第8章机械装配工艺基础 机械制造技术 教学课件

第8章机械装配工艺基础

第一节机械装配概述

第二节装配精度与装配尺寸链的建立

第三节装配方法及其选择

第四节装配工艺规程的制定

第五节典型传动装置的装配案例第8章机械装配工艺基础第一节机械装配概述1第一节机械装配概述装配的概念任何机械产品都是由若干零件装配而成的。按照规定的技术要求，将若干个零件接合成部件或将若干个零件、部件接合成半成品或产品的过程，称为装配。装配是整个机械产品制造过程的最后阶段，它包括清洗、连接、调整、检验和试验等工作。通过装配，最后保证产品的质量和性能要求，并能发现设计和加工中存在的问题，从而加以完善。二、装配工作的内容装配不只是将零件进行简单的组合，而必须通过的一系列的工艺措施，才能最终达到产品的质量要求。常见的装配工作有以下几方面:(1)清洗。零部件清洗的目的是去除零件表面或部件中的油污、杂质等。它对保证产品的装配质量和延长产品使用寿命均有重要意义。常用的清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。下一页返回第一节机械装配概述装配的概念下一页返回2第一节机械装配概述常用的清洗液有煤油、汽油、碱液和各种化学清洗液等。(2)连接。在装配的过程中有大量的连接工作。连接的方式一般可分为可拆卸连接和不可拆卸连接两种。螺纹连接、键连接和销钉连接等连接方式属于可拆卸连接，其特点是在拆卸时不会损伤任何相互连接的零部件，且拆卸后还能重新进行装配，并达到原有的装配技术要求;焊接、铆接和过盈连接等连接方式属于不可拆卸连接，连接后的零部件不可拆卸，如要强行拆卸必然会损坏某些零部件。(3)校正、调整与配作。校正是指在装配过程中对相关零部件间的相互位置关系要求进行找正、找平和相应的调整工作。它在产品装配和大型基础件的装配中应用较多。调整是指在装配过程中对相关零部件间的相互关系要求的具体调节工作。其中除了配合校正工作去调整零部件的相互位置要求外，还要调整运动副的间隙，以保证其运动精度。上一页下一页返回第一节机械装配概述常用的清洗液有煤油、汽油、碱液和各种化学清3第一节机械装配概述配作是指用已加工的零部件为基准来加工与其相配或相连接的其他零部件，或将两个或两个以上的零件组合在一起进行加工的方法。配作包括配钻、配铰、配刮和配磨等。(2)平衡。对于转速高且运动平稳性要求较高的机械(如电动机、内燃机等)，为了防止在使用中出现振动，需要对有关零部件进行平衡试验，分为静平衡和动平衡试验两种。对于不同的零部件进行平衡校正的方法有加配质量法、去除质量法、调整平衡块法等。(5)验收。在机械产品装配后，应根据产品的有关技术标准和规定，对产品进行全面的检查和试验验收，合格后才允许出厂。上一页返回第一节机械装配概述配作是指用已加工的零部件为基准来加工与其4第二节装配精度与装配尺寸链的建立一、装配精度装配精度是指机械产品装配后实际达到的精度。机械产品的装配精度主要包括以下几个方面:(1)距离精度。距离精度是指相关零部件间的尺寸精度。例如，普通车床前后顶尖对机床床身导轨的等高性要求，就是一个距离精度。(2)相互位置精度。相互位置精度包括机关零部件间的平行度、垂直度、同轴度等。例如，普通车床溜板移动对尾座顶尖套筒锥孔轴心线的平行度要求，就属于相互位置精度。(3)相对运动精度。相对运动精度是指产品中有相对运动的零部件间在运动方向和运动速度上的精度。例如，普通车床溜板移动对主轴轴心线的平行度要求，就属于相对运动精度。装配精度除以上三项精度要求外，有时还包括接触精度要求，如齿轮啮合、锥体配合以及导轨之间的接触精度要求等。二、装配精度与零件精度的关系下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立一、装配精度下一页返回5第二节装配精度与装配尺寸链的建立任何机械产品都是由零件装配而成的。因此，装配精度与零件精度之间有着密切的关系。零件精度是保证装配精度的基础。例如，普通车床尾座移动对溜板移动的平行度就主要取决于床身导轨八与月间的平行度，如图8-1所示。但是，产品的装配过程并不是简单地将有关零件连接起来的过程。装配中往往需要进行必要的检测和调整，有时还需要进行修配。所以，装配精度并不完全取决于零件的精度。例如，上述车床尾座移动对溜板移动的平行度要求，虽然主要取决于床身导轨的加工精度，但也与溜板和尾座底板与床身导轨间的接触精度有关。为了提高接触精度，装配时一般对溜板及尾座底板进行配刮或配磨。又如图8-2所示的车床主轴与尾座等高性的要求很高。如果仅靠提高A1、A2及A3的尺寸精度来保证装配精度是不经济的。由于A1及A3实际上是由主轴、轴承、套筒等构成的装配尺寸，因此，仅靠提高这些零件精度来保证装配精度，不仅不经济，甚至在技术上也是很困难的。在实际生产中，通常是通过对尾座底板的修配来保证装配精度的。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立任何机械产品都是由零件装配而6第二节装配精度与装配尺寸链的建立通过以上实例可以看出，产品的装配精度和零件的加工精度有很密切的关系。零件精度是保证装配精度的基础:但装配精度并不完全取决于零件精度。装配精度的合理保证，应从产品结构、机械加工和装配等几方面进行综合考虑，而对装配尺寸链的分析，是进行机械产品综合分析的有效手段。三、装配尺寸链的建立l.装配尺寸链的基本概念由于装配精度与有关零件的精度有着密切的关系。为了定量地分析这种关系，将尺寸链的基本理论用于装配过程，即建立装配尺寸链进行分析。装配尺寸链就是指由相关零件的有关尺寸(如表面或轴线间的距离)或相互位置关系(如同轴度、平行度、垂直度等)所组成的尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配后的精度或技术要求。因为这种要求是通过把零部件装配好后才最终形成或保证的，是一个结果尺寸或位置关系。在装配关系中，对装配精度要求有直接影响的那些零部件有关尺寸或位置关系，就是装配尺寸链的组成环。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立通过以上实例可以看出，产品7第二节装配精度与装配尺寸链的建立2.装配尺寸链的建立正确建立装配尺寸链是进行尺寸链分析计算的基础。在建立装配尺寸链时，首先应明确封闭环，即将装配精度要求定为封闭环:然后通过对装配关系的分析，即可查明其相应的装配尺寸链的组成环。装配尺寸链的一般查找方法是:首先将装配精度要求确定为封闭环，然后再取封闭环两端的那两个零件或部件为起点，沿着装配精度要求的方向，以装配基准面的联系为线索，分别查找装配关系中影响装配精度要求的有关零件，直至找到同一个基准零件或同一基准表面为止。这样，所有有关零件上直接连接相邻零部件装配基准面间的尺寸或位置关系，即为装配尺寸链的组成环。例如，图8-3所示的装配关系，主轴与尾座的轴心线对溜板移动的等高性要求()为封闭环，通过对装配关系的分析，即可查出组成环A1、A2、A3。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立2.装配尺寸链的建立上一页下8第二节装配精度与装配尺寸链的建立在建立装配尺寸链时，应注意以下几方面:(1)按一定层次分别建立产品或部件的装配尺寸链。机械产品通常都比较复杂，为了便于装配和提高装配生产率，一般将整个产品划分为若干个部件，装配工作分为部装和总装。因此，应分别建立产品部件装配的尺寸链和总装的尺寸链。这样分层次建立的装配尺寸链比较清晰，表达的装配关系也更加清楚。(2)在保证装配精度要求的前提下，装配尺寸链可以适当简化。例如，在保证装配精度要求的前提下，图8-3的装配尺寸链可简化为8-2(b)所示的装配尺寸链。(3)建立装配尺寸链时应遵循“尺寸链最短”(环数最少)原则。由尺寸链的基本理论可知，封闭环公差等于各组成环公差之和。在装配精度一定的条件下，组成环数越少，分配到各组成环的公差就越大，则组成环零件的精度就越容易保证。因此，在建立装配尺寸链时要求组成环的环数应尽可能少一些。如图8-4所示，在图(c)的尺寸链中与封闭环直接有关的凸台高度由尺寸B1、B2间接获得，这是不合理的。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立在建立装配尺寸链时，应注意9第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)当同一装配结构在不同方向上有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。例如，在蜗杆蜗轮副结构中，为了保证蜗杆蜗轮的正常啮合，蜗杆蜗轮副两轴线间的距离、垂直度以及蜗杆轴心线与蜗轮中心平面的重合度均有一定的精度要求。这是三个不同方向的装配精度，因此需要在三个不同方向上分别建立装配尺寸链。3.装配尺寸链的计算装配尺寸链建立后，就需要通过尺寸链的计算来确定封闭环和各组成环之间的数量关系。不论哪种装配尺寸链，其解算的基本方法有两种:极值法和概率法。极值法是各组成环误差处于对封闭环极不利的情况下，来确定封闭环与组成环关系的一种计算方法。此法的特点是简单可靠，但在封闭环公差较小而组成环的环数又较多时，各组成环的公差太小，使加工困难，增加制造成本，其计算方法详见第四章。概率法是利用概率论原理进行尺寸链计算的一种方法。在上述情况下用概率法比用极值法更合理。下面即着重予以讨论。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)当同一装配结构在不同方10第二节装配精度与装配尺寸链的建立(1)各环公差值的概率法计算。在装配尺寸链中，各组成环是有关零件上的加工尺寸或位置关系。这些加工数值是一些彼此独立的随机变量，根据概率论原理，各组成环合成量的封闭环也是一个随机变量，而且两者的标准差和有下列关系 (8-1)当加工误差呈正态分布时，其误差量(尺寸分散范围)与标准差间的关系为。此时，当尺寸链各环均呈正态分布时各组成环的尺寸分散范围为;封闭环的尺寸范围，经变换并人式(8-1)，可得 (8-2)在各环的误差量wi及等于其公差Ti及的条件下，式(8-2)可转化为上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立(1)各环公差值的概率法计算11第二节装配精度与装配尺寸链的建立 (8-3)上式表明:当各组成环呈正态分布时，封闭环公差等于各组成环公差平方和的平方根。若各组成环的公差都相等，即Ti=TM，则各组成环的平均公差TM为将上式和极值法的相比，可明显看出，概率法可将组成环的平均公差扩大倍。n值愈大，TM愈大。由此可见，概率法更适用于环数较多的尺寸链。应当指出，用概率法解算尺寸链时，封闭环公差的取值范围，在正态分布下为，对应此范围的概率为0.9973。这就意味着产品装配后的合格品率并非100%，而不合格品率仅为0.27%，实际上常常忽略不计。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立上一页下一页返回12第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)封闭环上下偏差的确定。当各环公差确定后，如能确定各环平均尺寸AM和平均偏差BMAi;，则各环的极限尺寸和偏差就可以方便地计算出来。如图8-5所示，当组成环尺寸分布中心与公差带中心重合时，各组成环的平均尺寸为 AiM=Ai+BMAi (8-4)由概率论原理可知，封闭环的算术平均尺寸

(8-5)将式(8-2)代人式(8-5)，并化简后得 (8-6)在求得及之后，可按下式计算封闭环的上下偏差。上偏差 (8-7)下偏差 (8-8)上一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)封闭环上下偏差的确定13第三节装配方法及其选择一、装配方法根据产品的结构特点和装配精度要求，在不同的生产条件下，应采取不同的装配方法。装配方法可以分为完全互换法和不完全互换法两大类，而不完全互换法又可以分为选择装配法、修配法和调节法几种。1.完全互换法完全互换法是指用控制零件的加工误差来保证产品装配精度的方法，即按照零件的技术要求进行制造，装配时各组成环不需经过任何挑选、修配和调节，就能达到规定的装配精度的方法。完全互换法的特点是装配工作简单，生产率高，零件的互换性高，易于组织流水作业生产线或自动化装配，也便于协作组织专业化生产，有利于产品的售后服务。但是当装配精度较高，特别是装配尺寸链的组成环数较多时，对零件的精度相应提高，零件难以按经济精度进行制造。下一页返回第三节装配方法及其选择一、装配方法下一页返回14第三节装配方法及其选择因此，这种装配方法多用于高精度的少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的装配结构。2.选择装配法在成批大量生产的条件下，当装配尺寸链的组成环不多而装配精度要求又很高时，如果采用完全互换法将造成组成环的公差过小，使加工困难而不经济。此时可以采用选择装配法。选择装配法是将装配尺寸链中各组成环的公差放大到经济可行的程度去制造，装配时选择合适零件装配在一起来保证装配精度的方法。此法既扩大了零件的公差，使加工容易，又能达到很高的装配精度要求。选择装配法又可分为直接选配法、分组选配法和复合选配法三种。(1)直接选配法。由装配工人从待装配的零件中，凭经验挑选合适的零件通过试凑进行装配的方法。其特点是零件不需要分组，但装配时挑选零件的时间较长，装配质量在很大程度上取决于工人的技术水平。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择因此，这种装配方法多用于高精度的少环尺15第三节装配方法及其选择(2)分组装配法。此法是将装配尺寸链中的组成环零件的公差放大数倍(一般为2~4倍)进行制造，然后按实际尺寸分组，装配时将对应组别的零件装配在一起来保证装配精度。例如，柴油机的活塞销与活塞销孔之间的配合要求如图8-8所示。根据装配技术要求，在冷态装配时应有0.0025~0.0075mm的过盈量，与此相应的配合公差仅为0.005mm。若活塞与活塞销配合采用完全互换法进行装配，并按“等公差”原则分配销与孔的公差，则它们只有0.0025mm的公差。显然，制造这样精确的销子和销孔是非常困难的，也是很不经济的。在实际生产中，是将上述零件的公差放大1倍(即)进行制造，然后用精密量具进行测量，并按零件的实际尺寸分成四组，分别做上标记。具体情况如表8-1所示。由表8-1可知:相同组别的销子和销孔的公差及装配的配合精度均符合原定的技术要求。采用分组装配法时应注意以下几方面:上一页下一页返回第三节装配方法及其选择(2)分组装配法。此法是将装配尺寸链中16第三节装配方法及其选择①为了保证分组后各组的配合性质符合原设计要求，配合件的公差应相等，公差增大的方向要相同，增大的倍数应等于分组数。②分组数不官’过多，以便减少零件的测量、分组、储存和装配工作量。③分组后对应组别的零件数量要大致相等，以满足装配时的配套要求。④零件的形位公差和表面粗糙度不能放大，以保证原设计要求。分组装配法适用于配合精度要求很高而相关零件数又较少(一般只有2~3个)的大批大量生产的装配。(3)复合选配法。此法是上述两种方法的综合，即零件先按分组装配法进行加工、测量和分组，装配时再在对应组别内由装配工人凭经验进行直接选配。其特点是装配质量高，配合件的公差可以不等，生产率较高，能满足一定的生产节拍要求。在柴油机的气缸与活塞的装配中多采用这种方法。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择①为了保证分组后各组的配合性质符合原17第三节装配方法及其选择3.修配法在单件小批生产中，当装配尺寸链的环数较多，而装配精度的要求又很高时就不宜采用完全互换法和选择装配法，否则将使各组成环的公差太小，加工困难且不经济。而在实际生产中，是将各组成环按照经济精度进行制造，装配时通过修配某一组成环，使封闭环达到产品装配精度的要求，此法称为修配法。被修配的组成环称为修配环。(1)修配方法。生产中通过修配来达到装配精度的方法很多，但可以归纳为以下三种:①单件修配法。对选定的某一固定零件进行修配，以达到装配精度要求的方法称为单件修配法。此法在生产中应用最广。②合并加工修配法。将两个或两个以上的零件合并看作一个组成环进行修配，以达到装配精度要求的方法称为合并加工修配法。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择3.修配法上一页下一页返回18第三节装配方法及其选择例如，在装配如图8-2所示的普通车床尾座时，一般先将尾体和底板的配合表面加工好，并配刮横向小导轨面，然后再将两者装配在一起，并以底板底面作为定位基准，锁削尾座体的套筒孔，即将组成环A2、A3合并成一个组成环A23，这样减少了组成环的环数和修配工作量(仅需0.2mm左右的修刮量)，使加工精度容易保证。合并加工修配法在装配中由于零件要对号人座，给装配组织工作带来了一定的麻烦，因此，多用于单位小批生产。③自身加工修配法。在总装时，用加工自身的某一部分来保证装配精度的方法称为自身加工修配法。此法能获得较高的相互位置精度，广泛应用于成批生产的机床装配中。例如，总装牛头刨床时，用自刨工作台的方法保证滑枕运动方向与工作台面的平行度要求;又如，在总装平面磨床时，用砂轮磨削自身工作台面，以保证工作台面与主轴的平行度要求等。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择例如，在装配如图8-2所示的普通车床尾19第三节装配方法及其选择(2)修配环的选择。采用修配法时应正确选择修配环，在选择修配环时一般应满足以下要求:①便于装卸。②形状比较简单，修配面积小，便于修配。③修配的表面不应是经过表面处理的，以免破坏表面处理层。④一般不选公共环的零件作修配件。所谓公共环，是指那些同属于几个尺寸链的组成环。如果选择公共环作修配环，就可能出现保证了一个尺寸链的精度要求，而又破坏了另一个尺寸链精度的情况。(3)修配环尺寸的确定。采用修配法时，各组成环(包括修配环)的公差都按经济精度进行制造。各组成环的累积误差使封闭环的公差超差，可以通过对修配环的修配子以消除。由此可见，修配环在尺寸链中起着调节作用。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择(2)修配环的选择。采用修配法时应正确20第三节装配方法及其选择如图8-9所示，其中和是封闭环的实际上极限尺寸;是封闭环的实际分散范围，即各组成环(包括修配环)的累积误差;和是规定的封闭环的极限尺寸;是规定的封闭环的分散范围。修配环在修配时对封闭环尺寸变化的影响有两种情况:一种是修配环的修配使封闭环尺寸变小，另一种是修配环的修配使封闭环尺寸变大。①修配环的修配使封闭环尺寸变小的计算。当修配环的修配使封闭环尺寸变小时，修配前，封闭环的实际分散范围相对其规定值间的位置关系如图8-9(b)所示。由图8-9可知，实际的封闭环最小值等于规定的封闭环最小值，即。根据尺寸链的极值解算法有 (8-9)上一页下一页返回第三节装配方法及其选择如图8-9所示，其中21第三节装配方法及其选择上式中和除修配环以外的其余组成环的极限尺寸都是已知的。因此，由式(8-9)可求出修配环的一个极限尺寸(即修配环为增环时可求出;修配环为减环时可求出)。根据修配环的公差按经济精度确定，可求出修配环的另一个极限尺寸。装配时，如果每台产品都要做一定的修配工作，为了防止修配后出现,可在已求出的修配环尺寸的基础上再加上一个最小修配量。②修配环的修配使封闭环尺寸变大的计算。当修配环的修配使封闭环尺寸变大时，修配前，封闭环的实际分散范围相对其规定值间的位置关系如图8-9(c)所示。由图可知，实际的封闭环最大值等于规定的封闭环最大值，即。根据尺寸链的极值解算法有 (2-10)上一页下一页返回第三节装配方法及其选择上式中和除修配22第三节装配方法及其选择同理，由式(8.10)可求出修配环的一个极限尺寸，根据修配环的公差按经济精度确定，可求出修配环的另一个极限尺寸。装配时，如果每台产品都要做一定的修配工作，为了防止修配后出现，可在已求出的修配环尺寸的基础上再减去一个最小修配量。③计算实例。如图8-2所示的装配尺寸链，设各组成环的基本尺寸为A1=205mm,A2=49mm,A3=156mm，封闭环mm，其公差按车床精度标准确定。当采用完全互换法装配时，则各组成环的平均公差为这样小的公差给加工带来较大的困难，故一般采用修配法装配。如果采用合并加工修配法，即将A2和A3两个组成环合并成一个组成环A23，合并后的尺寸链如图8-10所示。设T1=T23=0.1mm，并令T1对尺寸A1呈对称分布，即上一页下一页返回第三节装配方法及其选择同理，由式(8.10)可求出修配环23第三节装配方法及其选择则修配环A23的尺寸计算如下:基本尺寸A23=A1+A2=(49+156)mm=205mm公差T23=0.1mm由式(8-9)可知最小尺寸为最大尺寸为总装配时，如果每台车床的尾座与床身配合的导轨面都要做一定的修配工作，取最小修配量为0.15mm.则合并后的制造尺寸为4.可动调节法上一页下一页返回第三节装配方法及其选择则修配环A23的尺寸计算如下:基本尺寸24第三节装配方法及其选择对于精度要求较高的装配尺寸链，当不能采用完全互换法和选择装配法装配时，除了用修配法以外，还可以用调节法对封闭环的超差部分进行补偿，以保证装配精度要求。采用调节法装配时，各组成环的公差按经济精度确定，由此所产生的封闭环累积误差用调整装配的方法给子补偿。可动调节法是通过改变预定调节件的位置来保证装配精度的方法。如图8-11所示，其中，图(a)是通过调整衬套的轴向位置来保证齿轮的轴向间隙;图(b)是通过调节螺钉调整镶条的位置来保证导轨副的配合间隙;图(c)是通过调节螺钉使锲块上下移动来调整钟杠与螺母的轴向间隙。二、装配方法的选择机械产品的结构、精度要求、生产纲领和生产条件不同，则选择的装配方法也不相同。即使同一机械产品，不同部位的装配方法也可能不相同。在选择装配方法时，一般应遵循以下原则:上一页下一页返回第三节装配方法及其选择对于精度要求较高的装配尺寸链，当不能采25第三节装配方法及其选择(1)优先选择完全互换法。(2)当封闭环的精度要求较高，而组成环的环数较少时，可考虑选择装配法。(3)在采用上述装配方法而使零件的加工困难或不经济时，特别是在单件小批生产中才宜选用修配法或调节法。上一页返回第三节装配方法及其选择(1)优先选择完全互换法。上一26第四节装配工艺规程的制定装配工艺规程是指规定装配工艺过程的文件。它是指导装配工作和保证装配质量的技术文件，是制定装配生产计划和进行装配技术准备的主要技术依据，是设计和改造装配车间的基本文件。一、制定装配工艺规程的原则装配是机器制造和修理的最后阶段，是机器质量的最后保证环节。在制定装配工艺规程时应遵循以下原则:(1)保证并力求提高产品装配质量，以延长产品的使用寿命。(2)合理安排装配工序，尽量减少装配工作量，以提高装配生产率。(3)尽可能减少装配车间的生产面积，以提高单位面积生产率。二、制定装配工艺规程的原始资料在制定装配工艺规程时，通常应具备以下原始资料:下一页返回第四节装配工艺规程的制定装配工艺规程是指规定装配工艺过程的27第四节装配工艺规程的制定(1)机械产品的总装配图、部件装配图以及有关的零件图。(2)机械产品装配的技术要求和验收的技术条件。(3)产品的生产纲领及生产类型。(})现有生产条件，包括装配设备、工作面积、工人的技术水平等。三、制定装配工艺规程的步骤1.产品分析(1)研究产品的装配图和部件图，审查图样的完整性和正确性。(2)明确产品的性能、工作原理和具体结构。(3)对产品进行结构分析，明确各零部件间的装配关系。(4)研究产品的装配技术要求和验收标准，以便制定相应措施子以保证。(5)进行必要的装配尺寸链的分析与计算。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定(1)机械产品的总装配图、部件装配图28第四节装配工艺规程的制定在产品的分析过程中，如发现问题，应及时与设计人员协商解决。2.确定装配组织形式产品的结构特点和生产纲领不同，所采用的装配组织形式也不相同。装配组织形式通常可分为固定式装配和移动式装配。固定式装配是指产品或部件的全部装配工作都安排在某一固定的装配工作地进行。在装配过程中产品的位置不变，装配所需要的全部零部件都汇集在工作地附近。固定式装配的特点是对装配工人的技术水平要求较高，占地面积较大，装配生产周期较长，生产率较低。因此，主要适用于单件小批生产以及装配时不便于或不允许移动的产品的装配，如新产品试制或重型机械的装配等。移动式装配是指在装配生产线上，零件和部件通过连续或间歇式的移动，依次通过各装配工作地，以完成全部装配工作。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定在产品的分析过程中，如发现问题，应及29第四节装配工艺规程的制定移动式装配的特点是装配工序分散，每个装配工作地重复完成固定的装配工序，广泛采用装配专用设备及工具，生产率高，但对装配工人的技术水平要求不高。因此，多用于大批大量生产，如汽车、柴油机等的装配。3.划分装配单元装配单元的划分，就是从工艺的角度出发，将产品划分为若干个可以独立进行装配的组件或部件，以便组织平行装配或流水作业装配。a.确定装配顺序在确定各级装配单元的装配顺序时，首先要选定一个零件(或组件或部件)作为装配基准件:再以此基准件为装配的基础，按照装配结构的具体情况，根据“‘预处理工序先行，先上后下，先内后外，先难后易，先重大后轻小，先精密后一般”的原则，确定其他零件或装配单元的装配顺序:最后用装配系统图表不出来，如图8-12所示。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定移动式装配的特点是装配工序分散，每个30第四节装配工艺规程的制定5.划分装配工序根据工序集中或工序分散的原则，将装配工艺过程划分为若干个装配工序，并确定出各装配工序的操作规范、所用设备、工艺装备、工时定额等。装配工序还应包括检验工序和试验工序。6.填写装配工艺文件在单件小批生产时，通常不制定装配工艺文件，仅绘制装配系统图即可。成批生产时，应根据装配系统图分}!1制定出总装和部装的装配工艺过程卡，关键工序还需要制定装配工序卡。大批大量生产时，每一个工序都要制定出装配工序卡，详细说明该工序的装配内容，用以直接指导装配工人进行操作。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定5.划分装配工序上一页下一页返回31第四节装配工艺规程的制定7.制定产品的试验验收规范产品装配后，应按产品的要求和验收标准进行试验验收。因此，还应制定出试验验收规范，其中包括试验验收的项目、质量标准、方法、环境要求，试验验收所需的工艺装备、质量问题的分析方法和处理措施等。上一页返回第四节装配工艺规程的制定7.制定产品的试验验收规范上一页返回32第五节典型传动装置的装配案例例1普通车床溜板箱小齿轮与齿条啮合的装配尺寸链如图8-13所示。溜板的纵向移动是通过溜板箱内小齿轮和床身下面的齿条的啮合传动来实现的。为了保证正常的啮合传动，齿轮与齿条间应有一定的啮合间隙，因此，在装配溜板箱与齿条时就应保证这一要求。由图8-13可知，为装配尺寸链的封闭环，是齿轮与齿条的啮合间隙在垂直平面内的折算值。影响此封闭环的组成环有:A1--床身菱形导轨顶线至其与齿条接触面间的尺寸;A2--齿条节线至其底面间的尺寸;A3--小齿轮的节圆半径;A4--溜板箱齿轮孔轴心线至其与溜板接触面间的尺寸;下一页返回第五节典型传动装置的装配案例例1普通车床溜板箱小齿轮与齿条33第五节典型传动装置的装配案例A5--溜板菱形导轨顶线至其与溜板箱接触面间的尺寸;应当指出，上述装配尺寸链是经过简化的，忽略了齿轮节圆与其支承轴颈间的同轴度误差，以及支承轴颈与溜板箱齿轮孔配合间隙所引起的偏移量。设封闭环。如果选择完全互换法进行装配，则各组成环的平均公差TM=0.11/5=0.022mm。由于齿轮、齿条的加工要达到这样小的公差比较困难，不官’采用完全互换法。机床生产一般属于中小批生产，而此装配尺寸链的环数又较多，零件的几何形状较复杂，装配精度要求又较高，也不官’采用选择装配法。因此，根据装配结构采用修配法较为合适。由于齿条尺寸A2装配时便于修配，因此选择A2作为修配环，并取其底面为修配表面。这样，其余零件的公差可以按照经济精度进行制造，使其加工容易而经济。上一页下一页返回第五节典型传动装置的装配案例A5--溜板菱形导轨顶线至其与溜34第五节典型传动装置的装配案例例2车床总装时，丝杠两轴承轴心线和开合螺母轴心线对床身导轨的不等距度，其要求为在垂直平面和水平平面内误差均小于0.15mm(对最大回转直径200mm以下者)。本例仅讨论垂直平面内的不等距度问题。由图8-14可以看出，钟杠的两端分别同进给箱和后支架相连，开合螺母位于溜板箱内。为了保证钟杠两轴承轴心线和开合螺母轴心线对床身导轨在垂直平面内的不等距度要求，车床总装时，要严格控制进给箱、溜板箱和后支架等三个部件在垂直平面内相对床身导轨的位置。以垂直平面内的不等距度为封闭环，在图8-14所示的结构中，可分别建立两个并联的装配尺寸链。尺寸链中各环的意义如下:E1=S1--溜板菱形导轨顶线至其与溜板箱接触面间的距离;E2=S2--溜板箱的上平面至开合螺母轴心线间的距离;E3--进给箱的钟杠轴承轴心线至螺钉过孔轴心线间的距离;E4--进给箱上螺钉过孔与床身上相应螺钉孔轴心线间的偏移量;上一页下一页返回第五节典型传动装置的装配案例例2车床总装时，丝杠两轴承轴心35第五节典型传动装置的装配案例E5--床身上菱形导轨顶线至其螺钉孔轴心线间的距离;--进给箱的钟杠轴承轴心线至与开合螺母轴心线对床身导轨的不等距度;S3--后支架上钟杠轴承轴心线至其螺钉过孔轴心线间的距离;S4--后支架上螺钉过孔与床身上螺钉孔轴心线间的偏移量;S5--床身上菱形导轨顶线至其螺钉孔轴心线间的距离;--后支架的钟杠轴承轴心线与开合螺母轴心线对床身导轨的不等距度。在上述的并联尺寸链中，封闭环分别为和。封闭环的公差与两轴承轴心线相对于开合螺母轴心线的偏移方向有关。当}r}杠两端轴承轴心线相对于开合螺母轴心线向同一方向偏移(即同时向上或向下)时，和可取标准规定的允差，如果偏移的方向相反(即一端向上，另一端向下)，则两封闭环公差之和不得超过标准规定的允差。因此，总装时进给箱和后支架相对溜板箱的偏移方向应尽量相同。上一页下一页返回第五节典型传动装置的装配案例E5--床身上菱形导轨顶线至其螺36第五节典型传动装置的装配案例在上述两装配尺寸链中，由于组成环较多，封闭环的公差又比较小，所以总装时进给箱、溜板箱和后支架的装配不应采用完全互换法。根据图不的结构特点，批量较大时宜采用可动调节法。采用这种方法时，各组成环先按经济精度加工，装配时先将溜板箱与溜板连接起来，然后再分别调整进给箱和后支架的上下位置，使不等距度符合标准规定的要求。调整时的调节环为E4和S4，即进给箱和后支架上螺钉过孔轴心线相对床身上螺钉孔轴心线间的偏移量。偏移量的大小取决于各组成环的累积误差，但装配时实际允许的偏移量，则取决于螺钉过孔和螺钉间的径向间隙。对于批量较大的生产，通过一定的工艺装备(如钻锁具和刨规等)，可以使各组成环的累积误差满足上述的要求。上一页下一页返回第五节典型传动装置的装配案例在上述两装配尺寸链中，由于组成环37第五节典型传动装置的装配案例但是，对于批量较小的生产，各组成环的加工误差较大，上述要求通常难以保证。因此，生产中多采用就地加工法。这种方法是床身上的螺钉孔装配前暂不加工，装配时先按不等距度的要求去调整进给箱、溜板箱和后支架的相对位置，然后再按进给箱和后支架的螺钉过孔去配钻床身上的螺钉孔。这样螺钉孔与过孔的偏移问题不再存在。但是这种方法的装配工作比较复杂，装配的周期也比较长。上一页返回第五节典型传动装置的装配案例但是，对于批量较小的生产，各组成38图8-1床身导轨简图A-溜板移动导轨;B-尾座移动导轨返回图8-1床身导轨简图A-溜板移动导轨;B-尾座移动导轨返回39图8-2影响车床等高性尺寸链相关零件联系简图(a)车床;(b)尺寸链返回图8-2影响车床等高性尺寸链相关零件联系简图(a)车床;(b40图8-3车床等高l性装配尺寸链子e1--滚子轴承外环内滚道对外圆的同轴度:。e2--顶尖套锥孔对外圆的同轴度:e3--顶尖套与尾座孔的配合间隙所引起的偏移量返回图8-3车床等高l性装配尺寸链子e1--滚子轴承外环内滚道对41图8-4车床尾座顶尖套装配图返回图8-4车床尾座顶尖套装配图返回42图8-5正态分布时尺寸的计算关系返回图8-5正态分布时尺寸的计算关系返回43图8-8活塞和活塞销的连接1--活塞销:2--挡圈:3--活塞返回图8-8活塞和活塞销的连接1--活塞销:2--挡圈:3--活44表8-1活塞与活塞销尺寸的分组返回表8-1活塞与活塞销尺寸的分组返回45图8-9封闭环实际值与规定值的相互关系返回图8-9封闭环实际值与规定值的相互关系返回46图8-10合并加工等高尺寸链返回图8-10合并加工等高尺寸链返回47图8-11可动调节法的应用(a)用衬套调整;(b)用镶条调整;(c)用锲块调整返回图8-11可动调节法的应用(a)用衬套调整;(b)用镶条调整48图8-12装配系统图返回图8-12装配系统图返回49图8-13车床溜板箱小齿轮与齿条啮合的装配尺寸链返回图8-13车床溜板箱小齿轮与齿条啮合的装配尺寸链返回50图8-14丝杠两轴承轴心线和开合螺料轴心线对床身导轨在垂直平面内不等距度尺寸链简图返回图8-14丝杠两轴承轴心线和开合螺料轴心线对床身导轨在垂直平51第8章机械装配工艺基础

第一节机械装配概述

第二节装配精度与装配尺寸链的建立

第三节装配方法及其选择

第四节装配工艺规程的制定

第五节典型传动装置的装配案例第8章机械装配工艺基础第一节机械装配概述52第一节机械装配概述装配的概念任何机械产品都是由若干零件装配而成的。按照规定的技术要求，将若干个零件接合成部件或将若干个零件、部件接合成半成品或产品的过程，称为装配。装配是整个机械产品制造过程的最后阶段，它包括清洗、连接、调整、检验和试验等工作。通过装配，最后保证产品的质量和性能要求，并能发现设计和加工中存在的问题，从而加以完善。二、装配工作的内容装配不只是将零件进行简单的组合，而必须通过的一系列的工艺措施，才能最终达到产品的质量要求。常见的装配工作有以下几方面:(1)清洗。零部件清洗的目的是去除零件表面或部件中的油污、杂质等。它对保证产品的装配质量和延长产品使用寿命均有重要意义。常用的清洗方法有擦洗、浸洗、喷洗和超声波清洗等。下一页返回第一节机械装配概述装配的概念下一页返回53第一节机械装配概述常用的清洗液有煤油、汽油、碱液和各种化学清洗液等。(2)连接。在装配的过程中有大量的连接工作。连接的方式一般可分为可拆卸连接和不可拆卸连接两种。螺纹连接、键连接和销钉连接等连接方式属于可拆卸连接，其特点是在拆卸时不会损伤任何相互连接的零部件，且拆卸后还能重新进行装配，并达到原有的装配技术要求;焊接、铆接和过盈连接等连接方式属于不可拆卸连接，连接后的零部件不可拆卸，如要强行拆卸必然会损坏某些零部件。(3)校正、调整与配作。校正是指在装配过程中对相关零部件间的相互位置关系要求进行找正、找平和相应的调整工作。它在产品装配和大型基础件的装配中应用较多。调整是指在装配过程中对相关零部件间的相互关系要求的具体调节工作。其中除了配合校正工作去调整零部件的相互位置要求外，还要调整运动副的间隙，以保证其运动精度。上一页下一页返回第一节机械装配概述常用的清洗液有煤油、汽油、碱液和各种化学清54第一节机械装配概述配作是指用已加工的零部件为基准来加工与其相配或相连接的其他零部件，或将两个或两个以上的零件组合在一起进行加工的方法。配作包括配钻、配铰、配刮和配磨等。(2)平衡。对于转速高且运动平稳性要求较高的机械(如电动机、内燃机等)，为了防止在使用中出现振动，需要对有关零部件进行平衡试验，分为静平衡和动平衡试验两种。对于不同的零部件进行平衡校正的方法有加配质量法、去除质量法、调整平衡块法等。(5)验收。在机械产品装配后，应根据产品的有关技术标准和规定，对产品进行全面的检查和试验验收，合格后才允许出厂。上一页返回第一节机械装配概述配作是指用已加工的零部件为基准来加工与其55第二节装配精度与装配尺寸链的建立一、装配精度装配精度是指机械产品装配后实际达到的精度。机械产品的装配精度主要包括以下几个方面:(1)距离精度。距离精度是指相关零部件间的尺寸精度。例如，普通车床前后顶尖对机床床身导轨的等高性要求，就是一个距离精度。(2)相互位置精度。相互位置精度包括机关零部件间的平行度、垂直度、同轴度等。例如，普通车床溜板移动对尾座顶尖套筒锥孔轴心线的平行度要求，就属于相互位置精度。(3)相对运动精度。相对运动精度是指产品中有相对运动的零部件间在运动方向和运动速度上的精度。例如，普通车床溜板移动对主轴轴心线的平行度要求，就属于相对运动精度。装配精度除以上三项精度要求外，有时还包括接触精度要求，如齿轮啮合、锥体配合以及导轨之间的接触精度要求等。二、装配精度与零件精度的关系下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立一、装配精度下一页返回56第二节装配精度与装配尺寸链的建立任何机械产品都是由零件装配而成的。因此，装配精度与零件精度之间有着密切的关系。零件精度是保证装配精度的基础。例如，普通车床尾座移动对溜板移动的平行度就主要取决于床身导轨八与月间的平行度，如图8-1所示。但是，产品的装配过程并不是简单地将有关零件连接起来的过程。装配中往往需要进行必要的检测和调整，有时还需要进行修配。所以，装配精度并不完全取决于零件的精度。例如，上述车床尾座移动对溜板移动的平行度要求，虽然主要取决于床身导轨的加工精度，但也与溜板和尾座底板与床身导轨间的接触精度有关。为了提高接触精度，装配时一般对溜板及尾座底板进行配刮或配磨。又如图8-2所示的车床主轴与尾座等高性的要求很高。如果仅靠提高A1、A2及A3的尺寸精度来保证装配精度是不经济的。由于A1及A3实际上是由主轴、轴承、套筒等构成的装配尺寸，因此，仅靠提高这些零件精度来保证装配精度，不仅不经济，甚至在技术上也是很困难的。在实际生产中，通常是通过对尾座底板的修配来保证装配精度的。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立任何机械产品都是由零件装配而57第二节装配精度与装配尺寸链的建立通过以上实例可以看出，产品的装配精度和零件的加工精度有很密切的关系。零件精度是保证装配精度的基础:但装配精度并不完全取决于零件精度。装配精度的合理保证，应从产品结构、机械加工和装配等几方面进行综合考虑，而对装配尺寸链的分析，是进行机械产品综合分析的有效手段。三、装配尺寸链的建立l.装配尺寸链的基本概念由于装配精度与有关零件的精度有着密切的关系。为了定量地分析这种关系，将尺寸链的基本理论用于装配过程，即建立装配尺寸链进行分析。装配尺寸链就是指由相关零件的有关尺寸(如表面或轴线间的距离)或相互位置关系(如同轴度、平行度、垂直度等)所组成的尺寸链。装配尺寸链的封闭环就是装配后的精度或技术要求。因为这种要求是通过把零部件装配好后才最终形成或保证的，是一个结果尺寸或位置关系。在装配关系中，对装配精度要求有直接影响的那些零部件有关尺寸或位置关系，就是装配尺寸链的组成环。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立通过以上实例可以看出，产品58第二节装配精度与装配尺寸链的建立2.装配尺寸链的建立正确建立装配尺寸链是进行尺寸链分析计算的基础。在建立装配尺寸链时，首先应明确封闭环，即将装配精度要求定为封闭环:然后通过对装配关系的分析，即可查明其相应的装配尺寸链的组成环。装配尺寸链的一般查找方法是:首先将装配精度要求确定为封闭环，然后再取封闭环两端的那两个零件或部件为起点，沿着装配精度要求的方向，以装配基准面的联系为线索，分别查找装配关系中影响装配精度要求的有关零件，直至找到同一个基准零件或同一基准表面为止。这样，所有有关零件上直接连接相邻零部件装配基准面间的尺寸或位置关系，即为装配尺寸链的组成环。例如，图8-3所示的装配关系，主轴与尾座的轴心线对溜板移动的等高性要求()为封闭环，通过对装配关系的分析，即可查出组成环A1、A2、A3。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立2.装配尺寸链的建立上一页下59第二节装配精度与装配尺寸链的建立在建立装配尺寸链时，应注意以下几方面:(1)按一定层次分别建立产品或部件的装配尺寸链。机械产品通常都比较复杂，为了便于装配和提高装配生产率，一般将整个产品划分为若干个部件，装配工作分为部装和总装。因此，应分别建立产品部件装配的尺寸链和总装的尺寸链。这样分层次建立的装配尺寸链比较清晰，表达的装配关系也更加清楚。(2)在保证装配精度要求的前提下，装配尺寸链可以适当简化。例如，在保证装配精度要求的前提下，图8-3的装配尺寸链可简化为8-2(b)所示的装配尺寸链。(3)建立装配尺寸链时应遵循“尺寸链最短”(环数最少)原则。由尺寸链的基本理论可知，封闭环公差等于各组成环公差之和。在装配精度一定的条件下，组成环数越少，分配到各组成环的公差就越大，则组成环零件的精度就越容易保证。因此，在建立装配尺寸链时要求组成环的环数应尽可能少一些。如图8-4所示，在图(c)的尺寸链中与封闭环直接有关的凸台高度由尺寸B1、B2间接获得，这是不合理的。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立在建立装配尺寸链时，应注意60第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)当同一装配结构在不同方向上有装配精度要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。例如，在蜗杆蜗轮副结构中，为了保证蜗杆蜗轮的正常啮合，蜗杆蜗轮副两轴线间的距离、垂直度以及蜗杆轴心线与蜗轮中心平面的重合度均有一定的精度要求。这是三个不同方向的装配精度，因此需要在三个不同方向上分别建立装配尺寸链。3.装配尺寸链的计算装配尺寸链建立后，就需要通过尺寸链的计算来确定封闭环和各组成环之间的数量关系。不论哪种装配尺寸链，其解算的基本方法有两种:极值法和概率法。极值法是各组成环误差处于对封闭环极不利的情况下，来确定封闭环与组成环关系的一种计算方法。此法的特点是简单可靠，但在封闭环公差较小而组成环的环数又较多时，各组成环的公差太小，使加工困难，增加制造成本，其计算方法详见第四章。概率法是利用概率论原理进行尺寸链计算的一种方法。在上述情况下用概率法比用极值法更合理。下面即着重予以讨论。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)当同一装配结构在不同方61第二节装配精度与装配尺寸链的建立(1)各环公差值的概率法计算。在装配尺寸链中，各组成环是有关零件上的加工尺寸或位置关系。这些加工数值是一些彼此独立的随机变量，根据概率论原理，各组成环合成量的封闭环也是一个随机变量，而且两者的标准差和有下列关系 (8-1)当加工误差呈正态分布时，其误差量(尺寸分散范围)与标准差间的关系为。此时，当尺寸链各环均呈正态分布时各组成环的尺寸分散范围为;封闭环的尺寸范围，经变换并人式(8-1)，可得 (8-2)在各环的误差量wi及等于其公差Ti及的条件下，式(8-2)可转化为上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立(1)各环公差值的概率法计算62第二节装配精度与装配尺寸链的建立 (8-3)上式表明:当各组成环呈正态分布时，封闭环公差等于各组成环公差平方和的平方根。若各组成环的公差都相等，即Ti=TM，则各组成环的平均公差TM为将上式和极值法的相比，可明显看出，概率法可将组成环的平均公差扩大倍。n值愈大，TM愈大。由此可见，概率法更适用于环数较多的尺寸链。应当指出，用概率法解算尺寸链时，封闭环公差的取值范围，在正态分布下为，对应此范围的概率为0.9973。这就意味着产品装配后的合格品率并非100%，而不合格品率仅为0.27%，实际上常常忽略不计。上一页下一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立上一页下一页返回63第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)封闭环上下偏差的确定。当各环公差确定后，如能确定各环平均尺寸AM和平均偏差BMAi;，则各环的极限尺寸和偏差就可以方便地计算出来。如图8-5所示，当组成环尺寸分布中心与公差带中心重合时，各组成环的平均尺寸为 AiM=Ai+BMAi (8-4)由概率论原理可知，封闭环的算术平均尺寸

(8-5)将式(8-2)代人式(8-5)，并化简后得 (8-6)在求得及之后，可按下式计算封闭环的上下偏差。上偏差 (8-7)下偏差 (8-8)上一页返回第二节装配精度与装配尺寸链的建立(2)封闭环上下偏差的确定64第三节装配方法及其选择一、装配方法根据产品的结构特点和装配精度要求，在不同的生产条件下，应采取不同的装配方法。装配方法可以分为完全互换法和不完全互换法两大类，而不完全互换法又可以分为选择装配法、修配法和调节法几种。1.完全互换法完全互换法是指用控制零件的加工误差来保证产品装配精度的方法，即按照零件的技术要求进行制造，装配时各组成环不需经过任何挑选、修配和调节，就能达到规定的装配精度的方法。完全互换法的特点是装配工作简单，生产率高，零件的互换性高，易于组织流水作业生产线或自动化装配，也便于协作组织专业化生产，有利于产品的售后服务。但是当装配精度较高，特别是装配尺寸链的组成环数较多时，对零件的精度相应提高，零件难以按经济精度进行制造。下一页返回第三节装配方法及其选择一、装配方法下一页返回65第三节装配方法及其选择因此，这种装配方法多用于高精度的少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的装配结构。2.选择装配法在成批大量生产的条件下，当装配尺寸链的组成环不多而装配精度要求又很高时，如果采用完全互换法将造成组成环的公差过小，使加工困难而不经济。此时可以采用选择装配法。选择装配法是将装配尺寸链中各组成环的公差放大到经济可行的程度去制造，装配时选择合适零件装配在一起来保证装配精度的方法。此法既扩大了零件的公差，使加工容易，又能达到很高的装配精度要求。选择装配法又可分为直接选配法、分组选配法和复合选配法三种。(1)直接选配法。由装配工人从待装配的零件中，凭经验挑选合适的零件通过试凑进行装配的方法。其特点是零件不需要分组，但装配时挑选零件的时间较长，装配质量在很大程度上取决于工人的技术水平。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择因此，这种装配方法多用于高精度的少环尺66第三节装配方法及其选择(2)分组装配法。此法是将装配尺寸链中的组成环零件的公差放大数倍(一般为2~4倍)进行制造，然后按实际尺寸分组，装配时将对应组别的零件装配在一起来保证装配精度。例如，柴油机的活塞销与活塞销孔之间的配合要求如图8-8所示。根据装配技术要求，在冷态装配时应有0.0025~0.0075mm的过盈量，与此相应的配合公差仅为0.005mm。若活塞与活塞销配合采用完全互换法进行装配，并按“等公差”原则分配销与孔的公差，则它们只有0.0025mm的公差。显然，制造这样精确的销子和销孔是非常困难的，也是很不经济的。在实际生产中，是将上述零件的公差放大1倍(即)进行制造，然后用精密量具进行测量，并按零件的实际尺寸分成四组，分别做上标记。具体情况如表8-1所示。由表8-1可知:相同组别的销子和销孔的公差及装配的配合精度均符合原定的技术要求。采用分组装配法时应注意以下几方面:上一页下一页返回第三节装配方法及其选择(2)分组装配法。此法是将装配尺寸链中67第三节装配方法及其选择①为了保证分组后各组的配合性质符合原设计要求，配合件的公差应相等，公差增大的方向要相同，增大的倍数应等于分组数。②分组数不官’过多，以便减少零件的测量、分组、储存和装配工作量。③分组后对应组别的零件数量要大致相等，以满足装配时的配套要求。④零件的形位公差和表面粗糙度不能放大，以保证原设计要求。分组装配法适用于配合精度要求很高而相关零件数又较少(一般只有2~3个)的大批大量生产的装配。(3)复合选配法。此法是上述两种方法的综合，即零件先按分组装配法进行加工、测量和分组，装配时再在对应组别内由装配工人凭经验进行直接选配。其特点是装配质量高，配合件的公差可以不等，生产率较高，能满足一定的生产节拍要求。在柴油机的气缸与活塞的装配中多采用这种方法。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择①为了保证分组后各组的配合性质符合原68第三节装配方法及其选择3.修配法在单件小批生产中，当装配尺寸链的环数较多，而装配精度的要求又很高时就不宜采用完全互换法和选择装配法，否则将使各组成环的公差太小，加工困难且不经济。而在实际生产中，是将各组成环按照经济精度进行制造，装配时通过修配某一组成环，使封闭环达到产品装配精度的要求，此法称为修配法。被修配的组成环称为修配环。(1)修配方法。生产中通过修配来达到装配精度的方法很多，但可以归纳为以下三种:①单件修配法。对选定的某一固定零件进行修配，以达到装配精度要求的方法称为单件修配法。此法在生产中应用最广。②合并加工修配法。将两个或两个以上的零件合并看作一个组成环进行修配，以达到装配精度要求的方法称为合并加工修配法。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择3.修配法上一页下一页返回69第三节装配方法及其选择例如，在装配如图8-2所示的普通车床尾座时，一般先将尾体和底板的配合表面加工好，并配刮横向小导轨面，然后再将两者装配在一起，并以底板底面作为定位基准，锁削尾座体的套筒孔，即将组成环A2、A3合并成一个组成环A23，这样减少了组成环的环数和修配工作量(仅需0.2mm左右的修刮量)，使加工精度容易保证。合并加工修配法在装配中由于零件要对号人座，给装配组织工作带来了一定的麻烦，因此，多用于单位小批生产。③自身加工修配法。在总装时，用加工自身的某一部分来保证装配精度的方法称为自身加工修配法。此法能获得较高的相互位置精度，广泛应用于成批生产的机床装配中。例如，总装牛头刨床时，用自刨工作台的方法保证滑枕运动方向与工作台面的平行度要求;又如，在总装平面磨床时，用砂轮磨削自身工作台面，以保证工作台面与主轴的平行度要求等。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择例如，在装配如图8-2所示的普通车床尾70第三节装配方法及其选择(2)修配环的选择。采用修配法时应正确选择修配环，在选择修配环时一般应满足以下要求:①便于装卸。②形状比较简单，修配面积小，便于修配。③修配的表面不应是经过表面处理的，以免破坏表面处理层。④一般不选公共环的零件作修配件。所谓公共环，是指那些同属于几个尺寸链的组成环。如果选择公共环作修配环，就可能出现保证了一个尺寸链的精度要求，而又破坏了另一个尺寸链精度的情况。(3)修配环尺寸的确定。采用修配法时，各组成环(包括修配环)的公差都按经济精度进行制造。各组成环的累积误差使封闭环的公差超差，可以通过对修配环的修配子以消除。由此可见，修配环在尺寸链中起着调节作用。上一页下一页返回第三节装配方法及其选择(2)修配环的选择。采用修配法时应正确71第三节装配方法及其选择如图8-9所示，其中和是封闭环的实际上极限尺寸;是封闭环的实际分散范围，即各组成环(包括修配环)的累积误差;和是规定的封闭环的极限尺寸;是规定的封闭环的分散范围。修配环在修配时对封闭环尺寸变化的影响有两种情况:一种是修配环的修配使封闭环尺寸变小，另一种是修配环的修配使封闭环尺寸变大。①修配环的修配使封闭环尺寸变小的计算。当修配环的修配使封闭环尺寸变小时，修配前，封闭环的实际分散范围相对其规定值间的位置关系如图8-9(b)所示。由图8-9可知，实际的封闭环最小值等于规定的封闭环最小值，即。根据尺寸链的极值解算法有 (8-9)上一页下一页返回第三节装配方法及其选择如图8-9所示，其中72第三节装配方法及其选择上式中和除修配环以外的其余组成环的极限尺寸都是已知的。因此，由式(8-9)可求出修配环的一个极限尺寸(即修配环为增环时可求出;修配环为减环时可求出)。根据修配环的公差按经济精度确定，可求出修配环的另一个极限尺寸。装配时，如果每台产品都要做一定的修配工作，为了防止修配后出现,可在已求出的修配环尺寸的基础上再加上一个最小修配量。②修配环的修配使封闭环尺寸变大的计算。当修配环的修配使封闭环尺寸变大时，修配前，封闭环的实际分散范围相对其规定值间的位置关系如图8-9(c)所示。由图可知，实际的封闭环最大值等于规定的封闭环最大值，即。根据尺寸链的极值解算法有 (2-10)上一页下一页返回第三节装配方法及其选择上式中和除修配73第三节装配方法及其选择同理，由式(8.10)可求出修配环的一个极限尺寸，根据修配环的公差按经济精度确定，可求出修配环的另一个极限尺寸。装配时，如果每台产品都要做一定的修配工作，为了防止修配后出现，可在已求出的修配环尺寸的基础上再减去一个最小修配量。③计算实例。如图8-2所示的装配尺寸链，设各组成环的基本尺寸为A1=205mm,A2=49mm,A3=156mm，封闭环mm，其公差按车床精度标准确定。当采用完全互换法装配时，则各组成环的平均公差为这样小的公差给加工带来较大的困难，故一般采用修配法装配。如果采用合并加工修配法，即将A2和A3两个组成环合并成一个组成环A23，合并后的尺寸链如图8-10所示。设T1=T23=0.1mm，并令T1对尺寸A1呈对称分布，即上一页下一页返回第三节装配方法及其选择同理，由式(8.10)可求出修配环74第三节装配方法及其选择则修配环A23的尺寸计算如下:基本尺寸A23=A1+A2=(49+156)mm=205mm公差T23=0.1mm由式(8-9)可知最小尺寸为最大尺寸为总装配时，如果每台车床的尾座与床身配合的导轨面都要做一定的修配工作，取最小修配量为0.15mm.则合并后的制造尺寸为4.可动调节法上一页下一页返回第三节装配方法及其选择则修配环A23的尺寸计算如下:基本尺寸75第三节装配方法及其选择对于精度要求较高的装配尺寸链，当不能采用完全互换法和选择装配法装配时，除了用修配法以外，还可以用调节法对封闭环的超差部分进行补偿，以保证装配精度要求。采用调节法装配时，各组成环的公差按经济精度确定，由此所产生的封闭环累积误差用调整装配的方法给子补偿。可动调节法是通过改变预定调节件的位置来保证装配精度的方法。如图8-11所示，其中，图(a)是通过调整衬套的轴向位置来保证齿轮的轴向间隙;图(b)是通过调节螺钉调整镶条的位置来保证导轨副的配合间隙;图(c)是通过调节螺钉使锲块上下移动来调整钟杠与螺母的轴向间隙。二、装配方法的选择机械产品的结构、精度要求、生产纲领和生产条件不同，则选择的装配方法也不相同。即使同一机械产品，不同部位的装配方法也可能不相同。在选择装配方法时，一般应遵循以下原则:上一页下一页返回第三节装配方法及其选择对于精度要求较高的装配尺寸链，当不能采76第三节装配方法及其选择(1)优先选择完全互换法。(2)当封闭环的精度要求较高，而组成环的环数较少时，可考虑选择装配法。(3)在采用上述装配方法而使零件的加工困难或不经济时，特别是在单件小批生产中才宜选用修配法或调节法。上一页返回第三节装配方法及其选择(1)优先选择完全互换法。上一77第四节装配工艺规程的制定装配工艺规程是指规定装配工艺过程的文件。它是指导装配工作和保证装配质量的技术文件，是制定装配生产计划和进行装配技术准备的主要技术依据，是设计和改造装配车间的基本文件。一、制定装配工艺规程的原则装配是机器制造和修理的最后阶段，是机器质量的最后保证环节。在制定装配工艺规程时应遵循以下原则:(1)保证并力求提高产品装配质量，以延长产品的使用寿命。(2)合理安排装配工序，尽量减少装配工作量，以提高装配生产率。(3)尽可能减少装配车间的生产面积，以提高单位面积生产率。二、制定装配工艺规程的原始资料在制定装配工艺规程时，通常应具备以下原始资料:下一页返回第四节装配工艺规程的制定装配工艺规程是指规定装配工艺过程的78第四节装配工艺规程的制定(1)机械产品的总装配图、部件装配图以及有关的零件图。(2)机械产品装配的技术要求和验收的技术条件。(3)产品的生产纲领及生产类型。(})现有生产条件，包括装配设备、工作面积、工人的技术水平等。三、制定装配工艺规程的步骤1.产品分析(1)研究产品的装配图和部件图，审查图样的完整性和正确性。(2)明确产品的性能、工作原理和具体结构。(3)对产品进行结构分析，明确各零部件间的装配关系。(4)研究产品的装配技术要求和验收标准，以便制定相应措施子以保证。(5)进行必要的装配尺寸链的分析与计算。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定(1)机械产品的总装配图、部件装配图79第四节装配工艺规程的制定在产品的分析过程中，如发现问题，应及时与设计人员协商解决。2.确定装配组织形式产品的结构特点和生产纲领不同，所采用的装配组织形式也不相同。装配组织形式通常可分为固定式装配和移动式装配。固定式装配是指产品或部件的全部装配工作都安排在某一固定的装配工作地进行。在装配过程中产品的位置不变，装配所需要的全部零部件都汇集在工作地附近。固定式装配的特点是对装配工人的技术水平要求较高，占地面积较大，装配生产周期较长，生产率较低。因此，主要适用于单件小批生产以及装配时不便于或不允许移动的产品的装配，如新产品试制或重型机械的装配等。移动式装配是指在装配生产线上，零件和部件通过连续或间歇式的移动，依次通过各装配工作地，以完成全部装配工作。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定在产品的分析过程中，如发现问题，应及80第四节装配工艺规程的制定移动式装配的特点是装配工序分散，每个装配工作地重复完成固定的装配工序，广泛采用装配专用设备及工具，生产率高，但对装配工人的技术水平要求不高。因此，多用于大批大量生产，如汽车、柴油机等的装配。3.划分装配单元装配单元的划分，就是从工艺的角度出发，将产品划分为若干个可以独立进行装配的组件或部件，以便组织平行装配或流水作业装配。a.确定装配顺序在确定各级装配单元的装配顺序时，首先要选定一个零件(或组件或部件)作为装配基准件:再以此基准件为装配的基础，按照装配结构的具体情况，根据“‘预处理工序先行，先上后下，先内后外，先难后易，先重大后轻小，先精密后一般”的原则，确定其他零件或装配单元的装配顺序:最后用装配系统图表不出来，如图8-12所示。上一页下一页返回第四节装配工艺规程的制定移动式装配的特点是装配工序分散，每个81第四节装配工艺规程的制定5.划分装配工序根