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第六章尺寸链及应用


(二)补偿环的选择原则。 应选形状简单,修配面小,便于修配加,便于拆 装,对其它尺寸链没有影响的零件的为补偿环。 (三)修配形式 1.单件修配法:就是选定某一固定的零件作为补 偿环, 2.合并加工修配法:就是将两个或多个零件合装 在一起进行机械加工,将所得尺寸作为一个组成 环,从而减少组成环环数,有利于提高装配精度, 并相应减少修配劳动量的一种修配方法。 3.偶件加工修配法:如柴油机精密偶件,柱塞与 套筒,针阀与阀体的互研。 4.自身加工修配法:用平面磨床本身的砂轮磨削 工作台面。
二、几种尺寸链的计算 例1:下图工件,如先以A面定位加工C面,得尺 寸A1;然后再以A面定位用调整法加工台阶面B, 得尺寸A2,要求保证B面与C面间尺寸A0。试求 工序尺寸A2。
例2:一批如图示轴套零件,在车床上已加工好外 圆、内孔及端面,现须在铣床上铣右端缺口,并 保证尺寸5-00.06及260.2,求采用调整法加工 时控制尺寸H、A及其偏差并画出尺寸链图。
极值法解尺寸链的计算公式
• 机械制造中的尺寸 公差通常用基本尺 寸(A)、上偏差(ES)、 下偏差(EI)表示,还 可以用最大极限尺 寸(Amax)与最小极 限尺寸(Amin)或基本 尺寸(A)、中间偏差 (Δ)与公差(δ)表示, 它们之间的关系参 见图。
(1)封闭环基本尺寸Ao等于所有增环基本尺 寸(Ap)之和减去所有减环基本尺寸(Aq) 之和,即
结论:封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所 有减环上偏差之和。
6.竖式计算法口诀: 封闭环和增环的基本尺寸和上下偏差照 抄;减环基本尺寸变号;减环上下偏差对 调且变号。
竖式计算法可用来验算极值法解尺寸链的正 确与否。
统计法(概率法)解直线尺寸链基本计算 公式
• 生产实践表明,封闭环的实际误差比用极值法计 算出来的公差小得多。为了扩大组成环公差,以 便加工容易,此时可采用统计法(概率法)解尺 寸链以确定组成环公差,而不用极限法。
二、大数互换装配法 1.大数互换装配法又称不完全互换装配法: 是将装配尺寸链中各组成环的公差放大,使各 零件容易加工,以降低制造成本,将废品率控制 在一个较小的百分数内。 2.大数互换装配法的特点: 与完全互换装配法相同
三、选择装配法 1.直接选择法: 工人凭经验直接从待装配的一批零件中,挑选 合适零件进行装配的方法。装配精度取决工人的 技术水平,装配的时间较长,不稳定,应用少。 2.分组互换装配法, 将相配合的零件公差放大到经济的公差大小,零 件加工后按其实际尺寸分成若干组,分别标以不 同颜色或号码,装配时,相同组别的零件进行装 配,保证同组零件具有互换性的一种装配方法。 3.复合选择装配法: 是上述两种方法的复合。零件按加工后的实际尺 寸预先进行分组。装配时,在同组零件中挑选合 适的零件进行装配。
五、修配装配法 在装配时,将尺寸链中某一预定组成环去掉一 层金属以改变其尺寸,使封闭环达到其公差及极 限偏差要求,这种保证装配精度的方法称修配装 配法。 修配环: 通过修配尺寸链中某一环的方法来补偿 封闭环的累积误差。这个的环称补偿环。 (一)补偿环尺寸的确定 修配环有足够的而又尽可能小的修配余量。尺寸 通常采用极值法解算。 补偿环为减环时:被修配时使封闭环尺寸变大; 图6—34所示 补偿环为增环时:被修配时使封闭环尺寸变小。 图6—36所示
尺寸链的分类
(1)按尺寸链在空间分布的位置关系分 1)线性尺寸链:尺寸链中各环位于同一平面内且彼此 平行。 2)平面尺寸链:尺寸链中各环位于同一平面或彼此平 行的平面内,各环之间可以不平行。 3)空间尺寸链:尺寸链中各环不在同一平面或彼此平 行的平面内。
• (2)按尺寸链的应用范围分 • 1)工艺尺寸链:在加工过程中,工件上各相 关的工艺尺寸所组成的尺寸链。 2)装配尺寸链:在机器设计和装配过程中, 各相关的零部件相互联系的尺寸所组成的尺寸 链。
2.协调环:是某—组成环公差不是标准公差值, 它与各组成环公差协调,使组成环公差之和等于 或小于封闭环公差。 3.协调环的选择原则:易于用通用量具测量的尺 寸,非公共环的尺寸。 4.组成环的极限偏差可按下述原则确定: 1)标准件的极限偏差按其标准规定确定; 2) 的组成环极限偏差按偏差入体原则标注, 3)协调环的极限偏差,按计算公式计算。 5.特点:对工人的技术要求低;装配简单,生产 率高,便于组织流水式装配;零件精度要求高, 封闭环公差小,用于大批生产中高精度少环尺寸
套类零件
工序尺寸追迹法具体过程
工序1:以大端面A定位,车小端面D,保证全长 工序尺寸A1±T(A1)/2;车小外圆到B,保证 A2=M。
工序2:以小端面D定位,精车大端面A,保证全 长工序尺寸为A3±δ(A3)/2;镗大孔,保证到C 面的孔深工序尺寸为A4±δ(A4)/2。 工序3:以小端面D定位,磨大端面A,保证全长 尺寸A5=L。 分析:尺寸N间接保证,为封闭环;A3为减环; A4、A5为增环。
尺寸链的计算
• 尺寸链计算有正计算、反计算和中间计算等三种 类型。已知组成环求封闭环的计算方式称作正计 算;已知封闭环求各组成环称作反计算;已知封 闭环及部分组成环,求其余的一个或几个组成环, 称为中间计算。 • 尺寸链计算有极值法与统计法(或概率法)两 种。用极值法解尺寸链是从尺寸链各环均处于极 值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系 的。用统计法解尺寸链则是运用概率论理论来求 解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。
• 机械制造中的尺寸分布多数为正态分布,但也有 非正态分布,非正态分布又有对称分布与不对称 分布。统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应 用极限法解直线尺寸链的有些基本公式外,尚有 以下两个基本计算公式:
(1)封闭环中间偏差
(2)封闭环公差
式中:ei—第i组成环尺寸分布曲线的不对称 系数; eiTi/2—第i组成环尺寸分布中心相对于公 差带的偏移量; ko—封闭环的相对分布系数; ki—第i组成环的相对分布系数。
四、调整装配法 调整法:是扩大组成环的公差,使各组成环按经 济加工公差制造。由于每一组成环的公差较大, 就必然会使装配精度超差。为了保证装配精度, 在装配时,可以改变尺寸链中一个组成环的尺寸 或位置来补偿各组成环误差对封闭环误差累积的 影响。这个组成环称补偿环,该零件称为补偿件 或调整件。 固定调整装配法: 用改变补偿环尺寸进行补偿的方法。 可动调整装配法: 用改变补偿环位置进行补偿的方法。
(3)统计法(概率法)的近似计算: 统计法(概率法)的近似计算是假定各环 分布曲线是对称分布于公差值的全部范围 内(即ei=0 ),并取相同的相对分布系统 的平均值Km(一般取1.2~1.7)。所以有:
• 用工艺尺寸图表追迹法计算工序尺寸和余量
在制定工艺过程或分析现行工艺时,经常会遇 到既有基准不重合得工艺尺寸换算,又有工艺基 准的多次转换,还有工序余量变化得影响,整个 工艺过程中有着较复杂的基准关系和尺寸关系。 为了经济合理地完成零件的加工工艺过程,必 须制定一套正确而合理的工艺尺寸。在这种情况 下,可以应用上述单个尺寸链来逐个解算,也可 以用图表追迹法或称公差表法综合求出。
图示工件如先以A面定位加工C面,得尺寸A1 然后再以A面定位用调整法加工台阶面B, 得尺寸A2,要求保证B面与C面间尺寸A0; A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组, 就成了一个尺寸链。
工艺尺寸链的组成
• 环:工艺尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链的环。 工艺尺寸链 由一系列的环组成。环又分为: • (1)封闭环(终结环): 在加工过程中间接获得的尺寸,称为 封闭环。在图b所示尺寸链中,A0是间接得到的尺寸,它就是图 b所示尺寸链的封闭环。 • (2)组成环: 在加工过程中直接获得的尺寸,称为组成环。尺 寸链中A1与A2都是通过加工直接得到的尺寸,A1、A2都是尺寸 链的组成环。 • 1)增环: 在尺寸链中,自身增大或减小,会使封闭环随之增大 或减小的组成环,称为增环。表示增环字母上面用--> 表示。 • 2)减环: 在尺寸链中,自身增大或减小,会使封闭环反而随之 减小或增大的组成环,称为减环。表示减环字母上面用<-- 表示。 • 3)怎样确定增减环: 用箭头方法确定,即凡是箭头方向与封闭 环箭头方向相反的组成环为增环,相同的组成环为减环。 在图b 所示尺寸链中,A1是增环,A2是减环。 • 4)传递系数ξi: 表示组成环对封闭环影响大小的系数。即组成 环在封闭环上引起的变动量对组成环本身变动量之比 。对直线 尺寸链而言,增环的ξi=1,减环的ξi=-1。
• 例3: 如下图所示轴套零件的轴向尺寸,其外 圆、内孔及端面均已加工。试求:①当以A面定 位钻直径为φ10mm孔时的工序尺寸A1及其偏差 (要求画出尺寸链图);②当以B面定位钻直径 为φ10mm孔时的工序尺寸B1及其偏差。
§6—3 装配尺寸链的建立
一、装配精度:指零件的相互距离精度;相互位置 精度;相对运动精度。 二、装配尺寸链的建立 1)装配尺寸链要根据装配图确定。 2)熟悉产品结构,首先确定封闭环。 3)查找组成环。 4)尺寸链最短路线(环数最少)原则。 5)画出尺寸链图,用回路法判别增、减环。 6)列出尺寸链方程式, 7)每一部件或总成中有许多装配精度要求,必须 逐个找出所有的装配尺寸链及其联系形式。整个 汽车、拖拉机是由许多装配尺寸链组成的装配尺 寸链系统,应一一查出它们彼此间的关系。
§6-2尺寸链计算的基本公式
• • • • • • • • • • • • 一、直线尺寸链计算 1.极值法计算公式 1)闭环基本尺寸计算公式: 2)闭环极限尺寸计算公式: 3)闭环偏差计算公式: 4)闭环公差计算公式: 5)组成环平均公差计算公式: 2.概率法计算公式 1)闭环公差计算公式: 2)组成环平均公差计算公式: 3)闭环中间差计算公式: 4)各环偏差计算公式:(其它环参照本公式闭环公差等于所有组成环公差之 和;
(6)组成环中间偏差
Δi=(ESi+EIi)/2
(7)封闭环极限尺寸
结论:封闭环的最大值等于所有增环的最大值 之和减去所有减环最小值之和。
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