淺談鉗工凹凸配合中的難點

王高尚

一、對稱半封閉型配合練習(xí)

銼配是鉗工生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)中的一個主要內(nèi)容,它是考查一個學(xué)生掌握鉗工基本技能的程度以及動腦、動手等綜合加工能力的一個重要方法之一。在全國中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī)械類專業(yè)通用教材《鉗工工藝與技能訓(xùn)練》中,第二單元中課題八——“綜合技能訓(xùn)練(二)”的主要訓(xùn)練內(nèi)容就是銼配。其中,“銼配凹凸體”作為一個對稱半封閉型的配合練習(xí),具有代表性和典型性。而其中為保證對稱度要求提出的中間過渡尺寸公差值如何求得,教材中并未說明,以至于大部分學(xué)生不理解這部分內(nèi)容。筆者認(rèn)為,這是對稱型工件加工中應(yīng)掌握的一個重要方法,對其計算方法認(rèn)真理解并加以運(yùn)用,將極大地提高學(xué)生的思維能力,提高學(xué)生的加工水平和綜合技能水平。因此,筆者就此問題進(jìn)行了一定的探討。

回顧教材中第二單元課題八中的相關(guān)敘述:“加工凸件:第一,先選擇一肩按線鋸去一角,粗、細(xì)銼兩垂直面。根據(jù)80mm的實際尺寸,通過控制60mm的尺寸誤差值[本處應(yīng)控制在80mm實際尺寸減去(20)mm的范圍內(nèi)],從而保證達(dá)到(20)mm的尺寸要求;同樣根據(jù)60mm處的實際尺寸,通過控制40mm的誤差值[本處應(yīng)控制在1/2×60mm的實際尺寸加(10)mm的范圍內(nèi)],從而保證在取得尺寸(20)mm同時,又能保證其對稱度在0.1mm內(nèi)。第二,按劃線鋸去另一肩角,用上述方法控制加工尺寸(20)mm,至于凸形面的(20)mm的尺寸要求,可通過直接測量控制加工?！?注:以上所述80mm為該件總長,60mm為總寬,圖1中省去了不需要部分。)在以上敘述中,可以發(fā)現(xiàn)文中未對(10)mm如何得來作具體說明。

當(dāng)不用百分表及其他量具對有對稱要求的工件進(jìn)行測量加工時,用上述方法,僅需用外徑若干千分尺測量保證中間過渡尺寸在公差范圍內(nèi)。只要凸形面亦達(dá)到規(guī)定公差范圍內(nèi),便可直接滿足對稱度要求。無疑,這是一種準(zhǔn)確快捷的好方法,對其他同類型對稱工件也應(yīng)能照此辦理。但如果不清楚中間過渡尺寸公差的計算方法,確定不出公差范圍,也只能盲目加工?，F(xiàn)在就(10)這一公差的計算方法由來,用解尺寸鏈的方法進(jìn)行說明。

二、確定封閉環(huán)

先回憶一下尺寸鏈的基本概念。決定一個或幾個零件表面或軸線的相互位置,并按一定順序排列的封閉尺寸,稱為尺寸鏈。組成尺寸的各尺寸通常稱為組成環(huán)或組成尺寸。在零件的加工過程中或在部件的裝配過程中,最后得到的并與各組成環(huán)偏差有關(guān)的一環(huán)稱為封閉環(huán)。而尺寸鏈中,各環(huán)如其尺寸的增大而使封閉環(huán)也隨之增大者,稱為增環(huán);反之,如果其尺寸的增大而使封閉環(huán)減小者,稱為減環(huán)。封閉環(huán)可以是一個零件的組成尺寸或相互位置偏差,也可以是零件或部件裝配后所得到的尺寸數(shù)值,間隙,過盈或相互位置偏差。由加工凸形體的方法,目的是為了各項尺寸加工完畢后,在保證凸形體(20)mm尺寸的同時,得到其符合對稱度0.10mm的正確位置,所以應(yīng)該確定對稱度公差為封閉環(huán)。

三、確定屬于哪一類解尺寸鏈問題

解尺寸鏈就是根據(jù)設(shè)計或工藝上的要求解決兩類問題。第一,根據(jù)所有組成環(huán)的公差計算封閉環(huán)的公差,稱正計算題。第二,根據(jù)封閉環(huán)的規(guī)定公差,求出各組成環(huán)最合理的公差,這類問題可稱為反計算題?，F(xiàn)在的疑問是已知對稱度允差要求,而不知中間過渡尺寸的公差范圍?？梢?這是一個反計算問題,即由封閉環(huán)公差求組成環(huán)公差問題。

四、對稱度公差作封閉環(huán),確定其數(shù)值

封閉環(huán)的公差取值極為關(guān)鍵。對稱度的概念:對稱度公差帶是指相對基準(zhǔn)中心平面對稱配置的兩個平行平面之間的區(qū)域,而平行面距離即為公差值;對稱度誤差是指被測表面的對稱平面與基準(zhǔn)表面對稱平面間的最大偏移距離。由此可以簡單理解為:當(dāng)給定一個對稱度公差后,最大對稱度誤差值,即最大左偏或最大右偏均為1/2對稱度公差值。因此,對于0.10mm的對稱度公差,應(yīng)確定封閉環(huán)公差為±0.05mm。實踐中,很多學(xué)生由于未能正確理解對稱度公差概念,直接以0.10mm作封閉環(huán)數(shù)值進(jìn)行計算,造成了不能正確解出尺寸鏈的結(jié)果。

五、確定名組成環(huán),并做出尺寸鏈圖

確定哪些尺寸構(gòu)成組成環(huán),在該件的尺寸鏈計算中也尤為重要。如圖2,由于A1尺寸是保證對稱度并求出公差數(shù)值的中間過渡尺寸,構(gòu)成尺寸鏈的一個組成環(huán),凸形體的對稱度誤差是相對于基準(zhǔn)表面中心平面的偏移量,而基準(zhǔn)表面的對稱中心平面尺寸已經(jīng)確定,即A2,也就是1/2×(60的實際尺寸)。同樣構(gòu)成尺寸鏈的組成環(huán)——凸形體的1/2,而凸形體公差為已知數(shù)值,即(A/2)以A3表示也構(gòu)成尺寸鏈的一個組成環(huán)。A3尺寸標(biāo)準(zhǔn)的起始位置是A1尺寸加工完成后的左側(cè)面,它同時也是加工凸形體尺寸A的測量基準(zhǔn),并指向凸形體的對稱中心線。A2 A3之間是由于對稱度誤差形成的封閉環(huán),由此可作業(yè)尺寸鏈,如圖3所示。當(dāng)A1加工至最大值、A3加工至最小時,對稱度誤差為最大左偏,可以理解為尺寸鏈中產(chǎn)生間隙,數(shù)值為+0.05mm;當(dāng)A1加工至最大值、A3加工最小值時,對稱度誤差為最大右偏,可以理解為尺寸鏈中產(chǎn)生過盈,數(shù)值為-0.05mm。

列出尺寸鏈方程,并計算:

△max = A1max-A2 -A3min

A1max=A2 + A3min +△max

=1/2×60 + 9.975 + 0.05 =1/2×60 + 10.025

△min = A1min -A2-A3max

A1min = A2 + A3 max + △min

=1/2×60 +10-0.05 = 1/2×60 + 9.95

式中(A3min+△max=10.025)以及(A3max+△min=9.95)構(gòu)成了10這一公差數(shù)值,由此就解釋了課本中(10)mm這一尺寸的來歷。同時,中間過渡尺寸A1的公差范圍也就計算出來了。

實際生產(chǎn)教學(xué)中,學(xué)生們并不是無法理解以上內(nèi)容,關(guān)鍵在于教師要講明要點,如封閉環(huán)、組成環(huán)的確定、封閉環(huán)數(shù)值的確定、以及尺寸鏈圖的繪畫是否正確等。當(dāng)學(xué)生能真正理解計算過程與方法后,相信他們能夠很好地加以運(yùn)用。

(作者單位:河南省開封市高級技校)