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装配尺寸链的建立与解析

时间:2015-09-19 18:32来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
1.互换法实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。 (1)完全互换法 条件: 各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。 式中 T OL 封闭环极值公差 T 0 装配允许公差 特点: 零件无需选择修整,即达装配要求。装配过程简单,生产率高,对工人要

1.互换法实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。
(1)完全互换法
条件: 各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。

式中   T OL   —— 封闭环极值公差
    T 0 ′ —— 装配允许公差
特点: 零件无需选择修整,即达装配要求。装配过程简单,生产率高,对工人要求不高,便于组织自动化装配;
在各 种生产类型中都应优先采用。 但精度要求高组成环多时,组成环公差小制造困难。 用于低精度或较高精度少环装配。

(2)统计互换法
条件: 相关 零件公差平方之和的平方根小于或等于装配允许公差。

式中 T OS —— 封闭环统计公差
k 0 —— 封闭环的相对分布系数
k i —— 第 i 个组成环的相对分布系数

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实质是将组成环公差适当放大,零件容易加工。 但有极少数产品精度超差。只有大批量生产时,加工误差才符合概率规律。
故统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多(大于 4 )的情况。
例 4-5 齿轮箱部件中,要求装配后的轴向间隙 A 0 = 0 +0.7 。有关零件基本尺寸是: A 1 =122 , A 2 =28 , A 3 =5 , A 4 =140 , A 5 =5 。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的公差及上下偏差。 本文来自www.eadianqi.com

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解: 1 、完全互换法 ① 画出装配尺寸链图 ,其中 A 1 A 2 为增环, A 3 、 A 4 A 5 为减环, A 0 为封闭环。
A 0 =( A 1 + A 2 )-( A 3 + A 4 + A 5 ) =150-150=0
② 确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T 1 + T 2 + T 3 + T 4 + T 5 ≤ T 0 ′ = 0.50 T avA = T 0L /5=0.1 考虑加工难易调整各公差 T 1 =0.2 , T 2 =0.1 , T 3 = T 5 =0.05 按入体原则分配公差。留 A 4 为协调环,按尺寸链计算
③ 确定协调环公差及上下偏差 T 4 = T 0 – T 1 – T 2 – T 3 – T 5 =0.1 EI A0 = EI A1 + EI A2 – ES A3 – ES A4 – ES A5 ES A0 = ES A1 + ES A2 – EI A3 – EI A4 – EI A5 ES A4 = – 0.20 EI A4 = – 0.30 A 4 =140 -0.20 本文来自www.eadianqi.com


2 、统计互换法设各环尺寸正态分布,尺寸分布中心与公差带中心重合。 ① 确定各组成环尺寸公差及偏差 ξ i =∣1∣, k i =1 各组成环平均公差

按加工难易,调整各组成环公差 : T 1 =0.4 , T 2 =0.2 , T 3 = T 5 =0.08 ,按入体原则分配公差
② 确定协调环公差及上下偏差 0.5 2 = 0.4 2 + 0.2 2 + 0.08 2 + T 4 2 + 0.08 2 T 4 =0.192 中间偏差 Δ 0 =( Δ 1 + Δ 2 )-( Δ 3 + Δ 4 + Δ 5 ) Δ i = ( ES i + EI i )/2 Δ 4 =-0.07 ES A4 = Δ 4 + T 4 /2=+0.026 EI A4 = Δ 4 - T 4 /2= - 0.166
③ 核算封闭环的极限偏差  
Δ 0 =( Δ 1 + Δ 2 )-( Δ 3 + Δ 4 + Δ 5 )= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45

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T 0 2 =  T 1 2  +  T 2 2  +  T 3 2  +  T 4 2 +  T 5 2                        
T 0 =0.5

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求封闭环极限偏差,得:  
ES A0 = Δ 0 + T 0 /2 =0.70
EI A0 = Δ 0 - T 0 /2=0.20
由以上两种方法的解算结果看出:
1.统计法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍。
2.若按极值法算得的公差值也符合经济加工精度要求,采用完全互换法与统计互换法均可。 本文来自www.eadianqi.com

2.选配法用于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下。
实质是 将各组成环公差放大按经济精度加工,然后选择合适的零件进行装配。
( 1 )直接选配法工人凭经验挑选合适零件试凑的装配方法。
( 2 )分组选配法(分组互换法)先将互配零件测量和分组,然后按对应组零件装配
( 3 )复合选配法(组内选配法)先将零件测量分组,然后在组内再直接选配。配合件组内公差可不等,装配精度可达很高。
例: 发动机中活塞销与销孔的配合精度很高

分组选配法的特点:
1 . 零件制造精度不高,却可获得很高的装配精度;
2. 组内零件可以互换,装配效率高;
3 . 增加零件测量、分组、存贮、运输工作量,组不宜太多。
必须满足的几个条件:
(1)相配件的公差应相等;
(2)相配件公差应同向扩大,分组数与扩大的倍数相等;
(3)相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线;
(4)相配件形位公差表面粗糙度等,仍按图纸要求加工。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况 本文来自www.eadianqi.com

3.修配法 单件小批生产中,组成环较多装配精度很高的产品,常用修配法装配。
此时各组成环先按经济精度加工,装配时根据实测结果对某一组成环进行修配,达到很高的装配精度要求。 增加了修配量,装配效率低,装配质量受工人技术水平限制。
注意以下三点:
(1)正确选择修配对象, 应选便于装拆、修配与测量的,不需热处理、非公共环做修配环。
(2)修配件余量要经过计算
(3)尽量利用机械加工代替手工修配
例: 车床装配前后轴线等高, A 0 =0 +0.06 , A 1 =202 , A 2 = 46 , A 3 =156 ,试确定修配环及尺寸公差。

④确定修配环偏差修配环 A 23 为增环,刮修 A 23 → A 0 减小 A 0 ′ min ≥ A 0min A 23min - A 1max =0 A 23min = A 1max =202.05 A 23max = A 23min + T 23 =202.15 A 23 = 202 +0.15

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⑤确定实际修配环偏差取最小刮研量为 0.15 , A 23 ′ = 202 +0.15 + 0.15=202 +0.30 最大刮量 Z max = A 0 ′ max - A 0max = 202.30-201.95-0.06=0.29 实际上正好刮到最大尺寸是很少的修刮量会稍大于 0.29 本文来自www.eadianqi.com

当修配环为减环时,随着修刮使封闭环实际尺寸变大,应使 A 0 ′ max ≤ A 0max

4.调整法
原理与修配法基本相同,除调整环外各组成环均按经济精度加工,造成封闭环过大的累积误差通过调节调整件的尺寸或位置,达到装配精度要求。装配可达较高的精度,效率比修整法高。分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。
( 1 ) 可动调整法

特点: 零件精度不高可达较高装配精度,调整方便,应用很广。 需增加一套调整装置,适于小批生产中。
( 2 ) 固定调整法
通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积误差,达到装配精度要求。 本文来自www.eadianqi.com

例 : A 0 =0 +0.20 , A 1 =115 , A 2 =8.5 , A 3 =95 , A 4 =2.5 , A 5 =9 ,以固定调整法解各组成环偏差,求调整环的分组数和调整环尺寸系列。
解:
1 )建立装配尺寸链;
2 )选择 A 5 为调整环;
3 )确定 各组成环公差及偏差; T 2 = T 3 = 0.10 , T 4 =0.12 , T 5 =0.03 按入体原则分公差, A 1 为协调环
4 )确定调整范围δ;实测空隙 A ,包含 A 5 和 A 0 , A 为尺寸链中的封闭环 A max = A 1max - A 2min - A 3min - A 4min =115.2-(8.5-0.1)-(95-0.1)-(2.5-0.12) =9.52 A min = A 1min - A 2max - A 3max - A 4max =115.05-8.5-95-2.5=9.05 δ = A max - A min =9.52-9.05=0.47

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A 1 偏差按尺寸链计算确定 EI A0 = EI A1 - ES A2 - ES A3 - ES A4 - ES A5 0.05= EI A1 -0-0-0-0 T 1 =0.15

5 )确定调整环的分组数 i 因δ > T 0 ,应将调整环分组在对应组尺寸链中,实测间隙 A 、调整环 A 5 为组成环, A 0 为封闭环 T 0 = Δ T 5 Δ 为分组间隔,即一组中 A 变化范围则 i = δ / Δ = δ /( T 0 - T 5 ) =0.47/(0.15-0.03) ≈ 3.9 取 i = 4 ,分组数不宜过多 6 )确定调整环 A 5 的尺寸系列 A 0min = A min - A 5max =9.05- A 5 A 5 = 9.05-0.05=9 , 9.12 , 9.24 , 9.36 本文来自www.eadianqi.com

固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的产品,调整环可采用多件拼合的方式。 本文来自www.eadianqi.com


( 3 )误差抵消调整法在装配中通过调整零部件的相对位置,使加工误差相互抵消,达到或提高装配精度的要求。例如车床主轴装配中调整前后轴承的径跳方向来控制主轴的径向跳动。在滚齿机工作台分度蜗轮装配中,调整蜗轮和轴承的偏心方向来抵消误差,提高分度蜗轮工作精度。
适于在小批生产中应用。

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5.装配方法的选择 本文来自www.eadianqi.com

互换法 完全互换法 优先选用,多用于低精度或较高精度少环装配
统计互换法 大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况
选配法 直接选配法 成批大量生产精度要求很高环数少的情况
分组选配法 大批量生产精度要求特别高环数少的情况
复合选配法 大批量生产精度要求特别高环数少的情况
修配法 单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情况,组成环按经济精度加工,生产率低
调整法 可动调整法 小批生产装配精度要求较高环数较多的情况
固定调整法 大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况
误差抵消法 小批生产装配精度要求较高环数较多的情况 
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