工艺尺寸链的应用实例

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在设计各类零部件结构时 ，除需要进行运动、强度、刚度等计算外，还需要进行几何量分析计算，以确定零件的尺寸公差、形状和位置公差、技术要求等。其目的在于保证机械零件加工完成后，能顺利地保质保量进行装配，并能满足预定的设计功能要求。为此，提出了尺寸链，同时，运用尺寸链的计算来解决此问题。

常用的公式：A ∑ -∑ (1)El Im n-1ES(A∑)∑ES -∑ (2) l im1n-1EI(A∑)∑E1 -∑EsE (3)il im11工艺基准与设计基准不重合时的尺寸换算1.1测量基准和设计基准不重合时尺寸的换算在零件加工中，有时会遇到-些表面加工之后 ，按设计尺寸不便 (或无法)直接测量的情况。因此需要另选-个易于测量的表面作为处理基准，间接保证设计尺寸的要求。此时，需要通过尺寸链进行换算 。 。

如图1(a)所示轴承座，当以B面定位车削内孔C时，图样中的设计尺寸 A∑300 mm不便i贝0量。改为以B面定位按 A。100。。mm车出A面，然后以A面为测量基准按尺寸 镗孔，则设计尺寸 A∑即可间接获得。试确定镗孑L工序尺寸 及其公差。

解：(1)确定封闭环、画出尺寸链图：根据加工过程可知，A∑为间接获得是封闭环，画出尺寸链图如图1(b)所示。

(2)确定各环的性质 ：由于 A∑是间接得到的，是封闭环，而 和 是直接测量得到的，是组合环。

收稿日期：2012-11-23 、190 . . . . . . . . 。 . . . . 。 . 。 . . .j..... . ，.- -.- 1 ...... . .t ....：..J曹 伟 等：工艺尺寸链的应用实例 经验由公式 (1)得：30X-10，即 X40mm。

(a)轴承座 (b)尺寸链图 1 测量基准和设计基准不重合从上述可以看出：通过尺寸换算来间接保证封闭环的要求，必须提高组成环的加工精度。当封闭环的公差较大时 (如第-组设计尺寸)，仅需要提高本工序 (车端面c)的加工精度 ，当封闭环的公差等于甚至小于-个组成环的公差时，则不仅要提高本工序尺寸 的加工精度，而且要提高前工序 (或工步)的工序尺寸 。的加工精度。

必须指出，按换算后的工序尺寸进行加工以间接保证原设计尺寸要求时，还存在-个 假废品”的问题。例如：当按图1的尺寸链所解算的尺寸 X40 1Tlqa进行加工时 ，如某-零件加工后实际尺寸 S-39.95 mlIl，即较工序尺的上限还超差0.05ram。从工序上看，此件即应该报废。但如将该零件的 。实际尺寸再测量-下 ，如果 A lOmm，则封闭环尺寸 A∑39.95-1029.95 mm，仍符合设计尺寸300 nlm的要求。这就是工序上报废而产品仍合格的所谓 假废品”问题。为了避免 假废品”的出现，对换算后工序尺寸超差的零件，应按设计尺寸再进行复量和换算，以免将实际尺寸合格的零件报废而造成浪费。

1-2定位基准和设计基准不重合时尺寸的换算如图2(a)所示零件，镗孔前 ，表面A、B、C已经加工。镗孑L时，为使工件装夹方便，选 A面为定位基准，并按尺寸 ，进行加工。试求镗孔工序尺寸 及其公差。

- l(a)零件 图 (b)尺寸链图2 定位基准和设计基准不重合(1)确定封闭环 、画尺寸链图：根据加工过程 ，设计尺寸L∑是在本工序镗孑L时间接获得的，是封闭环，按组成环的查找原则查找组成环 ，并画出尺寸链图2(b)所示。

(2)确定各环的性质：根据组成环对封闭环的影响情况判断， 与 为增环， 为减环。

由公式 (3)得：- 0.15-0.06EI(L )-0.1，即 l，(3)0.01 mm。

2多尺寸同时保证工序尺寸链的计算在零件加工中，有些加工表面的测量基面或定位基面是-些尚需继续加工的表面。当加工这些基面时，不仅要保证本工序对该加工基面的-些精度要求，而且同时还要保证原加工这些表面的要求 ，即-次加工后要同时保证两个尺寸的要求。此时即需要进行工艺上的尺寸换算 。

图3 (a)为-齿轮 内孔 的简图。 内孑L为85010 1TIm，键槽尺寸深度为90.40 mm，内孔及键槽的加工顺序如下 ：精镗孔至 84.8；0们mm；插键槽至尺寸 (通过工艺计算确定)；热处理；磨 内孔至 850。 mm，同时保证键槽深度90.4 。。 mm；·了-甲 ------ 再嚣 研霹 譬 1 f i 191 I lj1 。. .... ...- . .： .. .I............. ........J： . 。 。 -. .. 。 。 .： 。

(1)确定封闭环、画尺寸链图：根据加工过程，键槽深度 90.4o0m mE是在磨内孔时间接获得的，为封闭环。按组成环的查找原则查找组成环，并画出尺寸链图3(b)所示。

(2)确定各环的性质 ：根据组成环对封闭环的影响情况 ，尺寸 42.4；0 mm为减环，尺寸42.50l0" mE及A都为增环。

(3)计算：由公式 (1)得：90.4-A42.5-42.4，即 A90.3 mm。

由公式 (2)得：0.2： )0.017 5-0，即ES(A)O.182 5 mm。

(a)齿轮内孔简图 (b)尺寸链图3 加工孔和键槽时的尺寸链3表面处理工序尺寸的计算表面处理-般分两类：-类是渗层；另-类是镀层。它们的区别是渗层后还要加工，而镀层后不加工。因此 ，渗层类加工后 ，留在表面的渗层深度为封闭环，渗层深度为组成环 ；镀层类则是镀后形成的工件尺寸为封闭环，镀层厚度为组成环 。

图4(a)所示为-衬套 ，材料为38CrMoA1A，有关加工过程为：粗磨内孔至 144.760 mm，然后氮化处理，精磨内孑L至移145； mm，并保证渗层深度在0.3ram-0.5ram范围内。试求氮化处理时渗层的深度 t 。

(i)确定封闭环、画尺寸链图：根据加工过程，渗层深度0.3 mm～0.5 mm是在精磨内孔后间接得到的，为封闭环，按组成环的查找原则查找组成环，并画出尺寸链如图4(b)所示。

(2)确定各环的性质 ：根据组成环对封闭环的影响情况 ，尺寸 4 为减环，尺寸 。及 t 为增环，如图4(c)、图4(d)所示。

(3)计算：由公式 (1)得：tl (1450.6-144.76)ram0.86 mm。

度，l(a)衬套三 鍪堑重霎瞿 -亡二二二二 互 --(c)减环 (d)尺寸链图4 保证渗氮层深度的尺寸链4结语在建立工艺尺寸链时，应首先确定哪-个尺寸是间接获得的尺寸，并把它定为封闭环，依次画出有关直接获得的尺寸为组成环，形成-个封闭的尺寸链图，同时，还必须注意使组成环的环数达到最少，就是最短尺寸链原则。