工藝尺寸鏈及其計(jì)算

工藝尺寸鏈及其計(jì)算

———切削加工工藝尺寸鏈按鈕

當(dāng)零件加工時(shí)，多次轉(zhuǎn)換工藝基準(zhǔn)，引起測量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，這時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)工藝尺寸鏈，裝配過程中會(huì)出現(xiàn)裝配工藝尺寸鏈一、工藝尺寸鏈的概念按鈕1、尺寸鏈的概念和特征概念：在零件加工或機(jī)器裝配過程中，由一系列相互聯(lián)系的尺寸按一定順序首尾相接排列形成的封閉圖形，稱為尺寸鏈。尺寸鏈設(shè)計(jì)尺寸鏈工藝尺寸鏈由單個(gè)零件在工藝過程中的有關(guān)尺寸所形成的尺寸鏈。切削加工工藝尺寸鏈裝配工藝尺寸鏈加工臺(tái)階零件設(shè)計(jì)尺寸

零件要加工B、C兩個(gè)平面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為C面加工臺(tái)階零件工序尺寸

加工B、C兩個(gè)平面，定位基準(zhǔn)為A面定位基準(zhǔn)為A面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，Lc工序尺寸需要用工藝尺寸鏈求解加工臺(tái)階零件的尺寸鏈加工套筒零件設(shè)計(jì)尺寸零件設(shè)計(jì)加工的尺寸A1、A2設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為A面A加工套筒零件的工序尺寸零件加工的工序尺寸A1、A3設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為B面加工套筒零件的尺寸鏈測量基準(zhǔn)B與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)A不重合，出現(xiàn)工藝尺寸鏈尺寸鏈的主要特征：（1）封閉性。尺寸鏈必須是首尾相接且封閉的尺寸組合。其中，應(yīng)包含一個(gè)間接保證的尺寸和若干個(gè)對(duì)此有影響的直接獲得的尺寸。（2）關(guān)聯(lián)性。尺寸鏈中間接保證的尺寸精度是受這些直接獲得的尺寸精度所支配的，彼此間具有特定的函數(shù)關(guān)系，并且間接保證的尺寸精度必然低于直接獲得的尺寸精度。（1）尺寸鏈簡圖的作法1）選取設(shè)計(jì)尺寸，該設(shè)計(jì)尺寸為加工過程中間接保證的尺寸2）選取與間接保證尺寸相關(guān)的工序尺寸3）組成成封閉尺寸鏈2、尺寸鏈的組成和尺寸鏈簡圖的作法組成尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為尺寸鏈的環(huán)，按性質(zhì)不同可分為組成環(huán)和封閉環(huán)。封閉環(huán)指在尺寸鏈中最后形成或未標(biāo)注間接保證的尺寸。每個(gè)尺寸鏈中，封閉環(huán)只能有一個(gè)，用A0表示。（2）尺寸鏈的組成組成環(huán)除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán)。根據(jù)組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)影響，將其分成如下兩類：①增環(huán)在尺寸鏈中，當(dāng)其余各組成環(huán)不變，而該環(huán)增大使封閉環(huán)也增大的，稱為增環(huán)。引起封閉環(huán)同向變動(dòng)。②減環(huán)在尺寸鏈中，當(dāng)其余各組成環(huán)不變，而該環(huán)增大使封閉環(huán)減小的環(huán)，稱為減環(huán)。引起封閉環(huán)異向變動(dòng)。（3）尺寸鏈增減環(huán)判斷常采用標(biāo)箭頭的方法來判斷增減環(huán)。在尺寸鏈圖中用首尾相接的單向箭頭順序表示各尺寸環(huán)，其中與封閉環(huán)箭頭方向相反者為增環(huán),與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán)。封閉環(huán)增環(huán)減環(huán)封閉環(huán)A1A0A2A3減環(huán)ABC

1、封閉環(huán)

2、組成環(huán)1、加工順序確定后才能確定封閉環(huán)。2、封閉環(huán)的基本屬性為“派生”，表現(xiàn)為尺寸間接獲得。

關(guān)鍵

要領(lǐng)設(shè)計(jì)尺寸往往是封閉環(huán)。

關(guān)鍵1、封閉環(huán)確定后才能確定。2、直接獲得。3、對(duì)封閉環(huán)有影響尺寸鏈1、封閉環(huán)的基本尺寸封閉環(huán)的基本尺寸等于所有增環(huán)基本尺寸之和減去所有減環(huán)基本尺寸之和，即：二、尺寸鏈計(jì)算的基本公式（極值法）

—封閉環(huán)的基本尺寸；—增環(huán)的基本尺寸；—減環(huán)的基本尺寸；m

—增環(huán)的數(shù)量；n

—組成環(huán)的總數(shù)（不包括封閉環(huán)）。

—封閉環(huán)的基本尺寸；—增環(huán)的基本尺寸；—減環(huán)的基本尺寸；m

—增環(huán)的數(shù)量；n

—組成環(huán)的總數(shù)（不包括封閉環(huán)）。2、封閉環(huán)的極限尺寸封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)最大極限尺寸之和，減去所有減環(huán)最小極限尺寸之和；而封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)最小極限尺寸之和，減去所有減環(huán)最大極限尺寸之和。即：封閉環(huán)極限封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和，減去所有減環(huán)下偏差之和；而封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和，減去所有減環(huán)上偏差之和。封閉環(huán)公差封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差和，即：、、分別是封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)的公差。4、工藝尺寸鏈解題步驟（1）確定封閉環(huán)；（2）查明全部組成環(huán)，畫出尺寸鏈簡圖；（3）判明增、減環(huán)，用符號(hào)（箭頭）標(biāo)明增、減環(huán)；（4）利用尺寸鏈計(jì)算公式求解。注意：所建立的尺寸鏈必須使組成環(huán)數(shù)最少，這樣能更容易滿足封閉環(huán)的精度或者使各組成環(huán)的加工更容易、更經(jīng)濟(jì)。工藝尺寸鏈的構(gòu)成，取決于工藝方案和加工方法，確定封閉環(huán)是關(guān)鍵；一個(gè)尺寸鏈只能解一個(gè)封閉環(huán)三、切削加工工藝尺寸鏈的分析與解算切削加工過程中工藝基準(zhǔn)（工序、定位、測量等）與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，工藝尺寸就無法直接取用零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸，因此必須進(jìn)行尺寸換算來確定其工序尺寸。1、定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算2、測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算3、表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計(jì)算4、中間工序尺寸的工藝尺寸計(jì)算例1：加工下圖a所示零件，設(shè)1面已加工好，現(xiàn)以1面定位加工3面和2面，其工序簡圖如圖b所示，試求工序尺寸A1與A2。1、定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算設(shè)計(jì)尺寸工序尺寸工藝尺寸鏈（1）由于加工3面時(shí)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，因此工序尺寸A1就等于設(shè)計(jì)尺寸，A1

=

mm。（2）加工2面時(shí)，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，這就導(dǎo)致在用調(diào)整法加工時(shí)，只能以尺寸A2為工序尺寸，但這道工序的目的是為了保證零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸A0，即：（10±0.3）mm。因此A0與A1、A2構(gòu)成尺寸鏈，如圖c所示。根據(jù)尺寸鏈特性，A0為封閉環(huán)，A1為增環(huán)，A2為減環(huán)。所以，A2

=

20

mm，按入體原則表示為A2

=

20.1

mm。由公式A0

=

A1?A2

得：A2

=

A1?A0

=

30?10

=

20

mm；由公式ES0

=

ES1?EI2

得：EI2

=

ES1?ES0

=

0?0.3

=

?0.3

mm；由公式EI0

=

EI1?ES2

得：ES2

=

EI1?EI0

=

?0.2?(?0.3)

=

0.1

mm；2、測量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的尺寸換算例1：加工一軸承座，設(shè)計(jì)尺寸為A1和A0。由于設(shè)計(jì)尺寸A0加工時(shí)無法直接測量，只好通過測量A2尺寸來間接保證它，求A2的工序尺寸和公差。工藝尺寸鏈由公式A0

=

A2?A1

得：A2

=

A1+A0

=

10+50

=

60

mm；由公式ES0

=

ES2?EI1得：ES2

=

EI1+ES0

=

-0.15+0

=

?0.15

mm；由公式EI0

=

EI2?ES1

得：EI2

=

ES1+EI0

=

?0.05+(?0.15)

=-

0.2

mm；因此A2=A0為封閉環(huán)，A1為減環(huán)，A2為增環(huán)。因此A2=極值法解尺寸鏈★假廢品問題若實(shí)測尺寸A2=59.90mm，按上述要求判為廢品，但此時(shí)如A1=9.9mm，則實(shí)際A0=50mm，仍合格，即“假廢品”。當(dāng)實(shí)測尺寸與計(jì)算尺寸的差值小于或等于尺寸鏈其它環(huán)公差之和時(shí)，就可能出現(xiàn)假廢品。此時(shí)應(yīng)對(duì)該零件各有關(guān)尺寸進(jìn)行復(fù)檢和驗(yàn)算，以免將實(shí)際合格的零件報(bào)廢而導(dǎo)致浪費(fèi)。采用專用檢具可減小假廢品出現(xiàn)的可能性。注意：方法：求組成環(huán)各項(xiàng)之和等于封閉環(huán)。列豎式法解尺寸鏈口訣：封閉環(huán)、增環(huán)照抄；減環(huán)取反，上下偏差對(duì)調(diào)。尺寸鏈（環(huán)）基本尺寸上偏差ES下偏差EIA1-100.150.05A2（60）（

-

0.15）（?0.2）A0500?0.15如圖9所示零件，加工時(shí)要求保證尺寸６±0.1mm，但該尺寸不便測量，只好通過測量尺寸L來間接保證，試求工序尺寸Ｌ及其上、下偏差。例2

解：在圖9中尺寸６±0.１mm是間接得到的即為封閉環(huán)。工藝尺寸鏈圖，其中尺寸Ｌ、２６±0.0５mm為增環(huán)，尺寸36mm為減環(huán)?；境叽鐬椋?=L＋26—36L=16mm

上偏差為：0.1=ES＋0.05―(—0.05)ES=0mm

下偏差為：—0.1=EI＋(—0.05)―0EI=—0.05mm

因而L=16mm按鈕零件設(shè)計(jì)尺寸工藝尺寸鏈例2如圖所示，尺寸10不便測量，改測量孔深A(yù)2，通過控制A2間接保證尺寸10（A0），求工序尺寸A2及偏差。按鈕尺寸鏈豎式計(jì)算按鈕零件工序尺寸加工大孔時(shí)直接測量其深，控制小孔深度按鈕例3零件設(shè)計(jì)軸向尺寸按鈕例3工序尺寸按鈕從上表計(jì)算結(jié)果可知，A5’的Es〈Ei，顯然這是不合理的。這主要是因?yàn)楣箔h(huán)A4’的公差值太大，所以應(yīng)調(diào)整A4’的上下偏差?，F(xiàn)按等公差原則重新分配封閉環(huán)公差。T（Ai）=T（Aj）=T(A4”)=T(A5”)===0.30再考慮到A5”〉A(chǔ)4”故取TA4”=0.26，TA5”=0.34所以A4”=164（0.28+0.26）A5”=184（0.24+0.34）按鈕3、表面淬火、滲碳、鍍層的工藝尺寸計(jì)算R2R1H1H0例1：下圖所示偏心零件，表面A要求滲碳處理，滲碳層深度規(guī)定為0.5～0.8mm。1）精車A面，保證直徑2）滲碳處理，控制滲碳層深度H1；3）精磨A面保證直徑尺寸，同時(shí)保證規(guī)定的滲碳層深度H0。試確定H1的尺寸及公差。a)

設(shè)計(jì)尺寸AD2H0H1D1b)工藝尺寸鏈尺寸鏈（環(huán)）基本尺寸上偏差ES下偏差EIR1-19.2+0.050R2190-0.008H1（0.7）（

+0.25）（+0.008）H00.5+0.30列豎式法解尺寸鏈按鈕例2工序1：磨內(nèi)孔至Φ144.76+0.04mm；工序2：滲氮，深度t1；工序3：磨內(nèi)孔至Φ145+0.04mm，并保持滲氮層深度t0=0.3~0.5mm。求解滲氮的深度t1分析題意可知，t0=0.3+0.2mm是間接獲得的，為封閉環(huán)，工藝尺寸鏈如下（d）工序1工序2工序3按鈕4、中間工序的工序尺寸及其公差的求解計(jì)算

在工件加工過程中，有時(shí)一個(gè)基面的加工會(huì)同時(shí)影響兩個(gè)設(shè)計(jì)尺寸的數(shù)值。這時(shí)，需要直接保證其中公差要求較嚴(yán)的一個(gè)設(shè)計(jì)尺寸，而另一設(shè)計(jì)尺寸需由該工序前面的某一中間工序的合理工序尺寸間接保證。為此，需要對(duì)中間工序尺寸進(jìn)行計(jì)算

。例1：如下圖

所示齒輪內(nèi)孔，孔徑設(shè)計(jì)尺寸為φ40mm，鍵槽設(shè)計(jì)深度43.2mm，內(nèi)孔及鍵槽加工順序?yàn)棰夔M內(nèi)孔至φ39.6mm；②插鍵槽至尺寸；③淬火熱處理；④磨內(nèi)孔至設(shè)計(jì)尺寸φ40mm，同時(shí)要求保證鍵槽深度為43.2mm。試問：如何規(guī)定鏜后的插鍵槽深度值，才能最終保證得到合格產(chǎn)品？加工內(nèi)孔鍵槽的工藝尺寸鏈確定封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)由加工過程可知，尺寸43.2mm的一個(gè)尺寸界限——鍵槽底面，是在插槽工序時(shí)按尺寸確定的；另一尺寸界限——孔表面，是在磨孔工序時(shí)由尺寸φ40mm確定的，故尺寸L0（43.2mm）是一個(gè)間接得到的尺寸，為封閉環(huán)。工藝尺寸鏈如圖b所示，其中尺寸L1、L3（φ40）為增環(huán)，尺寸L2（φ39.6）為減環(huán)列豎式法解尺寸鏈尺寸鏈（環(huán)）基本尺寸上偏差ES下偏差EIL143+0.33+0.05L320+0.030L219.80+0.05L043.2+0.360列豎式法解尺寸鏈尺寸鏈（環(huán)）基本尺寸上偏差ES下偏差EIL143+0.33+0.05