《机械制造工艺》课件-第八章 装配工艺基础

JIQIZHUANGPEIGONGYIGUOCHENGSHEJIGAISHU1.机器装配工艺过程设计概述

机器装配工艺过程设计概述将许多零件按照一定的要求组合在一起，形成具有特定功能的机器或设备。这个过程包括了调整、检验、试验等多个环节，是确保机器质量的关键步骤。装配任何机器都是由零件、套件、组件、部件等组成的。为了更有效地进行装配工作，我们通常会将机器划分为若干个能够独立装配的部分。装配单元机器装配工艺过程设计概述装配单元(1)零件(2)套件(3)组件(4)部件(5)机器组成机器的最小单元，也是产品制造的基本单元，它是由整块金属或其他材料制成。在一个基准零件上，装上一个或若干个零件后组合而成的，它是最小的装配单元。在一个基准零件上，装上若干合件及零件组合而成的装配单元，如车床的主轴箱。在一个基准零件上，装上若干组件、合件和零件组合而成的装配单元，它在机器中能完成一定的、完整的功用。在一个基准零件上，装上若干部件、组件、合件和零件就成为了整个机器。机器装配工艺过程设计概述在装配工艺规程的制定过程中，我们需要一种直观的表示方法来展示产品零、部件间的相互装配关系及装配流程。装配工艺系统图机器装配工艺过程设计概述机器装配工艺系统图机器装配工艺过程设计概述帮助我们组织平行流水装配，提高生产效率；用于分析装配工艺问题，及时发现并改进装配过程中的不足在单件小批生产中，虽然装配工艺系统图的使用可能不那么普遍，但它仍然是一种非常有用的工具。装配工艺系统图的指导意义：机器装配工艺过程设计概述机器装配的基本概念装配单元以及装配工艺系统图的相关知识课程小结

ZHUANGPEIJINGDU2.装配精度

装配精度影响机器或部件的工作性能影响机器或部件的使用寿命1.装配精度的内容装配精度（1）相互位置精度（2）相对运动精度（3）相对配合精度产品中相关零部件间的距离精度和相互位置精度。相对运动精度是产品中有相对运动的零部件之间在运动方向和相对运动速度上的精度。相互配合精度包括配合表面间的配合质量和接触质量。2.装配精度与零件精度的关系装配精度单件自保零件的精度特别是关键零件的精度会直接影响相应的装配精度。尾座对溜板移动精度保证

A－溜板导轨；B－尾座导轨2.装配精度与零件精度的关系装配精度形成尺寸链多数装配精度均与和它相关的零件或部件的加工精度有关，即这些零件的加工误差的累积将影响装配精度。主轴与尾座套筒中心线等高结构与尺寸链2.装配精度与零件精度的关系装配精度零件的加工精度受工艺条件、经济性的限制，不能简单地按装配精度要求来加工，常在装配时采取一定的工艺措施（如修配、调整等）来保证最终装配精度。产品的装配方法必须根据产品的性能要求、生产类型、装配的生产条件来确定。在不同的装配方法中，零件加工精度与装配精度间具有不同的相互关系，为了定量地分析这种关系，常将尺寸链的基本理论应用于装配过程，即建立装配尺寸链，通过解算装配尺寸链，最后确定零件精度与装配精度之间的定量关系。3.影响装配精度的因素装配精度零件的加工精度：零件的加工精度直接影响装配精度，特别是关键零件的精度。零件间的配合要求和接触质量：配合间隙量或过盈量、接触面积大小和接触点分布情况都会影响装配精度。力、热、内应力等引起的零件变形：零件在机械加工和装配过程中，因力、热、内应力等所产生的变形，会影响装配精度。旋转零件的不平衡：在高速运转的机器中，旋转零件的平衡至关重要，不平衡会导致振动和噪音，影响装配精度和机器性能。4.装配精度的制定依据装配精度对于标准化、通用化和系列化的产品，如通用机床和减速器等，其装配精度可根据国家标准和行业标准来制订。标准化产品对于没有标准可循的产品，其装配精度可根据用户的使用要求，参照经过实践检验过的类似部件或产品的已有数据，采用类比法确定。非标准化产品装配精度的定义、内容、与零件精度的关系影响装配精度的因素课程小结装配精度

ZHUANGPEICHICUNLIAN3.装配尺寸链

1.装配尺寸链的基本概念装配尺寸链装配尺寸链：是在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链条。与工艺尺寸链不同，装配尺寸链中的每一个尺寸都分布在不同零件上，而工艺尺寸链则是在同一个零件上形成的尺寸链。孔轴配合装配尺寸链A0=A1-A2封闭环：通常就是装配精度的要求。2.装配尺寸链的分类装配尺寸链①直线尺寸链②角度尺寸链③平面尺寸链④空间尺寸链

Ⅱ角度装配尺寸链示例

O-O—主轴回转轴线Ⅰ-Ⅰ—山形导轨中线Ⅱ-Ⅱ—下溜板移动轨迹2.装配尺寸链的分类装配尺寸链平面（装配）尺寸链示例3.装配尺寸链的查找与建立方法装配尺寸链01装配尺寸链的查找方法根据装配精度要求确定封闭环，再取封闭环两端的任一个零件为起点，沿装配精度要求的位置方向，以装配基准面为查找的线索，分别找出影响装配精度要求的相关零件（组成环），直至找到同一基准零件，甚至是同一基准表面为止。这一过程与查找工艺尺寸链的跟踪法在实质上是一致的。3.装配尺寸链的查找与建立方法装配尺寸链02查找装配尺寸链应注意的问题（1）装配尺寸链应进行必要的简化3.装配尺寸链的查找与建立方法装配尺寸链02查找装配尺寸链应注意的问题（2）装配尺寸链组成应该是“一件一环”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。相应地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。装配尺寸链“一件一环”原则3.装配尺寸链的查找与建立方法装配尺寸链02查找装配尺寸链应注意的问题（3）装配尺寸链的“方向性”在同一装配结构中，在不同位置方向都有装配精度的要求时，应按不同方向分别建立装配尺寸链。尺寸不合理标注4.装配尺寸链的计算方法装配尺寸链装配方法与装配尺寸链的解算方法密切相关。装配尺寸链的计算可分为正计算和反计算。装配尺寸链的概念影响装配精度的查找技巧课程小结装配尺寸链装配尺寸链的建立方法

4.保证装配精度的装配方法：互换装配法

装配工艺的核心问题——合理地选择装配方法用较低的零件精度，达到较高的装配精度。用最少的装配劳动量，来达到较高的装配精度。互换装配法选择装配法修配装配法调整装配法保证装配精度的装配方法保证装配精度的装配方法：互换装配法互换装配法在装配过程中，零件之间可以相互替换，而不需要进行额外的调整或修配，就能达到规定的装配精度。因此，互换装配法的实质就是用控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。完全互换装配法大数互换装配法1.完全互换装配法在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度要求。保证装配精度的装配方法：互换装配法1.完全互换装配法——各组成环公差调整的原则：1）组成环是标准件尺寸（如轴承或弹性挡圈厚度等）时，其公差值及其分布在相应标准中已有规定，应为确定值。2）组成环是几个尺寸链的公共环时，其公差值及其分布由其中要求最严的尺寸链先行确定，对其余尺寸链则应成为确定值。3）尺寸相近、加工方法相同的组成环，其公差值相等。4)难加工或难测量的组成环，其公差可取较大数值。易加工、易测量的组成环，其公差取较小数值。保证装配精度的装配方法：互换装配法1.完全互换装配法的特点装配质量稳定可靠保证装配精度的装配方法：互换装配法装配过程简单生产效率高易于实现装配机械化、自动化便于组织流水作业和零部件的协作与专业化生产有利于产品的维护和零部件的更换常用于高精度的少环尺寸链或低精度的多环尺寸链的大批大量生产装配中。保证装配精度的装配方法：互换装配法【解】1）建立装配尺寸链（如图示）。

【例】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0.1~0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30，A2=5，A3=43，A4=3－00.05（标准件），A5=5。

试用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。保证装配精度的装配方法：互换装配法

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=0.8，

T2=T5=0.03【解】2）确定各组成环的公差：按等公差法计算，各组成环公差为【例】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0.1~0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30，A2=5，A3=43，A4=3－00.05（标准件），A5=5。

试用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。

T1=T2=T3=T4=T5

=(0.35－0.1)/5=0.05保证装配精度的装配方法：互换装配法【解】3）计算协调环极值公差和极限偏差。【例】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0.1~0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30，A2=5，A3=43，A4=3－00.05（标准件），A5=5。

试用完全互换法装配，试确定各组成环的偏差。各组成环尺寸和极限偏差为2.大数互换装配法在绝大多数产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度的要求，但少数产品有出现废品的可能性，保证装配精度的装配方法：互换装配法2.大数互换装配法装配尺寸链采用统计公差公式计算。保证装配精度的装配方法：互换装配法大数互换装配法的特点零件规定的公差比完全互换装配法所规定的公差大，有利于零件的经济加工，装配过程与完全互换装配法一样简单、方便。但在装配时，应采取适当工艺措施，以便排除个别产品因超出公差而产生废品的可能性。这种装配方法适用于大批大量生产，组成环较多、装配精度要求又较高的场合。保证装配精度的装配方法：互换装配法【解】1）画装配尺寸链图。

【例】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0.1~0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30，A2=5，A3=43，A4=3－00.05（标准件），A5=5。

试用大数互换法计算，确定各组成环公差和极限偏差。

齿轮与轴部件装配尺寸链保证装配精度的装配方法：互换装配法【解】2）确定各组成环的公差及极限偏差

【例】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0.1~0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30，A2=5，A3=43，A4=3－00.05（标准件），A5=5。

试用大数互换法计算，确定各组成环公差和极限偏差。考虑大批量生产，工艺过程稳定，各组成环趋近正态分布取A3为协调环。A4为标准参考各零件尺寸和加工难易程度，从严选取各组成环公差：T1=0.14,T2=T5=0.08，T4=0.05（标准件）除协调环外各组成环公差入体标注：A1

30

0.14,A2

A

5

5

0.08,A4

3

0.05其平均公差保证装配精度的装配方法：互换装配法【解】3）计算协调环公差和极限偏差

【例】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0.1~0.35。已知各零件有关的基本尺寸为：A1=30，A2=5，A3=43，A4=3－00.05（标准件），A5=5。

试用大数互换法计算，确定各组成环公差和极限偏差。

由概率法中间偏差公式：Δ0=Δ3＋(Δ1＋Δ2＋Δ4＋Δ5)求出协调环中间偏差：Δ3=Δ0－(Δ1＋Δ2＋Δ4＋Δ5)=0.05

于是有：最终有：

互换装配法的基本概念、分类、特点课程小结互换装配法在实际生产中的应用保证装配精度的装配方法：互换装配法保证装配精度的装配方法：选择装配法选择装配法将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。直接选配法分组选配法复合选配法1.直接选配法在装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。保证装配精度的装配方法：选择装配法优点缺点能达到很高的装配精度装配时间不易准确控制装配精度在很大程度上取决于工人的技术水平不宜用于生产节拍要求较严的大批大量流水作业中。2.分组装配法按完全互换法求组成环公差，放大若干倍，使之达到经济公差；按此数值加工零件，再将零件按尺寸大小分成若干组（分组数与公差放大倍数相等）；将对应组零件装配。保证装配精度的装配方法：选择装配法在大批大量生产中，对于组成环环数少而装配精度要求高的部件，常采用分组装配法。2.分组装配法保证装配精度的装配方法：选择装配法活塞与活塞销组件图保证装配精度的装配方法：选择装配法活塞销与活塞销孔装配尺寸链【例6-3】活塞与活塞销在冷态装配时，要求有0.0025～0.0075过盈量。若活塞销孔与活塞销直径基本尺寸为28，加工经济公差0.01。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。【解】1）建立装配尺寸链，如图示。

2）确定分组数：平均公差为0.0025，经济公差为0.01，可确定分组数为4。

3）确定各尺寸：若活塞销直径尺寸定为：A1

28

0.01，将其分为4组，解图示尺寸链，可求得活塞销孔与之对应的分组尺寸如表所示。0活塞孔与活塞销直径分组尺寸分组装配法注意问题保证装配精度的装配方法：选择装配法配合件的公差相等，公差增大方向相同，增大倍数等于分组数。配合件的形状精度和相互位置精度及表面粗糙度不能随尺寸公差放大而放大，应与分组公差相适应。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。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，否则会造成某些尺寸零件的积压浪费现象。销孔对应组零件数量不等3.复合装配法保证装配精度的装配方法：选择装配法分组装配法与直接选配法的复合，即零件加工后先检测分组，装配时，在各对应组内经工人进行适当的选配。特点配合件公差可以不等装配速度较快装配质量高能满足一定生产节拍的要求

5.保证装配精度的装配方法：调整装配法

调整装配法保证装配精度的装配方法：调整装配法在装配时，用改变产品中可调整零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。调整方法固定调整法可动调整法误差抵消调整法调整装配法与修配装配法保证装配精度的装配方法：调整装配法实质相同：即各零件公差仍按经济精度的原则来确定，并且仍选择一个组成环为调整环（此环的零件称为调整件）改变补偿环尺寸的方法上有所不同：修配装配法采用机械加工的方法去除补偿环零件上的金属层，调整装配法采用改变补偿环零件的位置或更换新的补偿环零件的方法来满足装配精度要求。目的相同：都是补偿由于各组成环公差扩大后所产生的累积误差，以最终满足封闭环的要求。调整装配法调整方法保证装配精度的装配方法：调整装配法固定调整法可动调整法误差抵消调整法常用的调整件选择某一零件为调整件，根据各组成环形成累积误差的大小来更换不同尺寸的调整件，以保证装配精度要求，轴套保证装配精度的装配方法：调整装配法垫片垫圈1.固定调整法

6.保证装配精度的装配方法：修配装配法

保证装配精度的装配方法：选择装配法【例6-4】车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求0～0.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。略去各相关零件轴线同轴度误差，得到只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图所示。若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、A3的偏差。【解】1）选择修配环 车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。保证装配精度的装配方法：选择装配法【例6-4】车床主轴孔轴线与尾座套筒锥孔轴线等高误差要求0～0.06，且只允许尾座套筒锥孔轴线高。略去各相关零件轴线同轴度误差，得到只有A1、A2、A3三个组成环的简化尺寸链，如图所示。若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、A3的偏差。【解】1）选择修配环 车床主轴中心线与尾座套筒中心线等高装配尺寸链本例中修刮尾座底板最为方便，故选A2作修配环。3.修配的方法保证装配精度的装配方法：选择装配法（1）单件修配法将选择某一固定零件为修配件（即补偿环），装配时对该零件进行补充加工改变其尺寸，以保证装配精度要求。3.修配的方法保证装配精度的装配方法：选择装配法（2）合并修配法将两个或更多的零件合并在一起后再进行加工修配，合并后的尺寸可以视为一个组成环，这就减少了装配尺寸链环数，并减少了修配量。合并修配法上例中，将尾座和底板配合面配刮后装配成一体，再精镗套筒孔。此时，直接获得尾座套筒孔轴线至底板底面的距离A23，由此构成新的装配尺寸链，组成环数减少为两个，这也是装配尺寸链最短路线原则的一个应用。3.修配的方法保证装配精度的装配方法：选择装配法（3）自身加工修配法在机床制造中，有一些装配要求，总装时用自身加工自己的方法，来满足装配精度比较方便。例如，牛头刨床总装时，自刨工作台面；转