装配尺寸链的计算

1、装配工艺与尺寸链,按规定的技术要求，将零件、组件和部件进行配合和联接，使之成为半成品或成品的工艺过程称为装配,把零件、组件装配成部件的过程称为部装,把零件、组件和部件装配成产品的过程称为总装,基本概念,机器装配精度,装配精度的内容,尺寸精度,位置精度,运动精度,接触精度,装配精度与零件精度的关系,机器的质量是通过装配质量最终得以保证的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用,如果装配不当，即使零件的加工质量再高，仍可能出现不合格产品,相反，即使零件的加工质量不是很高，但在装配时采用了合适的工艺方法，依然可能使产品达到规定的精度要求,产品的质量取决于：,影响装配精度的因素,零件的加工精度,

2、零件之间的配合要求和接触质量,零件的变形,旋转零件的不平衡,工人的装配技术,4.9.1 装配 尺寸链,机械制造基础第12章,目的：,1、机械产品、工装夹具等设计过程中，从装配图拆画零件图时，确定每个零件的尺寸公差和偏差 2、确定用什么方法来保证装配精度 重点：装配尺寸链的解算与应用,车床尾座部件：要保证装配间隙A0，标注零件尺寸公差和偏差,上学期设计的多轴钻床,装配尺寸链的 基本概念及其特征,机器装配过程中，由相关零件的尺寸或相互位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链,装配尺寸链的特点,封闭环是装配时要保证的装配精度或技术要求,各组成环分别属于不同的零件或部件,装配尺寸链的建立,1）看图：看清

3、装配关系，找到各零件的装配基准,2）明确装配要求封闭环,遵守最短路线原则： 组成环数等于相关零件数，即一件一环,3）查找组成环：从封闭环起,一件一环原则（b错）,精度低时适当简化精度高时考虑配合间隙和形位公差,。,最短路线原则,4.9.2 装配方法的选择 （保证装配精度的 工艺方法）,机械制造基础第12章,在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。,实质,1、互换法,根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互换法和不完全互换法,定义,方法,（1） 完全互换法,用极值法解尺寸链,与解算工艺尺寸链的计算公式相同, 计算封闭环的基本尺寸，定出其上下偏差 计算各组成环的平均公差 选协调

4、环，分配公差，确定偏差 计算协调环的上、下偏差,计算步骤,解：1、完全互换法 画出装配尺寸链图,其中 A1 A2为增环，A3、A4 A5为 减环，A0为封闭环。,A0=(A1+A2)-(A3+A4+A5) =150-150=0, 确定各组成环尺寸公差和上下偏差 T1+ T2+ T3+ T4+ T5 T0= 0.50 TavA= T0L/5=0.1 考虑加工难易调整各公差T1=0.2， T2=0.1， T3= T5=0.05 按入体原则分配公差。留A4为协调环，按尺寸链计算, 确定协调环公差及上下偏差 T4= T0 T1 T2 T3 T5=0.1 EIA0=EIA1+EIA2ESA3ESA4ES

5、A5 ESA0=ESA1+ESA2EIA3EIA4EIA5 ESA4= 0.20 EIA4 = 0.30 A4=140-0.20,-0.30,特点,应用,（2）大数互换法（ 不完全互换法）,定义,实质,方法,用概率法解尺寸链 ： 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。 确定各组成环尺寸公差及偏差 i =1， k i =1 各组成环平均公差,按加工难易，调整各组成环公差： T1=0.4，T2=0.2， T3= T5=0.08 ，按入体原则分配公差, 确定协调环公差及上下偏差 0.52= 0.42+ 0.22+ 0.082+ T42+ 0.082 T4=0.192 中间偏差0=(1+2

6、)-(3+4+5) i=(ESi+EIi)/2 4=-0.07 ESA4=4+T4/2=+0.026 EIA4=4T4/2=0.166,注意：不能用极值法的公式计算上下偏差，只能先计算中间偏差，再加减半个公差！, 核算封闭环的极限偏差 0=(1+2)-(3+4+5)= (0.2+0.1)-(-0.04-0.07-0.04)=0.45 T02= T12 + T22 + T32 + T42+ T52 T0=0.5 求封闭环极限偏差，得： ESA0=0+T0/2 =0.70 EIA0=0T0/2=0.20,由以上两种方法的解算结果看出: 概率法算得的各组成环公差比极值法约扩大了一倍但必须是大批量生产

7、才行。,特点,应用,2. 选配法,将配合零件按经济精度制造，然后，选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的一种方法。,（1）直接选配法,（2）分组选配法,定义,实质,右图所示为发动机活塞、活塞销和连杆的组装简图，其中活塞销与活塞销孔为过盈配合，活塞销与连杆小头孔为间隙配合。 根据装配技术要求，活塞销孔直径D与活塞销直径d在冷态装配时，应有0.00250.0075mm的过盈量。,分组选配法计算,活塞、活塞销和连杆分组装配实例 a) 组装简图 b) 分组示意图 1 活塞 2连杆 3活塞销 4挡圈,从公差与配合的知识可知： Ymin=ESD-eid=-0.0025mm Ymax=EID-esd=-0

8、.0075mm Ymin-Ymax=T0= TD+Td=0.005mm,采用完全互换法装配 销与销孔的平均公差：TD=Td=0.0025mm 一轴配两孔，先定轴： 设销直径为 计算销孔直径为,采用分组装配法 将它们的公差都按同方向放大四倍，（下偏差不动，上偏差上移）得 d= ， D= 。 按尺寸大小分成四组，列表，工件按组涂上不同颜色便于分组装配。,图示为活塞销与活塞销孔的装配，直径为28mm，过盈量为0.00250.0075mm,1)配合件公差应当相等；公差要向同方向增大；增大的倍数要等于分组数。 2）要保证分组后各组的配合精度和配合性质符合原设计要求，原规定的形位公差和表面粗糙度值不能随公

9、差增大而增大。 3)为保证对应组内相配件数量的配套，相配件的尺寸分布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与之配套。 4)分组数不宜太多。 分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有23个。,应用分组装配法必须注意以下几点,特点,应用,（3）复合选配法,3. 修配法,定义,实质,特点,应用,（1）单件修配法 （2）合并加工修配法 （3） 自身加工修配法,修配方法,应用单件修配法必须注意以下几点,修配环 的选择,（1）易于修配、便于装卸 （2）尽量不选公共环为修配环,单件修配法解算步骤,（1）建立装配尺寸链 （2）选择修配环： 原则：便于拆装、易于修配；不是公

10、共环。 （3）确定其他组成环尺寸的公差和偏差 （4）验算最大修配量Fmax=T0-T0不可过大 （5）计算修配环尺寸的上下偏差 要点：确保有修配余量,只有1个偏差可以用极值法的公式： 原则,另一个偏差用加上或减去公差的办法计算,右图是CA6140卧室车床主轴局部的装配简图,要求A0=0.10.35mm,已知各组成环的基本尺寸为A1=43mm, A2=5mm,A3=30mm,A4=3 mm,A5=5mm,A4为标准尺寸,试按修配法求出各组成环的公差及上、下偏差。,A2,4、调整法,定义,实质,调整法有三种方法：,可动调整法,选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精度的方法。,需要计算调整环的各档尺寸及其偏差,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。,1、建立尺寸链 2、选择调整环：选A5 3、确定组成环公差、偏差 4、确定调整范围s=T1+T2+T3+T4 5、确定分组数i 分组间隔=T0-T5 i=s/，取整 6、计算调整环A5的尺寸系列,要求A0=0.050.2mm,已知各组成环的基