正確運用裝配尺寸鏈計算確保完全互換裝配中的精度要求

閆纂文

摘要：裝配是機械制造過程的最后環節，質量的高低直接影響產品質量的好壞。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量精度要求，質量好的零部件是基礎，合理的裝配工藝方法是保障，裝配尺寸鏈計算的正確運用是不可或缺的手段。

關鍵詞 裝配尺寸鏈? 完全互換裝配? 實例分析

一、裝配尺寸鏈

在機器或部件的裝配關系中，由相互配合零部件的相關尺寸或相互位置關系所組成的尺寸鏈，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，這些相關尺寸組成一個封閉外形且按一定順序排列，構成一個裝配尺寸鏈。

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

（2）查找組成環

（3）畫出尺寸鏈圖，判斷增環、減環。

二、完全互換裝配法

完全互換裝配法是指在裝配過程中參與裝配的每一個零件不經任何選擇、修理和調整，裝上后全都能達到裝配精度要求的裝配方法。如果產品在使用過程中某一零件磨損或損壞，只要換上一個新的同類零件即可正常使用。這種方法的實質是靠控制零件的加工誤差來保證產品的裝配精度。

三、裝配尺寸鏈計算在完全互換裝配中的應用

1.完全互換裝配法尺寸鏈的計算方法和步驟：

（1）畫裝配尺寸鏈，判斷封閉環、增環和減環。

（2）確定封閉環基本尺寸及偏差。

（3）確定協調環。

（4）確定各組成環公差。

1）先確定各組成環的平均公差。

2）確定各組成環公差值。對于結構簡單，組成環數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）。

對于結構較復雜，組成環數較多且基本尺寸相差較大的裝配尺寸鏈，根據平均公差值查表對照標準公差值，避免出現個別零件精度很低，個別零件精度很高的現象。

各組成環的精度等級確定之后，再反過來確定各組成環的標準公差值。

3）確定組成環（除協調環外）公差帶位置。組成環（除協調環外）公差帶位置按“入體原則”標注。對于內尺寸（孔），其尺寸偏差按H配置;對于外尺寸（軸），其尺寸偏差按h配置。

4）確定協調環偏差。采用極值法計算，計算公式與工藝尺寸計算公式相同。

2.生產實例分析

如圖2為齒輪與軸的裝配關系，已知A₁= 30mm， A₂= 5mm， A₃=43mm，A₄ = 3mm（標準件）， A₅ = 5mm，? 要求裝配間隙A₀ = 0.10～0.35mm，現采用完全互換法裝配，試確定各組成環公差和極限偏差。

圖2? 齒輪與軸的裝配關系

a）模型圖?? b）示意圖?? c） 裝配尺寸鏈

解：

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

（2）計算封閉環的基本尺寸A₀

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

根據題意，封閉環尺寸為??? A₀ =mm

所以封閉環的公差為T_A0 =（0.35-0.10）mm=0.25mm

（3）確定協調環? 本例中A₅為一墊片，易加工和測量，故選作協調環。

（4）確定各組成環公差

1）計算組成環平均公差T_AM==mm=0.05 mm

2）確定各組成環公差

A₄為標準件，A₄=mm，無需調整，T₄=0.05mm。

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

查標準公差值表得知，當組成環公差等級為IT9時，標準公差值比較接近平均公差值，查標準公差值表得：T₁=0.052mm，T₂=0.03mm，T₃=0.062mm。

（5）確定組成環公差帶位置

A₁、A₂為外尺寸按基軸制確定公差帶位置： A₁=mm，A₂=mm。

A₃為內尺寸按基孔制確定公差帶位置：A₃=mm。

協調環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）確定協調環A₅極限偏差

1）計算A ₅的下偏差：

因為：=-（E

則：=-（）-

=0.062mm-（-0.052- 0.03-0.05）mm-0.35mm

=-0.156 mm

2）計算A ₅的上偏差：

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

所以，協調環A₅的尺寸為A₅=?mm（約相當于IT10，合理）。

上述實例運用裝配尺寸鏈計算解決了齒輪與軸的裝配精度問題，給機器的裝配工作帶來方便，對保證產品質量發揮了應用的作用。