机械制造工程讲义唐老师第6章

1、2 . 1 . 2机械装配工艺过程n 机械装配过程是指将组成的全部零、部件按一定的精度要求和技术条件连接与固定在一起，机械的过程。n 机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。¨ 装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。¨ 装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。¨ 装配操作是指装配工步中各个装配动作。后顶盖弹簧止动螺钉衬套夹紧手轮钻模板套芯轴夹具体钻套螺钉定位销螺钉快换钻套钻夹具的装配过程2 . 1 . 2机械装配工艺过程n 机械装配过程是指将组成的全部零、部件按一定的精度要求和技术条

2、件连接与固定在一起，机械的过程。n 机械装配过程由一系列的工序、工步和操作组成。¨ 装配工序是指在一个工作地点，由一个或一组工人所连续完成的那一部分装配工作。¨ 装配工步是装配工序的组成部分，在装配工步中，装配对象、装配工具和装配方法均不改变。¨ 装配操作是指装配工步中各个装配动作。一、装配精度的概念n 装配精度包括：1）零、部件间的精度包括配合精度和距离精度。2）零、部件间的位置精度包括平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。3）零、部件间的相对运动精度是指有相对运动的零、部件间在运动方向和运动位置上的精度。4）零、部件间的接触精度影响接触刚度和配合质量的稳定性。1

3、5±0.1æ + 0.041öF 7ç÷è+ 0.020øf 25æ0öh6ç÷è- 0.013ø15±0.1Aæ + 0.041öF 7ç÷è+ 0.020øf 25æ0öh6ç÷è- 0.013ø0.03A一、装配精度的概念n 装配精度包括：1）零、部件间的精度包括配合精度和距离精度。2）零、部件间的位置精度包括平行度、垂直度、同轴度

4、和各种跳动等。3）零、部件间的相对运动精度是指有相对运动的零、部件间在运动方向和运动位置上的精度。4）零、部件间的接触精度影响接触刚度和配合质量的稳定性。一、装配精度的概念n 装配精度包括：3）零、部件间的相对运动精度是指有相对运动的零、部件间在运动方向和运动位置上的精度运动方向：零部件相对运动时的直线度、平行度、垂直度车床溜板移动在水平面内的直线度溜板移动轨迹与主轴回转轴线的平行度运动位置：传动精度，即内连对运动（转角）精度链中始末两端传动组件间相车车螺纹，主轴回转与车刀纵向进给之间的相对位置一、装配精度的概念n 装配精度包括：4）零、部件间的接触精度影响接触刚度和配合质量的稳定性。配合表面

5、、接触表面和连接表面之间的实际接触面积以及接触点的分布状况。锥体配合、齿轮配合、导轨面配合等二、装配链的建立n 装配链的意义如图，普通车床装配时，要求尾架中心线比主中心线高00.06mm。在装配时如何达到该装配精度？二、装配n 建立装配链的建立链的方法取封闭环（装配后的技术要求）两端的那两个零件为起点，沿着装配精度要求的位置方向，以装配基准面为线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一个基准零件甚至是同一个基准表面为止。二、装配n 建立装配链的建立链的原则1）简化原则在保证装配精度的前提下，略去影响较小的因素，使装配链的组成环适当简化。2）最短路线原则在结构即定的条件

6、下，组成装配链的每个相关的零、部件只能有一个作为组成环列入装配尺寸链，这样组成环的数目就应等于相关零、部件的数目，即一件一环，这就是装配原则。链的最短路线二、装配n 建立装配链的建立链的原则1）简化原则在保证装配精度的前提下，略去影响较小的因素，使装配链的组成环适当简化。2）最短路线原则在结构即定的条件下，组成装配链的每个相关的零、部件只能有一个作为组成环列入装配尺寸链，即一件一环。这样，组成环的数目应等于相关零、部件的数目，这就是装配原则。链的最短路线如图为齿轮与轴部件装配图，要求齿轮与挡圈之间的间隙为0.10.35mm。A3装配图链：A2A1A5A0A4三、装配链的计算装配链的计算可分为正

7、计算和反计算。正计算用于对已设计的图纸进行校核验算。（即已知各组成环的及偏差）偏差求封闭环的反计算主要用于知封闭环的寸及偏差）设计过程之中。（即已及偏差，求解组成环的尺三、装配链的计算达到装配精度的工艺方法¨ 互换装配法¨ 选择装配法¨ 修配装配法¨ 调整装配法达到装配精度的工艺方法1.互换法：装配过程中，零件不需经过任何挑选、修配或调整，就可达到规定的装配精度。即通过零件的误差来达到装配精度。2.选择法：将相关零件按精度制造，然后选择合适的零件进行装配。3.修配法：将相关零件按精度制造，在装配过程中根据实际测量的结果，通过修配改变某个零件的，来达到装配

8、精度要求。4.调整法：将相关零件按精度制造，在装配时通过改变调整件的位置或更换调整件（如垫片、轴套等）来达到装配精度要求。1、互换装配法n 互换装配法是在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。其实质就是通过零件的误差来保证的装配精度。n 根据互换程度的不同，互换法分为完全互换法和大数互换法（又称概率互换 法）。1）完全互换装配法（1）装配链计算采用完全互换装配法时，装配法计算。即链采用极值链各组成环差之和（封闭环公差）小于装配精度要求：n - 1å Ti0=£ 00TTi = 1式中： T00 装配度要求T0 封闭环公差Ti 第 i个组成环公差n 链总环数完

9、全互换法中的反计算等公差法（1）按各组成环公差相等的原则分配封闭环公差的方法，即假设各组成环公差相等，求出组成环平均公差：T00=Tin - 1大小和（2）根据各组成环 将其公差适当调整。难易程度，（3）调整后的各组成环公差之和仍不得大于封闭环要求的公差。调整参照原则1）当组成环是标准件（如轴承环或弹性挡圈的厚度等）时，按标准规定不作调整。2）当组成环是几个链的公共环时，其公差值和分布位置应由对其要求最严的那个链先行确定。而对其余链来说该环为已定值。3）当分配待定的组成环公差时，一般可按经验视各环难易程度加以分配。4）在确定各组成环极限偏差时，一般可按“入体原则”确定：轴等被包容孔等包容孔中心

10、距，取负差；，取正差；，按对称偏差选取。例6.1 如图示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.10 0.35mm。A1 = 30mmA2 = 50mm已知A4 = 30A= 43mmmm（标准件）-0.053A5 = 5mm现采用完全互换法装配，试确定各组成环公差和极限偏差。A3A解: (1)画装配链A2A1(2各环性质A0A4A0为封闭环，A3为增环，A1、A2、A4、A5均为减环。5310=mm 2 5=0 Amm3 4=3A00-mmmm轴向间隙为0.100.35mm5=3 =05mm（标准A件）A54.3解:（1） 画装配链AA2A1（2）各环性质

11、A0A4A 为封闭环，A 为增环，A 、A 、A 、A 均为减环。0310=A4=32453 -(+3 +=)（3）确定封闭环的基本AAA24A5A0)150 +.0+ .-(30 +5 +35100=A故 0mm（4）选定协调环，确定协调环以外各组成环的公差及上下偏差T0=0.25 =05先平均分配： T =0.mmn- 15再按各组成环大小和难易程度进行调整，令TA1=0.06，TA2=0.02，TA3=0.1A4为标准件，按图纸标注 TA4=0.05挡圈易于和测量，选A5为协调环，其公差及上下偏差通过计算5A1 = 30mm A2 = 50mm A3 = 43mmA4 = 30= 5mm

12、mm（标准件）A5解: （1）画装配链-0.05（2）轴向间隙为0.100.35mm各环性质A3= 0+0.35 mm（3）确定封闭环的基本A+0.100A（4）确定协调环以外各组成环的公差及上下偏差 AA21A4 = 300.05 mmA5为协调环， A4为标准件AA-04其它组成环：TA1=0.06，TA2=0.02，TA3=0.1A= 43+0.1mm按入体原则标注：A1 = 300A= 50mmmm-0.06-0.02230（5）计算协调环A5的公差和极限偏差T5 = T0 - (T1 + T2 + T3 + T4 ) = 0.25 - (0.06 + 0.02 + 0.1+ 0.05

13、) = 0.02mmEI0 = ES3 - (EI1 + EI2 + EI4 + EI5 )0.35 = 0.1- (-0.06 - 0.02 - 0.05 + EI5 )= 5-0.l0A5mm-0.12EI5 = -0.12ES0 = T5 + EI5 = 0.02 + (-0.12) = -0.10mm5完全互换装配方法的特点装配质量稳定可靠；装配过程简单、生产率高；易于实现装配机械化、自动化；便于组织流水作业和各零部件的协作与专业化生产；有利于和各部件的更换。的维护这种装配方法常用于高精度少环链或低精度的多环链的大批大量生产装配中。利用极值计算公式，计算出的组成环公差比较严 格，当封闭

14、环要求较高，组成环数较多时，尤其是这样。在实际生产中，每个零件均是极值的情况很少，当组成环数较多，而又在大批大量生产条件下，可用大数互换法计算。（2）大数互换装配法大数互换法是以概率论为理论根据的 ，产生极少量的不。（2）大数互换装配法可利用第5章讲过的概率法基本公式：1）平均A0M计算公式n-1m= åå-AjMAkMj =1k =m+12） 公差计算公式n - 1å2=TT0ii = 1例6.2仍以图示的装配关系为例，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.10 0.35mm。现采用大数互换法装配，试确定各组成环公差和极限偏差。解:（1）画装配链A3（2）各环性

15、质AA2A1A0为封闭环，A3为增环，A1、A2、A4、A5均为减环。A0A45轴向间隙为0.100.35mmA1 = 30mm A2 = 50mm A3 = 43mmA3A4 = 30= 5mmmm（标准件）A5-0.05AA2A1解:（1）画装配链A0A4（2）各环性质A0为封闭环，A3为增环，A1、A2、A4、A5均为减环。（3）确定封闭环的基本A0 = A3 - (A1 + A2 + A4 + A5 )= 43 - (30 + 5 + 3 + 5) = 0（4）确定协调环= 0+0.35 mmA故+0.100A3较难考虑到，希望其公差尽可能的大，故选用A3作为协调环，最后确定其公差。5

16、轴向间隙为0.100.35mmA1 = 30mm A2 = 50mm A3= 43mmA3= 300.05 mm（标准件）A5= 5mmA4A-AA21= 0+0.35 mm解：A+0.100A0A4（4）确定A3为协调环（5）确定除协调环以外的组成环公差及上、下偏差根据概率计算公式按照“等公差法”分配各组成环公差：T0= 0.25 » 0.11mmT =n -15调整：T1=0.14，T2=T5=0.05，T4=0.05（标准件）按入体原则标注：A1 = 300= A= 50, A= 30, A(标准件)-0.14-0.05-0.0525451 3=0 Amm2 5=0 A4=35

17、=AAmm3mmmm轴向间隙为0.100.35mm00-3=m（m标准A件）54.05A30 +.0+ .035100=解A：0301mm=AA2 (A1= 00A=,A,AA5标准3件)0-0. 4 050- . 2 14505（6）计算协调环公差及上、下偏差A0A-(2T21T2+22=0= .+T+T3TT025)+02025+452020 +.2-0»55(14.0.)0.18计算协调节环的平均：+MM=(-1A+A 40 A MA3A2AM)MM5(=- 0 3 . M-075+0- .M=43025+- 3+.0-25A3005A.083± 0. 43 08 .

18、 18=08090 +=.1701A=0± .43430 -.32最后确定各组成环和组成环偏差为：30),105,A=05= , 0 A=04+3.17,=A0标准3 件( =00- .2140- .3050- .4010- .0550- .5同一个问题：用完全互换法结果:, A= 43+0.1, A= 5-0.10A1 = 300, A= 50= 30(标准件), A-0.06-0.02-0.05-0.1223045用大数互换法结果:= 43+0.17 , AA1 = 300, A= 50= 30(标准件), A= 50, A-0.14-0.05-0.01-0.05-0.05234

19、5当封闭环公差一定时，用大数互换法可以扩大各组成环公差，从而降低费用。2、选择装配法选择装配法是将链中组成环的公差放大到可行的程度，使零件可以比较地，然后挑选合适的零件进行装配，以保证装配精度要求的方法。这种方法可以分为直接选择装配法、分组装配法和复合选配法等三种形式。2、选择装配法直接选择装配法：装配工人凭经验挑选零件装配。能达到很高的装配精度，但装配的时间不易控 制，因此不宜用于生产节拍要求较严的大批大量生产中。分组装配法：对零件进量，分组配套装配。因此，分组装配法适用于成批或大量生产中装配精度要求较高、链组成环很少的情况。复合选配法是分组装配法与直接选择法的复合，即零件后预先测量分组，装

20、配时再在各对应组内由工人进行直接选配的方法。2、选择装配分组装配法例6.3活塞销和活塞销孔的装配关系如图6-10所示。活塞销直径A1与活塞销孔径A2的基本为28mm，按装配技术要求，在冷态装配时应有0.00250.0075mm的过盈量。活塞销和活塞销孔的经济精度（活塞销采用精密无心磨，活塞销孔采用工）为0.01mm。镗加现采用分组选配法进行装 配，试确定活塞销孔与活塞销直径分组数目和分组。过盈量0.00250.0075mm解:1）建立装配链A1：活塞销的直径A2：活塞销孔的直径A0：活塞销与活塞销孔配合的过盈量2）确定分组数过盈量的公差为0.005mm，将其平均分配给组成环，各得到公差0.00

21、25mm。活塞孔与活塞销直径的精度为0.01mm，即需将公差扩大4倍，于是可得到分组数为4。3）确定分组 定为：活塞销直径将其分为4组，各组直径活塞销孔直径定为：每组获得的过盈量均为0.00250.0075mm采用分组装配时注意事项：1）为保证分组后，各组的配合性质和配合精度与原装配精度要求相同，应当使配合件的公差相等，公差增大的方向相同，增大的倍数应等于以后的分组数。2） 配合件的形状精度和相互位置精度及表面粗糙度，不能随公差放大而放大。3）分组数不宜过多，否则就会因零件测量、分类、保管工作量的增加造成生产组织工作复杂化。4）制造零件时，应尽可能使各对应组零件的数量相等，满足配套要求，否则会

22、造成某些压浪费现象。零件的积3、修配装配法采用修配法时，链中各均按精度制造。在装配时，累积在封闭环上的总误差必然超出其公差。为了达到规定的装配精度，必须对链中某指定的组成环零件进行修配()，以补偿超差部分的误差，这个组成环叫做修配环，也称补偿环。A2为尾座底板的厚度，底板装卸方便，其 表面形状简单，便于修配（如刮、磨），故选定A2为修配环。修配装配法单件或成批生产中精度要求高、组成环数目又较多的部件适合于用修配法装配。3、修配装配法选择补偿环零件：1） 易于修配并且装卸方便；2） 不是公共环。即作为补偿环的零件应当只与一项装配精度有关， 而与其它装配精度无关。否则修配后，保证了一个链的装配精度

23、，但又破坏了另一个配精度；3）不进行表面处理的零件以免修配后破坏表面处理层。链的装3、修配装配法修配法装配（1） 选好修配环（2） 确定修配环链求解关键：（3）验算修配量是否合适例6.4图示普通车床装配时，要求尾架中心线比主轴中心线高00.06mm，已知：A1=160mm，A2=30mm，A3=130mm，现采用修配法装配时，试确定各组成环公差及其分布。1）画装配链解:2）各环性质，验算基本，选择修配环A0是封闭环，A1是减环，A2、A3为增环。= 0+0.06 mmA00A2为尾座底板的厚度，底板装卸方便，其单，便于修配（如刮、磨），故选定A2为修配环。表面形状简A0A3A1A2A1=160

24、mm A2=30mm A3=130mm3）确定补偿环以外各组成环的公差及偏差A1、A3可以采用镗模进行镗削，取公差T1=T3=0.1mm；A2底板因要修配，按半精刨，取公差T2=0.15mm。除修配环以外各环的如下：A1 = 160 ± 0.05mmA3 = 130 ± 0.05mm组成环零件，装配时形成按照上面确定的各的封闭环公差为：公差T0 = T1 + T2 + T3 = 0.1 + 0.15 + 0.1 = 0.35mm显然，这时公差超出了规定的装配精度= 0+0.06 mmA00需要在装配时对补偿环零件进行修配。A04）确定补偿环A2的分析补偿环A2 ：及偏差A3A1（1）A2为增环： A2减小，封闭环减小A2（2）A2为被包容所以：（1）修配底板A2将使封闭环：修底板，A2减小= 0+0.06 mmAA1A300= 160 ± 0.05mm= 130 ± 0.05mm A2=30mm减小。（2）若各环按精度制造装配而以A0表未修配之前的封闭环实际示，则修配后A0只会变小。修配原则A0的最小值不能小于所要求的封闭环的最小值A004）确定补偿环A2的及偏差A0修配原则：A00的最小值不能小于所要求的封闭环A0的最小值。计算：所要求的封闭环下偏差为：EI00 = 0A3A1A2