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1、- 6 6 现代制造技术柳掰2 0 0 7 年第1 0 期总第3 4 卷 工艺尺寸链图算法浅析 L 柱新 ( 常州机电职业就术学晚江嚣常州2 1 3 1 6 4 ) 要：从工艺足寸链的基本概念入手，阐述了工艺尺寸键解算过程中，如何区分增、减环和封闭环，重点分析了图算珐 并培出了详细的并题步蒜。 * 麓嗣：工艺足寸链；：I t 环；戎环；封闭环；田算击 中圉分类号：T H l 2 3文献檬识珥：A文章编号：1 0 0 6 一0 3 1 6 ( 2 0 0 7 ) 1 0 一0 0 6 6 一0 3 T h en i m s i n e 璐a n a l y s i s0 ft h eg m p
2、h i c 舯l u t i o no ft h et 代h I I i cm m 蜘s i o n a Ic h a i n K O N GZ h u x i n ( c h 蛆弘h o ul 珊6 t u k0 fM 胛h a t r o l l i c1 k h I I o I o 科。C h a n g z h o u2 1 3 1 6 4 C h m a ) A b s t r a d ：T h cp a p e r “p a d a t e h o w t od i f f c f c n 血t e i n c 球a s c f i l l g ，d e c r e a s er
3、i n g 锄d s e a l i “g 打n g f r o m m e b 船i cc o n c e p t i o n0 f t h e t e c h n i cd i n 忙n s i o n a lc 1 1 a i nmm c u r o fm ea c c o u n l0 fm et e c h n i cd i f n e n s i o n a lc h a i n ，8 p e c i a I l y 加a l y 辩st l l 。g r a p h j cs o l u d o n 粕d 画v e sp 删c u l 越s 0 1 v op r o b l e
4、m ss t 印 K e y w o r d s ：t e c h n i cd i m e n s i o na lc h a i n ；i n c r e a r i n g ；d e c r e a r i l l g ；s e a I i “g 血g ；g 。印h i cs 0 1 u 吐o 在机械加工过程中，工件的尺寸在不断地变化， 由毛坯尺寸到工序尺寸，最后达到设计要求尺寸。 这些尺寸之间存在一定联系，应用尺寸链理论可揭 示它们之间的内在联系，掌握其变化规律是合理确 定工序尺寸及其公差和计算各种工艺尺寸的基础。 l 工艺尺寸链的基本概念 在零件加工过程中，由一系列相互联系的尺寸 所
5、形成的尺寸封闭图形称为工艺尺寸链。组成工艺 尺寸链的每一个尺寸称为环。环可分为封闭环和组 成环。在加工过程中，问接获得、最后保证的J t 寸 称为组成环。除封闭环以外的其它环，称为组成环。 组成环的尺寸是直接保证的，它又影响到封闭环的 尺寸，根据其对封闭环的影响又可分为增环和减环。 当其余组成环不变，而该环增大( 减小) 使封闭环 随之增大( 减小) 的环，称为增环。当其余组成环 不变，而该环增大( 减小) 反而使封闭环减小( 增 大) 的环，称为减环。利用工艺尺寸链进行工序尺 寸及其公差的计算，关键在于正确找出尺寸链，正 确区分增、减环和封闭环。 2 正确区分增、减环和封闭环 正确确定封闭环
6、是解算工艺尺寸链最关键的一 步。对于工艺尺寸链，要认准封闭环是“间接、最 后”获得的尺寸这一关键点。在大多数情况下，封 闭环可能是零件设计尺寸中的一个尺寸或者是加工 余量。封闭环的确定还要考虑到零件的加工方案， 如加工方案改变，则封闭环也将可能变成另一个尺 寸。如图1 所示，当以表面3 定位车削表面1 获 得尺寸A l ，然后以表面l 为测量基准车削表面2 获 得尺寸A ：时，则间接获得的尺寸砖即为封闭环。但 是，如果改变加工方案，以加工过的表面1 为测量 基准直接获得尺寸A 2 ，然后调头以表面2 为定位基 准，采用定距装刀的调整法车削表面3 直接保证尺 寸A r 时，则A 。成为间接获得，
7、是封闭环。 在增、减环的区分上，对于环数少的尺寸链， 可以根据增、减环的定义来判别。对于环数多的尺 寸链，可以采用箭头法，即从 r 开始，在尺寸的上 方( 或下边) 画箭头，然后顺着各环依次画下去， 凡箭头方向与封闭环A 。的箭头方向相同的环为减 收稿日期：2 0 一0 5 0 7 作者简介：孔柱新( 1 卯I 一) ，安徽省舒城县人，硕士学位。常州机电职业技术学院教师。研究方向为机械制造厦其白动化。 万方数据 柳耱2 7 年第1 0 期总第3 4 卷 现代制造技术6 7 环，相反地为增环。如图2 所示，在c t 上画向右的 箭头，其它环顺着这个箭头方向画下去，可以判别 出c l 、c 2 、
8、c 4 、G 、c 9 、c l o 和c “与其反向，是增 环。c 3 、c 5 、c 6 和c 8 与其同向，是减环。 图l 零件加工与测量中的尺寸联系 图2 增、臧环判别 3 工艺尺寸链的图算法分析 在零件加工工序较多，工艺基准又与设计基准 不重合，且各工序的工艺基准多次转换时，如仍用 单个尺寸链进行工序尺寸计算将非常复杂，难以建 立尺寸链，而且容易出错。针对这种情况，采用把 全部工序尺寸、工序余量画在一张图表上的图算法 可以直观地、简便地建立工艺尺寸链，进而计算工 序尺寸及其公差和验算工序余量。 下面通过一个实例说明其具体的步骧。有一轴 套类零件如图3 所示。 圈3 轴套零件简囤 该零
9、件加工工序为： ( 1 ) 以A 面定位，粗车B 面，工序尺寸为 粗车c 面，至B 面的工序尺寸为 2 ； ( 2 ) 以B 面定位，粗车A 面，工序尺寸为A 3 ； ( 3 ) 以A 面定位，精车B 面，工序尺寸为A 。； 精车c 面，至A 面的工序尺寸为也； ( 4 ) 以B 面定位，精车A 面，工序尺寸为A 6 ； ( 5 ) 以A 面定位，磨削c 面，工序尺寸为A ，； ( 6 ) 以c 面定位，磨削A 面，工序尺寸为氐； 求：各工序尺寸。 在解算此类问题时，可以按照下列步骤进行； 在上方偏左的位置画出零件简图，标出设计 尺寸，并化成平均尺寸和对称偏差。 L l = 7 0 0 2 3
10、 m m 如= 5 0 岩lm m = 4 9 9 5 o 0 5 m 列表。首先从零件简图的各个加工面处垂直 向下引出细实线作为尺寸界限线。然后按照加工的 先后顺序，自上而下逐个地把毛坯尺寸、各工序加 工尺寸及设计尺寸标注出来，同时画上加工余量。 用追踪法找出各尺寸链。查找的方法是：先 找封闭环( 为设计尺寸和余量) ，从封闭环两端开始 同时往上追踪，遇箭头即逆箭头转弯，此尺寸即为 组成环，追到测量基准时继续往上追踪，直到两边 相遇，即为一尺寸链。图4 中列出了L 。和磊为封闭 环时的尺寸链。 根据经验或按经济精度填写各工序公差值， ( 接z 犯的形式) 。直接保证设计尺寸的工序尺寸 公差应
11、等于设计尺寸的公差( 如A 。的公差) 。应对 设计尺寸的公差进行验算，即在保证设计尺寸的尺 寸链中，各组成环的公差和封闭环的公差应满足 三瓦二y z 2 。2 智 验算设计尺寸厶的公差的公式为 三y Z = o 2 3 姗= 三瓦 2 莒 2 。 说明工序尺寸A 6 、A 7 、A 8 的公差是可行的。如 验算结果不符合上述关系，则需设法减小各工序尺 寸的公差甚至改变工艺路线。 计算余量公差z 犯。在以各余量为封闭环的 尺寸链中，利用如下公式进行计算。 扣= ：莩l 飘 万方数据 6 8 - 现代制造技术柳耪2 0 0 7 年第1 0 期总第3 4 卷 下面把U 折有的加工余量列出： ；乏。
12、= ；( 五+ 弓) = o 1 lm m ；己，= ；( 弓+ 瓦+ E + 瓦) = 。4 2 m m ；乏。= ；( 瓦+ L ) = o 2 4m m ；巴，；( 正+ 五+ 五) = o 7 2 n u n ；= ；( 瓦+ 五) _ 0 4 2 一 ；= ；( 五十五) 乩8 m n ；毛= ；( 疋+ 互+ = 2 3 一 ；毛t ；( 五十驯= ：o 一 确定最小余量z 盅。最小余量值可按本章加 工余量一节中的公式进行计算而得，或者是凭经验 估选。一般情况下，可确定为：粗车端面时，磊“ = 0 8 1 5 m m ；半精车端面时，2 击= 0 2 O 4 m m ； 精车端面时
13、，z ；柚i l I = Ol 加3m m ；磨削端面时，磊i 。 = O 0 7 加0 9 m m 。 计算工序平均余量面。可参照下面公式计算 并填入表中。 乙= ；( z 衄+ z 血) z = z 一+ L z 。= ( z 。+ t + z 一) = z 一+ ；t 求平均工序尺寸A 。平均工序尺寸的计算方 法为：先求最后面工序的工序尺寸，依次往前计算。 从要求的工序尺寸往下追踪到结果( 已知) 尺寸， 则该平均工序尺寸等于结果尺寸加上或减去两边所 遇到的余量值。当余量的切除使该尺寸增大时应减， 当余量的切除使该尺寸变小时应加。下面列出所有 的工序尺寸 A w = 厶= 4 9 9 5
14、m m A w = A 8 M + 磊肼= 5 0 1 5m m 、A = k + Z 8 ，= 7 0 2 m A = A 附十舀f + z = 5 1 0 6 m m A 4 埘= A 鲥+ 2 钿= 7 0 7l T l m 3 M = A 4 村+ Z 4 H = 7 1 4 m m A 埘= A w A 埘一z 5 村+ 五村= 1 9 3 4 咖 A 1 _ | I f = A 3 肼+ Z 3 M = 7 3 4 m m 肘2 f = 厶埘一上删+ 2 毛M + z 3 咐= 5 7 7 6m m M 1 M = A 1 M + Z 1 M = 7 6 6 m m 标注工序尺寸。
15、根据平均工序尺寸和工序公 差，将工序尺寸按“入体原则”换算好后标注到工序 图4 中。 删m I5 W6M 黝 丝 I j5 7 拓 屿 勰时 I 序 采量卧平均 平均 盥时 嬷 蛰差案量糸量 尺寸h 工亭 硅 班札k缸 缸 名称 地 _ 一r 一耵 E 0 j2 D1 23 27 3 4 诏鲥 捆车 尉目：二田L0 32 3 1 j 3 j1 9 3 4 1 9 删。L 租丰 j 船 0 3 0 0 I j 2 n 7 l J 7 【魄 。f I 8 盈 0 1 20 啦嚆 0 J加J 加盟 赫I A j ( q 1 20 m3 嚣 l B 5 1 舫5 【l 精车舀I 知I0 1 20 “0
16、 石 0 j j 加丑 r l 磨 世l 扣 0 埘 t 0 3 3 0 瞎 0 4 l 如U 舢l t 0 础( 0 j 1 乙6 抽 l 0 脚0 I i0 增0 j 蝈邺 虬 矗 1 J 一一J !H 士0 鲴J ， 蚍l I U t 0 丑 加 7 性0 卫 图4 工序尺寸图算法 4 结束语 以上只是工艺尺寸链计算的一种典型应用，图 算法是求解复杂的工艺尺寸的有效工具，但其求解 过程仍然十分繁琐。按照图算法求解的思路，编制 计算程序，用计算机求解可以保证计算准确，节省 计算时间。 参考文献： 【1 】刘守勇机械制造工艺与机床夹具f M l 北京：机械工业出版社 2 0 0 6 【2 】
17、事华机械制造技术 q 北京：机械工业出版社，2 5 【3 J 王信义机械制造工艺学 M 】北京：北京理工大学出版社，1 9 虬 【4 】王先逢机械制造工艺学【M 】北京：机械工业出版杜，0 0 0 5 万方数据 工艺尺寸链图算法浅析工艺尺寸链图算法浅析 作者：孔柱新， KONG Zhu-xin 作者单位：常州机电职业技术学院,江苏,常州,213164 刊名： 机械 英文刊名：MACHINERY 年，卷(期)：2007,34(10) 参考文献(4条)参考文献(4条) 1.王先逵 机械制造工艺学 2005 2.王信义 机械制造工艺学 1990 3.李华 机械制造技术 2005 4.刘守勇 机械制造工艺与机床夹具 2006 本文链接：