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1、第七节 工艺尺寸链一、一、尺寸链的定义、组成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A2A1A01.加工面2.定位面3.设计基准（2）在装配中形成的尺寸链装配尺寸链A1 A2A02、特征3、 组成1、封闭性2、关联性。环尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。封闭环在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成 的环。组成环尺寸链中对封闭环有影响的全部环。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、增、减环判别方法在尺
2、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封闭环减环增环举例：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。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）直线尺寸链 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
3、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。2、按几何特征及空间位置分类三三 、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 关键要领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）。关键 关键1、封闭环确定后才能确定。 2、直接获得。 3、对封闭环有影响1.极值法（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（2）各环极限尺寸之间的关系封闭环的最大极
4、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，即四、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
5、用概率法进行尺寸链的计算。 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。(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)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
6、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 2） 按等精度原则 按等公差级分配的
7、方法来分配封闭环的公差时,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。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（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
8、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。五、工艺过程尺寸链的分析与解算1. 基准不重合时的尺寸换算1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算A 设计基准C 定位基准例73 B例1: 某零件如图示，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
9、序尺寸A2。A210-0.36 A1=50-0.17A0封闭环A0A2A1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。2）测量基准与设计基准不重合的尺寸换算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。 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。假废品的出现例
10、2 如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理 。2. 多尺寸保证时的尺寸换算50-0.34150.210-0.3零件图51-0.410 车孔及端面50-0.3410.4-0.220 车外圆及端面14.60.230 钻孔10-0.340 磨外圆及台阶解:1)分析从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、150.2mm 以及50-0.34。根据工艺过程分析是 否全部达到图纸要求.其中10-0.3、 50-0.34直接保证，150.2间接保证，为封闭环， 必须校核。 2）查找组成环，建立尺寸链10.4-0.214.60.210-0.3A0封闭环3）计算尺寸及偏差求得 A0=15-
11、0.4+0.5 ( 超差)4)解决办法: 改变工艺过程，如将钻孔改在工序40之后； 提高加工精度，缩小组成环公差。5）重新标注尺寸，校核计算 现将尺寸改为：10.4-0.1 ，14.6 0.1,10-0.1 可求得: A0= 150.2 符合图纸要求. 3.校核工序间余量例3 一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核工序30精车B面的余量。A BCA1A2A3A BCA5A410 粗车端面A、B，直接得到A1=28-0.52A2=35-0.3420 调头，粗、精车C面，直接得到尺寸A3=26-0.2830 调头，精车A、B，直接得到A4=25-0.14A5=35-0.17解:根据工艺过程作轴向尺寸
12、形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸 链求解。A BCA1A2A3A4A5Z为封闭环A0A3A2A4A5ZA0Z为封闭环,求得，Zmin=0.380, 合适。4、跟踪法建尺寸链对于工件形状复杂、工艺过程很长、工艺基准多次转换、工艺尺寸链环 数多时，就不容易迅速、简便地列出相应的工艺尺寸链来进行工序尺寸的换 算，而且还容易出差错。采用跟踪法，就能够更直观、更简便地去解工艺尺寸链的问题。而且也 便于利用计算机进行辅助工艺设计。 1）跟踪图的绘制（1）在图表的上方画出零件的简图，标出有关设计尺寸，并将有关 表面向下引出表面线；（2）按加工顺序自上而下地填入工序号；（3）将工序基本余量填入表中；
13、（5）为便于计算，按对称偏差标注设计尺寸。（4）按规定符合标出定位基准、工序基准、加工表面、工序尺寸、 加工余量、结果尺寸；2）符号说明CA BA1A2A3A4A5Z为封闭环A0余量定位基准封闭环工序尺寸度量基准加工表面3）举 例为封闭环A0CABA3A4Z4Z2A2A1Z1A5Z3Z5A03=36.250.25工序2 以D面定位，精车A面，得A3；粗车C面，得A4D工序1 以A面定位，粗车D面，得A1；车B面，保证A2 A02=39.90.1A01=49.750.25工序3 以D面定位，磨A面，保证工序尺寸A5 ；同时保证设计尺寸4）尺寸链建立方法（1）找出间接保证的设计尺寸和余量作为封闭环；（2）沿封闭环两端面竖线同步向前面各工序追踪查找组成环；（3）在追踪过程中，遇到箭头拐弯，逆加工箭头横向追踪到此尺寸 的度量基准；（5）当两边竖线“汇交”到某一个度量基准为止。（4）沿度量基准所在的竖线继续追踪；
