汽車制造工藝學(xué)5尺寸鏈原理與應(yīng)用

1、15-1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的分類按尺寸鏈相互關(guān)系分： 1）獨立尺寸鏈鏈中各環(huán)只屬于該尺寸鏈，不參與其他尺寸鏈組成的尺寸鏈。2）并聯(lián)尺寸鏈由若干尺寸鏈聯(lián)結(jié)在一起，尺寸鏈間互相有影響的尺寸鏈。5-1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的分類按各環(huán)的幾何特征和在空間中的位置分： 1）直線尺寸鏈鏈中各環(huán)均位于同一平面內(nèi)且平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。 2）角度尺寸鏈鏈中各環(huán)的幾何量均為角度尺寸的尺寸鏈。 3）平面尺寸鏈鏈中各環(huán)位于同一平面或平行的幾個平面內(nèi)，且某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。4）空間尺寸鏈鏈中各環(huán)位于幾個不平行的平面內(nèi)。5-1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的定義及其組成環(huán)：尺寸鏈中每個尺寸稱為環(huán)。封閉環(huán)

2、：裝配或加工中最后（自然）形成的環(huán)，稱為閉環(huán)。組成環(huán)：尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)都稱組成環(huán)。組成環(huán)包括增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)：與封閉環(huán)變化方向相同的環(huán)。減環(huán)：與封閉環(huán)變化方向相反的環(huán)。5-1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的定義及其組成1.尺寸鏈的定義在裝配和加工中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。5-1 尺寸鏈的基本概念為什么要學(xué)習(xí)尺寸鏈在汽車等機械產(chǎn)品設(shè)計過程中，設(shè)計根據(jù)某一部件或總成的使用性能要求，規(guī)定必要的裝配精度。裝配精度的保證、裝配精度與零件設(shè)計尺寸及其極限偏差的合理標 注，以及零件設(shè)計尺寸與零件制造過程中的工序尺寸間的關(guān)系等，都必須借助于尺寸鏈原理來解決。因此，尺寸鏈原理是汽

3、車等機械設(shè)計和零部件制造工藝必須掌握的工藝基礎(chǔ)理論。本章結(jié)合汽車零部件或總成，闡述尺寸鏈的基本概念、計算方法、裝配尺寸鏈的建立、裝配精度的保證方法，以及用工藝尺寸鏈確定零部件制造過程中的工序尺寸及其極限偏差等的相關(guān)內(nèi)容。第五章 尺寸鏈原理與應(yīng)用尺寸鏈的基本概念尺寸鏈計算的基本公式裝配尺寸鏈的建立保證裝配精度的方法尺寸鏈的計算25-2 尺寸鏈計算的基本公式極值法2.封閉環(huán)極限尺寸、公差及極限偏差3）封閉環(huán)公差TA0和誤差A(yù)0：5-2 尺寸鏈計算的基本公式極值法2.封閉環(huán)極限尺寸、公差及極限偏差2）封閉環(huán)上下偏差ESA0和EIA0：5-2 尺寸鏈計算的基本公式極值法2.封閉環(huán)極限尺寸、公差及極限偏

4、差1）封閉環(huán)最大極限尺寸A0max和最小極限尺寸A0min：5-2 尺寸鏈計算的基本公式極值法以直線尺寸鏈為例。 1.封閉環(huán)基本尺寸的計算封閉環(huán)基本尺寸5-1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的分類尺寸鏈計算的任務(wù) 1）公差設(shè)計計算已知封閉環(huán)，求解各組成環(huán)反計算。2）公差校核計算已知組成環(huán)，求解封閉環(huán)正計算。5-1 尺寸鏈的基本概念尺寸鏈的分類按尺寸鏈應(yīng)用范圍分： 1）裝配尺寸鏈鏈中各環(huán)屬于相互聯(lián)系的不同零件和部件。 2）零件尺寸鏈鏈中各環(huán)均為同一零件設(shè)計尺寸。 3）工藝尺寸鏈鏈中各環(huán)為同一零件工藝尺寸所形成的尺寸鏈。35-3 裝配尺寸鏈的建立裝配精度汽車總成中常用的裝配精度有：5-3 裝配尺寸鏈的建立

5、裝配精度裝配精度指機械產(chǎn)品或裝配部件在裝配后不同零件表面間形成的幾何參數(shù)（尺寸、位置公差）及工作性能與理想值的接近程度。裝配精度就是裝配尺寸鏈的封閉環(huán)。裝配精度是建立裝配尺寸鏈的依據(jù)，裝配尺寸鏈的組成環(huán)直接影響裝配精度。5-2 尺寸鏈計算的基本公式統(tǒng)計法5-2 尺寸鏈計算的基本公式統(tǒng)計法2.封閉環(huán)上下偏差 ESz EIz ES j EI j z2j25-2 尺寸鏈計算的基本公式統(tǒng)計法統(tǒng)計法是應(yīng)用概率理論進行尺寸鏈計算的方法。在大批大量生產(chǎn)一批工件時，在正常生產(chǎn)條件下，工序尺寸將按一定規(guī)律分布（如正態(tài)分布），工序尺寸達到極限尺寸的可能性是很小的。1.封閉環(huán)公差TA05-2 尺寸鏈計算的基本公式極

6、值法：如果想減小封閉環(huán)公差，提高精度：提高各組成環(huán)公差精度；由封閉環(huán)公差計算式，減小組成環(huán)，這就是尺寸鏈最短原則，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡量減少尺寸鏈環(huán)節(jié)。統(tǒng)計表明：達極限尺寸（即：增環(huán)均為最小，減環(huán)均為最大；或增環(huán)均為極大，減環(huán)均為極小兩種情況）的概率 3，如按5計算，如四環(huán)尺寸鏈中，組成環(huán)（三個環(huán)）通式達到極限尺寸概率（5/1000）3（1/200）3 1/8000000，按年產(chǎn)8萬件，則100年才能碰到一次。較合理的方法概率法，對于是極值還是概率法，生產(chǎn)中一直有爭論。45-4 保證裝配精度的方法不完全互換裝配法1.定義不完全互換裝配法是讓零件尺寸公差都放大到經(jīng)濟公差大小，裝配時零件不需要挑

7、選或改變其位置等，就能使絕大多數(shù)裝配產(chǎn)品達到裝配精度要求。不完全互換裝配法采用統(tǒng)計法進行裝配尺寸鏈解算。5-4 保證裝配精度的方法完全互換裝配法2.特點裝配精度由零件制造精度保證。由于零件具有互換性，便于組織零部件專業(yè)化生產(chǎn)。但是制造精度要求高，成本高。5-4 保證裝配精度的方法完全互換裝配法保證裝配精度的方法有完全互換裝配法、不完全裝配互換法、分組互換裝配法和修配裝配法。1定義完全互換裝配法是指裝配時相關(guān)零件不需挑選、調(diào)整和修配，就能達到裝配精度的要求。完全互換法采用極值法解算裝配尺寸鏈。5-3 裝配尺寸鏈的建立裝配尺寸鏈的建立5-3 裝配尺寸鏈的建立裝配尺寸鏈的建立為了正確建立裝配尺寸鏈，

8、必須做到： 1）明確裝配精度的意義?？炊c裝配精度相關(guān)的裝配單元的裝配圖。掌握建立裝配尺寸鏈的規(guī)律。5-3 裝配尺寸鏈的建立尺寸鏈最短原則尺寸鏈最短原則就是裝配尺寸鏈所包含的組成環(huán)數(shù)目最少。當裝配尺寸鏈封閉環(huán)公差一定的條件下，如果組成環(huán)數(shù)目少，則按極值法計算的組成環(huán)的平均公差就大，零件加工就容易，加工成本就低。根據(jù)尺寸鏈最短原則，影響裝配精度的零件只能有一個尺寸作為組成環(huán)參加該裝配精度所建立的裝配尺寸鏈。55-4 保證裝配精度的方法修配裝配法2.特點裝配尺寸鏈的組成環(huán)公差均放大到經(jīng)濟公差，降低零件的制造成本。經(jīng)修配后可獲得高精度的裝配精度。在修配法裝配中，裝配精度是由零件的制造精度和裝配法共同

9、保證的。但是裝配時需要修配，增加了修配成本，生產(chǎn)效率低，修配后的零件不具互換性。5-4 保證裝配精度的方法修配裝配法1.定義修配裝配法是將裝配尺寸鏈的組成環(huán)公差都放大到經(jīng)濟公差，裝配時封閉環(huán)所累積的誤差通過對尺寸鏈中某一指定組成環(huán)表面切掉一層金屬的方法，來保證裝配精度的方法。修配法解算裝配尺寸鏈采用極值法。5-4 保證裝配精度的方法調(diào)整裝配法2.特點可以放大零件的制造公差，降低零件的制造成本。用低精度的零件可獲得高精度的裝配精度。對易磨損而喪失裝配精度的裝配尺寸鏈，可以通過對調(diào)整件的重新更換，就能重新恢復(fù)裝配精度。但是在結(jié)構(gòu)中增加了調(diào)整件。5-4 保證裝配精度的方法調(diào)整裝配法1.定義調(diào)整裝配法

10、是在裝置中設(shè)置一調(diào)整件，裝配時用改變調(diào)整件的位置或選用一合適尺寸的調(diào)整件來達到裝配精度的方法。調(diào)整裝配法有可動調(diào)整裝配法和固定調(diào)整裝配法兩類。調(diào)整裝配法中裝配尺寸鏈的解算采用極值法。5-4 保證裝配精度的方法選擇裝配法選擇裝配法有直接選擇裝配法、分組互換裝配法和復(fù)合裝配法。分組互換裝配法是將裝配零件的制造公差放大到經(jīng)濟公差大小，零件加工后，按其實際尺寸分成若干組別，裝配時相同組別的零件進行裝配，以保證同組零件裝配具有完全互換性的裝配方法。5-4 保證裝配精度的方法不完全互換裝配法2.特點可以放大零件的制造公差，降低零件的制造成本。零件制造公差的放大值與裝配精度有關(guān)，合格率越低，公差放大越大。零件的公差放大值與組成環(huán)的尺寸分布特征有關(guān)。裝配工作簡單，生產(chǎn)效率高。但是存在一定的不合格品。5-5 尺寸鏈的計算工藝尺寸鏈計算例3要求：最后工序尺寸A保證尺寸30。10 0.2設(shè)計基A準30-0.580-0.235-0.265-5 尺寸鏈的計算裝配尺寸鏈計算以完全互換裝配法為例5-5 尺寸鏈的計算工藝尺寸鏈計算例4要求：要求：用A保證尺寸45。5-5 尺寸鏈的計算工藝尺寸鏈計算設(shè)計基準與工藝基準不重合，尺寸換算。例2已知：尺寸鏈如圖，尺寸30是封閉環(huán)，尺寸H：減環(huán)，尺寸500.1：增環(huán)，求：H尺寸。H?500 13