工艺尺寸链图表计算方法优化

在工序较多、工序中的工艺基准与设计基准又不重合，且各工序的工艺基准需多次转换时，工序尺寸及其公差的换算会变得很复杂，难以迅速地建立工艺尺寸链，而且容易出错。采用把全部工序尺寸、工序余量及相关设计尺寸画在一张图表上的图表计算(也有称图解法或跟踪法)，可以直观地、简便地建立工艺尺寸链，进而计算工序尺寸及其公差和验算工序余量。图解法还便于利用计算机进行辅助工艺设计。

下面以零件套筒各端面加工时，轴向工序尺寸及其公差的计算为例，具体介绍图表的绘制和建立及计算工艺尺寸链的方法。

1.图表的绘制

绘制步骤如下:

(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。为了便于计算，设计尺寸都按平均尺寸表示，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。因总余量通常由查表法确定并相应地确定了毛坯尺寸，故图表中不标出与确定工序尺寸无关的粗加工余量。余量符号画在待加工面的入体侧。

(4)在图表中标明工序号、工序名称、工序平均尺寸称工序偏差、最小余量、余量变动量、平均余量和工序尺寸及其偏差。在图表的最下方，标明设计尺寸、实际获得尺寸。

图表右方的计算项目栏用于使全部计算过程实现表格化，见表3-8。

图3-17　代表符号的含义

表3-8　工艺尺寸链计算表

2.查明工艺尺寸链组成的图解追踪法

加工过程中被间接保证的设计尺寸和工序余量都是工艺尺寸链的封闭环。对每一个封闭环，需查明其各自的工艺尺寸链组成，所用的图解追踪法为:沿封闭环尺寸(或余量)两端所在两根竖线(尺寸界线)同步向上追踪，追踪中遇到加工箭头符号(尺寸线)，就拐弯逆箭头横向追踪至代表工序基准的圆点处，然后再沿着此圆点所在竖线、还有原来同步往上追踪时所沿着的另一根竖线，继续同步向上追踪，如此重复下去，直至两支追踪路径“汇交”为止。追踪路径所经过的各个工序尺寸就是尺寸链的组成环。注意在查找过程中，不要漏掉工序余量的环。

3.工序尺寸及公差的计算步骤和方法

(1)确定各工序尺寸的公差Ti。工序尺寸公差的计算和确定是整个图表法计算过程的基础。确定工序尺寸的公差必须符合两个原则:

第一，所确定的公差不应超出设计图纸上要求的公差，应能保证最后的加工结果尺寸的公差符合设计要求;

第二，各工序尺寸的公差应符合该工序加工的经济性，有利于降低加工成本。(https://www.xing528.com)

根据这两个原则，首先逐项初步确定各工序尺寸的公差(可参阅机械加工工艺手册中有关“尺寸偏差的经济精度”来确定)，先确定与保证设计尺寸有关的各工序尺寸的公差。图例中为保证封闭环设计尺寸A01=49.75±0.25及A02=39.9±0.1，A03=39.25±0.25。

(2)解各工艺尺寸链。

用跟踪法可列出图3-18(a)～(e)各尺寸链，在这些尺寸链中，有一些工序尺寸同时参与了几个尺寸链，而成为尺寸链的公共环。在本例中，A5就参与了尺寸链(a)和(c)。在计算时应首先满足设计要求较高、组成环数较多的那个尺寸链的要求，其次解以其他设计要求为封闭环的尺寸链，最后解以精加工余量为封闭环的尺寸链以防余量偏差过大。

图3-18　用跟踪法列出的尺寸链

在本例中应先解尺寸链如图3-18(c)所示，在该尺寸链中，A03是设计尺寸，且没有在加工中直接得到，为封闭环，其余为组成环。解题时首先确定各工序基本尺寸，然后将公差为0.5按等公差或等精度的原则并考虑到加工方法的经济精度和加工难易分配给A3、A4、A5，这里取TA3=TA4=0.2，TA5=0.1

解图3-18(b)尺寸链，直接得到A2=39.9±0.1。

解图3-18(d)尺寸链，校核磨削余量Z5。

将上述各工序尺寸公差按入体原则标注。

将上述计算过程中的关数据及计算结果填入跟踪图表中。

在本例中，如果首先解尺寸链(a)，得到A5，将A5代入尺寸链(c)则会发现该环的公差已等于封闭环A03的公差了，因此必须压缩该环的公差。

(4)确定各工序平均余量ZM其计算公式。

式中:Ti——影响该工序余量(封闭环)的各组成环工序尺寸公差。

图3-19　计算工序尺寸的总框图

(5)计算各未知的工序平均尺寸LiM。计算的顺序自最后一个未知的工序尺寸开始，逐步向前顺序推移。对每一拟求的工序平均尺寸的计算方法是:利用图表查明后面工序与其两端竖线有关的已序平均尺寸(包括可由零件图设计尺寸换算出来的任意两表面之间的平均尺寸)以及需要加、减的工序平均余量，据此直接算得该工序平均尺寸(包括可由零件图设计尺寸换算出来的任意两表面之间的平均尺寸)以及需要加、减的工序平均余量，据此直接算得该工序尺寸。

(6)将工序平均尺寸和双向对称偏差改注成极限尺寸及“入体”偏差。对某些属于设计尺寸的工序尺寸，可保持原设计尺寸的公差标注法。