工藝尺寸鏈課件

1、工藝尺寸鏈3.5.1 尺寸鏈的基本概念1 尺寸鏈的定義在機(jī)器裝配或零件加工過(guò)程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組稱為尺寸鏈。（dimensional chain） 2 尺寸鏈的組成 1)環(huán) 列入尺寸鏈中的每一尺寸。2)封閉環(huán) 尺寸鏈中在加工過(guò)程或裝配過(guò)程最后形成的一環(huán)。 3)組成環(huán) 4)增環(huán) 5)減環(huán) 6)無(wú)向性環(huán) 尺寸鏈中常有這樣一些環(huán)，如間隙、同軸度、垂直度等，它們的方向是不定的，可能作為增環(huán)；也可能作為減環(huán)，這取決于它在尺寸鏈圖中的位置。圖3- 7 零件加工中的尺寸鏈3 尺寸鏈的特性 1)封閉性 由于尺寸鏈?zhǔn)欠忾]的尺寸組，因而它是由一個(gè)封閉環(huán)和若干個(gè)相互連接的組成環(huán)所構(gòu)成的封閉圖形，不

2、封閉就不成為尺寸鏈。 2)關(guān)聯(lián)性 由于尺寸鏈具有封閉性，所以尺寸鏈中的封閉環(huán)隨所有組成環(huán)變動(dòng)而變動(dòng)。因而，封閉環(huán)是組成環(huán)的函數(shù)?？杀磉_(dá)為A0f ( i Ai)。 是表示各組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)影響大小的系數(shù)，稱為傳遞系數(shù)。對(duì)于增環(huán)， i為正值；對(duì)于減環(huán)， i為負(fù)值；若組成環(huán)的方向與封閉環(huán)的方向一致， ，若組成環(huán)的方向與封閉環(huán)的方向成一角度，則0 i 1；若組成環(huán)的方向與封閑環(huán)的方向垂直， i0。 4 尺寸鏈圖 將尺寸鏈中各相應(yīng)的環(huán)，用尺寸或符號(hào)標(biāo)注在示意圖上 (零件圖樣或裝配圖樣)，或?qū)⑵鋯为?dú)表示出來(lái) 在繪制尺寸鏈圖時(shí)，用首尾相接的單箭頭線順序表示各環(huán)。其中，與封閉環(huán)箭頭方向相同的環(huán)即為減環(huán)；與封閉環(huán)

3、箭頭方向相反的環(huán)即為增環(huán)。 8 圖 3-8尺寸鏈圖5 尺寸鏈形式 1 按環(huán)的幾何特征劃分 (1)長(zhǎng)度尺寸鏈 全部環(huán)為長(zhǎng)度尺寸的尺寸鏈。 (2) 角度尺寸鏈 全部環(huán)為角度尺寸的尺寸鏈。(3) 組合形式 即兼有長(zhǎng)度尺寸和角度尺寸的尺寸鏈。2 按其應(yīng)用場(chǎng)合劃分(1)裝配尺寸鏈 全部組成環(huán)為不同零件設(shè)計(jì)尺寸所形成的尺寸鏈。(2)工藝尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。如圖3-7b所示臺(tái)階零件上三個(gè)工藝尺寸所形成的尺寸鏈即工藝尺寸鏈。 (3) 零件尺寸鏈 全部組成環(huán)為同一零件設(shè)計(jì)尺寸所形成的尺寸鏈。 3 按各環(huán)所處空間位置劃分 (1)直線尺寸鏈 全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。圖3-7、

4、圖3-8所示的尺寸鏈?zhǔn)侵本€尺寸鏈。 (2)平面尺寸鏈 全部組成環(huán)位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)，但某些組成環(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(gè)不平行平面內(nèi)的尺寸鏈。 長(zhǎng)度尺寸鏈可以是直線、平面或空間尺寸鏈，角度尺寸鏈只能是平面或空間尺寸鏈。尺寸鏈還可分為基本尺寸鏈和派生尺寸鏈，標(biāo)量尺寸鏈和矢量尺寸鏈。 3.5.23.5.2 尺寸鏈的計(jì)算公式 尺寸鏈的計(jì)算，是指計(jì)算封閉環(huán)與組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差之間的關(guān)系。計(jì)算方法分為極值法和統(tǒng)計(jì)(概率)法兩類。極值法多用于環(huán)數(shù)少的尺寸鏈，統(tǒng)計(jì)(概率)法多用于環(huán)數(shù)多的尺寸鏈。（下面尺寸鏈計(jì)算公式摘自GB584786） 各參數(shù)間的關(guān)系見(jiàn)

5、圖 3-9所示。具體可用下式計(jì)算。 （1）封閉環(huán)的基本尺寸L0 （2）封閉環(huán)的中間偏差0 (中間偏差即上偏差與下偏差的平均值) 分布特征正態(tài)分布三角分布均勻分布瑞利分布偏態(tài)分布外尺寸內(nèi)尺寸分布曲線 k11.221.731.141.171.17 e0000.280.26.26 表3-7 常見(jiàn)的幾種分布曲線相對(duì)分布系數(shù)k與不對(duì)稱系數(shù)e 表3-7 常見(jiàn)的幾種分布曲線相對(duì)分布系數(shù)k與不對(duì)稱系數(shù)e表7 (4) 封閉環(huán)極限偏差 ES00 T0 EI00T0 (3）封閉環(huán)的公差T0 極值公差 統(tǒng)計(jì)公差 (5) 封閉環(huán)的極限尺寸 L0 max L0 ES0 L0 min L0 EI0對(duì)于直線尺寸鏈，用極值法計(jì)

6、算時(shí)：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。封閉環(huán)公差等于所有組成環(huán)公差之和；封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)的上偏差之和減去所有減環(huán)的下偏差之和，封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)的下偏差之和減去所有減環(huán)的上偏差之和；封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)的最大極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸之和；封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸之和。(7)組成環(huán)極限偏差 ESi i EIi i (8)組成環(huán)的極限尺寸 Limax Li ESi Limin Li EIi 3.5.3 3.5.3 尺寸鏈的計(jì)算形式 1 正計(jì)算形式 已知各組成環(huán)的基本尺寸

7、、公差及極限偏差，求封閉環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差。它的計(jì)算結(jié)果是唯一的。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的校驗(yàn)工作常遇到此形式。 2 反計(jì)算形式 已知封閉環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差求各組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差。由于組成環(huán)有若干個(gè)，所以反計(jì)算形式是將封閉環(huán)的公差值合理地分配給各組成環(huán)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作常遇到此形式。 3 中間計(jì)算形式 已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差，求其余組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差。工藝尺寸鏈多屬此種計(jì)算形式。例1【例1】圖3-10 所示的套筒零件，設(shè)計(jì)圖樣上根據(jù)裝配要求標(biāo)注尺寸5000.2和1000.4mm，大孔深度尺寸未注。加工時(shí)，由于尺寸1000.4 mm測(cè)量比較

8、困難，改用深度游標(biāo)卡測(cè)量大孔深度A2 圖3-10 測(cè)量尺寸換算11零件以M面為定位基準(zhǔn)，用調(diào)整法加工B、C、D各面，需要確定各個(gè)工序尺寸。 圖3-11 基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的換算例2【例2】如圖 3-12a) 所示為齒輪孔的局部簡(jiǎn)圖?？缀玩I槽的加工順序是：1)鏜孔至49.600.10mm。 2)插鍵槽，工序尺寸為A。3)淬火熱處理。4)磨孔至5000.04 mm，同時(shí)保證53.600.34 mm。假設(shè)熱處理后磨孔和鏜孔同軸度誤差為0.04，試計(jì)算插鍵槽的工序尺寸A及其公差。圖3-12 孔與鍵槽加工的工藝尺寸鏈例3如圖3-13所示小軸，與軸向尺寸有關(guān)的加工過(guò)程是：工序1，車端面A；工序2，車端面

9、C及臺(tái)肩B；工序3，熱處理；工序4，磨臺(tái)肩面B。試校核磨臺(tái)肩面B的余量。14（a） (b)圖3-14 箱體鏜孔工藝尺寸鏈15 圖3-15 電鍍零件工序尺寸計(jì)算16圖3 -16 滲氮工序尺寸及其偏差的換算3.5.5 工藝尺寸鏈圖表計(jì)算法 在工序較多、工序中的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又不重合，且各工序的工藝基準(zhǔn)需多次轉(zhuǎn)換時(shí)，工序尺寸及其公差的換算會(huì)變的很復(fù)雜，難以迅速地建立工藝尺寸鏈，而且容易出錯(cuò)。采用把全部工序尺寸、工序余量及相關(guān)設(shè)計(jì)尺寸畫在一張圖表上的圖表計(jì)算（也有稱圖解法或跟蹤法），可以直觀地、簡(jiǎn)便地建立工藝尺寸鏈，進(jìn)而計(jì)算工序尺寸及其公差和驗(yàn)算工序余量。圖解法還便于利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助工藝設(shè)計(jì)。

10、17 圖3-17 代表符號(hào)的含義1 圖表的繪制 1)在圖表上方繪出工件簡(jiǎn)圖，（畫對(duì)稱的半個(gè)剖面，零件細(xì)節(jié)可省略）簡(jiǎn)圖中標(biāo)出與工藝計(jì)算有關(guān)的軸向設(shè)計(jì)尺寸。將有關(guān)表面向下引出四條直線，并按A、B、C、D順序編好。2)自上而下畫出表格，依次分欄說(shuō)明各工序的名稱和加工內(nèi)容。 3)用圖 3-17所示符號(hào)，畫出各工序的定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、加工表面、工序尺寸、工序余量。余量符號(hào)畫在待加工面的入體側(cè)。4)在圖表中標(biāo)明工序號(hào)、工序名稱、工序平均尺寸稱工序偏差、最小余量、余量變動(dòng)量、平均余量和工序尺寸及其偏差。在圖表的最下方，標(biāo)明設(shè)計(jì)尺寸、實(shí)際獲得尺寸 表8表8圖2 查明工藝尺寸鏈組成的圖解追蹤法 加工過(guò)程中被間

11、接保證的設(shè)計(jì)尺寸和工序余量都是工藝尺寸鏈的封閉環(huán)。對(duì)每一個(gè)封閉環(huán)，需查明其各自的工藝尺寸鏈組成。 圖解追蹤法為：沿封閉環(huán)尺寸(或余量)兩端所在兩根豎線（尺寸界線）同步向上追蹤，追蹤中遇到加工箭頭符號(hào)（尺寸線），就拐彎逆箭頭橫向追蹤至代表工序基準(zhǔn)的圓點(diǎn)處，然后再沿著此圓點(diǎn)所在豎線、還有原來(lái)同步往上追蹤時(shí)所沿著的另一根豎線，繼續(xù)同步向上追蹤，如此重復(fù)下去，直至兩支追蹤路徑“匯交”為止。追蹤路徑所經(jīng)過(guò)的各個(gè)工序尺寸就是尺寸鏈的組成環(huán)。 18（2）解各工藝尺寸鏈 圖3-18 用跟蹤法列出的尺寸鏈16題16某零件的加工路線如題圖 3-2所示： 工序1，粗車小端外圓、臺(tái)肩面及端面；工序2，大端外圓及端面；

12、工序3 ，精車小端外圓、臺(tái)肩面及端面。試校核工序3精車小端面的最小余量是否大于0.5mm？若余量不夠應(yīng)如何改進(jìn)？ 工序 1 工序 2 工序3 題圖3-2用工藝尺寸鏈追蹤法，畫出尺寸鏈圖，建立尺寸鏈如下： 封閉環(huán) ：Z 增環(huán)： 減環(huán)： Zmax =52+20.5-(50-0.2)-(22-0.3) = 1Zmin =(52-0.5)+(20.5-0.1)-50-22 = -0.1計(jì)算出Zmin顯然不滿足余量大于0.5mm的要求。要增大余量Z，可增大尺寸鏈中的增環(huán)或減小減環(huán)尺寸。在上述四個(gè)尺寸中 應(yīng)為設(shè)計(jì)尺寸，不能改動(dòng)；增大尺寸52較為合適。 17題17題 圖3-3為一軸套零件簡(jiǎn)圖和工序簡(jiǎn)圖，該零

13、件工序?yàn)椋汗ば? 車大端端面外圓及鏜孔；工序2 車小端外圓、端面及臺(tái)肩；工序3 鉆孔；工序4 熱處理；工序5 磨小端外圓及臺(tái)肩面，試求工序尺寸A、B及公差。零件簡(jiǎn)圖 工序1 工序2 工序3 工序5 題圖3-31717-1解：根據(jù)題意畫跟蹤圖，得尺寸鏈1和尺寸鏈2由尺寸鏈1，解出：B=360.4。在尺寸鏈3中， 50.3是設(shè)計(jì)尺寸，而且是最后工序得到的，顯然是該尺寸鏈的封閉環(huán)，其公差為0.6，其余各組成環(huán)公差總和應(yīng)為0.6；但B的公差已大于0.6，因此必須壓縮B的公差（在0.4范圍內(nèi)）確定B的公差后，即可解出尺寸鏈2（A在此尺寸鏈中是組成環(huán)，它是在工序2中直接得到的）?；境叽纾?30A4.73

14、6 A6.3上偏差：0.30.10.1ESA(0.1) ESA0下偏差：0.30.10 EIA 0.1 EIA 0.1工序尺寸A6.300.1 B360.1將B代入尺寸鏈2，能滿足尺寸 鏈2討論：如果尺寸25 0.3為250+0.3 如何解該尺寸鏈？18題18某小軸零件外圓需氰化后磨削，外圓加工順序如下：1)車外圓25.4 0-0.13 2)氰化，要求氰化層深度為t 3)磨外圓至250-0.021 mm。要求保證氰化層深度為0.10.3mm。試計(jì)算工序3氰化層深度及公差。解：根據(jù)題意畫加工示意圖和尺寸鏈圖氰化層深度為：0.4 （即：0.31050.435mm）19題E 題圖3-419在銑床上采用調(diào)整法加工如題圖3-4所示套筒零件的表面B，以C面定位，表面D、E均已加工完畢要求保證尺寸1000.2，試求工序尺寸A。19解：根據(jù)題意畫尺寸鏈圖，尺寸100+0.2是設(shè)計(jì)尺寸，也是加工后得到的，為封閉環(huán)。工序尺寸A和尺寸300+0.06為增環(huán)，尺寸600.06為減環(huán).計(jì)算尺寸鏈，求工序尺寸A?；境叽纾篈60103040上偏差： 0.2E