機械制造工藝

加工過程中，工件的尺寸是不斷變化的，由毛坯尺寸到工序尺寸，最后達到滿足零件性能要求的設計尺寸。一方面，由于加工的需要，在工序圖以及工藝卡上要標注一些專供加工用的工藝尺寸，工藝尺寸往往不是直接采用零件圖上的尺寸，而是需要另行計算；另一方面，當零件加工時，有時需要多次轉換基準，因而引起工序基準、定位基準或測量基準與設計基準不重合。這時，需要利用工藝尺寸鏈原理來進行工序尺寸及其公差的計算。2.4.5工藝尺寸鏈組成環按其對封閉環的影響又可分為增環和減環尺寸鏈尺寸鏈中凡屬間接得到的尺寸稱為封閉環尺寸鏈中凡屬通過加工直接得到的尺寸稱為組成環組成尺寸鏈的每一個尺寸，稱為尺寸鏈的環當其它組成環的大小不變，若封閉環隨著某組成環的增大而增大，則此組成環就稱為增環；反之則此組成環就稱為減環1、尺寸鏈的概念工藝尺寸鏈：裝配尺寸鏈：由單個零件在加工過程中的各有關工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。在裝配過程中的由不同零件設計尺寸所形成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。工藝尺寸鏈的每一個尺寸稱為環，工藝尺寸鏈由一個封閉環和若干個組成環構成。（1）封閉環：在加工過程中最后形成（間接獲得）的尺寸。注意：一個尺寸鏈中只能有一個封閉環（封閉性）；封閉環的精度決定于其他環的精度（關聯性）；要求保證的尺寸(設計尺寸)為封閉環或不要求保證的尺寸(非設計尺寸)為封閉環的說法都是錯誤的；設計尺寸封閉環設計尺寸封閉環（2）組成環：在加工過程中直接獲得的尺寸。記為：Ai

增環：在組成環中，當某組成環的尺寸增加，使得封閉環的尺寸增加，則該環為增環。記為：

減環：在組成環中，當某組成環的尺寸增加，使得封閉環的尺寸減少，則該環為減環。記為：判別方法：在尺寸鏈圖上，按連續的單箭頭來表示，箭頭方向與封閉環相同則為減環，相反則為增環。A0A2A1定位基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈測量基準與設計基準不重合的工藝尺寸鏈2、尺寸鏈的計算方法1)極值法m：增環數，n：尺寸鏈總環數封閉環時還可列豎式進行解算。解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI+A1ESA1EIA1+A2ESA2EIA2-A3-EIA3-ESA3-A4-EIA4-ESA4AΣESAΣEIAΣ具體計算過程請參照后面的實例如用平均尺寸標注：組成環的平均尺寸：封閉環的平均尺寸：2)概率法（統計法）正態分布：非正態分布：ki=1.2~1.71、正計算：已知各組成環的尺寸Ai，求A0。其計算結果是唯一的，通常用于產品設計的校驗。2、反計算：已知A0，求各組成環尺寸Ai，即將封閉環的公差合理地分配給各組成環。常用于產品設計。3、中間計算：已知A0

及部分Ai，求其余的組成環，多用于工藝尺寸鏈計算。3、尺寸鏈的計算形式1)測量基準與設計基準不重合的工序尺寸計算：如圖所示設計尺寸：加工時通過測量L1尺寸控制臺肩位置。求：L1=？封閉環減環增環根據極值解法公式：

L1=40-10=30mmESL1=EIL2-EIL0=-0.16-(-0.3)=0.14mmEIL1=ESL2-ESL0=0-0=0mm注意假廢品問題L1MAX=30.14mm，L1MIN=30mm當測得：L1=30.3mm時,如果:L2=40mm,則:L0=9.7mm仍然是合格品。4、工藝尺寸鏈的應用及解算方法封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI400-0.16+A2ESA2EIA2-300-0.14-A4-EIA4-ESA4100-0.3兩個問題a.提高了組成環尺寸的測量精度要求和加工精度要求兩個問題a.提高了組成環尺寸的測量精度要求和加工精度要求b.假廢品問題只要實測尺寸的超差量小于另一組成環的公差值時，就有可能出現假廢品。為了避免將實際合格的零件報廢而造成浪費，對換算后的測量尺寸（或工序尺寸）超差的零件，只要它的超差量小于或等于另一組成環的公差，應對該零件進行復檢，重新測量其它組成環的實際尺寸，在計算出封閉環的實際尺寸，以此判斷是否為廢品。2)測量尺寸換算的討論右圖所示軸承座，當以端面B定位車內孔端面C時,A0尺寸不便測量,若先按尺寸A1車出端面A，再以A端面為測量基準車出ｘ，則可間接保證A0。顯然，上述A1、A0和ｘ構成的尺寸鏈中，A0是封閉環，為較全面地了解尺寸換算中的問題，我們將設計尺寸A1和A0給出三種不同的公差（見表），分別討論。即公差為零，這是由于組成環A1的公差與封閉環的公差相等。尺寸x的公差為零，即x必須加工得絕對準確，這實際上是不可能的。因此必須壓縮A1的公差。這是由于組成環A1的公差遠大于封閉環的公差。根據封閉環的公差應大于或等于各組成環公差之和的原則，考慮到加工內孔端面C的困難，應給其留有較大的公差，則應大幅壓縮A1的公差?？偨Y從上述三組尺寸的換算可以看出，通過尺寸換算來保證封閉環的要求，必須提高組成環的加工精度。當封閉環的公差較大時（如第一組設計尺寸），僅需提高本工序（車端面C）的加工精度；當封閉環的公差等于甚至小于組成環公差之和時（如第二組和第三組設計尺寸），則不僅提高本工序（車端面C）的加工精度，而且還要提高前工序的加工精度，增加了加工困難和成本。因此，工藝上應盡量避免測量上的尺寸換算。見P55（設計工藝裝備來保證設計尺寸）必須指出，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的公差，則該零件有可能是假廢品，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。3)定位基準與設計基準不重合時的工序尺寸計算1如圖所示零件，鏜削零件上的孔?？椎脑O計基準是C面，設計尺寸為(100土0.15)mm。為裝夾方便，以A面定位，按工序尺寸L調整機床。試計算工序尺寸L。封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI800-0.063000.150.01-2800-0.1-A4-EIA4-ESA41000.15-0.153)設計基準與定位基準不重合的工序尺寸計算2：增環封閉環減環根據極值解法公式：L0=L1+L2-L310=L1+30-60L1=40ESL0=ESL1+ESL2-EIL30.18=ESL1+0.04-(-0.05)ESL1=+0.09EIL0=EIL1+EIL2-ESL30=EIL1+0-0.05EIL1=+0.05封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI300.040400.090.05-600.05-0.05-A4-EIA4-ESA4100.1804）從待加工的設計基準標注工序尺寸時工序尺寸及其公差的換算如圖所示加工過程如下：鏜孔至插鍵槽，工序尺寸A1熱處理磨內孔至，同時保證設計尺寸。封閉環增環減環A0=A1+A3-A2A1=A0+A2-A3=43.6+19.8-20=43.4ESA0=ESA1+ESA3-EIA2ESA1=0.315EIA0=EIA1+EIA3-ESA2EIA1=0.05解法1封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI43.4+0.275+0.0520+0.0250-19.80-0.05-A4-EIA4-ESA443.60.30解法2在尺寸鏈（1）中：Z為封閉環。Z=20-19.8=0.2ESZ=0.025-0=0.025EIZ=0-0.05=-0.05在尺寸鏈（2）中：43.6尺寸為封閉環,A1、Z為增環依據尺寸鏈計算式可求出：封閉環封閉環注意當定位基準與設計基準不重合進行尺寸換算時，也需要提高本工序的加工精度，使加工更加困難。同時，也會出現假廢品問題。在進行工藝尺寸鏈計算時，還有一種情況必須注意。當發現被換算的組成環公差過小，或為零，甚至出現負值時，可采取以下措施：（1）提高前道工序尺寸的精度；（2）增大設計尺寸（封閉環）的公差；（3）改變定位基準（采用基準重合原則）或加工方式練習1下圖工件，如先以A面定位加工C面，得尺寸A1；然后再以A面定位用調整法加工臺階面B，得尺寸A2，設計要求保證B面與C面間尺寸A0。試求工序尺寸A2

。

封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI600-0.1+A2ESA2EIA2-35+0.25+0.1-A4-EIA4-ESA425+0.250

練習2一批如圖所示軸套零件，在車床上已加工好外圓、內孔及端面，現須在銑床上銑右端缺口，并保證尺寸5-0.06及260.2，求采用調整法加工時控制尺寸H、A及其偏差并畫出尺寸鏈圖。封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI25-0.02-0.06+A2ESA2EIA2-20+0.020-A4-EIA4-ESA450-0.06尺寸H封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES下偏差EI6+0.1+0.05500-0.1-20+0.1-0.1-100-0.05260.2-0.2尺寸A練習3如下圖所示軸套零件的軸向尺寸，其外圓、內孔及端面均已加工。試求：①當以A面定位鉆直徑為φ10mm孔時的工序尺寸A1及其偏差；②當以B面定位鉆直徑為φ10mm孔時的工序尺寸B1及其偏差。封閉環列豎式解算解算時應用口訣：增環上下偏差照抄；減環上下偏差對調、反號。即：增環減環封閉環環的類型基本尺寸上偏差ES