浅谈工艺尺寸链的计算方法及其应用论文.doc

浅谈工艺尺寸链的计算方法及其应用
李海昆
山东星源矿山设备集团有限公司
摘要：针对工艺尺寸链求解时遇到的难以理解和容易出错的问题，通过加工实例全面分析三种典型工艺尺寸链的解算方法，在实际应用和教学中取得了较好的效果。
在制定零件工件过程中，当工序基准、测量基准、定位基准或编程原点与设计基准不重合时，工序尺寸及公差的确定，需要借助于工艺尺寸链来解决，因此在教学培训中，让学员掌握尺寸链的有关理论知识，解决各种零件加工和产品装配的精度问题，是十分重要的。
1.工艺尺寸链的基本知识
尺寸链：在零件加工或机器装配过程中，互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。其中，由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链。
环：任何一个尺寸链都是由3个或3个以上的尺寸组成，每个独立的尺寸称为工艺尺寸链的环。环按其形成的顺序和特点，可分为封闭环和组成环。
封闭环：在零件加工或机器装配过程中，自然形成的环，或着间接得到的环，称为封闭环。一个尺寸链中只有一个封闭环，一旦封闭环确定错了。那么解题过程等于在做无用功。
组成环：工艺尺寸链中除封闭环以外的其他环，称为组成环。根据组成环对封闭环影响的性质不同，组成环可分为增环和减环。
增环：当其他组成环不变，该环增大（或减小）使封闭环随之增大（或减小）的组成环，称为增环。
减环：当其他组成环不变，该环增大（或减小）使封闭环随之减小（或增大）的组成环，称为减环。
2.分析工艺尺寸链
（1）绘尺寸链简图
把相互关联的尺寸，按一定顺序但不严格按比例排列成封闭的图形。长度环用大写拉丁字母A、B、C......等表示。封闭环加下角标“0”表示。组成环加下角标阿拉伯数字表示，数字表示各组成环的序号。
（2）判别尺寸链中的增环、减环
在工艺尺寸链简图上，先给封闭环任意确定一方向并画出箭头，然后沿此方向环绕尺寸链回路，依次给每一个组成环画出箭头。凡箭头方向和封闭环相反的是增环，反之则是减环。
3工艺尺寸链的计算公式
首先了解尺寸链计算所用的符号，如表1所示。
表1尺寸链计算所用的符号
环名符号名称基本尺寸最大
极限尺寸最小
极限尺寸上偏差下偏差公差封闭环F0F0maxF0minESF0EIF0Tf增环ZiZimaxZiminESZiEIZiTzi减环JiJimaxJiminESJiEIJiTji注：i是阿拉伯数字，表示各组成环的序号。
（1）极值法计算公式
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。
即：
封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和。
即：
封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。
即：
（2）偏差值计算公式：
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。
即：
封闭环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。
即：
封闭环的公差等于所有组成环的公差之和。
即：
（3）列表计算法
绘出工艺尺寸链简图后，列表。如表2所示
表2
环基本尺寸上偏差下偏差增环1Z1ESZ1EIZ1增环2Z2ESZ2EIZ2……………………减环1-J1-EIJ1-ESJ1减环2-J2-EIJ2-ESJ2……………………封闭环F0ESF0EIF0在增环行中写入增环的基本尺寸及下偏差；在减环行中写入尺寸时,将基本尺寸变号，上下偏差变号，且上下偏差对调；在封闭环行中写入封闭环的基本尺寸及上下偏差。最后利用所有增环与所有减环的基本尺寸及上下偏差分别相加所得的代数和等于封闭环基本尺寸及上下偏差。注意采用列表计算时若求解的是减环，在写成工序尺寸时应再对减环进行基本尺寸变号，上下偏差变号，对调。
4、工艺尺寸链的实例应用
（1）测量基准与设计基准不重合
如图1所示零件，总长毫米已加工完毕，现在车床上加工内孔及槽。设计尺寸毫米，在加工时不好直接测量，所以采用深度尺测量尺寸L来间接检验是否合格。试确定L的工序尺寸。
分析：该零件加工内孔及槽时的设计尺寸毫米是通过直接测量L的值来保证的，所以工序尺寸毫米是封闭环，尺寸L和为组成环。

图1图2
解法（一）
①绘制工艺尺寸链简图如图2所示。
给封闭环任一方向并画出箭头，沿尺寸链回路给每一组成环画出箭头。得知为增环，即Z1=；L为减环，即J1=L；封闭环F0=。
②求L的基本尺寸及其偏差
∵F0=Z1-J1∴J1=Z1-F0=50–10=40(毫米)
∵F0max=Z1max-J1min
∴J1min=Z1max-F0max=49.9–10=39.9(毫米)
∵F0min=Z1min-J1max
∴J1max=Z1min-F0min=49.8-9.8=40(毫米)
∴L=J1=(毫米)
解法（二）
绘制工艺尺寸链简图，如图