淺談完全互換法裝配尺寸鏈的計算

胡少夫

摘 要：機械產品采用完全互換法進行裝配時，其裝配精度主要取決于相關零部件的加工精度，此時需要建立裝配尺寸鏈圖，運用尺寸鏈原理分析和計算零件精度與裝配精度的關系。

關鍵詞：裝配尺寸鏈圖；零件精度；裝配精度

我們知道，任何機械產品都是由許多零部件組合而成的，其裝配不是將合格零件簡單地聯(lián)接起來的過程，而是要通過一系列的科學的裝配工藝措施，才能保證達到裝配精度的要求。如果能滿足零件加工經濟精度要求，產品應優(yōu)先采用完全互換法裝配，其裝配過程比較簡單，生產效率也較高，裝配精度主要取決于零部件的加工精度，完全互換法的實質上就是控制零部件的加工精度來保證產品的裝配精度。然而裝配尺寸鏈圖就是分析和計算零件精度與裝配精度的橋梁，現(xiàn)在我將完全互換法裝配尺寸鏈的計算步驟方法介紹如下：

1 建立裝配尺寸鏈圖

裝配尺寸鏈圖是指在產品或部件在裝配過程中，由相互聯(lián)系且按一定順序排列的尺寸形成的封閉尺寸圖形。它一般由封閉環(huán)和組成環(huán)組成，封閉環(huán)多為產品或部件的裝配精度。若能找出對裝配精度有直接影響的零部件尺寸和位置關系，即可查明裝配尺寸鏈的各組成環(huán)，由此可見，正確查找組成環(huán)是建立裝配尺寸鏈的關鍵。

查找裝配尺寸鏈組成環(huán)的一般方法是：首先根據裝配精度的要求確定封閉環(huán)，然后從封閉環(huán)的任一端開始，根據圖樣，依次查找相關零部件直到封閉環(huán)的另一端，從而形成一個封閉的尺寸鏈圖。特別指出，裝配尺寸鏈的組成應符合最短路線（環(huán)數最少）原則。當封閉環(huán)公差一定時，組成環(huán)的環(huán)數越少，分配到各組成環(huán)的公差越大。

2 確定各組成環(huán)公差和極限偏差

一個尺寸鏈圖只能求解一個環(huán)，如需確定多個組成環(huán)的公差，則通過計算組成環(huán)平均公差作為參考，結合各環(huán)尺寸大小和加工難易程度合理分配各環(huán)尺寸公差。同時為了保證裝配精度要求，須選擇一個組成環(huán)，它的極限偏差要經計算確定，此環(huán)稱為協(xié)調環(huán)，一般選擇裝拆方便、容易加工測量的組成環(huán)為協(xié)調環(huán)。其它各組成環(huán)的偏差按“入體原則”確定。

3 計算協(xié)調環(huán)極限尺寸并確定其極限偏差

現(xiàn)在我們就結合實例，讓大家更清楚地了解完全互換法裝配尺寸鏈的求解方法。

例題：如下圖所示齒輪軸裝配中，已知：A1=80、A2=60、A3=20，要求裝配后保證齒輪端面和箱體凸臺端面之間的軸向間隙為0.10～0.30mm。試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。

解答：

（1）建立裝配尺寸鏈圖，并校驗各環(huán)基本尺寸。 由題意可知，軸向間隙0.10～0.30mm是封閉環(huán)，即A0=0+0.30+0.10mm，T0=0.20mm。其中A1為增環(huán)，A2、A3為減環(huán)。

封閉環(huán)基本尺寸為：

A0=A1-（A2+A3）=80-（60+20）=0

各環(huán)的基本尺寸確定無誤。

（2）確定各組成環(huán)公差和極限偏差。

計算組成環(huán)的平均公差： T平均=T0n-1=0.203≈0.07

以平均公差作為參考，綜合考慮各組成環(huán)尺寸大小和加工測量難易程度，合理分配各組成環(huán)公差：

T1=0.10mm，T2=0.06mm，T3=0.04mm

為保證裝配精度要求，應在各組成環(huán)中選擇一個環(huán)，其極限偏差通過方程式計算來確定，此環(huán)稱為協(xié)調環(huán)，一般選擇裝拆方便、容易加工測量的組成環(huán)為協(xié)調環(huán)。本題選擇A3為協(xié)調環(huán)。

按“入體原則”確定各組成環(huán)極限偏差：

A1=80+0.100mm，A2=600-0.06mm

（3）計算協(xié)調環(huán)極限尺寸并確定其極限偏差。

4 結語

本文從建立裝配尺寸鏈，運用尺寸鏈原理分析和計算零件精度與裝配精度的關系展開了分析研究，并在此基礎上提出了完全互換法裝配尺寸鏈求解的三大步驟，整個過程簡單明了，易于接受，為今后深入學習研究其它裝配法的裝配尺寸鏈的計算奠定了基礎，同時也為解決產品設計、裝配工藝規(guī)程制訂等實際問題提供一定幫助。

參考文獻：

[1]機械制造技術.機械工業(yè)出版社.

[2]機修鉗工工藝學（第三版）.中國勞動社會保障出版社.