工藝尺寸鏈計(jì)算.ppt

1、機(jī)械制造工藝,加工過程中，工件的尺寸是不斷變化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后達(dá)到滿足零件性能要求的設(shè)計(jì)尺寸。一方面，由于加工的需要，在工序圖以及工藝卡上要標(biāo)注一些專供加工用的工藝尺寸，工藝尺寸往往不是直接采用零件圖上的尺寸，而是需要另行計(jì)算；另一方面，當(dāng)零件加工時(shí)，有時(shí)需要多次轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，因而引起工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)或測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合。這時(shí)，需要利用工藝尺寸鏈原理來進(jìn)行工序尺寸及其公差的計(jì)算。,2.4.5 工藝尺寸鏈,組成環(huán)按其對(duì)封閉環(huán)的影 響又可分為增環(huán)和減環(huán),尺寸鏈,尺寸鏈中凡屬間 接得到的尺寸稱 為封閉環(huán),尺寸鏈中凡屬通 過加工直接得到 的尺寸稱為組成環(huán),組成尺寸鏈的每一個(gè)尺 寸，稱

2、為尺寸鏈的環(huán),當(dāng)其它組成環(huán)的大小不變 ，若封閉環(huán)隨著某組成環(huán) 的增大而增大，則此組成 環(huán)就稱為增環(huán)；反之則此 組成環(huán)就稱為減環(huán),1、尺寸鏈的概念,工藝尺寸鏈：,裝配尺寸鏈：,由單個(gè)零件在加工過程中的各有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。,在裝配過程中的由不同零件設(shè)計(jì)尺寸所形成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。,工藝尺寸鏈的每一個(gè)尺寸稱為環(huán)，工藝尺寸鏈由一個(gè)封閉環(huán)和若干個(gè)組成環(huán)構(gòu)成。,（1）封閉環(huán)：,在加工過程中最后形成（間接獲得）的尺寸。,注意： 一個(gè)尺寸鏈中只能有一個(gè)封閉環(huán)（封閉性）； 封閉環(huán)的精度決定于其他環(huán)的精度（關(guān)聯(lián)性）； 要求保證的尺寸(設(shè)計(jì)尺寸)為封閉環(huán)或不要求保證的尺寸(非設(shè)計(jì)尺

3、寸)為封閉環(huán)的說法都是錯(cuò)誤的；,設(shè)計(jì)尺寸,（2）組成環(huán)：,在加工過程中直接獲得的尺寸。記為：Ai,增環(huán)：,在組成環(huán)中，當(dāng)某組成環(huán)的尺寸增加，使得封閉環(huán)的尺寸增加，則該環(huán)為增環(huán)。記為：,減環(huán)：,在組成環(huán)中，當(dāng)某組成環(huán)的尺寸增加，使得封閉環(huán)的尺寸減少，則該環(huán)為減環(huán)。記為：,判別方法：在尺寸鏈圖上，按連續(xù)的單箭頭來表示，箭頭方向與封閉環(huán)相同則為減環(huán)，相反則為增環(huán)。,定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工藝尺寸鏈,測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工藝尺寸鏈,2、尺寸鏈的計(jì)算方法,1)極值法,m：增環(huán)數(shù)，n：尺寸鏈總環(huán)數(shù),封閉環(huán)時(shí)還可列豎式進(jìn)行解算。解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),

4、減環(huán),封閉環(huán),具體計(jì)算過程請(qǐng)參照后面的實(shí)例,如用平均尺寸標(biāo)注：,組成環(huán)的平均尺寸：,封閉環(huán)的平均尺寸：,2)概率法（統(tǒng)計(jì)法）,正態(tài)分布：,非正態(tài)分布：,ki =1.21.7,1、正計(jì)算：已知各組成環(huán)的尺寸Ai，求A0。其計(jì)算結(jié)果是唯一的，通常用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的校驗(yàn)。 2、反計(jì)算：已知A0，求各組成環(huán)尺寸Ai，即將封閉環(huán)的公差合理地分配給各組成環(huán)。常用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 3、中間計(jì)算：已知A0 及部分Ai，求其余的組成環(huán)，多用于工藝尺寸鏈計(jì)算。,3、尺寸鏈的計(jì)算形式,1)測(cè)量基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算：,如圖所示設(shè)計(jì)尺寸： 加工時(shí)通過測(cè)量L1尺寸控制臺(tái)肩位置。求： L1=？,根據(jù)極值解法公式： L

5、1=40-10=30 mm ESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14 mm EIL1=ESL2-ESL0=0-0=0 mm,注意假廢品問題,L1MAX=30.14mm， L1MIN=30mm 當(dāng)測(cè)得：L1=30.3 mm時(shí), 如果:L2=40 mm,則:L0=9.7 mm 仍然是合格品。,4、工藝尺寸鏈的應(yīng)用及解算方法,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),減環(huán),封閉環(huán),兩個(gè)問題,a. 提高了組成環(huán)尺寸的測(cè)量精度要求和加工精度要求,兩個(gè)問題,a. 提高了組成環(huán)尺寸的測(cè)量精度要求和加工精度要求,b. 假廢品問題,只要實(shí)測(cè)尺

6、寸的超差量小于另一組成環(huán)的公差值時(shí)，就有可能出現(xiàn)假廢品。為了避免將實(shí)際合格的零件報(bào)廢而造成浪費(fèi)，對(duì)換算后的測(cè)量尺寸（或工序尺寸）超差的零件，只要它的超差量小于或等于另一組成環(huán)的公差，應(yīng)對(duì)該零件進(jìn)行復(fù)檢，重新測(cè)量其它組成環(huán)的實(shí)際尺寸，在計(jì)算出封閉環(huán)的實(shí)際尺寸，以此判斷是否為廢品。,2)測(cè)量尺寸換算的討論,右圖所示軸承座，當(dāng)以端面B定位車內(nèi)孔端面C時(shí),A0尺寸不便測(cè)量,若先按尺寸A1車出端面A，再以A端面為測(cè)量基準(zhǔn)車出，則可間接保證A0。顯然，上述A1、A0和構(gòu)成的尺寸鏈中，A0是封閉環(huán)，為較全面地了解尺寸換算中的問題，我們將設(shè)計(jì)尺寸A1和A0給出三種不同的公差（見表），分別討論。,即公差為零，這

7、是由于組成環(huán)A1的公差與封閉環(huán)的公差相等。尺寸x的公差為零，即x必須加工得絕對(duì)準(zhǔn)確，這實(shí)際上是不可能的。因此必須壓縮A1的公差。,這是由于組成環(huán)A1的公差遠(yuǎn)大于封閉環(huán)的公差。根據(jù)封閉環(huán)的公差應(yīng)大于或等于各組成環(huán)公差之和的原則，考慮到加工內(nèi)孔端面C的困難，應(yīng)給其留有較大的公差，則應(yīng)大幅壓縮A1的公差。,總結(jié),從上述三組尺寸的換算可以看出，通過尺寸換算來保證封閉環(huán)的要求，必須提高組成環(huán)的加工精度。當(dāng)封閉環(huán)的公差較大時(shí)（如第一組設(shè)計(jì)尺寸），僅需提高本工序（車端面C）的加工精度；當(dāng)封閉環(huán)的公差等于甚至小于組成環(huán)公差之和時(shí)（如第二組和第三組設(shè)計(jì)尺寸），則不僅提高本工序（車端面C）的加工精度，而且還要提高

8、前工序的加工精度，增加了加工困難和成本。因此，工藝上應(yīng)盡量避免測(cè)量上的尺寸換算。見P55（設(shè)計(jì)工藝裝備來保證設(shè)計(jì)尺寸）,必須指出，如果零件換算后的測(cè)量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一組成環(huán)的公差，則該零件有可能是假廢品，應(yīng)對(duì)該零件進(jìn)行復(fù)檢，逐個(gè)測(cè)量并計(jì)算出零件的實(shí)際尺寸，由零件的實(shí)際尺寸來判斷合格與否。,3)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)的工序尺寸計(jì)算1,如圖所示零件，鏜削零件上的孔?？椎脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)是C面，設(shè)計(jì)尺寸為(100土0.15)mm。為裝夾方便，以A面定位，按工序尺寸L調(diào)整機(jī)床。試計(jì)算工序尺寸L。,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),

9、減環(huán),封閉環(huán),3)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算2：,根據(jù)極值解法公式： L0=L1+L2-L3 10=L1+30-60 L1=40,ESL0=ESL1+ESL2-EIL3 0.18=ESL1+0.04-(-0.05) ESL1=+0.09,EIL0=EIL1+EIL2-ESL3 0=EIL1+0-0.05 EIL1=+0.05,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),減環(huán),封閉環(huán),4）從待加工的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)標(biāo)注工序尺寸時(shí)工序尺寸及其公差的換算,如圖所示加工過程如下： 鏜孔至 插鍵槽，工序尺寸A1 熱處理 磨內(nèi)孔至 ，同時(shí)保證 設(shè)計(jì)尺寸 。,

10、A0=A1+A3-A2 A1=A0+A2-A3=43.6+19.8-20=43.4 ESA0=ESA1+ESA3-EIA2 ESA1=0.315 EIA0=EIA1+EIA3-ESA2 EIA1=0.05,解法1,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),減環(huán),封閉環(huán),解法2,在尺寸鏈（1）中： Z為封閉環(huán)。 Z=20-19.8=0.2 ESZ=0.025-0=0.025 EIZ=0-0.05=-0.05,在尺寸鏈（2）中： 43.6尺寸為封閉環(huán), A1、Z為增環(huán) 依據(jù)尺寸鏈計(jì)算式可求出：,注意,當(dāng)定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合進(jìn)行尺寸換算時(shí)，也需要提高

11、本工序的加工精度，使加工更加困難。同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)假廢品問題。,在進(jìn)行工藝尺寸鏈計(jì)算時(shí)，還有一種情況必須注意。當(dāng)發(fā)現(xiàn)被換算的組成環(huán)公差過小，或?yàn)榱?，甚至出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，可采取以下措施： （1）提高前道工序尺寸的精度； （2）增大設(shè)計(jì)尺寸（封閉環(huán)）的公差； （3）改變定位基準(zhǔn)（采用基準(zhǔn)重合原則）或加工方式,練習(xí)1,下圖工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用調(diào)整法加工臺(tái)階面B，得尺寸A2，設(shè)計(jì)要求保證B面與C面間尺寸A0。試求工序尺寸A2 。,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),減環(huán),封閉環(huán),練習(xí)2,一批如圖所示軸套零件，在車床上已加工好外圓、內(nèi)孔及端面，現(xiàn)須在銑床上銑右端缺口，并保證尺寸5-0.06及260.2，求采用調(diào)整法加工時(shí)控制尺寸H、A及其偏差并畫出尺寸鏈圖。,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),減環(huán),封閉環(huán),尺寸H,封閉環(huán)列豎式解算 解算時(shí)應(yīng)用口訣：增環(huán)上下偏差照抄；減環(huán)上下偏差對(duì)調(diào)、反號(hào)。即：,增環(huán),減環(huán),封閉環(huán),尺寸A,練習(xí)3,如下圖所示軸套零件的