【doc】 修配法在机械装配和修理中的应用技巧

【doc】 修配法在机械装配和修理中的应用技巧 修配法在机械装配和修理中的应用技巧 Voll8No5 2o05一l0 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPUCATION 第l8卷第5期 2005年l0月 修配法在机械装配和修理中的应用技巧 贾全仓,安虎平,张智 (兰州师范高等专科学校机械检测与故障诊断研究所,甘肃兰州730070) 摘要:通过修配环修配对封闭环影响的分析,阐明修配装配方法及修配量的确定和应用技巧. 关键词:修配装配法;修配环;封闭环 中图分类号:TH124文献标识码:B文章编号:1007—4414(2005】05—0032—02 随着现代机器向高速度,高性能和高可靠性方向的发展, 对机械制造装配精度的要求越来越高,同样对零件的制造精 度要求也不断提高.然而,零件过高的精度,不仅使制造难度 加大,成本增加,在某些情况下很难加工或者无法保证图纸要 求的精度,如果机器部件装配精度很高,而装配尺寸链的组成 环又很多,每个组成环分得的公差就很小,这样势必增加了加 工难度.如何在不增加加工成本的情况下又能较好地保证装 配精度,一直是机器制造和修理工艺需要探讨的课题.在机 器装配和修理中,对于那些装配精度要求较高的多环尺寸链, 组成环按经济精度加工,装配时按各组成环实测结果的累积 误差,通过修配某一预先选定的组成环尺寸,或就地配制这个 环,以补偿其余各组成环按经济精度制造而产生的累积误差, 使封闭环达到产品规定精度要求的一种装配工艺方法,这种 装配方法称为修配法,预先作为修配的环称为修配环(也称补 偿环).该方法的特点是在不提高零件制造精度的情况下,通 过修配补偿环来获得较高的装配精度,多用于单件小批生产 中,很适合现代生产规模的发展趋势.如何正确应用这些配 法,对于降低零件加工难度并保证机器装配精度具有重要意 义.笔者将应用尺寸链原理,并通过实例分析计算.说明修配 法的具体应用技巧. 1修配方法的确定 在实际生产中,由于机器的类型不同,结构组成各异,保 证装配精度的方法应结合实际情况加以选择,常见修配方法 有以下几种. (1)单件修配法在装配时,选定某一固定的零件作为 修配件进行修配,以保证装配精度的方法,称为单件修配法. 这种方法简单易行,应用最广,但需要合理选择修配件,即要 求修配件结构简单,安装调整方便. (2)合并加工修配法将2个或多个零件合并在一起当 作1个零件进行修配,较容易保证装配精度的方法,称为合并 加工修配法.这种方法可减少组成环的数目,从而减少了修 配量,但要求合并件要对号配对.使得加工,装配和生产组织 较麻烦.因此多用于单件小批生产中. (3)自身加工修配法在机床制造与维修中,利用机床 本身的切削能力,用自己加工自己的方法可方便地保证某些 装配精度要求,这种方法就是自身加工修配法.该方法主要 用于机床产品的制造和修理中. 2修配环的选择及其对封闭环的影响 在修配法中,修配环选择及其极限尺寸的确定是关键. (1)修配环的选择采用修配法来保证装配精度,正确 选择修配环至关重要.修配环一般应满足以下条件: ?正确选择修配对象.应选择那些只与本装配精度有 关,易于拆装且修配面积不大的零件作为修配件. ?修配件结构简单,质量轻,易于加工,可独立拆装. ?尽量不选并联尺寸链中的公共组成环,以免影响其它 装配链的精度. ?应通过计算,合理确定修配件的尺寸及偏差,既要保证 有足够的修配量,又不能使修配量过大. (2)修配环修配后对封闭环的影响 装配尺寸链中的修配环可以是增环,也可以是减环.在 修配环上可采用不同的修配面,而同一修配面上应预留足够 的修配量,以保证封闭环的补偿量.合理确定修配环极限尺 寸是保证封闭环补偿量的重要环节,应正确分析修配环尺寸 变化对封闭环的影响. 在一般的装配过程中,修配环尺寸变化对封闭环的影响 有2种情况:?修配环越修使封闭环尺寸越大;?修配环越 修使封闭环尺寸越小.具体情况与修配环的修配面位置有 关.如图l所示,为机床溜板与导轨及压板的装配简图,其中 压板为修配件,导轨与压板之间的间隙量A0是要求保证的精 度,为封闭环,其余尺寸A.,A,为组成环,在装配时A,A, 均已加工并具有确定的尺寸,只需修配A尺寸来保证封闭环 A.尺寸合格.当修配肘面时,使封闭环A0增大;当修配P面 时,使封闭环A0减小. 收稿日期:2005—06—01 作者简介:贾全仓(1965一),男,讲师,从事汽车运用工程的教学工作. ? 32? //,’///////’/;,rf , , , ,\\,\lj\\\\,——I,— M 图l溜板与床身导轨尺寸链 1.床身导轨2.溜板3.压板 第l8卷第5期 2005年lO月 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPUCA11ON Vol18No5 20o5—10 3修配环尺寸及偏差的确定 确定修配环尺寸和偏差的基本要求是保证修配量足够且 最小.为使修配面的修配量足够而又不致于过大,就要合理 确定修配环的极限尺寸. 明确修配环与封闭环的关系,是确定修配环极限尺寸的 关键,下面仅就修配环为增环和减环的情况,讨论其尺寸与偏 差的确定方法. 3.1修配环的修配使封闭环尺寸变大 当修配环为增环时,修配使得封闭环尺寸变大,为满足封 闭环公差要求,就必须使封闭环实际最大尺寸A不大于封 闭环所要求的最大值A0,,即: Ao,?A0,(1) 式(1)可用公差带图来表示,如图2所示. (a)Ao,=Ao,(b)A,<Ao, 图2封闭环实际值A.与规定值A0的相对位置 同时为使修配量最小,应使A=A.,.此时,修配环无 需修配,就能达到A.要求,即最小修配量F…=0.按极值 法尺寸链计算公式可求得修配环的极限尺寸: AF,=Aj,一Az+Ao(2) 式中:A可根据修配环的经济加工精度求得,即: AFm.:A,一经济加工精度 这时,最大修配量(亦称为修配环的修配量)的值为: F,=一(3) 上述情况没有考虑最小修配量F.在多数情况下,为 了提高配合表面的接触质量必须考虑最小修配余量F一,使 F一>0,由于修配环越修使封闭环越大.这时,修配环的最大 极限尺A,寸Fl眦和最大修配量分别为: AF,=AF一一(2) AF一:A,一经济加工精度 F=TA一+F,(3) 假设在图1中,要求保证间隙A.=0—0.06ram,采用修 配法来装配,选定压板3为修配环,A.=46-0. 01mm,A: 30柚?mm,: 0.1mm,试求在最小修配量=0.1mm,修 配面为面时,修配环A,的尺寸及偏差,并计算最大修配量 F,. 修配环A,为增环,尺寸链图见图1,由式(2)可求得: ‘43,=Al… 一 A2+Ao,=(46—0.04)一 (30+0.03)+0.06=15.99m?l A3,=A3一:15.99—0.1=15.89mill 即: A316_0-0 . .0 I:mill 此时,最大修配量为: =一=0.04+0.03+0.1—0.06=0.11mm 该值是在F=0时的尺寸,由于修配环A,越修使封闭环A. 越大.因此,在F=0.1mm时, A3一=A3一一F=15.99—0.1=15.89ram A3In=A3一一7”o=15.89—0.1=15.79ram 即:A=16-0l-0.2I:mm 此时,最大实际修配量为: 毗 = m +=0.04+0.03+0.1一o.06+o.1=Q21ram 3.2修配环的修配使封闭环尺寸变小 在这种情况下,通过修配来满足封闭环公差的要求,就必 须使封闭环实际最小尺寸A不小于其规定的最小尺寸 Ao.,即:Ami?AomiII(4) 式(4)也可用公差带来描述,如图3所示. j《{l 舌 三 l兽. - (a)Ami:AomIn(b)Am’m>Ao皿 图3封闭环实际值A.与规定值A.的相对位置 当A…=Aoi时,最小修配量Fmi=0,于是有: A=?A一?A+(5) A一=A+经济加工精度 这时,最大修配量F,为: =一 (6) 当最小修配量F>0时,由于修配环越修使封闭环越 小,这时,修配环的最小极限尺寸A和最大修配量F分别 Am=Ai+F(5) A=A+经济加工精度 F=?一+(6) 假如在图1中,修配面改为P面,其它条件与3.1计算相 同,修配环A,的尺寸和偏差及最大修配量’m的计算如下: 当in=0时,A3,=Al一一A2+A=46—30+0=16ram A3一=A3i+=16+0.1=16.1mm 即:A,=16mmm 此时,最大修配量为: F, :一=0.04+0.03+0.1—0.06=0.1lmm 由于修配P面时,使修配环A,越修越小.因此,当考虑 最小修配量F=0.1mm时,应在A3上再加上0.1mm,于是 有: A3=16+0.1=16.1mm A3,=A3mi+=16.1+0.1=16.2ram 即:A316:o0. .2 Imm (下转第46页) ? 33? ]到一田J一 一一日一 .. .. —....—......一一 .. r.『L ]__] 一L..., ,a8J Voll8No5 2oo5一lO 机械研究与应用 MECHANICALRESEARCH&APPLICATION 第l8卷第5期 2005年lO月 与工件最大实体尺寸之差,其最小磨损量为(t一7”/2).由于 量规测量面的粗糙度影响使用质量,因此,严格说测量面表面 粗糙度下降也是磨损含义之一.量规的磨损沿全长是不均匀 的,标准中量规允许磨损量比较小,因此,必须对量规进行周 期检定或在使用后即返回计量室检定,当尺寸超出磨损极限 时就应返修或报废,以控制住量规的磨损. (3)验收量规量规标准中对验收量规没有明确规定, 现工厂都采用磨损较多的工作量规作验收量规,不专门制造 验收量规.量规标准没有用具体的数值来划分工作量规和验 收量规的界限,因为:?量规允许磨损量本身已很小,要区分 比较困难.?生产操作者使用量规和验收人员使用量规的磨 损比例量无法确定.因为量规使用条件相差很大,因此比例 量按加工检验使用次数与验收使用次数大体相当来确定. (4)对使用量规的规定 ?规定了顺序生产操作者使用的是新量规,检验人员, 用户代表使用的是磨损较多的量规,这个顺序不能变动,以免 造成工件大量返修. ?验收量规的结构与型式应与生产操作者使用的量规一 致. 4量规争议的解决 用量规检验工件,在量规与量规之间发生争议.其原因 是量规结构和量规尺寸的差别.量规标准规定用泰勒原则, 因此当量规结构型式相同时,主要由量规尺寸引起.当发生 争议时应使用下述尺寸的量规解决:通规应等于或接近工件 的最大实体尺寸:止规应等于或接近工件的最小实体尺寸. 参考文献: [1]费业泰.误差理论与数据处理[M].北京:机械工业出版社, l986. [2]罗太景.光滑量规检验中的泰勒原则[J].工具技术,20O4(11): 86. Limitsofsizegaugeinmeasurementtechnlolgyapply jing LuoTai— (Dept.ofmech&elec.Xuzhoucollegeofindustrialtechnology,Xuzhou Jiangsu221006,China) Abstract:Inthispaper,according:othestandardrulerof”limitsizegauge”.exp oundedusinggaugetomeasureandtestthesizeofme- chanicalcomponentsattendstoit8SHows. Keywords:limitsofsizegauge;standard;standardcondition;中,可以得出 结论:无论修配环是增 环还是减环,当修配环越修越大时,就应在修配环上减去最小 修配量;当修配环越修越小时,就应在修配环上加上最小修配 量,这样才能保证修配面上有足够修配量. 5结论 ?修配法解决实际装配精度的主要任务是合理确定修配 环的尺寸,使其在修配时修配量足够而又最小. ?对一个确定的修配环,选择不同的修配面,会对封闭环 产生不同的影响. ?修配环在修配时对封闭环的影响有2种情况:当修配 环的修配使封闭环变大时,修配环极限尺寸应用式(2)及(2) 分析计算;当修配环的修配使封闭环变小时,修配环极限尺寸 应用式(5)及(5)分析计算. ?最小修配量F?O时,确定修配环尺寸可先按F;= 0来计算,然后再依据修配环修配是变大还是变小,在已求得 的修配环尺寸上减去或加上规定的最小修配量. 参考文献: [1]朱焕池.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1995. (2]郑修本.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1993. [3]王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学[M].北京:机械工业出版社, 1988. Theapplicationtechniqueaboutthemethodofinstallmentviarepairinginma nufacturingandreparation JiaQuan—cang,AnHu—ping,ZhangZhi (Mecanicinspection—meo,sl~eandmischancediagnosisinstituteofLanzhouTeacherscollege,LanzhouC.ansu730070,China) Abstract:Byanalyzingtheaffectionofrepaireddimensionlooptothedemand edcloseddimensionloop,thispaperhasstatedthesetting methodandtechniqueinrepairingandhowtodecidethemendedmeasuremen tsbeforestartingit. Keywords:methodofinstalhnentviarepairing;repaireddimensionalloop;cl oseddimensionalloop ? 46?