一、尺寸鏈的基本概念
尺寸鏈在機(jī)器裝配或零件加工過程中是非常重要的概念。它是由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組。例如在零件加工時(shí)，先以A面定位加工C面得到尺寸A1，再以A面定位加工臺(tái)階面B得到尺寸A2，要求保證B面與C面間尺寸A0，那么A1、A2和A0這三個(gè)尺寸就構(gòu)成了一個(gè)尺寸鏈。
其中，列入尺寸鏈中的每一個(gè)尺寸稱為環(huán)，像A0、A1、A2等都是環(huán)。尺寸鏈中有一個(gè)特殊的環(huán)叫封閉環(huán)，它是在裝配過程或加工過程后自然形成的一環(huán)，通常用下角標(biāo)“0”表示，如上述例子中的A0。除封閉環(huán)以外的其他環(huán)是組成環(huán)，它們對(duì)封閉環(huán)有影響，組成環(huán)的下角標(biāo)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。而組成環(huán)又可根據(jù)其對(duì)封閉環(huán)的影響性質(zhì)分為增環(huán)和減環(huán)。當(dāng)其余組成環(huán)不變時(shí)，某一環(huán)增大（或減?。忾]環(huán)也隨之增大（或減?。┑沫h(huán)稱之為增環(huán)；反之，當(dāng)其余組成環(huán)不變時(shí)，某一環(huán)增大（或減?。?，封閉環(huán)反而隨之減小（或增大）的環(huán)就為減環(huán)。
二、尺寸鏈的分類
- 按不同生產(chǎn)過程分類
- 工藝尺寸鏈：在零件加工工序中，由有關(guān)工序尺寸、設(shè)計(jì)尺寸或加工余量等所組成的尺寸鏈。例如在某個(gè)零件的多道加工工序中，每道工序所涉及的尺寸之間相互關(guān)聯(lián)，形成工藝尺寸鏈。
- 裝配尺寸鏈：在機(jī)器設(shè)計(jì)或裝配中，由機(jī)器或部件內(nèi)若干個(gè)相關(guān)零件構(gòu)成互相有聯(lián)系的封閉尺寸鏈，這個(gè)尺寸鏈包含零件尺寸、間隙、形位公差等。比如在裝配一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，各個(gè)零件之間的尺寸關(guān)系形成裝配尺寸鏈。
- 工藝系統(tǒng)尺寸鏈：在零件生產(chǎn)過程中某工序的工藝系統(tǒng)內(nèi)，由工件、刀具、夾具、機(jī)床及加工誤差等有關(guān)尺寸所形成的封閉尺寸鏈。
- 按照各構(gòu)成尺寸所處的空間位置分類
- 直線尺寸鏈：尺寸鏈全部尺寸位于兩根或幾根平行直線上，稱為線性尺寸鏈。這是較為常見的一種尺寸鏈形式，例如在一根軸上多個(gè)軸段的長度尺寸所構(gòu)成的尺寸鏈。
- 平面尺寸鏈：尺寸鏈全部尺寸位于一個(gè)或幾個(gè)平行平面內(nèi)。
- 空間尺寸鏈：尺寸鏈全部尺寸位于幾個(gè)不平行的平面內(nèi)，這種尺寸鏈相對(duì)復(fù)雜，計(jì)算時(shí)需要考慮更多的空間因素。
三、尺寸鏈的計(jì)算方法
尺寸鏈一般有兩種大類計(jì)算方法：極值法和概率法。 1. 極值解法（極大極小值解法） - 這種方法是按誤差綜合后的兩個(gè)最不利情況進(jìn)行計(jì)算的。在計(jì)算封閉環(huán)的基本尺寸時(shí)，封閉環(huán)的基本尺寸等于各組成環(huán)的基本尺寸的代數(shù)和減去增環(huán)的基本尺寸之和再減去減環(huán)的基本尺寸之和。封閉環(huán)的*極限尺寸等于所有增環(huán)的*極限尺寸減去所有減環(huán)的最小極限尺寸；封閉環(huán)最小極限尺寸等于所有增環(huán)的最小極限尺寸減去所有減環(huán)的*極限尺寸。例如，有一個(gè)簡單的尺寸鏈，已知各個(gè)組成環(huán)的尺寸及其極限尺寸，就可以通過極值法計(jì)算出封閉環(huán)的尺寸范圍。 2. 概率法 - 概率法考慮了各組成環(huán)尺寸誤差的分布規(guī)律。在實(shí)際生產(chǎn)中，各組成環(huán)的尺寸誤差是隨機(jī)的，概率法更符合實(shí)際生產(chǎn)情況。它不像極值法那樣按照最不利情況計(jì)算，而是通過統(tǒng)計(jì)規(guī)律來計(jì)算尺寸鏈。不過，概率法的計(jì)算相對(duì)復(fù)雜一些，需要對(duì)各組成環(huán)尺寸誤差的分布有一定的了解，通常假設(shè)各組成環(huán)尺寸誤差服從正態(tài)分布等。
四、公差分析與幾何公差相關(guān)內(nèi)容
- 公差分析
- 在產(chǎn)品研發(fā)過程中，尺寸鏈計(jì)算和公差分析是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。通過尺寸鏈計(jì)算，可以確定各個(gè)尺寸的公差對(duì)最終產(chǎn)品尺寸的影響。合理的公差分配能夠保證產(chǎn)品的裝配性和功能性。例如在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配中，如果活塞與氣缸的尺寸公差不合理，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、油耗增加甚至出現(xiàn)故障。
- 幾何公差的原理及影響
- 幾何公差對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量性能有著重要的影響。理解幾何公差的原理以及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量性能影響的機(jī)理是尺寸鏈計(jì)算培訓(xùn)的重要內(nèi)容。幾何公差包括形狀公差（如直線度、平面度等）和位置公差（如平行度、垂直度等）。不同的幾何公差會(huì)影響零件的裝配精度和功能。比如在機(jī)械加工中，如果一個(gè)軸的圓柱度不符合要求，那么在與其他零件裝配時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)間隙不均勻或者無法裝配的情況。
- 掌握幾何公差的計(jì)算方法及設(shè)計(jì)要點(diǎn)也是培訓(xùn)的一部分。這需要對(duì)各種幾何公差的定義、標(biāo)注方法以及計(jì)算規(guī)則有深入的理解。
五、典型案例分析
通過典型案例的分析過程講解，能夠提高工程師應(yīng)用尺寸鏈理論解決實(shí)際工程問題的能力。例如，在一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品裝配中，存在多個(gè)零件之間的尺寸鏈關(guān)系。通過對(duì)這個(gè)案例的分析，可以詳細(xì)了解如何確定尺寸鏈中的各個(gè)環(huán)，如何判斷增環(huán)和減環(huán)，以及如何運(yùn)用尺寸鏈計(jì)算方法和公差分析來確保產(chǎn)品的裝配精度。在案例分析中，可能會(huì)涉及到實(shí)際測量數(shù)據(jù)的處理，如何根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整尺寸鏈中的某些尺寸或者公差，以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求等內(nèi)容。
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