制造技术基础56尺寸链

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1、机械制造技术基础主讲:肖耘亚第五章 工艺规程设计第七节 工艺尺寸链n学习要点：掌握尺寸链的基本概念，尺寸链 的极值计算方法，熟练掌握运用尺寸链求解 工序尺寸的方法，掌握尺寸链的图表法。 一、一、尺寸链的定义1、定义尺寸链就是在零件加工或 机器装配过程中，由相互 联系且按一定顺序连接的 封闭尺寸组合。（1）在加工中形成的尺寸链工艺尺寸链A1A2A0（2）在装配中形成的尺寸链装配尺寸链A1A0A21232、特征3、 组成1、尺寸连接起来构成封闭形式 2、其中任一尺寸是其余尺寸的函数环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度封闭环尺寸链中,在加工或装配过程中最后形成的 环组成环除封闭环以外的其它环,

2、对封闭环有影响。组成环又可分为增环和减环。增环若该环的变动引起封闭环的同向变动，则 该环为增环减环若该环的变动引起封闭环的反向变动。则 该环为减环。4、判别方法 在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头 顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭 头方向相反者为增环,与封闭环箭头方 向相同者为减环。A1 A0 A2A3封闭环减环增环尺寸链组成环的标记:封闭坏:A0增环字母上面用 表示。 减环字母上面用- 表示。 关注尺寸链的要素、作用、含义（是对批量关注尺寸链的要素、作用、含义（是对批量 生产的产品而言）生产的产品而言） 二、二、尺寸链的分类1、按应用范围分类1）工艺尺寸链全部组成环为 同一零件工艺尺寸所形成的

3、尺寸链。 2）装配尺寸链全部组成环为 不同零件设计尺寸所形成的尺寸链。 3）零件尺寸链全部组成环为同 一零件设计尺寸所形成的尺寸链。 4）设计尺寸链装配尺寸链与零 件尺寸链，统称为设计尺寸链。2、按几何特征及空间位置分类1） 长度尺寸链全部环为长度的尺寸链 2） 角度尺寸链全部环为角度的尺寸链 3）线性尺寸链 全部组成环平行于封闭环的尺寸链。 4）平面尺寸链 全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于 封闭环的尺寸链。 5） 空间尺寸链组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。1、设计尺寸往往是封闭环。 2、加工余量往往是封闭环 （靠火花磨除外）。1、封闭环确定后才能确定。 2、直接获

4、得。 3、对封闭环有影响三三 、尺寸链的建立1、确定封闭环2、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定 后才能确定封闭环。 2、封闭环的基本属性为“派 生”，表现为尺寸间接获得。关键 要领关键四四 、尺寸链举例例 一短轴已钻好顶尖孔，现以顶尖孔定位加工端面，工艺过程 如下： 10 车外圆D，车端面A（保留A面顶尖孔）； 20 以A面定位，车端面C（保留顶尖孔），得到80-0.2,车外圆 E,得到尺寸A; 30 热处理 40 磨B面,得到尺寸30-0.14,(A面定位)。 要求：寻找封闭环，建立尺寸链。ABCDEA0磨削余量80-0.2A30-0.14A0A30-0.1480-0.2因B面需磨,故对

5、A尺寸要控制,否则B面会因余量太小 而磨不出,太大不经济。 1）尺寸A、80-0.2 、30-0.14都是直接得到的,不可能是 封闭环； 2）显然只有磨削余量Z是间接保证的，为封闭环。根据工艺过程和加工方法间接（或最后）形成的 尺寸，为封闭环。 3） 组成环的查找从封闭环的两端分别寻找各表面前一次的加工尺 寸，然后再查找这两个加工尺寸的工序基准面前 一次的加工尺寸，如此不断进行，直到两条路线 得到的加工尺寸的工序基准面重合为止。例题分析例题分析五、尺寸链计算的基本公式几个基本概念: 1、基本尺寸 2、极限偏差 3、公差 4、中间偏差 5、上偏差、下偏差1、极值法特点：简便、可靠，但组成环较多时

6、，封闭环公 差较小时，使组成环公差过小，不科学。（1） 极值法各环基本尺寸之间的关系封闭环的基本尺寸A0等于增环的基本尺寸之和 减去减环的基本尺寸之和，即五、尺寸链计算的基本公式（2）各环极限尺寸之间的关系封闭环的最大极限尺寸A0max等于增环的最大极 限尺寸之和减去减环的最小极限尺寸之和，即五、尺寸链计算的基本公式封闭环的最小极限尺寸A0min等于增环的最小 极限尺寸之和减去减环的最大极限尺寸之和，即(3) 各环上、下偏差之间的关系封闭环的上偏差ES(A0)等于增环的上偏差之和减 去减环的下偏差之和，即封闭环的下偏差EI(A0)等于增环下偏差之和减去 减环的上偏差之和，即（4）各环公差之间的

7、关系 封闭环的公差T(A0)等于各组成环的公差T(Ai)之 和，即 极值法解算尺寸链的特点是简便、可靠，但当封 闭环公差较小，组成环数目较多时，分摊到各组成环 的公差可能过小，从而造成加工困难，制造成本增加 ，在此情况小，常采用概率法进行尺寸链的计算。 n 例:如图所示的尺寸链，已知： A1=150.09mm，A2=100(0/-0.15)mm， A3=350（0/-0.25）mm 求封闭环A0的大小和偏差。n 解 由式（7-12）：A0=A3-（A1+A2）=37-（15+10）=10 由极值法偏差计算：ES0=ES3-（EI1+EI2）=0-（-0.09-0.15）=0.24EI0=EI3

8、-（ES1+ES2）=-0.27-(0.09+0）=-0.34 最后结果为：A0=10（+0.24/-0.34）2、概率法 特点：以概率论理论为基础，计算科学、复杂 ，经济效果好，用于环数较多的大批大量生产中。(2)各环平均尺寸之间的关系(1)各环公差之间的关系(3)各环平均偏差之间的关系假定各环尺寸按正态分布，且其分布中心与公差带中心重合。当计算出各环的公差、平均尺寸、平均偏差之后，应按将 该环的公差对平均尺寸按双向对称分布，即写成 ，然 后将之改写成上下偏差的形式，即(1)正计算已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性 能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。(2

9、)反计算已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计 算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不 是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组 成环，这里有一个优化的问题。 (3)中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺 寸及公差，求其余的一个或几个组成环基本尺寸及 公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算与工艺计算，也可用 于验算。3. 尺寸链计算的几种情况1） 等公差原则 按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时 ,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即极值法 Tav=T0/（n-1）4.确定组成环公差大小的误差分配方法2） 按等精度原则 按等公差级分配的方法来分配

10、封闭环的公差 时,各组成环的公差取相同的公差等级，公差值的大小根据基本 尺寸的大小，由标准公差数值表中查得。3） 按实际可行性分配原则 按具体情况来分配封闭环的公差时 ,第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能 分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体 情况调整各组成环的公差。这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、 尺寸的大小，显然是不够合理的。概率法 Tav= T0/1) 按“入体”原则标注公差带的分布按“入体”原则标注时，对于被包 容面尺寸可标注成上偏差为零、下偏差为负的形式（ 即 -T）；对于包容面的尺寸可标注成下偏差为零、 上偏差为正的形式（

11、即 +T） 2）按双向对称分布标注对于诸如孔系中心距、相对中心的两平面之间的 距离等尺寸，一般按对称分布标注，即可标注成上、 下偏差绝对值相等、符号相反形式（即T/2）。当组成环是标准件时，其公差大小和分布位置按 相应标准确定。当组成环是公共环时，其公差大小和 分布位置应根据对其有严格要求的那个尺寸链来确定 。5. 工序尺寸的标注1基准不重合时尺寸换算工艺基准（工序、定位、测量等）与设计基准 不重合，工序基准就无法直接取用零件图上的设计 尺寸，因此必须进行尺寸换算来确定其工序尺寸。 但在利用工艺尺寸链原理对工艺尺寸进行换算时， 需要注意可能出现假废品。六.工艺过程尺寸链的分析与解算n例1、某零

12、件如图示，设计尺寸50-0.17 、10-0.36， 因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试确定工序尺寸 A2。10-0.36A2A1=50-0.17 A0封闭环A0A2A1n解: 1)确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。2）尺寸及偏差计算： A2=40+0.193)假废品情况 当A2=40+0.36(按上述计算应为超差),此时： A1=50,A0=10-0.36(合格) 这种废品为假废品。n只要测量尺寸的超差量小于或等于其余组 成环尺寸公差之和，就有可能出现假废品 ，为此应对该零件各有关尺寸进行复检和 验算，以免将实际合格的零件报废而导致 浪费。 n假废品的出现，给生产质量管理带来诸多 麻烦，因此，不到非不得已，不要使工艺 基准与设计基准不重合。假废品的出现n 练习：图示零件，若 mm， A0=100.1mm。用极值法求调整尺 寸A2。