机械装配工艺基础课件

课题二十八机械装配工艺基础

【教学目的和要求】了解装配的概念、装配精度的内容，掌握保证装配精度的方法及其特点。具备选用合理装配方法的初步能力。【教学内容摘要】一、概述二、装配精度三、装配尺寸链简介四、保证装配精度的方法【教学重点、难点】重点：掌握装配的概念、装配精度的内容难点：装配方法的选择【教学方法和使用教具】讲授【教学时数】4一、概述1.装配的概念2.装配的内容1.装配的概念

根据规定的技术要求，将零件或部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配。由若干零件配合、联接在一起，成为机械产品的某一组成部分即部件，这一装配工艺过程称为部装。把零件和部件进一步装配成最终产品的过程称为总装。部件进入装配是有层次的，通常把直接进入产品总装配的部件称为组件；直接进入组件装配的部件称为第一级分组件；直接进入第一级分组件装配的部件称为第二级分组件；依此类推。机械产品结构越复杂，分组件的级数就越多。2.装配的内容

常见的装配工作包括：清洗、联接、校正调整与配作、平衡、验收试验以及油漆、包装等内容。装配是整个机械制造工艺过程中的最后一个环节。装配工作对产品质量影响很大。若装配不当，即使所有零件都合格，也不一定装配出合格的、高质量的机械产品。反之，若零件制造精度并不高，而在装配中采用适当的工艺方法，如进行选配、修配、调整等，也能使产品达到规定的技术要求。二、装配精度

1．装配精度的概念2．装配精度与零件精度的关系

1．装配精度的概念装配精度是产品设计时根据使用性能要求规定的装配时必须保证的质量指标。。

（1）距离精度距离精度指相关零部件间的距离尺寸精度，包括间隙、过盈等配合要求。

（2）相互位置精度装配中的相互位置精度是指产品中相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度及各种跳动等。

（3）相对运动精度相对运动精度指产品中相对运动的零部件间在运动方向和相对运动速度上的精度，主要表现为运动方向的直线度、平行度和垂直度，相对运动速度的精度即传动精度。

（4）接触精度接触精度是指相互配合表面、接触表面间接触面积的大小和接触点的分布情况。

2．装配精度与零件精度的关系机械产品是由众多零部件组成，显然装配精度首先取决于相关零部件精度，尤其是关键零部件的精度。例如卧式车床的尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决于床身导轨A与B的平行度（如图28-1所示）；又如车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A0，就主要取决于主轴箱、尾座及底板的A1、A2及A3的尺寸精度（如图28-2所示）。其次，装配精度的保证还取决于装配方法。图28-2所示的等高度A0的精度要求是很高的，如果靠控制尺寸A1、A2及A3的精度来达到A0的精度是很不经济的。实际生产中常按经济精度来制造相关零部件尺寸A1、A2及A3，装配时则采用修配底板3的工艺措施保证等高度A0的精度。例如卧式车床的尾座移动对溜板移动的平行度，就主要取决于床身导轨A与B的平行度（如图28-1所示）又如车床主轴中心线与尾座套筒中心线的等高度A0，就主要取决于主轴箱、尾座及底板的A1、A2及A3的尺寸精度

（如图28-2所示）

三、装配尺寸链简介1．装配尺寸链的概念2．装配尺寸链的建立

3．装配尺寸链的计算1．装配尺尺寸链的概概念产品或部件件在装配过过程中，由由相关零部部件的有关关尺寸（表表面或中心心线间距离离）或相互互位置关系系（平行度度、垂直度度或同轴度度）所组成成的尺寸链链称为装配配尺寸链（如图28-2b所所示）。在装配尺寸寸链中，每每一个尺寸寸都是尺寸寸链的组成成环，如A1、A2、A3，它们是是进入装装配的零零件或部部件的有有关尺寸寸，而装配精度度指标常常作为封封闭环，如A0。显然，，封闭环环不是一一个零件件或一个个部件上上的尺寸寸，而是是不同零零件或部部件的表表面或中中心线之之间的相相对位置置尺寸，，它是装装配后形形成的。。更多各组成成环都都有加加工误误差，，所有有组成成环的的误差差累积积就形形成封封闭环环的误误差。。因此此，应应用装装配尺尺寸链链就便便于揭揭示累累积误误差对对装配配精度度的影影响，，并可可列出出计算算公式式，进进行定定量分分析计计算，，据此此来确确定合合理的的装配配方法法和零零件相相关尺尺寸的的公差差。装配尺尺寸链链按照照各环环的几几何特特性和和所处处的空空间位位置，，可分分为：：线性性尺寸寸链、、角度度尺寸寸链、、平面面尺寸寸链和和空间间尺寸寸链。。其中中最常常见的的是前前两种种。线性性尺尺寸寸链链是是由由彼彼此此平平行行的的直直线线尺尺寸寸所所组组成成的的尺尺寸寸链链(如图图28-2b所所示示),它它所所涉涉及及的的都都是是距距离离尺尺寸寸的的精精度度问问题题。。角度度尺尺寸寸链链是是由由角角度度（（含含平平行行度度和和垂垂直直度度））尺尺寸寸所所组组成成的的尺尺寸寸链链，，其其各各环环的的几几何何特特征征多多为为平平行行度度或或垂垂直直度度（（如图图28-3所所示示）。它它所所涉涉及及的的都都是是相相互互位位置置精精度度问问题题。。应用用装装配配尺尺寸寸链链分分析析与与解解决决装装配配精精度度问问题题关关键键步步骤骤有有三三：：第第一一是是建建立立装装配配尺尺寸寸链链；；第第二二是是确确定定达达到到装装配配精精度度的的方方法法；；第第三三是是作作出出必必要要的的计计算算。。最最终终目目的的是是确确定定经经济济的的、、至至少少是是可可行行的的零零件件相相关关尺尺寸寸的的公公差差。。角度度尺尺寸寸链链是是由由角角度度（（含含平平行行度度和和垂垂直直度度））尺尺寸寸所所组组成成的的尺尺寸寸链链，，其其各各环环的的几几何何特特征征多多为为平平行行度度或或垂垂直直度度（（如图28-3所所示）。2．装配配尺寸链链的建立立正确地建建立装配配尺寸链链，是运运用尺寸寸链原理理分析和和解决零零件精度度与装配配精度关关系问题题的基础础。装配尺寸寸链的封封闭环为为产品或或部件的的装配精精度。找找出对装装配精度度有直接接影响的的零部件件尺寸和和位置关关系，即即可查明明装配尺尺寸链的的各组成成环。可可见，正正确查找找组成环环是建立立装配尺尺寸链的的关键。。一般查找找装配尺尺寸链组组成环的的方法是是：首先先根据装装配精度度要求确确定封闭闭环，然然后取封封闭环两两端的那那两个零零部件为为起点，，沿着装装配精度度要求的的位置方方向，以以零部件件装配基基准面为为查找线线索，分分别找出出影响装装配精度度要求的的有关零零部件，，直至找找到同一一个基准准零部件件或同一一基准表表面为止止。这样样，各有有关零部部件上直直接联接接相邻零零部件装装配基准准间的尺尺寸或位位置关系系，即为为装配尺尺寸链中中的组成成环。当然，查找找装配尺寸寸链也可从从封闭环的的一端开始始，依次查查找相关零零部件直到到封闭环的的另一端。。还可从共共同的基准准面或零部部件开始，，分别查找找到封闭环环的两端。。3．装配尺尺寸链的计计算装配尺寸链链的计算有有两种方法法：极值法法（极大极极小法）和和概率法。。极值法计计算装配尺尺寸链的方方法与工艺艺尺寸链的的解算方法法相同。这这种方法的的特点是简简单可靠，，但当封闭闭环公差较较小或组成成环较多时时，会使各各组成环公公差太小而而加工困难难。根据概概率论的基基本原理，，首先，在在一个稳定定的工艺系系统中进行行较大批量量加工时，，零件的加加工误差出出现极值的的可能性是是很小的。。其次，装装配时，各各零件误差差同时出现现极值的““最坏组合合”的可能能性就更小小。若组成成环数较多多，装配时时零件出现现“最坏组组合”的机机会就更加加微小，上上可忽略不不计。显然然极值法以以缩小组成成环公差为为代价换取取装配中极极少出现的的极端情况况下的产品品合格是不不经济的。。而以概率率论原理为为基础建立立的尺寸链链计算方法法，即概率率法，在上上述情况下下比极值法法将更合理理，这里我我们不做介介绍。四、保保证装装配精精度的的方法法机械产产品的的精度度要求求，最最终是是靠装装配实实现的的。产产品的的装配配精度度、结结构和和生产产类型型不同同，采采用的的装配配方法法也不不同。。生产产中保保证装装配精精度的的方法法有：：互换换法、、选配配法、、修配配法和和调整整法。1.互互换法法4.、、调整整法2.选选配法法(1)．可可动调调整法法（1））．直直接选选配法法(2)．．固定定调整整法（2））．分分组装装配法法(3)．．误差差抵消消调整整法（3））．复复合选选配法法3.修修配法法（1））．单单件修修配法法（2））．合合并加加工修修配法法（3））．自自身加加工修修配法法1.互互换法法互换法法是装装配过过程中中，同同种零零部件件互换换后仍仍能达达到装装配精精度要要求的的一种种方法法。产产品采采用互互换装装配法法时，，装配配精度度主要要取决决于零零部件件的加加工精精度。。互换换法的的实质质就是是用控控制零零部件件的加加工误误差来来保证证产品品的装装配精精度。。采用互互换法法保证证产品品装配配精度度时，，零部部件公公差的的确定定有两两种方方法：：极值值法和和概率率法。。采用用极值值法时时，如如果各各有关关零部部件（（组成成环））的公公差之之和小小于或或等于于装配配公差差（封封闭环环公差差），，故装装配中中同种种零部部件可可以完完全互互换，，即装装配时时零部部件不不经任任何选选择、、修配配和调调整，，均能能达到到装配配精度度的要要求，，因此此称为为“完完全互互换法法”。。更多采用概概率法法时，，如果果各有有关零零部件件（组组成环环）公公差值值合适适，当当生产产条件件比较较稳定定，从从而使使各组组成环环的尺尺寸分分布也也比较较稳定定时，，也能能达到到完全全互换换的效效果。。否则则，将将有一一部分分产品品达不不到装装配精精度的的要求求，因因此称称为““不完完全互互换法法”，，也称称为““大数数互换换法””。显显然，，概率率法适适用于于较大大批量量生产产。用不完完全互互换法法比用用完全全互换换法对对各组组成环环加工工要求求放松松了，，可降降低各各组成成环的的加工工成本本。但但装配配后可可能会会有少少量的的产品品达不不到装装配精精度要要求。。这一一问题题一般般可通通过更更换组组成环环中的的1～～2个个零件件加以以解决决。采用完完全互互换法法进行行装配配，可可以使使装配配过程程简单单，生生产率率高，，易于于组织织流水水作业业及自自动化化装配配，也也便于于采用用协作作方式式组织织专业业化生生产。。因此此，只只要能能满足足零件件加工工的经经济精精度要要求，，无论论何种种生产产类型型都应应首先先考虑虑采用用完全全互换换法装装配。。但是是当装装配精精度要要求较较高，，尤其其是组组成环环数较较多时时，零零件就就难以以按经经济精精度制制造。。这时时在较较大批批量生生产条条件下下，就就可考考虑采采用不不完全全互换换法装装配。。2.选选配法法在大量量或成成批生生产条条件下下，当当装配配精度度要求求很高高且组组成环数较较少时时，可可考虑虑采用用选配配法装装配。。选配法是是将尺寸寸链中组组成环的的公差放放大到经经济可行行的程度来加工工，装配配时选择择适当的的零件配配套进行行装配，，以保证证装配精精度要求求的一种种装配方方法。选配法有有三种不不同的形形式：直直接选配配法、分分组装配配法和复复合选配配法。1．直接接选配法法装配时，，由工人人从许多多待装的的零件中中，直接接选取合合适的零零件进行行装配，，来保证证装配精精度的要要求。这这种方法法的特点点是：装装配过程程简单，，但装配配质量和和时间很很大程度度上取决决于工人人的技术术水平。。由于装装配时间间不易准准确控制制，所以以不宜用用于节拍拍要求较较严的大大批大量量生产中中。2．分组组装配法法分组装配配法又称称分组互互换法，，它是将将组成环环的公差差相对完完全互换换法所求求之值放放大数倍倍，使其其能按经经济精度度进行加加工。装装配时先先测量尺尺寸，根根据尺寸寸大小将将零件分分组，然然后按对对应组分分别进行行装配，，来达到到装配精精度的要要求。而而且组内内零件装装配是完完全互换换的。3．复合选选配法复合选配法法是直接选选配法与分分组装配法法两种方法法的复合，，即零件公公差可适当当放大，加加工后先测测量分组，，装配时再再在各对应应组内由工工人进行直直接选配。。这种方法法的特点是是配合件的的公差可以以不等，且且装配质量量高，速度度较快，能能满足一定定生产节拍拍要求。如如发动机气气缸与活塞塞的装配多多采用这种种方法。3.修配法法在单件小批批或成批生生产中，当当装配精度度要求较高高，装配尺尺寸链的组组成环数较较多时，常常采用修配配法来保证证装配精度度要求。所谓修配法法，就是将将装配尺寸寸链中组成成环按经济济加工精度度制造，装装配时按各各组成环累累积误差的的实测结果果，通过修修配某一预预先选定的的组成环尺尺寸，或就就地配制这这个环，以以减少各组组成环由于于按经济精精度制造而而产生的累累积误差，，使封闭环环达到规定定精度的一一种装配工工艺方法。。常见的修配配方法有以以下三种:(1)．单单件修配法法在装配时，，选定某一一固定的零零件作修配配件进行修修配，以保保证装配精精度的方法法称为单件件修配法。。此法在生生产中应用用最广。(2)．合合并加工修修配法这种方法是是将两个或或多个零件件合并在一一起当作一一个零件进进行修配。。这样减少少了组成环环的数目，，从而减少少了修配量量。合并加工修修配法虽有有上述优点点，但是由由于零件合合并要对号号入座，给给加工、装装配和生产产组织工作作带来不便便。因此多多用于单件件小批生产产中。(3)自身身加工修配配法在机床制造造中，利用用机床本身身的切削加加工能力，，用自己加加工自己的的方法可以以方便地保保证某些装装配精度要要求，这就就是自身加加工修配法法。这种方方法在机床床制造中应应用极广。。修配法最大大的优点就就是各组成成环均可按按经济精度度制造，而而且可获得得较高的装装配精度。。但由于产产品需逐个个修配，所所以没有互互换性，且且装配劳动动量大，生生产率低，，对装配工工人技术水水平要求高高。因而修修配法主要要用于单件件小批生产产和中批生生产中装配配精度要求求较高的情情况下。。4.调整法法调整法是将将尺寸链中中各组成环环按经济精精度加工，，装配时，，通过更换换尺寸链中中某一预先先选定的组组成环零件件或调整其其位置来保保证装配精精度的方法法。装配时时进行更换换或调整的的组成环零零件叫调整整件，该组组成环称调调整环。调整法和修修配法在原原理上是相相似的，但但具体方法法不同。根据调整方方法的不同同，调整法法可分为：：可动调整整法、固定定调整法和和误差抵消消调整法三三种。(1)可动动调整法在装配时，，通过调整整、改变调调整件的位位置来保证证装配精度度的方法称称为可动调调整法。在产产品品装装配配中中，，可可动动调调整整法法的的应应用用较较多多。。如图图28-4a所所示示为调调整整套套筒筒的的轴轴向向位位置置以以保保证证齿齿轮轮轴轴向向间间隙隙ΔΔ的的要要求求；；图28-4b所所示示为调调整整镶镶条条的的位位置置以以保保证证导导轨轨副副的的配配合合间间隙隙；；图28-4c所所示示为调调整整楔楔块块的的上上下下位位置置以以调调整整丝丝杠杠螺螺母母副副的的轴轴向向间间隙隙。。可动调整法法不仅能获获得较理想想的装配精精度，而且且在产品使使用中，由由于零件磨磨损使装配配精度下降降时，可重重新调整使使产品恢复复原有精度度，所以，，该法在实实际生产中中应用较广广。在产品装配配中，可动动调整法的的应用较多多。如图28-4a所所示为调整套筒筒的轴向位位置以保证证齿轮轴向向间隙Δ的的要求；(2)固定定调整法在装配时，，通过更换换尺寸链中