精密零件过盈联接及压装质量的预测与控制
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究方向。
关键词 ： 过盈联接 ； 精 密装配 ； 压装控制 ； 压装质量预测 过盈联接是精密零件装配 的重要方法之一 ，广泛应用于航空 、 吨现象 ，但压装 曲线仍在 ０～ Ｐ ． 和Ｐ 。 ～ Ｐ ２ 之间两点 连线 的直线 之 航天 、 兵器 、 机械 、 化工等领域 ， 传递扭矩和力 。 在精密装备和仪器仪 上 ， 且仍呈上升趋势 ， 其压装曲线仍 可视为合格（ 如图 １ （ ａ ） 所示） 。压 表制造业中 ， 小 尺寸 （ 配合直径在 ６ ｍ ｍ 以下Ｌ ｌ 】 ） 过盈联接的应用也较 装 曲线 中出现压装力降低 的现象（ 如图 １ （ ｃ ） 所示） ， 这是 由于压装 力 为广泛 ， 联接的质量在很 大程度上决定 了仪器或设备的性能。随着 不稳定造成 的， 并非真正降低 ， 仍可视为合格 。 若 压装 曲线 出现多个 精密机电产 品的小型化和对性能要求 的不断提高 ， 对关键组件 中精 平台（ 如图２ （ ａ ） 所示） ， 这种现象说 明轴 承压装过 程中出现爬行现象 ， 密零件过盈 联接质量及可靠性等的要求越来越 高。 压装曲线为不合格曲线。轴承压装 到位后 卸载过快 ， 则 出现图 ２ （ ｂ ） 针对上述精 密零件过盈联接对质量及可靠性提 出的要求 ， 本文 所示 曲线 ， 其保压时间不够 ， 它的压装到位是 由油 压 冲击造成 的假 对过盈 联接研 究的可靠性及压装质量预测进行 了综述 。 介绍 了现有 象 ， 所以也是不合格 曲线 。 过盈联接可靠性 预测及根据压装 曲线判 断压装质量 的方法 ， 并对这 压装 过程中可能受 到多种因素的干扰 ，对压装曲线产生影 响 ， 些方法进行 了分析 ， 提 出了在理论 与仿 真研究 、 精密压装设 备研制 使得利用压装 曲线判断压装是否合格变得困难 ， 因此有必要对压装 等 目前所面临的问题 和研究思路 。 过程进行精确 的控制 。 １过盈联接的可靠性 ２ ． ２过盈联接的压装 曲线预测 由于过盈联 接的质量直接影 响设备 的性 能和可靠性 ， 所 以预测 Ｄ Ｂ ｅ ｎ ｕ ｚ ｚ ｉ 等ｍ 研究 出了一种简化 的压力 一位移 曲线预测模 型。 它在使用过程中的可 靠性显得尤为重要 。 首先 ，采用 １ Ｎ Ｓ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ公 司的摩擦 系数测量机测量火 车轮对 的摩擦 般设计方法 只从设计角度考 虑 ， 认为过盈联接件 的各种失效 系数 ， 影 响测量结果 的因素包括 表面粗糙度 、 材料组织结构 、 润滑、 形式之间是 相互独立 的。卢立新［ ２ １ 等经过研究发现全面考察过盈联 压装速度 、 环境因素 ； 其次 ， 根据测量结果确定 了摩擦 系数 和接触压 接 的可靠性 ， 除了考虑零件 的强度外 ， 还应考虑 配合件 问的相对滑 力之 间的关 系 ； 再次 ， 确定轮对几何结构 、 过盈量 、 材料特性 ； 最后， 动 以及 上 述 两类 失效 的相 关 性 。 根据简化模 型预测压力 一位移 曲线。 压力 一位移曲线的预测步骤如 随着有限元分析 的推 广 ， 对重要部件也有采用有 限元方法确定 图 ３所 示 。 ｋ Ｎ ） 其应力分布情况的 ， 以求精确地确定过盈量 。 Ｇ ａ ｎ ｇ ｋｉ 等口 针 对过盈 （ 联接传统设计方法的弊端 ， 利用 ＭＡ Ｒ Ｃ有 限元软件对翻斗车传动轴 ２８０ 箱 的过盈联接进行分析 ，并根据 ３ 盯 原则计 算合理的过盈 量范围 ， 这种方法确定的过盈 量要 比传统方法更准确 。 ２ ０ ０ 上述研究主要是 从设计 角度出发 ， 要求所设计 的过盈联接达到 ㈣ 瑚 删 ㈣ 预定的可靠度 ， 但对最终形成 的过盈联接 的可靠度不能给 出定量 的
一
评估和预测 ， 这样设计给 出的可靠度数据还存在可信度 的问题 。廖 卫献ｆ ４ 】 根据零件实 际制造 过程 中实测数据 来评 价过盈联 接的可靠 性， 可以对重要部件 的使用可靠性进行定量评估 。 除 了过盈量以外 ， 结合直径和结合长度对过盈联接 的可靠性也 有一定 的影响。 陈连圈 通过建立概率模型 ， 研究 了结合直径和结合长 度 的影响 。 结果表 明， 结合 直径减小将导致最大极 限过盈量 的减小 ， 结合长度减小将导致最小 极限过盈 量增加 ， 两者都将 降低 配合联接
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１ ０ ８ ・
科技论 坛
精 密 零件过盈联接及压装质量 的预测 与控制
由 博
（ 吉林化 工学院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ １ ）
摘 要： 对精 密零件过盈联接 可靠性预测和质量预测与控 制的研 究进行 了回顾 ， 介绍 了它们 的研 究现状 ， 以及 目前 常用的预 测模 型， 并分析 了各模 型的适 用范围。 针对过盈联接 的可靠性和压装质量预测 与控制研 究的特点和应用状况 ， 简要分析 了当前所面临的 问题和研
发 现过 盈 联 接 的压 装 过 程 ， 对产品的最终质量有很 大影响 ， 过盈联
２０ ０
接 的压装过程 中不 同位置 的状况都可以通过压装 曲线反映出来。 因
此 通 过 压 装 曲线 能 够 对 压 装 质 量 进行 评 价 。
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压装力
２ ． １ 过盈联 接的压装 曲线分析 唐建湘等 对滚动轴 承的压装 曲线进行分析 ， 得 出判据（ 如图 １ 、 图 中的 ｐ 一 是单列轴承 的最大压装力 ， Ｐ ２ 是整个轴承的最大
的可 靠 性 。 ２ 过盈 联 接 的质 量 控 制 过盈联接的评价标准是配合面之间的摩擦力是否达到预定值 ，
１ ｏ ｏ
（ ａ ）
（ ｋ Ｎ）
２８ ０
但是在完成过盈联接后 ，目前还无法在不破坏过盈联接的情况下 ， 对实际摩擦力进行测量。基于上述原因 ， ２ ０ 世纪 ８ ０年代 ， 在传统压 装方 法的基础上 ， 研制 了集 成控制与测量功能 的压装机 ， 采用 最大应用中
关键词 ： 过盈联接 ； 精 密装配 ； 压装控制 ； 压装质量预测 过盈联接是精密零件装配 的重要方法之一 ，广泛应用于航空 、 吨现象 ，但压装 曲线仍在 ０～ Ｐ ． 和Ｐ 。 ～ Ｐ ２ 之间两点 连线 的直线 之 航天 、 兵器 、 机械 、 化工等领域 ， 传递扭矩和力 。 在精密装备和仪器仪 上 ， 且仍呈上升趋势 ， 其压装曲线仍 可视为合格（ 如图 １ （ ａ ） 所示） 。压 表制造业中 ， 小 尺寸 （ 配合直径在 ６ ｍ ｍ 以下Ｌ ｌ 】 ） 过盈联接的应用也较 装 曲线 中出现压装力降低 的现象（ 如图 １ （ ｃ ） 所示） ， 这是 由于压装 力 为广泛 ， 联接的质量在很 大程度上决定 了仪器或设备的性能。随着 不稳定造成 的， 并非真正降低 ， 仍可视为合格 。 若 压装 曲线 出现多个 精密机电产 品的小型化和对性能要求 的不断提高 ， 对关键组件 中精 平台（ 如图２ （ ａ ） 所示） ， 这种现象说 明轴 承压装过 程中出现爬行现象 ， 密零件过盈 联接质量及可靠性等的要求越来越 高。 压装曲线为不合格曲线。轴承压装 到位后 卸载过快 ， 则 出现图 ２ （ ｂ ） 针对上述精 密零件过盈联接对质量及可靠性提 出的要求 ， 本文 所示 曲线 ， 其保压时间不够 ， 它的压装到位是 由油 压 冲击造成 的假 对过盈 联接研 究的可靠性及压装质量预测进行 了综述 。 介绍 了现有 象 ， 所以也是不合格 曲线 。 过盈联接可靠性 预测及根据压装 曲线判 断压装质量 的方法 ， 并对这 压装 过程中可能受 到多种因素的干扰 ，对压装曲线产生影 响 ， 些方法进行 了分析 ， 提 出了在理论 与仿 真研究 、 精密压装设 备研制 使得利用压装 曲线判断压装是否合格变得困难 ， 因此有必要对压装 等 目前所面临的问题 和研究思路 。 过程进行精确 的控制 。 １过盈联接的可靠性 ２ ． ２过盈联接的压装 曲线预测 由于过盈联 接的质量直接影 响设备 的性 能和可靠性 ， 所 以预测 Ｄ Ｂ ｅ ｎ ｕ ｚ ｚ ｉ 等ｍ 研究 出了一种简化 的压力 一位移 曲线预测模 型。 它在使用过程中的可 靠性显得尤为重要 。 首先 ，采用 １ Ｎ Ｓ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ公 司的摩擦 系数测量机测量火 车轮对 的摩擦 般设计方法 只从设计角度考 虑 ， 认为过盈联接件 的各种失效 系数 ， 影 响测量结果 的因素包括 表面粗糙度 、 材料组织结构 、 润滑、 形式之间是 相互独立 的。卢立新［ ２ １ 等经过研究发现全面考察过盈联 压装速度 、 环境因素 ； 其次 ， 根据测量结果确定 了摩擦 系数 和接触压 接 的可靠性 ， 除了考虑零件 的强度外 ， 还应考虑 配合件 问的相对滑 力之 间的关 系 ； 再次 ， 确定轮对几何结构 、 过盈量 、 材料特性 ； 最后， 动 以及 上 述 两类 失效 的相 关 性 。 根据简化模 型预测压力 一位移 曲线。 压力 一位移曲线的预测步骤如 随着有限元分析 的推 广 ， 对重要部件也有采用有 限元方法确定 图 ３所 示 。 ｋ Ｎ ） 其应力分布情况的 ， 以求精确地确定过盈量 。 Ｇ ａ ｎ ｇ ｋｉ 等口 针 对过盈 （ 联接传统设计方法的弊端 ， 利用 ＭＡ Ｒ Ｃ有 限元软件对翻斗车传动轴 ２８０ 箱 的过盈联接进行分析 ，并根据 ３ 盯 原则计 算合理的过盈 量范围 ， 这种方法确定的过盈 量要 比传统方法更准确 。 ２ ０ ０ 上述研究主要是 从设计 角度出发 ， 要求所设计 的过盈联接达到 ㈣ 瑚 删 ㈣ 预定的可靠度 ， 但对最终形成 的过盈联接 的可靠度不能给 出定量 的
一
评估和预测 ， 这样设计给 出的可靠度数据还存在可信度 的问题 。廖 卫献ｆ ４ 】 根据零件实 际制造 过程 中实测数据 来评 价过盈联 接的可靠 性， 可以对重要部件 的使用可靠性进行定量评估 。 除 了过盈量以外 ， 结合直径和结合长度对过盈联接 的可靠性也 有一定 的影响。 陈连圈 通过建立概率模型 ， 研究 了结合直径和结合长 度 的影响 。 结果表 明， 结合 直径减小将导致最大极 限过盈量 的减小 ， 结合长度减小将导致最小 极限过盈 量增加 ， 两者都将 降低 配合联接
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科技论 坛
精 密 零件过盈联接及压装质量 的预测 与控制
由 博
（ 吉林化 工学院， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ １ ）
摘 要： 对精 密零件过盈联接 可靠性预测和质量预测与控 制的研 究进行 了回顾 ， 介绍 了它们 的研 究现状 ， 以及 目前 常用的预 测模 型， 并分析 了各模 型的适 用范围。 针对过盈联接 的可靠性和压装质量预测 与控制研 究的特点和应用状况 ， 简要分析 了当前所面临的 问题和研
发 现过 盈 联 接 的压 装 过 程 ， 对产品的最终质量有很 大影响 ， 过盈联
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接 的压装过程 中不 同位置 的状况都可以通过压装 曲线反映出来。 因
此 通 过 压 装 曲线 能 够 对 压 装 质 量 进行 评 价 。
１ ０ ０
压装力
２ ． １ 过盈联 接的压装 曲线分析 唐建湘等 对滚动轴 承的压装 曲线进行分析 ， 得 出判据（ 如图 １ 、 图 中的 ｐ 一 是单列轴承 的最大压装力 ， Ｐ ２ 是整个轴承的最大
的可 靠 性 。 ２ 过盈 联 接 的质 量 控 制 过盈联接的评价标准是配合面之间的摩擦力是否达到预定值 ，
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（ ａ ）
（ ｋ Ｎ）
２８ ０
但是在完成过盈联接后 ，目前还无法在不破坏过盈联接的情况下 ， 对实际摩擦力进行测量。基于上述原因 ， ２ ０ 世纪 ８ ０年代 ， 在传统压 装方 法的基础上 ， 研制 了集 成控制与测量功能 的压装机 ， 采用 最大应用中