现代制造工艺学
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1.3.4 工艺尺寸链的建立

应用工艺尺寸链解决实际问题的关键是要找出工艺尺寸之间的内在联系,确定封闭环和组成环,即建立工艺尺寸链。建立了工艺尺寸链后,就能运用尺寸链的计算公式进行计算。下面,分析工艺尺寸链的建立方法。

1.封闭环的确定

在工艺尺寸链的建立中,首先要正确地确定封闭环。封闭环的特性在于:它不是在加工中直接控制的,而是通过保证其他工序尺寸间接获得的,如图1-11 中的尺寸AΣ。工艺尺寸链中封闭环的确定,比装配、设计尺寸链中确定封闭环困难,因为它随着零件的加工方案在变化。例如对于图1-11所示的零件,当以表面3定位车削表面1,而获得尺寸Al,然后以表面1为测量基准车削表面 2 获得尺寸A2时,则间接获得的尺寸AΣ即为封闭环。但是,如以加工过的表面1为测量基准直接获得尺寸A2,然后调头以表面2为定位基准,采用定距装刀法车削表面3直接保证尺寸AΣ时,尺寸A1因属间接获得而又成了封闭环。所以,在确定封闭环时,既要抓住“间接获得”这一要领,又要联系零件加工的具体方案。

图1-11 封闭环的确定

2.组成环的查找

封闭环确定后接着要查找各个组成环。为了顺利而正确地找出各组成环,首先要认清组成环的基本特点是加工过程中直接获得且对封闭环有影响,然后再仔细分析零件加工过程中有关尺寸的加工方法、加工顺序及基准转换等情况。

图1-12(a)为一套类零件,为便于讨论问题,图中仅标注轴向设计尺寸。零件加工中轴向尺寸的获得方法及顺序如下。

图1-12 工艺尺寸链建立实例

(1) 以大端面A定位,车端面D得工序尺寸Al,并车小外圆至B面,保证长度m m,如图1-12(b)所示。

(2) 以端面D定位,精车端面A获得工序尺寸A2,并在镗大孔时车端面C,使孔深工序尺寸为A3,如图1-12(c)所示。

(3) 以端面D定位,磨大端面A保证全长尺寸mm,同时保证孔深尺寸为mm,如图1-12(d)所示。

由以上工艺过程可以看出,孔深设计尺寸mm是间接获得的,是一个封闭环。要查找影响此封闭环的组成环并建立工艺尺寸链,首先从工艺过程去找影响封闭环尺寸变化的两个界面(A面与C面)最近一次加工分别由哪个尺寸控制。从工艺过程看出,A面的最近一次加工是磨削,控制尺寸是 m m,C面最近一次加工是镗孔时的车削,加工尺寸是A3。显然,尺寸A3 m m 的变化会引起封闭环的变化,是欲查找的组成环。但此两环的工序基准分别为D面与磨前的A面,两者并不重合。为此要进一步从工艺过程查找该工序基准的最近一次加工的加工尺寸。尺寸A3的工序基准A面的最近一次加工是精车,加工尺寸是A2,其工序基准是D面,正好与尺寸 mm的工序基准重合。至此,尺寸A2A3mm与封闭环mm构成一封闭图形,如图1-12(e)所示,尺寸A2的变化必然引起封闭环的变化,故亦属组成环。

从以上实例可总结出查找组成环并建立工艺尺寸链的规则如下。

从构成封闭环的两表面同时开始,同步地循着工艺过程的顺序,分别向前查找各表面最近一次加工的加工尺寸,之后再进一步向前查找此加工尺寸的工序基准的最近一次加工时的加工尺寸,如此继续向前查找,直至两条路线最后得到的加工尺寸的工序基准重合(即两者的工序基准为同—表面),至此上述尺寸系统即形成封闭轮廓,从而构成工艺尺寸链。