第五章工艺尺寸链计算

第六章工艺尺寸链原理与应用一、工艺尺寸的基本概念按尺寸链在空间分布的位置关系，分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。在尺寸链中，以直线尺寸链——即全部组成环平行于封闭环的尺寸链用得最多。尺寸链：由相互联系、按一定顺序首尾相接排列的尺寸封闭图叫作尺寸链。根据用途不同分为工艺尺寸链和装配尺寸链工艺尺寸链是由单个零件在工艺过程中有关尺寸形成的；装配尺寸链指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链（1）极值法解工艺尺寸链1）基本概念A1和A2是在加工过程中直接获得，尺寸A0是间接保证的，A1、A2和A0构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。组成环：加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成环；封闭环：间接获得的尺寸A0称为封闭环；增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环如A2叫增环；减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环如A1叫减环2、尺寸链计算的关键：正确画出尺寸链图，找出封闭环，确定增环和减环①找封闭环根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0为封闭环。②作尺寸链图按照加工顺序依次画出各工序尺寸及零件图中要求的尺寸，形成一个封闭的图形。尺寸链图画法——查找方法（a）从封闭环尺寸的两端分别查找相邻工序尺寸的工艺基准，并画出工艺基准线。（b）再依次按工艺顺序查找下一个工序尺寸基准画出基准线，直至两端基准重合，即封闭为止。•③确定增环和减环•从封闭环开始，给每一个环画出箭头，最后再回到封闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方向相反者为增环（如A2），箭头方向与封闭环方向相同者为减环（如A1）。2）尺寸链的基本计算公式用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：a)封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即b)封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减去减环最小极限尺寸之和，即c)封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减去减环最大极限尺寸之和，即d)封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之和，即e)封闭环的下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之和，即f)封闭环的公差等于组成环公差之和，即封闭环的公差比任何一个组成环的公差都大，应尽量选择最不重要的尺寸作封闭环；为减小封闭环公差，应尽量减少组成环数及其公差。计算尺寸链时，常遇到两种类型的问题：1）已知全部组成环的极限尺寸，求封闭环基本尺寸及公差，称为“正计算”，结果唯一。2）已知封闭环的极限尺寸，求一个或几个组成环的极限尺寸，称为“反计算”。通常在制定工艺规程时，由于基准不重合而需要进行的尺寸换算属于这类计算，结果不唯一，需优化计算。统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极值法解直线尺寸链的有些公式外，有以下两个基本计算公式：1）封闭环中间偏差（2）统计法解直线尺寸链2）封闭环公差Δi=(ESi+EIi)/2汽车制造工艺学第二节工艺尺寸链的应用一基准重合时工序尺寸的确定这种情况下，工序尺寸的计算是以最终工序开始，反算到第一道工序。工序尺寸是组成环，加工余量是封闭环。汽车制造工艺学二基准不重合时工序尺寸的确定1、定位基准与设计基准不重合选活塞底面作为定位基准，但销孔的设计基准为活塞顶面例：如图活塞上加工销孔，要求保证尺寸A0，设计基准为活塞顶面。为加工方便常用B面定位，按工序尺寸A1加工销孔。试确定工序尺寸A1及其公差。（3）几种工艺尺寸链的分析与计算1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算解：①作出尺寸链图；②按照加工顺序确定封闭环A0；③画箭头分出增环A2和减环A1；④进行尺寸链计算A1的基本尺寸A0=A2-A199=155-A1得A1=56mm验算封闭环公差T0=T1+T2T0＜T2修正T2=0.063A1上偏差EIA0=EIA2–ESA1ESA1=(-0.063)-(-0.087)=0.024A1下偏差ESA0=ESA2–EIA1EIA1=0–0=0故工序尺寸A1为：A1=56+0.024mm02.测量基准与设计基准不重合(P192)ABC汽车制造工艺学2、某零件加工时，首先以小端面为基准车大端面两边，得到尺寸26和36，然后铣内孔及内端面，图纸要求保证尺寸，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试画出尺寸链并求工序尺寸L1.01.06汽车制造工艺学三一次加工同时保证多个设计尺寸时工序尺寸的确定①车削大端面与大外圆→②车削小端端面与小外圆→③镗内孔及内端面→④热处理→⑤磨小端面。最终磨削时必须控制工序尺寸C1及C2。2）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及公差的计算齿轮上内孔及键槽的加工顺序如下：工序1：镗内孔至Ф39.6+0.062；工序2：插槽至尺寸A1；工序3：热处理—淬火；工序4：磨内孔至Ф40+0.039，同时保证键槽深度43.3+0.2。000解：①作出尺寸链图；②按照加工顺序确定封闭环A0；③画箭头分出增环A1、A3和减环A2；④中间工序尺寸A1的计算A1基本尺寸A0=A1+A３-A243.3=A1+20–19.8得A1=43.1验算公差T0=T1+T3+T2T1=0.2–0.031–0.0195=0.1495A1上偏差0.2=ESA1+0.0195–0ESA1=0.2–0.0195=0.1805A1下偏差0=EIA1+0–0.031EIA1=0.031故插键槽时的工序尺寸A1=43.1+0.1805+0.031尺寸链的计算mm得0.2852+0.02353.7Amm+返回含同轴度误差的计算同轴度不是很小时应将同轴度也作为一个组成环画在尺寸链图中设磨孔和镗孔同轴度公差为0.05mm(工序要求)，则在尺寸链中应注成：A4=0±0.025mm。此时的工艺尺寸链如图所示，用竖式法求得此工艺尺寸链，见表。尺寸链中多了一个同轴度组成环，使得A2的公差减小(数值正好等于该同轴度公差)，究其原因，仍然是工艺基准与设计基准不重合。因此，在考虑工艺安排的时候，应尽量使工艺基准与设计基准重合，否则会增加制造难度。结论：1)把镗孔中心线看作是磨孔的定位基准是一种近似，2)正确地画出尺寸链图，并正确地判定封闭环是求解尺寸链的关键。画尺寸链图时，应按工艺顺序从第一个工艺尺寸的工艺基准出发，逐个画出全部组成环，最后用封闭环封闭尺寸链图。封闭环有如下特征：①封闭环一定是工艺过程中间接保证的尺寸；②封闭环的公差值最大，它等于各组成环公差之和。下一部分回首页内孔插键槽含同轴度公差工艺尺寸链返回含同轴度公差的尺寸链的计算mm返回3)保证渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算例轴颈衬套内孔Φ145表面需渗氮处理，渗氮层深度要求为0.3~0.5mm(单边0.3+0.2，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：工序1：初磨孔至Φ144.76+0.04；工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；工序3：终磨孔至Φ145+0.04,保证渗氮层深度为0.3~0.5mm，试求终磨前渗氮层深度t及其公差。0000解：①作出尺寸链图；②按照加工顺序确定封闭环A0；③画箭头分出增环A1、t和减环A2；④渗氮深度t的计算t基本尺寸A0=A1+t-A20.6=144.76+t–145得t=0.84验算公差T0=T1+Tt+T2Tt=0.4–0.04–0.04=0.32t上偏差0.4=0.04+Est–0ESt=0.4–0.04=0.36t下偏差0=0+EIt–0.04EIt=0.04双边渗氮深度t=0.84+0.36=0.88+0.32，单边渗层t/2=0.44+0.16+0.04004)验算加工余量如图一批小轴零件，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A2A1A3Z③计算：Z=80-49.6-30=0.4BSZ=-0.05-0-(-0.15)=0.10BIZ=-0.20-0.20-0=-0.400A2A1A3Z④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。-0.3005)复杂工序尺寸计算有关轴向表面工艺过程如下：Ⅰ.A定位车D得全长A１±TA1/2,车小外圆到B得长度40-0.2；ⅡD定位车A得全长A2±TA2/2,镗大孔到C得尺寸A3±TA3/2；ⅢD定位磨A保证全长A4=50-0.5。求A１、A2、A3、A4及公差验算Z3解①作图分解尺寸链；②确定封闭环A0；③画箭头定增环A3、A4和减环A2；A1AD40-0.2A2BCA3A4=50-0.5A0=36+0.5Z3Z2④用双向对称偏差注尺寸50-0.5=49.75±0.2540-0.2=39.90±0.1036+0.5=36.25±0.25⑤计算工序尺寸及偏差计算A2、A3的基本尺寸：A4=49.75A2=49.75+0.2=49.95A0=A3+A4-A2A3=A0+A2-A4=36.25+49.95-49.75=36.45A1=A2+Z2=49.95+2.8=52.75把封闭环公差分配给组成环:TA0=TA3+TA4+TA2TA4=TA0应修改为TA4/2=0.05TA2/2=0.1TA3/2=0.1A1按粗车精度TA1/2=0.25⑥验算工序余量Z3Z3为A2、A4的封闭环，公称余量Z3=A2-A4=0.2TZ3/2=TA2/2+TA4/2=0.1+0.05=0.15即Z3=0.2±0.15Z3max=0.35，Z3min=0.05工序余量是合理的AD40-0.2A2BCA3A4=50-0.5A0=36+0.5Z3Z2A1产品的装配精度包括：零件间的距离精度相互配合精度相互位置精度相对运动精度接触精度二、装配精度与装配尺寸链1、装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。2、装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链装配尺寸链的建立方法：（1）确定封闭环：装配精度；（2）确定各组成环：对装配精度有直接影响的零件尺寸或位置关系；（P198）（3）建立装配尺寸链；（4）遵守组成环最少原则：一件一环尺寸链计算习题汽车制造工艺学某零件加工时，首先以小端面为基准车大端面两边，得到尺寸36和46，然后铣内孔及内端面，图纸要求保证尺寸10，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试画出尺寸链并求工序尺寸L汽车制造工艺学1保证装配精度的方法有______、________、互换装配法、选择装配法。(天津大学1999）NjjMiiESES11NjjMiiESES11NjjMiiEIES11NjjMiiEIES112ESi表示增环的上偏差，EIi表示增环的下偏差，ESj表示减环的上偏差，EIj表示减环的下偏差，M为增环的数目，N为减环的数目，那么，封闭环的上偏差为（上海交大2001）。3装配尺寸链的封闭环是（）。东北大学2005A．精度要求最高的环B．要保证的装配精度C．尺寸最小的环D．基本尺寸为零的环4在工序图上，用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形状的基准，称为（）。A定位基准B工序基准C工位基准D测量基准汽车制造工艺学5下列三图中：A）表示了零件的部分轴向尺寸，B）、C）为有关工序示意图，试计算H和Δh值。6如图，套筒零件加工工序是：车外圆、车端面、钻孔、镗孔，由于测量10较困难，生产中采用测大孔深度来间接保证，那么测量尺寸应在什么范围内，才能保证规定精度？（山大1999）汽车制造工艺学山大汽车制造工艺学燕山大学2006汽车制造工艺学中国地质大学2005汽车制造工艺学一齿轮传动装置简图，装配精度要求保证轴向间隙A0=0-0.25，已知A1-A