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        零部件間隙配合介紹

        2022-01-07

        開發機器人關節似乎是一項艱巨的任務,但有一些常見問題可以提前解決,以使項目更易于管理。在一個小空間里有很多零件需要填充,通常,一個關節有電機、變速器、編碼器、制動器、電子設備和接線。最常見的任務之一是管理軸承和變速箱與殼體的裝配。這篇文章提供了機械裝配和精密配合的機加工零件的指南。


        功能與規格




        大多數機器人關節都有一個傳動裝置,通常是諧波或應變波齒輪組。制造商將向設計師提供齒輪組與殼體配合的規范。許多部件將在ISO配合系統中指定。例如,在圖1中,齒輪組被指定為內徑的h7配合。在圖2中,外徑指定為H7配合。因此,殼體和齒輪組之間的配合目標是142毫米 h7/h7配合-這意味著什么?




        圖3顯示了制造商為齒輪組指定的ISO配合的布局。這意味著齒輪組的制造尺寸為142毫米 0.00//0.04,齒輪組安裝的殼體的理想制造尺寸為142毫米 0.04/0.00。


        機械廠呢?它能使零件達到制造商規定的公差嗎?假設CNC機加工車間可以保持+/-0.025毫米的公差。這意味著,他們將能夠生產出一個零件,每側大約5微米,稍微超出H7配合公差。從某種角度來看,蜘蛛絲是3-8微米!


        不用去計算Cpk的形式,把車間的能力想象成一條正態曲線。如果外殼是從范圍的中間加工的,則產生的零件范圍為141.995至142.045毫米。公差的分布如圖4所示。該圖假定+/-0.025毫米對應于+/-3。




        這里需要說明的是,能夠提供+/-0.025毫米的車間很有可能提供滿足規定H7標注要求的外殼,且產生的影響最小。


        溝通是關鍵


        到目前為止,制作機器人關節似乎很容易!基本上,閱讀制造商的目錄,找到一個好的機器店,你就可以去了!那么哪里會出問題呢?


        使用ISO標準配合可能會在加工零件3D文件和要安裝的零部件之間造成不匹配。例如,如果齒輪組的表面建模為圖3所示的“標稱尺寸”。這就產生了將零件加工成142毫米 0.025//0.025的可能性。如果使用直徑為142毫米(圖3中的“零線”)的外殼表面對3D文件進行建模,并且車間使用3D文件編程刀具路徑,則尤其如此。此場景如圖5所示。




        查看圖 5,有幾個項目值得注意:


        1. ?個外殼超出公差,因為它們低于H7配合的最小142.000毫米。這將導致該批貨物被拒收。
        2. 如果該批次進行了100%檢查,并創建了匹配的組件,將兩個分發的產品放在一起,大約10%的外殼將被報廢。


        圖紙標注和 3D 文件




        避免這種情況的一種方法是用一個小偏移量對3D文件建模,使加工表面位于車間公差的中間(見圖6)。通過這種方式,機器車間可以直接在3D模型上使用CAM軟件,并根據車間發布的功能將曲面居中。在圖紙上保留ISO標準將保留ISO標準信息,并有助于保留與制造商建議相關的設計意圖(見圖7)。




        把它放在一起


        一旦你收到你的零件,不要急于把它們組裝起來。這種高縱橫比配合需要非常具體的對準或經驗豐富的裝配工,以確保零件在安裝過程中不會粘結。在進行這些類型的配合時,建議在訂單中添加額外內容,以適應裝配過程中夾具的發展或影響。


        最佳做法


        對嚴格公差零件使用快速制造方法在機器人技術中效果良好,可以顯著加快設計程序。以下幾個簡單提示將幫助您獲得成功:


        • 保持2D和3D數據同步,考慮使用3D模型中的輔助特征來支持雙邊公差。

        • 即使使用ISO單邊配合系統表達您的設計意圖,也要注意公差的正態分布。

        • 遵循制造商推薦的配合。

        • 考慮添加首件檢驗,即使是小批量,以了解在哪里可以放寬公差,同時仍然支持設計意圖。

        • 在裝配過程中添加一些額外的零件以輔助。

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