电镀零件有关工序尺寸的计算.pdf

机电技术 2 0 0 6年第 2期 机械设计制造 电镀零件有关工序尺寸的计算 李爱国 长沙电力职业技术学院长沙4 1 0 1 3 1 摘要 本文详细地介绍了如何通过尺寸链的计算来达到电镀零件各有关工序尺寸要求的方法 关键词 电镀零件车一磨一镀工艺车一磨一镀 磨工艺尺寸链工序尺寸 中图分类号 T Q1 5 3 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 4 8 0 1 2 0 0 6 0 2 0 2 6 0 3 1引言 式中 角标乏 某一尺寸链的封闭环 电镀零件各有关工序尺寸的正确与否 关系到 电镀零件的最终尺寸及镀层厚度是否满足要求 因 此 本文对电镀零件有关工序尺寸的计算方法作介 绍 以供设计时引起重视 2 电镀零件各有关工序尺寸的计算 计算电镀零件各有关工序尺寸及公差时 应满 足如下要求 1 镀层厚度 t 按图纸的设计要求 应控制在规定的范围内 2 电镀零件表面最终 尺寸 设计尺寸 A应符合图纸的设计要求 电镀零件表面最终尺寸 设计尺寸 A的获得 方法有两类 1 车一磨一镀工艺 2 车一磨 镀 磨工艺 据此 将电镀零件工序尺寸的计算 分为两类 为了便于叙述 均以被包容面 轴类 零件为分析对象 至于包容面 孔类 零件的电镀 工序尺寸的分析计算 其方法仍是利用尺寸链原理 和基本公式类似推得 此处不另作叙述 2 1 车 磨 镀工艺 车一磨一镀工艺的最终尺寸 设计尺寸 A是电 镀后获得的 即设计尺寸 A是由镀前尺寸 加镀 层厚度 t 获得的 该工艺的工序尺寸链如图 1 所示 图 1 车一磨一镀工艺的工序尺寸链图 镀前尺寸 A o 是由磨削加工直接获得的 是组 成环 为增环 镀层厚度 t 是由电镀液成分及电镀 时间来控制的 也是组成环 为增环 设计尺寸 A 是由 A Q 和 t 间接保证获得的 因而是封闭环 本工艺尺寸链的计算是根据设计尺寸 A及公 差和镀层厚度 t 及公差来确定镀前尺寸 A Q 及公差 由尺寸链基本公式应有如下关系 厂 A z A Q t一 A s Az A s AQ A s l A x A z A x AQ A x t 2 6 t 某一尺寸的上偏差 c 某一尺寸的下偏差 故有 A q A z t s c AQ A s A z A s f l 1 x AQ A x A A x t l 在验算时 也可以利用以上计算公式计算镀层 厚度 t 的极限尺寸大小 看其是否在镀层厚度的变 化范围内 不管是计算镀前尺寸 A 还是验算镀层厚度 t 都必须使各尺寸公差的大小满足以下关系式 6 A Q 6 t s 6 A z 否则就不能保证电镀零件的设计尺寸和镀层 厚度的要求 在实际计算 A 时 可预先计算一下 各环的公差值 检查是否满足上述关系式 如不满 足 就要重新修正电镀零件的某一个或两个设计要 求的尺寸公差 然后再计算镀前尺寸 的大小及 偏差 2 2车 磨 镀 磨工艺 车一磨一镀一磨工艺的最终尺寸 设计尺 寸 A是镀后经精磨得到的 其电镀工序综合尺寸 链关系如图 2所示 其中 图 2 车一磨 镀一磨工艺的综合尺寸链关系图 A o 一镀前尺寸 1 一电镀后镀层厚度 A 1 广一 电镀后零件尺寸 卜一 电镀并经磨削后镀层厚度 A 电镀并经磨削后零件尺寸 设计尺寸 z 精加工余量 在电镀工艺不稳定 或由于镀层的尺寸精度和 表面质量要求很高时 往往电镀后尺寸很难符合零 维普资讯 机械设计制造 机 乜 技术 2 0 0 6 年第 2 期 件设计尺寸的要求 这就需要在电镀后再安排一道 精加工工序 此时 工序尺寸链图中各尺寸的关系 和计算方法与上述分析计算有很大的不同 本工艺过程的尺寸链图实际上是由几个尺寸 链组合而成的一个复合尺寸链 其中 A A o 都是 靠直接加工保证的 均为组成环 T是由电镀液成 分及电镀时间直接控制的 也是组成环 而镀层尺 寸 t 是靠 A和 A 间接保证的 为封闭环 应该注 意的是镀后尺寸 A H 实际上是由 A o 和 T这两个直 接获得尺寸来间接保证的 为 A I 一A T这个尺 寸链中的封闭环 正是通过测量 A H 来间接检验电 镀工序尺寸 T 是否达到工艺要求的尺寸 以达到 最终满足两个设计要求的目的 此工艺过程中有一个精加工余量z 从分析整 个工艺过程和综合尺寸链关系图 2可知 由于 A 是靠镀后精加工来保证的 则需要在设计要求的镀 层 t 的基础上再多镀一些来作为 Z 然后再把 Z加 到 A上作为 A 才能最终完成工艺计算 显然 z 是确定 T和 A 的关键尺寸 为了计算方便 将图2 综合尺寸链关系图分解 为 4个尺寸链分别推导 1 t r A A 0 尺寸链 如图 3 所示 这个尺寸链是满足电镀零件镀层 厚度和最终尺寸的基本尺寸链 由尺寸链基本公式 有如下关系 图3 广 A AQ 尺寸链图 t z A A Q A s t z s A A x A Q A x t z x A 一 A s A Q 故有 A Q A tz A x A Q s A A s t z 2 s A Q A x A A x t z J 2 Z 广 AH A尺寸链 如图4所示 如果直接按照工艺手册等资料或 凭经验估算精加工余量 Z的大小 对一般的机加工 工艺不失为一良策 但对 电镀零件而言 由于电镀 金属昂贵 若精加工余量 z过大 则浪费严重 不 仅增加了成本 同时降低了生产率 也加大了劳动 强度 无论从工艺上或是从实际零件精度的保证 上 还是从降低生产成本的考虑上都需要一个正确 实用的方法确定精加工余量 z的大小 推荐采用计 算最小余量的方法计算精加工余量 Z 其基本公式 为 图4 t 广 A AQ 尺寸链图 zIr i l 2 R Y H p 1 2 8 H 3 式中 z m i 镀后最小精加工余量 R Y H 镀后表面粗糙度 P H 镀后表面形位误差 E A 镀后精加工的系统误差 6 H 镀后工序尺寸公差 其中 R Y H可按 1 2 1 3 8 T 取值 P H 可按 p H 1 2 1 3 8 AQ 取值 6 H可按 6 H 6 A Q 8 T 取值 6 T 的取值 考虑到电镀工艺的不稳定及镀 层精度要求较高这两个因素 6 T 的取值应比 8 0 大 取 6 T 1 1 1 2 8 0 有时考虑到工艺系统的不同 如机床设备的精 度 工件大小和操作者技能等因素的变化 为了使 最后精加工余量充足 也可以采用修正后的z m n 即 Z m jn K z i K I 2 1 8 4 但 K值也不能太大 否则金属镀层会 白白浪 费掉 一 a t 3 Z r T t 尺寸链 如图 5所示 由于 t 是设计要求提出的 而 z 在 2 中已确定 所以直接由尺寸链公式得到如 下关系 2 7 I r 二 I I T t 1 I 图5 一 T f 尺寸链图 Z z T t A s z z s T A x f x x T A s t 故有 T Z t A s T s z z x t A x T x z z s t 4 A H 广 Ao 尺寸链 维普资讯 机电技术 2 0 0 6年第 2期 机械设计制造 如图 6所示 由于 A o T均已确定 直接由 尺寸链基本公式有 图6 陋 4 Q 一 尺寸链图 A AQ 一 一 s A 舷 s AQ A s T L 6 A x A 呱 x A Q h x T j 综合起来 对车一磨 镀一磨工艺的电镀零件 的工序尺寸计算 应按上述 4个步骤分别来确定各 有关工序尺寸 完成计算 保证设计要求 最后的 验算同前所述 3 计算实例 1 某轴外径镀铬 要求尺寸o3 0 n o 4 3 并希 望镀层厚度在 0 0 2 5 0 0 3 5 双边 0 0 5 0 0 7 的范 围内 计算电镀零件的工序尺寸及公差 解 本例属车一磨 镀工艺过程 其尺寸链如 图 7所示 由公式 1 有 薹 知 号 l I 三 图 7 计算实例 1 尺 寸图 A o f A t 3 0 0 0 7 2 9 9 3 A s A Q A s A A s t O 0 O A x A Q x A A x t z 0 4 3 0 0 2 0 0 2 3 故 A a s 中 2 9 9 3 1 o 0 2 3 2 某轴镀铬 外圆直径中3 0 0 ol 4 表面粗糙 度R a 0 3 2 g m 镀层要求控制在0 0 7 o 0 3 要求镀 后磨至公差范围 确定电镀零件的工序尺寸及公 差 解 本例属车一磨 镀一磨工艺过程 其工艺 尺寸链如图 8 所示 由式 2 得 A C A 3 0 0 7 2 9 9 3 故 A Q as O2 9 9 3 0 图 8 计算实例 2 尺寸链图 取 6 T 1 1 5 6 t 1 1 5 0 0 3 0 0 3 5 R v H取 0 0 1 4 p H 取 0 0 0 8 6 H 取 0 0 5 0 6 A 是精加工时的 系统误差 包括机床 夹具 刀具等误差 需根据 实际条件确定 此处取0 0 1 将以上参数代入公式 3 R Y I I 2 l0 I 4 而而 o 仿 l o 4 精加工余量公差 6 Z 6 A 6 f r 十 6 0 0 1 4 0 0 3 5 0 0 1 6 0 0 6 5 故 Z as6 0 1 0 4 o 0 由式 5 得 T t 0 1 04 0 0 7 0 1 7 4 A s T A s Z D A x t o 0 6 5 0 0 3 0 0 3 5 A x T x a s t 删 故 T as6 O 1 7 4 o o 由式 6 得 A A Q T 2 9 9 3 0 1 7 4 3 0 1 04 A s A 峨 s A Q as T O 0 1 6 0 0 3 5 0 0 5 1 x A 皤 x A Q x T 故 A 峨as 0 3 0 1 040加 由 上面 的计算可知 镀层尺寸0 0 7 o 0 3 是通过 镀前工序尺寸 2 9 9 3 o 和最终尺寸 e P ff 尺寸 3 0 0 l 4来保证的 而在满足两个设计要 求的基础上并获得一定的加工余量则是通过电镀 工 序 尺 寸 0 1 7 4 m 来 实 现 的 通 过 测 量 中3 0 1 0 4 检查是否达到电镀工序尺寸 4 结束语 通过上面的分析计算表明 1 在保证设计要求的前提下 能够做到使电镀 尺寸最小 这样就能尽量减少镀层金属不必要的浪 费 降低了