机械装配工艺基础

1、第7章：机械装配工艺基础（倪小丹）270教学目标：任何机械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产品的过程称为装配，前者称为部件装配，后者称为总装配。通过本章学习应能设计一般机器的装配工艺规程：掌握保证装配精度的4种装配方法：以及能根据产品或部件的需要，选择合适的装配方法并合理设计各零件的尺寸及其精度。教学重点和难点：1、装配工艺性2、装配工艺规程的设计3、保证产品装配精度的四种方法案例导入如图所示为车床装配结构示意图，分析其结构的装配工艺性如何？怎样设计其装配工艺？应该采用什么方法装配？各零件的尺寸、公差和偏差应怎样确定和保证？图

2、270 倪小丹7.1、机器结构的装配工艺性装配工艺性是指设计的机器结构装配的可行性和经济性。装配工艺性好，是指装配时操作方便，生产率高。7.1.1 机器装配的基本概念对结构比较复杂的产品，通常根据其结构特点，划分为若干能进行独立装配的部分，这些独立装配的部分称为装配单元。零件是组成产品的最小单元。零件一般都预先装成合件、组件、部件后才进入总装，直接装入机器的零件并不太多。合件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的。如装配式齿轮（如图6.2），由于制造工艺的原因，分成两个零件，在基准零件1上套装齿轮3并用铆钉2固定。为此进行的装配工作称为合装。图6.2组件是在一个基准零件上，装上若干合件

3、及零件而构成的。如机床主轴中的主轴，在基准轴件上装上上轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件。为此而进行的装配工作称为组装。组装还可分为一级组装、二级组装等。部件是在一个基准零件上，装上若干组件、合件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。例如车床的主轴箱装配就是部装。主轴箱箱体为部装的基准零件。产品是在一个基准零件上装上若干部件、组件、合件和零件而成的。7.1.2 装配工艺系统图在装配工艺规程制订过程中，表明产品零、部件间相互装配关系、装配流程及装配顺序的示意图称为装配系统图。每个零件用一个方框来表示，内容有零件名称、编号及数量，如图6.3所示。这种方框不仅可以表示零件，也可以表

4、示合件、组件和部件等装配单元。图6.4为机器装配系统图，装配工艺系统图主要用于大批大量生产中。 名称编号数量图6.3 装配单元的表示图 图6.47.1.3 机器结构的装配工艺性根据机器的装配实践和装配工艺的需要对机器结构的装配工艺性提出以下要求。1、机器结构应分能分成独立的装配单元为了最大限度的缩短机器的装配周期，有必要把机器分成若干独立的装配单元，以便使许多装配工作同是平行举行，它是评定机器结构装配工艺性的重要标志之一。所谓划分成独立的装配单元，就是要求机器结构能划分成独立的组件、部件等。首先按组件或部件分别进行装配，然后再进行总装配。例如卧式四床是由主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座和床身

5、等部件组成。这些独立的部件装配完之后，可以在专门的试验台上栓验或试车，待合格后再送去总装。把机器划分成独立装配单元，对装配过程的好处有：1）、可以组织平行装配作业，各单元装配互不妨碍，缩短装配周期，便于多厂协作生产。2）、机器的有关部件可以预先进行调整和试车，各部件以较完善的状态进入总装，这样既可保证总机的装配质量，又可以减少总装配的工作量。3）、机器局部结构改进后，整个机器只是局部变动，使机器改装起来方便，有利于产品的改进和更新换代。4）、有利于机器的维护检修，给重型机器的包装、运输带来很大的方便。另外、有些精密零部件不能在使用现场进行装配，而只能在特殊（如高度洁净、恒温等）环境下进行装配及

6、调整，然后以部件的形式进入总装配。例如，精密丝杠车床的丝杠就是在特殊的环境下装配的，以便保证机器的精度。图6.5a 所示的转塔机床，原先结构的装配工艺性较差，机床的快速行程轴的一端装在箱体5内，轴上装有一对圆锥滚子轴承和一个齿轮，轴的另一端装在拖板的操纵箱1内，这种结构装配起来很不方便。为此，将快速行程轴分拆成两个零件，如图6.5b所示，一段为带螺纹的较长的光轴2，另一段为较短的附梯轴4，两段用联轴器3连接起来。这样，箱体、操纵箱便成为两个独立的装配单元，分别平行装配。而且由于长轴被分拆成两段，其机械加工也较前更容易了。图6.6所示为轴的装配，当轴上的齿轮直径大于箱体轴承孔时（图6.6a）轴上

7、零件需依次在箱内装配。当齿轮直径小于轴承孔时（图6.6b）轴上零件可在组装成组件后，一次装入箱体内，从而简化装配过程，缩短装配周期。 图6.5图6.6图6.7所示为传动齿轮箱的装配，图6.7a中各齿轮轴系分别装配在大箱体上，装配过程十分不便，如将大箱体改为图6.7b的形式，传动齿轮轴系装配在分离的小齿轮箱内，成为独立的装配单元。这样，既提高了装配的劳动生产率，又便于以后的维修。 图6.72、减少装配时的修配和机械加工多数机器在装配过程中，难免要对某些零部件进行修配，这些工作多数由手工操作，不仅要求技术水平高，还难以掌握工作量，因此，在机器结构设计时，应尽量减少装配时的修配工作量。图6.8表示车

8、床主轴箱与床身的装配结构，主轴箱如采用6.8a所示山形导轨定位，装配时，基准面修刮工作量很大，若采用图6.8b所示平导轨定位，则装配工艺得到明显的改善。图6.8 图6.9所示为圆锥齿轮两种不同的轴向定位结构形式。其中图6.9a是采用修配轴肩的方式调整齿轮的啮合间隙，改为图6.9b所示由削面圆销定位结构后，只需修刮圆销的削面就可以调整圆锥齿轮的啮合间隙。显然，图6.9b所示结构的修配工作量要比图6.9a所示的要少得多。 图6.9图610表示两种不同的轴润滑结构，图6.10a所示结构需要在组合装配后，在箱体上配钻油孔，使装配产生机械加工工作量。图6.10b所示结构改在轴套上预先加工好的油孔，便可消

9、除装配时的机械加工工作量。又如图6.11所示，将图6.11a所示的活塞上配钻销孔的销钉连接改为图6.11v所示的螺纹连接，从根本上取消了装配中的机械加工。 图6.113、机器结构应便于装配和拆卸机器的结构设计应使装配工作简单、方便。其重要的一点是组件的几个表面不应该同时装入基准零件（如箱体零件）的配合孔中，而应先后依次进入装配。7.2 装配工艺规程设计装配工艺规程是指导装配生产的主要技术文件，设计装配工艺规程是生产技术准备工作的主要内容之一。装配工艺规程对保证装配质量、提高装配生产效率、缩短装配周期、减轻工人劳动强度、缩短装配占地面积、降低生产成本等都有重要影响，它取决于装配工艺规程制订的合理

10、性，这就是制订装配工艺规程的目的。装配工艺规程的主要内容是：（1）分折产品图样，划分装配单元，确定装配方法。（2）拟定装配顺序，划分装配工序。（3）计算装配时间定额。（4）确定各工序装配技术要求、质量检查方法和栓查工具。（5）确定装配时零、部件的输送方法及所需要的设备和工具。（6）选择和设计装配过程中所需要的工具、夹具和专用设备。7.2.1 制订装配工艺规程的基本原则及原始资料1、制订装配工艺规程的原则1）保证产品装配质量，力求提高质量，以延长产品的使用寿命。2）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。3）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。4）要尽

11、量减少装配工作所占的成本2、制订装配工艺规程的原始资料制订装配工艺规程时，需要具备以下原始资料。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，并能清楚地表示出，所有零件相互连接的经构视图和必要的剖视图；零件的编号；装配时应保证尺寸；配合件的配合性质及精度等级； 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。2）产品的生产纲领 生产纲领决定了产品的生产类型。生产类型不同，装配的生产组织形式、工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很大的不同。3）生产条件 应了解工厂的装配工艺装备、工艺方法

12、、工人技术水平、装配车间面积等。7.2.2 设计装配工艺规程的步骤根据上述原则和原始资料，可以按下列步骤设计装配工艺规程。1、研究产品的装配图及验收技术条件审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收标准； 分析与计算产品装配尺寸链。2、确定装配方法及组织形式装配的方法和组织形式主要取决于产品的结构特点（尺寸和重量等）和生产纲领，并应考虑现有的生产技术条件和设备。装配组织形式主要分为固定式和移动式两种。固定式装配是全部装配工作在一固定的地点完成，多用于单件小批生产，或重量大、体积大的批量生产中。移动式装配是将零、部件用输送带或输送小车按装配顺序从一个装配地点

13、移动到下一装配地点，分别完成一部分装配工作，各装配地点工作的总和就完成了产品的全部装配工作。根据零、部件移动的方式不同又分为：连续移动、间歇移动和变节奏移动3种方式。这种装配组织形式常用于产品的大批大量生产中，以组成流水作业线和自动作业线。3、划分装配单元，确定装配顺序将产品划分为合件、组件及部件等装配单元是制订工艺规程中是重要的一个步骤，这对大批大量生产结构复杂的产品尤为重要。无论哪一级装配单元，都要选定某一零件或比它低一级的装配单元作为装配基准件。装配基准件通常应是产品的基体或主干零、部件。基准件应有较大的体积和重量，有足够的支撑面，以满足陆续装入零、部件时的作业要求和稳定要求。例如，床身

14、零件是床身组件的装配基准零件；床身组件是床身部件的装配基准组件；床身部件是机床产品的装配基准部件。在划分装配单元，确定装配基准零件以后，即可安排装配顺序，并以装配系统图的形式表示出来，具体来说一般是先难后易、先内后外、先下后上、预处理工序在前。4、划分装配工序装配顺序确定后，就可将装配工艺过程划分为若干工序，其主要工作如下。1）确定工序集中与分散的程度。2）划分装配工序，确定工序内容。划分装配工序顺序的原则如下。（1）预处理的工序先行，如清洗、去毛刺、防锈防腐等。（2）“先里后外”、“先下后上”，保证先装部分不影响后续的装配并使重心稳定（3）“先难后易”。保证难装的有较开阔的安装、调整、检测空

15、间。（4）带强力、加温或有补充加工的尽量先行，以免影响前面的装配质量。（5）尽可能集中连续安排位于基准件同侧或使用相同工装、或有特殊环境要求的工序，便于提高生产率。（6）易燃、易碎或有毒物质、部件的装配尽量靠后。（7）合理安排电线、管道的装配工序。（8）及时安排检测工序、保证装配质量。3）确定各工序所需的设备和工具，如需专用夹具与设备，则应拟定设计任务书。4）制订各工序装配操作规范，如过盈配合的压入力、变温装配的装配温度以及紧固件的力矩等。5）制订各工序装配质量要求与检测方法。6）确定各工序时间定额，平衡各工序节拍。5、编制装配工艺文件单件小批生产时，通常只绘制装配系统图。装配时，按产品装配图

16、及装配系统图工作。成批生产时，通常还制订部件、总装的装配工艺卡，写明工序次序、简要工序内容，设备名称、工夹具名称与编号、工人技术等级和时间定额等项。在大批大量生产中，不仅要制订装配工艺卡，而且要制订装配工序卡、装配检验试验卡，以直接指导工人进行产品装配。7.3 装配尺寸链（孙学强）2767.3.1、装配链的概念1、基本概念机械产品或部件的装配精度是由相关零件的加工精度与合理的装配方法共同保证的，应用装配尺寸链原理可以方便地研究装配精度和零件精度关系，从而使产品的质量能够在结构设计和制造工艺上最合理最经济地得到促证。装配尺寸链是由各有关装配尺寸组成的尺寸链。其基本特征依然是尺寸（或相互位置关系）

17、组合的封闭形式。如图12.3所示。装配尺寸链的封闭同样不具有独立的变化特性，它是装配后间接形成的，多为产品或部件的装配精度指标。（如图12.3中的A）。装配尺寸链的组民环是对装配精度有直接影响的相关零件上的尺寸或相互位置关系（图12.3中A A及A）。图123装配尺寸链可分为三种类型：1）线性尺寸链 由相关零件上互相平行的直线尺寸（距离尺寸）所组成的尺寸链。如图12.3所示。这种尺寸链最典型，求解也最方便，其它类型的尺寸链都可转化为线性尺寸链来求解。2）角度尺寸链 由相关零件上或零件的位置关系（，等 ）组成的尺寸链。它所涉及的都是相互位置精度问题，图124所示为铣床主轴轴线相对工作台台面的平行

18、度要求，对有影响的有平行度、和及垂直度和，它们所组成的尺寸链就是角度尺寸链。这种尺寸链的特点是其组成环基本尺寸为零。3）平面尺寸链 是指在同一个或彼此平行的平面内，由成角度关系的直线尺寸构成的尺寸链。如图12.5所示为卧式车床溜板箱中大齿轮与床鞍中小齿轮的啮合关系示意图。其中x,y为小齿轮o的坐标尺寸，x,y为大齿轮o的坐标尺寸，和分别为两 个齿轮的节圆半径，为销孔和过孔的轴线偏移量，为封闭环。解算平面尺寸链时将各环投影到水平和垂直两坐标上后，就可分解为两个线性尺寸链，然后按线性尺寸链进行解算。 图124 图1252、装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立应在产品或部件装配图上进行，正确建立装配尺寸

19、链，是分析装配精度与零件精度关系的基础。现结合图126所示双联转子泵的轴向装配关系图，说明建立装配尺寸链的方法与步骤。图1261）确定封闭环建立装配尺寸链，首先要正确确定封闭环，一般产品或部件的装配精度就是封闭环。从图中可以看出，为保证转子的正常运转，机体1与转子2之间的轴向必须留有一定的间隙0.050.15，此间隙就是转子泵轴向装配精度，即封闭环A。2）查找组成环为了迅速而正确地查明各组成环，必须分析产品或部件的结构，了解各个零件连接的具体情况。查找时以封闭环的两端为起点，沿着装配精度要求的方向，查找影响装配精度的各个零件，并在每个零件上只选取一个直接影响装配精度的尺寸，即组成环。直至找到同

20、一零件为止（尺寸链封闭）。在图126中，按照此查找方法，以N的两端为起点，沿轴线方向查找相关零件的相关尺寸，可以找到外转子2的宽度尺寸A；隔板3的厚度尺寸A；内转子4的宽度尺寸A；壳体5的孔深度尺寸A（）为封闭环装配尺寸链的组成环。3）画尺寸链图及判别增、减环方法与工艺尺寸链相同以上方法与步骤同样适用于线性尺寸链及角度尺寸链，但是角度尺寸链中有时垂直度、平行度同时出现，在建立装配尺寸链时可以将垂直度转化成平行度，因为在垂直度测量时原则上都可以利用直角尺转化成平行度来测量。例如图124的铣床主轴轴心线对工作台的平行度要求，在此角度尺寸链中封闭环、，都是平行度要求，而、则为垂直度要求，在建立装配尺

21、寸链时，须将、转换成平行度的要求，方可解算。上面最困难的步骤是判别查找组成环，其应注意的问题如下。（1）封闭环的原则 在查找相关零件时，无论从封闭环按逆时针还是按顺时针查找，最后一定要封闭，否则将不成为尺寸链。（2）环数最少原则 由尺寸链原理论可知，在装配尺寸链中，当装配精度既定时，组成环数目减少，则各组成环分配到的公差值就越大，零件的加工就越容易、越经济。因此在查找组成环时，应选取对装配精度有直接影响，且把前后相邻零件联系起来的尺寸或位置关系作组成环。将与装配精度有关的每个零件中的一个尺寸作为组成环列入尺寸链，组成环的数目等于相关零件的数目，这就是装配尺寸链数最少原则（最短路线原则）。如图1

22、27为卧式车床尾座顶尖套装配图。由于后盖3的尺寸标注不同，可建立两个装配尺寸链。图127c中较图127b中多了一个组成环，其原因是后盖3有两个尺寸B、B同时列入尺寸链，这就违反了最少环数原则，故图124c装配尺寸链是不合理的。图1273 装配尺寸链的特点1）装配尺寸链中封闭环多为产品或部件的装配精度指标，而组成环都是某一零件或部件的尺寸（或位置关系），将机器拆开后，组成环依然存在。2）一个零件只能有一个尺寸链列入装配尺寸链，这是判断所建立装配尺寸链是否正确的依据之一。3）当一个结构在不同方向上都有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。如蜗轮副传动结构中，为保证正确的啮合，蜗轮副两轴线

23、间的距离尺寸精度、垂直度及蜗杆轴线与蜗轮中平面的重合度均有一定要求。这是三个不同位置方向上的装配精度，须在三个方向上分别建立装配尺寸链。4）装配尺寸链中组成环之间的连接都是零部件装配的联接面（基准面）7.3.2、装配尺寸链的计算装配尺寸链计算方法有两种：极值法和概率法1、极值法极值法是在各组成环的误差都处于极值的前提下，确定封闭环与组成环关系的一种计算方法。这种方法的特点是简单可靠，但在封闭环要求高，组成环数目的情况下，组成环公差过小。由于组成环误差同时出现极值的概率很小，所以此方法会造成零件的加工困难。极值法的解算公式与工艺尺寸链中相同，在此不详述。2、概率法当装配精度高，组成环的数目较多时

24、，应按概率论的原理来计算尺寸链，即概率法。在装配尺寸链中，各组成环是相关零件上的尺寸（或位置精度），它们是一些彼此独立的随机变量。由概率原理可知，当各组成环的尺寸均按正态分布时，则各组成环与封闭环的均方根偏差（平均差）的关系式为 （71）若不考虑系统性误差的影响，则各组成环公差中心与其尺寸中心重合，这时可取各组成环公差与均方根偏差的关系为 T=6则封闭环公差与各组成环公差的关系，经推导得T （72）上述表明，当各组成环公差呈正态分布时，封闭环公差等于各组成环公差平方和的平方根。若各组成环公差相等并等于平均公差，即TT，将此式代入上式，经推导得T （73）将上式与极值法的平均公差T相比，明显看出

25、，概率法可将组成环的平均公差扩大倍，使加工容易，成本降低，而且组成环数越多，值也越大。但应注意，用概率法解尺寸链，在正态分布下，封闭环的公差T的取值范围与各组成环相同，为6，即还存在0.27的废品率。这部分废品率很小，生产中往往予以忽略。用概率法解算尺寸链时，利用封闭环和各组成环平均尺寸间的关系进行计算较为方便，见图128中的尺寸计算关系，左面为组成环尺寸的正态分布曲线，右面为组成环的公差带。由图可见，组成环尺寸分布中心与公差带中心是重合的。图128此时，组成环的平均尺寸可按下列式计算AABA （74）式中 A组成环的基本尺寸BA组成环的平均偏差，即公差带中心至基本尺寸的距离。封闭环平均尺寸A

26、 （75）将公式124代入后得BA （76）在求得BA及T后可按下式求封闭环的上下偏差BABA （77）BABA （78）例71 图79为齿轮与轴的装配关系，已知A30，A5，A43，A3（标准件）；A5，装配后齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35，现采用概率法计算，确定各组成环公差和上下偏差。解 计算步骤、方法如下（1）确定封闭环 A0（2）画出装配尺寸链图，校验组成环基本尺寸。AA-( A+ A+ A+ A)将各尺寸代入A0各组成环尺寸正确（3）确定各组成环公差各组成环平均公差按公式（123计算）T0.11根据各组成环基本尺寸大小与零件加工难易程度，以平均公差T为基础，从严选取各组成环公差

27、。T0.14；T0.08；T0.05（标准件）；T0.08。因为A为轴类零件，与其它组成环相比较难加工，T可按式（122）计算，若计算值适合经济精度加工，则以上组成环公差选取合适，若计算不合适，以上组成环公差值应重新选择、调整。A也称为从属环。T 0.16（4）确定各组成环上、下偏差按单向入体原则确定组成环的上下偏差，即A30；A5；A3；A5。A的上下偏差可计算得到：BABA（BA+ BA+ BA+ BA） 0.05BA BA+(0.05+) +0.13BA= BA-=(0.05-)= -0.03所以A43最后可得各组成环为A30；A5；A43；A3；A5。7.4 装配方法及其选择 （孙学强

28、）7.4.1 装配方法生产中保证产品装配精度的方法有：互换法，选配法，修配法和调整法。1、互换法互换法是指在装配时各配合零件不经修整、选择或调整即可达到装配精度的方法。这时产品的装配精度主要取决零件的精度。互换法在确定零件的公差时有两种方法：极值法和概度法，对应的装配方法称为“完全互换法“和“不完全互换法“。1）完全互换法 装配过程中，当各组成环误差都处于极值状态时，不需进行修配，选择或调整就可达到装配精度。各有关零件相关公差之和小于或等于装配精度，即满足下式所以完全互换法在解算装配尺寸链时，采用极值法公式计算。2）不完全互换法 各有关零件公差值平方之和的平方根小于或等于装配精度，即满足下式不

29、完全互换法在解算装配尺寸链时采用概率法。根据概率现论，封闭环公差6，从理论上讲，装配中将有0.27的产品，达不到装配精度要求，所以不能完成互换。其原因是尺寸链中各组成环的误差都处于极值状态，这时只要在组成环中随意更换12个零件，即可改变极值误差集中的状态，达到装配精度要求。不完全互换法与完全互换法相比，其组成环平均公差可扩大倍，且组成环数目越多，扩大的倍数也越大，从而使零件加工容易，成本降低，特别适用天装配节拍不严格的大批大量生产中。综上所述，互换法具有以下特点：（1）装配过程简单，生产率高。（2）装配质量稳定可靠。（3）对装配工人技术水平要求不高，易于扩大生产。（4）便于组织流水作业用自动化

30、装配，完全互换法尤其适用于装配节拍强的流水装配。（5）备（配）件供应方便，容易实现零部件的专业化生产。（6）当装配精度要求高，特别是组成环数目较多时，零件难以按经济精度加工。因此，互换法装配常用于“高精度少环数或低精度多环尺寸链”的大批大量生产中。2、选配法在大批大量生产中，当装配精度要求很高且组成环数目不多时，若采用互换法装配，将对零件精度要求很高，给机械加工带来因难，甚至超过加工工艺实现的可能性，例如：内燃机活塞与缸套的配合，滚动轴承内外环与滚动体的配合等。此时，就不宜只提高零件的加工精度、而应采用选配法来保证装配精度。选配法是将配合中的各零件（组成环）按经济精度加工，装配时进行适当选择，

31、以保证装配精度的方法。选配法有以下三种：1）直接选配法 装配工人从待装零件中，凭经验选择合适的互配零件装配，以满足装配精度要求的方法。如；发动机活塞和活塞环的装配常采用这种方法。装配时，工人将活塞环装入活塞环槽内，凭手感判断其间隙是否合适，重新挑选活塞环，直至合适为止。直接选配法的特点是装配简单，装配质量和生产率取决于工人的技术水平。此方法适用于装配零件（组成环）数目较少的产品，不适用于节拍较严的装配组织形式。2）分组装配法 是指在成批或大量生产中，将产品中各配合副的零件按实测尺寸分组，装配时按组进行互换装配，以达到装配精度的方法。例如；滚动轴承的装配，活塞与活塞销的装配均用此法。图710a是

32、活塞与活塞销的联接情况，用分组法装配。图 710 装配要求： 活塞销孔与活塞销在冷态装配时应有0.00250.0075的过盈量。据此要求，相应的配合公差公为0.005。若采用完全互换法装配，活塞销和销孔的公差（按“等公差配合“）只有0.0025。如果此配合选用基轴制，则活塞销外径尺寸d=28；销孔D28，这样高的制造精度难以保证。故生产中采用分组装配法，将销和销孔的公差在同方向上放大四倍，即活塞销d=28，可以在无心磨床上加工；销孔D28，可以在金刚镗床上加工。然后用精密量仪测量，并按尺寸分成四组，涂上不同标记，以便同组进行装配，具体分组情况见表74。 表74 活塞销与活塞销孔直径公组 （）组

33、别标志颜色活塞销直d 28活塞销孔直径D 28配合情况最小过盈最大过盈红28280.00250.0075白2828黄2828绿2828从表中可以看出，各组的公差和配合性质与原装配要求相同，满足了装配精度。实施分组装配法应满足下列条件。（1) 相配件的公差相等，公差增大的方向要相同，增大的位数要等于分组数。（2) 分组数不宜过多，只要零件件加工精度能较容易获得即可。否则将增加零件测量和分组的工作量，并使零件的贮存、运输及装配工作复杂化。（3) 分组后应尽量使各组内相配件数目相等。否则会使某些尺寸的零件过剩，选成积压。为此，加工时尽量使相配零件尺寸公布为相同的对称公布（如正态分布）。由上可知，公组

34、装配法适用于配合精度要求很高、组成环（相配零件）数目少（一般只有两三个）的大批大量生产。3）复合选配法 它是上述两种方法的复合，即零件预先测量分组，装配时在对应各组中凭工人经验直接选配。这一方法实质仍是直接选配法，只是通过分组缩小了选配范围，提高了选配速度，能满足一定的装配节拍要求，该方法具有相配零件公差可以不相等，公差放大位数可以不相同，装配质量高等优点。如：发动机气缸与活塞的装配多采用这一方法。3、修配法修配法是在装配时修去指定零件上预留修配量以达到装配精度的方法。在装配中，被修配的组成环称为修配环，其零件称为修配件。修配件上留有修配量，修配尺寸的改变可通过刨削、铣削及刮研等方法来实现。修

35、配法的优点是零件只需按经济精度加工，装配时通过修配获得高的装配精度。其缺点是零件修配工作量大且不能互换，生产率低，不便组织流水作业，对工人技术水平要求较高。但在装配精度高而且组成环数目多时，采用修配法就显示出了优势。修配法装配主要用于单件，小批量生产。1) 修配的方法 生产中常用的修配方法有以下三种。（1）单件修配法。在多环尺寸链中，预先选定某一固定的零件作修配件，装配时对其进行修配以保证装配精度。例如：图1211所示装配中，床身1与压板3之间的间隙是靠修配压板3的C面或D面改变尺寸来保证的。为修配环。装配时经过反复试装、测量、拆卸和修配C面（或D面），最后保证装配间隙的要求。图1211（2）

36、合并修配法。将两个或两个以上零件合并为一个环作为修配环进行修配的方法。它减少了组成环的数目，扩大了组成环的公差。如图123所示车床尾座装配，为了减少总装时对尾座底板的刮研量，一般先把尾座和底板的配合面分别加工好，并配刮横向小导轨，再把两零件装配为一体，然后以底板的底面为定位基准，镗削尾尾座套筒孔，直接控制尾座套筒孔至底板面的尺寸，这样组成环，合并成一个环，使原三个组成环减为两个，达到减少环数的目的。合并加工修配法虽有上述优点，但此方法要求合并的零件对号入座（配对加工），给加工、装配，组织生产带来了不便，因此多用于单件小批生产。（3）自身加工修配法。也称“就地加工”修配法。在机床制造中，由于机床

37、本身具有切削加工能力，装配时可自已加工自已来保证某些装配精度，即自身加工修配法。例如，图712所示的转塔车床，在装配后，利用在车床主轴上安装的镗刀，依次镗削转塔上的六个刀具安装孔，经加工，产轴轴线与转塔各孔轴线的同轴度就可方便的获得。若再在主轴上安装一个可以自动径向进给的专用刀架还可以公别加工转塔上的六个面，以保证也与端面的垂直度。图7122）修配环的选择 修配环一般应满足以下要求：（1）便于装卸；（2）形状简单，修配面小，修配方便；（3）一般不取公共环。公共环是指那些同属几个尺寸链的组成环，它的尺寸变化会引起几个尺寸链中封闭环的变化。3）修配环尺寸与偏差的确定 确定修配环尺寸与偏差的原则是在

38、保证装配精度的前提下，使修配量足够小且最小。采用修配法进行修配时，由于组成环（包括修配环）的公差放大到经济精度进行加工，故各组成环公差的累积误差即封闭环的实际公差超过规定封闭环公差，即之差即为修配环的最大修配量在确定修配环尺寸及偏差时，先要明确修配修配环时对封闭环尺寸的影响，主要有两种情况。如图713所示，图a为修配修配环时使封闭环实际值变小，趋近规定封闭环公差；图713b为修配修配环时使封闭环实际值变大，趋近规定封闭环公差。变小时，应保证修配前封闭环的实际尺寸最小值等于规定封闭环的最小值，若，则有一部分配件将无法修复。同理，变大时，应保证修配前封闭环的实际最大值等于规定封闭环的最大值。图71

39、3 （79）当封闭环实际最大值变小时可有 （710）当封闭环实际最小值变大时可有 （711）由式（710）或式（711）可以计算出修配环的一个极限尺寸，再根据修配环的公差（按经济精度给出），则修配环的另一个极限尺寸即可以确定。4）修配环尺寸计算实例 图73所示的装配尺寸链中，设各组成环的基本尺寸205；49；59；0。按卧式车床精度标准0.06。如果按完全互换法确定各组成环公差，其平均公差仅0.02；给加工带来很大困难，生产中宜采用修配法。本例采用合并加工修配法，即和合并为一个组成环，合并后尺寸链见图714。各组成环公差按其经济精度来确定。设0.01，取为修配环，尺寸的公差可作以称分布，即20

40、5±0.05，则修配环的尺寸计算如下（1）基本尺寸。（49156）205（2）公差。按经济精度给出，为0.1；（3）最大或最小尺寸。从图1214可看出，为增环，修配前封闭环实际最大值大于规定最大值，修配时应便变小，故采用公式（1210）计算（0205.05）205.05 图714（4）另一极限尺寸。即（205.050.1）205.15（5）修配环的最大修配量。按式（79）可知（0.10.1-0.06）0.14考虑到车床总装时，为提高接触精度，尾座底板与床身配合的导轨面还要配刮，必须留有一定的刮研量，而按式（710）求出的，其最大刮研量为0.14，可满足要求，但最小刮研量为0时，就不能

41、达到要求，故必须再附加一最小的修配量。取最小刮研量为0.15，则合并加工后的尺寸（）4、调整法调整法是指在装配时用改变产品中可调整件的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法。该装配法与修配法相似，各组成环可以按经济精度加工，由此而引起的封闭环累积误差，在装配时通过调整某一零件位置或更换某一不同尺寸的组成环（调节环）来补偿，达到规定的装配精度。常见的调整法有三种。1）可动调整法 装配精度是通过改变调节件的位置来保证的癍配方法。这种方法调整方便，广泛应用于成批及大量生产中。常见的调节件有螺栓、斜面、挡环等。图715为一可动调整的装配实例。图715a是通过调整套筒轴向位置来保证它与齿轮轴向间

42、隙的要求；图715b是用螺钉调整镶条的位置来保证燕尾导轨副的配合间隙；图715c是用调整螺钉使楔块上、下移动来调整丝杠和螺母的轴向间隙。图12152）固定调整法 是在装配尺寸链中选定一个或加入一个零件作为调节环，调节环是按一定尺寸间隔分级制成的一组零件，根据需要，选用某一尺寸级别的零件进行装配，从而保证装配精度的癍配方法。常用的调节件有垫圈，垫片，轴套等。图716为固定调整法实例。装配时根据装配尺寸链中的要求，选择不同厚度的垫圈，来满足装配精度的需要。调节件预先按一尺寸间隔制做，如3.1，3.2，3.3，4.0等，以供装配时选用。固定调整法装配适应于成批和大批大量生产。3）误差抵消调整法 在装

43、配过程中通过调整相关零件之间的相互位置，利用误差的失量特性，便其互相抵消，以保证封闭环精度的装配方法。采用误差抵消调整法，在装配前需测出相关零部件误差的大小和方向，增加了辅助时间，对工人技术水平要求也较高，但这种装配方法可获得较高的装配精度，一般用在批量不大的机床装配中。图7167.4.2 装配方法的选择产品或部件的装配方法，通常在产品的设计阶段即应确定。只有在装配方法确定后，再通过尺寸链的解算，才能合理地确定各个零件的加工精度。即使同一装配精度要求的同一产品，由于生产规模和生产条件等的差异，装配方法也有所不同。故选择装配方法时，应考虑产品的装配精度（封闭环要求），结构特点（组成环数目），生产

44、纲领及现场生产条件等因素。具体选择时可参考以下几点：1、在大量生产中，为满足生产率、经济性、维修方便和互换性要求，优先选择完全互换法2、装配精度不太高，而组成环数目多，生产节奏不严格可选用不完全互换法。3、大批大量生产的少环高精度装配，则考虑采用选配法。4、单件、小批量，装配精度要求高，以上方法使零件加工困难时，可选用修配法或调整法。 7.5 典型部件装配在机械产品装配过程中，所做的大量工作，是用一定的方式，按规定的要求将零部件组合在一起，达到产品的设计要求。其中螺纹连接，过盈连接，轴承的装配，密封件的装配，在装配中经常出现，本节将简要阐述。7.5.1 螺纹连接在装配中，经常需采用螺纹连接其工

45、艺的优劣，直接影响产品的质量。1、对螺纹连接的要求在螺纹连接中，螺栓和螺母要正确的拧紧，具体要求如下：1）连接中不应出现歪斜或弯曲2）连接件间要有一定的夹紧力，既要紧密牢固，又要受力均习。3）在多点螺纹连接中，应按一定的顺序逐次（一般23次）拧紧螺母，见图1217。图1217若有定位销，拧紧要从定位销附近开始。2、一般螺纹连接一般螺纹连接是指相对不太重，在技术要求中没有明确要求的螺纹连接。此时，可采用一般扳手、气动和电动扳手拧紧。拧紧力矩的确定可参考有关手册。3、规定预紧力的螺纹连接在机械产品中，有些重要部位或零部件之间的螺纹连接，有明确的预紧力要求，这种螺纹连接，称为规定预紧力的螺纹连接。达

46、到规定预紧力所需的扭矩值，可用下述经验公式求得式中 螺栓公称直径； 需要的预紧力； 阻力系数。与螺纹形状和接触深度，以及表面情况有关。无润滑的钢制螺母、螺栓，值为2装配中常用的预紧螺纹连接方法有：1）抟矩扳手法 是用扭矩扳手，按螺纹连接要求进行拧紧的方法。2）测量螺栓伸长法 这种方法是通过测量螺纹在拧紧过程中螺栓的弹性变形量控制预紧力的。在测量时，如果结构上允许，最好在螺栓的全长上用千分尺测量，所测数据比较准确；当结构不允许时，可用百分表进行测量，所测变形量是一个相对值，不太准预紧力与螺栓伸长量之间的关系为式中 所需的预紧力，单位为N；螺栓的伸长量，单位为；钢的弹性模量，=210GPa;螺栓受

47、拉部分的横截面积，单位为螺栓在两支持面间的长度（或螺栓受拉部分的长度），单位为。3）螺亩转角法 是通过测量螺母的转角来控制预紧力的方法。这种方法不用专用工具，操作方便。缺点是受螺母与被连接件间接触面接触状态的影响，拧紧的开始位置难于确定，因此误差较大。一般都是反复拧紧、松开几次，使螺母与被连接件的表面接触良好后，再测定所需的转角比较上述三种方法：扭矩扳手法，操作简单，准确度较高；测量螺栓伸长法中，用千分尺直接测量时，控制预紧力最准确，但此法生产效率你低；用百分表测量和螺母转角法，准确度最低，生产率也低，若想较准确控制预紧力，需要有一定的操作经验。7.5.2、过盈连接过盈连接是利用相互配合的零件

48、间的过盈来实现连接的，属于不可拆卸连接。在过盈连接中，被包容件和包容件的表面应清洁；位置要正确，不应有歪斜；实际过盈量要符合要求，以保证设计的连接强度。过盈连接的装配方法主要有以下三种。1、压装法压装法是将有过盈量配合的两个零件压到配合位置的装配过程。分手工锤击压装和压力机压装。锤击压装的质量不易保证，一般多用于销、健、短轴等的过渡配合连接，以及单件小批生产中滚动轴承、轴套的装配。锤击法所用的手锤重量在0.251.25，直接锤击时，手锤的材料要比被冲击材料要软，有硬木、巴氏合金、铜或其它软金属手锤。用钢制手锤敲击时，必须用软金属（棒或套简）衬垫。敲击时施力要均匀，且施力不宜过大，应将被包括件慢

49、慢敲入包容件。压力机压装的导向性较好，压装的质量和效率较高，压力机压装一般多用于各种盘类零件内的衬套，轴、轴承等的过盈配合连接。2、温差法温差法是利用热膨冷缩的原理进行装配的。主要有下面两种。1）热装 热装是指具有过盈量的两个零件，装配时先将包容件加热胀大，再将被包容件装配到配合位置的过程。热装时采用的加热方法主要有火焰加热、介质加热、电加热等。2）冷装 冷装是指具有过盈量配合的两个零件，装配时先将被包容件用冷却剂冷却，使其尺寸收缩，再装入包容件中使其达到配合位置的过程。冷装常用的冷却剂有固体二氧化碳、液态氮，也有采用液态空气和液态氧的。3、液态套装 液压套装是利用高压油（可高至200MPa）

50、使包容件胀大和将被包容件压入的方法。此法适于入过盈量较大的大中型零件连接，具有可拆性。7.5.3 轴承装配轴承是机械产品中应用最广泛的元件之一。其特点是本身制造精度高，刚性较差，工作精度要求较高，若装配不当，将直接影响机械的性能和使用寿命。1、滑动轴承装配滑动轴承的装配方法主要取决于滑动轴承的结构形式。1）、整体式滑动轴承（或称轴套）的装配步骤（1）去除轴承和轴承座的毛刺并清洗擦干，然后在轴承外径和轴承座孔内涂机油（2）轴套压入。压入方法可根据轴承的结构尺寸和配合过盈量的大小进行选择，当尺寸和过盈量都较小时，可采用手锤敲入；当尺寸和过盈量较大时，宜采用压力机压入或用拉入夹具压入，见图1218。

51、压入时的注意事项可参考过盈连接中的压入法。另需注意，若轴承上有油孔，压入时应与机体上的油孔对正。（3）轴套的固定 对于负荷较大的滑动轴承，压入后，需用定位销或紧定螺钉将其固定。（4）轴承的修整 对于壁厚较小的轴承，压装后内孔容易变形。常见的是内孔缩小或产生形状误差，可根据内径尺寸的大小，采用铰削或刮削等方法，对轴承孔进行修整。图12182）剖分式滑动轴承的装配剖分式滑动轴承的结构如图1219所示，其装配步骤如下：（1）轴承（轴瓦）与轴承座、盖的装配 装配时，应使轴瓦与座孔有良好的接触，若达不到要求，对于厚壁轴瓦可以座孔为基准，刮削瓦背部，同时还应注意带肩轴瓦的台肩应紧靠座孔的两端，达到配合，若

52、太紧也要刮削；对于薄壁轴瓦，在批量较大时，则不需要刮削，可采用选配的方法来满足装配要求。另外，轴瓦的剖分面应比轴承座孔的剖分面高一些， 以形成要求的配合过盈。其高出值为（为轴瓦与座孔的配合的过盈量），一般0.050.10。轴瓦装入时，在剖面上垫上木板，用锤子轻轻敲入，避免将剖分面敲毛，影响装配质量。（2）轴瓦定位 大批量生产时，用轴瓦和轴承座、盖上加工好的定位结构实现定位。小批量生产时，一般采用定位销实现定位。（3）刮削轴瓦孔 剖分式轴瓦一般都是用与其相配的轴研点，通常先刮下瓦再刮上瓦。（4）清洗轴瓦，重新装入。图12192、滚动轴承的装配1）、准备工作及注意事项滚动轴承作为一种精密部件，其精

53、度高，且大多数刚性较差，为保证良好的装配质量，应重视装配前的准备工作。（1）按所装轴承的结构和装配工艺要求，备好所需工具和量具。（2）按图纸要求检查与轴承相配零件上有关部位的表面质量和尺寸。（3）清洗与轴承配合的零件，擦干后涂上一层薄油。（4）部分轴承装配前需要清洗，但对涂有防锈润滑的或两端带防尖尘盖、密封圈的轴承则不需要清洗。2）、装配方法滚动轴承的装配方法主要取决于轴承的结构、尺寸大小和与相配件的配合性质，装配时的压力应直接作用在待配合的套圈上，绝不允许通过滚动体传递压力；轴承的标记应装在可见部位，便于将来更换，；装配过程中应保持清洁，装配后应运转灵活无噪声，工作温度一般不应超过50（1）

54、圆柱孔轴承的装配 当轴承与轴的配合较紧而与座孔的配合较松时，应先将轴承装在轴上，压装时在轴承端面上垫软钢或铜质套筒，如图1220a所示，然后再装入座孔内；反之则如图1220b所示，先压装轴承在座孔内。 当轴承与轴和座孔都是紧配合时，应采用能同时压隹轴承内、外圈端面的套筒，如图1220c所示，同时将轴承压入轴上和座孔中。 对于圆锥滚子轴承，因内外圈可分离，可分别将内外圈装在轴和座孔中，然后再调整游隙，如图1221所示。图1220 图1221轴承压入时采用的方法和工具，可根据过盈量的大小来决定是采用锤击法、压力机压入法或是温差法等，具体选择时可参考前面所讲的过盈连接部分。（2）圆锥孔轴承的装配 圆锥孔轴承可直接装在有锥度的轴颈上，或装在锥套的锥面上，装配中应主要注意调整轴承的径向间隙。见图1222。图1222（3）推力球轴承的装配 对于推力球轴承的装配，重要的是要正确区分紧环和松环，松环的内孔比紧环的内孔大，紧环与轴一起转动，松环相对静止。如图1223