正確運(yùn)用裝配尺寸鏈計(jì)算確保完全互換裝配中的精度要求

閆纂文

摘要：裝配是機(jī)械制造過(guò)程的最后環(huán)節(jié)，質(zhì)量的高低直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。完全互換裝配法是裝配中常用的方法，裝配中要保證裝配質(zhì)量精度要求，質(zhì)量好的零部件是基礎(chǔ)，合理的裝配工藝方法是保障，裝配尺寸鏈計(jì)算的正確運(yùn)用是不可或缺的手段。

關(guān)鍵詞 裝配尺寸鏈? 完全互換裝配? 實(shí)例分析

一、裝配尺寸鏈

在機(jī)器或部件的裝配關(guān)系中，由相互配合零部件的相關(guān)尺寸或相互位置關(guān)系所組成的尺寸鏈，叫做裝配尺寸鏈。如圖1中齒輪孔與軸配合間隙A₀的大小，與孔徑A₁及軸徑A₂的大小有關(guān)，這些相關(guān)尺寸組成一個(gè)封閉外形且按一定順序排列，構(gòu)成一個(gè)裝配尺寸鏈。

圖1? 裝配尺寸鏈

裝配尺寸鏈的建立，需要做好以下工作：

（1）確定封閉環(huán)

（2）查找組成環(huán)

（3）畫(huà)出尺寸鏈圖，判斷增環(huán)、減環(huán)。

二、完全互換裝配法

完全互換裝配法是指在裝配過(guò)程中參與裝配的每一個(gè)零件不經(jīng)任何選擇、修理和調(diào)整，裝上后全都能達(dá)到裝配精度要求的裝配方法。如果產(chǎn)品在使用過(guò)程中某一零件磨損或損壞，只要換上一個(gè)新的同類(lèi)零件即可正常使用。這種方法的實(shí)質(zhì)是靠控制零件的加工誤差來(lái)保證產(chǎn)品的裝配精度。

三、裝配尺寸鏈計(jì)算在完全互換裝配中的應(yīng)用

1.完全互換裝配法尺寸鏈的計(jì)算方法和步驟：

（1）畫(huà)裝配尺寸鏈，判斷封閉環(huán)、增環(huán)和減環(huán)。

（2）確定封閉環(huán)基本尺寸及偏差。

（3）確定協(xié)調(diào)環(huán)。

（4）確定各組成環(huán)公差。

1）先確定各組成環(huán)的平均公差。

2）確定各組成環(huán)公差值。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組成環(huán)數(shù)很少且基本尺寸相同或相近的裝配尺寸鏈，可以直接選用平均公差值（如軸孔配合副）。

對(duì)于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，組成環(huán)數(shù)較多且基本尺寸相差較大的裝配尺寸鏈，根據(jù)平均公差值查表對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)公差值，避免出現(xiàn)個(gè)別零件精度很低，個(gè)別零件精度很高的現(xiàn)象。

各組成環(huán)的精度等級(jí)確定之后，再反過(guò)來(lái)確定各組成環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)公差值。

3）確定組成環(huán)（除協(xié)調(diào)環(huán)外）公差帶位置。組成環(huán)（除協(xié)調(diào)環(huán)外）公差帶位置按“入體原則”標(biāo)注。對(duì)于內(nèi)尺寸（孔），其尺寸偏差按H配置;對(duì)于外尺寸（軸），其尺寸偏差按h配置。

4）確定協(xié)調(diào)環(huán)偏差。采用極值法計(jì)算，計(jì)算公式與工藝尺寸計(jì)算公式相同。

2.生產(chǎn)實(shí)例分析

如圖2為齒輪與軸的裝配關(guān)系，已知A₁= 30mm， A₂= 5mm， A₃=43mm，A₄ = 3mm（標(biāo)準(zhǔn)件）， A₅ = 5mm，? 要求裝配間隙A₀ = 0.10～0.35mm，現(xiàn)采用完全互換法裝配，試確定各組成環(huán)公差和極限偏差。

圖2? 齒輪與軸的裝配關(guān)系

a）模型圖?? b）示意圖?? c） 裝配尺寸鏈

解：

（1）畫(huà)裝配尺寸鏈? 如圖2所示，A₃為增環(huán)，A₁、A₂、A₄、A₅為減環(huán)。

（2）計(jì)算封閉環(huán)的基本尺寸A₀

封閉環(huán)的基本尺寸?????? A₀=A₃-（A₁+A₂+A₄+A₅）=[43-（30+5+3+5）]mm=0

根據(jù)題意，封閉環(huán)尺寸為??? A₀ =mm

所以封閉環(huán)的公差為T_A0 =（0.35-0.10）mm=0.25mm

（3）確定協(xié)調(diào)環(huán)? 本例中A₅為一墊片，易加工和測(cè)量，故選作協(xié)調(diào)環(huán)。

（4）確定各組成環(huán)公差

1）計(jì)算組成環(huán)平均公差T_AM==mm=0.05 mm

2）確定各組成環(huán)公差

A₄為標(biāo)準(zhǔn)件，A₄=mm，無(wú)需調(diào)整，T₄=0.05mm。

由于該尺寸鏈的組成環(huán)較多（5個(gè)），而且各組成的基本尺寸相差甚大，故以平均公差為基礎(chǔ)，根據(jù)等精度（或精度接近）原則調(diào)整。

查標(biāo)準(zhǔn)公差值表得知，當(dāng)組成環(huán)公差等級(jí)為IT9時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)公差值比較接近平均公差值，查標(biāo)準(zhǔn)公差值表得：T₁=0.052mm，T₂=0.03mm，T₃=0.062mm。

（5）確定組成環(huán)公差帶位置

A₁、A₂為外尺寸按基軸制確定公差帶位置： A₁=mm，A₂=mm。

A₃為內(nèi)尺寸按基孔制確定公差帶位置：A₃=mm。

協(xié)調(diào)環(huán)A ₅公差為

T₅=T₀-（T₁+T₂+T₃+T₄）=〔0.25-（0.052 +0.03 +0.062+0.05）〕mm=0.056 mm

（6）確定協(xié)調(diào)環(huán)A₅極限偏差

1）計(jì)算A ₅的下偏差：

因?yàn)椋?img alt="" height="31" src="file：///C：/Users/ADMINI～1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif" width="98"/>=-（E

則：=-（）-

=0.062mm-（-0.052- 0.03-0.05）mm-0.35mm

=-0.156 mm

2）計(jì)算A ₅的上偏差：

?S₅= I₅+T₅=-0.156mm +0.056mm =-0.100 mm

所以，協(xié)調(diào)環(huán)A₅的尺寸為A₅=?mm（約相當(dāng)于IT10，合理）。

上述實(shí)例運(yùn)用裝配尺寸鏈計(jì)算解決了齒輪與軸的裝配精度問(wèn)題，給機(jī)器的裝配工作帶來(lái)方便，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮了應(yīng)用的作用。