機械加工工藝規(guī)程設計-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)為不同零件的設計尺寸所形成的尺寸鏈。

(2)零件設計尺寸鏈全部組成環(huán)為同一零件的設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，每一個后繼尺寸鏈是從前面一個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，驗證設計的正確性。2.公差設計計算

已知封閉環(huán)，求組成環(huán)。根據(jù)設計要求的封閉環(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械產(chǎn)品設計或工藝設計。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。這種計算在工藝設計上應用較多，如基準的換算、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、裝配尺寸鏈的應用一、工序尺寸計算(一)工序基準、測量基準與設計基準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)濟精度確定工序尺寸公差(終了工序的公差按設計要求確定)。圖6-13基準重合原則的應用表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、測量基準與設計基準不重合時工序尺寸的確定在機械加工工藝過程中，由于基準不重合而需要進行尺寸鏈換算的場合有：工序基準與定位基準不重合時的尺寸換算及工序基準與測量基準不重合時的尺寸換算。

1.定位基準與設計基準不重合

2.測量基準與設計基準不重合圖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行裝配，達到規(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確度及各個配合表面的接觸精度等。為了達到汽車的裝配精度，在產(chǎn)品設計階段，就要正確地分析和計算裝配尺寸鏈，以便正確地標注零件尺寸，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瑹o論進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)動機的壓縮比等。

9)機械變速器中滑動齒輪在嚙合狀態(tài)時，齒輪沒有進入嚙合的寬度；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)

裝配尺寸鏈是機械產(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，以裝配基準為聯(lián)系線索，在裝配精度方向沿著相鄰零件由近及遠地查找影響封閉環(huán)的有關(guān)零件，直至找到同一個基準零件的兩個裝配基準或同一基準表面為止，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，形位公差應作為組成環(huán)進入尺寸鏈。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。用于對設計圖樣進行校核驗算，以及驗算產(chǎn)品是否滿足設計裝配精度。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拖拉機制動器軸承套結(jié)構(gòu)簡圖圖6-4軸零件設計圖(二)尺寸鏈特征及尺寸鏈圖(1)尺寸鏈的封閉性