機械零部件在設計制造中工藝尺寸鏈計算方法及應用

（重慶市江南職業(yè)學校 重慶 402283）

一、尺寸鏈的概念

2.封閉環(huán)—在尺寸鏈中在裝配過程中或加工過程中最后形成的一環(huán)叫封閉環(huán)，常用A0表示。[1]

3.組成環(huán)—尺寸鏈中對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)叫組成環(huán)，用A1、A2表示。組成環(huán)又分為減環(huán)和增環(huán)。[2]

4.增/減環(huán)—若該組成環(huán)的變動引起封閉環(huán)同向變動為增環(huán)。同向變動是指該環(huán)增大時封閉環(huán)也增大，該環(huán)減小時封閉環(huán)也減小。若該組成環(huán)的變動引起封閉環(huán)反向變動為減環(huán)，反向變動是指該環(huán)增大時封閉環(huán)也減大，該環(huán)減小時封閉環(huán)也增大。

二、尺寸鏈的分類

1.按應用場合分：工藝尺寸鏈、裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈。

2.按環(huán)的空間位置分：線性尺寸鏈、平面尺寸鏈、空間尺寸鏈。

3.按環(huán)的幾何特征分：長度尺寸鏈、角度尺寸鏈。

通過計算機輔助工程中的數(shù)值模擬系統(tǒng)，來構建鋼軌軌道高度的曲線補償模型，要將鋼軌尾部軌道波動控制在0.2 mm內。在整個鋼軌中不存在拐點，100 m內上下鋼軌的對稱補償差值曲線如圖4所示。從圖4可以看出，鋼軌端點與正常鋼軌高度的差值由原始模型的3.0 mm下降為1.2 mm左右，軌道底部的頭尾差值被控制在0.8 mm的范圍內，使用數(shù)值模擬系統(tǒng)能夠完成125%的精度補償。在補償完成的鋼軌端點15 m范圍內，尚未出現(xiàn)斷面或甩尾的突變情況。因此，使用計算機輔助工程的數(shù)值模擬系統(tǒng)，能夠有效地完成鋼軌高度的偏差控制活動。

三、尺寸鏈的計算方法

尺寸鏈的計算依據(jù)零件機構或工藝上的要求，確定尺寸鏈中各環(huán)的基本尺寸及公差或偏差。概率法—多用于裝配尺寸鏈的計算。2.極值法—多用于工藝尺寸鏈的計算。

1.封閉環(huán)的基本尺寸等于各增環(huán)尺寸之和減去各減環(huán)尺寸之和。

式中：A0—封閉環(huán)的基本尺寸；Ai—增環(huán)的基本尺寸；Aj—減環(huán)的基本尺寸； m—增環(huán)的數(shù)量；n—組成環(huán)的總數(shù)（不包括封閉環(huán)）。

2.封閉環(huán)的最大極限尺寸等于所有增環(huán)最大極限尺寸之和，減去所有減環(huán)最小極限尺寸之和；而封閉環(huán)的最小極限尺寸等于所有增環(huán)最小極限尺寸之和，減去所有減環(huán)最大極限尺寸之和。

3.封閉環(huán)的上偏差等于所有增環(huán)上偏差之和減去所有減環(huán)下偏差之和，封閉環(huán)的下偏差等于所有增環(huán)下偏差之和減去所有減環(huán)上偏差之和。

4.封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差和。

四、計算工藝尺寸鏈的步驟

1.繪制尺寸鏈—根據(jù)零件圖，按照零件各表面間相互聯(lián)系，繪制尺寸鏈。

2.確定封閉環(huán)—尺寸鏈中間接的到的尺寸，既不是前到工序形成的，也不是本到工序加工出的，而是由其他尺寸確定后自然形成的尺寸就封閉環(huán)。

3.確定增/減環(huán)—（1）利用增/減環(huán)定義確定。（2）回路法（標箭頭法）：在封閉環(huán)上任意設定一個方向，然后循環(huán)方向由封閉環(huán)發(fā)出經(jīng)過各組成環(huán)作一環(huán)線直至回到封閉環(huán)。若該環(huán)線前進的方向與設定的封閉環(huán)方向相同，該組成環(huán)為減環(huán)，若兩者相反，該環(huán)為增環(huán)。

4.求未知尺寸及驗算，利用公式求未知尺寸，并分析驗算。

五、工藝尺寸鏈的應用

1.測量基準與設計基準不重合時工序尺寸的計算如圖所示工件外圓、內孔及端面均已加工完畢，本序加工A面，保證設計尺寸8±0.1 mm。由于不便測量，現(xiàn)已B面作為測量基準，試求測量尺寸及其偏差。

解題步驟：

（1）建立尺寸鏈設計尺寸8±0.1 mm是封閉環(huán)，A1、 A2、A3是組成環(huán)。

（2）根據(jù)公式：

2.多尺寸同時保持工藝尺寸鏈的計算

一帶有鍵槽的內孔要淬火及磨削，其設計尺寸如圖所示。

（2）插鍵槽至尺寸A1；

（3）淬火（變形忽略不計）；

要求確定工序尺寸A1及其公差。

（2）根據(jù)公式計算：

結語

機械零部件在設計制造過程中，尺寸鏈相關知識能否掌握，將直接影響所制訂工藝規(guī)程的科學性、合理性、經(jīng)濟性。并且每一個環(huán)節(jié)都對保證零件加工質量具有至關重要的作用。