尺寸链理论基础

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机械精度设计及检测19第11章尺寸链的精度设计基础

偏差为
A1
101
0.35 0
A2
50
0.25 0
A3
A5
50 0.048
⑤ 用中间计算方法计算A4的上、下偏差 ES0 ESA1() ESA2() 2EIA3() EI A4()
EIA4() ESA1() ESA2() 2EI A3() ES0
0.35 (0.25) 2(0.048) (0.75)
A3
(4) 校核计算结果
19
∵ ES0＝－0.01 ， EI0＝－0.08 （A1=Φ70 ，
T0 ES0 EI0 = 0.07
41
Ti TA1 TA2 TA3
i 1
2
2
= 0.02+0.03+0.02 = 0.07
3
T0 Ti 0.07
1
∴ 计算无误，则壁厚
A2/2 A0
A2=Φ60 A3=0±0.01）
Ai 的方向与封闭环A0
的方向相同为Ai (-) 。
图11.4尺寸链图
由图可见： A1为A1() , A2、A3为A2()、A3()
例11.2 加工顺序（见图11.5）：
9
（1）镗孔A1，（2）插键槽A2，（3）磨内孔A3。解：（1）按加工顺序画尺寸链图。oA3/2 A1/ Nhomakorabea A2 A0
(2)
判断
对包容面（即孔）：下偏差为零（EI=0)。
如
Φ30
对被包容面（轴）：上偏差为零（es=0)。
Φ30
29
例11.7 图11.10为对开齿轮箱的一部分。 A0=1~1.75, A1=101、A2=50、A3=A5=5、A4=140。计算各组成环的公差和上、下偏差。

尺寸链在机械精度设计中的应用研究

研究意义
尺寸链是机械制造和设备设计中的重要环节，对其应用进行深入研究，有助于提高我国机械制造水平，促进机械制造业的发展。
目的和背景
研究现状
发展动态
发展趋势
研究现状和发展动态
02
尺寸链基本理论
尺寸链是在产品或部件的设计和制造过程中，由相互关联的尺寸组成的封闭链，其中每一个尺寸都对产品的功能和性能产生影响。
进一步加强尺寸链分析与机器工作性能之间的关系研究，将有助于更好地理解机器精度的实质，从而优化设计。
未来需要加强尺寸链分析软件的开发和推广，提高尺寸链分析的效率和精度，以更好地服务于机械精度设计领域。
目前，尺寸链分析主要关注静态精度，对动态精度和机器工作过程中的精度研究不足，未来需要加强这方面的研究。
尺寸链的计算方法
CAD技术
CAD技术是机械精度设计中常用的计算机辅助技术，可以通过三维建模和仿真技术对产品或部件进行精确的建模和模拟，提高尺寸链计算的准确性和效率。
尺寸链的计算机辅助技术
CAM技术
CAM技术是将CAD模型转换为实际制造过程中的数字化指导，通过CAM技术可以实现自动化制造和检测，进一步提高了尺寸链的制造精度和效率。
轴承精度的重要性
轴承尺寸链的设计是轴承精度的基础，通过合理地设计尺寸链，可以保证轴承的精度和质量。
轴承尺寸链的设计
利用计算机辅助设计软件，可以对轴承进行精确的模拟和优化设计，提高轴承的精度和质量。
轴承精度的计算机辅助设计
案例三：尺寸链在轴承精度设计中的应用
05
结论与展望
1
研究结论
2
3
尺寸链分析在机械精度设计中具有重要应用价值，可有效提高机器的精度和稳定性。
检测数据处理

公差分析基本知识

公差分析一、误差与公差二、尺寸链三、形位公差及公差原则一、误差与公差（一）误差与公差的基本概念1. 误差误差——指零件加工后的实际几何参数相对于理想几何参数之差。

（1）零件的几何参数误差分为尺寸误差、形状误差、位置误差及表面粗糙度。

尺寸误差——指零件加工后的实际尺寸相对于理想尺寸之差，如直径误差、孔径误差、长度误差。

形状误差（宏观几何形状误差）——指零件加工后的实际表面形状相对于理想形状的差值，如孔、轴横截面的理想形状是正圆形，加工后实际形状为椭圆形等。

相对位置误差——指零件加工后的表面、轴线或对称面之间的实际相互位置相对于理想位置的差值，如两个面之间的垂直度，阶梯轴的同轴度等。

表面粗糙度（微观几何形状误差）——指零件加工后的表面上留下的较小间距和微笑谷峰所形成的不平度。

2. 公差公差——指零件在设计时规定尺寸变动范围，在加工时只要控制零件的误差在公差范围内，就能保证零件的互换性。

因此，建立各种几何公差标准是实现对零件误差的控制和保证互换性的基础。

（二）误差与公差的关系由图1可知，零件误差是公差的子集，误差是相对于单个零件而言的；公差是设计人员规定的零件误差的变动范围。

（三）公差术语及示例图2以图2为例：基本尺寸——零件设计中，根据性能和工艺要求，通过必要的计算和实验确定的尺寸，又称名义尺寸，图中销轴的直径基本尺寸为Φ20，长度基本尺寸为40。

实际尺寸——实际测量的尺寸。

极限尺寸——允许零件实际尺寸变化的两个极限值。

两个极限值中大的是最大极限尺寸，小的是最小极限尺寸。

尺寸偏差——某一尺寸（实际尺寸，极限尺寸）减去基本尺寸所得到的代数差。

上偏差=最大极限尺寸-基本尺寸，用代号（ES ）（孔）和es （轴）下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸，用代号（ES ）（孔）和es （轴）尺寸公差——允许尺寸的变动量公差图1尺寸公差=最大极限尺寸-最小极限尺寸公差带零线——在极限与配合图解中，标准基本尺寸是一条直线，以其为基准确定偏差和公差。

封闭环Microsoft Word 文档

工艺尺寸链文件类型：PPT/Microsoft Powerpoint 文件大小：字节更多搜索：工艺尺寸第三章工艺尺寸链§3.1 尺寸链的定义和组成一,尺寸链尺寸链指的是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.1.尺寸链的分类(1)出现在零件中,称之为零件尺寸链(2)由工艺尺寸组成,称之为工艺尺寸链(3)出现在装配中,称之为装配尺寸链2. 尺寸链的含义尺寸链的含义包含两个意思:(1)封闭性:尺寸链的各尺寸应构成封闭形式(并且是按照一定顺序首尾相接的.(2)关联性:尺寸链中的任何一个尺寸变化都将直接影响其它尺寸的变化.二,尺寸链的有关术语在零件加工或机器装配过程中,最后自然形成(即间接获得或间接保证)的尺寸.表示方法:下标加∑,如A∑,L∑.1. 尺寸键的环构成尺寸链的每一个尺寸都称为"环".可分为组成环 Ai封闭环A∑增环减环2. 封闭环(1) 由于封闭环是最后形成的,因此在加工或装配完成前,它是不存在的.(2) 封闭环的尺寸自己不能保证,是靠其它相关尺寸来保证的.2.1 封闭环的特点:(1) 体现在尺寸链计算中,若封闭环判断错误,则全部分析计算之结论,也必然是错误的.(2) 封闭尺寸通常是精度较高,而且往往是产品技术规范或零件工艺要求决定的尺寸.在装配尺寸链中,封闭环往往代表装配中精度要求的尺寸;而在零件中往往是精度要求最低的尺寸,通常在零件图中不予标注.2.2 封闭环的重要性:3. 组成环一个尺寸链中,除封闭环以外的其他各环,都是"组成环".按其对封闭环的影响可分为增环和减环.表示为:Ai ,Li i=1,2,3……增环:在尺寸链中,当其余组成环不变的情况下,将某一组成环增大,封闭环也随之增大,该组成环即称为"增环".L1为增环L1,L4为增环减环:在尺寸链中,当其余组成环不变的情况下,将某一组成环增大,封闭环却随之减小,该组成环即称为"减环".L2,L3 , L5为减环L2,L3 , L4为减环三,尺寸链的分类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.§3.2 尺寸链的计算方法(1) 极值解法:这种方法又叫极大极小值解法.它是按误差综合后的两个最不利情况,即各增环皆为最大极限尺寸而各减环皆为最小极限尺寸的情况;以及各增环皆为最小极限尺寸而备减环皆为最大极限尺寸的情况,来计算封闭环极限尺寸的方法.尺寸链的计算方法,有如下两种:(2) 概率解法:又叫统计法.应用概率论原理来进行尺寸键计算的一种方法.如算术平均,均方根偏差等.1.已知组成环,求封闭环根据各组成环基本尺寸及公差(或偏差),来计算封闭环的基本尺寸及公差(或偏差),称为"尺寸链的正计算".这种计算主要用在审核图纸,验证设计的正确性.求解尺寸链的情形:如下例:1.已知组成环,求封闭环尺寸链的正计算2.已知封闭环,求组成环尺寸链的反计算3.已知封闭环及部分组成环,求其余组成环尺寸链的中间计算例如齿轮减速箱装配后,要求轴承左端面与左端轴套之间的间隙为L∑ .此尺寸可通过事先检验零件的实际尺寸L1,L2,L3,L4,L5 ,就可预先知L∑的实际尺寸是否合格2.已知封闭环,求组成环根据设计要求的封闭环基本尺寸及公差(或偏差),反过来计算各组成环基本尺寸及公差(或偏差),称为"尺寸链的反计算".如齿轮零件轴向尺寸加工,采用的工序如图,现需控制幅板厚度10土0.15,如何控制L1,L2,L3工序1;车外圆,车两端面后得L1=40工序2;车一端幅板,至深度L2.工序3:车另一端帽板,至深度L3.并保证10士0.15.由上述工序安排可知,幅板厚度10士0.15是按尺寸L1,L2,l3加工后间接得到的.因此,为了保证10士15,势必对L1,L2,L3的尺寸偏差限制在一定范围内.即已知封闭环L∑ =10士0.15,求出各组成环L1,L2,L3尺寸的上下偏差.3.已知封闭环及部分组成环,求其余组成环根据封闭环和其他组成环的基本尺寸及公差(或偏差)来计算尺寸链中某一组成环的基本尺寸及公差(或偏差).其实质属于反计算的一种,也可称作"尺寸链的中间计算".这种计算在工艺设计上应用较多,如基准的换算,工序尺寸的确定等.总之,尺寸链的基本理论,无论对机器的设计,或零件的制造,检验,以及机器的部件(组件)装配,整机装配等,都是一种很有实用价值的.如能正确地运用尺寸链计算方法,可有利于保证产品质量,简化工艺,减少不合理的加工步骤等.尤其在成批,大量生产中,通过尺寸链计算,能更合理地确定工序尺寸,公差和余量,从而能减少加工时间,节约原料,降低废品率,确保机器装配精度.§3.2 尺寸链计算的基本公式尺寸,偏差及公差之间的关系:尺寸链计算所用符号也即:尺寸链各环的基本尺寸计算下图为多环尺寸链各环的基本尺寸可写成等式为:由此可以推得多环尺寸链的基本尺寸的一般公式:上式说明:尺寸链封闭环的基本尺寸,等于各增环基本尺寸之和,减去各减环基本尺寸立和.对于任何一个总数为N的独立尺寸链,若其中增环数为m,由于其封闭环只有有一个,则减环数n为n=N-1-m.故:二,极值解法当增环为最大极限尺寸,而减环为最小极限尺寸时,封闭环为最大极限尺寸.1.各环极限尺寸计算三环尺寸链极限尺寸计算关系图同理:当多环尺寸键计算时,则封闭环的极限尺寸可写成一般公式为:2.各环上,下偏差的计算根据上述的几个式子可得出封闭环上,下偏差计算的一般公式:因为零件图和工艺卡片中的尺寸和公差,一般均以上,下偏差的形式标注,所以该式较为简便迅速3.各环公差的计算即:封闭环公差等于所有组成环公差之和,它比任何组成环公差都大.所以应用中应注意:(1) 在零件设计中,应选择最不重要的环作为封闭环.(2) 封闭环公差确定后,组成环数愈多,则分到每一环的公差应愈小.所以在装配尺寸链中,应尽量减小尺寸链的环数.即"最短尺寸链原则".结论:三,概率解法概率解法就可以克服极值解法的缺点,使其应用更为科学,合理.极值解法特点:优点:简便,可靠,可保证不出现不合格品.缺点:根据关系式所分配给各组成环公差过于严格.甚至无法加工.不够科学,不够合理.在大批大量生产中,一个尺寸链中的各组成环尺寸的获得,彼此并无关系,因此可将它们看成是相互独立的随机变量.相互独立的随机变量.经大量实测数据后,从概率的概念来看,有两个特征数:(1)算术平均值——这数值表示尺寸分布的集中位置.(2)均方根偏差δ——这数值说明实际尺寸分布相对算术平均值的离散程度.概率解法的数学依据:独立随机变量之和的均方差为:其中:这是用概率法解尺寸链的数学基础,它反映了封闭环误差与组成环误差间的基本关系.1. 各环公差计算由于尺寸链计算时,不是均方根偏差间的关系,而是以误差量(或公差)间的关系来计算的,所以上述公式需改写成其它形式.当零件尺寸为正态分布曲线时,其偶然误差ε与均方根误差ζ间的关系,可表达为:反映了封闭环误差与组成环误差间的基本关系.若尺寸链中各组成环的误差分布,都遵循正态分布规律时,则其封闭环也将遵循正态分布规律.若取公差带T=6ζ,则封闭环的公差与各组成环的公差关系可表示为: ε=6ζ即:正态分布各环公差计算公式当零件尺寸分布下为非正态分布时,封闭环公差计算时须引入"相对分布系数K".K 表示所研究的尺寸分布曲线的不同分布性质,即曲线的不同分布形状.非正态分布时各环公差计算:各种K值可参考图表:正态分布时:非正态分布时:所以,封闭环公差的一般公式为:一些尺寸分布曲线的K及e值若各组成环公差相等,即令Ti = TM 时,则可求得各环的平均公差为:在计算同一尺寸链时,用概率解法可将组成环平均公差扩大倍.概率解法与极值解法的比较:极值解法:但实际上,由于各组成环通常未必是正态分布曲线,即Ki>1 ,故实际所求得的扩大倍数比小些.极值解法时的 ,是包括了封闭环尺寸变动时一切可能出现的尺寸,即尺寸出现在范围内的概率为100%;而概率解法时的 ,是正态分布下取误差范围内的尺寸变动,即尺寸出现在该范围内的概率为99.73%,由于超出之外的概率仅为0.27%,这个数值很小,实际上可认为不至于出现,所以取作为封闭环尺寸的实际变动范围是合理的. 用概率解法可将组成环平均公差扩大倍的原因:§3.3 工艺过程尺寸链基准不重合时的尺寸换算包括:①测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算;②定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算.工艺尺寸链正确地绘制,分析和计算工艺过程尺寸链,是编制工艺规程的重要手段.下面就来看看工艺尺寸链的具体运用.一,基准不重合时的尺寸换算1.测量基准与设计基准不重合时的尺寸换算测量基准与设计基准不重合的尺寸换算在生产实际中是经常遇到的.如图所示: 图中要加工三个圆弧槽,设计基准为与Φ50同心圆上的交点,若为单件小批生产,通过试切法获得尺寸时,显然在圆弧槽加工后,尺寸就无法测量,因此,在拟定工艺过程时,就要考虑选用圆柱表面或选用内孔上母线为测量准来换算出尺寸.设计基准解:以Φ50下母线为测量基准时,可画出如下尺寸链:在该尺寸链中,外径是由上道工序加工直接保证的,尺寸t应在本测量工序中直接获得,均为组成环;而R5是最后自然形成且满足零件图设计要求的封闭环.故该尺寸链中,外径是增环,t是减环.求基本尺寸:∴t= 45求t 的上,下偏差 :∴Δx t=0∴Δs t=+0.2故测量尺寸t为:验算:T5=T50+T45,即0.3=0.1+0.2同理,以选内孔上母线C为测量基准时,可画出如下尺寸链:这时,外圆半径为增环,内孔半径及尺寸h为减环,R5仍为封闭环.计算后可得h的测量尺寸为 :2.定位基准与设计基准不重合时的尺寸换算图中:设计尺寸为:350 ± 0.30.设计基准为下底面,为使镗孔夹具能安置中间导向支承,加工中以箱体顶面作为定位基准. 此时,A为工序尺寸.则A的计算为:基本尺寸:A=600-350=250又因为:即:由于尺寸350和600均为对称偏差,故:A=250±0.10如果有另一种情况,若箱体图规定350 ± 0.30(要求不变)600 ± 0.40,(公差放大).则因为T600>T300 (即0.80>0. 60),就无法满足工艺尺寸键的基本计算式的关系,即使本工序的加工误差TA = 0 ,也无法保证获得360± 0.30尺寸在允许范围之内.这时就必须采取措施:(1) 与设计部门协商,能否将孔心线尺寸350要求放低(例如要放大到 T350>T600,往往是难以同意的);(2) 改变定位基准,即用底面定位加工(这时虽定位基准与设计基准重合,但中间导向支承要用吊装式,装拆麻烦);分析:(3) 提高上工序的加工精度,即缩小600 ± 0.40公差,使T6000),也较合理(Z3max 不过大).基本磨削余量:4.推算毛坯尺寸利用上表,向下画毛坯轮廓线的延长线,并取工序1中小端面的粗车余量和台阶面粗车余量均为3;工序2镗孔时的毛坯余量为6;再参照有关手册取出毛坯公差并经圆整后得:分别标为: 40 ±1,34 ±1,56 ±1.5※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※※ ※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※§3.4 装配尺寸链任何机器都由许多零件和部件,按照一定的技术要求组而合成的,机器装配可分为组装,部装和总装.组装:由若干零件组合成组件.部装:若干组件个零件组成部件.总装:由部件,组件,零件组合.装配完成的机器,大都必须满足一定的装配精度.装配精度是衡量机器质量的一个重要指标.要达到装配精度,固然与组成机器的每一个零件的加工精度有关,但与装配的工艺技术也有很大关系,有时甚至必须依靠装配工艺技术才能达到产品质量.特别在机器精度要求较高,批量较小时.在长期的装配实践中,人们根据不同的机器,不同的生产类型和条件,创造了许多巧妙的装配工艺方法,这些保证装配精度的工艺方法,可以归纳为四种:完全互换法分级选配法修配法调节法.一,互换装配法互换法的优点是 :1.装配工作简单,生产率高;2.有利于组织流水生产;3.便于将复杂的产品在许多工厂中协作生产;4.同时也有利于产品的维修和配件供应.缺点:难以适应装配精度要求很高的场合.互换装配法,就是机器中每个零件按图纸加工合格以后,不需再经过任何选择,修配和调节,就达到完全互换要求,可以把它们装配起来,并能达到规定的装配精度和技术要求.什么是互换装配法例:如图所示为齿轮箱部件,装配后要求轴向窜动量为0.2～0.7mm.即 .已知其他零件的有关基本尺寸是:A1=122, A2=28, A3=5, A4=140, A5=5 ,试决定其上下偏差. 互换法常有极值解法和概率解法:1.极值解法(1)画出装配尺寸链,校验各环基本尺寸.封闭环基本尺寸为:基本尺寸正确.(2)确定各组成环尺寸的公差大小和分布位置.为了满足封闭环公差要求T∑=0.5 ,各组成环公差 Ti的累积值∑ Ti不得超过此0.50值,即应满足:问题:如何既方便又经济合理的分配确定各组成环的公差Ti.通常,把封闭环公差( T∑=0.5 )分配到各组成环公差(Ti)的方法有三种:1)等公差2)等精度3)按加工难易程度即将T∑平均分摊到各个组成环Ti;再按公差分配的"入体原则",将各环T;写成偏差:①按等公差分配问题: A4 如何取.今特意留下一个环A4作为该尺寸链的"协调环",即A4 的上,下偏差应通过计算获得: 故:进行验算:T∑=T1+T2+T3+T4+T5=0.10+0.10+0.10+0.10+0.10=0.50,计算结果符合装配精度要求.等公差法计算方便,但未考虑各零件的基本尺寸差异,因此各零件的精度等级不同,显然不太合理.在同一尺寸链中基本尺寸大致差不多的情况下,此法应用广泛.②按等精度分配假定这台机器中每个零件都是同样的精度等级,则分配公差时,凡基本尺寸大的零件给公差较大,反之较小,这较为合理.据《公差与技术测量》书中知,公差T=a³I式中,a——公差等级系数;I——公差单位.而用等精度法分配公差时,可查表得出该尺寸链中各组成环基本尺寸相应的公差单位值(Ij) ,再求出"平均公差等级系数(αM)":A,B——分别为尺寸分段的首尾两个尺寸值这样,便可得出各组成环公差值 :T1=2.52³64=0.160mm T2=1.31³64=0.084mmT3=0.73³64=0.048mm T4=2.52³64=0.160mm若仍选留A4为"协调环",则其他各组成环按"入体原则"可写出其上下偏差值,即 : 协调环(A4)的偏差值计算得:故:进行验算: T∑=T1+T2+T3+T4+T5 =0.160+0.084+0.048+0.160+0.048=0.50,计算结果符合装配精度要求.③按加工难易程度分配法:根据零件要求和加工要求来分配的公差,是更为科学合理的方法.但需要设计人员有较丰富的经验.1°A1,A2加工较难,精度等级应略为降低.2°A3,A5加工方便,可适当提高精度等级.3°A4加工难度中等.按等精度中求得平均精度等级为IT10.今取A1,A2大于10级,而A3,A5取9级.即 :TA1=0.17 TA2=0.1 TA3=TA5=0.3TA4= T∑-(T1+T2+T3+T5)=0.17如上例中:结果符合装配后封闭环的技术要求.取A4为协调环,其余组成环分别为:则,协调环:2.概率解法当装配精度要求较高,而尺寸链的环数又较多(大于4环)时,应采用概率解法.按等精度分配公差的概率解法:∵,概率解法中的封闭环:∴平均公差等级系数127≈ 64³ 2几乎是放大了一倍∴ T1=2.52 ³ 127=320μm=0.32mmT2=1.31 ³ 127=160μm=0.16mmT3= T5 =0.73 ³ 127=90μm=0.09mmT4=2.52 ³ 127=320μm=0.32mm仍以A4为"协调环",按"入体原则"将其余组成环写成偏差形式,即:求协调环A4A4的平均基本尺寸为:即:A4M=139.88∴验算:≤ 0.50注意:以互换法解尺寸链所允许的公差较小,当再规定的生产条件下难以加工时,应采用其它装配方法.²上一篇：2尺寸界线。

尺寸链公差分配原理在盲插互联结构电子设备中的应用

尺寸链公差分配原理在盲插互联结构电子设备中的应用盲插互联结构电子设备不仅结构较复杂而且装配精度要求相对较高。

为了将相互对插的连接器最终位置偏差控制在合理范围内，需要利用尺寸链公差分配原理对设备内部影响连接器最终对插精度的各零部件关键尺寸和形位公差以及装配定位尺寸公差进行规划，以便取得合理的制造和装配精度，从而保证连接器最终顺利可靠对插，最终保证盲插互联电气连接的可靠性。

标签：盲插互联结构；尺寸链；公差分配；电子设备1 概述机箱类电子设备，其母板（或结构板）安装在机箱底部，模块沿着机箱内侧的导槽垂直插入机箱，模块底部的连接器与母板（或结构板上）的连接器在不可见（或不可调整）的情况下对插，这种互联结构被称为盲插互联。

盲插互联技术是现代电气互连组装所普遍采用的技术，其不但体积小、重量轻、抗振性好；而且还能提高电子设备的互换性、应急保障性，节约结构空间，缩短修复时间。

因此盲插技术在军用、民用各平台电子设备上得到了大量运用。

然而，由于结构的复杂性导致的众多精度不确定性严重影响了盲插结构的最终装配精度。

主要涉及到机箱、模块、母板（或结构板）、连接器的加工和装配精度，以及整个系统的装配精度等诸多环节。

要发挥出盲插技术在电气互联方面的优越性，就必须解决盲插结构装配定位精度控制技术问题。

目前盲插互联技术应用中普遍采用的连接器为D形连接器、矩形连接器、BMA连接器、LRM连接器等。

在这些连接器中为了保证高频电信号驻波、插损等指标要求，以及低频信号连接可靠，要求盲插精度公差必须保证控制在±0.15mm以内。

因此，如果不能有效控制上述影响盲插结构装配精度的因素，最终装配精度将无法满足盲插技术的容许公差。

2 典型盲插结构电子设备如图1所示的产品为典型的盲插互联结构产品。

主要组成部分有机箱、模块、电路板（结构板）、模块上的连接器、电路板（或结构板）上的连接器。

结构板安装在机箱底部的安装面上，模块沿着机箱侧面的导槽垂直插入机箱，模块上的连接器与结构板上的连接器对插。

机械装配理论基础知识

根据规定的‎技术要求，将零件或部‎件进行配合‎和连接，使之成为半‎成品或成品‎的过程，称为装配。

机器的机械‎装配装配是机器‎制造过程中‎最后一个环‎节，它包括装配‎、调整、检验和试验‎等工作。

装配过程使‎零件、套件、组件和部件‎间获得一定‎的相互位置‎关系，所以装配过‎程也是一种‎工艺过程。

机械装配是‎机械制造中‎最后决定机‎械产品质量‎的重要工艺‎过程。

即使是全部‎合格的零件‎，如果装配不‎当，往往也不能‎形成质量合‎格的产品。

简单的产品‎可由零件直‎接装配而成‎。

复杂的产品‎则须先将若‎干零件装配‎成部件，称为部件装‎配；然后将若干‎部件和另外‎一些零件装‎配成完整的‎产品，称为总装配‎。

产品装配完‎成后需要进‎行各种检验‎和试验，以保证其装‎配质量和使‎用性能；有些重要的‎部件装配完‎成后还要进‎行测试。

2简史编辑装配技术是‎随着对产品‎质量的要求‎不断提高和‎生产批量增‎大而发展起‎来的。

机械制造业‎发展初期,装配多用锉‎、磨、修刮、锤击和拧紧‎螺钉等操作‎,使零件配合‎和联接起来‎。

18世纪末‎期,产品批量增‎大,加工质量提‎高,装配内容于是出现了‎互换性装配。

例如178‎9年,美国E.惠特尼制造‎1万支具有‎可以互换零‎件的滑膛枪‎,依靠专门工‎夹具使不熟‎练的童工也‎能从事装配‎工作,工时大为缩‎短。

19世纪初‎至中叶,互换性装配‎逐步推广到‎时钟、小型武器、纺织机械和‎缝纫机等产品。

在互换性装‎配发展的同‎时，还发展了装‎配流水作业‎，至20世纪‎初出现了较‎完善的汽车‎装配线。

以后，进一步发展‎了自动化装‎配（见机械装配自‎动化）。

3编辑常用的装配‎工艺有：清洗、平衡、刮削、螺纹联接、过盈配合联‎接、胶接、校正等。

此外，还可应用其‎他装配工艺‎，如焊接、铆接、滚边、压圈和浇铸‎联接等，以满足各种‎不同产品结‎构的需要。

清洗应用清洗液‎和清洗设备‎对装配前的‎零件进行清‎洗,去除表面残‎存油污,使零件达到‎规定的清洁‎度。

机床修理尺寸链的应用实例

从实际情况出发，须基于这样几个考虑：必
龙门刨床精刨。左侧刨去１ｍ右侧刨去３ｍ，．ｍ，５ｍ并控制Ａ０４＋＋．４７ｍ（＝２７８＝５．ｍ留少许刮研量）４５５
（）１滑块是此机床的重要零件，它是中心对称的（滑块滑块镶板后的总尺寸为：的中心线应与机床中心线重合）为了保持其维修性，，镶板之前的刨削，两侧必须刨去相同的厚度，即刨后仍保持中
削加工（保持中心对称）。
（）导轨工作滑动面５左
其公差都要根据其环所属的性质（增环、减环、封闭环）按公式计算，不可马虎。总之，机床修理尺寸链计算时的取
修理后，与斜铁契合，留出舍，由修理部位的基本结构和装配特点来决定。在具有要充分的调整量后，测量两件补偿环时，各组成环的尺寸无需严格控制，允许对它们的
但在此种情况头部尺寸选定铜板厚度Ａ＝ｍ７ｍ
下，问题并不如此简
单，因为几个组成环的尺寸尚需确定。如
何确定这几个未知量？必须依据实际情况，才能做出符合实
情的分析，出正确得
的结论。
刨削两侧面时保证中心对称。
心对称。侧刨去多少？单这要考虑所镶铜板的适宜厚度（兼
钳工刮研后组装，结果令人满意此例中，床身间距Ａ。和左、右两导轨修理后的尺寸
Ａ、固定的，镶板后的尺寸Ａ也是可控的，装Ａ是滑块组
顾：连接螺钉的沉头尺寸；经济性）和两侧导轨的修磨量。

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关键
1、确定封闭环
要领
2、组成环确定
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
尺寸链计算方法——计算闭环
极值法——最基本的方法，能保证完全满足尺寸要求。
闭环基本尺寸闭环公差闭环上偏差闭环下偏差 ξ为组成环传递系数；下角标“0” 表示闭环；“i”表示组成环序号； ES代表上偏差；EI代表下偏差； 1——n为增环；n+1——m为减环。
尺寸链的组成单元——闭环
对于单个零件的加工而言，封闭环通常是零件设计图上未标注的尺寸即最不重要的尺寸。对于若干零部件的装配而言，封闭环通常是对有关要素间的联系所提出的技术要求，如位置精度、距离精度、间隙过盈等。注意，不要错误的认为需要求的环就是闭环。
尺寸链的组成单元——组成环
• 具体方法：
–简单线性尺寸链，直接查看。
–平面及空间尺寸链，求传递系数
。
增、减环判别方法
简单尺寸链：在尺寸链图中用首尾相接的单向箭头顺序表示各尺寸环，其中与封闭环箭头方向相反者为增环, 与封闭环箭头方向相同者为减环。
举例：
A1
增环封闭环
A0 A2
A3
减环
总结
1、特征 1、封闭性 2、关联性。
确定尺寸链中封闭环（因变量）和组成环（自变量）的函数关系式，其一般形式为：
A0 f ( A 1, A 2 ,, A n)
尺寸链的组成单元——环
构成尺寸链的每一个尺寸都称为“环”，一条尺寸链中必包含两种环。
封闭环：尺寸链中最终被间接保证的那个尺寸称为封闭环，它是在加工或装配之后形成的。组成环：除封闭以外尺寸链中其它所有的环皆称为组成环。组成环按其对封闭环的影响性质又可划分为增环和减环。
0 -0.05 0 -0.07 +0.1 0
5、校核公差
ESx = 0.1–(-0.05)-(-0.07)=0.22 EIx = 0 – (0)-(0)=0 6、对比：现有的公差分配不能满足要求，需要
调整。
C=30 +0.15 +0.05
谢谢！
计算尺寸链的步骤
绘制尺寸链图
判断增减性计算尺寸和偏差
编写计算报告
绘制尺寸链图
查找闭环
装配尺寸链：间隙、过盈量、技术要求等
查找组成环
从闭环尺寸的一端找到另一端；最短原则；如果有多个未知尺寸，找其它尺寸关系
绘制尺寸链图
绘制尺寸链图要点
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。 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）。
尺寸链的分类 ——各环尺寸所处的空间位置
线性尺寸链：尺寸链各环位于同一平面内，且互相平行平面尺寸链：尺寸链各环位于同一平面内，但其中有些环彼此不平行(存在一定的夹角关系)。空间尺寸链：尺寸链各环不在同一平面内，且互不平行。
尺寸链的分类 ——应用范围
工艺尺寸链：在零件加工中由相互联系的若干工艺尺寸形成的封闭尺寸系统。
尺寸链计算方法——计算闭环
概率法——适合大批量生产，降低加工难度。
一般情况下：闭环概率公差小于极值公差参见：GB-T 5847-2004尺寸链计算方法
组成环公差分配方法
1）等公差原则按等公差值分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环的公差值取相同的平均公差值Tav：即极值法
概率法
这种方法计算比较简单，但没有考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小，显然是不够合理的。
尺寸链应用分析——公差分配
1、绘制尺寸链图
2、列方程，判断增减环
X = C – A – B C：增环，A、B：减环
3、分配公差-------极值法
平均分配： 0.3/3 = 0.1 等公差等级分配：A = 0.058,B = C = 0.084 IT10级
调整分配公差
4、调整公差——等公差等级
A=10 B=20 C=30
增环：在其余组成环保持不变的条件下，该环的增大导致封闭环也增大者。减环：在其余组成环保持不变的条件下，该环的增大导致封闭环减小者。注意：某一个组成环，在尺寸链中多次出现时，不要简单的根据一个尺寸链图判断是增环或减环。
判断组成环的增减性
• 依据：
– 增环：在其余组成环保持不变的条件下，该环的增大导致封闭环增大者。 – 减环：在其余组成环保持不变的条件下，该环的增大导致封闭环减小者。
组成环公差分配方法
2）按等精度原则按等公差级分配的方法来分配封闭环的公差时,各组成环
的公差取相同的公差等级。
Ts：标准公差，а：等级系数，i：标准公差因子 D：基本尺寸段的几何平均值
这种方法计算复杂，需要查表；但考虑到各组成环加工的难易、尺寸的大小，比较合理的。
组成环公差分配方法
3）按实际可行性分配原则按具体情况来分配封闭环的公差时,第一步先按等公差值或等公差级的分配原则求出各组成环所能分配到的公差，第二步再从加工的难易程度和设计要求等具体情况调整各组成环的公差。
尺寸链基础介绍
2017年2月
目录
尺寸链基本概念尺寸链主要特征尺寸链的组成单元尺寸链的分类计算尺寸链的步骤尺寸链计算方法应用分析
尺寸链基本概念
在零件的加工或机器的装配中决定各个几何要素(点、线、面)间相互位置的尺寸通常都是彼此相联系的按一定顺序排列的一个封闭的尺寸系统，这个尺寸系统就称为尺寸链
尺寸链在产品设计中的应用
经验、标准
尺寸链计算
公差分配
公差分析
尺寸链计算
加工能力…
试装配…
尺寸链应用分析
X>0
尺寸链应用分析
• 为了保证能正常装配，同时又保证装配质量，一般X在 0.05——0.35之间 --------------定技术要求，输入。 • A、B、C的基本尺寸分别是：10、20、30----------输入。 • 在零件设计过程中，需要分配A、B、C的公差，公差是多少？ -----------------输出 • 公差分配完成后，校核公差是否合理？---------输出
– 最常用的如基准换算，尺寸链零件加工中定位基准与设计基准不重合时，需要进行尺寸换算，此时有关尺寸以定位面为基准形成尺寸链。
装配尺寸链：在产品的整体或部件结构中由若干零件的有关尺寸所形成的封闭尺寸系统称为装配尺寸链。它表示出部件与部件或零件与零件的要素之间的尺寸关系或位置关系。
– 在产品设计或装配过程中，分析和解算装配尺寸链是保证装配精度，即保证产品有关技术指标的极为重要的手段。
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。
2、组成
概率法理论依据
• 各组成环尺寸是独立的随机变量 • 闭环也是随机变量 • 当组成环的个数大于等于5时，闭环正态分布
=0.09
概率法常用参数
参数关系
组成环分布及其系数
概率法常用参数
合格率(置信水平)和分布系数K0关系
合格率P(%) 相对分布系数K0 99.73 1 99.5 1.06 99 1.16 98 1.29 95 1.52 90 1.82
尺寸链主要特征
封闭性：尺寸链必须是一组相关尺寸按顺序首尾相接而形成的封闭轮廓，其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个与之有关的直接获得的尺寸关联性：尺寸链内间接保证的尺寸的大小和变化范围(即精度)，是受该链内直接获得的尺寸大小和变化范围所制约的，彼此间具有特定的函数关系
尺寸链方程
重点介绍装配尺寸链！
工艺尺寸链
2.定位面 3.设计基准
1.加工面
A1
A0
A2
装配尺寸链
A0
A2Biblioteka A1尺寸链计算的几种情况(1) 正计算 —— 已知各组成环，求封闭环。正计算主要用于验算所设计的产品能否满足性能要求及零件加工后能否满足零件的技术要求。 (2)反计算——已知封闭环，求各组成环。反计算主要用于产品设计、加工和装配工艺计算等方面，在实际工作中经常碰到。反计算的解不是唯一的。如何将封闭环的公差正确地分配给各组成环，这里有一个优化的问题。 (3)中间计算——已知封闭环和部分组成环的基本尺寸及公差，求其余的一个组成环基本尺寸及公差（或偏差）。中间计算可用于设计计算，也可用于验算。