第5章 机械加工工艺规程-3

5.6机械加工工序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、计算与实施对于零件的某一个表面，为了达到图纸所规定的精度及表面粗糙度，往往需要经过多次加工方能完成。而每次加工都需要去除余量。5.6.1加工余量加工余量是指在加工过程中从工件的被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量加工总余量工序余量◆加工总余量——同一表面上毛坯尺寸与设计尺寸之差，用Z0表示。◆工序余量——指工件某一表面上相邻两工序尺寸之差（即在一道工序中切除的金属层厚度）。用Zi表示。加工总余量Z0与工序余量Zi的关系：1.工序余量（2）双边余量零件对称结构的对称表面，其加工余量为双边余量如回转体表面(内、外圆柱表面)的加工余量为双边余量，用2Zb表示。工序余量单边余量双边余量（1）单边余量零件非对称结构的非对称表面，其加工余量一般为单边余量，如单一平面的加工余量为单边余量，用Zb表示。双边余量2Zb◆对于内圆表面（图d）余量为：◆对于外圆表面（图C）余量为：（上道工序尺寸减去本道工序尺寸。）（本道工序尺寸减去上道工序尺寸。）由于各工序尺寸都有偏差，故实际切除的余量是变化的。工序余量又分为公称余量Zb、最大余量Zmax、最小余量Zmin。+公称余量Zb（基本余量）——工序尺寸用基本尺寸计算时所得的加工余量。最大余量Zmax——该工序余量的最大值。最小余量Zmin——保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度。余量公差▼——前工序与本工序的工序尺寸公差之和。（如左图↑）也是最大余量与最小余量之差。公称余量（简称余量）Zb最大余量Zmax最小余量Zmin被包容面（轴）包容面（孔）工序余量与工序尺寸及其公差的关系a→b工序尺寸偏差一般按“入体原则”标注。◆对被包容尺寸（如轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸。◆对包容尺寸（如孔径），下偏差为0，其最小尺寸就是基本尺寸。lalb被包容件的余量Zb包含上道工序的工序尺寸公差Ta。最大余量Zmax包含下道工序工序尺寸公差Tb。最小余量Zmin不包含上、下道工序的工序尺寸公差Ta、Tb。加工余量公差等于本道工序的工序尺寸公差与上道工序的工序尺寸公差之和。被包容面（轴）包容面（孔）工序余量与工序尺寸及其公差的关系（1）对于被包容面（轴）而言：工序间余量Z=上工序基本尺寸-本工序基本尺寸最大工序间余量Zmax=上工序最大极限尺寸-本工序最小极限尺寸最小工序间余量Zmin=上工序最小极限尺寸-本工序最大极限尺寸Ta——上工序公差Tb——本工序公差加工余量与工序间公差的关系：被包容面（轴）包容面（孔）工序余量与工序尺寸及其公差的关系Ta——上工序公差Tb——本工序公差加工余量与工序间公差的关系：（2）对于包容面（孔）而言：工序间余量Z=本工序基本尺寸–上工序基本尺寸最大工序间余量Zmax=本工序最大极限尺寸-上工序最小极限尺寸最小工序间余量Zmin=本工序最小极限尺寸-上工序最大极限尺寸●工序图中工序尺寸的标注：对被包容尺寸（轴的外径，实体长、宽、高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差为零对包容尺寸（孔的直径、槽的宽度）其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差为零。为了便于加工，规定工序尺寸按“入体原则”标注极限偏差，毛坯按“双向”布置上、下偏差。被包容件尺寸/工序余量公差带图包容件尺寸/工序余量公差带图毛坯尺寸公差按双向对称偏差形式标注。外圆柱加工内孔加工a→b*工步余量为相邻两工步尺寸之差，它是某工步在表面上切除的金属层厚度。加工总余量为同一表面上毛坯尺寸与零件设计尺寸之差(即从加工表面上切除的金属层总厚度)。2.加工总余量显然某表面加工总余量(ZΣ)等于该表面各个工序余量(Zi)之和，即其中，n——为机械加工工序数目。Z1——为第一道粗加工工序的加工余量。一般来说，毛坯的制造精度高，Z1就小；若毛坯制造精度低，Z1就大(具体数值可参阅《机械加工工艺人员 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 》等 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 )。●余量之间的关系：（8-2）被包容面（轴）包容面（孔）尺寸/工序余量公差带图加工总余量与工序余量关系工序余量按“入体原则”标注极限偏差，毛坯余量按“双向”布置上、下偏差。工件加工余量的大小，将直接影响工件的加工质量、生产率和经济性。◆加工余量太小时，不易去掉上道工序所遗留下来的表面缺陷及表面的相互位置误差而造成废品；◆加工余量太大时，会造成加工工时和材料的浪费，甚至因余量太大而引起很大的切削热和切削力，使工件产生变形，影响加工质量。●总加工余量对工艺过程的影响：总余量与毛坯精度、生产类型、批量大小有关。5.6.2影响加工余量的因素为了合理确定加工余量，必须深入了解影响加工余量的各项因素。影响加工余量的因素有以下四个方面：1.上工序留下的表面粗糙度值Rz和表面缺陷层深度Ha。2.上工序的尺寸公差Ta。3.上工序的尺寸公差Ta值没有包括的上工序留下的空间位置误差ea。4.本工序的装夹误差εb。下图为镗削连杆大孔工序，用小头孔和端面定位。1.上工序留下的表面粗糙度Rz和表面缺陷层深度Ha表面层的结构缺陷应在本工序切除掉。←有关的数据可查手册获得。综合分析影响工序余量的主要因素：表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Ha的大小，与所用的加工方法有关，表8-8为有关的实验数据。表8-8表面粗糙度Ra和表面缺陷层深度Ha因为上道工序存在尺寸公差，为了将表层结构缺陷去除干净，工序余量也应包括上道工序尺寸公差Ta。（也去除了尺寸公差Ta包含的各种误差。）2.上道工序的尺寸公差Ta前工序公差包含待加工表面存在的各种几何形状误差，如圆度、圆柱度等（否则，前道工序不合格）。（a→b）上道工序的尺寸公差Ta的大小可根据选用的加工方法所能达到的经济精度，查阅《金属机械加工工艺人员手册》确定。相互位置误差ρa包括轴线、平面的本身形状误差(如弯曲、偏斜等)及其相互位置误差(如偏移、平行度、垂直度、同轴度误差等)。为了保证全部切除这些结构缺陷，必须将其包含在工序余量中给予纠正。ρa的数值与上工序的加工方法和零件的结构有关，可用近似计算法或查有关资料确定。若存在两种以上的空间偏差时可用向量和表示。3.加工前与上道工序各表面间的相互位置误差ρa。y=ax=b空间位置误差虽经前面工序加工，但仍未得到完全纠正的。空间位置误差来源上工序加工方法带来的热处理后产生的毛坯带来的4.本工序的装夹误差εb本工序存在装夹误差εb（包括定位误差、夹紧误差以及夹具本身的误差），应在确定本工序加工余量时，应予以考虑。本工序的加工余量必须满足下式：◆加工外圆和孔时：Zb≥Ta+2（Ha+Rz）+2|ρa+εb|◆加工平面时：Zb≥Ta+（Ha+Rz）+|ρa+εb|(8-3)(8-4)这项误差会直接影响被加工表面与切削刀具的相对位置，所以加工余量中应包括这项误差。右图将其与相互位置误差一起表示。5.6.3确定工序加工余量的方法1.计算法2.经验估计法3.查表法1、分析计算法工序的加工余量必须满足下式：◆加工外圆和孔时：Z≥Ta+2（Ha+Rz）+2|ρa+εb|◆加工平面时：Z≥Ta+（Ha+Rz）+|ρa+εb|(8-3)(8-4)在已知各个影响因素的情况下，计算法是比较精确的。在应用式(8-3)和(8-4)时，要针对具体情况对其加以分析、简化。例如，无心外圆磨床1—床身2—砂轮修整器3—砂轮架4—导轮修整器5—转动体6—座架7—微量进给手轮8—回轮底座9—滑板10—快速进给手柄11—工件座架(1)在无心外圆磨床上加工零件，装夹误差可忽略不计，故（8-5）空间位置偏差对余量无影响，也无装夹误差的影响，故(2)当用浮动铰刀铰孔以及拉孔(工作端面用浮动支承)时，（8-6）在掌握各种影响因素具体数据的条件下，用计算法确定加工余量是比较科学的。但目前所积累的统计资料尚不多，计算有困难，此方法目前应用较少。(3)超精加工、研磨及抛光时，主要是为了改善工件的表面粗糙度，去除材料很少，故（8-7）由一些有经验的工程技术人员根据经验确定加工余量的大小，为保证不出废品，余量往往偏大，多用于单件小批生产，主要用来确定总余量。2、经验估计法根据通用的文献（机械加工工艺装备设计手册、制造工艺技术-切削加工技术数据）或工厂生产实践和实验研究累积的经验数据表格，可以查出各种工序余量或加工总余量，并结合实际加工情况加以修正，确定加工余量。此法方便、迅速，工厂中被广泛采用。3、查表法●工序尺寸及其公差的确定◆基准重合时，工序尺寸及其公差的计算◆基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算5.6.4基准重合时，工序尺寸及其公差的计算当定位基准、工序基准、测量基准、编程原点与设计基准重合时，工序尺寸及其公差直接由各工序的加工余量和所能达到的精度确定。工序尺寸及其公差的计算顺序是由最后一道工序开始，即由设计尺寸开始向前推算到毛坯尺寸。计算步骤：从零件图上的设计尺寸开始向前推算，直至算到毛坯尺寸。最终工序尺寸等于零件图的基本尺寸，其余工序尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。（1）确定毛坯的总余量和工序余量（2）确定工序尺寸公差（3）计算工序基本尺寸（4）标注工序尺寸公差最终工序尺寸公差等于零件图上设计的尺寸公差，其余工序尺寸公差按加工经济精度确定。最后一道工序的公差按零件图设计公差标注，中间工序尺寸的尺寸公差按“入体原则”标注，毛坯尺寸公差按“双向”布置标注。再如，某轴直径为φ50mm，其尺寸精度要求为IT5，表面粗糙度要求为Ra0.04um，并要求高频淬火，毛坯为锻件，其工艺路线为：粗车-半精车-高频淬火-粗磨-精磨-研磨。计算各工序的工序尺寸及公差。（计算过程见下页）1.先用查表法确定加工余量。由工艺手册查得：研磨余量为0.01mm，精磨余量为0.lmm，粗磨余量为0.3mm，半精车余量为1.lmm，粗车余量为4.5mm，可得加工总余量为6.01mm，取加工总余量为6mm，把粗车余量修正为4.49mm。2.计算各加工工序基本尺寸。研磨后工序基本尺寸为50mm（设计尺寸）；其它各工序基本尺寸依次为：精磨50mm＋0.01mm=50·01mm；粗磨50.01mm+0.1mm=50.01mm半精车50.11mm＋0.3mm=50.4lmm；粗车50.4lmm＋1.lmm=51.51mm毛坯51.51mm十4.49mm=56mm3.确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。由表l-14查得：研磨后为IT5，Ra0.04μm（零件的设计要求）；精磨后选定为IT6，Ra0.16μm；粗磨后选定为IT8，Ra1.25μm；半精车后选定为IT11，Ra2.5μm；粗车后选定为IT13，Ra16μm。4.根据上述经济加工精度查公差表将查得的公差数值按"入体原则"标注在工序基本尺寸上。查工艺手册可得锻造毛坯公差为士2mm。5.6.5机床的选择各表面的加工方法确定以后，应选择适当的机床以满足各表面的加工要求。对必须改装或重新设计的专用机床、专用或成组工艺装备，应在进行经济性分析和论证的基础上提出设计任务书，阐明与加工工序内容有关的参数、生产率要求，保证零件质量的条件以及机床总体布置形式等。机床和工艺装备的选择，应满足零件加工工艺的需要，可靠地保证零件加工质量，还要与工序划分原则、生产类型和生产节拍相适应，并优先考虑采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。选择机床设备的基本原则1.工序节拍适应性2.形状尺寸适应性3.加工精度适应性机床的类型应与工序的划分原则相适应，再根据加工对象的批量和生产节拍要求来决定：◆若按工序集中原则划分，对单件小批生产，则应选择通用机床或数控机床；对大批生产，则应选择高效自动化机床和多刀、多轴机床。◆若按工序分散原则划分，则应选择结构简单的专用机床。5、合理选用数控机床。4、机床的选择应结合现场的实际情况。选择机床设备的基本原则1.工序节拍适应性2.形状尺寸适应性3.加工精度适应性◆机床的主要规格尺寸应与工件的外形尺寸和加工表面的有关尺寸相适应，即小工件选择小规格的机床加工，大工件则用大规格机床；◆选用数控机床必须能适应被加工零件的形状尺寸要求，如加工空间曲面形状叶片，往往要选择四轴或五轴联动数控铣床或加工中心。5、合理选用数控机床。4、机床的选择应结合现场的实际情况。选择机床设备的基本原则1.工序节拍适应性2.形状尺寸适应性3.加工精度适应性机床的精度与工序要求的加工精度相适应，◆精度要求低的粗加工工序，应选用精度低的机床；◆精度要求高的精加工工序，应选用精度高的机床，应根据加工精度要求合理选择，保证有1/3的精度储备量。5、合理选用数控机床。4、机床的选择应结合现场的实际情况。5.6.6工艺装备的选择工艺装备包括夹具、刀具、量具和辅助工具等。1.夹具的选择1、单件小批生产，应尽量选用通用夹具，如各种卡盘、虎钳和回转台等。为提高生产率可积极推广和使用成组夹具或组合夹具，或可调式夹具。3、多品种，中、小批生产可采用可调夹具或成组夹具。2、在成批生产时为提高劳动生产率应采用专用夹具，并力求结构简单，有足够的刚度和强度。4、采用数控加工时夹具要敞开，其定位、夹紧元件不能影响加工中的进给（如产生碰撞等）。5、装卸零件要快速、方便、可靠，以缩短准备时间，批量较大时应考虑气动或液压夹具、多工位夹具。成组夹具组合夹具成组夹具是按照成组技术原理，在零件分组的基础上，针对一组（或几组）相似零件的一道（或几道）工序而设计的夹具。组合夹具也称柔性组合夹具，分为机床组合夹具和焊接组合夹具，是一套由各种不同形状、规格和用途的标准化元件和部件组成的机床夹具系统。使用时，按照工件的加工要求可从中选择适用的元件和部件，以搭积木的方式组装成各种专用夹具，称为柔性组合夹具。组合夹具可调式夹具气动专用夹具液压专用夹具2.刀具的选择刀具的选择主要取决于各工序所采用的加工方法、加工表面尺寸、工件材料、加工精度和表面粗糙度要求、生产率和经济性等因素。刀具选择的总原则是：在满足加工要求的前提下，安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。具体来说，应满足：◆切削性能好。为适应刀具在粗加工或对难加工材料工件加工时，能采用大的背吃刀量和高速进给，刀具必须具有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具使用寿命换刀或由数控系统对刀具按使用寿命管理。◆精度高。适应数控加工高精度和自动换刀等要求，刀具必须具备较高的精度。◆可靠性高。要保证加工中不会发生刀具意外损坏及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。◆耐用度高。不论在粗加工还是在精加工中，刀具应有较高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而提高机床的加工效率及保证加工质量。◆断屑及排屑性能好。断屑及排屑性能不好时，切屑就会影响加工质量和机床的顺利、安全运行。◆一般采用通用刀具和标准刀具，优先选用标准刀具。◆刀具类型、规格、精度等级应符合零件的加工要求。多刃铣刀◆机械（工序）集中时，应采用高效复合刀具、多刃刀具及其他专用夹具。◆数控加工对刀具的刚性及寿命要求较普通加工严格。应合理选择各种刀具、辅具（刀柄、刀套、夹头等）。3.量具的选择量具主要根据生产类型和要求的检验精度来选取。一）对于尺寸误差的检验（1）在单件小批生产中，广泛采用通用量具（游标卡尺、千分尺等）。（2）成批生产多采用极限量规。（3）大量生产多采用自动化程度高的量仪，如电动或气动量仪等。极限量规气动量仪极限量规二）对于形位误差的检验（1）在单件小批生产中，一般采用通用量具（如百分表、千分表等），也有采用三坐标测量机的。（2）在成批大量生产中，多采用专用检具。如果需要采用专用的工艺装备，则需要提出设计任务书。扬子家用空调全自动检测线5.7工艺尺寸链5.7.1工艺尺寸链的定义和特征1.尺寸链的定义当零件加工（或机器装配）过程中多次转换工艺基准，引起测量基准、定位基准或工序基准与设计基准不重合时，需利用工艺尺寸链原理进行工序尺寸及其公差的计算。运用尺寸链原理进行分析计算，可以使这些分析计算大为简化。图8-27加工尺寸链示意图由若干相互联系的尺寸按一定顺序首尾相接形成的尺寸封闭图形称为尺寸链。2）在机器设计和装配过程中，由有关零件设计尺寸组成的尺寸链，称为装配尺寸链。1）在零件加工过程中，由同一零件有关工艺尺寸所组成的尺寸链，称为工艺尺寸链（加工尺寸链）；尺寸链工艺尺寸链（加工尺寸链）装配尺寸链图8-27加工尺寸链示意图图8-27所示工件上A1尺寸已加工好，以底面1定位，用调整法加工2面，直接保证尺寸A2。AΣ是未直接保证的尺寸，但在A1，A2确定后，AΣ也就确定了。A1、A2、AΣ三个尺寸构成一个封闭的尺寸组合，即形成一个尺寸链。图8-27加工尺寸链示意图为简单扼要地表示尺寸链中各尺寸之间的关系，常将相互联系的尺寸组合从零件(部件)的具体结构中抽象出来，绘成尺寸链简图。尺寸链简图绘制时不需要按比例绘制，只要求保持原有的连接关系。同一个尺寸链中每一个尺寸（尺寸环）以同一个字母表示，并以脚标加以区别。尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的尺寸环。各尺寸环按其形成的顺序和特点，又可分为封闭环和组成环。2.尺寸链的组成(1)封闭环凡在零件加工或机器装配过程中间接形成（最后形成）的环称为封闭环。其精度是被间接保证的，如图8-27尺寸链中，AΣ是封闭环。封闭环是设计尺寸链中的设计尺寸，也可以是余量尺寸链中的加工余量。图8-27加工尺寸链示意图(2)组成环尺寸链中除封闭环以外的各环，称为组成环。如图8-23的A1和A2是组成环。组成环由加工或装配过程直接得到，影响封闭环精度。对于工艺尺寸链来说，组成环的尺寸一般是由加工直接得到的。图8-27加工尺寸链示意图①增环：在其他组成环尺寸不变的前提下，凡该环变动（增大或减小）会引起封闭环同向变动（增大或减小）的组成环称为增环。在各环字母上边加向右的箭头表示。例如增环尺寸。②减环：在其他组成环尺寸不变的前提下，凡该环变动（增大或减小）会引起封闭环反向变动（减小或增大）的环，称为减环。在各环字母上边加向左的箭头表示。如减环尺寸。组成环增环减环（按其对封闭环的影响）A∑在尺寸链中，判别增环或减环，除用定义进行判别外，组成环数较多时，还可用画箭头的方法判断。即●组成环的增减性判断：在尺寸链简图中，用沿封闭环方向的单向箭头表示各环尺寸，则：箭头方向与封闭环的箭头方向相同的组成环就是减环；箭头方向与封闭环箭头方向相反者就是增环。(3)尺寸链反映了其中各个环所代表的尺寸之间的关系，这种关系是客观存在的，不是人为构造的。根据封闭环的特性，对于每一个尺寸链，只能有一个封闭环。●尺寸链的特性(1)封闭性尺寸链是由一个封闭环和若干个(含1个)相互关联的组成环所构成的封闭图形，因而具有封闭性。不封闭就不成为尺寸链，一个封闭环对应着一个尺寸链。(2)关联性由于尺寸链具有封闭性，所以尺寸链中的各环都相互关联。尺寸链中封闭环随所有组成环的变动而变动，组成环是自变量，封闭环是因变量。(4)传递系数ξ——表示各组成环对封闭环影响大小的系数称为传递系数。/ksi/★传递系数ξ尺寸链中封闭环与组成环的关系可用方程式表示，即设第i个组成环的传递系数为ξi，。对于增环，ξi为正值；对于减环，ξi为负值。若组成环与封闭环平行，；组成环与封闭环不平行，则-1＜ξi＜+1。图8-27中的尺寸链可写成方程式：AΣ=A1-A2；其中A1环是增环，ξ1=+1；A2环是减环，ξ2＝-1。图8-27加工尺寸链示意图零件设计尺寸链(全部组成环为同一零部件的设计尺寸)、加工(工艺)尺寸链(全部组成环为同一工件的加工工艺尺寸)装配(工艺)尺寸链(全部组成环为不同零件的完工尺寸)。(1)根据尺寸链的应用场合分类设计尺寸是指零件图样上标注的尺寸;加工工艺尺寸是指工序尺寸、测量尺寸、毛坯尺寸和对刀尺寸等加工过程中直接控制的尺寸。注：*尺寸链的分类*根据不同分类方法，尺寸链可以有各种类型。可分为直线尺寸链、角度尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。(2)根据尺寸链各环几何特征和空间关系分类(3)根据尺寸链之间的关系分类可分为独立尺寸链和并联尺寸链。可分为2环尺寸链、3环尺寸链和多环尺寸链。(4)根据尺寸链中环数的多少分类对于两个具有并列关系的尺寸链，总有至少一个尺寸在该两个尺寸链中充当组成环，称之为公共环。2环尺寸链S是设计尺寸，L是完工尺寸。每个加工过程设计尺寸链中只有一个设计尺寸，且作为封闭环出现，反映的是每个设计尺寸的具体实现途径。S2尺寸链的类型虽然有多种，但基本的、典型常用的是直线尺寸链。故，可以主要研究直线尺寸链。其他类型的尺寸链均可通过适当的变换，转换成直线尺寸链的问题进行分析。直线（线性）尺寸链是所有尺寸链的基本形式。5.7.2直线尺寸链的基本计算直线尺寸链有两种解法：极值算法和概率算法。◆极值算法是按照各环都处于极限状态（极大或极小）的条件下，建立封闭环尺寸与组成环尺寸之间的关系。◆概率算法是应用概率论与数理统计原理来进行尺寸链分析计算的方法。极值算法考虑最不利的极端情况，但计算简便。以设计尺寸为封闭环所构成的尺寸链，其组成环的数量一般不超过4个(即属于少环尺寸链)，因此在求解加工尺寸链时，一般都采用极值法，使计算过程简单方便，结果可靠。★极值法的基本计算公式之五大关系：(1)各环基本尺寸之间的关系(2)各环极限尺寸之间的关系(3)各环尺寸极限偏差之间的关系(4)各环公差或误差之间的关系(5)各环平均尺寸和平均偏差之间的关系封闭环的基本尺寸等于各个增环的基本尺寸之和减去各个减环的基本尺寸之和。(1)各环基本尺寸之间的关系式中AΣ—封闭环基本尺寸；Ai—第i个增环基本尺寸；Aj—第j个减环基本尺寸；n—尺寸链中包括封闭环在内的总环数；m—增环的数目。（8-8）由式(8-8)推理可得到封闭环最大极限尺寸与各组成环极限尺寸之间的关系(2)各环极限尺寸之间的关系(8-9a)而在相反的情况下，得到封闭环最小极限尺寸与各组成环极限尺寸之间的关系(8-9b)由式(8-9a)减去(8-8)，可得：(3)各环尺寸极限偏差之间的关系由式(8-9b)减去(8-8)，则得：(8-10b)(8-10a)式中ES为上偏差；EI为下偏差。由式(8-9a)减去(8-9b)，得到尺寸链中各环公差之间的关系：(4)各环公差或误差之间的关系(8-11a)式中TΣ—封闭环公差；Ti—第i个组成环公差。在封闭环公差一定的条件下，如果减少组成环的数目，就可以相应放大各组成环的公差，从而使之容易加工。当各环的实际误差量不等于相应的公差时，则各环的误差量之间的关系是：(8-11b)式中ωΣ—封闭环的误差；ωi—第i个组成环的误差。这是（8-11a）关系式的派生关系式。将式(8-9a)与式(8-9b)相加，并用2除之，可得平均尺寸之间的关系：*(5)各环平均尺寸和平均偏差之间的关系(8-12a)将式(8-12a)与式(8-8)相减，可得相对于平均尺寸的各环平均偏差之间的关系：(8-12b)式中AΣM—封闭环的平均尺寸；AiM—组成环的平均尺寸；EMΣ—封闭环平均偏差；EMi—组成环的平均偏差。5.7.3基准不重合时工序尺寸及公差的计算1.工艺基准与设计基准不重合时的工序尺寸公差的计算1）定位基准与设计基准不重合时,当定位基准与设计基准不重合时，为达到零件原设计尺寸要求，必须将零件的设计尺寸换算成工序尺寸。例5-2如左图a）所示，零件镗孔时需保证设计尺寸A0=100±0.15，镗孔前A、B、C面均已加工合格，求本工序的工序尺寸A3。分析：尺寸A0是设计尺寸，但在加工过程中是间接保证的，所以该尺寸是封闭环。尺寸A0的设计基准为C面，定位基准为A面，定位基准与设计基准不重合。解：连接A1、A2、A3、A0成封闭图形，构成尺寸链，如图b）由题意可知，A0为封闭环，由b）图可知，A2、A3为增环，A1为减环。同理，最后得镗孔工序的工序尺寸A3：2）测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算（1）测量尺寸的换算当测量基准与设计基准不重合时，也会产生基准不重合误差。其分析方法和“定位基准与设计基准不重合时”的情况相同。某零件如下图所示，设计尺寸为500-0.17、100-0.36，因100-0.36测量不方便，在工序图上标注的尺寸为A2，通过满足尺寸A2来保证尺寸100-0.36，试确定工序尺寸A2。解：连接A1、A2、AΣ成封闭图形，构成尺寸链，如下图：A1A2AΣA1A2AΣ由题意和尺寸链图可知，尺寸100-0.36是封闭环AΣ，尺寸A1=500-0.17是增环，尺寸A2是减环。经上述计算可知，所求工序尺寸A2为：A1A2AΣ为了核实计算尺寸的正确性，还需要用尺寸链基本计算式对图样尺寸AΣ=100-0.36进行验算。验算过程：验算的结果 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ，测量尺寸A2及其偏差的计算正确，能够保证尺寸100-0.36（2）假废品分析若某零件中，A2的实际尺寸为A2=39.83mm，则在工序检验时，该零件会被判废。但如果A1恰被加工成最小尺寸A1=49.83mm，则AΣ=10mm。→该零件仍是合格品，但被误判了！同样有，但A1恰被加工成最大尺寸A1max=50mm，做出A2max=40.36mm则AΣ=A1max-A2max=9.64mm。→该零件仍是合格品，但被误判了！在实际加工中，如果换算后的结果尺寸超差，但只要它的超差量小于或等于另一组成环的公差，则有可能是假废品，应对零件进行复检、核算，以免误将合格产品作为废品，造成不必要的损失！▲尺寸链解算竖式（补加内容）规则：基本尺寸增环+，减环-；减环下偏差变号写在上偏差位置，其上偏差变号写在下偏差位置；各取代数和得到封闭环参数。加工基准与设计基准重合时的工序尺寸计算0-0.18基本尺寸增环+60减环-A2封闭环+16ESEI0-0.170-0.35尺寸链的分析与解算测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算A1A2由此出现两个问题：①测量尺寸的精度要求明显提高；②存在假废品的问题（必须核算）。定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算从计算结果可知，A5’的ES＜EI，显然这是不合理的。这主要是因为公共环A4’的公差值太大，所以应调整A4’的上下偏差。现按等公差原则重新分配封闭环公差。再考虑到A5”＞A4”故取2.余量的校核工序余量变化的大小取决于本工序与前工序加工误差的大小。在已知本工序、前工序的工序尺寸及其公差的情况下，用工艺尺寸链来计算余量的变化，可以判断余量是否满足加工要求，防止余量过小或过大。机械加工工艺过程中，各个工艺尺寸所组成的尺寸链，称为机械加工工艺尺寸链，简称加工尺寸链。在机械加工工艺过程设计中，它是最基本的分析工具。1）加工尺寸链的组成特点(1)加工尺寸链的组成环加工尺寸链的组成环即加工工艺尺寸。所谓加工工艺尺寸就是在工艺附图或工艺规程中所给出的工序尺寸、毛坯尺寸以及测量尺寸和相互位置要求等。其中工序尺寸以单箭头表示:◆若两端均为完工面，称为完工尺寸；◆有一端尚留有余量，称为中间尺寸。而毛坯尺寸为双向箭头，两端表面皆为毛面。以图8-24所示块状零件为例，在机械加工过程中，确定各工序的工艺尺寸是为了使加工表面达到所要求的设计要求，同时还要使加工时能有一个合理的加工余量，保证加工后得到的表面既达到所要求的加工质量，又不至于浪费材料。(2)加工尺寸链的封闭环在加工尺寸链中，以设计要求或加工余量为封闭环，来分析确定相应的工艺尺寸。(2)余量尺寸链即以某一工序的加工余量为封闭环，以加工过程中与其有关的工艺尺寸为组成环所构成的加工尺寸链。反映的是每个加工余量对应的具体过程。2）加工尺寸链的形式加工尺寸链根据其封闭环尺寸的不同，有两种基本形式：(1)设计尺寸链即以零件图上的一个设计尺寸为封闭环，以加工过程中与其有关的工艺尺寸为组成环所构成的加工尺寸链。反映的是每个设计尺寸的实现过程。S是设计尺寸，L是完工尺寸，M是毛坯尺寸。各个加工工艺尺寸的误差，在加工过程中产生，并通过后续工序的工艺尺寸传递和累积，最终到达封闭环尺寸两端面。加工尺寸链反映加工过程中各有关加工工艺尺寸对封闭环尺寸的影响关系。3）加工尺寸链的查找与应用加工尺寸链的建立，是分析计算加工工艺尺寸的前提。应用尺寸链解决实际问题的关键：●正确地确定封闭环：间接保证的设计尺寸和工序余量（靠火花磨削余量除外）；●建立工艺尺寸链：◆建立尺寸链应遵循“最短尺寸链原则”：对于某一封闭环，若存在多个尺寸链，则应选组成环环数最少的尺寸链；◆一个尺寸链中只有一个封闭环；◆工艺尺寸链的构成取决于加工工艺过程和加工方法；◆封闭环的一次性，有几个封闭环就建立几个尺寸链。①在建立加工尺寸链时，首先要确定封闭环。加工尺寸链的封闭环只能是零件图上的设计尺寸(或设计要求)或者加工过程中的加工余量。每个尺寸链建立的目的就是反映有关尺寸（封闭环）的具体实现过程！且每一个尺寸链只研究一个封闭环（设计尺寸或加工余量）的具体实现。设计尺寸和加工余量的总个数，就是可以建立的尺寸链封闭环的数量。②然后，从封闭环的两端(随后由工序尺寸的基准面)开始，查找各工艺尺寸。按照被加工零件上各有关表面加工顺序及其关系，依次(一般是由精加工工序向粗加工工序)查找，首尾相接，将各有关(加工面与基准面重合)的工艺尺寸作为相应的组成环，直到两端查找的基准端面在某一表面汇合形成封闭为止。为使查找过程直观，可以将有关工艺尺寸按照顺序排列开，如图8-24所示为只考虑高度尺寸的情形。加工尺寸链的个数，取决于封闭环的数量。图8-24例中，封闭环尺寸共有两个设计尺寸和三个加工余量。因此，应能建立五个加工尺寸链（见图8-25）。建立尺寸链尺寸链的建立1、确定封闭环2、组成环确定1、加工顺序或装配顺序确定后才能确定封闭环。2、封闭环的基本属性为“派生”，表现为尺寸间接获得。关键关键要领1、设计尺寸往往是封闭环。2、加工余量往往是封闭环（靠火花磨除外）。关键关键1、封闭环确定后才能确定。2、直接获得。3、对封闭环有影响加工图示一轴及其键槽，图纸要求轴径为，键槽深度尺寸为mm，有关加工过程如下：（1）半精车外圆至φ30.6-0.10mm（A2）；（2）铣键槽至尺寸A1；（3）热处理；（4）磨外圆至φ30-0.0320mm（A3）；加工完毕。求工序尺寸A1。解：（1）建立工艺尺寸链，确定封闭环、增、减环。键槽底位置轴线位置磨外圆位置车外圆位置车外圆工序尺寸A2为减环，铣键槽工序尺寸A1、磨外圆工序尺寸A3为增环。画出尺寸链图如上。■余量尺寸链　→用工艺尺寸链来分析工序尺寸与加工余量之间的关系：上工序尺寸A1、公差T1；本工序尺寸A2、公差T2；本工序余量Z；A1、A2、Z构成一个三环工艺尺寸链→余量尺寸链A1、A2→直接获得的，工序余量Z→间接保证的，Z→封闭环，增环、减环◆余量的验算：1）一般情况2）特殊情况→靠火花磨削法靠磨余量由加工现场条件决定，靠磨时，凭操作者经验磨去一层很薄的余量，并根据靠磨中出现火花的多少判断磨去的余量大小，磨削中不测量工序尺寸。→主要用于加工精度要求不高轴向尺寸。磨削余量Z→减环Z≤0.1mm；上工序尺寸A1→增环；本工序尺寸A2是封闭环。◆余量的验算：图5-39余量校核尺寸链Z1Z2盘形零件，端面E经过两次加工，其余量是否够用，必须用工艺尺寸链加以校核。P1P2P3Z1、Z2分别是两个尺寸链的封闭环。基本尺寸增环+60.5减环-60.3封闭环+Z1ESEI0-0.1+0.1-0.100.1即半精车E面时的余量在0.1~0.3mm内变化图5-39余量校核尺寸链Z1Z2P1P2P3基本尺寸增环+60.3减环-60封闭环+Z1ESEI0-0.1+0.05-0.100.05即精车E面时的余量在0.2~0.35mm内变化精车的最小余量为0.2mm，能够满足要求。3.工序尺寸的基准有加工余量时工艺尺寸链的计算图5-40加工孔和键槽中心线位置键槽底部位置AΣA1A2A3可求出工序尺寸A1求出工序尺寸A14.一次加工后要保证多个设计尺寸的工艺尺寸链的计算图5-41保证多个设计尺寸的工艺尺寸链AΣA1A2求出A2，间接保证AΣ5.为保证表面处理（淬火、渗氮、渗碳、电镀）层深度而进行的工艺尺寸链的计算中心线位置AΣA1A2A3保证渗碳层深度的工艺尺寸链求渗碳层深度AΣ求渗碳层深度AΣ习题5-6而工序间渗碳层深度H1=A2而5.8加工工艺过程的技术经济分析（自学）作业：习题与思考题及要求做的例题（必做）*尺寸链的分类（参照）*1.按不同生产过程来分　(1)工艺尺寸链：在零件加工工序中，由有关工序尺寸、设计尺寸或加工余量等所组成的尺寸链。　(2)装配尺寸链：在机器设计成装配中，由机器或部件内若干个相关零件构成互相有联系的封闭尺寸链。包含零件尺寸、间隙、形位公差等。　(3)工艺系统尺寸链：在零件生产过程中某工序的工艺系统内，由工件、刀具、夹具、机床及加工误差等有关尺寸所形成的封闭尺寸链。(3)空间尺寸链:尺寸链全部尺寸位干几个不平行的平面内。*2．按照各构成尺寸所处的空间位置，可分为:(1)直线尺寸链：尺寸链全部尺寸位于两根或几根平行直线上，称为线性尺寸链。(2)平面尺寸链:尺寸键全部尺寸位于一个或几个平行平面内。*3．按照构成尺寸链各环的几何特征，可分为：　(1)长度尺寸链：所有构成尺寸的环，均为直线长度量。　(2)角度尺寸链：构成尺寸链的各环为角度量，或平行度、垂直度等。*4．按照尺寸键的相互联系的形态，又可分为：　（1）独立尺寸链：所有构成尺寸链的环，在同一尺寸链中。（2）相关尺寸链：具有公共环的两个以上尺寸链组。即构成尺寸链中的一个或几个环，分布在两个或两个以上的尺寸链中。按其尺寸联系形态，又可分为并联、串联、混联三种。并联串联混联公共环同属于不同尺寸链中，公共环尺寸及公差改变将同时影响各个尺寸链，所以，在解尺寸链时，一般不轻易改变公共环尺寸。