《机械加工装配精度》PPT课件.ppt

机 器 制 造 工 艺 篇 第三章 装配精度及装配尺寸链,机器工艺制造篇,第一节 装配精度与装配尺寸链的关系 一、装配精度 （一）为了保证机器有良好的工作性能，对机器提出 了若干项装配精度要求，这些精度要求在装配过程中 来保证。 （二）装配精度的内容 1.尺寸精度：比如一定的尺寸要求，一定的配合； 2.相互位置精度:比如平行度、垂直度和同轴度等； 3.相对运动精度：传动精度、回转精度。,机器工艺制造篇,（三）装配精度与零件精度的关系 从装配工艺角度出发，装配工作最好是只进行简单的连接过程，不必进行任何修配或调整就能满足技术要求。因此一般装配精度要求高的，那么零件精度要求也高。但是零件的精度不仅在工艺技术上受到限制，而且受到经济的制约，如果机器设备组成的零件较多，而最终的装配精度要求又较高时，即使不考虑经济性，尽可能的提高零件的加工精度以降低累积误差还是达不到装配精度的要求，那么必须依赖于装配的工艺技术来保证。,机器工艺制造篇,（四）装配中的连接 1.固定连接:保证装配好的相配零件相互位置不变。 2.活动连接:保证装配好的零件有一定的相对运动。 3.可拆卸连接。 4.不可拆卸连接。,机器工艺制造篇,二、装配尺寸链所用的计算公式 有:极大极小法和概率法.我们主要介绍极大极小法. （一）计算公式 1.封闭环的基本尺寸计算 式中：n包括封闭环在内尺寸链的总环数； m尺寸链中所有增环的数目。 2.封闭环的最大与最小尺寸计算,机器工艺制造篇,3.封闭环的上偏差与下偏差的计算 （封闭环的上偏差=增环的上偏差之和 减环的下偏差之和） （封闭环的下偏差=增环的下偏差之和 减环的上偏差之和） 4.封闭环的公差,机器工艺制造篇,（二）组成装配尺寸链的最短路线原则 我们知道封闭环公差等于各组成环公差之和，在(A)一定的情况下，尽量减小组成环的数目(n)，这样就使组成环的公差(Ai)相对增大，使零件的精度降低,这样零件的加工费用降低。所以在产品的设计过程中，在满足工作性能的条件下应尽可能使影响封闭环精度的相关零件数目为最少。组成环的数目仅等于相关零件的数目，这就是组成装配尺寸链的最短路线(环数最少)原则。,（三）极大极小法的优缺点 优点：简单可靠，各零件具有完全的可靠性，机器 使用性能得到充分保证。 缺点：它是根据极端情况出发的，推导出封闭环与 组成环的关系，大部分尺寸处于公差带中 间，很少处于极端尺寸。,机器工艺制造篇,机器工艺制造篇,第二节 装配尺寸链的解法 一、装配尺寸链的解法 装配尺寸链的计算式表达了封闭环（装配精 度）与各组成环（零件精度）之间的定量关系，一 般用于两种计算： （一）验算计算（正计算） 已知各组成环的基本尺寸和上下偏差，求封闭 环的基本尺寸和上下偏差。,机器工艺制造篇,（二）设计计算（反计算） 已知封闭环的基本尺寸和上下偏差以及各组成 环的基本尺寸，来确定各组成环的上下偏差。（包 括：各组成环公差大小和公差带位置）。 1.各组成环公差大小的确定 由公式 我们知道，已知(A) 无法求出每个组成环的公差(Ai)。在这里我们介 绍三种解法：,机器工艺制造篇,(1)等公差法:首先假设各组成环的公差相等,这样 然后再按一定的原则进行调整, 调整原则: a.加工方法相同,加工精度相近的可以取相等公差； b.工误差不易保证的可以取较大的公差； c.组成环为标准件查相关手册。 当各组成环的尺寸加工难易程度相似采用该法。 (2)等精度法：在一定的尺寸范围内，组成环的公 差可以表示为公差等级系数与公差单位的乘积：,机器工艺制造篇,式中:ai 公差等级系数,mm；ii 公差单位,m。 等精度法就是我们假设各组成环的精度相等,也就 是假设它们的公差等级系数相等,即:a1= a2= = an 这样： 因为（A）已知，ii可以查表，那么可以求出： 最终求得：,机器工艺制造篇,（3）利用协调环分配封闭环公差： 如果尺寸链中有一些难以加工和公差不宜改变 的组成环，利用前两者都有一定的困难，这时可以 把这些苛刻的公差首先定下来，只将一个或极少数 几个比较容易加工或生产上受限制较少的组成环定 为协调环，用来协调封闭环与组成环之间的关系。 协调环公差。协调环又称为“相依尺寸”。,机器工艺制造篇,2、各组成环公差带的确定 求各组成环的上下偏差： 每个方程有n-1个未知数，所以要求解必须作出一定 的假设，我们必须假定一系列的未知数才可能求 解。在这里我们引入“入体原则”,一般假定：,机器工艺制造篇,（1）相当于轴的被包容尺寸，假设上偏差为零，那 么已知公差就可以求出下偏差； （2）相当于孔的包容尺寸，假设下偏差为零，已知 公差，就可以求出下偏差； （3）对于孔心距尺寸，假设上下偏差绝对值相等， 分别等于公差的一半。,机器工艺制造篇,第三节 保证装配精度的方法 一、装配的几种方法,机器工艺制造篇,（一）互换装配法 采用互换法装配时，被装配的每一个零件不需作任何挑选、修配和调整就能达到规定的装配精度要求。用互换法装配，其装配精度主要取决于零件的制造精度。根据零件的互换程度,互换装配法可分为完全互换装配法和统计互换装配法,现分述如下：,机器工艺制造篇,1.完全互换装配法 完全互换装配的优点是：装配质量稳定可靠；装配过程简单，装配效率高；易于实现自动装配；产品维修方便。不足之处是：当装配精度要求较高，尤其是在组成环数较多时，组成环的制造公差规定得严，零件制造困难，加工成本高。所以，完全互换装配法适用于在成批生产、大量生产中装配那些组成环数较少或组成环数虽多但装配精度要求不高的机器结构。,机器工艺制造篇,2.统计互换装配法(不完全互换装配法) 统计互换装配法又称不完全互换装配法，其实 质是将组成环的制造公差适当放大，使零件容易加 工，但这会使极少数产品的装配精度超出规定要 求，但这种事件是小概率事件，很少发生。尤其是 组成环数目较少，产品批量大量，从总的经济效果 分析，仍然是经济可行的。,机器工艺制造篇,统计互换装配方法的优点是：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低；装配过程简单，生产效率高。不足之处是：装配后有极少数产品达不到规定的装配精度要求，须采取另外的返修措施。大数互换装配方法适用于在大批大量生产中装配那些装配精度要求较高且组成环数又多的机器结构。,机器工艺制造篇,（二）分组装配法 在大批大量生产中，装配那些精度要求特别高同时又不便于采用调整装置的部件，若用互换装配法装配，组成环的制造公差过小，加工很困难或很不经济，此时可以采用分组装配法装配。采用分组装配法装配时，组成环按加工经济精度制造，然后测量组成环的实际尺寸并按尺寸范围分成若干组，装配时被装零件按对应组号进行装配，达到装配精度要求。,机器工艺制造篇,采用分组法装配最好能使两相配件的尺寸分布曲线具有完全相同的对称分布曲线，如果尺寸分布曲线不相同或不对称，则将造成各组相配零件数不等而不能完全配套，造成浪费。采用分组法装配时，零件的分组数不宜太多，否则会因零件测量、分类、保管、运输工作量的增大而使生产组织工作变得相当复杂。 分组法装配的主要优点是：零件的制造精度不高，但却可获得很高的装配精度；组内零件可以互换，装配效率高。不足之处是：增加了零件测量、分组、存贮、运输的工作量。分组装配法适用于在大批大量生产中装配那些组成环数少而装配精度又要求特别高的机器结构。,机器工艺制造篇,（三）修配装配法 在单件生产、小批生产中装配那些装配公差要求高、组成环数又多的机器结构时，常用修配法装配。采用修配法装配时，各组成环均按该生产条件下经济可行的精度等级加工，装配时封闭环所积累的误差，势必会超出规定的装配精度要求；为了达到规定的装配精度，装配时须修配装配尺寸链中某一组成环的尺寸(此组成环称为修配环)。为减少修配工作量，应选择那些便于进行修配的组成环做修配环。在采用修配法装配时，要求修配环必须留有足够但又不是太大的修配量。,机器工艺制造篇,修配装配法的主要优点是：组成环均可以按加工经济精度制造，但却可获得很高的装配精度。不足之处是：增加了修配工作量，生产效率低；对装配工人的技术水平要求高。修配装配法适用于单件小批生产中装配那些组成环数较多而装配精度又要求较高的机器结构。,机器工艺制造篇,（四）调整装配法 装配时用改变调整件在机器结构中的相对位置或选用合适的调整件来达到装配精度的装配方法，称为调整装配法。调整装配法与修配装配法的原理基本相同。在以装配精度要求为封闭环建立的装配尺寸链中，除调整环外各组成环均以加工经济精度制造，由于扩大组成环制造公差累积造成的封闭环过大的误差，通过调节调整件相对位置的方法消除，最后达到装配精度要求。调节调整件相对位置的方法有可动调整法、固定调整法和误差抵消调整法等三种。,机器工艺制造篇,调整装配法的主要优点是：组成环均可以按加工经济精度制造，但却可获得较高的装配精度；装配效率比修配装配法高。不足之之处是要另外增加一套调整装置。可动调整法和误差抵消调整法适用于在小批生产中应用，固定调整法则主要适用于大批量生产。,机器工艺制造篇,二、修配法 （一）定义：在装配时修去指定零件上的预留的修 配量以达到装配精度。 （二）实质:将零件按经济精度加工,装配时通过修 配尺寸链中某一组成环的尺寸或就地配制,使之满足 装配精度的要求,预先规定的组成环称为“修配环”. （三）修配法的选择应注意 1.易于修配并且易于拆卸； 2.不是公共环，只与一项装配精度有关； 3.不要求表面处理的零件,以免修配后破坏表面处 理层。,机器工艺制造篇,(四)修配法计算举例 已知：床头箱主轴中心到底面高度 A1=202mm；尾座底板厚度A2=46mm； 尾座顶尖中心距到底版顶面距离A3=156mm；要求装 配精度A=0 - 0.06。 解(1)首先根据装配尺寸链最短路线原则将A2和A3合 并，减少组成环的数目。