机械零部件在设计制造中工艺尺寸链计算方法及应用

（重庆市江南职业学校 重庆 402283）

一、尺寸链的概念

2.封闭环—在尺寸链中在装配过程中或加工过程中最后形成的一环叫封闭环，常用A0表示。[1]

3.组成环—尺寸链中对封闭环有影响的全部环叫组成环，用A1、A2表示。组成环又分为减环和增环。[2]

4.增/减环—若该组成环的变动引起封闭环同向变动为增环。同向变动是指该环增大时封闭环也增大，该环减小时封闭环也减小。若该组成环的变动引起封闭环反向变动为减环，反向变动是指该环增大时封闭环也减大，该环减小时封闭环也增大。

二、尺寸链的分类

1.按应用场合分：工艺尺寸链、装配尺寸链、零件尺寸链。

2.按环的空间位置分：线性尺寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。

3.按环的几何特征分：长度尺寸链、角度尺寸链。

通过计算机辅助工程中的数值模拟系统，来构建钢轨轨道高度的曲线补偿模型，要将钢轨尾部轨道波动控制在0.2 mm内。在整个钢轨中不存在拐点，100 m内上下钢轨的对称补偿差值曲线如图4所示。从图4可以看出，钢轨端点与正常钢轨高度的差值由原始模型的3.0 mm下降为1.2 mm左右，轨道底部的头尾差值被控制在0.8 mm的范围内，使用数值模拟系统能够完成125%的精度补偿。在补偿完成的钢轨端点15 m范围内，尚未出现断面或甩尾的突变情况。因此，使用计算机辅助工程的数值模拟系统，能够有效地完成钢轨高度的偏差控制活动。

三、尺寸链的计算方法

尺寸链的计算依据零件机构或工艺上的要求，确定尺寸链中各环的基本尺寸及公差或偏差。概率法—多用于装配尺寸链的计算。2.极值法—多用于工艺尺寸链的计算。

1.封闭环的基本尺寸等于各增环尺寸之和减去各减环尺寸之和。

式中：A0—封闭环的基本尺寸；Ai—增环的基本尺寸；Aj—减环的基本尺寸； m—增环的数量；n—组成环的总数（不包括封闭环）。

2.封闭环的最大极限尺寸等于所有增环最大极限尺寸之和，减去所有减环最小极限尺寸之和；而封闭环的最小极限尺寸等于所有增环最小极限尺寸之和，减去所有减环最大极限尺寸之和。

3.封闭环的上偏差等于所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和，封闭环的下偏差等于所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和。

4.封闭环的公差等于各组成环的公差和。

四、计算工艺尺寸链的步骤

1.绘制尺寸链—根据零件图，按照零件各表面间相互联系，绘制尺寸链。

2.确定封闭环—尺寸链中间接的到的尺寸，既不是前到工序形成的，也不是本到工序加工出的，而是由其他尺寸确定后自然形成的尺寸就封闭环。

3.确定增/减环—（1）利用增/减环定义确定。（2）回路法（标箭头法）：在封闭环上任意设定一个方向，然后循环方向由封闭环发出经过各组成环作一环线直至回到封闭环。若该环线前进的方向与设定的封闭环方向相同，该组成环为减环，若两者相反，该环为增环。

4.求未知尺寸及验算，利用公式求未知尺寸，并分析验算。

五、工艺尺寸链的应用

1.测量基准与设计基准不重合时工序尺寸的计算如图所示工件外圆、内孔及端面均已加工完毕，本序加工A面，保证设计尺寸8±0.1 mm。由于不便测量，现已B面作为测量基准，试求测量尺寸及其偏差。

解题步骤：

（1）建立尺寸链设计尺寸8±0.1 mm是封闭环，A1、 A2、A3是组成环。

（2）根据公式：

2.多尺寸同时保持工艺尺寸链的计算

一带有键槽的内孔要淬火及磨削，其设计尺寸如图所示。

（2）插键槽至尺寸A1；

（3）淬火（变形忽略不计）；

要求确定工序尺寸A1及其公差。

（2）根据公式计算：

结语

机械零部件在设计制造过程中，尺寸链相关知识能否掌握，将直接影响所制订工艺规程的科学性、合理性、经济性。并且每一个环节都对保证零件加工质量具有至关重要的作用。