修配装配法

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什么是修配装配法^[1]

　　修配装配法是将尺寸链中各组成环的公差相对于互换装配法所求之值增大，使其能按该生产条件下较经济的公差制造，装配时去除补偿环(预先选定的某一组成环)部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求。

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修配装配法的优缺点^[2]

　　修配装配法的主要优点是：组成环均能以加工经济精度制造，但却可获得较高的装配精度。

　　不足之处是：增加了修配工作量，生产效率低，对装配工人技术水平要求高。

　　修配装配法常用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。

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修配装配法的运用^[3]

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修配法的使用

　　修配装配法是将尺寸链各组成环的公差放大，使之能以经济公差制造，这样封闭环上所累积的误差必将超过规定值，因此，要预先选定一个组成环，在装配时，对该环进行修配、补充加工以使封闭环达到其公差与极限偏差的要求，满足装配精度，该选定的组成环称为补偿环或修配环。由于修配环在装配时要进行修配，零件不能互换。

　　修配法的主要问题是确定补偿环的尺寸及极限偏差，目的是保证修配时的修配量足够和最小。此外要选择合适的零件作补偿环，补偿环应结构简单，重量轻，修配面积小，容易加工，便于装拆。补偿环是只与一个装配精度有关的环，因此，尽量不选公共环作补偿环，因为公共环难以同时满足两个以上尺寸链的共同装配要求。

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修配尺寸的确定

　　下面以图1为例，说明修配法修配尺寸的确定。

　　例　　图1所示车床装配时要求尾座中心线比主轴中心高0．06 mm，已知 $A 1$ =160mm， $A 2$ =30mm， $A 3$ =130 mm，现用修配法确定补偿环的尺寸及极限偏差。

　　解：

　　(1)建立尺寸链

　　尺寸链如图2所示。其中

A 1

为减环，

A 2

，

A 3

为增环，校核封闭环尺寸为

A 0 = (A 2 + A 3) - A 1 = (30 + 130) - 160 = 0

　　(mm) 　　修配装配法通常按极值法计算各组成环的平均公差。 $T_{avL}=\frac{T_0}{m}=\frac{0.06}{3}=0.02$ 　　(mm)

　　由计算可知，各组成环公差太小，难以加工，现采用修配法来确定各组成环的公差及极限偏差。

　　(2)选择补偿环

　　一组成环 $A 2$ (增环)为尾座底板，其表面积不大，形状简单，便于修配，故选A：为补偿

　　(3)确定各组成环公差

　　根据各组环的加工方法，按经济精度确定各组成环公差， $T 1 = T 3$ =0．10 mm， $T 2$ =0．15 mm

　　(4)计算补偿环 $A 2$ 的最大补偿量

T o L' = T 1 + T 2 + T 3 = 0.1 + 0.15 + 0.10 = 0.35

　　(mm)

F m a x = T o L' - T 0 = 0.35 - 0.06 = 0.29

　　(mm)

　　(5)确定各组成环的极限偏差

　　 $A 1$ ， $A 2$ 都表示孔的位置，公差采用对称分布， $A 1$ =160±0.05， $A 3$ =130±0.05，各组成环和封闭环的中间偏差为

　　 $\triangle_1$ =O， $\triangle_3$ =0， $\triangle_0$ =0．03(mm)

　　(6)计算补偿环的极限偏差

　　补偿环

A 2

的中间偏差为 $\triangle_0=\triangle_2+\triangle_3-\triangle_1$ 　　 $\triangle_2=\triangle_0-\triangle_3+\triangle_1=0.03$ 　　(mm) 　　补偿环

A 2

的极限偏差为 $ES_2=\triangle_2+\frac{T_2}{2}=0.03+\frac{0.15}{2}=0.105$ 　　(mm) $EI_2=\triangle_2-\frac{T_2}{2}=0.03-\frac{0.15}{2}=-0.045$ 　　(mm)

　　所以补偿环尺寸为 $A_2=30_{-0.045}^{+0.105}$ (mm)

　　验算装配后封闭环的极限偏差 $ES'_0=\triangle_0+\frac{1}{2}T_{oL}'=0.03+\frac{0.35}{2}=0.205$ 　　(mm) $EI'_0=\triangle_0-\frac{1}{2}T_{oL}'=0.03-\frac{0.35}{2}=-0.145$ 　　(mm) 　　封闭环要求的极限偏差为

E S 0

=0．06，

E I 0

=0，则

E S' 0 - E S 0 = 0.205 - 0.06 = 0.145

　　(mm)

E I' 0 - E I 0 = - 0.145 - 0 = - 0.145

　　(mm)

　　故补偿环需改变±0．145mm才能保证原装配精度不变。补偿环尾座底板 $A 2$ (增环)修配后，底板尺寸减小，尾座中心线降低，所以装配后封闭环的实际最小尺寸( $A' 0 m i n = A 0 + E I' 0$ )大于封闭环要求的最小尺寸( $A 0 m i n = A 0 + E I 0$ )时，才可以装配，故应满足

$A' 0 m i n$ ≥ $A 0 m i n$ ，即 $E I' 0$ ≥ $E I 0$

根据修配量足够且最小的原则，应为 $A' 0 m i n = A 0 m i n$ ， $E I' 0 = E I 0$

为了满足上述等式，补偿环 $A 2$ 应增加0．145 mm，封闭环最小尺寸( $A' 0 m i n$ )才能从-0．145 mm增加至0，以保证具有足够补偿量。

　　所以补偿环的最终尺寸为 $A'_2=(30+0.145)_{-0.045}^{+0.105}=30_{+0.10}^{+0.25}$ (mm)，由于底板底面装配时，应有一定的刮研量，由于上述计算是按 $A' 0 m i n = A 0 m i n$ 条件求出 $A' 2$ 尺寸，此时最大刮研量为0．29 mm，最小刮研量为0，这不符合总装要求，故必须将 $A 2$ 尺寸再放大一些，以保证必须的刮研量。对于底板最小刮研量取0．15 mm，所以修正后的实际尺寸为

　　 $A''_2=(30_{+0.10}^{+0.25}+0.15)=30_{+0.25}^{+0.40}$ (mm)

　　由此算出此时封闭环的尺寸为 $A''_0=0_{+0.15}^{+0.50}$

　　最大修配量 $δ c m a x = 0.5 - 0.06 = 0.44$ (mm)

　　最小修配量 $δ c m i n = 0.15 - 0 = 0.15$ (mm)

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修配方法

　　(1)按件修配

　　选择某一固定零件(补偿环)进行修配，去除多余材料以满足装配精度。

　　(2)合并加工修配

　　将尺寸链中两个或多个零件合并在一起后再进行修配，这样可减少组成环数，扩大它的公差，减少修配量。如上例中将尾座和底板装配成一体后，再进行修配。

　　(3)自身加工修配

　　将机床上与主轴或主运动有相对位置精度要求的零件留一定的精加工余量，待装配后用机床的主轴或主运动刀具来加工。如牛头刨床总装后，用自刨方法加工工作台面，可以较容易保证滑枕运动方向与工作台面的平行度要求。转塔车床在车床主轴上安装镗刀依次镗削转塔上的六个孔(转塔作纵向进给)。平面磨床用砂轮磨削工作台面也属于这种修配方法。

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参考文献

↑ 郑修本主编.第七章装配工艺基础和装配尺寸链机械制造工艺学.机械工业出版社,2012.01.
↑ 于骏一,邹青主编.第五章工艺规程设计机械制造技术基础.机械工业出版社,2009.02.
↑ 杨櫂,陈国香主编.第6章机械与模具装配工艺机械与模具制造工艺学.中国宇航出版社,2005年9月.

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