修配法尺寸链求解探索*

2013-11-27张平宽王慧霖

中国教育技术装备 2013年33期

◆张平宽王慧霖

1 修配法的基本原理

修配法是保证机器装配精度的一种基本方法，它是在单件小批生产时经常采用的一种保证装配精度的技术措施。其基本思想是：在装配尺寸链里，将所有零件的相关尺寸按经济精度制造，同时选择一个零件作为修配件，该尺寸为修配环，这样一来，装配精度肯定无法保证。所以，在装配时，通过对所选修配件上的相应尺寸即修配环的一个基准，就是该环的一个表面进行再加工，从而改变该环尺寸，直到达到相应的装配精度。这种方法可以降低装配尺寸链中相应零件的制造精度，但可以达到很高的装配精度。

这种保证装配精度的思想很好，它不仅可以降低相应零件的制造成本，还可以达到高的装配精度，只需在装配时对预先选好的零件相应表面进行加工即可。为了保证在任何情况下都可以对预先选好的零件的相应表面再加工（去除法）来保证装配精度，需要对其尺寸进行计算。

另外，因为装配时修配零件需要知道修去的量值，就需要测量在未装修配件时的“空挡”尺寸，所以该尺寸应该方便测量。再者，对修配件再加工时是在装配线上，所采取的加工措施一般加工效率较低，所以希望尽可能选加工面积小的零件作修配件。最后，修配时，为了避免修配量过大，造成难以弥补的事件，往往修配一定量后，将其装配，进行装配精度检验，如不达要求，拆卸再修。因此，作为修配件应装拆容易[1]，这是修配件选择的要求。

2 修配法计算

尽管此处采取的均是去除法加工，但有包容尺寸和被包容尺寸之分，所以对于一个尺寸来讲并非越修越大。而且在装配尺寸链中，修配环和装配精度即装配尺寸链的封闭环，所处位置也有两种情况，即修配环是增环或减环，此时修配环对装配精度的影响也不同。这里的计算要求必须保证修配环是减环，但这并不限制修配环的选取。因为装配尺寸链中的封闭环即装配精度是无零件尺寸，当所选的修配环在原装配尺寸链中不是减环时，可以作一个变换，将其变为减环。具体方法是：如图1（a）所示的装配尺寸链，假设按照修配环的选择办法，选择的修配环是A3，此时的修配环是增环，实际的计算、装配操作都不方便；如将图1（a）的尺寸链转换为图1（b）的尺寸链，就符合前面的要求了。这时两个尺寸链的封闭环如果满足A0′=-A0，即如果A0=0.1-0.2，那么A0′=（-0.2）-（-0.1），此时两个尺寸链是完全等同的。这种转换仅在修配法解尺寸链的这种情况下使用，因此，下面的分析均认为修配环在减环位置。

图1 修配环的增减性转换

根据前面的介绍，求解修配尺寸链，首先要分清修配环修配时，封闭环是增大还是减小，二者计算略有区别，故下面分别介绍。

修配环修配时封闭环减小此时修配环相当于包容尺寸，去除法修配时，该尺寸越加工越大，即空档尺寸。那么，封闭环尺寸就变小。为了保证通过对所选修配环的再加工获得要求的装配精度，并且最小修配量保证Zkmin，必须使装配后封闭环的实际尺寸A0′min在任何情况下都不能小于装配精度规定的最小尺寸与最小修配量的和，即A0min+Zkmin。装配尺寸链的实际计算封闭环公差带与要求装配精度的公差带之间的关系如图2所示[2]。

由于装配精度是已知的，即图2中的A0min和A0max已知，根据图2中实际装配尺寸链封闭环与装配精度的关系，可以求出其最小值：