第八章 装配与调整

1、第八章 装配与调整 8.1 装配的生产与组织形式装配的生产与组织形式 w机器的质量是以机器的工作性能、使用效果、可靠性及寿机器的质量是以机器的工作性能、使用效果、可靠性及寿 命等综合指标来评定的。这些指标除与产品结构设计有关外，命等综合指标来评定的。这些指标除与产品结构设计有关外， 还取决于零件的制造质量和机器的装配工艺及装配精度。还取决于零件的制造质量和机器的装配工艺及装配精度。机器机器 的质量最终是通过装配工艺来保证的的质量最终是通过装配工艺来保证的。若装配不当，即使零件。若装配不当，即使零件 的制造质量都合格，也不一定能够装配出合格产品。反之，即的制造质量都合格，也不一定能够装配出合格产

2、品。反之，即 使零件的质量不是十分良好，只要在装配中采取合适的工艺措使零件的质量不是十分良好，只要在装配中采取合适的工艺措 施，也能使产品达到规定的要求。施，也能使产品达到规定的要求。 w通过机器的装配，可以发现机器设计上的错误（不合理的通过机器的装配，可以发现机器设计上的错误（不合理的 结构与尺寸等）和零件加工工艺中存在的质量问题，并加以改结构与尺寸等）和零件加工工艺中存在的质量问题，并加以改 进。因此，进。因此，机器装配工艺过程又是机器生产的最终检验环节机器装配工艺过程又是机器生产的最终检验环节。 w研究装配工艺、选择合适的装配方法、制订合理的装配工研究装配工艺、选择合适的装配方法、制订合

3、理的装配工 艺规程，不仅是保证机器装配质量的手段，也是提高产品生产艺规程，不仅是保证机器装配质量的手段，也是提高产品生产 效率、降低制造成本的有力措施。效率、降低制造成本的有力措施。 8.1.1装配工艺规程装配工艺规程 1.装配的基本概念装配的基本概念 机器的装配是整个机器制造工艺过程中的最后机器的装配是整个机器制造工艺过程中的最后 一个环节，它包括一个环节，它包括装配装配（部装和总装）、调整、检（部装和总装）、调整、检 验和试验等工作。验和试验等工作。 w机器的装配机器的装配：按照规定的技术要求，将若干个零件按照规定的技术要求，将若干个零件 结合成组件，进一步结合成为部件，或将若干个零结合成

4、组件，进一步结合成为部件，或将若干个零 件和部件结合成产品的过程。件和部件结合成产品的过程。 w总装配：总装配：将若干个零件、组件、部件按规定的技术将若干个零件、组件、部件按规定的技术 要求，装配到基础零件上，使之成为一台完整的机要求，装配到基础零件上，使之成为一台完整的机 器。器。 w零件零件是组成机器的最小单元是组成机器的最小单元 w套件套件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件 构成的。它是最小的装配单元。为套件进行的装配构成的。它是最小的装配单元。为套件进行的装配 工作称为套装工作称为套装 w组件组件是在一个基准零件上，装上若干套件及零件而是在

5、一个基准零件上，装上若干套件及零件而 构成的。如机床主轴箱中的主轴，在基准轴件上装构成的。如机床主轴箱中的主轴，在基准轴件上装 上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件上齿轮、套、垫片、键及轴承的组合件称为组件 w部件部件是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和是在一个基准零件上，装上若干组件、套件和 零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的 功用。例如车床的主轴箱装配就是部装功用。例如车床的主轴箱装配就是部装 4 q 机器装配 机械装配是按规定的精度和技术要求，将构 成机器的零件结合成套件、组件、部件和产 品的过程。装配是机器制造中的后期工作

6、， 是决定产品质量的关键环节。 q 机器装配基本作业 q 机器装配精度 清洗 连接 校正、调整与配作 平衡 验收、试验 相互位置精度 相互运动精度 相互配合精度 套件装配齿轮 1基准零件 2铆钉 3齿轮 装配工作十分重要，对机器质量影响很大。若装装配工作十分重要，对机器质量影响很大。若装 配不当，即使所有机器零件加工都合乎质量要求，也配不当，即使所有机器零件加工都合乎质量要求，也 不一定能够装配出合格的、高质量的机器。反之，当不一定能够装配出合格的、高质量的机器。反之，当 零件制造质量并不十分精良时，只要装配过程中采用零件制造质量并不十分精良时，只要装配过程中采用 了合适的工艺方法，也能使机器

7、达到规定的要求。因了合适的工艺方法，也能使机器达到规定的要求。因 此，研究和制订合理的装配工艺规程，采用有效的装此，研究和制订合理的装配工艺规程，采用有效的装 配方法，对于保证机器的装配精度，提高生产率和降配方法，对于保证机器的装配精度，提高生产率和降 低成本，都具有十分重要的意义。低成本，都具有十分重要的意义。 w2.2.装配工艺规程的制定装配工艺规程的制定 将装配工艺过程用文件形式规定下来就是 装配工艺规程。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。 从广义上讲，机器及其部件、组件装配图，尺 寸链分析图，各种装配夹具的应用图，检验方法图 及其说明，零件机械加

8、工技术要求一览表，各个 “装配单元”及整台机器的运转、试验规程及其所 用设备图，以至于装配周期表等，均属于装配工艺 范围内的文件。 （1）制定原则和原始资料）制定原则和原始资料 制定装配工艺规程的基本制定装配工艺规程的基本原则原则 1）保证产品装配质量，力求提高质量，以延）保证产品装配质量，力求提高质量，以延 长产品的使用寿命。长产品的使用寿命。 2）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工）合理安排装配顺序和工序，尽量减少钳工 手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。手工劳动量，缩短装配周期，提高装配效率。 3）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的）尽量减少装配占地面积，提高单位面积的 生产率。

9、生产率。 4）要尽量减少装配工作所占的成本。）要尽量减少装配工作所占的成本。 制定装配工艺规程的制定装配工艺规程的原始资料原始资料 w1）产品的装配图）产品的装配图 w2）验收技术标准）验收技术标准 w3）产品的生产纲领）产品的生产纲领 w4）生产条件）生产条件 （2）制定装配工艺规程的步骤）制定装配工艺规程的步骤 1、研究产品的装配图及验收技术条件、研究产品的装配图及验收技术条件 审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的审核产品图样的完整性、正确性；分析产品的 结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收结构工艺性；审核产品装配的技术要求和验收 标准；分析与计算产品装配尺寸链标准；分析与计算产品

10、装配尺寸链 分析产品图样，掌握装配的技术要求和验收标准。 对产品的结构进行尺寸分析（就是根据装配精度 要求，建立适当的装配尺寸链，并对装配尺寸 链进行分析和计算）和工艺分析（就是对装配 结构的工艺性进行分析，确定产品结构是否便 于装配拆卸和维修等 ）。 2、确定装配方法与组织形式、确定装配方法与组织形式 装配的方法和组织形式主要取决于产品的结 构特点（尺寸和重量等）和生产纲领，并应 考虑现有的生产技术条件和设备。 装配组织形式主要分为固定式和移动式两种 3、划分装配单元，确定装配顺序、划分装配单元，确定装配顺序 各级装配单元装配时，先要确定一个基准件 先进入装配，然后安排其它零件、组件或部件进

11、 入装配的顺序。如车床装配时，床身是一个基准 件先进入总装，其他的装配单元再依次进入装配。 安排装配顺序的一般原则为：先下后上，先内 后外，先难后易、先重大后轻小，先精密后一般。 4、划分装配工序、划分装配工序 工序集中与分散、确定工序内容、确定工艺装备、制工序集中与分散、确定工序内容、确定工艺装备、制 定操作规范、制定各工序装配质量要求、检测规范、确定操作规范、制定各工序装配质量要求、检测规范、确 定工序时间定额，平衡各工序节拍定工序时间定额，平衡各工序节拍 确定工时定额及工人的技术等级。目前装配的工时 定额大都根据实践经验估计，工人的技术等级并 不作严格规定。但必须安排有经验的技术熟练的

12、工人在关键的装配岗位上操作，以把好质量关。 确定装配工艺方法及设备。必须选择合适的装配方 法及所需的设备、工具、夹具和量具等。当车间 没有现成的设备、工具、夹具、量具时，还得提 出设计任务书。所用的工艺参数可参照经验数据 或计算确定。 w5、编写装配工艺文件、编写装配工艺文件 装配工艺规程中的装配工艺过程卡片和装配工 序卡片的编写方法与机械加工的工艺过程卡和工序 卡基本相同。在单件小批生产中，一般只编写工艺 过程卡，对关键工序才编写工序卡。在生产批量较 大时，除编写工艺过程卡外还需编写详细的工序卡 及工艺守则。 装配工艺流程图可以直观地表示出单元的划分和 装配顺序。其具体方法如下： 13 装配

13、工艺流程图装配工艺流程图 （l）先画一条横线。）先画一条横线。 （2）横线左端画一个小长方格，代表基准件。在长方）横线左端画一个小长方格，代表基准件。在长方 格中注明装配单元的名称、编号和数量。格中注明装配单元的名称、编号和数量。 （3）横线的右端也画一个小长方格，代表装配的成品。）横线的右端也画一个小长方格，代表装配的成品。 （4）横线自左至右表示装配的顺序。直接进行装配的）横线自左至右表示装配的顺序。直接进行装配的 零件画在横线的上面，组件画在横线下面。零件画在横线的上面，组件画在横线下面。 基准零件机器 零 件 零 件 零 件 零 件 零 件 部 件 部 件 组 件 套 件 零 件 8.

14、1.3 8.1.3装配的组织形式装配的组织形式 8.1.28.1.2一般装配过程一般装配过程 装配的组织形式装配的组织形式的选择主要取决于机器的结构特点的选择主要取决于机器的结构特点(包括重量、包括重量、 尺寸和复杂程度尺寸和复杂程度)、生产纲领和现有生产条件。、生产纲领和现有生产条件。 按机器产品在装配过程中移动与否，装配的组织形式分为按机器产品在装配过程中移动与否，装配的组织形式分为固固 定式和移动式定式和移动式两种。两种。 装配的组织形式确定以后，装配方式、工作点的布置、工装配的组织形式确定以后，装配方式、工作点的布置、工 序的分散与集中以及每道工序的具体内容也根据装配的组织序的分散与集

15、中以及每道工序的具体内容也根据装配的组织 形式而确定。固定式装配工序集中，移动式装配工序分散。形式而确定。固定式装配工序集中，移动式装配工序分散。 固定式装配组织形式固定式装配组织形式是在一个固定的地点进行全部装配工作，是在一个固定的地点进行全部装配工作， 机器在装配过程中不移动，多用于单件小批生产或重型产品机器在装配过程中不移动，多用于单件小批生产或重型产品 的成批生产。固定式装配也可以按装组织工人专业分工和按的成批生产。固定式装配也可以按装组织工人专业分工和按 照装配顺序轮流到各产品点进行装配，这种装配组织形式称照装配顺序轮流到各产品点进行装配，这种装配组织形式称 为固定流水装配，多用于成

16、批生产结构比较复杂、工序数多为固定流水装配，多用于成批生产结构比较复杂、工序数多 的大型、重型机器，如机床、汽轮机的装配。的大型、重型机器，如机床、汽轮机的装配。 移动式装配移动式装配是将零、部件用输送带或小车按装配顺序从一个装是将零、部件用输送带或小车按装配顺序从一个装 配地点移动到下一个装配地点，各装配地点分别完成一部分配地点移动到下一个装配地点，各装配地点分别完成一部分 装配工作，全部装配工作分散到各个装配地点分别进行，全装配工作，全部装配工作分散到各个装配地点分别进行，全 部装配地点完成机器的全部装配工作。部装配地点完成机器的全部装配工作。 移动式装配按移动的形式可分为连续移动和间歇移

17、动两移动式装配按移动的形式可分为连续移动和间歇移动两 种。种。 连续移动式装配连续移动式装配即装配线连续按节拍移动。在每一个装即装配线连续按节拍移动。在每一个装 配地点，工人一边装配机器，一边跟随装配线走动，工序装配地点，工人一边装配机器，一边跟随装配线走动，工序装 配工作完毕立即回到原位继续重复装配；配工作完毕立即回到原位继续重复装配； 间歇移动式装配间歇移动式装配是每一个装配地点装配时产品不动，工是每一个装配地点装配时产品不动，工 人在规定时间节拍人在规定时间节拍)内完成装配规定工作后，机器再被生内完成装配规定工作后，机器再被生 产线输送到下一工作地点。产线输送到下一工作地点。 移动式装配

18、按移动时节拍变化与否又可分为移动式装配按移动时节拍变化与否又可分为强制节拍强制节拍和和 变节拍变节拍两种。两种。 变节拍式移动比较灵活，具有柔性适合多品种装配。移变节拍式移动比较灵活，具有柔性适合多品种装配。移 动式装配常用于大批大量生产组成流水作业线或自动线，如动式装配常用于大批大量生产组成流水作业线或自动线，如 汽车、拖拉机、仪器仪表等产品的装配。汽车、拖拉机、仪器仪表等产品的装配。 8.2结构工艺性结构工艺性 在机械设计中综合考虑制造、装配工艺、维修在机械设计中综合考虑制造、装配工艺、维修 及成本等方面的技术，称为机械设计工艺性。机器及成本等方面的技术，称为机械设计工艺性。机器 及其零部

19、件的工艺性主要体现于结构设计当中，所及其零部件的工艺性主要体现于结构设计当中，所 以又称为结构设计工艺性。零件结构设计工艺性，以又称为结构设计工艺性。零件结构设计工艺性， 简称零件简称零件结构工艺性结构工艺性，是指所设计的零件在满足使，是指所设计的零件在满足使 用要求的条件下制造的可行性和经济性。用要求的条件下制造的可行性和经济性。 零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全零件结构工艺性存在于零部件生产和使用的全 过程，包括：材料选择、毛坯生产、机械加工、热过程，包括：材料选择、毛坯生产、机械加工、热 处理、机器装配、机器使用、维护，直至报废、回处理、机器装配、机器使用、维护，直至报废、回 收

20、和再利用等。收和再利用等。 8.2.1结构工艺性指标结构工艺性指标 8.2.2零件结构工艺性分析零件结构工艺性分析 对于零件机械加工结构工艺性，主要从零件加工 的难易性和加工成本两方面考虑。在满足使用要求 的前提下，一般对零件的技术要求应尽量降低，同 时对零件每一个加工表面的设计，应充分考虑其可 加工性和加工的经济性，使其加工工艺路线简单， 有利于提高生产效率，并尽可能使用标准刀具和通 用工装等，以降低加工成本。此外零件机械加工结 构工艺性还要考虑以下要求： 1）设计的结构要有足够的加工空间，以保证刀具 能够接近加工部位，留有必要的退刀槽和越程槽等； 2）设计的结构应便于加工，如应尽量避免使钻

21、 头在斜面上钻孔； 3）尽量减少加工面积，如对大平面或长孔合理 加设空刀等； 4）从提高生产率的角度考虑，在结构设计中应 尽量使零件上相似的结构要素（如退刀槽、键槽等） 规格相同，并应使类似的加工面（如凸台面、键槽等） 位于同一平面上或同一轴截面上，以减少换刀或安装 次数及调整时间； 5）零件结构设计应便于加工时的安装与夹紧。 8.2.3 仪器的结构工艺性分析 w 仪器的装配工艺性要求仪器结构在装配过程 中，使相互联接的零部件不用或少用修配和机械加 工，就能按要求顺利地、花比较少的劳动量装配起 来并达到规定的装配精度。 装配对零部件结构工艺性的要求，主要是使装 配周期最短、劳动量最少、而且操作

22、方便容易达到 装配精度要求。 （1）将结构分拆成若干个独立的装配单元 （2）尽量减少装配时的修配和机械加工 （3）尽量使装配和拆卸方便 w w 装配和维修对零件结构工艺性的要求主要包括： 能够组成单独的部件或装配单元、应具有合适的装 配基面、考虑装配和拆卸的方便性、考虑设备维护 的方便性、选择合理的调整或补偿环以及尽量减少 修配工作量等 8.3 尺寸链尺寸链 w尺寸链分类尺寸链分类 按应用场合：装配尺寸链 工艺尺寸链 按各环的几何特性：长度尺寸链 角度尺寸 链 按相互联系形态：基本尺寸链 并联尺寸链 在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互在机器装配关系中，由相关零件的尺寸或相互 位置关系所组

23、成的尺寸链，称为位置关系所组成的尺寸链，称为装配尺寸链装配尺寸链。 装配尺寸链的装配尺寸链的封闭环封闭环是装配过程所要保证的机是装配过程所要保证的机 器装配精度或技术要求。封闭环（装配精度）是通器装配精度或技术要求。封闭环（装配精度）是通 过装配过程最终形成或保证的尺寸或位置关系。过装配过程最终形成或保证的尺寸或位置关系。 装配尺寸链也是一种尺寸链，具有尺寸链的共装配尺寸链也是一种尺寸链，具有尺寸链的共 性。装配尺寸链也具有性。装配尺寸链也具有封闭性封闭性和和关联性关联性等。等。 同样，按照各个组成环和封闭环的几何特征和同样，按照各个组成环和封闭环的几何特征和 所处空间位置分布情况可以分为所处

24、空间位置分布情况可以分为直线尺寸链直线尺寸链、平面平面 尺寸链尺寸链和和空间尺寸链空间尺寸链和和角度尺寸链角度尺寸链。 工程上，直线尺寸链是最常见的尺寸链。工程上，直线尺寸链是最常见的尺寸链。 8.3 装配尺寸链装配尺寸链 w除有一般尺寸链的除有一般尺寸链的特点特点外，还有：外，还有： w封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某 项装配精度；项装配精度； w封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装封闭环在装配后才能形成，不具有独立性（装 配精度只有装配后才能测量）；配精度只有装配后才能测量）； w各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在各组成环不是仅在一

25、个零件上的尺寸，而是在 几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸；几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸； w装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺装配尺寸链形式较多，有线性尺寸链、角度尺 寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。寸链、平面尺寸链、空间尺寸链。 在装配尺寸链中，装配精度是封闭环，相关零件的设 计尺寸是组成环。如何查找对某装配精度有影响的 相关零件，进而选择合理的装配方法和确定这些零 件的加工精度，是建立装配尺寸链和求解装配尺寸 链的关键。 w装配尺寸链的组成和查明方法是：取封闭环两端的 那两个零件为起点，沿着装配精度要求的位置方向， 以装配基准面为联系线索，分别查明装配关系中影 响装配精度要

26、求的那些有关零件，直至找到同一个 基准零件甚至是同一个基准表面为止。 w查找装配尺寸链时，应注意以下原则查找装配尺寸链时，应注意以下原则 （1）查找装配尺寸链时，在保证装配精度的前提下 可略去那些影响较小的因素，使装配尺寸链的组成 环适当简化。 尺寸链简化： 只有当A0的精度要求很高时，才有必要考虑各同轴度误差和导轨 直线度误差；否则，均忽略不计。 27 （2）装配尺寸链组成的最短路线原则 装配尺寸链的组成环是对装配精度发生直接影响的 那些零、部件的尺寸。在查找装配尺寸链组成环时， 遵循最短路线原则。 最短路线原则要求每个装配相关的零、部件 只应有一个尺寸作为组成环列入装配尺寸链，即将 连接两

27、个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件 图上。这样，组成环的数目就等于有关零、部件的 数目，即“一件一环”，此时装配尺寸链环数最少 。 30 装配尺寸链装配尺寸链的计算包括的计算包括： (1)正计算正计算用于验算。用于验算。 (2)反计算反计算用于设计。用于设计。 (3)中间计算法中间计算法/相依尺寸公差法相依尺寸公差法 将一些比较难以加工将一些比较难以加工 或不宜改变其公差的组成环的公差先确定下来，只将或不宜改变其公差的组成环的公差先确定下来，只将极少数极少数 或比较容易加工或生产上受限制较小的组成环作为试凑对象或比较容易加工或生产上受限制较小的组成环作为试凑对象。 此环即为此环即为“相依尺

28、寸相依尺寸”。(协调环协调环) 计算方法有：计算方法有： (1)极值法极值法 (2)概率法概率法 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法 （1）极值法极值法 极值法的优点是计算简单，极值法设计的零件具有完全极值法的优点是计算简单，极值法设计的零件具有完全 的互换性。的互换性。 由于装配尺寸链的环数往往较多，装配尺寸链极值法计由于装配尺寸链的环数往往较多，装配尺寸链极值法计 算常采用对称公差法。算常采用对称公差法。 极值法的公式是根据极大极小的极端情况推导出来的，极值法的公式是根据极大极小的极端情况推导出来的， 故在既定封闭环的情况下，计算出的组成环公差往往过于严故在既定封闭环的情况下，计算出

29、的组成环公差往往过于严 格。格。 特别是在封闭环精度要求高、组成环数目多时，计算出特别是在封闭环精度要求高、组成环数目多时，计算出 的组成环公差过小，甚至无法用机械加工来保证。的组成环公差过小，甚至无法用机械加工来保证。 式中式中 封闭环极值公差；封闭环极值公差； 封闭环极值公差要求值；封闭环极值公差要求值； 第第i个组成环公差；个组成环公差； 为第为第i个组成环传递系数；个组成环传递系数； m为组成环环数。为组成环环数。 在利用极值法对直线尺寸链进行正计算时，为保证在利用极值法对直线尺寸链进行正计算时，为保证 装配精度要求，装配精度要求，各组成环公差之和必须小于或等于封闭各组成环公差之和必须

30、小于或等于封闭 环公差环公差，即，即 L TT 00 m i iiL TT 1 0 L T0 0 T i T i 在进行直线尺寸链反计算时，可按在进行直线尺寸链反计算时，可按“等公差等公差”原则确原则确 定各组成环的平均极值公差定各组成环的平均极值公差 m T TavL 0 然后，根据各组成环尺才的加工难易程度对它们的公差进行适然后，根据各组成环尺才的加工难易程度对它们的公差进行适 当的调整。当的调整。 （2）概率法）概率法 根据数理统计理论，每个组成环尺寸处于极限情况的根据数理统计理论，每个组成环尺寸处于极限情况的 机会是很少的，特别是在大批量生产中，若组成环数目较机会是很少的，特别是在大批量生产中，若组成环数目较 多。装配过程中各零件的组合均趋于极限情况的概率非常多。装配过程中各零件的组合均趋于极限情况的概率非常 小，因此采用概率解法计算装配尺寸链更为合理。采用概小，因此采用概率解法计算装配尺寸链更为合理。采用概 率法计算装配尺寸链，可以扩大各零件的制造公差，降低率法计算装配尺寸