【摘要】在某些特殊場合,用陶瓷套和陶瓷柱塞制造成的點膠機(jī),能達(dá)到點膠量的準(zhǔn)確并且陶瓷點膠套和柱塞又耐磨,用陶瓷材料做成的點膠機(jī)能解決此類難題。
【關(guān)鍵詞】耐磨點膠機(jī)陶瓷材料
一、作為互換性生產(chǎn)的重要基礎(chǔ),合理的選擇和
使用公差與配合
可以提高互換性生產(chǎn)效率,同時會提高產(chǎn)品質(zhì)量,能夠有效地降低生產(chǎn)成本,達(dá)到節(jié)約低碳的效果。進(jìn)行設(shè)計時,公差與配合的選取主要有:基準(zhǔn)制的確定、公差等級的選取和配合種類。
1、進(jìn)行基準(zhǔn)的選取時,要從以下幾個方面進(jìn)行綜合考慮:包括結(jié)構(gòu)、工藝、經(jīng)濟(jì)情況,衡量利弊之后再進(jìn)行選擇。
2、在無特殊情況下,一般選用基孔制??椎募庸ひ容S加工難度更大,所用刀具和測量工具的尺寸規(guī)格也相應(yīng)嚴(yán)格,選用基孔制可以減少定值刀和測量工具的數(shù)量,減少步驟。如果存在明顯經(jīng)濟(jì)效果,比如冷拔鋼制作軸,或者同一基本尺寸的軸上裝配幾個零件的配合不一致,則需要采用基軸制。
3、配合標(biāo)準(zhǔn)件時基準(zhǔn)要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)件確定。配合滾動軸承的軸要采用基孔制,配合滾動軸外圈的孔應(yīng)按基軸制。
4、采用任一孔和軸公差帶的配合來滿足特殊要求。
在選取公差等級時,選用依據(jù)的原則有:基本尺寸≤500mm的較高等級的配合,孔的加工比同級軸難度更高,準(zhǔn)公差≤IT8級時,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn),采用孔比軸低一級的配合方式。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)公差﹥IT8級或基本尺寸﹥500mm的配合時,孔的加工精度比軸加工可靠,推薦使用同級的軸、孔配合。
合理公差等級的選取是達(dá)到機(jī)器零件使用要求和制造成本之間平衡的決定性手段。在進(jìn)行選取時,要滿足設(shè)計要求,同時也要兼顧工藝可達(dá)性和制造成本。在滿足使用要求的前提下,盡量選取低的公差精度值,降低零件加工難度。
在選取配合時,要盡量使用優(yōu)先配合和常用配合。優(yōu)先配合和常用配合一般加工都比較方便,同時能夠保證很高的加工精度。當(dāng)優(yōu)先配合和常用配合不能達(dá)到使用要求,可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),選擇一般用途的孔、軸公差帶,組合成為符合要求的配合。仍然不能滿足使用要求時,可以從國家標(biāo)準(zhǔn)提供的軸公差帶和孔公差帶中選擇合適的公差帶,進(jìn)行新的配合。選擇合適的基準(zhǔn)之后,再根據(jù)確定的基準(zhǔn)和使用要求配合公差大小,也就是分配間隙和過盈,來查找確定同基準(zhǔn)件相匹配的孔、軸基本偏差代號,然后再確定基準(zhǔn)件及配合的公差等級。在處理間隙配合時,因為基本偏差的大小就是最小間隙的大小,所以基本偏差代號可以根據(jù)最小間隙確定。對過盈配合,基準(zhǔn)件的公差等級一旦確定,就可以用最小過盈尺寸來確定配合件的基本偏差代號,最后根據(jù)配合公差的要求,確定孔、軸的公差等級。
機(jī)器零件能否長期穩(wěn)定的運轉(zhuǎn),零件的磨損程度和運轉(zhuǎn)效率都取決于配合是否合理。具體配合選取的方法有如下幾種;
1、通過計算,求出需要的間隙和過盈。機(jī)械設(shè)計擁有一套完整的公差計算和配合選取的計算方法、公式。正確的運用相關(guān)公式,采用數(shù)學(xué)的方法完成配合的選取。滑動軸承中的間隙配合,保證滑動軸處于液體摩擦狀態(tài)需要的間隙可以通過對流體潤滑理論的應(yīng)用。通過計算得出結(jié)果,根據(jù)結(jié)果選取符合要求的配合。解決過盈配合的選取時,可以利用彈塑性變形理論和金屬學(xué),各根據(jù)公式求出最小過盈,并據(jù)此來確定過盈配合。除了確定過盈配合,彈塑性理論還可以計算工程材料損壞的極限,用來檢驗最大過盈時是否會造成破壞。但是在實際選取配合的過程中影響因素很多,往往很多因素不能量化,也無法通過理論公式進(jìn)行計算,只能估算近似值,因此,在實際生產(chǎn)中還需要試驗來檢驗。
2、通過配合試驗,研究試驗結(jié)果,并以此來確定最佳配合。試驗的方法是最直觀結(jié)果最可靠的,但是實驗需要的是大量的實驗材料和時間、經(jīng)費。只有機(jī)器精密程度很高的時候才會使用。比如風(fēng)鎬與鎬筒的配合對風(fēng)鎬的性能和壽命都有很大的影響,配合的選取就可以采用實驗的方法。
3、和同類機(jī)械機(jī)構(gòu)已經(jīng)在實際使用中的配合作對比,然后根據(jù)使用要求,選擇合理的配合。
實際生產(chǎn)使用最廣泛的配合選取方式是類比法。這種方法需要的是對機(jī)械機(jī)構(gòu)的功能、服役條件、使用要求精度等具有充分的了解和調(diào)查,然后根據(jù)使用精度,和對各種配合特性、適用范圍的了解,確定既滿足使用精度,又節(jié)約加工成本的配合方式。
二、點膠機(jī)配合精度的設(shè)計過程
在點膠機(jī)使用的過程中,點膠閥在點膠機(jī)工作過程中起到心臟的作用,點膠閥的配合間隙在使用過程中起著重要的作用,當(dāng)點膠閥的陶瓷套和陶瓷柱塞的配合間隙過大時,膠水會從點膠機(jī)中漏出,造成膠水的浪費,并且影響整臺機(jī)器的正常工作。當(dāng)配合間隙太小時,套和柱塞無法裝配,只有當(dāng)配合間隙設(shè)計的合理和膠水的粘度正好匹配時,點膠機(jī)不漏膠又可正常工作,此時的設(shè)計才是合理的。我們剛開始設(shè)計的陶瓷套和陶瓷柱塞由于配合間隙太大,造成點膠機(jī)工作時經(jīng)常漏膠而被客戶多次投訴。下面是投訴的內(nèi)容:1>陶瓷套通孔處留有殘膠。由于通孔處在客戶使用時會裝上針頭,時間長了,殘膠脫落存在堵住針頭的隱患,還請此次把殘膠清除干凈。2>陶瓷套通孔與金屬件通孔偏離。這樣也會影響客戶噴膠精度,還請這次安裝時加以注意。3﹥在加工陶瓷閥芯頂端通槽的時候,存在通槽對稱度偏離嚴(yán)重的問題。這次我們圖紙對通槽對稱度限定在0.03希望能避免此問題出現(xiàn)。最后經(jīng)過我們重新設(shè)計套和軸的配合間隙最終解決了點膠機(jī)漏膠的難題。
以下是本公司點膠機(jī)氧化鋯陶瓷套和陶瓷柱塞的公差與配合設(shè)計過程:包括確定基準(zhǔn)制、公差等級與配合種類。在某個行業(yè)需用點膠閥來精確控制點膠量并且套和軸又要耐磨,如:點膠機(jī)有1孔和軸的基本尺寸為Ф6,配合間隙的要求時+0.005~+0.007mm,如何確定孔與軸的配合種類、精度等級。
解:1)首先選擇基準(zhǔn)制,根據(jù)基準(zhǔn)值選取規(guī)則,選用基孔制。孔的基本偏差代號為H,EI=0
2)公差等級的確定,結(jié)合使用要求,配合公差為
Tf =Xmax-Xmin=+0.007-(+0.005)=0.002mm Tf —配合公差
假設(shè)孔與軸同級配合,則
Th= Ts = Tf /2 =0.002/2=0.001mm Th—孔的標(biāo)準(zhǔn)公差 Ts —軸的標(biāo)準(zhǔn)公差
從標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表中查得:孔和軸公差等級為IT1級,按照工藝原則,孔應(yīng)比軸低一個公差等級,故選孔為IT1級,軸為IT0級,
查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表得 Th =1um 軸為IT1 Ts =0.6um
配合公差 Tf = Th + Ts = 1um+0.6um = 1.6um < 2u 符合使用要求
3)配合種類的選取,使用要求規(guī)定,本列為間隙配合,采用基孔制,孔的基本偏差代號為H1,孔的極限偏差為ES=EI+ Th =0+0.001=0.001 um 孔公差代號為Φ6H1( 0 +0.001 )
根據(jù)Xmin = EI-es 已知Xmin =0.005 EI=0 則es=-0.005 而es作為軸的基本偏差, ei=es-IT=-0.005-0.0006=-0.0044um 軸的公差帶代號為為Φ6( -0.0044 -0.005 )
選擇配合為Φ6H1( 0 +0.001 )/ Φ6 ( -0.0044 -0.005 )
4)檢驗設(shè)計結(jié)果
Xmax =ES-ei=+0.001-(-0.0044)=+0.0054mm
X min =EI-es=0-(-0.005)=+0.005mm
Φ6H1/ g0的X max =+5.4μm,X min =+5μm,它們分別小于要求的最大間隙(+7μm)和等于要求的最小間隙(+5μm),因此設(shè)計結(jié)果滿足使用要求 。
參考文獻(xiàn)
[1]《互換性與技術(shù)測量》