基准不重合时的工艺尺寸链的计算及思考.doc

基准不重合时的工艺尺寸链的计算及思考李淑彩（许昌市高级技工学校，河南许昌 461000）摘要：学生在实习中会发现，按照图纸上的尺寸公差要求，在一些表面加工之后，用现有的测量工具无法对设计尺寸进行直接测量。需要在零件上另选一个易于测量的表面作为测量基准进行测量,用以间接检验尺寸。关键词：工艺尺寸链、基准不重合、测量基准、设计基准、定位基准正文：在技校学生生产实习的过程中，工艺尺寸链的计算是钳工学生学习的重点，也是一个难点。并且，学生在实习中会发现，按照图纸上的尺寸公差要求，在一些表面加工之后，用现有的测量工具无法对设计尺寸进行直接测量。需要在零件上另选一个易于测量的表面作为测量基准进行测量,用以间接检验尺寸。此问题就是由基准不重合而带来的工艺尺寸及其公差的计算问题。而此问题的解决则是技校学生的一个比较困难的问题。本人根据多年的实习经验，结合技校“一体化”教学的特点，现将此解决方法介绍如下：首先要理解“尺寸链”的概念：在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。在这个概念中，关键要让学生理解“封闭”的含义。如果把影响某一精度的有关尺寸彼此按顺序首尾连接在一起，就可构成一个封闭的外形，并且使尺寸数量最少。接着让学生理解“工艺尺寸链”的概念：在一个尺寸链中，组成尺寸全部为同一零件的工艺尺寸所形成的尺寸链，称为工艺尺寸链。所谓工艺尺寸，是加工要求形成的尺寸。在这个概念中，让学生重点理解“同一个零件”的含义。接着，让学生理解尺寸链是由“封闭环”和“组成环”组成的，而组成环又分为增环和减环。对于增环和减环的区分，我常用“箭头法”来判断：凡箭头方向与封闭环的箭头方向相同的环为减环，相反的为增环。而封闭环的确定是在零件加工中，最后自然形成（间接获得）的尺寸，按照这个特性正确地确定封闭环，是工艺尺寸链计算的关键。基本概念理解以后，我们就可以让学生对实际加工的工件，进行工艺尺寸链的计算。在实际生产中，造成我们进行尺寸链的计算的原因有很多，主要是由基准不重合而造成的。本人把它归纳为以下几点：一、测量基准与设计基准不重合时的工艺尺寸计算在零件加工时，会遇到一些表面加工之后设计尺寸不便直接测量的情况。因此，需要在零件上另选一个易于测量的表面作为测量基准进行测量以间接检验尺寸。 （如图a）这是一个套筒零件，两端面已加工完毕，钳工同学要完成阶台孔的加工，要保证尺寸，因该尺寸不便测量，在加工中要找到一个能测量的尺寸来间接检验尺寸。 1） 分析：因孔的深度可以直接测量，而尺寸在前加工过程中已获得，该道工序通过直接尺寸和间接保证尺寸。因此，、为组成环，为封闭环。2） 根据题意绘出尺寸链简图（图b），确定增环为、减环为3） 列尺寸链方程式，计算。因所以4） 确定极限尺寸。由得由得所以，测量尺寸通过分析可以发现，由于基准不重合而进行的尺寸换算，将带来两个问题：（1）压缩公差换算的结果明显提高了对测量尺寸的精度要求，使加工变得困难。如果能按原设计尺寸进行测量，其公差值为0.35mm，换算后的测量尺寸公差为0.18mm，测量公差减少了0.17mm，此值恰是另一组成环的公差值。（2）假废品问题测量零件时，当的尺寸在之间，的尺寸在时，则必在之间，零件为合格品。假如的实测尺寸超出的范围，如偏大或偏小0.17mm，即尺寸为44.35mm或43.83mm时，只要尺寸也相应为最大60mm或最小59.83mm，则算得的尺寸相应为(6044.35)15.65mm和(59.8343.83)16mm，零件仍为合格品，这就是出现了假废品。二、 定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算零件调整法加工时，如果加工表面的定位基准与设计基准不重合，也要进行尺寸换算，并重新标注工序尺寸。如(图A)所示零件，尺寸已加工完成，现以B面定位，在台虎钳上锉削D面，因条件所限，仅有外径千分尺供测量使用，试求应控制在什么尺寸范围内才能满足加工要求？ 1）分析：当以B面定位加工D面时，将按工序尺寸进行加工，设计尺寸是本工序间接保证的尺寸，为封闭环，其余为组成环。2）根据题意绘出尺寸链简图（图b），确定增环为、减环为3）列尺寸链方程式，计算。由公式得4) 确定极限尺寸。得由得所以，同上一个例题一样，当定位基准与设计基准不重合而进行尺寸换算时，也需要提高本工序的加工精度，使加工更加困难。同时，也会出现假废品的问题。通过以上分析，我们会发现，在进行工艺尺寸链的计算时，只要基准不重合，就会引起基准不重合误差，总会出现压缩公差，提高加工精度，使加工困难，还会出现假废品问题。因此，我们在进行零件加工时，要尽量保持基准重合，这样能使工序尺寸的允许误差大些，使加工更容易达到精度要求，经济性更好，同时又避免了复杂的计算。参考文献：1 王兴民 钳工工艺学M。北京：中国劳动出版社，1996。2 蒋增福等 钳工工艺与技能训练M。北京：中国劳动社会保障出版社，2001。3 汤习成 机械制造工艺学M。北京：中国劳动社会保障出版社， 2004。4 闫世才 机械制造工艺与装备。北京：中国劳