機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計-工藝尺寸鏈

(一)按構(gòu)成尺寸鏈各環(huán)的幾何特征分類(1)長度尺寸鏈全部環(huán)為長度尺寸的尺寸鏈；或者組成環(huán)既有長度尺寸又有角度量而封閉環(huán)為長度尺寸的尺寸鏈。

(2)角度尺寸鏈全部環(huán)為角度量的尺寸鏈；或者組成環(huán)既有角度量又有長度尺寸而封閉環(huán)為角度量的尺寸鏈。圖6-6角度尺寸鏈(二)按尺寸鏈的作用分類(1)裝配尺寸鏈全部組成環(huán)為不同零件的設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。

(2)零件設(shè)計尺寸鏈全部組成環(huán)為同一零件的設(shè)計尺寸所形成的尺寸鏈。

(3)工藝尺寸鏈全部組成環(huán)為同一零件的工藝尺寸所形成的尺寸鏈。(1)直線尺寸鏈全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈，亦稱為線性尺寸鏈，是尺寸鏈的基本形式。

(2)平面尺寸鏈全部組成環(huán)位于一個或幾個平行平面上，但可能某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。

(3)空間尺寸鏈組成環(huán)位于幾個不平行平面內(nèi)的尺寸鏈。圖6-7平面工藝尺寸鏈(1)獨立尺寸鏈系指組成環(huán)與封閉環(huán)只屬于同一尺寸鏈，不屬任何其他尺寸鏈。

(2)并聯(lián)尺寸鏈由若干個獨立尺寸鏈通過一個(或幾個)共存于兩個(或以上)獨立尺寸鏈的環(huán)相互聯(lián)系起來的，這種聯(lián)系形式稱為并聯(lián)尺寸鏈，共存于獨立尺寸鏈中的公用環(huán)稱為公共環(huán)，組成環(huán)與封閉環(huán)都有可能成為公共環(huán)。

(3)串聯(lián)尺寸鏈如圖6-8b所示，每一個后繼尺寸鏈?zhǔn)菑那懊嬉粋€尺寸鏈的基面開始的，即每兩個相鄰尺寸鏈有一個共同基面。圖6-8相關(guān)尺寸鏈

a)并聯(lián)尺寸鏈b)串聯(lián)尺寸鏈四、尺寸鏈的計算1.公差校核計算

已知組成環(huán)，求封閉環(huán)。根據(jù)各組成環(huán)基本尺寸及公差(或偏差)，來計算封閉環(huán)的基本尺寸及公差(或偏差)。亦稱為尺寸鏈的正計算。這種計算主要用在審核圖樣，驗證設(shè)計的正確性。2.公差設(shè)計計算

已知封閉環(huán)，求組成環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求的封閉環(huán)基本尺寸及公差(偏差)，反過來計算各組成環(huán)基本尺寸及公差(偏差)。亦稱為尺鏈的反計算。這種計算一般用于汽車或機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計或工藝設(shè)計。3.中間計算

已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求其余組成環(huán)。根據(jù)封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及公差(偏差)來計算尺寸鏈中某一組成環(huán)的基本尺寸及公差(偏差)，其實質(zhì)屬于反計算的一種，稱為尺寸鏈的中間計算。這種計算在工藝設(shè)計上應(yīng)用較多，如基準(zhǔn)的換算、工序尺寸的確定等。(一)直線尺寸鏈的計算1.封閉環(huán)基本尺寸計算圖6-9尺寸鏈計算簡圖

a)直線尺寸鏈b)角度尺寸鏈2.極值法(1)封閉環(huán)極限尺寸封閉環(huán)最大尺寸等于所有增環(huán)最大尺寸之和減去所有減環(huán)最小尺寸之和

(2)封閉環(huán)公差等于所有各組成環(huán)公差之和由式(6-3)減去式(6-4)得

(3)封閉環(huán)極限偏差上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和由式(6-3)減去式(6-1)得

(4)封閉環(huán)實際誤差即在零件制造加工過程中，當(dāng)各環(huán)的實際誤差不等于各環(huán)公差時此時封閉環(huán)的實際誤差等于所有組成環(huán)的實際誤差之和

(5)封閉環(huán)中間尺寸C0m和中間偏差Δ0

圖6-10所示表明了各尺寸、公差及偏差間的關(guān)系。

(6)中間偏差、公差及極限偏差間的關(guān)系圖6-11正態(tài)分布時尺寸、公差、

偏差間的關(guān)系圖圖6-10尺寸、公差、偏差間的關(guān)系圖第二節(jié)工藝尺寸鏈、裝配尺寸鏈的應(yīng)用一、工序尺寸計算(一)工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合時工序尺寸的確定1)確定各加工工序的加工余量。

2)從終加工工序開始，即從設(shè)計尺寸開始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分別得到各工序基本尺寸。

3)除終加工工序以外，其他各加工工序按各自所用加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度確定工序尺寸公差(終了工序的公差按設(shè)計要求確定)。圖6-13基準(zhǔn)重合原則的應(yīng)用表6-2工序尺寸及公差的計算圖6-14汽車變速器中間軸

第三速齒輪簡圖(二)工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時工序尺寸的確定在機(jī)械加工工藝過程中，由于基準(zhǔn)不重合而需要進(jìn)行尺寸鏈換算的場合有：工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算及工序基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算。

1.定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合

2.測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合圖6-15某套筒零件工序圖圖6-16多個尺寸同時保證工序及尺寸鏈圖圖6-17軸套零件加工工序及工藝尺寸鏈圖(1)工序尺寸C1的基本尺寸計算由式(6-1)有C1=(40+0.5)mm=40.5mm

(2)工序尺寸C1的上、下偏差計算由式(6-6)有ESC1=(0-0.1)mm=-0.1mm由式(6-7)有EIC1=(0-0.2)mm=-0.2mm故C1=40.5-0.1-0.2mm

(1)工序尺寸C2的基本尺寸計算由式(6-1)有C2=(25+0.5)mm=25.5mm

(2)工序尺寸C2的上、下偏差計算由式(6-6)有ESC2=(0.5-0.2)mm=0.3mm由式(6-7)有EIC2=0+0=0故C2=25.5+0.3

0mm如圖6-17c所示，25+0.5

0mm為間接保證尺寸，因此，設(shè)計尺寸25+0.5

0mm為封閉環(huán)，而加工余量為組成環(huán)，且為減環(huán)，工藝尺寸C2為組成環(huán)，且為增環(huán)。(四)對稱度、同軸度為設(shè)計要求時工序尺寸的確定圖6-18磨十字軸端面工序圖圖6-19磨十字軸端面工藝尺寸鏈圖制造汽車，不僅要保證每個零件的加工精度，還要使零件能正確地進(jìn)行裝配，達(dá)到規(guī)定的裝配精度。汽車的裝配精度包括：零件或部件間的尺寸精度，如間歇或過盈等；位置精度，如平行度、垂直度和同軸度等；相對運動精度，即在相對運動中保證有關(guān)零件或部件相對位置的準(zhǔn)確度及各個配合表面的接觸精度等。為了達(dá)到汽車的裝配精度，在產(chǎn)品設(shè)計階段，就要正確地分析和計算裝配尺寸鏈，以便正確地標(biāo)注零件尺寸，合理地確定公差和技術(shù)條件。同時，在裝配時，要根據(jù)零件的加工精度和裝配方法，驗算裝配精度?？傊?，無論進(jìn)行哪種計算都必須先建立裝配尺寸鏈。裝配精度是建立裝配尺寸鏈的依據(jù)。

(一)裝配精度概念1)軸與孔的配合間隙或過盈量。

2)零件、部件間的位置公差。

3)相鄰旋轉(zhuǎn)零件與固定零件的軸向間隙。

4)往復(fù)運動件的行程范圍。

5)滾動軸承端面與軸承蓋間的軸向間隙或過盈量。

6)聯(lián)軸器所連接的兩軸軸線同軸度。

7)滑動軸承中軸類零件的軸肩(或端面)與止推軸承間的軸向間隙。

8)性能參數(shù)，如發(fā)動機(jī)的壓縮比等。

9)機(jī)械變速器中滑動齒輪在嚙合狀態(tài)時，齒輪沒有進(jìn)入嚙合的寬度；齒輪分離狀態(tài)時，輪齒分離的間隙值。

10)錐齒輪傳動副中，為保證齒側(cè)間隙和接觸區(qū)要求，所規(guī)定的錐齒輪副錐頂?shù)奈灰浦怠?/p>

11)為保證齒輪副或蝸輪副能正常嚙合，齒輪副或蝸輪副的嚙合中心距。圖6-20離合器分離桿端部

與分離軸承間的間隙要求

1—分離桿2—分離軸承(三)裝配尺寸鏈的封閉環(huán)與組成環(huán)

裝配尺寸鏈?zhǔn)菣C(jī)械產(chǎn)品(汽車)的裝配過程中，由相關(guān)零件的有關(guān)尺寸(表面或軸線間距離)或相互位置關(guān)系(平行度、垂直度或同軸度等)以及形狀要求所組成的尺寸鏈。裝配過程中最后形成的一環(huán)，它也是相關(guān)零件的尺寸或相互位置誤差積累的一環(huán)，此環(huán)作為裝配精度要求，也是裝配尺寸鏈的封閉環(huán)；其他影響裝配精度的那些零件的尺寸、形狀和位置公差，是組成環(huán)。1)熟悉產(chǎn)品或部件、總成裝配圖。

2)確定封閉環(huán)。

3)確定組成環(huán)。

4)畫出尺寸鏈圖，進(jìn)行增、減環(huán)判定。

5)滿足尺寸鏈最短路線原則。

6)列出尺寸鏈方程。

如前所述，裝配精度為封閉環(huán)。要正確地確定封閉環(huán)，必須深入了解產(chǎn)品的性能要求及各部件的作用，以及設(shè)計人員所提出的裝配技術(shù)要求等。3)確定組成環(huán)。

裝配尺寸鏈的組成環(huán)是對產(chǎn)品或部件裝配精度直接影響的環(huán)節(jié)。一般查找方法是取封閉環(huán)兩端為起點，以裝配基準(zhǔn)為聯(lián)系線索，在裝配精度方向沿著相鄰零件由近及遠(yuǎn)地查找影響封閉環(huán)的有關(guān)零件，直至找到同一個基準(zhǔn)零件的兩個裝配基準(zhǔn)或同一基準(zhǔn)表面為止，查找到的所有有關(guān)零件的尺寸就是裝配尺寸鏈的全部組成環(huán)。當(dāng)封閉環(huán)精度較高，而采用獨立原則時，則尺寸公差與形位公差是分別控制的，形位公差應(yīng)作為組成環(huán)進(jìn)入尺寸鏈。圖6-21汽車主減速器中主動錐齒輪軸承座的裝配圖

1—左軸承2—軸承座3—右軸承

4—主動錐齒輪5—調(diào)整墊片圖6-22軸承的預(yù)緊

狀態(tài)圖圖6-23汽車主減速器中主動錐齒輪軸承座裝配尺寸鏈圖圖6-24汽車變速器第一軸和第二軸的組件裝配圖及其裝配尺寸鏈

1—前紙墊2—前蓋3—前軸承4—第—軸5—四、五速固定齒座6—襯套

7—五速齒輪止推環(huán)8—第二軸9—后軸承10—后蓋11—后紙墊12—變速

器殼體13—三速齒輪止推環(huán)14—三速齒輪15—五速齒輪(五)裝配尺寸鏈計算正計算：已知影響裝配精度的有關(guān)零件的基本尺寸與偏差，計算裝配精度。用于對設(shè)計圖樣進(jìn)行校核驗算，以及驗算產(chǎn)品是否滿足設(shè)計裝配精度。反計算：已知規(guī)定的裝配精度，計算影響裝配精度的有關(guān)零件的基本尺寸及其偏差。用于產(chǎn)品設(shè)計過程中確定各有關(guān)零件的尺寸與加工精度。一、尺寸鏈定義、特征及尺寸鏈圖(一)、尺寸鏈的定義把一組構(gòu)成封閉形式的有相互聯(lián)系的尺寸組合稱為“尺寸鏈”。

圖6-1發(fā)動機(jī)曲軸第一主軸頸與軸承裝配結(jié)構(gòu)圖圖6-2軸加工工序簡圖圖6-3拖拉機(jī)制動器軸承套結(jié)構(gòu)簡圖圖6-4軸零件設(shè)計圖(二)尺寸鏈特征及尺寸鏈圖(1)尺寸鏈的封閉性