第六章 工艺规程设计2-尺寸链

几种常见工艺尺寸链形式
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
工序基准是尚待加工的设计基准
【例 】 图示键槽孔加工过程如下： 0.03 1) 拉内孔至 D1 57.750 ； 2) 插键槽，保证尺寸x；3) 热处理 0.03 0.25 4) 磨内孔至 D2 580 ，同时保证尺寸 H 620 。 试确定尺寸 x 的大小及公差。 【解】 建立尺寸链如图b 所示，H是间接 保证的尺寸，因 而是 封闭环。计 算该尺寸链，可 0.235 得到： x 61.875 0.015
工序尺寸图表追迹法
当零件在同一尺寸方向上加工尺寸较多，且工序（测量）基准需多次转 换时，尺寸链建立和计算比较困难，采用图表法可较好解决这个问题 【例】 图示零件有关轴向尺寸加 31.69±0.31 工过程如下： 1 ）以Ⅳ面定位，粗车Ⅰ面，保证Ⅰ、 Ⅳ面距离尺寸A1，粗车 Ⅲ 面，保证Ⅰ 、Ⅲ面距离尺寸A2； 2 ）以Ⅰ面定位，精车Ⅱ面，保证Ⅰ、 Ⅱ面距离尺寸A3，粗车 Ⅳ 面，保证Ⅱ 、Ⅳ面距离尺寸A4； 6±0.1 Ⅰ Ⅱ Ⅳ
图 示偏心零件，表面 A 要求渗碳处理，渗碳层深度规定为 0.5～0.8mm。与此有关的加工过程如下： 1） 精车A面，保证直径 D1 38.40 0.1 ； 2） 渗碳处理，控制渗碳层深度H1； 3） 精磨A面保证直径尺寸D2 380 0.016 ，同时保证规定的渗碳层深度。 试确定H1的数值。 A
H1 D2 D1 R1
【例 】
建立尺寸链，如图 b, 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。计算该尺 寸链，可得到：
0.25 H1 0.7 0.008
H0 b) R2
【解】
H0 a)
渗碳层深度尺寸换算
H1
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0.21 0.17 重新进行计算，可得到：x 61.875 61.905 0.04 0
0.025
e
H1
x
x H2 R2
0.025
D1
D2
a） b）
键槽加工尺寸链
R1
H
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几种常见工艺尺寸链形式 表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算
组成环：尺寸链中凡属通过直接得到的尺寸
组成环按其对封闭环的影响又可分为：增环 和减环
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尺寸链
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
尺寸链图作法
首先根据工艺过程，找出间接保证的尺寸，定作封闭环，一个尺 寸链只有一个封闭环；
尺寸链的分类
直线尺寸链，直线尺寸链由彼此平 行的直线尺寸所组成。
平面尺寸链，平面尺寸链由位于一 个或几个平行平面内但相互间不都 平行的尺寸组成。 空间尺寸链，空间尺寸链由位于几 个不平行平面内的尺寸组成。
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尺寸链计算
尺寸链计算分为：
0
求解图b和图c的尺寸链，可得到： 0.1 0 A2 35 34.9 工序尺寸： 0.25 0.15 平行度公差：Ta 2 0.05
A2
一次加工满足多个设计尺寸要求时 工序尺寸及其公差的计算
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
几种常见工艺尺寸链形式
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
1 Ti 2
余量 公差
1 TZ i 2
最小 余量 Zi min
平均 余量 Zi M
平均 尺寸 Ai M
单向偏差 形式标注 Ai
A1 A2 A3 Z5 A5 A6 R1 Z7 R2 Z6 A4 Z4
初拟 ±0.5 ±0.3 ±0.1 ±0.3 ±0.1 ±0.07 ±0.02
修正后
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
第一节 工艺规程设计概述 第二节 机械加工工艺规程设计 第三节 工序余量与工序尺寸 第四节 工艺尺寸链
尺寸链及尺寸链计算公式 几种常见工艺尺寸链形式 工序尺寸图表追迹法
第五节 机械加工工艺的技术经济性分析 第六节 机器装配工艺规程设计 第七节 机械产品设计的工艺性评价 第八节 成组技术
正计算：已知组成环求封闭环； 反计算：已知封闭环求各组成环；
中间计算：已知封闭环及部分组成环组成环，求其余的一个 或几个组成环。
尺寸链计算有极值法与统计法两种。 极值法：从尺寸链各环均处于极值条件来求解封闭环尺寸与 组成环尺寸之间关系的。 统计法解：运用概率论理论来求解封闭环尺寸与组成环尺寸 之间关系的。
0.22 61.890
x
H
x
D1 D2
a）
键槽加工尺寸链
R2
R1
H
几种常见工艺尺寸链形式
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讨论：在前例中，认为镗孔与磨孔同轴，实际上存在偏 心。若两孔同轴度允差为 φ0.05 ，即两孔轴心偏心为 e = ±0.025。将偏心 e 作为组成环加入尺寸链（图b）
测量尺寸链示例
★ 假废品问题：
若实测A2=40.30，按上述要求判为废品，但此时如A1=50，则实际A0=9.7 ，仍合格，即“假废品”。当实测尺寸与计算尺寸的差值小于尺寸链其 它组成环公差之和时，可能为假废品。采用专用检具可减小假废品出现 的可能性 0.02 A4 60 由新建立的尺寸链可解出： 0.36

ES k
公差计算公式
T0 L Ti
i 1 n
平均尺寸计算公式
A0 M A jM
j 1
m
k m 1

n
AkM
几种常见工艺尺寸链形式
0.05 A
C B
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工艺基准与设计基准不重合时的工艺尺寸计算
0.1 C a1 A0 a0 b) c)
Ⅲ
27.07±0.来自百度文库7
3 ）以Ⅱ面定位，精车Ⅰ面，保证Ⅰ、 Ⅱ 面距离尺寸 A5 ，同时保证设计尺寸 图表法示例零件 31.69±0.31；精车 Ⅲ 面，保证设计尺 寸A6=27.07±0.07； 4）靠火花磨削Ⅱ面，控制余量Z7=0.1±0.02 ，同时保证设计尺寸6±0.1 试确定各工序尺寸及公差。
R2
b）
d）
Z6
R1
Z4
工序尺寸图表追迹法
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
工序公差
1 Ti 2
余量 公差

最小 余量
平均 余量
Zi M
平均 尺寸
Ai M 34 26.7
单向偏差 形式标注
Ai
34.50 1 0.6 26.4 0
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
A1 A2 A3 A5 A4 Z4
A3 Z5
1 0.3 0.3 0.08 1.83 0.48 0.85 0.1 A1 A3 A4 e） Z4 A5 d）
Z5
A5
Z6
R1
工序尺寸图表追迹法
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
6. 计算中间工序平均尺寸
在各尺寸链中，首先找出只有一个未知数的尺寸链，解出此未知数。 继续下去，解出全部未知工序尺寸
A1
初拟
修正后
Zi min
Zi M
A2
A3 Z5 A5 A6 R1 Z7 R2 Z6 A4 Z4
±0.5 ±0.3 ±0.1 ±0.3 ±0.23 ±0.1 ±0.08 ±0.07
b）
±0.02
±0.1 ±0.31
工序尺寸图表追迹法
根据余量尺寸链计算
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
工序尺寸图表追迹法
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
【解】 1. 画尺寸联系图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A1 A2 A3 A5 A6 Z7 R1 Z6 A4 Z4
1）画零件简图，加工面编号，向下引线 2）按加工顺序和规定符号自上而下标出 工 序 尺 寸 和 余 量 —— 用 带 圆 点 的 箭 线 表示工序尺寸，箭头指向加工面，圆 点表示测量基准；余量按入体原则标 注。 注：靠火花磨削余量视为工序尺寸，也 用用带圆点的箭线表示。 3）在最下方画出间接保证的设计尺寸， 两边均为圆点。 4）工序尺寸为设计尺寸时，用方框框出， 以示区别。
从封闭环开始，按照零件表面的联系，依次画出直接获得的尺寸 作为组成环，直至尺寸的终端回到封闭环的起点，形成一个封闭 图形。
注意：要使组成环数最少。 增环、减环的判断 增环：箭头方向与封闭环箭头方向相反 减环：箭头方向与封闭环箭头方向相同
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初拟 修正后 ±0.5 ±0.3
来源:天津大学课件
A
a)
工艺尺寸链示例
【例 】 图示工件 A1 600.1 ，以底面A定位，加工台阶面B， 0.25 A 25 保证尺寸 0 0 ，试确定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。 【解】尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；角度尺 寸链（图c）中，a0为封闭环，a1 和a2是组成环。
【例】 图示零件，尺寸 A0 不好 测量，改测尺寸 A2 ，试确定A2的 大小和公差 【解】A2 是测量直接得到的尺 寸，是组成环； A0 是间接保 证的，是封闭环。计算尺寸 链可得到：
0.19 A2 400
A0 100 0.36
0 A3A 50 0.02 2 0 A1 50 A 40.17
平均 平均 余量 尺寸
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A5 R1 Z7
A2
A3 A5 A6
Zi M
Ai M
34 26.7
A1 A2
A3 Z5 A5 A4 A6 Z7 R2 Z4
a）
A5 A4
c）
A3 Z5 A1 A3 A4 e） A5
Z6
6.18 1.83 25.59 0.48 6.1 0.85 27.07 0.1 6 31.69
A5
Z5
R1
Z7
A5
A4 R2 b）
Z6
A3 A5
A2
a） A3
A1 A3 A4 e） Z4
R2
尺寸链追踪
A6 c）
Z6
A5
Z5 d）
工艺尺寸链
工序尺寸图表追迹法
3. 初拟工序尺寸公差
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
中间工序尺寸公差按经济加工精度或生产实际情况给出
工序公差
5. 计算余量公差和平均余量
工序公差
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
1 Ti 2
余量 公差
1 TZ i 2
最小 余量
平均 余量 Zi M
A2 A3 A5 A6 c）
A1 A2 A3 A4 A6 Z7 R2 Z4
初拟
修正后
Zi min
Z6
±0.5 ±0.3
±0.1 ±0.3 ±0.23 ±0.83 ±0.1 ±0.08 ±0.18 ±0.55 ±0.07 ±0.02 ±0.1 ±0.31 ±0.02
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
(一)尺寸链及尺寸链计算公式
零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所要求达到 的尺寸要求，工艺过程中许多中间工序的尺寸公差，一 般都是通过解算工艺尺寸链确定的 尺寸链：在工件加工和机器装配过程中，由相互连接的 尺寸形成的封闭尺寸联系。 尺寸链的环：组成尺寸链的每一个尺寸 封闭环：尺寸链中凡属间接得到的尺寸
±0.1 ±0.31
工序尺寸图表追迹法
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
4. 校核结果尺寸公差，修正初拟工序尺寸公差
校核结果尺寸链，若超差，减小组成环公差（首先压缩公共环公差）
工序公差
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
1 Ti 2
余量 公差
1 TZ i 2
最小 余量
平均 余量
A5
R1 a） A5 A4 R2 Z7
Z5
R2
尺寸联系图
工序尺寸图表追迹法
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
2. 用追踪法查找工艺尺寸链
结果尺寸（间接保证的设计尺寸）和余量是尺 寸链的封闭环
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A1 A2 A3 A5 A6 Z7 R1 A4 Z4
沿封闭环两端同步向上追踪，遇箭头拐弯，逆 箭头方向横向追踪，遇圆点向上折，继续向上追 踪…直至两追踪线交于一点，追踪路径所经工序 尺寸为尺寸链的组成环
尺寸链计算
第六章 工艺规程设计/工艺尺寸链，加工工艺的技术经济性分析
直线尺寸链极值算法公式
基本尺寸计算公式
A0 A j
j 1 m k m 1

n
n
Ak
偏差计算公式
ES0 ES j
j 1
m
k m 1

n
EI k
EI 0 EI j
j 1
m
k m 1