在成批生产中,若装配尺寸链的封闭环公差要求较严,组成环又较多时,用互换装配法势必要求组成环的公差很小,提高了装配精度,造成零件加工困难,并影响机器制造的经济性。
若用分组装配法,又会因装配尺寸链环数多,使测量、分组和配套工作变得非常困难和复杂,甚至造成生产上的混乱。在单件小批生产时,当封闭环公差要求较严,即使组成环数很少,也会因零件生产数量少而不能采用分组装配法。
在单件生产、小批生产中装配那些装配精度要求高、组成环数又多的机器结构时,常用修配装配法。
1)基本概念
修配装配法是将装配尺寸链中各组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大,使其能按现有生产条件下较经济的加工精度制造,装配时通过去除补偿环(或称修配环,是预先选定的某一组成环)部分材料,改变其实际尺寸,使封闭环达到精度要求的装配方法。修配装配法简称修配法。
补偿环是用来补偿其他各组成环由于公差放大后所产生的累积误差。
因修配装配法是逐个修配机器,所以机器中采用修配法装配部分的不同机器的同类同型零件不能互换。不具有互换性。
通常,修配装配法采用极值法计算。
2)计算方法
采用修配装配法的关键是正确选择补偿环,并确定其尺寸及极限偏差。
(1)选择补偿环。一般地,补偿环应便于装拆,易于修配。因此,补偿环应选形状比较简单、修配面较小的零件。补偿环应选只与一项装配精度有关的环,不应选择公共组成环作补偿环。
(2)按经济加工精度确定除了补偿环之外的组成环的公差及偏差。按照“入体原则”,确定上述各组成环的尺寸。
(3)确定补偿环的尺寸及极限偏差。确定补偿环尺寸及极限偏差的出发点是要保证修配时的修配环有足够的修配量,且修配量不能太大。为此,首先要了解补偿环被修配时,对封闭环的影响是越修越大,还是越修越小。
【实例9-4】车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求0~0.06 mm,且只允许尾座套筒锥孔轴线高。略去各相关零件轴线同轴度误差,得到只有A1、A2、A3这3个组成环的简化尺寸链,如图9-27所示。若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202 mm、46 mm和156 mm。用修配法装配,试确定A1、A2、A3的偏差。
图9-27 车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链
解:(1)选择补偿环。本例中修刮尾座底板最为方便,故选A2作补偿环。
(2)确定各组成环公差及除补偿环外的各组成环公差带位置。A1和A3两尺寸均采用镗模加工,经济公差为0.1 mm,按对称原则标注,有A1=(202±0.05)mm,A3=(156±0.05)mm。A2采用精刨加工,经济公差取0.15 mm。
(3)确定补偿环公差带的位置。用A00表示修配前封闭环实际尺寸。本例中,补偿环修配后封闭环变小,故A00的最小值应与A0的最小值相等。按直线尺寸链极值算法公式,可导出
(4)计算补偿环大小。在图9-27所示的尺寸链中,A0=,补偿环A2基本尺寸为46 mm,设补偿环A2的上偏差为ESA2,下偏差为EIA2。(www.xing528.com)
因EI0=EIA2+EIA3-ESA1,即
0=EIA2-0.05-0.05
得
EIA2=+0.10 mm
又因ESA2-EIA2=0.15 mm,得
ESA2=0.25 mm
所以A2=
3)修配的方法
(1)单件修配法。选择某一固定零件为修配件(即补偿环),装配时对该零件进行补充加工改变其尺寸,以保证装配精度要求。
(2)合并修配法。将两个或更多的零件合并在一起后再进行加工修配,合并后的尺寸可以视为一个组成环,这就减少了装配尺寸链环数,并减少了修配量。
上例中,将尾座和底板配合面配刮后成一体,再精镗套筒孔。此时,直接获得尾座套筒孔轴线至底板底面的距离A23,由此构成新的装配尺寸链,如图9-28所示。组成环数减少为两个,这也是装配尺寸链最短路线原则的一个应用。
(3)自身加工修配法。在机床制造中,有一些装配要求,总装时用自身加工自己的方法,来满足装配精度比较方便。例如,牛头刨床总装时,自刨工作台面;转塔车床总装时,就地加工转塔安装孔。如图9-29所示。
图9-28 配尺寸链最短路线原则
图9-29 转塔车床自身加工
4)修配装配法特点及应用范围
修配法可以降低对组成环的加工要求,利用修配补偿环的方法可获得较高的装配精度,尤其是尺寸链中环数较多时,修配法优点更为明显。
但是,修配工作往往需要技术熟练的工人;修配操作大多是手工操作,需要逐个机器进行修配,所以修配法生产率低,不容易保证一定生产节拍,不适合组织流水线装配,修配法装配的机器中的零件没有互换性。
大批大量生产中很少采用修配法装配;单件小批量生产中广泛采用修配法,特别是精度要求高时,更需要采用修配法降低加工成本;中批量生产中,当装配精度要求高时,也可以采用修配法。
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