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1、第六章尺寸链及应用第六章尺寸链及应用 一、尺寸链的含义及术语一、尺寸链的含义及术语1.尺寸链的定义：尺寸链的定义：在装配和加工中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺在装配和加工中，由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组，称为尺寸链。寸组，称为尺寸链。如图所示如图所示2.环：尺寸链中每个尺寸称为环。环：尺寸链中每个尺寸称为环。3.闭环：装配或加工中最后（自然）形成的环，称闭环：装配或加工中最后（自然）形成的环，称为闭环，用为闭环，用A。表示。表示。4.组成环：组成环：尺寸链中对闭环有影响的全部环都称组成环。组成尺寸链中对闭环有影响的全部环都称组成环。组成环包括增环和减环。环包括增环和减环。增环：与闭环变化方
2、向相同的环。增环：与闭环变化方向相同的环。减环：与闭环变化方向相反的环。减环：与闭环变化方向相反的环。二、尺寸链分类二、尺寸链分类1.按特征分有长度尺寸链和角度尺寸链。按特征分有长度尺寸链和角度尺寸链。2.按应用分有按应用分有装配尺寸链装配尺寸链、工艺尺寸链和零、工艺尺寸链和零件尺寸链。件尺寸链。3.按环在空间位置分有直线尺寸链、平面尺按环在空间位置分有直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。寸链和空间尺寸链。三、尺寸链的计算三、尺寸链的计算1.反计算：求解各组成环反计算：求解各组成环2.中间计算：求解某一组成环中间计算：求解某一组成环3.正计算：求解封闭环正计算：求解封闭环6-2尺寸链计算的基本
3、公式尺寸链计算的基本公式一、直线尺寸链计算一、直线尺寸链计算1.极值法计算公式极值法计算公式1)闭环基本尺寸计算公式：闭环基本尺寸计算公式：2)闭环极限尺寸计算公式：闭环极限尺寸计算公式：3)闭环偏差计算公式：闭环偏差计算公式：4)闭环公差计算公式闭环公差计算公式：5)组成环平均公差计算公式组成环平均公差计算公式：2.概率法计算公式概率法计算公式1)闭环公差计算公式：闭环公差计算公式：2)组成环平均公差计算公式：组成环平均公差计算公式：3)闭环中间差计算公式：闭环中间差计算公式：4)各环偏差计算公式：各环偏差计算公式：（其它环参照本公式推论即可）（其它环参照本公式推论即可）二、几种尺寸链的计算
4、二、几种尺寸链的计算例例1：下图工件，如先以：下图工件，如先以A面定位加工面定位加工C面，得尺寸面，得尺寸A1；然后再以；然后再以A面定位用调整法加工台阶面面定位用调整法加工台阶面B，得尺寸得尺寸A2，要求保证，要求保证B面与面与C面间尺寸面间尺寸A0。试求。试求工序尺寸工序尺寸A2。例例2：一批如图示轴套零件，在车床上已加工好外：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，并圆、内孔及端面，现须在铣床上铣右端缺口，并保证尺寸保证尺寸5-00.06及及26 0.2，求采用调整法加工，求采用调整法加工时控制尺寸时控制尺寸H、A及其偏差并画出尺寸链图。及其偏差并画
5、出尺寸链图。例例3：如下图所示轴套零件的轴向尺寸，其外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：圆、内孔及端面均已加工。试求：当以当以A面定面定位钻直径为位钻直径为10mm孔时的工序尺寸孔时的工序尺寸A1及其偏差及其偏差（要求画出尺寸链图）；（要求画出尺寸链图）；当以当以B面定位钻直径面定位钻直径为为10mm孔时的工序尺寸孔时的工序尺寸B1及其偏差。及其偏差。63装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立一、装配精度一、装配精度:指零件的相互距离精度；相互位置指零件的相互距离精度；相互位置精度；相对运动精度。精度；相对运动精度。二、装配尺寸链的建立二、装配尺寸链的建立 1)1)装配
6、尺寸链要根据装配图确定。装配尺寸链要根据装配图确定。2)2)熟悉产品结构，首先确定封闭环。熟悉产品结构，首先确定封闭环。3)3)查找组成环。查找组成环。4)4)尺寸链最短路线尺寸链最短路线(环数最少环数最少)原则。原则。5)5)画出尺寸链图，用回路法判别增、减环。画出尺寸链图，用回路法判别增、减环。6)6)列出尺寸链方程式，列出尺寸链方程式，7)7)每一部件或总成中有许多装配精度要求，必须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汽车、拖拉机是由许多装配尺寸链组成的装配尺
7、寸链系统，应一一查出它们彼此间的关系。寸链系统，应一一查出它们彼此间的关系。64保证装配精度的方法保证装配精度的方法常用装配方法：有完全互换装配法、大数互换装常用装配方法：有完全互换装配法、大数互换装配法、选择装配法、调整装配法和修配装配法。配法、选择装配法、调整装配法和修配装配法。一、完全互换装配法一、完全互换装配法1.1.含义：机械产品中的每个零件按零件图规定的含义：机械产品中的每个零件按零件图规定的公差要求进行加工。装配时，各零件不需挑选、公差要求进行加工。装配时，各零件不需挑选、修配和调整，就能保证获得规定的装配精度，这修配和调整，就能保证获得规定的装配精度，这种装配方法，称为完全互换
8、装配法。种装配方法，称为完全互换装配法。完全互换装配法是靠零件的制造精度保证装配精完全互换装配法是靠零件的制造精度保证装配精度的。完全互换法采用极值法解装配尺寸链。必度的。完全互换法采用极值法解装配尺寸链。必须满是尺寸链各组成环公差之和不得大于封闭环须满是尺寸链各组成环公差之和不得大于封闭环要求的公差要求的公差 2.2.协调环：是某协调环：是某组成环公差不是标准公差值，它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。小于封闭环公差。3.3.协调环的选择原则：易于用通用量具测量的尺寸，协调环的选择原则：易于用通用量
9、具测量的尺寸，非公共环的尺寸。非公共环的尺寸。4.4.组成环的极限偏差可按下述原则确定：组成环的极限偏差可按下述原则确定：1)1)标准件的极限偏差按其标准规定确定；标准件的极限偏差按其标准规定确定；2)2)的组成环极限偏差按偏差入体原则标注，的组成环极限偏差按偏差入体原则标注，3)3)协调环的极限偏差，按计算公式计算。协调环的极限偏差，按计算公式计算。5.5.特点：对工人的技术要求低；装配简单，生产率特点：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链闭环公差小，用于大批生产中高
10、精度少环尺寸链或低精度的多成环尺寸链。或低精度的多成环尺寸链。二、大数互换装配法二、大数互换装配法1.1.大数互换装配法又称不完全互换装配法：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。在一个较小的百分数内。2.2.大数互换装配法的特点：大数互换装配法的特点：与完全互换装配法相同与完全互换装配法相同三、选择装配法三、选择装配法1.1.直接选择法：直接选择法：工人凭经验直接从待装配的一批零件中，挑选合工人凭经验直接从待装
11、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。术水平，装配的时间较长，不稳定，应用少。2.2.分组互换装配法，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，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。保证同组零件具有互换性的一种装配方法。3.3.复合选择装配法：复合选择装配法
12、：是上述两种方法的复合。零件按加工后的实际尺寸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。的零件进行装配。四、调整装配法四、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
13、闭环误差累积的影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响。这个组成环称补偿环，该零件称为补偿件或调整件。调整件。固定调整装配法：固定调整装配法：用改变补偿环尺寸进行补偿的方法。用改变补偿环尺寸进行补偿的方法。可动调整装配法：可动调整装配法：用改变补偿环位置进行补偿的方法。用改变补偿环位置进行补偿的方法。五、修配装配法五、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偏差要求，
14、这种保证装配精度的方法称修配装配法。法。修配环：修配环：通过修配尺寸链中某一环的方法来补偿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。封闭环的累积误差。这个的环称补偿环。(一一)补偿环尺寸的确定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。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；图补偿环为减环时：被修配时使封闭环尺寸变大；图634634所示所示补偿环为增环时：被修配时使封闭环尺寸变小。图补偿环为增环时：被修配时使封闭环尺寸变小。图636636所示所示(二二)补偿环的选择原则
15、。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，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。对其它尺寸链没有影响的零件的为补偿环。(三三)修配形式修配形式1 1单件修配法：就是选定某一固定的零件作为补单件修配法：就是选定某一固定的零件作为补偿环，偿环，2 2合并加工修配法：就是将两个或多个零件合装合并加工修配法：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，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
16、法。并相应减少修配劳动量的一种修配方法。3 3偶件加工修配法：如柴油机精密偶件，柱塞与偶件加工修配法：如柴油机精密偶件，柱塞与套筒，针阀与阀体的互研。套筒，针阀与阀体的互研。4 4自身加工修配法：用平面磨床本身的砂轮磨削自身加工修配法：用平面磨床本身的砂轮磨削工作台面。工作台面。(四四)修配装配法的特点及其应用修配装配法的特点及其应用 修配装配法的优点，是适当放大了组成环公差，修配装配法的优点，是适当放大了组成环公差，缺点是零件不能互换，从而增加测量和修配的工缺点是零件不能互换，从而增加测量和修配的工作量，需要技术熟练的工人，生产率较低，难于作量，需要技术熟练的工人，生产率较低，难于组织流水装配。用于单件或成批生产时精度要求组织流水装配。用于单件或成批生产时精度要求较高的装配。较高的装配。六、六、产品结构的装配工艺性产品结构的装配工艺性 1.1.产品能分成若干个独立装配的装配单元产品能分成若干个独立装配的装配单元 2.2.要有正确的装配基准要有正确的装配基准 3.3.便于装配和拆卸便于装配和拆卸 4.4.正确选择装配方法正确选择装配方法 5.5.尽量减少装配时的修配和机械加工尽量减少装配时的修配和机械加工