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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,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

2、與加工工藝尺寸鏈,一、獲得加工精度的方法,獲得加工精度的方法,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

3、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尺寸來保證工件被加 工部位的尺寸。 （4）設備保證法有設備的精度保證。 （5）自動控制法是把測量，進給裝置和控制系統(tǒng)組成

4、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尺寸形成的尺寸鏈稱為工藝尺寸鏈。,（1）尺寸鏈的特征 關聯(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

5、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

6、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)，加工后應使BC(即0 90o) ，但這種關系是通過1，2、0間接得到的，所以1，2和0組

7、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)為不同零件的設計尺寸； 設計尺寸鏈：全部組成環(huán)為同一零件的設計尺寸,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

8、（“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系。 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,公式應用舉例：,如圖該零件尺寸 不便測量，改測 量孔深A2 ，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

9、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=？,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 情況下應用。 計算公式為：,三

10、、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、工藝尺寸鏈的應用,工藝尺寸鏈的應用,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

11、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、工藝尺寸鏈的應用,工藝尺寸鏈的應用,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）定位基準與設計基準不重合,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，孔的設計基準是C面，設 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,

12、（1）定位基準與設計基準不重合,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的設計基準是B面，設計 尺寸為 。為便于加工時測量，采用以A面為基準，測量 尺寸A2來間接保證設計尺寸。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-

13、10=30，也未超差。,由此可見，在實際加工中，由于測量基準與設計基準不重合，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，應對該零件進行復檢，逐個測量并計算出零件的實際尺寸，由零件的實際尺寸來判斷合格與否。,（2）設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

14、次加工后要保證多個設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，應用尺寸鏈計算工藝可以求得,同時保證多個設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 m

15、m）。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= 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，應如何調(diào)整？,- 0.20,0,0,余量校核時 的尺寸計

16、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 - (- 0.15) = 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

17、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.

18、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

19、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：設本例題采用等公差法進行計算。 TLx TLyT0 TL1TLx cosT0cos30 TL2TLy sinT0sin30 因 TL0=TL1+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，設計 基準 為活塞頂面

20、。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T2=0.063 A1上偏差 EIA0= EIA2 ESA1 ESA1=(-0.063)- (-0.087)=0.024 A1下偏差 ESA0= ESA2

21、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,