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1、機制教研室,第五章 工藝尺寸鏈,機械制造工藝基礎(chǔ),第五章 機械制造工藝尺寸鏈,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,獲得加工精度的方法,一,工藝尺寸鏈的概念,二,一,本節(jié)教學內(nèi)容,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,工藝尺寸鏈的應(yīng)用,四,三,五,工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈的計算示例,本節(jié)教學要求：,（1）了解獲得機械加工精度的方法。 （2）掌握工藝尺寸鏈的概念、組成、類型與計算方法。,本節(jié)教學要求,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,本節(jié)教學重點：,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,工藝尺寸鏈的計算方法。,本節(jié)教學重點,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,一、獲得加工精度的方法,獲

2、得加工精度的方法,加工精度：是指零件加工后的實際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的 接近程度。 零件的加工精度包含： （1）尺寸精度 表面本身的精度，直徑、長度、角度等。 （2）形狀精度 表面本身的精度，平面度、圓度、輪廓度等 （3）位置精度 不同表面之間的相互位置精度， 表面之間的位置尺寸及精度。 平面間距、孔間距、孔到平面的距離等。 表面之間的相互位置精度。 平行度、垂直度、對稱度等。,1.獲得形狀精度的方法 （1）軌跡法（仿形法） （2）成形法 （3）展成法 （4）相切法 2.獲得位置精度方法 位置尺寸與位置精度決定工件的裝夾方式，常見的有：,（1）直接找正裝夾 （2）劃線找正裝夾 （3）夾具裝夾

3、法,一、獲得加工精度的方法,獲得加工精度的方法,3.獲得尺寸精度的方法 （1）試切法試切測量調(diào)整再試切。單件小批生產(chǎn),一、獲得加工精度的方法,獲得加工精度的方法,（2）調(diào)整法加工前按規(guī)定尺寸調(diào)整好刀具與工件的相對 位置并在一批工件的加工過程中保證這種位 置的加工方法。 常用于成批大量生產(chǎn)中。,獲得加工精度的方法,3.獲得尺寸精度的方法,（3）定尺寸刀具法用刀具的相應(yīng)尺寸來保證工件被加 工部位的尺寸。 （4）設(shè)備保證法有設(shè)備的精度保證。 （5）自動控制法是把測量，進給裝置和控制系統(tǒng)組成一 個自動加工系統(tǒng)，加工過程依靠系統(tǒng) 自動完成。,獲得加工精度的方法,3.獲得尺寸精度的方法,自動控制法,獲得加

4、工精度的方法,3.獲得尺寸精度的方法,二、工藝尺寸鏈的概念,工藝尺寸鏈概念,尺寸鏈：在機器裝配或零件加工過程中，由一系列相互聯(lián)系 的尺寸按一定順序首尾相連形成的封閉尺寸組。,調(diào)整法銑平面,這種由單個零件在工藝過程中的有關(guān)尺寸形成的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。,（1）尺寸鏈的特征 關(guān)聯(lián)性 封閉性 （2）尺寸鏈的組成 環(huán)：把組成尺寸鏈的各個尺寸稱為環(huán)。,1.工藝尺寸鏈的特征及組成,二、工藝尺寸鏈的概念,工藝尺寸鏈概念,環(huán),封閉環(huán)：最終被間接保證精度的那個環(huán),組成環(huán)：除封閉環(huán)以外的環(huán),組成環(huán),增環(huán)：其余各環(huán)不變，該環(huán)增大封閉環(huán)也增大者,減環(huán)：其余各環(huán)不變，該環(huán)增大封閉環(huán)也減小者,例題,工藝尺寸鏈概念,確定

5、封閉環(huán)的方法：,確定封閉環(huán)的方法：,a.加工時工藝尺寸鏈的封閉環(huán)是由零件的加工順序來 確定的。 b.在零件圖上，零件設(shè)計尺寸鏈中的封閉環(huán)卻是圖上 未標注的尺寸。 c.在機器的裝配過程中，凡是在裝配后才能形成的尺寸 就稱為裝配尺寸鏈的封閉環(huán)，它是由兩個零件上的表 面構(gòu)成。,工藝尺寸鏈概念,確定封閉環(huán)的方法：,a.環(huán)數(shù)較少的尺寸鏈 可用定義判斷增、減環(huán)。 b.環(huán)數(shù)較多時 箭頭法：反向為增，同向為減,增減環(huán)判斷示例圖,工藝尺寸鏈概念,增減環(huán)的判別方法：,（1）按空間位置分類 直線尺寸鏈 全部組成環(huán)平行于封閉環(huán)的尺寸鏈。 平面尺寸鏈 全部組成環(huán)位于一個或幾個平行平面內(nèi)，但 某些組成環(huán)不平行于封閉環(huán)的尺

6、寸鏈。 空間尺寸鏈 組成環(huán)位于幾個不平行平面內(nèi)的尺寸鏈。,工藝尺寸鏈概念,2.尺寸鏈的分類,直線尺寸鏈,平面尺寸鏈,（2）按幾何特征分類 長度尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)均為長度量。 角度尺寸鏈：尺寸鏈中各環(huán)均為角度量。 組合式尺寸鏈,工藝尺寸鏈概念,角度尺寸鏈,如右圖所示，以A面為基準分別加工C面和B面，則要求CA(即190o)，BA(即2=0o)，加工后應(yīng)使BC(即0 90o) ，但這種關(guān)系是通過1，2、0間接得到的，所以1，2和0組成了角度尺寸鏈，其中0為封閉環(huán)。,2.尺寸鏈的分類,（3）根據(jù)用途不同分類 工藝尺寸鏈：全部組成環(huán)為同一零件的工藝尺寸； 裝配尺寸鏈：全部組成環(huán)為不同零件的設(shè)計尺寸；

7、 設(shè)計尺寸鏈：全部組成環(huán)為同一零件的設(shè)計尺寸,工藝尺寸鏈概念,2.尺寸鏈的分類,解工藝尺寸鏈之前，必須作出尺寸鏈圖，其具體作法如下：,（1）確定封閉環(huán) 根據(jù)工藝過程，找出間接保證的尺寸A0 為封閉環(huán)。 （2）作尺寸鏈圖 從封閉環(huán)起，按照加工時零件上表面之間 （查找組成環(huán)） 的聯(lián)系，依次畫出有關(guān)的直接獲得的尺寸 作為組成環(huán)，直到形成一個封閉圖形。 注意：要使組成環(huán)數(shù)達到最少。,（3） 確定增、減環(huán) 箭頭法（“反向為增，同向為減”）。,工藝尺寸鏈概念,3.尺寸鏈圖作法,工藝尺寸鏈概念,二、工藝尺寸鏈的概念,尺寸鏈圖作法示例：,尺寸鏈的計算指計算封閉環(huán)與組成環(huán)的基本尺寸、公差 及極限偏差之間的關(guān)系。

8、 計算方法有極值法和概率法。 1.極值法 中小批生產(chǎn)，組成環(huán)環(huán)數(shù)不多的情況下應(yīng)用。 （1）封閉環(huán)的基本尺寸 （2）封閉環(huán)的極限尺寸,三、工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈的計算,（3）封閉環(huán)的上、下偏差,（4）封閉環(huán)的公差,三、工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈的計算,公式應(yīng)用舉例：,如圖該零件尺寸 不便測量，改測 量孔深A(yù)2 ，通過 （A1）間接保證 尺寸 ，求工序尺寸A2及偏差？,套筒零件加工示意圖,三、工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈的計算,驗算封閉環(huán)公差 TA0=0.36 ， TA1+ TA2 =0.17+0.19=0.36 計算正確,解:畫尺寸鏈圖如右圖所示；,封閉環(huán)A0= ，增環(huán)A1= 減環(huán)A2=

9、？,計算封閉環(huán)基本尺寸： 10 = 50- A2 A2=40mm 封閉環(huán)上偏差：0 = 0- EIA2 EIA2=0 封閉環(huán)下偏差：0.36 = -0.17 -ESA2 ESA2=（+0.19）mm 故：,套筒零件尺寸鏈圖,三、工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈的計算,2概率法 大批量生產(chǎn)或封閉環(huán)公差較小、組成環(huán)較多的 情況下應(yīng)用。 計算公式為：,三、工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈的計算,1、正計算 已知各組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差，求封閉環(huán) 的基本尺寸、公差及極限偏差，它的計算結(jié)果是唯一的，產(chǎn) 品設(shè)計的校驗工作常遇到此形式。 2、中間計算 已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏 差，求

10、其余組成環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差，工藝尺寸 鏈多屬此種計算形式。,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,四、工藝尺寸鏈的應(yīng)用,工藝尺寸鏈的應(yīng)用,3、反計算形式 已知封閉環(huán)的基本尺寸、公差及極限偏差求各組成環(huán) 的基本尺寸、公差及極限偏差。 解這類問題可以有三種方法： （1）按等公差值的原則分配封閉環(huán)的公差，即 （2）按等公差級的原則分配封閉環(huán)的公差，即各組成環(huán)的公差根據(jù)基本尺寸的大小按比例分配，各組成環(huán)的公差 必須符合下列條件： （3）按具體情況來分配,四、工藝尺寸鏈的應(yīng)用,工藝尺寸鏈的應(yīng)用,1、基準重合時工序尺寸及其公差的確定 第四章第三節(jié) 2、基準不重合工藝尺寸鏈的計算 （1）定位基準與

11、設(shè)計基準不重合,第一節(jié) 機械加工精度與加工工藝尺寸鏈,五、工藝尺寸鏈計算示例,工藝尺寸鏈計算示例,【例1】零件如下圖所示，在鏜孔時，孔的設(shè)計基準是C面，設(shè) 計尺寸為1000.15mm,A,B,C面已加工，鏜孔時，為裝夾方便 ，以A 面定位，工序尺寸為A3，A1、A2為以前工序已完成的工 序尺寸，試確定工序尺寸A3。,。,鏜孔加工示意圖,（1）定位基準與設(shè)計基準不重合,2、基準不重合工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈計算示例,（2）設(shè)計基準與測量基準不重合,2、基準不重合工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈計算示例,【例2】如下圖所示零件，內(nèi)孔端面C的設(shè)計基準是B面，設(shè)計 尺寸為 。為便于加工時測量，采用以A

12、面為基準，測量 尺寸A2來間接保證設(shè)計尺寸。試計算A2尺寸及其上下偏差？,套 筒 零 件 圖,測量尺寸的換算還有可能出現(xiàn)假廢品。 （1）如當A1=9.9時，測量尺寸A2=39.7,按看似乎是廢品， 但實際上A=39.7-9.9=29.8，并未超差。 （2）如當A1=10時，測量尺寸A2=40,按看似乎是廢品，但 實際上A=40-10=30，也未超差。,由此可見，在實際加工中，由于測量基準與設(shè)計基準不重合，因而要換算測量尺寸，如果零件換算后的測量尺寸超差，只要它的超差量小于或等于另一組成環(huán)的公差（或其余組成環(huán)的公差之和），則該零件有可能是廢品，應(yīng)對該零件進行復(fù)檢，逐個測量并計算出零件的實際尺寸，

13、由零件的實際尺寸來判斷合格與否。,（2）設(shè)計基準與測量基準不重合,工藝尺寸鏈計算示例,【例3】下圖所示為孔及鍵槽加工示意圖，加工順序： （1）鏜孔至 ；（2）插鍵槽，工序尺寸為A1； （3）熱處理；（4）磨孔至 ，同時保證,鏜孔及鍵槽加工示意圖,3、工序尺寸的基準有加工余量時工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈計算示例,4、一次加工后要保證多個設(shè)計尺寸時工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈計算示例,【例4】如下圖a所示階梯軸，兩段軸徑的長度設(shè)計為 和 。加工時，首先以精車后的A面為基準，車削d和B 面，保證工序尺寸A，再以B面為基準，精車C面，保證工序尺寸A2；然后磨削D外圓和端面A，保證尺寸 ，同時間接保證

14、尺寸 。顯然，工序尺寸A2將影響最終工序?qū)﹂g接獲得的尺寸 的保證。分析得工序尺寸鏈如圖b所示，應(yīng)用尺寸鏈計算工藝可以求得,同時保證多個設(shè)計尺寸時的尺寸計算,找李華p270圖（課本）,【例5】如下圖所示為一襯套零件，孔徑為 mm的表面需要滲氮，精加工后要求滲氮層深度t0為0.30.5mm（在此取為 mm）。該表面的加工順序為：磨內(nèi)孔至尺寸 mm；滲氮處理；精磨孔至 mm，并保證滲氮層深度t0。試求工藝滲氮層深度t1。,保證滲氮層深度的尺寸計算,5、保證滲氮、滲碳層深度時工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈計算示例,【例6】如下圖一批小軸零件，加工過程如下： 1.半精車端面A、B，保證兩者之間的尺寸A1=

15、 49.6+ 0.20 mm； 2.調(diào)頭，以A面為基準半精車端面C，保證總長度A2= 80- 0.05； 3.熱處理； 4.以C面為基準磨端面B，保證尺寸A3=30- 0.15 。 試校核端面B的磨削余量是否合適？若不合適，應(yīng)如何調(diào)整？,- 0.20,0,0,余量校核時 的尺寸計算,6、余量校核時工藝尺寸鏈的計算,工藝尺寸鏈計算示例,解： 列出尺寸鏈 判斷各環(huán)性質(zhì) Z 為封閉環(huán)，A2為增環(huán)， A1 、A3為減環(huán),6、余量校核時工藝尺寸鏈的計算,五、工藝尺寸鏈計算示例,工藝尺寸鏈計算示例,計算： Z = 80 - 49.6 - 30 = 0.4 ES Z = - 0.05 - 0 - (- 0.

16、15) = 0.10 EI Z = - 0.20 - 0.20 - 0 = - 0.40,例1：如圖12-26a所示零件，孔的設(shè)計基準為C面。鏜孔 前，表面A、B、C已加工。鏜孔時，為了使工件裝夾方便， 選擇表面A為定位基準，并按工序尺寸進行加工，求鏜孔的 工序尺寸及偏差。,更多尺寸鏈計算例題,公差按雙向標注，則 mm,定位基準與設(shè)計基準不重合時的尺寸計算,工藝尺寸鏈計算示例,例2：軸套加工，如下圖(a)，要求端面A對裝配基準外圓C的軸線垂直度為0.05/240，端面B對外圓C之軸線垂直度0.05/120。工件的加工過程如下： 粗加工A面、B面、El孔、E2孔和外圓C。 半精車A面、B面及半精

17、鏜E1孔。 以A面及E1孔為定位基準，半精車C面、B面及半精鏜E2孔，要求BA，其交角10Tl/2，Tl為B面對A面平行度允許差。 以A面及El孔為定位基準(定位后將心軸撤去)，精加工El孔、E2孔和外圓C，要求CA，其交角為290T2/2 (T2=0.05/240)。,解：畫出尺寸鏈圖下圖(b)。 0為封閉環(huán)，1、2為組成環(huán)。此題是已知封閉環(huán)和組成環(huán)，求另一個組成環(huán)的中間計算問題。 計算,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,角度尺寸鏈計算,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,坐標尺寸計算,例3：圖12-28(a),在坐標鏜床上加工箱體零件上的兩個孔,中心距為L01000.10；水平夾

18、角為30。求坐標尺寸Lx、Ly的基本尺寸及公差。,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,解：畫出尺寸鏈圖。由尺寸Lx、Ly、L0組成一平面尺寸鏈 圖12-28(b)。 中心距L0是封閉環(huán)。在加工中是由Lx、Ly間接得到的，Lx、Ly是組成環(huán)。此題是已知封閉環(huán)求組成環(huán)的反問題。 計算 計算平面尺寸鏈時，將各組成環(huán)向封閉環(huán)作投影，分別為L1、L2，L1、L2、L0構(gòu)成了新的尺寸鏈且是線性尺寸鏈。 基本尺寸：Lx=L0cos100cos3086.6 公差：設(shè)本例題采用等公差法進行計算。 TLx TLyT0 TL1TLx cosT0cos30 TL2TLy sinT0sin30 因 TL0=TL1+

19、TL2T0(cos30+ sin30),公差帶按對稱分布，則有：Lx86.60.073，Ly500.073,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,例4：如圖12-29活塞上加工銷孔，要求保證尺寸A0，設(shè)計 基準 為活塞頂面。為加工方便常用B面定位，按工序 尺寸A1加工銷孔。試確定工序尺寸A1及其公差。,0,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,解： 作出尺寸鏈圖； 按照加工順序確定封閉環(huán)A0 ； 畫箭頭分出增環(huán)A2和減環(huán)A1；, 進行尺寸鏈計算 A1的基本尺寸 A0 = A2 - A1 99=155 - A1 得：A1 =56 mm 驗算封閉環(huán)公差 T0 = T1 +T2 T0 T2 修正

20、T2=0.063 A1上偏差 EIA0= EIA2 ESA1 ESA1=(-0.063)- (-0.087)=0.024 A1下偏差 ESA0= ESA2 EIA1 EIA1= 0 0 = 0,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,例5：有關(guān)軸向表面工藝過程如下： . A定位車D得全長ATA1/2,車小外圓到B得長度40-0.2 ； D定位車A得全長A2TA2/2,鏜大孔到C得尺寸A3TA3/2 ； D定位磨A保證全長A4=50-0.5。 求A、A2 、A3、 A4及公差驗算Z3,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,解： 作圖分解尺寸鏈； 確定封閉環(huán)A0 ； 畫箭頭定增環(huán)A3、 A4 和減環(huán)A2 ；,A1,A,D,40-0.2,A2,B,C,A3,A4 =50 -0.5,A0=36+0.5,Z3,Z2,更多尺寸鏈計算例題,工藝尺寸鏈計算示例,The End,