工藝尺寸鏈的基礎知識
實際工作中,很多人對尺寸鏈不是很了解,有的也是一知半解。本文對尺寸鏈的一些常識性的基礎知識進行闡述,便于大家對尺寸鏈有個基本的認識,認識到它的重用性!
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:
①獲得合理的工序公差,保證產品加工質量;
②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;
③優化零件加工工藝路線,避免累計誤差;
④減少裝配現場的修銼調整;
⑤降低產品的返修率,幫助企業節約成本。
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。
如下圖所示,L1、L2、L3、L4、L£等尺寸相連,形成了一條尺寸鏈環。
1、環
構成工藝尺寸鏈的每一個尺寸都稱為“環”,一條尺寸鏈中必包含兩種環:封閉環與組成環。(下圖中A0-A3)
2、封閉環
尺寸鏈中最終被間接保證的那個尺寸稱為封閉環,它是在加工之后間接形成的。(圖中A0)
3、組成環
尺寸鏈中對封閉環有影響的全部環。這一環中任一環的變動必然引起封閉環的變動。(圖中A1-A3)
尺寸鏈中除封閉以外尺寸鏈中其它所有的環皆稱為組成環,按照對封閉環的影響,可將組成環分為增環與減環。(圖中A1-A3)
●增環:在其余組成環保持不變的條件下,該環的增大導致封閉環也增大者。
●減環:在其余組成環保持不變的條件下,該環的增大導致封閉環減小者。
工藝尺寸鏈的計算
由于產品的復雜性,產品制造需要很多工序才能完成,涉及到很多基準轉換以及余量計算的問題,如加工基準,設計基準以及測量基準之間的轉換。所以工藝尺寸鏈計算的難點在于封閉環的確定。
1、定位基準和設計基準不重合封閉環查找
如圖所示零件,表面A、B、C均已加工,現以A面為定位基準來鏜孔。當定位基準與設計基準不重合時,加工表面到定位基準的尺寸為工序尺寸;加工表面到設計基準的尺寸為封閉環,故A0為封閉環,A1、A2、A3為組成環。
2、測量基準與設計基準不重合封閉環查找
在車床上加工內孔。大孔孔底臺肩面位置的是設計尺寸 A0,A1也為設計尺寸,但A0不易測量,加工中常用測量A2來控制孔底臺肩面位置。測量表面到設計基準的尺寸是封閉環;測量表面到測量基準的尺寸是工序尺寸,故A0是封閉環。
3、中間工序封閉環查找
如圖,零件的加工工藝過程是:1)精鏜孔至尺寸 A2 ;2)插鍵槽 ,保證工序尺寸 A3 ; 3)熱處理;4)磨內孔至尺寸A1,同時保證鍵槽深度A0 ;此時A0尺寸是加工A1之后間接形成的,所以A0是封閉環。
4、表面處理時封閉環的查找
⑴、滲入類表處理,一般工序為:在最終加工前使滲入層控制一定的厚度,再進行最終的加工,以保證在加工后能獲得設計要求的滲入層厚度,因直接測量的是加工尺寸,顯然,設計要求的滲入層厚度是最后形成的尺寸,是封閉環。
⑵、鍍層類表處理,一般工序為:工件表面鍍層后不需要再進行加工,鍍層厚度是可以通過控制電鍍工藝條件來直接獲得的,這時,鍍層厚度是組成環,而電鍍后的零件尺寸是最后自然形成的尺寸,是封閉環。
5、粗、精加工工序中的封閉環查找。
⑴、設計基準與加工基準統一
如圖,加工基準在左端,先粗加工A1,再精加工A2。A1和A2是前后兩工序直接加工形成,A0是間接形成的,此時A0為封閉環。
⑵、設計基準與加工基準不統一
如圖加工基準在右端,先粗加工A1,再精加工A2。A1和A0是前后兩工序直接加工形成,A2是間接形成的,此時A2為封閉環。
確定封閉環后,由封閉環開始,按照工序順序依次查找組成環進行尺寸鏈計算。一般產品加工過程中,加工工序較多,計算的零件尺寸及余量有幾十甚至上百個,如果一個個計算,效率比較低且容易出錯。
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