薛宏宾 史永栓 宋光
山西汾西重工有限责任公司 山西 太原 030027
摘要:机械产品质量高低,除了受到生产工艺影响,也会受到产品修配环节所影响,是产品功能实现的关键环节。为了保证机械设备各项功能正常使用,具体加工生产中需要做好各环节质量把控,但实际情况却是很多机械和零件由于装配精度较差,导致设备各项功能无法正常使用。对此,可以运用装配尺寸链来把控产品修配精度,将误差控制在合理范围内,提升机械设备生产质量。文章重点分析机械部件修配中,装配尺寸链的实际应用情况,便于提升部件精度,提升整体产品质量。
关键词:部件修配;装配尺寸链;机械设备;装配精度
机械产品设计制造涉及到诸多环节,各环节联系密切,任何一个环节出现问题,都会影响到机械设备生产质质量。零件尺寸和装配精度,很多程度上影响到机械设备生产质量,为了将精度控制在合理范围内,可以通过装配尺寸链来提升设备装配精度,计算个装配尺寸,但是由于需要装配的部件较多,各部件尺寸复杂,一定程度上增加了尺寸链的计算难度,很容易受到多种因素影响到生产精度。鉴于此,为了实现部件装配精度,应做好各环节协调与修配,获取组成环容差值,进而在装配尺寸链中期待封闭作用[1]。鉴于此,应综合分析研究机械部件修配中装配尺寸链应用,便于指导部件生产活动高效展开。
1 装配尺寸链概述
机械部件装配中,各部件之间有着密切的尺寸关系,形成的尺寸链,即装配尺寸链。如图1,单键配合中,A1尺寸是20mm,A2尺寸同样是20mm,A0=mm,三个尺寸形成完整装配尺寸链。
1.1装配尺寸链类型
装配尺寸链需要集合构成空间关系位置和各环几何要素形状,。细化为角度尺寸、直线尺寸链和平面尺寸链,其中直线尺寸链和角度尺寸链较为常见。前者是平行相关直线尺寸构成,此种尺寸链充分彰显了距离尺寸特点。后者则是零件要素构成垂直度或是平行度构成,组成环尺寸为0。
1.2装配尺寸链建立
建立装配尺寸链是装配精度控制的关键所在,需要做好各环节质量控制,提升装配质量精度。而实现这一目标,需要充分了解产品设计图和图纸装配关系,指导后续工作高效有序展开。首先,要确定封闭环,了解部件装配图,在把握部件装配精度,封闭环是机械设备产品精度控制的关键指标所在。为了保证装配后孔和轴转动灵活,需要控制装配后径向间隙0.005mm~0.015mm,即封闭环A0。其次,寻找组成环,从任意的封闭环一侧开始,在了解零部件装配关系基础上,实现零部件尺寸首尾连接在一起形成尺寸链图,在装配图中寻找相关尺寸即为组成环。最后,绘制尺寸链图,分析具体组成环的增或减[2]。
1.3装配尺寸链建立注意要点
装配尺寸链建立期间,需要把握注意事项:①结合装配精度要求,实现产品和部件尺寸链分层次建立;②遵循相应原则实现装配尺寸链组成环精简化,便于后期的分析计算,提升装配精度;③组成环数量与相关零件数相同,一个零件进入一个尺寸,计算相关零件具体数量;④为了精准计算和分析尺寸链,应考虑到不同的装配任务要求来确定封闭环境位置、方向,结合装配精度来调整装配尺寸规格,进而建立装配尺寸链。
2 修配装配法
为了控制机械产品质量和精度,需要做好部件加工各环节质量控制,结合不同产品特性编制合理的装配方案,并且多方考虑相关因素确定最佳的方案。修配装配法是一种常见的装配法,适合多种场合应用,结合装配精度要求来调整预留修配量,控制装配精度要求。需要注意的是,修配法零件制造精度无法达到很高水平,但是修配后即可提升装配精度。但是,装配期间需要人工测量分组零部件精度,一定程度上增加了整体工作量,并且对装配工作人员的专业技术要求较高。
装配法适合小批量部件生产,对于一些装配场景较为复杂的情况,如组成环数量过多、精度高,装配中所选择的方法有两种,一种是单独修配,在零件装配中要结合技术要求和工作经验,选择最佳的零部件修配加工,保证装配精度符合要求。另一种则是合并加工修配,批量生产的零部件生产中,如底板和车床尾座装配一体后,依据标准及时修配调试。除了上述方法,还有自身加工修配,适当的预留精加工余量,装配后通过机床加工生产。
3 修配装配中装配尺寸链应用
3.1计算步骤
装配尺寸链应用中,为了提升装配精度,需要通过以下几个环节来提升装配精度:
(1)装配尺寸链建立。结合技术要求和装配图纸,了解各部件装配精度关系,确定装配尺寸链,分析哪些零部件增减导致封闭环增加,确定封闭环。
(2)选择合适的封闭环尺寸规格,装配时确保封闭环装配精度符合要求。
(3)修配环选择。具体装配阶段,对零部件尺寸规格进行计算,在此基础上选择组一家的修配方法,调整尺寸组成环。基于此,综合考量修配便捷性,装配精度控制是前提条件,在此基础上选择合适的修配加工零件;规避公共环,是因为公共环会导致封闭环尺寸发生变化,不仅会导致装配工作复杂化,海水增加工作量;修配时表面质量和形位精度满足标准要求[3-5]。
(4)修配环外组成环偏差,为了减少生产成本,需要遵循精度原则来调整装配尺寸链的偏差和公差。
(5)计算装配环的尺寸偏差,多通过极值法计算装配环尺寸偏差,应结合具体情况深度分析。修配环如果出现增环情况,修配后的封闭环尺寸规格会变小,修配环最小值应控制在装配精度要求最小值以上,避免出现不修配就合格,精准计算偏差;修配环减环,修配后封闭环的尺寸规格增加,需要严格控制修配环最大值,小于装配精度要求最大值,保证修配质量,偏差控制在合理范围内。
(6)修配环尺寸校正,数据计算后确定封闭环的最小值和最大值,在此基础上确定修配装配修配余量范围,以此来控制零部件加工精度。
结论:
综上所述,为了提升机械部件装配质量,应合理运用装配尺寸链到实处,做好各环节质量把控,将误差控制在合理范围内,生产高质量的机械设备[6-7]。
参考文献:
[1]莫蓉,张栋梁,李春磊.基于D-S理论的飞机装配尺寸链修配环选择评价方法[J].计算机集成制造系统,2015,21(09):2361-2368.
[2]张昊华.装配尺寸链分析在轧机弯辊装置装配中-的应用[J].科技创新与应用,2013(27):53-54.
[3]李小林.竖式法原理及其在修配装配法尺寸链计算中的变通应用[J].漯河职业技术学院学报,2010,09(5):11-12.doi:10.3969/j.issn.1671-7864.2010.05.005.
[4]杨淑霞,贾全仓.基于极值法的修配法装配尺寸链计算[J].装备制造技术,2011,(12):34-36.doi:10.3969/j.issn.1672-545X.2011.12.012.
[5]苏建修.装配尺寸链中修配法装配的公式推导[J].机械研究与应用,1999,12(1):25-28.doi:10.3969/j.issn.1007-4414.1999.01.011.
[6]沈毓琴.修配法装配尺寸链的分析与计算[J].浙江农村技术师专学报,1994,():3-11.
[7]邱平基.装配尺寸链在选择装配方法中的应用[J].龙岩师专学报,2004,22(3):39-41.doi:10.3969/j.issn.1673-4629.2004.03.017.