131机械加工精度与加工工艺尺寸链

LOGO机制教研室第十三章机械制造工艺尺寸链机械制造技术LOGO第十三章机械制造工艺尺寸链第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链获得加工精度的方法一工艺尺寸链的概念二一本节教学内容第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链工艺尺寸链的应用四三五工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算示例本节教学要求：（1）了解获得机械加工精度的方法。（2）掌握工艺尺寸链的概念、组成、类型与计算方法。本节教学要求第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链本节教学重点：第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链工艺尺寸链的计算方法。本节教学重点第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链一、获得加工精度的方法获得加工精度的方法加工精度：是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的接近程度。零件的加工精度包含：（1）尺寸精度表面本身的精度，直径、长度、角度等。（2）形状精度表面本身的精度，平面度、圆度、轮廓度等（3）位置精度不同表面之间的相互位置精度，①表面之间的位置尺寸及精度。平面间距、孔间距、孔到平面的距离等。②表面之间的相互位置精度。平行度、垂直度、对称度等。1.获得形状精度的方法（1）轨迹法（仿形法）（2）成形法（3）展成法（4）相切法2.获得位置精度方法位置尺寸与位置精度决定工件的装夹方式，常见的有：（1）直接找正装夹（2）划线找正装夹（3）夹具装夹法一、获得加工精度的方法获得加工精度的方法3.获得尺寸精度的方法（1）试切法——试切—测量—调整—再试切。单件小批生产一、获得加工精度的方法获得加工精度的方法（2）调整法——加工前按规定尺寸调整好刀具与工件的相对位置并在一批工件的加工过程中保证这种位置的加工方法。常用于成批大量生产中。获得加工精度的方法3.获得尺寸精度的方法（3）定尺寸刀具法——用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位的尺寸。（4）设备保证法——有设备的精度保证。（5）自动控制法——是把测量，进给装置和控制系统组成一个自动加工系统，加工过程依靠系统自动完成。获得加工精度的方法3.获得尺寸精度的方法自动控制法获得加工精度的方法3.获得尺寸精度的方法第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链概念尺寸链：在机器装配或零件加工过程中，由一系列相互联系的尺寸按一定顺序首尾相连形成的封闭尺寸组。ABacbacb调整法铣平面这种由单个零件在工艺过程中的有关尺寸形成的尺寸链称为工艺尺寸链。（1）尺寸链的特征①关联性②封闭性（2）尺寸链的组成环：把组成尺寸链的各个尺寸称为环。1.工艺尺寸链的特征及组成二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链概念环封闭环：最终被间接保证精度的那个环组成环：除封闭环以外的环组成环增环：其余各环不变，该环增大封闭环也增大者减环：其余各环不变，该环增大封闭环也减小者例题工艺尺寸链概念工艺尺寸链组成示例①确定封闭环的方法：a.加工时工艺尺寸链的封闭环是由零件的加工顺序来确定的。b.在零件图上，零件设计尺寸链中的封闭环却是图上未标注的尺寸。c.在机器的装配过程中，凡是在装配后才能形成的尺寸就称为装配尺寸链的封闭环，它是由两个零件上的表面构成。工艺尺寸链概念（2）尺寸链组成②增减环的判别方法：a.环数较少的尺寸链可用定义判断增、减环。b.环数较多时箭头法：可用首尾相接单向箭头顺序表示各环，从封闭环开始朝任一方向画一箭头，然后依次画出所有组成环箭头，与封闭环方向相反的为增环，相同的为减环。反向为增，同向为减增减环判断示例图工艺尺寸链概念（2）尺寸链组成（1）按空间位置分类①直线尺寸链全部组成环平行于封闭环的尺寸链。②平面尺寸链全部组成环位于一个或几个平行平面内，但某些组成环不平行于封闭环的尺寸链。③空间尺寸链组成环位于几个不平行平面内的尺寸链。二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链概念2.尺寸链的分类直线尺寸链平面尺寸链（2）按几何特征分类①长度尺寸链：尺寸链中各环均为长度量。②角度尺寸链：尺寸链中各环均为角度量。③组合式尺寸链二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链概念2.尺寸链的分类角度尺寸链如右图所示，以A面为基准分别加工C面和B面，则要求C⊥A(即β1＝90o)，B∥A(即β2=0o)，加工后应使B⊥C(即β0＝90o)，但这种关系是通过β1，β2、β0间接得到的，所以β1，β2和β0组成了角度尺寸链，其中β0为封闭环。（3）根据用途不同分类①工艺尺寸链：全部组成环为同一零件的工艺尺寸；②装配尺寸链：全部组成环为不同零件的设计尺寸；③设计尺寸链：全部组成环为同一零件的设计尺寸二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链概念2.尺寸链的分类3.尺寸链图作法解工艺尺寸链之前，必须作出尺寸链图，其具体作法如下：（1）确定封闭环根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0为封闭环。（2）作尺寸链图从封闭环起，按照加工时零件上表面之间（查找组成环）的联系，依次画出有关的直接获得的尺寸作为组成环，直到形成一个封闭图形。注意：要使组成环数达到最少。（3）确定增、减环箭头法（“反向为增，同向为减”）。二、工艺尺寸链的概念工艺尺寸链概念工艺尺寸链概念二、工艺尺寸链的概念尺寸链图作法示例：ninmiiiAAA111ninmiiiAAA111minmaxmaxninmiiiAAA111maxminmin尺寸链的计算——指计算封闭环与组成环的基本尺寸、公差及极限偏差之间的关系。计算方法有极值法和概率法。1.极值法中小批生产，组成环环数不多的情况下应用。（1）封闭环的基本尺寸（2）封闭环的极限尺寸第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链三、工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算ninmiiiAEIAESESA111ninmiiiAESAEIEIA111（3）封闭环的上、下偏差（4）封闭环的公差11111niinmijAmiiAATTTT三、工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算公式应用举例：如图该零件尺寸不便测量，改测量孔深A2，通过（A1）间接保证尺寸，求工序尺寸A2及偏差？套筒零件加工示意图三、工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算④验算封闭环公差TA0=0.36，TA1+TA2=0.17+0.19=0.36计算正确解:①画尺寸链图如右图所示；②封闭环A0=，增环A1=减环A2=？③计算封闭环基本尺寸：10=50-A2A2=40mm封闭环上偏差：0=0-EIA2∴EIA2=0封闭环下偏差：0.36=-0.17-ESA2∴ESA2=（+0.19）mm故：mmA)40(19.002套筒零件尺寸链图三、工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算2．概率法大批量生产或封闭环公差较小、组成环较多的情况下应用。计算公式为：112niiATT三、工艺尺寸链的计算工艺尺寸链的计算1、正计算已知各组成环的基本尺寸、公差及极限偏差，求封闭环的基本尺寸、公差及极限偏差，它的计算结果是唯一的，产品设计的校验工作常遇到此形式。2、中间计算已知封闭环和部分组成环的基本尺寸、公差及极限偏差，求其余组成环的基本尺寸、公差及极限偏差，工艺尺寸链多属此种计算形式。第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链四、工艺尺寸链的应用工艺尺寸链的应用3、反计算形式已知封闭环的基本尺寸、公差及极限偏差求各组成环的基本尺寸、公差及极限偏差。解这类问题可以有三种方法：（1）按等公差值的原则分配封闭环的公差，即（2）按等公差级的原则分配封闭环的公差，即各组成环的公差根据基本尺寸的大小按比例分配，各组成环的公差必须符合下列条件：（3）按具体情况来分配1nTTTAjAi111mnAiAjijmTTT四、工艺尺寸链的应用工艺尺寸链的应用1、基准重合时工序尺寸及其公差的确定第十二章12.7例2、基准不重合工艺尺寸链的计算（1）定位基准与设计基准不重合第一节机械加工精度与加工工艺尺寸链五、工艺尺寸链计算示例工艺尺寸链计算示例【例1】零件如下图所示，在镗孔时，孔的设计基准是C面，设计尺寸为100±0.15mm,A,B,C面已加工，镗孔时，为装夹方便，以A面定位，工序尺寸为A3，A1、A2为以前工序已完成的工序尺寸，试确定工序尺寸A3。。镗孔加工示意图（1）定位基准与设计基准不重合2、基准不重合工艺尺寸链的计算工艺尺寸链计算示例（2）设计基准与测量基准不重合2、基准不重合工艺尺寸链的计算工艺尺寸链计算示例【例2】如下图所示零件，内孔端面C的设计基准是B面，设计尺寸为。为便于加工时测量，采用以A面为基准，测量尺寸A2来间接保证设计尺寸。试计算A2尺寸及其上下偏差？02.030套筒零件图▲测量尺寸的换算还有可能出现假废品。（1）如当A1=9.9时，测量尺寸A2=39.7,按看似乎是废品，但实际上AΣ=39.7-9.9=29.8，并未超差。（2）如当A1=10时，测量尺寸A2=40,按看似乎是废品，但实际上AΣ=40-10=30，也未超差。▲由此可见，在实际加工中，由于测量基准与设计基准不重合，因而要换算测量尺寸，如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一组成环的公差（或其余组成环的公差之和），则该零件有可能是废品，应对该零件进行复检，逐个测量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否。（2）设计基准与测量基准不重合工艺尺寸链计算示例【例3】下图所示为孔及键槽加工示意图，加工顺序：（1）镗孔至；（2）插键槽，工序尺寸为A1；（3）热处理；（4）磨孔至，同时保证mm062.006.39mm039.0040mm2.003.43镗孔及键槽加工示意图3、工序尺寸的基准有加工余量时工艺尺寸链的计算五、工艺尺寸链计算示例工艺尺寸链计算示例4、一次加工后要保证多个设计尺寸时工艺尺寸链的计算五、工艺尺寸链计算示例工艺尺寸链计算示例【例4】如下图a所示阶梯轴，两段轴径的长度设计为和。加工时，首先以精车后的A面为基准，车削Фd和B面，保证工序尺寸A，再以B面为基准，精车C面，保证工序尺寸A2；然后磨削ФD外圆和端面A，保证尺寸，同时间接保证尺寸。显然，工序尺寸A2将影响最终工序对间接获得的尺寸的保证。分析得工序尺寸链如图b所示，应用尺寸链计算工艺可以求得mmA)40(05.015.021.004015.0801.004015.08015.080同时保证多个设计尺寸时的尺寸计算找李华p270图（课本）【例5】如下图所示为一衬套零件，孔径为mm的表面需要渗氮，精加工后要求渗氮层深度t0为0.3～0.5mm（在此取为mm）。该表面的加工顺序为：①磨内孔至尺寸mm；②渗氮处理；③精磨孔至mm，并保证渗氮层深度t0。试求工艺渗氮层深度t1。04.001452.003.004.0076.14404.00145保证渗氮层深度的尺寸计算5、保证渗氮、渗碳层深度时工艺尺寸链的计算五、工艺尺寸链计算示例工艺尺寸链计算示例【例6】如下图一批小轴零件，加工过程如下：1.半精车端面A、B，保证两者之间的尺寸A1=49.6+0.20mm；2.调头，以A面为基准半精车端面C，保证总长度A2=80-0.05；3.热处理；4.以C面为基准磨端面B，保证尺寸A3=30-0.15。试校核端面B的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？-0.2000A80-0.0530-0.15-0.200BC余量校核时的尺寸计算6、余量校核时工艺尺寸链的计算五、工艺尺寸链计算示例工艺尺寸链计算示例A80-0.0530-0.15-0.200BC解：①列出尺寸链②判断各环性质Z为封闭环，A2为增环，A1、A3为减环A2A1A3ZA2A1A3Z6、余量校核时工艺尺寸链的计算五、工艺尺寸链计算示例工艺尺寸链计算示例③计算：Z=80-49.6-30=0.4ESZ=-0.05-0-(-0.15)=0.10EIZ=-0.20-0.20-0=-0.40④分析最小余量为零，需要调整。A2、A3为设计尺寸，保持不变若令最小余量为0.1mm，将工艺尺寸A1改为49.6+0.10，此时Z＝0.4+0.10。-0.300例1：如图12-26a所示零件，孔的设计基准为C面