【文章內容簡介】 裝配法 —— 完全互換裝配法 1 2 3 4 5 A 2 A 0 A 1 A 4 A 3 例 5：如圖，冷態(tài)下的軸向裝配間隙為 ~, A1=41mm, A2=A4=17mm，A3=7mm。求各組成環(huán)的公差及偏差 。 雙聯轉子泵軸向關系簡圖 54 互換裝配法 —— 完全互換裝配法 相依尺寸級級—)7(7)7(17100 1 00 1 AAAAITmmITmm?????解 : (1) 分析和建立尺寸鏈圖 封閉環(huán)尺寸是 )()( 0 ????? n ATAT icp 0 ???AA 0 A 4 A 1 A 3 A 2 （ 2）確定各組成環(huán)公差： 選擇 A1為“相依尺寸（協調環(huán)）” 55 互換裝配法 —— 完全互換裝配法 (3) 計算相依尺寸偏差 故“相依尺寸”為： mmmm)()()()()()()()()()()()()(4320143201??????????????????????AESAESAESAEIAEIAEIAEIAEIAESAES 41 ???A 基本尺寸 ES EI A1 41 A2 17 A3 7 A4 17 + + + + + 0 0 0 A0 0 + + 56 互換裝配法 —— 完全互換裝配法 ?當組成環(huán)為 標準件 尺寸時 (如軸承環(huán)或彈性墊圈的厚度等 )，其公差大小和極限偏差在相應標準中已有規(guī)定，是 已知值 。 ?對于 同時為幾個不同裝配尺寸鏈的組成環(huán) (稱為公共環(huán) )，其公差及分布位置的確定，應根據 對其有嚴格公差要求的那個裝配尺寸鏈的計算來確定 。在其余尺寸鏈計算中，該環(huán)的尺寸已經成為已知值。 ?尺寸相近、加工方法相同的組成環(huán) ，可取相等的公差值。 ?難加工或難測量的組成環(huán) ，可取較大的公差值。 ?各組成環(huán)的極限偏差按如體原則確定。 ?如通過上述過程確定各組成環(huán)公差后，不能滿足裝配后封閉環(huán)的要求。則可從組成環(huán)中選擇一個環(huán)，其公差大小和分布位置不按上述方法確定，而是通過計算確定，以便用它來協調各組成環(huán)與封閉環(huán)的關系，以滿足封閉環(huán)的要求。 ?這個預定在尺寸鏈中起協調作用的組成環(huán)稱為協調環(huán)，也叫補償環(huán)。 57 互換裝配法 —— 完全互換裝配法 ?一般選用便于制造及便于測量的零件尺寸作為補償環(huán)，取較小的制造公差，這樣可放寬難加工零件的尺寸公差。 ?協調環(huán)的尺寸是通過解算尺寸鏈求得的。 58 完全互換裝配法的特點及應用場合 ?裝配質量穩(wěn)定可靠 ?對裝配工人的技術等級要求低 ?裝配工作簡單、經濟、生產率高 ?便于組織流水裝配和自動化裝配 ?可保證零件、部件的互換性 ?便于組織專業(yè)化生產和協作生產 ?容易解決備件供應 ?當封閉環(huán)要求較嚴且組成環(huán)數目較多時，會提高零件的精度要求，造成零件加工比較困難 在成批、大量生產中，只要各組成環(huán)的加工在技術上有可能，且經濟上合理時， 應盡量優(yōu)先采用完全互換裝配法 59 大數互換裝配法 ?概念 指在絕大多數產品中，裝配時的各組成環(huán)不需要挑選或改變其大小或位置，裝入后即能達到封閉環(huán)的公差要求。采用的是統(tǒng)計公差公式計算。 ?要求 尺寸鏈封閉環(huán)的統(tǒng)計公差應小于或等于封閉環(huán)的公差要求 00STT?2 2 20101 mS i i iiT k Tk ??? ?其中 60 大數互換裝配法 0ST ??封閉環(huán)統(tǒng)計公差 0T ??封閉環(huán)公差要求值 iT ??第 i個組成環(huán) 公差 i? ??第 i個組成環(huán)傳遞系數 m?? 組成環(huán)環(huán)數 0k ??封閉環(huán)的相對分布系數 ik ??第 i個組成環(huán)的相對分布系數 2 2 20101 mi i iik T Tk ????(3) 表征尺寸分散性的系數，正態(tài)分布時 k=1。 61 大數互換裝配法 反計算時，可按“等公差”原則先求出各組成環(huán)的平均統(tǒng)計公差 ,avST再根據生產經驗，考慮各組成環(huán)尺寸的大小和加工難易程度進行適當調整。調整方法同完全互換法。 00,221av S miiikTTk????(4) 62 大數互換裝配法 00,221av S miiikTTk????0,1a v L miiTT????比較上兩式可見：當封閉環(huán)的公差 T0相同時，組成環(huán)的平均統(tǒng)計公差 Tav,S大于平均極值公差 Tav,L。 可見大數互換法的實質是使各組成環(huán)的公差比完全互換法所規(guī)定的公差大，從而使組成環(huán)的加工比較容易，降低了加工難度及加工成本。但是，其結果會使一些產品裝配后超出規(guī)定的裝配精度。 比較 極值公差 統(tǒng)計公差 63 大數互換裝配法求解結果的超差數量計算 ? 方法 ： 以一定的置信水平 P(％ )為依據 ? 置信水平 ： 代表裝配后合格產品所占的百分數 ? 超差產品的百分數 ： 1－ P 通常，封閉環(huán)趨近正態(tài)分布，取置信水平 P=%， 這時相對分布系數 k0=1， 產品中有 1－ P＝ ％ 的超差產品 。 在一定生產條件下，要求適當放大組成環(huán)公差時，可取較低的 P值 。 64 大數互換裝配法中的相對分布系數 ?組成環(huán)的 相對分布系數 ki：表征尺寸分散性的系數，取決于組成環(huán)的分布形式，正態(tài)分布時， k=1。 ?組成環(huán)的 相對不對稱系數 e：表征分布曲線不對稱程度的系數。 常見的幾種分布曲線及其相對分布系數 k與相對不對稱系數 e的取值 1 k 0 0 0 e 分布曲線 外尺寸 內尺寸 偏態(tài)分布 瑞利分布 均勻分布 三角分布 正態(tài)分布 分布特征 2Te?2Te?2Te?65 大數互換裝配法中相對分布系數的選取 ?大批大量生產條件下，在穩(wěn)定工藝過程中，工件尺寸趨近正態(tài)分布，可取 k=1， e=0。 ?在不穩(wěn)定工藝過程中，當尺寸隨時間近似線性變動時，形成均勻分布。計算時沒有任何參考的統(tǒng)計數據，尺寸與位置誤差一般可當作均勻分布，取 k=， e=0。 ?兩個分布范圍相等的均勻分布相結合，形成三角分布。計算時沒有參考的統(tǒng)計數據，尺寸與位置誤差也可當作三角分布，取 k=， e=0。 ?偏心或徑向圓跳動趨近瑞利分布，取 k=， e=。對于偏心在某一方向的分布，取 k=， e=0。 ?平行、垂直誤差趨近某些偏態(tài)分布；單件小批生產條件下，工件尺寸也可能形成偏態(tài)分布，偏向最大實體尺寸這一邊，取 k=， e=177。 。 66 大數互換裝配法的組成環(huán)公差計算 1 當尺寸鏈中各組成環(huán)在其公差帶內按正態(tài)分布時，封閉環(huán)也必按正態(tài)分布。此時， k0=ki=1， e0=0。各組成環(huán)的平均統(tǒng)計公差 Tav,S成為平均平方公差 Tav,Q 2 當尺寸鏈中各組成環(huán)具有各種不同分布時，只要組成環(huán)數不太小 (m≥5) ，各組成環(huán)分布范圍相差不大時，封閉環(huán)也趨近正態(tài)分布。此時， ki=k， k0=1， e0=0。各組成環(huán)的平均統(tǒng)計公差 Tav,S成為平均當量公差 Tav,E 0,21a v Q miiTT????(5) 67 大數互換裝配法的組成環(huán)公差計算 0,21a v E miiTTk ????(6) 00,221av S miiikTTk????比較 用大數互換法最理想的情況是組成環(huán)呈正態(tài)分布，此時平均平方公差 Tav,Q最大。 大 小 68 大數互換裝配法的特點 ?同完全互換法相似，只是互換程度不同。 ?由于大數互換法采用統(tǒng)計公差公式計算，因而擴大了組成環(huán)的公差，尤其是在環(huán)數較多時，組成環(huán)又呈正態(tài)分布時，擴大的組成環(huán)公差最顯著，因而對組成環(huán)的加工更為方便。 ?有少數產品超差。 ?只要當放大組成環(huán)公差所得到的經濟效果超過為避免超差所采取的工藝措施花的代價后，才可能采用大數互換法。 ?常應用于生產節(jié)拍不是很嚴格的成批生產中 。如機床和儀器儀表等產品裝配中。 69 分組裝配法 ? 概念的提出 采用互換裝配法達到封閉環(huán)公差要求，是靠限制組成環(huán)的加工誤差來保證的。當封閉環(huán)公差要求很嚴時，采用互換法會使組成環(huán)的加工很困難或很不經濟。為此，當尺寸鏈環(huán)數不多時，可采用分組裝配法。 ? 概念 先將組成環(huán)的公差相對于互換裝配法所求的值增大若干倍，使其能較經濟地加工；然后，將各組成環(huán)按其實際尺寸大小分為若干組，各對應組進行裝配，從而達到封閉環(huán)公差要求。也稱 分組互換法 。 ? 分組裝配法采用極值公式計算 70 分組裝配法 如圖，裝配技術要求規(guī)定：活塞銷 1與活塞銷孔在冷態(tài)裝配時，應有 ~，即最大和最小過 盈量 71 分組裝配法尺寸鏈的計算方法 分別為 m a x m in m a x D d m m? ? ? ?m in m a x m in D d m m? ? ? ?∴ 封閉環(huán)公差 T0—— 過盈公差為： 0 m a x m in Y Y m m? ? ?∴ 若采用完全互換法裝配，則銷與孔的平均極值公差 , LT m m?當銷與銷孔的基本尺寸為 26mm時，其公差等級為 IT2。 ∴ 加工困難，不經濟。 72 分組裝配法尺寸鏈的計算方法 采用分組法時 ： 先將銷與銷孔的公差在同方向都放大到四倍，由→ ，即 0 028d mm?? 528D mm???可用無心磨床加工 可用金剛鏜床加工 用精密量具測量尺寸，并按尺寸大小分成四組，涂上不同的顏色加以區(qū)別，或裝入不同容器內，再按各對應組進行裝配，即大的活塞銷配大的活塞銷孔，小的活塞銷配小的活塞銷孔，裝配后仍能保證過盈量的要求。具體分組如下圖所示。 73 分組裝配法尺寸鏈的計算方法 74 分組裝配法的實施條件 ?配合件的公差應相等，公差要向同方向增大，增大的倍數應等于分組數。 ?由于裝配精度取決于分組公差，所以 配合件的表面粗糙度和形狀公差 均需與分組公差相適應， 不能隨尺寸公差的增大而放大 。表面粗糙度和形狀公差一般應小于分組公差的 50％。因此， 分組法的組數不能任意增加，它受零件表面粗糙度和形狀公差的限制。 ?為保證對應組內相配件的數量要配套， 相配件的尺寸分布應相同 ，如同為正態(tài)分布或同方向的偏態(tài)分布；否則，將如下圖所示產生剩余零件。為此，在實際生產中常常專門生產一些與剩余件配套的零件，以解決積壓剩余件問題。 正確采用分組裝配法的 關鍵 ，是 保證分組后各對應組的配合性質和配合公差滿足設計要求 。同時， 對應組內相配件的數量要配套 。為此，必須滿足以下條件： 75 分組裝配法的特點及應用場合 ?可降低對組成環(huán)的加工要求，而不降低裝配精度。 ?增加了測量、分組和配套工作。 ?當組成環(huán)數較多