第五章工艺尺寸链计算

第六章工艺尺寸链原理与应用一、工艺尺寸的基本概念

按尺寸链在空间分布的位置关系，分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。在尺寸链中，以直线尺寸链——即全部组成环平行于封闭环的尺寸链用得最多。尺寸链：由相互联系、按一定顺序首尾相接排列的尺寸封闭图叫作尺寸链。根据用途不同分为工艺尺寸链和装配尺寸链工艺尺寸链是由单个零件在工艺过程中有关尺寸形成的；装配尺寸链指机器在装配过程中由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链（1）极值法解工艺尺寸链

1）基本概念

A1和A2是在加工过程中直接获得，尺寸A0是间接保证的，A1、A2和A0构成一个封闭的尺寸组，都叫尺寸链的环。组成环：加工过程中直接获得的尺寸如A1、A2是组成环；封闭环：间接获得的尺寸A0称为封闭环；

增环：它增大将使封闭环随之增大的组成环如A2叫增环；减环：它增大反使封闭环随之减小的组成环如A1叫减环2、尺寸链计算的关键：正确画出尺寸链图，找出封闭环，确定增环和减环①找封闭环根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0为封闭环。②作尺寸链图按照加工顺序依次画出各工序尺寸及零件图中要求的尺寸，形成一个封闭的图形。尺寸链图画法——查找方法（a）从封闭环尺寸的两端分别查找相邻工序尺寸的工艺基准，并画出工艺基准线。（b）再依次按工艺顺序查找下一个工序尺寸基准画出基准线，直至两端基准重合，即封闭为止。③确定增环和减环

从封闭环开始，给每一个环画出箭头，最后再回到封闭环，像电流一样形成回路。凡箭头方向与封闭环方向相反者为增环（如A2），箭头方向与封闭环方向相同者为减环（如A1）。2）尺寸链的基本计算公式

用极值法解尺寸链的基本计算公式如下：a)封闭环的基本尺寸等于增环的基本尺寸之和减去减环的基本尺寸之和，即

b)封闭环的最大极限尺寸等于增环最大极限尺寸之和减去减环最小极限尺寸之和，即c)封闭环的最小极限尺寸等于增环最小极限尺寸之和减去减环最大极限尺寸之和，即d)封闭环的上偏差等于增环上偏差之和减去减环下偏差之和，即e)封闭环的下偏差等于增环下偏差之和减去减环上偏差之和，即f)封闭环的公差等于组成环公差之和，即封闭环的公差比任何一个组成环的公差都大，应尽量选择最不重要的尺寸作封闭环；为减小封闭环公差，应尽量减少组成环数及其公差。

计算尺寸链时，常遇到两种类型的问题：1）已知全部组成环的极限尺寸，求封闭环基本尺寸及公差，称为“正计算”，结果唯一。2）已知封闭环的极限尺寸，求一个或几个组成环的极限尺寸，称为“反计算”。通常在制定工艺规程时，由于基准不重合而需要进行的尺寸换算属于这类计算，结果不唯一，需优化计算。

统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极值法解直线尺寸链的有些公式外，有以下两个基本计算公式：1）封闭环中间偏差（2）统计法解直线尺寸链

2）封闭环公差Δi=(ESi+EIi)/2汽车制造工艺艺学第二节工艺艺尺寸链的应应用一基准重合时工工序尺寸的确确定这种情况下，，工序尺寸的的计算是以最最终工序开始始，反算到第第一道工序。。工序尺寸是组组成环，加工工余量是封闭闭环。汽车制造工艺艺学二基准不不重合时工序序尺寸的确定定1、定位基准准与设计基准准不重合选活塞底面作作为定位基准准，但销孔的的设计基准为为活塞顶面例：如图活塞上加加工销孔，要要求保证尺寸寸A0，设计基准为活塞顶面。。为加工方便便常用B面定位，按工工序尺寸A1加工销孔。试试确定工序尺尺寸A1及其公差。（3）几种工艺尺尺寸链的分析析与计算1）定位基准准与设计基准准不重合的尺尺寸换算解：①作出尺寸寸链图；②②按照加工顺顺序确定封闭闭环A0；③画箭头分出出增环A2和减环A1；④进行尺寸寸链计算A1的基本尺寸A0=A2-A199=155-A1得A1=56mm验算封闭环公公差T0=T1+T2T0＜T2修正T2=0.063A1上偏差EIA0=EIA2–ESA1ESA1=(-0.063)-(-0.087)=0.024A1下偏差ESA0=ESA2–EIA1EIA1=0–0=0故工序尺寸A1为：A1=56+0.024mm02.测量基准准与设计基准准不重合(P192)ABC汽车制造工艺艺学2、某零件加加工时，首先先以小端面为为基准车大端端面两边，得得到尺寸26和36，然然后铣内孔及及内端面，图图纸要求保证证尺寸，，因这一一尺寸不便直直接测量，只只好通过度量量尺寸L来间间接保证，试试画出尺寸链链并求工序尺尺寸L汽车制造工艺艺学三一次次加工同时保保证多个设计计尺寸时工序序尺寸的确定定①车削大端面面与大外圆→→②车削小端端端面与小外外圆→③镗内内孔及内端面面→④热处理理→⑤磨小端端面。最终磨磨削时必须控控制工序尺寸寸C1及C2。2）一次加工工满足多个设设计尺寸要求求时工序尺寸寸及公差的计算算齿轮上内孔及键槽的加工顺序如下：工序1：镗内孔至Ф39.6+0.062；工序2：插槽至尺寸A1

；工序3：热处理—淬火；工序4：磨内孔至Ф40+0.039，同时保证键槽深度43.3+0.2。000解：①作出尺寸寸链图；②②按照加工顺顺序确定封闭闭环A0；③画箭头分出出增环A1、A3和减环A2；④中间工序序尺寸A1的计算A1基本尺寸A0=A1+A３-A243.3=A1+20–19.8得A1=43.1验算公公差T0=T1+T3+T2T1=0.2–0.031–0.0195=0.1495A1上偏差差0.2=ESA1+0.0195–0ESA1=0.2––0.0195=0.1805A1下偏差差0=EIA1+0––0.031EIA1=0.031故插键键槽时时的工工序尺尺寸A1=43.1+0.1805+0.031尺寸链链的计计算mm得返回含同轴轴度误误差的计算算同轴度度不是是很小小时应应将同同轴度度也作作为一一个组组成环环画在在尺寸寸链图图中设磨孔孔和镗镗孔同同轴度度公差差为0.05mm(工序序要求求)，，则在在尺寸寸链中中应注注成：：A4=0±0.025mm。此时的的工艺艺尺寸寸链如如图所示，，用竖竖式法法求得得此工工艺尺尺寸链链，见见表。尺寸链链中多多了一一个同同轴度度组成成环，，使得得A2的公差差减小小(数数值正正好等等于该该同轴轴度公公差)，究究其原原因，，仍然然是工工艺基基准与与设计计基准准不重重合。。因此此，在在考虑虑工艺艺安排排的时时候，，应尽量量使工工艺基基准与与设计计基准准重合合，否否则会会增加加制造造难度度。结论：：1)把把镗孔孔中心心线看看作是是磨孔孔的定定位基基准是是一种种近似似，2)正正确地地画出出尺寸寸链图图，并并正确确地判判定封封闭环环是求求解尺尺寸链链的关关键。。画尺寸寸链图图时，，应按按工艺艺顺序序从第第一个个工艺艺尺寸寸的工工艺基基准出出发，，逐个个画出出全部部组成成环，，最后后用封封闭环环封闭闭尺寸寸链图图。封闭环环有如如下特特征：①封闭闭环一一定是是工艺艺过程程中间间接保保证的的尺寸寸；②②封闭闭环的的公差差值最最大，，它等等于各各组成成环公公差之之和。。下一部部分回首页页内孔插插键槽槽含同同轴度度公差差工艺艺尺寸寸链返回含同轴轴度公公差的的尺寸寸链的的计算算mm返回3)保保证证渗碳碳或渗渗氮层层深度度的工工序尺尺寸及及公差差的计计算例轴颈衬套内孔Φ145表面需渗氮处理，渗氮层深度要求为0.3~0.5mm(单边0.3+0.2，双边0.6+0.4)。其加工顺序为：工序1：初磨孔至Φ144.76+0.04；工序2：渗氮处理，渗氮的深度为t；工序3：终磨孔至Φ145+0.04,保证渗氮层深度为0.3~0.5mm，

试求终磨前渗氮层深度t及其公差。0000解：①作作出尺尺寸链链图；；②②按照照加工工顺序序确定定封闭闭环A0；③画箭箭头分分出增增环A1、t和减环环A2；

④渗氮深度t的计算

t基本尺寸

A0

=A1+t

-A20.6=144.76+t–145

得t

=0.84

验算公差

T0

=T1

+Tt+T2

Tt

=

0.4–0.04–0.04=0.32

t上偏差0.4=0.04+Est–0

ESt=0.4–0.04=0.36

t下偏差0=0+EIt–0.04

EIt=0.04双边渗氮深度t=0.84+0.36=0.88+0.32，单边渗层t

/2=0.44+0.16+0.0400

4)验算加工余量

如图一批小轴零件，加工过程如下：1.

半精车端面A、B，保证两者之间的尺寸A1=49.6

+

0.20mm；2.

调头，以A面为基准半精车端面C，保证总长度A2=80

-

0.05；3.

热处理；4.

以C面为基准磨端面B，保证尺寸A3=30

-

0.15。试校核端面B的磨削余量是否合适？若不合适，应如何调整？

-

0.2000解：①列列出尺尺寸链链②判判断各各环性性质Z为封闭闭环，，A2为增环环，A1、A3为减环环③计算：：Z=80-49.6-30=0.4BSZ=-0.05-0-(-0.15)=0.10BIZ=-0.20-0.20-0=-0.400

④

分析最小余量为零，需要调整。A2

、A3为设计尺寸，保持不变若令最小余量为0.1mm，将工艺尺寸A1改为49.6+0.10，此时Z＝0.4+0.10。-0.3005)复复杂工工序尺尺寸计计算有关轴轴向表表面工工艺过过程如如下：：Ⅰ.A定位车车D得全长长A１±TA1/2,车小外外圆到到B得长度度40-0.2；ⅡD定位车车A得全长长A2±TA2/2,镗大孔孔到C得尺寸寸A3±TA3/2；；ⅢD定位磨磨A保证全全长A4=50-0.5。求A１、A2、、A3、A4及公差差验算算Z3解①作作图分分解尺尺寸链链；②确定定封闭闭环A0；③画箭箭头定定增环环A3、A4和减环环A2；A1AD40-0.2A2BCA3A4=50-0.5A0=36+0.5Z3Z2④用用双向向对称称偏差差注尺尺寸50-0.5=49.75±0.2540-0.2=39.90±0.1036+0.5=36.25±0.25⑤计算算工序序尺寸寸及偏偏差计算A2、A3的基本本尺寸寸：A4=49.75A2=49.75+0.2=49.95A0=A3+A4-A2A3=A0+A2-A4=36.25+49.95-49.75=36.45A1=A2+Z2=49.95+2.8=52.75把封闭闭环公公差分分配给给组成成环:TA0=TA3+TA4+TA2TA4=TA0应修改改为TA4/2=0.05TA2/2=0.1TA3/2=0.1A1按粗车车精度度TA1/2=0.25⑥验算工序序余量Z3Z3为A2、A4的封闭环，，公称余量Z3=A2-A4=0.2TZ3/2=TA2/2+TA4/2=0.1+0.05=0.15即Z3=0.2±0.15Z3max=0.35，Z3min=0.05工序余量是是合理的AD40-0.2A2BCA3A4=50-0.5A0=36+0.5Z3Z2A1产品的装配配精度包括括：零件间的距距离精度相互配合精精度相互位置精精度相对运动精精度接触精度二、装配精精度与装配配尺寸链1、装配精精度：是指产品装装配后实际际达到的精精度。通用产品有有国标、部部标，无标标准根据用用户使用要要求产品的装配配精度与零零部件制造造精度直接接相关，而而零部件精精度等级及及偏差是通通过解算装装配尺寸链链来确定。。2、装配尺尺寸链：各有关零件件装配尺寸寸所组成的的尺寸链装配尺寸链链的建立方方法：（1）确定定封闭环：：装配精度度；（2）确定定各组成环环：对装配配精度有直直接影响的的零件尺寸寸或位置关系；；（P198）（3）建立立装配尺寸寸链；（4）遵守守组成环最最少原则：：一件一环环尺寸链计算算习题汽车制造工工艺学某零件加工工时，首先先以小端面面为基准车车大端面两两边，得到到尺寸36和46，，然后铣内内孔及内端端面，图纸纸要求保证证尺寸10，，因这一尺尺寸不便直直接测量，，只好通过过度量尺寸寸L来间接接保证，试试画出尺寸寸链并求工工序尺寸L汽车制造工工艺学1保证装装配精度的的方法有______、________、互互换装配法法、选选择装配法法。(天津大学学1999）2ESi表示增环的的上偏差，，EIi表示增环的的下偏差，，ESj表示减环的的上偏差，，EIj表示减环的的下偏差，，M为增环的数数目，N为减环的数数