CN105302988B - 一种基于绘图软件的尺寸链确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于绘图软件的尺寸链确定方法，属于机械加工和装配技术领域，本发明包括步骤：在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注尺寸、确定某工序的待计算的封闭环，获得该封闭环的所有组成环和确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定；本发明利用绘图软件计算工艺尺寸链时，封闭环名义值通过测量获得，封闭环公差计算不易出错，组成环通过规则进行确定，不用判断组成环是增环还是减环，简单可靠，可以有效提高计算效率；同时，尺寸链计算可以与工艺设计同步进行、同步调整，通过各尺寸链组成环的尺寸分析，找出关键尺寸进行重点控制和改进，有利于稳定产品的质量和提高工序保证能力，节省工艺设计时间。

Description

一种基于绘图软件的尺寸链确定方法

技术领域

本发明属于机械加工和装配技术领域，具体涉及一种基于绘图软件的尺寸链确定方法。

背景技术

机械加工和产品装配过程中各工序的尺寸存在一定的关联性，尺寸链是在零件加工或机器装配过程中，由相互联系且按一定顺序连接的封闭尺寸组合，它具有封闭性和关联性，尺寸链计算和调整是工艺设计的核心内容；计算方法包括：公式法、工艺尺寸式法、竖式列表法、图表法、图论法、追踪法等；这些计算方法在工程中各有应用，比如工艺尺寸式法可以用于尺寸链计算软件，追踪法用于计算工序尺寸链及其余量；追踪法计算工序尺寸链及其余量时需要判断组成环是增环还是减环，偏差的计算比较繁琐，组成环确定过程容易出现误判，某个尺寸链的尺寸和公差调整时容易影响到其他的尺寸链，系统调整困难，工艺设计和尺寸链计算分别进行，技术人员的工作量较大，对组成环较多尺寸链容易算出错误的结果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于绘图软件的尺寸链确定方法，以达到提高机械加工和装配过程中尺寸链计算的准确度和效率，用绘制工序图形和尺寸标注的表达形式改进和简化尺寸链计算过程的目的。

一种基于绘图软件的尺寸链确定方法，包括以下步骤：

步骤1、在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注尺寸；

步骤2、确定某工序的待计算的封闭环，获得该封闭环的所有组成环，具体包括如下步骤：

步骤2-1、在绘图软件中显示当前工序与上一工序的图形，及当前工序尺寸标注对应的图层；

步骤2-2、标注某封闭环尺寸，由封闭环尺寸对应的加工后表面开始，确定第一组成环；

步骤2-3、判断第一组成环尺寸对应的基准表面是否为当前工序形成的加工面，若是，则在当前工序下确定第二组成环，并执行步骤2-5；否则，执行步骤2-4；

步骤2-4、当前工序无法使尺寸链封闭，打开上一工序尺寸标注对应的图层；

步骤2-5、判断是否存在能使尺寸链封闭的尺寸，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-6；

步骤2-6、分别沿第一组成环尺寸对应的基准表面方向和封闭环对应尺寸的加工前表面方向，确定加工组成环尺寸对应的基准表面所用尺寸和形成封闭环尺寸对应的加工前表面所用尺寸；

步骤2-7、按照步骤2-6每确定一个尺寸，判断加工该尺寸是否能使尺寸链封闭，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-8；

步骤2-8、在当前工序下确定下一组成环，并返回执行步骤2-5，直至完成当前工序最后一个组成环的判断，若最后一个组合环仍未完成封闭环的组成环的确定，则执行步骤2-9；

步骤2-9、显示上一工序的图形和尺寸标注对应的图层，循环执行步骤2-5至步骤2-9，直至尺寸链封闭；

步骤3、确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定。

该方法从封闭环尺寸界线开始，由当前工序向第1道工序逆序确认组成环，直到尺寸链封闭；尺寸链包含1个封闭环和至少1个形成封闭环工序的尺寸，尺寸链的组成环不包括当前工序之后工序发生的尺寸。

步骤1所述的在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注不同工序尺寸，其图形绘制和尺寸标注的方法如下：

1)按照比例k以尺寸中值为名义值绘制图形，按照比例1/k以对称公差形式进行图形的尺寸和封闭环尺寸的标注；

2)标注组成环尺寸时，将各组成环尺寸的基准对应的界线或/和箭头设置成某一样式，另一界线或/和箭头设置为其他样式；

3)标注闭环尺寸时，两尺寸界线或/和箭头设置不同的样式；

4)所有工序中任意一道工序图形的未加工部位与该任一道工序的上一道工序对应部分

重叠在一起。

步骤2-2所述的第一组成环尺寸具有如下特征：

第一个组成环尺寸对应的加工表面与封闭环尺寸对应的加工后表面重合；

除第一组成环的其他组成环具有如下特征：

其尺寸对应的加工表面与上一个组成环尺寸对应的基准表面重合或与封闭环尺寸对应的加工前表面重合。

步骤3所述的确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定，具体为：封闭环尺寸的名义值通过1/k比例直接由绘图软件测定；封闭环的公差由组成环公差累加计算得出，所述的k表示绘图比例。

该方法若到第1道工序仍无法将尺寸链封闭，则需要进行补充尺寸标注或标注调整，调整后重新按照步骤1至步骤3进行封闭环的确定和计算。

本发明优点：

本发明提出一种基于绘图软件的尺寸链确定方法，利用绘图软件计算工艺尺寸链时，封闭环名义值通过测量获得，封闭环公差计算不易出错，组成环通过规则进行确定，不用判断组成环是增环还是减环，简单可靠，可以有效提高计算效率；同时，尺寸链计算可以与工艺设计同步进行、同步调整，通过各尺寸链组成环的尺寸分析，找出关键尺寸进行重点控制和改进，有利于稳定产品的质量和提高工序保证能力，节省工艺设计时间。

附图说明

图1为本发明一种实施例的基于绘图软件的尺寸链确定方法流程图；

图2为本发明一种实施例的组成环确认流程图；

图3为本发明一种实施例的工序总图；

图4为本发明一种实施例的F1计算用图形和尺寸示意图；

图5为本发明一种实施例的第7工序的图形和尺寸示意图；

图6为本发明一种实施例的第6工序时图形和尺寸示意图；

图7为本发明一种实施例的第5工序时图形和尺寸示意图；

图8为本发明一种实施例的第4工序时图形和尺寸示意图；

图9为本发明一种实施例的第3工序时图形和尺寸示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。

本发明中，以某回转零件车加工为例，详细介绍在各工序尺寸均已确定的情况下如何运用绘图软件(此处以AUTOCAD软件应用举例)计算尺寸链，进而为调整和设计尺寸链提供必要的准备；本发明从封闭环尺寸界线开始，由当前工序向第1道工序逆序确认组成环，直到尺寸链封闭；尺寸链包含1个封闭环和至少1个形成封闭环工序的尺寸；尺寸链的组成环不包括当前工序之后工序发生的尺寸；为方便描述作如下定义：Fi表示封闭环，i≥1，i∈N；Zin表示组成环，n≥1，n∈N；Pa表示第Pa工序，a≥1，a∈N；FB表示封闭环尺寸对应的加工前表面；FC表示封闭环尺寸对应的加工后表面；ZB表示组成环尺寸对应的基准表面；ZC表示组成环尺寸对应的加工表面；

基于绘图软件的尺寸链确定方法，方法流程图如图1和图2所示，包括以下步骤：

实施例1：

步骤1、在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注尺寸；其图形绘制和尺寸标注的方法如下：

实施例1中，将参与尺寸链计算的第1、2、3、4、5、6、7共7道工序的尺寸转换成“L±δ”的对称中差公差形式；在绘图软件中按1∶1的比例绘制中差工序图形，不同工序图形放在不同图层(也可用不同颜色进行区别，亦可用特征隐藏功能，此处用图层和颜色同时区别)，某道工序的未加工部分与其前道工序的对应部分重叠；按1∶1的标注比例标注不同工序尺寸，名义值直接测出，公差通过尺寸编辑功能填在名义值后，不同工序尺寸放在不同图层(亦可用不同颜色进行区别，此处用图层和颜色同时区别)；尺寸的FB面和ZB面箭头采用“实心圆点”箭头形式，FC面和ZC面为“实心闭合箭头”；绘制完的各工序图形及部分尺寸标注如图3所示(各工序的图形和尺寸分别放置在不同的图层中)；

步骤2、确定某工序的待计算的封闭环，获得该封闭环的所有组成环，具体包括如下步骤：

实施例1中，如图4所示，尺寸“229.1±0.2”是，第二工序尺寸，其余是第一工序尺寸，以计算第2工序余量F1为例1进行说明：

步骤2-1、只显示第1、2道工序图形和第2道工序尺寸标注所对应的图层；

步骤2-2、从F1的FC面开始，确定Z1，使Z1的ZC面与F1的FC面重合(图形中Z1箭头与F1的箭头指向同一表面)，符合要求的尺寸有且只有“229.1±0.2”，所以确定了尺寸“229.1±0.2”为第一组成环Z1；

步骤2-3、判断第一组成环Z1尺寸对应的基准表面ZB是否为当前工序形成的加工面，若是，则在当前工序下确定第二组成环Z2，并执行步骤2-5；否则，执行步骤2-4；

实施例1中所述的第二组成环，其特征为：第二个组成环的组成环加工表面与第一个组成环的组成环基准表面重合；

步骤2-4、第2工序再无尺寸使尺寸链封闭，打开第1工序尺寸标注对应的图层；

步骤2-5、在第1工序判断是否存在能使尺寸链封闭的尺寸，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-6；

经过判断获得：第1工序尺寸“231±1”能使尺寸链封闭，则完成组成环的确定，从而确定了F1的组成环为尺寸“229.1±0.2”和“231±1”，执行步骤3，不再执行步骤2-6至步骤2-9。

步骤3、确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定；

本实施例1中，经计算获得：名义尺寸测量结果为1.9，公差δ1＝±0.2±1＝±1.2，则F1＝1.9±1.2，F1计算所用的尺寸和工序图见图3，图3中尺寸“36±1”和“109±1”不参与F1的计算。

实施例2：

步骤1、在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注尺寸；其图形绘制和尺寸标注的方法如下：

实施例2中，将参与尺寸链计算的第1、2、3、4、5、6、7共7道工序的尺寸转换成“L±Δ”的对称中差公差形式；在绘图软件中按1∶1的比例绘制中差工序图形，不同工序图形放在不同图层(也可用不同颜色进行区别，亦可用特征隐藏功能，此处用图层和颜色同时区别)，某道工序的未加工部分与其前道工序的对应部分重叠；按1∶1的标注比例标注不同工序尺寸，名义值直接测出，公差通过尺寸编辑功能填在名义值后，不同工序尺寸放在不同图层(亦可用不同颜色进行区别，此处用图层和颜色同时区别)；尺寸的FB面和ZB面箭头采用“实心圆点”箭头形式，FC面和ZC面为“实心闭合箭头”；绘制完的各工序图形及部分尺寸标注如图3所示(各工序的图形和尺寸分别放置在不同的图层中)；

步骤2、确定某工序的待计算的封闭环，获得该封闭环的所有组成环，具体包括如下步骤：

实施例2中，如图5所示，以计算第7工序余量F21为例2进行说明：

步骤2-1、只显示第6、7道工序图形和第7道工序尺寸标注所对应的图层；

步骤2-2、从F21的FC面开始，确定Z1，使Z1的ZC面与F2的FC面重合(图形中Z1箭头与F2的箭头指向同一表面)，符合要求的尺寸有且只有“7±0.05”，所以确定了尺寸“7±0.05”为第一组成环Z1；第7工序其余尺寸不参与F21的计算(可以将不参与计算的尺寸删除或隐藏)；

步骤2-3、判断第一组成环Z1尺寸对应的基准表面ZB是否为当前工序形成的加工面，若是，则在当前工序下确定第二组成环Z2，并执行步骤2-5；否则，执行步骤2-4；

实施例2中所述的第二组成环，其特征为：第二个组成环的组成环加工表面与第一个组成环的组成环基准表面重合；

经过判断获得：第7工序再无其它尺寸能使F1封闭，亦无形成Z1的ZB面和F1的FB面的尺寸(图形中指向ZB或FB的“箭头”所对应的尺寸)，所以执行步骤2-4；

步骤2-4、第7工序无法使尺寸链封闭，打开第6工序尺寸标注对应的图层；

步骤2-5、在第6工序判断是否存在能使尺寸链封闭的尺寸，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-6；

经过判断获得：第6工序无其它尺寸能使F1封闭，所以需要执行步骤2-6；

步骤2-6、分别沿第一组成环尺寸对应的基准表面方向和封闭环对应尺寸的加工前表面方向，确定加工组成环基准表面所用尺寸和封闭环加工前表面所用尺寸；

实施例2中所述的加工某个组成环尺寸对应的基准表面所用尺寸对应的组成环加工表面重合，加工封闭环加工前表面所用尺寸对应的组成环加工表面与封闭环加工前表面重合。

步骤2-7、按照步骤2-6每确定一个尺寸，判断加工该尺寸是否与封闭环尺寸对应的加工前表面是否重合，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-8；

步骤2-8、在当前工序下确定下一组成环，并返回执行步骤2-5，直至完成当前工序最后一个组成环的判断，若最后一个组合环仍未完成封闭环的组成环的确定，则执行步骤2-9；

第6工序组成环确定如下：按照步骤2-6，确定组成环Z2，使Z2的ZC面与Z1的ZB面重合或确定使Z2的ZC面与F21的FB面重合(图形中指向ZB或FB的“箭头”所对应的尺寸)；

经判断，只有尺寸“21.5±0.03”(Z2)满足要求，然后按照步骤2-7判定第6工序没有尺寸能将尺寸链封闭，所以再要按照步骤2-6，确定组成环Z3，使Z3的ZC面与Z2的ZB面重合或确定使Z3的ZC面与F21的FB面重合(图形中指向ZB或FB的“箭头”所对应的尺寸)，只有尺寸“138±0.1”(Z3)满足要求，依此类推，在第6工序确定尺寸“221.15±0.1”为Z4，如图6所示；

确定到Z4为止，第6工序为完成尺寸链的封闭，所以执行步骤2-9；

步骤2-9、显示第5工序的图形和尺寸标注对应的图层，返回执行步骤2-5，直至所有工序均完成，若到第1道工序仍无法将尺寸链封闭，则需要进行补充尺寸标注或标注调整；

实施例2中，如图7所示，显示第5道工序图形和尺寸标注所对应的图层，在第5道工序确认能使F21封闭的尺寸，没有符合要求的尺寸；然后确定形成F21的FB面的尺寸(图形中箭头指向F2的FB面的尺寸)，没有符合要求的尺寸；再后确定形成Z4的ZB面的尺寸(图形中箭头指向Z4的ZB面的尺寸)，尺寸“222.15±0.1”(Z5)符合要求，此时第5道工序已无形成Z5的ZB面的尺寸，尺寸链仍不能封闭，如图7所示，第5道工序其余尺寸不参与F21的计算(可以将不参与计算的尺寸删除或隐藏)；

实施例2中，如图8所示，显示第4道工序图形和尺寸标注所对应的图层，在第4道工序确认能使F21封闭的尺寸，没有符合要求的尺寸；然后确定形成F21的FB面的尺寸(图形中箭头指向F2的FB面的尺寸)，没有符合要求的尺寸；再后确定形成Z5的ZB面的尺寸(图形中箭头指向Z5的ZB面的尺寸)，尺寸“222.7±0.1”(Z6)符合要求，此时第4道工序已无形成Z6的ZB面的尺寸，尺寸链仍不能封闭，如图7所示，第4道工序其余尺寸不参与F21的计算(可以将不参与计算的尺寸删除或隐藏)；

实施例2中，如图9所示，显示第3道工序图形和尺寸标注所对应的图层，在第3道工序确认能使F21封闭的尺寸，尺寸“97.2±0.1”(Z7)符合要求，如图9所示，Z7的ZC面与F21的FB面重合，Z7的ZB面与Z6的ZB面重合，尺寸链封闭，组成环确定完毕，第3道工序其余尺寸不参与F21的计算(可以将不参与计算的尺寸删除或隐藏)；

步骤3、确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定；

实施例2中，经计算获得F21：名义尺寸测量结果为1，公差δ21＝±0.05±0.03±0.1±0.1±0.1±0.1±0.1＝±0.58，则F21＝1±0.58。

Claims (6)

1.一种基于绘图软件的尺寸链确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注尺寸；

步骤2、确定某工序的待计算的封闭环，获得该封闭环的所有组成环，具体包括如下步骤：

步骤2-1、在绘图软件中显示当前工序与上一工序的图形，及当前工序尺寸标注对应的图层；

步骤2-2、标注某封闭环尺寸，由封闭环尺寸对应的加工后表面开始，确定第一组成环；

步骤2-3、判断第一组成环尺寸对应的基准表面是否为当前工序形成的加工面，若是，则在当前工序下确定第二组成环，并执行步骤2-5；否则，执行步骤2-4；

步骤2-4、当前工序无法使尺寸链封闭，打开上一工序尺寸标注对应的图层；

步骤2-5、判断是否存在能使尺寸链封闭的尺寸，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-6；

步骤2-6、分别沿第一组成环尺寸对应的基准表面方向和封闭环对应尺寸的加工前表面方向，确定加工组成环尺寸对应的基准表面所用尺寸和形成封闭环尺寸对应的加工前表面所用尺寸；

步骤2-7、按照步骤2-6每确定一个尺寸，判断加工该尺寸是否能使尺寸链封闭，若是，则完成组成环的确定，执行步骤3，否则，执行步骤2-8；

步骤2-8、在当前工序下确定下一组成环，并返回执行步骤2-5，直至完成当前工序最后一个组成环的判断，若最后一个组合环仍未完成封闭环的组成环的确定，则执行步骤2-9；

步骤2-9、显示上一工序的图形和尺寸标注对应的图层，循环执行步骤2-5至步骤2-9，直至尺寸链封闭；

步骤3、确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定。

2.根据权利要求1所述的基于绘图软件的尺寸链确定方法，其特征在于，该方法从封闭环尺寸界线开始，由当前工序向第1道工序逆序确认组成环，直到尺寸链封闭；尺寸链包含1个封闭环和至少1个形成封闭环工序的尺寸。

3.根据权利要求1所述的基于绘图软件的尺寸链确定方法，其特征在于，步骤1所述的在绘图软件中绘制零件的各工序图形并标注不同工序尺寸，其图形绘制和尺寸标注的方法如下：

1)按照比例k以尺寸中值为名义值绘制图形，按照比例1/k以对称公差形式进行图形的尺寸和封闭环尺寸的标注；

2)标注组成环尺寸时，将各组成环尺寸的基准对应的界线或/和箭头设置成某一样式，另一界线或/和箭头设置为其他样式；

3)标注闭环尺寸时，两尺寸界线或/和箭头设置不同的样式；

4)所有工序中任意一道工序图形的未加工部位与该任一道工序的上一道工序对应部分重叠在一起。

4.根据权利要求1所述的基于绘图软件的尺寸链确定方法，其特征在于，步骤2-2所述的第一组成环尺寸具有如下特征：

第一个组成环尺寸对应的加工表面与封闭环尺寸对应的加工后表面重合；

除第一组成环的其他组成环具有如下特征：

其尺寸对应的加工表面与上一个组成环尺寸对应的基准表面重合或与封闭环尺寸对应的加工前表面重合。

5.根据权利要求1所述的基于绘图软件的尺寸链确定方法，其特征在于，步骤3所述的确定封闭环尺寸和公差，完成尺寸链的确定，具体为：封闭环尺寸的名义值通过1/k比例直接由绘图软件测定；封闭环的公差由组成环公差累加计算得出，所述的k表示绘图比例。

6.根据权利要求1所述的基于绘图软件的尺寸链确定方法，其特征在于，该方法若到第1道工序仍无法将尺寸链封闭，则需要进行补充尺寸标注或标注调整，调整后重新按照步骤1至步骤3进行封闭环的确定和计算。