装配方法及应用

7.3　装配方法及应用

产品的装配方法是根据产品的产量和装配的精度要求等因素来确定的。一般情况下，产品的装配精度要求高，则零件的精度要求也高。但是，根据生产的实际情况采用合理的装配方法，也可以用精度较低的零件来达到较高的装配精度。常用的装配方法有以下几种：

1．互换装配法

按照装配零件所能达到的互换程度，分为完全互换法和不完全互换法。

（1）完全互换法。所谓完全互换法是在装配时各配合零件不经修理、选择和调整即可达到装配精度要求。要使被装配的零件达到完全互换，装配的精度要求和被装配零件的制造公差之间应满足：

式中：T_∑——装配精度所允许误差范围，单位为μm；

T_i——影响装配精度的零件尺寸的制造公差，单位为μm；

n——装配尺寸链的总环数。

采用完全互换法进行装配时，如果装配的精度要求较高，以及当装配尺寸链的组成环较多时，各组成环的公差必然很小，将使零件加工困难。但是采用完全互换装配法具有装配工作简单、对装配工人的技术水平要求不高、装配质量稳定、易于组织流水作业、生产率高、产品维修方便等优点。因此，这种方法在机械制造生产中获得了广泛的应用。

（2）不完全互换法。采用完全互换装配法是按分配装配尺寸链中各组成环的尺寸公差。但是某些情况下计算出的零件尺寸公差，往往使精度要求偏高，制造困难。而不完全互换法则是按照确定装配尺寸链中各组成零件的尺寸公差，这样可使尺寸链中各组成环的公差增大，使产品零件的加工变得容易和经济。但这样做的结果将有0.27%的零件不能互换。不过，这一数值是很小的。所以这种方法被称为不完全互换装配法。不完全互换法充分考虑了零件尺寸的分布规律，适合在成批大量的生产中采用。

2．分组装配法

分组装配法是将产品各配合零件按实测尺寸进行分组，装配时按组进行互换性装配以达到装配精度的方法。

当产品的装配精度要求很高时，装配尺寸链中各组成环的公差必然很小，致使零件加工困难。还可能使零件的加工精度超出现有工艺所能实现的水平，在这种情况下可采用分组装配法。先将零件的制造公差扩大数倍，按经济精度进行加工，然后将加工出来的零件按扩大前的公差大小分组进行装配。在模具的导柱、导套加工中常采用此法。

采用分组装配法时应注意以下几点：

（1）每组配合尺寸的公差要相等，以保证分组后各组的配合精度和配合性质都能达到原来的设计要求。因此，扩大配合尺寸的公差时要向同方向扩大，扩大的倍数就是以后分组的组数。

（2）分组不宜过多（一般分为4～5组），否则零件的测量、分类和保管难度加大。

（3）分组装配法不宜用于组成环很多的装配尺寸链，因为尺寸链的环数如果太多，也和分组过多一样，会使装配工作复杂化，一般只适宜尺寸链的环数n<4的情况。

另外采用分组装配法还应当严格零件的检测、分组、识别、贮存和运输等方面的管理工作。

3．修配装配法

在装配时修去零件上预留修配量以达到装配精度的方法，称为修配装配法。这种装配方法在单件、小批量生产中被广泛采用。常用的修配方法有三种：

（1）按件修配法。按件修配法是在装配尺寸链的组成环中预先指定一个零件作为修配件（修配环），装配时再用切削加工改变该零件的尺寸以达到装配精度要求。

例如，如图7-3所示热固性塑料压缩模，装配后要求上、下型芯在B面上，凹模的上、下平面与上、下固定板在A、C面上同时保持接触。为了使零件的加工和装配简单，选凹模作为修配环。在装配时，先完成上、下型芯与固定板的装配，并测量出型芯对固定板的高度尺寸。按型芯的实际高度修磨A、C面，凹模的上、下平面在加工中应留适当的修配余量，其大小可根据生产经验或计算确定。

图7-3　热固性塑料压缩模

1—上型芯；2—嵌件螺杆；3—凹模；4—螺钉；5—型芯拼块；6—下型芯；7—型芯拼块；8、12—支承板；9—下固定板；10—导柱；11—上固定板

在按件修配法中，选定的修配件应是易于加工的零件，在装配时它的尺寸改变对其他尺寸链不致产生影响。由此可见上例选凹模为修配环是恰当的。

（2）合并加工修配法。合并加工修配法，是把两个或两个以上的零件装配在一起后，再进行机械加工，以达到装配精度要求。将零件组合后所得尺寸作为装配尺寸链的一个组成环看待，从而使尺寸链的组成环数减少，公差扩大，更容易保证装配精度。

例如，如图7-4所示凸模和固定板连接后，要求凸模的上端面和固定板的上平面共面。在加工凸模和固定板时，对尺寸A₁、A₂并不严格控制，而是将两者装配在一起同磨，以保证装配要求。

图7-4　磨凸模和固定板的上平面（合并加工修配法）

（3）自身加工修配法。用产品自身所具有的加工能力对修配件进行加工达到装配精度的方法，称为自身加工修配法。这种修配方法常在机床制造中采用。

修配法的优点是能够获得很高的装配精度，而零件的制造精度可以放宽，缺点是装配中增加了修配工作量，工时多且装配质量依赖于工人技术水平，生产率低。

采用修配法时应注意：

1）应正确选择修配对象。应选择那些只与本项装配精度有关而与其他精度无关的零件。通过装配尺寸链计算修配件的尺寸与公差，既要有足够的修配量，又不要使修配量过大。

2）应尽可能考虑用机械加工方法代替手工修配。

4．调整装配法

在装配时用改变模具中可调整零件的相对位置或选用合适的调整件（如垫片、垫圈）以达到装配精度的方法，称为调整装配法。调整装配法的实质与修配法相同，仅做法不同。调整装配法是用更换调整零件或改变调整零件位置的方法达到装配精度。而修配装配法是从修配件上切除一定的修配余量达到装配精度。调整装配法可以放宽零件的制造公差，但装配时与修配法一样费工费时，并要求工人有较高的技术水平。常用的调整装配法有两种：

（1）可动调整法。可动调整法是在装配时，用改变调整件的位置来达到装配要求的方法。如冷冲模上出件的弹性顶料装置，通过旋转螺母，压缩橡皮，改变顶件力大小。

（2）固定调整法。固定调整法是在装配过程中选用合适的形状、尺寸调整件，达到装配要求的方法。如图7-5所示，塑料注射模滑块型芯水平位置的调整，可通过更换调整垫的厚度达到装配精度的要求。调整垫可制成不同厚度，根据预装配时对间隙的测量结果，选择一个适当厚度的调整垫进行装配，以达到所要求的型芯位置。

不同的装配方法，对零件的加工精度、装配的技术水平要求、生产效率也不相同。因此，在选择装配方法时，应从产品装配的技术要求出发，根据生产类型和实际生产条件合理进行选择。

图7-5　固定调整方法

1—调整垫；2—滑块型芯；3—定模板