機械制造工藝學：第二章 機械加工工藝規(guī)程設計 第四節(jié)工藝尺寸鏈

1、第四節(jié) 工藝尺寸鏈,一、尺寸鏈的概念及組成,1尺寸鏈,由相互聯(lián)系的按一定順序排列的封閉尺寸組。按照功能不同，尺寸鏈可分為工藝尺寸鏈和裝配尺寸鏈,2工藝尺寸鏈,在零件加工過程中，由同一零件有關工序尺寸所形成的尺寸鏈,3環(huán),尺寸鏈中的各個尺寸都簡稱為環(huán),一、尺寸鏈的概念及組成,在零件加工過程或機器裝配過程中最終形成的環(huán)（或間接得到的環(huán)），以A0表示。 封閉環(huán)有以下兩個特征：封閉環(huán)一定是工藝過程中間接保證或最終形成的尺寸；封閉環(huán)的公差值最大，它等于各組成環(huán)公差之和,4封閉環(huán),5組成環(huán),尺寸鏈中除了封閉環(huán)以外的各環(huán)。組成環(huán)按其對封閉環(huán)的影響又可分為增環(huán)和減環(huán),1）增環(huán),一、尺寸鏈的概念及組成5組成環(huán),

2、2）減環(huán),6裝配尺寸鏈,機器裝配中，以某項裝配精度指標(或裝配要求)作為封閉環(huán)，查找所有與該項精度指標(或裝配要求)有關零件的尺寸(或位置要求)作為組成環(huán)而形成的尺寸鏈,該環(huán)的變動（增大或減小）引起封閉環(huán)同向變動（增大或減?。┑沫h(huán)稱為增環(huán)。以A 表示,該環(huán)的變動（增大或減?。┮鸱忾]環(huán)反向變動（減小或增大）的環(huán)稱為減環(huán)。以A 表示,二、尺寸鏈圖,尺寸鏈圖及其各環(huán)性質(zhì)的確定方法,1）確定加工過程中被間接保證的尺寸，并定為封閉環(huán),2）從封閉環(huán)起，按照零件上各表面間的聯(lián)系，依次畫出有關的直接獲得的尺寸作為組成環(huán)，直到尺寸的終端回到封閉環(huán)的起始端，形成一個封閉圖形,3）按照增環(huán)及減環(huán)定義，依次確定每個

3、組成環(huán)的性質(zhì),1. 尺寸鏈計算類型,1）已知各組成環(huán)，求算封閉環(huán)（正計算,四、尺寸鏈的計算,2）已知封閉環(huán)，求算各組成環(huán)（反計算,3）已知封閉環(huán)及部分組成環(huán)，求算其余一個或幾個組成環(huán),2. 尺寸鏈的極值解法,假設各增環(huán)尺寸都是最大極限尺寸而各減環(huán)都是最小極限尺寸的情況；各增環(huán)都是最小極限尺寸而減環(huán)都是最大極限尺寸的情況,2. 尺寸鏈的極值解法,1）封閉環(huán)的基本尺寸,四、尺寸鏈的計算,n為總環(huán)數(shù)，m為增環(huán)數(shù),2. 尺寸鏈的極值解法,2）封閉環(huán)的極限尺寸,四、尺寸鏈的計算,3）封閉環(huán)的上偏差ES0和下偏差EI0,4）封閉環(huán)的公差T0,四、尺寸鏈的計算,如圖所示尺寸鏈，若A1=A2=A3=30+0.

4、1mm，A4=100.05mm，A5=A7=40-00.1mm，A6=150.05mm，求封閉環(huán)A0的基本尺寸、上下偏差及其公差值,例題1,例題1解答,根據(jù)增環(huán)及減環(huán)的定義，可得出尺寸鏈中的A1、A2、A3、A4為增環(huán)，A5、A6、A7為減環(huán)，所以,四、尺寸鏈的計算,1）封閉環(huán)的基本尺寸,例題1解答,四、尺寸鏈的計算,2）封閉環(huán)的上偏差,3）封閉環(huán)的下偏差,ES0=ES1ES2ES3ES4（EI5EI6EI7） =0.10.10.10.05（0.10.050.1） =0.6mm,EI0=EI1EI2 EI3 EI4（ES5 ES6 ES7） =0 0 00.05（0 0.05 0） = 0.1

5、mm,例題2,在車床上加工一階梯軸，如圖所示，先加工小頭至尺寸C=20+0.14mm，然后加工大頭至尺寸B=20+0.14mm，求零件總長尺寸A及其上、下偏差,四、尺寸鏈的計算,例題2 解答,尺寸鏈圖如右圖所示,四、尺寸鏈的計算,1)封閉環(huán)A的基本尺寸,根據(jù)定義，可知尺寸鏈中的A是封閉環(huán)，B、C是增環(huán),A=B+C=20+20=40mm,2)封閉環(huán)的上偏差,ES0=ES1+ES2=0.14+0.14=0.28,3)封閉環(huán)的下偏差,EI0=EI1+EI2=0+0=0,本尺寸鏈封閉環(huán)的尺寸為40+0.28 mm，其公差值T0=0.28mm,3. 尺寸鏈的概率解法（統(tǒng)計法,幾個獨立隨機值之和的標準差等

6、于這些隨機值的標準差的平方相加之后的平方根,四、尺寸鏈的計算,設為封閉環(huán)的標準差，A1 、A2 、. An-1為各組成環(huán)的標準差，則,當零件尺寸為正態(tài)分布時，其誤差量（或尺寸分散范圍）與標準差的關系為：=6,在取各環(huán)誤差量i及0等于公差值Ti及T0的條件下，則上式可轉(zhuǎn)化成,例題3,四、尺寸鏈的計算,如圖所示尺寸鏈，若A1=A2=A3=30+0.1mm，A4=100.05mm，A5=A7=40-00.1mm，A6=150.05mm，用概率解法求封閉環(huán)的基本尺寸A0、上下偏差和公差值T0,例題3解答,四、尺寸鏈的計算,1）將各尺寸換算成雙向公差,2）計算封閉環(huán)的基本尺寸,四、尺寸鏈的計算,例題3解

7、答,3）計算封閉環(huán)公差T0,用概率解法的封閉環(huán)尺寸： A0=5.250.13，公差T0= 0.26,用極值解法的封閉環(huán)尺寸,例題4,四、尺寸鏈的計算,如圖所示套筒成批加工時，若兩端面已加工好，在本工序以表面A為定位基準，加工表面B。試進行尺寸換算，求尺寸C及其上、下偏差,例題4解答,四、尺寸鏈的計算,2）用極值解法計算尺寸C的基本尺寸,1)尺寸鏈圖右如圖,40+0.2mm是封閉環(huán)，50+0.1mm為增環(huán)，尺寸C為減環(huán),3）尺寸C的上偏差,例題4解答,四、尺寸鏈的計算,4）尺寸C的下偏差,所以C=10-0.1mm,例題5,若上例中套簡（圖7a）的加工過程是先加工B、D面，得尺寸40+0.2，然后

8、再以B面為定位基準加工A面，要求保證總長尺寸為50+0.1，試進行尺寸換算,例題5解答,四、尺寸鏈的計算,按加工順序，總長50+0.1是最后自然得到的，故為封閉環(huán),提高上道工序的加工精度，使本工序的定位誤差位變小，即縮小尺寸40的公差,提高本工序的加工精度，即限制尺寸C的加工誤差,改變?nèi)抗?，即同時縮小尺寸40及尺寸C的公差,1)尺寸鏈如圖所示,按等公差法分配尺寸40和C的公差,例題5解答,四、尺寸鏈的計算,尺寸C的基本尺寸,2)設尺寸40的上、下偏差為,尺寸C的下偏差,尺寸C的上偏差,所以C=10+0.05mm，即上工序按40+0.05mm加工，本工序按10+0.05mm加工，就能保持總長

9、符合圖紙要求500.1mm,例題6,四、尺寸鏈的計算,右圖為套筒零件，內(nèi)孔及外圓均已加工，現(xiàn)欲加工鍵槽，用P點定位來進行加工是不可能的，因此可選M點或N點為定位基準來進行加工，這就產(chǎn)生了基準不重合。請分析比較用何處定位易于保證鍵槽的深度16+0.18mm,例題6 解答,四、尺寸鏈的計算,1）以M點定位加工鍵槽,例題6 解答,四、尺寸鏈的計算,以M點定位加工鍵槽的尺寸鏈如圖所示,由于鍵槽深度為16+0.18 mm是由A1和A2來決定的，故A0為封閉環(huán)，計算時若用極值解法，設A2的尺寸公差為,尺寸A2的基本尺寸,四、尺寸鏈的計算,例題6 解答,尺寸A2的上偏差,尺寸A2 的下偏差,所以,例題6 解答,四、尺寸鏈的計算,2）以N點定位加工鍵槽,例題6 解答,尺寸B2的基本尺寸,尺寸B3的下偏差,尺寸B3的上偏差,所以,由于鍵槽深度為16+0.18 mm是由B1、B2和B3來決定的，故B0為封閉環(huán)，計算時若用極值解法，設B3的尺寸公差為,例題7,四、尺寸鏈的計算,如圖所示為一階梯軸，在多刀車床上加工時，采用單一基準的定位原則，因而基