1、讲工艺尺寸链原理及计算第十二讲第十二讲 工艺尺寸链工艺尺寸链原理及其计算原理及其计算机械制造工程机械制造工程讲工艺尺寸链原理及计算工艺尺寸链原理及其计算工艺尺寸链原理及其计算n工艺尺寸链概念与原理工艺尺寸链概念与原理n工艺尺寸链计算工艺尺寸链计算讲工艺尺寸链原理及计算举例举例简易加工工艺路线为：简易加工工艺路线为：铣铣A A、C C面至尺寸面至尺寸60600.20.2铣铣B B、D D面至尺寸面至尺寸45450.20.21. 1. 铣铣E E、F F面达到零件尺寸精度要求面达到零件尺寸精度要求45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A
2、 AB BC CD DE EF F毛坯图毛坯图65655050讲工艺尺寸链原理及计算3#3#工序的加工示意图工序的加工示意图（工序图）（工序图）A3A3A2A2工序图中必须要给出工工序图中必须要给出工序尺寸序尺寸A2A2和和A3A3的具体的具体值，工人才能进行加工值，工人才能进行加工45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A AB BC CD DE EF F现要求：现要求：A2A2和和A3A3为多为多少时，才能满足零件尺少时，才能满足零件尺寸精度要求寸精度要求讲工艺尺寸链原理及计算A3A3A2A2对于对于A2A2，显然，显然A2=35
3、A2=350.250.25即只要调整刀具与定位元件即只要调整刀具与定位元件P P之间的距离为之间的距离为A2A2，即可达到，即可达到35350.250.25尺寸要求尺寸要求A3A335350.250.25刀具刀具P P45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A AB BC CD DE EF F讲工艺尺寸链原理及计算A3A3A2A2刀具刀具Q Q45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A4A4B BC CA1A1F F对于对于A3A3，即刀具与定位元件，即刀具与定位元件Q Q的
4、对刀尺的对刀尺寸，需要经过计算得到寸，需要经过计算得到A3=25A3=250.050.05分析：尺寸分析：尺寸A1=20A1=200.250.25是间接获得的，是间接获得的，与工序尺寸与工序尺寸A4=45A4=450.20.2及及A3A3有关有关当当A4A4最大、最大、A3A3最小时，最小时，A1A1最大最大当当A4A4最小、最小、A3A3最大时，最大时，A1A1最小最小A4max A4max A3min = A1max A3min = A1maxA4min A4min A3max = A1min A3max = A1minA3min = A4max A3min = A4max A1max =
5、 25-0.05 A1max = 25-0.05A3max = A4min - A1min = 25+0.05A3max = A4min - A1min = 25+0.05讲工艺尺寸链原理及计算45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A AB BC CD DE EF F60600.20.2工序工序135350.250.2525250.050.05工序工序3工序工序245450.20.2讲工艺尺寸链原理及计算工艺尺寸链工艺尺寸链n工序尺寸是指导工人进行加工的尺寸，工人工序尺寸是指导工人进行加工的尺寸，工人将根据工序尺寸来进行对刀、调刀、
6、测量等将根据工序尺寸来进行对刀、调刀、测量等工作。工作。n工序尺寸是编制工艺时必须指定的尺寸，对工序尺寸是编制工艺时必须指定的尺寸，对于简单的情况，可以通过分析来得到，但对于简单的情况，可以通过分析来得到，但对于复杂的零件，需要运用尺寸链的原理来进于复杂的零件，需要运用尺寸链的原理来进行计算行计算讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链的组成定义尺寸链的组成定义n 尺寸链：在零件加工或装配过程中，由相互联尺寸链：在零件加工或装配过程中，由相互联系的尺寸形成封闭的尺寸组合系的尺寸形成封闭的尺寸组合n环：组成尺寸链的每一个尺寸环：组成尺寸链的每一个尺寸n封闭环：尺寸链中，在加工过程中最后形成的一环封闭环：尺寸
7、链中，在加工过程中最后形成的一环（间接获得的尺寸），用（间接获得的尺寸），用A0A0表示表示n组成环：对封闭环有影响的所有环（直接获得的尺组成环：对封闭环有影响的所有环（直接获得的尺寸），寸），A Ai in增环：那些尺寸增大，使封闭环的尺寸也增大的组增环：那些尺寸增大，使封闭环的尺寸也增大的组成环；或那些尺寸减小，使封闭环的尺寸也减小的成环；或那些尺寸减小，使封闭环的尺寸也减小的组成环。组成环。A Ai in减环：那些尺寸增大，使封闭环的尺寸减小的组成减环：那些尺寸增大，使封闭环的尺寸减小的组成环；或那些尺寸减小，使封闭环的尺寸增大的组成环；或那些尺寸减小，使封闭环的尺寸增大的组成环。环。A
8、 Ai i讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链的特性和形式尺寸链的特性和形式n尺寸链的特征：尺寸链的特征：n封闭性：一个封闭环、若干个组成环封闭性：一个封闭环、若干个组成环n关联性：尺寸链的封闭环随着组成环的变动而变关联性：尺寸链的封闭环随着组成环的变动而变动动n尺寸链的形式尺寸链的形式n按尺寸的几何特性：长度尺寸链、角度尺寸链按尺寸的几何特性：长度尺寸链、角度尺寸链n按尺寸链的作用：零件尺寸链、工艺尺寸链、装按尺寸链的作用：零件尺寸链、工艺尺寸链、装配尺寸链配尺寸链n按尺寸的空间位置：直线尺寸链、平面尺寸链、按尺寸的空间位置：直线尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链空间尺寸链讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链的
9、例子尺寸链的例子n尺寸尺寸20200.250.25、45450.20.2、25250.050.05构成一个尺寸链，其中构成一个尺寸链，其中n尺寸尺寸20200.250.25是间接获得的，是封闭环，记为是间接获得的，是封闭环，记为A0A0n尺寸尺寸45450.20.2是上道工序加工获得的，是组成环，记为是上道工序加工获得的，是组成环，记为A1A1n尺寸尺寸25250.050.05是本道工序加工获得的，是组成环，记为是本道工序加工获得的，是组成环，记为A2A2nA1A1增大，使增大，使A0A0增大增大A1A1是增环，记为是增环，记为A1A1nA2A2增大，使增大，使A0A0减小减小A2A2是减环，
10、记为是减环，记为A2A245450.20.220200.250.2525250 0.0505A2A2A1A1A0A0讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链计算的基本方法尺寸链计算的基本方法n极值法：按误差综合的两个最不利情况计算极值法：按误差综合的两个最不利情况计算n概率法：应用概率统计原理进行尺寸链计算概率法：应用概率统计原理进行尺寸链计算n极值法是尺寸链计算的基本方法极值法是尺寸链计算的基本方法讲工艺尺寸链原理及计算极值法求解的基本公式（一）极值法求解的基本公式（一）n封闭环的最大值等于（所有增环的最大值之和）封闭环的最大值等于（所有增环的最大值之和）减去（所有减环的最小值之和）减去（所有减环的最小
11、值之和）n封闭环的最小值等于（所有增环的最小值之和）封闭环的最小值等于（所有增环的最小值之和）减去（所有减环的最大值之和）减去（所有减环的最大值之和）0maxmaxmin0minminmaxiiiiAAAAAA讲工艺尺寸链原理及计算计算举例计算举例45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A AB BD DE EF F工序工序3E E面面F F面面A2C C加工工艺路线为：加工工艺路线为：铣铣A A、C C面至尺寸面至尺寸60600.20.2铣铣B B、D D面至尺寸面至尺寸45450.20.2铣铣E E、F F面达到零件尺寸精度要求面
12、达到零件尺寸精度要求求工序尺寸求工序尺寸A2A2讲工艺尺寸链原理及计算A2A2A1A1A0A0A0 = 20 0.25（封闭环）（封闭环）A1 = 45 0.2（增环）（增环）A2 = 待求（减环）待求（减环）A0max = A1max A2minA0min = A1min-A2maxA2min = A1max A0max = (45+0.2)-(20+0.25)=25-0.05A2max = A1min-A0min=(45-0.2)-(20-0.25)=25+0.05A2 = 25 0.05讲工艺尺寸链原理及计算极值法求解的基本公式（二）极值法求解的基本公式（二）n封闭环的基本尺寸等于（所有
13、增环的基本尺寸之和）减去（封闭环的基本尺寸等于（所有增环的基本尺寸之和）减去（所有减环的基本尺寸之和）所有减环的基本尺寸之和）n封闭环的上偏差等于（所有增环的上偏差之和）减去（所有封闭环的上偏差等于（所有增环的上偏差之和）减去（所有减环的下偏差之和）减环的下偏差之和）n封闭环的下偏差等于（所有增环的下偏差之和）减去（所有封闭环的下偏差等于（所有增环的下偏差之和）减去（所有减环的上偏差之和）减环的上偏差之和）nA A表示基本尺寸表示基本尺寸nESES表示上偏差表示上偏差nEIEI表示下偏差表示下偏差000iiiiiiAAAESAESAEIAEIAEIAESA讲工艺尺寸链原理及计算计算举例计算举例
14、45450.20.220200.250.25零件图零件图60600.20.235350.250.25A AB BD DE EF F工序工序3E E面面F F面面A2C C加工工艺路线为：加工工艺路线为：铣铣A A、C C面至尺寸面至尺寸60600.20.2铣铣B B、D D面至尺寸面至尺寸45450.20.2铣铣E E、F F面达到零件尺寸精度要求面达到零件尺寸精度要求求工序尺寸求工序尺寸A2A2讲工艺尺寸链原理及计算A2A2A1A1A0A0A0 = 20 0.25（封闭环）（封闭环）A1 = 45 0.2（增环）（增环）A2 = 待求（减环）待求（减环）A0=A1-A2A2=A1-A0=25
15、ESA0 = ESA1 EIA2EIA0 = EIA1-ESA2EIA2 = ESA1 ESA0 = 0.2 - 0.25= -0.05ESA2 = EIA1-EIA0= -0.2 - (-0.25) = 0.05A2 = 25 0.05讲工艺尺寸链原理及计算极值法求解的基本公式（三）极值法求解的基本公式（三）n封闭环的公差等于所有组成环的公差之和封闭环的公差等于所有组成环的公差之和n该公式主要用于计算的校验该公式主要用于计算的校验0iiiTTTT讲工艺尺寸链原理及计算求解的思路求解的思路n极值法：封闭环的公差等于所有组成环的公差极值法：封闭环的公差等于所有组成环的公差之和。之和。若共有若共有
16、n n个组成环，则每个组成环的公差为：个组成环，则每个组成环的公差为：n可见要求组成环的精度非常高可见要求组成环的精度非常高成本大大升高成本大大升高Ti=T0 / n极值法求解思路极值法求解思路讲工艺尺寸链原理及计算概率法求解思路概率法求解思路u根据加工精度正态分布性（根据加工精度正态分布性（66原理），某个尺寸原理），某个尺寸出现极大值和极小值的概率是非常小的，那么出现极大值和极小值的概率是非常小的，那么“所所有增环都为极大或极小值，同时所有减环都为极小有增环都为极大或极小值，同时所有减环都为极小值或极大值值或极大值”的概率将更小的概率将更小u因此可以适当降低组成环的精度，即增大组成环的因此
17、可以适当降低组成环的精度，即增大组成环的公差，以降低成本。公差，以降低成本。 20iTTnTTi0 讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链确定计算的关键尺寸链确定计算的关键n封闭环的确定封闭环的确定n最后形成的、间接获得的最后形成的、间接获得的n组成环的确定组成环的确定n与封闭环有关的与封闭环有关的n直接获得的，或必须指定的直接获得的，或必须指定的n增环减环的确定增环减环的确定n分析各组成环对封闭环的影响关系分析各组成环对封闭环的影响关系讲工艺尺寸链原理及计算封闭环的确定封闭环的确定n封闭环的基本属性是封闭环的基本属性是“派生派生”，即封闭环本身，即封闭环本身不具有不具有“独立独立”性质，它是随着别的环
18、变化而性质，它是随着别的环变化而变化。在工艺尺寸链中表现为尺寸的间接获变化。在工艺尺寸链中表现为尺寸的间接获得得n封闭环与零件的加工方案有关系，同一个零封闭环与零件的加工方案有关系，同一个零件，不同的加工方案，封闭环是不同的件，不同的加工方案，封闭环是不同的n确定封闭环的要点：间接获得，联系零件的确定封闭环的要点：间接获得，联系零件的加工具体方案加工具体方案讲工艺尺寸链原理及计算组成环的确定组成环的确定n组成环的基本特点是加工过程中直接获得且对封闭组成环的基本特点是加工过程中直接获得且对封闭环有影响环有影响n具体方法：从构成封闭环的两表面同时开始，同步具体方法：从构成封闭环的两表面同时开始，同
19、步地循着工艺过程的顺序，分别向前查找各该表面最地循着工艺过程的顺序，分别向前查找各该表面最近一次加工的加工尺寸，之后再进一步向前查找此近一次加工的加工尺寸，之后再进一步向前查找此加工尺寸的工序基准的最近一次加工时的加工尺寸加工尺寸的工序基准的最近一次加工时的加工尺寸，如此继续向前查找，直到两条路线最后得到的加，如此继续向前查找，直到两条路线最后得到的加工尺寸的工序基准重合（即两者的工序基准为同一工尺寸的工序基准重合（即两者的工序基准为同一表面），至此上述尺寸系统即形成封闭轮廓，从而表面），至此上述尺寸系统即形成封闭轮廓，从而构成工艺尺寸链构成工艺尺寸链讲工艺尺寸链原理及计算增环、减环的确定增环
20、、减环的确定n在尺寸链简图上，先给封闭环任意指定一方在尺寸链简图上，先给封闭环任意指定一方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，依次给每一组成环画出箭头，凡箭头方路，依次给每一组成环画出箭头，凡箭头方向和封闭环相反的为增环，箭头方向和封闭向和封闭环相反的为增环，箭头方向和封闭环相同的为减环。环相同的为减环。讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链计算的步骤尺寸链计算的步骤确定封闭环确定封闭环查找组成环查找组成环画尺寸链简图画尺寸链简图确定增环确定增环确定减环确定减环列出计算公式列出计算公式具体计算具体计算讲工艺尺寸链原理及计算举例举例LD零件图：零件图：D=40+
21、0.025L=43.6+0.32工艺路线：工艺路线：镗孔至镗孔至39.639.6+0.10+0.10插键槽，保证工序尺寸插键槽，保证工序尺寸A A淬火热处理淬火热处理磨 内 孔 到磨 内 孔 到4 04 0+ 0 . 0 2 5+ 0 . 0 2 5同时必须保证同时必须保证43.643.6+0.32+0.32求插键槽的工序尺寸求插键槽的工序尺寸A AA39.6+0.10讲工艺尺寸链原理及计算讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链建立尺寸链建立n尺寸尺寸40+0.02540+0.025是由是由4#4#工序直接获得的；工序直接获得的；而尺寸而尺寸43.6+0.3243.6+0.32是间接获得的，所以尺寸是间
22、接获得的，所以尺寸43.6+0.3243.6+0.32为封闭环为封闭环A0A0nA0A0的两端表面：的两端表面：(1)(1)键槽顶部；键槽顶部；(2)(2)磨后内孔磨后内孔表面表面n键槽顶部：由键槽顶部：由2#2#工序插键槽加工得到，其基准是工序插键槽加工得到，其基准是未磨内孔表面未磨内孔表面n磨后内孔表面由磨后内孔表面由4#4#工序加工得到，其基准是未磨工序加工得到，其基准是未磨内孔中心内孔中心n未磨内孔表面由未磨内孔表面由1#1#工序加工得到，其基准是未磨内孔工序加工得到，其基准是未磨内孔中心中心讲工艺尺寸链原理及计算A39.6+0.10键槽顶部键槽顶部磨后内孔表面磨后内孔表面A0未磨内孔
23、表面未磨内孔表面未磨内孔中心未磨内孔中心插键槽工序插键槽工序A磨内孔工序磨内孔工序镗内孔工序镗内孔工序重合重合讲工艺尺寸链原理及计算增环、减环的确定增环、减环的确定nA0 = 43.6+0.32A0 = 43.6+0.32（封闭环）（封闭环）nA1 = L A1 = L 待求待求nA2 = A2 = （39.639.6+0.10+0.10）/2/2nA3 = A3 = （4040+0.025+0.025）/2/2n确定增环、减环确定增环、减环n增环：增环：A1A1、A3A3n减环：减环：A2A2A0A1A3A2讲工艺尺寸链原理及计算尺寸链计算类型尺寸链计算类型n定位基准与设计基准不重合时的尺寸
24、换算定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算n测量基准与设计基准不一致时的计算测量基准与设计基准不一致时的计算n加工时需同时保证多尺寸的尺寸换算加工时需同时保证多尺寸的尺寸换算n需根据多次加工的设计基准标注尺寸时，工序尺寸需根据多次加工的设计基准标注尺寸时，工序尺寸的换算的换算n需保证表面处理层深度时工序尺寸的换算需保证表面处理层深度时工序尺寸的换算讲工艺尺寸链原理及计算关于封闭环与组成环关于封闭环与组成环n如果还是无法确定哪个是封闭环，一般公差如果还是无法确定哪个是封闭环，一般公差最 大 的 尺 寸 是 封 闭 环 ， 但 风 险 很 大 。最 大 的 尺 寸 是 封 闭 环 ， 但 风 险 很
25、 大 。理由：封闭环公差理由：封闭环公差=所有组成环公差之和所有组成环公差之和风险：如果所有组成环公差之和大于封闭环风险：如果所有组成环公差之和大于封闭环，或者计算出来的工序尺寸的最小值大于最，或者计算出来的工序尺寸的最小值大于最大值，则需要修改其它工序尺寸的公差，即大值，则需要修改其它工序尺寸的公差，即提高工序精度提高工序精度讲工艺尺寸链原理及计算n封闭环：封闭环：A0 = 43.6A0 = 43.6+0. 1+0. 1n增环：增环：A1 = L A1 = L 待求待求n减环：减环：A2 = A2 = （39.639.6+0.20+0.20）/2 = 19.8/2 = 19.8+0.1+0.
26、1n增环：增环：A3 = A3 = （4040+0.06+0.06）/2 = 20 /2 = 20 +0.03+0.03A0A1A3A2讲工艺尺寸链原理及计算nA0max = Lmax + A3max A0max = Lmax + A3max A2min A2minLmax=A0max+A2min-A3max =43.6+0.1+19.8-Lmax=A0max+A2min-A3max =43.6+0.1+19.8-20-0.03 =43.4 + 0.0720-0.03 =43.4 + 0.07nA0min=Lmin+A3min-A2maxA0min=Lmin+A3min-A2maxLmin=A
27、0min+A2max-A3min=43.6+19.8+0.1-Lmin=A0min+A2max-A3min=43.6+19.8+0.1-20=43.4 + 0.120=43.4 + 0.1nLminLmaxLminLmax提高组成环的尺寸精度，主要是提提高组成环的尺寸精度，主要是提高高A2A2的精度，即的精度，即调整工序尺寸调整工序尺寸A2A2，如调整为，如调整为19.819.8+0.03+0.03Lmin=43.6+19.8+0.03-20=43.4 +0.03Lmin=43.6+19.8+0.03-20=43.4 +0.03nTA1=0.07-0.03=0.04TA1=0.07-0.03=
28、0.04；TA2=0.03TA2=0.03；TA3=0.03TA3=0.03n一般调整方法：等精度分配公差一般调整方法：等精度分配公差讲工艺尺寸链原理及计算作业作业ACB000.10.30.4050,255ABC零件图零件图求：计算工序尺寸求：计算工序尺寸L L、MM、NN工序工序1 1工序工序2 2讲工艺尺寸链原理及计算03 . 0025 BA2 . 001max0max2min1min0min2max1max1min2min0min1max2max0252525502 .257 .249 .49AAAAAAAAAAAAAA1A0A2A1=N（减环）A2=L=A（增环）（封闭环）01 . 0
29、50L讲工艺尺寸链原理及计算A0A1A2A A0 0=C=CA A1 1=M=MA A2 2=N=N两个尺寸链两个尺寸链讲工艺尺寸链原理及计算作业作业2 2加工工艺过程如下：加工工艺过程如下：n以以B B为定位，粗车为定位，粗车A A面，尺寸面，尺寸为为L1L1，A A面留精车余量面留精车余量0.40.40.05 0.05 n以以A A面为定位镗孔至面为定位镗孔至C C面，尺面，尺寸为寸为L2L2；（；（ACAC） n以以B B为定位，精车为定位，精车A A至至 6060-0.05-0.05（B-AB-A）现要求孔的深度（现要求孔的深度（BCBC）为）为22220.10.1试计算试计算L1L1和和L2L2的尺寸与公差的尺寸与公差BCA讲工艺尺寸链原理及计算L1BAL2BL1L2BAA讲工艺尺寸链原理及计算005. 0160AA1A0A2A0=0.40.05A2=L1 (增环)(封闭环)A0A1A21 . 01 . 0022AA1L2A2=L1L2BL1L1BAL2005. 060(减环)讲工艺尺寸链原理及计算
