仪器制造工艺学6-仪器装配基础

1、仪器制造工艺学仪器装配基础1第六章 仪器装配基础2概述一 装配的概念1定义按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，并对其进行调试和检测，使之成为半成品或成品的工艺过程。 2分类根据装配的成品分为组装、部装和总装。3概述零件标准件组装组件零件标准件部装部件组件零件标准件总装产品4概述1）零件 机器是由许多零件组成的，零件是机器的最小单元。2）组件 在一个基准零件上，装上若干零件与套件（可无套件）而构成，它没有独立完整的功能。为组件而进行的装配工作称为组装。3）部件 在一个基准零件上，装上若干组件、套件和零件，成为一个具有独立、完整功能的装配单元，称为部件。为形成部件而进行的装配工作称之为部

2、装。 5概述4）基准件 各种装配单元都要首先选定某一零件或低一级的单元作为装配基准件。基准件应当体积或质量较大，有足够的支承面以保证装配时的稳定性。5）总装 在一个基准零件上，装上若干个部件、组件、套件及零件就成为一台机器，为此而进行的装配工作，称之为总装。6概述3内容准备工作： 包括零部件清洗、尺寸和重量分选、平衡等；主要工作： 包括零件的装入、联结、部装、总装；装配过程中的检验、调整、试验和装配后的试运转、油漆、包装等。7概述4地位装配是仪器制造中的最后一个阶段；装配工艺和装配质量影响仪器质量（工作性能、使用效果、可靠性、寿命等）装配过程中可发现设计错误和加工工艺中的错误；装配是产品的最终

3、检验环节。8概述二 仪器装配精度1概念装配精度是装配工艺的质量指标，可根据机器的工作性能来确定。2内容（包括零、部件间的）尺寸精度（指配合精度与距离精度）位置精度（包括平行度、垂直度、同轴度、跳动等）运动精度（包括相对运动时的平行度、直线度、垂直度等）；接触刚度（接触面大小、接触点分布）9概述3与零件精度和装配工艺的关系零件精度直接影响装配精度，是保证装配精度的基础；装配工艺可提高和保证装配精度；装配精度是由相关零件的加工精度和合理的装配工艺共同来保证的。10装配尺寸链及其计算一 装配尺寸链的基本概念及其特征1定义：在仪器的装配关系中，由有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

4、链。2作用查找零件对装配精度的影响；指导制订装配工艺，合理安排装配工序；分析产品结构的合理性。113特点 除有一般尺寸链的特点外，还有：封闭环十分明显，一定是机器产品或部件的某项装配精度；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）；各组成环不是仅在一个零件上的尺寸，而是在几个零件或部件间与装配精度有关的尺寸；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。装配尺寸链及其计算1213二 装配尺寸链的建立1建立装配尺寸链的方法先确定反映装配后技术要求的封闭环，然后根据封闭环的要求查找各组成环；采用粘连法，按照“最少环数”原则建立尺寸链图粘连法：即取封闭

5、环两端为起点，沿装配精度方向，以基准面为线索，一个挨一个，直至找到同一基准零件，甚至同一基准面为止；14“最少环数”原则，又称最短路线原则。15三 装配尺寸链的计算方法装配尺寸链的应用包括两个方面：正向计算：已有产品装配图和全部零件图，已知尺寸链的封闭环，各组成环的基本尺寸、公差及偏差，求封闭环的基本尺寸、公差及偏差；然后和已知条件对比，验证各环精度是否合理。反向计算：产品设计阶段，根据装配精度（封闭环）要求，确定各组成环的基本尺寸、公差及偏差。两种计算的计算方法都通过极值法和概率法求解。161极值法（又称完全互换法）所用公式与工艺尺寸链的相同。这里介绍一个所谓“相依尺寸”的概念，即在装配尺寸

6、链的组成环中选择一个比较容易加工或在生产上受限制较少的组成环尺寸。实际上是选择一个环作为协调环，其它各环必须为标准公差，而协调环可以不是标准公差。举例说明计算过程 17已知：A1=41mm, A3=7mm, A2=A4=17mm；要求轴向间隙为0.050.15mm。 18分析和建立尺寸链封闭环尺寸是验算封闭环的基本尺寸为 = 41 -（17+7+17）= 0各环基本尺寸正确。19确定各组成环公差隔板A3容易在平面磨上磨削，精度容易达到，故选其作为“相依尺寸”（协调环）。 各组成环的平均公差根据基本尺寸的大小和加工的难易程度，调整各组成环的公差为： T(A1)=0.049mm, T(A2)=T(

7、A4)=0.018mm,20计算“相依尺寸”公差为： T(A3)= T(A)- T(A1)+ T(A2)+ T(A4) = 0.1 (0.049 + 0.018 + 0.018 ) mm = 0.015mm 计算“相依尺寸”偏差 列尺寸链竖式解得： 212概率法（又称不完全互换法）极值法的优点是简单、可靠，缺点是当封闭环公差较小、组成环较多时，各组成环公差将很小，给制造带来困难，使成本增加。加工尺寸处于公差带中间部分的是多数，处于极限尺寸的是极少数，装配时同一部件的各组成环恰好都处于极限尺寸的情况就更少见。因此，大批量生产中，装配精度要求高、组成环数目多时，应用概率法解算尺寸链较合理。22用概

8、率法计算得到的各环的平均公差为：因此，比用极值法计算的结果扩大了 倍，从而更便于加工。封闭环的上、下偏差为： Bs(A) = BM(A) + 1/2 T Bx(A) = BM(A) - 1/2 T BM：算术平均值23已知：A1=60(+0.20)mm, A2=57(-0.20mm), A3=3(-0.10)mm, 各组成环均呈正态分布，即分布中心与公差带中心重合求解：封闭环的公差、偏差。解：封闭环的基本尺寸 A=A1-A2-A3 =60-57-3=0封闭环的公差 24封闭环的平均偏差 BM(A)= BM(A1)- BM(A2)- BM(A3) = 0.1-(-0.1)-(-0.05)=0.2

9、5mm封闭环的上、下偏差 Bs(A) = BM(A) + 1/2 T = 0.25 + 0.3/2 = 0.4mm Bx(A) = BM(A) - 1/2 T = 0.25 0.3/2 = 0.1mm封闭环尺寸（略） 25一、互换装配法 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称为互换装配法。此时，装配精度主要取决于零件的加工精度，装配时不经任何调整和修配就可以达到要求的装配精度。互换法的实质就是用控制零件的加工误差来保证产品的装配精度。 1 完全互换装配法 在装配过程中，每个待装配的零件不需任何挑选、调整或修配，装配后即可达到装配精度的要求这种装配方法称为完全互换装配法. 用合

10、理的装配方法达到规定的装配精度，以实现用较低的零件精度达到较高的装配精度，用最少的装配劳动量来达到较高的装配精度。 装配方法26完全互换法的特点： 装配容易，工人技术水平要求不高，装配生产率高；装配时间定额稳定，易于组织装配流水线生产，企业之间的协作与备品问题易于解决。 此法多用于高精度少环尺寸链或低精度多环尺寸链的大批大量生产装配中。当装配精度要求较高，且组成环数目较多时，零件难以按经济精度加工。装配尺寸链采用极值法求解： 1）已知各组成环尺寸及公差和装配技术要求的前提下，核对封闭环是否满足装配要求（正计算）时，封闭环公差与各组成环公差应满足以下关系： 式中 T0L封闭环极值公差； Ti第i

11、个组成环公差； m组成环环数 27 2）已知装配精度（即封闭环）和各组成环公称尺寸，反计算确定各组成环的公差及偏差时，可按以下步骤进行： 第一步，按“等公差”原则，确定各组成环的平均极值公差TavL各组成环的平均极值公差；T0封闭环公差；m组成环环数。 第二步，确定协调环。 公差与分布（极限偏差）不是事先定好的，而是经过计算确定，以便与其它组成环相协调，最后满足封闭环极限偏差的要求，这个组成环称为协调环。 常选便于制造及可用通用量具测量的零件尺寸作为协调环。（根据各组成环的尺寸大小和加工难易，对组成环公差调整）28第三步，根据各组成环尺寸的加工难易程度对它们的公差进行适当的调整。调整时需参照以

12、下原则：a组成环为标准尺寸时，其公差大小和极限偏差在相应标准中已有规定，是既定值。 b对于同时为几个不同装配尺寸链的组成环（称为公共环），其公差及分布位置的确定，应根据对其有严格公差要求的那个装配尺寸链的计算来确定。 c尺寸相近、加工方法相同的组成环，可取相等的公差值。 d难加工或难测量的组成环，可取较大的公差值。 对依据上述原则确定的各组成环的公差采用“入体原则”标注。 29第四步，计算协调环公差及极限尺寸。 协调环公差： 极限尺寸： 3031一、互换装配法2.大数互换装配法 在绝大多数产品中，装配时各组成环不需挑选或改变其大小或位置，装配后即能达到装配精度的要求，但少数产品有可能出现废品的

13、可能性，这种装配方法称为大数互换装配法。它适用于大批大量生产，组成环数较多，装配精度要求较高场合。采用大数互换法装配时，装配尺寸链采用概率解法计算 大数互换法时，组成环的公差可以加大 倍32概率解法正计算时，封闭环的平均基本尺寸和公差值分别为： 封闭环尺寸可用以下两种方法计算：对称公差法：将所有组成环的尺寸变为对称公差，利用变换后的平均基本尺寸和对称公差进行计算。平均偏差：先求出各组成环中间偏差。当组成环的尺寸分布属于对称分布，且分布中心与公差带中心重合，利用下列公式求出封闭环的中间偏差及其上偏差ES0和下偏差EI0： 33二、选择装配法 选择装配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度

14、，然后选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。 1.直接选配法 在装配时，工人从许多待装配的零件中，直接选择合适的零件进行装配，以保证装配精度的要求。 优点：能达到很高的装配精度。 缺点：装配时，工人凭经验和必要的判断性测量来选择零件。所以，装配时间不易准确控制，装配精度在很大程度上取决于工人技术水平。这种装配方法不宜用于生产节拍要求较严的大批大量流水作业中。 这种装配方法适用于装配精度要求高而组成环数又较少的成批或大批量生产中。 34二、选择装配法2 分组选配法 在零件加工时，将各组成环的公差相对完全互换法所求数值放大数倍，将尺寸按经济精度进行加工，再按实际测量尺寸将零件分为数组，按对

15、应组分别进行装配，以达到装配精度的要求，这种方法称为分组装配法。由于同组零件可以互换，此法又称为分组互换法。 分组装配法适用于大批大量生产中装配精度要求高但组成环数较少的情况。 分组装配时的尺寸链计算采用极值解法。 3 复合选配法 零件加工后先检测分组，装配时，在各对应组内经工人进行适当的选配。 这种装配方法的特点是配合件公差可以不等，装配速度较快、质量高、能满足一定生产节拍的要求。 35三、修配装配法 装配时进行修配的零件叫修配件，该组成环称为修配环。由于这一组成环的修配是为补偿其它组成环的累积误差以保证装配精度，故又称为补偿环。 优点：能根据现场条件，放大装配尺寸链中各零件的制造公差，对于

16、装配精度要求很高的多环尺寸链特别有利。 缺点：必须增加一道修配工序，而这道工序需要技术熟练的工人操作，且修配时间不稳定；零件不具有互换性。主要用于单件、小批量生产中。 将尺寸链中各组成环按经济精度制造。装配时，通过改变尺寸链中某一预先确定的组成环尺寸的方法来保证装配精度。 选择补偿环应满足以下要求： 1）便于装拆，易于修配。 2）不应为公共环。36四、调整装配法 在装配时，用改变产品中可调整零件的相对位置或选用合适的调整件以达到装配精度的方法称为调整装配法。 1.固定调整法 在装配尺寸链中，选择某一零件为调整件，根据各组成环形成累积误差的大小来更换不同尺寸的调整件，以保证装配精度要求，这种方法

17、即为固定调整法。常用的调整件有：轴套、垫片、垫圈等。其尺寸链计算如下： 371）选择一易加工装卸的零件为调整件。 2）按加工经济精度确定各组成环公差。除调整件(公差为TK)，按“入体原则”确定其它零件的尺寸及公差分布。 3）计算调整量 4）计算预定调整件尺寸。 5）确定调整件的各组间的尺寸差S=T0-Tk6）计算调整件组数Z=1FS（圆整）。 7）确定各组调整件尺寸四、调整装配法38四、调整装配法2.可动调整法 通过改变调整件的相对位置来保证装配精度的方法。 采用可动调整法可获得很高的装配精度，并且可以在机器使用过程中随时补偿由于磨损、热变形等原因收起的误差，比修配法操作简单，在成批生产中应用

18、广泛。 39四、调整装配法3.误差抵消调整法 在产品或部件装配时，通过调整有关零件的相互位置，使其加工误差相互抵消一部分，以提高装配的精度，这种方法称为误差抵消调整法。这种方法在机床装配时应用较多。40仪器装配工艺规程一、制订装配工艺规程的原则 1 保证产品的质量 2 尽量减少手工劳动量，降低劳动强度3 缩短装配周期，提高装配效率 4 尽量减少装配成本，减少装配占地面积 装配工艺规程就是用文件的形式将装配内容、顺序、检验等规定下来，成为指导装配工作及处理装配工作中所发生问题的依据。 41二、制订装配工艺规程的原始资料 1 产品装配图及验收技术标准2 产品的生产纲领 产品的生产纲领决定了装配的生

19、产类型。生产类型不同，致使装配的生产组织形式、工艺方法、工艺过程的划分、工艺装备的多少、手工劳动的比例均有很大不同。3 生产条件 主要包括现有装配车间面积、工艺装备，及工人技术水平的情况等。 三、装配工艺规程的内容及制订步骤1 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；分析产品的结构工艺性，审核产品装配的技术要求和验收标准；分析计算产品装配尺寸链。 42三、装配工艺规程的内容及制订步骤2 确定装配方法与组织形式1）固定式装配 产品固定在一个工作地上进行装配。2）移动式装配 将零、部件用输送带或输送小车按装配顺序从一个装配地点移动到下装配地点，分别完成一部分装配工件，各装配地点的总和就完成了产品的全部装配