机械制造工艺学课件--工艺尺寸链

兰州理工大学工艺尺寸链第一节基本概念尺寸链计算可以解决的问题兰州理工大学第一节基本概念尺寸链——在机器装配或零件加工过程中,由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组称之1、有关尺寸链的术语及定义1）环——列入尺寸链中的每一个尺寸2）封闭环——加工或装配或测量过程中最后自然形成的那一尺寸3）组成环——除封闭环外的所有环，这些环中任意一环的变动必然引起封闭环的变动⑴增环——它的变动会引起封闭环同向变动的组成环⑵减环——它的变动会引起封闭环反向变动的组成环工艺尺寸链第一节基本概念兰州理工大学2、尺寸链的分类按功能分：1）装配尺寸链2）零件尺寸链3）工艺尺寸链第二章工艺尺寸链第一节基本概念按几何特征和所处空间位置分：1）直线尺寸链2）角度尺寸链3）平面尺寸链4）空间尺寸链兰州理工大学第二节尺寸链的建立1、确定封闭环4、将封闭环和各组成环相互连接的关系单独用简图表示（建议用单箭头）封闭环的特征：1）封闭环是工艺过程中间接保证的尺寸2)封闭环的公差值最大,它等于各组成环公差之和2、查明组成环、画尺寸链图建议：设计、装配尺寸链：从封闭环的一端开始工艺尺寸链：从第一道工序开始3、分析增环、减环兰州理工大学第三节直线尺寸链的基本计算公式——一、极值法（完全互换法）一、极值法（完全互换法）计算公式——保证尺寸链中各组成环的尺寸为最大或最小极限尺寸时，能够达到封闭环的公差要求1.封闭环的基本尺寸=各组成环基本尺寸的代数和L0＝∑Ｌ增环－∑Ｌ减环2.封闭环的公差=各组成环的公差之和：110niiTT4.封闭环上偏差=所有增环的上偏差之和-所有减环的下偏差之和1110nmqqmppEIESES5.封闭环下偏差=所有增环的下偏差之和-所有减环的上偏差之和1110nmqqmppESEIEI3.封闭环的极限尺寸分别为：L0max＝∑Ｌ增环max－∑Ｌ减环minL0min＝∑Ｌ增环min－∑Ｌ减环max兰州理工大学25.00025A020.0160A兰州理工大学一、极值法小结：1、封闭环的公差值最大，它与组成环的数目和公差大小有关2、应用中应注意“最短尺寸链原则”——在封闭环精度一定的条件下，组成环数目越少，则组成环所分配到的公差越大，组成环所处部位的加工越易。问题：为什么a）图不合理？兰州理工大学二、概率法计算公式1.将极限尺寸换算成平均尺寸：2minmaxLLL式中LΔ—平均尺寸；Lmax—最大极限尺寸；Lmin—最小极限尺寸。2.将极限偏差换算成中间偏差：2EIES式中Δ—中间偏差；ES—上偏差；EI—下偏差。3.封闭环中间偏差的平方等于各组成环中间偏差平方之和：1120niiQTT式中T0Q—封闭环的平方公差。二、概率法（大数互换法）兰州理工大学第四节直线尺寸链在工艺过程中的应用——例1一、工艺基准和设计基准不重合时工艺尺寸的计算1.测量基准和设计基准不重合例1：试确定下图中测量尺寸L2的变动范围注意：根据计算出的L2的合格范围为依据来检测产品时，可能造成假废品；此时应实测其它组成环的实际尺寸，并重新计算封闭环的实际尺寸来判断分析：1、测量时的封闭环是哪个尺寸？测量时可测的尺寸是：L1，L2，L3。而两孔中心距是由以上三个尺寸计算而得的，因此是封闭环2、测量基准与设计基准是否重合？后果是什么？设计时:L2是封闭环，公差最大；测量时:L2组成环，L0是封闭环问题：为什么会造成假废品？什么情况下会出现假废品？兰州理工大学例22.定位基准和设计基准不重合问题：工艺尺寸计算中的封闭环分别是？加工某零件高度方向的各尺寸：设计尺寸如图，采用调整法加工A、B、C面，A、B面已加工好，本工序以A面为定位基准加工C面，计算工序尺寸计算步骤：1）建立工艺尺寸链2）为保证L0的设计要求，须将L0的公差分配给L1，L2，并按入体原则标注其中之一，另一尺寸由公式算出；3）计算工序尺寸及其极限偏差（或极限尺寸）结论：由于定位基准和设计基准不重合，提高了对L1和L2的公差要求,增加了加工难度。组成环愈多或封闭环公差愈小,增加的难度就愈大兰州理工大学一次加工满足多个设计尺寸要求的工艺尺寸计算例3：加工带有键槽的内孔，该内孔有淬火处理的要求，工艺安排如下：1)镗内孔至：2)插键槽3)淬火处理4)磨内孔,同时保证内孔直径和键槽深度两个设计尺寸的要求mm046.008.49例3确定插键槽工序尺寸的极限尺寸计算步骤：1）找出封闭环并建立尺寸链2）计算插键槽的工序尺寸及其极限偏差mmL285.0023.027.53L1＝24.9+0.023mmL２＝插键槽工序尺寸L３＝25+0.015mmL０＝53.8十0.30mm兰州理工大学问题：1、若磨孔和镗孔有较大的同轴度误差，怎样建立尺寸链；2、设同轴度公差为0.05mm(工序要求)，重新求解插键槽的工艺尺寸3、与前面的计算结果进行比较，分析结果差异的原因例3mmL260.0048.027.53mmL285.0023.027.53兰州理工大学例4三、表面淬火、渗碳层深度及镀层、涂层厚度工艺尺寸链图示偏心轴零件,表面P的表层要求渗碳处理,渗碳层深度规定为0.5—0.8mm，其工艺安排如下：1)精车P面,保证尺寸φ38.40-0.1mm2)渗碳处理,控制渗碳层深度3)精磨P面,保证尺寸φ380-0.016mm,同时保证渗碳层深度0.5—0.8mm问题：1）编制工艺时，须求解的工序尺寸是？2）该加工工序尺寸链中的封闭环是？L1＝19.2-0.05mmL２＝渗碳工序的工序尺寸（渗碳层深度）L３＝19-0.008L０＝最后应保证的渗碳层深度0.5+0.30建立尺寸链并求解工序尺寸：兰州理工大学例5当涂(或镀)工艺作为最后一道工序时（即零件表层要求涂(或镀)一层耐磨或装饰材料后不再加工）例5：如图示轴套类零件的外表面要求镀铬,镀层厚度规定为0.025～0.04mm,镀后不再加工,但应保证外径尺寸：φ28-0.045mm。问题：1）编制工艺时，须求解的工序尺寸是？2）该加工工序尺寸链中的封闭环是？建立尺寸链并求解工序尺寸：L0＝14-0.0225mmL1＝镀前磨削工序的工序尺寸L2=0.025+0.015mmL1=13.975-0.015-0.0225mm。兰州理工大学四、余量校核例６：加工图示零件轴向尺寸30士0.02mm，工艺安排为:1)精车A面,自B处切断,保证两端面距离尺寸L1＝31士O.1mm；2)以A面定位,精车B面,保证两端面距离尺寸L2＝30.4士0.05mm,精车余量为Z2：3)以B面定位磨A面,保证两端距离尺寸为L3＝30.15士0.02mm,磨削余量为Z3；4)以A面定位磨B面,保证最终轴向尺寸L4＝30土0.02mm,磨削余量为Z4；现校核加工余量Z2、Z3和Z4例６Z2＝0.6士0.15mm；Z3＝0.25士0.07mm；Z4＝0.15±0.04mm建立各自的尺寸链并求解磨削余量偏大,应进行适当的调整：1）令Z4＝0.l土0.04mm,求得：L3＝30.1±0.02mm2）令L2＝30.25±0.05mm,求得Z3＝0.15士0.07mm3）令Z2不变,求得L1＝30.85士0.1mm兰州理工大学工序尺寸与加工余量计算图表法当零件在同一方向上加工尺寸较多,并需多次转换工艺基准时,建立工艺尺寸链进行余量校核都会遇到困难,并且易出错。图表法能准确地在找出全部工艺尺寸链,并且能把一个复杂的工艺过程用箭头直观地在表内表示出来加工图1-50所示零件,其轴向有关表面的工艺安排如下:1)轴向以D面定位粗车A面,又以A面为基准(测量基准)粗车C面,保证工序尺寸L1和L2(见图1-51)；2)轴向以A面定位,粗车和精车B面,保证工序尺寸L3；粗车D面,保证工序尺寸L4；3)轴向以B面定位,精车A面,保证工序尺寸L5；精车C面,保证工序尺寸L6；4)用靠火花磨削法磨B面,控制磨削余量Z7(一)绘制加工过程尺寸联系图把上述作图过程归纳为几条规定：①加工顺序不能颠倒,与计算有关的加工内容不能遗漏；②箭头要指向加工面,箭尾圆点落在定位基准上；③加工余量按“入体”位置示意,被余量隔开的上方竖线为加工前的待加工面(二)查找工艺尺寸链工序尺寸与加工余量计算图表法（简介）兰州理工大学(二)查找工艺尺寸链注意：实质是查找以结果尺寸和加工余量为封闭环的尺寸链,因此首先应判断结果尺寸和加工余量是否为封闭环方法：1）从结果尺寸或加工余量的两端出发向上查找,2）遇到圆点不拐弯继续往上查找,遇到箭头拐弯,逆箭头方向水平找加工基准面3）遇到加工基准面再向上拐4）重复前面的查找方法,直至两条查找路线汇交为止