当时，Promess Inc.(布莱顿，MI)的总裁拉里·e·斯托克兰(Larry E. Stockline)还是一名机械师。当他准备用车床将肩部切割成轴时，他会想，“为什么这个功能是必要的?”
答案是，当然，肩膀作为一个停止，无论什么部分最终将被压在轴上。但是，如果肩膀的位置有一点偏离，而且装配不能正常工作，这就是生活。这就是整个过程。
如今，将两个部件压在一起组装的过程要复杂得多。压力机可以配备传感器，对装配过程提供反馈。斯托克兰说:“今天，你可以把零件压到一个非常精确的位置。”“有没有肩膀并不重要。事实上，压力监测技术往往可以消除对肩膀的需求。”
也称为力配合或过盈配合，压配合是将一个零件紧密地插入另一个零件的孔中的组件。插入部分通常比配合孔大0.001到0.002英寸。通过摩擦和两部分相互推动的力量，总成保持在原位。在大多数情况下，压合度足够强大，可以独立存在。在其他情况下，通过附加的装配方法(如粘接或钎焊)增加接头。
许多部件是用压合装配的，包括衬套、轴承、销、螺柱、转子、齿轮、滑轮、轴环和压盖密封。在汽车工业中，压装用于组装阀座、喷油器、气缸套、消声器挡板、传动部件和水泵叶轮。
施密特技术公司(Cranberry Township, PA)总裁丹尼尔·p·鲍曼(Daniel P. Baumann)说:“如果组件设计正确，压合是最便宜的组装方法，而不是粘接、焊接或紧固。”
部分设计问题
大多数压装件是圆形的，但也可以是椭圆形、正方形、长方形或三角形。零件甚至可以有键槽。要插入的部件可以是实心的，就像一个销钉，也可以是空心的，就像一个套管。无论哪种方式，在插入部分上放一个锥度，在配合部分上放一个倒角，将有助于零件顺利地结合在一起。
压装件可以是金属或塑料，类似或不同。然而，如果使用不同的材料，工程师应该选择热膨胀系数相似但硬度等级不同的材料。
“我们已经用非常硬的金属做过压合，也用过非常软的塑料做过。这完全取决于应用程序，”BalTec公司(宾夕法尼亚州，Canonsburg)的执行副总裁Charles A. Rupprecht说。
选择压合材料，特别是塑料，经常涉及权衡。例如，聚碳酸酯不推荐轴轮毂，因为它不能容忍过度的环向应力。更柔韧的塑料，如尼龙、ABS和热塑性聚氨酯，可以更好地承受环向应力，但随着时间的推移，也可能表现出更多的应力松弛。
脆性材料，如压铸金属，不是压合装配的好选择，特别是薄壁零件。“如果轮毂的壁很薄，那就考虑一种柔韧的材料，”施密特公司的工程副总裁马丁•弗里希克内希特(Martin Frischknecht)建议道。
压装件的公差更多的是产品和材料的功能，而不是装配方法。例如，随着材料硬度的增加，公差将变得更紧。
Rupprecht说:“对于关键组件，比如锁中的棘爪或杠杆，你会看到比压在办公椅腿上的螺柱更紧的公差。”
零件的圆度和表面光洁度也会影响压装装配的质量。“没有一个部分是完美的圆形，”Stockline说。“在大多数情况下，这是可以的，因为你将填补任何空缺在组装。你把角色弄圆了。”
设备需求
气动、液压、电动甚至手动压力机都可以用来装配压力机，但直动压力机优于肘动压力机。Rupprecht说:“我们的客户使用的最常见的设备是直动式气动压力机，尺寸从4千牛顿到56千牛顿不等。
将零件压在一起所需的力取决于材料的硬度、滑度和表面光洁度;零件的尺寸、厚度和几何形状;以及它们之间的干涉量，即插入部分与孔之间的尺寸差异。各种公式可以帮助工程师估计压力(见边栏)，但结果只是估计。
“让我吃惊的是，有那么多工程师设计过盈配合，但却不知道要用多大的力才能把零件压在一起。他们通常会低估它，”鲍曼说。“这种力很难计算。这就是为什么我们建议我们的客户不要依赖计算，而是做一些测试。”
用于压装装配的工装必须准确、一致地对准零件。然而，这并不一定意味着这些部件应该被严格地固定住。这取决于它们的几何形状。
弗里希克内希特指出:“在某些情况下，这个部分可以自我集中。“在这种情况下，我们可以在工具中构建一些遵从性。你希望零件能足够对齐，这样它就能找到被压进去的洞。你不会想要对抗组件。”
控制滑块的速度和平稳前进是很重要的，特别是对于精密的装配件。Frischknecht说:“如果公羊剧烈运动，可能会增加材料的压力。”
力监测可以显著提高压装装配的精度。在气缸和滑枕之间可以安装一个力传感器。传感器可以测量在整个装配周期中产生的力，或者可以使用一个可调节的限位开关来设置报告力的特定位置。通过压机控制器，工程师可以设置压紧力的上下限。如果力落在设定的数字之上或之下，就会发出警报。
可以在力传感器上添加一个距离传感器，以便压控器可以显示力随距离或力随时间的曲线。在冲压过程中测量压力和距离可以给装配者提供有关零件和装配质量的有价值的信息。
斯托克兰解释说:“如果你推东西超过1英寸的距离，你想知道这1英寸的哪个位置干扰最大。”“如果一开始很高，然后突然下降，这可能意味着这个部分有一个锥形。理想情况下，[力/距离]曲线应该是一条漂亮的直线。但如果零件有一些变形，曲线就不会看起来如此生动。”
Stockline说，通常情况下，媒体监控可以识别出不明显的部分缺陷。例如，一个没有经过热处理的零件和一个经过热处理的零件是没有区别的。但是，如果在装配中使用未经处理的部件，压力机会立即识别出有缺陷的部件，因为它会在距离曲线上产生异常的力。
在组装前对部件进行润滑可以防止磨损，并确保平稳、清洁的安装。然而，鲁普雷希特说，润滑很少是必要的。“如果这是一个非常困难的部分，或者如果你担心损坏，你可以考虑润滑，”他说。通过仔细设计上压模具，可以省去大量的润滑，这将有助于正确地插入零件。
厌氧胶粘剂是另一种材料，可以应用于零件，以增加压装装配。粘合剂将完全密封接头，防止腐蚀，更均匀地分布应力，并产生一个更强，更刚性的组件。粘接剂还可以让工程师放松对零件的公差要求，减少零件的体积，这是产生将零件连接在一起的压力所需要的。
Rupprecht说，尽管有这些好处，但胶粘剂很少用于压接组装。他说:“大多数时候，这些部件都是为纯粹的冲压配合而设计的。
如果装配者确实使用了胶粘剂来补充压装装配，他们应该记住，胶粘剂将显著增加组装零件所需的力。因此，装配工可能需要增加压力机施加的力或增加滑枕的速度。
做数学
如果压合涉及将圆销或轴插入圆环或孔，并且两个部件由相同的材料制成，则可以使用下列公式来估计与装配相关的压力和应力。
销钉和接箍之间的径向压力P，单位为磅/平方英寸，可以通过以下方法确定:
P = [E * I * (Dc2 - Dp2)] / (Dp * Dc2)
E =材料的弹性模量，单位为磅每平方英寸;I =领圈ID与销钉直径的初始差值，单位为英寸;Dc =领子的外径，单位为英寸;Dp是针的外径，单位为英寸。
最大有效应力S(磅/平方英寸)位于套接器内径处，可计算为:
S = (2 * P * Dc2) / (Dc2 - Dp2)
将销钉推离领圈所需的力F(磅)可以近似为:
F = P * L * π * Di * Cf
其中L =别针和领子之间的接合长度，单位为英寸;Di =接箍的内径;Cf =材料的摩擦系数。
总成的分离扭矩T(英寸-磅)可通过以下方式计算:
T = (P * L * π * Di2 * Cf) / 2
这些公式是根据下列资料改编的:
- 挖槽机、Mikell P。现代制造业基础，普伦蒂斯霍尔公司, 1996年。
- Toback, Alex等人，带有粘合剂的圆柱形组件，汉高乐泰公司，1985。
