第一章机械加工工艺规程设计工艺尺寸链优秀PPT.ppt

1机械制造工艺学机械制造工艺学 1.6 工艺尺寸链工艺尺寸链Process Dimensional Chain第第一一章章 机械加工工艺规程设计机械加工工艺规程设计Machining Process Planning2尺寸链尺寸链 组成环 封闭环A1=A2=A0=3图图1 套筒零件工艺尺寸链套筒零件工艺尺寸链 图图2 装配尺寸链装配尺寸链 单个零件的尺寸链称为工艺尺寸链（图单个零件的尺寸链称为工艺尺寸链（图1）装配有关的零（部）件尺寸所组成的尺寸链，称为装配尺寸链（图装配有关的零（部）件尺寸所组成的尺寸链，称为装配尺寸链（图2）。4尺寸链有以下两个特征：封闭性 联系性 间接保证尺寸的精度必定低于干脆保证尺寸的精度 尺寸链中各尺寸称为环，分为：封闭环 A0 间接保证的尺寸称为封闭环，用A0表示。组成环（增环、减环）封闭环以外的其它环均为组成环。封闭环尺寸 =增环尺寸-减环尺寸 封闭环上偏差=增环上偏差-减环下偏差 封闭环下偏差=增环下偏差-减环上偏差 封闭环公差 =全部组成环的公差之和5尺寸链增减环判别规定封闭环箭头向左、向下，沿此方向转一圈，在每个环上加箭头，与封闭环方向相同者为减环封闭环方向相同者为减环，相反者为增环6 由于封闭环是最终形成的，因此在加工或装配完成前,它是不存在的。封闭环的尺寸自己不能保证，是靠其它相关尺寸来保证的。封闭环的特点封闭环的特点：1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念7 尺寸链计算中，若封闭环推断错误，则全部分析计算为错。封闭尺寸通常精度低，却往往是零件工艺要求的确定尺寸。装配尺寸链中，封闭环往往是精度所要求的尺寸；而在零件中往往是精度要求最低的尺寸，通常在零件图中不予标注。封闭环的重要性封闭环的重要性:1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念8p 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：在机器设计或装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成相互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。1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念尺寸链的分类尺寸链的分类9(3)空间尺寸链:尺寸链为空间尺寸；投影到三个坐标面上解。p 依据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根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。(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。1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念10p 依据构成尺寸链各环的几何特征，可分为：(1)长度尺寸链：全部构成尺寸的环，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。1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念11p依据尺寸键的相互联系的形态，可分为：依据尺寸键的相互联系的形态，可分为：（1）独立尺寸链：全部构成尺寸链的环，在同一尺）独立尺寸链：全部构成尺寸链的环，在同一尺寸链中。寸链中。（2）相关尺寸链：）相关尺寸链：具有公共环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。u按其尺寸联系形态，又可分为并联、串联、混联三种。1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念12混联公共环同属于不同尺寸链中，公共环尺寸及公差变更将同时影响各个尺寸公共环同属于不同尺寸链中，公共环尺寸及公差变更将同时影响各个尺寸链，所以，在解尺寸链时，一般不轻易变更公共环尺寸。链，所以，在解尺寸链时，一般不轻易变更公共环尺寸。1.6.1 尺寸链基本概念尺寸链基本概念并联公共环A1串联13(1)极值解法：(2)这种方法又叫极大微小值解法。它是按误差综合后的两个最不利状况，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状况；以及各增环皆为最小极限尺寸而各减环皆为最大极限尺寸的状况，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。1.6.2 直线尺寸链计算直线尺寸链计算尺寸链的计算方法尺寸链的计算方法141.6.2 直线尺寸链计算直线尺寸链计算 基本尺寸基本尺寸封闭环的基本尺寸=增环增环基本尺寸之和-减环减环基本尺寸之和。直线尺寸链极值算法公式直线尺寸链极值算法公式(考虑最不利的极端状况考虑最不利的极端状况)偏差偏差封闭环的上偏差等于全部增环的上偏差之和减去全部减环的下封闭环的上偏差等于全部增环的上偏差之和减去全部减环的下偏差之和；偏差之和；封闭环的下偏差等于全部增环的下偏差之和减去全部减环封闭环的下偏差等于全部增环的下偏差之和减去全部减环的上偏差之和的上偏差之和 公差公差封闭环的公差等于各封闭环的公差等于各组成环公差之和组成环公差之和组成环公差之和组成环公差之和 151.6.2 直线尺寸链计算直线尺寸链计算直线尺寸链概率算法公式直线尺寸链概率算法公式 2 2、封闭环公差的、封闭环公差的平方平方平方平方等于各组成环公差的等于各组成环公差的平方之和。平方之和。平方之和。平方之和。理论上有99.73%的尺寸落在这个范围3、封闭环、封闭环平均尺寸=增环增环平均尺寸之和-减环减环平均尺寸之和。1 1、尺寸全改写为、尺寸全改写为平均尺寸和平均尺寸和平均尺寸和平均尺寸和 对称公差。对称公差。对称公差。对称公差。16 已知组成环，求封闭环 依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。p尺寸链的计算形式尺寸链的计算形式1已知组成环，求封闭环已知组成环，求封闭环 尺寸链的正计算2已知封闭环，求组成环已知封闭环，求组成环 尺寸链的反计算3.已知封闭环及部分组成环，求其余组成环已知封闭环及部分组成环，求其余组成环 尺寸链的中间计算1.6.2 直线尺寸链计算直线尺寸链计算17 已知封闭环及部分组成环，求其余组成环 依据封闭环和其他组成环的基本尺寸及公差（或偏差）来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差（或偏差）。其实质属于反计算的一种，也可称作“尺寸链的中间计算”。这种计算在工艺设计上应用较多，如基准的换算，工序尺寸的确定等。1.6.2 直线尺寸链计算直线尺寸链计算 已知封闭环，求组成环 依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”。在装配尺寸链中及工艺设计上应用较多。181.6.2 直线尺寸链计算直线尺寸链计算按等公差级(等精度)的原则安排封闭环公差 即各组成环的公差依据其基本尺寸的大小按比例安排，或是依据公差表中的尺寸分段及某一公差等级，规定组成环公差，使各组成环的公差符合下列条件：最终加以适当的调整。这种方法从工艺上讲是比较合理的。u 封闭环公差的工艺安排：封闭环公差的工艺安排：u按等公差安排按等公差安排19D1 D2xHR1R2xH2）插键槽，保证尺寸 x；试确定尺寸 x 的大小及公差。3）热处理建立尺寸链如图b 所示，H是间接保证的尺寸，因而是 封闭环。计算该尺寸链，可得到：a）b）键槽加工尺寸链【解】图示键槽孔加工过程如下：【例】工序基准是尚待加工的设计基准工序基准是尚待加工的设计基准（多工序尺寸换算（多工序尺寸换算）1.6.3 直线尺寸链应用直线尺寸链应用1）镗内孔至 ；4）磨内孔至 ，同时保证尺寸 。o20D1xD2H1v 探讨：在前例中，认为镗孔与磨孔同轴，事实上存在偏心。若两孔同轴度允差为0.05，即两孔轴心偏心为 e=00.025。将偏心 e 作为组成环加入尺寸链 a）b）键槽加工尺寸链H20.0250.025R1xHR2e重新进行计算，可得到：1.6.3 直线尺寸链应用直线尺寸链应用OO1O221 图 示偏心零件，表面 P 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：【例】【解】R2R1H1H0b)渗碳层深度尺寸换算a)PD2H0H12）渗碳处理，限制渗碳层深度H1；，求H1的数值。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：D1表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算表面淬火、渗碳、镀层的工艺尺寸计算 1）精车P 面，保证直径 ；3）精磨P 面保证直径尺寸 ，同时保证规定渗碳层深度H0。1.6.3 直线尺寸链应用直线尺寸链应用o221.6.4 工序尺寸图表法工序尺寸图表法 就零件的加工过程建立工序尺寸之间的联系，并用符号形象来描绘各个尺寸发生变更的状况，将其全部反映在一种图表上，利用这张图表来解决所要解决的问题。u 方法步骤方法步骤1.绘制加工过程尺寸联系图绘制加工过程尺寸联系图2.查找工艺尺寸链查找工艺尺寸链3.计算并填写相关项目栏计算并填写相关项目栏尺寸追踪法尺寸追踪法23工序尺寸图解法（A1）考题24工序尺寸图解法（A2）1、徒手画出零件简图，在简图上方标出设计尺寸 2、分析零件加工过程，确定各表面加工次数。本例中，表面1，2，3，4各加工一次。3、在零件图各加工表面加上余量，将零件图转化为毛坯草图。留意：a.每个表面加工几次就应加上几层余量；b.为使图解清晰，余量应适当放大。定位基准 工序基准，加工余量，加工表面，工序尺寸。25工序尺寸图解法（A3）解得26参考1.四大范例：2.教材P78,图3-35，基准变换3.教材P79,图3-36，塞规测量4.教材P81，图3-38，键槽5.PPT21页，渗碳深度，6.2尺寸设计理论及应用,王晓慧,2004.87.3计算机协助工序尺寸及其公差设计,方红芳,2000.68.4尺寸链理论及应用,刘之生,1990.79.5.工艺尺寸链讲话,杨知方,1984.12