工艺尺寸链计算(1)讲课讲稿.ppt

工艺尺寸链计算(1)组成环按其对封闭环的影组成环按其对封闭环的影响又可分为响又可分为增环增环和和减环减环尺寸链尺寸链尺寸链中凡属间尺寸链中凡属间接得到的尺寸称接得到的尺寸称为为封闭环封闭环尺寸链中凡属通尺寸链中凡属通过加工直接得到过加工直接得到的尺寸称为的尺寸称为组成环组成环组成尺寸链的每一个尺组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的寸，称为尺寸链的环环当其它组成环的大小不变当其它组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则此组成的增大而增大，则此组成环就称为环就称为增环增环；反之则此；反之则此组成环就称为组成环就称为减环减环1 1、尺寸链的概念、尺寸链的概念工艺尺寸链：工艺尺寸链：工艺尺寸链：工艺尺寸链：装配尺寸链：装配尺寸链：装配尺寸链：装配尺寸链：由单个零件在加工过程中的各有关由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸工艺尺寸所组成所组成的尺寸链，称为的尺寸链，称为工艺尺寸链工艺尺寸链。在装配过程中的由不同零件在装配过程中的由不同零件设计尺寸设计尺寸所形成的尺寸所形成的尺寸链，称为链，称为装配尺寸链装配尺寸链。工艺尺寸链的每一个尺寸称为工艺尺寸链的每一个尺寸称为环环，工艺尺寸链由，工艺尺寸链由一个封闭环一个封闭环和和若干个组成环若干个组成环构成。构成。（1 1）封闭环：）封闭环：）封闭环：）封闭环：在加工过程中在加工过程中最后形成（间接获得）最后形成（间接获得）的尺寸。的尺寸。注意：注意：注意：注意：一个尺寸链中只能有一个封闭环（封闭性）；一个尺寸链中只能有一个封闭环（封闭性）；一个尺寸链中只能有一个封闭环（封闭性）；一个尺寸链中只能有一个封闭环（封闭性）；封闭环的精度决定于其他环的精度（关联性）；封闭环的精度决定于其他环的精度（关联性）；封闭环的精度决定于其他环的精度（关联性）；封闭环的精度决定于其他环的精度（关联性）；要求保证的尺寸要求保证的尺寸要求保证的尺寸要求保证的尺寸(设计尺寸设计尺寸设计尺寸设计尺寸)为封闭环或不要求保证为封闭环或不要求保证为封闭环或不要求保证为封闭环或不要求保证的尺寸的尺寸的尺寸的尺寸(非设计尺寸非设计尺寸非设计尺寸非设计尺寸)为封闭环的说法都是错误的；为封闭环的说法都是错误的；为封闭环的说法都是错误的；为封闭环的说法都是错误的；设计尺寸设计尺寸封闭环封闭环设计尺寸设计尺寸封闭环封闭环（2 2）组成环：）组成环：在加工过程中直接获得的尺寸。记为：在加工过程中直接获得的尺寸。记为：A Ai 增环：增环：增环：增环：在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭在组成环中，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：环的尺寸增加，则该环为增环。记为：减环：减环：减环：减环：在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭环的在组成环中，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：尺寸减少，则该环为减环。记为：判判别别方方法法：在在尺尺寸寸链链图图上上，按按连连续续的的单单箭箭头头来来表表示示，箭头方向与封闭环相同则为减环，相反则为增环。箭头方向与封闭环相同则为减环，相反则为增环。A0A2A1定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链定位基准与设计基准不重合的工艺尺寸链测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链测量基准与设计基准不重合的工艺尺寸链2 2、尺寸链的计算方法、尺寸链的计算方法1)1)1)1)极值法极值法极值法极值法m：增环数，：增环数，n：尺寸链总环数：尺寸链总环数封闭环时还可列竖式进行解算。解算时应用口诀：增环上封闭环时还可列竖式进行解算。解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸上偏差 ES下偏差 EI+A1ESA1EIA1+A2ESA2EIA2-A3-EIA3-ESA3-A4-EIA4-ESA4 AESAEIA具体计算过程请参照后面的实例具体计算过程请参照后面的实例 如用平均尺寸标注：如用平均尺寸标注：组成环的平均尺寸：组成环的平均尺寸：组成环的平均尺寸：组成环的平均尺寸：封闭环的平均尺寸：封闭环的平均尺寸：封闭环的平均尺寸：封闭环的平均尺寸：2)2)概率法（统计法）概率法（统计法）正态分布：正态分布：正态分布：正态分布：非正态分布：非正态分布：非正态分布：非正态分布：k ki i=1.21.7=1.21.71 1、正计算：已知各组成环的尺寸、正计算：已知各组成环的尺寸A Ai i，求，求A A0 0。其计其计算结果是唯一的，通常用于算结果是唯一的，通常用于产品设计的校验产品设计的校验。2 2、反计算：已知、反计算：已知A A0 0，求各组成环尺寸，求各组成环尺寸AiAi，即将，即将封闭环的公差合理地分配给各组成环。常用封闭环的公差合理地分配给各组成环。常用于于产品设计产品设计。3 3、中间计算：已知、中间计算：已知A A0 0 及部分及部分A Ai i，求其余的组成，求其余的组成环，多用于环，多用于工艺尺寸链计算工艺尺寸链计算。3 3、尺寸链的计算形式、尺寸链的计算形式1)1)测量基准与设计基准不重合的工序尺寸计算：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：如图所示设计尺寸：如图所示设计尺寸：如图所示设计尺寸：加工时通过测量加工时通过测量加工时通过测量加工时通过测量L L L L1 1 1 1尺寸控制台肩位尺寸控制台肩位尺寸控制台肩位尺寸控制台肩位置。求：置。求：置。求：置。求：L L L L1 1 1 1=？封闭环封闭环封闭环封闭环减环减环减环减环增环增环增环增环根据极值解法公式：根据极值解法公式：L L1 1=40-10=30 mm=40-10=30 mm ESL ESL1 1=EIL=EIL2 2-EIL-EIL0 0=-0.16-(-0.3)=0.14 mm=-0.16-(-0.3)=0.14 mm EIL EIL1 1=ESL=ESL2 2-ESL-ESL0 0=0-0=0 mm=0-0=0 mm注意假废品问题注意假废品问题L1MAX=30.14mm，L1MIN=30mm当测得：当测得：L1=30.3 mm时时,如果如果:L2=40 mm,则则:L0=9.7 mm仍然是合格品。仍然是合格品。4 4、工艺尺寸链的应用及解算方法、工艺尺寸链的应用及解算方法封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI40400 0-0.16-0.16+A+A2 2ESESA2A2EIEIA2A2-30-300 0-0.14-0.14-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 10 100 0-0.3-0.3两个问题两个问题a.提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求两个问题两个问题a.提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求b.假废品问题假废品问题只要实测尺寸的超差量小于另一组成环的公差值只要实测尺寸的超差量小于另一组成环的公差值时，就有可能出现假废品。为了避免将实际合格时，就有可能出现假废品。为了避免将实际合格的零件报废而造成浪费，对换算后的测量尺寸的零件报废而造成浪费，对换算后的测量尺寸（或工序尺寸）超差的零件，只要它的超差量小（或工序尺寸）超差的零件，只要它的超差量小于或等于另一组成环的公差，应对该零件进行复于或等于另一组成环的公差，应对该零件进行复检，重新测量其它组成环的实际尺寸，在计算出检，重新测量其它组成环的实际尺寸，在计算出封闭环的实际尺寸，以此判断是否为废品。封闭环的实际尺寸，以此判断是否为废品。2)2)测量尺寸换算的讨论测量尺寸换算的讨论右图所示轴承座，当以右图所示轴承座，当以端面端面B B定位车内孔端面定位车内孔端面C C时时,A,A0 0尺寸不便测量尺寸不便测量,若先若先按尺寸按尺寸A A1 1车出端面车出端面A A，再，再以以A A端面为测量基准车出端面为测量基准车出，则可间接保证，则可间接保证A A0 0。显显然，上述然，上述A A1 1、A A0 0和构成和构成的尺寸链中，的尺寸链中，A A0 0是封闭环，是封闭环，为较全面地了解尺寸换为较全面地了解尺寸换算中的问题，我们将设算中的问题，我们将设计尺寸计尺寸A A1 1和和A A0 0给出三种不给出三种不同的公差（见表），分同的公差（见表），分别讨论。别讨论。即公差为零，这是由于组成环即公差为零，这是由于组成环A A1 1的公差与封闭环的公差的公差与封闭环的公差相等。尺寸相等。尺寸x x的公差为零，即的公差为零，即x x必须加工得绝对准确，这必须加工得绝对准确，这实际上是不可能的。因此必须压缩实际上是不可能的。因此必须压缩A A1 1的公差。的公差。这是由于组成环这是由于组成环A A1 1的公差远大于封闭环的公差。根据封闭的公差远大于封闭环的公差。根据封闭环的公差应大于或等于各组成环公差之和的原则，考虑到环的公差应大于或等于各组成环公差之和的原则，考虑到加工内孔端面加工内孔端面C C的困难，应给其留有较大的公差，则应大的困难，应给其留有较大的公差，则应大幅压缩幅压缩A A1 1的公差。的公差。总结总结从上述三组尺寸的换算可以看出，通过尺寸换算来保证封闭从上述三组尺寸的换算可以看出，通过尺寸换算来保证封闭环的要求，必须提高组成环的加工精度。当封闭环的公差较环的要求，必须提高组成环的加工精度。当封闭环的公差较大时（如第一组设计尺寸），仅需提高本工序（车端面大时（如第一组设计尺寸），仅需提高本工序（车端面C C）的加工精度；当封闭环的公差等于甚至小于组成环公差之和的加工精度；当封闭环的公差等于甚至小于组成环公差之和时（如第二组和第三组设计尺寸），则不仅提高本工序（车时（如第二组和第三组设计尺寸），则不仅提高本工序（车端面端面C C）的加工精度，而且还要提高前工序的加工精度，增）的加工精度，而且还要提高前工序的加工精度，增加了加工困难和成本。因此，工艺上应尽量避免测量上的尺加了加工困难和成本。因此，工艺上应尽量避免测量上的尺寸换算。见寸换算。见P55P55（设计工艺装备来保证设计尺寸）（设计工艺装备来保证设计尺寸）必须指出，如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超必须指出，如果零件换算后的测量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一组成环的公差，则该零件有可能是假差量小于或等于另一组成环的公差，则该零件有可能是假废品，应对该零件进行复检，逐个测量并计算出零件的实废品，应对该零件进行复检，逐个测量并计算出零件的实际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否。际尺寸，由零件的实际尺寸来判断合格与否。3)3)定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算1 1如图所示零件，镗削零件上的孔。孔的设计基准是如图所示零件，镗削零件上的孔。孔的设计基准是C C面，面，设计尺寸为设计尺寸为(100(100土土0.15)mm0.15)mm。为装夹方便，以。为装夹方便，以A A面定位，面定位，按工序尺寸按工序尺寸L L调整机床。试计算工序尺寸调整机床。试计算工序尺寸L L。封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI80800 0-0.06-0.063003000.150.150.010.01-280-2800 0-0.1-0.1-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 100 1000.150.15-0.15-0.153)3)设计基准与定位基准不重合的工序尺寸计算设计基准与定位基准不重合的工序尺寸计算2 2：增环增环增环增环封闭环封闭环封闭环封闭环减环减环减环减环根据极值解法公式：根据极值解法公式：L L0 0=L=L1 1+L+L2 2-L-L3 310=L10=L1 1+30-60+30-60L L1 1=40=40ESLESL0 0=ESL=ESL1 1+ESL+ESL2 2-EIL-EIL3 30.18=ESL0.18=ESL1 1+0.04-(-0.05)+0.04-(-0.05)ESLESL1 1=+0.09=+0.09EILEIL0 0=EIL=EIL1 1+EIL+EIL2 2-ESL-ESL3 30=EIL0=EIL1 1+0-0.05+0-0.05EILEIL1 1=+0.05=+0.05封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI30300.040.040 040400.090.090.050.05-60-600.050.05-0.05-0.05-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 10 100.180.180 04 4）从待加工的设计基准标注工序尺寸时工序尺）从待加工的设计基准标注工序尺寸时工序尺寸及其公差的换算寸及其公差的换算如图所示加工过程如下：如图所示加工过程如下：镗孔至镗孔至插键槽，工序尺寸插键槽，工序尺寸A A1热处理热处理磨内孔至磨内孔至 ，同时保证，同时保证 设计尺寸设计尺寸 。封闭环封闭环封闭环封闭环增环增环增环增环减环减环减环减环 A A0 0=A=A1 1+A+A3 3-A-A2 2A A1 1=A=A0 0+A+A2 2-A-A3 3=43.6+19.8-20=43.4=43.6+19.8-20=43.4 ESA ESA0 0=ESA=ESA1 1+ESA+ESA3 3-EIA-EIA2 2 ESA ESA1 1=0.315=0.315 EIA EIA0 0=EIA=EIA1 1+EIA+EIA3 3-ESA-ESA2 2 EIA EIA1 1=0.05=0.05解法解法1 1封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI43.443.4+0.275+0.275+0.05+0.052020+0.025+0.0250 0-19.8-19.80 0-0.05-0.05-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 43.6 43.60.30.30 0解法解法2 2在尺寸链（在尺寸链（1）中：）中：Z Z为封闭环。为封闭环。Z=20-19.8=0.2Z=20-19.8=0.2ESZ=0.025-0=0.025ESZ=0.025-0=0.025EIZ=0-0.05=-0.05EIZ=0-0.05=-0.05在尺寸链（在尺寸链（2）中：）中：43.6尺寸为封闭环尺寸为封闭环,A A1、Z Z为增环为增环依据尺寸链计算式可求出：依据尺寸链计算式可求出：封闭环封闭环封闭环封闭环封闭环封闭环封闭环封闭环注意注意当定位基准与设计基准不重合进行尺寸换算时，也当定位基准与设计基准不重合进行尺寸换算时，也需需要提高本工序的加工精度要提高本工序的加工精度，使加工更加困难。同时，使加工更加困难。同时，也会出现也会出现假废品问题假废品问题。在进行工艺尺寸链计算时，还有一种情况必须注意。在进行工艺尺寸链计算时，还有一种情况必须注意。当发现被换算的当发现被换算的组成环公差过小组成环公差过小，或为零或为零，甚至出现，甚至出现负值负值时，可采取以下措施：时，可采取以下措施：（1 1）提高前道工序尺寸的精度；）提高前道工序尺寸的精度；（2 2）增大设计尺寸（封闭环）的公差；）增大设计尺寸（封闭环）的公差；（3 3）改变定位基准（采用基准重合原则）或加工方式）改变定位基准（采用基准重合原则）或加工方式练习练习1下图工件，如先以下图工件，如先以A A面定位加工面定位加工C C面，得尺寸面，得尺寸A A1 1；然；然后再以后再以A A面定位用调整法加工台阶面面定位用调整法加工台阶面B B，得尺寸，得尺寸A A2 2，设计要求保证设计要求保证B B面与面与C C面间尺寸面间尺寸A A0 0。试求工序尺寸。试求工序尺寸A A2 2 。封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI60600 0-0.1-0.1+A+A2 2ESESA2A2EIEIA2A2-35-35+0.25+0.25+0.1+0.1-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 25 25+0.25+0.250 0 练习练习2 2一批如图所示轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔一批如图所示轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现须在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸及端面，现须在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸5 5-0.06-0.06及及2626 0.20.2，求采用调整法加工时控制尺寸，求采用调整法加工时控制尺寸H H、A A及其偏差并及其偏差并画出尺寸链图。画出尺寸链图。封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI2525-0.02-0.02-0.06-0.06+A+A2 2ESESA2A2EIEIA2A2-20-20+0.02+0.020 0-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 5 50 0-0.06-0.06尺寸尺寸H H封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI6 6+0.1+0.1+0.05+0.0550500 0-0.1-0.1-20-20+0.1+0.1-0.1-0.1-10-100 0-0.05-0.05 26 260.20.2-0.2-0.2尺寸尺寸A A练习练习3 3如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均已如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其外圆、内孔及端面均已加工。试求：加工。试求：当以当以A A面定位钻直径为面定位钻直径为10mm10mm孔时的工序尺寸孔时的工序尺寸A A1 1及其偏差；及其偏差；当以当以B B面定位钻直径为面定位钻直径为10mm10mm孔时的工序尺寸孔时的工序尺寸B B1 1及其偏差。及其偏差。封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI50500 0-0.05-0.05+A+A2 2ESESA2A2EIEIA2A2-25-25+0.1+0.1-0.05-0.05-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 25 25+0.1+0.1-0.1-0.1封闭环列竖式解算封闭环列竖式解算 解算时应用口诀：增环上下偏差解算时应用口诀：增环上下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：照抄；减环上下偏差对调、反号。即：增环 减环 封闭环 环的类型基本尺寸基本尺寸上偏差上偏差 ESES下偏差下偏差 EIEI50500 0-0.05-0.0535350 0-0.05-0.05-60-60+0.1+0.10 0-A-A4 4-EI-EIA4A4-ES-ESA4A4 25 25+0.1+0.1-0.1-0.1此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢