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機(jī)床配件工序尺寸及其公差的確定

日期：2009年12月14　來源：沈陽第一機(jī)床廠　關(guān)鍵字：機(jī)床配件
    機(jī)床配件零件上的設(shè)計(jì)尺寸一般要經(jīng)過幾道機(jī)械加工工序的加工才能得到，每道工序所應(yīng)保證的尺寸叫工序尺寸，與其相應(yīng)的公差即工序尺寸的公差。工序尺寸及其公差的確定，不僅取決于設(shè)計(jì)尺寸、加工中心余量及各工序所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，而且還與定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、編程坐標(biāo)系原點(diǎn)的確定及基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有關(guān)。所以，計(jì)算工序尺寸及公差時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的情況，采用不同的方法。
    一、基準(zhǔn)重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算
    當(dāng)工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)或編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，工序尺寸及其公差直接由各工序的加工余量和所能達(dá)到的精度確定。機(jī)床配件其計(jì)算方法是由最后一道工序開始向前推算，具體步驟如下：
    (1)確定毛坯總余量和工序余量。
    (2)確定工序公差。最終工序尺寸公差等于零件圖上設(shè)計(jì)尺寸公差，其余工序尺寸公差按經(jīng)濟(jì)精度確定。
    (3)計(jì)算工序基本尺寸。從零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸開始向前推算，直至毛坯尺寸。加工中心最終工序 基本尺寸等于零件圖上的基本尺寸，其余工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或減去后道工序余量。
    (4)標(biāo)注工序尺寸公差。最后一道工序的公差按零件圖上設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)注，中間工序尺寸公差按“人體原則”標(biāo)注，毛坯尺寸公差按雙向標(biāo)注。
    例如，某車床主軸箱主軸孑L的設(shè)計(jì)尺寸為巾100飛“‘mm，表面粗糙度只。為0．81lm，毛坯為鑄鐵件。已知其加21232藝過程為粗鏜——半精鏜——精鏜——浮動(dòng)鏜。加工中心用查表修正法或經(jīng)驗(yàn)估算法確定毛坯總余量和各工序余量，其中粗鏜余量由毛坯總余量減去其余工序余量確定，機(jī)床配件各道工序的基本余量如下：
    工序尺寸及其公差的確定
    浮動(dòng)鏜Z=0．1mm
    精  鏜  Z=0．5mm
    半精鏜  Z=2．4mm
    毛  坯  Z=8mm
    粗  鏜  Z二[8—(2．4+0．5+0．1)]mm：
    按照各工序能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度查表確定的各工序尺寸公差分別為
    精  鏜  T=0．054mm
    半精鏜  T=0．23mm
    粗  鏜  T=0．46mm
    毛  坯  T=2．4mm
    各工序的基本尺寸計(jì)算如下：
    浮動(dòng)鏜  D：lOOmm
    精  鏜  D：(100—0．1)mm：99．9mm
    半精鏜  0二(99．9—0．5)mm二99．4mm
    粗  鏜  D：(99．4—2．4)mm：97mm
    毛  坯  D：(97—5)mm二92mm
    按照工藝要求分布公差，最終得到的工序尺寸為
    毛  坯  中92±1．2mm
    粗  鏜  中97飛46mm
    半精鏜  少99．4飛23mm
    精鏜中99．9飛054mm
    浮動(dòng)鏜  中100飛”‘mm
    二、基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸及其公差的計(jì)算
    當(dāng)工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、機(jī)床配件定位基準(zhǔn)或編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸及其公差的確定，需要借助于工藝尺寸鏈的基本知識(shí)和計(jì)算方法，通過解工藝尺寸鏈才能獲得。
    (一)工藝尺寸鏈
    1．工藝尺寸鏈的概念
    (1)工藝尺寸鏈的定義。在機(jī)器裝配或零件加工過程中，加工中心互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。其中，由單個(gè)零件在加工過程中的各有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈，稱為工藝尺寸鏈。
    尺寸A，、且y為設(shè)計(jì)尺寸，先以底面定位加工上表面，得到尺寸A：，
    當(dāng)用調(diào)整法加機(jī)床配件工凹槽時(shí)，為了使定位穩(wěn)定可靠并簡化夾具，仍然以底面定位，按尺寸／4：加工凹槽，于是該零件上在加工時(shí)并未直接予以保證的尺寸且2就隨之確定。這樣相互聯(lián)系的尺寸A，一A，--A，，就構(gòu)成一個(gè)封閉尺寸組合，即工藝尺寸鏈。
    尺寸A，及A2為設(shè)計(jì)尺寸。在加工過程中，因尺寸／42不便直接測(cè)量，若以面1為測(cè)量基準(zhǔn)，按容易測(cè)量的尺寸A：加工，就能間接保證尺寸／410這樣相互聯(lián)系的尺寸A，--A：--A，也同樣構(gòu)成一個(gè)工藝尺寸鏈。
    (2)工藝尺寸鏈的特征。機(jī)床配件通過以上分析可知。工藝尺寸鏈具有以下兩個(gè)特征：
    1)關(guān)聯(lián)性。任何一個(gè)直接保證的尺寸及其精度的變化，加工中心必將影響間接保證的尺寸及其精度。在尺寸鏈中，尺寸A，和且：的變化都將引起尺寸d：的變化。
    2)封閉性。尺寸鏈中各個(gè)尺寸的排列呈封閉性，--A：--A，，首尾相接組成封閉的尺寸組合。
    (3)工藝尺寸鏈的組成。把組成工藝尺寸鏈的各個(gè)尺寸稱為環(huán)。／4：、A，都是工藝尺寸鏈的環(huán)，它們可分為兩種：
    1)封閉環(huán)。機(jī)床配件工藝尺寸鏈中間接得到的尺寸，稱為封閉環(huán)。它的尺寸隨著別的環(huán)的變化而變化。均為封閉環(huán)。一個(gè)工藝尺寸鏈中只有一個(gè)封閉環(huán)。
    2)組成環(huán)。工藝尺寸鏈中除封閉環(huán)以外的其他環(huán)，稱為組成環(huán)。根據(jù)其對(duì)封閉環(huán)的影響不同，組成環(huán)又可分為增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)是當(dāng)其他組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)使封閉環(huán)隨之增大(或減小)的組成環(huán)。    減加工中心環(huán)是當(dāng)其他組成環(huán)不變，該環(huán)增大(或減小)，使封閉環(huán)隨之減小(或增大)的組成環(huán)。
    3)組成環(huán)的判別。機(jī)床配件為了迅速判別增、減環(huán)，可采用下述方法：在工藝尺寸鏈圖上，先給封閉環(huán)任定一方向并畫出箭頭，然后沿此方向環(huán)繞尺寸鏈回路，依次給每一組成環(huán)畫出箭頭，凡箭頭方向和封閉環(huán)相反的則為增環(huán)，相同的則為減環(huán)。
    2．工藝尺寸鏈計(jì)算的基本公式
    工藝尺寸鏈的計(jì)算關(guān)鍵是正確地確定封閉環(huán)，否則計(jì)算結(jié)果是錯(cuò)的。加工中心封閉環(huán)的確定取決于加工方法和測(cè)量方法。
    工藝尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種：極大極小法和概率法。生產(chǎn)中一般多采用極大極小法，其基本計(jì)算公式如下。
    (1)封閉環(huán)的基本尺寸。機(jī)床配件封閉環(huán)的基本尺寸丑，等于所有增環(huán)的基本尺寸丑j之和減去所有減環(huán)的基本尺寸A，之和，即
    Az’∑Ai—∑／4+
    '：1    j‘m十1
    式中  m——增環(huán)的環(huán)數(shù)；
    n——包括封閉環(huán)在內(nèi)的總環(huán)數(shù)。
    (2)封閉環(huán)的極限尺寸。封閉環(huán)的最大極限尺寸丑Ymax等于所有增環(huán)的最大極限尺寸Aim~x之和減去所有減環(huán)的最小極限尺寸Aimin之和，即
    m    n一1
    A：。。。二∑Aim。—∑Aymi。
    封閉環(huán)的最小極限尺寸A：+等于所有增環(huán)的最小極限尺寸Aim．,加工中心之和減去所有減環(huán)的最大極限尺寸Ajm~x之和，即
    m    n一1
    ／4：…二∑Ai,．i。—∑斗。，
    (3)封閉環(huán)的平均尺寸。封閉環(huán)的平均尺寸／4zN等于所有增環(huán)的平均尺寸AiM之和減去所有減環(huán)的平均尺寸AiM之和。
    (4)封閉環(huán)的上、下偏差。機(jī)床配件封閉環(huán)的上偏差ESAz等于所有增環(huán)的上偏差ESA；之和減去所有減環(huán)的下偏差EIAj之和
封閉環(huán)的下偏差EIAz等于所有增環(huán)的下偏差EIAi之和減去所有減環(huán)的上偏差ESAj之和。
    (5)封閉環(huán)的公差。封閉環(huán)的公差rA 2等于所有組成環(huán)的公差mi之和。
    (二)數(shù)控編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合的工序尺寸計(jì)算
    零件在設(shè)計(jì)時(shí)，從保證使用性能角度考慮，尺寸多采用局部分散標(biāo)注，加工中心而在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。當(dāng)編程原點(diǎn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，為方便編程，必須將分散標(biāo)注的設(shè)計(jì)尺寸換算成以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的工序尺寸。
    一根階梯軸簡圖，機(jī)床配件上部的軸向尺寸Z，—Z6為設(shè)計(jì)尺寸。編程原點(diǎn)在左端面與中心線的交點(diǎn)上，與尺寸Z：、乙、Z4及Z5的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，編程時(shí)須按工序尺寸引、Z；、…、Zl編程。其中工序尺寸Z，I和Zl就是設(shè)計(jì)尺寸Z，和Z6，即Z，l二Z，：20二oasmm，Zl二Z，；230』mm為直接獲得尺寸。其余工序尺寸Z；、Z；、Zl和Z；可分別利用工藝尺寸鏈計(jì)算。尺寸鏈中Z2、Z3、Z：和Z，為間接獲得尺寸，是封閉環(huán)，加工中心其余尺寸為組成環(huán)。

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