第三章工艺尺寸链
工艺尺寸链工艺尺寸链
工艺尺寸链什么是工艺尺寸链？工艺尺寸链（Process Dimension Chain）是指在产品的设计和生产过程中，通过不同环节的相互关联，形成的一系列工艺尺寸数据的链结构。
它包含了从设计到制造的各个环节，用于确保产品质量和制造的一致性。
在制造业中，工艺尺寸链是非常重要的，它能够帮助企业在产品设计、工艺规划和生产制造过程中实现高质量、高效率和精确度。
通过建立并优化工艺尺寸链，企业可以降低生产成本，提高产品质量，缩短生产周期，提升市场竞争力。
工艺尺寸链的组成一个完整的工艺尺寸链通常包含以下环节：1.产品设计：产品设计是整个工艺尺寸链的起点，它决定了产品的形状、尺寸和功能。
在产品设计过程中，需要考虑各个零部件之间的相互关系，以及产品在使用过程中的各种要求。
2.零部件设计：零部件设计是产品设计的一部分，它主要负责完成产品组成部件的详细设计。
在零部件设计中，需要对每个零部件的尺寸、外形和细节进行规划和确定。
3.工艺规划：工艺规划是根据产品设计和零部件设计，确定制造工艺和生产流程的过程。
在工艺规划中，需要考虑到各个工序之间的工艺连接，以及每个工序对应的工艺参数和工具设备的选择。
4.加工制造：加工制造是工艺尺寸链的核心环节，它是根据工艺规划，进行材料加工和零部件生产的过程。
在加工制造中，需要确保每个工序的尺寸和质量要求能够得到满足。
5.检测验证：检测验证是对加工制造的结果进行检验和验证，以确保零部件和产品的尺寸和质量符合设计要求。
在检测验证中，需要利用各种检测设备和工具，进行尺寸测量和质量评估。
6.数据收集与分析：数据收集与分析是整个工艺尺寸链的最后一个环节，它用于收集和分析整个制造过程中产生的数据。
通过对数据的分析，可以找出工艺中的问题和改进的空间，为优化工艺尺寸链提供依据和方向。
工艺尺寸链的意义工艺尺寸链在现代制造业中具有重要的意义，具体表现在以下几个方面：1.提高产品质量：通过建立工艺尺寸链，可以实现对产品在设计、制造和验证过程中进行全面控制，从而提高产品的尺寸和质量的可控性。
机械加工工艺规程设计—工艺尺寸链
1) 熟悉产品或部件、总成装配图。 2) 确定封闭环。 3) 确定组成环。 4) 画出尺寸链图，进行增、减环判定。 5) 满足尺寸链最短路线原则。 6) 列出尺寸链方程。
如前所述，装配精度为封闭环。要正确地确定 封闭环，必须深入了解产品的性能要求及各部件的作 用，以及设计人员所提出的装配技术要求等。
故C2=25.5+0.3 0mm
如图6-17c所示，25+0.5 0mm为间接保证尺寸，因此，设计尺寸25+0.5 0mm为 封闭环，而加工余量为组成环，且为减环，工艺尺寸C2为组成环，且为增环。
(四)对称度、同轴度为设计要求时工序尺寸的确定
图6-18 磨十字轴端面工序图
图6-19 磨十字轴端面工艺尺寸链图
(一) 装配精度概念 制造达到规定的装配精度。汽车的装配精度包 括：零件或部件间的尺寸精度，如间歇或过盈等；位置精度， 如平行度、垂直度和同轴度等；相对运动精度，即在相对运 动中保证有关零件或部件相对位置的准确度及各个配合表面 的接触精度等。
1.定位基准与设计基准不重合 2.测量基准与设计基准不重合
图6-15 某套筒零件工序图
图6-16 多个尺寸同时保证工序及尺寸链图
图6-17 轴套零件加工工序及工艺尺寸链图
(1)工序尺寸C1的基本尺寸计算
(1)工序尺寸C2的基本尺寸计算
由式(6-1)有 C1=(40+0.5)mm=40.5mm
由式(6-1)有C2=(25+0.5)mm=25.5mm
3) 确定组成环。
装配尺寸链的组成环是对产品或部件装配精度直 接影响的环节。一般查找方法是取封闭环两端为起点， 以装配基准为联系线索，在装配精度方向沿着相邻零件 由近及远地查找影响封闭环的有关零件，直至找到同一 个基准零件的两个装配基准或同一基准表面为止，查找 到的所有有关零件的尺寸就是装配尺寸链的全部组成环。 当封闭环精度较高，而采用独立原则时，则尺寸公差与 形位公差是分别控制的，形位公差应作为组成环进入尺 寸链。
数控加工工艺课件19工艺尺寸链概念
工艺尺寸链的计算方法有极值法和概率法两种，生产中一般
多采用极值法进行计算工艺尺寸，其基本计算公式如下：
（1）封闭环的基本尺寸 封闭环的基本尺寸A0等于所有增环
的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。
m n
A0 Ai Aj
i 1
j 1
式中—m为增环的数目；
n为减环的数目。
第三章 机械加工工艺设计基础
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
➢ 本次课程教学内容：
1. 第三章 第四节 工序尺寸的确定 （工艺尺寸链 4次课）
➢ 本次课程教学内容及要求
1. 了解工艺尺寸链的背景
15ˊ
2. 理解工艺尺寸链的概念
15ˊ
3. 理解工艺尺寸链的组成
20ˊ
4. 掌握工艺尺寸链的计算公式及含义
25ˊ
➢ 本次课程教学重点难点：
在加工过程中直接形成的尺寸（在零件加工的工序中出现或直接控制的尺 寸），称为组成环
任一组成环的变动，必然引起封闭环的变动，根据它对封闭环影响的不同， 组成环可分为增环和减环
增环：若该环尺寸增大时封闭环随 着增大或该环尺寸减小时封闭环尺寸随 着减小，则该环称为增环。以 表Ai示 使封闭环同向变动
减环：若该环尺寸增大时封闭环随 着减小或该环尺寸减小时封闭环尺寸随 着增大，则该环称为减环。以 表A示j 使封闭环反向变动
EI
A0
m
EI
Ai
n
ES
A
j
i 1
j 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
（4）封闭环的公差
封闭环的公差T0等于所有组成环公差之和。
工艺尺寸链
n1
TA 0 TA i
m：增环数，n：尺寸链总环数
封闭环时还可列竖式进行解算。解算时应用口诀：增环上 下偏差照抄；减环上下偏差对调、反号。即：
环的类型
增环
基本尺寸 + A1 + A2 - A3 - A4 AΣ
上偏差 ES ESA1 ESA2 - EIA3 - EIA4 ESAΣ
下偏差 EI EIA1 EIA2 - ESA3 - ESA4 EIAΣ
工艺尺寸链
加工过程中，工件的尺寸是不断变化的，由毛坯尺寸
到工序尺寸，最后达到满足零件性能要求的设计尺寸。一
方面，由于加工的需要，在工序图以及工艺卡上要标注一 些专供加工用的工艺尺寸，工艺尺寸往往不是直接采用零
件图上的尺寸，而是需要另行计算；另一方面，当零件加
工时，有时需要多次转换基准，因而引起工序基准、定位 基准或测量基准与设计基准不重合。这时，需要利用工艺
工艺尺寸链：
由单个零件在加工过程中的各有关工艺尺寸所组成 的尺寸链，称为工艺尺寸链。
装配尺寸链：
在装配过程中的由不同零件设计尺寸所形成的尺寸 链，称为装配尺寸链。
封闭环 工艺尺寸链的每一个尺寸称为环，工艺尺寸链由 一个封闭环和若干个组成环构成间接获得）的尺寸。
设计尺寸 封闭环 注意： 一个尺寸链中只能有一个封闭环（封闭性）； 封闭环的精度决定于其他环的精度（关联性）； 要求保证的尺寸(设计尺寸)为封闭环或不要求保证 的尺寸(非设计尺寸)为封闭环的说法都是错误的；
（2）组成环：
A0
A2
A1 在加工过程中直接获得的尺寸。记为： Ai
① 增环：
在组成环中，当某组成环的尺寸增加，使得封闭 环的尺寸增加，则该环为增环。记为：A i
工艺尺寸链
17
图3-17 代表符号的含义
❖1 图表的绘制
❖ 1)在图表上方绘出工件简图，（画对称的半个剖面，零件细节可 省略）简图中标出与工艺计算有关的轴向设计尺寸。将有关表面 向下引出四条直线，并按A、B、C、D顺序编好。
❖ 2)自上而下画出表格，依次分栏说明各工序的名称和加工内容。
❖ 3)用图 3-17所示符号，画出各工序的定位基准、工序基准、加工 表面、工序尺寸、工序余量。余量符号画在待加工面的入体侧。
零件简图
工序1
工序2 题图3-3
工序3
工序5
工序 1
工序 2 工序 3
工序 5
B
36 0.4
1
17
31
30
2
A 4.7 0.1
5 0.3
30
+0.1 0
B
3
工序 1
工序 2
工序 3
工序 5
B
36 0.4
1
17-1
31
25 0.3
30
2
A 4.7 0.1
5 0.3
30
+0.1 0
B
3
解：根据题意画跟踪图，得尺寸链1和尺寸链2由尺寸链1，解出：B=36±0.4。
布
布
布
布
偏态分布
外尺寸 内尺寸
分布 曲线
k
1
e
0
1.22
1.73
1.14
1.17
1.17
0
0
－0.28 －0.26 －.26
(3）封闭环的公差T0
极值公差
m
T0L＝ i Ti
i 1
统计公差
Tos＝
1 k0
3.3工艺尺寸链
工艺尺寸链
一、尺寸链的定义、组成
1、定义
尺寸链就是在零件加工或 机器装配过程中，由相互 联系且按一定顺序连接的 封闭尺寸组合。
（1）在加工中形成的尺寸链——工艺尺寸链
2.定位面 3.设计基准
1.加工面
A1
A0
A2
（2）在装配中形成的尺寸链——装配尺寸链
A0
A2
A1
2、特征
1、封闭性 2、关联性。
解:1) 画尺寸链图
2) 判断环的性质
镀后保证的设计尺寸Ф28-0.045为封闭环, 工序尺寸A及镀层厚度0.08-0.03为增环。 3) 计算尺寸链 A=AΣ-At=28-0.08=27.92mm
BSA=BSAΣ-BSAt=0-0=0
BXA=BXAΣ-BxAt=-0.045-(-0.03) =-0.015mm 则，磨外圆的工序尺寸A=27.92-0.015mm
环——尺寸链中的每一个尺寸。它可以是长度或角度。
封闭环——在零件加工或装配过程中间接获得或最后形成 的环。 组成环——尺寸链中对封闭环有影响的全部环。 组成环又可分为增环和减环。 增环——若该环的变动引起封闭环的同向变动，则该环 为增环． 减环——若该环的变动引起封闭环的反向变动。则该环 为减环。 协调环——组成环中,预先选定的某一环,通过改变其大 小和位置,使封闭环达到规定的要求,这样的环称为协调 环。
36
0.5 0
A5
A03=36.25±0.25 A02=39.9±0.1
为封闭环A0
A01=49.75±0.25
4、尺寸链建立方法
（1）找出间接保证的设计尺寸和余量作为封闭环； （2）沿封闭环两端面竖线同步向前面各工序追踪 查找组成环； （3）在追踪过程中，遇到箭头拐弯，逆加工箭头横 向追踪到此尺寸的度量基准； （4）沿度量基准所在的竖线继续追踪；
工艺尺寸链
工艺尺寸链一、概念1、工艺尺寸链——在工艺过程中，由同一零件上与工艺相关的尺寸所形成的封闭尺寸组，称为工艺尺寸链。
2、封闭环的基本属性——派生性，即封闭环本身不具有“独立”性质，是随着别的环的变化而变化。
在工艺尺寸链中即表现为尺寸的间接获得。
注意：工艺尺寸链中封闭环的确定，比装配、设计尺寸链中的封闭环的确定要困难，原因是由于它是随着零件的加工方案在改变。
二、工艺基准与设计基准重合时工序尺寸及其公差的确定零件上外圆和内孔的加工多属这种情况。
当表面需要经过多次加工时，各工序的加工尺寸公差取决于各工序的加工余量及所采用加工方法的加工经济精度，计算的顺序是由最后一道工序向前推算。
三、工艺基准与设计基准不重合时工艺尺寸的计算 1、定位基准和设计基准不重和时的工艺尺寸计算 例1．图示工件A 、B 面已加工好，现以底面A 定位，加工台阶面C ，保证尺寸0070.012 ，试确定工序尺寸2L 及各工序尺寸公差。
解：1）画尺寸链图如图b 所示； 2）封闭环：0L ；增环：1L ；减环：2L ；图4－24 例1图3)计算基本尺寸及偏差181230012210=-=-=⇒-=L L L L L L为了保证0L 的设计要求，首先必须将0L 的公差分配给1L 和2L ， 如用等公差分配，令mm T T T o 035.02070.0221==== 按入体原则标注，有 035.0020035.011830+-==L L ； （2）、测量基准与设计基准不重合例2．图示零件，尺寸0L 不好测量，改测尺寸2L ，试确定2L 的大小和公差。
解： 1）画尺寸链如右图；2）2L 是测量直接得到的尺寸，是组成环（减环）；0L 是间接保图4－25 例2图 证的，是封闭环；1L 是增环。
3）计算尺寸链可得到：19.0020124019.017.036.0000401050+=∴=⇒--=-=⇒-==-=-=L ES ES EI EI L L L 讨论：关于假废品的问题：1）若测得L 2＝40.36，即向上超差0.17，表面上判断，此零件应为废品。
工艺尺寸链
工艺尺寸链
1.工艺尺寸链的定义
1）尺寸链——互相联系，且按一定顺序排列的封闭的尺寸图形。
2）工艺尺寸链——在机械加工过程中，同一个工件的各有关工艺尺寸所组成的尺寸链。
3）装配尺寸链——在机器设计和装配过程中，由有关零件的有关尺寸组成的尺寸链。
2.工艺尺寸链的两个特征：
1）封闭性——尺寸链必须是一组相关尺寸首尾相接构成的封闭形式的尺寸。
（其中有些是自然形成的尺寸，有些是直接获得的尺寸。
）
2）工艺性——工艺尺寸链随工艺方案的变化而变化。
3.工艺尺寸链的组成
1）环——尺寸链中的每一个尺寸称为尺寸链中的环。
环可分为封闭环和组成环，组成环又分为增环和减环。
•封闭环——加工过程中最后自然形成的尺寸，称为封闭环，用AO表示，一个尺寸链中只能有一个封闭环。
•组成环——加工过程中直接获得的尺寸称为组成环，又分为增环和减环。
•增环——尺寸链的组成环中，若其它组成环不变，该环增大时，引起封闭环相应增大，则该组成环称为增环。
•减环——尺寸链的组成环中，若其它组成环不变，该环增大时，引起封闭环的相应减小，则该组成环称为减环。
4.增减环的判定方法
1）对于环数较少的尺寸链，可以用增减环的定义来判别组成环的增减性质。
2）对环数较多的尺寸链，可在尺寸链图上，先假设封闭环为减环方向，沿减环方向绕尺寸链回转一圈，顺次给每一个环画出箭头，所得的即为各组成环的方向。
与封闭环方向相同为减环，相反为增环。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的孔径为φ1?20.02 ，确定电镀前的孔径尺寸
镀厚层：t=
0
? 0.008 ? 0.003
加工顺序：D由上道工序完成，电
12
一、基准改变时的尺寸换算
按加工顺序：3.5 是最后自然形成的尺寸（封闭环）
解： ① 用极值法
3.5=Lj+1.1
Lj=2.4
上偏差 0=△Ljs+0 △Ljs=0
下偏差 -0.16=△Ljx+(-0.12) △Ljx=-0.04
∴Lj= 2.4 ? 0.04 = 2.36 ? 0.04
验算：0.16=0.04+0.12 (正确)
N=f（x1,x2,x3）
1
一、尺寸链的概念
2.装配尺寸链
△S-装配要求（自然形成）
△S=A1-B1
2
一、尺寸链的概念
尺寸链定义
在零件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸形成 的封闭尺寸组，称为尺寸链 ★ 工艺尺寸链——在加工过程中，由同一零件有关工序 尺寸所形成的尺寸链 ★ 装配尺寸链 —— 在机器设计和装配过 程中，由有关零件尺 寸形成的尺寸链
3
二、尺寸链的组成
尺寸链的环 —— 指组成尺寸链的每一个尺寸
? 封闭环 ——在零件加工过程或机器装配过程中最终 形成的环（或间接得到的环） ? 组成环 ——尺寸链中除封闭环以外的各环。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
? 增环——该环变动（增大或减小）引起封闭环同 向变动（增大或减小）的环 ? 减环——该环变动（增大或减小）引起封闭环反 向变动（减小或增大）的环
i?1
i?1
N n
m
上偏差： ? N ? ? ? A ? ? ? B （
s
i?1
is
i ?1
ix
max -
n
m
? ? N 下偏差：? Nx ? ? Aix ? ? Bis （ min -
i?1
i?1
N） N）
n
m
? ? 公差： ? N ? ? Ai ? ? Bi （ Nmax - Nmin ）
i?1
的组成环）
注意：不要一概将未知数当封闭环
五、尺寸链的形式 线尺寸链—尺寸链各环都在同一平面内，且相互平行 面尺寸链-—尺寸链各环都在同一平面内，但不都相
互平行 空间尺寸链—尺寸链的全部或部分环位于不同平面 角度尺寸链—以尺寸交点上的角度为环组成的尺寸链
7
§3.2 线尺寸链的基本关系式
一、极值法 特点：只考虑各尺寸的极限值，不考虑尺寸散布范围分布
解: ①极值法（以L为封闭环） L= l +d/2-d/2
封闭环公差： △L=2△l +δ1/2+δ2/2
∴定位误差的最大值
? max =△L=2△ l +δ1/2+δ2/2
? ②概率法 max = (2? l)2 ? (?1 )2 ? (? 2 )2
2
2
16
四、计算工序尺寸
套筒孔需电镀，镀层厚度为0.003～0.008mm,要求电镀后
e=0±0.05
解：极值法： t=35-30-0 t=5
△ts=-0.02-0-(-0.05)
△tx=-0.06-0.03-0.05
∴
5 t= ?0.03 ? 0.14
△ts=0.03 △tx=-0.14
15
三、计算定位误差
定位误差—工序基准在工序尺寸方向上的变动范围。（即基 准间尺寸L的变化范围△L）
4
二、尺寸链的组成
尺寸链中封闭环和组成环的函数关系式: N=f（x1,x2,x3）
dN = ?N dx1＋ ?N dx2+ ?N dx3
? x1
若 ?N ＞ 0
?xi
若 ?N ＜ 0
?xi
?x2
?x3
时， xi 增环
时， xi 减环
判定 N=A-B1-B2
?N =1 — A增环
?A
?N =-1— B1减环（B2减环）
的特性 设： N为封闭环
Ai为增环 （ i=1,2,……n） Bi为减环 （ i=1,2,……m）
8
一、极值法
最大： 最小：
n
m
N ? ? Ai ? ? Bi (公称尺寸)
i?1
n
i?1
m
? ? Nmax ?
Ai max ?
Bi min
i?1
i?1
n
m
? ? Nmin ?
Ai min ?
Bi max
13
一、基准改变时的尺寸换算
②用概率法 先将各环改成平均尺寸，双向偏差。
3.5 = 3.42±0.08
? 0.16
Lj= Ljp± ? L
1.1? 0.12 =1.04±0.06
由封闭环平均尺寸公式： 3.42= Ljp+1.04 由封闭环公差的一半公式:
Ljp=2.38
0.08=
?
2 L
?
0.06 2
第三章 工艺尺寸链
§3.1 概述
引信的设计和生产中，尺寸链是分析问题和解决问题
的重要工具。
尺寸链（按生产过程分）:工序尺寸链 装配尺寸链
一、尺寸链的概念 1．工序尺寸链
加工顺序： ①车端面
②锪孔（阶梯锪钻）
③切断
B1 B2 B3 由锪钻保证，
A由对刀保证，
N自然形成（工序图中
未注）
N=A- B1 - B2
i ?1
9
二、概率法
特点：由此法求出的公差范围比极值法求出的宽， 便于零件的加工。
10
二、概率法
平均尺寸:
n
m
? ? N p ? Aip ? Bip
i?1
i?1
n
m
? ? 公差的一半： ? N ?
?
2 Ai
?
?2 Bi
i?1
i?1
最大值： Nmax ? N p ? ? N
最小值： Nmin ? N p ? ? N
封闭环： N = N p ? ? N
（用此法时将Ai，Bi写成： Aip ? ? Ai
Bip ? ? AiБайду номын сангаас）
11
§3.3 线尺寸链在工艺上的应用
关键：确定封闭环 一、基准改变时的尺寸换算
A面为设计基准。 为了设计轴向送进凸轮和便于调整刀具，需知边尺寸Lj （工序图上将面 C 的尺寸标注基准由 A 改为 B）
?B1
也可根据组成环的尺寸方向与封闭环的尺寸方向来判断
5
三、尺寸链的画法
装配要求：齿轮 轴台阶和轴承端 面间的间隙为 0.2～0.7mm
封闭环为起始环 环路要求最少环 加工顺序作参考 首尾相接成封闭
6
四、尺寸链问题的类型 1．正算—由已知的组成环，求未知的封闭环 2．反算—由已知的封闭环，求未知的组成环（或全部
? L = 0.053
∴ Lj=2.38±0.053=2.327 ?0.106 由①得公差0.04，由②得公差0.106>0.04(便于加工)
14
二、计算壁厚的变动范围
求壁厚t的变动范围（套筒）
φ1=70
? ?
0.04 0.12
φ2=60 ?0.06 加工顺序： 外圆--内径--同轴度 最后自然形成t 按半径画尺寸链，同轴 度作为一环，即