农机样机试制工作探讨

黄德超

摘要：介绍样机试制在农机生产中的重要作用及基本任务，根据样机试制工作经验，采用加工实例分析的方法，探讨加工过程中形位公差和装配过程的控制，总结样机装配过程中的要点，为农机样机试制相关工作提供参考。

关键词：样机试制；农机；形位公差；装配过程

中图分类号：S220.2 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）03-0065-02

样机试制是验证农机产品结构、性能及主要工艺是否合理的一种有效方法。其不仅验证和修正设计图纸，使产品设计基本定型，同时也验证产品结构工艺性，审查工艺上存在的主要问题。为达到样品试制的目的和要求，样品试制可以不限一台，也可以不限一次。样品试制阶段的工艺准备力求简化，一般只对样品的必须工艺进行准备，例如关键零件的工艺准备、与样机质量有重大关系的工艺准备，以避免因多次修改而造成不必要的浪费。

1 样机试制的基本任务

1） 根据产品技术条件对产品进行全面使用试验；

2） 对产品重要零部件进行强度、寿命、可靠性等试验；

3） 对事先不能计算并准确设计的零部件进行试验校核，使之更为精确；

4） 发现和消除产品结构的缺点，改正错误及不协调现象，全面检查各机构的工作精度；

5） 找出产品结构的工艺缺点，提高产品性能质量。

2 加工过程中形位公差的控制

形位公差研究机械零件的几何要素，对零件进行形位公差的控制，即对零件的几何要素形差的位置要素予以控制。形位公差的要素包括轮廓要素和中心要素。根据具体情况，形状公差分为直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度等；位置公差分为平行度、垂直度、倾斜度等。

定位公差指关联实际被测要素对其理想要素的允许变动量，其理想要素位置由基准及理论正确尺寸确定，主要分为同轴度、对称度、位置度、跳度等；最后在加工过程中一定要做到基准统一。

定位公差的作用有：简化各工序的夹具设计，减少基准轮换，便于保证各加工表面的相互位置精度；从基准统一原则衍生基准重合、互为基准、自为基准等，保证各加工表面的相互位置精度。

以细长轴的加工为例，细长轴是指长度与直径（L/D）大于25的轴。细长轴的加工要求比较严格，不仅要保证同轴度、对称度、位置度、跳度，还要保证直线度、圆度、线轮廓度等。在加工过程中，不仅要考虑调质料，还要加中心架、刀架等辅助夹具，甚至可能需要反向走刀（从床头走向床尾），且加工完后不能随地乱放，必须垂直地面放置，以保证加工后的工件不变形。

3 装配过程的控制

装配过程中，零件的配合粗略分为滑动配合、过渡配合和紧配合等。许多等级的过盈配合属于紧配合的一种，也就是相配对的轴径（键宽）大于孔径（键槽），这就要求采用特殊工具挤压进去或利用热胀孔经（或冷缩轴径）使孔轴套在一起。过渡配合指可能间隙或过盈的配合，此时孔的公差带与轴的公差带相互交叠，此种配合是工作中最常用的设计之一。间隙配合是指动配合。

不了解配合的设计缺陷实例为：某农大学生计划在管壁加工3个口（各120等分），并在里面实心轴端面铣出弧度，通过实心轴按压弹簧后，孔露出，弹回后孔被堵住。然而轴滑动配合方式使孔与轴配合之间有间隙，无法起到应有的作用。

对样机进行试制时，设计部门应具备一定的金属加工工艺知识，力求简化设计图纸中的试制工艺，采用标准工具和机器设备，以缩短试制周期，降低试制费用。单件小批量的加工成本比大批量加工单件的成本高，所以购买标准零件更能节本增效，如齿轮、链等。近年来，很多工厂需要加工复杂的标准件，如变速箱、轴承座、万向节、丝杠等工艺较为复杂的零件，这就要求设计人员查阅相关资料，并购买加工好的标准件，以减少成本和加工时间。另外，每个设计都不能想当然，一定要多看多用设计手册。

某学生购买某厚度T近30 mm的链轮（如图1（a）所示）后，试图在其上进行攻丝，但由于其厚度不合理，工作进度非常迟缓。若其在链轮上进行车削加工，使T的厚度减少为攻丝厚度的1倍左右（如图1（b）所示），即可轻松完成。同时，在进行样机试制过程中，还遇到如图2（a）所示的设计。此设计对右侧锥形槽的理解有错误，使样机试制人员误认为是一种新型锥形卡簧，实为一个堵，加工后无法安装。若对其进行改进，变成如图2（b）所示的形式，即可加工装配。

4 样机装配的要点

样机试制的最后一道工序是装配，装配工作质量对样机质量起决定性的作用。相对零件之间配合精度不符合要求，相对位置不准确，都会影响样机的性能，甚至导致机样无法工作。因此，装配工作不能粗心大意。

不按工艺要求操作，就无法装配出质量好的样机。装配质量差的机具精度低、性能差、消耗大、寿命短，会带来很大的经济损失；相反，虽然有的零件精度不高，但经过仔细装配、精确地调整，仍可装配出性能良好的样机。

装配是一项十分重要和细致的工作，必须按照技术要求认真进行，其工作要点为：

1） 做好零件的清理和清洗工作；

2） 相对表面的配合和连接前，一般加注润滑油；

3） 相配零件的配合尺寸要准确；

4） 装配过程中边装配边检查，发现问题及时解决；

5） 试机前，认真检查样机的装配情况，并对过程进行监视。

参考文献

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[2] 邱海飞，王益轩.数字化样机技术与新型织机的研发[J].棉纺织技术，2014（11）：78-82.

[3] 王凯湛，马瑞峻.虚拟现实技术及其在农业机械设计上的应用[J].系统仿真学报，2006（Z2）：500-503.

Abstract： The article introduces main function and basic mission of prototype trial in agricultural machinery production. Based on the operating experience of prototype trial， it used the method of processing example analysis to discuss the control of position tolerance and assembling process in the processing， and summarized the key points in the process of prototype assembling， provided a reference for related working of agricultural machinery prototype trial.

Key words： prototype trial； agricultural machinery； position tolerance； assembling process