机床角度尺寸链组成环性质的判别方法

机床角度尺寸链组成环性质的判别方法

标准的缺失安装尺寸链包括四种类型的尺寸链：线性尺寸链、形状位差的尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。一般机器的每个零件设计中,均要有尺寸公差、形状公差和位置公差,线性尺寸链可解决机器制造中各相关零件的尺寸精度问题。角度尺寸链解决机器制造中各相关零件的相互位置精度问题。平面尺寸链有时要使用。空间尺寸链用得较少。因此,在某种程度上说,线性尺寸链和形位公差角度尺寸链是一般机器装配尺寸链设计中两大支柱,缺了形位公差角度尺寸链的装配尺寸链设计是不完全的机器装配尺寸链设计。在我国的相当一部分机械制造企业中,对尺寸公差的线性尺寸链研究较多,而对形位公差角度尺寸链的研究较少,成了一个薄弱的环节。不管是产品设计阶段、工艺设计阶段,还是检测阶段都是薄弱环节。对于形位公差角度尺寸链,因为组成环是角度,与线性尺寸链不同,因此判断组成环的增、减环标准也截然不同。到目前为止,我国也没有一个统一的标准。虽然有些资料有过介绍,但不太完善,标准不具有唯一性。本文试图通过对已有方法的分析找出角度尺寸链的规律,寻求更为简单实用的角度尺寸链的求解方法。1出于强调机械设计中两个角度的尺寸链的构建1.1普通河床的水平校正和水平移动对主轴的垂直度链为了讨论方便,把普通车床精度标准中的α改成图1所示的α1.2角度尺寸链的建立用同样的方法,可以画出立式铣床主轴旋转轴线对工作台面的垂直度的尺寸链,如图2所示。图中所示字母的含义为:ββββ从两例角度尺寸链的建立可以看出,角度尺寸链的建立并不难,难点之一是确定角度尺寸链,各组成环的性质即判别增、减环。判别角度尺寸链各组成环的性质的方法目前有直观法、公共角顶法、角度转化法。2确定每个角度上环的性质的方法2.1般角顶的位置直接在装配示意图中的尺寸链图上判别组成环性质。平行度环看成角度很小的环,并约定其角顶的位置,一般角顶的位置取在尺寸链中垂直度环较多的一边,然后再判别其性质。平行度环增加时,封闭环亦增加,则为增环,反之为减环。垂直度环按实际所在位置判别其性质。2.2计算两垂直度在同一x方面内先在装配示意图上画出各角度环。选定任一垂直度环的角顶作为公共角顶,依次画出全部角度环。平行度环可看成角度很小的环。满足“环数最少”原则。为此,应使尺寸链中的两垂直度在同一象限内。由于其他原因,不能使两垂直度在同一象限时,就应用补角的形式转化到同一象限。然后用类似长度尺寸链的方法判别组成环的性质。2.3直角尺的位置用直角尺将尺寸链中所有垂直度都转化为平行度。转化时,原角度在Ⅱ、Ⅲ象限内,则直角尺应放在相应零件的左边;原角度在Ⅰ、Ⅳ象限内,则直角尺应放在相应零件的右边。各直角尺的位置应按相应零件的顺序排列。满足“环数最少”原则,为此,应使尺寸链中的两垂直度环在同一象限内。用角度转化法画出全部为平行度的尺寸链图后,然后用类似长度尺寸链的方法判别组成环的性质。3新方法：倾斜形状链法3.1合成封闭环的一般规律由以上三种方法对两例角度尺寸链求解可得:将(1)、(2)变换为左边全部是垂直度环,右边全部是平行度环的形式即:从(3)、(4)可以总结出规律:(1)无论平行度环是增环或是减环,在同一尺寸链中对封闭环的影响是一致的。(2)如果把尺寸链看作一个封闭的大环,垂直度环的角顶朝向环外,则与平行度环性质相反;垂直度环的角顶朝向环内,则与平行度环性质相同。这两条规律奠定了建立角度尺寸链求解新方法-回旋法的基础。3.2确定垂直度环回转方向,确定各组成环为减环;先在装配示意图上画出各角度环。再画一回旋环(圆),见图3、图4,按尺寸链环数将回旋环分段。按顺序确定各环位置并标注各环代号名称。规定组成环回旋方向(顺时或逆时),确定垂直度环回旋方向,角顶朝向环外,则与组成环回旋方向相反,角顶朝向环内,则与组成环回旋方向相同。最后判别组成环性质,与封闭环回旋方向相反的组成环为增环,与封闭环回旋方向相同的组成环为减环。由以上方法对两例角度尺寸链求解可得:求解的结果与直观法、公共角顶法、角度转化法完全一致,且易于理解,接