《重型机械科技））２００２年第２期 装配精度设计中的形位误差问题分析 施学平 （潍坊柴油机厂，山东２６１Ｏ０１） 摘 要 本文分析了装配精度设计中形位误差对装配精度的影响，为机械设计人员指出了在装配精度设 计中应考虑形位误差这一重要因素。 关键词 装配精度形位误差设计 １问题的提出及分析 样，在装配过程中所起作用的尺寸已经不只是实 际尺寸，而是实际尺寸和形位误差的综合结果，也 机械产品的质量取决于机械加工精度和装配 就是作用尺寸了。 精度。以往我们在进行装配精度设计时，都把重点 放在尺寸误差以及它们对装配精度的影响上。如 图１所示，齿轮箱的精度。要求箱壁和最左边一个 齿轮之间有问隙５（５… ｕＳ ｍａｘ）。 Ｓ…一Ｉｌ…一ｌｚ…一Ｉ３…一Ｉ４… Ｓ ＝Ｉ１…一一１２…一 ３ｍｌｎ—Ｉ ４ｍ． 图１ 在设计计算时，先做出它的装配尺寸链，如图 ２所示，然后按等公差法或等精度法，把Ｓ（封装 环）分配给各个组成环 、 。、Ｉ （即确定出） 、 。、 的公差和上下偏差），认为只要 、 、 。、 图３ ， 都按设计要求加工合格，就可以顺利装配，并能 保证装配精度要求，亦即保证箱壁与最左边齿轮 ２问题解决的方法 之问的间隙５在Ｓ…ｕＳ…之问变化。但是，事实 那么，如何解决以上问题呢？我们认为，在设 上在很多情况下，装配的结果并不能如设计所预 计各齿轮宽度时，也就是在进行装配尺寸链计算 计的那样符合要求，而是实际间隙值比设计问隙 时，除了给出尺寸公差要求外，还应给出端面和孔 值小得多，甚至根本没有间隙，从而导致无法装 轴心线之问的垂直度要求。有关垂直度要求的标 配，为什么呢？笔者认为，这主要是各零件之问除 注（设计）可以采用如下两种方法： 了有尺寸误差外，还存在着各零件的形位误差，如 ‘ 方法１：如图４齿轮的端面与孔轴心线垂直 图３所示，端面和孔轴心线出现了垂直度误差。这 度的标注。 １ １ 《重型机械科技￣２００２年第２期 这种标注，被测要素符合包容原则，即当被测 尺寸为最大实体尺寸时，不允许有垂直度误差；当 被测尺寸偏离最大实体尺寸时，允许有一定的垂 直度误差（称之为尺寸公差补偿给形位误差）。偏 离多少允许补偿多少，最大补偿量为尺寸公差的 数值（即尺寸为最小实体尺寸时，尺寸公差全部补 偿给形位公差）。 另外，如图５齿轮箱内壁与孔轴心线的垂直 度的标注，亦必不可少。 方法２：齿轮的端面与孔轴心线的垂直度的 另一种标注，如图６所示；齿轮箱内壁与孔轴心线 的垂直度的另一种标注，如图７。 图４ 量 最大实体尺寸 图５ １２ 广 ｆ — 最大实体尺寸 最大实体尺寸＋垂直度公差 图６ 最大实体尺寸 最大实体尺寸＋垂直度公差 图７ 这种标注，被测要素遵守最大实体原则。即当 被测尺寸为最大实体尺寸时，允许有０．１的垂直 度误差；当被测尺寸偏离最大实体状态时，允许垂 直度得到补偿（比０．１大），补偿的最大值为尺寸 公差值。 以上两种方法标注的基准要素，都遵守最大 实体原则。也就是说当基准偏离最大实体状态时， 垂直度公差还可以得到一定的补偿。 这样设计以后，也就是增加了齿轮和齿轮箱 《重型机械科技））２００２年第２期 内壁（配合面）与孑Ｌ轴心线的垂直度标注后，并没 有增加检测的难度。如图４、图５、图６、图７同时 分别给出了检验所用的量规。 采用以上两种方法的标注，尺寸链将变成如 图８的这种形式，即增加了四个设计尺寸的形位 公差项目Ｔ小Ｔ Ｔ Ｔ 。 斗一 —＋ｌｌ ｏ．１。 （旦》・Ｂ＠ｌ Ｉ ５、 这里应特别注意，尺寸 为增环，形位误差 丁 为减环。为了说明这一点．我们可以用图９说 明。 图９ ３ 结论 图８ ｓ…＝１１ 一 ２…一 ３…一 ４… ｓ…一ｌｉａｒ 一／Ｚｍｉ 一１ ３ ｉ 一１ ４ｍｌ 要保证机械设计中装配的精度，除对各零件 相互配合长度及组合体内档尺寸有公差要求外， 还应考虑各零件及组合体的形位误差要求。吊 （上磺弟１０贝） ／ｐ （２）法兰组焊。 ０．７０７ｊ√ ＋ｃ二者中较大值。其中： ——壳 体厚度，ｍｍ；ｃ——厚度附加量，经查表Ｃ一１； （３）短节分两辨与下管板组焊，换热器芯子从 壳体法兰端穿入，库领法兰及垫片，用螺栓把合， 确认把合严密。堵板分两瓣下料，与短节、壳体组 焊。安装打压设施，进行水压试验，Ｐ 一０．４３ ＭＰａ，ＰＴ．一１．３３５ＭＰａ，保压３０ｍｉｎ后，经检查员 壳体与短节问的距离，ｍｍ。 Ｉ段：２８．１＝２×５—１０ｍｍ ＾ｌ ＋ｃ ＿ｏ．７Ｏ７×２５×√ ＋１ —检查确认合格后泄压，拆除各种打压辅助设备。 ４结束语 此打压壳在实际打压过程中省时省力；克服 了以往采用打压壳两侧用压环螺栓把合的方法 时，对换热器两端管板、打压两侧法兰平行度要求 １．９８ｍｍ 所以，取Ｉ段 ｃ．一１０ｍｍ。 Ⅱ段：２８．Ｉ一２×８—１６ｍｍ 极严的弊端；成功地实现了对换热器芯子的壳程 水压试验，保证了换热器芯子的制作质量，延长了 √ ＋ｃ＝ｏ．７０７ Ｘ ２１．ｓ× 它的使用寿命，节省了设备更新费用。 ｏＧ８ Ｆ．ｒ１—２．４８ｍｍ １１３（２００２年４月１日收稿） 所以，取Ⅱ段 ｃ。一１６ｍｍ。 责任编辑傅冬梅 打压壳体示意图见图２。 ３压力试验 （１）制作打压壳体。 １３
