机械加工工艺过程.pptx

第一节第一节 概概 述述第1页/共116页一、零件的生产过程一、零件的生产过程1.什么是生产过程？原材料原材料成品（机器）成品（机器）第2页/共116页一、零件一、零件(产品）的生产过程产品）的生产过程 生产过程包括：1)1)原材料的运输、保管和准备；原材料的运输、保管和准备；2)2)生产的准备工作；生产的准备工作；3)3)毛坯的制造；毛坯的制造；4)4)零件的机械加工与热处理；零件的机械加工与热处理；5)5)零件装配成机器；零件装配成机器；6)6)机器的质量检查及运行试验；机器的质量检查及运行试验；7)7)机器的油漆、包装和入库。机器的油漆、包装和入库。第3页/共116页例、汽车产品的生产过程例、汽车产品的生产过程图图 汽车生产过程汽车生产过程铸铁铸铁废钢废钢铝锭铝锭辅助材料辅助材料 热处理热处理机械加工机械加工部件装配部件装配铸铸 造造铁粉铁粉碳粉碳粉 粉末冶金粉末冶金烧结烧结粉末冶金件粉末冶金件铸件铸件锻件锻件钢板钢板冲冲 压压铆、焊接铆、焊接装装 配配油油 漆漆缸体缸体曲轴曲轴变速箱壳体变速箱壳体齿轮齿轮 发动机发动机变速器变速器转向器转向器驱动桥驱动桥 协作件、协作件、电器系统电器系统 轮胎轮胎其它部件其它部件总装配总装配试试 车车汽汽 车车钢材钢材锻锻 造造第4页/共116页2.2.工艺过程工艺过程1)1)概念概念2)2)毛坯制造工艺过程毛坯制造工艺过程3)3)机械加工工艺过程机械加工工艺过程4)4)热处理工艺过程热处理工艺过程5)5)装配工艺过程装配工艺过程 第5页/共116页二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成1.1.工序工序 一个或一组工人在一个工作地（机一个或一组工人在一个工作地（机械设备）对同一个或同时对几个工件所械设备）对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。序。第6页/共116页第7页/共116页第8页/共116页例：例：表1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1 车一端面、外圆、钻中心孔*；调头，车另一端面，外圆、钻中心孔车床I3铣键槽、去毛刺铣 床表2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图 1 阶梯轴讨论：讨论：生产规模不同，生产规模不同，工序的划分不一工序的划分不一样。样。第9页/共116页二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成2.2.安装安装 工件经一次装夹后所完成的那一部工件经一次装夹后所完成的那一部分工序内容，称为安装。分工序内容，称为安装。第10页/共116页例：例：表1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1车一端面、外圆、钻中心孔*；调头，车另一端面，外圆、钻中心孔车床I3铣键槽、去毛刺铣 床表2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图1 阶梯轴两次两次一次一次一次一次一次一次一次一次一次一次讨论：讨论：安装次数多好安装次数多好还是少好？还是少好？第11页/共116页二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成3.3.工步工步 工步是指在加工表面和加工工具不工步是指在加工表面和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工变的情况下，所连续完成的那一部分工序内容。序内容。第12页/共116页例：例：表1 单件小批生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1车一端面、外圆、钻中心孔*；调头，车另一端面，外圆、钻中心孔车床I3铣键槽、去毛刺铣 床表2 大批大量生产的工艺过程工序号工 序 内 容设 备1铣两端面，钻两端中心孔*铣端面钻中心孔机床2 车大外圆及倒角车床 I3车小外圆、切槽及倒角车床II4铣键槽专用铣床 5去毛刺钳工台图1 阶梯轴6个个一个一个两个两个三个三个两个两个一个一个第13页/共116页二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成4.4.走刀走刀 在一个工步中，有时因所需切除的在一个工步中，有时因所需切除的金属层较厚而不能一次切完，需分几次金属层较厚而不能一次切完，需分几次切削，则每一次切削称为一次走刀。切削，则每一次切削称为一次走刀。第14页/共116页二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成5.5.工位工位 为了完成一定的工序内容，工件一次装为了完成一定的工序内容，工件一次装夹后（与夹具或设备的可动部分一起），相夹后（与夹具或设备的可动部分一起），相对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个对于刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置称为工位。位置称为工位。第15页/共116页二、机械加工工艺过程的组成二、机械加工工艺过程的组成5.5.工位工位 图3 在三个工位上钻、铰圆盘零件上的孔工件机床夹具回转部分夹具固定部分分度机构例：例：第16页/共116页三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型1.1.生产纲领生产纲领 生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量。产量。零件在计划期一年中的生产纲领零件在计划期一年中的生产纲领N可按下式计算：可按下式计算：式中式中 Q Q产品的年生产纲领，单位：台产品的年生产纲领，单位：台/年；年；n每台产品中所含零件的数量，单位：件每台产品中所含零件的数量，单位：件/台；台；a%备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；备品率，对易损件应考虑一定数量的备品，以供用户修配的需要；b%废品率。废品率。第17页/共116页三、生产纲领与生产类型三、生产纲领与生产类型2.2.生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征 生产类型是指企业（或车间、工段、班生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为：一般分为：1 1）大量生产）大量生产2 2）成批生产）成批生产3 3）单件生产）单件生产 第18页/共116页2.2.生产类型及其工艺特征生产类型及其工艺特征第19页/共116页第一节第一节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 第20页/共116页基准基准基准：基准是机械制造中应用得十分广基准：基准是机械制造中应用得十分广泛的概念，是用来确定生产对象上几何泛的概念，是用来确定生产对象上几何要素之间和几何关系所依据的那些点、要素之间和几何关系所依据的那些点、线或面。线或面。从从设计设计和和工艺工艺两个方面看，要把基准分两个方面看，要把基准分为两大类，即为两大类，即设计基准设计基准和和工艺基准工艺基准。工艺基准工艺基准定位基准定位基准:在加工时用于工件定位的基准在加工时用于工件定位的基准 测量基准测量基准:在加工中或加工后用来测量工件的形状、在加工中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸的误差，测量时所采用的基准位置和尺寸的误差，测量时所采用的基准 安装基准安装基准:在装配时用于确定零件或部件在产品中的在装配时用于确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准相对位置所采用的基准 第21页/共116页一、定位基准的选择一、定位基准的选择定位基准定位基准粗基准粗基准精基准精基准用毛坯表面作用毛坯表面作的定位基准的定位基准用已经加工过用已经加工过的表面作的定的表面作的定位基准位基准定位基准是在加工中获得零件尺寸的直定位基准是在加工中获得零件尺寸的直接基准，合理选择定位基准是工艺设计接基准，合理选择定位基准是工艺设计中一项重要工作内容中一项重要工作内容 第22页/共116页一、定位基准的选择一、定位基准的选择1.1.粗基准的选择粗基准的选择应选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大应选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准，不应选有毛刺的分型面，避免浇的毛面做粗基准，不应选有毛刺的分型面，避免浇口、冒口。口、冒口。选重要表面做粗基准，因为重要表面一般都要求加选重要表面做粗基准，因为重要表面一般都要求加工余量均匀。选非加工表面做粗基准，这样可以保工余量均匀。选非加工表面做粗基准，这样可以保证加工表面和非加工表面之间的相对位置要求，同证加工表面和非加工表面之间的相对位置要求，同时可以在一次安装下加工更多的表面。如时可以在一次安装下加工更多的表面。如1111图图粗基准一般只能使用一次，因为粗基准为毛面，定粗基准一般只能使用一次，因为粗基准为毛面，定位基准位移误差较大，如重复使用，将造成较大的位基准位移误差较大，如重复使用，将造成较大的定位误差，不能保证加工要求。定位误差，不能保证加工要求。若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小若零件的所有表面都要加工，则应以加工余量最小的表面作为粗基准。的表面作为粗基准。第23页/共116页图 床身加工粗基准的两种方案比较在没有要求保证重要表面加工余量在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，若零件有的表面不均匀的情况下，若零件有的表面不需要加工，则应以不加工表面中与需要加工，则应以不加工表面中与加工表面的位置精度要求较高的表加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基准。面为粗基准。第24页/共116页一、定位基准的选择一、定位基准的选择2.精基准的选择 选择精基准时，应从整个工艺过程选择精基准时，应从整个工艺过程来考虑，如何保证工件的尺寸精度和来考虑，如何保证工件的尺寸精度和位置精度，并使工件装夹方便可靠。位置精度，并使工件装夹方便可靠。第25页/共116页2 2.精基准的选择1)“基准重合基准重合”原则原则 应尽量选择被加工表面的设计基应尽量选择被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免基准准作为精基准，这样可以避免基准不重合而引起的定位误差。不重合而引起的定位误差。第26页/共116页2 2.精基准的选择1)“基准重合基准重合”原则原则 图7-8 车床床头箱第27页/共116页2 2.精基准的选择2)“基准统一基准统一”原则原则 应选择各加工表面都能共同使用的定位应选择各加工表面都能共同使用的定位基准作为精基准。这样，便于保证各加工基准作为精基准。这样，便于保证各加工表面间的相互位置精度，避免基准转换所表面间的相互位置精度，避免基准转换所产生的定位误差，并简化夹具的设计和制产生的定位误差，并简化夹具的设计和制造工作。造工作。(单一基准原则单一基准原则)第28页/共116页2 2.精基准的选择2)“基准统一基准统一”原则原则 图7-9 柴油机机体第29页/共116页2 2.精基准的选择3)“互为基准互为基准”原则原则 当两个表面相互位置精度要求很高，当两个表面相互位置精度要求很高，可以采取互为精基准的原则，反复多可以采取互为精基准的原则，反复多次进行精加工。次进行精加工。第30页/共116页第31页/共116页2 2.精基准的选择4)“自为基准自为基准”原则原则 在有些精加工或光整加工在有些精加工或光整加工工序中，要求余量尽量小而工序中，要求余量尽量小而均匀，在加工时就尽量选择均匀，在加工时就尽量选择加工表面本身作为基准。加工表面本身作为基准。第32页/共116页2 2.精基准的选择4)“自为基准自为基准”原则原则 图 在自为基准条件下磨削车床床身导轨面第33页/共116页图 在自为基准条件下拉削圆孔面在自为基准条件下铰圆孔第34页/共116页2 2.精基准的选择5)一定要保证工件定位准确，夹紧稳定一定要保证工件定位准确，夹紧稳定可靠，夹具结构简单，工人操作简便。可靠，夹具结构简单，工人操作简便。第35页/共116页二、加工方法的选择二、加工方法的选择选择加工方法应考虑的因素：1）各加工表面所要达到的加工技术要求；）各加工表面所要达到的加工技术要求；2）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；）工件所用材料的性质、硬度和毛坯的质量；3）零件的结构形状和加工表面的尺寸；）零件的结构形状和加工表面的尺寸；4）生产类型；）生产类型；5）车间现有设备情况；）车间现有设备情况；6）各各种种加加工工方方法法所所能能达达到到的的经经济济精精度度和和表表面面粗粗糙糙度等。度等。第36页/共116页加工方法选择的原则加工方法选择的原则1.所选的最终加工方法的经济精度及表面粗糙度要与加工表面的精度和表面粗糙度要求相适应。表19.8-19.10（外圆、内孔、平面加工）2.所选加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求 第37页/共116页二、加工方法的选择二、加工方法的选择3.所选加工方法要与零件的结构、加工表面的特点和材料等因素相适应4.所选加工方法要与企业的生产类型相适应5.加工方法要与工厂现有生产条件相适应 第38页/共116页三、工序内容的合理安排三、工序内容的合理安排1.工序集中 如果如果在每道工序中所安排的加工内容多，在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工就集中在少数几道工序则一个零件的加工就集中在少数几道工序里完成，这样，工艺路线短，工序少，称里完成，这样，工艺路线短，工序少，称为工序集中。为工序集中。第39页/共116页三、工序内容的合理安排三、工序内容的合理安排2.工序分散 如果如果在每道工序中所安排的加工内容少，在每道工序中所安排的加工内容少，把零件的加工内容分散在很多工序里完成，把零件的加工内容分散在很多工序里完成，则工艺路线长，工序多，称为工序分散。则工艺路线长，工序多，称为工序分散。第40页/共116页三、工序内容的合理安排三、工序内容的合理安排工序集中的特点：适合单件小批多品种1)1)在工件的一次装夹中，可以加工多个在工件的一次装夹中，可以加工多个表面。这样，可以减少安装误差，较好地保表面。这样，可以减少安装误差，较好地保证这些表面之间的位置精度；同时可以减少证这些表面之间的位置精度；同时可以减少装夹工件的次数和辅助时间。装夹工件的次数和辅助时间。2)2)可以减少机床的数量，并相应地减少可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。生产组织工作。3 3）由于要完成多种加工，机床结构复杂、精由于要完成多种加工，机床结构复杂、精度高、度高、成本也高。成本也高。第41页/共116页三、工序内容的合理安排三、工序内容的合理安排工序分散的特点：适合大批单一品种 1)1)机床设备、工装、夹具等工艺装备的结机床设备、工装、夹具等工艺装备的结构比较简单，调整比较容易，能较快地更构比较简单，调整比较容易，能较快地更换、生产不同的产品。换、生产不同的产品。2)2)对工人的技术水平要求较低对工人的技术水平要求较低。第42页/共116页四、安排加工顺序的原则四、安排加工顺序的原则零件上的全部加工表面应安排用一个合理的加工零件上的全部加工表面应安排用一个合理的加工顺序进行加工，这对保证零件的质量、提高生产顺序进行加工，这对保证零件的质量、提高生产率，降低加工成本都至关重要。率，降低加工成本都至关重要。1.机械加工工序的安排 1 1）先基面后其它）先基面后其它 2 2）先主后次）先主后次 3 3）先粗后精）先粗后精 4 4）先面后孔）先面后孔第43页/共116页四、安排加工顺序的原则四、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排1 1）预备热处理预备热处理：为了改善工件材料机械性能和切削加：为了改善工件材料机械性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排工性能的热处理（正火、退火、调质），应安排在在粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行粗加工以前或粗加工以后，半精加工之前进行；2 2）时效处理时效处理：为了消除工件内应力的热处理，安排：为了消除工件内应力的热处理，安排在在粗加工以后，精加工以前进行粗加工以后，精加工以前进行；3 3）最终热处理最终热处理：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，：为了提高工件表面硬度的淬硬处理，一般都安排一般都安排在半精加工之后，磨削等精加工之前进在半精加工之后，磨削等精加工之前进行行；第44页/共116页四、安排加工顺序的原则四、安排加工顺序的原则2.热处理工序的安排4 4）当工件需要）当工件需要渗碳淬火渗碳淬火时，由于高温渗碳会使工件产生时，由于高温渗碳会使工件产生较大的变形，故常较大的变形，故常将渗碳工序放在次要表面加工之前将渗碳工序放在次要表面加工之前进行，待次要表面加工完毕之后再进行淬火，进行，待次要表面加工完毕之后再进行淬火，以减少以减少次要表面的位置误差；次要表面的位置误差；5 5）氮化、氰化氮化、氰化等热处理工序，可根据零件的加工要求安等热处理工序，可根据零件的加工要求安排排在粗、精磨之间或精磨之后进行；在粗、精磨之间或精磨之后进行；6 6）表面装饰性）表面装饰性镀层、发兰、发黑镀层、发兰、发黑处理，一般都安排处理，一般都安排在机在机械加工完毕之后进行。械加工完毕之后进行。第45页/共116页四、安排加工顺序的原则四、安排加工顺序的原则3.辅助工序的安排 如：检验工序 动平衡 去磁 去毛刺 倒钝锐角边第46页/共116页加工余量、工序尺寸及公差确定加工余量、工序尺寸及公差确定第47页/共116页第48页/共116页第49页/共116页第50页/共116页五、拟定工艺路线再举例五、拟定工艺路线再举例 例：例：图图 所示方头小轴，中批生产，材料为所示方头小轴，中批生产，材料为20Cr，要求要求 12h7 mm段渗碳（深段渗碳（深0.8mm1.1mm），），淬火硬度为淬火硬度为50 HRC 55 HRC，试拟定其工艺路线试拟定其工艺路线。图 方头小轴第51页/共116页1.1.分析零件图分析零件图;2.加工方法加工方法;3.拟订工艺路线拟订工艺路线。第52页/共116页 表 方头小轴制造工艺路线下料：20Cr钢棒22mm470mm若干段粗加工1车车右端面及右端外圆，留磨余量每面0.2mm(7mm不车)，按长度切断，每段切留余量(23)mm。2车夹右端柱段，车左端面，留余量2mm；车左端外圆至20mm。3检验 4 渗碳半精加工5车夹左端20mm段，车右端面，打中心孔；车7mm、12mm圆柱段。6车夹12部分，车左端面至尺寸，打中心孔。7铣铣削17mm17mm方头。8检验 9 淬火 HRC=5060。精加工10研中心孔 粗糙度Ra0.4m11磨磨12h7 mm外圆，达到图纸要求。12检验 13清洗、油封、包装第53页/共116页工艺尺寸链工艺尺寸链 主要目的是了解加工装配中相关尺寸、公差的内主要目的是了解加工装配中相关尺寸、公差的内在联系，初步学会用在联系，初步学会用“尺寸链尺寸链”对零件几何参数对零件几何参数的精度进行工艺分析设计。的精度进行工艺分析设计。第54页/共116页第一节第一节 概概 述述工艺尺寸链工艺尺寸链：加工时，由同一零件上的：加工时，由同一零件上的与工艺相关的尺寸所形成的尺寸链称为与工艺相关的尺寸所形成的尺寸链称为工艺尺寸链。工艺尺寸链。第55页/共116页一、尺寸链的定义及特点一、尺寸链的定义及特点dXDB0B1B2B3BC0C1C2定义：定义：在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这在一个零件或一台机器的结构中，总有一些相互联系的尺寸，这些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链。些相互联系的尺寸按一定顺序连接成一个封闭的尺寸组，称为尺寸链。其中其中“尺寸尺寸”是指包括长度、角度和形位误差等的广义尺寸。是指包括长度、角度和形位误差等的广义尺寸。（2 2）相关性）相关性（制约性）（制约性）其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。其中一个尺寸变动将影响其他尺寸变动。特点：特点：（1 1）封闭性）封闭性 组成尺寸链的各个尺寸应按一定顺序构成一个封闭系统。组成尺寸链的各个尺寸应按一定顺序构成一个封闭系统。第56页/共116页二、尺寸链的基本术语二、尺寸链的基本术语（1 1）环）环 尺寸链中，每一个尺寸简称为环。尺寸链的环可尺寸链中，每一个尺寸简称为环。尺寸链的环可分为封闭环和组成环。分为封闭环和组成环。（2 2）封闭环）封闭环 加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸加工或装配过程中最后自然形成的那个尺寸称为封闭环。封闭环常用下标为称为封闭环。封闭环常用下标为“0 0”的字母表示。的字母表示。（3 3）组成环）组成环 尺寸链中除封闭环以外的其他环称为组成环。尺寸链中除封闭环以外的其他环称为组成环。组成环通常用下标为组成环通常用下标为“1 1，2 2，3 3，”的字母表示。根据它的字母表示。根据它们对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。们对封闭环影响的不同，又分为增环和减环。1 1）增环）增环 与封闭环同向变动的组成环称为增环，即当其他与封闭环同向变动的组成环称为增环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小或减小)而封闭环尺而封闭环尺寸也随之增大寸也随之增大(或减小或减小)，2 2）减环）减环 与封闭环反向变动的组成环称为减环，即当其他与封闭环反向变动的组成环称为减环，即当其他组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大组成环尺寸不变时，该组成环尺寸增大(或减小或减小)而封闭环的而封闭环的尺寸却随之减小尺寸却随之减小(或增大或增大)第57页/共116页三、尺寸链的分类三、尺寸链的分类 尺寸链有各种不同的形式，可以按不同的方法来分类。尺寸链有各种不同的形式，可以按不同的方法来分类。1.1.按应用场合分按应用场合分 （1 1）装配尺寸链）装配尺寸链 d dX XD D（2 2）零件尺寸链）零件尺寸链 B B0 0B B1 1B B2 2B B3 3（3 3）工艺尺寸链）工艺尺寸链 B BC C0 0C C1 1C C2 2第58页/共116页2.2.按各环所在空间位置分按各环所在空间位置分 ,主要有：主要有：（2 2）平面尺寸链）平面尺寸链 L L0 0L L1 1L L2 2L L1 1L L0 0L L2 2（1 1）直线（线性）尺寸链）直线（线性）尺寸链 d dX XD DB B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B BC C0 0C C1 1C C2 2（3）空间尺寸链）空间尺寸链第59页/共116页3.3.按各环尺寸的几何特性分按各环尺寸的几何特性分（1 1）长度尺寸链）长度尺寸链 链中各环均为长度尺寸链中各环均为长度尺寸d dX XD DB B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B BC C0 0C C1 1C C2 2（2 2）角度尺寸链）角度尺寸链 链中各环为角度尺寸链中各环为角度尺寸a a1 1a a2 2A A0.050.05A A0.030.03B BB Ba0第60页/共116页4.4.按尺寸链组合方式分按尺寸链组合方式分第61页/共116页第62页/共116页第二节第二节 尺寸链的建立与分析尺寸链的建立与分析第63页/共116页一、尺寸链的建立一、尺寸链的建立零件尺寸链的封闭环零件尺寸链的封闭环应为应为公差等级要求最公差等级要求最低低的环的环 工艺尺寸链的封闭环工艺尺寸链的封闭环是在加工中最后自然是在加工中最后自然形成的环形成的环 一个尺寸链中只有一个封闭环。一个尺寸链中只有一个封闭环。1.1.确定封闭环确定封闭环第64页/共116页 查找装配尺寸链的组查找装配尺寸链的组成环时，先从封闭环的任成环时，先从封闭环的任意一端开始，找出相邻零意一端开始，找出相邻零件的尺寸，然后再找出与件的尺寸，然后再找出与第一个零件相邻的第二个第一个零件相邻的第二个零件的尺寸，这样一环接零件的尺寸，这样一环接一环，直到封闭环的另一一环，直到封闭环的另一端为止，从而形成封闭的端为止，从而形成封闭的尺寸组。尺寸组。A0A1A2A3A1A2A0A3图图车床顶尖高度尺寸链车床顶尖高度尺寸链2.查找组成环查找组成环第65页/共116页 只需将链中各尺寸依次画出，形成封闭的图只需将链中各尺寸依次画出，形成封闭的图形即可形即可 3.3.画尺寸链图、判断增减环画尺寸链图、判断增减环（1 1）画尺寸链图）画尺寸链图回路法回路法：画尺寸链图时，从封：画尺寸链图时，从封闭环开始用带单箭头的线段表闭环开始用带单箭头的线段表示各环，箭头仅表示查找组成示各环，箭头仅表示查找组成环的方向，其中，箭头方向与环的方向，其中，箭头方向与封闭环上箭头方向一致的环为封闭环上箭头方向一致的环为减环，箭头方向与封闭环上箭减环，箭头方向与封闭环上箭头方向相反的环为增环头方向相反的环为增环.（2 2）判断增环、减环）判断增环、减环A A2 2A A0 0A A1 1A A3 3第66页/共116页二、分析计算尺寸链的任务和方法二、分析计算尺寸链的任务和方法尺寸链计算方法有尺寸链计算方法有极值法极值法（完全互换法）、大数互（完全互换法）、大数互换法（概率法）、修配法和调整法等。换法（概率法）、修配法和调整法等。第67页/共116页第三节第三节极值法极值法计算直线尺寸链计算直线尺寸链第68页/共116页极值法极值法(完全互换法完全互换法)：从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进从尺寸链各环的最大与最小极限尺寸出发进行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。行尺寸链计算，不考虑各环实际尺寸的分布情况。按此法计算出来的尺寸加工各组成环，进行装配按此法计算出来的尺寸加工各组成环，进行装配时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满时各组成环不需挑选或辅助加工，装配后即能满足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。足封闭环的公差要求，即可实现完全互换。第69页/共116页一、基本公式一、基本公式 设尺寸链的总环数为设尺寸链的总环数为n n，增环环数为，增环环数为m m，A A0 0为封闭环的基本为封闭环的基本尺寸，尺寸，A Ai i为增环的基本尺寸，为增环的基本尺寸，A Aj j为减环的基本尺寸，则对于直线为减环的基本尺寸，则对于直线尺寸链有如下公式尺寸链有如下公式:T0 =2.封闭环的公差封闭环的公差（8-18-1）（8-28-2）第70页/共116页 A0min=A0max=（1 1）在尺寸链中封闭环的公差值最大，精度最低。）在尺寸链中封闭环的公差值最大，精度最低。（2 2）在建立尺寸链时应遵循）在建立尺寸链时应遵循“最短尺寸链原则最短尺寸链原则”，使组成环数目为最少。，使组成环数目为最少。EI0=3.封闭环的极限偏差封闭环的极限偏差ES0=4.（8-38-3）（8-48-4）（8-58-5）（8-68-6）第71页/共116页二、校核计算二、校核计算(正计算正计算)例例1 如图如图a所示的结构，已知各零件的尺寸：所示的结构，已知各零件的尺寸：A1=mm，A2=A5=mm，A3=mm，A4=mm，设，设计要求间隙计要求间隙A0为为0.10.45mm，试做校核计算。，试做校核计算。A4=3 A5=5 A1=30 A2=5A3=43A0A3A0A5 A1A2A4齿轮部件安装尺寸链图第72页/共116页解解 (1)确定封闭环及其技术要求确定封闭环及其技术要求 由于间隙由于间隙A0是装配后自然形成的，所以确定封闭环为要求是装配后自然形成的，所以确定封闭环为要求的间隙的间隙A0。此间隙在。此间隙在0.10.45 mm，即，即A0=mm。(2)寻找全部组成环，画尺寸链图，并判断增、减环。寻找全部组成环，画尺寸链图，并判断增、减环。依据查找组成环的方法，找出全部组成环为依据查找组成环的方法，找出全部组成环为A1、A2、A4和和A5，如图，如图11-5b所示。依据所示。依据“回路法回路法”判断出判断出A3为增环，为增环，A1、A2、A4和和A5皆为减环。皆为减环。(3)计算（校核）封闭环的基本尺寸计算（校核）封闭环的基本尺寸 A0=A3(A1+A2+A4+A5)=43 mm(30+5+3+5)mm=0 封闭环的基本尺寸为封闭环的基本尺寸为0，说明各组成环的基本尺寸满足封，说明各组成环的基本尺寸满足封闭环的设计要求。闭环的设计要求。第73页/共116页(4)计算（校核）封闭环的极限偏差计算（校核）封闭环的极限偏差ES0=ES3(EI1+EI2+EI4+EI5)=+0.18 mm(0.130.0750.040.075)mm=+0.50mmEI0=EI3（ES1+ES2+ES4+ES5）=+0.02 mm(0+0+0+0)=+0.02mm 于是得：于是得：根据计算，轴向间隙超出根据计算，轴向间隙超出0.10.40mm的范围，所以此间隙的范围，所以此间隙不符合要求。不符合要求。(5)计算（校核）封闭环的公差计算（校核）封闭环的公差T0=T1+T2+T3+T4+T5=0.13 mm+0.075 mm+0.16 mm+0.075 mm+0.04 mm=0.48mm 校核结果表明，封闭环的上、下偏差及公差均已超过规定校核结果表明，封闭环的上、下偏差及公差均已超过规定范围，必须调整组成环的极限偏差范围，必须调整组成环的极限偏差。第74页/共116页例例2 如图如图1a所示圆筒，已知外圆所示圆筒，已知外圆A1=mm，内孔尺寸，内孔尺寸A2=mm，内外圆轴线的同轴度公差为，内外圆轴线的同轴度公差为 0.02 mm，求，求壁厚壁厚A0。A2A0A0A1A2/2A3A1/2A0图圆筒尺寸链第75页/共116页解解 (1)确定封闭环、组成环、画尺寸链图确定封闭环、组成环、画尺寸链图 采用车外圆和镗内孔的加工工艺来形成圆筒壁厚，因此，壁厚采用车外圆和镗内孔的加工工艺来形成圆筒壁厚，因此，壁厚A0是封闭是封闭环。取半径组成尺寸链，此时环。取半径组成尺寸链，此时A1、A2的极限尺寸均按半值计算：的极限尺寸均按半值计算：mm,mm.同轴度公差为同轴度公差为 0.02mm，则允许内外圆轴线偏移，则允许内外圆轴线偏移0.01mm，可正可负。故，可正可负。故以以A3=00.01画尺寸链图，如图画尺寸链图，如图11-6b所示，依据所示，依据“回路法回路法”判断出判断出A1为增为增环，环，A2为减环。为减环。(2)求封闭环的基本尺寸求封闭环的基本尺寸 A0=35mm+030mm=5mm(3)求封闭环的上、下偏差求封闭环的上、下偏差 ES0=ES1+ES3EI2=0.02mm+0.01mm0=0.01mm EI0=EI1+EI3ES2=0.06mm0.01mm0.03mm=0.10mm 所以，壁厚所以，壁厚A0=mm。第76页/共116页例例 3 在如图所示中，已知各零件的基本尺寸为：在如图所示中，已知各零件的基本尺寸为：A1=30mm，A2=A5=5mm，A3=43mm，弹簧卡环，弹簧卡环A4=mm（标准件），（标准件），设计要求间隙设计要求间隙A0为为0.10.35mm，试用，试用“等精度法等精度法”确定各有确定各有关零件的轴向尺寸的公差和极限偏差。关零件的轴向尺寸的公差和极限偏差。A3A0A5 A1A2A4 A4=3 A5=5 A1=30 A2=5A3=43A0第77页/共116页1 1）工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算）工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算图图20-20（a）表示了某零件高度方向的设计尺寸。生产上，按大）表示了某零件高度方向的设计尺寸。生产上，按大批量生产采用调整法加工批量生产采用调整法加工A、B、C面。其工艺安排是前面工序面。其工艺安排是前面工序加工加工A、B面（互为基准加工），本工序以面（互为基准加工），本工序以A面为定位基准加工面为定位基准加工C面。因为面。因为C面的设计基准是面的设计基准是B面，定位基准与设计基准不重合，面，定位基准与设计基准不重合，所以需进行尺寸换算。所画尺寸链如图所以需进行尺寸换算。所画尺寸链如图20-20（b）所示。在这个）所示。在这个尺寸链中，因为调整法加工可直接保证的尺寸是尺寸链中，因为调整法加工可直接保证的尺寸是A2，所以，所以A0只只能间接保证。能间接保证。A0是封闭环，是封闭环，A1 为增环，为增环，A2为减环。在设计尺寸为减环。在设计尺寸中，中，A1未注公差（精度等级低于未注公差（精度等级低于IT13），），A2需经计算才能得到。需经计算才能得到。为了保证为了保证A0的设计要求，按式（的设计要求，按式（20-7），首先必须将），首先必须将A0的公差分的公差分配给配给A1和和A2。这里按。这里按等公差法等公差法进行分配。进行分配。直线尺寸链在工艺过程中的应用直线尺寸链在工艺过程中的应用第78页/共116页从本例可以看出，从本例可以看出，A1和和A2本没有公差要求，但由于定位本没有公差要求，但由于定位基准和设计基准不重合，就有了公差的限制，增加了加基准和设计基准不重合，就有了公差的限制，增加了加工的难度，封闭环公差愈小，增加的难度就愈大。工的难度，封闭环公差愈小，增加的难度就愈大。第79页/共116页2 2）中间工序尺寸和公差的计算）中间工序尺寸和公差的计算 例：一个带有键槽的内孔，其设计尺寸如图例：一个带有键槽的内孔，其设计尺寸如图20-21（a）所示。该内孔有淬火处理的要求，因此有如下工艺安排：所示。该内孔有淬火处理的要求，因此有如下工艺安排：（1）镗内孔到）镗内孔到49.8+0.046 mm（2）插键槽；）插键槽；（3）淬火处理；）淬火处理；（4）磨内孔，同时保证内孔直径）磨内孔，同时保证内孔直径50+0.030 mm和键槽深和键槽深度度53.8+0.30 mm两个设计尺寸的要求。两个设计尺寸的要求。第80页/共116页插键槽工序可采用已镗孔的下切线为基准，用试切法插键槽工序可采用已镗孔的下切线为基准，用试切法保证插键槽的深度。这里，插键槽深度尚为未知，需保证插键槽的深度。这里，插键槽深度尚为未知，需经计算求出。经计算求出。磨孔工序应保证磨削余量均匀（可按已镗孔找正夹紧）磨孔工序应保证磨削余量均匀（可按已镗孔找正夹紧），因此其定位基准可以认为是孔的中心线。这样，孔，因此其定位基准可以认为是孔的中心线。这样，孔50+0.030 mm的定位基准与设计基准重合，而键槽深度的定位基准与设计基准重合，而键槽深度53.8+0.30 mm的定位基准与设计基准不重合。的定位基准与设计基准不重合。磨孔可直接保证孔的设计尺寸要求，而键槽深度的设磨孔可直接保证孔的设计尺寸要求，而键槽深度的设计尺寸就只能间接保证。计尺寸就只能间接保证。有关工艺尺寸标注在图有关工艺尺寸标注在图20-21（b）中，按工艺顺序画）中，按工艺顺序画工艺尺寸链图如图工艺尺寸链图如图20-21（c）所示。）所示。（b）（c）第81页/共116页在尺寸链图中，键槽深度的设计尺寸在尺寸链图中，键槽深度的设计尺寸A0为封闭环，为封闭环，A2和和A3为增环，为增环，A1为减环。画尺寸链图时，先从孔的中心线为减环。画尺寸链图时，先从孔的中心线（定位基准）出发，画镗孔半径（定位基准）出发，画镗孔半径A1，再以镗孔下母线为，再以镗孔下母线为基准画插键槽深度基准画插键槽深度A2，以孔中心线为基准画磨孔半径，以孔中心线为基准画磨孔半径A3，最后用键槽深度的设计尺寸，最后用键槽深度的设计尺寸A0使尺寸链封闭。使尺寸链封闭。第82页/共116页本例中看出：本例中看出：（1）按设计要求键槽深度的公差范围是）按设计要求键槽深度的公差范围是00.30mm，但是，插键槽工序却只允许按，但是，插键槽工序却只允许按0.0230.285mm的公差范围来加工。究其原因，的公差范围来加工。究其原因，仍然是工艺基准与设计基准不重合。因此，在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。计基准重合，否则会增加制造难度。（2）正确地画出尺寸链图，并正确地判定封）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，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逐个画出全部组成环，最后用封闭环封闭尺寸链图。链图。封闭环有如下特征：封闭环有如下特征：封闭环一定是工艺封闭环一定是工艺过程间接保证的尺寸；封闭环的公差值最大，过程间接保证的尺寸；封闭环的公差值最大，它等于和