尺寸鏈計算與公差分析的目的

尺寸鏈計算與公差分析的目的

獲得合理的工序公差，保證產(chǎn)品加工質(zhì)量；

檢查工藝漏洞，提前優(yōu)化，避免試生產(chǎn)造成的資源及時間浪費；

優(yōu)化零件加工工藝路線，避免累計誤差；

減少裝配現(xiàn)場的修銼調(diào)整；

降低產(chǎn)品的返修率，幫助企業(yè)節(jié)約成本。

尺寸鏈的定義和分類

尺寸鏈的定義

尺寸鏈?zhǔn)怯梢唤M相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組。在工程設(shè)計和制造中經(jīng)常用尺寸鏈來進(jìn)行工藝尺寸換算，控制關(guān)鍵尺寸的公差，從而保證產(chǎn)品的制造精度。

尺寸鏈的分類

◆按其空間位置的構(gòu)成可以分為：線性尺寸鏈（一維）、平面尺寸鏈（二維）和空間尺寸鏈（三維）。

◆按其功能可以分為：裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈。

工藝尺寸鏈的定義和換算

工藝尺寸鏈的定義

在零件的加工過程中，決定各個工序要素間相互關(guān)系的尺寸通常可用彼此相聯(lián)系的點、線、面按一定順序排列，形成一個封閉的尺寸系統(tǒng)，這個尺寸系統(tǒng)就稱為工藝尺寸鏈。

工藝尺寸鏈的分析與計算（換算形式）

由于產(chǎn)品的復(fù)雜性，產(chǎn)品制造需要很多工序才能完成。由于加工基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，使工藝尺寸換算在工藝設(shè)計過程中占有非常重要的地位。尺寸換算主要有以下幾種形式：

原始基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合

圖1中A為設(shè)計基準(zhǔn)，B為加工面，C為原始基準(zhǔn)，尺寸H必須通過換算后求出。

設(shè)計基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算

圖2中工序原始尺寸為20，B為加工面。若要對該尺寸直接測量比較困難，因此將一個芯軸安裝在零件上，與零件內(nèi)部的定位面接觸，借助基準(zhǔn)A進(jìn)行間接測量。尺寸L為固定長度，因此可以通過測量H來間接保證工序尺寸為20。

多尺寸保證

圖3中小孔在粗加工階段已經(jīng)加工完成，主設(shè)計基準(zhǔn)A在最后面加工保證，與主設(shè)計基準(zhǔn)有關(guān)的尺寸有4個：10、H、8、12。兩個工序中，小孔中心與左端面的距離不變，因此H值由10、8、12 三個尺寸共同來保證。

工藝尺寸鏈的解算步驟由上所述，要利用尺寸鏈原理來分析相互關(guān)聯(lián)的工序尺寸及余量的變化規(guī)律。首先要由零件工序圖畫出尺寸鏈圖，然后找出封閉環(huán)、增環(huán)、減環(huán)等進(jìn)行解算。解算關(guān)鍵在于能否正確地畫出尺寸鏈，判斷封閉環(huán)。對于在生產(chǎn)實踐中已出現(xiàn)和未出現(xiàn)的復(fù)雜尺寸鏈解算問題，都需要根據(jù)尺寸鏈的定義及工藝目的進(jìn)行準(zhǔn)確把握，再根據(jù)實際情況來進(jìn)行解算。

一、尺寸鏈的定義與相關(guān)術(shù)語

尺寸鏈的定義：由產(chǎn)品設(shè)計或工藝要求所確定的某一尺寸和對該尺寸有直接影響的全部尺寸，連接形成的封閉尺寸組。

尺寸鏈具有封閉性和相關(guān)性：尺寸鏈一定是封閉的，尺寸鏈中各尺寸一定具有相互聯(lián)系。

環(huán)：尺寸鏈中每一個尺寸都叫做一環(huán)。

封閉環(huán)：加工或裝配過程中最后自然形成的尺寸叫做封閉還。封閉環(huán)常用下標(biāo)為“0”的字母表示。一個尺寸鏈中只有一個封閉環(huán)。判斷封閉壞是尺寸鏈分析的最重要一步。

組成環(huán)：除封閉環(huán)以外的其他環(huán)叫做組成環(huán)。組成環(huán)通常用下標(biāo)為“1，2，3，…”的字母表示。根據(jù)對封閉環(huán)的影響不同，組成環(huán)分為增環(huán)和減環(huán)。

增環(huán)：與封閉環(huán)同向變動的組成環(huán)稱為增環(huán)。即其他組成環(huán)不變,該組成環(huán)尺寸增大(或減小),封閉環(huán)尺寸隨之增大(或減小)。

減環(huán)：與封閉環(huán)反向變動的組成環(huán)稱為減環(huán)。即其他組成環(huán)不變,該組成環(huán)尺寸增大(或減小),封閉環(huán)尺寸隨之減小(或增大)。

二、尺寸鏈的分類

1. 按照形成原因

按照形成原因，尺寸鏈分為裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈。

2. 按照尺寸特征

按照尺寸特征，尺寸鏈分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。

3. 按照空間布置

按照空間布置，尺寸鏈分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。

二、尺寸鏈的分析計算

1.極值法和概率法的不同

(1) 試切法和調(diào)整法加工的不同

試切法是指操作工人在每個工步或走刀前進(jìn)行對刀，然后切出一小段，測量其尺寸是否合適，如果不合適，將刀具的位置調(diào)整一下，再試切一小段，直至達(dá)到尺寸要求后才加工全部表面。通過試切—測量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法主要用于單件小批生產(chǎn)。

調(diào)整法是一種加工前按規(guī)定的尺寸調(diào)整好刀具與工件相對位置及進(jìn)給行程，從而保證在加工時自動獲得所需距離尺寸精度的加工方法。這種加工方法在加工時不再試切。生產(chǎn)率高，其加工精度決定于機床、夾具的精度和調(diào)整誤差，用于大批量生產(chǎn)。

(2) 極值法和概率法和調(diào)整法的不同

極值法適用于試切法加工，加工后的工件尺寸偏向于最大實體尺寸，極值法考慮工件處于極限偏差時對封閉環(huán)造成的影響。

概率法適用于調(diào)整法加工，加工后的工件尺寸以公差帶為中心呈正態(tài)分布，概率發(fā)考慮工件處于公差帶中心時對封閉環(huán)造成的影響。

2. 極值法解尺寸鏈的計算公式

極值法解尺寸鏈的計算公式

3. 正計算、反計算和中間計算

三、尺寸鏈分析計算實例

1. 正計算（校核計算）

例1. 已知如下圖所示的齒輪部件裝配，軸是固定不動的，齒輪在軸上回轉(zhuǎn)，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1-0.45 mm。試采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。

解：

2. 中間計算（工藝設(shè)計）