机械制造基础-53

（四）几种(jǐzhǒnɡ)工艺尺寸链的计算工艺尺寸链：在零件加工过程中，由有关工序尺寸所形成的尺寸链。工序尺寸：某工序加工所要达到的尺寸，即在加工中用来调整刀具的尺寸或测量(cèliáng)的尺寸。它们一般是直接得到的，故在工艺尺寸链中常常是组成环。精品资料工艺尺寸链中的设计要求或加工余量：常是间接保证的，故一般以封闭环的形式出现。目的：确定各加工工序的工序尺寸，目的是使加工表面能达到设计的要求（如尺寸、形状、位置精度要求，以及渗层、镀层厚度要求等），并有一个合理的加工余量。此外，当零件在加工过程中存在基准转换时，也需要(xūyào)通过尺寸链的计算来确定工序尺寸及其公差。精品资料1.基准不重合(chónghé)时的尺寸换算拟定零件加工工艺规程时，一般尽可能使工序基准(jīzhǔn)（定位基准(jīzhǔn)或测量基准(jīzhǔn)）与设计基准(jīzhǔn)重合，以避免产生基准(jīzhǔn)不重合误差。如因故不能实现基准(jīzhǔn)重合，就需要进行工序尺寸换算。精品资料（1）定位基准与设计基准不重合时的尺寸(chǐcun)换算例5－3图5－28(a)所示零件，表面A、C均已加工，现加工表面B,要求保证尺寸A0=25+0.25mm及平行度0.1mm，表面C是表面B的设计基准，但不宜作定位(dìngwèi)基准，故选表面A为定位(dìngwèi)基准，出现定位(dìngwèi)基准与设计基准不重合的情况，为达到零件得设计精度，需要进行尺寸换算。例题解答精品资料解：在采用调整法加工时，为了调整刀具位置，常将表面B的工序尺寸及平行度要求从定位表面A注出，即以A面为工序基准标注工序尺寸A2及平行度公差Tα2，因此，需要确定A2和Tα2的值。在加工表面B时A2和平行度α2是直接得到的，而A0及平行度公差Tα0=0.1mm是通过尺寸A1、A2以及(yǐjí)平行度公差Tα1、Tα2间接保证的。因此，在尺寸链中，A0为封闭环，A1为增环，A2为减环；α0为封闭环，α1为增环，α2为减环（图5-13（b）、（c））。根据已知条件：

A2=A1-

A0=(60-25)mm=35mmES2=ES1-EI0=(-0.1-0)mm=-0.1mmEI2=EI1-ES0=(0-0.25)mm=-0.25mm根据已知条件，Tα1=0.05mm,Tα0=0.1mm所以平行度α2的公差Tα2=Tα0-Tα1=(0.1-0.05)mm=0.05mm

精品资料必须指出，从零件(línɡjiàn)的设计要求来看，在图5-13（a）中A2是设计尺寸链的封闭环，它的上、下偏差要求应为ES2=ES1-EI0=(0-0)mm=0mmEI2=EI1-ES0=(-0.1-0.25)mm=-0.35mm

A0=(59.9-34.65)mm=25.25mm，可见A0尺寸仍合格。同理，当尺寸A1做成A1max=60mm，A2做35mm(比A2max=34.9mm大0.1mm)，则A0的实际尺寸为

A0=(60-35)mm=25mm，仍然是合格的。精品资料假废品(fèipǐn)问题

假废品的出现，给生产、质量管理带来很多麻烦，因此(yīncǐ)，除非不得已，不要使定位基准与设计基准不重合。精品资料（2）测量基准与设计(shèjì)基准不重合时的尺寸换算例5－3a如图所示为轴承衬套零件，图中下部所注尺寸为设计要求。在加工(jiāgōng)端面C应保证设计尺寸500-0.1mm，因不好测量而改为测量尺寸x，由于测量基准(A)与设计基准(B)不重合，故需要进行工序尺寸换算。精品资料解：在图5－42中，尺寸10-0.150mm和x是直接测量得到的，因而是尺寸链的组成环，尺寸50-0.150mm是测量过程间接得到的，因而是封闭(fēngbì)环。T50=T10+Tx

因为T10=0.15mm>T50=0.1mm，所以Tx无解。x=(50+10)mm=60mm,

ESx=ES50+EI10=（0-0.05）=-0.05mm,

EIx=EI50+ES10=(-0.1+0)=-0.1mm,精品资料2.标注工序尺寸的基准是尚待加工(jiāgōng)的设计基准时的尺寸计算例5－4：图5－36(a)所示为一带键槽(jiàncáo)的齿轮孔，孔淬火后需磨削，故键槽(jiàncáo)深度的最终尺寸43.60+0.34mm不能直接获得，这样插键槽(jiàncáo)的深度只能作为加工中的工序尺寸。因此，必须计算出插键槽(jiàncáo)的工序尺寸及其公差。有关内孔及键槽(jiàncáo)的加工顺序是：(1)镗内孔至φ39.60+0.1mm；(2)插键槽(jiàncáo)至尺寸A；(3)热处理；(4)磨内孔至φ400＋0.05mm，同时间接获得键槽(jiàncáo)深度尺寸43.60+0.34mm。试确定工序尺寸A及其公差。精品资料解：在图5－36(b)所示的四环尺寸链中，设计尺寸43.60+0.34mm是间接(jiànjiē)保证的，是封闭环，A和200＋0.025mm（内孔半径）为增环，19.80+0.05mm（镗孔φ39.60+0.1mm的半径）为减环。则

A=(43.6-20+19.8)mm=43.4mm,

ESA=(0.34-0.025)mm=0.315mm，EIA=(0+0.05)mm=0.05mm,精品资料3.多尺寸保证(bǎozhèng)时工艺尺寸链的计算例5－5

图5－37(a)所示的零件中，A面为主要轴向设计基准，直接从它标注的设计尺寸有4个。由于A面要求高，安排在最后加工，但在磨削加工工序中(见图5－44(b))，只能直接控制（即图中标注的）一个尺寸。这个尺寸通常是同一设计基准标注的设计尺寸中精度要求最高的，本例中即为5-0.160mm。而其他三个尺寸则需要通过换算来间接保证。即要求计算表面A磨削前的车削(chēxuē)工序中，上述各设计尺寸的控制尺寸及公差。精品资料精品资料解在图5－45所示的尺寸(chǐcun)链图中，假定尺寸(chǐcun)5-0.160mm磨削前的车削尺寸(chǐcun)控制在A±TA=5.3±0.05mm，此时磨削余量Z为封闭环。ESZ=+0.05mm-(-0.16)mm=0.21mmEIZ=-0.05mm-0mm=-0.05mm为了在A面磨削后，其余的三个设计尺寸达到要求，则磨前的车削尺寸B、C、D也应控制。此时磨后的各尺寸为封闭(fēngbì)环，磨削余量Z为组成环之一，按尺寸链图分别求出磨前各尺寸为精品资料4.余量(yúliànɡ)校核工序余量的变化量取决于本工序以及前面有关工序加工误差的大小，在已知工序尺寸及其公差的条件下，用工艺尺寸链可以计算(jìsuàn)余量的变化，校核其大小是否合适。通常只需要校核精加工余量。精品资料例5-6图5-39(a)所示小轴的轴向尺寸(chǐcun)需作如下加工：

精品资料解由图5-39(b)所示的轴向尺寸工艺尺寸链，因余量Z是在加工中间接获得的，故是尺寸链的封闭环。按尺寸链的计算公式则Z=A3-(A1+A2)=80mm-(30+49.5)mm=0.5mmZmax=A3max-(A1min+A2min)=80mm-(30-0.14)mm-(49.5-0)mm=0.64mm

Zmin=A3min-(A1max+A2max)=(80-0.2)mm-(30-0)mm-(49.5+0.3)mm=0mm

由于Zmin=0，因此，有些零件磨端面2时就可能没有余量。故必须(bìxū)加大Zmin，因A3min和A1max是设计尺寸而不能更改，所以只有让A2max减小。令Zmin=0.1mm,代入上式可得

A2max=49.7mm

必须(bìxū)指出，A2的基本尺寸不能更改，否则尺寸链中的基本尺寸就不封闭了。精品资料5.零件进行表面(biǎomiàn)热处理时的工序尺寸换算（1）零件进行表面镀层处理（镀铬、镀锌、镀铜等）时的工序尺寸换算例5－7图5－40(a)所示的圆环，外圆表面要求镀铬，镀前进行磨削加工，需保证尺寸φA。镀铬时控制镀层厚度双边为0.05-0.08mm(可写成0.08-0.030mm)，并间接(jiànjiē)保证设计尺寸φ280-0.045mm。试确定磨削时的工序尺寸φA及其上、下偏差。精品资料解：由于零件尺寸φ280-0.045mm是镀后间接保证的，所以它是封闭环。列出工艺尺寸链，解之可得A=28mm-0.08mm=27.92mmESA=0mm-0mm=0mmEIA=-0.045mm-(-0.03)mm=0.015mm

应当指出(zhǐchū)，某些进行镀层处理的零件（如手柄、罩壳等），只是为了美观和防锈，镀层表面没有精度要求，就不存在工序尺寸换算问题。精品资料（2）零件表面(biǎomiàn)渗碳、渗氮处理时的工序尺寸换算例5－8

图5－41(a）所示的轴承忖套，内孔要求渗氮处理(chǔlǐ)，渗氮层深度t0单边为0.30+0.2mm，有关加工工序