)濟性的優(yōu)劣。①兩加工方案中，多數(shù)工序不同時，可以比較全年工藝成本②兩加工方案中，多數(shù)工序相同時，可以比較單件工序成本設(shè)兩種不同工藝方案分別為Ⅰ和Ⅱ。它們的全年工藝成本分別為：3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析它們的曲線如圖3.19所示，由圖可知，兩條直線相交于N＝Nk處，Nk稱為臨界年產(chǎn)量。當(dāng)N＜Nk時，宜采用方案Ⅱ；當(dāng)N＞Nk時，宜采用方案Ⅰ。用工藝成本評比的方法比較科學(xué)，因而對一些關(guān)鍵零件或關(guān)鍵工序的評比常用工藝成本進行評比。（2）兩種工藝方案的基本投資差額較大時，則在考慮工藝成本的同時，還要考慮基本投資差額的回收期限。應(yīng)選擇回收期限值小的方案。3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析圖3.19兩種方案全年工藝成本比較3.2.9工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟分析2．相對技術(shù)經(jīng)濟指標的評比當(dāng)對工藝過程的不同方案進行宏觀比較時，常用相對技術(shù)經(jīng)濟指標進行評比。技術(shù)經(jīng)濟指標反映工藝過程中勞動的耗費、設(shè)備的特征和利用程度、工藝裝備需要量以及各種材料和電力的消耗等情況。常用的技術(shù)經(jīng)濟指標有：每個生產(chǎn)工人的平均年產(chǎn)量（件／人），每臺機床的平均年產(chǎn)量（件／臺），每平方米生產(chǎn)面積的平均年產(chǎn)量(件／平方米),以及設(shè)備利用率、材料利用率和工藝裝備系數(shù)等。利用這些指標能概略和方便地進行技術(shù)經(jīng)濟評比。3.2.10工藝規(guī)程文件將工藝規(guī)程的內(nèi)容，按規(guī)定的格式固定下來，即為生產(chǎn)準備和施工所依據(jù)的工藝文件。機械加工工藝規(guī)程的文件形式較多，其中常用的幾種文件形式有：（1）機械加工工藝過程卡這種卡片主要列出了整個零件加工所經(jīng)過的工藝路線（包括毛坯、機械加工和熱處理等），它是制訂其它工藝文件的基礎(chǔ)，也是生產(chǎn)技術(shù)準備、編制作業(yè)計劃和組織生產(chǎn)的依據(jù)。在這種卡片中，各工序的說明不具體，多作為生產(chǎn)管理方面使用。在單件小批生產(chǎn)中，通常不編制其它更詳細的工藝文件，而是以這種卡片指導(dǎo)生產(chǎn)。工藝過程卡片的格式見表3.8。3.2.10工藝規(guī)程文件3.2.10工藝規(guī)程文件（2）機械加工工序卡這種卡片是工工藝過程卡的基礎(chǔ)上，進一步按每道工序所編制的一種工藝文件。在這種卡片上，要畫出工序簡圖，說明該工序的加工表面及應(yīng)達到的尺寸和公差、工件的裝夾方式、刃具的類型和位置、進刀方向和切削用量等。在零件批量較大時都要采用這種卡片，其格式見表3.9。3.2.10工藝規(guī)程文件3.3工藝尺寸鏈3.3.1基本概念3.3.2尺寸鏈計算的基本公式3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法3.3工藝尺寸鏈在機械加工中，零件上各表面之間都有內(nèi)在聯(lián)系，要研究和分析加工中各尺寸的內(nèi)在聯(lián)系，必須運用尺寸鏈的理論。尺寸鏈作為一種理論，有它自身的完整性，不僅在工序尺寸的計算時要用到它，而且，在產(chǎn)品設(shè)計、裝配中都要用到它，本節(jié)只介紹尺寸鏈的基本知識和工藝尺寸鏈，有關(guān)裝配尺寸的知識將在裝配一章中討論。3.3.1基本概念1．尺寸鏈的定義圖3.20a）所示為一定位套，其中AΣ與A1為設(shè)計尺寸。由于加工時尺寸AΣ不便直接測量。加工時可以通過測量尺寸A1和A2，間接保證尺寸AΣ的要求。確定A2的值應(yīng)該是多少才能保證設(shè)計尺寸AΣ，就要分析尺寸A1、A2和AΣ的內(nèi)在關(guān)系。這三個尺寸首尾相連，形成了一個封閉的尺寸組合，即為尺寸鏈，見圖b）。這個圖形稱為尺寸鏈圖。3.3.1基本概念圖3.20零件加工與測量中的尺寸關(guān)系3.3.1基本概念2．尺寸鏈的組成組成尺寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環(huán)。根據(jù)各環(huán)的性質(zhì)，可分為封閉環(huán)和組成環(huán)。凡在零件加工過程中間接獲得的尺寸稱為封閉環(huán)，封閉環(huán)加一下標Σ，如圖3.20中的AΣ。封閉環(huán)不具有獨立性，隨著加工過程或其它尺寸的變化而變化。尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的，對封閉環(huán)有影響的各環(huán)，稱為組成環(huán)，如圖3.20中的尺寸A1和A2。組成環(huán)一般是加工中直接得到的。3．封閉環(huán)的確定在工藝尺寸鏈的建立中，首先要正確確定封閉環(huán)。封閉環(huán)是在加工過程中間接得到的，當(dāng)工藝方案發(fā)生變化時，封閉環(huán)會隨之變化。3.3.1基本概念4．組成環(huán)的查找組成環(huán)的基本特點是加工過程中直接獲得且對封閉環(huán)有影響的工序尺寸。組成環(huán)的查找方法是：從封閉環(huán)的兩端面開始，分別向前查找該表面最近一次加工的尺寸，之后再進一步向前查找，直到兩條路線最后得到的加工尺寸的工序基準重合（即兩者的工序基準為同一表面），至此上述尺寸系統(tǒng)即形成封閉輪廓，從而構(gòu)成了工藝尺寸鏈。如圖3.20a），AΣ是間接獲得的，為封閉環(huán)。從構(gòu)成封閉環(huán)的兩界面A面和C面開始查找組成環(huán)。A面的最近一次加工是車削，工序尺寸是A1，C面的最近一次加工是鏜孔，工序尺寸是A2，顯然A2和AΣ的變化會引起封閉環(huán)的變化，是組成環(huán)。A2和AΣ的右尺寸線指向同一表面B，尺寸封閉，組成環(huán)查找完畢，如圖b）。3.3.1基本概念5．尺寸鏈的特征從上面可以看出，尺寸鏈具有兩個特征：（1）封閉性由于尺寸鏈是封閉的尺寸組，是由一個封閉環(huán)和若干個相互連接的組成環(huán)所構(gòu)成的封閉圖形，不封閉就不形成尺寸鏈。（2）關(guān)聯(lián)性由于尺寸鏈具有封閉性，所以尺寸鏈中的封閉環(huán)隨所有組成環(huán)的變動而變動。組成環(huán)是自變量，封閉環(huán)是因變量。3.3.2尺寸鏈計算的基本公式工藝尺寸鏈的計算方法有兩種：極值法和概率法。極值法多用于環(huán)數(shù)較少的尺寸鏈計算，而概率法多用于環(huán)數(shù)較多的尺寸鏈計算。工藝尺寸鏈的計算常用極值法。1．極值法計算公式表3.10列出了極值法計算用各種尺寸和偏差的符號。3.3.2尺寸鏈計算的基本公式表3.10尺寸鏈計算所用符號表3.3.2尺寸鏈計算的基本公式圖3.21基本尺寸、極限偏差、公差與中間偏差之間的關(guān)系，其基本計算公式如下：1）封閉環(huán)的基本尺寸AΣ2）封閉環(huán)的最大極限尺寸和最小極限尺寸3.3.2尺寸鏈計算的基本公式圖3.21基本尺寸、極限偏差、公差與中間偏差的關(guān)系3.3.2尺寸鏈計算的基本公式3）封閉環(huán)的上偏差和下偏差4）封閉環(huán)的公差TΣ封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和。5)各組環(huán)平均尺寸按下式計算

3.3.2尺寸鏈計算的基本公式6）直線尺寸鏈平均尺寸計算7）組成環(huán)的中間偏差

8）封閉環(huán)中間偏差3.3.2尺寸鏈計算的基本公式2．概率法計算公式應(yīng)用極值法解尺寸鏈，具有簡便、可靠等優(yōu)點。但當(dāng)封閉環(huán)公差較小，環(huán)數(shù)較多時，則各組成環(huán)公差就相應(yīng)地減小，造成了加工困難，成本增加。為了擴大組成環(huán)的公差，以便加工容易，可采用概率法解尺寸鏈以確定組成環(huán)的公差。由前述可知，封閉環(huán)的基本尺寸等于增環(huán)、減環(huán)的基本尺寸的代數(shù)和。根據(jù)概率論原理，若將各組成環(huán)視為隨機變量，則封閉環(huán)也為隨機變量，且有：3.3.2尺寸鏈計算的基本公式若各組成環(huán)的尺寸分布均接近正態(tài)分布，且誤差分布中心與公差帶中心重合，由此可引出概率法的兩個基本計算公式：l）封閉環(huán)中間偏差

2）封閉環(huán)公差

3）封閉環(huán)極限偏差3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用1．工藝基準與設(shè)計基準不重合時的尺寸換算（1）測量基準和設(shè)計基準不重合時尺寸的換算在零件加工中，有時會遇到一些表面加工之后，按設(shè)計尺寸不便（或無法）直接測量的情況。因此需要另選一個易于測量的表面作測量基準，間接保證設(shè)計尺寸要求。此時，需要通過尺寸鏈進行換算。例3.1如圖3.22a）所示軸承座，當(dāng)以B面定位車削內(nèi)孔C時，圖樣中的設(shè)計尺寸＝不便測量。改為先以B面定位按＝mm車出A面，然后以A面為測量基準按尺寸X鏜孔，則設(shè)計尺寸即可間接獲得。試確定鏜孔工序尺寸X及其公差。3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用圖3.22測量基準與設(shè)計基準不重合3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用解：1）確定封閉環(huán)、畫出尺寸鏈圖。根據(jù)加工過程可知，為間接獲得是封閉環(huán)，畫出尺寸鏈圖如圖3.22b）所示。2）確定各環(huán)的性質(zhì)由于AΣ是間接得到的，是封閉環(huán)；而X和A1是直接測量得到的，是組成環(huán)。3）計算車內(nèi)孔端面C的尺寸X及其公差。3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用（2）定位基準和設(shè)計基準不重合時尺寸的換算例3.2如圖3.23a）所示零件，鏜孔前，表面A、B、C已經(jīng)加工。鏜孔時，為使工件裝夾方便，選A面為定位基準，并按尺寸L3進行加工。試求鏜孔工序尺寸L3及其公差。3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用圖3.23定位基準與設(shè)計基準不重合3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用解：1）確定封閉環(huán)、畫尺寸鏈圖。根據(jù)加工過程，設(shè)計尺寸LΣ是在本工序鏜孔時間接獲得的，是封閉環(huán)，按組成環(huán)的查找原則查找組成環(huán)，并畫出尺寸鏈圖如圖3.23b所示。2）確定各環(huán)的性質(zhì)根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)的影響情況判斷，L2與L3為增環(huán)，L1為減環(huán)。3）計算本工序鏜孔的工序尺寸L3可按下列各公式計算。3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用2．多尺寸同時保證工藝尺寸鏈的計算在零件加工中，有些加工表面的測量基面或定位基面是一些尚需繼續(xù)加工的表面。當(dāng)加工這些基面時，不僅要保證本工序?qū)υ摷庸せ娴囊恍┚纫?，而且同時還要保證原加工表面的要求，即一次加工后要同時保證兩個尺寸的要求。此時即需要進行工藝上的尺寸換算。3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用解：1）確定封閉環(huán)、畫尺寸鏈圖。根據(jù)加工過程，鍵槽深度是在磨內(nèi)孔時間接獲得的，為封閉環(huán)。按組成環(huán)的查找原則查找組成環(huán)，并畫出尺寸鏈圖如圖3.24b所示。2）確定各環(huán)的性質(zhì)根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)的影響情況，尺寸為減環(huán)，尺寸及A都是增環(huán)。3）計算3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用圖3.24加工孔和鍵槽時的尺寸鏈3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用3．表面處理工序尺寸的計算表面處理一般分兩類：一類是滲層；另一類是鍍層。它們的區(qū)別是：滲層后還要加工，而鍍層后不加工。因此，滲層類加工后，留在工件表面的滲層深度為封閉環(huán)，滲層深度為組成環(huán)；鍍層類則是鍍后形成的工件尺寸為封閉環(huán)，鍍層厚度為組成環(huán)。3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用圖3.25保證滲氮層深度的工藝尺寸鏈3.3.3工藝尺寸鏈的應(yīng)用解：1）確定封閉環(huán)、畫尺寸鏈圖。根據(jù)加工過程，滲層深度0.3～0.5是在精磨內(nèi)孔后間接得到的，為封閉環(huán)。按組成環(huán)的查找原則查找組成環(huán)，并畫出尺寸鏈圖如3.25b所示。2）確定各環(huán)的性質(zhì)根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)的影響情況，尺寸A2為減環(huán)，尺寸A1及t1都是增環(huán)。3）計算3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法當(dāng)零件在同一方向上加工尺寸較多，并需多次轉(zhuǎn)換工藝基準時，建立工藝尺寸鏈，進行余量校核都會遇到困難，并且易出錯。圖解跟蹤法能準確地查找出全部工藝尺寸鏈，并且能把一個復(fù)雜的工藝過程用箭頭直觀地在表內(nèi)表示出來，列出有關(guān)計算結(jié)果，清晰、明了、信息量大。而且也便于利用計算機進行輔助工藝設(shè)計。下面結(jié)合一個具體的例子，介紹這種方法。3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法加工圖3.26所示軸套零件，其軸向有關(guān)表面的工藝安排如下：1）軸向以Ⅳ面定位粗車Ⅰ面，又以Ⅰ面為基準（測量基準）粗車Ⅲ面，保證工序尺寸L1和L2；2）軸向以Ⅰ定位，粗呈和精車Ⅱ面，保證工序尺寸L4；3）軸向以Ⅱ面定位，粗車和精車Ⅰ面保證工序尺寸L5，精車Ⅲ面，保證工序尺寸L6；4）用靠火花磨削法磨Ⅱ面，控制磨削余量Z7。3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法圖3.26軸套零件的軸向尺寸3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法從上述工藝安排可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ面各經(jīng)過兩次加工，都經(jīng)過了基準轉(zhuǎn)換。要正確得出各個表面在每次加工中余量的變動范圍，求其最大、最小余量，以及計算工序尺寸和公差都不是很容易的，圖3.28給出了用圖表法計算的結(jié)果，其作圖和計算過程如下：（1）繪制加工過程尺寸聯(lián)系圖按適當(dāng)?shù)谋壤龑⒐ぜ唸D繪于圖表左上方，標注出與計算有關(guān)的軸向設(shè)計尺寸。從與計算有關(guān)的各個端面向下（向表內(nèi)）引豎線，每條豎線代表不同加工階段中有余量差別的不同加工表面。在表的左邊，按加工過程從上到下，嚴格地排出加工順序；在表的右邊列出需要計算的項目。3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法（2）工藝尺寸鏈查找在尺寸聯(lián)系圖中，從結(jié)果尺寸的兩端出發(fā)向上查找，遇到圓點不拐彎繼續(xù)往上查找，遇到箭頭拐彎，逆箭頭方向水平找加工基準面，遇到加工基準面再向上拐，重復(fù)前面的查找方法，直至兩條查找路線匯交為止。查找路線路徑的尺寸是組成環(huán)，結(jié)果尺寸是封閉環(huán)。這樣，在圖3.28中，沿結(jié)果尺寸L01兩端向上查找，可得到由L01、Z7和L5組成的一個工藝尺寸鏈（圖中用帶箭頭虛線示出）。在該尺寸鏈中，結(jié)果尺寸L01是封閉環(huán)，Z7和L5是組成環(huán)（圖3.27a）。沿結(jié)果尺寸L02兩端向上查找，可得到由L02、L4和L5組成的另一個工藝尺寸鏈，L02是封閉環(huán)，L4和L5是組成環(huán)（圖3.27b）。3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法圖3.27按圖表法查找的工藝尺寸鏈3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法圖3.28工序尺寸圖表法3.3.4工藝尺寸鏈的圖解跟蹤法(3)計算項目欄的填寫圖3.28右邊列出了一些計算項目的表格，該表格是為計算有關(guān)工藝尺寸專門設(shè)計的，填寫過程如下：1）初步選定工序公差Ti,必要時作適當(dāng)調(diào)整。確定工序最小余量;2）根據(jù)工序公差計算余量變動量Tzi；3）根據(jù)工序公差和余量變動量,計算變動量;4）根據(jù)平均余量計算平均工序尺寸；5）將平均工序尺寸和平均公差改注成基本尺寸和上、下偏差形式。3.4計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計3.4.1CAPP工作原理3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)3.4計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計（CAPP）是在成組技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過向計算機輸入被加工零件的幾何信息和加工工藝信息，由計算機自動地輸出零件的工藝路線和工序內(nèi)容等工藝文件的過程。有些較完善的CAPP系統(tǒng)還能進行動態(tài)仿真，對加工過程進行模擬顯示，以便檢查工藝規(guī)程的正確性。計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計可以使工藝人員避免查閱冗長的資料、數(shù)值計算，填寫表格等繁重重復(fù)的工作。大幅度地提高工藝人員的工作效率，提高生產(chǎn)工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量。CAPP系統(tǒng)一般有若干程序模塊所組成：輸人輸出模塊、工藝過程設(shè)計模塊、工序決策模塊、工步?jīng)Q策模塊、NC指令生成模塊以及控制模塊、動態(tài)仿真模塊等。視系統(tǒng)的規(guī)模大小和完善程度而存在一定的差異。3.4.1CAPP工作原理根據(jù)CAPP系統(tǒng)的工作原理，可以將它分成如下五種類型。派生式CAPP系統(tǒng)（VariantCAPPSystem）它是建立在成組技術(shù)基礎(chǔ)上的CAPP系統(tǒng)。即利用成組技術(shù)的原理將零件分類成組，設(shè)計成組典型工藝，并將其存人計算機數(shù)據(jù)庫中。設(shè)計一個新的零件工藝規(guī)程時只要輸入零件的有關(guān)信息，計算機對零件進行編碼，（或直接輸人零件代碼），按此代碼檢索出的相應(yīng)的零件組成典型工藝，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)及工藝要求，進行適當(dāng)?shù)男薷木庉嫞瑥亩缮鏊枰墓に囈?guī)程。如圖3.29所示CAM-I推出的派生式CAPP系統(tǒng)框圖3.4.1CAPP工作原理圖3.29CAM-I推出的派生式CAPP系統(tǒng)框圖3.4.1CAPP工作原理（2）派生式CAPP系統(tǒng)特點：

1）程序簡單，易于實現(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，自動化程度不高。

3）具有濃厚的企業(yè)色彩，局限性較大。這類系統(tǒng)針對性很強，一般只適用于特定的企業(yè)，移植不方便。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，開發(fā)周期短，投資少，易于在生產(chǎn)中取得實效。早期開發(fā)系統(tǒng)大多屬這一類型。3.4.1CAPP工作原理2．創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)（GenerativeCAPPSystem）這種系統(tǒng)是采用決策邏輯的方法開發(fā)的，在系統(tǒng)中不存儲復(fù)合工藝或典型工藝，只存儲了若干邏輯算法程序。系統(tǒng)根據(jù)輸人信息由這些邏輯算法對加工工藝進行決策，自動生成零件的加工工藝規(guī)程。創(chuàng)成型系統(tǒng)基本上排除了人的干預(yù)，保證了工藝規(guī)程的客觀性和科學(xué)性，從理論上講是一種比較理想的方法。但是由于生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變，使系統(tǒng)十分大而復(fù)雜，開發(fā)工作量大、費用高，目前完全創(chuàng)成式的系統(tǒng)還處于研究階段，在生產(chǎn)中實用的尚不多見。3.4.1CAPP工作原理創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點：1）不需人工干預(yù)，自動化程度高。2）決策更科學(xué)，具有普遍性。3）由于工藝過程設(shè)計經(jīng)驗成分偏多，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。派生式和創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)是最基本的CAPP類型。3.4.1CAPP工作原理3．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)驗為基礎(chǔ)，難于保證設(shè)計最優(yōu)，且局限性較大；完全創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)還不成熟。將派生式與創(chuàng)成式結(jié)合起來（如工序設(shè)計用派生式，工步設(shè)計用創(chuàng)成式），它具有兩種類型系統(tǒng)的優(yōu)點，部分克服了它們的缺點，效果較好，所以應(yīng)用十分廣泛。我國自行設(shè)計開發(fā)的CAPP系統(tǒng)大多屬這種類型。半創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)特點：1）集派生式及創(chuàng)成式系統(tǒng)的優(yōu)點，又克服兩者的不足。2）目前為多數(shù)CAPP系統(tǒng)采用。3.4.1CAPP工作原理4．檢索型CAPP系統(tǒng)針對標準工藝，將設(shè)計好的零件標準工藝進行編號存儲在計算機中，制定零件工藝時可根據(jù)零件的信息進行搜索，查找合適的標準工藝。5．智能型CAPP系統(tǒng)它是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在CAPP系統(tǒng)中形成的CAPP專家系統(tǒng)。它與創(chuàng)成型系統(tǒng)的不同性在于：創(chuàng)成性CAPP是以邏輯算法進行決策，而智能型則是以推理加知識的專家系統(tǒng)技術(shù)來解決工藝設(shè)計中經(jīng)驗性強的、模糊和不確定的若干問題。、它更加完善和方便。是CAPP的發(fā)展方向，也是當(dāng)今國內(nèi)研究熱點之一。3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)1．零件信息輸入（1）成組編碼法較粗糙，信息輸入不完整；多用于只需制定簡單工藝路線的場合；只適用于派生式CAPP系統(tǒng)。（2）形面描述法其特點是：1）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)進行描述；形面與一定的加工方法相聯(lián)系。2）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。3）主要的缺點是輸入工作量大。（3）與CAD系統(tǒng)的連接方式1）通用接口、專用接口、共享數(shù)據(jù)庫；2）由于目前CAD系統(tǒng)多為實體造型系統(tǒng)，需采用特征識別的方法補充輸入工藝信息；3）發(fā)展基于特征造型的CAD系統(tǒng)是長久之計。

3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)2．工藝決策（1）決策樹由樹根、節(jié)點、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，實現(xiàn)邏輯“與”，條件不滿足，回出發(fā)節(jié)點并轉(zhuǎn)向另一分支，實現(xiàn)邏輯“或”，分支終點列出應(yīng)采取的行動（決策行動）。決策樹的特點：1）直觀，容易建立，便于編程

2）難于擴展和修改3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)（2）決策表用表格形式描述事件之間邏輯依存關(guān)系。表格分為4個區(qū)域，左上角為條件項目，右上角為條件組合，各條件之間為“與”的關(guān)系，左下角列出決策項目，右下角為各列對應(yīng)的決策行動，決策行動之間也是“與”的關(guān)系，決策表的每一列均可視為一條決策規(guī)則。決策表的特點：1）表達清晰，格式緊湊，便于編程

2）難于擴展和修改3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)3．CAPP專家系統(tǒng)（1）CAPP系統(tǒng)的工藝決策CAPP系統(tǒng)的工藝決策，隨系統(tǒng)的不同而異。其中，派生式CAPP系統(tǒng)利用成組技術(shù)原理和典型工藝過程進行工藝決策，經(jīng)驗性較強；創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng)利用工藝決策算法（如決策表、決策樹等方法）和邏輯推理方法進行工藝決策，較派生式前進了一步，但存在著算法死板、結(jié)果唯一、系統(tǒng)不透明等弱點，且程序工作量大，修改困難。為此，提出了采用專家系統(tǒng)進行工藝決策的方法。所謂專家系統(tǒng)，是指在特定領(lǐng)域內(nèi)具有與該領(lǐng)域人類專家相當(dāng)智能水平的計算機知識程序處理系統(tǒng)。專家系統(tǒng)主要用于處理現(xiàn)實世界中提出的需要由專家來分析和判斷的復(fù)雜問題（工藝過程設(shè)計正屬于這類問題）。專家系統(tǒng)的構(gòu)成如圖3.30所示。3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)圖3.30專家系統(tǒng)的構(gòu)成3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)1）知識庫用于存儲專家知識，包括：事實知識（手冊、資料等共有的知識）、過程知識（推理原理、規(guī)則、方法）、控制知識（系統(tǒng)本身控制策略）。2）推理機具有推理能力，可以根據(jù)問題導(dǎo)出結(jié)論。3）數(shù)據(jù)庫存放事實（包括輸入信息和推理得到的事實）。（2）知識表達與獲取

1）知識表達知識表達主要有四種方式，即謂詞邏輯、語義網(wǎng)絡(luò)、框架、產(chǎn)生式規(guī)則。其中產(chǎn)生式規(guī)則較符合工藝規(guī)程設(shè)計中人的思維方式，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%3.4.2CAPP關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)生式規(guī)則優(yōu)點：推理過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行非確定性推理。產(chǎn)生式規(guī)則缺點：格式較死板，在某些情況下需重復(fù)搜索而影響效率。2）知識獲取知識的獲取方法有以下幾種方式：由知識工程師來完成、由工藝人員會同軟件工程師一同來完成、由工藝人員構(gòu)建專家系統(tǒng)。3）推理機制即依據(jù)一定規(guī)則，從已知事實和知識推出結(jié)論。CAPP專家系統(tǒng)推理機制屬于基于知識的推理，通常采用反向推理的控制策略。3.5實訓(xùn)3.5.1實訓(xùn)題目3.5.2實訓(xùn)目的3.5.3實訓(xùn)過程3.