尺寸鏈在氣缸套加工中的應用

湯海彥

摘要：本文主要介紹氣缸套在加工過程中用極值法解零件尺寸鏈的計算方法。在一個完整、封閉的尺寸鏈中，封閉環(huán)的選取和實際應用。

關鍵詞：尺寸鏈;封閉環(huán);氣缸套

氣缸套作為發(fā)動機的重要零件之一。在其加工過程中有很多地方為尺寸鏈的計算問題。下面我們就談談關于尺寸鏈在氣缸套加工中的應用。

①已知封閉環(huán)和部分組成環(huán)的基本尺寸、極限偏差和公差，求解部分組成環(huán)的基本尺寸、極限偏差和公差。如圖1（a）所示，是發(fā)動機氣缸套零件圖的一部分。

在實際生產(chǎn)中，由于A1不易檢測，一般都是檢測A2和H來進行生產(chǎn)的。A2由于公差較小一般都是用支承肩厚度卡板來檢測，H用止口高專用檢具檢測（用百分表檢測A1上端面與A2上端面之間的高度差）。但在實際圖紙上標注的是A1和A2。H只有通過求解尺寸連的方法獲得。

A1、A2、H三個尺寸組成一個首未相連封閉的尺寸連組，如圖1（b）所示。

在一組尺寸連的計算中，封閉環(huán)的選取是至關重要的一步。在零件尺寸鏈的計算中，一般應選擇設計中公差較大且必須保證的尺寸為封閉環(huán)。

根據(jù)用極值法解尺寸鏈的基本理論：

式中：N—封閉環(huán)的基本尺寸;n-總環(huán)數(shù);m-增環(huán)數(shù);Ai-組成環(huán)的基本尺寸（箭頭向右為增環(huán)、向左為減環(huán)）;ESN—封閉環(huán)的上偏差;EIN—封閉環(huán)的下偏差;ESi-組成環(huán)的上偏差;EIi-組成環(huán)的下偏差;TN—封閉環(huán)的公差;Ti-組成環(huán)的公差。

在一個直線尺寸鏈中，封閉環(huán)的基本尺寸（N）=所有增環(huán)的基本尺寸之和-所有減環(huán)的基本尺寸之和;封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和。

對于上述尺寸鏈，A1和A2都是加工中必須保證的尺寸，都可以選為封閉環(huán)。但是為了提高經(jīng)濟效益、改善加工的工藝性，根據(jù)我們多年來的實踐經(jīng)驗，A1應選為封閉環(huán)（因為A2的公差0.03和A1的公差0.10相比前者較小，如果選A2為封閉環(huán)時，就得壓縮A1的公差來保證A2的公差等于A1的公差和H的公差之和）。

按照尺寸連圖的箭頭方向判斷A2和H均為增環(huán)，減環(huán)為零（沒有減環(huán)）。

當選A1為封閉環(huán)時，A2和H就為組成環(huán)。現(xiàn)在是已知封閉環(huán)A1求解部分組成環(huán)H的基本尺寸、極限偏差和公差，屬于解尺寸鏈的中間計算問題。

根據(jù)（1）、（2）、（3）、（4）公式計算如下：

②當組成環(huán)的公差之和大于封閉環(huán)的公差時，在求解尺寸鏈時就應該通過壓縮組成環(huán)公差的方法來滿足封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)公差之和的要求。如圖2所示。

圖2（a）是氣缸套某部分退刀槽的加工尺寸，設Φd=Φ138.5±0.1、H=0.5±0.05、退刀槽底徑為Φd0。一般Φd0在圖紙上沒有標出，但在實際的加工中，我們是用卡規(guī)通過控制退刀槽底徑Φd0來保證退刀槽深度H的。此時Φd、Φd0、H三個尺寸就組成一組尺寸鏈，因Φd、Φd0為對稱分布，所以取其直徑的半徑進入尺寸鏈。這時Φd/2、Φd0/2、H就組成一組尺寸鏈，其尺寸鏈圖如圖2（b）所示。

現(xiàn)在我們要求的是Φd0/2。而Φd/2和H都是設計圖紙標出的必須保證的尺寸，并且兩者的公差相同（均為0.10）所以都可以選為封閉環(huán)，但是由于退刀槽槽深H和外圓半徑Φd/2相比前者不易檢測，所以應選H為封閉環(huán)。

當選H為封閉環(huán)時，Φd/2、Φd0/2則為組成環(huán)，從封閉環(huán)的右端開始，用箭頭標出繞行一周再回到H的右端，Φd0/2的箭頭和H的箭頭同向則為減環(huán)，Φd/2的箭頭和H異向則為增環(huán)。

根據(jù)尺寸鏈的理論，封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和。這時封閉環(huán)H的公差為0.10，增環(huán)Φd/2的公差亦為0.10，那么減環(huán)Φd0/2的公差就只有為零了，這在實際生產(chǎn)中就是有精度再高的設備，也是無法保證的。通常我們是通過壓縮Φd/2的公差來為Φd0/2分的部分公差加工的?，F(xiàn)將Φd/2的公差由0.10壓縮為0.05.（即：Φd/2=69.25±0.025）。

根據(jù)（1）、（2）、（3）、（4）公式計算如下：

結論：在氣缸套的加工中，有關尺寸鏈的計算，首先是封閉環(huán)的選取。在一個完整的零件尺寸鏈中，封閉環(huán)應選取必須保證、公差較大且不易檢測的尺寸。它不緊在氣缸套的加工中應用，在其它零件的加工中，如有類似尺寸鏈的計算亦可使用。

以上關于用極值法解尺寸連的基本方法，是我們多年來在生產(chǎn)中總結的實踐經(jīng)驗，并以得到客戶的認可。現(xiàn)在總結出來以便與同行們商榷。

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