尺寸链计算及公差分析.docx

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1、尺寸链计算及公差分析目录?尺寸链计算与公差分析的目的2?尺寸链的定义和分类2?尺寸链的定义2?尺寸链的分类3?工艺尺寸链的定义和换算3?工艺尺寸链的定义3?工艺尺寸链的分析与计算（换算形式）3?原始基准与设计基准不重合4?设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算4?多尺寸保证43.2.4.工艺尺寸链的解算步骤5?尺寸链的定义与相关术语5?尺寸链的分类6?按照形成原因7?按照尺寸特征7?按照空间布置7?尺寸链的分析计算8?极值法和概率法的不同8?概述8?试切法和调整法加工的不同9?极值法和概率法和调整法的不同9?极值法解尺寸链的计算公式9?正计算、反计算和中间计算10?尺寸链分析计算实例10?正计算

2、（校核计算）10?中间计算（工艺设计）11?尺寸链计算及公差分析（部分）12?工艺过程简介12?基本概念12?工艺过程的组成12?工艺过程文件化13?尺寸链讲解13?为何要做尺寸链分析13?尺寸链概念13?尺寸链的定义:13?尺寸链的特征13?尺寸链的分类14?按功能要求分：14?按尺寸链各环的相互位置分14?尺寸链绘制15?尺寸链计算15?计算工艺尺寸链的方法15?极值法15?公差分配一般原则：16尺寸链计算与公差分析的目的获得合理的工序公差，保证产品加工质量；检查工艺漏洞，提前优化，避免试生产造成的资源及时间浪费；优化零件加工工艺路线，避免累计误差；减少装配现场的修铿调整；降低产品的返修率

3、，帮助企业节约成本。尺寸链的定义和分类尺寸链的定义尺寸链是由一组相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组。在工程设计和制造中经常用尺寸链来进行工艺尺寸换算，控制关键尺寸的公差，从而保证产品的制造精度。尺寸链中，间接得到的尺寸称为封闭环。组成环按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。当其它组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大,则此组成环就称为增环；反之就称为减环，尺寸链的分类按其空间位置的构成可以分为：线性尺寸链（一维）、平面尺寸链（二维）和空间尺寸链（三维）。按其功能可以分为：装配尺寸链、零件尺寸链和工艺尺寸链。?.工艺尺寸链的定义和换算?.1.工艺尺寸链的定义在零件的加工过程中，决定各个工

4、序要素间相互关系的尺寸通常可用彼此相联系的点、线、面按一定顺序排列，形成一个封闭的尺寸系统，这个尺寸系统就称为工艺尺寸链。?.2.工艺尺寸链的分析与计算（换算形式）由于产品的复杂性，产品制造需要很多工序才能完成。由于加工基准的转换，使工艺尺寸换算在工艺设计过程中占有非常重要的地位。尺寸换算主要有以下几种形式：?.2.1.原始基准与设计基准不重合图1中A为设计基准，B为加工面，C为原始基准，尺寸H必须通过换算后求出。图1原始基准与设计基准不重合?.2.2.设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算图2中工序原始尺寸为20,B为加工面。若要对该尺寸直接测量比较困难,因此将一个芯轴安装在零件上，与零件内部

5、的定位面接触，借助基准A进行问接测量。尺寸1为固定长度，因此可以通过测量H来间接保证工序尺寸为20。图2设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算?.2.3.多尺寸保证图3中小孔在粗加工阶段已经加工完成,主设计基准A在最后面加工保证,与主设计基准有关的尺寸有4个：10、H、8、12o两个工序中，小孔中心与左端面的距离不变，因此H值由10、8、12三个尺寸共同来保证。01图3多尺寸保证3.2.4.工艺尺寸链的解算步骤由上所述，要利用尺寸链原理来分析相互关联的工序尺寸及余量的变化规律：首先要由零件工序图画出尺寸链图，然后找出封闭环、增环、减环等进行解算。解算关键在于能否正确地画出尺寸链，判断封闭环。?对

6、于在生产实践中已出现和未出现的复杂尺寸链解算问题，都需要根据尺寸链的定义及工艺目的进行准确把握，再根据实际情况来进行解算。?.尺寸链的定义与相关术语尺寸链的定义：由产品设计或工艺要求所确定的某一尺寸和对该尺寸有直接影响的全部尺寸，连接形成的封闭尺寸组。尺寸链具有封闭性和相关性：尺寸链一定是封闭的，尺寸链中各尺寸一定具有相互联系。4环：尺寸链中每一个尺寸都叫做一环。封闭环：加工或装配过程中最后自然形成的尺寸叫做封闭还。封闭环常用下标为“0”的字母表示。一个尺寸链中只有一个封闭环。判断封闭坏是尺寸链分析的最重要一步。组成环：除封闭环以外的其他环叫做组成环。组成环通常用下标为“1,2,3,”的字母表

7、示。根据对封闭环的影响不同，组成环分为增环和减环。增环：与封闭环同向变动的组成环称为增环。即其他组成环不变,该组成环尺寸增大（或减小）封闭环尺寸随之增大（或减小）。减环：与封闭环反向变动的组成环称为减环。即其他组成环不变,该组成环尺寸增大（或减小）封闭环尺寸随之减小（或增大）。?.尺寸链的分类?.1.按照形成原因按照形成原因，尺寸链分为装配尺寸链、零件尺寸链和工艺尺寸链。?.2.按照尺寸特征(1)长度尺寸链链中各环均为长度尺寸(2)角度尺寸链链中各环为角度尺可?.3.按照空间布置按照空间布置，尺寸链分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。Bi?.尺寸链的分析计算尺寸链建立确定封闭环&画尺寸链图

8、尺寸链分析判断增环/减环尺寸链计算极值法概率法解尺寸链正计算中间计算?.1.极值法和概率法的不同?.1.1.概述试切一测量一调整一再试切，r适用于试切法加工,用于普通机床,单件小批生产极值法（完全互换法）加工后零件尺寸偏向于最大实体尺寸考虑尺寸链的各环尺寸处于极值情况时对封闭环造成的影响应用广泛对刀一加工一加工适用于调整法加工,多用于组合化机床,大批生产加工后零件尺寸偏向于极限尺寸中间值呈正态分布考虑尺寸链的各环尺寸处于公差带出心时对封闭环造成的影响效率高?.1.2.试切法和调整法加工的不同试切法是指操作工人在每个工步或走刀前进行对刀，然后切出一小段，测量其尺寸是否合适，如果不合适，将刀具的位

9、置调整一下，再试切一小段，直至达到尺寸要求后才加工全部表面。通过试切一测量尺寸一调整刀具的吃刀量一走刀切削一再试切，如此反复直至达到所需尺寸。此法主要用于单件小批生产。调整法是一种加工前按规定的尺寸调整好刀具与工件相对位置及进给行程，从而保证在加工时自动获得所需距离尺寸精度的加工方法。这种加工方法在加工时不再试切。生产率高，其加工精度决定于机床、夹具的精度和调整误差，用于大批量生产。?.1.3.极值法和概率法和调整法的不同极值法适用于试切法加工，加工后的工件尺寸偏向于最大实体尺寸，极值法考虑工件处于极限偏差时对封闭环造成的影响。概率法适用于调整法加工，加工后的工件尺寸以公差带为中心呈正态分布,

10、概率发考虑工件处于公差带中心时对封闭环造成的影响。?.2.极值法解尺寸链的计算公式 极值法解尺寸链的计算公式正计算反计算 己知各组成环的公称尺寸和极限偏差 求封闭环的公称尺寸和极限尺寸 主要应用于审图中 己知封闭环的极限尺寸和各组成环的基本尺寸 求各组成环的极限偏差 主要用于装配精度确定后，给各组成环分配精度 有等公差法和等精度法已知封闭环和各组成环的基本尺寸和极限偏差中间计算求某个组成环的极限偏差应用于工艺尺寸链，给定零件的最终加工精度求某一工序的工序尺寸与微差M?.尺寸链分析计算实例?.1正计算（校核计算）例1已知如下图所示的齿轮部件装配，轴是固定不动的，齿轮在轴上回转,要求齿轮与挡圈的轴

11、向间隙为01-045mm0试采用完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限偏差。解:4=30.13mmA2=A5=5_J075mmA3=43册mmV.UX4=34mm晨5卜F基卜i3=43(1)确定封闭环及其技术要求由于间隙4是装配后自然形成的，所以确定封闭环为要求的间隙出。此间隙在0.10.45mm,即NO=O二惠mm=(2)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4、A2.4和生，如图所示.依据“回路法”判断出应为增环，4、A2,4和45皆为减环。(3)计算(校核)封闭环的基本尺寸No=N3G+N2+4+N5)=43-(305+3+5)=0mm封闭环

12、基本尺寸为0,说明各组成环基本尺寸满足封闭环的设计要求。(4)计算(校核)封闭环的极限偏差FS0=Ss-(EZ1f75)=O.18-(-O.13-O.O75-O.0-O.O75)=+0.5OmmEIq=E4-(ESi+ES2+3+R5=002-(0000)=+002mm(5)计算(校核)封闭环的公差To=T1T2+T3+7=0.130.0750.160.075+0.04=0.48mm校核结果表明，封闭环上下偏差及公差均已咨过规定葩围,必须调整、M眇1牛与*pJ夕1Z!组成环的极限偏差。?.2.中间计算(工艺设计)如图所示圆筒，已知外圆4=。70;：mm,内孔尺寸出=60106mm,内外圆轴线的

13、同轴度公差为0.02mm,余壁厚解(1)确定封闭环、组成环、画尺寸链图采用车外圆和镇内孔的加工工艺来形成圆筒壁厚，因此，壁厚AO是封闭环。取半径组成尺寸链，此时4、4的极限尺寸均按半值计算：4/2=35：mn1,22=3003mm.同轴度公差为40.02mm,贝()允许内外圆轴线偏移0.01mm,可正可负。故以43=0001画尺寸链图，如图所示，依据“回路法”判断出4为增环，血为减环。(2)求封闭环的基本尺寸io=35mm+O-3Onm=5mm(3)求封闭环的上、下偏差ES0=ES1+ES3-EI2=-0.020.01-0=-0.01mEI=EI+EIjES?=0.060.010.03nn=0.1Omni所以壁厚4=4.94.99mm0?.尺寸链计算及公差分析(部分)?.1.工艺过程简介?.1.1.基本概念工艺就是制造产品的方法。凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程成为工艺过程。而机械制造工艺过程是指零件的机械加工工艺过程和成品的装配工艺过程。?.1.2.工艺过程的组成为方便分析机加工的情况和制订工艺过程，将工艺过程分成若干工序，工序分成若干工步，工步分成若干工工作行程。其细分依实际需求而定。所谓工序是指：相同的工作人员在相同的工作地点对同一工件所完成的那一部分工艺过程。所谓工步是指：相同加工工具对同一工件在相同加工