工艺尺寸链的基础知识

工艺尺寸是根据加工条件，在工艺规程中给出的尺寸，是为了保证零件图纸的尺寸而设计的。如果工艺尺寸设计不合理，会直接导致零件加工不合格，因此对于复杂的轴类及箱体类零件、易变性零件等而言，保证工艺尺寸尤为重要。

在机械加工过程中，为了满足零件的技术要求，会进行大量的工艺尺寸链计算，包括工艺基准与设计基准是否重合、余量设计是否合理、表处理厚度是否达标等等。这些计算往往需要花费工程师较大精力，一旦工艺尺寸链计算出纰漏，则无法保证零件加工合格。

尺寸链计算与公差分析的目的：

在零件的加工过程中决定各个工序要素间相互关系的尺寸通常可用彼此相联系的(点、线、面)按一定顺序排列形成一个封闭的尺寸系统，这个尺寸系统就称为工艺尺寸链。

如下图所示，L1、L2、L3、L4、L£等尺寸相连，形成了一条尺寸链环。

1、环

构成工艺尺寸链的每一个尺寸都称为“环”，一条尺寸链中必包含两种环：封闭环与组成环。（下图中A0-A3）

2、封闭环

尺寸链中最终被间接保证的那个尺寸称为封闭环，它是在加工之后间接形成的。（图中A0）

3、组成环

尺寸链中对封闭环有影响的全部环。这一环中任一环的变动必然引起封闭环的变动。（图中A1-A3）

尺寸链中除封闭以外尺寸链中其它所有的环皆称为组成环，按照对封闭环的影响，可将组成环分为增环与减环。（图中A1-A3）

●增环：在其余组成环保持不变的条件下，该环的增大导致封闭环也增大者。

●减环：在其余组成环保持不变的条件下，该环的增大导致封闭环减小者。

由于产品的复杂性，产品制造需要很多工序才能完成，涉及到很多基准转换以及余量计算的问题，如加工基准，设计基准以及测量基准之间的转换。所以工艺尺寸链计算的难点在于封闭环的确定。

1、定位基准和设计基准不重合封闭环查找

如图所示零件,表面A、B、C均已加工，现以A面为定位基准来镗孔。当定位基准与设计基准不重合时,加工表面到定位基准的尺寸为工序尺寸；加工表面到设计基准的尺寸为封闭环，故A0为封闭环，A1、A2、A3为组成环。

2、测量基准与设计基准不重合封闭环查找

在车床上加工内孔。大孔孔底台肩面位置的是设计尺寸 A0，A1也为设计尺寸，但A0不易测量，加工中常用测量A2来控制孔底台肩面位置。测量表面到设计基准的尺寸是封闭环；测量表面到测量基准的尺寸是工序尺寸，故A0是封闭环。

3、中间工序封闭环查找

如图，零件的加工工艺过程是：1)精镗孔至尺寸 A2 ;2)插键槽 ,保证工序尺寸 A3 ; 3)热处理;4)磨内孔至尺寸A1,同时保证键槽深度A0 ;此时A0尺寸是加工A1之后间接形成的，所以A0是封闭环。

4、表面处理时封闭环的查找

⑴、渗入类表处理，一般工序为：在最终加工前使渗入层控制一定的厚度，再进行最终的加工，以保证在加工后能获得设计要求的渗入层厚度，因直接测量的是加工尺寸，显然，设计要求的渗入层厚度是最后形成的尺寸,是封闭环。

⑵、镀层类表处理，一般工序为：工件表面镀层后不需要再进行加工，镀层厚度是可以通过控制电镀工艺条件来直接获得的，这时，镀层厚度是组成环，而电镀后的零件尺寸是最后自然形成的尺寸，是封闭环。

5、粗、精加工工序中的封闭环查找。

⑴、设计基准与加工基准统一

如图，加工基准在左端，先粗加工A1，再精加工A2。A1和A2是前后两工序直接加工形成，A0是间接形成的，此时A0为封闭环。

⑵、设计基准与加工基准不统一

如图加工基准在右端，先粗加工A1，再精加工A2。A1和A0是前后两工序直接加工形成，A2是间接形成的，此时A2为封闭环。

确定封闭环后，由封闭环开始，按照工序顺序依次查找组成环进行尺寸链计算。一般产品加工过程中，加工工序较多，计算的零件尺寸及余量有几十甚至上百个，如果一个个计算，效率比较低且容易出错。

由诚智鹏自主研发的计算机辅助工艺尺寸链计算软件（PDCC）可以有效解决工艺尺寸链计算问题，可以提高工艺准确性，提高工作效率，从源头解决零件质量问题。