装配尺寸链的计算行业研究

1、装配工艺与尺寸链装配工艺与尺寸链 按规定的技术要求，将零件、组件按规定的技术要求，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半成品或成品的工艺过程称为装配装配把零件、组件装配成部件的过程把零件、组件装配成部件的过程称为称为部装部装把零件、组件和部件装配成产品把零件、组件和部件装配成产品的过程称为的过程称为总装总装基本基本概念概念1谷风优质机器装配精度机器装配精度 装配精度的内容装配精度的内容2谷风优质装配精度与零件精度的关系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，装配工艺方法对保得以保证

2、的，装配工艺方法对保证机器的质量有着很重要的作用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，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然可能使产品达到规定的精度要求 产品的质量取决于：产品的质量取决于：3谷风优质影响装配精度的因素影响装配精度的因素零件的加工精度零件的加工精度零件之间的配合要求和接触质量零件之间的配合要求和接触质量零件的变形零件的变形旋转零件的不平衡旋转

3、零件的不平衡工人的装配技术工人的装配技术4谷风优质机械制造基础机械制造基础第第12章章5谷风优质目的：目的：1、机械产品、工装夹具等设计过程中，从装机械产品、工装夹具等设计过程中，从装配图拆画零件图时，配图拆画零件图时，确定每个零件的尺寸公确定每个零件的尺寸公差和偏差差和偏差 2、确定用什么方法来保证装配精度、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重点：装配尺寸链的解算与应用6谷风优质车床尾座部车床尾座部件：要保证件：要保证装配间隙装配间隙a0，标注零件尺标注零件尺寸公差和偏寸公差和偏差差a1a2a3b1b2c1c27谷风优质上学期设计的多轴钻床上学期设计的多轴钻床8谷风优

4、质装配尺寸链的装配尺寸链的基本概念及其特征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装配尺寸链的特点封闭环是装配时封闭环是装配时要保证的装配精要保证的装配精度或技术要求度或技术要求各组成环分别属于各组成环分别属于不同的零件或部件不同的零件或部件9谷风优质装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立1）看图：看清装配关系，找到各零件的装）看图：看清装配关系，找到各零件的装配基准配基准2）明确装配要求）明确装配要求封闭环封闭环遵守最短路线原则：遵守最短路线原则：组成环数

5、等于相关零件数，即组成环数等于相关零件数，即一件一环一件一环3）查找组成环：从封闭环起）查找组成环：从封闭环起10谷风优质一件一环原则一件一环原则（b错）错）11谷风优质精度低时适当简化精度低时适当简化精度高时考虑配合间隙和形位公差精度高时考虑配合间隙和形位公差。12谷风优质13谷风优质最短路线原则最短路线原则14谷风优质机械制造基础机械制造基础第第12章章15谷风优质 在装配过程中，零件互换后仍能达到装配在装配过程中，零件互换后仍能达到装配精度要求的装配方法。精度要求的装配方法。实质实质 其实质是用控制零件加工误差来其实质是用控制零件加工误差来保证装配精度。保证装配精度。1、互换法、互换法

6、根据零件的互换程度不同，互换法又可分为完全互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换法和不完全互换法16谷风优质 合格的零件在进入装配时，不经任何选择、合格的零件在进入装配时，不经任何选择、调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精调整和修配就可以使装配对象全部达到装配精度的装配方法，称之为完全互换法。度的装配方法，称之为完全互换法。定义定义方法方法 其方法是各有关零件公差之和应小于或其方法是各有关零件公差之和应小于或等于装配公差。等于装配公差。（1） 完全互换法完全互换法110niiatat17谷风优质用极值法解尺寸链用极值法解尺寸链与解算工艺尺寸链的与解算工艺尺寸链的

7、计算公式相同计算公式相同 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计算各组成环的平均公差 选协调环，分配公差，确定偏差选协调环，分配公差，确定偏差 计算协调环的上、下偏差计算协调环的上、下偏差计算步骤计算步骤18谷风优质解：解：1、完全互换法、完全互换法 画出装配尺寸链图画出装配尺寸链图, ,其中其中 a1 a2为增环，为增环，a3、a4 a5为为 减环，减环，a0为封闭环。为封闭环。 例：例：齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙齿轮箱部件中，要求装配后的轴向间隙 0.20.7mm 。有关零件基本尺寸是：有关零件基本尺寸是：a1=122，a

8、2=28，a3=5，a4=140，a5=5。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的。分别按极值法和概率法确定各组成环零件尺寸的公差及上下偏差。公差及上下偏差。a0=(a1+a2)-(a3+a4+a5) =150-150=05 . 02 . 07 . 0007 . 02 . 00ta19谷风优质特点特点应用应用特点：装配工作简单，生产率高，有利于组成特点：装配工作简单，生产率高，有利于组成流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配流水生产、协作生产，同时也有利于维修和配件制造，生产成本低件制造，生产成本低。 但当装配精度要求较高，组成环较多时，但当装配精度要求较高，组成环较多时，零件难以按经济

9、精度制造。零件难以按经济精度制造。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。用于少环尺寸链或精度不高的多环尺寸链中。适用于任何生产类型。适用于任何生产类型。 20谷风优质（2）大数互换法（）大数互换法（ 不完全互换法）不完全互换法）指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须指机器或部件的所有合格零件，在装配时无须选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能选择、修配或改变其大小或位置，装入后即能使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法使绝大多数装配对象达到装配精度的装配方法。定义定义实质实质方法方法其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，其实质是零件按经济精度制造，公差适当放大，零件加工容易，但会使

10、少数产品装配精度达不零件加工容易，但会使少数产品装配精度达不到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。到要求，但这是小概率事情，总体经济可行。各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公各有关零件公差平方之和应小于或等于装配公差的平方。差的平方。1120niiatat)(110atnntav21谷风优质用概率法解尺寸链用概率法解尺寸链 ： 设各环尺寸正态分布，尺寸分布中心与公差带中心重合。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确定各组成环尺寸公差及偏差 i =1=1， k i =1=1 各组成环平均公差各组成环平均公差 0.2250.51osaavs,mtt按

11、加工难易，调整各组成环公差按加工难易，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，按入体原则分配公差 确定协调环公差及上下偏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 中间偏差中间偏差0=(1+2)-(3+4+5) i=(esi+eii)/2 4=-0.07 esa4=4+t4/2=+0.026 eia4=4t4/2=0.166 22谷风优质 核算封闭环的极限偏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)

12、=0.45 t02= t12 + t22 + t32 + t42+ t52 t0=0.5 求封闭环极限偏差，得：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才行。是大批量生产才行。 23谷风优质特点特点应用应用特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造成本低，装配过程简单，生产效率高。本低，装配过程简单，生产效率高。 但会有少数产品达不到

13、规定的装配精度要但会有少数产品达不到规定的装配精度要求，要采取另外的返修措施。求，要采取另外的返修措施。用于大批大量生产中装配精度要求高、组成用于大批大量生产中装配精度要求高、组成环较多的尺寸链中。环较多的尺寸链中。 24谷风优质2. 选配法选配法（1）直接选配法）直接选配法（2）分组选配法）分组选配法（3）复合选配法）复合选配法将配合零件按经济将配合零件按经济精度制造，然后，精度制造，然后，选择合适的零件进选择合适的零件进行装配，以保证装行装配，以保证装配精度的一种方法。配精度的一种方法。25谷风优质 装配工人从许多待装配的零件中，凭经装配工人从许多待装配的零件中，凭经验挑选合格的零件通过试

14、凑进行装配的方法。验挑选合格的零件通过试凑进行装配的方法。优点：简单，不需要将零件分组，但挑选零优点：简单，不需要将零件分组，但挑选零件时间长，劳动量大，装配质量取决于工人件时间长，劳动量大，装配质量取决于工人的技术水平，不宜用于节拍要求较严的大批的技术水平，不宜用于节拍要求较严的大批大量生产。这种装配方法没有互换性。大量生产。这种装配方法没有互换性。（1）直接选配法）直接选配法26谷风优质（2）分组选配法）分组选配法 可将组成环公差增大若干倍（一般为可将组成环公差增大若干倍（一般为2倍），使组成环零件可以按经济精度进行加倍），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

15、分为若工，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，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。这就是分组法。定义定义实质实质 其实质是零件按经济精度制造，公差适当其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，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。对应组完全互换装配，达到装配精度要求。27谷风优质右图所示为发动机活塞、活塞右图所示为发动机活塞、活塞销和连杆的组装简图，其中活销和连杆的组装简图，其中活

16、塞销与活塞销孔为过盈配合，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活塞销与连杆小头孔为间隙配合。合。 根据装配技术要求，活塞根据装配技术要求，活塞销孔直径销孔直径d与活塞销直径与活塞销直径d在冷在冷态装配时，应有态装配时，应有0.00250.0075mm的过盈量。的过盈量。分组选配法计算分组选配法计算28谷风优质从公差与配合的知识可知：从公差与配合的知识可知：ymin=esd-eid=-0.0025mmymax=eid-esd=-0.0075mmymin-ymax=t0= td+td=0.005mm采用完全互换法装配采用完全互换法装配 销与销孔的平均公差：销与销孔的平均公差：td=

17、td=0.0025mm一轴配两孔，一轴配两孔，先定轴：先定轴： 设销直径为设销直径为 计算计算销孔直径为销孔直径为 0100.00125.0250150.00175.02529谷风优质 采用分组装配法采用分组装配法将它们的公差都按同方向放大四倍，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（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。涂上不同颜色便于分组装配。 0025.00125.0250075.00175.02530谷风优质 图示为活塞销与活塞销孔的装配，直径为28mm，过盈量为

18、0.00250.0075mm31谷风优质 1)配合件公差应当相等；公差要向同方向增大；增大的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。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）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差增大计要求，原规定的形位公差和表面粗糙度值不能随公差增大而增大。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。布应相同。不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批不配套的零件聚集至一定数量时，专门加工一批零件与

19、之配套。零件与之配套。 4) 分组数不宜太多。分组数不宜太多。 分组法只适用于封闭环精度要求很分组法只适用于封闭环精度要求很高的少环尺寸链，一般相关零件只有高的少环尺寸链，一般相关零件只有23个。个。应用分组装配法必须注意以下几点应用分组装配法必须注意以下几点32谷风优质特点特点应用应用特点：扩大了组成环的制造公差，零件制造不特点：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。高，但可获得高的装配精度。 但增加了零件测量、分组、存储、运输的但增加了零件测量、分组、存储、运输的工作量。工作量。 用于大批大量生产中用于大批大量生产中装配精度要求高、装配精度要求高、组成环数少组成环数少

20、的装配尺寸链中。的装配尺寸链中。 33谷风优质将上述两种方法的综合，即将零件预先将上述两种方法的综合，即将零件预先测量分组，装配时再在各对应组内凭工测量分组，装配时再在各对应组内凭工人经验直接选配。人经验直接选配。特点：配合件公差可以不等，装配质量特点：配合件公差可以不等，装配质量高，且装配速度较快，能满足一定的生高，且装配速度较快，能满足一定的生产节拍要求。产节拍要求。（3）复合选配法）复合选配法34谷风优质3. 修配法修配法各组成环均按经济精度制造各组成环均按经济精度制造，而对其中某一环而对其中某一环（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在（称补偿环或修配环）预留一定的修配量，在装配时用钳

21、工或机械加工的方法将修配量去除，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。使装配对象达到设计所要求的装配精度。定义定义实质实质其实质是其实质是装配时去除补偿环的部分材料以改变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。要求的装配方法。35谷风优质特点特点应用应用特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高特点：组成环可按经济精度制造，但可获得高的装配精度。的装配精度。 但增加了修配工作但增加了修配工作,生产效率低生产效率低,对装配工对装配工人技术要求高。人技术要求高。用于产品结构

22、比较复杂、尺寸链环数较多、用于产品结构比较复杂、尺寸链环数较多、产品精度要求高的单件小批生产的场合。产品精度要求高的单件小批生产的场合。（1）单件修配法）单件修配法（2）合并加工修配法）合并加工修配法（3） 自身加工修配法自身加工修配法修配方法修配方法36谷风优质应用单件修配法必须注意以下几点应用单件修配法必须注意以下几点修配环修配环的选择的选择（1）易于修配、便于装卸易于修配、便于装卸（2）尽量不选公共环为修尽量不选公共环为修配环配环37谷风优质单件修配法解算步骤单件修配法解算步骤 （1）建立装配尺寸链）建立装配尺寸链 （2）选择修配环：）选择修配环： 原则：便于拆装、易于修配；不是公共环。

23、原则：便于拆装、易于修配；不是公共环。 （3）确定其他组成环尺寸的公差和偏差）确定其他组成环尺寸的公差和偏差 （4）验算最大修配量）验算最大修配量fmax=t0-t0不可过大不可过大 （5）计算修配环尺寸的上下偏差）计算修配环尺寸的上下偏差 要点：确保有修配余量要点：确保有修配余量,只有只有1个偏差可以个偏差可以用极值法的公式：用极值法的公式：原则原则另一个偏差用加上或减去公差的办法计算另一个偏差用加上或减去公差的办法计算38谷风优质 右图是右图是ca6140卧室车床主轴局卧室车床主轴局部的装配简图部的装配简图 要求要求a0=0.10.35mm,已知已知各组成环的基本尺寸为各组成环的基本尺寸为

24、a1=43mm,a2=5mm,a3=30mm,a4=3 mm,a5=5mm,a4为标准尺寸为标准尺寸,试按试按修配法求出各组成环的公差及上、修配法求出各组成环的公差及上、下偏差。下偏差。a1a4a5a3a0a2005. 039谷风优质4、调整法、调整法组成环按经济精度加工，组成环按经济精度加工，采用调整的方法改变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或位置，使封闭环达到其公差和极限偏差的要求求。定义定义实质实质其实质是其实质是装配时调节调整件的相对位置，或选装配时调节调整件的相对位置，或选用合适

25、的调整件，使封闭环达到其公差与极限用合适的调整件，使封闭环达到其公差与极限偏差要求的装配方法。偏差要求的装配方法。40谷风优质调整法有三种方法：调整法有三种方法：可动调整法可动调整法选定某个零件为调整环，选定某个零件为调整环，根据封闭环的精度要求，根据封闭环的精度要求，采用改变调整环的位置，采用改变调整环的位置，即移动、旋转或移动旋转即移动、旋转或移动旋转同时进行，以达到装配精同时进行，以达到装配精度的方法。度的方法。41谷风优质42谷风优质43谷风优质 需要计算调整环的各档尺寸及其偏差需要计算调整环的各档尺寸及其偏差固定调整法固定调整法选择一个组成环作调整环，选择一个组成环作调整环，作为调整

26、环的零件是按一作为调整环的零件是按一定尺寸间隔制成的一组零定尺寸间隔制成的一组零件，装配时根据封闭环超件，装配时根据封闭环超差的大小，从中选出某一差的大小，从中选出某一尺寸等级适当的零件来进尺寸等级适当的零件来进行补偿，从而保证规定的行补偿，从而保证规定的装配精度。通常使用的调装配精度。通常使用的调整环有垫圈、垫片、轴套整环有垫圈、垫片、轴套等。等。44谷风优质1、建立尺寸链、建立尺寸链2、选择调整环：选、选择调整环：选a53、确定组成环公差、偏差、确定组成环公差、偏差4、确定调整范围、确定调整范围s=t1+t2+t3+t45、确定分组数、确定分组数i 分组间隔分组间隔=t0-t5 i=s/，取整，取整6、计算调整环、计算调整环a5的尺寸系列的尺寸系列 要求要求a0=0.050.2mm,已知各组已知各组成环的基本尺寸为成环的基本尺寸为a1=115mm,a2=8.5mm,a3=95mm,a4=2.5 mm,a5=9mm,试按固定调整法求出试按固定调整法求出各组成环的公差及上、下偏差。各组