第五章工艺规程设计工艺尺寸链计算

机械制造技术基础第三节工序尺寸的确定第五章工艺规程设计5.3.1加工余量

加工余量——加工过程中从加工表面切去材料层厚度

工序（工步）余量——某一表面在某一工序（工步）中所切去的材料层厚度◎

对于被包容表面◎对于包容表面式中Zb——本工序余量；

a——前工序尺寸；

b——本工序尺寸。加工余量及其计算5.3.1加工余量式中ZS——总加工余量；

Zi——第i道工序加工余量；

n——该表面加工工序数。最大余量最小余量总加工余量——零件从毛坯变为成品切除材料层总厚度

余量公差（被包容尺寸与包容尺寸）5.3.1加工余量工序尺寸与余量间的关系5.3.2最小加工余量上工序尺寸公差（Ta）的影响图5.12加工余量与工序公差的关系(a)为外表面（被包容面）加工，本工序的基本余量Zb为最小余量的影响因素图5-19上工序表面粗糙度和缺陷层的影响上工序表面质量Ry，Ha的影响5.3.2最小加工余量最小余量的影响因素0.05图5-18直线度误差对加工精度的影响上工序各表面相互位置空间偏差（ea）的影响

5.3.2最小加工余量最小余量的影响因素5.3.2最小加工余量本工序加工时装夹误差（εb）的影响最小余量的影响因素图5-20三爪卡盘的装夹误差空间偏差与装夹误差在空间是有不同方向的，二者对加工余量的影响应该是向量和5.3.2最小加工余量最小余量的影响因素5.3.2最小加工余量加工余量确定方法

计算法——采用计算法确定加工余量比较准确，但需掌握必要的统计资料和具备一定的测量手段。◎采用浮动镗刀块镗孔或浮动铰刀铰孔或拉刀拉孔◎无心磨床磨外圆◎研磨、抛光平面

经验法——由一些有经验的工程技术人员或工人根据现场条件和实际经验确定加工余量。此法多用于单件小批生产。

查表法——利用各种手册所给的表格数据，再结合实际加工情况进行必要的修正，以确定加工余量。此法方便、迅速，生产上应用较多。5.3.3工工序尺寸寸确定确定工序尺寸寸一般方法确定各工序加加工余量从最终加工工工序开始，即即从设计尺寸寸开始，逐次次加上（对于于被包容面））或减去（对对于包容面））每道工序的的加工余量，，可分别得到到各工序的基基本尺寸除最终加工工工序取设计尺尺寸公差外，，其余各工序序按各自采用用的加工方法法所对应的加加工经济精度度确定工序尺尺寸公差除最终工序外外，其余各工工序按“入体体原则”标注注工序尺寸公公差毛坯余量通常常由毛坯图给给出，故第1工序余量由由计算确定5.3.3工工序尺寸寸确定表5-6主轴孔工序尺寸及公差的确定浮动镗0.11007Ra0.8精镗0.5100-0.1=99.98Ra1.6半精镗2.499.9-0.5=99.410Ra3.2粗镗599.4-2.4=9712Ra6.3毛坯孔100-8=92工序名称加工余量工序基本尺寸加工经济精度(IT)工序尺寸及公差表面粗糙度主轴孔工序尺寸及公差的确定，加工过程：粗镗→半精镗→精镗→浮动镗【例5-2】工序尺寸及公差每道工序完成成后应保证的的尺寸定义基准重合时计算顺序是：：先确定各工序序的基本尺寸寸，再由后往往前，逐个工工序推算；工工序尺寸的公公差，则都按按各工序的经经济精度确定定，并按“入入体原则”确确定上下偏差差基准不重合时时，需用工艺尺寸链来分析计算计算工序尺寸及公公差的确定5.3.3工工序尺寸寸确定机械制造技术术基础5.4工艺尺寸链5.4.1尺尺寸寸链基本概念念尺寸链定义在零件加工或或机器装配过过程中，由相相互联系的尺尺寸形成的封封闭尺寸组，，称为尺寸链链★装配尺寸链——在机器设计和和装配过程中中，由有关零零件尺寸形成成的尺寸链★工艺尺寸链——在加工过程中中，由同一零零件有关工序序尺寸所形成成的尺寸链★尺寸链——直线尺寸链、、平面尺寸链链、空间尺寸寸链5.4.1尺尺寸寸链基本概念念尺寸链定义：一组尺寸首首尾相接组成成的封闭链环环封闭环——在零件加工过过程中间接得得到的尺寸增环——当其它组组成环的大小小不变，该环环增大(或减小小）引起封闭闭环增大（或或减小）的环环组成环——在零件加工过过程中由加工直接得得到的尺寸减环——当其它组组成环的大小小不变，该环环增大(或减小小）引起封闭闭环减小（或或增大）的环环尺寸链的环：指组成尺寸链链的每一个尺尺寸5.4.2尺尺寸寸链计算方法法尺寸链的计算算（极值法法）封闭环基本尺尺寸计算公式式封闭环偏差计计算公式封闭环公差计计算公式5.4.2尺尺寸寸链计算方法法尺寸链计算的几种情况(1)正计算算——已知各组成环环，求封闭环环。主要用于于验算所设计计的产品能否否满足性能要要求及零件加加工后能否满满足零件的技技术要求。(2)反计算算——已知封闭环和和其它组成环环，求其中一一组成环。可可用于设计计计算与工艺计计算，也可用用于验算。(3)误差分分配——已知封闭环，，求其他组成成环。主要用用于产品设计计、加工和装装配工艺计算算等方面。反反计算的解不不是唯一的。。5.4.2尺尺寸寸链计算方法法确定组成环公公差大小的误误差分配方法法1）等公差原则按等公差值分分配的方法来来分配封闭环环的公差时，，各组成环的的公差值取相相同的平均公公差值Tav：即极值法Tav=T0/（n-1）这种方方法计计算比比较简简单，，但没没有考考虑到到各组组成环环加工工的难难易、、尺寸寸的大大小，，显然然是不不够合合理的的。概率法法5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法确定组组成环环公差差大小小的误误差分分配方方法2）按等精精度原原则按等公公差级级分配配的方方法来来分配配封闭闭环的的公差差时，，各组组成环环的公公差取取相同同的公公差等等级，，公差差值的的大小小根据据基本本尺寸寸的大大小，，由标标准公公差数数值表表中查查得。。3）按实际际可行行性分分配原原则按具体体情况况来分分配封封闭环环的公公差时时，第第一步步先按按等公公差值值或等等公差差级的的分配配原则则求出出各组组成环环所能能分配配到的的公差差，第第二步步再从从加工工的难难易程程度和和设计计要求求等具具体情情况调调整各各组成成环的的公差差。5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法例1工工序序基准准与设设计基基准不不重合合直线尺尺寸链链在工工艺过过程中中的应应用图示工工件，以底底面A定位，，加工工台阶阶面B，保证证尺寸寸，试确确定工工序尺尺寸A2。尺寸链中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；【解】b)A1A2A0a)A1A2A0ABC0.05A0.1C求解图图尺寸寸链，，可得得到：：工序尺尺寸：：例2测测量量基准准与设设计基基准不不重合合5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法图测测量基基准不不重合合时的的尺寸寸换算算计算得得：5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法图测量尺寸链示例A2若实测测A2=40.36，，按上上述要要求判判为废废品，，但此此时如如A1=50，则则实际际A0=9.64，仍仍合格格，即即“假假废品品”。。当实实测尺尺寸与与计算算尺寸寸的差差值小小于尺尺寸链链其它它组成成环公公差之之和时时，可可能为为假废废品。。采用用专用用检具具可减减小假假废品品出现现的可可能性性如图所所示零零件,尺寸寸A0不好测测量，改测测尺寸寸A2，试确确定A2的大小小和公公差由新建立的尺寸链可解出：【解】】★假废品品问题题：例3测测量量基准准与设设计基基准不不重合合例4设设计计工艺艺装备备来保保证设设计尺尺寸5.5.2尺尺寸寸链计计算方方法图轴轴承座座的尺尺寸换换算、、加工工和测测量方方法a）轴轴承座座的设设计尺尺寸和和换算算尺寸寸b）采采用心心轴和和卡板板的加加工和和测量量方法法1－工工件2－－心轴轴3－卡卡板例5中中间间工序序尺寸寸换算算5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法D1D2LHR1R2LH1)镗内孔至；2)插插键键槽，，保证证尺寸寸L；试确定定尺寸寸L的大小小及公公差。。建立尺尺寸链链如图图b)所示示，H是间接接保证证的尺尺寸，，因而而是封封闭环环。计计算该该尺寸寸链，，可得得到：：4)磨内孔至，同时保证尺寸。【解】】如图所所示键键槽孔孔加工工过程程如下下：3)热热处处理a）b）图例5键键槽加加工尺尺寸链链D1LD2H1讨论：：在前例例中，，认为为镗孔孔与磨磨孔同同轴，，实际际上存存在偏偏心。。若两两孔同同轴度度允差差为φ0.02，，即两两孔轴轴心偏偏心为为e=±±0.01。将偏偏心e作为组组成环环加入入尺寸寸链a）b）图例5键键槽加加工尺尺寸链链H20.010.01R1LHR2e重新进行计算，可得到：5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法例6加加工工套筒筒零件件，求求工序序尺寸寸及其其偏差差5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法5.4.2尺尺寸寸链计计算方方法例6加加工工套筒筒零件件，求求工序序尺寸寸及其其偏差差第一种种探探索法法（求求工序序尺寸寸上下下偏差差）从设计计尺寸寸两端端向下下探索索，遇遇到箭箭头拐拐弯，，遇到到基准准点继继续向向下，，直至至交于于一点点。所所走过过的路路径就就是保保证设设计尺尺寸的的尺寸寸链的的组成成环，，设计计尺寸寸是封封闭环环。按照照分分配配公公差差。。5.4.2尺尺寸寸链链计计算算方方法法余量定位基准封闭环工序序尺尺寸寸加工表面5.4.2尺尺寸寸链链计计算算方方法法例7校校核核工工序序3小小端端余余量量是是否否足足够够？？5.4.2尺尺寸寸链链计计算算方方法法工序序尺尺寸寸图图解解法法5.4.3工工序序尺尺寸寸图图表表法法第一一种种探探索索法法（（求求工工序序尺尺寸寸上上下下偏偏差差））从设设计计尺尺寸寸两两端端向向下下探探索索，，遇遇到到箭箭头头拐拐弯弯，，遇遇到到基基准准点点继继续续向向下下，，直直至至交交于于一一点点。。所所走走过过的的路路径径就就是是保保证证设设计计尺尺寸寸的的尺尺寸寸链链的的组组成成环环，，设设计计尺尺寸寸是是封封闭闭环环。。按照照分分配配公公差差。。5.4.3工工序序尺尺寸寸图图表表法法第二二种种探探索索法法（（求求余余量量变变动动范范围围））从余余量量所所对对应应的的尺尺寸寸的的两两端端向向下下探探索索，，遇遇到到箭箭头头拐拐弯弯，，遇遇到到基基准准点点继继续续向向下下，，直直至至交交于于一一点点。。所所走走过过的的路路径径就就是是组组成成余余量量尺尺寸寸链链的的组组成成环环（（包包括括余余量量所所对对应应的的尺尺寸寸）），，余余量量是是封封闭闭环环。。5.4.3工工序序尺尺寸寸图图表表法法第三三种种探探索索法法（（求求工工序