工艺尺寸链详解ppt课件

第四章工艺尺寸链，4.1尺寸链的定义和构成，一、尺寸链尺寸链是指在零件加工和机械组装过程中，由相互关联的尺寸形成的封闭尺寸组。 1，1 .尺寸链的分类(1)出现在零件上，零件尺寸链(2)由工艺尺寸构成，工艺尺寸链(3)出现在组装中，称为组装尺寸链，2 .尺寸链的含义尺寸链的含义包括两个含义： (1)封闭性：尺寸链(2)关联性：尺寸链的尺寸变化直接影响其他尺寸的变化。 术语尺寸链是指在部件加工或机械装配期间最后自然形成(即间接获得或间接保证)的尺寸。 显示方法：如A、L，在下标上加。 1 .尺寸键的环，构成尺寸链的各尺寸称为“环”。构成环的Ai闭环A、增环减环、2 .闭环、3、(1)闭环是最后形成的，因此在加工或组装完成之前不存在。 (2)闭环的尺寸自己不能保证，由其他相关尺寸保证。 2.1闭环的特点：4，(1)出现在尺寸链计算中，如果判断闭环错误，则全部分析计算结论，出现错误。 (2)封闭尺寸通常精度高，是由产品技术规范和零部件工艺要求决定的尺寸。 在组件尺寸链中，封闭环通常是表示组件精度所需尺寸的零件中最需要精度的尺寸，而零件图通常没有标注尺寸。 2.2闭环的重要性：5、6、3 .构成环，在一条尺寸链中，除闭环以外的每个环都是“构成环”。 根据对闭环的影响，分为增环和减环。 Ai，LII=1，2，3，增环：尺寸链，其馀组成环不变化时，增大某个组成环，闭环也增大，这个组成环称为“增环”。L1为增环、L1、L4为增环、7、减环：在尺寸链中，其馀构成环不变时，增大某个构成环，闭环变小，将该构成环称为“减环”。 L2、L3、L5为减环，L2、L3、L4为减环，8、3，尺寸链的分类，1 .在不同的生产过程中分为(1)技术尺寸链：在零件加工工序中，由相关工序尺寸、设计尺寸或加工馀量等构成的尺寸链。 (2)尺寸链的组装：在机械设计的组装中，由机械或部件内的几个相关部件构成相互关联的封闭尺寸链。 包括零件尺寸、间隙、几何公差等。 (3)工艺系统尺寸链：在零件生产中某工序的工艺系统内，由工件、工具、夹具、机床及加工误差等相关尺寸形成的封闭尺寸链。 (9)、(3)空间尺寸链：尺寸链的所有尺寸位置都干涉若干不平行的平面。 2 .根据每个配置大小所位于的空间位置而被分成： (1)直线尺寸链：尺寸链的所有尺寸均位于两条或几条平行直线上，称为直线尺寸链。 (2)平面尺寸链：尺寸键的所有尺寸在一个或多个平行平面内。 (1)长度尺寸链：根据尺寸链的各环的几何特征，尺寸链的所有环都可以分为直线长度量。 (2)角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。 11，4 .按尺寸键相互关系的形式，也可以分为： (1)独立的尺寸链：构成所有尺寸链的环在同一尺寸链中。 (2)关联尺寸链：具有共同环的两个以上尺寸链组。 即，构成尺寸链的一个或多个环分布在两个或多个尺寸链上。 根据其尺寸的连接形态，可分为并列、串联、混合3种。并联、串联、12、混联、公共环属于不同的尺寸链，公共环的尺寸和公差的变更同时影响各尺寸链，因此在解开尺寸链时，不能简单地变更公共环的尺寸。13，4.2尺寸链的计算方法，(1)极值解法：该方法也称为极大极小值解法。这是基于误差综合的两种最不利情况，如果每个增环具有最大极限尺寸，每个减环具有最小极限尺寸，以及每个增环具有最小极限尺寸，并且减环具有最大极限尺寸，则计算闭合环的极限尺寸。 尺寸链的计算方法有以下2种：(2)概率解法：统计法。 应用概率论原理进行尺度键计算的方法。 例如算术平均、均方根偏差等。 14，1 .已知构成环，求出闭环，基于各环的基本尺寸和公差(或偏差)计算闭环的基本尺寸和公差(或偏差)称为“尺寸链的正计算”。 该计算主要用于审查图纸和验证设计的正确性。 求解尺寸链的情况：以下例子：1.已知构成环的尺寸链的正计算，2 .已知构成环的尺寸链的反计算，3 .已知构成环的尺寸链的中间计算，15，例如组装齿轮减速箱后，轴该尺寸通过事先验证零件的实际尺寸L1、L2、L3、L4、L5，能够事先知道l的实际尺寸是否合格吗？ 16，2 .已知的闭合环根据构成环的设计要求求求出闭合环的基本尺寸和公差(或偏差)，相反地计算各环的基本尺寸和公差(或偏差)，称为“尺寸链的逆计算”。 如齿轮部件的轴向尺寸加工那样，采用的工序如图所示，控制宽板的厚度10土0.15，如何控制L1、L2、l3、17，工序1； 车外圆，车辆端面后L1=40工序2车的一端宽板，深度L2.工序3 :车的另外一端盖板，到深度L3。 保证10士0.15。 由上述工序安排可知，宽度板厚10士0.15以尺寸L1、L2、l3加工而间接地得到. 因而，为了保证10人15，必须将L1、L2、L3的尺寸偏差限制在一定范围内。 也就是说，已知闭合环L=10彼此0.15，且获得每个配置环L1、L2和L3的尺寸的上下偏差。 18，3 .知道闭环和部分环，求出剩馀环，从闭环和其他环的基本尺寸和公差(或偏差)计算尺寸链中某一环的基本尺寸和公差(或偏差)。 其本质是逆计算的一种，也称为“尺寸链的中间计算”。 该计算多应用于工艺设计中，如换算标准、确定工艺尺寸等。 19、总之，尺寸链的基本理论具有实用价值，如机械设计或零件制造、检测、机械零件(零件)组装、机械整体组装等。 如果能正确运用尺寸链的计算方法，有助于保证产品质量，简化技术，减少不合理的加工步骤等。 特别是在批量生产中，通过计算尺寸链，可以更合理地确定工序尺寸公差馀量，减少加工时间，节约原料，降低不良率，确保机械的组装精度。 20，4.2尺寸链计算的基本公式，尺寸，偏差与公差的关系：21，尺寸链计算用符号，22，即：尺寸链各环的基本尺寸计算，下图为多环尺寸链，各环的基本尺寸可写为：23， 由此可估计多环尺寸链的基本尺寸的一般公式：上式说明：尺寸链的闭环的基本尺寸等于各增环的基本尺寸之和，可减去各减环的基本尺寸。 对于任意总数n的独立尺寸链，当增加环的数目为m时，减少环的数目n为n=N-1-m，因为只有一个闭环。 因此，24、2、极值解法在增环为最大极限尺寸、减环为最小极限尺寸时，闭环为最大极限尺寸。1 .各环极限尺寸计算，三环尺寸链极限尺寸计算关系图，相同：25，多环尺寸键计算时，闭环的极限尺寸为公式：26，2 .各环的上下偏差计算，根据上述几个公式闭环的上下偏差计算公式：零件图和工艺卡的尺寸和公差， 该公式通常以上下偏差的形式来描述，因此应注意，该公式相对简单且快速，27，3 .计算每个环公差，即闭合环公差等于所有配置环公差的和，因此，在应用中，(1)选择部件设计中最不重要的环作为闭合环(2)闭环的公差决定后，构成环的数量越多，分配给各环的公差就越小。 因此，在组装尺寸链时，必须尽量缩小尺寸链的环数。 是“最短尺寸链原则”。 结论： 28、3、概率解法、概率解法可以克服极值解法的缺点，使应用科学合理。 极值解法特点：优点：简便、可靠，保证不出不合格品。 缺点：根据关系式分配给各构成环的公差很严格。 连加工都做不了。 科学的，不合理的。 在大批量生产中，在一条尺寸链中获得每个配置环的大小彼此无关，因此它们可以被视为相互独立的随机变量。 相互独立的随机变量。 经过大量实测数据，从概率概念来看，有两种特征数： (1)算术平均值的数值表示尺寸分布的集中位置； (2)均方根偏差这样的数值表示实际的尺寸分布相对于算术平均值的偏差的程度。 概率解法的数学依据：独立随机变量之和的均方差为：其中：这在概率法求解尺度链的数学基础上，反映了闭环误差与构成环误差的基本关系。 30，1 .在尺寸链的计算中，每个轮廓公差的计算是通过误差量(或公差)之间的关系而不是均方根偏差之间的关系来计算的，因此上述公式需要改写成其它形式。 当零件尺寸是正态分布曲线时，偶然误差与均方根误差之间的关系可表示为反映闭环误差与构成环误差之间的基本关系。 尺寸链的各构成环的误差分布遵循正态分布规则时，其闭环也遵循正态分布规则。 若取公差域T=6，则闭环的公差与各构成环的公差关系，在=6，即、正态分布的各环的公差计算式、31、部件尺寸分布为非正态分布的情况下，必须在闭环的公差计算中导入“相对分布系数k”。 k表示所研究的尺寸分布曲线的不同分布特性，即曲线的不同分布形状。 非正态分布时各环公差的计算：各种k值为曲线图：正态分布时：非正态分布时：所以闭环公差的公式为：32，若几个尺寸分布曲线的k和e值，33，各构成环公差相等，即Ti=TM，则各环的平均公差为：计算相同尺寸链时，用概率解法构成、概率解法与极值解法的比较：极值解法：但实际上，各构成环不限于正态分布曲线Ki1，所以实际求出的放大倍率比小。 34、对于极值解法，当闭环的尺寸变化时可能出现的所有尺寸，即尺寸出现在范围内的概率为100%； 在概率解法的情况下，正态分布中误差范围内的尺寸变动，即尺寸出现在该范围内的概率为99.73%，超过该范围的概率小至0.27%，因此认为实际上不会出现，因此设为闭环尺寸的实际变动范围是合理的。 概率解法可加倍扩大构成环的平均公差的原因：35、基准不一致时的尺寸换算为测量基准与设计基准不一致时的尺寸换算； 定位基准与设计基准不一致时的尺寸换算。 4.3正确制作、分析和计算工艺尺寸链、工艺尺寸链是制定工艺规程的重要手段。接下来，让我们看看技术尺寸链的具体运用。 另一方面，标准不重叠时的尺寸换算，36，1 .测量标准与设计标准不重叠时的尺寸换算，测量标准与设计标准不重叠时的尺寸换算在生产中常见。 如图所示：图中加工3个圆弧槽，设计基准为与50同心圆上的交点，在单批生产中，在测试切割法中得到尺寸时，已经明确圆弧槽加工后无法测量尺寸，因此在制作工艺时，可以选择圆柱表面或以内孔上的母线为测量基准换算尺寸、设计标准，37，解：以50下母线为测量标准时，该尺寸链中，外径由上工序加工直接保证，尺寸t应在本测量工序中直接获得，能够描绘全部构成环的尺寸链的R5最后自然形成，是满足部件图设计要求的闭环。 因此，在该尺寸链中，外径为增环，t为减环。 求出基本尺寸：t=45，t的上下偏差：xt=0，； 由于求出st=0.2，因此测定尺寸t为：管理： T5=T50 T45，即0.3=0. 10.2，38，同样地，在将选择内孔上母线c作为测定基准的情况下，能够描绘外圆半径为增环、内孔半径及尺寸h为减环、R5为闭环。 计算后得到的h的测量尺寸为：39，2 .定位基准与设计基准不一致时的尺寸换算，图中：设计尺寸为3500.30。 设计基准为下底面，加工中以箱体上表面为定位基准，以便镗孔夹具能够设置中间导向件支承。 在这种情况下，a是工序尺寸。 由于a的计算公式为：基本尺寸： A=600-350=250，并且：即，尺寸350和600是对称偏差，因此定义了a=2500.10，40，如果不是，则框图为3500.30 (请求保持不变) 6000.40 (公差扩展)