《机械制造工艺与夹具》-第7章 机械装配工艺基础

第一节概述一、装配的概念任何机器都是由许多零件和部件组成的，零件是机器的最小单元。根据规定的技术要求，将若干零件组装配合成部件（称为部装），或将若干零件和部件组装配合成机器的过程叫装配（称为总装）。装配是机器制造过程中的最后一个阶段，为了使机器达到规定的技术要求，装配不仅仅是零件、组件、部件的配合和连接等过程，还应包括调整、检验、试验、油漆和包装等工作。一台机器一般由成百上千甚至上万个零件所组成，机器中能进行独立装配的部分，叫做装配单元。装配单元通常可划分为以下五个等级：（1）零件：零件是组成机器和参加装配的最基本单元，大部分零件都是预先装成合件、组件和部件，再进入总装。（2）合件：合件是比零件大一级的装配单元，如以下几例属于合件。①两个以上零件，是由不可拆卸的连接方法（如焊、铆、热压装配等）连接在一起的。②少数零件组合后还需要合并加工，如齿轮减速箱体与箱盖、柴油机连杆与连杆盖，都是组合后镗孔的，零件之间对号入座，不能互换。③以一个基准零件和少数零件组合在一起属于合件。其中，蜗轮为基准零件。（3）组件：组件是一个或几个合件与若干个零件的组合。（4）部件：部件是由一个基准件和若干个组件、合件和零件组成。如主轴箱、进给箱等。合件组件（5）机器产品：机器产品是由以上全部装配单元组成的整体。装配单元系统图表明了各有关装配单元间的从属关系。二、装配工作的基本内容机器装配是产品制造的最后阶段，装配过程中不是将合格零件简单地连接起来，而是要通过一系列工艺措施，才能最终达到产品质量的要求。常见的装配工作有以下几项。（1）清洗（2）连接（3）校正与配作（4）平衡（5）验收试验三、装配精度与零件的关系1．装配精度的概念1）尺寸精度：指相关零、部件间的距离精度及配合精度。如某一装配体中有关零件间的间隙；相配合零件间的过盈量；卧式车床前后顶尖对床身导轨的等高度等。2）位置精度：指相关零件的平行度、垂直度、同轴度等，如卧式铣床刀轴与工作台面的平行度；立式钻床主轴对工作台面的垂直度；车床主轴前后轴承的同轴度等。3）相对运动精度：指产品中有相对运动的零、部件间在运动方向及速度上的精度。如滚齿机垂直进给运动和工作台旋转中心的平行度；车床拖板移动相对于主轴轴线的平行度；车床进给箱的传动精度等。4）接触精度：指产品中两配合表面、接触表面和连接表面间达到规定的接触面积大小和接触点的分布情况。如齿轮啮合、锥体配合以及导轨之间的接触精度等。2．影响装配精度的因素机械及其部件都是由零件所组成的，装配精度与相关零、部件制造误差的累积有关，特别是关键零件的加工精度。影响车床等高度要求的尺寸链图第二节装配尺寸链一、装配尺寸链的概念机器是由许多零件装配而成，这些零件加工误差的累积将影响装配精度。在分析具有累积误差的装配精度时，首先应找出影响这项精度的相关零件，并分析其具体影响因素，然后确定各相关零件具体影响因素的加工精度。可将有关影响因素按照一定的顺序一个个地联接起来，形成封闭链，此封闭链即为装配尺寸链。装配尺寸链可分为：1）线性尺寸链：由长度尺寸组成，且各尺寸彼此平行。2）角度尺寸链：

由角度、平行度、垂直度等构成。3）平面尺寸链：

构成一定角度关系的长度尺寸及相应的角度尺寸（或角度关系）构成，且处于同一或彼此平行的平面内。4）空间尺寸链：由位于空间相交平面的直线尺寸和角度尺寸（或角度关系）构成。二、装配尺寸链的建立1．装配尺寸链的简化原则2．装配尺寸链组成的最短路线原则车床主轴锥孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高度装配尺寸链三、装配尺寸链的计算1．计算类型1）正计算法：已知组成环的基本尺寸及偏差，代入公式，求出封闭环的基本尺寸偏差，计算比较简单，不再赘述。2）反计算法：已知封闭环的基本尺寸及偏差，求各组成环的基本尺寸及偏差。3）中间计算法：已知封闭环及组成环的基本尺寸及偏差，求另一组成环的基本尺寸及偏差，计算也较简单，不再赘述。2．计算方法1）极值法（极大极小法）：极值法是在各组成环同时出现极值（极大值或极小值）时，仍能保证封闭环的要求。其特点是简单可靠，但在封闭环公差较小且组成环较多时，各组成环公差将会更小，使加工困难，成本提高。2）概率法：极值法的优点是简单可靠，其缺点是从极端情况下出发推导出计算公式，当封闭环的公差较小时，使加工变得困难，制造成本增加。第三节装配方法及其选择一、互换装配法1．完全互换装配法完全互换装配法是指合格的零件在装配时，不经任何选择、调整和修配，就可以达到装配精度。也就是说，这种方法的实质是在满足各环经济精度的前提下，依靠控制零件的制造精度来保证装配精度的。在一般情况下，完全互换装配法的装配尺寸链按极值法计算，即各组成环的公差之和等于或小于封闭环的公差。2．不完全互换装配法如果装配精度要求较高，尤其是组成环的数目较多时，若应用极值法解算确定组成环的公差，则组成环的公差将会很小，这样就很难满足零件的经济精度要求。因此，在大批量生产的条件下就可以考虑不完全互换装配法，即用概率法解算装配尺寸链。二、选配装配法1．直接选配法直接选配法是由装配工人从许多待装的零件中，凭经验挑选合适的零件通过试凑进行装配的方法。这种方法的优点是简单，零件不必事先分组，但装配中挑选零件的时间长，装配质量取决于工人的技术水平，不宜用于生产效率要求较高的大批量生产。2．分组装配法分组装配法是在大批大量生产中，将产品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装配方法。分组互换装配适合于配合精度要求很高，且相关零件一般只有两三个的大批大量生产中。3．复合选配法复合选配法是直接选配与分组装配的综合装配法，即预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配三、修配装配法1．单件修配法2．合并修配法3．自身加工修配法四、调整装配法1．可动调整装配法2．固定调整装配法3．误差抵消调整装配法用误差抵消调整装配法装配的镗模实例一、装配工作法1．螺纹联接第四节装配工作法与典型部件的装配螺纹拧紧顺序2．过盈连接1）压入配合法：通常采用的方法有：冲击压入，即用手锤或重物冲击；工具压入，即用螺旋式、杠杆式或气动式工具压入；压力机压入，即采用螺旋式、杠杆式或液压式压力机压入。2）热胀配合法：通常采用火焰、介质、电阻或感应等加热方法将包容件加热，再自由套入被包容零件中。3）冷缩配合法：通常采用干冰、低温箱、液氨等冷却方法将被包容零件冷缩，再自由装入包容件中。二、典型部件的装配1．滚动轴承的装配压入法装配向心球轴承2．圆柱齿轮传动的装配