工艺尺寸链分析的重要性
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
• 获得合理的工序公差，保证产品加工质量；
• 检查工艺漏洞，提前优化，避免试生产造成的资源及时间浪费；
• 优化零件加工工艺路线，避免累计误差；
• 减少装配现场的修锉调整；
• 降低产品的返修率，帮助企业节约成本。
• 尺寸链的定义和分类
1、尺寸链的定义
尺寸链是由一组相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组。在工程设计和制造中经常用尺寸链来进行工艺尺寸换算，控制关键尺寸的公差，从而保证产品的制造精度。
2、尺寸链的分类
• 按其空间位置的构成可以分为：线性尺寸链（一维）、平面尺寸链（二维）和空间尺寸链（三维）。
• 按其功能可以分为：装配尺寸链、零件尺寸链和工艺尺寸链。
工艺尺寸链的定义和换算
1、工艺尺寸链的定义
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。
2、工艺尺寸链的分析与计算（换算形式）
由于产品的复杂性，产品制造需要很多工序才能完成。由于加工基准的转换，使工艺尺寸换算在工艺设计过程中占有非常重要的地位。尺寸换算主要有以下几种形式：
• 原始基准与设计基准不重合
图1中A为设计基准，B为加工面，C为原始基准，尺寸H必须通过换算后求出。
• 设计基准与测量基准不重合时的尺寸换算
图2中工序原始尺寸为20，B为加工面。若要对该尺寸直接测量比较困难，因此将一个芯轴安装在零件上，与零件内部的定位面接触，借助基准A进行间接测量。尺寸L为固定长度，因此可以通过测量H来间接保证工序尺寸为20。
• 多尺寸保证
图3中小孔在粗加工阶段已经加工完成，主设计基准A在最后面加工保证，与主设计基准有关的尺寸有4个：10、H、8、12。两个工序中，小孔中心与左端面的距离不变，因此H值由10、8、12 三个尺寸共同来保证。
工艺尺寸链的解算步骤由上所述，要利用尺寸链原理来分析相互关联的工序尺寸及余量的变化规律。首先要由零件工序图画出尺寸链图，然后找出封闭环、增环、减环等进行解算。解算关键在于能否正确地画出尺寸链，判断封闭环。对于在生产实践中已出现和未出现的复杂尺寸链解算问题，都需要根据尺寸链的定义及工艺目的进行准确把握，再根据实际情况来进行解算。
工艺尺寸链软件“PDCC”的应用
“工艺尺寸链计算软件——PDCC”无需工程师手工计算繁琐的工艺过程，只需将各工序加工的尺寸按工艺流程在软件中绘制成工艺流程图，软件则会通过内部的“AI智能算法案例库”自动计算零件尺寸能否得到保证、余量设计是否合理等。此软件操作便捷，计算准确，整个过程在数分钟内即可完成。
尺寸链软件DCC与工艺尺寸链软件PDCC的对比
1、用尺寸链软件DCC计算工艺尺寸算例
如下图为一套筒零件，L1及L2均已加工，现在铣床上加工A端面，要求保证尺寸L3。请分别计算以C、D、B端面为加工基准的工序尺寸，并选择最好的加工方案。
• 分析计算
方案1：以C端面为加工基准计算工序尺寸X，L3为该工艺加工最后形成的尺寸，故L3为闭环。如下。
画尺寸链图及求解：
方案2：以D端面为加工基准计算工序尺寸X， L3为该工艺加工最后形成的尺寸，故L3为闭环。如下。
画尺寸链图及求解:
方案3：以B端面为加工基准时，工序尺寸即为L3=10（+0.2,0）。
• 对比分析
三种方案的工序尺寸计算结果分别为：
方案一：加工精度要求最高，加工成本最高，一般不选择。
方案二：加工精度要求较低，加工成本较低，工装量具易实现，容易测量，可用于小批量生产。
方案三：加工精度要求最低，加工成本最低，但工装量具不易实现，不易测量，通常用于大批量生产。
用工艺尺寸链软件PDCC计算工艺尺寸算例
某轴类零件结构如图，车削加工保证零件轴向尺寸A34、A41、A43、A61、A62、A63，请校核零件加工工艺。
1、加工工艺流程如下：
• 以毛坯左端面为基准加工尺寸A11、A12；
• 以A11右端面为基准加工尺寸A21；
• 以A12右端面为基准加工尺寸A31、A32、A33；
• 以A32左端面为基准加工尺寸A41、A42；
• 表处理镀层厚度A51；
• 以A32左端面为基准加工尺寸A61。
2、画尺寸链图
按加工工艺流程快速绘制工艺流程图，清晰表达零件加工工艺
3、分析计算
• 一键计算，高效准确；
• 可同时计算基准转换、余量及表处理，计算结果一目了然，清晰显示工艺错误点清晰展示工艺问题；
• 选择问题尺寸，自动给出优化依据。
• 自动生成工艺尺寸链计算报告，保证工艺正确性。
PDCC应用效果
若某零件加工工艺中需要计算的零件尺寸及余量有30个，同时用传统手工与PDCC软件进行计算，通过数据分析对比，效果如下表：
尺寸链计算与公差分析的目的
由上述对比结果可以发现，DCC与PDCC都可进行工艺尺寸链的计算，但是PDCC软件在工艺尺寸链计算方面更加专业，也更加便捷。
对于企业来说，使用PDCC软件可以在生产阶段大幅度提高工作效率，解决传统方法难以解决的问题，提高产品质量，降低产品开发成本，降低开发周期。
以下文章来源于上海安世亚太 ，作者谢文丽
