机械加工工艺规程设计(PPT 103页)

单件小批生产单件小批生产工序工序2:如先车一个工件的一端，然如先车一个工件的一端，然后调头装夹，再车另一端，其工作后调头装夹，再车另一端，其工作地末变，而工件也没有停放，加工地末变，而工件也没有停放，加工是连续完成，所以说是一个工序。是连续完成，所以说是一个工序。工序工序2 2和和3:3:先车好一批先车好一批工件的一端，然后调工件的一端，然后调头再车这批工件的另头再车这批工件的另一端，这时对每个工一端，这时对每个工件来说两端加工已不件来说两端加工已不连续，所以即使在同连续，所以即使在同一台车床上加工也应一台车床上加工也应算作两道工序。算作两道工序。三种生产类型：三种生产类型：1 1、单件生产、单件生产2 2、成批生产、成批生产3 3、大量生产、大量生产 单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。生产。如重型机械、大型船舶制造、新产品试制等。成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机成批地制造相同产品，且周期性地重复生产，如机床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中床制造等。根据产品特征及批量大小，又分为小批、中批和大批生产三种。批和大批生产三种。产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进产品数量很大，大多数工作地一直按照一定的节拍进行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如行同一种零件的某一道工序的加工，称为大量生产。如自行车、洗衣机、汽车等生产。自行车、洗衣机、汽车等生产。4.4.工艺规程的设计原则工艺规程的设计原则 (1)(1)质量第一原则质量第一原则(2)(2)效益优先原则效益优先原则 (3)(3)效率争先原则效率争先原则(1)(1)分析零件图和产品装配图分析零件图和产品装配图 (2)(2)对零件图和装配图进行工艺审查对零件图和装配图进行工艺审查(3)(3)由年生产纲领研究确定零件生产类型由年生产纲领研究确定零件生产类型(4)(4)确定毛坯确定毛坯种类、形状、尺寸和精度种类、形状、尺寸和精度(5)(5)拟定工艺路线拟定工艺路线 选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。（6 6）确定确定工序所用）确定确定工序所用机床设备机床设备 1 1）加工范围与工件尺寸相适应）加工范围与工件尺寸相适应 2 2）加工精度与工序要求相适应）加工精度与工序要求相适应 3 3）机床效率与生产类型相适应）机床效率与生产类型相适应(7)(7)确定工序的工艺装备：选择夹具、刀具、量具和辅具确定工序的工艺装备：选择夹具、刀具、量具和辅具(8)(8)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。(9)(9)确定各工序的技术要求及检验方法。确定各工序的技术要求及检验方法。(10)(10)确定各工序的切削用量和工时定额。确定各工序的切削用量和工时定额。(11)(11)编制工艺文件。编制工艺文件。1）选重要表面位为粗基准选重要表面位为粗基准，保证各重要加工表面加工余量均匀。，保证各重要加工表面加工余量均匀。2）选不加工表面为粗基准选不加工表面为粗基准，保证加工表面与不加工表面之间，保证加工表面与不加工表面之间的相互位置精度。的相互位置精度。3）选余量最小的表面为粗基准选余量最小的表面为粗基准，保证各表面有足够的加工余量。，保证各表面有足够的加工余量。4）选宽大平整的表面为粗基准，保证安装稳定可靠。）选宽大平整的表面为粗基准，保证安装稳定可靠。5）粗基准只能使用一次（同一尺寸方向）。）粗基准只能使用一次（同一尺寸方向）。（2）精基准的选择原则精基准的选择原则1）基准重合原则基准重合原则：定位基准与设计（工序）基准重合，以避免：定位基准与设计（工序）基准重合，以避免基准不重合误差。基准不重合误差。4）互为基准原则互为基准原则：为了使加工表面间有较高的位置精度，采用：为了使加工表面间有较高的位置精度，采用相应的表面为基准反复加工。相应的表面为基准反复加工。5）应选尺寸精度与形位精度高，表面粗糙度较低，面积较大的）应选尺寸精度与形位精度高，表面粗糙度较低，面积较大的面为精基准，一方面减小基准位移误差，另一方面方便于装夹。面为精基准，一方面减小基准位移误差，另一方面方便于装夹。2）基准统一原则基准统一原则：多个表面的加工采用同一个定位基准，保证：多个表面的加工采用同一个定位基准，保证各表面间的位置精度。各表面间的位置精度。3）自为基准原则自为基准原则：以加工表面自身为定位基准。一般用于精度：以加工表面自身为定位基准。一般用于精度较高而余量较小的场合及拉削加工（保护拉刀）等。较高而余量较小的场合及拉削加工（保护拉刀）等。（4）加工阶段的划分）加工阶段的划分 遵循先粗后精的原则遵循先粗后精的原则 加工阶段：加工阶段：粗加工阶段粗加工阶段、半精加工阶段半精加工阶段、精加工阶段精加工阶段、光整加工阶段光整加工阶段 划分加工阶段的目的划分加工阶段的目的：保证加工质量，提高加工效率；保证加工质量，提高加工效率；及早发现毛坯缺陷并及时处理；及早发现毛坯缺陷并及时处理；便于合理选用设备；便于合理选用设备；便于热处理工序的安排。便于热处理工序的安排。1 1）有利于采用高效专用机床和工艺装备，生产效率高。）有利于采用高效专用机床和工艺装备，生产效率高。2 2）工序数目少，工艺路线短，便于生产计划和管理。）工序数目少，工艺路线短，便于生产计划和管理。3 3）设备数量少，操作工人少，生产面积小。）设备数量少，操作工人少，生产面积小。4 4）工件装夹次数少，节省了辅助时间，提高了加工面间的位）工件装夹次数少，节省了辅助时间，提高了加工面间的位置精度。置精度。5 5）专用设备、工艺装备投资大，生产准备工作量大，产品调）专用设备、工艺装备投资大，生产准备工作量大，产品调整困难。整困难。(7)(7)机床与工艺装备的选择机床与工艺装备的选择 机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；机床尺寸规格与工件的形体尺寸相适应；精度等级与本工序加工要求相适应；精度等级与本工序加工要求相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应；电机功率与本工序加工所需功率相适应；自动化程度和生产效率与生产类型相适应。自动化程度和生产效率与生产类型相适应。工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制工艺装备直接影响加工精度、生产效率和制 造成本。中小批条件下可选用通用工艺装备；造成本。中小批条件下可选用通用工艺装备；大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。大批大量生产中可考虑制造专用工艺装备。机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当机床和工艺装备的选择不仅要考虑投资的当 前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。应使其具有足够的柔性。例：例：（1 1）加工余量概念加工余量概念 1 1）加工余量：毛坯上留作加工用的材料层。）加工余量：毛坯上留作加工用的材料层。3 3）加工总余量）加工总余量Z0 ：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。2 2）工序余量）工序余量Zi：相邻两工序尺寸之差。：相邻两工序尺寸之差。1niiZZ04 4）单边余量）单边余量Zb 非对称表面非对称表面,如平面等的加工余量如平面等的加工余量：Zb=la-lb5 5）双边余量）双边余量 2Zb 外圆内圆等外圆内圆等回转体回转体对称对称表面的表面的加工余量：加工余量：外圆表面外圆表面 2 Zb=da-db ，内圆表面内圆表面 2 Zb=Db-Da 工序尺寸的公差，一般规定按工序尺寸的公差，一般规定按“入体原则入体原则”单向标注，而单向标注，而在毛坯的尺寸公差一般采用双向标注。在毛坯的尺寸公差一般采用双向标注。对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为对于包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0，其最小尺寸，其最小尺寸 就是基本尺寸；对于被包容尺寸（轴），上偏差为就是基本尺寸；对于被包容尺寸（轴），上偏差为0 0，其，其最大尺寸就是基本尺寸。最大尺寸就是基本尺寸。最大最大/最小余量最小余量Zmax=la (lb Tb)=Zb+Tb Zmin=(la Ta)lb=Zb Ta工序余量变动范围工序余量变动范围 Tz=ZmaxZmin =Tb+Ta工序余量又分为工序余量又分为公称余量公称余量Zb、最大余量、最大余量Zmax、最小余量、最小余量Zmin对于被包容尺寸，本工序对于被包容尺寸，本工序公称余量公称余量 Zb=la-lb 对于包容尺寸，本工序的对于包容尺寸，本工序的公称余量公称余量 Zb=lb-la（2）影响加工余量的因素）影响加工余量的因素 l 上道工序留下的表面粗糙度和上道工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层，本工序必须切除。表面缺陷层，本工序必须切除。l 上道工序的尺寸公差上道工序的尺寸公差Ta l 工件各表面相互位置的空间偏工件各表面相互位置的空间偏差差ea l 本道工序的安装误差本道工序的安装误差 b（3）加工余量的确定方法加工余量的确定方法 1）计算法）计算法 2）经验估计法）经验估计法 3）查表法）查表法 1）基准重合时工序尺寸和公差的确定）基准重合时工序尺寸和公差的确定 l 确定各工序的加工余量确定各工序的加工余量 l 计算各工序的尺寸（逆推法）计算各工序的尺寸（逆推法）l 确定各工序的尺寸公差及表面粗糙确定各工序的尺寸公差及表面粗糙例：某机床主轴孔要求为例：某机床主轴孔要求为 100+0.035（Ra0.8），毛坯为铸造孔，确），毛坯为铸造孔，确定表中各工序尺寸及偏差。定表中各工序尺寸及偏差。工序名称工序名称工序余量工序余量工序所能达精度工序所能达精度工序尺寸工序尺寸工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差浮动镗孔浮动镗孔0.1精镗孔精镗孔0.5半精镗孔半精镗孔2.4粗镗孔粗镗孔5毛坯孔毛坯孔总余量8)(7035.00 H)(8054.00 H)(1014.00 H21 )(1354.00 H035.00100 10092597 974.24.99 4.995.09.99 9.991.0100 054.009.99 14.004.99 54.0097 2192 粗车一半精车一粗车一半精车一高频淬火一粗磨高频淬火一粗磨一精磨一研磨一精磨一研磨用查表法确定加工余量用查表法确定加工余量 研磨余量为研磨余量为0.01mm;0.01mm;精磨余量为精磨余量为0.1mm;0.1mm;粗磨余量为粗磨余量为0.3mm;0.3mm;半精车余量为半精车余量为1.1mm;1.1mm;粗车余量为粗车余量为4.5mm4.5mm。加工总余量为加工总余量为6.01mm6.01mm，取加工总余量为，取加工总余量为6mm6mm，把粗车，把粗车余量修正为余量修正为4.49mm4.49mm。计算各加工工序基本尺寸计算各加工工序基本尺寸 研磨后工序基本尺寸为研磨后工序基本尺寸为50mm(50mm(设计尺寸设计尺寸)，其它各工序基，其它各工序基本尺寸依次为：本尺寸依次为：确定工艺路线确定工艺路线：精精 磨磨 50mm 50mm十十0.Olmm0.Olmm50.0lmm50.0lmm粗粗 磨磨 50.0lmm 50.0lmm十十0.1mm0.1mm50.11mm50.11mm半精车半精车 50.11mm 50.11mm十十0.3mm0.3mm50.41mm50.41mm粗粗 车车 50.41mm 50.41mm十十1.1mm1.1mm51.5lmm51.5lmm毛毛 坯坯 51.5lmm 51.5lmm十十4.49mm4.49mm56mm56mm确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度 由工艺设计手册查得由工艺设计手册查得:研磨研磨IT5IT5，Ra0.04um(Ra0.04um(零件的设计要零件的设计要求求)；精磨；精磨:IT6:IT6，Ra0.16um;Ra0.16um;粗磨粗磨:IT8:IT8，Ra1.25um;Ra1.25um;半精车半精车:ITll,Ra2.5um:ITll,Ra2.5um；粗车；粗车:IT13,Ra16um:IT13,Ra16um。查公差表查公差表，将查得的公差数值按，将查得的公差数值按“入体原则入体原则”标注在工序标注在工序基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为2mm2mm。例：有一大量生产之小轴，毛坯为热轧棒料，经粗车、半精例：有一大量生产之小轴，毛坯为热轧棒料，经粗车、半精车、淬火、磨削后，其外圆尺寸达图样要求车、淬火、磨削后，其外圆尺寸达图样要求0013.030mm。已知各工序的加工余量及加工精度，试确定各工序。已知各工序的加工余量及加工精度，试确定各工序尺寸、偏差、毛坯尺寸及粗车余量，并填下表（余量系双尺寸、偏差、毛坯尺寸及粗车余量，并填下表（余量系双边余量）：边余量）：工序名称工序名称工序余量工序余量加工精度加工精度工序尺寸及偏差工序尺寸及偏差精精 磨磨0.10.013(IT6)粗粗 磨磨0.40.033(IT8)半半 精车精车1.50.084(IT10)粗粗 车车 40.21(IT12)毛坯尺寸毛坯尺寸+0.75-0.4 不能用上面所述的反推不能用上面所述的反推计算法计算法，而是需要，而是需要借助尺寸链借助尺寸链的分析和计算的分析和计算。第第4 4节节 工艺尺寸链工艺尺寸链1 1 尺寸链及尺寸链计算公式尺寸链及尺寸链计算公式 按一定顺序按一定顺序首尾首尾连接连接的尺寸形成的的尺寸形成的封闭封闭尺寸组，称为尺寸组，称为尺寸链。尺寸链。由单个零件在工艺过程中的有关工艺尺寸所形成的尺寸链，由单个零件在工艺过程中的有关工艺尺寸所形成的尺寸链，就称为工艺尺寸链。就称为工艺尺寸链。图示工件图示工件 加工时，先加工工件长度，再加工小加工时，先加工工件长度，再加工小孔，最后加工大孔，控制大孔深度，孔，最后加工大孔，控制大孔深度，而小孔深度是由加工工件总长和大孔而小孔深度是由加工工件总长和大孔深度决定的，故小孔的深度即为封闭深度决定的，故小孔的深度即为封闭环。环。测量时，小孔的深度无法直接检测，测量时，小孔的深度无法直接检测，一般先检测工件长度和大空深度，小一般先检测工件长度和大空深度，小孔深度为自然获得尺寸，故同样小孔孔深度为自然获得尺寸，故同样小孔深度为封闭环。深度为封闭环。设计时大孔的深度未标注，是由工件设计时大孔的深度未标注，是由工件长度和小孔的深度所决定。故它就是封长度和小孔的深度所决定。故它就是封闭环。闭环。mkqqkpPAAA110mkqqkppmkqqkppESEIEIEIESES110110110niiTTmkqqkppmkqqkppAAAAAA1max1minmin01min1maxmax0封闭环也就是公差最大的那个尺寸。封闭环也就是公差最大的那个尺寸。mkqqkpp110 Amax=A+ES；Amin=A-EI ES=Amax-AT/2+；EI=AAmin=-T/2 i=（ESi+EIi）/2 A0=A1-A2=50-40ES(A0)=ES(A1)-EI(A2)EI(A0)=EI(A1)-ES(A2)=-0.17T(A0)=T(A1)+T(A2)=0-(-0.36)+0-(-0.17)=0.53=0-(-0.36)=0.36大孔尺寸为：400.36-0.17 例：A0=A1-A2=50-1040ES(A0)=ES(A1)-EI(A2)EI(A0)=EI(A1)-ES(A2)=-0.17=0-0=0大孔尺寸为：400.19 0A2=A1-A0EI(A2)=ES(A1)-ES(A0)ES(A2)=EI(A1)-EI(A0)（0.17)-(-0.36)=0.19)2/()2/(110qqmkqqppkppTeTemiiiTkkT122001A0=A1-A2A2=A1-A0ES0=ES1-EI2=（30-10）mm=20mmEI2=ES1-ES0=（0-0.3）mm=-0.3mmEI0=EI1-ES2 ES2=EI1-EI0=-0.2-（-0.3）mm=0.1mm 如图所示尺寸链,已知：A1150.009;A2=10（0，-0.15）;A3=35(0,-0.25),求封闭环A0的大小和偏差。？A=（43.6-20+19.8）mm=43.4mm ES（A）=（0.34-0.025+0）mm=0.315mmEI（A）=（0-0+0.05）mm=0.05mmA=43.4+0.315+0.050mm按“偏差入体标注”原则标注尺寸，并对第三位小数进行四舍五入，可得工序尺寸：A=43.45+0.270mm例题例题1：图中尺寸图中尺寸A2不能直接测量，不能直接测量，应如何加工控制？应如何加工控制？mmAmmAmmA005.03025.02015.013210052基本尺寸基本尺寸BSBX增环增环A4减环减环:A1 A3封闭环封闭环A A4=184 BS(A4)=-0.2 BX(A4)=-0.25 -52 0.15 0 -32 0.05 0 100 0 -0.252.025.0184 一批工件其部分工艺过程为：车外圆至一批工件其部分工艺过程为：车外圆至 ；渗碳淬火；磨外圆至渗碳淬火；磨外圆至 。计算为了保证渗碳。计算为了保证渗碳层深度层深度0.71mm的渗碳工序渗入深度的渗碳工序渗入深度t的尺寸范围。的尺寸范围。基本尺寸基本尺寸BSBX增环增环:A3 A2减环减环A1封闭环封闭环A因此渗碳深度因此渗碳深度t为：为：0.9651.22mm 例题例题2：006.05.40003.040 20 0 -0.015 -20.25 0.03 0 0.7 0.3 0 A3=0.95 BS(A3)=0.27 BX(A3)=0.015（1）时间定额时间定额在一定条件下规定生产一件产品或完成一道工序所耗时间在一定条件下规定生产一件产品或完成一道工序所耗时间 由以下几部分组成：由以下几部分组成：1）基本时间）基本时间 tm tm=il+l1+l2n f 2）辅助时间）辅助时间 ta 基本时间与辅助时间的总和称为基本时间与辅助时间的总和称为作业时间。作业时间。3）布置工作地时间）布置工作地时间 ts 4）休息和生理需要时间）休息和生理需要时间 tr 5）准备与终结时间）准备与终结时间 tbe （2）提高劳动生产率的基本途径）提高劳动生产率的基本途径:l 改进产品的结构设计改进产品的结构设计（1）尽可能减少零件的数量和重量）尽可能减少零件的数量和重量（2）改善零件结构工艺性）改善零件结构工艺性（3）合理标注零件加工精度和表面质量要求）合理标注零件加工精度和表面质量要求（4）尽可能采用成熟的工艺和标准零部件）尽可能采用成熟的工艺和标准零部件l 采用先进工艺和新技术采用先进工艺和新技术l l 改善生产组织管理改善生产组织管理（1）采用先进的生产组织形式：流水线、自动线、）采用先进的生产组织形式：流水线、自动线、FML、FMS等。等。（2）改进生产管理：）改进生产管理：CIMS、JT（敏捷制造或准时制造）、精（敏捷制造或准时制造）、精益生产、益生产、MRP（物质需求计划管理）、并行工程等。（物质需求计划管理）、并行工程等。（3）提高劳动生产率的技术措施）提高劳动生产率的技术措施 缩短基本工艺时间缩短基本工艺时间 1）提高切削用量，可降低切削时间，如：采用高速切削、强）提高切削用量，可降低切削时间，如：采用高速切削、强力切削等。力切削等。2）减少切削行程长度少，即减加工表面长度及切入、切出长）减少切削行程长度少，即减加工表面长度及切入、切出长度。度。3）合并工步与合并走刀）合并工步与合并走刀 4）减少毛坯的加工余量）减少毛坯的加工余量 5）改善切削条件）改善切削条件 缩短辅助时间缩短辅助时间 1）采用先进夹具）采用先进夹具 2）采用转位夹具或回转工作台，可减少装夹等辅助时间。）采用转位夹具或回转工作台，可减少装夹等辅助时间。3）采用连续加工：采用连续回转工作台、装卸工件不停机。）采用连续加工：采用连续回转工作台、装卸工件不停机。4）采用快速换刀或自动换刀装置）采用快速换刀或自动换刀装置 5）采用主动检验或自动测量装置，减少停机测量时间。）采用主动检验或自动测量装置，减少停机测量时间。同时缩短基本工艺时间和辅助时间同时缩短基本工艺时间和辅助时间 1）多件加工）多件加工 2）多刀或多刀的复合刀具切削加工）多刀或多刀的复合刀具切削加工 缩短准备终结时间缩短准备终结时间 1）使夹具、刀具调整通用化）使夹具、刀具调整通用化 2）采用微调机构和对刀辅助工具）采用微调机构和对刀辅助工具 3）采用可换刀架或刀夹）采用可换刀架或刀夹 4）采用准备终结时间极少的先进加工设备）采用准备终结时间极少的先进加工设备 合理选用高效自动化加工合理选用高效自动化加工 对少品种大批量生产，可通过通用机床的自动化改对少品种大批量生产，可通过通用机床的自动化改造、完善自动机床的自动化程度。采用专用机床和组造、完善自动机床的自动化程度。采用专用机床和组合机床、自动线加工等途径实现自动化。合机床、自动线加工等途径实现自动化。对多品种、小批量生产，除改装通用设备外，尽可对多品种、小批量生产，除改装通用设备外，尽可能实现加工过程的程序控制，如能实现加工过程的程序控制，如GT、NC、MC、FMS等。等。CAPP技术技术（1）缩短单件时间定额1)缩减基本时间（a)提高切削用量（b)减少切削行程长度 如用几把车刀同时加工同一个表面。（c)合并工步复合工步复合刀具加工顺序加工（d)多件加工平行多件加工平行顺序加工2)缩减辅助时间（a)直接缩减辅助时间 采用先进夹具：气动、液压驱动的高效夹具。对单件小批生产实行成组工艺，采用成组夹具或通用夹具。（b)间接缩减辅助时间使辅助时间与基本时间部分或全部重合以减少辅助时间。往复式进给铣夹具连续回转进给加工(c)缩减工作地点服务时间 缩减刀具调整，提高刀具或砂轮的耐用度。(d)缩减准备终结时间 设法使零件通用化和标准比，以增大批量或采用成组工艺。（2）采用先进工艺方法采用特种加工提高毛坯精度减少切削加工，节约原材料采用少、无切削工艺改进加工方法（3）进行高效及自动化加工基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件机器装配系统示意图：目的是去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污，并使零件具有一定的防锈能力。：是装配的主要工作。是装配的主要工作。连接包括：连接包括：(用螺纹、键、销连接等用螺纹、键、销连接等)(用焊接、粘结、铆接和过盈配合等用焊接、粘结、铆接和过盈配合等)。是指几个零件配钻、配铰、配刮和配磨等。配刮和配磨的目的是为增加相配表面的接触面积和提高接触刚度。4)：对转速较高、旋转平稳性要求较高的机器，为了防防止运转中发生振动止运转中发生振动，对旋转零、部件进行平衡。平衡包括：以消除质量分布不均所造成的静力不平衡。以消除质量分布不均所造成的力偶不平衡。5)：按照有关技术标准和规定进行。相互位置精度相互运动精度相互配合精度q 机器装配精度分析回转台床鞍升降台P0TRS图 卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配精度的因素 零件的加工精度（与多个零件精度有关，图）装配方法与装配技术 零件间的接触质量 力、热、内应力引起的零件变形 旋转零件的不平衡 q 装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则 确定封闭环确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求 装配尺寸链查找方法装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿装：取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环。面间的位置尺寸和位置关系，便是装配尺寸链的组成环。组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链。装配尺寸链。又称一件一环原则。又称一件一环原则。装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围完全互换法 配合件公差之和小于/等于规定装配公差；装配操作简单；便于组织流水作业和维修大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度要求不高者统计互换法 配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；装配操作简单，便于流水作业；会出现极少数超差件 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配 分组选配法 零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；零件误差较完全互换法可以大数倍适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合修配法 预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械加工，达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合调整法 装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；静调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合1）装配尺寸链的完全互换法采用极值算法计算装配尺寸链封闭环公差的分配a）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值b）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定c）当分配待定的组成环公差时，一般可按经验视各环当分配待定的组成环公差时，一般可按经验视各环尺寸加工难易程度加以分配。如果尺寸相近，加工方法尺寸加工难易程度加以分配。如果尺寸相近，加工方法相同，则取其公差值相等；难加工或难测量的组成环，相同，则取其公差值相等；难加工或难测量的组成环，其公差可取较大值。其公差可取较大值。d）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环作“协调环”，协调环公差带的位置由装配尺寸链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸齿轮齿轮 3 3 要在轴要在轴 1 1 上回转，上回转，故要求齿轮左右端面与轴故要求齿轮左右端面与轴套套 4 4、档圈、档圈 2 2之间应留有之间应留有一定间隙。己知一定间隙。己知 A A1 1=35mm=35mm，A A2 2=14mm=14mm，A A3 3=49mm=49mm，若要求，若要求装配后齿轮右端的间隙在装配后齿轮右端的间隙在 0.100.10 0.35mm 0.35mm 之间，试之间，试以完全互换装配法解算各以完全互换装配法解算各组成环的公差和极限偏差。组成环的公差和极限偏差。解：画装配尺寸链，判断增、画装配尺寸链，判断增、减环，计算封闭环基本尺减环，计算封闭环基本尺寸和公差：寸和公差：有题意知在有题意知在 A A0 0与与 A A1 1、A A2 2、A A3 3组成的尺寸链中，组成的尺寸链中，A A1 1、A A2 2为减环，为减环，A A3 3是增环。是增环。封闭环基本尺寸封闭环基本尺寸 A A0 0：A A0 0=Ap-Aq=A=Ap-Aq=A3 3-（A A1 1+A+A2 2）=0mm=0mm 封闭环公差封闭环公差 T T0 0：T T0 0=（0.35-0.100.35-0.10）mm=0.25mm mm=0.25mm 所以：所以：A0A00 0+0.10+0.10+0.35+0.35 确定各组成环公差和协调环确定各组成环公差和协调环按照按照“等公差法等公差法”分配各组成环公差分配各组成环公差T TavAavA ：T TavAavA=T=T0 0/m=0.25/3mm0.083mm/m=0.25/3mm0.083mm 由于由于A A2 2是一个挡圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具是一个挡圈，易于加工，而且其尺寸可以用通用量具测量，因此选它作为协调环。测量，因此选它作为协调环。T T1 1=T=T3 3=0.10mm=0.10mmT T2 2=T=T0 0-T-T1 1-T-T3 3=（0.25-0.10-0.100.25-0.10-0.10）mm=0.05mmmm=0.05mm组成环的公差值为：组成环的公差值为：确定各组成环的极限偏差确定各组成环的极限偏差 入体方向不明的长度尺寸，其极限偏差按入体方向不明的长度尺寸，其极限偏差按“对称偏差对称偏差”原则配置。原则配置。A A1 1=35=350 0-0.10-0.10mmmmA A3 3=（49490.050.05）mm mm 确定协调环的极限偏差确定协调环的极限偏差 有有ESES0 0=ES=ESp p-EI-EIq q 得得 EI EI2 2=-0.20mm=-0.20mm有有 EI EI0 0=EI=EIp p-ES-ESq q 得：得：ESES2 2=-0.15mm=-0.15mm故故 A A2 2=14=14-0.15-0.15-0.20-0.20mmmm 核算封闭环的极限尺寸核算封闭环的极限尺寸 A A0max0max=A=Apmaxpmax-A-Aqminqmin 0.343mm 0.343mmA A0min0min=A=Apminpmin-A-Aqmaxqmax 0.10mm 0.10mm核算结果表明，封闭环尺寸符合规定要求，故所求组成核算结果表明，封闭环尺寸符合规定要求，故所求组成环尺寸和极限偏差分别为：环尺寸和极限偏差分别为：A A1 1=35=350 0-0.10-0.10mmmm，A A2 2=14=14-0.150-0.150-0.193-0.193mmmm，A A3 3=（49490.050.05）mm mm【解】图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30,A2=5,A3=43,（标准件），A5=5。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例】A2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 040.053AT4=0.05,T1=0.06,T3=0.1,T2=T5=0.023）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：，除协调环以外各组成环公差按入体标注：040.053A0.10003020.0210.0643,5,30AAA 计算协调环偏差：EI5=-0.12,ES5=-0.1最后可确定：0.150.125AA2A3A1A5A4A0 齿轮与轴部件装配 2）装配尺寸链的统计互换法采用概率算法计算装配尺寸链封闭环公差分配原则同完全互换法 己知己知 A A1 1=35mm=35mm，A A2 2=14mm=14mm，A A3 3=49mm=49mm，若要求装配后齿，若要求装配后齿轮右端的间隙轮右端的间隙A A0 00 0+0.10+0.10+0.35+0.35解：画装配尺寸链，判断增、画装配尺寸链，判断增、减环，计算封闭环基本尺减环，计算封闭环基本尺寸和公差：寸和公差：有题意知在有题意知在 A A0 0与与 A A1 1、A A2 2、A A3 3组成的尺寸链中，组成的尺寸链中，A A1 1、A A2 2为减环，为减环，A A3 3是增环。是增环。封闭环基本尺寸封闭环基本尺寸 A A0 0：A A0 0=Ap-Aq=A=Ap-Aq=A3 3-（A A1 1+A+A2 2）=0mm=0mm 封闭环公差封闭环公差 T T0 0：T T0 0=（0.35-0.100.35-0.10）mm=0.25mm mm=0.25mm 所以：所以：A0A00 0+0.10+0.10+0.35+0.35 确定各组成环公差和协调环确定各组成环公差和协调环按照按照“平均平方公差平均平方公差”分配各组成环公差分配各组成环公差T TavAavA ：T T1 1=T=T3 3=0.160mm=0.160mmT T2 20.106mm 0.106mm 取取0.700.70组成环的公差值为：组成环的公差值为：22220123203/30.25/30.144avavTTTTTTT活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为28，加工经济公差为0.01。现采用分组选配法进行装配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组尺寸。将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。【例】活塞与活塞销组件图【解】1）建立装配尺寸链 如图所示。3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为：，将其分为 4组，解图所示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：001.0128AA1（活塞销直径）A2（销孔直径）A0活塞销与活塞销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径0025.0005.02800025.028005.00075.0280075.001.028005.00075.0280075.001.02801.00125.0280125.0015.0282）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。采用修配法时，装配尺寸链中各尺寸均按经济公差制造，但留出一个尺寸做修配环。通常选容易修配加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。4 4）修）修配装配法配装配法解解选择修配环选择修配环 从便于修配考虑，选取组成环从便于修配考虑，选取组成环 A2 A2为修配环。为修配环。确定组成环极限偏差确定组成环极限偏差 按加工经济精度确定各组成环公差，按加工经济精度确定各组成环公差，并按并按“入体标注入体标注”原则确定极限偏差，原则确定极限偏差，A A1 1=53h10=53=53h10=53（0 0，-0.12-0.12）mmmm，A A3 3=15.74h11=15.74=15.74h11=15.74（0 0，-0.055-0.055）mmmm，A A4 4=71.74js11=71.74js11=（71.7471.740.0950.095）mmmm，A A5 5=22js11=22js11=（22220.0650.065）mmmm，并设并设 A A2 2=25=25（+0.13+0.13，0 0）mmmm。计算封闭环极限尺寸计算封闭环极限尺寸 A A0max0max、A A0min0min A A0max0max=A=A4max4max+A+A5max5max-A-A1min1min-A-A2min2min-A3-A3minmin =0.335mm =0.335mm A A0min0min=A=A4min4min+A+A5min5min-A-A1max1max-A-A2max2max-A3-A3maxmax =-0.29mm =-0.29mm由此可知由此可知 A A0 0=0=0+0.335+0.335-0.290-0.290mmmm由于封闭环由于封闭环 A A0 0不符合装配要求，需通过修配修配环不符合装配要求，需通过修配修配环 A A2 2来来达到规定的装配精度。达到规定的装配精度。（必须保证有（必须保证有0.170.17 0.28mm 0.28mm 的啮合间隙）的啮合间隙）最大为最大为+0.335mm+0.335mm，最小为，最小为-0.29mm-0.29mm。当出现齿条相对。当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙大于于齿轮的啮合间隙大于 0.28mm 0.28mm 时，无法通过修配时，无法通过修配A2A2来达来达到规定的装配精度要求。到规定的装配精度要求。修配环基本尺寸修配环基本尺寸 A2=25+AA2=25+A2 2=25.06mm =25.06mm 确定修配环尺寸确定修配环尺寸 验算修配量验算修配量 当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙为最大值（为最大值（+0.28mm+0.28mm）时，无需修配）时，无需修配就能满足装配精度要求；当出现齿条就能满足装配精度要求；当出现齿条相对于齿轮的间隙为相对于齿轮的间隙为-0.35mm -0.35mm 时，时，修配环的修配量最大，修配环的修配量最大，A2A2的的 最最 大大 修修 配配 量量 Kmax=Kmax=（0.35+0.170.35+0.17）mmmm=0.52mm=0.52mm。在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，除调整环在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，除调整环外各组成环均以加工经济精度制造，由于扩大组成环制造公差外各组成环均以加工经济精度制造，由于扩大组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，通过调节调整件相对位置的方累积造成的封闭环过大的误差，通过调节调整件相对位置的方法消除，最后达到装配精度要求。法消除，最后达到装配精度要求。调节调整件相对位调节调整件相对位置的方法有可动调整置的方法有可动调整法、固定调整法和误法、固定调整法和误差抵消调整法等差抵消调整法等 3 3种种 1 1）可动调整法）可动调整法 通过更换不同尺寸的固定调整环进行补偿由于扩大组成通过更换不同尺寸的固定调整环进行补偿由于扩大组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，达到装配精度达到装配精度要求。这种装配方法，称为固定调整装配方法。要求。这种装配方法，称为固定调整装配方法。图所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在0.050.20范围内。若A1和A2的基本尺寸分别为50和45，按加工经济精度确定A1和A2的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片AK的厚度。A0A2A1AKa）固定调节法示例AKA0ASASA2A1b）c）0.1501020.1050;45AA由题意：由尺寸链由尺寸链b b，可求出：可求出：0.2505SA 级 号 1 2 3 空位尺寸 调节垫片厚度0.1004.950.1005.050.105.1500.054.9500.055.0500.055.15式中 TS、T0、TK 分别为空位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差本例中：T0=0.15,TS=0.25,并假定 TK=0.05，代入上式得到：z3取 n=3，将空位尺寸适当分级后解尺寸链，可确定调节件各级尺寸由此可确定出分级数z：0SKTzTT确定调整环的基本尺寸（上偏差为确定调整环的基本尺寸（上偏差为0 0，下偏差为，下偏差为0.05)0.05)：Asmin-A0=5.95,即Ak1=4.95(0,-0.05)尺寸间隔为0.1,在机器装配中，通过调整被装零件的相对位置，使加工在机器装配中，通过调整被装零件的相对位置，使加工误差相互抵消，可以提高装配精度，这种装配方法称为误误差相互抵消，可以提高装配精度，这种装配方法称为误差抵消调整法。差抵消调整法。l 1）零件）零件 结构通用化、标准化、系列化的程度；结构通用化、标准化、系列化的程度；2）零件加工工艺复杂程度及经济性；）零件加工工艺复杂程度及经济性；3）材料的利用率；）材料的利用率；4）加工面积的大小和实现自动化加工的可能性。）加工面积的大小和实现自动化加工的可能性。l 结构工艺性是相对的，与生产规模、设备条件、技术水平等结构工艺性是相对的，与生产规模、设备条件、技术水平等因素密切相关因素密切相关例如：螺纹退刀槽、砂轮越程槽、刨、插退刀槽例如：螺纹退刀槽、砂轮越程槽、刨、插退刀槽 刀具形状影响：钻孔顶角、不能在斜面上钻孔，出口也不刀具形状影响：钻孔顶角、不能在斜面上钻孔，出口也不能是斜面、孔轴线必须是直线；铣刀圆弧，内凹处不能是尖角能是斜面、孔轴线必须是直线；铣刀圆弧，内凹处不能是尖角。3）零件结构要素标准化、系列化，以简化工艺装备（刀具）零件结构要素标准化、系列化，以简化工艺装备（刀具、夹具、量具及辅具等）。、夹具、量具及辅具等）。4）合理规定尺寸精度、表面粗糙度要求及主要件的性能参）合理规定尺寸精度、表面粗糙度要求及主要件的性能参数，以缩短加工过程。数，以缩短加工过程。5）把先进的工艺方法与工厂）把先进的工艺方法与工厂 实际生产条件结合起来。实际生产条件结合起来。图例：便于加工图例：便于加工图：刀具结构影响图：刀具结构影响（1 1）机器结构应能划分成几个独立的装配单元机器结构应能划分成几个独立的装配单元1 1）便于组织平行装配流水作业，可以缩短装配周期；便于组织平行装配流水作业，可以缩短装配周期；2 2）便于组织厂际协作生产，便于组织专业化生产；）便于组织厂际协作生产，便于组织专业化生产；3 3）有利于机器的维护修理和运输。）有利于机器的维护修理和运输。（2 2）尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工劳动量尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工劳动量修配劳动量比较修配劳动量比较机械加工劳动量比较机械加工劳动量比较(3)(3)机器结构应便于装配和拆卸机器结构应便于装配和拆卸谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH