裝配精度

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　　裝配精度是指機器裝配以後，各工作面間的相對位置和相對運動等參數與規定指標的符合程度。

　　裝配精度不僅影響機器或部件的工作性能，而且影響它們的使用壽命。對於機床，裝配精度將直接影響在機床上加工零件的加工精度。裝配精度是制定裝配工藝規程的主要依據，也是確定零件加工精度的重要依據。因此正確處理好機器或部件的裝配精度問題，是產品設計的一個重要環節。

　　機器的裝配精度是按照機器的使用性能要求而提出的，可以根據國際標準、國家標準、部頒標準、行業標準或其他有關資料予以確定。機器的裝配精度一般包括以下四項。

　　①尺寸精度

　　尺寸精度是指相關零部件的距離精度和配合精度。例如裝配體中有關零件間的間隙；齒輪嚙合中非工作齒面間的側隙；相配合零件間的過盈量等。

　　②相互位置精度

　　相互位置精度是指相關零件間的平行度、垂直度及各種跳動等。例如卧式銑床刀桿軸心線和工作臺面的平行度，車床主軸前後軸承的同軸度等。

　　③相對運動精度

　　相對運動精度是指有相對運動的零部件間在運動方向和運動位置上的精度。例如車床溜板移動相對主軸軸心線的平行度；滾齒機滾刀垂直進給運動和工作台旋轉軸心線的平行度等。

　　④接觸精度

　　接觸精度是指相互接觸、相互配合的錶面間接觸面積大小及接觸點的分佈情況。例如齒輪側面接觸精度要控制沿齒高和齒長兩個方向上接觸面積大小及接觸斑點數。接觸精度影響接觸剛度和配合質量的穩定性，它取決於接觸錶面本身的加工精度和有關錶面的相互位置精度。

　　不難看出，各裝配精度之間存在著密切關係，相互位置精度是相對運動精度的基礎，尺寸精度和接觸精度對相互位置精度和相對運動精度的實現又有較大影響。

　　(1)零件的加工精度

　　產品的精度最終是在裝配時達到的，保證零件加工精度，目的在於保證產品裝配精度。一般來說，高精度的零件是獲得高精度機器的基礎。零件加工精度的一致性對裝配精度有很大影響。零件加工精度一致性不好，裝配精度就不易保證，同時增加裝配工作量。

　　(2)零件之間的配合要求和接觸質量

　　零件之間的配合間隙量或過盈量決定於相配零件的尺寸及其精度。同時，對零件相配錶面的粗糙度應有相應的要求，否則會因接觸變形而影響過盈量和間隙量，從而改變實際的配合性質。零件之間的接觸質量包括接觸面積的大小和位置，它主要影響接觸剛度，即接觸變形，同時也影響配合性質。

　　提高配合質量和接觸質量是現代機械裝配中的一個重要問題。特別是提高配合錶面的接觸剛度，對提高整個機器的精度、剛度、抗振性和壽命等都有極其重要的作用。提高接觸剛度的主要措施是減少相連的零件數，使接觸面的數量減少；或者增加接觸面積，減少單位面積上所承受的壓力，從而減少接觸變形。

　　(3)力、熱、內應力等所引起的零件變形

　　零件在機械加工和裝配過程中，因力、熱、內應力等所產生的變形，會使裝配合格的機器，經過一段時間之後精度逐漸失去。

　　(4)旋轉零件的不平衡

　　旋轉零件的平衡在高速運轉的機器中受到極大的重視，在裝配工藝中作為必要的工序。如發動機的曲軸、連桿都要進行動平衡，以保證獲得要求的裝配精度，使機器正常工作，降低雜訊。在現代機械裝配中，對於中速旋轉的機械部件，也開始重視動平衡問題，這主要是從工作平穩性、不產生振動、提高工作質量和壽命等來考慮的。

　　常用的裝配方法有以下幾種：

　　1．互換裝配法

　　互換裝配法是在裝配過程中，同種零件互換後仍能達到裝配精度要求的裝配方法。其實質是通過控制零件的加工誤差來保證裝配精度。根據零件的互換程度不同，分為完全互換法和不完全互換法。

　　(1)完全互換法

　　完全互換法就是裝配時各裝配零件不需進行任何修理、選擇、調整或修配即可達到裝配精度要求的裝配方法。

　　其特點是裝配質量穩定可靠、對裝配工人的技術等級要求低、裝配效率高等，有利於組織流水線裝配和自動化裝配。但對零件的精度要求嚴，因此零件的生產成本高。故這種裝配方法，僅適於大批大量生產方式。

　　(2)不完全互換法

　　這種方法的特點與完全互換法相似，但允許零件的公差比完全互換法所規定的公差大。因此，有利於零件的經濟加工，裝配過程與完全互換法一樣簡單、方便。但在裝配時，可能會出現達不到裝配精度要求的概率為0．27％。

　　2．選配裝配法

　　選配裝配法是將相關零件的相關尺寸公差放大到經濟精度，然後選擇合適的零件進行裝配，以保證裝配精度的方法。這種方法常用於裝配精度要求較高，而組成環又不多的成批或大批生產的情況下，如滾動軸承的裝配等。選配法，按其形式不同分為直接選配法、分組選配法和複合選配法三種。

　　(1)直接選配法

　　即裝配時，從待裝配的零件中直接選擇精度合適的零件進行裝配，以保證裝配精度的要求。這種方法不必事先分組，能達到較高的裝配精度，但需要有經驗的工人挑選合適的零件進行試配，因此裝配時間不易控制，裝配精度在很大程度上取決於工人的技術水平。

　　(2)分組選配法

　　即將相關零件的相關尺寸公差放大若幹倍，使其尺寸能按經濟精度加工，然後按零件的實際加工尺寸分為若幹組，按各對應組進行裝配，以達到裝配精度要求。由於同組零件有互換性，故也稱為分組互換法。

　　分組選配法的關鍵是，保證零件分組後各對應組的配合性質和配合公差必須滿足裝配精度要求，同時，對於組內的相配件數量要相配套，配合件的公差應相等。

　　(3)複合選配法

　　該種裝配法是分組裝配與直接選擇裝配的複合形式。它是將組合環的公差相對互換法所求值增大，零件加工後預先測量、分組，裝配時工人還在各對應組內進行選擇裝配。這種方法既能提高裝配精度，還可以不必過多地增加分組數。但裝配精度仍在很大程度上依賴工人技術水平，工時也不穩定。

　　3．修配裝配法

　　在單件小批生產中，對於產品中那些裝配精度要求較高且組成環較多的零件裝配時，如按互換法或選配法裝配，會造成零件精度過高而難以加工，有時甚至無法加工。此時，常用修配法來保證裝配精度要求。

　　所謂修配法，就是在裝配時修去指定零件上預留的修配量，以達到裝配精度的方法。具體地說就是將裝配尺寸鏈中各組成環按經濟精度製造，裝配時按實測結果，通過修配某一組成環的尺寸，用來補償其他組成環因公差放大後產生的累積誤差，使封閉環達到規定精度的一種裝配方法。這種方法的優點是，能獲得較高的裝配精度，而零件可按經濟精度製造；缺點是增加了一道修配工序。因此，這種方法比較適於模具裝配採用。

　　採用修配法時，關鍵是正確地選擇修配環和確定其尺寸及極限公差。在生產實踐中，修配的方式很多，常用的有以下三種：

　　(1)單件修配法

　　在多環裝配尺寸鏈中，選定某一固定的零件作為修配件(補償環)，裝配時用去除其錶面層的方法改變其尺寸，以滿足精度要求。如沖裁模間隙過小，將凸模作為固定修配件進行修配，以保證滿足間隙精度要求。

　　(2)合併加工修配法

　　這是將兩個或更多零件合併在一起進行加工修配，合併後的尺寸可視為一個組成環，這樣就減少了組成環的環數，從而減少修配工作量。

　　這種方法由於零件合併後再加工和裝配，需對號入座，給生產帶來一些不便，也僅適於單件小批生產，如沖裁模凸、凹(中間)模的裝配等。

　　4．調整裝配法

　　調整裝配法的實質與修配法相同，也是將尺寸鏈中各組成環的公差值放大，使其按經濟精度製造。裝配時，選定尺寸鏈中的某一環作為調整環，採用調整的方法改變其實際尺寸或位置，使封閉環達到規定的公差要求。預先選定的環稱為“調整環”，它是用來補償其他各組成環因公差放大而產生的累積誤差。

　　根據調整方法的不同，調整法可分為可動調整法和固定調整法兩種。

　　(1)可動調整法

　　這是在裝配時，通過改變調整件的位置達到裝配精度的方法。這種方法在模具裝配中也經常應用。例如，在沖裁模的裝配中，為使沖裁間隙保持均勻，可先裝好凹模後再進行凸模裝配，並以凹模型孔為基準調整凸模的相對位置，使間隙均勻後用固定銷釘將凸模固定板定位在模座上。或者與上述情況相反，先裝配好凸模，然後再以其為基準調整凹模的相對位置，使間隙均勻後固定凹模即可。

　　這種方法在調整過程中不需拆卸零件，比較方便，在模具裝配中應用較廣。

　　(2)固定調整法

　　這是一種在裝配過程中，選用合適的調整件達到裝配精度的方法。與修配裝配法比較，兩者都能用精度較低的組成零件達到較高的裝配精度。所不同的是，調整裝配法是通過更換零件或調整零件位置的方法達到裝配精度，而修配法是通過去除錶面層一定修配量來達到裝配精度。

　　不同的裝配方法，不僅裝配工作效率不同，對零件的加工精度、裝配技術水平等的要求也不同。因此，在選擇裝配方法時，應從裝配的技術要求出發，根據生產類型和實際生產條件合理地進行選擇。各種不同裝配方法的特性比較見表1。

　　各種機器或部件都是許多零件有條件地裝配在一起的，各個相關零件的誤差累積起來，就反映到裝配精度上。因此，機器的裝配精度受零件特別是關鍵零件加工精度的影響很大。一般來說，零件的精度越高，裝配精度則越容易得到保證。

　　但是，零件的加工精度受工藝條件、經濟性的限制，特別當裝配精度要求較高時，不能簡單按裝配精度要求來加工。在適當控制零件加工精度的前提下，常常通過裝配過程中的選配、調整或修配等手段，來達到較高的裝配精度要求。當然，裝配過程中能否進行有關零件的選配、調整或修配工作，還要看裝配體結構設計的是否合理。

　　為了合理地確定零件的加工精度，必須對零件精度和裝配精度的關係進行綜合分析。而進行綜合分析的有效手段就是建立和分析產品的裝配尺寸鏈。