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1、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
2、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,找封闭环 根据工艺过程，找出间接保证的尺寸A0 为 封闭环。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。, 确定增环和
3、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
4、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
5、闭环公差,i =( ESi+EIi )/2,汽车制造工艺学,第二节 工艺尺寸链的应用,一 基准重合时工序尺寸的确定 这种情况下，工序尺寸的计算是以最终工序开始，反算到第一道工序。工序尺寸是组成环，加工余量是封闭环。,汽车制造工艺学,二 基准不重合时工序尺寸的确定,1、定位基准与设计基准不重合,选活塞底面作为定位基准，但销孔的设计基准为活塞顶面,例：如图活塞上加工销孔，要求保证尺寸A0，设计基准 为活塞顶面。为加工方便常用B面定位，按工序尺 寸A1加工销孔。试确定工序尺寸A1及其公差。,（3）几种工艺尺寸链的分析与计算,1）定位基准与设计基准不重合的尺寸换算,解： 作出尺寸链图； 按照加工顺序确
6、定封闭环A0 ； 画箭头分出增环A2和减环A1；, 进行尺寸链计算 A1的基本尺寸 A0 = A2 - A1 99=155 - A1 得A1 =56 mm 验算封闭环公差 T0 = T1 +T2 T0 T2 修正T2=0.063 A1上偏差 EIA0= EIA2 ESA1 ESA1=(-0.063)- (-0.087)=0.024 A1下偏差 ESA0= ESA2 EIA1 EIA1= 0 0 = 0,故工序尺寸A1为： A1 =56+0.024 mm,0,2.测量基准与设计基准不重合(P192),A,B,C,汽车制造工艺学,2、某零件加工时，首先以小端面为基准车大端面两边，得到尺寸26和36
7、，然后铣内孔及内端面，图纸要求保证尺寸 ，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试画出尺寸链并求工序尺寸L,汽车制造工艺学,三 一次加工同时保证多个设计尺寸时工序尺寸的确定,车削大端面与大外圆车削小端端面与小外圆镗内孔及内端面热处理磨小端面。最终磨削时必须控制工序尺寸C1及C2。,2）一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸 及公差的计算,解： 作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环A1、A3和减环A2；, 中间工序尺寸A1的计算 A1基本尺寸 A0 =A1+A-A2 43.3=A1 +20 19.8 得A1 =43.1 验算公差 T0 =T1 +T3+T
8、2 T1 = 0.20.0310.0195 =0.1495,A1上偏差 0.2= ESA1 +0.01950 ESA1= 0.2 0.0195 = 0.1805A1下偏差 0 = EIA1+0 0.031 EIA1= 0.031 故插键槽时的工序尺寸A1 =43.1+0.1805,+0.031,尺寸链的计算 mm,得,返回,含同轴度误差的计算 同轴度不是很小时应将同轴度也作为一个组成环画在尺寸链图中 设磨孔和镗孔同轴度公差为0.05mm(工序要求)，则在尺寸链中应注成：A4=00.025mm。 此时的工艺尺寸链如图所示，用竖式法求得此工艺尺寸链，见表。 尺寸链中多了一个同轴度组成环，使得A2的
9、公差减小(数值正好等于该同轴度公差)，究其原因，仍然是工艺基准与设计基准不重合。因此，在考虑工艺安排的时候，应尽量使工艺基准与设计基准重合，否则会增加制造难度。,结论： 1)把镗孔中心线看作是磨孔的定位基准是一种近似， 2)正确地画出尺寸链图，并正确地判定封闭环是求解尺寸链的关键。 画尺寸链图时，应按工艺顺序从第一个工艺尺寸的工艺基准出发，逐个画出全部组成环，最后用封闭环封闭尺寸链图。 封闭环有如下特征：封闭环一定是工艺过程中间接保证的尺寸；封闭环的公差值最大，它等于各组成环公差之和。,下一部分,回首页,内孔插键槽含同轴度公差工艺尺寸链,返回,含同轴度公差的尺寸链的计算 mm,返回,3) 保证
10、渗碳或渗氮层深度的工序尺寸及公差的计算,解： 作出尺寸链图； 按照加工顺序确定封闭环A0 ； 画箭头分出增环A1、t 和减环A2 ；,解： 列出尺寸链 判断各环性质 Z 为封闭环，A2为增环， A1 、A3为减环,计算： Z = 80 - 49.6 - 30 = 0.4 BS Z = - 0.05 - 0 - (- 0.15) = 0.10 BI Z = - 0.20 - 0.20 - 0 = - 0.40,5)复杂工序尺寸计算,有关轴向表面工艺过程如下：. A定位车D得全长ATA1/2, 车小外圆到B得长度40-0.2 ； D定位车A得全长A2TA2/2, 镗大孔到C得尺寸A3TA3/2 ；
11、 D定位磨A保证全长A4=50-0.5。 求A、A2 、A3、 A4及公差验算Z3,解 作图分解尺寸链； 确定封闭环A0 ； 画箭头定增环A3、 A4 和减环A2 ；,A1,A,D,40-0.2,A2,B,C,A3,A4 =50 -0.5,A0=36+0.5,Z3,Z2, 用双向对称偏差注尺寸 50- 0.5 = 49.750.25 40- 0.2 = 39.900.10 36 +0.5 = 36.250.25,计算工序尺寸及偏差 计算A2、 A3的基本尺寸： A4 = 49.75 A2 = 49.75+0.2= 49.95 A0 =A3 +A4 -A2 A3 = A0 + A2 - A4 =
12、36.25+ 49.95- 49.75 =36.45A1=A2+Z2=49.95+2.8=52.75,把封闭环公差分配给组成环 : TA0 =TA3 +TA4 +TA2 TA4=TA0 应修改为TA4 /2=0.05 TA2/2=0.1 TA3 /2=0.1 A1按粗车精度 TA1/2=0.25,验算工序余量 Z3 Z3为A2 、 A4的封闭环， 公称余量Z3= A2 -A4 = 0.2 TZ3 /2= TA2/2 +TA4 /2 =0.1+0.05 = 0.15 即Z3 = 0.2 0.15 Z3max=0.35，Z3min=0.05 工序余量是合理的,产品的装配精度包括： 零件间的距离精度
13、 相互配合精度 相互位置精度 相对运动精度 接触精度,二、装配精度与装配尺寸链,1、装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。 通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求,产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。2、装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链,装配尺寸链的建立方法：（1）确定封闭环：装配精度；（2）确定各组成环：对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位置关系；（P198）（3）建立装配尺寸链；（4）遵守组成环最少原则：一件一环,尺寸链计算习题,汽车制造工艺学,某零件加工时，首先以小端面为基准车大端面两边，得到尺寸36和46，然后铣
14、内孔及内端面，图纸要求保证尺寸 10 ，因这一尺寸不便直接测量，只好通过度量尺寸L来间接保证，试画出尺寸链并求工序尺寸L,汽车制造工艺学,1 保证装配精度的方法有_、_、互换装配法、 选择装配法。 (天津大学1999）,2 ESi表示增环的上偏差，EIi表示增环的下偏差，ESj表示减环的上偏差，EIj表示减环的下偏差，M为增环的数目，N为减环的数目，那么，封闭环的上偏差为（ 上海交大2001）。,3 装配尺寸链的封闭环是（ ）。东北大学2005 A精度要求最高的环 B要保证的装配精度 C尺寸最小的环 D基本尺寸为零的环,4 在工序图上，用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形状的基准，称
15、为（ ）。A 定位基准 B 工序基准 C 工位基准 D 测量基准,汽车制造工艺学,5 下列三图中：A）表示了零件的部分轴向尺寸，B）、C）为有关工序示意图,，试计算H和h值。,6 如图，套筒零件加工工序是：车外圆、车端面、钻孔、镗孔，由于测量10较困难，生产中采用测大孔深度来间接保证，那么测量尺寸应在什么范围内，才能保证规定精度？（山大1999）,汽车制造工艺学,山大,汽车制造工艺学,燕山大学2006,汽车制造工艺学,中国地质大学2005,汽车制造工艺学,一齿轮传动装置简图，装配精度要求保证轴向间隙A0=0-0.25，已知A1-A5的尺寸分别为如果采用固定调整法装配保证装配精度，调整垫片初定为Amm,制造公差为TAF=0.04mm,试计算调整垫片的组数、各调整垫片尺寸及极限偏差。,
