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工业新闻:尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

时间:2019-09-10 11:00:44  来源:  作者:
机械制造:

尺寸链是用来分析和研究整机与零部件间精度关系的基本理论。在充分考虑整机、部件的装配精度与零件加工精度的前提下,可以运用尺寸链计算方法,合理地确定零件的尺寸公差与位置公差,使产品获得尽可能高的性能价格比,创造最佳的技术经济效益。在零件加工或机器装配过程中,由互相联系的尺寸按一定顺序首尾相接排列而成的封闭尺寸组。组成尺寸链的各个尺寸称为尺寸链的环。其中,在装配或加工过程最终被间接保证精度的尺寸称为封闭环,其余尺寸工业设计称为组成环。组成环可根据其对封闭环的影响性质分为增环和减环。若其他尺寸不变,那些本身增大而封闭环也增大的尺寸称为增环,那些本身增大而封闭环减小的尺寸则称为减环。对于尺寸链,大家是否想要了解更多呢?下面贤集网小编来为大家详细介绍尺寸链的计算方法、主要特征、分类、基本术语、装配的原则、应用中的常见问题及解决方案

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

尺寸链的计算方法
一、常用方法
1、设计计算
设计计算是指已知封闭环的极限尺寸和各组成环的基本尺寸,计算各组成环的极限偏差。这种计算通常用于产品设计过程中由机器或部件的装配精度确定各组成环的尺寸公差和极限偏差,把封闭环公差合理地分配给各组成环。
2、校核计算
校核计算是指已知各组成环的基本尺寸和极限偏差,计算封闭环的基本尺寸和极限偏差。这种计算主要用于验算零件图上标注的各组成环的基本尺寸和极限偏差在加工之后能否满足所设计产品的技术要求。
3、工艺尺寸计算
工艺尺寸计算是指已知封闭环和某些组成环的基本尺寸和极限偏差,计算某一组成环的基本尺寸和极限偏差。这种计算通常用于零件加工过程中计算某工序需要确定而在该零件的图样上没有标注的工序尺寸。
二、极值法计算尺寸链
完全互换法(也称极值法)是指在全部产品中,装配时各组成环不需挑选,也不需改变其大小或位置,装入后即能达到封闭环的公差要求的尺寸链计算方法。该方法采用极值公差公式计算。基本步骤和计算公式

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

将式(12-4)减去式(12-5)得出封闭环公差T0与各组成环公差T1之间的关系如下(极值公差公式):

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

由基本尺寸、极限尺寸与极限偏差的机械加工关系可知:

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

设计计算

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

工艺尺寸计算

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

三、用大数互换法计算尺寸链
大数互换法(也称统计法)是指在绝大数产品中,装配时各组成环不需挑选,也不需改变其大小或位置,装入后即能达到封闭环的公差要求的尺寸链计算方法。大数互换法是根据各组成环的实际尺寸在其公差带内的分布情况,按某一置信概率求得封闭环尺寸实际分布范围,由此决定封闭环公差的大小。当设计时给定的封闭环公差一定时,则按大数互换法确定的各组成环的公差将大于按完全互换法确定数控技术的组成组公差,因而提高技术经效益。
四、用分组法、修配法和调整法保证装配精度
1、分组法
当封闭环的精度要求高且生产批量较大时,为了降低零件的制造成本,可以采用分组法装配。分组法装配的特点是各组成环按经济加工精度制造,然后将各组成环按实际尺寸的大小分为若干组,各对应组进行装配,同组内零件具有互换性。该方法采用极值公差公式计算。

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

2、修配法
修配法装配是指各组成环都按经济加工精度制造,在组成环中选择一个修配环(补偿环的一种),预先留出修配量,装配时用去除修配环的部分材料的方法改变其实际尺寸,使封闭环达到其公差与极限偏差要求。修配法装配通常用于单件小批生产,组成环数目较多而装配精度要求较高的场合,应选择容易加工并且对其他装配尺寸链没有影响的组成环作为修配环。
3、调整法
调整法装配是指各组成环按经济加工精度制造,在组成环中选择一个调整环(补偿环的一种),装配时用选择或调整的方法改变其尺寸大小或位置,使封闭环达到其公差与极限偏差要求。该方法通常采用极值公差公式计算。采用调整法装配时,可以使用一组具有不同尺寸的调整环或者一个位置可在装配时调整的工业新闻调整环。前者称为固定补偿件,后者称为活动补偿件。

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

调整法与修配法相似,只是改变补偿环尺寸的方法有所不同。修配法是从作为补偿环的零件上去除一层材料来保证装配精度;而调整法是通过改变补偿环的尺寸或位置的方法来保证装配精度。采用调整法装配,不需辅助加工,故装配效率较高,主要应用于装配精度要求较高,或在使用过程中某些零件的尺寸会发生变化的尺寸链中。


尺寸链的主要特征
1、封闭性:尺寸链必须是一组有关尺寸首尾相接所形成的尺寸封闭图。其中应包含一个间接保证的尺寸和若干个对它有影响的直接获得的尺寸。
2、关联性:尺寸链中间接保证尺寸的大小和变化,是受这些直接保证尺寸的精度所支配的,并且间接保证的尺寸的精度必然低于直接获得的尺寸粒度。
尺寸链的分类
为分析与计算尺寸链的方便,通常按尺寸链的几何特征,功能要求,误差性质及环的相互关系与相互位置等不同观点,对尺寸链加以分类,得出尺寸链的不同形式。
1、长度尺寸链与角度尺寸链
①长度尺寸链:全部环为长度尺寸的尺寸链;
②角度尺寸链:全部环为角度尺寸的尺寸链;
2、装配尺寸链,零件尺寸链与工艺尺寸链
①装配尺寸链:全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链;
②零件尺寸链:全部组成环为同一零件设计尺寸所形成的尺寸链;
③工艺尺寸链:全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。工艺尺寸指工艺尺寸,定位尺寸与基准尺寸等。

 

尺寸链的基本术语
1、尺寸链:
在机器装配或零件加工过程中,由相互连接的尺寸形成封闭的尺寸组,称为尺寸链。间隙A0与其它尺寸连接成的封闭尺寸组,形成尺寸链。
2、环:
列入尺寸链中的每一个尺寸称为环,A0、A1、A2、A3…都是环。长度环用大写斜体拉丁字母A,B,C……表示;角斯泰工业度环用小写斜体希自动化设备腊字母α,β等表示。
3、封闭环:
尺寸链中在装配过程或加工过程后自然形成的一环,称为封闭环。封闭环的下角标"0"表示。
4、组成环:
尺寸链中对封闭环有影响的全部环,称为组成环。组成环的下角标用阿拉伯数字表示。
5、增环:
尺寸链中某一类组成环,由于该类组成环的变动引起封闭环同向变动,该组成环为增环。
6、减环:
尺寸链中某一类组成环,由于该类组成环的变动引起封闭环的反向变动,该类组成环为减环。
7、补偿环:
尺寸链中预先选定某一组成环,可以通过改变其大小或位置,使封闭环达到规定的要求,该组成环为补偿环。


尺寸链装配的原则
一、应用装配尺寸链分析和解决装配精度问题,首先是查明和建立尺寸链,即确定封闭环,并以封闭环为依据查明各组成环,然后确定保证装配精度的工艺方法和进行必要的计算。查明和建立装配尺寸链的步骤如下:
1、确定封闭环:
在装配过程中,要求保证的装配精度就是封闭环。
2、查明组成环,画装配尺寸链图:
从封闭环任意一端开始,沿着装配精度要求的位置方向,将与装配精度有关的各零件尺寸依次首尾相连,直到封闭环另一端相接为止,形成一个封闭形的尺寸图,图上的各个尺寸即是组成环。
3、判别组成环的性质:
画出装配尺寸链图后,按第三章所述的定义判别组成环的性质-即增、减环。
二、在建立装配尺寸链时,除满足封闭性,相关性原则外,还应符合下列要求:
1、组成环数最少原则。
从工艺角度出发,在结构已经确定的情况下,标注零件尺寸时,应使一个零件仅有一个尺寸进入尺寸链,即组成环数目等于有关零件数目。
2、按封闭环的不同位置和方向,分别建立装配尺寸链。
例如常见的蜗杆副结构,为保证正常啮合,蜗杆副两轴线的距离(啮合间隙),蜗杆机械加工轴线与蜗轮中间平面的对称度均有一定要求,这是两个不同位置方向的装配精度,因此需要在两个不同方向分别建立装配尺寸链。

 

尺寸链应用中的常见问题及解决方案
1、尺寸链的提取
无论是装配尺寸链问题还是工艺尺寸链问题,尺寸链的提取都是从装配或加工实际问题出发,根据零件装配的先后次序或根据加工工艺过程的先后次序绘制尺寸链,对于装配尺寸链问题,,绘制尺寸链的起始尺寸应该是装配体的起始尺寸,如果装配体的零件相关尺寸具有对称性,应该以对称中心为尺寸链的起始尺寸( 图 1a) ,对于工艺尺寸链问题, 绘制尺寸链的顺序应该依加工的先后次序, 如果工艺尺寸链中的相关尺寸是中心对称尺寸, 应该以对称中心为尺寸链的起始尺寸( 图 1b) . 图 1 中: A i 为增环的基本尺寸,Bi 为减环的基本尺寸。

尺寸链的计算方法是什么?主要特征有哪些?

2、尺寸链封闭环的判断
封闭环是尺寸链中最后形成的尺寸或间接获得的尺寸,封闭环的错误判定将导致增环和减环的错误判断结果,从而导致计算结果的错误,对于装配尺寸链,封闭环是所有零件装配完后最后形成的间隙或过盈量尺寸; 而对于工艺尺寸链, 封闭环是其他经直接测量的尺寸加工完成后间接形成的尺寸。
3、尺寸链的公差分配
尺寸链的公差分配问题一般出现在尺寸链的反计算问题中,封闭环的公差是根据整机的性能要求决定的,当封闭环的公差给定以后,将这一公差合理分配给各组成环的分配方法,一般有等公差分配法和等精度分配法,等公差分配法方法简便易行,但当组成环基本尺寸相差较大时,等公差分配的结果将导致部分尺寸的设计精度过高,而部分尺寸的设计精度过低,不经济等精度分配法计算过程相对复杂,但设计结果能使各组成环的精度一致,趋近合理。


上述是贤集网小编为大家介绍的尺寸链的计算方法、主要特征、分类、基本术语、装配的原则、应用中的常见问题及解决方案。要知道,尺寸链还有装配尺寸链和工艺尺寸链之分,当然,很多人还会疑问:装配尺寸链和工艺尺寸链有何区别?在机器的装配关系中,由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链,称为装配尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。在装配关系中,对装配精度有直接影响的零、部件的尺寸和位置关系,都是装配尺寸链的组成环。如同工艺尺寸链一样,装配尺寸链的组成环也分为增环和减环。关于尺寸链的相关内容,大家应该都有所了解了吧?其实掌握以上知识点,对大家来说很有帮助哦!

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