制造技术-工艺规程设计.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第5章 工艺规程设计,生产过程：,将原材料转变为产品的全过程,1.生产过程和工艺过程,工艺过程：,生产过程中直接改变加工对象的尺寸、形状、表面质量、性能以及相对位置关系的过程,铸造、锻造、冲压、焊接工艺过程、热处理工艺过程,机械加工工艺过程、装配工艺过程,工艺规程：,将工艺过程的有关内容写在工艺文件,中，用以指导生产，这些工艺文件称为,工艺规程,第1节 概述,.机械加工工艺过程的组成,机械加工工艺过程是由若干个顺次排列的,工序,组成。,工序又可分为,安装、工位、工步和走刀。,工序,是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个,（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。,工人、工作地,和,工件,三不变加上,连续完成,是构成工序的,四个要素,，工序是组成工艺过程的基本单元。,工序数目和工艺过程的确定与零件的技术要求、零件的,数量和现有工艺条件等有关，如阶梯轴零件的加工。,1)安装,指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部,分工序内容。,在一个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时,间和安装误差。,2)工位,工件在机床上占据每一个位置所完成的加工,为了减少工件的安装次数,提高生产效率，常采用多,工位夹具或多轴（或多工,位）机床，使工件在一次,安装后先后经过若干个不,同位置顺次进行加工。,3)工步,指在加工表面、刀具和切削速度和进给量均保持,不变的情况下完成的部分内容。,有时为提高生产率，常用几把刀具同时分别加工几,个表面，该工步称为复合工步。,4)走刀,刀具在加工表面上切削一次所完成的内容。,走刀是构成工艺过程的最小单元。,工序、安装、工位、工步和走刀之间的关系如下：,单件小批生产,工序2:如先车一个工件的一端，然后调头装夹，再车另一端，其工作地末变，而工件也没有停放，加工是连续完成，所以说是一个工序。,中批量生产,工序2和3:先车好一批工件的一端，然后调头再车这批工件的另一端，这时对每个工件来说两端加工已不连续，所以即使在同一台车床上加工也应算作两道工序。,.生产类型,生产类型是指产品生产的专业化程度，可按产品的年生,产纲领来划分。,生产纲领,N,=,Qn,(1+,a,)(1+,b,),式中,Q,产品的年产量；,n,单台产品中该零件的数量；,a,备品率，以百分数计；,b,备品率，以百分数计。,根据生产纲领和产品本身的大小及结构复杂性，产品的,制造可分为三种生产类型,三种生产类型：,1、单件生产,2、成批生产,3、大量生产,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。,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,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,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。,4.工艺规程的设计原则,(1),质量第一原则,(2)效益优先原则,(3),效率争先原则,1）工艺文件,5 机械加工工艺规程,2）工艺规程的作用,l,是组织生产的主要技术文件,l,工艺规程是生产准备工作的依据,l,是新建和扩建加工车间时的主要技术文件,3）制订工艺规程的原始资料,l,零件的零件图和产品的装配图,l,产品的年生产纲领,l,毛坯的生产情况,l,工厂现有生产条件,l,先进工艺及生产技术的发展情况,第2节 机械加工工艺规程设计,1 机械加工工艺规程设计的内容及步骤,(1)分析零件图和产品装配图,(2)对零件图和装配图进行工艺审查,(3)由年生产纲领研究确定零件生产类型,(4)确定毛坯,种类、形状、尺寸和精度,(5)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，确定工序集中和分散程度，安排工序顺序等。,（6）确定确定工序所用,机床设备,1）加工范围与工件尺寸相适应,2）加工精度与工序要求相适应,3）机床效率与生产类型相适应,(7)确定工序的工艺装备：选择夹具、刀具、量具和辅具,(8)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。,(9)确定各工序的技术要求及检验方法。,(10)确定各工序的切削用量和工时定额。,(11)编制工艺文件。,2 工艺路线的拟定,（1）定位基准的选择,1）,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。,2）,选不加工表面为粗基准,，保证加工表面与不加工表面之间的相互位置精度。,3）,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。,4）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）。,（2）,精基准的选择原则,1）,基准重合原则,：定位基准与设计（工序）基准重合，以避免基准不重合误差。,4）,互为基准原则,：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。,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,：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。,3）,自为基准原则,：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。,（3）表面加工方法选择,考虑的主要因素：,l,应选择相应的获得经济精度的加工方法,l,要考虑工件材料的性质,l,要考虑工件的结构形状和尺寸大小,l,要考虑生产率和经济性的要求,l,要考虑工厂的现有设备情况和技术条件,（4）加工阶段的划分,遵循先粗后精的原则,加工阶段：,粗加工阶段,、,半精加工阶段,、,精加工阶段,、,光整加工阶段,划分加工阶段的目的,：,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；,便于合理选用设备；,便于热处理工序的安排。,（5）工序的集中于分散,工序分散的特点,1）设备简单，调整方便、；产品调整容易；,2）可以选用最有利的切削用量，工人技术水平要求高；,3）工序数目多，工序内容少，设备数目多，工艺路线长，操作工人多，生产面积大。,工序集中的特点,1）有利于采用高效专用机床和工艺装备，生产效率高。,2）工序数目少，工艺路线短，便于生产计划和管理。,3）设备数量少，操作工人少，生产面积小。,4）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。,5）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。,（6）工序顺序的安排,1）机械加工顺序的安排,a）先基准后其它,b）先平面后孔,c）先主后次,d）先粗后精,2）热处理工序的安排,a）预备热处理,退火和正火 粗加工之前或后,调质 粗加工后半精加工前,b）最终热处理,淬火 半精加工后精加工前,渗碳 半精加工后精加工前,渗氮 半精加工或精加工后,3）其它工序的安排,a）检验工序,粗加工结束后；重要工序前后；,转向另车间前后；全部加工结束后,b）去除毛刺,c）特种检验,无损探伤、平衡试验,d）表面处理,表面涂层、镀层、发蓝,e）洗涤防锈,(7)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；,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；,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,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。,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，,应使其具有足够的柔性。,例：,第3节 加工余量与工序尺寸,1 加工余量及其影响因素,（1）加工余量概念,1）加工余量：毛坯上留作加工用的材料层。,3）加工总余量,Z,0,：毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。,2）工序余量,Z,i,：相邻两工序尺寸之差。,4）单边余量,Z,b,非对称表面,如平面等的加工余量,：,Z,b,=,l,a,-,l,b,5）双边余量,2,Z,b,外圆内圆等,回转体,对称,表面的,加工余量：,外圆表面,2,Z,b,=,d,a,-,d,b,，,内圆表面,2,Z,b,=,D,b,-,D,a,工序尺寸的公差，一般规定按“入体原则”单向标注，而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,0,，其最小尺寸,就是基本尺寸；对于被包容尺寸（轴），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸。,最大/最小余量,Z,max,=,l,a,(,l,b,T,b,)=,Z,b,+,T,b,Z,min,=(,l,a,T,a,),l,b,=,Z,b,T,a,工序余量变动范围,T,z,=,Z,max,Z,min,=,T,b,+,T,a,工序余量又分为,公称余量,Z,b,、最大余量,Z,max,、最小余量,Z,min,对于被包容尺寸，本工序,公称余量,Z,b,=,l,a,-,l,b,对于包容尺寸，本工序的,公称余量,Z,b,=,l,b,-,l,a,（2）影响加工余量的因素,l,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。,l,上道工序的尺寸公差Ta,l,工件各表面相互位置的空间偏差,e,a,l,本道工序的安装误差,b,（3）加工余量的确定方法,1）计算法,2）经验估计法,3）查表法,（4）工序尺寸的确定,1）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,l,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,例：某机床主轴孔要求为,100,+0.035,（Ra0.8），毛坯为铸造孔，确定表中各工序尺寸及偏差。,工序名称,工序余量,工序所能达精度,工序尺寸,工序尺寸及偏差,浮动镗孔,0.1,精镗孔,0.5,半精镗孔,2.4,粗镗孔,5,毛坯孔,总余量8,粗车一半精车一高频淬火一粗磨一精磨一研磨,用查表法确定加工余量,研磨余量为0.01mm;,精磨余量为0.1mm;,粗磨余量为0.3mm;,半精车余量为1.1mm;,粗车余量为4.5mm。,加工总余量为6.01mm，取加工总余量为6mm，把粗车余量修正为4.49mm。,计算各加工工序基本尺寸,研磨后工序基本尺寸为50mm(设计尺寸)，其它各工序基本尺寸依次为：,例：某轴直径为50mm，其尺寸精度要求为IT5，表面粗糙度要求为Ra0.04um，并要求高频淬火，毛坯为锻件。,确定工艺路线,：,精 磨 50mm十0.Olmm50.0lmm,粗 磨 50.0lmm十0.1mm50.11mm,半精车 50.11mm十0.3mm50.41mm,粗 车 50.41mm十1.1mm51.5lmm,毛 坯 51.5lmm十4.49mm56mm,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:研磨IT5，Ra0.04um(,零件的设计要求,)；精磨:IT6，Ra0.16um;粗磨:IT8，Ra1.25um;半精车:ITll,Ra2.5um；粗车:IT13,Ra16um。,查公差表,，将查得的公差数值按“入体原则”标注在工序基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为2mm。,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,mm。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（余量系双边余量）：,工序名称,工序余量,加工精度,工序尺寸及偏差,精 磨,0.1,0.013(IT6),粗 磨,0.4,0.033(IT8),半 精车,1.5,0.084(IT10),粗 车,4,0.21(IT12),毛坯尺寸,+0.75,-0.4,2）基准不重合的情况,不能用上面所述的反推,计算法,，而是需要,借助尺寸链的分析和计算,。,第4节 工艺尺寸链,1 尺寸链及尺寸链计算公式,（1）尺寸链,按一定顺序,首尾连接,的尺寸形成的,封闭,尺寸组，称为尺寸链。,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。,组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。,最终被间接保证精度的那个环称为封闭环。工艺尺寸链是由加工顺序来确定的。（A,o,表示）,尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸称为组成环，除封闭环以外的其它的环。可分为增环和减环。,（2）尺寸链的组成及其图作法,1）封闭环,2）组成环,增环当其它组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则该组成环就称为增环；,若封闭环随着某组成环的增大而减小，则此组成环就称为减环。,首先根据工件加工工艺过程(,顺序,），找出间接保证的尺寸，并定作封闭环A,0,。,从封闭环开始，按照零件表面之间的联系，依次画出直接获得的尺寸 A,1,、A,2,，作为组成环，直至尺寸的终端回到封闭环的起点，形成一个,封闭图形,。,要使组成环的环数达到最少,。,3）尺寸链图作法,按各尺寸首尾相接的原则，顺着一个方向在尺寸的终端画箭头，凡与封闭环,箭头方向相同的环即为减环,，与封闭环,箭头方向相反的环即为增环,。,图示工件,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，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环。,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，小孔深度为自然获得尺寸，故同样小孔深度为封闭环。,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。故它就是封闭环。,2 尺寸链的分类,1）直线尺寸链,2）平面尺寸链,直线尺寸链由彼此平行的直线尺寸所组成。,平面尺寸链由位于一个或几个平行平面内但相互间不都平行的尺寸组成。,3）空间尺寸链,空间尺寸链由位于几个不平行平面内的尺寸组成。,（2）按尺寸链的应用范围分,1）工艺尺寸链,2）装配尺寸链,（3）尺寸链计算,1）尺寸链计算有正计算、反计算和中间计算三种类型。,正计算 已知组成环求封闭环的计算方式称作正计算；,反计算 已知封闭环求组成环称作反计算；,中间计算 已知封闭环及部分组成环，求其余的一个或几个组成环，称为中间计算。,2）尺寸链计算有,极值法,与统计法两种,（4）极值法解尺寸链的计算公式,机械制造中的尺寸及公差通常用基本尺寸（A）、上偏差（ES）、下偏差（EI）表示；或用最大极限尺寸（A,max,）与最小极限尺寸（A,min,）表示；或用基本尺寸（A），中间偏差（）与公差（T）表示。,封闭环基本尺寸A,0,等于所有增环基本尺寸（Ap）之和减去所有减环基本尺寸（Aq）之和：,封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；,封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和：,1）封闭环基本尺寸,2)封闭环的上、下偏差,封闭环的公差等于各组成环的公差之和：,封闭环最大值等于各增环最大值之和减去各减环最小使之和；,封闭环的最小值等于各增环最小值之和减去各减环最大值之和：,3)封闭环的极限尺寸,4）封闭环的公差,封闭环也就是公差最大的那个尺寸。,6）环的极限尺寸：,7）环的极限偏差：,8）环的中间偏差：,5）封闭环的中间偏差：,A,max,=A+ES；A,min,=A-EI,ES=A,max,-AT/2+；EI=AA,min,=-T/2,i,=（ES,i,+EI,i,）/2,A,0,=A,1,-A,2,=50-40,ES(A,0,)=ES(A,1,)-EI(A,2,),EI(A,0,)=EI(A,1,)-ES(A,2,)=-0.17,T(A,0,)=T(A,1,)+T(A,2,)=0-(-0.36)+0-(-0.17)=0.53,=0-(-0.36)=0.36,大孔尺寸为：40,0.36,-0.17,例：,A,0,=A,1,-A,2,=50-1040,ES(A,0,)=ES(A,1,)-EI(A,2,),EI(A,0,)=EI(A,1,)-ES(A,2,)=-0.17,=0-0=0,大孔尺寸为：40,0.19,0,A,2,=A,1,-A,0,EI(A,2,)=ES(A,1,)-ES(A,0,),ES(A,2,)=EI(A,1,)-EI(A,0,)（0.17)-(-0.36)=0.19,（5）统计法解直线尺寸链,1）封闭环中间偏差：,2）封闭环公差,：,2 工艺尺寸链分析与计算实例,A,0,=A,1,-A,2,A,2,=A,1,-A,0,ES0=ES1-EI2,=（30-10）mm=20mm,EI2=ES1-ES0,=（0-0.3）mm=-0.3mm,EI0=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A,0,的大小和偏差。,？,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。,2022/10/25 22:12:3922:12:3925 October 2022,1）基准重合原则：定位基准与设计（工序）基准重合，以避免基准不重合误差。,有 EI0=EIp-ESq 得：ES2=-0.,（1）机器结构应能划分成几个独立的装配单元,3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。,15,TS=0.,4）采用快速换刀或自动换刀装置,研磨后工序基本尺寸为50mm(设计尺寸)，其它各工序基本尺寸依次为：,当出现齿条相对于齿轮的间隙为-0.,1)安装 指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部,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。,（b)减少切削行程长度,单个地生产不同结构尺寸的产品，且很少重复的,13、知人者智，自知者明。,A=（43.6-20+19.8）mm=43.4mm,ES（A）=（0.34-0.025+0）mm=0.315mm,EI（A）=（0-0+0.05）mm=0.05mm,A=43.4,+0.315,+0.050,mm,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,+0.27,0,mm,例题1：,图中尺寸A2不能直接测量，应如何加工控制？,基本尺寸,B,S,B,X,增环A4,减环:A1,A3,封闭环A,A4=184,B,S,(A4)=-0.2,B,X,(A4)=-0.25,-52 0.15 0,-32 0.05 0,100 0 -0.25,一批工件其部分工艺过程为：车外圆至 ；渗碳淬火；磨外圆至 。计算为了保证渗碳层深度0.71mm的渗碳工序渗入深度t的尺寸范围。,基本尺寸,B,S,B,X,增环:A3,A2,减环A1,封闭环A,因此渗碳深度t为：0.9651.22mm,例题2：,20 0 -0.015,-20.25 0.03 0,0.7 0.3 0,A3=0.95 B,S,(A3)=0.27 B,X,(A3)=0.015,第5节 时间定额和提高生产率的工艺途径,（1）,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,由以下几部分组成：,1）基本时间,t,m,t,m,=,i,l,+,l,1,+,l,2,n f,2）辅助时间,t,a,基本时间与辅助时间的总和称为,作业时间。,3）布置工作地时间,t,s,4）休息和生理需要时间,t,r,5）准备与终结时间,t,be,（2）提高劳动生产率的基本途径:,l,改进产品的结构设计,（1）尽可能减少零件的数量和重量,（2）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,（4）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,l 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、,FML、FMS等。,（,2,）改进生产管理：,CIMS、JT（敏捷制造或准时制造）、精益生产、MRP（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,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、切出长度。,3）合并工步与合并走刀,4）减少毛坯的加工余量,5）改善切削条件,缩短辅助时间,1）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。,3）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,5）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,1）多件加工,2）多刀或多刀的复合刀具切削加工,缩短准备终结时间,1）使夹具、刀具调整通用化,2）采用微调机构和对刀辅助工具,3）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,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。,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GT、NC、MC、FMS等。,CAPP技术,2 提高生产率的工艺措施,（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,1 装配的概念,零件：,组成机器不可再分的基本单元。,套件,：,若干零件永久联接(如铆接、焊接、过盈配合等)或联接后再经加工成套件。,组件,：,若干个零件组合或若干个零件与若干个套件组合成组件。,部件,：,若干个零件、套件和组件组合成部件。部件是机器中具有完整功能的一个组成部分。,将零件、套件装配成组件称为,组装,。将零件、套件和组件装配成部件称为,部装,。将零件、套件、组件和部件最终装配成机器称为,总装,。,第6节 机器装配工艺规程设计,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,2 装配工作的基本内容,1)清洗,：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。,2),连接,：,是装配的主要工作。,连接包括：,可拆连接,(用螺纹、键、销连接等),不可拆连接,(用焊接、粘结、铆接和过盈配合等),3),校正、调整与配作：,为,保证装配精度，提高经济性,。,配作,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),平衡,：,对转速较高、旋转平稳性要求较高的机器，为了,防止运转中发生振动,，,对旋转零、部件进行平衡。平衡包括：,静平衡,：,以消除质量分布不均所造成的静力不平衡。,动平衡,：,以消除质量分布不均所造成的力偶不平衡。,5),试验与验收,：,按照有关技术标准和规定进行。,3,机器装配精度,相互位置精度,相互运动精度,相互配合精度,机器装配精度分析,回转台,床鞍,升降台,P,0,T,R,S,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,（1）装配尺寸链的建立,装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则,确定封闭环,：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,：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装配尺寸链。,又称一件一环原则。,4 装配方法,装配方法 工 艺 特 点,适 用 范 围,（2）装配方法及其适用范围,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，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 3 要在轴 1 上回转，故要求齿轮左右端面与轴套 4、档圈 2之间应留有一定间隙。己知 A,1,=35mm，A,2,=14mm，A,3,=49mm，若要求装配后齿轮右端的间隙在 0.10 0.35mm 之间，试以完全互换装配法解算各组成环的公差和极限偏差。,解：,画装配尺寸链，判断增、减环，计算封闭环基本尺寸和公差：,有题意知在 A,0,与 A,1,、A,2,、A,3,组成的尺寸链中，A,1,、A,2,为减环，A,3,是增环。,封闭环基本尺寸 A,0,：,A,0,=Ap-Aq=A,3,-（A,1,+A,2,）=0mm,封闭环公差 T,0,：,T,0,=（0.35-0.10）mm=0.25mm,所以：A00,+0.10,+0.35,确定各组成环公差和协调环,按照“等公差法”分配各组成环公差T,avA,：,T,avA,=T,0,/m=0.25/3mm0.083mm,由于A,2,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。,T,1,=T,3,=0.10mm,T,2,=T,0,-T,1,-T,3,=（0.25-0.10-0.10）mm=0.05mm,组成环的公差值为：,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“对称偏差”原则配置。,A,1,=35,0,-0.10,mm,A,3,=（490.05）mm,确定协调环的极限偏差,有ES,0,=ES,p,-EI,q,得 EI,2,=-0.20mm,有 EI,0,=EI,p,-ES,q,得：ES,2,=-0.15mm,故 A,2,=14,-0.15,-0.20,mm,核算封闭环的极限尺寸,A,0max,=A,pmax,-A,qmin,0.343mm,A,0min,=A,pmin,-A,qmax,0.10mm,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：,A,1,=35,0,-0.10,mm，A,2,=14,-0.150,-0.193,mm，A,3,=（490.05）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：,A,1,=30,A,2,=5,A,3,=43,（标准件），,A,5,=5。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。,【例,】,A,2,A,3,A,1,A,5,A,4,A,0,齿轮与轴部件装配,1）建立装配尺寸链,确定增减环。,2)确定封闭环基本尺寸及公差,A,0,=0 T,0,0.35-0.1=0.25,3）确定各组成环的公差：,按等公差法计算，各组成环公差为：,T,av,=（0.35-0.1）,/,5=0.05,考虑加工难易程度，进行适当调整（,A,4,公差不变），得到：,T,4,=0.05,T,1,=0.06,T,3,=0.1,T,2,=,T,5,=0.02,3）确定各组成环的偏差：,取,A,5,为协调环。,A,4,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：,计算协调环偏差：,EI,5,=-0.12,ES,5,=-0.1,最后可确定：,A,2,A,3,A,1,A,5,A,4,A,0,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 A,1,=35mm，A,2,=14mm，A,3,=49mm，若要求装配后齿轮右端的间隙,A,0,0,+0.10,+0.35,解：,画装配尺寸链，判断增、减环，计算封闭环基本尺寸和公差：,有题意知在 A,0,与 A,1,、A,2,、A,3,组成的尺寸链中，A,1,、A,2,为减环，A,3,是增环。,封闭环基本尺寸 A,0,：,A,0,=Ap-Aq=A,3,-（A,1,+A,2,）=0mm,封闭环公差 T,0,：,T,0,=（0.35-0.10）mm=0.25mm,所以：A00,+0.10,+0.35,确定各组成环公差和协调环,按照“平均平方公差”分配各组成环公差T,avA,：,T,1,=T,3,=0.160mm,T,2,0.106mm 取0.70,组成环的公差值为：,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。,3）装配尺寸链的,分组选配法,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：,A,1,（活塞销直径）,A,2,（销孔直径）,A,0,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,2）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）修,配装配法,解,选择修配环 从便于修配考虑，选取组成环 A2为修配环。,确定组成环极限偏差 按加工经济精度确定各组成环公差，并按“入体标注”原则确定极限偏差，,A,1,=53h10=53（0，-0.12）mm，,A,3,=15.74h11=15.74（0，-0.055）mm，,A,4,=71.74js11=（71.740.095）mm，,A,5,=22js11=（220.065）mm，,并设 A,2,=25（+0.13，0）mm。,计算封闭环极限尺寸 A,0max,、A,0min,A,0max,=A,4max,+A,5max,-A,1min,-A,2min,-A3,min,=0.335mm,A,0min,=A,4min,+A,5min,-A,1max,-A,2max,-A3,max,=-0.29mm,由此可知,A,0,=0,+0.335,-0.290,mm,由于封闭环 A,0,不符合装配要求，需通过修配修配环 A,2,来达到规定的装配精度。,（必须保证有0.17 0.28mm 的啮合间隙）,最大为+0.335mm，最小为-0.29mm。当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙大于 0.28mm 时，无法通过修配A2来达到规定的装配精度要求。,修配环基本尺寸 A2=25+A,2,=25.06mm,确定修配环尺寸,验算修配量,当出现齿条相对于齿轮的啮合间隙为最大值（+0.28mm）时，无需修配就能满足装配精度要求；当出现齿条相对于齿轮的间隙为-0.35mm 时，修配环的修配量最大，A2的 最 大 修 配 量 Kmax=（0.35+0.17）mm,=0.52mm。,（4）调整装配法,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。,调节调整件相对位置的方法有可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法等 3种,1）可动调整法,2）固定调整法,通过更换不同尺寸的固定调整环进行补偿由于扩大组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，达到装配精度要求。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,A,1,和,A,2,的基本尺寸分别为50和45，按加工经济精度确定,A,1,和,A,2,的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片,A,K,的厚度。,A,0,A,2,A,1,A,K,a）,固定调节法示例,A,K,A,0,A,S,A,S,A,2,A,1,b）,c）,由题意：,由尺寸链,b，,可求出：,级 号 1 2 3,空位尺寸,调节垫片厚度,式中,T,S,、,T,0,、,T,K,分别为空位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差本例中：,T,0,=0.15,T,S,=0.25,并假定,T,K,=0.05，代入上式得到：,z,3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,：,确定调整环的基本尺寸（上偏差为0，下偏差为0.05)：,A,smin,-A,0,=5.95,即A,k1,=4.95(0,-0.05),尺寸间隔为0.1,3）误差抵消调整法,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差抵消调整法。,做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。,位）机床，使工件在一次,95,即Ak1=4.,1)安装 指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部,封闭环基本尺寸A0等于所有增环基本尺寸（Ap）之和减去所有减环基本尺寸（Aq）之和：,1）在保证零件刚度、强度等条件下减轻零件的重量和体积，以节省材料，方便储运。,14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。,3）材料的利用率；,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：,3）查表法,装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则,如果尺寸相近，加工方法相同，则取其公差值相等；,13、不知香积寺，数里入云峰。,07:54:3007:54:3007:54Wednesday,October 26,2022,A0=Ap-Aq=A3-（A1+A2）=0mm,难加工或难测量的组成环，其公差可取较大值。,1 零件结构工艺性的基本概念,l,零件结构工艺性：,零件制造、装配、维修的难易程度，是评价零件结构优劣的重要技术经济指标。,l,衡量零件结构工艺性的依据,1）零件 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；,3）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。,l,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,第7节 机械产品设计的工艺性评价,2 切削加工对零件结构工艺性要求,l,提高零件结构工艺性