四、选择装配法
在大批、大量生产的情况下,对于装配精度要求很高的场合,如应用互换法进行装配,对组成环(零件)的精度要求太高,给加工造成了很大困难。这时常应用选择装配法,将零件(组成环)的加工精度降低到经济可行的程度,然而在装配时对零件进行挑选,选择合适的零件进行装配,以保证规定的装配精度要求。
选择装配法有直接选配法、分组选配法和复合选配法三种形式。直接选配法就是由装配工人根据手的感觉、凭经验来挑选合适的零件,如汽车发动机的活塞环与活塞的装配常采用这一方法,活塞环按厚度分列在不同的地方,装配工人将活塞环装入活塞的槽内,凭手的感觉来判断其间隙是否合适,如果感到太紧则选另一较薄的活塞环进行装配、如感觉太松则换一较厚的活塞环进行装配,一直等到满意为止。这种方法需要比较熟练的技术工人,工人选择零件常需较长的时间,因此应用得不大广泛。分组选配法是将相配的两零件都按其尺寸度量结果进行分组,分别标以不同颜色或分放在不同容器内,装配时大对大、小对小、相同颜色的进行装配。例如,汽车发动机的活塞与活塞销孔的装配,滚动轴承中的滚动体与内、外圈的装配都采用这一方法。这种方法使用较多,由于同组零件可以进行互换,因此也可称为分组互换法。复合选配法是上述两种方法的复合,零件预先度量分组,装配时分组装配,但在组内根据工人的经验可以选择,如汽车发动机的气缸与活塞的装配就采用这种方法。
下面以某汽车发动机的活塞与活塞销的装配为例,来具体地叙述一下分组选配法。如图5-8所示为其组件图,按照技术要求,销子直径d 与销孔直径D 在冷态装配时,应有0.002 5~0.007 5mm 的过盈量,过盈量的公差为
TN =0.007 5-0.002 5=0.005 0(mm)

图5-8 活塞与活塞销组件图
1—活塞销;2—挡圈;3—活塞
若销子与销孔采用完全互换法装配,假设采用等公差量分配,则销子和销孔的公差都仅为0.002 5mm。又如,取销子公差带的位置为单向负偏差(基轴制),以销孔作为协调环,则

显然,这样高的精度要求是很难制造的,是不经济的,因此,生产上采用分组选配法,将销和销孔的公差在相同的方向上放大四倍,即活塞销的外径d 确认为
,活塞销孔的内径D 确定为
,上偏差都没有变动,都变动下偏差以扩大其制造公差。这样,可用无心磨床来磨活塞销外圆,可用金刚镗床来镗削其活塞销孔,然后用精密量具测量其尺寸,并按尺寸大小分成四组,用不同颜色区别或分别装入不同容器内,以便进行分组装配。活塞销和销孔的分组尺寸见表5-4。(https://www.daowen.com)
表5-4 活塞销和销孔的分组尺寸

需要注意的是,销子和销孔都规定有0.002 5mm 的圆度和圆柱度允差,分组尺寸都是以最小直径来进行的。
分组选配法的要点如下。
(1)为保证各组的配合情况都符合原来的精度要求,因此两配合件的公差范围应选为相等。公差增大要同方向增大,增大的倍数就是以后的分组数。
(2)分组公差不能任意缩小,零件的形位精度要求要与分组公差相适应,即分组公差要大于形状误差和表面微观粗糙度之和。分组数不宜太多,只要能达到经济加工精度即可,否则分类、保管等组织工作量增加,容易产生差错。
(3)要保证零件分组后在装配时各组的数量能配套。如果相配件的尺寸分布都符合正态分布规律,则零件分组后各组的数量是配套的。但如果尺寸分布不符合正态分布规律,如图5-9所示的情况,则各组零件的数目就不配套了,尤其是第一组与第五组,两者的相差最多。这时可以采取不等分分组的办法,如将轴的第一组尺寸范围缩小,第五组的尺寸范围扩大,这样可减少不配套的零件数,但将降低配合精度。另一个办法是聚集到相当数量的不配套零件后,专门加工一批零件进行配套,这是生产中常用的办法。

图5-9 分组不配套的举例