工藝尺寸鏈分析的重要性

上海安世亞太

2021年3月2日 13:14

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作者：謝文麗上海安世亞太流體應用工程師

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編者按

作者使用工藝尺寸鏈計算軟件——PDCC，一鍵計算，高效準確，解決了傳統計算方式難以解決的問題，在生產階段大幅度提高了工作效率。

工藝尺寸是根據加工條件，在工藝規程中給出的尺寸，是為了保證零件圖紙的尺寸而設計的。如果工藝尺寸設計不合理會直接導致零件加工不合格，因此對于復雜的軸類及箱體類零件、易變性零件等而言，保證工藝尺寸尤為重要。

在機械加工過程中，為了滿足零件的技術要求，會進行大量的工藝尺寸鏈計算，包括工藝基準與設計基準是否重合、余量設計是否合理、表處理厚度是否達標等等。這些計算往往需要花費工程師較大精力，一旦工藝尺寸鏈計算出紕漏，則無法保證零件加工合格。

尺寸鏈計算與公差分析的目的

獲得合理的工序公差，保證產品加工質量；

檢查工藝漏洞，提前優化，避免試生產造成的資源及時間浪費；

優化零件加工工藝路線，避免累計誤差；

減少裝配現場的修銼調整；

降低產品的返修率，幫助企業節約成本。

尺寸鏈的定義和分類

尺寸鏈的定義

尺寸鏈是由一組相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組。在工程設計和制造中經常用尺寸鏈來進行工藝尺寸換算，控制關鍵尺寸的公差，從而保證產品的制造精度。

尺寸鏈的分類

◆ 按其空間位置的構成可以分為：線性尺寸鏈（一維）、平面尺寸鏈（二維）和空間尺寸鏈（三維）。

◆ 按其功能可以分為：裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈。

工藝尺寸鏈的定義和換算

工藝尺寸鏈的定義

在零件的加工過程中，決定各個工序要素間相互關系的尺寸通常可用彼此相聯系的點、線、面按一定順序排列，形成一個封閉的尺寸系統，這個尺寸系統就稱為工藝尺寸鏈。

工藝尺寸鏈的分析與計算（換算形式）

由于產品的復雜性，產品制造需要很多工序才能完成。由于加工基準的轉換，使工藝尺寸換算在工藝設計過程中占有非常重要的地位。尺寸換算主要有以下幾種形式：

原始基準與設計基準不重合

圖1中A為設計基準，B為加工面，C為原始基準，尺寸H必須通過換算后求出。

設計基準與測量基準不重合時的尺寸換算

圖2中工序原始尺寸為20，B為加工面。若要對該尺寸直接測量比較困難，因此將一個芯軸安裝在零件上，與零件內部的定位面接觸，借助基準A進行間接測量。尺寸L為固定長度，因此可以通過測量H來間接保證工序尺寸為20。

多尺寸保證

圖3中小孔在粗加工階段已經加工完成，主設計基準A在最后面加工保證，與主設計基準有關的尺寸有4個：10、H、8、12。兩個工序中，小孔中心與左端面的距離不變，因此H值由10、8、12 三個尺寸共同來保證。

工藝尺寸鏈的解算步驟由上所述，要利用尺寸鏈原理來分析相互關聯的工序尺寸及余量的變化規律。首先要由零件工序圖畫出尺寸鏈圖，然后找出封閉環、增環、減環等進行解算。解算關鍵在于能否正確地畫出尺寸鏈，判斷封閉環。對于在生產實踐中已出現和未出現的復雜尺寸鏈解算問題，都需要根據尺寸鏈的定義及工藝目的進行準確把握，再根據實際情況來進行解算。