第九章 机械装配工艺

1、机械制造技术基础第九章机械装配工艺本章提要：本章重点介绍为达到装配精度而采取的四种装配方法、各自优缺点和使用场合以及与装配精度相关的尺寸链求解算法。装配方法的分类及其适用场合；完全互换和不完全互换两种装配方法在封闭环公差分配上的区别。9.1.机械装配基本问题概述9.1.1.各种生产类型的装配特点(见表9.1)9.1.2.零件精度与装配精度的关系 1.装配精度通常包括三个方面的含义尺寸精度相互位置精度运动精度 2.由于一般零件都有一定的加工误差，所以在装配时这种误差的积累就会影响装配精度。但不能只靠提高零件的加工精度来达到提高装配精度目的。在一定程度上还必须依赖于装配的工艺技术。9.1.3.装配

2、中的连接方式在装配中，零件的连接方式可分为固定连接(如，焊接、铆接、过盈配合、金属镶嵌件铸造、粘接剂粘合、塑性材料的压制等。)和活动连接(如，各种过渡配合，螺纹连接、圆锥连接等；活动可拆卸的连接可由圆柱面、圆锥面、球面和螺纹面等的间隙配合)两类9.2.保证装配精度的方法9.2.1.互换法9.2.1.1.完全互换法零件加工误差规定应使各有关零件公差和小于或等于装配公差。式中 ：封闭公差(装配公差) ：各有关零件的制造公差 ：组成环的环数，连同封闭在内总环数为m+1装配过程简单，生产率高对工人技术水平要求不高便于组织流水装配和自动化装配便于实现零部件专业化协作备件供应方便只适用于大批、大量生产中装

3、配精度要求高而尺寸链环娄数很少的组合或装配度要求不高的多环尺寸链的组合【例题9.1】解组成环尺寸、公差及偏差。图9.1为某双联转子(摆线齿轮)泵的轴向装配关系图。已知各基本尺，。据要求，冷态下的轴向装配间隙，求组成环尺寸的公差大小和分布位置。求解步骤和方法如下：图9.1双联转子泵的轴向装配关系图画出装配尺寸链图，校验各环基本尺寸。图9.1的下方是一个总环数 尺寸链图，其中：是封闭环，是增环，、及是减环。计算封闭环基本尺寸确定无误。确定各组成环尺寸公差大小和分布位置为了满足封闭环公差的要求，各组成环公差的总和 得超过,即：在具体确定各值的过程中，首先可按各环为“等公差”分配，看一下各环所能分配的

4、平均公差的数值，即：由所得数值可以看出，零件制造加工精度要求不高的，能加工出来，因此用极值解法的完全互换法装配是可行的。但还需要进一步按加工难易程度和设计要求等方面考虑对各环的公差进行调整。考虑到尺寸、及可用平面磨床加工，其公差可规定得小些，而且其尺寸能用卡规来测量，其公差必需符合准公差；尺寸是由镗削加工保证的，公差应给得大些，且此尺寸 属于高度尺寸，在成批生产中常用量具，不使用极限量规测量，故决定选为相依的尺寸。为此确定：尺寸和各为(,属于7级精度基轴的公差)，尺寸为(属于7级精度基准轴的公差)确定相依尺寸的公差和偏差很明显，相依尺寸的公差值应根据式(9.2)计算。由于的公差已确定为，故上、

5、下偏差中只要求出一个即可得解。具体计算如下：根据式(9.4) 求得：【例题9.3】在图9.1所示的尺寸链中，用不完全互换法来估算实际产生的间隙的分布范围。实际上这是一个正计算问题。已知：按式(9.8)可得：按式(9.9)求封闭环平均尺寸和实际分布范围的上、下偏差，得：及：这证明，在实际上尺寸的波动范围要比按极值法计算的范围小一些，如图9.1所示。也就是说，若按概率法计算，尺寸、的公差可以放大些。现在来看一下，尺寸、的公差可以放大多少呢？若与极值法相同，预先确定，则作为相依尺寸的公差可按式(9.12)求出： 即尺寸的公差比按极值法计算扩大了近一倍。而如前所述，用极值法计算出来的为：为了验算结果的

6、正确性，可将上面的结果作正计算：(计算过)即：，说明上面的计算是正确的。9.2.2.选配法零件按经济精度加工，即把尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度，然后选择合适的零件进行装配，以保证封闭环的精度达到规定的技术要求。这种装配方法称为选配法。9.2.1.1.选配法的种类直接选配法分组织选配法就是将组成环的公差按完全互换法(极值法)求的值，加大倍数（一般为24倍），使其能按经济精度加工，然后将加工后零件按测量尺寸分组，再按对应组分别进行装配，以满足装配要求，由于同组零件可以互换，故亦称分组互换法。复合选配法即把加工后的零件进行测量分组，装配时再在各对应组中直接选配。大批、大量流水线装配的实际

7、生产中多采用分组选配法。9.2.2.2.分组选配的一般要求要保证分组后各组的配合精度性质与原来的要求相同图9.4轴孔分组的不配套情况要保证零件组后在装配时能够配套相配零件尺寸不是正态分布，各对应尺寸组中的零件数不等而出现零件不能配套，这在实际生产中是难以避免的。积累相当数量不配套零件后，通过专门加工一批零件来配套。分组数不宜太多（易造成生产紊乱）配合件的表面粗糙度、形状和位置误差必须保持原设计要求，决不能随着公差的放大而降低粗糙度要求的放大形状及位置误差应严格组织对零件的测量、分组、标记、保管和运送工作9.2.2.3.分组选配应用举例【例】某种发动机的活塞销与活塞销孔的装配如图9.5所示，采用

8、分组装配法。假设活塞销与销孔的基本尺寸d,D均为28mm,装配技术要求规定冷态装配时销与销孔间应有0.00250.0075mm过盈量，即：则可求得。若销与销孔采用完全互换法装配，其公差按“等公差法”分配，则它们的公差为：按基轴制原则标注偏差，则其尺寸为：很明显，这样精确的销子是难以加工的，制造很不经济，故生产上常采用分组装配法将它们的公差值均按同向（尺寸减小方向）放大四倍，则活塞销尺寸为，活塞销尺寸为。这样，销轴外圆可用无心磨销加工，销孔可用金属镗加工，然后用精密量具测量，按尺寸大小分成四组，用不同颜色标记，以便进行分组装配。具体分组情况表9.2。组号标志颜色活塞直径分组尺寸范围活塞销孔直径分

9、组尺寸范围过盈量最大值最小值1234浅蓝红白黑28.000027.997527.997527.995027.995027.992527.992527.990027.995027.992527.992527.990027.990027.987527.987527.98500.00250.00250.00250.00250.00750.00750.00750.00759.2.3.修配法在单件小批生产中，当装配精度要求高而且组成环多时，完全互换法或不完全互换法、选配法均不能采用。此时可将零件按经济精度加工，而在装配时通过修配方法改变尺寸链中某一预先规定的组成环尺寸，使之能满足装配精度要求。9.2.3

10、.1.按件修配法如图9.6所示普通机床。若用完全互换法装配，则组成环平均公差为：图9.6影响车床等高度要求的尺寸链联系图这样公差使加工困难，因此一般多采用修配法。根据经济加工精度，订出各组成环的公差为：。、尺寸标注为：；。尾座底厚度尺寸的公差大小，根据半精加工的经济精度规定为0.15mm，至于的公差分布位置则需要通过计算才能确定。具体分组如下（尺寸链如图9.7）按式（9.13）用极值法计算修配环的实际尺寸故：为了保证有一定的接触刚度，底板底面在总装时必须修刮，所以还必须对尺寸进行放大，留以必要的最小修刮量（假设定为0.10mm），则修正后的实际尺寸应为：下面介绍最大修刮量的计算：显然当增环、做

11、得最大，而减环做得最小时，尾座顶尖套锥孔中心线高出主轴锥孔中心线为0.06mm时所刮去的余量就是最大的修刮余量，即：实际修刮时正好刮到高度差为0.06的情况是很少的，所以实际的最大修刮量要稍大于0.39mm9.2.3.2.合并加工修配法(自阅)合并加工，说是原来的组成环、合并成一个环9.2.3.3.自身加工修配法(自阅)应正确的选择修配对象，自首应选择那些只与本项装配精度有关而与其它装配精度项目无关的零件作为修配对象（在尺寸链关系中不是公共环）。应该通过装配尺寸链计算，合理确定修配件的尺寸公差，既保证它具有足够的修配量，又不要使修配量过大9.2.4.调整法调整法的实质与修配法相似，只是具体办法

12、有所不同9.2.4.1.移动调整法所谓移动调整法，就是用改变补偿的位置（移动、旋转或移动和旋转二者兼）以达到装配精度的，调整过程中不需折卸零件，故比较方便。（如图9.9、9.10、9.11）图9.9轴向间隙的调整图9.10齿轮与轴承间隙的调整图9.11自行车轴承间隙调整图9.12保证装配的分组垫片调整法9.2.4.2.固定调整法9.3.装配工艺规程的制订9.3.1.装配工艺规程的内容制定出经济合理的装配顺序，并根据所设计的结构特点和要求，确定机械各部分的装配方法；选择和设计装配中需用的工艺装备，并根据产品的生产批量确定其复杂程度；规定部件装配技术要求，使之达到整机的技术要求和使用性能；规定产品

13、的部件装配和总装配的质量检验方法及使用工具；确定装配中的工时定额；其它需要提出的注意事项及要求。9.3.2.装配工艺规程的制订步骤和方法9.3.2.1.产品分析研究产品图纸和装配时应满足的技术要求；对产品结构进行分析，其中包括装配尺寸链分析、计算和结构装配工艺分析装配单元的划分图9.14装配单元系统示意图零件：组成机器的基本单元合件：合件可以是若干零件永久连接（焊、铆接等）或者是连接在一个“基准零件”上的少数零件的组合。组件：组件是指一个或几个合件与几个零件的组合。部件：一个或几个组件、合件和零件的组合机器：也称产品，它是由上述全部装配单元结合而成的整体。图9.15合件与组件9.3.2.2.装

14、配组织形式的确定组织形式一般分为固定式和移动式两种。固定式装配可直接在地面上进行和在装配台架上分工进行。移动式装配又分为连续移动式和间歇移动式，可在小车上或输送带上进行。9.3.2.3.装配工艺过程的确定装配顺序的确定装配顺序主要根据装配单元的划分来确定。图9.16（a）为一个部件装配工艺流程示意图图9.16装配工艺流程示意图装配工作基本内容的确定清洗刮削过盈连接螺纹连接校正另外：检验、试运转、油漆、包装等一般也属于装配工作。装配工艺设备的确定根据机械结构及其装配技术要求便可确定工作内容。为完成这些工作需要选择合适的装配工艺及相应的设备及工、夹、量具。本章小结：1.保证机器装配精度的工艺方法有四种，分别是互换法、选配法、修配法和高速法