工艺尺寸链.doc

华北航天工业学院教案教研室：机制工艺 授课教师：陈 明课程名称 机械加工基础课次21主 要 教 学 内 容时间分配第六章 机械加工工艺规程编程4 加工余量的确定一、加工余量的概念二、工序尺寸的计算 5 工艺尺寸链一、 基本概念二、 尺寸链的建立与分析三、 尺寸链的计算方法四、 几种尺寸链的分析计算2070教学目的掌握加工余量和尺寸链的概念，掌握工艺尺寸链的计算方法教学重点工艺尺寸链的计算教学难点工艺尺寸链的分析教学方法使用教具CAI软件、投影等拟留作业作业13、14、16、17授课总结第六章 机械加工工艺规程编程第四节 加工余量的确定一、加工余量(一)加工余量的概念毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为表面的加工余量，而相邻两工序尺寸之差称为工序余量。(二)影响加工余量的因素(三)确定加工余量的方法 1计算法 按公式计算最经济合理，但难以获得齐全可靠的数据资料。 2经验估计法 凭经验确定加工余量，仅用于单件小批生产。 3查表修正法 实际生产中常用的方法是将生产实践和试验研究积累的大量数据列成表格，以便使用时直接查找，同时还应根据实际情况加以修正。 二、工序尺寸的计算 工序尺寸是工件在加工过程中各工序应保证的加工尺寸，工序尺寸的公差，应按各种加工方法的经济精度选定。制定工艺规程的重要内容之一就是确定工序尺寸及其公差。在确定了工序余量和工序所能达到的经济精度后，便可计算出工序尺寸及其公差。当加工某一表面的各道工序都采用同一个定位基准，并与设计基准重合时，只需考虑各工序的加工余量，可由最后一道工序开始向前推算。第五节 工艺尺寸链 一、基本概念 在零件的加工过程个机器的装配过程中，经常会遇到一些相互联系的尺寸组合，这些相互联系、且按一定顺序排列的封闭尺寸组合称尺寸链。在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。 在尺寸链中，每一个尺寸称为尺寸链的环，根据其作用不同，尺寸链中的环又可分为： 封闭环在尺寸链中最后形成或未标注间接保证的尺寸成为封闭环。一个尺寸链中，封闭环只能有一个，用A0表示。 组成环尺寸链中，除去封闭环以外的尺寸统称组成环。 根据组成环对封闭环的影响，组成环又分： 增环在尺寸链中，当其余组成环不变时，将某一环增大（或减小），封闭环也随之增大（或减小），该环称之为增环，用表示。 减环在尺寸链中，当其余组成环不变时，将某一环增大（或减小），封闭环反而随之减小（或增大），该环就为减环，用表示。 二、尺寸链的建立与分析 用尺寸链来计算工艺尺寸时，正确的建立与分析尺寸链非常重要，如果建立分析错了，那就一切皆错。因此，要特别注意以下几点： (一)组成尺寸链的尺寸，一定是密切相关、相互制约的一组尺寸。不相关的尺寸不属于尺寸链的组成部分。 (二)正确地确定封闭环。在尺寸链中，封闭环是最后形成的或者是间接保证的尺寸，而且只有一个。封闭环一定要判断准确，否则计算出的结果将是错误的。 (三)准确判断增环、减环。根据增、减环对封闭环的影响，采用标箭头的方法来判断，特别是当尺寸链的环数较多时，这样判断既方便又不容易出错。其方法是：在封闭环上方任给一个方向标出箭头，然后沿箭头指定的方向，由封闭环的一端顺序地在各组成环上方标出箭头，直到与封闭环另一端封闭为止。凡是箭头方向与封闭环所标的箭头方向相同的组成环既为减环，相反则为增环。准确地确定增、减环也很重要，否则同样得到错误的结果。另外，在画尺寸链图时，应先确定出封闭环，然后由其一端画起，顺序画下去，直到封闭环另一端封闭为止。三、尺寸链的计算方法实际生产中，解尺寸链的方法主要是极值法（尤其当尺寸链环数较少的情况下）。极值法又称极大值极小值解法，这种解法是从最不利的情况出发，即各增环皆为最大值而各减环皆为最小值，或者各增环都是最小值而各减环又都是最大值的情况，来计算封闭环的。用极值法解尺寸链的基本公式如下： (一)基本尺寸的计算封闭环的基本尺寸等于各增环的基本尺寸之和减去各减环的基本尺寸之和。(二)极限尺寸的计算 封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和减去所有减环最小极限尺寸之和；封闭环的最小极限尺寸，等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。(三)上、下偏差的计算封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和；封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。(四)公差的计算 封闭环的公差等于所有组成环公差之和。 四、几种尺寸链的分析解法 (一)定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算 例 图6-12a）所示为一设计图样的简图，图6-12b）为相应的零件尺寸链。A、B两平面已在上一工序中加工好，且保证了工序尺寸mm的要求。本工序中采用B面定位来加工C面，调整机床时，需按尺寸A2进行（图6-12c）。C面的设计基准是A面，与其定位基准不重合，故需进行尺寸换算。图6-12 定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算 1确定封闭环 设计尺寸20mm是本工序加工后间接保证的，故为封闭环A0。 2查明组成环 根据组成环的定义尺寸A1和A2均对封闭环产生影响，故A1、A2为该尺寸链的组成环。 3绘制尺寸链图及判别增、减环 工艺尺寸链如图6-12d）所示，其中A1为增环，A2为减环。 4计算工序尺寸及偏差。由 得 由 得 由 得 故：所求工序尺寸为 5验算 根据题意及工艺尺寸链图可知增环的公差为0.16mm，封闭环的公差为0.33mm，由计算知工序尺寸（减环）的公差为0.17mm，根据公式 得 0.33=（0.16+0.17）mm故计算正确。(二)测量基准与设计不重合时的尺寸换算例 如图6-13所示的套筒零件，设计尺寸如图所示，加工时，测量尺寸较困难，而采用深度游标尺直接测量大孔的深度则较为方便，于是尺寸就成了被间接保证的封闭环A0，A1为增环。A2为减环。为了间接保证A0 ，须进行尺寸换算，确定A2尺寸及其偏差。(三)余量校核例 如图6-14a）所示的小轴，其轴向尺寸的加工过程为：车端面A；车台阶面B（保证尺寸）；车端面C以保证总长；热处理；钻中心孔；磨台阶面B以保证尺寸。试校核台阶面B的加工余量。 孔及键槽加工的工艺尺寸链(四)中间工序尺寸及偏差换算有些零件的某些设计尺寸不是基准重合得到的，它不仅受到表面最终加工时工序尺寸的影响，还与中间工序尺寸的大小有关，此时应以设计尺寸为封闭环，求得中间工序尺寸的大小和偏差。 如图6-15a）所示的齿轮内孔，内孔设计尺寸为，表示键槽深度的设计尺寸为，加工工艺过程为：1拉孔至；2拉键槽保证尺寸A；3热处理（略去热处理变形的影响）；4磨孔至图样尺寸。 试计算工序尺寸A及其偏差。 在上述工艺过程中没有特别指出拉孔和磨孔时所采用的定位基准。略去磨削后孔中心和拉削后孔中心同轴度的误差，可以认为磨削后孔表面是通过它们的中心线发生联系的，以孔半径和中间工序尺寸A为组成环。设计尺寸mm在磨孔工序中间接得到，为封闭环，拉削半径19.8