第三章 尺寸链原理及应用.ppt

1、解：1)、建立尺寸链,尺寸链图与工程图标注的尺寸不同，它是封闭的，用于示意性表示尺寸间的关系。,对于尺寸链各环代号可以自己命名，但必须判断环的性质。,以下带蓝色框内的文字仅为说明。,尺寸链图,A0,2)、验正公差,验证公差是必要的步骤：,A 封 0.05, A 组0.08 A 组 A 封。 公差必须调整。,当需要调整公差时，首先分析零件的加工方法，选择经济精度的公差。 这里考虑到可以通过平面磨削能够保证工序尺寸A 2的尺寸精度，因此按照经济精度加工组成环。,3) 计算工序尺寸,计算基本尺寸 A0 = A2 A1 A2 4025 65,计算下偏差 由EIA0 = EIA2 ESA1 有EIA2

2、EIA0 ESA1 0.050 0.05,计算上偏差 由ESA0 ESA2 EIA1 有ESA2 ESA0 EIA1 0+(0.042) 0.042,工序尺寸为65 mm,0.042 0.05,由T0 有：0.0420.0080.050,4) 验算,A0,例2: 某零件如图示，设计尺寸50-0.17 、10-0.36，因10-0.36不好测量，而改为测量A2，试用极值法确定工序尺寸A2的数值和公差。,A2,A0封闭环,解: 1)确定封闭环、建立尺寸链、判别增减环。,2）尺寸及偏差计算： A2=40+0.19,即为了保证设计尺寸10-0.36 合乎要求，应规定测量尺寸A2落在上面计算的结果范围内

3、。,在实际生产中可能出现这样的情况： 例如，当测量尺寸A2=40+0.36(按上述计算应为超差), 而此时A1=50刚好为最大值， A0=10-0.36为最小值 产品却合格，这种废品为假废品。,假废品的问题,例题3：如图所示内圆磨头壳体，加工中不便直接测量100 mm，只好通过测量H来保证精度要求，试求测量尺寸H及上、下偏差,解：确定封闭环 画尺寸链简图,100-0.25mm,确定增环、减环： 增环：H 减环：53-0.15、32-0.05,求尺寸H及其上下偏差 100=H-52-32 H=184mm （5）测量尺寸H184 mm,0.2 0.25,（二） 定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸

4、及公差的确定,例题1：如图所示零件，除25H7孔外其它各表面均巳加工。试求当以A面定位加工25H7孔时的工序尺寸L及上、下偏差。,例题1：如图所示零件，除25H7孔外其它各表面均巳加工。试求当以A面定位加工25H7孔时的工序尺寸L及上、下偏差。 解（1）确定封闭环 （2）画尺寸链,(L0 ),100,L,400.1,（3）判断增环、减环,增环100,减环L,例题2 定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算,例题2 如图所示轴套工件，在车床上已经加工好外圆、内孔及各表面，现需在铣床上以端面A定位铣出表面C，保证尺寸20-0.2mm，试计算铣此缺口时的工序尺寸。,(1)确定封闭环,20-0.2,（

5、2）画尺寸链,0.1 0.15,例题3 如图所示，以工件底面1为定位基准，镗孔2，然后以同样的定位基准镗孔3，设计尺寸25 不是直接获得的，试分析： （1）加工后，如果A1=60 mm,A235 mm,尺寸A=25 mm是否能得到保证？ （2）如果在加工时确定A1的尺寸为60 mm ,A2为何值时才能保证尺寸25 mm的精度？,0.4 0.05,0 -0.2,0.2 0,0.4 0.05,0.2 0,0.04 0.05,1,A1,2,3,A2,25,+0.4 +0.05,解： 根据加工过程得工艺尺寸链如图，其中A0为封闭环。 （1）根据封闭环公差TA00.35TA1+TA20.2+0.20.4

6、 所以保证不了尺寸25 mm （2）当尺寸链中得组成环A160 mm、封闭环A0 25 mm ， 可以通过求解尺寸链得到A2 35 mm,+0.4 +0.05,+0.2 0,+0.4 +0.05,-0.05 -0.2,1,A1,2,3,A2,25,+0.4 +0.05,思考题：图示轴类零件，在卧式铣床上采用调整法且把两把铣刀组合在一起同时加工两个槽，当此工序以大端端面为轴向定位基准时，根据零件图重新标注工序尺寸。,例题1,加工一齿轮内孔和键槽，设计尺寸： 有关加工工序如下： 1）镗内孔至 2）插键槽保证尺寸A1； 3）热处理； 4）磨内孔至图纸尺寸 试用极值法求工序尺寸A1。 解：确定封闭环

7、画尺寸链,H,H,D2/2,D1/2,A1,增环A1、D2/2 减环D1/2,如果磨孔和镗孔的同轴度误差e为0.03mm如图，则在尺寸链中应注成 e00.015mm， 此时的尺寸链应为：,H,D2/2,e,D1/2,A1,由尺寸链图，令R1 = D1/2，R2 = D2/2，e为磨孔与镗孔的轴线偏移量。 最后结果为：43.1 mm,+0.16 +0.04,例题2 如图所示主轴的部分工艺过程为车外圆至D1 mm；铣键槽深度为H，热处理，磨外圆至D2 mm .求保证铣键槽深度为4+0.2mm的铣键槽工序的工序尺寸H及上下偏差。 解（1）确定封闭环 （2）画尺寸链,求尺寸H 4=H+15-15.25

8、 H=4.25mm 0.2=ESH+0.018+0.05 ESH =0.132mm 0=EIH+0.0075-0 EIH =-0.0075 因此H4.25 mm,+0.132 0.0075,例3 如图所示轴套，其加工工序如图所示，试校验工序尺寸标注是否合理。,50-0.34,150.2,10-0.3,零件图,解:1)分析,2）查找组成环，建立尺寸链,3）计算尺寸及偏差 求得 A0=15-0.4+0.5 ( 超差),4)解决办法:,5）重新标注尺寸，校核计算 现将尺寸改为：10.4-0.1 ，14.6 0.1,10-0.1 可求得: A0= 150.2,3.有表面处理工序的工艺尺寸链,图所示偏心

9、零件，表面A要求渗碳处理，渗碳层深度规定为0.50.8mm。 与此有关的加工过程如下： 1）精车A面，保证直径尺寸,2）渗碳处理，控制渗碳层深度H1； 3）精磨A面，保证直径尺寸,试用极值法确定H1的数值。,图 偏心轴渗碳磨削工艺尺寸链,解：根据工艺过程建立尺寸链。在该尺寸链中，H0是最终的渗碳层深度，是间接保证的，因而是封闭环。根据已知条件：,可解出：,即在渗碳工序中，应保证渗碳层深度为0.7080.95mm。,例题2 如图所示为一衬套零件，孔径为145+0.04 mm 的表面需要渗氮，精加工后要求渗层深度为0.30.5mm，即单边深度为0.3+0.2 mm,双边深度为0.6+0.4mm 。

10、试求精磨前渗氮层深度t1mm。,解：封闭环： 0.3+0.2 mm (2)画尺寸链简图,(3)确定增、减环： 增环： 减环：,（4）求解 0.3t1+72.38-72.5 t10.42 0.2ES1+0.02-0 ES10.18 0EI1+0-0.02 EI10.02 校核：0.20.18+0.02 工序尺寸单边余量t10.42 mm 双边余量为0.82 mm,0.18 0.02,0.36 0.04,例题3 镀层厚度的工艺尺寸链,加工一圆套如图所示，已知,解（1）确定封闭环,（2）画尺寸链图,（3）确定增、减环,（4）计算,（5）验算,4. 工序间余量校核,例 图示小轴，有关轴向尺寸的加工过程

11、为： 1）半精车端面A，精车端面B，保证两者之间的尺寸 2）调头，以A面为基准半精车端面C，保证总长尺寸 3）热处理； 4）以C面为基准磨端面B，保证尺寸 试用极值法校核端面B的磨削余量（用极值法）。,列出尺寸链，其中 Z为封闭环，A2为增环，A1A3为减环。,由计算结果可知最小余量为零，因此需要调整。A2A3为设计尺寸，保持不变。若令最小余量为0.1mm，则从计算式可知，如将工艺尺寸 mm改为 mm，此时 mm，可满足对最小余量的要求，余量变动量较合适。TA1 =0.1 mm仍在精车的经济精度的范围内，不会给加工增加困难。,计算结果,(Z),A1,A2,A3,1) 按“入体”原则标注 公差带

12、的分布按“入体”原则标注。入体原则：指工序间公差带的取向。 规定： 被包容面（轴、键宽等）工序间公差带取上偏差为零、下偏差为负的形式（即 -T），加工后的基本尺寸和最大极限尺寸相等 包容面（孔、键槽宽等）工序间公差带取下偏差为零、上偏差为正的形式（即 +T） ，加工后的基本尺寸和最小极限尺寸相等 为了便于加工，规定工序尺寸按“入体原则”标注极限偏差，毛坯按“双向”布置上、下偏差,附：工序尺寸的标注,以A03为封闭环得到的工艺尺寸链：,例 一轴其轴向工艺过程如图所示，现要校核精车B面的余量。,粗车端面A、B，直接得到A1=28-0.52 A2=35-0.34,调头，粗、精车C面，直接得到尺寸 A

13、3=26-0.28,调头，精车A、B，直接得到A4=25-0.14 A5=35-0.17,解:根据工艺过程作轴向尺寸形成过程及余量分布图，寻找封闭环，建立尺寸链求解。,Z为封闭环,求得,Zmin=0.380, 合适。,在建立装配尺寸链时，除满足封闭性，相关性原则外，还应符合下列要求。 1）组成环数最少原则 从工艺角度出发，在结构已经确定的情况下，标注零件尺寸时，应使一个零件仅有一个尺寸进入尺寸链。 2）按封闭环的不同位置和方向，分别建立装配尺寸链。,（3） 装配尺寸链极值法解反计算问题,已知条件：,待求量：,封闭环所有信息、各组成环基本尺寸,各组成环的公差、极限偏差,公差值的分配方法：,相等公

14、差值法,相等公差等级法,极限偏差的确定方法：,向体内原则,1） 等公差原则 按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即 极值法 Tav=T0/（n-1）,确定组成环公差大小的误差分配方法,概率法,解（1） 确定封闭环,（2） 画尺寸链图,（3） 确定增、减环,增环：,减环：,A1、A2,A3、A4 、A5,（4） 计算,计算封闭环的基本尺寸、极限偏差和公差,A0 =(A1 + A2)-(A3+A4 +A5)=1mm,ES0 =A0max-A0=+0.75mm,EI0 =A0min-A0=0mm,T0 =A0max-A0min=0.75mm,选定A4为“协调环”,用相等公差法确定各组成环公差,=0.75/(6-1)=0.15mm,调整：,TA1=0.35mm,TA3=TA5=0.048mm,TA2=0.25mm,TA4=TA0-(TA1+TA2+TA3+TA5) =0.054mm,确定除“协调环”外所有组成环的上、下偏差,校验计算结果,最后结果,如图a所示的结构，已知各零件的尺寸： A1=30mm，A2=A5=5mm，