机械制造工艺第九章

1、装配工艺规程制定本章要点装配方法装配尺寸链 9.1.1 各种生产类型的装配特点各种生产类型的装配特点装配：装配：按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连按照规定的程序和技术要求，将零件进行配合和连 接使之成为机器或部件的过程。装配是机器制造中接使之成为机器或部件的过程。装配是机器制造中 的后期工作，是决定产品质量的关键环节。的后期工作，是决定产品质量的关键环节。装配单元：装配单元：零件、合零件、合(套套) 件、组件、部件件、组件、部件、机器。、机器。部装：部装：组成部件的过程称为部件装配。组成部件的过程称为部件装配。总装：总装：组成整台机器的过程称为总装配。组成整台机器的过程称为总装配。1

2、.1.装配工作的主要内容：装配工作的主要内容：（1 1）清洗）清洗 作用、方法作用、方法 （2 2）连接）连接 连接方式连接方式 （3 3）校正）校正 找正、找平找正、找平 （4 4）调整）调整 具体调节具体调节 （5 5）配作）配作 组合加工组合加工 （6 6）平衡）平衡 动静平衡动静平衡（7 7）验收和试验）验收和试验 涂漆、包装等涂漆、包装等 9.1.1 各种生产类型的装配特点各种生产类型的装配特点2.2.装配生产类型：按生产批量分装配生产类型：按生产批量分（1 1）大批、大量生产）大批、大量生产（2 2）成批生产）成批生产（3 3）单件小批生产）单件小批生产3.3. 各种生产类型的装配

3、特点：各种生产类型的装配特点：表表9.19.1 9.1.2 零件精度与装配精度的关系零件精度与装配精度的关系装配精度：装配精度：尺寸精度：一定的尺寸要求、一定的配合。相互位置精度：平行度、垂直度、同轴度等。相互运动精度：传动精度、回转度等。q 机器装配精度分析回转台床鞍升降台P0TRS图9-1 卧式万能铣床工作台面对升降台垂直移动的垂直度要求千分表直角尺工作台移动方向影响装配精度的因素 零件的加工精度（与多个零件精度有关，图6-1） 装配方法与装配技术 零件间的接触质量 力、热、内应力引起的零件变形 旋转零件的不平衡 9.1.2 装配中的连接方式装配中的连接方式固定连接活动连接可拆卸连接不可拆

4、卸连接固定不可拆卸连接方法：焊接、铆接、过盈配合、金属镶嵌件铸造粘合等固定可拆卸连接方法：过渡配合、螺纹连接、圆锥连接等活动可拆卸连接方法：间隙配合等活动不可拆卸连接方法：滚珠轴承、滚柱轴承等。q 装配工艺系统图为了便于装配，通常将机器分成若干个独立的装配单元。装配单元通常可划分为五个等级，即零件、套件、组件、部件和机器（图9-2) 基准零件机器零件零件零件零件零件部件部件组件套件零件图9-2 机器装配系统示意图q 合（套）件与组件示例图9-3 合（套）件和组件示例 a）合（套）件 b）组件装配方法 工 艺 特 点 适 用 范 围表9-2 常用装配方法及其适用范围 完全互换法 配合件公差之和小

5、于/等于规定装配公差；装配操作简单；便于组织流水作业和维修工作 大批量生产中零件数较少、零件可用加工经济精度制造者，或零件数较多但装配精度要求不高者不完全(部分)互换法 配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；装配操作简单，便于流水作业；会出现极少数超差件 大批量生产中零件数略多、装配精度有一定要求，零件加工公差较完全互换法可适当放宽；完全互换法适用产品的其它一些部件装配 分组选配法 零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；零件误差较完全互换法可以大数倍适用于大批量生产中零件数少、装配精度要求较高又不便采用其它调整装置的场合修配法 预留修配量的零件，在装配过程中通过手工修配或机械

6、加工，达到装配精度 用于单件小批生产中装配精度要求高的场合调整法 装配过程中调整零件之间的相互位置，或选用尺寸分级的调整件，以保证装配精度动调整法多用于对装配间隙要求较高并可以设置调整机构的场合；静调整法多用于大批量生产中零件数较多、装配精度要求较高的场合q 装配尺寸链的建立q 装配尺寸链组成的最短路线（最少环数）原则 确定封闭环：通常装配尺寸链封闭环就是装配精度要求 装配尺寸链查找方法：取封闭环两端的零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影响装配精度要求的那些有关零件，直至找到同一基准零件或同一基准表面为止。所有零件上连接两个装配基准面间的位置尺寸和

7、位置关系，便是装配尺寸链的组成环。组成装配尺寸链时，应使每个有关零件只有一个尺寸列人装配尺寸链（又称“一件一环”原则）。相应地，应将直接连接两个装配基准面间的那个位置尺寸或位置关系标注在零件图上零件按一定公差加工后，直接装配（不经任何修配和调整）零件按一定公差加工后，直接装配（不经任何修配和调整）就能达到装配精度的装配方法。就能达到装配精度的装配方法。q完全互换法完全互换法采用极值算法计算装配尺寸链封闭环公差的分配1）当组成环是标准尺寸时（如轴承宽度，挡圈的厚度等），其公差大小和分布位置为确定值2）某一组成环是不同装配尺寸链公共环时，其公差大小和位置根据对其精度要求最严的那个尺寸链确定3）在确

8、定各待定组成环公差大小时，可根据具体情况选用不同的公差分配方法，如等公差法，等精度法或按实际加工可能性分配法等4）各组成环公差带位置按入体原则标注，但要保留一环作“协调环”，协调环公差带的位置由装配尺寸链确定。协调环通常选易于制造并可用通用量具测量的尺寸。q完全互换法完全互换法完全互换法的优点：1）装配过程简单，生产率高；2）对操作工人技术水平要求不高；3）便于组织流水装配和自动化装配；4）便于实现零部件专业化协作生产；5）备件供应方便。完全互换法的缺点：当装配精度要求高，且组成零件数目又较多时，对零件的加工精度要求高，造成零件加工困难，甚至无法加工，难以实现对零件的经济精度要求。完全互换法的

9、应用范围：适用于大批、大量生产中装配精度要求高且装配尺寸链组成环数目很少的组合或装配精度要求不高的多环尺寸链组合。q完全互换法完全互换法完全互换法的计算公式：装配公差应大于或等于相关零件公差之和，即101211niniTTTTT正计算法：已知产品装配图和全部零件图，要验证组成环公差、基本偏差的规定是否正确，是否满足装配精度要求。反计算法：相依尺寸组成环中抽出的一环。常用在产品设计阶段，根据装配指标确定组成环公差，然后将其基本尺寸及其偏差标注到零件图上。确定组成环公差的方法有等公差法、等精度法和相依尺寸法。相依尺寸法：201njiiTTTq完全互换法完全互换法11011mnjiiii mAAAA

10、2012mnjiiii mAAAA01111jiimnAAAAii mESESESEI协调环（相依尺寸）基本尺寸及偏差的计算。相依尺寸法：当协调环（相依尺寸）为增环时：01111jiimnAAAAii mEIEIEIES当协调环（相依尺寸）为减环时：0211jiimnAAAAii mESEIEIES 0211jiimnAAAAii mEIESESEI q完全互换法完全互换法q完全互换法完全互换法q不完全（部分）互换法不完全（部分）互换法1222201211niniTTTTT1011mnMiMiMiimAAA1. 装配公差（封闭环公差）与各有关零件相关公差之间的关系计算公式：采用概率算法计算装配

11、尺寸链封闭环公差分配原则同完全互换法 2. 各环算术平均值之间的关系3. 各环平均（中间）偏差之间的关系1011mnMMMiimiiBABBAA各环公差的标注：关于平均尺寸 即 AiMTi /2 双向对称分布 (或 A0T0 /2)q不完全（部分）互换法不完全（部分）互换法00111MTnTTnn22201njiiTTT采用概率法计算时，可先估算各组成环公差的平均值（即按等公差原则），公式为：若平均公差满足经济精度要求，可按各组成环加工的难易程度合理调整公差。可得相依尺寸公差法试凑组成环公差由式22201njiiTTTq不完全（部分）互换法不完全（部分）互换法q不完全（部分）互换法不完全（部分

12、）互换法选配法的实质：1）能达到很高的装配精度；2）不增加零件机械加工难度和成本。选配法的种类：选配法的应用范围：适用于成批和大批、大量生产中组成零件不太多但装配精度要求很高的场合。选配法的优点：1）零件按经济精度加工（放大组成环公差至经济精度）；2）选择性（即选择合适的零件）装配。1）直接选配法直接选配法不分组，直接选配。2）分组选配法（分组互换法）分组选配法（分组互换法）按经济精度加工 测量 分组 对应组装配。3）复合选配法（组内选配法）复合选配法（组内选配法）测量分组组内直接选配。分组选配的一般要求：1）要保证分组后各组的配合精度性质与原来要求相同配合件的公差范围应相等；公差的增加方向应

13、相同；公差增大的倍数应相同（增大倍数分组数）。如图所示的孔轴间隙配合，假设孔和轴的公差按完全互换法的要求为如图所示的孔轴间隙配合，假设孔和轴的公差按完全互换法的要求为T孔孔和和T轴轴，令，令T孔孔T轴轴T。装配后的最大、最小间隙分别为。装配后的最大、最小间隙分别为max、 min。加工后将孔、轴按尺寸大小分为加工后将孔、轴按尺寸大小分为n组，组，每组公差仍为每组公差仍为T孔孔/n T轴轴/nT. 再再按对应组装配。对第按对应组装配。对第k组，装配后的最组，装配后的最大、最小间隙分别为大、最小间隙分别为kmax、 kmin如果如果T太小，加工困难，可用分组选配法装配。先将孔、轴公差在同一方向太小

14、，加工困难，可用分组选配法装配。先将孔、轴公差在同一方向放大到经济加工精度（假设放大了放大到经济加工精度（假设放大了n倍），即倍），即TnT。max1max1maxmin1min1min(1)(1)(1)(1)kkkTkTkTkT 孔轴孔轴可见：可见：加工前后将孔和轴的配合精度和加工前后将孔和轴的配合精度和配合性质是不变的。配合性质是不变的。分组选配的一般要求：2）要保证零件分组后在装配时能够相配（即各组相配零件数量相匹配）如果零件的加工尺寸服从正态分布，则零件分组后是可以相互配套的，如果零件的加工尺寸服从正态分布，则零件分组后是可以相互配套的，即各相应组相配零件的数量是大致相等的。即各相应组

15、相配零件的数量是大致相等的。解决分组后零件不配套的措施：解决分组后零件不配套的措施： 但是，如果受某些因素（特别是系统误差）但是，如果受某些因素（特别是系统误差）的影响，则会造成各相配零件尺寸偏离正的影响，则会造成各相配零件尺寸偏离正态分布，因而组成各对应尺寸组中相配零态分布，因而组成各对应尺寸组中相配零件数量不等或不相匹配，故而出现装配时件数量不等或不相匹配，故而出现装配时零件不配套的情况，如图所示。零件不配套的情况，如图所示。 累积到一定数量的不配套零件后，专门加累积到一定数量的不配套零件后，专门加工一批相应零件来与之配套，避免造成零工一批相应零件来与之配套，避免造成零件的积压和浪费。件的

16、积压和浪费。分组选配的一般要求：3）分组数不宜太多若分组数太多，则零件的测量、分组、保管、运输工作复杂，若分组数太多，则零件的测量、分组、保管、运输工作复杂，容易造成生产紊乱。容易造成生产紊乱。 分组原则：分组原则：只要将零件的尺寸公差放大到经济加工精度（即容易只要将零件的尺寸公差放大到经济加工精度（即容易加工）就行。加工）就行。4）配合件的表面粗糙度、形状和位置误差必须保证原设计要求，决不能随着公差的放大而降低表面粗糙度要求和放大形状、位置误差。5）应严格组织对零件的材料、分组、标记、保管和运输工作。例：例：发动机中活塞销与销孔的配合精度很高发动机中活塞销与销孔的配合精度很高活塞销与销孔的基

17、本尺寸活塞销与销孔的基本尺寸d、D均为均为28，装配技术要求：冷态，装配技术要求：冷态装配时销与销孔间的过盈量为装配时销与销孔间的过盈量为0.00250.0075.minmaxmaxmin0.00250.0075dDdD若活塞销与销孔采用完全互换法若活塞销与销孔采用完全互换法装配，其公差按装配，其公差按“等公差法等公差法”分分配，则有配，则有00.00750.00250.005T 故故0/20.0025DdTTT按基轴制标注偏差按基轴制标注偏差，则有，则有00.00250.00500.00752828dD这样精确的销子是很难加工的。这样精确的销子是很难加工的。例：例：发动机中活塞销与销孔的配合

18、精度很高发动机中活塞销与销孔的配合精度很高解决办法解决办法：加工时将活塞销与销孔的公差值均按加工时将活塞销与销孔的公差值均按同方向（尺寸减小方向）放大同方向（尺寸减小方向）放大4倍倍，即，即00.0100.00500.015d2828D活塞销尺寸变为 活塞孔尺寸变为 然后，将活塞销与销孔测量，按尺寸大小分然后，将活塞销与销孔测量，按尺寸大小分成成4组（采用不同颜色标识），采用分组法组（采用不同颜色标识），采用分组法装配。分组情况见表装配。分组情况见表9.2。这样，活塞销外圆可采用无心外圆磨削加工，这样，活塞销外圆可采用无心外圆磨削加工，活塞销孔可采用金刚镗加工。活塞销孔可采用金刚镗加工。 组

19、号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径0025. 0005. 02800025. 028005. 00075. 0280075. 001. 028005. 00075. 0280075. 001. 02801. 00125. 0280125. 0015. 028表表9.2分组选配法的特点：分组选配法的特点：.零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度；零件制造精度不高，却可获得很高的装配精度； 2. 组内零件可以互换，装配效率高；组内零件可以互换，装配效率高；.增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，分组数不宜太多。增加零件测量、分组、存贮、运输工作量，分组数不宜太多。 必须满足的几个条件：必

20、须满足的几个条件：（1 1）相配件的公差应相等；）相配件的公差应相等；（2 2）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；）相配件公差应同向扩大，分组数与扩大的倍数相等；（3 3）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；）相配件具有完全相同的对称尺寸分布曲线；（4 4）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。）相配件形位公差表面粗糙度等，仍按图纸要求加工。适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况适于大批量生产中组成环少而装配精度特别高的情况注意以下三点：注意以下三点：（1 1）正确选择修配对象）正确选择修配对象应选便于装拆、修配与测量的，不需热处理、非公共环做修配环。应选便于装拆

21、、修配与测量的，不需热处理、非公共环做修配环。（2 2）修配件余量要经过装配尺寸链计算）修配件余量要经过装配尺寸链计算修配量太小，不能满足装配精度要求；修配量太小，不能满足装配精度要求；修配量过大，工人修配工作量过大。修配量过大，工人修配工作量过大。（3 3）尽量利用机械加工代替手工修配）尽量利用机械加工代替手工修配9.2.9.2. 修配法修配法单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常用单件小批生产中，组成环较多装配精度很高的产品，常用修配法装配。修配法装配。此时各组成环先按经济精度加工，装配时根此时各组成环先按经济精度加工，装配时根据实测结果对某一组成环（此环叫据实测结果对某一组成环

22、（此环叫“修配环修配环”）进行修配，）进行修配，以达到装配精度要求。以达到装配精度要求。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技术水平限制。增加了修配量，装配效率低，装配质量受工人技术水平限制。选择尺寸链中的某一个零件作为修配对象，通过修配改变其尺选择尺寸链中的某一个零件作为修配对象，通过修配改变其尺寸，从而达到装配精度要求。寸，从而达到装配精度要求。9.2.9.2. 修配法修配法修配方式：按件修配法、合并加工修配法、自身加工修配法。修配方式：按件修配法、合并加工修配法、自身加工修配法。9.2.3.1 按件修配法按件修配法解：解：按完全互换法求组成环平均公差按完全互换法求组成环平均公差 Ta

23、vA=T0/(m-1)=0.06/3=0.02 公差小不经济用修配法公差小不经济用修配法 选择修配环选择修配环 刮修方便，选刮修方便，选A2为修配环为修配环 按经济精度定组成环公差及按经济精度定组成环公差及A1、A3偏差偏差 A1、 A3用镗模加工，用镗模加工， T1 =T3 = 0.1 A1= 202 0.05 A3 = 156 0.05A1A3A0 确定修配环偏差（用极值法）确定修配环偏差（用极值法） 修配环修配环 A2为增环，刮修为增环，刮修A2 A0减小。其公差按半精加工的经济精减小。其公差按半精加工的经济精度规定为度规定为0.15。 A2min = A0min A1max A3min

24、 =0202.05 155.95=46.10 A2max = 46.10+0.15=46.25 A2 = 46+0.25+0.10例：例：车床装配前后轴线等高，车床装配前后轴线等高， A0=0+0.06， A1=202，A2= 46， A3=156，试确定修配环及尺寸公差。，试确定修配环及尺寸公差。0A2 确定实际修配环偏差确定实际修配环偏差 为了保证有一定的接触刚度，底板底面在总装时必须修为了保证有一定的接触刚度，底板底面在总装时必须修刮，故尺寸刮，故尺寸A2必须进一步放大，若取最小刮研量为必须进一步放大，若取最小刮研量为0.10，则修正后的实际尺寸则修正后的实际尺寸A2应为应为当修配环为减

25、环时，随着修刮使封闭环实际尺寸变大，当修配环为减环时，随着修刮使封闭环实际尺寸变大，应使应使 A0 max A0max 最大修刮余量最大修刮余量Zmax的计算的计算显然，当增环显然，当增环A2、A3最大，减环最大，减环A1最小时，尾座顶尖套锥最小时，尾座顶尖套锥孔中心线高出主轴锥孔中心线为孔中心线高出主轴锥孔中心线为0.06mm时的刮削余量即为时的刮削余量即为最大修刮余量最大修刮余量0.3520.2046A2max3max1minmax0.0646.35 156.05201.950.060.39ZAAA 实际上正好刮到最大尺寸是很少的，修刮量会稍大于实际上正好刮到最大尺寸是很少的，修刮量会稍大

26、于0.39.解：解：为了减少修刮量，先把尾座和底板的配合平面加工好为了减少修刮量，先把尾座和底板的配合平面加工好，且配刮横向小导轨，然后将二者装配在一起镗尾座孔。，且配刮横向小导轨，然后将二者装配在一起镗尾座孔。 选择修配环选择修配环选选A2、 A3合并成为修配环合并成为修配环A23，4环尺寸链变为环尺寸链变为3环尺寸环尺寸链。链。 按经济精度确定组成环公差按经济精度确定组成环公差 T1 =T23 = 0.1， A1= 202 0.05 A23 = 46156 = 202A1A23A0 确定修配环尺寸及偏差确定修配环尺寸及偏差 修配环修配环 A23为增环，刮修为增环，刮修A23 A0减小减小

27、A23min =A0minA1max=0202.05202.05 A23max = A23minT23=202.15 A23 = 202+0.15+0.05例：例：车床装配前后轴线等高，车床装配前后轴线等高， A0=0+0.06， A1=202，A2= 46， A3=156，试确定修配环及尺寸公差。，试确定修配环及尺寸公差。09.2.3.2 合并加工修配法合并加工修配法 确定实际修配环偏差确定实际修配环偏差 取最小刮研量为取最小刮研量为0.10， A23 = 202+0.25 0.10=202 +0.25+0.15+0.15A1A2A0当修配环为减环时，随着修刮使封闭当修配环为减环时，随着修刮

28、使封闭环实际尺寸变大，应使环实际尺寸变大，应使 A0 max A0max 最大修刮余量最大修刮余量Zmax的计算的计算显然，当增环显然，当增环A23最大，减环最大，减环A1最小时，尾座顶尖套锥孔中最小时，尾座顶尖套锥孔中心线高出主轴锥孔中心线为心线高出主轴锥孔中心线为0.06mm时的刮削余量即为最大时的刮削余量即为最大修刮余量修刮余量23min1maxmax0.06205.96201.950.060.24ZAA 可见，合并加工可使修刮余量大为减小可见，合并加工可使修刮余量大为减小.在机床制造中，有一些装配精度很不容易保证，常采用在机床制造中，有一些装配精度很不容易保证，常采用“自身自身加工修配

29、法加工修配法”来达到装配精度要求。来达到装配精度要求。9.2.9.2. 修配法修配法9.2.3.3 自身加工修配法自身加工修配法 原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均原理与修配法基本相同，除调整环外各组成环均 按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通按经济精度加工，造成封闭环过大的累积误差通 过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。过调节调整件的尺寸或位置，达到装配精度要求。 装配可达较高的精度，效率比修整法高。装配可达较高的精度，效率比修整法高。可分可移动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三可分可移动调整法、固定调整法、误差抵消调整法三种。种。9.2.9.2.调整法调整法9.2.

30、4.1 移动调整法移动调整法特点：特点：零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用 很广。很广。需增加一套调整装置，需增加一套调整装置，适于小批生产中。适于小批生产中。采用一个可调整的零件，通采用一个可调整的零件，通 过调节调整件在装配中的位置过调节调整件在装配中的位置（移动、旋转或移动旋转），达到装配精度要求。（移动、旋转或移动旋转），达到装配精度要求。通过更换不同尺寸的调节件来达到装配精度。采用固定调节法的关键是确定调节件的分级和各级调节件的尺寸大小。9.2.4.2 固定调节法 图9-10a所示部件中，齿轮轴向间隙要求控制在0.050.15范围

31、内。若A1和A2的基本尺寸分别为50和45，按加工经济精度确定A1和A2的公差分别为0.15和0.1。试确定调节垫片AK的厚度。 【例9-12】A0A2A1AKa）图9-10 固定调节法示例 图9-10a所示尺寸链中，将“空位”尺寸AS视为中间变量，可将此尺寸链分解为两个尺寸链，如图b、c所示。【解】AKA0ASASA2A1b）c）在尺寸链c中，A0是在装配中最后保证的，是封闭环。为使A0获得规定的公差，可将空位尺寸分成若干级，每一级空位尺寸的公差应小于或等于轴向间隙（封闭环）公差与调节垫片厚度（组成环）公差之差0.2505SA由尺寸链b，可求出： 级 号 1 2 3 4 空位尺寸 调节垫片厚

32、度0.250.1850.180.1250.120.0650.06050.130.150.070.0350.010.0350.050.095式中 TS、T0、TK 分别为空位尺寸、封闭环尺寸、调节垫片厚度公差本例中：T0 = 0.1, TS = 0.25, 并假定 TK = 0.03，代入上式得到：n3.6取 n = 4，将空位尺寸适当分级后解尺寸链，可确定调节件各级尺寸v 在批量大、精度高的装配中，调节件的分级级数可能很多，不便于管理。此时，可采用一定厚度的垫片与不同厚度的薄金属片组合的方法，构成不同尺寸，使调节工作更加方便。9.2.4.2 固定调节法由此可确定出分级数n ：0SKTnTT 9

33、.2.4.3误差补偿调节法在装配时，根据尺寸链中某些组成环误差的方向作定向装配，使各组成环的误差方向合理配置，以达到互相抵消的目的。这种方法在机床装配中应用较多，如装配机床主轴时，通过调整前后轴承的径向圆跳动方向来控制主轴锥孔的径向跳动；在滚齿机工作台分度蜗轮的装配中，采用调整两者偏心方向来抵消误差，提高装配精度。 固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的固定调整装配法适于大批量生产中装配精度要求较高的产品，调整环可采用多件拼合的方式。产品，调整环可采用多件拼合的方式。适于在小批生产中应用。适于在小批生产中应用。（3）误差抵消调整法）误差抵消调整法 在装配中通过调整零部件的相对位置，使

34、加工误差相互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。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跳方向来控制主例如车床主轴装配中调整前后轴承的径跳方向来控制主 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。轮和轴承的偏心方向来抵消误差，提高分度蜗轮工作精度。5.5.装配方法的选择装配方法的选择互换法互换法完全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优先选用，多用于低精度或较高精度少环装配不完全互换法不完全互

35、换法 大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况大批量生产装配精度要求较高环数较多的情况选配法选配法直接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成批大量生产精度要求很高环数少的情况分组选配法分组选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况大批量生产精度要求特别高环数少的情况复合选配法复合选配法大批量生产精度要求特别高环数少的情况大批量生产精度要求特别高环数少的情况 修配法修配法单件小批生产装配精度要求很高环数较多的情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，生产率低况，组成环按经济精度加工，生产率低调整法调整法可动调整法可动调整法小批生产装配精度要求较高环数较多

36、的情况小批生产装配精度要求较高环数较多的情况固定调整法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误差抵消法小批生产装配精度要求较高环数较多的情况小批生产装配精度要求较高环数较多的情况 三、装配工艺规程设计三、装配工艺规程设计1. 研究产品装配图和装配技术条件研究产品装配图和装配技术条件 2.确定装配的组织形式确定装配的组织形式 （1）固定式装配）固定式装配 是全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。是全部装配工作都在固定工作地进行，产品位置不变。 对工人技术要求高，效率不高，多用于单件小批生产。对工人技术要求高，效率不高，多用于单

37、件小批生产。（2）移动式装配）移动式装配 产品或部件不断地从一个工作地移到另一个工作地，每产品或部件不断地从一个工作地移到另一个工作地，每个工作地重复地完成某一固定的装配工作。个工作地重复地完成某一固定的装配工作。对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。对工人技术要求低，效率高，多用于大批量生产。 3. 划分装配单元划分装配单元, ,确定装配顺序，绘制装配工艺确定装配顺序，绘制装配工艺 系统图系统图 将产品划分为合（套）件、组件、部件等能进行独立装将产品划分为合（套）件、组件、部件等能进行独立装配的配的 装配单元装配单元，选定装配基准件选定装配基准件 ，便于组织生产。，便于组织生产。 划分

38、装配单元确定装配基准零件之后即可安排装配顺划分装配单元确定装配基准零件之后即可安排装配顺序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。序，并以装配工艺系统图的形式表示出来。 安排装配顺序的原则是：安排装配顺序的原则是： 先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般先下后上，先内后外，先难后易，先精密后一般 4 4. 划分装配工序划分装配工序, ,进行工序设计进行工序设计 主要任务是：主要任务是： 划分装配工序，确定工序内容；划分装配工序，确定工序内容； 确定各工序所需设备及工具；确定各工序所需设备及工具； 制订各工序装配操作规范；制订各工序装配操作规范； 制订各工序装配质量要求与检验方法；制订各工序装配

39、质量要求与检验方法； 确定各工序的时间定额，平衡各工序的装配节拍；确定各工序的时间定额，平衡各工序的装配节拍； 5.编制装配工艺文件编制装配工艺文件 单件小批生产时，通常只绘制装配工艺系统图。单件小批生产时，通常只绘制装配工艺系统图。 成批生产时还编制部装、总装工艺卡。成批生产时还编制部装、总装工艺卡。 在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。在大批量生产中，编制装配工艺卡及装配工序卡。分组选配的一般要求：2）要保证零件分组后在装配时能配套1）要保证分组后各组的配合精度性质与原来要求相同3）分组数不宜过多配合件的公差范围应相等；公差的增加方向应相同；公差增大的倍数应相同（增大倍数分组数）。

40、4）配合件的表面粗糙度、形状和位置误差必须保持原设计要求，决不能随着公差的放大而降低粗糙度要求和放大形状及位置误差。5）应严格组织对零件的测量、分组、标记、保管和运送工作。【解】 图示齿轮部件，齿轮空套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1 = 30 , A2 = 5 , A3 = 43, （标准件），A5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。【例9-1】A2A3A1A5A4A0图9-4 齿轮与轴部件装配 040.053A1）建立装配尺寸链（图9-4 ）2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为： T1 = T2 = T3

41、= T4 = T5 = （0.35-0.1）/ 5 = 0.05 考虑加工难易程度，进行适当调整（A4公差不变），得到： T4 = 0.05, T1 = 0.06 , T3 = 0.1 , T2 = T5 = 0.02， 3）确定各组成环的偏差：取A5为协调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：， 除协调环以外各组成环公差按入体标注：040.053A0.10003020.210.0643,5,30AAA 计算协调环偏差：由式（5-23），得到：EI5 = - 0.12 , ES5 = - 0.1最后可确定：0.150.125AA2A3A1A5A4A0图9-4 齿轮与轴部件装配 q 装配尺寸链的大

42、数互换法采用概率算法计算装配尺寸链封闭环公差分配原则同完全互换法 同例9-1，用大数互换法计算【例9-2】【解】取k=1.4，将T1 、T2 、T4 、 T5 及T0 值代入，可求出：T3 = 0.135于是有：0.057550.08254.930.01255A除协调环外各组成环公差入体标注：0.135003020.0210.143,5,30AAAA2A3A1A5A4A0图9-5 齿轮与轴部件装配尺寸链 A4 为标准尺寸，公差确定：T4 = 0.05A1、A2、A5 公差取经济公差：T1 = 0.1, T2 = T5 = 0.025确定各组成环的公差确定各组成环的偏差040.053A取A5为协

43、调环。A4为标准尺寸，公差带位置确定：计算协调环的偏差：由式（9-15），得到：A5M = 4.9322222012345Tk TTTTT由式（9-12 ），有：活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.00250.0075的过盈量。若活塞销孔与活塞销直径的基本尺寸为28，加工经济公差为0.01。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尺寸。q 装配尺寸链的分组选配法将组成环公差按完全互换法求得后，放大若干倍，使之达到经济公差的数值。然后，按此数值加工零件，再将加工所得的零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）。最后，将对应组的零件装配起来。 【例9-3】图9-

44、6 活塞与活塞销组件图【解】1）建立装配尺寸链 如图9-7所示。3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为： ，将其分为 4组，解图9-46所示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如下：001. 0128AA1（活塞销直径）A2（销孔直径）A0图9-7 活塞销与活塞销孔装配尺寸链 组 号 1 2 3 4 活塞销直径活塞销孔直径0025. 0005. 02800025. 028005. 00075. 0280075. 001. 028005. 00075. 0280075. 001. 02801. 00125. 0280125. 0015. 0282）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为

45、0.01，可确定分组数为4。 车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求为00.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。为简化计算，略去各相关零件轴线同轴度误差，得到一个只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图9-8所示。采用修配法时，装配尺寸链中各尺寸均按经济公差制造，但留出一个尺寸做修配环。通常选容易修配加工，且对其它尺寸链没有影响的尺寸作修配环。【例9-4】图9-8 车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链A1A0A2A3【解】1）选择修配环 本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。 若已知A1、A2、A3的基本尺寸分别为202、46和156。用修配法装配，试确定A1、A2

46、、A3的偏差。q 装配尺寸链的修配法用A00表示修配前封闭环实际尺寸。本例中，修配环修配后封闭环变小，故A00的最小值应与A0的最小值相等。按直线尺寸链极值算法公式，可导出：2）确定各组成环公差及除修配环外的各组成环公差带位置3）确定修配环公差带的位置mjnmkkjAAAA11maxminmin0min002 . 01 . 0246A将已知数值代入，可求出：A2min = 46.1, 于是可得到：若要求尾座底板装配时必须刮研，且最小刮研量为0.15。则可最后确定底板厚度为：35. 025. 0246A此时，可能出现的最大刮研量为：Zmax = A00max - A0max = 0.39为了减小

47、刮研量，可以采用“合并加工”的方法，将尾座和底板配合面配刮后装配成一个整体，再精镗尾座套筒孔。此时，直接获得尾座套筒孔轴线至底板底面的距离A23，由此而构成的新的装配尺寸链，组成环数减少为两个，这是装配尺寸链最短路线（最少环数）原则的一个应用。A1A0A2A3A1和A3两尺寸均采用镗模加工，经济公差为0.1，按对称原则标注，有： A1 = 2020.05 , A3 = 1560.05A2采用精刨加工，经济公差也为0.1。调节法与修配法相似，尺寸链各组成环按经济精度加工，由此引起的封闭环超差，通过调节某一零件的位置或对某一组成环（调节环）的更换来补偿。常用的调节法有三种：可动调节法，固定调节法和

48、误差抵消调节法图9-9 可动调节法示例1 调节套筒 2 调节螺钉 3 楔条 4 调节螺钉 5 丝杠螺母 6 丝杠a）b）c）可动调节法q 装配尺寸链的调节法0020.1030.10040.128.5,952.5AAA（2）固定调整法固定调整法通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积通过更换不同尺寸的固定调整环来补偿封闭环的累积误差，达到装配精度要求。误差，达到装配精度要求。 例例: A0=0+0.20，A1=115，A2=8.5， A3=95，A4=2.5，A5=9，以固定以固定调整法解各组成环偏差，求调整调整法解各组成环偏差，求调整环的分组数和调整环尺寸系列。环的分组数和调整环尺寸系列

49、。+0.05解：解：1）建立装配尺寸链；）建立装配尺寸链； 2）选择）选择A5为调整环；为调整环； 3）确定）确定各组成环公差及偏差各组成环公差及偏差； A1为协调环，其它环的公差规为协调环，其它环的公差规定为定为T2=T3= 0.10 ，T4=0.12 ，T5=0.03 按入体原则标注公差，即按入体原则标注公差，即 A1偏差按尺寸链计算确定偏差按尺寸链计算确定 EIA0=EIA1-ESA2-ESA3-ESA4 -ESA5EIA1= 0.05 ，因，因T1=0.15，故，故 ESA1=0.20，即，即 4）确定调整范围）确定调整范围； 实测空隙实测空隙A，包含，包含A5和和A0， A为尺寸链中

50、的封闭环为尺寸链中的封闭环 Amax= A1max-A2min-A3min-A4min=115.2-(8.5-0.1)-(95-0.1)-(2.5-0.12)=9.52Amin= A1min-A2max-A3max-A4max=115.05-8.5-95-2.5=9.05= Amax-Amin=9.52-9.05=0.47A1A2A3A4A0.2010.05115A 5）确定调整环的分组数）确定调整环的分组数 i 因因 T0 ，应将调整环分组，应将调整环分组 在对应组尺寸链中，实测间隙在对应组尺寸链中，实测间隙A、 调整环调整环A5为组成环，为组成环，A0为封闭环为封闭环 T0= T 5为分组

51、间隔（极差），即一组中为分组间隔（极差），即一组中A变化范围变化范围 = T0-T 50.150.030.12 则则 i = /= /(T0-T 5) =0.47/(0.15-0.03)3.9 取取 i = 4，分组数不宜过多。，分组数不宜过多。A0Amin= 9.05A5 Amax= 9. 52A5A56）确定调整环）确定调整环A5的尺寸系列的尺寸系列 A0min= Amin-A5max=9.05-A5max A5max= 9.05-0.05=9，9.12，9.24，9.36q 制定装配工艺规程的原则保证产品装配质量选择合理的装配方法，综合考虑加工和装配的整体效益合理安排装配顺序和工序，尽量

52、减少钳工装配工作量，缩短装配周期，提高装配效率尽量减少装配占地面积，提高单位面积生产率，改善劳动条件注意采用和发展新工艺、新技术q 装配工艺规程及其重要性将装配工艺过程用文件形式规定下来就是装配工艺规程它是指导装配工作的技术文件，也是进行装配生产计划及技术准备的主要依据。对于设计或改建一个机器制造厂，它是设计装配车间的基本文件之一。 q 研究产品装配图和验收条件q 确定装配方法和装配组织形式 q 划分装配单元将产品划分为部件、组件和套件等装配单元是制定装配工艺规程最重要的一步。装配单元的划分要便于装配，并应合理的选择装配基准件。装配基准件应是产品的基体或主干零件、部件，应有较大的体积和重量，有

53、足够的支撑面和较多的公共结合面q 确定装配顺序在划分装配单元并确定装配基准件以后，即可安排装配顺序。安排装配顺序的一般原则是先难后易、先内后外、先小后大、先下后上q 划分装配工序q 编制装配工艺文件图9-11 车床床身装配简图油盘总成P011床 身10031垫板上涂铅油床身总成Z011用水平仪检查导轨的直线度右垫板2001 8左托盘1001 1右托盘1004 1前床脚1002 1后床脚1005 1螺栓2002 8垫圈2004 4螺栓2003 4垫圈2006 4螺母2005 4图9-12 床身部件装配系统图设备：立体仓库、堆垛机、自动导航车、搬运机器人等 q 装配过程的储运系统自动化包括零、部件

54、及产品出入库、运输和储存 包括：装配过程中零件定向和定位自动化；零件装配动作的自动化；检验及选配自动化；产品的清洗、油漆、涂油和包装自动化等 q 装配作业自动化指装配过程中的各种信息数据的收集、处理和传送自动化包括：市场预测和订货要求与生产计划间信息数据的汇集、处理和传送自动化；管理信息流自动化；自动装配系统信息流自动化q 装配过程信息流自动化12345a）b）图9-13 同步传送与非同步传送1机器人 2料斗 3存储的工件 4装配的工件 5操作者q 同步传送与非同步传送q 柔性装配系统（FAS）模块积木式 FAS图9-14 以装配中心为基础的模块式FAS555555DDCAAABEFF3128

55、64794A工件配套位 B输入位 C检验位 D返修位 E输出位1存储传送装置 2通用装配装置 3、4、4、6工件传送装置 5、5装配中心 7 工件托盘 8工件收集站 9传送装置控制器以装配机器人为主体的可编程序FAS 1料仓 2夹具提升装置 3、4、5、6机器人 7八工位回转试验机 8贴标签机 9不合格品斗 10包装机 11夹具下降装置 12气动机械手 13振动料斗 14随行夹具 15传送装置图9-15 以机器人为主体的气体调节阀FAS检测机器人VIM控制器圆工作台侧视摄像机顶视摄像机检测工作台被检测产品中央控制器PAM控制器装配工作台手爪合格品中间库不合格品中间库零件上料台SCARA机器人q

56、 零件送进系统组成 a) b)q 自动装配作业的基本形式 图9-20 机器装配的基本作业形式a）轴孔件间隙配合b）挡销轴件装入扭转c）多个轴销装入d）装侧销e）螺钉的装入f）轴孔件过盈配合i）安放临时支承j）拆除临时支承k）卷褶联接薄板g）轴销拔出h）零件翻转l）熔焊或锡焊连接q 轴孔类零件自动装配关键如何保证轴孔配合c）基件中心运动轨迹a）机构示意图b）振动原理图图9-21 轴孔配合自寻中心装入机构1电磁铁 2支架 3压杆 4弹簧 5推杆 6套 7装配零件(轴) 8料道 9擒纵器 10装配基件 11夹紧机构 12挡铁 13夹具 14、15X、Y坐标滑板 16衔铁q 螺纹联接件的自动装配图9-

57、22 自动拧紧螺钉装置1料管口 2隔料器 3导管 4直导管 a） b） c）图9-23 螺钉拧入的过程图9-24 连杆螺母自动拧紧工作原理1推料杆；2输料槽；3卡簧；4钢球；5主轴； 6连杆盖；7连杆体；8连杆螺栓；9、10螺母当连杆盖6合装在连杆体上，并从上面装入螺栓8后，从输料槽2送来的螺母，由推料杆1送入主轴5的内六角孔中，并用卡簧3及钢球4档住螺母。然后主轴5边旋转边上升，将螺母逐个拧在螺栓8上。 可从以下几方面进行分析：可从以下几方面进行分析：（1 1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。）产品应能分解成若干个独立的装配单元。（2 2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。）装配

58、中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。（3 3）机器结构应便于装配与拆卸。）机器结构应便于装配与拆卸。 2. 装配结构的工艺性装配结构的工艺性（2 2）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少）装配中的配工作和机加工工作量应尽可能少（3 3）机器结构应便于装配与拆卸）机器结构应便于装配与拆卸产品的装配精度包括：产品的装配精度包括： 零件间的距离精度零件间的距离精度 相互配合精度相互配合精度 相互位置精度相互位置精度 相对运动精度相对运动精度 接触精度接触精度 3. 装配精度与装配尺寸链装配精度与装配尺寸链装配精度：装配精度：是指产品装配后实际达到的精度。是指产品装配后实际达到的精度。 为保证产品

59、可靠性和精度稳定性，为保证产品可靠性和精度稳定性，装配精度稍高于标准装配精度稍高于标准通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求通用产品有国标、部标，无标准根据用户使用要求产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件产品的装配精度与零部件制造精度直接相关，而零部件精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。精度等级及偏差是通过解算装配尺寸链来确定。装配尺寸链：装配尺寸链：各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链各有关零件装配尺寸所组成的尺寸链装配尺寸链的建立：装配尺寸链的建立：1.1.确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；确定封闭环，通常是产品或部件的装配精度要求；2.2.确定各组成环，对装

60、配精度有直接影响的零件尺寸或确定各组成环，对装配精度有直接影响的零件尺寸或 位置关系；位置关系；3.3.按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；按层次分别建立部件和产品装配尺寸链；封闭环一次性封闭环一次性4.4.影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环影响小的组成环忽略，遵守组成环最少原则即一件一环 零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配零件的加工精度是保证产品装配精度的基础，但装配 精度并不完全取决于零件的加工精度精度并不完全取决于零件的加工精度 装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺装配精度的保证应从产品结构、机械加工和装配工艺 方法等几方面综合考虑。方法等几方面综合考