一基准重合时工序尺寸与公差的确定PPT课件.ppt

1 一 基准重合时工序尺寸与公差的确定 1 确定各加工工序的加工余量2 从最后工序开始 即从设计尺寸开始到第一道加工工序 逐次加上每道加工工序余量 得各工序基本尺寸 包括毛坯尺寸 3 除最后工序 其余工序按各自所采用加工方法的加工精度确定工序尺寸公差 4 按入体原则标注工序尺寸 3 7工序尺寸公差的确定 2 例 某轴的直径为 其尺寸精度为IT5 表面粗糙度要求为 要求高频淬火 毛坯为锻件 工艺路线为 粗车 半精车 高频淬火 粗磨 精磨 研磨计算各工序的工序尺寸和公差 1 查表确定加工余量 研磨余量0 01mm 精磨余量0 1mm 粗磨余量0 3mm 半精车余量1 1mm 粗车余量4 5mm 加工的总余量6 01mm 修正为6mm 粗车余量修正为4 49mm 3 2 计算各加工工序基本尺寸研磨 50mm精磨 50mm 0 01mm 50 01mm粗磨 50 01mm 0 1mm 50 11mm半精车 50 11mm 0 3mm 50 41mm粗车 50 41mm 1 1mm 51 51mm毛坯 51 51 4 49mm 56mm 4 3 确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度研磨 IT5 Ra0 04 m精磨 IT6 Ra0 16 m粗磨 IT8 Ra1 25 m半精车 IT11 Ra2 5 m粗车 IT13 Ra16 m 4 按入体原则标注工序尺寸和公差 查表毛坯公差为 2mm 5 下表是上面的计算结果和查表结果的汇总 6 1 5工艺尺寸链 引例1 如图所示40 20的尺寸采用如图定位方式 本工序要保证A i则A i应为多大才能满足零件要求 7 引例2 齿轮键槽加工 零件图标注 85 0 035 87 9 0 23 但齿轮淬火后变形 85 0 035是淬火后磨孔得到的 键槽必须淬火前加工 他不能按87 9 0 23加工 设淬火前孔加工到 84 8 0 07 而键槽按什么尺寸加工 Aj i 8 一 工艺尺寸链 一 尺寸链 将相互关联的尺寸按一定的顺序联接成首尾相接的封闭图形如图A1 A2 A3 引例1 尺寸链 工艺尺寸链 由单个零件在工艺过程中形成的有关尺寸的尺寸链 9 二 尺寸链的组成 1 环 组成尺寸链的每个尺寸A1 A2 A32 封闭环 在加工过程中间接得到的尺寸A2 3 组成环 在加工过程中直接得到的尺寸A1 A3 1 增环 其余各组成环不变 此环增大使封闭环增大者 2 减环 其余各组成环不变 此环增大使封闭环减少者 具体判断 给封闭环任选一个方向 沿此方向转一圈 在每个环上加方向 与封闭环方向相同者为减环 相反者为增环 10 三 特点 1 尺寸链必须封闭2 尺寸链只有一个封闭环3 封闭环的精度低于组成环精度4 封闭环随组成环变动而变动 11 四 作法 1 找出封闭环2 从封闭环起 按工件表面上关系依次画出组成环 直到尺寸回到封闭环起 形成一个封闭图形 组成尺寸链的组成环环数应是最少的 3 首尾相接原则 确定增环 减环 12 二 尺寸链基本计算 直线尺寸链 全部组成环平行封闭环的尺寸链 常用方法是极值法和概率法 一般概率法在装配尺寸链中应用 1 封闭环的基本尺寸 各组成环的基本尺寸的代数和 增环的基本尺寸之和 减环的基本尺寸之和 13 2 封闭环的最大极限尺寸 所有增环的最大极限尺寸 所有减环的最小极限尺寸 L0max 3 封闭环最小极限尺寸 所有增环的最小极限尺寸 所有减环的最大极限尺寸L0min 14 4 封闭环的上偏差 所有增环的上偏差之和 所有减环的下偏差之和 ESo 5 封闭环的下偏差 所有增环的下偏差之和 所有减环的上偏差之和 EIo 15 6 封闭环的公差 封闭环的最大极限尺寸 封闭环的最小极限尺寸 封闭环的上偏差 封闭环的下偏差 增环的公差之和 减环的公差之和 所有组成环的公差之和 To 竖式计算 1 增环公称尺寸 上下偏差照抄2 减环公称尺寸变号 上下偏差对调 变号3 取其代数和 得封闭环的公称尺寸 上下偏差 16 其中 L0封闭环的基本尺寸m增环个数Li组成环基本尺寸n 1 m减环个数Lp增环基本尺寸To封闭环公差Lq减环基本尺寸Ti任一组成环公差n尺寸链总环数ESo封闭环上偏差n 1组成环环数EIo封闭环下偏差ESp EIp增环上下偏差ESq EIq减环上下偏差 17 公差重新分布 1 当组成环公差之和 封闭环公差 求解一个组成环时 可能出现零公差或负公差 机械制造中 0公差或负公差不可能出现应提高其余组成环的公差等级达到 To 2 通常设计时 由给定的封闭环的公差决定各组成环的公差 18 等公差法 令T1 T2 T平均To T平均 平均 经调整后可得各组成环的公差 因为平均公差对大尺寸的组成环的加工困难 因而需根据各环的加工难易调整 加工难的增大公差较易的减少公差 但应保证To 19 等精度法 按各组成环精度相等的原则求其组成环公差 可使尺寸大的公差大 尺寸小的组成环公差小 避免等公差法缺点 但也是调整个别公差 保证To 经验确定法 组成环公差按工艺特点 根据具体情况而选 20 3 偏差确定 一般根据 入体 原则1 组成环为包容面时 下偏差为0 上偏差 公差2 组成环为被包容面时 上偏差为0 下偏差 公差 21 三 直线尺寸链在工艺过程中应用 一 工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸计算 1 测量基准和设计基准不重合 例 下图所示的车床主轴箱 两孔 中心距127不便测量 只能用游标卡尺直接测量两孔内侧或外侧母线之间的距离来间接保证中心距之间的尺寸要求 现采用测量两孔内侧母线的方法决定 求该测量尺寸应为多少 才能满足孔心距的要求 22 23 求解 1 建立尺寸链 如图b所示2 判断增环和减环 其中L0为封闭环 L1 L2 L3为增环3 计算127 40 L2 32 50 07 0 002 ES2 0 015 0 07 0 009 EI2 0 得 只要实例结果在L2的公差范围内 就一定能保证 中心线的设计要求 24 假废品问题 直线尺寸链极值算法是极限情况下的各尺寸之间的尺寸联系 从保证封闭环的尺寸要求看 是保守算法 计算结果可靠 但可能出现假废品 上例中若两孔的直径尺寸都取上限 即L1 40 002 L3 32 515时 L2做成L2 54 5 0 087时 则L1 L2 L3 126 93为中心距设计尺寸的下限尺寸 25 原因 测量基准和设计基准不重合 组成环环数愈多 公差范围愈大 出现假废品的可能性越大 因此应尽量使测量基准和设计基准重合 应用 为避免假废品的产生 发现实例尺寸超差时 应实测其他组成环的实际尺寸 然后在尺寸链中重新计算封闭环的实际尺寸 26 2 定位基准和设计基准不重合 例 如下图所示某零件高度方向的设计尺寸12 0 070 生产中用调整法加工A B C面 前面工序A B面已加工好 本工序以A面定位基准加工C面 C面的设计基准 工序基准 为B面 定位基准为A面 27 28 解题 1 画尺寸链 如图b所示 2 确定封闭环 增环和减环 本尺寸链中调整法加工能直接保证尺寸为L2 L0间接保证 则L0封闭环 L1增环 L2减环3 计算 L1 L2都未注公差 为保证L0的计算 必须把L0公差分配给L1和L2采用等公差法分配 29 按入体原则标注L1公差为计算L2的基本尺寸和偏差为 公式计算和竖式计算 30 例2如图工件 大批量生产试切法加工 工艺过程为 车1 7保证154 0 53车外圆保证要求 2019 12 31 31 32 二 一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算工序间尺寸及尺寸链 工序间尺寸链 机械加工过程中 零件尺寸的获得由一个先后的顺序 就某一尺寸而言 它是在加工过程中通过若干个工序 逐步切除余量而最后达到图纸设计要求的 工序尺寸及其公差是根据设计要求考虑到加工中心的基准 工序间的余量以及工序的经济精度等条件 对各工序提出的尺寸要求 工序间尺寸链是零件加工后最终尺寸及其公差和有关的工序尺寸和工序公差 以及工序间的余量有关尺寸联系构成一种工艺尺寸链 33 例1 一个带有键槽的内孔 设计尺寸如图所示 该内孔由淬火处理要求 因此有以下加工工艺安排1 镗内孔至 49 8 0 046mm2 插键槽3 淬火处理4 磨内孔 保证内孔直径 50 0 030mm和键槽深度53 8 0 30mm两个设计尺寸的要求求淬火前插键槽的深度L2 34 35 分析 插键槽工序采用已镗孔的下切线为基准 用试切法保证插键槽深度 此深度尺寸应是上一工序直接保证的尺寸 磨孔工序应保证磨削余量均匀 定位基准为孔的中心孔 因此 50 0 030mm定位基准和设计基准重合 键槽深度53 8 0 30定位基准与设计基准不重合 因此磨孔可直接保证 50 0 030mm 而53 8 0 30则间接保证 解算 36 说明 1 本例把上工序镗孔和本工序磨孔的定位基准看作是同一中心线是近似要求 因为磨孔和镗孔是连两次装夹下完成 存在同轴度误差 若同轴度误差不是很小 则应将同轴度也作为一个组成环画在尺寸链中 如本例中磨孔和镗孔的同轴度误差为0 05mm 在尺寸链中为0 0 025 建立下图所示的尺寸链 37 求解此尺寸链得 2 按设计要求键槽深度公差范围为0 0 30mm 但插键槽工序却只允许按0 023mm 0 285mm 或0 048 0 260mm的同轴度公差来加工 原因是工艺基础与设计基准不重合 因此在考虑工艺安排时 应尽量使工艺基准和设计基准重合 38 例2 小批量生产各个端口的半精加工及精加工 如图所示 39 加工顺序 1 精车端面3 以定位 2 以3端面定位 精车1 至A A留磨削余量3 以端面内侧量基准加工2到B b 4 以端面3定义磨削1 保证25 0 4 35 注 加工时不考虑余量大小 加工结束只要测量35合格 就以为25 0 4合格 所以25 0 4为间接保证 某些工序尺寸公差与设计要求无直接关系 要根据现场经济参考或参考各种加工方法 经济精度规定工艺尺寸精度 偏差由入体原则定 40 三 表面淬火 渗碳层表面及镀层 涂层厚度工艺尺寸链 对那些要求淬火或渗碳处理 加工精度要求又比较高的表面 常在淬火或渗碳处理之后安排磨削加工 为保证磨后有一定厚度的淬火或渗碳层 需要进行有关的工艺尺寸计算 1 表面淬火 渗碳 41 例 如图所示零件 P表面要求渗碳处理 t 0 5 0 8mm 工艺安排如下 1 精车P 保证2 渗碳 控制渗碳层的深度3 精磨P 保证尺寸 同时保证渗碳层的深度0 5 0 8mm 42 2 电镀 有些零件要求表面涂 镀 一层耐磨或装饰材料 完成后不再加工但有一定精度要求 这时镀层厚度只通过控制电镀时间直接保证 例 如下图所示 轴套类零件外表面要镀铬 规定t 0 025 0 04mm 镀层不加工 外注尺寸 28 0 045 求电镀前磨削工序的工序尺寸 43 四 余量校核 工艺过程中 加工余量过大会影响生产率 浪费材料 并且对精加工工序还会影响加工质量 但是加工余量也不能过小 过小可能造成零件表面局部加工不到产生废品 因此 校核加工余量 对加工余量进行必要的调整是制定工艺规程时不可缺少的工艺工作 44 例 如图所示零件 其轴向尺寸的30 0 02mm的工艺安排为 1 精车A面 B处切断 保证两端面距离尺寸L1 31 0 1mm2 以A定位 精车B面 保证两端面距离尺寸L2 30 4 0 05mm 精车余量为Z23 以B定位磨A面 保证两端距离尺寸L3 30 15 0 02mm 磨削余量为Z34 以A定位磨B面 保证两端距离尺寸L1 30 0 02mm 磨削余量为Z4 45 对Z2 Z3 Z4进行余量校核 画包含余量的加工尺寸联系图 图b 列包含余量的工艺尺寸链 如上图 图C 所示 在尺寸链中 加工中余量由加工前后的实际尺寸间接求得 为封闭环 46 例2 加工阶梯轴 已知工艺尺寸 验算加工余量加工过程 2 调头精车1 到3 在调头精车 到检验工序3 及端面 的工序余量 1 粗车 到 47 四 工序尺寸与加工余量计算图表法工艺尺寸图表追踪法 当零件在同一方向上加工尺寸较多 并需多次转换工艺基准时 建立工艺尺寸链 进行余量校核都会遇到 并且易出错 图表法能准确查找全部工艺尺寸链 并且能把一个复杂的工艺过程用箭头直观的在表内表示出来 列出有关计算结果清晰 明了 信息量大 48 一 尺寸追踪法 图表追踪法 就是将零件的加工过程建立工序尺寸之间的联系并用符号形象来描绘各个尺寸发生变化的情况 将其全部反映在一种图表上 利用这张图表来解决所要解决的问题 49 二 图表绘制的方法 1 在图表上方绘制加工工件的轮廓简图 并用双点划线画出毛坯轮廓 2 从零件的各轴向端面用细实线向下列出各尺寸界线 图纸上 不要求按严格的比例 但应求各轴向尺寸界面过于拥挤 以便能清晰的表示各端面的加工尺寸 3 填写工序过程 在表左侧 按加工过程从上到下 严格排出加工顺序 在表的右边列出需要计算的项目 4 按过程先后顺序 逐个地将毛坯尺寸 各工序加工尺寸及图纸要求填入表格 50 5 标注时所用的符号 定位基面所制端面是加工工序的定位基准 度量基准 所指端面是加工工序的度量基面 加工表面 箭头指向加工表面 工序尺寸 终结尺寸 表示加工后的终结尺寸 余量 表示加工时的余量值 51 6 正确尺寸标注是正确利用图表法的基准1 尺寸标注的顺序严格的按加工顺序标注 不得颠倒 通常从毛坯尺寸自上而下标注工序加工尺寸直到最后图纸尺寸 2 加工尺寸不得遗漏或多余 应遵循每切削一个表面只能标注一个加工尺寸的原则 52 二 工艺尺寸链查找 1 查找方法 从终结尺寸两端 封闭环 做直线追踪通过加工表面 遇到箭头拐弯 沿水平线急进 遇到加工基准面再向上拐 遇到圆点则继续向上查找 如此不断一直同步查找 直到终结尺寸两端尺寸界线出发的跟踪线相遇 构成封闭图形 这时已查找完毕 如此涉及的各加工尺寸 就是要查找的尺寸链各组成环 当查找影响Z的尺寸链 就从Z的两端线向上追踪查去 建立尺寸链 余量为封闭环 53 当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多 且工序 测量 基准需多次转换时 尺寸链建立和计算比较困难 采用图表法可较好解决这个问题 4 靠火花磨削 面 控制余量Z7 0 1 0 02 同时保证设计尺寸6 0 1试确定各工序尺寸及公差 1 以 面定位 粗车 面 保证 面距离尺寸A1 粗车 面 保证 面距离尺寸A2 2 以 面定位 精车 面 保证 面距离尺寸A3 粗车 面 保证 面距离尺寸A4 3 以 面定位 精车 面 保证 面距离尺寸