尺寸鏈計算與公差分析的目的

獲得合理的工序公差，保證產品加工質量；

檢查工藝漏洞，提前優化，避免試生產造成的資源及時間浪費；

優化零件加工工藝路線，避免累計誤差；

減少裝配現場的修銼調整；

降低產品的返修率，幫助企業節約成本。

尺寸鏈的定義和分類

尺寸鏈的定義

尺寸鏈是由一組相互連接的尺寸形成的封閉尺寸組。在工程設計和制造中經常用尺寸鏈來進行工藝尺寸換算，控制關鍵尺寸的公差，從而保證產品的制造精度。

尺寸鏈的分類

◆按其空間位置的構成可以分為：線性尺寸鏈（一維）、平面尺寸鏈（二維）和空間尺寸鏈（三維）。

◆按其功能可以分為：裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈。

工藝尺寸鏈的定義和換算

工藝尺寸鏈的定義

在零件的加工過程中，決定各個工序要素間相互關系的尺寸通常可用彼此相聯系的點、線、面按一定順序排列，形成一個封閉的尺寸系統，這個尺寸系統就稱為工藝尺寸鏈。

工藝尺寸鏈的分析與計算（換算形式）

由于產品的復雜性，產品制造需要很多工序才能完成。由于加工基準的轉換，使工藝尺寸換算在工藝設計過程中占有非常重要的地位。尺寸換算主要有以下幾種形式：

原始基準與設計基準不重合

圖1中A為設計基準，B為加工面，C為原始基準，尺寸H必須通過換算后求出。

設計基準與測量基準不重合時的尺寸換算

圖2中工序原始尺寸為20，B為加工面。若要對該尺寸直接測量比較困難，因此將一個芯軸安裝在零件上，與零件內部的定位面接觸，借助基準A進行間接測量。尺寸L為固定長度，因此可以通過測量H來間接保證工序尺寸為20。

多尺寸保證

圖3中小孔在粗加工階段已經加工完成，主設計基準A在最后面加工保證，與主設計基準有關的尺寸有4個：10、H、8、12。兩個工序中，小孔中心與左端面的距離不變，因此H值由10、8、12 三個尺寸共同來保證。

工藝尺寸鏈的解算步驟由上所述，要利用尺寸鏈原理來分析相互關聯的工序尺寸及余量的變化規律。首先要由零件工序圖畫出尺寸鏈圖，然后找出封閉環、增環、減環等進行解算。解算關鍵在于能否正確地畫出尺寸鏈，判斷封閉環。對于在生產實踐中已出現和未出現的復雜尺寸鏈解算問題，都需要根據尺寸鏈的定義及工藝目的進行準確把握，再根據實際情況來進行解算。

一、尺寸鏈的定義與相關術語

尺寸鏈的定義：由產品設計或工藝要求所確定的某一尺寸和對該尺寸有直接影響的全部尺寸，連接形成的封閉尺寸組。

尺寸鏈具有封閉性和相關性：尺寸鏈一定是封閉的，尺寸鏈中各尺寸一定具有相互聯系。

環：尺寸鏈中每一個尺寸都叫做一環。

封閉環：加工或裝配過程中最后自然形成的尺寸叫做封閉還。封閉環常用下標為“0”的字母表示。一個尺寸鏈中只有一個封閉環。判斷封閉壞是尺寸鏈分析的最重要一步。

組成環：除封閉環以外的其他環叫做組成環。組成環通常用下標為“1，2，3，…”的字母表示。根據對封閉環的影響不同，組成環分為增環和減環。

增環：與封閉環同向變動的組成環稱為增環。即其他組成環不變,該組成環尺寸增大(或減小),封閉環尺寸隨之增大(或減小)。

減環：與封閉環反向變動的組成環稱為減環。即其他組成環不變,該組成環尺寸增大(或減小),封閉環尺寸隨之減小(或增大)。

二、尺寸鏈的分類

1. 按照形成原因

按照形成原因，尺寸鏈分為裝配尺寸鏈、零件尺寸鏈和工藝尺寸鏈。

2. 按照尺寸特征

按照尺寸特征，尺寸鏈分為長度尺寸鏈和角度尺寸鏈。

3. 按照空間布置

按照空間布置，尺寸鏈分為直線尺寸鏈、平面尺寸鏈和空間尺寸鏈。

二、尺寸鏈的分析計算

1.極值法和概率法的不同

(1) 試切法和調整法加工的不同

試切法是指操作工人在每個工步或走刀前進行對刀，然后切出一小段，測量其尺寸是否合適，如果不合適，將刀具的位置調整一下，再試切一小段，直至達到尺寸要求后才加工全部表面。通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復直至達到所需尺寸。此法主要用于單件小批生產。

調整法是一種加工前按規定的尺寸調整好刀具與工件相對位置及進給行程，從而保證在加工時自動獲得所需距離尺寸精度的加工方法。這種加工方法在加工時不再試切。生產率高，其加工精度決定于機床、夾具的精度和調整誤差，用于大批量生產。

(2) 極值法和概率法和調整法的不同

極值法適用于試切法加工，加工后的工件尺寸偏向于最大實體尺寸，極值法考慮工件處于極限偏差時對封閉環造成的影響。

概率法適用于調整法加工，加工后的工件尺寸以公差帶為中心呈正態分布，概率發考慮工件處于公差帶中心時對封閉環造成的影響。

2. 極值法解尺寸鏈的計算公式

極值法解尺寸鏈的計算公式

3. 正計算、反計算和中間計算

三、尺寸鏈分析計算實例

1. 正計算（校核計算）

例1. 已知如下圖所示的齒輪部件裝配，軸是固定不動的，齒輪在軸上回轉，要求齒輪與擋圈的軸向間隙為0.1-0.45 mm。試采用完全互換法裝配，試確定各組成環公差和極限偏差。

解：

2. 中間計算（工藝設計）