李雙成，陳興媚

（廣東理工學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化系，廣東肇慶 526100）

0 引言

裝配尺寸鏈?zhǔn)菣C(jī)器在裝配過程中保證各個(gè)零部件能夠處于正確位置的關(guān)鍵所在，也是一臺(tái)機(jī)器能夠良好工作和使用壽命之保證。裝配尺寸鏈的計(jì)算方法很多，不同的設(shè)備由于零部件制造工藝和適用場(chǎng)合不同，因此裝配工藝要求也千差萬別。在成批量生產(chǎn)或單件小批量生產(chǎn)中，當(dāng)裝配精度要求較高，組成環(huán)數(shù)較多時(shí)，如：采用互換法裝配對(duì)組成環(huán)的公差要求過嚴(yán)，造成加工困難；采用分組裝配法又因生產(chǎn)零件數(shù)量少、種類多而難以分組，這時(shí)采用修配法就能夠完全滿足加工要求[1-4]。

1 原理及補(bǔ)償環(huán)選取要求

1.1 修配法原理

修配法的原理是：設(shè)備在裝配前預(yù)先選定一個(gè)零件作為補(bǔ)償環(huán)，其他各零部件按照經(jīng)濟(jì)加工精度制造。裝配時(shí)，通過對(duì)尺寸鏈中預(yù)先選定補(bǔ)償環(huán)尺寸的修刮來保證設(shè)備裝配精度的方法。如裝配圖1所示的雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵，要求冷態(tài)下的裝配間隙為A0=(0.05～0.15)mm。各組成環(huán)的公稱尺寸為：A1=41 mm，A2=A4=17 mm，A3=7mm。采用修配法裝配，試確定各組成環(huán)公差及其分布。

圖1 雙聯(lián)轉(zhuǎn)子泵

圖2 尺寸鏈

1.2 補(bǔ)償環(huán)選取要求

補(bǔ)償環(huán)的選取一般應(yīng)滿足兩個(gè)要求：一是補(bǔ)償環(huán)不能為公共組成環(huán)，因?yàn)楣步M成環(huán)與多個(gè)裝配尺寸精度相關(guān)，修配后難以保證多個(gè)尺寸精度同時(shí)滿足裝配要求[5]。二是盡量選取零件形狀簡(jiǎn)單、易于裝拆、修配面積較小的零部件為補(bǔ)償環(huán)，這樣方便裝拆、修刮[5]。例如：從圖1可以看出隔板A3形狀簡(jiǎn)單，空套于主軸上又非公共環(huán)，雖然裝拆麻煩一點(diǎn)，但修配容易，故選取A3作為補(bǔ)償環(huán)。再者，補(bǔ)償環(huán)在修配過程中起著至關(guān)重要的作用。在解尺寸鏈的過程中，由于補(bǔ)償環(huán)是越修越小，在整個(gè)尺寸鏈中會(huì)引起封閉環(huán)的變化。變化情況有兩種：一種是修刮補(bǔ)償環(huán)后使封閉環(huán)尺寸增大；另一種情況是會(huì)引起封閉環(huán)尺寸變小，不同情況應(yīng)區(qū)別對(duì)待。

1.2.1 修刮補(bǔ)償環(huán)后使封閉環(huán)尺寸增大

（a）選取補(bǔ)償環(huán)

由上述分析選取A3為補(bǔ)償環(huán)，由圖2所示的尺寸鏈圖分析可知，當(dāng)A3修刮后會(huì)致使封閉環(huán)A0尺寸變大，又因?yàn)锳0=mm，T0=0.15-0.05=0.1(mm)。

（b）確定各組成環(huán)公差及偏差值（除補(bǔ)償環(huán)外）按照經(jīng)濟(jì)加工精度選取組成環(huán)公差值，選A2、A4按IT9制造，A1按IT10制造，A3按IT12制造，即：0.043 mm，0.1 mm，TA3=0.15 mm；將各組成環(huán)（除補(bǔ)償環(huán)外）按入體原則標(biāo)注，則：A2、A4為外尺寸取 A2=A4=mm， A1按為內(nèi)尺寸取A1=mm。

（c） 確定修配環(huán)A3最大補(bǔ)償量

（d）確定各組成環(huán)中間偏差（除修配環(huán)外）及補(bǔ)償環(huán)A3極限偏差

（e） 校驗(yàn)裝配后封閉環(huán)極限偏差

因此，修配環(huán)需要修整±0.118 mm，裝配精度才能保證不變。

（f）確定修配環(huán)A3的尺寸

由圖2可知，A3是減環(huán)，越修A3，封閉環(huán)A0尺寸越大，為“越修越大”的情況。因此，只有裝配后封閉環(huán)的實(shí)際尺寸 A0max=A0+ES0不大于封閉環(huán)要求最大尺寸=A0+時(shí)，才可能進(jìn)行裝配，否則不能進(jìn)行裝配，即應(yīng)滿足不等式：A0max≤或 ES0≤。為降低修刮工作量，修配量在滿足足夠的前提下應(yīng)取最小值，應(yīng)有：或ES0=，則：ES0==0.15 mm；而修配環(huán)A3=mm時(shí)，裝配后封閉環(huán)上偏差則為：ES0=0.268 mm；若要滿足ES0==0.15 mm，只有增加A3尺寸，因此修配環(huán)應(yīng)增加0.118 mm，即：A3=(7+0.11m=mm=mm。

1.2.2 修刮補(bǔ)償環(huán)后使封閉環(huán)尺寸減小

車床床鞍與床身導(dǎo)軌裝配圖如圖3所示。為保證床鞍在床身導(dǎo)軌上準(zhǔn)確移動(dòng)，裝配技術(shù)要求規(guī)定，其配合間隙為0.1～0.3 mm；試用修配法確定各零件有關(guān)尺寸及公差[6]。

圖3 車床床鞍與床身導(dǎo)軌裝配圖

圖4 床鞍與床身導(dǎo)軌尺寸鏈圖

（a）選取補(bǔ)償環(huán)

對(duì)于圖3可以以底拖板作為修配件，該零件滿足上述補(bǔ)償環(huán)的兩個(gè)要求；連接底拖板在修刮時(shí)可以修刮A面也可以修刮B面，修刮二者的任何一面都可以調(diào)整配合間隙尺寸0.1～0.3 mm。但二者對(duì)封閉環(huán)A0=0.1～0.3 mm的影響不同。由圖4所示的床鞍與床身導(dǎo)軌尺寸鏈圖可知，修刮A面時(shí)，會(huì)使封閉環(huán)尺寸變小；修刮B面時(shí)，封閉環(huán)尺寸則會(huì)變大。修刮補(bǔ)償環(huán)導(dǎo)致封閉環(huán)尺寸變大的情況在前例中已有詳述，這里不再贅述，可自行仿照前例深入計(jì)算。因此，這里選取底拖板上表面A面作為修刮面。由圖4可知：mm；T0=0.3-0.1=0.2(mm)。

（b）確定各組成環(huán)公差及偏差值（除補(bǔ)償環(huán)外）

由圖3可知，各個(gè)配合表面均為平面可用半精銑削加工，按照經(jīng)濟(jì)加工精度選取組成環(huán)公差值： A1、A2、A3、A4按IT10制造，即：TA1=TA4

=0.084 mm，TA2=0.1 mm；將各組成環(huán)（除補(bǔ)償環(huán)外）按入體原則標(biāo)注，則：A1=mm；A3=mm；A4=mm。

（c）確定修配環(huán)A2最大補(bǔ)償量

（d）確定各組成環(huán)中間偏差（除修配環(huán)外）及補(bǔ)償環(huán)A2極限偏差

（e）校驗(yàn)裝配后封閉環(huán)極限偏差

因此，修配環(huán)需要修整±0.084 mm，裝配精度才能保證不變。

（f）確定修配環(huán)A2的尺寸

由圖4可知，A2是增環(huán)，越修A3，封閉環(huán)A0尺寸越小，為“越修越小”的情況。因此，只有裝配后封閉環(huán)的實(shí)際尺寸A0min=A0+EI0不小于封閉環(huán)要求最小尺寸=A0+時(shí)，才可能進(jìn)行裝配，否則不能進(jìn)行裝配，即應(yīng)滿足不等式：A0min≥或 EI0≥。為降低修刮工作量，修配量在滿足足夠的前提下應(yīng)取最小值，應(yīng)有：A0min=或EI0=，則：EI0==0.1 mm；而修配環(huán)A2=mm時(shí)，裝配后封閉環(huán)下偏差則為：EI0=0.1-0.084=0.016(mm)若要滿足 EI0==0.1 mm，只有增加A2尺寸，因此修配環(huán)應(yīng)增加0.084 mm，即：A2=(36+0.0mm=36.mm=mm。

2 修配法分類及優(yōu)缺點(diǎn)

實(shí)際生產(chǎn)中，修配法的種類很多，常見的有單件修配法、自身加工修、合并加工修配法等，其各自有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的設(shè)備裝配場(chǎng)合。就修配法本身來說，其優(yōu)缺點(diǎn)鮮明，優(yōu)點(diǎn)是：組成環(huán)均能以加工經(jīng)濟(jì)精度制造，可以獲得很高的裝配精度；缺點(diǎn)是：增加了修配工作量、生產(chǎn)效率低、對(duì)工人的裝配水平要求較高，僅適用于單件小批量生產(chǎn)中裝配那些組成環(huán)數(shù)較多而裝配精度又要求較高的機(jī)器結(jié)構(gòu)[7-8]。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)器裝配是機(jī)械從業(yè)人員經(jīng)常會(huì)碰到的實(shí)質(zhì)性常見問題，如何在不同的設(shè)備中保證機(jī)器組裝精度顯得尤為重要，而對(duì)于小批量生產(chǎn)的設(shè)備來說，廠商的利潤(rùn)本來就很低，如何在降低這類產(chǎn)品的生產(chǎn)成本、提高利潤(rùn)的同時(shí)，又能保證裝配設(shè)備的出廠精度要求，就需要機(jī)械從業(yè)人員尋找到一種二者兼顧的好的裝配尺寸鏈換算方法。本文所闡述的修配法為這二者找到了一個(gè)很好的平衡點(diǎn)，因此，掌握這種方法的計(jì)算也是機(jī)械從業(yè)人員的必備技能[9-10]。