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1、工艺尺寸链专题复习,在加工过程中，工序尺寸不断变化，其中一些工序尺寸并不在零件图上标出，需要在制订工艺规程时确定。在确定各工序尺寸时，需要用尺寸链原理进行分析。 1、尺寸链定义和特征 尺寸链：相互联系尺寸按一定顺序首尾相接形成封闭的尺寸组。 工艺尺寸链：由单个零件在工艺过程中的有关尺寸形成的尺寸链。,第四节 工艺尺寸链,特征： 1）封闭性：应有一个间接获得的尺寸和若干直接保证的尺寸。 2）关联性：间接保证尺寸的大小受直接获得尺寸的精度影响。 2、尺寸链组成 尺寸环：尺寸链中的各尺寸称为尺寸环 封闭环：加工或装配后间接获得的尺寸环A0 组成环：加工或装配直接获得的尺寸环Ai 增环：在其它组成环不
2、变时，某组成环的增大导致封闭环增大，则该环为增环。 用Ai表示 减环：在其它组成环不变时，某组成环的增大导致封闭不减小，则该环这减环. 用Ai表示,3、尺寸链图的作法： 1）找出间接保证的尺寸定为封闭环（注意一个尺寸链只有一个封闭环） 2）从封闭环起,按零件表面间的联系,依次画出直接获得的尺寸作为组成环，直至尺寸的终端回到封闭环的起端,形成一个封闭图形，注意要使组成环的环数最少。 3）按各尺寸首尾相接的原则，可顺着一个方向在各尺寸线的终端画箭头，凡是箭头方向与封闭环箭头方向相同的尺寸就是减环，箭头方向与封闭环方向相反的尺寸就是增环。,一、直线尺寸链1、基本计算公式 尺寸链的解法：一个是极值法，
3、一种是概率法。生产中一般采用极值法，在大批大量生产中采用概率法。,1）极值法解尺寸链 （1）封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸等增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和。 （2）封闭环的极限尺寸 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。 （3）封闭环的上下偏差 最大极限尺寸减去基本尺寸为上偏差ES。 最小极限尺寸减去基本尺寸为下偏差EI。,（4）封闭环的公差 封闭环的公差等于组成环的公差之和。 由此可知封闭环的公差比任何一个组成的公差都要大，为了减少封闭环的公差就应使组成环的环数尽量少，这就是尺寸链的最短原则。,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
4、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,2)概率法计算公式,将尺寸链中的各尺寸环改为平均尺寸标注，公差变为对称标注形式。 各组成环的平均尺寸为： 封闭环的平均尺寸为：,2、工艺尺寸链的计算,计算方法 1）正计算：已知组成环求封闭环，用于验算设计能否满足要求 2）反计算：已知封闭环求组成环，用于产品设计。 3）中间计算：已知部组成环和封闭环，求其余组成环。可用于设计计算、工艺计算、也可用于验算 解尺寸链时会碰到两种情况 （1）求出组成环的公差为零值或负值，即其余组成环的公差大于封闭环的公差。 应根据工艺可能性重新决定组成环的公差，即缩小他们的制造公差，提高加工精度。 （2）根据封闭环
5、的公差决定组成环的公差。,1)按等值原则平均分配封闭环的公差 2)按等公差等级的原则分配组成环的公差，即各组成环的公差根据其基本尺寸的大小，按比例分配或按公差表中的尺寸分段及某一公差等级规定组成环的公差，应使组成环的公差符合下列条件，最后加以适当调整，此方法较合理。 3)组成环的公差按具体情况来分配，这与工作经验有关 .,尺寸链计算方法的应用1）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算,例： 作工艺尺寸链简图 确定增减环；A1为增环，A2为减环。 因为 A0 = A1 A2 所以 A2=A1-A0=50-10=40 因为 ESA0 = ESA1 EIA2 EIA2 = ESA1 ESA0=0-0=0
6、 因为 EIA0 = EIA1 ESA2 ESA2 = EIA1 EIA0=-0.2+0.4=0.2 故A2=40+0.2 注意：当A2超差时，A0不一定超差。例如：当A2=40.4时为超差品，但如果此时A1=50，A0的实际尺寸为9.6,仍符合要求，这种废品称假废品。出现假废品时，应检查相关尺寸。,2）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算 采用调整法加工一批零件时，如果定位基准与零件的设计基准不重合，为了经济合理地达到零件的设计要求, 需要重新规定或校验零件上相关尺寸的上下偏差 。并将计算所得的工序尺寸标注在工序图上。 例1： 作工艺尺寸链简图 确定增环和减环；A2与A3为增环，A1为减环。
7、因为 A0M = A3M +A2M -A1M 所以 A3M=A0M+A1M-A2M=300.08 因为 TA0=TA1+TA2+TA3 TA3=TA0-TA1-TA2=0.14 A3=300.08 0.07 如果将A0改为100 0.08 需要压缩A1和A2的公差。,例2，图示零件，加工过程为：1）镗孔至尺寸 39.6+0.12）插键槽至工序尺寸A 3）热处理 4）磨内孔至 40+0.05，同时保证键槽的设计尺寸43.6+0.34 试计算插键槽时的工序尺寸A。,例3 如图所示零件，内孔表面要求渗氮，其渗氮层的深度为0.3至0.5mm，内孔表面的加工过程为：1）粗磨内孔到 144.76+0.04
8、 2）渗氮，其厚度为 ； 3）精磨内孔至 145+0.04 ， 并保证渗氮深度要求。 试确定渗氮层的深度 解： 作尺寸链，确定增环和减环， 其中渗氮层的厚度为封闭环， 将其化为对称标注的形式0.4 0.1 并将其它尺寸化为对称标注的形式。 =0.520.08 =0.44至0.60,加工余量校核,例4, 图a所示零件，其加工过程为： 车大外圆，平端面3保证尺寸A1； 车端面1至尺寸80-0.2，车小外圆至49.5+0.3 热处理 磨端面2，至尺寸30-0.14 试校核端面的加工余量是否足够。 解 1）作工艺尺寸链简图 2）确定封闭环与增减环 因加工余量是间接得到的故为封闭环。 80为增环，49.
9、5，30为减环。 3）计算工序尺寸 Z=A2-A3-A4=80-30-49.5=0.5 Zmax= A2max-A3min-A4min =80-(30-0.14)-(49.5-0)=0.64,Zmin= A2min-A3max-A4max =(80-0.2)-(30-0)-(49.5+0.3)=0 由于最小余量为0，在磨端面时，有的零件磨不平，为此必须使Zmin加大。由于A2、A4为设计尺寸，不能改变，只有调整尺寸A3max，使其减小。 令Zmin=0.1 A3max = A2min-A4max - Zmin =(80-0.2)-(30-0)-0.1=49.7 所以工序尺寸A3应修改为 A3=
10、49.5+0.2 注意:A3的基本尺寸不能修改,否则尺寸链中的基本尺寸就不封闭了.,互换性的知识点补充第一节 概述,一、尺寸链的定义及特点,定义：在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链。其中“尺寸”是指包括长度、角度和形位误差等的广义尺寸。,（2）相关性（制约性） 其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。,特点：,（1）封闭性 组成尺寸链的各个尺寸应按一定顺序构成一个封闭系统。,二、尺寸链的基本术语,（1）环 尺寸链中，每一个尺寸简称为环。尺寸链的环可分为封闭环和组成环。,（2）封闭环 加工或装配过程中最后自然形成的那个
11、尺寸称为封闭环。封闭环常用下标为“0”的字母表示。,（3）组成环 尺寸链中除封闭环以外的其他环称为组成环。组成环通常用下标为“1，2，3，”的字母表示。根据它们对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。,1）增环 与封闭环同向变动的组成环称为增环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小)而封闭环尺寸也随之增大(或减小)， 2）减环 与封闭环反向变动的组成环称为减环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小)而封闭环的尺寸却随之减小(或增大),第二节 尺寸链的建立与分析,一、尺寸链的建立,零件尺寸链的封闭环应为公差等级要求最低的环 工艺尺寸链的封闭环是在加工中最后自然形成的环
12、一个尺寸链中只有一个封闭环。,1.确定封闭环,查找装配尺寸链的组成环时，先从封闭环的任意一端开始，找出相邻零件的尺寸，然后再找出与第一个零件相邻的第二个零件的尺寸，这样一环接一环，直到封闭环的另一端为止，从而形成封闭的尺寸组。,图11-4车床顶尖高度尺寸链,2. 查找组成环,只需将链中各尺寸依次画出，形成封闭的图形即可,3. 画尺寸链图、判断增减环,（1）画尺寸链图,回路法：画尺寸链图时，从封闭环开始用带单箭头的线段表示各环，箭头仅表示查找组成环的方向，其中，箭头方向与封闭环上箭头方向一致的环为减环，箭头方向与封闭环上箭头方向相反的环为增环.,（2）判断增环、减环,二、分析计算尺寸链的任务和方
13、法,1.正计算 已知各组成环的极限尺寸，求封闭环的极限尺寸。 2. 反计算 已知封闭环的极限尺寸和各组成环的基本尺寸，求各组成环的极限偏差。 反计算和中间计算通常称为设计计算。 尺寸链计算方法有完全互换法（极值法）、大数互换法（概率法）、修配法和调整法等。,第三节 完全互换法计算直线尺寸链,完全互换法(极值法)，从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。按此法计算出来的尺寸加工各组成环，进行装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。,一、基本公式,A0= （11-1）,设尺寸链的总环数为n，增环环数为m，A0为封
14、闭环的基本尺寸，Az为增环的基本尺寸，Aj为减环的基本尺寸，则对于直线尺寸链有如下公式:,A0max= （11-2）,A0min= （ 11-3）,ES0 = （11-4）,T0 = （11-6）,（1）在尺寸链中封闭环的公差值最大，精度最低。 （2）在建立尺寸链时应遵循“最短尺寸链原则”，使组成环数目为最少。,EI0 = （11-5）,二、校核计算(正计算),例11-1 如图11-5a所示的结构，已知各零件的尺寸：A1 = mm，A2 = A5= mm，A3 = mm ，A4 = mm，设计要求间隙A0为0.10.45mm，试做校核计算。,11-5齿轮部件尺寸链图,解 (1) 确定封闭环及其
15、技术要求 由于间隙A0是装配后自然形成的，所以确定封闭环为要求的间隙A0。此间隙在0.10.45 mm，即A0 = mm。 (2) 寻找全部组成环，画尺寸链图，并判断增、减环。 依据查找组成环的方法，找出全部组成环为A1、A2、A4和A5，如图11-5b所示。依据“回路法”判断出A3为增环，A1、A2、A4和A5皆为减环。 (3) 按式（11-3）计算（校核）封闭环的基本尺寸 A0 = A3(A1 + A2 + A4 + A5) = 43 mm(30+5+3+5) mm = 0 封闭环的基本尺寸为0，说明各组成环的基本尺寸满足封闭环的设计要求。,(4)按式（11-6）、式（11-7）计算（校核
16、）封闭环的极限偏差 ES0 = ES3(EI1 + EI2 + EI4 + EI5)= + 0.18 mm(0.130.0750.040.075)mm= + 0.50mm EI0 = EI3（ES1+ES2+ES4+ES5）= + 0.02 mm( 0 + 0 + 0 + 0 ) = + 0.02mm (5) 按式（11-8）计算（校核）封闭环的公差 T0=T1+ T2+ T3+ T4+ T5 = 0.13 mm + 0.075 mm + 0.16 mm + 0.075 mm + 0.04 mm = 0.48mm 校核结果表明，封闭环的上、下偏差及公差均已超过规定范围，必须调整组成环的极限偏差。,例11-2 如图11-6a所示圆筒，已知外圆A1 = mm，内孔尺寸A2 = mm，内外圆轴线的同轴度公差为0.02 mm，求壁厚A0。,图
