机械制造工艺学课件第六章机器的装配工艺

1、机器装配工艺基本问题概述机器装配工艺基本问题概述保证机器装配精度的方法及装配尺寸链解算保证机器装配精度的方法及装配尺寸链解算装配工艺规程的制订装配工艺规程的制订内容提纲内容提纲6-2 保证机器装配精度的方法及装配尺寸链解算保证机器装配精度的方法及装配尺寸链解算一、装配尺寸链计算一、装配尺寸链计算1.1.装配尺寸链的概念装配尺寸链的概念装配尺寸链是以某项装配精度指标（或装配要求）作为封闭环，查找所有与该项精度指标（或装配要求）有关零件的尺寸（或位置要求）作为组成环而形成的尺寸链。 装配尺寸链的封闭环、组成环装配尺寸链的封闭环、组成环封闭环：是间接保证的。装配尺寸链的封闭环产品或部件的装配精度要求

2、装配精度要求。如装配间隙、过盈量、装配后的位置要求。一个装配精度要求就可以建立一个装配尺寸链。组成环：对装配精度要求有直接影响的那些零、部件上的尺寸和位置关系。分为增环和减环（定义及判断方法同工艺尺寸链）。分类：根据各环的几何特征及所处的空间位置线性尺寸链线性尺寸链 所有环为长度或精度的尺寸链，各环 位于同一平面且彼此平行。角度尺寸链 垂直度、平行度等平面尺寸链空间尺寸链2. 2. 装配尺寸链的分类装配尺寸链的分类3. 3. 装配尺寸链的建立步骤装配尺寸链的建立步骤依据机器装配精度要求，准确地从机械部件图或总装图中找出相应的装配尺寸关系并建立装配尺寸链是解算装配尺寸链的关键。例如链轮与轴装配精

3、度要求控制轴向装配间隙a0。与轴向装配间隙a0直接相关的零件尺寸有a1、a2、a3、a4和a5。下面结合此例说明建立装配尺寸链的步骤。1. 确定封闭环确定封闭环装配尺寸链的封闭环是有关零、部件装配后形成的，具有装配精度要求或装配技术要求的尺寸，一般为某一个配合间隙量或配合过盈量。此例装配尺寸链中，封闭环为a0。3. 3. 装配尺寸链的建立步骤装配尺寸链的建立步骤2. 查找组成环查找组成环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，遵循尺寸链环数最少原则尺寸链环数最少原则。尺寸链环数最少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

4、寸链，即将连接两个装配基准面间的位置尺寸直接标注在零件图上。这样，组成环的数目组成环的数目就等于有关零、部件的数目，即就等于有关零、部件的数目，即“一件一环一件一环”，此时装配尺寸链环数最少此时装配尺寸链环数最少。链轮装配尺寸链中，组成环为a1、a2、a3、a4和a5。 3. 3. 装配尺寸链的建立步骤装配尺寸链的建立步骤3. 画尺寸链图并确定组成环的性质画尺寸链图并确定组成环的性质根据封闭环和找到的组成环画出尺寸链图，并根据尺寸链理论可以确定增减环。建立链轮装配尺寸链图见右图，其中a2是增环，a1、a3、a4和a5是减环。 4. 4. 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的应用

5、可分为正计算正计算和反计算反计算。已知与装配精度有关的各零部件的基本尺寸及其偏差，求装配精度要求的基本尺寸及偏差（封闭环封闭环）的计算过程为正计算，主要用于校核验算。当已知装配精度要求（即已知装配尺寸链封闭环的基本尺寸及其偏差），求解与该项装配精度有关的各零部件基本尺寸及其偏差的计算过程称为反计算，装配尺寸链的反计算主要应用于产品的设计装配尺寸链的反计算主要应用于产品的设计。装配尺寸链的计算方法主要有极值法极值法和概率法概率法两种，主要讲解极值法。二、保证机器装配精度的方法二、保证机器装配精度的方法1.互换装配法2.分组装配法3.修配装配法4.调整装配法1.1.互换装配法互换装配法 完全互换装

6、配法在全部产品中，装配时各组成环不需挑选或不需改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度要求的装配方法，称为完全互换法。例题：【解】 图示齿轮部件，齿轮套在轴上，要求齿轮与挡圈的轴向间隙为0.10.35。已知各零件有关的基本尺寸为：a1 = 30 , a2 = 5 , a3 = 43, （标准件），a5 = 5 。用完全互换法装配，试确定各组成环的极限偏差。【例】a2a3a1a5a4a0图6-1 齿轮与轴部件装配 040.053a1）建立装配尺寸链（图6-1 ）2）确定各组成环的公差公差：按等公等公差法差法计算，各组成环公差为： t1 = t2 = t3 = t4 = t5 = （0.35-0.

7、1）/ 5 = 0.05 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 = 0.07 , t2 = 0.04, t5= 0.03， 3）确定各组成环的偏差偏差：取a5为协调环协调环。a4为标准尺寸，公差带位置确定：， 除协调环以外各组成环公差按入体标注：040.053a 计算协调环偏差：由工艺尺寸链计算公式，得到： ei5 = -0.13 , es5 = -0.10最后可确定：a2a3a1a5a4a0图6-1 齿轮与轴部件装配 07. 00 30 04. 020 06. 0143,5,30aaa10. 013. 055aa2a3a1

8、a5a4a0图6-2 齿轮与轴部件装配尺寸链 2.2.分组装配法分组装配法当采用互换装配法设计零件尺寸公差，零件加工精度过高难以满足加工要求，或者经济性很差时，如果零件数目很少，如只有两件，可以考虑采用分组装配法。1）基本概念分组装配法是先将组成环的公差相对于完全互换装配法所求之公差数值增大若干倍，使组成环零件加工较为经济增大若干倍，使组成环零件加工较为经济。然后，将各组成环零件按实际尺寸进行分组，各对应组零件进行装配，从而达到封闭环公差要求的装配方法。分组装配法又称分组互换法。分组装配法采用极值法计算。2）应用实例下面用发动机活塞与活塞销的装配为例，讲解分组装配方法。例例：发动机活塞销孔与活

9、塞销的结发动机活塞销孔与活塞销的结构如图所示，冷态装配要求活塞销构如图所示，冷态装配要求活塞销孔与活塞销过盈量是孔与活塞销过盈量是0.00250.0075mm。试用分组装配法设计活塞销孔试用分组装配法设计活塞销孔和活塞销的相关加工尺寸。和活塞销的相关加工尺寸。问题分析问题分析：从装配精度看，冷：从装配精度看，冷态装配要求活塞销孔与活塞销过盈态装配要求活塞销孔与活塞销过盈量是量是0.00250.0075mm，装配精，装配精度要求很高。度要求很高。尽管装配涉及零件少，采用互尽管装配涉及零件少，采用互换法计算组成环公差小，零件加工换法计算组成环公差小，零件加工精度要求很高。精度要求很高。解解：1)

10、采用完全互换法装配，则可以设计活塞销孔，活塞销直径。可以验证它采用完全互换法装配，则可以设计活塞销孔，活塞销直径。可以验证它们配合的过盈量符合要求。们配合的过盈量符合要求。但是按照完全互换法设计的活塞和活塞销相当于但是按照完全互换法设计的活塞和活塞销相当于it2，机械加工较为困难。，机械加工较为困难。2) 在实际生产中，分组装配法将活塞销孔和活塞销采用在实际生产中，分组装配法将活塞销孔和活塞销采用相同相同的制造的制造公差等公差等级级，也即，也即公差带宽相同公差带宽相同。在。在相同方向相同方向上上同时放大四倍同时放大四倍，并将零件按照放大后的公差，并将零件按照放大后的公差进行加工制造。进行加工制

11、造。通过通过测量零件实际尺寸测量零件实际尺寸，按照给出的设计尺寸，按照给出的设计尺寸分为四组分为四组，零件分组公差带，零件分组公差带图见下页。图见下页。为了生产操作方便，为了生产操作方便，将分组后零件用颜色标识将分组后零件用颜色标识。同种颜色零件进行装配，具有完全互换性同种颜色零件进行装配，具有完全互换性。 3.特点及应用范围特点及应用范围分组装配法特点是在保证装配精度条件下，分组装配法可降低装配精度对分组装配法特点是在保证装配精度条件下，分组装配法可降低装配精度对组成环的加工精度要求。组成环的加工精度要求。但是但是，分组装配法增加了测量、分组和配套工作。当组成环数较多时，上，分组装配法增加了

12、测量、分组和配套工作。当组成环数较多时，上述工作就会变得非常复杂。述工作就会变得非常复杂。分组装配法适用于成批大量生产中封闭环公差要求很严、尺寸链组成环很分组装配法适用于成批大量生产中封闭环公差要求很严、尺寸链组成环很少的装配尺寸链中。少的装配尺寸链中。例如，精密偶件的装配、精密机床中精密件的装配和滚动轴承的装配等。例如，精密偶件的装配、精密机床中精密件的装配和滚动轴承的装配等。正确采用分组装配法的关键是保证分组后各对应组的配合性质和配合公差正确采用分组装配法的关键是保证分组后各对应组的配合性质和配合公差满足设计要求，并使对应组内相配零件的数量要匹配。满足设计要求，并使对应组内相配零件的数量要匹配。分组装配应符合以下条件：分组装配应符合以下条件：(1) 配合件的配合件的公差应相等公差应相等，公差要，公差要向同方向增大向同方向增大，增大的，增大的倍数应等于分组数倍数应等于分组数。(2) 由于装配精度取决于分组公差，故配合件的表面粗糙度和形状公差均需由于装配精度取决于分组公差，故配合件的表面粗糙度和形状公差均需与分组公差相适应，