机器装配工艺过程设计.

1、第五章第五章机器装配工艺过程设计机器装配工艺过程设计5-1 概述概述5-2 装配工艺规程的制定装配工艺规程的制定5-3 机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性5-4 装配尺寸链装配尺寸链5-1 概述概述 组成机器的最基本单元是零件。为保证有效进行装组成机器的最基本单元是零件。为保证有效进行装配，通常将机器划分为若干个能独立进行装配的部分，配，通常将机器划分为若干个能独立进行装配的部分，即装配单元。即装配单元。一、装配的基本概念一、装配的基本概念装配装配：根据技术要求，将若干零件组合成一个整体：根据技术要求，将若干零件组合成一个整体（组件、部件）或产品的过程。（组件、部件）或产品的过程。装装配

2、工作的基本内容配工作的基本内容清洗清洗去除粘附在零件上的灰尘、切屑和油污。清洗后的零件通常还具有一定的中间防锈能力。联接联接可拆卸联接可拆卸联接螺纹联接、键联接和销钉联螺纹联接、键联接和销钉联接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。接等，其中以螺纹联接的应用最为广泛。不可拆卸连接不可拆卸连接焊接、铆接及过盈连接等。焊接、铆接及过盈连接等。校正、调整与配作校正、调整与配作校正校正是指产品中相关零部件相互是指产品中相关零部件相互位置的找正、找平及相应的调整位置的找正、找平及相应的调整工作。工作。 配作配作通常指配钻、配铰、配刮和通常指配钻、配铰、配刮和配磨等。配磨等。平衡平衡防止运转平稳性要求较高的机

3、器在使用中出防止运转平稳性要求较高的机器在使用中出现振动。现振动。验收试验验收试验根据有关技术标准和规定，对其进行比较全根据有关技术标准和规定，对其进行比较全面的检验和试验。面的检验和试验。1. 1.套件及套装套件及套装套件：是在一个基准零件上，装上一个或若套件：是在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的，是最小的装配单元（如轴干个零件构成的，是最小的装配单元（如轴承）承）为此进行的装配工作为此进行的装配工作套装。套装。零件名称编号 件数2. 2.组件及组装组件及组装组件：由若干零件组合而成的装配单元。组件：由若干零件组合而成的装配单元。在基体零件上拼装若干零件和套件在基体零件上拼装若干零

4、件和套件组装。组装。零件连杆体010011零件连杆盖010021零件衬套010031组件组件连杆01-011名称编号 件数连杆01-011连杆盖010021衬套010031连杆体010011名称编号 件数组件名称编号 件数基体零件名称编号 件数零件名称编号 件数零件名称编号 件数零件组件装配系统图组件装配系统图冷压3. 3.部件及部装部件及部装 部件在机器中部件在机器中能完成一定的、能完成一定的、完整的功能。完整的功能。名称编号 件数部件名称编号 件数基体零件名称编号 件数零件名称编号 件数零件名称编号 件数组件部件装配系统图部件装配系统图4. 4.总装总装总件装配系统图总件装配系统图5.2

5、装配工艺规程的制定装配工艺规程的制定1. 装配工艺规程的内容 2. 制订装配工艺过程的步骤（1）进行产品分析。 a.分析产品图样，掌握装配的技术要求和验收标准。 b.对产品的结构进行尺寸分析和工艺分析。 在此基础上，结合产品的结构特点和生产批量， 确定保证达到装配精度的装配方法。 c.研究产品分解成“装配单元”的方案，以便组织平行、流水作业。 2. 制订装配工艺过程的步骤 2. 制订装配工艺过程的步骤（1）进行产品分析。 a.分析产品图样，掌握装配的技术要求和验收标准。 b.对产品的结构进行尺寸分析和工艺分析。 在此基础上，结合产品的结构特点和生产批量， 确定保证达到装配精度的装配方法。 c.

6、研究产品分解成“装配单元”的方案，以便组织平行、流水作业。 2. 制订装配工艺过程的步骤（2）确定装配的组织形式。 （3）拟定装配工艺过程。 （4）编写装配工艺文件。 第五章第五章 机器装配工艺过程设计机器装配工艺过程设计5-1 概述概述5-2 装配工艺规程的制定装配工艺规程的制定5-4 装配尺寸链装配尺寸链5-5 保证装配精度的装配方法保证装配精度的装配方法5-3 机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性5-3 机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性 所谓所谓机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性是机器或产品在满足是机器或产品在满足技术要求的前提下，装配的可行性和经济性。技术要求的前提下

7、，装配的可行性和经济性。具体要求：具体要求： 相连接的零、部件少用或不用修配和机械加工；相连接的零、部件少用或不用修配和机械加工；劳动量小；时间短。劳动量小；时间短。一、机器结构应能分解成独立的装配单元一、机器结构应能分解成独立的装配单元 可实现平行作业、专业协作（分部件装配、调试）；可实现平行作业、专业协作（分部件装配、调试）； 有利于产品的改进和更新换代（局部结构变动）；有利于产品的改进和更新换代（局部结构变动）； 有利于机器的维护检修、包装、运输。有利于机器的维护检修、包装、运输。操纵箱操纵箱箱体箱体操纵箱操纵箱箱体箱体2.2.减少装配时的修配和机械加工减少装配时的修配和机械加工3. 3

8、. 机器结构应便于装配和拆卸机器结构应便于装配和拆卸4. 4. 连接配合要可靠连接配合要可靠装配结构工艺性举例装配结构工艺性举例5.3 机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性5.3 机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性第五章第五章机器装配工艺过程设计机器装配工艺过程设计5-1 概述概述5-2 装配工艺规程的制定装配工艺规程的制定5-3 机器结构的装配工艺性机器结构的装配工艺性5-4 装配尺寸链装配尺寸链5.4.1 装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立建立装配尺寸链的依据是装配精度。建立装配尺寸链的依据是装配精度。1.装配精度装配精度例如：轴与孔配合的间隙或过盈； 轴向间隙旋转件与固定件间的间

9、隙 不同旋转速度件间的间隙 因轴向定位所需的间隙 因装配的可靠性而规定的间隙5.4 装配尺寸链的建立装配尺寸链的建立建立装配尺寸链的依据是装配精度。建立装配尺寸链的依据是装配精度。5.4.1.装配精度装配精度例如：轴与孔配合的间隙或过盈； 轴向间隙旋转件与固定件间的间隙 不同旋转速度件间的间隙 因轴向定位所需的间隙 因装配的可靠性而规定的间隙A3A2A1A01主轴箱 2尾座 3底板 4床身1234例：在普通车床的装配中，前、后顶尖的不等高严格控制在00.06mm的范围内，且只允许后顶尖比前顶尖高。A0A1A3A2(c)A3A2A1A012345-4 装配尺寸链装配尺寸链A3A1A4A5A2A0

10、轴向装配尺寸链。A2A0A3A4A5A1 四、四、 尺寸链的计算公式（尺寸链的计算公式（极值法极值法）minmjjiAAA1110minmjjiAAA11minmaxmax0minmjjiAAA111maxminmin0（1）（2）（3）minmjjiAEIAESAES1110)()()(minmjjiAESAEIAEI1110)()()(（4）（5）110)()(niiATAT（6）5.4.3 保证装配精度的方法保证装配精度的方法1.互换装配法互换装配法1. 完全互换法装配 mimiTTTTT1021A4A3A2A1A0双联转子泵装配示意图在产品装配中，装配尺寸链各组成环的公差按下式确定：在

11、产品装配中，装配尺寸链各组成环的公差按下式确定： Ti：第i个组成环公差； T0：封闭环公差要求值（装配精度要求） 显然，这种装配方法是用极值法进行计算的，装配时，零件完全可以互换。A0=0、A4=41、A1=A3=17 、A2=7，要求在冷态下的轴向装配间隙应为0.050.15mm ，试确定各组成环公差和极限偏差。 例1 如图为某双联转子泵轴向装配关系图，已知各基本尺寸：A4A3A2A1A0解：采用极值法计算该装配尺寸链建立装配尺寸链。 确定其封闭环、增环、减环。 15. 005. 000A11100717241nkjjkiiAAA计算可知，各环基本尺寸的确定无误。A0A1A2A3A4公差确

12、定方法：平均公差法、经验法、等精度法等。确定组成环公称公差和极限偏差。 （1）平均公差法各组成环平均极值公差：mmmTTm025. 041 . 00mmAA0025.03117mmA0025. 027确定协调环A4的偏差： A0A1A2A3A4)()()()()(32140AESAESAESAEIAEI0)(05. 04AEI05. 0)(4AEI075. 0)(4AES075. 0050. 0441A（2）经验法 各组成环平均公差：0.025mm 根据各组成环基本尺寸大小及零件加工难易程度，以平均极值公差为基础确定各组成环极值公差，但各组成环公差Ti的总和不得超过0.1mm。由此确定： mm

13、AA0018. 03117按IT7级精度取值mmA0015. 027按IT7级精度取值A0A1A2A3A4确定协调环的公差和及偏差 为协调环4AmmTTTTT049. 0)015. 02018. 0(1 . 0)(32104)()()()()(32140AESAESAESAEIAEI)000()(05. 04AEImmAEI05. 0)(4mmT049. 04mmA099. 0050. 0441 课堂习题：课堂习题： 如图所示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.100.35mm。A1=30、A2=5、A3=43 、 (标准件) 、 A5=5，采用完全互换

14、法装配，确定各组成环公差和极限偏差。 005. 043A5.4.3 保证装配精度的方法保证装配精度的方法1.互换装配法互换装配法1. 完全互换法装配 特点：特点： 装配工作简单，生产率高；装配工作简单，生产率高； 装配时间定额稳定，易于组织装配流水线；装配时间定额稳定，易于组织装配流水线； 对零件的技术要求高，零件加工相对困难；对零件的技术要求高，零件加工相对困难； 多用于精度不是太高的短环装配尺寸链；多用于精度不是太高的短环装配尺寸链； 需用极值法解相应的尺寸链，即：满足需用极值法解相应的尺寸链，即：满足miiTT1002222112TTTTTmmii 在产品装配中，装配尺寸链各组成环的公差

15、按下式确定：即：各有关零件公差值的平方之和的平方根小于或等于装配公差。不完全互换装配法一般采用概率法进行装配尺寸链计算。2. 不完全互换法装配 02222112TTTTTmmiimimiTTTTT1021MTTT21设：（1）（2）按（1）式计算101nTTM按（2）式计算102nTTM（3）（4）121nTTMM完全互换法装配与不完全互换法装配的比较完全互换法装配与不完全互换法装配的比较 课堂习题课堂习题2： 如图所示装配关系，轴是固定的，齿轮在轴上回转，要求保证齿轮与挡圈之间的轴向间隙为0.100.35mm。A1=30、A2=5、A3=43 、 (标准件) 、 A5=5，采用不完全互换法装

16、配，确定各组成环公差和极限偏差。 005. 043A 例：在汽车发动机中，活塞销与活塞销孔的配合要求是很高的。如图所示为为某发动机活塞销与活塞销孔的装配关系，销与销孔的基本尺寸为28mm，根据装配技术要求，活塞销直径d 和销孔直径D 在冷态装配时应有0.00250.0075mm的过盈量。SmaxSmindmindmaxDmaxDmin 确定装配方法，并确定孔和销的尺寸及偏差。二、选择装配法二、选择装配法00025. 028d0050. 00075. 028DmmDdS0025. 0maxminminmmDdS0075. 0minmaxmax 封闭环的公差为：封闭环的公差为： 0050. 000

17、25. 00075. 0minmax0YYT 若采用完全互换法装配，则活塞销和销孔的平若采用完全互换法装配，则活塞销和销孔的平均极值公差均极值公差: :最大过盈量最小过盈量0025. 0DdTT 取活塞销公差带分布位置为单向负偏差，则其取活塞销公差带分布位置为单向负偏差，则其尺寸为尺寸为: :相应地，可求得销孔尺寸应为相应地，可求得销孔尺寸应为: :DdS 显然，制造这样精确的活塞销和销孔很困难显然，制造这样精确的活塞销和销孔很困难, ,也很不经济。也很不经济。SmaxSmindmindmaxDmaxDminTdTdTD 在实际生产中，采用分组选择装配法的步骤是：在实际生产中，采用分组选择装配

18、法的步骤是：将活塞销和销孔的上述公差值按同方向放大将活塞销和销孔的上述公差值按同方向放大n倍（经倍（经济可行的程度）济可行的程度）本例为本例为4倍。倍。00025. 028d0075. 00025. 028d0050. 00075. 028D0025. 00075. 028D010. 040025. 0dT010. 040025. 0DT 这样，机械加工中，活塞销可用无心磨、销孔这样，机械加工中，活塞销可用无心磨、销孔可用金刚镗分别加工就可达到精度。可用金刚镗分别加工就可达到精度。 即：即： 加工的问题解决了，可是装配能否达到要求呢？加工的问题解决了，可是装配能否达到要求呢？如果把按公差扩大后

19、如果把按公差扩大后( (零件的公差扩大后，其尺寸变动范围零件的公差扩大后，其尺寸变动范围也扩大了也扩大了) )加工合格的零件直接进行装配，显然是不能加工合格的零件直接进行装配，显然是不能达到要求的。达到要求的。TdTD 本例公差扩大了本例公差扩大了4 4倍，所以活塞销和销孔也相应倍，所以活塞销和销孔也相应分成分成4 4组，每组的尺寸间隔为组，每组的尺寸间隔为0.0025mm0.0025mm。采取的办法是：1.对加工后的零件进行测量，然后，根据测量的数据将零件分组，分组数与公差扩大的倍数相等。0025. 00025. 0TdTD12342.2.装配时，同颜色的活塞销装配时，同颜色的活塞销和销孔（

20、即对应组）装配在和销孔（即对应组）装配在一起。例：红色组的销和红一起。例：红色组的销和红色组的销孔，将它们放在一色组的销孔，将它们放在一起装配。起装配。组别 活塞销直径 0075. 00025. 028d活塞销孔直径 0025. 00075. 028d00025. 028d0025. 0028d0050. 00025. 028d0075. 00050. 028d配 合 情 况 最小过盈 最大过盈 标志颜色 0050. 00075. 028d0025. 00050. 028d00025. 028d0025. 0028d1 234 0.0025 0.0075 0.0025 0.0025 0.002

21、5 0.0075 0.0075 0.0075 分组分组选择装配法的总结：选择装配法的总结：（1 1）分组）分组选择装配法是将零件的制造公差适当放宽到经济可行选择装配法是将零件的制造公差适当放宽到经济可行的程度的程度扩大公差。扩大公差。（2 2）零件制造合格后，对其进行测量和分组，分组数等于公差）零件制造合格后，对其进行测量和分组，分组数等于公差扩大的倍数扩大的倍数分组。分组。（3 3）装配时，在对应组内进行装配。）装配时，在对应组内进行装配。活塞销与活塞销孔的分组尺寸 图 分组互换中各组尺寸分布不对应的情况 A3A2A1A01主轴箱 2尾座 3底板 4床身1234例：在普通车床的装配中，前、后

22、顶尖的不等高严格控制在00.06mm的范围内，且只允许后顶尖比前顶尖高。A0A1A3A206. 0000A2021A462A1563A三、修配装配法三、修配装配法 从尺寸链可以看出：当修配环 A2被修配后（尺寸变小），封闭环实际尺寸 也将变小注意所修配的面。思考思考： 变小是否意味着尾架套孔的轴心线相对于主轴锥孔轴心线越来越低？0A0A答案是肯定的！ 当然，还需明确：装配精度要求要满足。因此，A2的偏差位置确定则需依据实际封闭环的位置。A0A1A3A2 封闭环要求的位置与实际位置对比出现这样的情况：T0A0maxA0min封闭环要封闭环要求的位置求的位置修刮可修刮可合格。合格。max0Amin

23、0A封闭环的封闭环的实际实际位置位置0T只有封闭环的尺寸只有封闭环的尺寸处于这一范围才合格处于这一范围才合格不合格，也不合格，也不可修刮。不可修刮。T0A0maxA0min封闭环要封闭环要求的位置求的位置封闭环的封闭环的实际实际位置位置0TA0max封闭环的实际尺寸最小值恰好等于装配要求所规定的封闭环最小尺寸，此时因封闭环实际尺寸超差而需进 max0Amin0A0T封闭环的实际位置T0A0min封闭环要求的位置计算原则： 而 与修配尺寸链中各组成环的关系为： min0min0AA11max1minmin0nmjjmiiAAAmin0A 值得注意的是：在解算修配法装配尺寸链时，有另外一种情况，即

24、在修配环被修配时，封闭环随之而变大，那么，只有当封闭环的实际尺寸小于封闭环所要求的尺寸时，才能通过修配来达到装配精度要求。如果封闭环的实际尺寸已大于所要求的尺寸了，则基本无法修配，故此时应根据封闭环实际尺寸的最大值 恰好等于装配要求所规定的封闭环最大尺寸 的关系来进行计算。 max0Amax0Amax0max0AA11min1maxmax0nmjjmiiAAAMA3A0A2A1压板 试以确定A3的尺寸与偏差，并确定最大修配余量为多少？ 如图为车床大拖板与导轨的装配简图，要求保证间隙：A0=00.07mm，现选择压板为修配件，修刮M平面保证间隙。已知：，012. 0230A，24. 00110A

25、mmAT1 . 0)(3解：建立尺寸链。当修配M平面时， A3尺寸变大， A0也变大，故：只有当封闭环的实际尺寸小于小于封闭环所要求的尺寸时，才能通过修配来达到装配精度要求。 A3A0A2A1max0max0AA封闭环误差实际值max0Amin0A0TT0A0maxA0min封闭环误差规定值max0max0AA11min1maxmax0nmjjmiiAAAA3A0A2A1，012. 0230A，24. 00110AmmAT1 . 0)(312. 03024.1007. 0max3A71.19max3A61.19min3 A29. 039. 0)(3203ATAMA3A0A2A1压板P 如果修刮

26、P平面，又将如何确定A3呢？A3A0A2A1封闭环误差实际值T0A0min封闭环误差规定值A0maxmin0A0Tmax0Amin0Amax0Amin0min0AA修配环尺寸的确定修配环尺寸的确定（1）修配环被修配时，尺寸“越修越小”。此时封闭环实际最小极限尺寸A0min 不能小于封闭环所允许的最小尺寸A0min。（2）修配环被修配时，封闭环尺寸“越修越大”。此时封闭环实际最大极限尺寸A0max 不能大于封闭环所允许的最大尺寸A0max。（3）最小修配量即为刮研量。在修配环的基本尺寸中要加上刮研量。刮研量既要足够，又不能太大。三、修配装配法三、修配装配法 生产中通过修配来达到装配精度的方法很多

27、，常见的有以下三种：（1）单件修配法 单件修配法就是在多环尺寸链中，选定某一固定的零件作修配件（补偿环），装配时用去除金属层的方法改变其尺寸，以达到装配精度的要求。（2）合并加工修配法 合并加工修配法是将两个或更多个的零件合并在一起加工修配，合并后的零件作为一个组成环，从而减少组成环数，有利于减小修配量。1. 修配的方法（3）自身加工修配法 在机床制造中，有一些装配精度要求，总装时用自己加工自己的方法去达到，这种方法称为自身加工修配法。四、调整装配法四、调整装配法1. 可动调整法 如图a所示为车床主轴箱中调整轴承间隙的装置。调整时，先将螺母2放松，转动调节螺钉1即可调节轴承内圈、滚动体、外圈之间的间隙，以保证轴承在转动时，既有足够的刚性又不至于过分发热。间隙调整好后，仍需将螺母2拧紧。 卧式车床横刀架采用楔块5调整丝杠3和前螺母1、后螺母4之间的装置。该装置