组件产品过盈配合分析

• • • •
•
•
改善建议及方案：
• 从以上理论计算出的压入力数据可以看出，目前
同种类型的压块配合不同版本的前盖其压入力值 分布仍比较分散，当压块孔径公差集中分布在下 偏差时，即使前盖外径合格，仍会存在前盖无法 压入或压入力过大致使前盖变形组件同心度变大， 返修无法拔出的现象。而要解决此问题就是要控 制过盈配合两零部件的过盈量尽可能均匀一致， 要确保过盈量均匀一致一般采取两种措施：
影响组件压入力的主要因素
• 包容件及被包容件壁厚 • 包容件—压块 • 被包容件—插芯或前盖
同等条件下： 壁厚& ↑ 压入力 ↑ 实际事例：0460109 0330012等壁厚越薄要求过 盈量越大
示例图：
• 压入部分前盖壁厚0.30mm(孔径￠4.29(0^-0.01)
配合部位外径￠4.292(+0.017^+0.007) 实际过盈量—（0.009^0.019）
实际计算事例：（0040022前盖压制)
• 压块孔径￠2.92(+0.008^0),孔深3.18孔口倒角深度0.3, •
配合使用1.3版前盖,外径尺寸￠2.932(+0.005^0),前盖 压配端倒角长度0.2。 实际有效配合长度Lf=2.68 δmax——最大过盈量 δmax=0.017 δmin——最小过盈量 δmin=0.004 μ——结合表面磨擦系数(0.10-0.20)钢—软钢 Ca=2.2868 Ci=1.68 理论最大压入力:Fmax=721.27N (μ=0.10) Fmax=1442.54N (μ=0.20) 理论最小压入力:Fmin=169.71N (μ=0.10) Fmin=339.42N (μ=0.20) 实际可能的压入力范围(169.71N-1442.54N)
影响组件压入力的主要因素
• 过盈量大小：δ 常见配合方式： A-间隙配合 ：孔径的最小尺寸大于 轴径最大尺寸 例如：压块孔径￠2.92(+0.03^+0.01)
前盖外径￠2.92（0^-0.01) 的配合 点胶类组件
B-过渡配合：孔径尺寸公差与 轴径尺寸公差有重 合 例如：压块孔径￠2.92(+0.01^-0.01)
δmax=dmax-Dmin δmin=dmin-Dmax
影响组件压入力的主要因素
• 有效配合长度——Lf
孔深尺寸减去孔口及轴配合端倒角长度 Lf↑ F ↑ 结合直径——df （mm） df ↑ F ↑ 结合表面磨擦系数——μ μ↑ F ↑ （实际事例：插芯压制酒精与洗洁 精清洗压入力差异 压制紧吹气 沾水压制压入 力变小等）
示例图：
• 压入部分前盖壁厚0.51mm(孔径￠4.72(0^0.008) 配合部位外径￠4.722 (+0.010^+0.005) 实际过盈量—（0.007^0.012）
影响组件压入力的主要因素
• 配合零部件形位公差（重点是压块内孔） • 圆度/圆柱度
圆度：同一截面圆不同方向测试直径值的最大差异 圆柱度：在整个长度范围内，任意截面圆不同方向 测试直径值的最大差异 • 通止规检测（内孔通规检测最小包容轮廓，是面 接触，因此通常要求通规通入内孔后可旋转,通 规本身制造的形位公差会影响检测准确性；止规 检测是线接触)通止规无法检测出产品圆度/圆柱 度等形位公差
改善建议及方案：
• 以上只是理论计算分析,实际封装时受到配合零
部件配合面圆度、圆柱度、表面粗糙度影响很大, 实际生产中磨擦系数μ也是随配合面单位压力变 化而变化的,单位压力越大磨擦系数μ也越大, 单 位压力越小磨擦系数μ也越小 • 由于目前公司内部检测手段有限，零部件一些形 位公差还无法直观检测及有效监控，因此常常造 成实际生产中压入力与理论计算值差异较大。
改善建议及方案：
• 后期除在结构上优化设计尽可能减小或消
除金属件形位公差不良造成的影响，同时 也要加强来料检测的能力和水平，对供应 商形成有效监控。
影响组件压入力的主要因素
• 圆柱度不良对压制产生的影响
1.压制时不是整个圆柱面接触而是局部接触影响组 件脱开力/同心度（实际压制中单边接触/线接触） 2.造成压入力大而实际测试脱开力小 圆柱度产生原因：CNC车床主轴径向跳动/车床本 身锥度大小
影响组件压入力的主要因素
• 内孔锥度
顺锥度：孔口尺寸大孔底尺寸小 对压制产生的影响：压制困难，前盖不易压制到位 /压制变形 倒锥度：孔口尺寸小孔底尺寸大 对压制产生的影响：实际有效配合长度变短，同心 度及前盖脱开力不良（实际事例：速腾0860002 压块） 产生锥度的原因：CNC车床本身锥度大小 人为编 制锥度加工程序 铰孔加工时主轴径向跳动大
实际计算事例：（0040022插芯压制)
• 压块按XT-0040022-01-02(1.2版)加工检测合格,与插芯
配合孔径尺寸￠1.245(+0^-0.008),孔深1.70孔口两端 倒角C0.1,插芯倒外圆长度0.2~0.3,实际配合有效长度 1.3,有效配合过盈量0.004~0.012. 过盈配合理论压入力的计算：F=Pfmax∏dfLfμ 式中 F——压入力（N） Pfmax——结合表面承受的最大单位压力（N/m㎡） df——结合直径（mm） Lf——结合长度（mm） μ——结合表面磨擦系数(0.07-0.15)
• • • • •
• • • • • • • • • • • • • •
•
最大压力Pfmax的计算： Pfmax=&max/df（Ca/Ea+Ci/Ei） Ca=(da* da+df*df)/( da* da-df*df)+ν Ci=(df* df+di*di)/( df* df-di*di)-ν 式中 δmax——最大过盈量(mm) Ea、Ei——包容件和被包容件的材料弹性模量； Ca、Ci——系数 da、di——分别为包容件外径和被包容件内径（实心轴取di=0） (mm) ν——泊松比 弹性模量E/（kN/m㎡） 不锈钢 200~235 陶瓷 200 泊松比ν 不锈钢 0.30~0.31 陶瓷 0.25 压块与插芯配合: Ca=1.404698 Ci=0.75 理论最大压入力:Fmax=318.3N (μ=0.07) Fmax=681.9N (μ=0.15) 理论最小压入力:Fmin=132.6N (μ=0.07) Fmin=284.2N (μ=0.15) 实际可能的压入力范围(132N-681.9N)
前盖外径￠2.92（+0.01^-0.01) 的配合
影响组件压入力的主要因素
• C-过盈配合：孔的最大尺寸小于 轴的最小尺
寸 δ↑ F ↑ 例如：压块孔径￠2.92(+0.008^+0)
前盖外径￠2.932（+0.003^-0) 的配合 压制类 组件 以下资料中：D—孔径尺寸 d—轴径尺寸
δ（过盈量大小）=d(轴径实际尺寸）-D(孔 径实际尺寸）
公式中相关参数说明：
• Ca=(da* da+df*df)/( da* da-df*df)+ν • Ci=(df* df+di*di)/( df* df-di*di)-ν式中
• • •
• • •
δmax——最大过盈量(mm) Ea、Ei——包容件和被包容件的材料弹性模量； Ca、Ci——系数 da、di——分别为包容件外径和被包容件内径（实心轴 取di=0）(mm) ν——泊松比 弹性模量E/（kN/m㎡） 不锈钢 200~235 陶瓷 200 泊松比ν 不锈钢 0.30~0.31 陶瓷 0.25
组件产品过盈配合压制分析
无源培训资料
过盈配合理论压入力的计算公式：
• F=Pfmax∏dfLfμ
• 式中 F——压入力（N） • Pfmax——结合表面承受的最大单位压力（N/m
㎡） • df——结合直径（mm） Lf——结合长度 （mm） • μ——结合表面磨擦系数(0.07-0.15) • 最大压力Pfmax的计算： Pfmax=&max/df （Ca/Ea+Ci/Ei）
改善建议及方案：
• ⑴提高零部件加工精度，减小其尺寸公差，
而目前我们的压块孔径公差已在8um,前盖 外径公差控制在3um,再提高金属件精度必 将大幅增加产品加工难度，降低成品率， 增加采购成本。 • 因此单纯提高零部件加工精度不能彻底解 决此问题，也不现实。
改善建议及方案：
• ⑵针对高精度的配合零部件适当加大百度文库差，分
类选配。如将压块内孔按 ￠2.920(+0^+0.005)与 ￠2.920(+0.005^+0.010)分类，前盖按 ￠2.929(0^+0.003)与￠2.934(0^+0.003) 分别与之相配，则其过盈量大小均在 (0.004^+0.012)之间，则其压入力范围理论 计算为：(169.71-1018.23)基本在可操作范 围内.
如何减小形位公差不良对压制产生的影响
• 圆柱度不良
1.适当减小有效配合长度 2.适当减小有效配合面积，增加容屑槽(压块内孔 或前盖外径增加容屑槽） 实际事例：0040047、0280009止口件外径设计环 形槽 内孔锥度不良 顺锥度：适当减小有效配合长度，增加前盖压入端 倒角长度 倒锥度：适当增大前盖外径尺寸以增加有效过盈量