论文摘要：尺寸链的教学是《机械制造工艺学》课程的重点和难点内容之一。同学们在学习该节内容时极易把设计尺寸链和工艺尺寸链混淆，两者不分，导致封闭环判定错误。结合高职院校的特点本文对学习设计尺寸链、工艺尺寸链和装配尺寸链的概念进行了概括，如何用极值法解尺寸链的基本计算公式进行了阐述，对学习尺寸链的难点进行了分析。
论文关键词：主要概念,公式,难点分析
高职教育既不同于普通高等教育，又不同于普通中等职业教育，他是以培养高素质产业工人为目标，教学以专业理论知识基本够用，突出实践环节为指导原则。同学们在学习尺寸链内容时也极易把设计尺寸链和工艺尺寸链混淆，两者不分，导致封闭环判定错误。基于此，笔者在尺寸链的分析与计算的教学中做了一些研究。
1尺寸链的主要概念
在工件加工或机器装配过程中，由相互联系的尺寸按一定顺序排列成的封闭尺寸组合，称为尺寸链。按尺寸链应用范围分类：设计尺寸链，还可称为零件尺寸链、加工工艺尺寸链和装配尺寸链。
尺寸链中的每个尺寸简称环，环分为封闭环，组成环。
尺寸链中除封闭环外的其它各环为组成环，按其对封闭环的影响，组成环分为增环和减环。在组成环中取一环来分析，设其它组成环尺寸不变，该组成环增大，封闭环也随着增大，这一组成环就称为增环。反之，为减环。
封闭的尺寸组合，用尺寸链图来表示，即将尺寸链中各相应的环按大致比例，用首尾相接的单箭头线顺序画出的尺寸图，如图1b所示。
（1）设计尺寸链
在设计机器或零部件时，设计图上形成的封闭的尺寸组合称为设计尺寸链。
图1a所示，套筒零件，设计图样上根据装配要求，长度方向上标注尺寸A和A，B面与C面间的尺寸A未标注，尺寸A、A和A这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个设计尺寸链，设计尺寸链图见图1b所示。
（a）（b）
图1
(2)工艺尺寸链
在加工工艺过程中，各工序的加工尺寸构成封闭的尺寸组合，或在某工序中工件、夹具、刀具、机床的有关尺寸形成了封闭的尺寸组合，这两种尺寸组合统称为工艺尺寸链。
加工图1a所示套筒零件时，
  实际加工工艺路线为：外圆φA面B面孔φC面孔φ。
加工B面时，可以以A面为测量基准用游标卡尺或千分尺测量尺寸A；加工大孔φ时，是从B面加工到C面，以A面为测量基准便不能用游标卡尺或千分尺测量尺寸A。分析尺寸A和A，A面的设计基准是B面，B面的设计基准是A面，设计基准可逆，设计基准与测量基准重合，C面的设计基准是A面,测量基准是B面，出现了设计基准与测量基准不重合。尺寸A、A和A这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个加工工艺尺寸链，工艺尺寸链图见图1b所示（与设计尺寸链图一样）。只不过，此时由于加工的原因最后得到的尺寸是A了。
(3)装配尺寸链
机器或部件装配的过程中，零件或部件间有关尺寸构成了互相有联系的封闭尺寸组合称为装配尺寸链，见图c所示。装配尺寸链有时可以和结构设计的尺寸链一致，但也可能因装配工艺方法不同，装配工艺尺寸链和总体结构尺寸链就可能不一致。
（a）（b）
图2
尺寸A、A、A、A、A、A这六个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个装配尺寸链，装配尺寸链图见图2b所示。
2极值法解尺寸链的基本计算公式
基本计算公式导出的依据是尺寸链的封闭性，以及封闭环尺寸决定于组成环尺寸。进而采用极值法，则是假定封闭环的极限尺寸是所有增环取最大极限尺寸和所有减环取最小极限尺寸；或所有增环取最小极限尺寸和所有减环最大极限尺寸的情况下得到的。
故有：
封闭环的基本尺寸
上式说明：尺寸链封闭环的基本尺寸，等于各增环基本尺寸之和，减去各减环基本尺寸之和。
封闭环的最大极限尺寸
上式说明：尺寸链封闭环的最大极限尺寸，等于各增环最大极限尺寸之和，减去各减环最小极限尺寸之和。
封闭环的最小极限尺寸
上式说明：尺寸链封闭环的最小极限尺寸，等于各增环最小极限环尺寸之和，减去各减环尺最大极限寸之和。
 封闭环的公差
上式说明：封闭环公差等于所有组成环公差之和，它比任何组成环公差都大。
3尺寸链的难点分析
学习本节，特别是应用尺寸链理论来解决实际问题的难点主要有：建立尺寸链后，如何确定封闭环，怎样确定增环和减环；在反计算中如何确定和协调各环的尺寸等。
（1）封闭环的确定
对于设计尺寸链：在零件工作图上，封闭环的尺寸通常都不标注，因此零件图上标注了有关的各个尺寸，建立封闭的尺寸链图之后，封闭环的尺寸自然就会得出来。反过来，将零件图上相关联的表面、轴线之间的尺寸组合成一封闭的图形——尺寸链之后，没有标注尺寸的那个环就是封闭环，图1a,1b所示未标注的尺寸A是封闭环。在部件图、机器总图上，技术条件规定，精度要求的间隙尺寸、长度尺寸、位置精度要求的角度尺寸等就是组成相应部件或机器尺寸链的封闭环，图2a,2b所示尺寸A是封闭环。上述部件、机器尺寸链的封闭环也就是装配尺寸链的封闭环。
对于工艺尺寸链，封闭环的确定较为困难。要求掌握两个要领：一、联系零件加工的具体方案，加工方案不同，同一个工艺尺寸链封闭环是不同的；二、掌握工艺尺寸链中，封闭环是加工过程中间接得到的、最后得到的、自然形成的尺寸的特点，也就是说工艺尺寸链中的封闭环不是一个“独立”的尺寸，无论在图纸上是否已标注出基本尺寸和上下偏差，它总是根据加工方案，在其它环的尺寸加工出来之后而“派生”出来的尺寸。 1/3 1 2 3 下一页 尾页 |
