,项目三、叉架类零件加工,任务一 确定加工余量,任务二 确定工序尺寸及公差,任务三 确定切削要素,任务四 技术经济分析,任务五 填写工艺文件,学习目标,任务一 确定加工余量,加工余量加工过程中从加工表面切去材料层厚度 工序（工步）余量某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度, 双边余量,式中 Zb本工序余量； a 前工序尺寸； b 本工序尺寸。,实际切除的金属层厚度=加工余量的一半。, 单边余量,实际切除的金属层厚度=加工余量,1加工余量的概念与影响因素,任务一 确定加工余量,总加工余量零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度,式中 ZS 总加工余量； Zi 第i道工序加工余量； n 该表面加工工序数。,余量公差,式中 TZ 余量公差； Ta 上工序尺寸公差； Tb 本工序尺寸公差。,TZ=Ta+Tb,任务一 确定加工余量,1）上工序留下的表面粗糙度值Ry和表面缺陷层深度Ha 本工序必须把上工序留下的表面粗糙度和表面缺陷层全部切去，因此本工序余量必须包括这两项因素。 2）上工序的尺寸公差Ta 上工序加工表面存在形状误差，如平面度、圆柱度等，其总和不超过Ta ，为使本工序能切去这些误差，工序余量应包括Ta项。,影响加工余量的因素,3）Ta值没有包括的上工序留下的空间位置误差 ea,4）本工序的装夹误差 b 如果本工序存在装夹误差（定位误差、夹紧误差），在确定本工序加工余量时还应考虑b的影响。 ea与b都是向量，要用矢量相加所得矢量和的模进行余量计算。,任务一 确定加工余量,最小余量构成：, 采用浮动镗刀块镗孔,式中 Ry上一工序表面粗糙度； Ha上一工序表面缺陷层； ea 上一工序形位误差； b本工序装夹误差。,（4-8）, 无心磨床磨外圆, 研磨、抛光平面,任务二 确定加工余量,2.加工余量确定方法,计算法采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。,经验法由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。,查表法利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。,需要指出的是，目前国内各种手册所给的余量多数为基本余量，基本余量等于最小余量与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，此点在应用时需加以注意。,任务二 确定工序尺寸及公差,1工艺尺寸链的概念及计算方法,组成环：加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成环； 封闭环：间接获得的尺寸A0称为封闭环； 增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环如A2叫增环； 减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环如A1叫减环,1）尺寸链的组成,任务二 确定工序尺寸及公差,尺寸链图 将尺寸链中各相应的环，用尺寸或符号标注在示意图上，这种尺寸图称为尺寸链图 作法：首先确定间接保证的尺寸，定为封闭环；然后从封闭环起，画出各组成环；尺寸首尾相接，顺一个方向画箭头，构成封闭图形。,工艺尺寸链的构成，取决于工艺方案和加工方法，确定封闭环是关键； 一个尺寸链只能解一个封闭环； 请注意箭头方向： 与封闭环同向者为减环 与封闭环异向者为增环,任务二 确定工序尺寸及公差,尺寸链的形式 按环的几何特征分：长度、角度、组合尺寸链 按应用场合分：装配、工艺、零件尺寸链 按各环所处空间位置分：直线、平面、空间尺寸链,尺寸链的特性 封闭性：尺寸链必是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺寸封闭图。其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对此有影响的直接获得的尺寸。 关联性：尺寸链中间接保证的尺寸即精度直接保证的尺寸精度支配，且间接保证的尺寸精度必然低于直接获得的尺寸精度,任务二 确定工序尺寸及公差,尺寸链计算,尺寸链计算, 正计算 反计算 中间计算,尺寸链计算方法, 用极值法解尺寸链：是按尺寸链各环均处于极值条件来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的 用统计法解尺寸链：是运用概率论理论来分析计算封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的,任务二 确定工序尺寸及公差,a)封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即,b)封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减 去减环最小极限尺寸之和，即,c)封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减 去减环最大极限尺寸之和，即,用极值法解算尺寸链的计算公式,任务二 确定工序尺寸及公差,d)封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之 和 ，即,e)封闭环的下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之 和 ，即,f)封闭环的公差等于组成环公差之和，即,用极值法解算尺寸链的计算公式,任务二 确定工序尺寸及公差,2确定工序尺寸及公差,基准重合时，工序尺寸及其公差的计算,当工序基准、定位基准或测量基准与设计基准重合，表面多次加工时，计算顺序是由最后一道工序开始，即由设计尺寸开始向前推算到毛坯尺寸,1）确定各工序加工余量（查工艺手册）；2）从设计尺寸开始，逐次加上（对于轴类）或减去（对于孔类）每道工序的加工余量，可分别得到各工序的基本尺寸；3）除最终加工工序取设计尺寸公差外，其余各工序按各自采用的加工方法所对应的加工经济精度确定工序尺寸公差；4）除最终工序外，其余各工序按“入体原则”标注工序尺寸公差；5）毛坯余量通常由毛坯图给出，故第1工序余量由计算确定，公差一般标注对称公差。,计算步骤：,任务二 确定工序尺寸及公差,表1：主轴孔工序尺寸及公差的确定,任务二 确定工序尺寸及公差,当零件加工过程中多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准或工序基准与设计基准不重合时，需利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算,基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算,（1）定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,当采用调整法加工一批零件，若所选的定位基准与设计基准不重合，那么该加工表面的设计尺寸就不能由加工直接得到。这时，就需进行有关的工序尺寸计算以保证设计尺寸的精度要求，并将计算的工序尺寸标注在该工序的工序图上。,任务二 确定工序尺寸及公差,案例1： 加工图a）所示工件，设1面已加工好，现以1面定位加工3面和2面，其工序简图如图b）所示，试求工序尺寸A1与A2。,任务三 确定工序尺寸及公差,在加工或检查零件的某个表面时，有时不便按设计基准直接进行测量，就要选择另外一个合适的表面作为测量基准，以间接保证设计尺寸，为此，需要进行有关工序尺寸的计算。,（2）测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,案例3 右图所示零件，尺寸 A0不好测量，改测尺寸A2 ，试确定A2的大小和公差。,A2是测量直接得到的尺寸，是组成环；A0是间接保证的，是封闭环。计算尺寸链可得到：,【解】,任务二 确定工序尺寸及公差,按换算后的工序尺寸进行加工，测量时，发现超出换算尺寸要求，工件应报废，但可能出现要保证的设计尺寸仍在要求的公差范围内的现象，这时工件实际上是合格的，这就是出现的假废品现象。,假废品问题：,为了避免将实际合格的零件报废而造成浪费，对换算后的测量尺寸（或工序尺寸）超差的零件，应重新测量其他组成环的尺寸，再计算出封闭环的尺寸，以判断是否为废品。,任务三 确定工序尺寸及公差,案例4,任务二 确定工序尺寸及公差,（3）一次加工满足多个设计尺寸要求的工序尺寸计算, 中间工序尺寸A1的计算 A1基本尺寸 A0 =A1+A-A2 43.3=A1 +20 19.8 得A1 =43.1 验算公差 T0 =T1 +T3+T2 T1 = 0.20.0310.0195 =0.1495,解： 作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环A1、A3和减环A2；,A1上偏差 0.2= ESA1 +0.01950 ESA1= 0.2 0.0195 = 0.1805 A1下偏差 0 = EIA1+0 0.031 EIA1= 0.031 故插键槽时的工序尺寸A1 =43.1+0.1805,解： 作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环A1、t 和减环A2 ；,（4）保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸计算,任务二 确定工序尺寸及公差,任务二 确定工序尺寸及公差,（5）电镀零件有关工序尺寸换算,生产中,电镀零件表面,有两种情况： 一种是镀后尚需加工,其有关工序尺寸换算,与渗碳零件有关工序尺寸换算是相同的; 另外一种是镀后不加工,其工序尺寸换算或封闭环的判断则不相同。 例:如图所示轴套零件,其28-0.045外圆表面要求镀铬,镀层厚度为0.0250.04(即双边为0.050.08或0.08-0.03),该表面的加工顺序为:车磨电镀，求磨外圆的工序尺寸A。,任务二 确定工序尺寸及公差,任务二 确定工序尺寸及公差,解:1) 画尺寸链图 2) 判断环的性质 镀后保证的设计尺寸28-0.045为封闭环, 工序尺寸A及镀层厚度0.08-0.03为增环。 3) 计算尺寸链 A=28-0.08=27.92mm 0=ESA1+ESA2 ESA1=0-0 -0.045=EIA1-0.03 EIA1=-0.015mm 则，磨外圆的工序尺寸A1=27.92-0.015mm,任务二 确定工序尺寸及公差,习题1,任务二 确定工序尺寸及公差,习题2,任务二 确定工序尺寸及公差,习题3,如右图中带键槽轴的工艺过程： 1、车外圆至30.5-0.10mm; 2、铣键槽深度为H+TH; 3、热处理磨外圆至 mm; 设磨后外圆与车后外圆的同轴度公差为0.05mm,求保证键槽深度尺寸4+0.2mm的铣槽深度H+TH.,任务二 确定工序尺寸及公差,习题4,任务三 确定切削要素,1、切削用量,切削用量是指切削速度 、进给量f（或进给速度）和背吃刀量 。三者又称为切削用量三要素。,1)切削速度 （ms或mmin） 切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。,主运动为旋转运动 : vc =d n/1000 往复运动 : vc = 2Lnr /1000,式中： d-工件或刀具的最大直径（mm） n-工件或刀具的转速(r/s或r/min),工件或刀具转一周（或每往复一次），两者在进给运动方向上的相对位移量称为进给量，其单位是mmr（或mm双行程）。,2)进给量f,式中： 为进给速度 为每齿进给量,任务三确定切削要素,3)背吃刀量 （mm）,式中: -工件上待加工表面直径（mm） -工件上已加工表面直径（mm）,钻孔时: ap = dm/2,已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。,任务三确定切削要素,例题： 车外圆时工件加工前直径为62mm，加工后直径为56mm，工件转速为4r/S ，刀具每秒钟沿工件轴向移动2mm，工件加工长度为110mm，切入长度为3mm，求v、f、ap。,解： v =dn/1000 = 624/1000 = 0.779 m/S,f = vf /n = 2/4 = 0.5 mm/r,ap = (dw-dm)/2=(62-56)/2=3 mm,任务三确定切削要素,例：标出背吃刀量ap、进给量f、,任务三确定切削要素,1)切削用量的选择原则 粗加工时，应在保证必要的刀具使用寿命的前提下，以尽可能提高生产率和降低成本为目的。根据刀具使用寿命与切削用量的关系式， 切削用量， T ，其中速度v 对T 影响最大，进给量f 次之，背吃刀量ap影响最小。,粗加工中选择切削用量时，应首先选择尽可能大的背吃刀量ap，其次在工艺条件允许下选择较大的进给量f