机械制造工艺学课件第三章工艺尺寸链.pdf

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1、3.1 尺寸链的定义和组成一、尺寸链尺寸链指的是在零件加工或机器装配过程中由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组。L1L2L3L4LL3L4L1L2LA1A2A3AA3AA2A11.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。(2)关联性尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化。二、尺寸链的有关术语L1L2LL3L4L1L2L3LL4在零件加工或机器装配过程中最后自然形成即间接获得或间接保证的尺寸。表示方法下

2、标加如A、L。1.尺寸键的环构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”。可分为组成环Ai封闭环A增环减环2.封闭环1A2A(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。2.1 封闭环的特点(1)体现在尺寸链计算中若封闭环判断错误则全部分析计算之结论也必然是错误的。(2)封闭尺寸通常是精度较高而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸。在装配尺寸链中封闭环往往代表装配中精度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。2.2 封闭环的重要性:L1L2L3L4LL3L4L1L2LA1A2A3AA3AA2A

3、13.组成环一个尺寸链中除封闭环以外的其他各环都是“组成环”。按其对封闭环的影响可分为增环和减环。表示为Ai、Lii=1,2,3增环在尺寸链中当其余组成环不变的情况下将某一组成环增大封闭环也随之增大该组成环即称为“增环”。L1L2LL3L4L1L2L3L5LL4L1为增环L1、L4为增环减环在尺寸链中当其余组成环不变的情况下将某一组成环增大封闭环却随之减小该组成环即称为“减环”。L1L2LL3L4L1L2L3L5LL4L2、L3、L5为减环L2、L3、L4为减环三、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

4、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。(3)空间尺寸链:尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。LL2L1L3L42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。A1A2A3A4A5A6A7AAA1A2A3A4A5A63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

5、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。AA12A3A4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。L1AL2L3L5A2A1L4L并联A1AA2L1L3L2L串联混联A1AA2B1B3B2BC1C2C共同基面共同基面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。3.2 尺寸链的计算方法(1)极值解法这种方法又叫极大极小值解法

6、。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。尺寸链的计算方法有如下两种(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已知组成环求封闭环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。求解尺寸链的情形如下例1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 尺寸链的中间计算L1L4L

7、3L2LL5例如齿轮减速箱装配后要求轴承左端面与左端轴套之间的间隙为L。此尺寸可通过事先检验零件的实际尺寸L1、L2、L3、L4、L5 就可预先知L的实际尺寸是否合格?2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”。40100.15L1l3L2零件图工序一工序二工序三如齿轮零件轴向尺寸加工采用的工序如图现需控制幅板厚度10土0.15如何控制L1、L2、L3工序1车外圆车两端面后得L1=40 工序2车一端幅板至深度L2.工序3车另一端帽板至深度L3。并保证10士0.15。由上述工序安排可知幅板厚度10士0.15是按尺寸L1

8、、L2、l3加工后间接得到的。因此,为了保证10士15势必对L1L2L3的尺寸偏差限制在一定范围内。即已知封闭环L=10士0.15求出各组成环L1L2L3尺寸的上下偏差。3.已知封闭环及部分组成环求其余组成环根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。总之尺寸链的基本理论无论对机器的设计或零件的制造、检验以及机器的部件组件装配整机装配等都是一种很有实用价值的。如能正确地运用尺寸链计算方法可有利于保证产品质量、简化工艺、减少不合理的加工步骤

9、等。尤其在成批、大量生产中通过尺寸链计算能更合理地确定工序尺寸、公差和余量从而能减少加工时间节约原料降低废品率确保机器装配精度。3.2 尺寸链计算的基本公式尺寸、偏差及公差之间的关系AAT/2T/2minAmax AsAxm AmA尺寸链计算所用符号也即尺寸链各环的基本尺寸计算下图为多环尺寸链各环的基本尺寸可写成等式为AA1A2A3A6A5A4654321AAAAAAA321654AAAAAAA由此可以推得多环尺寸链的基本尺寸的一般公式上式说明尺寸链封闭环的基本尺寸等于各增环基本尺寸之和减去各减环基本尺寸立和。对于任何一个总数为N的独立尺寸链若其中增环数为m由于其封闭环只有有一个则减环数n为n

10、=N1m。故niimiiAAA11二、极值解法当增环为最大极限尺寸而减环为最小极限尺寸时封闭环为最大极限尺寸。1.各环极限尺寸计算A2min2T2A2maxA1minA1A1maxAA1TAmaxAminAs 12As2As1As三环尺寸链极限尺寸计算关系图min2max1maxAAAmax2min1minAAA同理当多环尺寸键计算时则封闭环的极限尺寸可写成一般公式为niimiiAAA1min1maxmaxniimiiAAA1max1minmin2.各环上、下偏差的计算根据上述的几个式子可得出封闭环上、下偏差计算的一般公式因为零件图和工艺卡片中的尺寸和公差一般均以上、下偏差的形式标注所以该式较

11、为简便迅速)()(111min1maxmaxniimiiniimiisAAAAAAAniixmiisAA11)()(111max1minminniimiiniimiixAAAAAAAniismiixAA11计算封闭环的竖式口诀 增环上下偏差照抄减环上下偏差对调、变号 例 尺寸链图 C 16-0.35 A 60-0.17 16-0.35 60-0.17 尺寸链解算竖式基本尺寸 Es上偏差 Ei下偏差增 环+60 0.00 -0.17减 环-16 +0.35 0.00封闭环+44 +0.35 -0.17 于是得到封闭环 35.017.040A44443.各环公差的计算)()(1max1min1mi

12、n1maxminmaxniimiiniimiiAAAAAAT)()(1min1max1min1maxniiniimiimiiAAAAniimiiTT11即封闭环公差等于所有组成环公差之和它比任何组成环公差都大。所以应用中应注意(1)在零件设计中应选择最不重要的环作为封闭环。(2)封闭环公差确定后组成环数愈多则分到每一环的公差应愈小。所以在装配尺寸链中应尽量减小尺寸链的环数。即“最短尺寸链原则”。结论11NiiTT三、概率解法概率解法就可以克服极值解法的缺点使其应用更为科学、合理。极值解法特点优点简便、可靠、可保证不出现不合格品。缺点根据关系式所分配给各组成环公差过于严格。甚至无法加工。不够科学

13、、不够合理。11NiiTT在大批大量生产中一个尺寸链中的各组成环尺寸的获得彼此并无关系因此可将它们看成是相互独立的随机变量。相互独立的随机变量。经大量实测数据后从概率的概念来看有两个特征数1算术平均值这数值表示尺寸分布的集中位置。2均方根偏差 这数值说明实际尺寸分布相对算术平均值的离散程度。概率解法的数学依据A(算术平均-3+3A独立随机变量之和的均方差为:112Nii)(AAii其中这是用概率法解尺寸链的数学基础它反映了封闭环误差与组成环误差间的基本关系。1.各环公差计算112Nii由于尺寸链计算时不是均方根偏差间的关系而是以误差量或公差间的关系来计算的所以上述公式需改写成其它形式。当零件尺

14、寸为正态分布曲线时其偶然误差与均方根误差间的关系可表达为反映了封闭环误差与组成环误差间的基本关系。若尺寸链中各组成环的误差分布都遵循正态分布规律时则其封闭环也将遵循正态分布规律。若取公差带T=6则封闭环的公差与各组成环的公差关系可表示为=6即6112NiiTT正态分布各环公差计算公式当零件尺寸分布下为非正态分布时封闭环公差计算时须引入“相对分布系数K”。K表示所研究的尺寸分布曲线的不同分布性质即曲线的不同分布形状。非正态分布时各环公差计算各种K值可参考图表正态分布时非正态分布时6,6TT6TK 1122NiiiTKT所以封闭环公差的一般公式为一些尺寸分布曲线的K及e值若各组成环公差相等即令Ti

15、=TM 时则可求得各环的平均公差为nmTNTTM221在计算同一尺寸链时用概率解法可将组成环平均公差扩大倍。概率解法与极值解法的比较极值解法1NTnmTTM1N但实际上由于各组成环通常未必是正态分布曲线即Ki1,故实际所求得的扩大倍数比小些。1N极值解法时的是包括了封闭环尺寸变动时一切可能出现的尺寸即尺寸出现在范围内的概率为100%而概率解法时的是正态分布下取误差范围内的尺寸变动即尺寸出现在该范围内的概率为99.73%由于超出之外的概率仅为0.27%这个数值很小实际上可认为不至于出现所以取作为封闭环尺寸的实际变动范围是合理的。用概率解法可将组成环平均公差扩大倍的原因1N1NTTM12NTTM-

16、3+399.73%0.27%基准不重合时的尺寸换算包括测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算。3.3 工艺过程尺寸链工艺尺寸链正确地绘制、分析和计算工艺过程尺寸链是编制工艺规程的重要手段。下面就来看看工艺尺寸链的具体运用。一、基准不重合时的尺寸换算1.测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算测量基准与设计基准不重合的尺寸换算在生产实际中是经常遇到的。如图所示txtst测量基准a图中要加工三个圆弧槽设计基准为与50同心圆上的交点,若为单件小批生产通过试切法获得尺寸时显然在圆弧槽加工后尺寸就无法测量因此在拟定工艺过程时就要考虑选用圆柱表面或选用内孔上母线为测量准来换算

17、出尺寸。测量基准xshhbh设计基准解以50下母线为测量基准时可画出如下尺寸链ttsxtR5-0.300050-0.10txtst测量基准R5-0.300050-0.10在该尺寸链中外径是由上道工序加工直接保证的尺寸t应在本测量工序中直接获得均为组成环而R5是最后自然形成且满足零件图设计要求的封闭环。故该尺寸链中外径是增环t是减环。求基本尺寸t505t 45 求t 的上、下偏差 tx00ts1.03.0 xt0 st+0.2 2.0045故测量尺寸t为验算T5=T50+T45即0.3=0.1+0.2同理以选内孔上母线C为测量基准时可画出如下尺寸链020+0.045-0.10500hhshx50

18、-0.05250-0.30+0.0225100hhhsx这时外圆半径为增环内孔半径及尺寸h为减环R5仍为封闭环。计算后可得h的测量尺寸为 2275.0010h2定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算图中设计尺寸为350 0.30。设计基准为下底面为使镗孔夹具能安置中间导向支承加工中以箱体顶面作为定位基准。此时A为工序尺寸。则A的计算为基本尺寸A=600-350=250又因为600350TTTA40.060.0AT即2.0AT由于尺寸350和600均为对称偏差故A2500.10 如果有另一种情况若箱体图规定350 0.30要求不变600 0.40,公差放大。则因为T600T300即0.800.60

19、就无法满足工艺尺寸键的基本计算式的关系即使本工序的加工误差TA=0 也无法保证获得 360 0.30尺寸在允许范围之内。这时就必须采取措施(1)与设计部门协商能否将孔心线尺寸350要求放低例如要放大到 T350T600,往往是难以同意的(2)改变定位基准即用底面定位加工这时虽定位基准与设计基准重合但中间导向支承要用吊装式装拆麻烦分析(3)提高上工序的加工精度即缩小600 0.40公差使T600T350比如上例中T350=0.60,而TA=0.20,T600=0.40是允许的(4)适当选择其他加工方法或采取技术革新使上工序和本工序尺寸的加工精度均有所提高比如使压缩T600=0.50TA=0.10

20、这样也能保证实现350土0.30的技术要求。二、多工序尺寸换算在实际生产中特别当工件形状比较复杂加工精度要求较高各工序的定位基准多变等情况下其工艺过程尺寸链比较复杂有时一下不易辨清尚需作进一步深入分析。下面介绍几种常见的多工序尺寸换算。1.从待加工的设计基准标注尺寸时的计算40+0.050+0.3460039.6+0.1A如图所示的某一带键糟的齿轮孔按使用性能要求有一定耐磨性工艺上需淬火后磨削则键槽深度的最终尺寸不能直接获得因其设计基准内孔要继续加工所以插键槽时的深度只能作加工中间的工序尺寸拟订工艺规程时应把它计算出来。工序1:镗内孔至工序2 插键槽至尺寸A工序3 热处理工序4 磨内孔至。现在

21、要求出工艺规程中的工序尺寸A及其公差假定热处理后内孔的尺寸涨缩较小可以忽略不计。工序为10.006.3905.004040+0.050+0.3460039.6+0.1A19.8+0.050A+0.025200+0.30046按加工路线作出如图四环工艺尺寸链。其中尺寸46为要保证的封闭环,A和20为增环,19.8为减环。按尺寸链基本公式进行计算解方法一8.19)(4620A+0.30(+0.025 sA)0 sA0.275+0(0 xA)+0.05 xA0.050基本尺寸偏差因此A的尺寸为275.0050.08.45按“入体”原则A也可写成 225.008.45A19.8+0.050+0.025

22、200+0.3004619.8+0.050A+0.025200+0.3004640+0.050+0.3460039.6+0.1A方法一看不到尺寸A与加工余量的关系为此引进的半径余量Z3/2此时可把方法一中的尺解方法二在图B中余量Z3/2为封闭环在图C中则46为封闭环而Z3/2为组成环。由此可见要保证尺寸46就要控制Z3的变化而要控制Z3的变化又要控制它的两个组成环19.8及20的变化。故工序尺寸A既可从图A求出也可从图B、C求出。但往往前者便于计算后者便于分析。19.8+0.050+0.025200+0.30460A3Z2Z23(B)(C)寸链分解成两个各三环尺寸链。2.零件进行表面工艺时的工

23、序尺寸换算机器上有些零件如手柄、罩壳等需要进行镀铬、镀铜、镀锌等表面工艺目的是为美观和防锈表面没有精度要求所以也没有工序尺寸换算的问题但有些零件则不同不仅在表面工艺中要控制镀层厚度也要控制镀层表面的最终尺寸这就需要用工艺尺寸链进行换算了。计算方法按工艺顺序而有些不同。例1大量生产中一般采用的工艺车磨镀层。图a中圆环外径镀铬要求保证尺寸并希望镀层厚度0.0250.04双边为0.050.08求镀前尺寸。0045.0280-0.04528机械加工时控制镀前尺寸和镀层厚度由电镀液成份及电镀时参数决定直接获得而零件尺寸是镀后间接保证的所以它是封闭环。列出如图工艺尺寸链解之得解0-0.0452828-0.

24、0450A+sA-xA0.080-0.03A280.0827.9200 sA sA0-0.045-0.03+xA xA0.0150015.092.27即镀前尺寸为例2单件、小批生产中,由于电镀工艺不稳定或由于对镀层的精度、表面粗糙度要求很高时大量生产中采用的工艺车磨镀层工艺不能满足要求。故采用工艺车磨镀层磨。图中圆环外径镀铬要求保证尺寸Ra为0.2仍希望镀层厚度0.0250.04双边为0.050.08求镀前尺寸。0014.02828-0.01400.228-0.0140A+sA-xA0.080-0.0300 xA xA0-0.030.03 sA xA0.016A280.0827.92即镀前尺寸

25、为016.0092.27解根据已知条件绘出尺寸链三、孔系座标尺寸换算例如如图为箱体零件的工序简图其中两孔III之间的中心距L=1000.0130Lx86Ly50。由于两孔是在座标镗床上加工为了保证满足孔距尺寸 对于座标尺寸Lx,Ly,应控制多大公差这种尺寸换算通常是属于平面工艺尺寸链的一种应用。LxyyL30 x1000.1列出尺寸链图如图b它由L、Lx、Ly三尺寸组成的封闭图形。其中L是加工结束后才获得的故 是封闭环Lx、Ly是组成环。若把Lx、Ly 向 尺寸线上投影就将此平面尺寸链转化为三尺寸组成的线性尺寸链了如图c。解LxyyL30 x1000.130LLxyL(b)显然Lx、Ly均是增

26、环。此例的解算实质上就是一般的反计算问题。30LLxy(c)LLxcossinyL30LLxy(c)LLxcossinyL由尺寸链基本公式:若用等公差法分配即:而:TLxTLyTLM故:即:如公差带对称分布可在工序图上标镗孔工艺尺寸为此公式的推导见下页RRxyRR=Rxcos+Rysin dR=d(Rxcos)+d(Rysin)=cosd(Rx)Rxsind+sind(Ry)+Rycos d=cosd(Rx)+sind(Ry)Rxsind+Rycos d R cos sind+R sin cos d0 若 d(Rx)d(Ry)则 d(Rx)d(Ry)R/(sin+cos)推导四、图表跟踪法求解

27、尺寸链时有时同一方向上有的较多个尺寸加工时定位基准又需多次转换这时工序尺寸相互联系的关系相当复杂其工序尺寸、余量及公差的确定问题就需要从整个工艺过程的角度用工艺过程尺寸链作综合计算。图表跟踪法便是进行这种综合计算的有效方法。下面结合实例进行说明。如图所示为一轴套零件零件端面加工时有关轴向尺寸的加工顺序为工序1:1以大端面A定位车小端面D保持全长工序尺寸A1 TA1/2留余量3毫米2车小外圆到端面B保证尺寸。工序2:1以小端面D定位精车大端面A保持全长尺寸A2 TA2/2(留磨削余量0.2毫米)2镗大孔保持到C面的孔深尺寸A3 TA3/2 工艺3 以小端面D定位磨大端面A保证最终尺寸。例制订工艺

28、过程时需确定工序尺寸A1A2A3和A4及其公差并验算磨削余量Z3订得是否恰当。50-0.5040-0.200+0.5036ABCD40-0.200A=50-0.504解从以上加工顺序可画出工艺过程尺寸链如图a。Z=0.203+0.5360A TA323b3Z=0.20A 222TAA=504-0.50c存在着基准转换磨削余量Z3既是直接获得的尺寸A4的封闭环又是封闭环的组成环其实际切除量的大小会影响的精度。根据封闭环公差为各组成环公差之和的性质故组成环Z3的变化量必须小于封闭环尺寸的公差值0.50图b而Z3又是封闭环所以它的组成环的公差又应小于Z3的变化量图c。解算这类复杂工序尺寸可以应用图表

29、法。第二工序TA3A 第三工序A=500+0.5364320-0.5第一工序Z=3Z=0.203240A 222TA-0.200A 12TA150-0.5040-0.200+0.5036ABCD可以看出设计尺寸是间接保证的是工艺尺寸链的封闭环与设计尺寸 相应的工艺尺寸A3是一个含有工序间余量的工序尺寸整个工艺过程中+0.5360+0.5360+0.5360+0.536050-0.5040-0.200+0.5036ABCDA140-0.200A23AA4终结尺寸其具体方法步骤如下1.作图表1按适当的比例画出工件简图2填写工艺过程及工序间余量3利用图例符号标定各工序的定位基准、测量基准、加工表面、

30、工 序尺寸和终结尺寸线。4由终结尺寸向上作“迹线”遇加工表面转弯画成工序尺寸的平行线遇测量基准则继续沿表面向上最后汇交于某一表面而得一封闭图形构成尺寸链图确定封闭环为。5为计算方便均用双向对称偏差标注尺寸和公差。如用图表跟踪法计算工序尺寸25.025.3636,10.09.3940,25.075.49505.0002.005.0工序号工序名称工序尺寸工序公差工序间余量基本最大最小变动量1车小端52.750.253车台阶39.900.1032车大端49.950.102.8镗孔36.450.1063磨大端49.750.050.20.350.050.1550-0.5040-0.200+0.5036A

31、BCDA140-0.200A23AA4终结尺寸2.计算工序尺寸及公差1分配封闭环公差。对工艺过程和迹线封闭图形进行分析可知A3A4 A2 36.25四个尺寸构成尺寸链且36.25 0.25 为封闭环。24325.36AAAA把封闭环公差值 0.25分配给各组成环A2、A3、和A4取05.02,1.02,1.02432AAATTT2计算工序尺寸的基本尺寸。按对称偏差的标注方法先取对称标注的平均尺寸为A4的基本尺寸 49.75加上磨削余量Z3得A2的基本尺寸:49.750.20=49.95再加上大端面上的车削余量Z2得A1的基本尺寸:49.952.80=52.75同理可得A3的基本尺寸:36.25

32、0.20=36.45A3A42A+0.5360(49.750.25)(3填写工序尺寸及公差。按双向对称公差标注必要时再转标成单向“入体”公差。由于A1未参与尺寸链故可按粗车的经济精度取因此可得各工序尺寸25.021AT)8.49(05.075.492)35.36(10.045.362)05.50(10.095.492)53(25.075.522010.04420.0033020.022050.011AAAATATATATA3、验算1验算封闭环a按平均尺寸与双向对称偏差验算 b按单向入体公差验算 A=A3A4A2=36.4549.7549.95=36.25T=TA3+TA4+TA2=2(0.10

33、+0.05+0.10)=2 0.25=0.5工序3中已参照有关工艺资料和生产经验取基本磨削余量Z3=0.20由以上分析可知Z3是A2、A4的封闭环可直接利用该关系进行验算得磨削余量的变动量2验算工序间余量最大磨削余量Z3max=49.94+0.10-49.75-0.05=50.05-49.75=0.35 最小磨削余量:Z3min=49.95-0.10-49.75+0.05=49.85-49.80=0.05可见磨削余量是安全的Z3min0也较合理Z3max不过大。基本磨削余量:20.075.4995.49423AAZ15.0)05.0()10.0()2()2(2423AAZTTT4.推算毛坯尺寸

34、利用上表向下画毛坯轮廓线的延长线并取工序1中小端面的粗车余量和台阶面粗车余量均为3工序2镗孔时的毛坯余量为6再参照有关手册取出毛坯公差并经圆整后得56375.52)75.52(348.245.36)45.36(403390.39)90.39(毛毛毛分别标为:40 1、34 1、56 1.5 3.4 装配尺寸链任何机器都由许多零件和部件按照一定的技术要求组而合成的机器装配可分为组装、部装和总装。组装由若干零件组合成组件。部装若干组件个零件组成部件。总装由部件、组件、零件组合。装配完成的机器大都必须满足一定的装配精度。装配精度是衡量机器质量的一个重要指标。要达到装配精度固然与组成机器的每一个零件的

35、加工精度有关但与装配的工艺技术也有很大关系有时甚至必须依靠装配工艺技术才能达到产品质量。特别在机器精度要求较高、批量较小时。在长期的装配实践中人们根据不同的机器、不同的生产类型和条件创造了许多巧妙的装配工艺方法、这些保证装配精度的工艺方法可以归纳为四种完全互换法互换装配法分级选配法选配法修配法调整法一、互换装配法互换法的优点是:1.装配工作简单、生产率高2.有利于组织流水生产3.便于将复杂的产品在许多工厂中协作生产4.同时也有利于产品的维修和配件供应。缺点难以适应装配精度要求很高的场合。互换装配法就是机器中每个零件按图纸加工合格以后不需再经过任何选择、修配和调节就达到完全互换要求可以把它们装配

36、起来并能达到规定的装配精度和技术要求。例如图所示为齿轮箱部件装配后要求轴向窜动量为0.20.7mm。即。已知其他零件的有关基本尺寸是A1=122,A2=28、A3=5、A4=140、A5=5,试决定其上下偏差。互换法常有极值解法和概率解法7.02.00A1.极值解法1画出装配尺寸链校验各环基本尺寸。封闭环基本尺寸为:基本尺寸正确。A 2A 1A 4A 3A 5A 2确定各组成环尺寸的公差大小和分布位置。为了满足封闭环公差要求T0.5 各组成环公差 Ti的累积值 Ti不得超过此0.50值即应满足:问题如何既方便又经济合理的分配确定各组成环的公差Ti。通常把封闭环公差 T0.5 分配到各组成环公差

37、Ti的方法有三种:1)等公差2)等精度3)按加工难易程度即将T平均分摊到各个组成环Ti再按公差分配的“入体原则”将各环T写成偏差:按等公差分配问题A4 如何取。今特意留下一个环A4作为该尺寸链的“协调环”即A4的上、下偏差应通过计算获得故进行验算T=T1+T2+T3+T4+T5=0.10+0.10+0.10+0.10+0.10=0.50,计算结果符合装配精度要求。等公差法计算方便但未考虑各零件的基本尺寸差异因此各零件的精度等级不同显然不太合理。在同一尺寸链中基本尺寸大致差不多的情况下此法应用广泛。按等精度分配假定这台机器中每个零件都是同样的精度等级则分配公差时凡基本尺寸大的零件给公差较大反之较

38、小这较为合理。据公差与技术测量书中知公差 T=aI式中a 公差等级系数I 公差单位。而用等精度法分配公差时可查表得出该尺寸链中各组成环基本尺寸相应的公差单位值(Ij)再求出“平均公差等级系数(M)”A、B分别为尺寸分段的首尾两个尺寸值这样便可得出各组成环公差值 T1=2.5264=0.160mmT2=1.3164=0.084mmT3=0.7364=0.048mmT4=2.5264=0.160mm若仍选留A4为“协调环”则其他各组成环按“入体原则”可写出其上下偏差值,即:协调环A4的偏差值计算得故进行验算 T=T1+T2+T3+T4+T5=0.160+0.084+0.048+0.160+0.04

39、8=0.50计算结果符合装配精度要求。按加工难易程度分配法根据零件要求和加工要求来分配的公差是更为科学合理的方法。但需要设计人员有较丰富的经验。1A1、A2加工较难精度等级应略为降低。2A3、A5加工方便可适当提高精度等级。3A4加工难度中等。按等精度中求得平均精度等级为IT10。今取A1、A2大于10级而A3、A5取9级。即 TA1=0.17 TA2=0.1TA3=TA5=0.3TA4=T(T1+T2+T3+T5)=0.17如上例中结果符合装配后封闭环的技术要求。取A4为协调环其余组成环分别为则协调环2.概率解法当装配精度要求较高而尺寸链的环数又较多大于4环时应采用概率解法。按等精度分配公差

40、的概率解法概率解法中的封闭环2iTT平均公差等级系数12773.052.273.031.152.250022222112NjjMITa127 64 2几乎是放大了一倍T12.52 127=320m=0.32mmT21.31 127=160m=0.16mmT3 T5=0.73 127=90m=0.09mmT42.52 127=320m=0.32mm仍以A4为“协调环”按“入体原则”将其余组成环写成偏差形式即009.05316.00232.0015,28,122AAAA求协调环A4A4的平均基本尺寸为)()(54321MMMMMMAAAAAA)95.495.4()08.2816.122(45.02

41、5.02.04MA即A4M139.8804.028.044414016.088.139232.088.1392TAAM验算22222209.032.009.016.032.0iTT 0.50注意以互换法解尺寸链所允许的公差较小当再规定的生产条件下难以加工时应采用其它装配方法。二、选配法分组选配法是将组成环公差按能达到完全互换的极值解法求得后再放大数倍以达到经济精度的数值然后就依据此数据加工零件并将所得零件又按实际尺寸大小分成若干组分组数与公差放大倍数相等。例如图所示,为发动机活塞销孔与活塞销的配合,按照装配技术要求,销子直径d与销孔D在冷态下装配应有0.0025-0.0075mm,的过盈量,其

42、公差值为:TN=0.0075-0.0025=0.005mm,如果,采用完全互换法装配,按“等公差值”法分配封闭环公差,活塞销与活塞销孔均能分配到0.0025。销子尺寸标注为:mmDmmd005.00075.000025.028:,28则取销孔尺寸为协调环显然,这样高的加工精度,制造较困难,也是不经济的,应采用分组选择法装配。将销子的公差放大四倍,则:mmDmmd005.0015.0001.028:.,28则公差放大方向相同取销孔尺寸为协调环上偏差都没有变动,放大了下偏差,以扩大制造公差,这样一来,就活塞销外圆可用无心磨床磨削,在金刚镗床上镗活塞销孔然后,再用精密仪器进行测量,按照尺寸大小分成四

43、组,用不同颜色区别,分装在不同容器里,以便分组装配。活塞销与活塞销孔的分组尺寸表组别标志颜色活塞销直径活塞销孔直径最大过盈最小过盈mmmmmmmmmmmmmmmmDd0125.00150.00075.0010.0010.00125.00050.00075.00075.0010.00025.00050.00050.00075.000025.0005.0015.00010.028,2828,2828,2828,2828,281:红2:白3:蓝4:绿0.0025,0.0075最大过盈-0.005-0.0075-0.01-0.0125-0.015-0.0025-0.005-0.0075-0.01最小过

44、盈28孔销0分组装配法的特点:1、分组后,各组的配合要求,精度应与原来的相同。2、公差的放大倍数应与分组数相同,配合件的公差为同向放大。3、零件分组后,应保证装配时能够配套,如各环呈正态分布,则,可以配套装配,不为正态分布,则不能配套装配.易造成制品的积压。4、测量、分组保管工作复杂零件储备量大。分组数不易过多,只要公差放大到经济精度即可,否则,装配组织工作将变得较为复杂。三、修配法各组成零件尺寸,均按经济精度进行加工,装配时,通过对某一零件进行修配或就地配制这一零件,以满足装配精度要求。这一装配方法称为修配法。进行修配或就地配制的这一环,称为修配环。四、调整法各组成零件均按经济精度加工,装配时,通过调整补偿,以满足装配精度要求。这一方法称为调整法。