机械零部件过盈配合的装配工艺浅析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 29 日 作者简介：刘艳通（1989），男，汉族，江苏南京人，助理工程师，本科，南京高精齿轮集团有限公司，研究方向为机械设计制造及其自动化。-83-机械零部件过盈配合的装配工艺浅析 刘艳通 南京高精齿轮集团有限公司，江苏 南京 211100 摘要：摘要：机械设备具有高效率的运行能力，能够完成各类零部件的制作。关键在于机械部件的运作和协同支持，操作人员可以利用这些部件的功能，将其安装在机械设备上，从而保证机械设备的正常运行。通过过盈配合可以有效提高零件的紧固性和抗松动性，使得装配的机械结构更加牢固可靠。基于此，本文就机械零部件过盈配合的装配工艺进行探究，期望提升装配效率、降低故障率。关键词：关键词：机械部件；过盈配合；装配工艺 中图分类号：中图分类号：TH131.7 随着制造业的快速发展，零部件的需求也在增加，并对其效率和制造质量提出了更高的要求。同时我国的机械设备制造业也迎来了新的发展契机。如果设备想要进行有效且连续的生产，首先就需要对设备零部件的装配给予充分的关注，合理的装配方式是保证生产机械设备稳定运转的基础。作为设备零部件装配的主要技术，过盈配合法因其结构简单、易于操作，并且具有优秀的稳定性和更大的承载能力，使得操作更加稳定且精确，因此在机械制造业中得到了广泛的应用，使其更具普遍性。1 机械零部件过盈配合装配考虑因素 1.1 周向过盈 周向过盈是机械零部件过盈配合中的一个重要概念，指的是在零件的接合面或接合轴线周围产生一定的压力，以确保零件之间的连接牢固。周向过盈对于过盈配合的紧固性和安全性起到至关重要的作用。当一方零件的尺寸稍大于（或小于）另一方零件的孔径（或轴径）时，装配时会产生周向压力，使得零件之间发生强烈的表面接触。这种压力分布可以增加摩擦力和接触面积，从而提高装配件的紧固性，防止零件松动或相对移动。此外，周向过盈还能提高零件的承载能力和抗拉剪性能，增加装配件的结构强度和稳定性。周向过盈的大小取决于多个因素。首先是零件的尺寸设计，其中包括公差的控制和加工精度的保证。尺寸设计不仅要考虑合适的过盈量，还需要保证零件的互换性，使得同一规格的零件在装配时能够相互替换。其次是零件的材料性质和表面处理，如硬度、粗糙度和润滑性等因素会影响周向过盈的效果。材料的硬度和表面处理可以改变零件的摩擦特性，而润滑剂的选择和使用对减小摩擦力、降低磨损起到重要作用。最后是装配的工艺和方法，不同的装配工艺会对周向过盈产生不同的影响。例如，冷装配会通过零件的收缩产生更大的过盈效果，而加热装配则通过零件的扩张来实现合适的过盈。在实际应用中，周向过盈的合理控制是确保过盈配合成功的关键。如果过盈量过大，会导致装配困难，甚至造成零件变形或损坏；而过盈量过小，则无法保证紧固性和安全性。因此，需要在设计和生产过程中严格控制尺寸公差和加工精度，同时根据实际需求和材料特性，在保证装配质量和性能的前提下，选择合适的过盈量。1.2 零件的互换性 保证零件的互换性是机械零部件过盈配合中的一个关键要求。互换性是指同一规格或同一批次的零件能够在装配过程中相互替换使用，而不影响装配的质量和性能。在设计过程中，需要严格控制零件的尺寸公差，确保设计值与实际制造的尺寸之间有相应的容差范围。合理的公差设计可以保证零件尺寸的一致性，从而确保同一规格的零件在装配时可以相互替换。同时要设计配合方式和过盈量的选择，确保不同零件之间的配合关系合理且可互换。1.3 装配工艺 在过盈配合中，考虑装配工艺是保证装配质量和效果的一个重要方面。不同的装配工艺和方法会对过中国科技期刊数据库 工业 A-84-盈配合产生不同的影响，因此需要根据具体的装配要求来选择适当的工艺。一种常用的装配工艺是冷装配。冷装配是指在室温下进行装配，利用零件的收缩效应来实现合适的过盈配合。冷装配一般适用于过盈量较小的配合，在装配过程中，由于零件的收缩，可以有效地降低装配的力和阻力，使得零件能够更容易地进行组合。但是需要注意的是，过度的冷装配可能会导致零件的变形或损坏，因此需要在适当的过盈量范围内控制冷装配。另一种常用的装配工艺是加热装配。加热装配是指通过对零件进行加热，利用零件的膨胀效应来实现合适的过盈配合。加热装配适用于过盈量较大的配合，在加热过程中，由于零件的膨胀，使得零件的尺寸增大，从而达到合适的过盈效果。加热装配一般可通过热板、火焰或电炉等加热设备进行。但是在进行加热装配时，需要注意控制加热温度和加热时间，以免造成零件损坏或装配不良。此外，还有压装等其他装配工艺可供选择。压装是指通过外力施加压力，将零件强行组装在一起。它适用于过盈量较小、形状复杂的零件，特别是带有齿轮、轴承等配合的装配。压装力可以通过液压或机械设备施加，需要根据具体的装配性能要求和零件类型来选择合适的压装方式。在选择装配工艺时，需要综合考虑零件的特点、过盈量、材料和装配需求。合适的装配工艺可以提高装配质量和效率，并确保过盈配合的准确性和可靠性。此外，还需要在装配过程中进行质量控制和检测，以确保装配的质量和安全。1.4 材料选择和润滑 在过盈配合中，材料选择和润滑是两个关键因素，它们对于保证装配质量和耐久性至关重要。首先，对于过盈配合中的两个零件，材料的选择要考虑其机械性能、耐磨性和耐腐蚀性等因素。常见的材料包括金属（如钢、铜、铝）和高分子材料（如塑料、橡胶）。在选择材料时，需要考虑配合的摩擦条件和工作环境，以确保材料具有足够的强度和耐久性。例如，在高温环境下工作的零件，可以选用耐热材料；在腐蚀性介质中工作的零件，可以选用耐腐蚀材料。其次，润滑对于过盈配合的装配和使用起到重要作用。润滑可以减小摩擦、降低磨损，并提高装配的顺畅性和效果。常用的润滑剂包括润滑油、润滑脂和润滑膏等。在选择润滑剂时，需要考虑材料和使用环境的要求。例如，在高温环境下，需要选择具有高温抗性的润滑剂；在食品工业中使用的零件，则需要选择符合食品安全标准的润滑剂。此外，选择合适的润滑方法也是关键。常见的润滑方法包括涂覆、浸润和喷涂等。润滑剂的涂覆要均匀、适量，并保证润滑剂能够有效地覆盖整个配合表面。对于大型零件或难以涂覆的零件，可以考虑使用浸润的方法，将零件浸泡在润滑剂中。喷涂是一种更方便、快捷的润滑方式，适用于多点润滑或难以涂覆的部位。2 机械零部件过盈配合的装配工艺 2.1 静力压入法 静力压入法是机械零部件过盈配合装配中的一种常见方法，通常需要借助于手动或机械力将零部件静止地压入对应的配合零件中，以实现配对零件的过盈配合1。静力压入法的具体操作步骤如下：首先，需要准备好需要装配的机械零部件，对其进行检查与清洗，确保零件表面清洁，无污迹、毛刺、锈蚀等缺陷，以保证过盈配合的质量和稳定性。然后，在装配时，需要选择适当的压装方法，并进行合理的操作。压力要适中，避免过大的压力导致零件变形或破坏。在压装过程中，需要注意检查配对零件的间隙和位置是否正确，以保证装配的质量和效率。总的来说，静力压入法的装配精度较高，适用于对精度要求较高且过盈量不大的配对零件的装配。同时，静力压入法尤其适用于一些仪器设备、通讯设备、汽车制造等行业所需的微小配合零件的装配，比如小型传动轴承、燃油注射器、零部件密封圈等。采用静力压入法装配时，常用的工具是压装机、千斤顶、手动搬运器等。相较于动力压入法，静力压入法的装配过程相对较缓慢，但静力压入法的装配力度更易操作控制，同时，静力压入法操作不需要大规模的设备或机器，能够适应各种装配场合，成本相对低廉。在静力压入法的装配过程中，需要注意：选择合适的配合间隙：零部件的配合间隙要适当，不宜过大或过小，否则将影响过盈配合的效果和质量。合理安排装配顺序：尽量先对较小的零件进行组装，逐渐递增，最终进行大件的装配，以避免过度挤压小件。合理控制压装力度：压装力度不宜过大，以避中国科技期刊数据库 工业 A-85-免零件变形或损坏。2.2 动力压入法 动力压入法是机械零部件过盈配合装配中的一种常见方法，通过利用冲击力或振动力将零部件压入对应的配合零件中，以实现配对零件的过盈配合2。动力压入法的具体操作步骤如下：首先，需要准备好需要装配的机械零部件，对其进行检查与清洗，确保零件表面清洁，无污迹、毛刺、锈蚀等缺陷，以确保过盈配合的质量和稳定性。然后，在装配时，可以采用冲击装配或振动装配的方法。冲击装配常用于较大的过盈配合，可以使用锤子或冲击设备对零部件进行冲击，使其压入配合零件中。振动装配常用于较小的过盈配合，可以通过振动设备或振动工具对零部件进行振动，使其逐渐压入配合零件中。在压入过程中，需要适度地施加冲击力或振动力，避免过大的力量导致零件变形或破坏。同时，需要注意根据零件的尺寸和形状合理选择冲击点或振动点，以保证装配的准确性和质量。动力压入法在装配速度上相对较快，能够提供较大的压力，使装配过程更加迅速和便捷。相较于静力压入法，动力压入法的装配过程更加依赖于设备和工具的支持，需要使用冲击设备或振动设备等专用工具。动力压入法适用于多种机械零部件的过盈配合装配，特别适用于一些较大型、重量较大的零件的装配，如大型齿轮、轴承、传动装置等。采用动力压入法装配时，需要注意：控制力度和频率：施加冲击力或振动力时，需要根据具体的零件和配合要求，合理控制力度和频率，避免零件变形或破坏。冲击点或振动点的定位：冲击点或振动点的定位要准确，避免对零件造成不必要的损伤。2.3 温差配装法 温差配装法是机械零部件过盈配合装配中的一种常见方法，通过利用零部件或配合零件的热胀冷缩特性，在控制温度差异的条件下进行装配。该方法通过控制温度差异使零部件或配合零件产生热胀冷缩的变形，从而实现过盈配合的装配。温差配装法的具体操作步骤如下：首先，需要准备好需要装配的机械零部件，对其进行检查与清洗，确保零件表面清洁，无污迹、毛刺、锈蚀等缺陷，以确保过盈配合的质量和稳定性。然后，在装配时，需要控制零件或配合零件的温度差异。通常情况下，使用加热或冷却设备对其中一个零件或配合零件进行处理，使其温度升高或降低，产生相应的热胀冷缩变形。在配装过程中，需要根据零件的尺寸和形状，合理控制温度差异和装配速度，以确保装配的准确性和质量。通常情况下，需要控制温度差异在设计要求范围之内，避免过热或过冷造成零件变形或破坏。温差配装法适用于一些对过盈配合有较高精度要求的零部件，尤其适用于微小配合零件的装配，如精密仪器、电子元件、光学设备等。使用温差配装法装配时，需要注意：选择合适的温度差异范围：根据零件和配合零件的材料特性和装配要求，合理选择控制温度差异的范围，避免超过可承受范围导致损坏。控制温度变化速度：温度的变化速度也需要适度控制，过快的温度变化可能会导致零件变形或破坏。2.4 气动装配法 气动装配法是机械零部件过盈配合装配中的一种常见方法，通过利用气压产生的力或气流的效应将零部件装配到对应的配合零件中。气动装配法的具体操作步骤如下：首先，需要准备好需要装配的机械零部件，对其进行检查与清洗，确保零件表面清洁，无污迹、毛刺、锈蚀等缺陷，以确保过盈配合的质量和稳定性。然后，在装配时，需要借助气压或气流的力量将零部件压入配合零件中。常见的气动装配方法包括气动推力装配和气动挤压装配。气动推力装配中，通过利用气压产生的推力对零件进行推动，将其压入配合零件中。通常会通过气缸和气压控制阀进行控制，使零件按照所需的方向和速度进行装配。气动挤压装配中，通过利用气压产生的气流或气垫效应，将零件喷射或挤入配合零件中。一种常见的应用是采用气嘴喷射气流，对零件施加气压，并利用气流中的压力将零件装配到对应位置。在使用气动装配法时，需要合理选择气压大小、装配速度以及零件与配合零件的材质等因素，以保证装配效果和质量。此外，需要注意：控制气压大小和装配速度：气压和装配速度应根据零件的尺寸、形状和装配要求进行合理控制，避免过大的压力导致零件变形或破坏。确保气密性和稳定性：气动装配中，需要确保气压传递的稳定性和装配过程的气密性，以保证装配的可靠性和稳定性。3 结束语 中国科技期刊数据库 工业 A-86-总之，合理的过盈配合可以有效地提高零部件的承载能力和精密度，但在装配过程中需要注意控制压力和温度等因素。通过本次研究，我们为机械装配工艺的优化提供了一些参考意见和建议。未来，我们将继续探究更加精密的机械装配工艺，提高机械制造水平，为产业升级和创新发展提供有力支持。参考文献 1常彦卿,刘文杰.关于机械零部件过盈配合装配工艺探究J.中文科技期刊数据库(引文版)工程技术,2022(12):0012-0015 2郭郁汀.机械零部件过盈配合装配工艺J.中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2021(10):55-56.3杨光伟.机械零部件过盈配合的装配工艺研究J.科学与信息化,2019(19):1.4张延平,修国策.机械零部件过盈配合的装配工艺研究J.科技与企业,2016(4):1.5高德元,王喜林.高精度过盈配合锥形零件装配工艺的探讨J.矿山机械,1998(3):2.