加工余量与尺寸链ppt课件

三．影响加工余量的因素：
1. 上道工序加工表面的表面质量 2. 上道工序的尺寸公差 Ta
3. 上道工序的位置误差ρa 4. 本道工序的安装误差εb
1
四．加工余量的确定：
1. 分析计算法：
对双边余量：
Zb Ta 2(Ha Ra ) 2 a b
对单边余量：
2. 查表法：
Zb Ta Ha Ra a b
A0 2500.40
TA0 0.4
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四、计算举例：
反计算取：A1为 协 调 环
已知： AE0SA20 5E00..S4005A1 EITAA2 0 0.35
求：A1、A2的尺寸
① 求各组0成.4环的ES平A1均公(差0.1：5)
EIA0 EIA1 ESA2
得
TA平
：均 ESTnAA1 01
A iM
i1
im1
A0
A0M
TA 0 2
Ai
A iM
TA i 2
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三、尺寸链的计算方法：
2. 概率法：
mA
n1
A0 Ai Ai
i1
im1
正态分布：
TA 0
n1
i1
T6σA
2 i
非正态分布：
TAAmin 0
k n1
Amax
2 i
TA
2 i
i1
ki=1.2~1.7
23
四、计算举例：
1. 正计算：已知各组成环的尺寸Ai，求A0
验证：能否满足设计尺 寸的要求。
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2．反计算：已知封闭环，求组成环 根据设计要求的封闭环基本尺寸及公差（或偏差），反
过来计算各组成环基本尺寸及公差（或偏差），称为“尺寸 链的反计算”。
如齿轮零件
轴向尺寸加工，
采用的工序如
10±0.15
图，现需控制
幅板厚度10土
0.15，如何控
40
制L1、L2、 L3
在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭环的 尺寸增加，则该环为增环。记为：A i
② 减环：
在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭环的 尺寸减少，则该环为减环。记为：A i
判别方法：在尺寸链图上，按连续的单箭头来表示，
箭头方向与封闭环相同则为减环，相反则为增环。
13
举例:
L2’
L2
Zb
封闭环
30
基准不重合时的工序尺寸计算：
1. 测量基准与设计基准不重合的工序尺寸计算：
如图所示设计尺寸： 1000.3 4000.16 加工时通过测量L1尺寸控制台肩位 置。求： L1=？ 根据极值解法公式：
L1=40-10=30 mm
ESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14 mm
细镗 前加 工精 度为4 级
0.2 0.1 0.045 0.2 0.1 0.05 0.2 0.1 0.06 0.3 0.1 0.07 0.3 0.1 0.08 0.3 0.1 0.09 0.3 0.1 0.13
1. 拟定加工路线：
粗车 半精车
淬火
粗磨
精磨
研磨
2. 确定各工序的加工余量： 查表法：
研磨：0.01mm，粗磨：0.3mm，精磨：0.1mm 半精车：1.1mm，粗车：4.5mm 可得：Z总=6.01mm
3. 经验法：
2
镗孔加工余量表（九）
加工孔 的直径 (mm)
≤30 31-50 51-80 81-120 121-180 181-260 261-360
轻合金
粗加 精加 工工
0.2 0.1 0.3 0.1 0.4 0.1 0.4 0.1 0.5 0.1 0.5 0.1 0.5 0.1
材
料
巴氏合金 青铜及铸铁
7
A3
A1 A∑
A2
L2
L3 L∑ L4
L1
A1 A∑
A3
L2
L3 L∑ L4
L1
A2
8
1.尺寸链的分类 (1)出现在零件中，称之为零件尺寸链 (2)由工艺尺寸组成，称之为工艺尺寸链 (3)出现在装配中，称之为装配尺寸链
2. 尺寸链的含义 尺寸链的含义包含两个意思：
(1)封闭性：尺寸链的各尺寸应构成封闭形式（并 且是按照一定顺序首尾相接的。
0.205.35
31
0.175
② 根据平0均.0公5 差E和IA制1 造0工艺得的：复E杂IA程1 度0确.05定各组成环的公差：
A1 6000..2055取： TA1=00.2.2，TA2=0.15
③ 分配各E组SA成0 环 E的SA偏1差 E：IA2 0.25 (0A.115) 6000.04.20 A2 3500.15
验算：EEISAA00=0E.I2A-1(-0E.S1A5)2=0.03.055， E0IA00=.005-0=0 A0 A20500..24005500.35 满 足仍设不 计 要满求足要求
④ 取其中一个组成环为协调环，按尺寸链的关系式计算：
⑤ 验算：
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基准不重合时的工序尺寸计算：
1. 设计基准与定位基准不重合的工序尺寸计算：
封增 减闭环环
根据极值解法公式： L0=L1+L2-L3 10=L1+30-60 L1=40
ESL0=ESL1+ESL2-EIL3 0.18=ESL1+0.04-(-0.05)
ESL1=+0.09
L1 4000..0095 mm
EIL0=EIL1+EIL2-ESL3
0=EIL1+0-0.05
EIL1=+0.05
加工
性质
粗加 精加 粗加 精加 工工工工
直 径 余 量(mm) 0.3 0.1 0.2 0.1 0.4 0.1 0.3 0.1 0.5 0.1 0.3 0.1 0.5 0.1 0.3 0.1 0.6 0.2 0.4 0.1 0.6 0.2 0.4 0.1 0.6 0.2 0.4 0.1
钢件
粗加 精加 工工
A6
A2 A1
A7
AΣ
A5
A4
(3) 空间尺寸链: 尺寸链全部尺
A1
A2 A3
寸位干几个不平行的平面内。
16
3．按照构成尺寸链各环的几何特征，可分为： (1) 长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。 (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。
L2 L3 L∑ L4 L1
序二
l3
工序三
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四、计算举例：
1. 正计算：已知各组成环的尺寸Ai，求A0 2. 反计算：已知A0，求各组成环尺寸Ai 3. 中间计算：已知A0 及部分Ai，求其余的组
成环
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四、计算举例：
例1 设计尺寸如图所示，加 工过程如下：
①以A为基准铣B面，达
到工序尺寸：A1 6000.20 ②以A为基准铣C面，达
(1) 极值解法：这种方法又叫极大极小值解法。它是按误差综合后 的两个最不利情况，即各增环皆为最大极限尺寸而各减环皆为最 小极限尺寸的情况；以及各增环皆为最小极限尺寸而备减环皆为 最大极限尺寸的情况，来计算封闭环极限尺寸的方法。
(2) 概率解法：又叫统计法。应用概率论原理来进行尺寸键 计算的一种方法。如算术平均、均方根偏差等。
到工序尺寸：A2 3500.20
正计算：
m
n1
A0 Ai Ai A1 A2 60 35 25
i1
im1
m
n1
ESA0 ESAi EIAi 0.2 (0.2) 0.4
i1
im1
m
n1
EIA0 EIAi ESAi 0 0 0
i1
im1
验证：能否满足设计尺 寸的要求。
A0=A1+A3-A2 A1=A0+A2-A3=43.6+19.8-20=43.4 ESA0=ESA1+ESA3-EIA2 ESA1=0.315 EIA0=EIA1+EIA3-ESA2 EIA1=0.05
封增减闭环环
粗车： IT13(h13)00.39 Ra12.5m
毛坯：±2mm
5
五．工序间尺寸公差的确定
4. 计算工序间尺寸、公差
研磨：50
5000.011
精磨：50+0.01=50.01
粗磨：50.01+0.1=50.11
半精车：50.11+0.3=50.41
粗车：50.41+1.1=51.51
锻造毛坯：51.51+4.49=56
圆整取： Z总= 6 mm
则取粗车余量：4.49 mm
4
五．工序间尺寸公差的确定
3. 确定各工序的经济精度及表面粗糙度: 按“入体原则”分配偏差 查表: 研磨： IT5(h5)00.011 Ra0.04m
精磨： IT6(h6)00.016 Ra0.2m
粗磨：IT8(h8)00.039 Ra0.8m 半精车： IT11(h11)00.16 Ra6.3m
L1’
L1 Zb
封闭环
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三、尺寸链的分类
1.按不同生产过程来分
(1) 工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设
计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。
(2) 装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若
干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、
间隙、形位公差等。
(3) 工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统
im1
n1
TA 0 TA i i1
m：增环数，n：尺寸链总环数 21
三、尺寸链的计算方法：
如用平均尺寸标注：
组成环的平均尺寸：
AiM
Aimax
2
Aimin
Ai
ESA i
2
EI A i
封闭环的平均尺寸：
A0M
A0max
2
A0min
A0
ESA 0
2
EI A 0
m
n1
A0M AiM
内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形
成的封闭尺寸链。
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2．按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:
(1) 直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两
L2
根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。
L3 L∑ L4 L1
(2) 平面尺寸链: 尺寸键全部尺寸 位于一个或几个平行平面内。
A5 A4
A3
A6 AΣ
20
三、尺寸链的计算方法：
1. 极值法：
m
n1
A0 Ai Ai
i1
im1
m
n1
A0max Aimax Aimin
i1
im1
m
n1
A0min Aimin Aimax
i1
im1
m
n1
ESA0 ESAi EI Ai
i1
im1
m
n1
EIA0 EI Ai ESAi
i1
EIL1=ESL2-ESL0=0-0=0 mm
L1 3000.14 mm
封闭环
减环
增环
31
工序间尺寸和公差的计算：
1. 工序基准是尚待继续加工的设计基准时的中间工序尺寸计算：
如图所示加工过程如下：
① 镗孔至 39.600.10 ② 插键槽，工序尺寸A1 ③ 热处理
④ 磨内孔至 4000.0，5 同时保证 设计尺寸 43.600.34。
50.0100.016 50.1100.039 50.4100.16 51.5100.39
56 2
6
第五节 工艺尺寸链计算
一． 尺寸链的概念：
在零件的加工过程中和机械装配过程中，常常遇到 彼此互相连接并构成封闭图形的一组尺寸，其中有一 个尺寸的精度决定于其他所有尺寸的精度。这样的一 组尺寸构成所谓的尺寸链。
正计算：根据各组成环基本尺寸及公差（或偏差），来计算 封闭环的基本尺寸及公差（或偏差），称为“尺寸链的正计算”。 这种计算主要用在审核图纸，验证设计的正确性。
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例： 设计尺寸如图所示，加 工过程如下： ①以A为基准铣B面，达 到工序尺寸：A1 6000.20 ②以A为基准铣C面，达 到工序尺寸：A2 3500.20
L5
L∑
A∑
A2
A1
并联
L1
L2
L3
L∑
A∑
A2
A1
串联
18
B1
B2
A∑
A2
B3
共同基面
B∑
C2 C1 C∑
A1
共同基面
混联
公共环同属于不同尺寸链中，公共环尺寸及
公差改变将同时影响各个尺寸链，所以，在解
尺寸链时，一般不轻易改变公共环尺寸。 19
三、尺寸链的计算方法：
尺寸链的计算方法，有如下两种：
AΣ
A1 A2
A3 17
4．按照尺寸键的相互联系的形态，又可分为：
（1）独立尺寸链：所有构成尺寸链的环，在同一尺寸链中。
（2）相关尺寸链：具有公共环的两个以上尺寸链组。即构成尺 寸链中的一个或几个环，分布在两个或两个以上的尺寸链中。
按其尺寸联系形态，又可分为并联、串联、混联三种。
L1
L2 L3
L4
(2)关联性：尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直
9
接影响其它尺寸的变化。
二、工艺尺寸链封闭的环组成：
工艺尺寸链由一个封闭环和若干个组成环构成 1. 封闭环： 在加工过程中最后形成（间接设获计得尺）寸 的尺寸。记为：A0
注意： ➢ 一个尺寸链中只能有一个封设封闭计闭尺环环寸； ➢ 封闭环的精度决定于其他环的精度； ➢ 要求保证的尺寸(设计尺寸)为封闭环或不要求保证 的尺寸(非设计尺寸)为封闭环的说法都是错误的；
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封闭环的特点：
(1) 由于封闭环是最后形成的，因此在加工或 装配完成前,它是不存在的。
(2) 封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它 相关尺寸来保证的。
11
A1 A∑ A2 A3
L2
L3 L∑ L4
L1
L2
L3 L∑ L4
L1
A1 A∑ A2 A3
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二、工艺尺寸链的组成：
A0
A2
2. 组成环： 在加工过程中直接获得的尺A寸1 。记为：Ai ① 增环：