宿迁学院机械制造技术基础课件第8章 机器装配工艺基础

第8章机器装配工艺基础第8章机器装配工艺基础

8.1装配工作的基本内容

8.2装配精度与装配尺寸链

8.3保证装配精度的方法

8.4装配工艺规程的制订

第8章机器装配工艺基础8.1装配工作的基本内容装配——按照规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的过程，称为装配。

装配单元指机器中能进行独立装配的部分。套件、组件、部件、机器等都可称为装配单元。套件（合件）在一个基准零件上装上一个或若干个零件，就构成一个套件。它是最小装配单元。为套件而进行的装配工作称为套装。第8章机器装配工艺基础1.装配单元组件在一个基准零件上装上若干个套件及零件，就构成一个组件。为组件而进行的装配工作称为组装。组件装配工艺系统图第8章机器装配工艺基础1.装配单元部件在一个基准零件上装上若干个组件、套件及零件，就构成一个部件。为形成部件而进行的装配工作称为部装。部件装配工艺系统图第8章机器装配工艺基础1.装配单元机器在一个基准零件上装上若干个部件、组件、套件及零件，并最终装配成机器。称为总装。总装装配工艺系统图第8章机器装配工艺基础1.装配单元图8.13车床床身部件图第8章机器装配工艺基础1.装配单元图8.14车床床身部件装配工艺系统图第8章机器装配工艺基础2.装配内容装配是机器产品制造过程的最后阶段。机器质量最终是通过装配保证的，装配质量在一定程度上决定了机器的最终质量。同时，装配工艺过程又是机器生产的最终检验环节，因此，装配工艺过程在机械制造中占有十分重要的位置。一般常见的装配工作有以下主要内容。8.1.1清洗

清洗是用清洗剂清除产品或者工件的油污及机械杂质的过程。作用——清洗对于保证产品质量和延长产品服役期限具有重要意义。尤其是对像轴承、密封件、精密偶件及有特殊清洗要求的工件，作用更加重要。一般经过清洗的零件、部件应该具有一定的中间防锈能力。

方法——擦洗、浸洗、电解清洗、气相清洗、喷洗和超声波清洗等。

清洗剂——煤油、汽油、碱液和多种化学清洗剂。第8章机器装配工艺基础8.1.2连接连接是将两个或两个以上的零件结合在一起的过程。连接是装配过程的基本内容。

连接方式可拆卸连接

——螺纹连接、键连接和销钉连接等。不可拆卸连接

——焊接、铆接和过盈配合连接等。过盈连接多用于轴、孔的配合，通常有压入配合法、热胀配合法和冷缩配合法。一般的机械常用压入配合法，重要和精密机械常用热胀或冷缩配合法。8.1.3校正、调整与配作

在产品装配过程中，特别是单件小批生产的条件下，为了保证装配精度，常常需要进行一些校正、调整与配作工作。因为完全依靠零件互换装配方法来保证装配精度往往是不经济，有时甚至是不可能的。1.校正——校正是指在装配过程中对相关零、部件相互位置的找正、找平，并且通过各种调整方法达到装配精度要求的过程。如普通车床总装时，导轨扭曲的校正、主轴箱主轴中心与尾座套筒中心等高的校正、压力机立柱的垂直度的校正等。

第8章机器装配工艺基础8.1.3校正、调整与配作2.调整——调整是指在装配过程中对相关零部件的相互位置进行具体的调节工作。一般包括调整零、部件的位置精度，调整运动副之间的间隙，以保证其运动精度。例如滚动轴承间隙的调整，镶条松紧的调整，齿轮与齿条啮合间隙的调整等。

3.配作——配作是以已加工件为基准，加工与其相配的另一工件，或将多个工件组合在一起进行加工的方法。如配钻、配铰、配刮、配磨等。配作经常与校正、调整工作结合进行。8.1.4平衡

对于转速高、运转平稳性要求高的机器（如精密磨床、鼓风机等），为使其高速运转平稳，防止出现振动和噪声，对旋转的零部件需要进行平衡。方法

静平衡——长度小直径大的零件（如飞轮、皮带轮等），只需进行静平衡

动平衡——长度较大转速高的零件（如曲轴、电机转子等）应该进行动平衡。方式

1.去重法——

应用钻、铣、磨、锉和刮等方法除去不平衡质量。2.配重法——

用螺纹连接、补焊和胶接等方法加配质量或改变在预制平衡槽内平衡块的位置或者数量的方法达到平衡。第8章机器装配工艺基础8.1.5试验与验收

机械产品装配完成后，应根据有关技术标准和规定的技术要求对产品进行全面的验收和必要的试验工作，合格后才准予出厂。

涂漆、包装等装配结构的工艺性（1）产品应能分解成若干个独立的装配单元。（2）装配中的修配工作和机加工工作量应尽可能少。（3）机器结构应便于装配与拆卸。第8章机器装配工艺基础8.2装配精度与装配尺寸链

8.2.1装配精度1.装配精度的概念

装配精度指产品装配后实际达到的精度。

为保证产品可靠性和精度稳定性，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.产品的装配精度包括：距离精度——指相关零部件间的距离尺寸精度。配合精度。(2)位置精度

——指相关零部件间的平行度、垂直度、同轴度和各种跳动等。

(3)相对运动精度——指有相对运动的零件间在运动方向上和运动位置上的精度。运动方向上：直线度，平行度，垂直度；运动位置上（传动精度）：内传动链中始末两传动元件间的相对传动精度(4)接触精度——接触面积、接触斑点。第8章机器装配工艺基础2.装配精度与零件精度的关系高的装配精度，需要高的零件精度，但高的零件精度不一定能装配出高质量的机器，需要一定的装配工艺来保证。

主轴箱尾座底板床身等高度误差A0与主轴箱（A1）、尾座（A3）及底板（A2）的加工精度有关，是这些零件加工误差的累积。但等高度要求是很高的，如果仅仅靠提高A1、A2、A3的尺寸精度来保证是很不经济的，甚至在技术上也是很困难的。比较合理的办法是，首先按经济精度来确定各零部件的加工精度要求，然后对某个零件（一般对底板3）进行适当的修配来保证等高度要求的装配精度。零件加工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的加工精度。装配精度的合理保证，应从产品结构、机械加工和机械装配工艺等多方面进行综合考虑。

第8章机器装配工艺基础8.2.2装配尺寸链

1.装配尺寸链的概念

产品或部件在装配过程中，由相关零部件上的有关尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链称为装配尺寸链，装配精度要求常常就是封闭环A0（装配所要保证的装配精度或技术要求）。

装配尺寸链按照各环的几何特性和所处的空间位置可分为：线性尺寸链角度尺寸链平面尺寸链空间尺寸链第8章机器装配工艺基础2.装配尺寸链的建立(1)建立装配尺寸链的步骤①封闭环的确定——装配精度②组成环的确定——对装配精度有直接影响的零件尺寸或位置关系；从封闭环两端所依据的零件出发，沿装配精度要求的位置方向，以零件装配基准面为联系，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为止。其间经过的所有相关零件都是组成环。③画出尺寸链简图——画尺寸链简图时，一般以封闭环为基础，从其尺寸的一端出发，逐一把组成环的尺寸连接起来，直到封闭环尺寸另一端为止，这就是封闭原则。第8章机器装配工艺基础(2)建立装配尺寸链应注意的问题①

在保证装配精度的前提下，装配尺寸链组成环可适当简化

②装配尺寸链的组成应符合最短路线（环数最少）原则③装配尺寸链的“方向性”第8章机器装配工艺基础3.装配尺寸链的解算解算方法

极值法——特点是简单可靠，但当封闭环公差较小或组成环较多时，会使各组成环公差太小而导致加工困难，成本增加。

概率法——以概率论原理为基础建立的尺寸链解算方法，即为概率法。

(1)各环公差值的概率法计算

封闭环公差等于组成环公差平方和的平方根。

若组成环的公差带都相等，即Ti=TavgA，则可得各组成环的公差TavgA为

TavgA=极值法

TAV=To/m第8章机器装配工艺基础3.装配尺寸链的解算(2)各环平均尺寸Aav的计算第8章机器装配工艺基础8.3保证装配精度的方法

8.3.1互换装配法

实质是通过控制零件的加工误差来保证产品装配精度。互换法装配时，被装配的每一个零件不需作任何挑选、修配和调整，装配后就能达到规定精度要求。用互换法装配，其装配精度主要取决于零件的制造精度。1.完全互换装配法

条件：各有关零件的公差之和小于或等于装配允许公差。≤

特点：零件无需选择修整，即达装配要求。装配过程简单，生产率高，对工人要求不高，便于组织自动化装配；在各种生产类型中都应优先采用。但精度要求高组成环多时，组成环公差小制造困难。用于低精度或较高精度少环装配。第8章机器装配工艺基础【例题】如图8.7a所示齿轮与轴组件装配，齿轮空套在轴上，相对于固定轴回转，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.1～0.35mm。已知各相关零件基本尺寸为：A1=30mm，A2=5mm，A3=43mm，A4＝30-0.05mm（标准件），A5＝5mm。试用完全互换装配法确定各组成环的偏差

第8章机器装配工艺基础2．统计互换装配法（不完全互换装配法）

条件：相关零件公差平方之和的平方根小于或等于装配允许公差。实质是将组成环公差适当放大，零件容易加工。但有极少数产品精度超差。只有大批量生产时，加工误差才符合概率规律。故统计互换装配法常用于大批量生产、装配精度要求较高环数较多（大于4）的情况。TavgA=第8章机器装配工艺基础8.3.2分组装配法

定义——可将组成环公差增大若干倍（一般为2～４倍），使组成环零件可以按经济精度进行加工，然后再将各组成环按实际尺寸大小分为若干组，各对应组进行装配，同组零件具有互换性，并保证全部装配对象达到规定的装配精度，这就是分组法。实质——是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，按实际尺寸测量分组，对应组完全互换装配，达到装配精度要求。特点——扩大了组成环的制造公差，零件制造不高，但可获得高的装配精度。但增加了零件测量、分组、存储、运输的工作量。应用——大批大量生产中装配精度要求高、组成环数少的装配尺寸链中。

第8章机器装配工艺基础8.3.3修配装配法

定义——各组成环均按经济精度制造，而对其中某一环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在装配时用钳工或机械加工的方法将修配量去除，使装配对象达到设计所要求的装配精度。实质——是装配时去除补偿环的部分材料以改变其实际尺寸，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。特点——组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。但增加了修配工作,生产效率低,对装配工人技术要求高。应用——产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。第8章机器装配工艺基础8.3.4调整装配法

定义——组成环按经济精度加工，采用调整的方法改变某个组成环（称补偿环或调整环）的实际尺寸或位置，使封闭环达到其公差和极限偏差的要求。实质——是装配时调节调整件的相对位置，或选用合适的调整件，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。1.可动调整法

特点：零件精度不高可达较高装配精度，调整方便，应用很广。需增加一套调整装置，适于小批生产中。第8章机器装配工艺基础2.固定调整法

选择一个组成环作调整环，作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套等。在总装或部装时，通过对尺寸链中某些组成环误差的大小和方向的合理配置，达到使加工误差相互抵消或使加工误差对装配精度的影响减小的目的。3.误差抵消调整法

第8章机器装配工艺基础常用装配方法及其适用范围装配方法工艺特点

适用范围完全互换法

①配合件公差之和小于/等于规定装配公差；②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统计互换法①配合件公差平方和的平方根小于/等于规定的装配公差；②装配操作简单，便于流水作业；③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法

①零件按尺寸分组，将对应尺寸组零件装配在一起；②零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；固定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第8章机器装配工艺基础8.4装配工艺规程的制订

装配工艺规程——用文件的形式规定的装配工艺过程。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。

8.4.1制订装配工艺规程的基本要求和原始资料

1.制订装配工艺规程基本要求(原则)保证并力求提高产品装配质量，且要有一定的精度储备，以延长产品的使用寿命。(2)

提高装配效率，合理地安排装配顺序和工序，尽量减少钳工装配工作量，缩短装配周期。(3)尽量降低装配成本。(4)尽可能减少装配占地面积，提高单位面积的生产率。注意采用和发展新工艺、新技术第8章机器装配工艺基础制定装配工艺规程的任务制定装配工艺规程的任务是:根据产品图样、技术要求、验收标准和生产纲领、现有生产条件等原始资料，确定装配组织形式；划分装配单元和装配工序；拟定装配方法；包括计算时间定额，规定工序装配技术要求及质量检查方法和工具，确定装配过程中装配件的输送方法及所需设备和工具，提出专用夹具的设计任务书，编制装配工艺规程文件等。第8章机器装配工艺基础2．制定装配工艺规程所需的原始资料(1)产品的装配图及验收技术条件装配图应能清楚地表示出：所有零件相互连接的结构图；装配时应保证的尺寸；配合件的配合性质及精度；装配技术要求；零件的明细表等。产品验收的技术条件，检验的内容和方法，也是制订装配工艺规程的重要资料。

(2)产品的生产纲领——产品的生产纲领决定了产品的生产类型(3)现有的生产条件——装配工艺规程能够切合实际，符合生产要求。

(4)有关资料第8章机器装配工艺基础8.4.2制订装配工艺规程的步骤和方法

1.分析研究产品的装配图及验收技术条件

仔细研究产品的装配图和验收技术条件。深入了解产品及部件的具体结构、装配技术要求和检查验收的内容及方法；审查产品的装配工艺性；研究设计人员所确定的装配方法，进行必要的装配尺寸链分析计算。在产品分析过程中，若发现问题，应该与设计人员及时沟通并进行协商，共同研究解决解决办法，按规定程序进行更改。

2.装配方法和组织形式的确定装配方法和组织形式主要取决于产品的结构特点（包括重量、尺寸和复杂程度）、生产纲领和现有的生产条件。装配方法——选择装配方法的实质，就是研究以何种方式（完全互换装配法，选择装配法，调整装配法和修补装配法）来保证装配尺寸链封闭环的精度问题。确定时需要综合考虑加工与装配的关系，使产品获得最佳技术经济效果。第8章机器装配工艺基础(2)装配的组织形式①固定式装配

特点：装配占地面积大，要求工人有较高的技术水平，装配周期长，装配效率低。应用：单件小批生产、产品体积重量较大的产品的装配。固定式装配是产品在固定工作地点进行装配。产品的所有零、部件汇集在工作地附近。第8章机器装配工艺基础②移动式装配移动式装配是将产品或部件置于装配线上，从一个工作地移到另一个工作地，在每个工作地重复完成固定的工序，使用专用设备、夹具。在装配线上实现流水作业，因而效率高。移动式装配分为自由式移动装配和强制式移动装配。自由式移动装配是利用小车或托盘在辊道上自由移动。强制式移动又分为连续和间歇移动，是利用链式传送带进行的。移动式装配只适用于大批大量生产。第8章机器装配工艺基础3.划分装配单元，确定装配顺序将产品划分为部件、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。(2)选择装配基准件

(1)划分装配单元

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，有足够的支撑面和较多的公共结合面。(3)确定装配顺序，绘制装配系统图在划