互换装配法：提高生产效率的有效方法

根据零件的互换程度，互换装配法可分为完全互换法和大数互换装配法。

1．完全互换法

零件按图纸公差加工，装配时所有零件不需经过任何选择、调整和修配，就能达到规定的装配精度和技术要求，这种装配方法称为完全互换法。完全互换装配法其装配精度主要取决于零件的制造精度。

这种装配法的特点是：装配工作简单，生产率高；有利于组织流水生产、协作生产，同时也有利于维修工作。但是，当装配精度要求较高时，尤其是组成环数目较多时，组成环公差规定得严，零件制造困难，成本高。采用完全互换法装配时，采用极值法解算装配尺寸链。

【例7-1】　图7-5 为某双联转子泵的轴向装配关系简图。已知装配间隙要求为 A0=0.05～0.15mm，各组成环的公称尺寸为 A1= 41mm，A2= A4= 17mm，A3= 7mm。试按极值法确定各组成环公差及上、下极限偏差。

图7-5　双联转子泵的轴向装配关系简图

解：1）画出装配尺寸链图，校验各环公称尺寸。

图7-5 的下方是装配尺寸链图，其中：A0 是封闭环，A1 是增环，其余是减环。

封闭环计算的公称尺寸为

可见，各环公称尺寸的确定无误。

2）确定各组成环的平均公差。

为了满足封闭环公差值的要求，即

各组成环平均公差的数值，即

3）选择协调环。

考虑尺寸A2 、A3 、A4 可用平面磨床加工，其公差容易确定，故选尺寸A1 为协调环。

4）确定各组成环的公差及上、下极限偏差。

在组成环平均公差基础上，考虑零件加工的难易程度和入体原则，由此确定：

协调环A1 的公差值T1 应为

而协调环的中间偏差值为

协调环的上、下极限偏差为

所以，协调环为由入体原则，可得

2．大数互换装配法(www.xing528.com)

用完全互换法装配，装配过程虽然简单，但它是根据增环、减环同时出现极值情况来建立封闭环与组成环之间的尺寸关系的，在封闭环为既定值时，组成环分得的公差过小常使零件加工产生困难。实际上，在一个稳定的工艺系统中进行成批生产和大量生产时，零件尺寸出现极值的可能性极小；装配时，所有增环同时接近最大（或最小），而所有减环又同时接近最小（或最大）的可能性极小，可以忽略不计。完全互换法装配以提高零件加工精度为代价来换取完全互换装配，有时是不经济的。

大数互换装配法又称统计互换装配法，指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。

其实质是将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加工，这会使极少数产品的装配精度超出规定要求，但这是小概率事件，很少发生，从总的经济效果分析，仍然是经济可行的。

采用大数互换法装配时，装配尺寸链采用概率法解算。

【例7-2】　已知条件与例7-1 相同，试用概率法确定各组成环尺寸公差及上、下极限偏差。

解：1）尺寸链分析及公称尺寸验算同上。

2）确定各组成环的平均公差。

封闭环的公差为

由概率解法封闭环公差计算公式

则各组成环平均公差为

由所得数值可以看出，概率解法所计算的各组成环的平均公差比极值解法的大，在生产中能够降低零件加工精度，提高经济效益。

3）选择协调环及确定各组成环公差及上、下极限偏差。

仍选择A1 为协调环，因平均公差接近于各组成环的IT9，本例按IT9 确定A2～A4的公差，查表得

所以协调环的公差为

各组成环公差及其偏差确定如下：

4）确定协调环的公差及偏差。

协调环的中间偏差值计算如下：

协调环的上、下极限偏差为

即由入体原则，可得

由两种解法计算结果可见，对A1 尺寸，公差等级基本不变；而对于A2 、A3 、A4 尺寸，其公差等级分别由IT7 级降低到IT8 级，减小了加工难度。

当以完全互换法解尺寸链所得零件制造公差在规定生产条件下难于制造时，则常常按经济制造精度来规定各组成环的公差，从而使封闭环误差超过规定的公差范围，这时便需要采取相应的装配工艺措施（修配法或调节法），使超差部分得到补偿，以满足规定的要求，或者根据不同的条件，采取选择装配法。