工艺技术-机器的装配工艺教材(ppt 97页)

第 7 章 机器的装配工艺 第 7章 机器的装配工艺 本章提要 任何机械设备或产品都是由若干零件和部件组成。根据规 定的技术要求将有关的零件接合成部件，或将有关的零件和部 件接合成机械设备或产品的过程称为装配，前者称为部件装配 ，后者称为总装配。 本章重点介绍为达到装配精度而采取的 四种装配方法 、各 自优缺点和使用场合以及与 装配精度相关的尺寸链求解 算法。 第 7章 机器的装配工艺 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 概 述 装配尺寸链 保证装配精度的方法 装配工艺规程的制定 机器结构的装配工艺性 内容提纲 第 7章 机器的装配工艺 7.1 概 述 机器的质量 是以机器的工作性能、使用效果、可靠性及寿命等综合指 标来评定的。这些指标 除与产品结构设计有关外，还取决于零件的制造质 量和机器的装配工艺及装配精度。 机器的质量最终是通过装配工艺来保证 的。若装配不当，即使零件的制造质量都合格，也不一定能够装配出合格 产品。反之，即使零件的质量不是十分良好，只要在装配中采取合适的工 艺措施，也能使产品达到规定的要求。 通过机器的装配，可以发现机器设计上的错误（不合理的结构与尺寸 等）和零件加工工艺中存在的质量问题，并加以改进。 因此，机器装配工 艺过程又是机器生产的最终检验环节。 研究装配工艺、选择合适的装配方法、制订合理的装配工艺规程，不 仅是保证机器装配质量的手段，也是提高产品生产效率、降低制造成本的 有力措施。 第 7章 机器的装配工艺 机器的装配： 按照规定的技术要求，将若干个零件结合成组 件，进一步结合成为部件，或将若干个零件和部件结合 成产品的过程。 总装配： 将若干个零件、组件、部件按规定的技术要求，装 配到基础零件上，使之成为一台完整的机器。 机器装配过程中，都有它自己的 基础零件 ， 它不仅起着连接有关零件、部件的作用，同时用 于保证零件间、部件间、零件与部件间及整台机 器相对位置精度。 7.1.1 机器装配的基本概念 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 组件装配： 将若干个零件按照规定的技术要求，装配到一个基础 零件上，构成机器的一部分，如机床主轴组件。 部件装配： 将若干个零件、组件按规定的技术要求装配到一个基础零 件上，往往构成机器的独立工作部分， 部件可以单独装配、调试 。如床头箱。 7.1.1 机器装配的基本概念 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 装配是产品的制造过程的最后阶段，产品的质量最终由装 配来保证。一般的装配工作内容有以下几方面： l 准备工作： 包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等； l 主要工作： 包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中 的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。 7.1.1 机器装配的基本概念 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 7.1.2 装配系 统图 7.1 概 述 在装配工艺规程设计中，常用装配系统图表示零、部件的装配流程 和零、部件间相互装配关系。在装配系统图上，每个单元用一个长方形 框表示，标明零件、套件、组件和部件的名称、编号及数量。 装配系统图是用图解法说明产品零件、组件和部件的装配程序，以 及各装配单元的组成零件。 在设计装配车间时可以根据它来组织装配单 元的平行装配，并可以合理地按照装配顺序布置工作地点，将装配过程 的运输工作减至最少。 装配系统图绘制方法如下： （ l）先画一条横线。 （ 2）横线左端画一个小长方格，代表基准件。在长方格中注明装 配单元的名称、编号和数量。 （ 3）横线的右端也画一个小长方格，代表装配的成品。 （ 4）横线自左至右表示装配的顺序。直接进行装配的零件画在横 线的上面，组件画在横线下面。 第 7章 机器的装配工艺 7.1.2 装配系 统图 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 7.1.2 装配系 统图 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 7.1.2 装配系 统图 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 7.1.2 装配系 统图 7.1 概 述 1-链轮； 2-键； 3-轴端挡圈； 4-螺栓； 5-可通盖； 6-滚珠轴承； 7-低速轴； 8-键； 9-齿轮； 10-套筒； 11-滚珠轴承 某减速器低速 轴组 件 第 7章 机器的装配工艺 7.1.2 装配系 统图 7.1 概 述 1-链轮； 2-键； 3-轴端挡圈； 4-螺栓； 5-可通盖； 6-滚珠轴承； 7-低速轴； 8-键； 9-齿轮； 10-套筒； 11-滚珠轴承 某减速器低速 轴组 件 第 7章 机器的装配工艺 凡是装配完成的机器必须满足规定的装配精度。装配精 度是机器质量指标中重要项目之一，是保证机器具有正常工 作性能的必要条件。 装配精度是指机器装配以后，各工作面 间的相对位置和相对运动等参数与规定指标的符合程度。 机器的装配精度是根据机器的使用性能要求提出的 。正 确地规定机器的装配精度是机械产品设计所要解决的最为重 要的问题之一，它不仅关系到产品质量，也关系到制造的难 易和产品成本的高低。 7.1.3 装配精度与零件精度 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 装配精度： 包括 零部件间的尺寸精度 ； 位置精度 ； 相对运动精 度 和 接触精度 零部件间的尺寸精度包括： 距离精度 是指保证一定的间隙、配合质量、尺寸要求等相关 零件、部件的距离尺寸的准确程度。 配合精度 是指配合面间达到规定的间隙或过盈的要求。 7.1.3 装配精度与零件精度 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 活塞 连杆 缸体 曲轴 位置精度 反映各零件 有关相互位置与装配相互 位置的关系。 装配精度： 包括 零部件间的尺寸精度 ； 位置精度 ； 相对运动 精度 和 接触精度 7.1.3 装配精度与零件精度 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 装配的运动精度 有 主轴圆跳动； 轴向窜动； 转动精 度； 传动精度。 装配的运动精度主要与主轴轴颈处的精度、轴承精度、箱 体轴孔精度及传动元件自身精度有关。 装配精度： 包括 距离精度 ； 位置精度 ； 相对运动精度 和 接 触精度 7.1.3 装配精度与零件精度 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 装配精度： 包括 距离精度 ； 位置精度 ； 相对运动精度 和 接 触精度 接触精度 是指配合表面接触达到规定接触面积的大小与接 触点分布情况；主要影响接触刚度和配合质量的稳定性。 上述精度之间的关系： 接触精度和配合精度是距离精度的基础。 位置精度又是相对运动精度的基础。 7.1.3 装配精度与零件精度 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 机器装配是将加工合格的零件组合成部件和机器。一般 零件都有规定的加工公差，即有一定的加工误差。在装配时 这种误差的累积就会影响装配精度。理想情况是这种累积误 差不超出装配精度指标规定的允许范围，但实际上很难实现 。 一般来说，零件精度越高，装配精度就越容易保证，即 零件精度是保证装配精度的基础，但装配精度并不总是完全 取决于零件精度。 装配精度的合理保证，应从产品结构、机 械加工和装配等方面进行综合考虑。 7.1.3 装配精度与零件精度 7.1 概 述 第 7章 机器的装配工艺 （ 1）在满足机器使用要求，尽可能采用经济公差进行零部件制造 （ 2）或在不致使机械加工带来多大困难的条件下，寻求最有效、经 济而又方便的装配方法 以达到整个产品制造效率高、费用低、质量好的目的。 研究装配的目的： 为此， 在机器设计阶段就需要对机器结构进行尺寸分析， 分析有关 零件的尺寸公差度机器装配精度的影响， 根据生产类型和具体情况确定装 配方法 ，然后才能 合理地标注零件制造公差及技术条件 。 在制订产品装配工艺过程、解决生产中的装配质量问题时，也需要 进行这种分析。 7.2 装配尺寸链 第 7章 机器的装配工艺 机器由零、部件组装而成，机器的装配精度与零、部件制造精 度直接有关。 可以 从查找影响此项装配精度的有关尺寸入手，建立以此项装 配要求为封闭环的装配尺寸链。 尺寸链原理是进行尺寸分析和计算的工具 。 7.2 装配尺寸链 第 7章 机器的装配工艺 装配尺寸链 是产品或部件装配过程中，由相关零件的有 关尺寸（表面或轴向间距离）或相互位置关系所组成的尺寸 链。装配尺寸链是保证装配精度的依据。 特征： 封闭性、制约性 1、概念 l 查找零件对装配精度的影响； l 指导制订装配工艺，合理安排装配工序； l 分析产品结构的合理性。 l 确定经济的、至少是可行的零件加工公差。 2、作用和目的 7.2 装配尺寸链 7.2.1 装配尺寸 链 的建立 第 7章 机器的装配工艺 除有一般尺寸链的特点外，还有： l 封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配精 度； l 封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装配精度只 有装配后才能测量）； l 各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件 或部件间与装配精度有关的尺寸； l 装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺寸链、平 面尺寸链、空间尺寸链。 3、特点 7.2 装配尺寸链 7.2.1 装配尺寸 链 的建立 第 7章 机器的装配工艺 按各环的几何特征和所处的空间位置： 线性尺寸链： 由彼此平行的直线尺 寸所组成的尺寸链。 角度尺寸链： 由角度（含平行度与 垂直度）尺寸所组成的尺寸链。 平面尺寸链： 由处于同一平面内的 直线尺寸所组成，但只有某些组成环平 行于封闭环。 4、分类 7.2 装配尺寸链 7.2.1 装配尺寸 链 的建立 第 7章 机器的装配工艺 1、确定封闭环，是在装配后形成的，而且这一环是具有装 配精度要求； 2、确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位 置关系； 3、确定增减环 1、方法和步骤 7.2 装配尺寸链 7.2.2 装配尺寸 链 的 查 找 第 7章 机器的装配工艺 1、方法和步骤 先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封闭环的 要求查找各组成环； 采用粘连法，按照 “ 最少环数 ” 原则建立尺寸链图 粘连法：即取封闭环两端为起点，沿装配精度方向，以 基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准零件，甚至 同一基准面为止。 7.2 装配尺寸链 7.2.2 装配尺寸 链 的 查 找 第 7章 机器的装配工艺 1、按一定层次分别建立产品与部件的装配尺寸链。 2、在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可以适当简 化。（ 简化性原则 ） 3、一项精度要求可能要建立两个以上的尺寸链才能解决（并 联尺寸链）。 4、当同一装配结构在不同位置方向有装配精度要求时，应按 不同方向建立装配尺寸链。（ 方向性原则 ） 5、遵循 最短路线原则（一件一环原则） 。 2、应注意的问题 7.2 装配尺寸链 7.2.2 装配尺寸 链 的 查 找 第 7章 机器的装配工艺 尺寸链简化： 只有当 A0的精度要 求很高时，才有必要考 虑各同轴度误差和导轨 直线度误差；否则，均 忽略不计。 7.2 装配尺寸链 7.2.2 装配尺寸 链 的 查 找 第 7章 机器的装配工艺 最短路线原则 /最少环数原则： 正确的装配尺寸链，其路线最短，换 言之，其环数最少。 7.2 装配尺寸链 7.2.2 装配尺寸 链 的 查 找 第 7章 机器的装配工艺 装配尺寸链应用于两方面： (1)正计算 用于验算。 (2)反计算 用于设计。 (3)中间计算法 /相依尺寸公差法 将一些比较难以加工或 不宜改变其公差的组成环的公差先确定下来，只将极少数或比较容 易加工或生产上受限制较小的组成环作为试凑对象。此环即为 “相 依尺寸 ”。 (协调环 ) 计算方法有： (1)极值法 (2)概率法 7.2 装配尺寸链 7.2.3 装配尺寸 链 的 计 算方法 第 7章 机器的装配工艺 选择装配方法的实质，就是在满足装配精度要求的条件 下选择相应的经济合理的解装配尺寸链的方法。 在生产中常用的保证装配精度的方法有： 互换法 、 分组 法 、 修配法 与 调整法 。 在根据机器装配精度要求来设计机器零、部件尺寸及其 精度时，必须考虑装配方法的影响， 装配方法不同，解算装 配尺寸链的方法截然不同 ， 所得结果差异甚大。对于某一给 定的机器结构，设计师可以根据装配精度要求和所采用的装 配方法，通过解算装配尺寸链来确定零、部件有关尺寸的精 度等级和极限偏差。 7.3 保证装配精度的方法 第 7章 机器的装配工艺 装配之前不挑选，装配过程不调整，装配之后满足装配精 度。 零件互换后仍能达到装配精度的要求，取决于零件的加工 精度， 实质是通过控制零件的加工误差来保证装配精度 。 (1)完全互换装配法 (极值法 ) 在 全部产品 中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其大小 或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。 条件： 各有关零件的公差之和 小于或等于 装配允许公差。 式中 TOL 封闭环极值公差； T 装配允许公差 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 优点： 装配过程简单，装配生产率高； 对工人的技术水平要求不高； 便于组织流水线及自动化装配； 容易实现零部件专业协作； 便于备件供应及维修工作。 缺点： 在装配精度高，环数较多时就难以满足零件加工经济精 度要求。 适用： 在满足零件加工经济精度情况下，首先考虑选用完全互 换； 主要用于低精度或高精度但组成环少的装配。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 正计算与工艺尺寸链同。 极值法反计算 ： 选 相依尺寸 选择加工容易或生产上受限制 较少的组成环。 1)分析建立装配尺寸链 。 2)确定组成环公差。 按 “等公差 ”原则确定 平均极值公差 确定组成环上下偏差： 根据各组成环加工难易程度对其平均公差进行 适当调整确定组成环公差，按入体原则标注。 当组成环为标准件时，其公差为定值。 当为公共环时，应对其有严格公差要求的那个装配尺寸链的计算，在其余尺寸 链为定值。 尺寸相近，加工方法相同，可取等公差值。 难加工组成环，公差值可稍大些。 第 7章 机器的装配工艺 3) 确定协调环及其尺寸公差 协调环不允许为公共环或标准件 。应选择便于制造及可 用通用量具测量的零件。 协调环公差： 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 计算相依尺寸 (协调环 )上下偏差：计算公式同工艺尺寸链 第 7章 机器的装配工艺 例：如图，冷态下的轴向 装配间隙为 0.050.15mm, A1=41mm, A2=A4=17mm， A3=7mm。求各组成环的 公差及偏差 。 1 2 3 4 5 A2A0 A1 A4 A3 双联转子泵轴向关系简图 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 解 : (1) 分析和建立尺寸链图 封闭环尺寸是 A 0 A4 A1 A 3 A 2 （ 2）确定各组成环公差： 选择 A1为 “相依尺寸 ” 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 (3) 计算相依尺寸偏差 故 “相依尺寸 ”为： 基本尺寸 ES EI A1 41 A2 -17 A3 -7 A4 -17 +0.009 +0.018 +0.015 +0.018 +0.05 0 0 0 A0 0 +0.15 +0.05 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 条件： 相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配允 许 公差。 式中 TOS 封 闭环统计 公差 k 封 闭环 的相 对 分布系数 k i 第 i个 组 成 环 的相 对 分布系数 (2)统计 互换装配法 /大数互换装配法 (概率法 ) 在 绝大多数产品 中，装配时各组成环零件不需挑选或改变其 大小或位置，装入后即能达到封闭环的公差要求。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 用极 值 法 计 算各 组 成 环 的公差 结 果有 时 候 难 于 满 足零件 的 经济 加工精度要求甚至很 难 加工，因此，采用 统计互换装配 法的实质 是 适当放大零件公差来达到装配精度。 计 算方法： 概率法 优 点： 放大了零件制造公差，零件加工容易，成本低。 缺点： 有极小部分 产 品达不到装配精度 (正常情况 0.27%) 。 应 用： 统计 互 换 装配法常用于大批量生 产 、装配精度要求 较 高 环 数 较 多 (大于 4)的情况。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 (2)概率法 极值法优点是简单可靠 , 缺点是在封闭环公差较小组成环 数量较多时，各组成环公差会很小，使零件加工困难，增加零 件制造成本。 因此，在成批生产或大量生产中，当装配精度要求高，组 成环数目又较多时，应用概率法解尺寸链比较合理。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 1) 各环公差计算 独立随机变量之和的均方根误差 0 与这些随机变量相应的 值 i 有如下关系 : 在装配尺寸链中 , 其组成环是彼此独立的随机变量，因此 作为组成环合成封闭环的数值也是一个随机变量。 当尺寸链中各组成环的尺寸误差分布都遵循正态分布规 律则其封闭环必将遵循正态分布规律此时尺寸的随机误差即 尺寸的分散范围为其均分均误差的 6倍 。令尺寸的公差为 T(Ai)=6 ，则封闭环公差为 : 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 如零件尺寸不属于正态分布时，则引入一个相对分布系 数 K，则有： 不同分布曲线的相对分布系数值见下表： 1.17 -1.171.4 1.73 1.22 1 k -0.26 0.260.23 0 0 0 e 分布曲线 内尺寸 外尺寸 偏态分布瑞利分布均匀分布三角分布正态分布分布特征 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 2）各环平均尺寸的计算（ 对称公差法 /平均偏差法） 对称公差法：将所有组成环的尺寸变为对称公差，组成 环的基本尺寸也发生改变，然后，利用变换后的平均基本尺 寸和对称公差进行计算。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 2）各环平均尺寸的计算（对称公差法 /平均偏差法 ） 平均偏差法：先求出各组成环的中间偏差。当组成环的 尺寸分布属于对称分布，且分布中心与公差带中心重合，则 平均偏差等于中间偏差。然后利用下列公式求出封闭环的中 间偏差 0及其上偏差 ES0和下偏差 EI0。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 例：如图利用概率法求 各组成环公差及上下偏差 ( 设各零件加工符合正态分布 )。 解： (1)分析和建立装配 尺寸链 封闭环尺寸为 : 1 2 3 4 5 A2A0 A1 A4 A3 A 0 A4 A1 A 3 A 2 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 (1) 确定各组成环公差。 组成环平均公差 : 确定各组成环公差 : 确定相依环公差 : 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 (2) 计算相依尺寸的平均尺寸 (3) 计算相依尺寸及其偏差 7.3 保证装配精度的方法 7.3.1 互 换 装配法 第 7章 机器的装配工艺 将配合副中各零件按经济加工精度制造，然后选择合适 的零件进行装配，以保证规定的装配精度要求。 零件的加工精度降低，但装配精度不变，即保证配合精 度和配合性质不变。 应用 于成批大量生产时组成环不多装配精度很高情况下 。 实质 是将各组成环公差放大按经济精度加工，然后 选择合适的零件进行装配，来保证装配精度。 分类： 直接选配法、分组选配法和复合选配法。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 （ 1）直接 选 配法 由装配工人在 许 多待装配的零件中凭 经验 挑 选 合适的零 件装配在一起保 证 装配精度。 如活塞 环 与活塞的装配。 优 点： 简单 缺点： 选 配 时间长 ； 不宜在有 节 拍的生 产 中用。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 （ 2）分 组选 配法 将被加工零件的制造公差放 宽 几倍 , 零件加工 测 量后分 组 （公差放 宽 几倍分几 组 ），并按 对应组进 行装配以保 证 装 配精度的方法 。 如活塞 销 与活塞 销 孔的装配。 优 点： 零件加工精度要求不高，而能 获 得很高的装配精度 ； 同 组 零件可以互 换 。 缺点： 增加零件的存 贮 量，增加了零件的 测 量分 组 工作，使 零件的 贮 存运 输 工作复 杂 化。 应 用： 适用于 配合精度很高， 组 件很少 的情况下。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 例 ： 如 图 所示， 连 杆小 头 孔的直径 为 mm， 活塞 销 的直径 为 mm, 其配合 间 隙要求 为 0.0025mm0.0075mm,因此，生 产 上采用分 组 装 配法，将活塞 销 直径公差放大四倍 为 ， 连 杆小 头 孔直径公差亦放大 四 倍 为 , 再分 为 四 组 相 应进 行装配 , 就可以保 证 配合精度和性 质 ，如下表 ： 1 活塞； 2 连杆 3 活塞销； 4 挡圈 1 2 3 4 -0.0025 -0.0050 -0.0075 -0.0100 -0.0125 +0.0025 0 -0.0075 -0.0050 -0.0025 1 2 3 44 1 2 3 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 最小间隙 (mm) 最大间隙 (mm) 红 4 黄 3 绿 2 0.002 5 0.007 5 白 1 配合性质连杆小头孔 直径 ( mm) 活塞直径 ( mm)标志颜色组别 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 活塞销与活塞的装配关系 1活塞销； 2-挡圈；活塞 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 （ 2）分 组选 配法 注意事 项 如下： 1) 配合件的公差 应 相等，公差的增加要同一方向，增大的倍 数就是分 组 数 ， 这样 才能在分 组 后按 对应组 装配而得到 预 定的装 配性 质 及精度。 2) 配合件表面粗糙度 、 形位公差必 须 保持原 设计 要求 ，不 能 随着公差的放大降低粗糙度要求和放大形位公差 。 3) 要采取措施 ， 保 证 零件分 组 装配中都能配套不 产 生某一 组 零件由于 过 多或 过 少 ,无法配套而造成 积压 和浪 费 。 4）分 组 不宜 过 多。 5） 应严 格 组织对 零件的精密 测 量 、 分 组 、 识别 、 保管和运 送等工作。 6）要有效地使用分组选配法，关键是保证分组后各相应组的 配合精度和配合性质满足装配精度要求。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 （ 3）复合 选 配法 (组 内 选 配法 ) 先将零件 测 量分 组 ，然后在 组 内再直接 选 配。配合件 组 内公差可不等，装配精度可达很高。 如气缸与活塞的装配。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.2 分 组 装配法 第 7章 机器的装配工艺 在单件小批生产中，装配精度要求高而且组成件多时， 互换法不能采用，此时多采用 修配装配法 。 对于装配精度要求较高的多环尺寸链 ，各组成环按经济 精度加工， 选其中某一零件为修配环 ， 并预留 修配量 ，在装 配过程中用手工挫、刮、研等方法修去该零件上的多余部分 材料，使装配精度满足技术要求，这种方法称为为 修配法 。 补偿环被去除材料的厚度称为 补偿量 或 修配量 。 修配法一般采用极值公差公式计算。 优点： 能利用较低的制造精度来获得很高的装配精度。 缺点： 劳动量大，要求工人技术水平高，不易预定工时 ，不便组织流水线。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.3 修配装配法 第 7章 机器的装配工艺 修配环一般应满足以下条件 ： 1)尺量选择结构简单、重量轻、加工面积小、易加工的 零件； 2)尽量选择容易独立安装和拆卸的零件； 3)不应为公共环，即该件只与一项装配精度有关，而与 其它项装配精度无关。 修配环的选择 修配方法 独件修配法；合并加工修配法；就地加工修配 7.3 保证装配精度的方法 7.3.3 修配装配法 第 7章 机器的装配工艺 l 独件修配法： 选择一个固定零件作修配环； l 合并加工修配法： 将两个或多个零件合并进行加工修配； l 就地加工修配法： 机器总装时自己加工自己的方法。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.3 修配装配法 第 7章 机器的装配工艺 当采用完全互换法装配时，各组成环的公差分别为 T1、 T2、 、 Tm，则封闭环公差为 T0= T1+ T2+ T m。 当采用修配装配法时，将各组成环公差在上述基础上放 大为 T1、 T2、 、 Tm，则封闭环公差为 T0= T1+ T2+ Tm。 显然， T0T0，此时最大修配量为 Z0=T0-T0。 采用修配法装配时，解尺寸链的主要问题是：在保证补 偿量足够且最小的原则下，计算补偿环的尺寸。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.3 修配装配法 第 7章 机器的装配工艺 调整装配法在原则上与修配法相似，但具体方法不同。在 调整法中，各组成环均按经济精度加工，选一调整环加入尺寸 链，在装配时通过改变调整件的位置或改变调整环的尺寸来补 偿封闭环过大的累积误差以达到装配精度要求。 装配可达较高的精度，效率比修整法高。 分可动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 1、可动调整法 改变某一零件的位置 (移动、旋转或移动旋转同时进行 )来达 到装配精度的方法。 (a) (b) (c)轴承挡圈 楔块 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 1、可动调整法 可动调整法实例 特点： 调整过程中不需拆装零件，零件精度不高可达 较高装配精度，调整方便，应用很广。 缺点： 需增加一套调整机构，增加了结构复杂程度。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 组成环均按加工经济精度制造，通过更换不同尺寸的调整 件补偿 封闭环的累积误差 ，来达到装配精度要求 ,这种装配方 法，称为 固定调整装配方法 。 固定调整装配方法适于在 大批大量生产中 装配那些装配精 度要求较高的机器结构。在产量大、装配精度要求较高的场合 ，调整件还可以采用 多件拼合 的方式组成。这种调整装配方法 比较灵活，它在汽车、拖拉机生产中广泛应用。 固定调节法的主要问题是决定作为调节件 尺寸间隔 及 分组 问题 。 2、固定调整法 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 固定调节法的主要问题是决定作为调节件 尺寸间隔 及 分组问题 。 (1)选择一易加工装卸的零件作为调整件。 (2)按加工经济精度确定各组成环公差。除调整件 (公差 Tk)外，按入 体原则确定其它零件的尺寸及公差分布。 (3)计算调整量： F=Ti-T0 (4)计算预定调整件尺寸。 (5)确定调整件的各组间的尺寸差 S=T0-Tk。 (6)计算调整件组数 Z=1+F/S(圆整 )。 (7)确定各组调整件尺寸：当 Z为奇数时，预定调整件尺寸为中间一 组尺寸，其余各组尺寸通过相应增加或减少 S获得；当 Z为偶数时，则以 预定调整件尺寸为对称中心，再根据 S确定尺寸。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 例：车床主轴大齿轮装配简图如右图 所示：要求调节垫圈、双联齿轮、隔套及 挡圈装在轴上后，齿轮的轴向间隙为 0.05 -0.2mm以保证转动灵活且轴向窜动量不大 。 各零件的轴向尺寸为：主轴 A1=115， 隔套 A2=8.5，齿轮 A3=95，弹性挡圈 A4=2.5 ，垫圈 Ak=9。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 解： 建立装配尺寸链如右图。 如果用 完全互换法 装配，则平均公差 ： Tm=T0/(n-1)=(0.2-0.05)/5=0.03 A1 A3A4 Ak A2A0 各零件的轴向尺寸为：主轴 A1=115，隔套 A2=8.5，齿轮 A3=95，弹性挡圈 A4=2.5， 垫圈 Ak=9。 组成环的平均公差太小，加工困难，故改用 固定调节法 。 Ak为垫圈，形状简单、制造容易，装拆也方便，故选择为 调整 环 。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 1）确定 各组成环 的公差和偏差 (a)按经济精度确定各组成环公差为： T1=0.15mm， T2=T3=0.1mm，弹簧挡圈是标准件 T4=0.12mm， Tk=0.03mm (b)按 “入体原则 ”确定除调整环外各组成环的极限偏差： (c)计算各环的中间偏差： A0=(0.2-0.05)/2=+0.125mm， A1=0.15/2=+0.075mm， A2=-0.1/2=-0.05mm， A3=-0.1/2=-0.05mm， A4=-0.12/2=-0.06mm， 各零件的轴向尺寸为：主轴 A1=115，隔套 A2=8.5，齿轮 A3=95，弹性挡圈 A4=2.5， 垫圈 Ak=9。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 2）计算调整量 F和调整环的补偿能力 S 采用固定调整法装配时，由于放大组成环公差，装 配后的实际封闭环的公差必然超出设计要求的公差， 其超出量需用调整环补偿，调整量等于超差量，即： F=T0L-T0， (T0L为实际封闭环 (含调整环 )的极值公差， T0为封闭环公差的要求值 )；调整环的补偿能力 S=T0-Tk ， Tk为调整环的公差。 补偿能力也是 分组间隔值。 A1 A3A4 Ak A2A0 F=T0L-T0=(0.15+0.1+0.1+0.12+0.03)-(0.20-0.05)=0.35mm S=T0-Tk=(0.20-0.05)-0.03=0.12mm 各零件的轴向尺寸为：主轴 A1=115，隔套 A2=8.5，齿轮 A3=95，弹性挡圈 A4=2.5， 垫圈 Ak=9。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 3)确定调整环的组数： Z=F/S+1(圆整至邻近的较大整数 ) Z=0.35/0.12+1=3.924 4)确定各组调整环的尺寸 (a)计算调整环的中间偏差和中间尺寸 Ak= A1- A0-(A2+ A3+ A4) =0.075-0.125-(-0.05-0.05-0.06)=+0.11mm AkM=9+0.11=9.11mm A1 A3A4 Ak A2A0 各零件的轴向尺寸为：主轴 A1=115，隔套 A2=8.5，齿轮 A3=95，弹性挡圈 A4=2.5， 垫圈 Ak=9。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 b）确定调整环 Ak的尺寸系列：因调整环的组数为偶数，因此 Akm为调整环的对称中心，各组尺寸差为 S=0.12mm。 Ak1=9.11+0.12+0.12/2=9.29mm Ak2=9.11+0.12/2=9.17mm Ak3=9.11-0.12/2=9.05mm Ak4=9.11-0.12-0.12/2=8.93mm 各零件的轴向尺寸为：主轴 A1=115，隔套 A2=8.5，齿轮 A3=95，弹性挡圈 A4=2.5， 垫圈 Ak=9。 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 在装配中通过调整零部件的相对位置，使加工误差相互抵 消，达到或提高装配精度的要求。 例如车床主轴装配中调整前后轴承的径向跳动方向来控制 主轴的径向跳动。在滚齿机工作台分度蜗轮装配中，调整蜗 轮和轴承的偏心方向来抵消误差，提高分度蜗轮工作精度。 适于在小批生产中应用。 3、误差抵消调整法 7.3 保证装配精度的方法 7.3.4 调 整装配法 第 7章 机器的装配工艺 第 7章 机器的装配工艺 7.4 装配工艺规程的制定 7.4.1 准 备 原始 资 料 1 产 品的装配 图 及 验 收技 术标 准 产品的装配图应包括总装图和部件装配图，应能清楚地表示出：所 有零件相互连接的结构视图和必要的剖视图；零件的编号；装配时应保 证的尺寸；配合件的配合性质及精度；装配的技术要求；零件的明细表 等。为了在装配时对某些零件进行补充机械加工和核算装配尺寸链，有 时还需要某些零件图作为参考。产品装配图的审查内容如下： （ 1）审查图样的完整性、正确性，分析产品的结构工艺性，明确 各零部件之间的装配关系。 （ 2）审查产品装配的技术要求和检查验收方法，找出装配中的关 键技术，并制订相应的技术措施，分析与计算产品装配尺寸链。 产品的验收技术条件、检验的内容和方法也是制订装配工艺规程的 重要依据。 第 7章 机器的装配工艺 7.4 装配工艺规程的制定 7.4.1 准 备 原始 资 料 2 产 品的生 产纲领 产品的生产纲领不同，生产类型也不同，从而致使装配的组织形式 、工艺方法、工艺过程的划分及工艺装备、手工劳动所占的比例均有较 大的不同。 3 现 有的生 产 条件 在制定装配工艺规程时，应了解现有的装配工艺设备、工人技术水 平、装配车间面积等。 在制定装配工艺规程时，应遵循以下基本原则： （ 1）保证产品装配质量，并力求提高其质量，以延长产品的使用 寿命。 （ 2）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配的工作量，以 减轻劳动强度、缩短装配周期、提高装配效率。 （ 3）尽可能减少装配的占地面 积 ，有效提高 车间 的利用率。 第 7章 机器的装配工艺 为了保证装配质量和提高生产率，应将产品划分成各种 不同的装配单元，分别进行装配，便于组织、装配工作的平 行、流水作业。 机器装配根据生产批量大致可分为三种类型： 大批大量 生产 、 成批生产 和 单件小批生产 。生产类型与装配工作的组 织形式、装配工艺方法、工艺过程、工艺装备、手工操作要 求等方面的联系如表所示。 7.4 装配工艺规程的制定 7.4.2 确定装配方法与装配的 组织 形式 第 7章 机器的装配工艺 生产类型 大批大量生产 成批生产 单件小批生产 基本特性 产 品固定，生 产 活 动长 期重复，生 产 周期一般 较 短 产 品在系列化范 围 内 变动 ，分批交替 投 产 或多品种同 时 投 产 ，生 产 活 动 在 一定 时 期内重复 产 品 经 常 变换 ，不 定期重复生 产 ，生 产 周期一般 较长 组织形式 多采用流水装配线 ： 有连续移动、间歇移 动及可变节奏等移动 方式，还可采用自动 装配机或自动装配线 笨重、批量不大的 产 品多采用 固定流水装 配 ，批量 较 大 时 采 用 流水装配 ，多品种 平行投 产时 多品种 可变节奏流水装配 多采用 固定装配或固 定式流水装配 进 行 总 装，同 时对 批量 较 大的部件亦可采用 流水装配 装配 工艺方法 按 互换法装配 ，允 许 有少量 简单 的 调 整 ，精密偶件成 对 供 应 或分 组 供 应 装配 ，无任何修配工作 主要采用 互换法，但 灵活运用其它保证装 配精度的装配工艺方 法，如调整法、修配 法及合并法 ，以 节 约 加工 费 用 以 修配法及调整法 为 主，互 换 件比例 较 少 7.4 装配工艺规程的制定 第 7章 机器的装配工艺 生产类型 大批大量生产 成批生产 单件小批生产 工艺过程 工 艺过 程划分很 细 ，力求达到高度的均 衡性 工 艺过 程的划分 须 适合于批量的大小， 尽量使生 产 均衡 一般不 订详细 工 艺 文件，工序可适当 调 度，工 艺 也可灵活掌 握 工艺装备 专业 化程度高，宜 采用 专 用高效工 艺 装 备 ，易于 实现 机 械化、自 动 化 通用 设备较 多，也 采用一定数量的 专 用 工、 夹 、量具，以保 证 装配 质 量和提高 工效 一般 为 通用 设备 及 通用工、 夹 、量具 手工操作 要求 手工操作比重小，熟 练 程度容易提高，便 于培养新工人 手工操作比重 较 大， 技 术 水平要求 较 高 手工操作比重大，要 求工人有高的技 术 水 平和多方面工 艺 知 识 应用实例 汽 车 ，拖拉机，内燃 机， 滚动轴 承，手 表， 缝纫 机， 电 气 开关 机床，机 车车辆 ， 中小型 锅 炉， 矿 山 采掘机械 重型机床，重型机器 ，汽 轮 机，大型内燃 机，大型 锅 炉 7.4 装配工艺规程的制定 第 7章 机器的装配工艺 需考虑的主要因素：机器的结构特点及技术要求、生产 类型、生产条件装配组织形式等。 优先选择完全互换法 ，在生产批量较大、组成环又较多 时应考虑采用 不完全互换性 ；在封闭环精度较高，组成环数 较少时还可考考虑采用 选配法 ，只有在用上述方法使零件加 工很困难或不经济时，特别在中小批生产时，才适宜采用 修 配法或调节法 。 7.4 装配工艺规程的制定 7.4.2 确定装配方法与装配的 组织 形式 第 7章 机器的装配工艺 互换法 完全互换法 优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配 统计互换法 大批量生产、装配精度要求较高、环数较多的情况 选配法 直接选配法 成批大量生产、精度要求很高、环数少的情况 分组选配法 大批量生产、精度要求特别高、环数少的情况 复合选配法 大批量生产、精度要求特别高、环数少的情况 修配法 单件小批生产、装配精度要求很高、环数较多的情况，组成环按经济精度加工，生产率低 调整法 可动调整法 小批生产、装配精度要求较高、环数较多的情况 固定调整法 大批量生产、装配精度要求较高、环数较多的情况 误差抵消法 小批生产、装配精度要求较高、环数较多的情况 7.4 装配工艺规程的制定 7.4.2 确定装配方法与装配的 组织 形式 第 7章 机器的装配工艺 装配的组织形式：固定式装配、移动式装配 固定式