机械的装配首先应当保证装配精度和提高经济效益。相关零件的制造误差必然要累积到封闭环上,构成了封闭环的误差。因此,装配精度越高,则相关零件的精度要求也越高。这对机械加工很不经济的,有时甚至是不可能达到加工要求的。所以,对不同的生产条件,采取适当的装配方法,在不过高的提高相关零件制造精度的情况下来保证装配精度,是装配工艺的首要任务。 在长期的装配实践中,人们根据不同的机械、不同的生产类型条件,创造了许多巧妙的装配工艺方法,归纳起来有:互换装配法、选配装配法、修配装配法和调整装配法四种。现分述如下: 一、互换装配法 互换装配法就是在装配时各配合零件不经修理、选择或调整即可达到装配精度的方法。根据互换的程度不同,互换装配法又分为完全互换装配法和不完全互换装配法两种。 (一)完全互换装配法 这种方法的实质是在满足各环经济精度的前提下,依靠控制零件的制造精度来保证的。 在一般情况下,完全互换装配法的装配尺寸链按极大极小法计算,即各组成环的公差之和等于或小于封闭环的公差。 完全互换装配法的优点: (1)装配过程简单,生产率高; (2)对工人技术水平要求不高; (3)便于组织流水作业和实现自动化装配; (4)容易实现零部件的专业协作、成本低; (5)便于备件供应及机械维修工作。 由于具有上述优点,所以,只要当组成环分得的公差满足经济精度要求时,无论何种生产类型都应尽量采用完全互换装配法进行装配。 例11-1图11-6所示齿轮箱部件,装配后要求轴向窜动量为0.2~0.7mm,即A0=0+0.7+0.2 mm。已知其它零件的有关基本尺寸A1=122 mm,A2=28 mm,A3=5 mm,A4=140 mm,A5=5 mm,试决定上下偏差。 解:(1)画出装配尺寸链(图11—6),校验各环基本尺寸。封闭环为A0。封闭环基本尺寸 可见各环基本尺寸的给定数值正确。 (2)确定各组成环的公差大小和分布位置。为了满足封闭环公差T0=0.50 mm要求,各组成环公差Ti的累积公差值 不得超过0.5 mm,即应 在最终确定各Ti值之前,可先按等公差计算分配到各环的平均公差值 Tav.i=T0/m=0.5/5=0.1(mm) 由此值可知,零件的制造精度不算太高,是可以加工的,故用完全互换是可行的。但还应从加工难易和设计要求等方面考虑,调整各组成环公差。比如:A1、A2加工难些,公差应略大,A3、A5加工方便,则规定可较严。故令: T1=0.2mm,T2=0.1mm,T3=T5=0.05mm 再按“入体原则”分配公差,如: A1=122+0.20mm,A2=28+0.100mm,A3=A5=5 0–0.05 mm 得中间偏差: △1=0.1mm,△2=0.05 mm ,△3=△5=0.025mm,△0=0.45(mm) (3)确定协调环公差的分布位置 由于A4是特意留下的一个组成环,它的公差大小应在上面分配封闭环公差时,经济合理地统一决定下来。即: T4=T0-T1-T2-T3-T5=0.50-0.20-0.10-0.05-0.05=0.10(mm) 但T4的上下偏差,须满足装配技术条件,因而应通过计算获得,故称其为“协调环”。由于计算结果通常难以满足标准零件及标准量规的尺寸和偏差值,所以有上述尺寸要求的零件不能选作协调环。 协调环A4的上下偏差,可参阅图11—7计算。代入 0.45=0.1+0.05-(-0.025-0.025+△4) (4)进行验算 T0=T1+T2+T3+T4+T5=0.20+0.10+0.05+0.10+0.05=0.50mm 可见,计算符合装配精度要求。 (二)不完全互换装配法 如果装配精度要求较高,尤其是组成环的数目较多时,若应用极大极小法确定组成环的公差,则组成环的公差将会很小,这样就很难满足零件的经济精度要求。因此,在大批量生产的条件下,就可以考虑不完全互换装配法,即用概率法解算装配尺寸链。 不完全互换装配法与完全装配法相比,其优点是零件公差可以放大些从而使零件加工容易、成本低,也能达到互换性装配的目的。其缺点是将会有一部分产品的装配精度超差。这就是需要采取补救措施或进行经济论证。 现仍以图11—6为例进行计算,比较一下各组成环的公差大小。 解:(1)画出装配尺寸链,校核各环基本尺寸 、 为增环, 、 、 为减环,封闭环为A0,封闭环的基本尺寸为 (2)确定各组成环尺寸的公差大小和分布位置 由于用概率法解算,所以, 在最终确定各Ti值之前,也按等公差计算各环的平均公差值 按加工难易的程度,参照上值调整各组成环公差值如下 T1=0.4mm,T2=0.2mm,T3=T5=0.08mm 为满足要 求,应从协调环公差进行计算 0.52=0.402+0.202+0.082+0.082+T42 T4=0.192mm 按“入体原则”分配公差,取A1=122+0.400mm, △1=0.2mm; A2=28+0.20mm, △2=0.(mm;A3=A5=5 0–0.08mm, △3=△5= -0.04mm;△0 =0.45mm。 (3)确定协调环公差的分布位置 由于A4是特意留下的一个组成环,它的公差大小应在上面分配封闭环公差时,经济合理地统一决定下来。即: T4=T0-T1-T2-T3-T5=0.50-0.20-0.10-0.05-0.05=0.10(mm) 但T4的上下偏差,须满足装配技术条件,因而应通过计算获得,故称其为“协调环”。由于计算结果通常难以满足标准零件及 标准量规的尺寸和偏差值,所以有上述尺寸要求的零件不能选作协调环。 协调环A4的上下偏差,可参阅图11—7计算。代入 0.45=0.1+0.05-(-0.025-0.025+△4) (4)进行验算 T0=T1+T2+T3+T4+T5=0.20+0.10+0.05+0.10+0.05=0.50mm 可见,计算符合装配精度要求。 二、选配装配法 在成批或大量生产的条件下,对于组成环不多而装配精度要求却很高的尺寸链,若采用完全互换法,则零件的公差将过严,甚至超过了加工工艺的现实可能性。在这种情况下可采用选择装配法。该方法是将组成环的公差放大到经济可行的程度,然后选择合适的零件进行装配,以保证规定的精度要求。 选择装配法有三种:直接选配法、分组装配法和复合选配法。 1.直接选配法 由装配工人从许多待装的零件中,凭经验挑选合适的零件通过试凑进行装配的方法,这种方法的优点是简单,零件不必要先分组,但装配中挑选零件的时间长,装配质量取决于工人的技术水平,不宜于节拍要求较严的大批量生产。 2.分组装配法 在成批大量生产中,将产品各配合副的零件按实测尺寸分组,装配时按组进行互换装配以达到装配精度的方法。 分组装配在机床装配中用得很少,但在内燃机、轴承等大批大量生产有一定应用。例如,图11-8a所示活塞与活塞销的连接情况。根据装配技术要求,活塞销孔与活塞销
装配方法及其选择.doc
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