講工藝尺寸鏈原理及計(jì)算講解課件

第十二講

工藝尺寸鏈

原理及其計(jì)算機(jī)械制造工程第十二講

工藝尺寸鏈

原理及其計(jì)算機(jī)械制造工程工藝尺寸鏈原理及其計(jì)算工藝尺寸鏈概念與原理工藝尺寸鏈計(jì)算工藝尺寸鏈原理及其計(jì)算工藝尺寸鏈概念與原理舉例簡(jiǎn)易加工工藝路線為：銑A、C面至尺寸60±0.2銑B、D面至尺寸45±0.2銑E、F面達(dá)到零件尺寸精度要求45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25ABCDEF毛坯圖6550舉例簡(jiǎn)易加工工藝路線為：45±0.220±0.25零件圖603#工序的加工示意圖（工序圖）A3A2工序圖中必須要給出工序尺寸A2和A3的具體值，工人才能進(jìn)行加工45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25ABCDEF現(xiàn)要求：A2和A3為多少時(shí)，才能滿足零件尺寸精度要求3#工序的加工示意圖（工序圖）A3A2工序圖中必須要給出工序A3A2對(duì)于A2，顯然A2=35±0.25即只要調(diào)整刀具與定位元件P之間的距離為A2，即可達(dá)到35±0.25尺寸要求A335±0.25刀具P45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25ABCDEFA3A2對(duì)于A2，顯然A2=35±0.25A335±0.25A3A2刀具Q45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25A4BCA1F對(duì)于A3，即刀具與定位元件Q的對(duì)刀尺寸，需要經(jīng)過(guò)計(jì)算得到A3=25±0.05分析：尺寸A1=20±0.25是間接獲得的，與工序尺寸A4=45±0.2及A3有關(guān)當(dāng)A4最大、A3最小時(shí)，A1最大當(dāng)A4最小、A3最大時(shí)，A1最小A4max–A3min=A1maxA4min–A3max=A1minA3min=A4max–A1max=25-0.05A3max=A4min-A1min=25+0.05A3A2刀具Q45±0.220±0.25零件圖60±0.2345±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25ABCDEF60±0.2工序135±0.2525±0.05工序3工序245±0.245±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25A工藝尺寸鏈工序尺寸是指導(dǎo)工人進(jìn)行加工的尺寸，工人將根據(jù)工序尺寸來(lái)進(jìn)行對(duì)刀、調(diào)刀、測(cè)量等工作。工序尺寸是編制工藝時(shí)必須指定的尺寸，對(duì)于簡(jiǎn)單的情況，可以通過(guò)分析來(lái)得到，但對(duì)于復(fù)雜的零件，需要運(yùn)用尺寸鏈的原理來(lái)進(jìn)行計(jì)算工藝尺寸鏈工序尺寸是指導(dǎo)工人進(jìn)行加工的尺寸，工人將根據(jù)工序尺尺寸鏈的組成定義

尺寸鏈：在零件加工或裝配過(guò)程中，由相互聯(lián)系的尺寸形成封閉的尺寸組合環(huán)：組成尺寸鏈的每一個(gè)尺寸封閉環(huán)：尺寸鏈中，在加工過(guò)程中最后形成的一環(huán)（間接獲得的尺寸），用A0表示組成環(huán)：對(duì)封閉環(huán)有影響的所有環(huán)（直接獲得的尺寸），Ai增環(huán)：那些尺寸增大，使封閉環(huán)的尺寸也增大的組成環(huán)；或那些尺寸減小，使封閉環(huán)的尺寸也減小的組成環(huán)。Ai減環(huán)：那些尺寸增大，使封閉環(huán)的尺寸減小的組成環(huán)；或那些尺寸減小，使封閉環(huán)的尺寸增大的組成環(huán)。Ai尺寸鏈的組成定義尺寸鏈：在零件加工或裝配過(guò)程中尺寸鏈的特性和形式尺寸鏈的特征：封閉性：一個(gè)封閉環(huán)、若干個(gè)組成環(huán)關(guān)聯(lián)性：尺寸鏈的封閉環(huán)隨著組成環(huán)的變動(dòng)而變動(dòng)尺寸鏈的形式按尺寸的幾何特性：長(zhǎng)度尺寸鏈、角度尺寸鏈按尺寸鏈的作用：零件尺寸鏈、工藝尺寸鏈、裝配尺寸鏈按尺寸的空間位置：直線尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈尺寸鏈的特性和形式尺寸鏈的特征：尺寸鏈的例子尺寸20±0.25、45±0.2、25±0.05構(gòu)成一個(gè)尺寸鏈，其中尺寸20±0.25是間接獲得的，是封閉環(huán)，記為A0尺寸45±0.2是上道工序加工獲得的，是組成環(huán)，記為A1尺寸25±0.05是本道工序加工獲得的，是組成環(huán)，記為A2A1增大，使A0增大

A1是增環(huán)，記為A1A2增大，使A0減小A2是減環(huán)，記為A245±0.220±0.2525±0.05A2A1A0尺寸鏈的例子尺寸20±0.25、45±0.2、25±0.05尺寸鏈計(jì)算的基本方法極值法：按誤差綜合的兩個(gè)最不利情況計(jì)算概率法：應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)原理進(jìn)行尺寸鏈計(jì)算極值法是尺寸鏈計(jì)算的基本方法尺寸鏈計(jì)算的基本方法極值法：按誤差綜合的兩個(gè)最不利情況計(jì)算極值法求解的基本公式（一）封閉環(huán)的最大值等于（所有增環(huán)的最大值之和）減去（所有減環(huán)的最小值之和）封閉環(huán)的最小值等于（所有增環(huán)的最小值之和）減去（所有減環(huán)的最大值之和）極值法求解的基本公式（一）封閉環(huán)的最大值等于（所有增環(huán)的最大計(jì)算舉例45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25ABDEF工序3E面F面A2C加工工藝路線為：銑A、C面至尺寸60±0.2銑B、D面至尺寸45±0.2銑E、F面達(dá)到零件尺寸精度要求求工序尺寸A2計(jì)算舉例45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0A2A1A0A0=20±0.25（封閉環(huán)）A1=45±0.2（增環(huán)）A2=待求（減環(huán)）A0max=A1max–A2minA0min=A1min-A2maxA2min=A1max–A0max=(45+0.2)-(20+0.25)=25-0.05A2max=A1min-A0min=(45-0.2)-(20-0.25)=25+0.05A2=25±0.05A2A1A0A0=20±0.25（封閉環(huán)）A0max極值法求解的基本公式（二）封閉環(huán)的基本尺寸等于（所有增環(huán)的基本尺寸之和）減去（所有減環(huán)的基本尺寸之和）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）A表示基本尺寸ES表示上偏差EI表示下偏差極值法求解的基本公式（二）封閉環(huán)的基本尺寸等于（所有增環(huán)的基計(jì)算舉例45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0.25ABDEF工序3E面F面A2C加工工藝路線為：銑A、C面至尺寸60±0.2銑B、D面至尺寸45±0.2銑E、F面達(dá)到零件尺寸精度要求求工序尺寸A2計(jì)算舉例45±0.220±0.25零件圖60±0.235±0A2A1A0A0=20±0.25（封閉環(huán)）A1=45±0.2（增環(huán)）A2=待求（減環(huán)）A0=A1-A2A2=A1-A0=25ESA0=ESA1–EIA2EIA0=EIA1-ESA2EIA2=ESA1–ESA0=0.2-0.25=-0.05ESA2=EIA1-EIA0=-0.2-(-0.25)=0.05A2=25±0.05A2A1A0A0=20±0.25（封閉環(huán)）A0=A1極值法求解的基本公式（三）封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和該公式主要用于計(jì)算的校驗(yàn)極值法求解的基本公式（三）封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之求解的思路極值法：封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和。

若共有n個(gè)組成環(huán)，則每個(gè)組成環(huán)的公差為：可見(jiàn)要求組成環(huán)的精度非常高成本大大升高Ti=T0/n極值法求解思路求解的思路極值法：封閉環(huán)的公差等于所有組成環(huán)的公差之和。

若概率法求解思路根據(jù)加工精度正態(tài)分布性（6σ原理），某個(gè)尺寸

出現(xiàn)極大值和極小值的概率是非常小的，那么“所

有增環(huán)都為極大或極小值，同時(shí)所有減環(huán)都為極小

值或極大值”的概率將更小因此可以適當(dāng)降低組成環(huán)的精度，即增大組成環(huán)的

公差，以降低成本。概率法求解思路根據(jù)加工精度正態(tài)分布性（6σ原理），某個(gè)尺寸

尺寸鏈確定計(jì)算的關(guān)鍵封閉環(huán)的確定最后形成的、間接獲得的組成環(huán)的確定與封閉環(huán)有關(guān)的直接獲得的，或必須指定的增環(huán)減環(huán)的確定分析各組成環(huán)對(duì)封閉環(huán)的影響關(guān)系尺寸鏈確定計(jì)算的關(guān)鍵封閉環(huán)的確定封閉環(huán)的確定封閉環(huán)的基本屬性是“派生”，即封閉環(huán)本身不具有“獨(dú)立”性質(zhì)，它是隨著別的環(huán)變化而變化。在工藝尺寸鏈中表現(xiàn)為尺寸的間接獲得封閉環(huán)與零件的加工方案有關(guān)系，同一個(gè)零件，不同的加工方案，封閉環(huán)是不同的確定封閉環(huán)的要點(diǎn)：間接獲得，聯(lián)系零件的加工具體方案封閉環(huán)的確定封閉環(huán)的基本屬性是“派生”，即封閉環(huán)本身不具有“組成環(huán)的確定組成環(huán)的基本特點(diǎn)是加工過(guò)程中直接獲得且對(duì)封閉環(huán)有影響具體方法：從構(gòu)成封閉環(huán)的兩表面同時(shí)開(kāi)始，同步地循著工藝過(guò)程的順序，分別向前查找各該表面最近一次加工的加工尺寸，之后再進(jìn)一步向前查找此加工尺寸的工序基準(zhǔn)的最近一次加工時(shí)的加工尺寸，如此繼續(xù)向前查找，直到兩條路線最后得到的加工尺寸的工序基準(zhǔn)重合（即兩者的工序基準(zhǔn)為同一表面），至此上述尺寸系統(tǒng)即形成封閉輪廓，從而構(gòu)成工藝尺寸鏈組成環(huán)的確定組成環(huán)的基本特點(diǎn)是加工過(guò)程中直接獲得且對(duì)封閉環(huán)有增環(huán)、減環(huán)的確定在尺寸鏈簡(jiǎn)圖上，先給封閉環(huán)任意指定一方向并畫(huà)出箭頭，然后沿此方向環(huán)繞尺寸鏈回路，依次給每一組成環(huán)畫(huà)出箭頭，凡箭頭方向和封閉環(huán)相反的為增環(huán)，箭頭方向和封閉環(huán)相同的為減環(huán)。增環(huán)、減環(huán)的確定在尺寸鏈簡(jiǎn)圖上，先給封閉環(huán)任意指定一方向并畫(huà)尺寸鏈計(jì)算的步驟確定封閉環(huán)查找組成環(huán)畫(huà)尺寸鏈簡(jiǎn)圖確定增環(huán)確定減環(huán)列出計(jì)算公式具體計(jì)算尺寸鏈計(jì)算的步驟確定封閉環(huán)舉例LD零件圖：D=φ40+0.025L=43.6+0.32工藝路線：鏜孔至φ39.6+0.10插鍵槽，保證工序尺寸A淬火熱處理磨內(nèi)孔到φ40+0.025

同時(shí)必須保證43.6+0.32求插鍵槽的工序尺寸AA39.6+0.10舉例LD零件圖：工藝路線：A39.6+0.10講工藝尺寸鏈原理及計(jì)算講解ppt課件尺寸鏈建立尺寸φ40+0.025是由4#工序直接獲得的；而尺寸43.6+0.32是間接獲得的，所以尺寸43.6+0.32為封閉環(huán)A0A0的兩端表面：(1)鍵槽頂部；(2)磨后內(nèi)孔表面鍵槽頂部：由2#工序插鍵槽加工得到，其基準(zhǔn)是未磨內(nèi)孔表面磨后內(nèi)孔表面由4#工序加工得到，其基準(zhǔn)是未磨內(nèi)孔中心未磨內(nèi)孔表面由1#工序加工得到，其基準(zhǔn)是未磨內(nèi)孔中心尺寸鏈建立尺寸φ40+0.025是由4#工序直接獲得的；而尺A39.6+0.10鍵槽頂部磨后內(nèi)孔表面A0未磨內(nèi)孔表面未磨內(nèi)孔中心插鍵槽工序A磨內(nèi)孔工序鏜內(nèi)孔工序重合A39.6+0.10鍵槽頂部磨后內(nèi)孔表面A0未磨內(nèi)孔表面未磨增環(huán)、減環(huán)的確定A0=43.6+0.32（封閉環(huán)）A1=L待求A2=（39.6+0.10）/2A3=（40+0.025）/2確定增環(huán)、減環(huán)增環(huán)：A1、A3減環(huán)：A2A0A1A3A2增環(huán)、減環(huán)的確定A0=43.6+0.32（封閉環(huán)）A0A尺寸鏈計(jì)算類(lèi)型定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的尺寸換算測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不一致時(shí)的計(jì)算加工時(shí)需同時(shí)保證多尺寸的尺寸換算需根據(jù)多次加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸時(shí)，工序尺寸的換算需保證表面處理層深度時(shí)工序尺寸的換算尺寸鏈計(jì)算類(lèi)型定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的尺寸換算關(guān)于封閉環(huán)與組成環(huán)如果還是無(wú)法確定哪個(gè)是封閉環(huán)，一般公差最大的尺寸是封閉環(huán)，但風(fēng)險(xiǎn)很大。

理由：封閉環(huán)公差=所有組成環(huán)公差之和

風(fēng)險(xiǎn)：如果所有組成環(huán)公差之和大于封閉環(huán)，或者計(jì)算出來(lái)的工序尺寸的最小值大于最大值，則需要修改其它工序尺寸的公差，即提高工序精度關(guān)于封閉環(huán)與組成環(huán)如果還是無(wú)法確定哪個(gè)是封閉環(huán)，一般公差最大封閉環(huán)：A0=43.6+0.1增環(huán)：A1=L待求減環(huán)：A2=（39.6+0.20）/2=19.8+0.1增環(huán)：A3=（40+0.06）/2=20+0.03A0A1A3A2封閉環(huán)：A0=43.6+0.1A0A1A3A2A0max=Lmax+A3max–A2min

Lmax=A0max+A2min-A3max=43.6+0.1