第一章机械制造工艺编制基础知识之三

1、尺寸链的定义在机械设计和零件的加工过程或机器的装配过程中，经常会遇到一些相互联络的尺寸组合，这些相互联络、且按一定顺序陈列的封锁尺寸组合称尺寸链。在零件的加工过程中，由有关工序尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。第一章机械制造工艺编制根底知识工艺尺寸链尺寸链的根本概念第一章机械制造工艺编制根底知识2、尺寸链的组成环——在尺寸链中，每一个尺寸称为尺寸链的环，根据其作用不同，尺寸链中的环又可分为：封锁环——在尺寸链中自然构成或间接保证的尺寸成为封锁环。一个尺寸链中，封锁环只能有一个，用A0表示。组成环——尺寸链中除去封锁环以外的尺寸统称组成环。组成环以下角标“i〞表示。第一章机械制造工艺编制根底知识根据组成环对封锁环的影响，组成环又分：增环——在尺寸链中，当其他组成环不变时，将某一环增大〔或减小〕，封锁环也随之增大〔或减小〕，该环称之为增环，用表示。减环——在尺寸链中，当其他组成环不变时，将某一环增大〔或减小〕，封锁环反而随之减小〔或增大〕，该环就为减环，用表示。补偿环——尺寸链中预先选定的某一组成环，可以经过改动其大小或位置，使封锁环到达规定要求。第一章机械制造工艺编制根底知识3、尺寸链的特性封锁性：尺寸链是封锁的尺寸组，它是由一个封锁环和假设干个相互衔接的组成环所构成的封锁图形，一个封锁环有一个尺寸链。关联性：尺寸链具有封锁性，尺寸链中各环都相互关联，尺寸链中封锁环随一切组成环的变动而变动。组成环是自变量，封锁环是因变量。传送系数：表示各组成环对封锁环影响大小的系数。增环为正，减环为负。对直线尺寸链而言，增环的ξi＝1，减环的ξi＝－1。动画第一章机械制造工艺编制根底知识4、尺寸链图尺寸链图是将尺寸链中各相应的环按大致比例，用首尾相接的单箭头顺序画出的尺寸图。减环：箭头与封锁环方向一样增环：箭头与封锁环方向相反第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识5、尺寸链的分类〔1〕按尺寸链在空间分布的位置关系，可分为线性尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。1〕线性尺寸链：尺寸链中各环位于同一平面内且彼此平行。

2〕平面尺寸链：尺寸链中各环位于同一平面或彼此平行的平面内，各环之间可以不平行。

3〕空间尺寸链：尺寸链中各环不在同一平面或彼此平行的平面内。第一章机械制造工艺编制根底知识平面尺寸链〔2〕按尺寸链的运用范围，可分为工艺尺寸链和装配尺寸链。1〕工艺尺寸链：在加工过程中，工件上各相关的工艺尺寸所组成的尺寸链。

第一章机械制造工艺编制根底知识2〕装配尺寸链：在机器设计和装配过程中，各相关的零部件相互联络的尺寸所组成的尺寸链。装配尺寸链第一章机械制造工艺编制根底知识〔3〕按尺寸链各环的几何特征，可分为长度尺寸链和角度尺寸链。1〕长度尺寸链：尺寸链中各环均为长度量。2〕角度尺寸链：尺寸链中各环均为角度量。动画第一章机械制造工艺编制根底知识〔4〕按尺寸链之间相互关系，可分为独立尺寸链和并联尺寸链。1〕独立尺寸链：尺寸链中一切的组成环和封锁环只从属于一个尺寸链。

2〕并联尺寸链：两个或两个以上的尺寸链，经过公共环将它们联络起来并联构成的尺寸链。第一章机械制造工艺编制根底知识动画第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识

尺寸链计算有极值法与统计法〔或概率法〕两种。用极值法解尺寸链是从尺寸链各环均处于极值条件来求解封锁环尺寸与组成环尺寸之间关系的。用统计法解尺寸链那么是运用概率论实际来求解封锁环尺寸与组成环尺寸之间关系的。极值法——用于环数少的尺寸链统计法——用于环数多的尺寸链第一章机械制造工艺编制根底知识尺寸链的计算第一章机械制造工艺编制根底知识尺寸链计算三种情况正计算方式—知组成环的根本尺寸、公差、极限偏向，求封锁环的根本尺寸、公差及极限公差〔产品设计的校验任务〕反计算方式—知封锁环的根本尺寸、公差及极限公差，求各组成环的根本尺寸、公差、极限偏向〔产品设计任务〕中间计算方式—知封锁环和部分组成环的根本尺寸、公差及极限公差，求其他组成环的根本尺寸、公差、极限偏向〔工艺尺寸链〕

机械制造中的尺寸公差通常用根本尺寸(A)、上偏向(ES)、下偏向(EI)表示，还可以用最大极限尺寸(Amax)与最小极限尺寸(Amin)或根本尺寸(A)、中间偏向(Δ)与公差(T)表示，它们之间的关系参见图。第一章机械制造工艺编制根底知识(一)根本尺寸的计算

封锁环的根本尺寸等于各增环的根本尺寸之和减去各减环的根本尺寸之和。第一章机械制造工艺编制根底知识用极值法解尺寸链的根本公式第一章机械制造工艺编制根底知识(二)极限尺寸的计算

封锁环的最大极限尺寸等于一切增环最大极限尺寸之和减去一切减环最小极限尺寸之和；封锁环的最小极限尺寸，等于一切增环的最小极限尺寸之和减去一切减环的最大极限尺寸之和。(三)上、下偏向的计算

封锁环的上偏向等于一切增环的上偏向之和减去一切减环的下偏向之和；

封锁环的下偏向等于一切增环的下偏向之和减去一切减环的上偏向之和。

第一章机械制造工艺编制根底知识(四)公差的计算

封锁环的公差等于一切组成环公差之和。第一章机械制造工艺编制根底知识(五)封锁环的平均尺寸封锁环的平均尺寸等于一切增环平均尺寸之和减去一切减环平均尺寸之和第一章机械制造工艺编制根底知识〔六〕封锁环的中间偏向〔上偏向与下偏向的平均值〕

封锁环的中间偏向等于一切增环中间偏向之和减去一切减环中间偏向之和第一章机械制造工艺编制根底知识

封锁环和增环的根本尺寸和上下偏向照抄；减环根本尺寸变号；减环上下偏向对调且变号。

竖式计算法可用来验算极值法解尺寸链的正确与否。第一章机械制造工艺编制根底知识竖式计算法口诀

运用极限法解尺寸链，具有简便、可靠等优点。但是当封锁环公差较小，环数较多时，那么各组成环就相应地减小，呵斥加工困难，本钱添加。消费实际中，封锁环的实践误差比用极值法计算出来的公差小得多。为了扩展组成环公差，以便加工容易，此时可采用统计法〔概率法〕解尺寸链以确定组成环公差，而不用极限法。第一章机械制造工艺编制根底知识用概率法解尺寸链的根本公式统计法解算尺寸链的根本计算公式除可运用极限法解直线尺寸链的有些根本公式外，尚有以下两个根本计算公式：

封锁环中间偏向

封锁环公差第一章机械制造工艺编制根底知识式中：ei—第i组成环尺寸分布曲线的不对称系数；

eiTi/2—第i组成环尺寸分布中心相对于公差带的偏移量；

ko—封锁环的相对分布系数；

ki—第i组成环的相对分布系数。

第一章机械制造工艺编制根底知识统计法〔概率法〕的近似计算：

统计法〔概率法〕的近似计算是假定各环分布曲线是对称分布于公差值的全部范围内〔即ei=0〕，并取一样的相对分布系统的平均值Km〔普通取1.2～1.7〕。所以有：

第一章机械制造工艺编制根底知识工艺尺寸链的建立中应留意的几个问题：组成尺寸链的尺寸，一定是亲密相关、相互制约的一组尺寸。不相关的尺寸不属于尺寸链的组成部分。正确地确定封锁环。在尺寸链中，封锁环是自然构成的或者是间接保证的尺寸，而且只需一个。封锁环一定要判别准确，否那么计算出的结果将是错误的。第一章机械制造工艺编制根底知识工艺尺寸链的计算查找组成环,从封锁环一端开场,按照尺寸间的联络,首尾相连,依次画出对封锁环有影响的尺寸,直到封锁环的另一端,构成一个封锁图形,就构成一个工艺尺链。查找组成环必需掌握的根本特点为：组成环是加工过程中“直接获得〞的，而且对封锁环有影响。第一章机械制造工艺编制根底知识准确判别增环、减环。根据增、减环对封锁环的影响，采用标箭头的方法来判别，特别是当尺寸链的环数较多时，这样判别既方便又不容易出错。其方法是：在封锁环上方任给一个方向标出箭头，然后沿箭头指定的方向，由封锁环的一端顺序地在各组成环上方标出箭头，直到与封锁环另一端封锁为止。凡是箭头方向与封锁环所标的箭头方向一样的组成环既为减环，相反那么为增环。准确地确定增、减环也很重要，否那么同样得到错误的结果。第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识1、定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算例：以下图工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸A2，要求保证B面与C面间尺寸A0。试求工序尺寸A2。第一章机械制造工艺编制根底知识基准不重合时的尺寸换算定位基准与设计基准不重合时，建立以设计尺寸为封锁环，以工序尺寸为组成环的工艺尺寸链，按“反计算〞方式分配工序尺寸公差，将设计尺寸公差科学合理地分配给工序尺寸。第一章机械制造工艺编制根底知识举例:如图零件假设以A面定位,用调整法铣平面B、C及槽D，试确定其工序尺寸及偏向。第一章机械制造工艺编制根底知识分析：C面本身的设计基准即A面，加工C面时的工序尺寸即为设计尺寸16±0.2。加工B面以A面为定位基准,而B面20±0.4尺寸的设计基准是C面,用调整法加工时发生定位基准与设计基准不重合。以设计尺寸20±0.4为封锁环,16±0.2和工序尺寸B为组成环,即可计算B面的工序尺寸和公差、偏向。D槽的加工与B面一样，但应留意，此时封锁环即设计尺寸80±0.18和公差已小于组成环16±0.2公差,必需对组成环的公差进展紧缩,如改为16±0.1。应调整加工C面的工序尺寸为16±0.1。根据尺寸链即可计算D槽的工序尺寸及偏向，同时对B面加工的工序尺寸也应进展修正。第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识丈量尺寸的换算例:某零件如图示，设计尺寸50-0.17、10-0.36，因10-0.36不好丈量，而改为丈量A2，试确定工序尺寸A2。2、丈量基准与设计基准不重合时的尺寸换算第一章机械制造工艺编制根底知识A'210-0.36A'1=50-0.17A'0封锁环A'0A'2A'1解:1)确定封锁环、建立尺寸链、判别增减环。2〕尺寸及偏向计算：确定增减环:A'1为增环，A'2为减环计算A'0=A'1-A'2，A'2=50-10=40封锁环上偏向ES'0=ES'1-EI'2即0=0-EI'2，EI'2=0封锁环下偏向EI'0=EI'1-ES'2即–0.36=-0.17-ES'2，ES'2=0.19即A'2=40+0.19第一章机械制造工艺编制根底知识假废品的分析假设A2′、Ａ１′在和之间那么Ａ0′一定在之间零件合格假设A2′的实践尺寸超出，但仍是在之间时工序检验那么以为该零件不合格检验人员应逐个丈量另一组成环，再计算出A0′的实践值并判别零件能否合格第一章机械制造工艺编制根底知识在实践加工中，丈量基准与设计基准不重合，进展换算丈量尺时，假设零件换算后的丈量尺寸超差，只需丈量尺寸的超差量小于或等于其他组成环尺寸公差之和，就有能够出现假废品，为此应对该零件各有关尺寸进展复检和验算，以免将实践合格的零件报废而导致浪费。假废品的出现，给消费质量管理带来诸多费事，因此，不到非不得已，不要使工艺基准与设计基准不重合。第一章机械制造工艺编制根底知识设计工艺配备来保证设计尺寸第一章机械制造工艺编制根底知识例：图示为轴承衬套零件，图中下部所注尺寸为设计要求。在加工端面C时应保证设计尺寸mm，因不好丈量而改为丈量尺寸X，由于丈量基准(A)与设计基准(B)不重合，故需进展工序尺寸换算为封锁环，A1为增环,为减环A0=A1-A2,50=A′-10，那么A1=60封锁环的上偏向ES0=ES1-EI2即0=ES1-〔-0.15〕,ES1=-0.15封锁环的下偏向EI0=EI1-ES2即-0.1=EI1-0，EI1=-0.1A1=上偏向小于下偏向,错误缘由:组成环的公差曾经超越了封锁环的公差,必需调整取那么经过计算第一章机械制造工艺编制根底知识成批消费中设计夹具来加工和丈量A1A2A0第一章机械制造工艺编制根底知识图中尺寸、和b尺寸构成工艺尺寸链确定封锁环A1为增环、A2为减环A0=A1-A2，50=80-A2，那么A2=30ES0=ES1-EI2即0=0-EI2那么EI2=0EI0=EI1-ES2即–0.1=-0.02-ES2那么ES2=0.08即第一章机械制造工艺编制根底知识例：如图示零件，加工时要求保证尺寸，但该尺寸不便丈量，只好经过丈量尺寸L来间接保证，试求工序尺寸L及其上、下偏向解：第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识例：一批如图示轴套零件，在车床上已加工好外圆、内孔及端面，现须在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸5-0.06及260.2，求采用调整法加工时控制尺寸H、A及其偏向并画出尺寸链图。第一章机械制造工艺编制根底知识例：如下图的齿轮内孔，内孔设计尺寸为，表示键槽深度的设计尺寸为，加工工艺过程为：1．拉孔至；2．拉键槽保证尺寸A；3．热处置〔略去热处置变形的影响〕；4．磨孔至图样尺寸。试计算工序尺寸A及其偏向。

第一章机械制造工艺编制根底知识标注工序尺寸的基准是尚待加工的设计基准的尺寸换算第一章机械制造工艺编制根底知识增环〔43.4+0.315+0.050〕20+0.0250减环-19.80-0.050封锁环43.6+0.340故插键槽的工序尺寸A及其偏向为：A=43.4=43.45mm。留意：当尺寸链中的尺寸取原尺寸的一半时，根本尺寸及其公差〔偏向〕均取一半。第一章机械制造工艺编制根底知识第九节工艺尺寸链第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识多尺寸保证时工艺尺寸链的计算例：图示的零件中，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，(52±0.4)mm、mm、mm和(2±0.20)mm。磨削加工A面工序时，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最高的，本例中即为mm，而其他3个尺寸那么需经过换算来间接保证。即要求计算外表A磨削前的车削工序中，上述各设计尺寸的控制尺寸及公差。第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识余量校核第一章机械制造工艺编制根底知识例：图示小轴的轴向尺寸需作以下加工：①车端面1；②车端面2，保证端面1和端面2之间间隔尺寸mm；③车端面3，保证总长mm；④磨端面2，保证端面2与端面3之间间隔尺寸mm。试校核磨端面2的余量。第一章机械制造工艺编制根底知识50-0.3415±0.210-0.3零件图51-0.410车孔及端面50-0.3410.4-0.220车外圆及端面14.6±0.230钻孔10-0.340磨外圆及台阶例:如下图轴套，其加工工序如下图，试校验工序尺寸标注能否合理。第一章机械制造工艺编制根底知识解:1)分析从零件图上看,设计尺寸有10-0.3mm、15±0.2mm以及50-0.34。根据工艺过程分析能否全部到达图纸要求.其中10-0.3、50-0.34直接保证，15±0.2间接保证，为封锁环，必需校核。10.4-0.214.6±0.210-0.3A0封锁环4)处理方法:改动工艺过程，将工序30钻孔和工序40对调；提高加工精度，减少组成环公差。〔比如工件需淬火〕5〕重新标注尺寸，校核计算现将尺寸改为：10.4-0.1，14.6±0.1,10-0.1可求得:A0=15±0.2符合图纸要求.2〕查找组成环，建立尺寸链3〕计算尺寸及偏向求得A0=15-0.4+0.5(超差)第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识零件进展外表热处置时的工序尺寸换算渗入类〔渗碳、渗氮、碳氮共渗〕问题的封锁环是：渗入层厚度镀层类〔镀铬、镀锌、镀铜〕问题的封锁环是：工件电镀后的尺寸外表处置及镀层厚度工艺尺寸链渗入类〔渗碳、渗氮、碳氮共渗〕问题的封锁环是：渗入层厚度镀层类〔镀铬、镀锌、镀铜〕问题的封锁环是：工件电镀后的尺寸第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识1、零件进展外表镀层处置(镀铬、镀锌、镀铜等)时的工序尺寸换算例：图示的圆环，外圆外表要求镀铬，镀前进展磨削加工，需保证尺寸。镀铬时控制镀层厚度双边为0.05～0.08mm(可写成mm)，并间接保证设计尺寸mm。试确定磨削时的工序尺寸及其上、下偏向。第一章机械制造工艺编制根底知识第一章机械制造工艺编制根底知识2、零件外表渗碳、渗氮处置时的工序尺寸换算例：图示的轴承衬套，内孔要求渗氮处置，渗氮层深度单边为mm，有关加工工序是：磨内孔保证尺寸mm；渗氮并控制渗层深度为(单边)；最后精磨内孔，保证尺寸mm，同时保证渗层深度到达图纸规定的要求。试确定。第一章机械制造工艺编制根底知识例：图示偏心零件，外表A要求渗碳处置，渗碳层深度