数控加工工艺课件21工艺尺寸链练习
数控加工工艺教案—工艺尺寸链
课时授课教案/ 学年第期课程名称：数控加工工艺授课班级：授课时间：第周星期第节课题：工艺尺寸链教学目的：掌握基准重合时，工序尺寸及其公差的计算掌握基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算重点、难点：工艺尺寸链的定义、组成、求解使用教具：课件课后作业： 1课后记录：年月日授课主要内容一、工序尺寸及公差每道工序完成后应保证的尺寸称为该工序的工序尺寸。
工件上的设计尺寸及其公差是经过各加工工序后得到的。
每道工序的工序尺寸都不相同，它们是逐步向设计尺寸接近的。
为了最终保证工件的设计要求，各中间工序的工序尺寸及其公差需要计算确定。
工序余量确定后，就可计算工序尺寸。
工序尺寸及其公差的确定，则要根据工序基准或定位基准与设计基准是否重合，采取不同的计算方法。
基准重合时，工序尺寸及其公差的计算这是指加工的表面在各工序中，均采用设计基准作为工艺基准，其工序尺寸及其公差的确定比较简单。
计算顺序是：1．确定工序余量；2．确定各工序的基本尺寸；3．按各工序的经济精度，确定工序尺寸的公差；4．按“入体原则”确定上下偏差。
二、工艺尺寸链1．工艺尺寸链的定义在机器装配或零件加工过程中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组称为尺寸链。
加工中各有关工艺尺寸组成的尺寸链称为工艺尺寸链。
组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。
2．工艺尺寸链组成1）封闭环：加工间接获得（或装配中最后形成）的尺寸称为封闭环。
其余尺寸叫组成环：除封闭环以外其余各个尺寸叫组成环。
2）增环：组成环中，由于该环的变动引起封闭环同向变动（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）的环称为增环。
3）减环：组成环中，由于该环的变动引起封闭环反向变动（反向变动是指该环增大时封闭环减小，该环减小时封闭环增大）的环则称为减环。
增环和减环的判断用箭头表示法。
凡与封闭环箭头方向相同的环即为减环；与封闭环箭头方向相反的环即为增环。
3．尺寸链简图为简便起见，通常不绘出该零件（或装配部分）的具体结构，也不严格按比例，依次绘出各有关尺寸，排列出封闭尺寸图形叫尺寸链简图。
数控加工工艺教学课件
计 算 机辅 助设计
快速
测
原型
量
现代产品开发模式
计 算 机工 艺设计
计 算 机辅 助制造
数控加工
图形文档
工艺文档 数控代码
产品
快速原型
快速原型的英文缩写为RP，在RP出现的初期， 其用途主要是加工产品原型，随着成型工艺、材料的 进步以及快速制模技术的发展，RP已发展成能直接或 间接制造功能零件和模具的快速成型制造,奠定了在制 造业中的位置,并且形成了一个不断扩大的RP/RT市场 。据Wholers Associates 的统计，全球RP设备已有近 7000台，分布在58个国家。
复合化加工
复合化加工的两重含义：
工序和工 艺的集中
即 一台装夹可完成多工种、多工序
工艺的 成套
即 企业向复合型发展，为用户提供 成套服务
控制智能化
数控技术智能化程度不断提高，体现在以下几 个方面：
加工过程自适应控制技术
加工参数的智能优化与选择
故障自诊断功能
智能化交流伺服驱动装置
控制智能化
智能CAD把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系 统、拟人化用户接口管理系统集于一体。
数控加工工艺教学课件
第一单元 数控加工工艺概述
教学目的：
明确数控加工工艺的概念和内容， 以及在数控加工中的重要作用，同时应 对目前最先进的数控加工技术和加工工 艺有一个整体性和概括性的了解。
第一单元 数控加工工艺概述
学习内容与知识点：
内容 数控加工过程 数控加工工艺概念 与工艺过程 数控加工工艺的主要内容 数控加工工艺的特点
数控加工工艺设计的主要内容
选择并 确定进 行数控 加工的
内容
数控加 工的工
数控加工工艺基本知识PPT课件
艺 ⑤特殊型式。如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。
基
本
知
识
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(2)从制造所采用的材料上对数控加工刀具的分类
①高速钢刀具。高速钢通常是型坯材料，韧性较硬质
合金好，硬度、耐磨性和高温硬度较硬质合金差，不
适于切削硬度较高的材料，也不适于进行高速切削。
第 二
高速钢刀具使用前需生产者自行刃磨，且刃磨方便，
第二章 数控加工工艺基本知识
内容提要：
第 一
本章主要介绍数控加工工艺系统组成、
章
数控刀具的主要种类和特点、数控加工工
数
艺等内容。
控
机
床
概
述
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1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
一 数控加工工艺系统组成
艺 的端面中心处无切削刃，故一般立铣刀不宜作轴向进
基 本
给。通常直径在Φ4～Φ1 6的立铣刀制成整体式结构，
知 识
直径Φ1 6以上的制成焊接式或可转位式结构。
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按照国家标准规定：立铣刀直径为2-50毫米，可 分为粗齿与细齿两种。直径2-20为直柄范围，直 径14-50为锥柄范围
知
识
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b 立铣刀
立铣刀是数控加工中使用最多的一种铣刀，主要用
第 二
于加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓等。如图1 -8所
章 示，立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，既可以同
尺寸链计算及公差分析培训工程师ppt课件
尺寸链的计算（统计法）应用于生产批量大的自动化及半自动化生产方面, 或尺寸链的环数较多的场合.
为何要进行尺寸链分析
在我们加工工艺过程中, 治工具及工件的实际定位位置必然会与理想定位位 置有一定的差异,同时加工尺寸也会存在差异.需允许一定的误差存在,如何确定其 误差符合需求,则需引入尺寸链及公差的概念，并进行分析计算。
思考:客户RD图面定义的测量尺寸位置合理性？公差合理性？
让我们先看以下案例
➢侧墙高度变化对卡勾尺寸影响
T²= (0.4)²+(0.2)²+(0.05)²+(0.05)² T=0.45
尺寸链的计算（统计法）
➢ 计算封闭环的中间偏差 封闭环中间偏差等于所有增环中间偏差之和减去所有减环中间偏差之和。 注：中间偏差等于上下偏差代数和再除以2.
封闭环中间偏差= （-0.2+0.2）/2-（-0.1+0.1）/2-(-0.05/2)-(0.05/2) =0-0+0.025-0.025 =0
3D设计值图示
实际卡勾尺寸
➢卡勾后退模拟分析
D件卡勾平移后退0.10mm模拟进行分析，如图所示： 结论：模拟后理论卡合量0.41mm，实际卡合量0.51mm, CD件卡勾间隙0.061mm
D件卡勾平移后退0.1mm图示
➢卡勾后退模拟分析
D件卡勾平移后退0.20mm模拟进行分析，如图所示： 结论：模拟后理论卡合量0.33mm,实际卡合量0.41mm, CD件卡勾间隙0.016mm
习题课2---机械加工工艺尺寸链计算
【例 】 主轴孔 10000.035 , Ra 0.8工序m,尺寸及公差的确定，加工过程： 粗镗→半精镗→精镗→浮动镗（或铰）
工序名称
铰孔 精镗孔 半精镗孔 粗镗孔 毛坯孔
1
工序间余量 /mm
0.1 0.5 2.4 5
工序间
经济精度 /mm
表面粗糙 度 /μm
H7（ 00.）035
99.4
0.14 0
97
0.54 0
921 2源自几种常见工艺尺寸链形式工艺基准与设计基准不重合时的工艺尺寸计算
0.05 A
C
B
0.1 C
A2 A0 a1 a0
A
a)
b)
c)
图5-41 工艺尺寸链示例
【例5-3 】图示工件 A1 6000，.1 以底面A定位，加工台阶面B，保证尺寸 A0 2500.25，试确定工序尺寸A2及平行度公差Ta2。
如下：
31.69±0.31
1）以Ⅳ面定位，粗车Ⅰ面，保证Ⅰ、Ⅳ面距
离尺寸A1，粗车 Ⅲ 面，保证Ⅰ、Ⅲ面距离尺 寸A2；
Ⅰ
6±0.1 Ⅱ
2）以Ⅰ面定位，精车Ⅱ面，保证Ⅰ、Ⅱ面距
Ⅳ
离尺寸A3，粗车 Ⅳ 面，保证Ⅱ、Ⅳ面距离尺 寸A4；
3）以Ⅱ面定位，精车Ⅰ面，保证Ⅰ、Ⅱ面距
Ⅲ 27.07±0.07
离尺寸A5，同时保证设计尺寸31.69±0.31；精 车 Ⅲ 面，保证设计尺寸A6=27.07±0.07；
【解】尺寸链b）中，A0为封闭环，A1和A2是组成环；角度尺寸链（图 5-41c）中，a0为封闭环，a1 和a2是组成环。
求解图5-41b和图5-41c的尺寸链，可得到：
典型机械零件的加工工艺尺寸链计算例题及习题
基本尺寸计算：43.6=A+20－19. 8mm
A＝43．4
上偏差计算：+0. 34=Bs(A)＋0. 025－0
Bs (A)＝＋0. 315mm
下偏差计算：0=B,(A)+0－0. 05
Bx (A)＝＋0. 05mm
所以
A=43.4+0.05+0.315mm
按入体原则标注为：A=43.450+0.265mm
磨内孔至 Ø144.760+0.04mm；
2)渗氮，深度t1；
3）磨内孔至 Ø145+0.04mm，并保留 渗层深度t0=0. 3～0. 5mm 。
试求渗氮时的深度t1。
解 在孔的半径方向上画尺寸链如图2－28d 所示，显然t0=0. 3～0.5=0. 3+0.2mm是间接 获得，为封闭环。t1的求解如下：
解先列出尺寸链如图2－21b。要注意的是，当有直径尺寸时，
一般应考虑用半径尺寸来列尺寸链。因最后工序是直接保证 Ø40+0.05mm，间接保证43. 60+0.34mm，故43.6+0.3434 mm为封闭环，尺寸A和20+0.025mm为增环，19. 8+0.05mm为减环。利用基本公式计算可得
4.保证渗氮、渗碳层深度的工艺计 算
有些零件的表面需进行渗氮或渗碳 处理，并且要求精加工后要保持一 定的渗层深度。为此，必须确定渗 前加工的工序尺寸和热处理时的渗 层深度。
例 如图 所示某零件内孔， 材料为38CrMoAlA,孔径 为Ø145+0.04 mm内孔表 面需要渗氮，渗氮层深度 为0. 3~0. 5mm。其加工 过程为
尺寸链原理及其应用ppt课件
(二) 汽车产品常见的装配精度
1)轴与孔的配合间隙或过盈量。 2)零件、部件间的位置公差。 3)相邻旋转零件与固定零件的轴向间隙。 4)往复运动件的行程范围。 5)滚动轴承端面与轴承盖间的轴向间隙或过盈量。 6)联轴器所衔接的两轴轴线同轴度。 7)滑动轴承中轴类零件的轴肩(或端面)与止推轴承间的轴向间隙。 8)性能参数，如发动机的紧缩比等。 9)机械变速器中滑动齿轮在啮合形状时，齿轮没有进入啮合的宽度；齿轮分 别形状时，轮齿分别的间隙值。 10) 锥齿轮传动副中，为保证齿侧间隙和接触区要求，所规定的锥齿轮副锥 顶的位移值。 11) 为保证齿轮副或蜗轮副能正常啮合，齿轮副或蜗轮副的啮合中心距。
(1) 长度尺寸链 全部环为长度尺寸的尺寸链；或者组成环
既有长度尺寸又有角度量而封锁环为长度尺 寸的尺寸链。 (2) 角度尺寸链
全部环为角度量的尺寸链；或者组成环既 有角度量又有长度尺寸而封锁环为角度量的 尺寸链。
图6-6 角度尺寸链
(二) 按尺寸链的作用分类
(1) 装配尺寸链 全部组成环为不同零件的设计尺寸所构成的尺寸
第六章 尺寸链原理及其运用
第一节 尺寸链的根本概念 第二节 工艺尺寸链、装配尺寸链的运用
第一节 尺寸链的根本概念
一、尺寸链定义、特征及尺寸链图 (一)、尺寸链的定义
把一组构成封锁方式的有相互联络的尺寸组合称为“尺寸链〞。
图6-1 发动机曲轴第一主轴颈与轴承装配构造图
图6-2 轴加工工序简图
(二) 尺寸链特征及尺寸链图
图6-11 正态分布时尺寸、公差、 偏向间的关系图
图6-10 尺寸、公差、偏向间的关系图
3.概率法
(1) 封锁环公差TC0的计算 由概率原理知：当 各组成环的误差分布都遵照正态分布规律时， 那么其封锁环也将符合正态分布规律。 (2) 封锁环中间尺寸C0m 所谓中间尺寸，是指 公差带中心位置的尺寸，而平均尺寸那么是指 尺寸分布中心位置处的尺寸，二者具有本质的 区别，其意义与计算方法都是不同的。 (3) 封锁环上、下偏向 封锁环上、下偏向按式 (6-15)与式(6-16)计算。 (4) 概率法的近似计算 在采用概率法计算时， 假设尺寸分布为非正态曲线，必需首先确定相 对分布系数ki与相对不对称系数ei。
国家开放大学电大《数控加工工艺》习题及答案
第3章数控加工中工件的定位与装夹作业答案思考与练习题1、车削薄壁零件如何夹紧工件？答：轴向夹紧或增加夹紧力作用点面积。
2、确定工件在夹具中应限制自由度数目的依据是什么？答：根据工件加工精度要求。
3、试简述定位与夹紧之间的关系。
答：任务不同，定位使加工前工件在机床上占有正确的位置，而夹紧则使工件在加工过程中始终保持在原先确定的位置上。
两者相辅相成，缺一不可。
4、采用夹具装夹工件有何优点？答：a. 易于保证工件的加工精度。
b. 使用夹具可改变和扩大原机床的功能，实现“一机多用”。
c. 使用夹具后，不仅省去划线找正等辅助时间，而且有时还可采用高效率的多件、多位、机动夹紧装置，缩短辅助时间，从而大大提高劳动生产率。
d. 用夹具装夹工件方便、省力、安全。
e. 在批量生产中使用夹具时，由于劳动生产率的提高和允许使用技术等级较低的工人操作，故可明显地降低生产成本。
5、当基准重合原则和基准统一原则发生矛盾时，怎么解决？答：以保证工件加工精度为原则，若采用统一定位基准能够保证加工表面的尺寸精度，则应遵循基准统一原则；若不能保证尺寸精度，则应遵循基准重合原则，以免使工序尺寸的实际公差值减小，增加加工难度。
6、什么情况下才需要计算定位误差？答：用夹具装夹、调整法加工一批工件的条件下，基准不重合时，需要计算定位误差。
若采用试切法加工，不存在定位误差，因而也不需要计算定位误差。
7、如何理解定位面与定位基准的区别？答：工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件的相互接触（配合）来确定的，工件以平面定位时，定位面就是定位基准；工件以内、外圆柱面定位时，定位面是内、外圆柱面，而定位基准则是中心线。
8、车床上装夹轴类零件时，如何找正？答：工件外圆上选择相距较远的两点，用百分表找正。
模拟自测题一、单项选择题1、过定位是指定位时，工件的同一（B）被多个定位元件重复限制的定位方式。
（A）平面（B）自由度（C）圆柱面（D）方向2、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（ A ）（A）六个（B）二个（C）三个（D）四个3、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。
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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）计算
➢ 本次课程教学内容及要求
1. 工序基准有余量的情况
5ˊ2. ຫໍສະໝຸດ 序基准有余量的尺寸链画法15ˊ
3. 工艺尺寸链计算举例
40ˊ
4. 尺寸链计算练习
120ˊ
➢ 本次课程教学重点难点：
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
例：图示为齿轮内孔局部简图。内孔和
键槽的加工顺序为：
① 半精镗孔至 84.m80m0.1；
② 插键槽至尺寸A；
③ 淬火；
④ 磨内孔至尺寸 85 0m0.0m35 ，同时保证
键槽深度
9m0 .m4 0。0.2
求插键槽工序的深度尺寸A。
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
讨论：P70 22题
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
23．图3—40所示底座零件的M、N面及孔均已加工，试求加工K面时，便 于测量的测量尺寸，并将求出的数值标注在工序草图上。
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
24．图示的环套零件，除孔外，其它各表面均已加工完毕，试 求：当以A面定位加工孔时的工序尺寸。
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
26．如图3—43所示销轴零件，其相关的工艺过程为：车外圆→铣槽→热 处理→磨外圆保证图纸要求。
试求其铣槽工序的工序尺寸X。
工序基准有余量的尺寸链画法
第三章 机械加工工艺设计基础
第四节 工序尺寸的确定
（3）工序尺寸的基准有加工余量时工艺尺寸链的计算 零件图上有时存在几个尺寸从同一基准面进行标注，当该基 准面精度和表面粗糙度要求较高时，往往是在工艺过程的精加 工阶段进行最后加工。这样，在进行该面的最终一次加工时， 要同时保证几个设计尺寸，其中只有一个设计尺寸可以直接保 证，其它设计尺寸只能间接获得，需要进行尺寸计算。下面以 实例来说明。