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1、! ! ! ! ! !测! ! 量!“#$%&“()! ! !“# # #!“# # #!“#“ 年第 !$ 期 !“ #$%&!()*+,-./01“ 2(#冷加工!“ 结语通过上述的测量方法对减速机箱体进行检测，实用效果非常明显，对于减速机箱体出现的各种偏差都可以及时并准确地进行返修，更好地保证了成套产品的整体质量，所以对减速机箱体进行必要的精密检测有着重要意义。（收稿日期：“#$#%$#）工序尺寸图表法的巧用北京电子科技职业学院北京电子科技职业学院! ! （“#$%“#$%）! ! 牛荣华牛荣华! ! 在编制机械加工工艺规程时，除了按照“优质、高产、低消耗”的原则确定毛坯的材料、种类、加
2、工方法、加工顺序和热处理工序等安排外，关键是要确定各工序的工序尺寸。当加工零件的工艺基准与其设计基准不重合时，确定工序尺寸又往往离不开计算工艺尺寸链。所以，工艺尺寸链的正确计算是编制机械加工工艺规程的一个重要环节。计算工艺尺寸链的关键是正确建立尺寸链图，而建立尺寸链图的关键又是准确无误地确定封闭环。一般可以按照定义确定封闭环。所谓封闭环从本质上说，就是“最后得到的尺寸” 。由此可知，在设计尺寸链中，封闭环是零件图中未标注的尺寸，即开环尺寸。在装配尺寸链中，封闭环是最后的装配精度要求。在工艺尺寸链中，封闭环是由其他尺寸间接保证的尺寸。显而易见，设计尺寸链中的封闭环和装配尺寸链中的封闭环在图样上就
3、可以确定，只有工艺尺寸链要复杂很多。工艺尺寸链与加工路线有关，不同的加工路线导致不同的工艺尺寸链从而封闭环也不同，这就要分析其加工过程才能确定哪个是间接保证的尺寸。人们在这里最容易出现错误的判断，其原因是人们不能把加工过程中的有关尺寸按加工顺序联系起来，头脑中不能形成直接得到的尺寸与间接保证的尺寸的区别，从而错误地认为图上已标出的尺寸就是组成环，未标出的尺寸就是封闭环，不能正确理解封闭环的含义，造成错误的工序尺寸。在工艺尺寸链中，其封闭环与加工过程有关，不同加工路线有不同的尺寸链，因而也就有不同的封闭环。如图 $ 所示的台阶轴，需保证的设计尺寸为 *$、*“，其加工路线为：以!面定位车削“面“
4、以!面定位车削#面“以“面定位磨削!面。试确定各工序的工序图$! 台阶轴尺寸。求解，分别画出各加工工序的加工示意图，并标出各工序的尺寸代号，如图 “&、( 所示，再加以分析。图中，+)为工序尺寸，,)为加工余量，- 为工序数目，- *$、“、+! ! （&）车削（）车削（(）磨削图 “! 加工工序从图 “( 中可知，工序尺寸 +就是要保证设计尺寸*$，而设计尺寸 *“在三个图中均未看到。并且，在加工过程中用到了两个定为基准（“面和!面） ，即进行了一次基准转换，虽然图 “ 中三个图都是按加工顺序排列的，但是工序尺寸间的联系不能直观的看清楚，分析封闭环比较困难。即使经过分析，知道了 *“是封闭环
5、以后，找其相关尺寸建立尺寸链也比较麻烦。如何解决这样的问题呢？笔者在从事多年机械制造技术的教学实践基础上发现，必须找到一个帮助查找工艺尺寸链和封闭环的工具，这就是“图表法” ，即用“图表法”计算工序尺寸。所谓图表法，就是在一张工件简图上按加工顺序标! ! !“#$%&“()测! ! 量! ! ! ! ! !冷加工!“#“ 年第 !$ 期!“ “ “!“ “ “!“ #$%&!()*+,-./01“ 2(#出相关工序尺寸，并在对应的表格内写出有关加工内容，建立尺寸链图，计算工序尺寸的方法。下面通过前面的例子说明图表法的应用。!“ 作图表（“）画工件简图，对称图形只画一半，与计算无关的尺寸和轮廓不
6、必画出。（#）画出所需内容的表格，如：加工内容、工序尺寸、加工余量等。（$）按加工路线填写加工内容。（%）利用字母及符号标出各工序的基准面（实心圆点的表面） 、加工面（箭头指的表面） 、工序尺寸（*&） 、终结（设计）尺寸（+&）及工序余量（,&）等。把上例画成图表，如图 $ 所示。图$! 台阶轴加工工序表中，+&为设计尺寸，*&为工序尺寸，尺寸 +&为加工后实际得到的，,&为加工余量，- 为工序数目，- (“、#、$，“、#、$ 面为定位（测量）基准。#“ 确定封闭环 !+从图 $ 中可知，工序尺寸 *“、*#、*$都是在每一道工序中直接得到，且终结尺寸 +“.就是工序尺寸 *$。只有终结尺
7、寸 +#.是由工序# 车削!面和工序$ 磨削“面后得到的，也就是说尺寸 +#.是由工序尺寸 *#和 *$间接保证的，所以，+#是封闭环，即 *+( +#。$“ 建立尺寸链图首先在图 $ 中找出与封闭环 +#相关的尺寸。按照“自封闭环两端，同步追踪向前；遇到圆点无阻，遇到图%! 台阶轴尺寸链箭头拐弯；追踪两路汇交，即得封闭连环”的方法，找出与封闭环 +#相关的尺寸为：*“、*#、*$，其查找路线如图 $中虚线所示。把尺寸链图画出，如图 %所示。%“ 计算尺寸链应用尺寸链的计算公式进行计算。通过以上分析可知， “图表法”可以把加工过程中的工序尺寸通过一张图表按加工顺序联系起来，尺寸的相互关系一目了
8、然，对工艺基准的多次转换，又有工序间余量变化的影响，整个工艺过程有着较复杂的基准关系和尺寸关系等问题，分析解算简洁明了，不易出现差错。所以，尺寸链图表法可以帮助人们快捷正确地建立尺寸链图、确定封闭环进行尺寸链的计算。若上例中的台阶轴车削工序采用数控车床进行加工，其加工路线变为：数控车削刀具运动轨迹为：“面“#面“!面“面。磨削时，以!面定位磨削“面。试确定编程尺寸和工序尺寸。根据加工路线画图表如图 ) 所示。图 )! 数控车削加工工序从图 ) 可知，磨削工序尺寸 *$( +#.，而尺寸 +“.则由工序 # 和工序 $ 分别获得，即由 *#、*$两个工序尺寸间接保证的，所以封闭环尺寸为 +“，即
9、 *+( +“.。按照前面介绍的方法寻找 +“的相关尺寸，查找相关尺寸图*! 尺寸链的路线如图 ) 中虚线所示，画出尺寸链如图 * 所示。通过以上举例分析，可以从加工过程图表中清楚地看出，加工同一零件的相同表面，工艺路线改变了，封闭环就要发生改变，从而工艺尺寸链也发生了相应的变化。故工艺尺寸链取决于加工过程，不同的工艺路线就有不同的工艺尺寸链。利用工序尺寸图表法除计算工序尺寸外，还可以比较方便地用于工序余量的校核、确定渗碳渗氮层深度、确定电镀层厚度和确定“靠火花” 磨削工序尺寸等。（“）工序余量的校核! 一台阶轴的三个端面需要加工，其有关的加工工序如图 + 所示，已知各工序的工序尺寸，校核工序
10、 $ 中精车端面“的加工余量 ,)。因为加工中工序余量是由工序尺寸间接保证的，所! ! ! ! ! !测! ! 量!“#$%&“()! ! !“# # #!“# # #!“#“ 年第 !$ 期 !“ #$%&!()*+,-./01“ 2(#冷加工以，在工艺尺寸链中计算有工序余量的问题时，其封闭环就是加工余量（靠火花磨削除外） 。按照寻找相关尺寸的方法找出相关尺寸如图 “ 中虚线所示，与加工余量 *#有关的尺寸是 +$、+%、+&、+#。画出尺寸链图如图 所示。由图 可知，尺寸链的增环为：+$和 +%，尺寸链的减环为：+&和 +#。运用尺寸链计算公式得到 *#的尺寸在 () % *+) %+,
11、之间，加工余量合适，从而证明给定的工序尺寸是合理的。（$） “靠火花”磨削工序尺寸的确定! 所谓“靠火花”磨削是指在磨削端面时，将磨床工作台纵向引进，使工件靠在砂轮的端面上，根据靠出火花的多少，凭经验判断大约磨去了多少余量，从而估算得到多大的工序尺寸的一种磨削方法。如图 - 所示一齿轮轴，用“靠火花”磨削的方法磨削齿轮端面!面。其前后相关工序为：图 -! 齿轮轴加工工序! ! 精车端面：以“面定位车削!面，再以!面定位车削#面。磨端 面：靠 火 花 磨 削 ! 面，保 证 设 计 尺 寸 ,+（&) -+# .() (#,）和 ,$（$%$) “# . () $#,） 。靠火花磨削的余量 *
12、为 () + .() ($,（经验值） ，确定靠火花磨削前的工序（精车）尺寸。第一画出零件及加工过程图表，如图 - 所示。第二分析封闭环：根据靠火花磨削的特点，可知磨削余量不是封闭环，而是组成环。从图 - 可知尺寸 ,+-和 ,$-都是由两道工序分别获得，都是间接间接保证的尺寸，所以 ,+-和 ,$/都封闭环，应该组成两个尺寸链。第三画尺寸链图：查找相关尺寸，其追踪路线如图- 中虚线所示，画出两个尺寸链图如图 +( 所示。（0）（1）图 +(! 齿轮轴尺寸链第四计算尺寸链：在图+(0 中，封闭环为 ,+-，即为,+（&) -+# .() (#,） ，增环为 +，减环为 *磨（() (*() +
13、$,） ，应用尺寸链计算公式得到 +（&#) (+# .() (2#,） 。同理，计 算 图 +(1 中 工 序 尺 寸 +$（$%$) 2# .() ($%,） 。从计算结果可知，与 +、+$分别相对应的后道工序尺寸 ,+（&) -+# .() (#,）和 ,$（$%$) “# .() $#,）的精度相比较，前道工序的尺寸精度高于后道工序的工序尺寸精度，这也是“靠火花”磨削的一个特点。这是因为，尽管“靠火花”磨削的生产率较高，但是人们凭经验看火花的大小来估算加工余量的大小，其余量的变化范围较大。经过“靠火花”磨削，零件的表面更光洁了，但是零件的尺寸精度却下降了。所以，在“靠火花”磨削时，为了满足加工要求，给定磨削前的工序尺寸精度应高于磨削后的工序尺寸精度。总之，用图表法计算工艺尺寸链，简单、实用、正确度高，可以广泛地应用于在校学生的学习，生产实际中工艺人员编制工艺规程、设计人员校核设计方案的可行性等方面。（收稿日期：$(+(+#）
